연구개발보고서초록 과 제 명 ( 국문 ) 부가가치증진을위한바위솔의주년재배체계확립과약리성분의변화탐색 ( 영문 ) Systemic establishment of round-year cultivation for Orostachys japonicus A. Berger and investigation on its pharmaceutically-active components for improvement of added-value 주관연구기관경상대학교총괄연구 책임자참여기업 ( 성명 ) 신성철 ( 소속 ) 경상대학교자연과학대학기초과학부 계 180,000,00 0 총연구기간 2004.5.25~2007.5.24 ( 3 년 0 월 ) 총연구개발비 (180,000 천원 ) 정부출연금 180,000,00 0 총인원 11 총참여기업부담금내부인원 11 연구원수 연구기관부담금외부인원 0 연구개발목표및내용가. 연구개발목표한국에서바위솔은암치료와건강식품에이용되는중요한식물중의하나이다. 본연구를통해바위솔을재배하는농가의소득증진에기여하고자한다. 우리들에의해제공되는주년재배에대한노하우는바위솔을년중출하할수있도록하여가격의안정화에도움이될것이다. 여러가지주년재배조건하에서성장된바위솔의생물활성물질의함량은자연산의그것보다낮지않다는사실을입증하려하였다. 또한약리효과가있는물질의농도와생물학적활성을평가하였다. 본연구에서소개하는주년재배와관련된가치있는정보들이바위솔을재배하는농가중요한노하우가되고산업적으로이용되어높은부가가치를창출하도록하는것이본연구의핵심목표이다.
나. 연구내용제 1 세부과제여러가지조건하에서재배된바위솔과자연산바위솔의생물학적활성물질의함량이평가되었다. 특히폴리페놀, 폴리페놀배당체와같은극성유기화합물의함량과테르펜및스테로이들포함하는비극성물질의함량이고성능액체크로마토그래피, 기체크로마토그래피및다른전형적인분광학적방법을이용하여평가하였다. 항산화효과, 항미생물및항암효과와같은바위솔의생물학적활성이체계적인방법을통하여연구되었다. 제 2세부과제바위솔의주년재배체계를확립하기위하여정식유묘의크기및시기, 일장, 온도, 광도, night-break 처리시기및화서제거가추대및개화에미치는영향과농가수익성과관련된질소, 인산, 카리의시비량에따른생장과개화반응을추적하고이러한연구결과를토대로월동기이후까지의재배가능성을추적하였다. 연구결과제 1 세부과제활성성분의함량조사페놀산에속하는 4-hydorxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, gallic acid 및 methyl gallate의네가지폴리페놀과 flavonol aglycone에속하는 kaempferol 및 quercetin 두가지폴리페놀및플라보놀에속하는 kaempferol-3-o-β-d-glucoside, kaempferol-3-o-β -D-galactoside, kaempferol-3-o-α-l-rhamnoside, quercetin-3-o-β-d-glucoside 및 quercetin-3-o-α-l-rhamnoside의다섯가지폴리페놀배당체성분의함량이 night-break, 및일장조절실험으로에서얻어진바위솔에서평가되었으며자연산바위솔에서의함량들과비교되었다. 폴리페놀과폴리페놀배당체의함량은여러가지조건하에서재배된바위솔과자연산바위솔에서큰차이를보여주지않았다. 폴리페놀류및폴리페놀배당체류의함량은 night-break 및일장조절실험모두에서조사된빛의량이증가함에따라증가하였다. night-break 및일장조절과같은경작조건은바위솔에서의폴리페놀과폴리페놀배당체의생성에부정적인영향을미치지않았다.
여러가지조건하에서재배된바위솔과자연산에함유되어있는두가지스테로이드-campesterol 및 β-sitosterol의함량과네가지트리테르펜-taraxetrone, β-amyrin, (-)-friedelin, glutinol의함량이추적되었으며서로비교되었다. 스테로이드와트리테르펜의함량은자연산바위솔과여러가지조건하에서재배된바위솔사이에서큰차이가발견되지않았다. 조사된스테로이드와트리테르펜의함량변화는가해진빛의량뿐만아니라비료의종류및시비량과상관이없는것으로조사되었다. 스테로이드와트리테르펜의함량의관점에서볼때여러가지조건하에서재배된바위솔의품질은자연산바위솔에비해나쁘지않았다. 생물학적활성조사 night-break, 일장조절, 빛의조사량변화및사용된비료에따른바위솔의총페놀함량의변화및그들의항산화효과가평가되었으며결과들이자연산의그것과비교되었다. 총페놀함량은조사된빛과질소비료의량이증가에대략적으로비례하였다. 자연산바위솔에포함된총페놀함량이여러가지조건하에서재배된바위솔보다약간높았다. 식물의항산화능력은조사된빛과질소비료의량이증가함에따라증가되는경향을보여주었다. 바위솔의총페놀함량과항산화능은인산및칼륨비료의양과는큰상관관계가없는것으로조사되었다. 바위솔추출물은그램양성균에서항미생물효과를보여주었다. 조사된 7종의그램양성균모두 5종에서 1.25-2.5 mg/ml의최소성장저해농도를보여주었 다. 기존항암제로사용되는 cisplatin 및 taxol 과칵테일해사용했을때 2 ng/ml 의적은량에 서위암세포 mkn28 을 80% 이상소멸시키는항암효과를보여주었다. 제 2 세부과제 연구를통하여도출된결과로는추대및개화를억제하면서수익성과관련된전초수량을높이기위하여는 2시간의 night-break 처리를가하면서 6월하순에되도록큰묘를정식하하여야하며, 일장은적어도 13시간이상, 동절기재배온도는 20 이상유지하여야할뿐만아니라차광이되도록적게일어나도록시설관리가이루어져야하며, 전초수량을증대시키기위한질소, 인산, 카리의시비효율은적었다. 이러한연구결과를통하여출하시기를조절하기위하여월동이후인 3월초순까지추적된바위솔의주년재배는 6월부터 2시간의 night-break를처리함과동시에온도가하강하는가을부터는 20 이상으로가온하면서재배하는것으로요약된다.
연구성과활용실적및계획제 1 세부과제조건을여러가지로변화시키면서주년재배한바위솔의생물학적활성물질의함량과생물학적활성이자연산바위솔에비해낮지않다는사실이부분적으로입증되었다. 바위솔의항산화능력이이아스코르브산 ( 비타민 C) 또는합성항산화제인 BHT의능력과비슷하기때문에생물학적산화에의해야기된질병들을억제하는목적으로이용될가능성이있다. 이식물들은상당히큰항미생물효과와기존항암제로사용되는 cisplatin 및 taxol과칵테일해사용했을때 2 ng/ml의적은량에서위암세포 mkn28을 80% 이상소멸시키는항암효과를보여주었다. 이들결과는식물의주년재배를농가에적극권장하는기초자료로활용될수있을것이다. 주년재배를통해바위솔을시장에출하하는시기의폭을크게넓히고가격을안정화시키면결과적으로부가가치증진에기여할것이다. 현재의연구는바위솔을이용하여건강증진식품과새로운의약품을개발하는후속연구로연결되어야할것이다. 제 2 세부과제 주년재배체계확립을위하여수행된상기제 2세부과제의연구결과인정식유묘의크기, 일장, 동절기시설유지 ( 온도, 차광 ), 시비효율 ( 질소, 인산카리 ), 주년재배체계에관하여유익한결과를얻었다. 이러한연구결과는전문학술지등에이미보고되었거나보고할계획이다. 따라서이러한보고를통하여최근증가하고규모화되어가고있는바위솔재배농민들에게재배바위솔을자연산바위솔과출하되는시기를피하여출하할수있는데에활용할수있기때문에단가상승을통한수익성을높여경영을개선시키는데이용될수있을것이다. 또한바위솔의추대및개화를억제할수있는기술이현재까지확립되어있지않았기때문에자연산과재배바위솔모두 10월에동시출하되어녹즙등이용범위를확대할수없었다. 따라서재배바위솔의출하시기를임의로조절할수있는주년재배기술이확립되어이용범위도증가시키고, 소비물량도확대할수있을뿐만아니라가공업체는손쉬운물량확보와보다안정적으로원료를확보할수있어가공업체에활용될수있을것으로보인다. 앞으로개발된기술이재배농가또는관련분야에활용될수있도록시험결과들을학술지또는전문서적에소개할계획이며필요하다면재배농민과단체, 가공업체에서개발된기술이체계적으로보급될수있도록자문에응할계획이다.