이 실험결과로 HMF의 합성은 뿌리의 생체생장에 영향을 받으며, 뿌리가 생체 바이오 촉매로서의 기능도 하고 있다는 것을 알 수 있다. NAA의 농도는 뿌리의 생장에는 영향을 주지만 HMF의 합성에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다. 따라서 본 실험으로 식물 뿌리도 바이오 촉매로서의 가능성이 높으며 효율성을 개선하기 위하여 연구가 계속되어야 함을 알 수 있었다. 또한, 참깨뿌리를 바이오촉매로 HMF를 합성하기 위해서는 배양 배지에 질산은을 첨가하지 않는 것이 HMF 합성에 더 도움이 된다는 것을 본 연구를 통해 알 수 있었다.
<h2>HMF의 생산에 미치는 배양온도 및 NAA의 영향</h2><p>Hydroxymethylfurfural (HMF)은 주로 화학적 반응공정으로 합성되어 왔지만 현재까지 식물 바이오촉매를 이용한 조직배양에 의해서 합성된 적이 없다. 따라서 본 실험에서 처음으로 시도되는 연구로서 친환경인 HMF의 합성 방법이 될 것이다. 앞에서도 언급된 바와 같이 참깨의 뿌리를 바이오촉매로 이용하여 HMF를 생산하기 위해서는 참깨의 뿌리생장 조건이 우선적으로 확보되어져야 한다. 따라서 위에서 수행된 참깨의 뿌리생장 조건하에서 HMF의 합성을 유도하기 위해 앞의 실험에서 제시된 배양조건으로 HMF의 합성이 수행되었으며, HMF의 합성 여부를 확인하기 위해서 GC-mass 분석 실험이 수행되었고, HMF가 생산되고 있다는 사실이 확인되었다. Fig. 5는 NAA의 농도가 HMF의 생산에 미치는 영향을 보여주고 있는 것으로서 전체적으로 볼 때 HMF의 합성은 NAA 무처리구를 제외하고는 거의 비슷한 수준의 HMF가 합성되었다는 사실을 알 수 있었다. 그리고 처리구 중에서 HMF합성(약 \( 6,000 \mathrm{ppm} \) )이 가장 높게 측정된 처리구는 배양온도 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \)에서 NAA \( 0.5 \mathrm{mg} /\mathrm{l} \) 농도로 배양된 처리구에서 측정된 반면에 NAA 무처리구에서는 HMF 합성이 가장 낮게 측정되었으며, HMF의 합성에는 두 배양온도에 의한 차이는 나타나지 않았다. 이 실험결과와 앞의 실험결과를 종합해 볼 때 HMF의 합성은 뿌리의 생체생장에 의해서 직접적으로 영향을 받고 있음을 시사해 주고 있을 뿐 아니라, 뿌리가 생체 바이오촉매로서의 기능을 가지고 있다는 사실을 뒷받침해 주고 있다는 사실을 시사해 주었다. 그리고 NAA의 농도는 뿌리의 생장에는 영향을 미치는 것으로 사료된 반면에 HMF의 합성에는 영향을 미치지 않는 것으로 사료되었다. 일반적으로 생체 바이오촉매는 화학적 반응에서 어떤 반응물질의 특정 입체구조를 전환시키거나 혹은 다른 물질의 부산물을 최소화시키기 위하여 사용되는 촉매로서 주로 효소나 미생물이 바이오촉매로 사용되고 있으며, 이들을 반응물에 직접 첨가하거나 혹은 이들과의 공동배양을 통하여 목표 물질을 생산하기 때문에 이와 관련된 촉매 기능 뿐 아니라 반응 효율성이 높은 바이오촉매를 개발하기 위한 연구가 지속적으로 수행되어 왔다. 특히 환경 친화적인 반응공정에서는 바이오촉매의 사용이 필수적이기 때문에 바이오촉매 기술은 앞으로도 계속 개발되어야할 중요 연구 분야로 주목을 받고 있다. 따라서 본 실험에서 제시된 실험결과로 볼 때 식물뿌리도 바이오촉매로서 가능성이 높다는 사실을 보여주었으므로 보다 효율성이 개선된 식물바이오촉매 기술을 개발하기 위한 연구는 앞으로도 계속되어야 할 것이다.</p><h2>HMF의 생산에 미치는 질산은 \( \left(\mathrm{AgNO}_{3}\right) \)의 영향</h2><p>질산은이 HMF의 합성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 참깨의 뿌리배양에 질산은을 네 부류의 농도 \( (0.0 \mathrm{mg} / \mathrm{l}\), \(0.5 \mathrm{mg} / \mathrm{l}\), \(1.0 \mathrm{mg} / \mathrm{l}\), \(1.5 \mathrm{mg} / \mathrm{l} ) \)로 나누어 첨가하였다. 예상과는 달리 질산은이 첨가된 처리된 구에서는 HMF의 합성이 오히려 억제되는 경향을 보여준 반면에 질산은이 첨가되지 않은 무처리구에서 HMF의 합성이 가장 높은 결과가 나타났다. 질산은의 농도가 0.5, 1.0 및 \( 1,5 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \)로 처리된 구에서는 질산은 무처리구에 비해서 약 \(8-10\%\) 정도의 HMF 합성이 감소되는 경향이 나타났으며, 두 배양 온도 \( \left(25^{\circ} \mathrm{C}\right. \) 와 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \) 배양 \( ) \) 간에도 HMF의 합성에 차이가 보이지 않았다. 이러한 결과로 판단하여 볼 때 질산은의 첨가는 HMF의 합성을 저해하는 것으로 추측되었으며, 이러한 HMF의 합성에 대한 질산은의 저해 현상은 다음의 두 이유 때문에 생긴 것으로 사료되었다. 첫 번째 이유는 질산은의 첨가에 의해서 배양뿌리에서 발생한 에칠렌의 영향으로 배양 중에 있는 참깨뿌리에 생리적 변화가 초래되어 참깨뿌리의 바이오촉매 기능과 연관된 뿌리의 생리적 기능이 저하되었거나 아니면 기능이 완전히 소멸되어 HMF의 합성이 촉진되지 못했기 때문에 일어난 결과로 추측되었다. 질산은의 첨가에 의한 HMF의 합성 저해 현상에 대한 또 다른 이유는 질산은을 구성하고 있는 은이온 금속과 질산염 이온들이 배양되고 있는 참깨뿌리의 생체에 흡수되어 참깨뿌리의 바이오촉매 기능에 관련된 유전자의 발현을 억제시킴으로서 결과적으로 HMF의 합성이 저해된 것으로 생각되었다. 따라서 참깨뿌리를 바이오촉매로 사용하여 HMF를 합성하기 위해서는 배양배지에 질산은을 첨가하지 않는 것이 효율적인 HMF 합성 방법이라는 중요한 실험적 증거자료가 본 실험을 통하여 제시되었다.</p>