다양한 광원에 따른 배추 내 카로티노이드 = Variations of Carotenoid Contents in Chinese Cabbage by Various Light Sources

국문 초록 (Abstract)

식물은 생장 과정에서 다양한 환경 스트레스에 노출되며, 그 중 광 조건은 식물의 광합성 및 생 장, 이차대사산물 축적에 영향을 미친다. 카로티노이드는 식물체 내 이차대사산물로서과실, 꽃 또 는 식물 뿌리에 주황색, 노란색, 붉은색 등과 같은 색을 부여하고 다양한 향기 성분의 전구체로서 종자 수분과 번식을 돕는다. 또한 카로티노이드는 청색광(400-600 nm)을 흡수하여 엽록소로 전달 하는 식물 생육에 필수적인 광 수확(light harvesting)에 관여한다. 그리고 항산화 기작인 광 보호 기능을 통해 과다한 빛 에너지로 인한 삼중항 상태로 들뜬 엽록소와 단일항 상태의 산소를 소거하 여 활성산소 생성을 방지하고 세포막 손상을 방지한다. 본 실험에서는 배추의 카로티노이드 생합성 과정에 영향을 끼치는 광원(Blue, Red, Blue+Red)을 조사하여 식물체 생장과 체내에 축적된 카 로티노이드 함량을 조사하였다. 배추 종자는 `배추와 육종`에서 제공받았고, 파종 30일 후 유리온 실에 이식하였다. 대조구는 비닐 하우스(CG)이고, 실험구는 Growth Chamber에서 인공광원인 청, 적, 청+적 LED(CB, CR, CBR)와 형광등(CF)을 7일간(2015년 11월 22일∼11월 29일) 처리하였다. 배추는 수확 후 동결건조하고 추출과정을 거쳐 HPLC를 이용하여 카로티노이드를 정량 분석하였다. 배추에서 3가지 카로티노이드 성분(lutein, zeaxanthin, β-carotene)이 분리 되었고, 그 중 사람의 눈에 이로운 lutein이 총 함량의 73.5%를 차지하였고, zeaxanthin이 14.9%, β-carotene 11.6% 를 차지하였다. 총 카로티노이드 함량은 청색(CB) LED에서 360.09 mg/kg dry wt.로 가장 높았으며 이는 대조구(CG)에 비하여 약 1.3배 높았으며, 적색(CR), 청+적색(CBR), 형광등(CF)의 광원 처리한 실험구 모두 대조구에 비해 높은 함량을 나타냈다. 본 실험을 통하여, 인공광원 처리는 배추 내 이차대사산물인 카로티노이드 축적을 증가시키는 것으로 사료된다.