• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권5호
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• pp.435-441
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• 1998

Red beet(Beta vulagris L.) 모상근의 회분배양을 이용한 천연색소인 betacyanin 생산 최적화를 위해 광도, C/N ratio, 인산의 농도를 각각 변화시켜 세포생육과 색소 생산성에 관한 동력학적 분석을 실시했다. 광도변화에 따른 배양 결과 3 klux의 경우 0.3(1/day)의 최대 비 생육속도와 0.11(mg/g-dry cell/day)의 최대 비 생산속도 그리고 14 k1ux에서 0.242(1/day)의 최대 비 생육속도와 0.125(mg/g-dry cell/day)의 최대 비 생산속도를 나타냈다. 광도와 균체의 생육관계를 검토한 결과 광도에 따른 세포 생육은 photoinhibition model이 적용됨이 확인되었다. Red beet 모상근으로부터 betacyanin의 생산은 partially growth related process임이 입증됐다. 이에 따른 세포당 최대 betacyanin 생산을 나타내는 $\alpha$는 0.3756 (mg/cell)이며, 최대 생산속도를 나타내는 $\beta$는 0.001 (mg/g-cel1/day)로 측정됐다. C/N ratio에 따른 실험결과 42.1(w/w)에서 0.26(1/day)의 최대 비생육 속도를 나타내었으나 최대 비 생산속도는 31.6(w/w)에서 0.075(mg/g-cell/day)를 나타냈다. 인 농도에 대한 균체의 생육 및 물질 생산성의 관계를 검토한 결과 1.25mM에서 0.31(1/day)의 비생육 속도와 0.134(mg/g-dry cell/day) 비생산 속도를 나타내었다. 최적 조건을 결정하기 위한 response surface methodology(RSM)결과 세포 생육과 betacyanin의 최대 생산을 위한 최적 광도는 5.5 (klux),최적 C/N ratio와 인의 농도는 27(w/w), 1.25 (mM)로 결정됐다. 그리고 0.1 $\mu$M kinetin 첨가시 대조구에 비해 비생산성이 0.085(mg/g-dry cell/day)로 증가함이 입증됐다. Normal조건과 optimum조건의 비교결과 세포의 농도인 X(g-dry wt./L)가 8와 16, betacyanin의 생산량인 P(mg/L)가 4.48과 12.5, 그리고 optimum 조건에서 최대비 생육속도인 $\mu$$_{max}$ 가 0.375와 그리고 최대비 생산속도인 q$^{max}$ $_{p}$ 는 0.134로 약 2배로서 최적화가 되었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제21권1호
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• pp.47-53
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• 1994

본 실험은 포도와 미국자리공의 세포현탁배양계에서 세포생장과 athocyaninn 및 betacyanin 색소생성에 미치는 광의 영향을 조사하였다. 그 결과, 포도의 세포현탁배양계에서의 세포증식 패턴은 광의 효과가 미약하였으나, 미국자리공의 경우는 암배양에 비하여 광조사구에서 뚜렷한 세포증식 패턴을 나타내었다. 포도세포는 12일간의 배양기간중 한번의 생장 피크를 보여주는데 비하여 미국자리공의 배양세포는 두 번의 증식 피크를 보여 광이 세포의 생장 및 분열 주기를 촉진시킬 뿐만 아니라 색소의 축적도 촉진시키는 것으로 나타났으며, 미국자리공 배양세포는 배양 후 4일째에 액포화에 따른 색소의 축적이 확인되었다. 한편, 색소생성에 미치는 광의 영향은 포도 현탁배양계에서는 배양후 6일째부터 생성되기 시작하여 배양 후 10일 전후에 최고치를 보이는데 비하여, 미국자리공의 현탁배양계에서는 세포증식 패턴에 따라 배양 후 4일째와 8일째에 두 번의 피크를 보였다. 그러나 이들 두 가지 모두 암배양하에서는 거의 색소 생합성이 이루어지지 않고 광상태하에서만 색소의 축적을 볼 수 있었다. 한편, 포도 세포배양계에서는 배양 후 4일째에 처리한 광은 약간의 효과가 있었으나, 배양 후 7일째 12시간 이상의 광에 의하여 색소생성이 크게 촉진되는 것을 알 수 있었다. 미국자리공의 경우에는 배양 후 7일 째보다는 오히려 배양 후 4일째에 광이 더욱 효과적이었다. 이상의 사실은 이들 두 가지 색소의 생합성과정에는 광이 절대적으로 필수적이지만 광을 필요로 하는 시기 및 요구하는 광량 등이 서로 다르다는 것을 시사해 준다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권6호
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• pp.716-721
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• 1999

It has been known that continuous cultivation of hairy root is difficult to maintain for a long period of time compared to the microbial and callus cultures. Chemostat cultivation was successfully carried out in order to economically produce a plant-based colorant, betacyanin, from red beet hairy root for more than 85 days in a 14-1 fermentor. The result from the chemostat cultivation was compared to those of the batch and fed-batch cultivations of red beet hairy roots. It was shown that hairy root reached its steady state within 50 days of the cultivation, and then maintained for about 25-30 days in a wide range of dilution rates. Total betacyanin production from the continuous process was also calculated to be 2.65g at 0.28(l/d) of dilution rate, compared to 0.196g from fed-batch cultivation. It was found that betacyanin production was a partially growth related process, yielding 0.376 mg/g-fresh wt. cell and $1.89{\times}10^{-5}$ mg/g-fresh wt. cell/d, with 0.92 of correlation factor in a partial growth-product model. It was also shown that the cell growth required was relatively large for maintenance amount of energy at a low dilution rate. The growth of hairy root was inhibited by high light intensity in following a photo-inhibition model. The growth parameters were estimated to be 0.3(l/d), $10.56kcal/\textrm{m}^2/h$,{\;}and{\;}35.81kcal/\textrm{m}^2/h$ for the maximum specific growth rate, half saturation light intensity, and inhibition light intensity, respectively.

• 농업과학연구
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• 제20권1호
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• pp.34-42
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• 1993

포도 및 미국자리공의 세포현탁배양계에서 세포생장 및 색소축적에 미치는 배지내 무기 염농도의 효과를 알아 보았다. 포도의 세포 증식은 control구에서만 정상적인 대수증식기를 보였고, 희석배지에서는 4일째에서 6일째까지 완만한 대수증식기를 나타냈다. Anthocyanin은 모든 처리구에서 배양후 12일째에 최대로 축적이 되었다. 미국자리공에 있어서는 모든 처리구에서 세포증식과 동조적으로 betacyanin이 축적되어, 배양 8일 이후에 최대축척을 나타냈다. 포도의 세포배양에서는 sucrose 87.6mM까지는 세포증식이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 증식이 급격히 떨어졌다. Anthocyanin은 146mM에서 최대로 축적되었으며 그 이상의 농도에서도 다량의 anthocyanin이 축적되었다. 미국자리공에서는 sucrose농도가 높아질수록 세포증식 및 색소축적이 증가하는 경향을 보여, 포도의 배양세포와 대조적 인 결과를 보였다. 이상의 결과로써 포도의 anthocyanin과 미국자리공의 betacyanin이 같은 적색색소이지만, 배양세포내에서의 생성기작 및 그 축적과정이 서로 상이하다는 것을 보여주었다.

• 한국식품과학회지
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• 제27권6호
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• pp.1013-1016
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• 1995

Opuntia dillenii Haw의 열매를 시료로 하여 betacyanins의 온도에 따른 안정성과 N-propyl gallate, L-cysteine, ascorbic acid에 대한 농도별 항산화효과를 조사하였다. Betacyanins의 최대 흡광도는 $536{\sim}538\;nm$에서 일어났으며 $90^{\circ}C$에서 열처리 시간이 경과될수록 색소가 퇴색되면서 최대흡수파장이 자외선 영역으로 이동하는 현상을 나타냈다. Betacyanins는 열처리 온도에 대해 1차 반응 속도식에 따라 분해되었으며 $50^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$까지 열처리 했을때 반응 속도 상수가 $1.56{\times}10^{-3}$분에서 $71.91{\times}10^{-3}/min$분으로 증가하고 반감기가 444.23분에서 9.64분으로 감소하여 온도가 상승함에 따라 열안정성이 저하되는 결과를 보였다. 또한 betacyanins의 활성화 에너지는 10.94 kcal/mole로 나타났다. N-propyl gallate, L-cysteine, ascorbic acid를 $0.01{\sim}0.3%$ 내로 첨가하여 $50^{\circ}C,\;70^{\circ}C,\;90^{\circ}C$에서 betacyanins에 대한 항산화 효과를 비교한 결과 $70^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$에서 미약한 항산화 효과를 보였으며 모든 온도에서 ascorbic acid는 $2{\sim}10$배 정도의 반감기를 증가시켜 항산화 효과가 뛰어난 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제7권4호
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• pp.270-275
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• 1997

In order to produce betacyanins from sugar beet(Beta vulagris L.) in vitro, callus induction, shoot formation, root formation, betacyanin contents and protein contents determined from callus which was induced cotyledons of sugar beet seedling under an addition of NAA and BAP on the MS medium. The results were summarized as follows; The combination 3.0mg/l NAA and 1.0mg/l BAP treatment showed the most high callus induction rate, betacyanin and protein contents. The combination NAA and BAP treatments were not shoot formation, but BAP treatments showed high root formation rate. But high concentrations of BAP have not shown root formation.

• 한국자원식물학회지
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• 제31권4호
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• pp.342-354
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• 2018

Suaeda japonica is a halophytic plant that lives in mudflat at intertidal zone of western and southern coastal areas of Korea. The seawater-living plants showed a purple color during their whole life. In contrast, freshwater-living plants displayed a green color in leaves. When seawater-living plants were transferred to potting soil, the purple color was gradually changed to green in the leaves. The extracted purple pigment compound exhibited typical characteristics of betacyanin that were represented by water solubility, pH- and temperature-dependent color changes, sensitivity to light, UV-Vis spectra, and gel electrophoretic migration pattern. The LC-MS analysis of the extracted pigment compound showed the presence of two major protonated molecular ions ($[M+H]^+$) at m/z 651.1 and m/z 827.1. Antioxidant activity of the pigment compound was determined using stable free radical DPPH assay. It was found to have an antioxidant activity that is linearly increased in proportion to the reaction time for up to 30 min, and the activity was comparable to that of control BHA at 9.0 mg/ml. The anticancer activity against several tumor cell lines was also examined following the MTT assay. The significant growth inhibitory effect was observed on two tumor cell lines, SW-156 (human kidney carcinoma) and HEC-1B (human endometrial adenocarcinoma). Probably, the pigment compound may function as an osmolyte to uphold halotolerant physiological processes in saline environment.

• 화훼연구
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• 제18권4호
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• pp.225-230
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• 2010

본 연구는 수출용 접목선인장 '후홍'의 기존에 사용되고 있는 배지인 피트모스 보다 가격이 낮으며 생육이 양호한 배지를 선발하여 선인장 농가의 비용절감을 이끌어내어 소득증대를 높이고자 수행되었다. 접목선인장 '후홍'을 10종류 배지(피트모스, 배양토 BM6, 코코피트, 수태, 하이드로톤, 하이드로크레이, 하이드로볼, 휴가토, 버미큘라이트, 펄라이트)에 재배하여 배지의 이화학적 성분과 생육, 베타시아닌을 조사분석한 결과 다음과 같았다. 수출용 접목 선인장 '후홍'의 식재 90일 후 배지의 물리성에서 대조구인 피트모스와 가장 유사한 값을 보인 배지는 배양토(BM6)과 코코피트였으며 배지의 화학성에서는 코코피트가 90일 후에도 급격한 변화가 없어 큰 변화를 보인 다른 배지에 비해 안정된 모습을 보였다. 생육은 코코피트에서 높은 생육을 보였으며 배양토(BM6)와 수태는 전체적으로 다른 배지에 비해 낮은 생육상태를 보였다. 베타시아닌 색소는 두상관수와 저면과순처리 중 저면관수에서 조금 더 높은 값을 보였다. 10개의 배지에서는 휴가토가 두상관수, 저면관수 모두 높은 값을 보였다. 이와 같이 대조구인 피트모스와 유사한 값을 보이며 배지, 생육, 색소에서 양호한 상태를 보인 코코피트가 적합할 것으로 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권2호
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• pp.138-144
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• 1996

비트 재배에 알맞은 양액 농도를 구명하고자 근비대기 개시기(직경 1cm 정도)전후에 양액 농도가 생육과 몇 가지 성분에 미치는 영향을 조사하였다. Yamazaki 상추 용액을 근비대기 전에 0.5, 1, 2, 4배, 그리고 각각을 근비대 시작 후에 0.5, 1, 2, 4배로 처리하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 뿌리의 무게는 초기 0.5, 1, 2배액의 경우에 후기에 4배액 처리가 좋았다. 그러나 후기 4배액 처리구에서는 뿌리의 바람들이와 열근율이 높았다. 비타민 C는 근비대 후기에 너무 높거나 낮은 농도 처리 시 낮았다. 그러나 bataxanthin과 batacyanin은 비대기 전 농도에 관계없이 후기 처리 농도가 낮을수록 높았다. 따라서 비트에 가장 알맞은 농도는 초기에 1-2배액, 후기에 2배액을 쓰는 것이 좋다고 본다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권4호
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• pp.453-457
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• 2007

감마선 조사가 비트의 품질특성 및 비트의 주요 색소인 betalain에 미치는 영향을 알아보기 위해 비트에 2.5kGy, 5kGy, 10kGy 및 30kGy로 감마선 조사를 실시하였다. 조사에 따른 betalain추출량에는 차이가 없었으며 betacyanin과 betaxanthin은 5kGy의 조사선량에서 높은 optical density 값을 나타내었다. 조사선량이 증가할수록 비트의 명도, 적색도 그리고 황색도는 감소하였으며 pH는 조사에 따른 차이를 나타내지 않았다. 10kGy이상의 감마선 조사는 물성에 나쁜 품질을 나타내었으며 항산화효과는 감마신 조사에 의한 유의적인 변화(p<0.05)를 보이지 않았다. 따가서 천연색소 및 물성 측면에서 볼 때 비트에 대한 10kGy 이상의 감마선 조사는 바람직하지 않은 것으로 생각한다.