연구배경 스테비아 (Stevia rebaudiana)는 브라질과 파라과이에서 야생으로 자라는 국화 (Chrysanthemum)속의 단맛을 내는 약초로서, 잎이나 줄기에서 추출물을 얻어 일본, 한국 등에서 음료를 포함하여 과자류, 채소절임, 해산물요리 등의 다양한 음식에 지난 10여년간 감미료의 재료로 사용되고 있다. 스테비아의 감미성분은 그 단맛이 설탕의 200~300배이며, 스테비아에 α-glucosyltransferase를 처리한 스테비아 (enzymatically modified stevia)는 맛과 감미질이 우수하여 미국과 일본에서 식용으로 사용하고 있다. 경제수준의 향상과 식생활의 서구화로 비만 및 당뇨등의 성인병이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 비만은 고혈압, 당뇨병, 심장순환계질환 및 각종 암 등을 유발 원인으로 체지방 감소를 위한 노력은 전세계적으로 큰 관심사가 되고 있다. 따라서 비만 및 당뇨를 예방, 치료할 수 있는 ...
연구배경 스테비아 (Stevia rebaudiana)는 브라질과 파라과이에서 야생으로 자라는 국화 (Chrysanthemum)속의 단맛을 내는 약초로서, 잎이나 줄기에서 추출물을 얻어 일본, 한국 등에서 음료를 포함하여 과자류, 채소절임, 해산물요리 등의 다양한 음식에 지난 10여년간 감미료의 재료로 사용되고 있다. 스테비아의 감미성분은 그 단맛이 설탕의 200~300배이며, 스테비아에 α-glucosyltransferase를 처리한 스테비아 (enzymatically modified stevia)는 맛과 감미질이 우수하여 미국과 일본에서 식용으로 사용하고 있다. 경제수준의 향상과 식생활의 서구화로 비만 및 당뇨등의 성인병이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 비만은 고혈압, 당뇨병, 심장순환계질환 및 각종 암 등을 유발 원인으로 체지방 감소를 위한 노력은 전세계적으로 큰 관심사가 되고 있다. 따라서 비만 및 당뇨를 예방, 치료할 수 있는 식이 보충제의 개발이 필요하다. 연구목적 본 연구는 국내에서 재배된 스테비아의 생리활성 물질을 검색하고, 비만/2형 당뇨 모델 동물을 이용한 비만 및 혈당조절 효과 검증하여 향후 스테비아를 주원료로 한 각종 기능성 식품, 음료, 차 등 개발에 필요한 과학적인 기초자료를 얻고자 한다. 연구방법 본 연구는 고지방식이를 섭취하면 유전적으로 비만/2형 당뇨가 유발되는 생후 4주된 수컷 C57BL/6J mice를 이용하여 실험하였다. 실험동물은 5군으로 나누어 분리 사육하였다. 1군은 일반식이 대조군 (N-C, 증류수 투여), 2군은 고지방식이 대조군 (H-C, 증류수 투여), 3군은 고지방식이와 설탕물 투여군 (H-SC, 1ml/kg bw), 4군은 고지방식이와 스테비아추출물 투여군 (H-SV, 1ml/kg bw), 5군은 고지방식이와 스테비오사이드 투여군(H-SS, 1ml/kg bw)으로 나누어 사육 후, 혈중 및 간중 지질, 간조직 지질 침착도, 혈중 및 간중 카르니틴, lypolysis, lipogenesis 및 adipogenesis 관련 효소 mRNA 수준과 글루코스 내당능 테스트, 공복시 혈당 변화를 측정하여 군간을 비교 분석하였다. 연구결과 각 실험 군의 체중증가량, 식이섭취량, 식이효율은 스테비아추출물 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 각 기관별 무게 중의 부고환 지방, 등 지방 무게 또한 스테비아추출물 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 혈중 중성지질 농도는 설탕물을 섭취한 군에 비해 스테비아추출물과 스테비오사이드를 섭취한 군에서 유의적인 감소를 나타냈다. 혈중 총 콜레스테롤 농도는 스테비아추출물 투여군에서 가장 낮게 나타났다. 그러나 HDL-콜레스테롤과 총 콜레스테롤의 비율은 각 군의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 간 중 중성지질은 스테비아추출물 투여군에서 가장 낮아졌으며, 일반식이 대조군과 비슷한 수준을 보였다. 혈중 카르니틴 농도에서 non-esterified carnitine (NEC) 농도는 고지방식이를 한 군에서 높아졌으며, acid insoluble acyl carnitine (AIAC) 농도는 유의적으로 낮아졌다. 또한 acyl/free 카르니틴 비율은 스테비아추출물과 스테비오사이드를 투여한 군에서 낮아지는 경향을 보였다. 간 중 카르니틴 농도는 스테비아추출물을 투여한 군에서 일반식이 대조군보다 acyl/free 카르니틴 비율이 유의적으로 높게 나타났다. 간의 acetyl CoA carboxylase (ACC) mRNA 발현은 일반식이 대조군보다는 높았으나 설탕물투여 군보다 스테비아추출물 투여군에서 낮은 발현을 나타냈다. Carnitine palmitoyltransferase-I (CPT-I)의 발현은 스테비아추출물 투여군에서 가장 높게 나타났다. PPARα와 PPARγ의 발현은 스테비오사이드 투여군에서 가장 높았으며, 설탕물 투여군에서 가장 낮은 경향을 보였다. 공복시 혈당 농도는 11주 후에 최종적으로 스테비아추출물과 스테비오사이드를 투여한 군에서 낮아졌으며, 당부하검사에서 스테비아추출물을 투여한 군은 유의적으로 낮은 혈당 수치를 보였다. 요약 및 결론 스테비아추출물은 체중, 혈중 및 간중의 지질, 그리고 공복시 혈당 및 당부하 검사에서 혈당수치를 유의적으로 낮추었다. 카르니틴 대사에 있어서는 혈중 및 간중 카르니틴 분획의 농도가 군간 차이를 보였다. 또한 간중 mRNA 발현에서 특히 스테비아추출물은 낮은 ACC 발현을 낮추었으며, CPT-I 발현을 높이는 경향을 보였다. 즉, 스테비아추출물이 지방대사와 관련된 유전자에 관여하여 지방축적을 감소시키고, 지방산화를 증가시킬 것이라는 가능성을 보여주었다. 따라서 스테비아추출물 투여는 체내 지질 축적으로 유발될 수 있는 고지혈증과 같은 심혈관계질환, insulin resistant 및 비만 등의 예방이 가능할 것으로 사료된다.
연구배경 스테비아 (Stevia rebaudiana)는 브라질과 파라과이에서 야생으로 자라는 국화 (Chrysanthemum)속의 단맛을 내는 약초로서, 잎이나 줄기에서 추출물을 얻어 일본, 한국 등에서 음료를 포함하여 과자류, 채소절임, 해산물요리 등의 다양한 음식에 지난 10여년간 감미료의 재료로 사용되고 있다. 스테비아의 감미성분은 그 단맛이 설탕의 200~300배이며, 스테비아에 α-glucosyltransferase를 처리한 스테비아 (enzymatically modified stevia)는 맛과 감미질이 우수하여 미국과 일본에서 식용으로 사용하고 있다. 경제수준의 향상과 식생활의 서구화로 비만 및 당뇨등의 성인병이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 비만은 고혈압, 당뇨병, 심장순환계질환 및 각종 암 등을 유발 원인으로 체지방 감소를 위한 노력은 전세계적으로 큰 관심사가 되고 있다. 따라서 비만 및 당뇨를 예방, 치료할 수 있는 식이 보충제의 개발이 필요하다. 연구목적 본 연구는 국내에서 재배된 스테비아의 생리활성 물질을 검색하고, 비만/2형 당뇨 모델 동물을 이용한 비만 및 혈당조절 효과 검증하여 향후 스테비아를 주원료로 한 각종 기능성 식품, 음료, 차 등 개발에 필요한 과학적인 기초자료를 얻고자 한다. 연구방법 본 연구는 고지방식이를 섭취하면 유전적으로 비만/2형 당뇨가 유발되는 생후 4주된 수컷 C57BL/6J mice를 이용하여 실험하였다. 실험동물은 5군으로 나누어 분리 사육하였다. 1군은 일반식이 대조군 (N-C, 증류수 투여), 2군은 고지방식이 대조군 (H-C, 증류수 투여), 3군은 고지방식이와 설탕물 투여군 (H-SC, 1ml/kg bw), 4군은 고지방식이와 스테비아추출물 투여군 (H-SV, 1ml/kg bw), 5군은 고지방식이와 스테비오사이드 투여군(H-SS, 1ml/kg bw)으로 나누어 사육 후, 혈중 및 간중 지질, 간조직 지질 침착도, 혈중 및 간중 카르니틴, lypolysis, lipogenesis 및 adipogenesis 관련 효소 mRNA 수준과 글루코스 내당능 테스트, 공복시 혈당 변화를 측정하여 군간을 비교 분석하였다. 연구결과 각 실험 군의 체중증가량, 식이섭취량, 식이효율은 스테비아추출물 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 각 기관별 무게 중의 부고환 지방, 등 지방 무게 또한 스테비아추출물 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 혈중 중성지질 농도는 설탕물을 섭취한 군에 비해 스테비아추출물과 스테비오사이드를 섭취한 군에서 유의적인 감소를 나타냈다. 혈중 총 콜레스테롤 농도는 스테비아추출물 투여군에서 가장 낮게 나타났다. 그러나 HDL-콜레스테롤과 총 콜레스테롤의 비율은 각 군의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 간 중 중성지질은 스테비아추출물 투여군에서 가장 낮아졌으며, 일반식이 대조군과 비슷한 수준을 보였다. 혈중 카르니틴 농도에서 non-esterified carnitine (NEC) 농도는 고지방식이를 한 군에서 높아졌으며, acid insoluble acyl carnitine (AIAC) 농도는 유의적으로 낮아졌다. 또한 acyl/free 카르니틴 비율은 스테비아추출물과 스테비오사이드를 투여한 군에서 낮아지는 경향을 보였다. 간 중 카르니틴 농도는 스테비아추출물을 투여한 군에서 일반식이 대조군보다 acyl/free 카르니틴 비율이 유의적으로 높게 나타났다. 간의 acetyl CoA carboxylase (ACC) mRNA 발현은 일반식이 대조군보다는 높았으나 설탕물투여 군보다 스테비아추출물 투여군에서 낮은 발현을 나타냈다. Carnitine palmitoyltransferase-I (CPT-I)의 발현은 스테비아추출물 투여군에서 가장 높게 나타났다. PPARα와 PPARγ의 발현은 스테비오사이드 투여군에서 가장 높았으며, 설탕물 투여군에서 가장 낮은 경향을 보였다. 공복시 혈당 농도는 11주 후에 최종적으로 스테비아추출물과 스테비오사이드를 투여한 군에서 낮아졌으며, 당부하검사에서 스테비아추출물을 투여한 군은 유의적으로 낮은 혈당 수치를 보였다. 요약 및 결론 스테비아추출물은 체중, 혈중 및 간중의 지질, 그리고 공복시 혈당 및 당부하 검사에서 혈당수치를 유의적으로 낮추었다. 카르니틴 대사에 있어서는 혈중 및 간중 카르니틴 분획의 농도가 군간 차이를 보였다. 또한 간중 mRNA 발현에서 특히 스테비아추출물은 낮은 ACC 발현을 낮추었으며, CPT-I 발현을 높이는 경향을 보였다. 즉, 스테비아추출물이 지방대사와 관련된 유전자에 관여하여 지방축적을 감소시키고, 지방산화를 증가시킬 것이라는 가능성을 보여주었다. 따라서 스테비아추출물 투여는 체내 지질 축적으로 유발될 수 있는 고지혈증과 같은 심혈관계질환, insulin resistant 및 비만 등의 예방이 가능할 것으로 사료된다.
Keyword
#스테비아 카르니틴 acetyl CoA carboxylase (ACC) Carnitine palmitoyltransferase-I (CPT-I) 항비만 및 혈당조절
학위논문 정보
저자
박정은
학위수여기관
전북대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
생활과학과
지도교수
차연수
발행연도
2007
총페이지
ⅵ, 54
키워드
스테비아 카르니틴 acetyl CoA carboxylase (ACC) Carnitine palmitoyltransferase-I (CPT-I) 항비만 및 혈당조절
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