• 제목/요약/키워드: white LEDs

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LED 광원의 다양한 광질이 배추 유묘의 유전자 발현에 미치는 영향 (Effects of Light Quality Using LEDs on Expression Patterns in Brassica rapa Seedlings)

  • 김진아;이연희;홍준기;홍성창;이수인;최수길;문이슬;구본성
    • 원예과학기술지
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    • 제31권5호
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    • pp.607-616
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    • 2013
  • 광은 모든 살아 있는 세포에 있어서 매우 중요한 신호이며 생물체에게 이익이 되면서 동시에 해가 되기도 하는데, 광 환경에 잘 적응한 유기체는 자연에서의 경쟁에서 더 잘 살아남을 수 있다. 광질과 식물 생육에 대한 정보는 LED와 같은 인공광을 효율적으로 사용하게 하여 경제적인 손실을 줄일 수 있다. 초기 1주 동안 단일 광파장에 노출된 배추 유묘의 생장을 보면 백색광 조건에서 생장한 묘와 비교했을 때 적색광과 청색광 조건에서는 유묘의 발달과 생육이 정상이었다. 암조건에서 자란 유묘는 하배축이 길고 황화된 반면, 초적외광 조건에서 자란 유묘는 황화되었으나 하배축이 거의 신장하지 않았다. 마이크로어레이를 이용하여 유전자 대량 발현분석 실험을 수행한 결과, 청색광 조건에서 유묘의 생육이 가장 왕성하였으며 적색광 조건과 비교하여 발현변화를 보인 유전자의 수가 2배 많았다. 각각의 광질 조건에서 발현 증가 된 유전자들을 기능별로 분류해 보면(GO 분석) 적색광과 청색광은 생물학적 과정(biological process)과 관련된 유전자의 발현에 영향을 많이 주었다. 특히 대사과정(metabolic process)과 발달과정(developmental process) 그리고 세포 요소(cellular component) 중 색소체(plastid)나 엽록체(chloroplast)관련 유전자들의 발현이 청색광 조건에서 더 많이 증가하였다. 또한 초적외광 조건에서도 다양한 유전자들이 발현 변화를 보였다. 본 논문은 다양한 배추 유묘의 생장에 대한 광질의 영향을 분자생물학적으로 증명하기 위해 수행되었으며 유묘의 배양에 LED 광원이 효율적으로 이용될 수 있음을 보여 주었다.

희귀 수종 미선나무(Abeliophyllum distichum Nakai.)의 기내 증식 및 발근에 미치는 LED (light emitting diode) 효과 (Effect of LEDs on shoot multiplication and rooting of rare plant Abeliophyllum distichum Nakai)

  • 이나념;최용의;문흥규
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제41권2호
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    • pp.94-99
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    • 2014
  • 희귀 멸종위기 식물인 미선나무를 재료로 기내 증식 및 발근에 미치는 광질 및 절편체(정아지 및 액아지) 효과를 조사하였다. 광질은 냉백색 형광등(F), 100% 청색광 LED(B), 혼합광(BR; 50% blue LED+50% red LED) 및 100% 적색광(R)을 사용하였다. 줄기의 증식은 절편체 종류에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않았으나 광질에 따른 차이를 보였다. 전반적으로 줄기의 증식은 청색광 및 혼합광에서 촉진되는 것으로 나타났으며, 특히 청색광에서는 일부 절편에서 발근이 이루어 졌다. 줄기의 생장 역시 광질에 따른 현저한 차이가 없었다. 적색광에서 줄기 신장이 촉진된 반면 잎의 발달은 저조하였다. 발근은 전반적으로 광질에 관계없이 정아지가 액아지보다 양호하였고, 뿌리수도 증가하였으나 혼합광에서는 발근이 억제되었다. 한편 적색광에서는 뿌리의 발달이 매우 부진하여 다른 광질과 유의적인 차이를 보였다. 발근유도 시 줄기는 주로 단일 줄기로 자랐다. 이상의 결과를 볼 때 LED를 이용한 미선나무의 기내번식은 정아지를 절편으로 청색광 및 혼합광 LED (BR) 하에서 배양함이 좋은 것으로 나타났다.

컨테이너형 수출용 버섯식물공장시스템설계 및 표고버섯 생산 연구 (Study on ICT convergence in Lentinula edodes (Shiitake) cultivation system using Automated container)

  • 조우식;이성학;박우람;신승호;박창민;오지현;박후원
    • 한국버섯학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.264-268
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    • 2017
  • 하이테크 산업은 이른바 스마트 농업의 융합에 장벽을 극복하기 위해 농업의 경관을 바꾸고있다. 정밀 농업의 핵심인 온도, 습도, 위치 정보 및 실시간 요약 정보 등의 중요한 ICT제어기술을 적용하여 버섯재배온도, 습도, 조명, 이산화탄소 등의 제어가 가능한 컨테이너형 버섯재배 시스템을 설계제작하였으며, 버섯 재배에 활용가능성을 표고버섯을 대상으로 시험을 수행하였다. 표고버섯의 초발이소요일수는 청색 LED광에서 5~6일, 적색 LED광, 청색-적색-흰색 혼합 LED광, 형광등에서 6~7일로 유사하였고 생체중은 청색 LED광에서 39.82 g으로 타처리구에 비해 우수하였다.

시각과 청각에 의한 공간적 지각에 관한 연구 (A Study of the spatial perception by audio-visual information)

  • 이채봉;강대기
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.132-136
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    • 2010
  • 본 연구에서는 시청각 자극의 공간적 차이가 지각 공간에 있어서 사물과 영상의 배치에 주는 영향을 조사하기 위해 심리적 실험을 하였다. 실험에서는 시각자극과 청각자극을 동시에 제시하고 두 개의 자극이 공간적으로 어느 정도 차이를 느끼는가를 판단하였다. 시각자극은 정면에 있는 스피커를 중심으로 $-70^{\circ}$, $-40^{\circ}$, $-20^{\circ}$, $0^{\circ}$, $20^{\circ}$, $40^{\circ}$, $70^{\circ}$의 7방향, 청각자극은 시각자극을 중심으로 하여 $-20^{\circ}{\sim}20^{\circ}$까지 $5^{\circ}$ 간격으로 9방향을 제시하였다. 실험 참가자는 시각자극과 청각자극이 어느 정도 차이가 있다라고 느낀 것을 1에서 5까지 5단계 평가 척도를 이용하여 회답하였다. 그 결과 시각자극의 제시 각도가 $0^{\circ}$의 경우는 청각자극의 제시 각도가 시각자극의 제시 각도에서 멀어짐에 따라 점차적으로 크게 나타났으며 제시 각도를 중심으로 좌우 대칭으로 나타났다. 정면에서 우측에 시각자극이 제시된 경우는 청각자극의 제시 각도가 시각자극의 제시 각도에서 멀어짐에 따라 평가치가 크게 되었다. 이것은 시각자극의 제시 각도가 $0^{\circ}$의 경우와 같은 경향을 나타내었다. 반대로 좌측에 시각자극이 제시된 경우는 평가치가 작게 나타났다. 이것은 제시 각도가 멀어짐에도 불구하고 같은 방향에서 제시되고 있다는 것을 알 수 있으며 거리를 짧게 인식하는 경향이 나타났다.

설 영상 획득을 위한 간접 조명 구현 및 평가 (Development and Evaluation of an Indirect Illumination for Tongue Image Acquisition)

  • 정창진;김근호;장준수;전영주
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권11호
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    • pp.221-228
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    • 2014
  • 혀의 색상 및 형태는 신체의 생리적이고 임상 병리적인 상태를 반영한다. 최근에는 정량적이고 객관화된 설 진단을 위해 다양한 설 영상 측정 장치가 개발되고 있다. 설 진단의 대부분은 혀의 색상 정보를 활용하기 때문에 설 영상 획득 장치에서 조명환경의 성능은 매우 중요하다. 본 연구에서는 좁은 시스템 내부 구조에서 설 표면에 조명이 고르게 비춰질 수 있도록 간접조명을 고안하였고, 그 성능을 평가하였다. 간접 조명환경 구현을 위해 타원체 형태의 반사 구조를 시스템 내부에 위치시키고, 타원체 내부에 높은 조도의 LED 두 개를 통해 정면 카메라 아래 방향으로 빛을 조사하도록 배치시켰다. 혀 위치 영역에는 반사 구조에 의해 반사된 빛만이 조사될 수 있도록 하였다. 조명의 균질도는 5개 영역에서 밝기를 측정하여 변동계수로 평가하였고, 직접조명과 확산판조명에서 각각 0.16, 0.13으로 나타난 반면 간접조명에서는 0.01미만으로 나타났다. 혀 모형을 통해 조명에 의한 빛 반사 영역의 비율을 계산한 결과는 직접조명, 확산판조명, 간접조명에서 각각 5.76%, 4.22%, 1.79%로 나타났다. 혀 모형을 측정한 영상에서 6영역의 변동계수를 계산해 색상 균질도를 평가한 결과는 간접조명에서 0.06 미만으로 가장 우수한 것으로 나타났다. 본 논문에서 구현한 조명방식을 설진 시스템에 적용하여 진단 지표 측정의 재현성 및 반복성이 향상될 것으로 기대된다.

야파(night interruption)처리에 의한 배초향의 항산화 물질 증가 (Increased Antioxidants of Agastache rugosa by the Night Interruption Time)

  • 김성진;노승원;박종석
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.319-324
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    • 2022
  • 본 연구는 식물 공장에서 배초향(Agastache rugosa Kuntze) 재배 시, 야파시간에 따른 생육과 항산화 물질 함량에 미치는 영향에 대하여 살펴보고자 수행하였다. 본엽 4매인 배초향 묘를 백색 LEDs를 이용한 수경재배 시스템에 정식하였다. 야파처리 효과를 알아보기 위해 06시부터 광도 200μmol·m-2·s-1 조건으로 시간을 24시간 주기에서 18:1:2:3, 18:2:2:2, 18:3:2:1(명기:암기:명기:암기) 비율로 처리하였으며 대조구는 20:4(명기:암기)로 설정하여 4주간 재배하였다. 엽장과 엽폭, 화아수를 제외하고는 유의적 차이가 발생하지 않았다. 배초향 지상부의 항산화물질 함량은 tilianin과 acacetin이 높았고, 지하부에서는 rosmarinic acid(RA)의 함량이 유의하게 높았다. 배초향의 건물중당 RA함량은 18:1:2:3과 18:2:2:2에서 대조구보다 47.92, 51.46% 높았고, 건물중당 tilianin과 acactin은 18:3:2:1에서 유의적으로 높게 나타났다. 야파처리를 하였을때 동일한 누적 광량으로 인해 생육 차이를 보이지 않았지만, 18:2:2:2의 야파처리가 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났다. 따라서 인공광을 이용한 배초향 재배 시스템에서 야파처리를 통하여 생육 저하 없이 배초향의 항산화 물질 증대 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

식물공장에서 인공광원의 종류가 반결구상추의 광합성, 생육 및 기능성물질 함량에 미치는 영향 (Effects of Artificial Light Sources on the Photosynthesis, Growth and Phytochemical Contents of Butterhead Lettuce (Lactuca sativa L.) in the Plant Factory)

  • 김동억;이혜진;강동현;이공인;김유호
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.392-399
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    • 2013
  • 본 연구는 식물공장에서 인공광원에 따른 서로 다른 파장이 'Seneca RZ'와 'Gaugin RZ' 반결구 상추의 광합성 특성, 생육 및 기능성물질 함량에 미치는 영향을 밝히고자 수행하였다. 본 실험에서는 FL(fluorescent lamp), 적색LED와 청색LED 및 백색LED(RBW; red : blue : white = 5 : 4 : 1)와 MH(metalhalide lamp)를 사용하였다. 두 품종 모두 생육 중기에는 RBW에서 광합성속도가 높고 생육 후기에는 'Seneca RZ' 품종은 RBW에서, 'Gaugin RZ' 품종은 MH에서 그 생육이 좋았다. 반결구 상추의 생육은 광원에 따라 생육 차이를 보였으나 각각의 광원의 영향은 품종에 따라 서로 다른 결과를 보였다. 'Seneca RZ' 품종은 생육 중기에는 MH에서, 생육 후기에는 FL에서 생육이 좋았고, 'Caugin RZ' 품종은 생육 중기와 후기 모두 MH에서 생육이 좋은 결과를 보였다. 그러나 수확시기에 'Seneca RZ' 품종은 모든 광원 처리에서, 'Gaugin RZ' 품종은 FL을 제외한 나머지 광원에서 반결구 상추의 잎끝마름증이 발생하는 결과를 보였다. 생육 단계별로 두 품종 모두 생육 중기가 후기에 비해 전반적으로 생육속도가 빠른 결과를 보였다. 'Gaugin RZ' 품종에서 생육 중기에만 광원 종류에 대한 생육속도의 차이를 보였고 생육후기에는 광원의 종류와 품종의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 인공광원에 따른 두 품종의 반결구 상추의 영양학적 특성은 대부분의 성분에서 광원의 종류에 따른 통계적 유의성이 인정되어 광질이 반결구 상추의 영양학적 품질에 미치는 것으로 판단하였다. 두 품종 모두 RBW에서 4종의 비타민 함량이 높은 결과를 보였으며, 특히 ${\beta}$-Carotene의 함량이 'Gaugin RZ' 품종의 MH에서 가장 높은 결과를 보였다. 이상의 결과에서 인공광원의 종류에 따라 반결구 상추의 생육, 광합성 특성 및 영양학적 품질이 차이가 있으나 품종과 기능성 물질에 따라 각 광원의 영향이 서로 다른 결과를 보여 식물공장 내에서 재배하는 품종과 증진시키고자 하는 기능성 물질에 따라 광원의 선택을 고려해야 할 것으로 판단하였다.

당귀의 수경재배에서 LED 광원에 의한 생장 증가와 형광등에 의한 기능성물질 축적 (Increased Growth by LED and Accumulation of Functional Materials by Florescence Lamps in a Hydroponics Culture System for Angelica gigas)

  • 이공인;김홍주;김성진;이종원;박종석
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.42-48
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    • 2016
  • 당귀는 미나리과에 속하는 약용식물로서 한국, 일본, 중국 등에서 재배된다. 본 실험의 목적은 형광등과 LED 광조사가 당귀 생육의 발달과 기능성 물질로 알려진 Decursinol angelate와 Decursin의 생성에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였다. 당귀 '만추' 종자를 우레탄 스폰지에 파종 후 4주간 유리온실에서 육묘하였다. 본엽이 3매 전개된 120주를 저면관수 시스템에 이식하였다. LED [적색: peak wavelength 660nm, 청색: peak wavelength 455nm, white = 3:2:4 비율]와 형광등 조건에서 최상부 군락에서 광합성유효광량자속은 $180{\pm}7{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$로 동일하였으며 16:8의 일장조건에서 5주간 재배하였다. LED 처리에서 당귀의 엽수는 유의적 차이는 없었지만, 형광등 처리와 비교하여 13.5% 증가하였으며, 형광등 처리에서 당귀의 엽장과 엽폭의 비율과 초장은 각각 24, 13% 증가하였으며 최대 근장은 두 그룹이 유사하였다. LED 처리한 당귀의 지상부 생체중과 건물중은 50, 42%씩 증가하였으며, 지하부는 125, 45%씩 증가하였다. 형광등에서 재배된 당귀의 Decursin과 Decursinol angelate는 LED처리한 당귀보다 지상부에서 단위 건물중당 188, 27% 증가하였으며, 지하부에서 78, 8% 각각 증가하였다. LED와 형광등 처리에서 재배된 당귀의 한 개체당 Decursin과 Decursinol angelate의 함량은 132과 122mg 이었다. 결론적으로 기능성 물질은 형광등에서 증가되고 생장은 LED 조건에서 증가되는 것으로 나타났다.

Microprogation And Environment Conditions Affecting On Growth Of In Vitro And Ex Vitro Of A. Formosanus Hay

  • Ket, Nguyen-Van;Paek, Kee-Yoeup
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2002년도 심포지엄
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    • pp.29-30
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    • 2002
  • The goal of this research was to develop the effectiveness of in vitro culture method for A. formosanus and study the environment in vitro conditions affecting on growth. The first series of experiments were examined to investigate the response of three different basal media, MS (Murashige and Skoog, 1962), Knudson (KC; Knudson, 1946) and modified hyponex on growth and multiplication during in vitro culture. Multiple shoot proliferation was induced in shoot tip explants on Hyponex (H3) media supplemented with BA (1 mg1$\^$-1/) or TDZ (1-2 mg1$\^$-1/). Addition of activated charcoal (1%) to the TDZ containing medium promoted rapid shoot tip proliferation (11.1 shoots per explant) but the same medium had an opposite effect resulting in poor proliferation in the nodal explants. However, the regenerated shoots had slow growth rate and failed to elongate. This problem was overcome by transferring the shoot clumps to a hormone free H3 media supplemented with 2% sucrose and 0.5% activated charcoal. Using bioreactor culture for scaling up was also shown the best way for multiple shoot induction and growth of this plant. The second series of experiments was studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of in vitro plantlets. The Anoectochilus formosanus plantlets were cultured under different air exchange rate (0.1, 0.9, 1.2h$\^$-1/), without sucrose or supplement 20g.1$\^$-1/ (photoautotrophic or photomixotrophic, respectively), and different photosynthesis photon flux (40, 80, 120 ,${\mu}$mol.m$^2$.s$\^$-1/- PPF). Under non-enrichment CO$_2$ treatment, slow growth was observed in photoautotrophical condition as compared with photomixotrophical condition on shoot height, fresh weigh and dry weight parameters; High air exchange (1.2.h-l) was found to be inadequate for plant growth in photomixotrophical condition. On the contrary, under CO$_2$, enrichment treatment, the plant growth parameters were sharply (visibly) improved on photoautotrophic treatments, especially on the treatment with air exchange rate of 0.9.h-1. The growth of plant in photoautotrophic condition was not inferior compared with photomixotrophic, and the best growth of plantlet was observed in treatment with low air exchange rate (0.9.h-1). Raising the PPF level from 80 to 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ decreased the plant height, particularly at 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ in photoautotrophic condition, fresh weight and dry weight declined noticeably. At the PPF of 120${\mu}$mol.m$\^$-2/,s$\^$-1/, chlorophyll contents lowed compared to those grown under low PPF but time courses of net photosynthesis rate was decreased noticeably. Light quality mainly affected morphological variables, changes of light quality also positively affected biomass production via changes in leaf area, stem elongation, chlorophyll content. Plant biomass was reduced when A. formosanus were grown under red LEDs in the absence of blue wavelengths compare to plants grown under supplemental blue light or under fluorescent light. Stem elongation was observed under red and blue light in the present experiment. Smaller leaf area has found under blue light than with other lighting treatments. Chlorophyll degradation was more pronounced in red and blue light compared with white light or red plus blue light which consequent affected the photosynthetic capacity of the plant. The third series of experiment were studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of ex vitro plants including photosynthesis photon flux (PPF), light quality, growing substrates, electrical conductivity (EC) and humidity conditions. In the present experiments, response of plant on PPF and light quality was similar in vitro plants under photosynthesis photon flux 40${\mu}$mol.m,$\^$-2/.s$\^$-1/ and white light or blue plus red lights were the best growth. Substrates testing results were indicated cocopeat or peat moss were good substrates for A. formosanus growth under the greenhouse conditions. In case of A. formosanus plants, EC is generally maintained in the range 0.7 to 1.5 dS.m-1 was shown best results in growth of this plant. Keeping high humidity over 70% under low radiation enhanced growth rate and mass production.

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식물공장 시스템에서 광원의 종류를 달리하여 재배한 브로콜리 새싹의 이화학적 특성 (Physico-Chemical Properties of Broccoli Sprouts Cultivated in a Plant Factory System with Different Lighting Conditions)

  • 김태수;이성표;박소이;이진영;이수연;전혜지
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권12호
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    • pp.1757-1763
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    • 2011
  • LED광원에 따른 건조한 브로콜리 새싹의 일반성분을 분석한 결과 광원에 따라 유의적인 차이를 나타냈으며, 구성당은 glucose가 2.94~3.12%로 가장 많았고, fructose는 1.54~2.04% 검출되어 총 2종이 검출되었다. 클로로필 함량은 WLD(일반광원)을 쬐인 브로콜리 새싹에서 총 클로로필 함량 $1,157{\pm}0.004$ mg%, 클로로필 a $777{\pm}0.01$ mg%로 높게 나타났다. 유기산은 총 2종의 유기산이 검출되었으며, citric acid, malic acid는 모든 시료에서 검출되었고, citric acid 함량은 908~1,136 mg%로 청색광원(BLD)에서 가장 높게 측정되었으며, malic acid는 514~834 mg%로 적색광원(RLD)에서 가장 높은 함량을 보였다. 무기질은 총 7종의 성분이 검출되었고, 이중 K 함량이 518 mg%로 가장 많았으며, 다음으로 Mg, Na 순이었고, Zn, Fe, Cu의 함량은 미량이었다. 비타민 A와 C 및 E 함량은 각각 RLD $860.62{\pm}0.02\;{\mu}gRE$, $134.570{\pm}0.14$ mg%, $1.44{\pm}0.1$ IU, BLD $432.48{\pm}0.05\;{\mu}gRE$, $137.05{\pm}0.1$ mg%, $1.11{\pm}0.12$ IU, RBLD $667.33{\pm}0.11\;{\mu}gRE$, $118.50{\pm}0.09$ mg%, $1.47{\pm}0.1$ IU, WLD $640.25{\pm}0.08\;{\mu}gRE$, $119.87{\pm}0.07$ mg%, $1.31{\pm}0.15$ IU이었다. 이상의 결과 브로콜리 새싹은 LED 광원에 따라 식물체가 발아하여 새싹으로 되면 발아와 함께 식물체 내 영양 화학적 성분에 큰 변화를 일으키는 것으로 나타났다.