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토마토 코이어 수경재배에서 FDR센서, 적산일사량센서 및 타이머 급액방식에 따른 급배액량, 생육 및 과실수량 비교
최은영(Eun-Young Choi),김희용(Hee-Yong Kim),최기영(Ki-Young Choi),이용범(Yong-Beom Lee) (사)한국생물환경조절학회 2016 생물환경조절학회지 Vol.25 No.1
비순환식 고형배지경에서 배액이 토양과 지하수 오염을 발생시키는 문제를 해결하고자 그 동안 연구된 데이터를 바탕으로 배액 최소화 재배방식을 확립을 위해 본 연구는 토마토 코이어 수경재배농가 시설에서 FDR 센서, 적산일사량 센서 및 타이머를 이용하여 토마토를 재배하며 급배액량, 생육 및 생산량을 비교하였다. 정식 후 88일까지 일일 식물체당 평균 급액량은 처리구에 따른 큰 차이가 없었다. 하지만 정식 후 88일 이후 107일 까지 TIMER, FDR, IR 제어구 각각의 일일 식물체당 평균 급액량은 IR(2125mL) > TIMER(2063mL) > FDR(1983mL) 수준이었고 108일부터 120일 까지는 IR(2000mL) > TIMER(1664mL) > FDR(1500mL) 수준이었다. 배액률은 TIMER 제어구의 경우 5~12%, FDR센서 제어구의 경우 0~7%, IR 제어구의 경우 12~19% 수준으로 IR > TIMER > FDR 순이었다. 정식 후 88일 이후부터는 FDR과 IR 제어구가 급액량에 상이한 결과를 보였는데, 이는 재배 후기 즉, 5월 20일 이후 (정식 후 94일) 누적일사량의 증가로, IR 제어구에서는 급액이 증가된 반면 FDR 센서 처리구는 적심 이후 30일이 경과된 6월 2일경부터 IR 제어구 보다 일일 급액량이 평균 500mL 적게 공급된 결과이다. 식물체 생육 및 상품과 수량도 급액방식에 따른 통계적 유의차는 없었지만, 당도는 FDR 처리구에서 TIMER 처리구에 비해 약 11%, IR 처리구에 비해 약 18% 높았다. Water drainage from the open hydroponics often causes significant environmental pollution due to agrochemicals and loss of water and nutrients. The objectives of this study were to show the potential application of an irrigation schedule based on threshold values of volumetric substrate water content for tomato (Solanum lycopersicum L. ‘Samsamgu’) cultivation in a commercial hydroponic farm during spring to summer cultivation. This study was performed for minimizing effluent from coir substrate hydroponics using a frequency domain reflectometry (FDR) sensor-automated irrigation, as compared with an integrated solar-radiation (IR) and conventional timer-irrigation (TIMER) after transplanting. In results, no significant difference in daily irrigation volume was found among the treatments until 88 days after transplant (DAT). However, during the 88 to 107 DAT, the daily irrigation volume was in the order of IR (2125 mL) > TIMER (2063 mL) > FDR (1983 mL), and during the 108 to 120 DAT, it was in the order of IR (2000 mL) > TIMER (1664 mL) > FDR (1500 mL). The lowest drainage volume was observed in the FDR treatment with the order of IR (12~19%) > TIMER (4~12%) > FDR (0~7%) during the entire growing period. A lower irrigation volume in the FDR treatment after 88 DAT may be due to the sensor’s detecting capacity for less water absorption by plant after completing fruit maturity with apical pruning and removal of lower leaves, while a higher irrigation volume in the IR treatment may be due to gradual increase in integrated solar-radiation amount as closer to summer season. There was no significant difference in plant growth and fruit yield among the treatments; however, a 11% and 18% of higher soluble sugar content was observed in the FDR than that of TIMER and IR treatment. respectively.
발효옻 추출물의 헬리코박터파이로리 생장억제 및 항염증 활성
최은영(Eun Yeong Choi),석기태(Ki Tae Suk),최한석(Han Seok Choi),김명곤(Myung Kon Kim),권용수(Yong Soo Kwon),김명조(Myong Jo Kim) 한국식품과학회 2016 한국식품과학회지 Vol.48 No.5
본 연구는 장수버섯(Fomitella fraxinea)을 이용하여 발효처리 한 무독화 옻나무 추출물의 위장기능 개선능을 확인하고자 발효옻추출물을 이용하여 H. pylori 생장억제활성, 위암세포 생장억제활성과 항염증 활성을 평가하였다. H. pylori를 접종한 배지에 발효옻 추출물을 농도별로 첨가하였을 때 2.0 mg의 농도에서 4.0 mm의 생장억제환을 확인하였으며, 발효옻 추출물을 배지에 1.0-5.0 mg 농도로 혼합한 후 H. pylori을 접종한 경우에도 생장억제능이 확인되었다. 이를 바탕으로 세포 수준에서 H. pylori에 의해 유발된다고 알려진 위암과 위염 개선능을 평가하고자 세포독성을 나타내지 않은 0.1-1.0 mg/mL의 농도범위로 AGS 위암세포 생장억제활성 및 NO 생성 저해율을 확인하였다. 실험결과 0.25 mg/mL 이상의 농도에서 20% 이상의 위암세포 생장억제활성을 확인하였으며, LPS로 염증을 유도한 RAW 264.7 세포에서 추출물 0.25 mg/mL처리시 90%의 높은 NO 생성 저해율을 확인하였다. 염증유발인자인 iNOS와 COX-2의 발현 억제율은 0.50 mg/mL 농도에서 각각 50, 10%의 억제율을 보여 NO 생성저해율은 iNOS에 의한 영향인 것으로 사료된다. 상기 결과로 발효옻 추출물은 H. pylori 생장억제능 및 높은 NO 생성저해 활성이 확인됨으로서 간접적인 위암발생 억제제 및 항염증제로서의 이용가능성을 확인 하였다. 따라서 발효옻 추출물을 이용한 위장개선 식의약 소재로 서의 개발 가능성이 매우 높은 것으로 생각되며 이를 위해 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다. This study was designed to investigate the beneficial effects of fermented Rhus verniciflua stem bark extract (RVSBE) on the stomach. We evaluated RVSBE for its antimicrobial activity against Helicobacter pylori (H. pylori), along with its ability to reduce the viability of human gastric cancer AGS cells. In addition, its anti-inflammatory effect was examined by evaluating nitric oxide (NO) production, and inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase (COX)-2 mRNA expression in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 cells. RVSBE showed antimicrobial activity, as 2.0 mg of the extract produced a clear inhibition zone of 4.0 mm. RVSBE inhibited the growth of AGS cells by 20% at concentrations ranging from 0.25-1.0 mg/mL. Regarding the anti-inflammatory effects of RVSBE, at 0.1-1.0 mg/mL, the extract showed more than 75% inhibition of NO production. In addition, cells treated with 0.25 mg/mL RVSBE showed a 25% decrease in iNOS mRNA levels compared to those in the LPS-treated cells. These results suggest that RVSBE may have significant inhibitory effects on inflammatory mediators, and therefore, may be a potential anti-inflammatory candidate.
UVB에 조사된 HaCaT Keratinocytes에서의 유색미에 의한 Matrix Metalloproteinases 발현억제 메커니즘
최은영(Eun-Young Choi),이재봉(Jae-Bong Lee),김도훈(Do-Hoon Kim),권용삼(Yong-Sham Kwon),천정윤(Jung-Yoon Cheon),이진태(Jin-Tae Lee) 한국식품영양과학회 2017 한국식품영양과학회지 Vol.46 No.5
본 연구에서는 선별된 유색미 5품종에 대한 자외선 조사에 따른 노화 억제 기전을 확인하고자 항산화 활성과 활성산소종(ROS) assay를 분석하였으며, 주름형성을 유발하는 효소인 MMPs와 그 upstream인 MAPK pathway(ERK, JNK 및 p38)에서의 인산화 발현을 얼마나 저해하는지를 분석하였다. 유색미 5품종 가운데 전자공여능과 ABTS 소거활성 결과, 신토흑미 에탄올 추출물(SRE)과 흑설 에탄올 추출물 (HE), SRE와 흑설 열수 추출물(HW)이 각각 뛰어난 소거활성을 보였으며, collagenase 저해 활성 결과 HE가 전 농도에서 고르게 높은 저해효과를 나타내었다. 또한, ROS assay에서 SE와 HE가 전 농도에서 매우 효과적인 ROS 생성억제를 나타냄에 따라 우리는 선별된 유색미 가운데 HE를 이용하여 MMPs와 MAPK의 발현억제 pathway를 확인하였다. 그 결과 pro-collagen type Ⅰ은 100 μg/mL의 농도에서 발현이 증가하였고, MMP-1과 -13은 농도 의존적으로 발현이 억제되었으며, ERK와 p38의 인산화 또한 농도 의존적으로 억제하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과에 따라 MMPs의 mRNA 발현을 확인하기 위한 RT-PCR을 실시하였으며, MMP-1과 3의 mRNA의 발현은 농도 의존적으로 감소하였고 MMP-9는 HE를 100 μg/mL의 농도로 처치한 경우에 발현이 감소하였음을 확인하였다. 선별된 유색미 5종의 에탄올 추출물은 항산화 활성이 우수하였고, 특히 HE의 주름억제 활성 효능을 확인함에 따라 기능성 식품・화장품 분야에서 주름개선 및 항노화 소재로서의 가능성을 확인하였다. In this study, we investigated the anti-oxidant activities [electron-donating ability (EDA), 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging ability, and reactive oxygen species (ROS) inhibitory activity], anti-wrinkle activities [collagenase inhibitory activity, suppression and/or phosphorylation of matrix metalloproteinases (MMPs), and mitogen-activated protein (MAP) kinase activity], and mRNA expression levels using reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) assay in ultraviolet (UV) B ray (50 mJ/cm2)-irradiated human keratinocyte HaCaT cells. Josaengheugchal, Sinneungheugchal (SE), Shintoheug rice, Heugjinju rice, and Heugseol (HE) among colored rice varieties were reported to have excellent antioxidant properties. In the EDA and ABTS radical scavenging assays, extracts of the five colored rice varieties had scavenging activities of 72% at concentrations higher 50 μg/mL. In the collagenase inhibition assay, ethanol extracts of the five colored rice varieties showed high inhibitory effects of about 60% at concentrations higher 25 μg/mL. In the ROS inhibition assay, ethanol extracts of HE and SE showed very excellent inhibition efficacies at all concentrations. We determined molecular biological mechanisms of MMPs (MMP-1, -3, -8, and -13) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) with HE, and the results show that HE suppressed expression of MMPs and phosphorylation of MAPK and increased expression of pro-collagen type Ⅰ in UVB-irradiated cells. It was also confirmed by RT-PCR that HE reduced expression of MMPs mRNA. Therefore, these results suggest that HE has anti-wrinkle and collagen production effects and may be used as a material in the development of functional food and cosmetic industries.