본 연구는 용도에 따라 분류한 한국산 대두 41종의 대사체 조성 및 생물기능 활성(활성도)을 조사하였다. 분류는 콩나물, 된장(콩 페이스트), 채소용, 밥과 함께 조리한 제품(밥고명/밥과 함께 조리)으로 하였다. 이소플라본은 UPLC-Q-TOF-MS/MS로 동정하고 HPLC로 정량했으며, 말로닐제니스틴(malonylgenistin)이 주된 조성물로 확인되었다(평균 743.4 μg/g, 전체 이소플라본의 42.3%). 콩나물에서 이소플라본의 평균 함량이 가장 높았다(2780.6 μg/g). 그다음으로 된장(1837.8 μg/g), 밥과 함께 조리한 시료(1448.2 μg/g), 채소용(883.2 μg/g) 순이었으며, 개별 재배계통 간에는 유의한 차이가 관찰되었다. 단백질은 36.8~46.6% 범위, 오일은 17.0~22.3% 범위였고, 채소용 대두에서 평균 단백질이 가장 높았으며(44.9%), 평균 오일은 가장 낮았다(18.6%). 또한 PLS-DA 및 계층적 군집화는 용도 집단 간에 뚜렷한 대사 패턴이 있음을 보여주었다. 항산화 활성(라디칼 소거; DNA 보호)과 효소 억제(티로시네이스; α-glucosidase) 또한 유의하게 달랐으며, 이러한 차이는 이소플라본 분포와 상관을 보였다. 특히 Sorog는 이소플라본이 가장 높았으며(3722.7 μg/g), 강한 항산화 활성(DPPH: 72.2%; ABTS: 93.8%, 500 μg/mL), DNA 보호(92.8%, 200 μg/mL), 그리고 티로시네이스 및 α-glucosidase 억제(78.4% 및 84.2%, 500 μg/mL)를 나타냈다. 이러한 결과는 이소플라본이 풍부한 콩나물용 대두, 특히 Sorog가 건강증진 식품 및 기능성 재배계통 개발의 유망한 후보임을 시사한다. 본 연구는 한국의 용도 범주를 기준으로 대두의 대사체 및 건강 관련 특성을 비교한 최초의 체계적 연구이다.

생체기능성 소재 산업에서 신호 자극제를 이용해 식물에서 생리활성 대사산물을 증진시키는 전략이 대두되고 있다. 본 연구는 폐쇄 챔버에서 에틸렌(ETL) 처리한 녹두(Vigna radiata) 식물의 서로 다른 기관에서 생리활성 대사산물 함량의 변화를 조사하였다. 또한 생체량, 신규 화합물, 생물학적 활성 및 DNA 보호 효과도 함께 평가하였다. 이러한 접근을 통해 생리활성 대사산물이 강화된 녹두 식물을 생산하기 위한 실용적인 방법을 제안하였다. ETL 처리는 식물의 키에는 영향을 주지 않으면서, 특히 잎과 뿌리에서 생체량을 유의하게 감소시켰다. ETL 처리 잎에서는 총 페놀, 플라보노이드, 이소플라본 및 플라본 함량이 유의미하게 증가하였다. ETL 처리 후 녹두의 각 기관에서 4종의 화합물이 동정되었는데, 이는 2′-hydroxydaidzein-4′,7- O -diglucoside, daidzein-4′,7- O -diglucoside, 2′-hydroxydaidzin, 2′-hydroxydaidzein이다. 이들 이소플라본 중 2′-hydroxydaidzin과 daidzin은 ETL 처리 잎에서 가장 높은 유의한 축적 수준을 보였다. 특히, ETL 처리 잎에서 2′-hydroxydaidzin, daidzin, genistin의 함량은 각각 처리하지 않은 잎과 비교하여 77.4배(273.24–21,159.88 μg/g), 74.2배(429.67–31,845.13 μg/g), 12.0배(268.35–3209.12 μg/g) 증가하였다. 또한 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 13.87–24.59 및 9.89에서 12.87 mg/g로 증가하였다. ETL 처리 녹두 기관에서 강화된 이러한 활성 대사산물은 라디칼 소거, 소화 효소 억제, DNA 보호를 포함하는 항산화 능력을 유의하게 향상시켰다. 본 결과는 ETL이 생리활성 대사산물 생산을 효과적으로 유도하고 증강시키는 유효한 elicitor로서의 잠재력을 뒷받침하며, 고부가가치 기능성 생체자원에 대한 적용 가능성을 시사한다. • ETL 처리는 녹두 식물의 잎과 뿌리 생체량에 영향을 미친다. • ETL 처리는 녹두의 기관에서 이소플라본 및 플라본과 같은 생리활성 대사산물을 증진시킨다. • 2HDAEDG, DAEDG, 2HDAI, 2HDAE는 ETL 처리 후 강화된 신규 화합물 중 하나였다. • ETL 처리는 녹두 잎에서 HDAI를 77.4배, DAI를 74.2배 증가시켰다. • ETL 처리는 녹두 잎에서 시험관 내 생물학적 활성 및 DNA 보호 활성을 유의하게 증강시켰다.