• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.727-736
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• 2016

쌀은 인류가 가장 많이 먹고 있는 주식이다. 최근 백색미, 적색미, 갈색미, 녹색미 그리고 흑색미 등 다양한 품종들이 소비되고 있다. 고농도의 안토시아닌이 함유되어 있는 흑미는 영양가뿐만 아니라 암 발생 예방 효과가 있어 세계적으로 그 소비가 증가되고 있다. 유전학적으로 흑미는 cyanidin-3-O-glucoside (C3G)의 합성경로를 조절하는 두 개의 유전자 Pb와 Pp가 관여하는 Purple Pericarp (Prp) 유전형질에 의하여 종자과피의 색이 결정된다. 1921년 Nagai가 흑미의 유전현상을 일으키는 Prp 형질을 보고한 이 후 Prp 형질에 관여하는 유전자들과 그 기능 분석에 관한 많은 연구가 보고 되었으나 아직도 많은 부분이 밝혀지지 않았다. 그러나 안토시아닌의 함량이 높은 기능성 흑미의 소비는 증가하고 있는 반면 흑미는 일반 재배 벼에 비하여 상대적인 수확량이 매우 적어 농경제적인 문제가 있다. 본 논문에서는 흑미 종자가 성숙하는 과정에서 Prp 유전자의 유전현상의 특성과 안토시아닌 합성 경로 그리고 수확량에 관한 유전학적 관점에서 내용을 정리하였다.

• 한국작물학회지
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• 제57권2호
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• pp.127-131
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• 2012

본 연구는 흑미의 종자 발달에 따른 색소발현 현상을 조사하여 품종육성 및 재배법의 기초자료를 제공하기 위해 최초 어느 시기에 색소가 발현하고, 이러한 색소의 발현순서와 종자 내에서 색깔의 차이가 나타나는 부위에 대해 시험한 결과는 다음과 같다. 최초 색소발현은 개화 후 5일경에 종자의 정단에서 연한적자색을 관찰 하였으며, 이때 색소가 발현된 정도는 종자의 총 단면적 대비 0.08%였다. 색소발현 순서는 종자의 정단에서 기부로, 그리고 배면에서 마지막에는 복면 순이었으며, 색소가 종자 전체에 발현된 시점은 개화 후 25일 경이었다. 그 이후는 색이 적자색에서 흑자색으로 진해지는 시기였다. 수확 후 가시적인 종자 간 및 종자 내 색소발현이 불균일한 것을 골라 조사한 결과, 종자 내 복면부위가 다른 부위에 비해 상대적으로 연한 적자색을 띠었으며, 종자의 색소발현이 불균일한 부위는 복면 부위였다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권11호
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• pp.6541-6548
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• 2013

Pigmented rice is mainly black, red, and dark purple, and contains a variety of flavones, tannin, polyphenols, sterols, tocopherols, ${\gamma}$-oryzanols, amino acids, and essential oils. The present study evaluated the cytotoxic effects of purple rice extracts (PREs) combined with chemotherapeutic drugs on human cancer cells and mechanisms of cell death. Methanolic (MeOH) and dichloromethane (DCM) extracts of three cultivars of purple rice in Thailand: Doisaket (DSK), Nan and Payao (PYO), were tested and compared with white rice (KK6). Cytotoxicity was determined by 3-(4, 5-dimethyl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay in human hepatocellular carcinoma HepG2, prostate cancer LNCaP and murine normal fibroblast NIH3T3 cells. MeOH-PYO-PRE was the most cytotoxic and inhibited HepG2 cell growth more than that of LNCaP cells but was not toxic to NIH3T3 cells. When PREs were combined with paclitaxel or vinblastine, they showed additive cytotoxic effects on HepG2 and LNCaP cells, except for MeOH-PYO-PRE which showed synergistic effects on HepG2 cells when combined with vinblastine. MeOH-PYO-PRE plus vinblastine induced HepG2 cell apoptosis with loss of mitochondrial transmembrane potential (MTP) but no ROS production. MeOH-PYO-PRE-treated HepG2 cells underwent apoptosis via caspase-9 and-3 activation. The level of ${\gamma}$-oryzanol was highest in DCM-PYO-PRE (44.17 mg/g) whereas anthocyanin content was high in MeOH-PYO-PRE (5.80 mg/g). In conclusion, methanolic Payao purple rice extract was mostly toxic to human HepG2 cells and synergistically enhanced the cytotoxicity of vinblastine. Human HepG2 cell apoptosis induced by MeOH-PYO-PRE and vinblastine was mediated through a mitochondrial pathway.

• 대한의생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.55-60
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• 2011

Skin is a physical barrier against diverse injury and damages. Exposure to ultraviolet (UV) radiation causes detrimental skin injuries such as inflammation and cell death. The value of natural pigments could be applied to many usages including cosmetics. This study was conducted to examine the protective effect of natural pigments extracted from mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, pehmannia root, gardenia fruit, and black rice against UV-induced cell death in HaCaT cells, human keratinocyte cell lines. In the present study, the exposure of 50 mJ/$cm^2$ UV-B for 24 hr induced cell death in HaCaT cells, which was prevented by the pretreatment of extracts of mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, rehmannia root, gardenia fruit, and black rice. In addition, the exposure of 50 mJ/$cm^2$ UV-B for 24 hr also increased lipid peroxide (LPO) formation, compared to control in HaCaT cells, which was prevented by the pretreatment of extracts of mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, rehmannia root, gardenia fruit, and black rice. In conclusion, the extracts of mulberry, balsam pear, purple-colored sweet potato, rehmannia root, gardenia fruit, and black rice prevented the UV-B-induced cell apoptosis via the inhibition of oxidative stress in HaCaT cells.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.398-407
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• 2018

벼 자색 종자과피(Purple pericarp, Prp) 형질은 주요 생리활성물질인 안토시아닌 C3G 생성에 관여하며 흑미를 결정하는 주요 유전형질이다. Prp 유전형질을 가진 흑미와 종자과피에 색이 없는 벼를 교배할 경우 그 후대는 검정색, 갈색, 백색이 각각 9:3:4로 분리된다. 1921년 Nagai에 의하여 제시된 바 벼 종자 색의 9:3:4 유전분리비로 인하여 벼 Prp 형질은 유전자의 열성상위(recessive epistasis) 현상으로 해석되었다. 그러나 흑미를 결정하는 Prp 형질은 두 개의 상보적 유전자들의 상호관계(complementary gene interaction)에 의한 것이기도 하다. 본 연구에서는 이러한 논란이 발생되는 이유를 설명하기 위하여 두 유전자의 조성이 완전한 이형접합인 Pbpb Pppp 유전자형을 가진 $F_1$ 잡종을 만들었다. 이들의 자손은 진한자색(검정), 중간자색, 갈색, 백색 종자이며 각각 3:6:3:4로 분리되었다. 즉, 검정색, 갈색, 백색의 종자가 각각 9:3:4의 비율로 분리된다. 그러나 생화학적인 분석결과 이들은 안토시아닌 중 cyanidin 3-O-glucoside (C3G)가 축적된 검정색 종자와 C3G가 없는 갈색 또는 백색 종자인 두 개의 집단을 분리되며 정확히 9:7의 분리 비를 갖는다. 이 경우 벼 Prp 형질을 갖는 검정쌀 또는 흑미는 전형적인 상보적 유전자의 상호관계에 의한 유전현상이다. 즉, 흑미의 자색 종피 형질 발현에는 Pb 유전자와 Pp 유전자에서 각각 한 개 이상의 우성대립인자의 발현이 필요하다. 그러나 Pb 유전자만 우성대립인자가 존재하는 Pb_ pppp 유전자형의 벼는 C3G를 생성하지 못하고 갈색 종자과피(Brown pericarp, Brp) 형질을 갖게 된다. 즉 갈색쌀는 우성 Pb 유전자의 우성대립인자에 의하여 결정된다. 그러므로 종피색을 결정하는 Prp 형질의 유전양상은 열성상위 현상으로 보이나 흑미의 결정요소인 안토시아닌 C3G의 함유 여부에 관한 유전분석을 시행하면 9:7의 비율로서 전형적인 두 개의 유전자가 모두 관여하는 상보적 유전현상이다. 유전적 정의는 유전자의 최종산물에 의한 물리적 또는 화학적 결정이다. 그러므로 결론하여 검정 쌀의 주요 생리활성물질인 안토시아닌 C3G 생성에 관한 유전현상은 Pb와 Pp 유전자의 상보적 유전자의 상호에 의한 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제57권1호
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• pp.16-21
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• 2012

유색보리를 맥주의 원료로 이용하기 위하여 맥아 및 양조 특성을 검정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 자색 겉보리, 자색 쌀보리 및 청색 쌀보리의 안토시아닌은 침맥 20시간 후 약 30%, 22% 및 80%가 잔존하였다. 2. 일반적인 제맥 조건으로 제조된 자색보리 맥아는 안토시아닌 성분이 거의 소실되었으나 청색보리는 58% 정도 잔존하였다. 3. 흑색보리는 일반적인 제맥 및 당화 조건에서 색소성분이 손실되지 않았으며, 맥즙의 색도는 종피색의 농담이 아니라 가용성 질소 함량이 많아짐에 따라 진해지는 경향을 나타내었다. 4. 자색과 청색보리 맥아로 제조된 맥주에는 안토시아닌 성분이 존재하지 않았으나, 호품보리 맥아로 만든 맥주보다 색도가 높았다.

• 한국버섯학회지
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• 제5권2호
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• pp.81-85
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• 2007

본 연구는 번데기동충하초를 곡물배지를 이용하여 자실체를 형성하는 실험으로 액체종균제조에 적합한 조건은 맥아추출배지를 농도 0.7%, pH 5~5.5,으로 조정하였을 때 균사의 건중량은 $3.9{\sim}4.1mg/m{\ell}$로 양호 하였다. 자실체 발생 최적 환경조건은 습도 95%, 온도 $17^{\circ}C$, 조도 600 lx, 이산화탄소농도 500ppm하였을 때, 곡물배지 일반현미와 흑미에서 24.3g/병, 20.5g/병의 자실체가 형성되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권4호
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• pp.499-502
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• 2007

본 연구에서는 쌀 섭취의 중요성에 착안하여 건강 기능성 쌀로 개발된 특수미의 항산화 성분을 분석하고자 하였다. 특수미의 polyphenol, phytic acid, anthocyanin은 비색법으로 vitamin E는 순상 HPLC로 분석하였다. 본 연구 결과 일반백미에 비해 특수미는 그 종류에 따라 약 $2{\sim}9$배의 높은 total polyphenol 함유하는 것으로 확인되었다. 또한 쌀에는 insoluble polyphenol이 total polyphenol의 약 $25{\sim}47%$를 차지하는 것으로 나타났다. 쌀의 vitamin E 함량은 백미(0.23mg ${\alpha}-TE/100g$)에 비해 현미(1.02mg ${\alpha}-TE/100g$) 및 특수미 $(0.97{\sim}1.21mg\;{\alpha}-TE/100 g)$에서 높은 함량을 보였고 phytic acid 함량은 백미, 현미, 거대배아미, 녹미, 적색미, 고아미, 흑미 순으로 각각 529, 1,429, 1,507, 1,561, 1,732, 2,163mg/100g으로 나타났다. 일반미와 특수미의 anthocyanin 함량을 측정한 결과 흑미 (302mg/100g)를 제외한 나머지 시료에서는 검출되지 않았으며 일반미와 특수미의 anthocyanin 함량 비교를 위해서는 HPLC 등을 이용한 정밀한 방법이 적용되어야 하겠다. 본 연구 결과는 쌀의 항산화 성분과 항산화 활성 연구에 있어 기초 자료로서 활용될 것으로 예상되며, 건강증진 식품으로서의 쌀을 인식시켜 나아가 쌀의 소비 촉진에 상당한 영향을 미칠 것을 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제41권5호
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• pp.600-607
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• 1996

벼 에서 유색미의 이용성을 검토하고자 갈색, 적색, 자색, 흑색 등의 현미색을 가진 품종들에서 몇가지 색소관련 특성 및 영양특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 유색미의 색소는 종피~과피에 침적되어 있었으며, bulk로 정백시에는 백미에도 그 일부가 잔존하였다. 2. 유색미의 현미 1 g당anthocyanin함량은 갈색 및 적갈색미 1.63~17.62 $\mu\textrm{g}$, 적색미 3.56~11.10 $\mu\textrm{g}$, 자색미 28.11~401.22 $\mu\textrm{g}$, 흑색미 665.98 $\mu\textrm{g}$ 이 었다. 3. 분석된 유색미 중 DZ 78에서 단백질함량이 가장 높았다. 아미노산 조성에서는 보통미와 유색미간, 배아를 제거한 현미와 백미간에 특별한 경향이 없이 대체로 비슷하였다. 4. 유색미의 vitamin 함량을 화청벼와 비교하여 볼 때 $B_1$는 L $K_1$B-4-12-1-1과 DK 1에서 다소 증가했다. $B_2$는 L $K_1$B-2-1-1과 L $K_1$B-4-12-1-1의 배아를 제거한 현미에서 월등히 증가하였다. 5. 조사된 양이온 $K^{+}$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, F $e^{2+}$의 함량은 대부분 유색미에서 유의하게 증가하여 색소침적과 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권1호
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• pp.55-60
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• 2008

유색미는 회색 빛 외에 붉은색 흑은 보라색 계통의 색소를 겨 부분에 함유하고 있다. 특히, 흑미는 예로부터 건강식품으로 여겨져 왔다. 흑미(흑진주벼)는 최근에 anthocyanin포함하는 생리활성 물질원으로서 관심이 증대되고 있다. Anthocyanin은 수용성의 색소로서 flavonoid계통의 대표 색소로 알려져 왔다. 흑미에 함유되어있는 Anthocyanin으로는 cyanidin 3-O-glucoside와 peonidin 3-O-glucoside, malvidin 3-O-glucoside, pelagonidin 3-O-glucoside, delphinidin 3-O-glucoside등이 알려져 있다. 본 연구에서는, 흑미로부터 amberlite XAD7 chromatography방법을 사용해서 anthocyanin을 추출 후 HPLC와 UV-Vis spectrophotometer를 이용하여 정량분석 및 정성분석을 실시하였다. 그 결과 흑미의 anthocyanin 추출물 중 95%가 cyanidin 3-O-glucoside, 5%가 peonidin 3-O-glucoside임을 확인하였다. 그리고 in vitro상의 여러 가지 실험방법을 통하여 anthocyani의 항산화 효과를 측정하였다. 그 결과 100g/ml 농도의 anthocyanin추출물은 90%이상 linoleic acid emulsion의 과산화를 억제하였고, 55.20%의 DPPH 자유 라디칼 제거효과, 54.96%의 superoxide 자유 라디칼 제거효과, 72.67%의 과산화수소 제거효과를 보였다. 그리고 또한 높은 환원 능력을 확인할 수 있었다. 표준 항 산화 물질로는 BHA, BHT, ${\alpha}-tocopherol$을 사용하였다. 이 결과로 보아 anthocyanin추출물은 새로운 항산화 물질로서 이용될 수 있을 것이다.