연구배경 벼목 화본과 식물의 보리(Hordeum vulgare)는 1970년대에 쌀과 더불어 우리민족의 주식으로써 큰 몫을 차지하였으나 이후, 국민의 식량소비구조가 변화됨에 따라 식용으로써의 보리소비가 크게 감소하였다. 그러나 보리에는 식이섬유인 β-glucan의 함량이 높아 뛰어난 식물자원으로 재평가 받고 있다. 보리의 세포벽에 존재하는 β-glucan은 β-(1,3)과 β-(1,4)-glucan 결합이 3:7 비율로 이루어진 mixed linked β-D-glucan이 많이 함유되어있는데, 보리의 경우 그 함량이 3.0-6.9%이며, 그 중 수용성 부분은 38-69%로 높다. 이와 같이 보리의 β-glucan은 특이적으로 ...
연구배경 벼목 화본과 식물의 보리(Hordeum vulgare)는 1970년대에 쌀과 더불어 우리민족의 주식으로써 큰 몫을 차지하였으나 이후, 국민의 식량소비구조가 변화됨에 따라 식용으로써의 보리소비가 크게 감소하였다. 그러나 보리에는 식이섬유인 β-glucan의 함량이 높아 뛰어난 식물자원으로 재평가 받고 있다. 보리의 세포벽에 존재하는 β-glucan은 β-(1,3)과 β-(1,4)-glucan 결합이 3:7 비율로 이루어진 mixed linked β-D-glucan이 많이 함유되어있는데, 보리의 경우 그 함량이 3.0-6.9%이며, 그 중 수용성 부분은 38-69%로 높다. 이와 같이 보리의 β-glucan은 특이적으로 점질성이 있는 식이섬유의 비율이 높아 혈청 콜레스테롤 감소 효과가 있고, 혈중지질 저하 효과, 혈당 강하효과 등의 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 빠른 경제 성장과 식생활의 서구화로 인한 비만 및 당뇨 등의 만성퇴행성 질환의 발병률이 높아지고 있다. 비만은 심혈관 질환, 암, 당뇨병 등을 유발하는 주요한 원인으로 인식되고 있으며 체지방 감소를 위한 노력은 전 세계적으로 관심사가 되고 있어, 비만 및 당뇨를 예방, 치료할 수 있는 물질들에 대한 연구들이 진행되고 있는 가운데 최근 다양한 기능성 식품 개발이 요구되어지고 있다. 연구목적 본 연구에서는 식이유도 비만/제 2형 당뇨 동물 모델인 C57BL/6J mice를 이용하여 비만지표인 체내지질과 카르니틴, 지질대사에 관여하는 효소 및 단백질의 mRNA 분석을 통해 발효보리의 비만개선 및 혈당조절 효능을 평가하고자 한다. 연구방법 본 연구에서는 고지방식이로 비만/제 2형 당뇨가 유발되는 동물 모델인 C57BL/6J mice를 이용하였다. 실험동물은 정상식이군, 고지방식이군, 보리 3%를 첨가한 고지방 식이군, 발효보리 3%를 첨가한 고지방 식이군으로 총 4개 군을 각각 8마리씩으로 나누었다. 1주의 적응기간을 거쳐, 12주의 사육기간 동안 체중과 식이 섭취량을 조사하였다. 실험기간 종료 후 체중과 체지방을 측정하였으며, 체내 지질 수준, 혈청 카르니틴 농도, 간의 지질대사 관련 효소 및 단백질의 mRNA 수준, 공복 시 혈당 변화, 글루코스 내당능 테스트 및 혈청에서의 인슐린 농도와 렙틴 농도를 비교 분석하였다. 연구결과 실험군의 체중 및 체중증가량은 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 부고환 지방의 무게 또한, 발효보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 간 중 중성지질농도는 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군과 보리 3%첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 혈중 총 콜레스테롤 농도는 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군과 보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였고, 저밀도 지단백 콜레스테롤 농도는 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 혈중 카르니틴 농도의 경우, non-esterified carnitine(NEC) 농도와 total carnitine(TCNE) 농도는 발효보리 3% 첨가군이 고지방식이군보다 유의적으로 증가하였다. 간의 carnitine palmitoyltransferase-1 (CPT-1)과 peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα)의 mRNA 발현은 발효보리 3% 첨가군이 고지방식이군보다 유의적으로 높았으며, acetyl CoA carboxylase (ACC)와 liver X receptor α (LXRα)의 mRNA 발현은 발효보리 3% 첨가군이 고지방식이군보다 유의적으로 낮았다. 공복 시 혈당 농도는 11주 후에 발효보리 3% 첨가군에서 고지방 식이군보다 낮아지는 경향을 보였으며, 당부하 검사에서도 발효보리 3% 첨가군이 고지방 식이군보다 유의적으로 낮은 혈당 수치를 보였다. 또한, 혈중 인슐린 농도와 렙틴 농도는 발효보리 3% 첨가군이 고지방 식이군보다 유의적으로 낮았다. 결론 발효보리 첨가는 체중 및 체중증가량, 혈중 및 간중의 지질 농도를 유의적으로 낮추었다. 카르니틴 대사에 있어서는 발효보리 첨가군에서 혈중 NEC농도와 총 카르니틴의 농도가 유의적으로 증가하였다. 발효보리의 첨가는 간중 ACC와 LXRα 발현을 낮추고, CPT-1과 PPARα의 발현을 높였다. 즉, 발효보리 첨가가 지방대사와 관련된 유전자에 관여하여 지방합성을 감소시키고, 지방 산화를 증가시킬 것이라는 가능성을 보여주었다. 따라서 발효보리의 첨가는 체내 지질 축적으로 유발될 수 있는 심혈관계 질환이나 비만 및 당뇨병의 예방이 가능할 것으로 사료된다.
연구배경 벼목 화본과 식물의 보리(Hordeum vulgare)는 1970년대에 쌀과 더불어 우리민족의 주식으로써 큰 몫을 차지하였으나 이후, 국민의 식량소비구조가 변화됨에 따라 식용으로써의 보리소비가 크게 감소하였다. 그러나 보리에는 식이섬유인 β-glucan의 함량이 높아 뛰어난 식물자원으로 재평가 받고 있다. 보리의 세포벽에 존재하는 β-glucan은 β-(1,3)과 β-(1,4)-glucan 결합이 3:7 비율로 이루어진 mixed linked β-D-glucan이 많이 함유되어있는데, 보리의 경우 그 함량이 3.0-6.9%이며, 그 중 수용성 부분은 38-69%로 높다. 이와 같이 보리의 β-glucan은 특이적으로 점질성이 있는 식이섬유의 비율이 높아 혈청 콜레스테롤 감소 효과가 있고, 혈중지질 저하 효과, 혈당 강하효과 등의 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 빠른 경제 성장과 식생활의 서구화로 인한 비만 및 당뇨 등의 만성퇴행성 질환의 발병률이 높아지고 있다. 비만은 심혈관 질환, 암, 당뇨병 등을 유발하는 주요한 원인으로 인식되고 있으며 체지방 감소를 위한 노력은 전 세계적으로 관심사가 되고 있어, 비만 및 당뇨를 예방, 치료할 수 있는 물질들에 대한 연구들이 진행되고 있는 가운데 최근 다양한 기능성 식품 개발이 요구되어지고 있다. 연구목적 본 연구에서는 식이유도 비만/제 2형 당뇨 동물 모델인 C57BL/6J mice를 이용하여 비만지표인 체내지질과 카르니틴, 지질대사에 관여하는 효소 및 단백질의 mRNA 분석을 통해 발효보리의 비만개선 및 혈당조절 효능을 평가하고자 한다. 연구방법 본 연구에서는 고지방식이로 비만/제 2형 당뇨가 유발되는 동물 모델인 C57BL/6J mice를 이용하였다. 실험동물은 정상식이군, 고지방식이군, 보리 3%를 첨가한 고지방 식이군, 발효보리 3%를 첨가한 고지방 식이군으로 총 4개 군을 각각 8마리씩으로 나누었다. 1주의 적응기간을 거쳐, 12주의 사육기간 동안 체중과 식이 섭취량을 조사하였다. 실험기간 종료 후 체중과 체지방을 측정하였으며, 체내 지질 수준, 혈청 카르니틴 농도, 간의 지질대사 관련 효소 및 단백질의 mRNA 수준, 공복 시 혈당 변화, 글루코스 내당능 테스트 및 혈청에서의 인슐린 농도와 렙틴 농도를 비교 분석하였다. 연구결과 실험군의 체중 및 체중증가량은 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 부고환 지방의 무게 또한, 발효보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 간 중 중성지질농도는 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군과 보리 3%첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 혈중 총 콜레스테롤 농도는 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군과 보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였고, 저밀도 지단백 콜레스테롤 농도는 고지방 식이군보다 발효보리 3% 첨가군에서 유의적으로 감소하였다. 혈중 카르니틴 농도의 경우, non-esterified carnitine(NEC) 농도와 total carnitine(TCNE) 농도는 발효보리 3% 첨가군이 고지방식이군보다 유의적으로 증가하였다. 간의 carnitine palmitoyltransferase-1 (CPT-1)과 peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα)의 mRNA 발현은 발효보리 3% 첨가군이 고지방식이군보다 유의적으로 높았으며, acetyl CoA carboxylase (ACC)와 liver X receptor α (LXRα)의 mRNA 발현은 발효보리 3% 첨가군이 고지방식이군보다 유의적으로 낮았다. 공복 시 혈당 농도는 11주 후에 발효보리 3% 첨가군에서 고지방 식이군보다 낮아지는 경향을 보였으며, 당부하 검사에서도 발효보리 3% 첨가군이 고지방 식이군보다 유의적으로 낮은 혈당 수치를 보였다. 또한, 혈중 인슐린 농도와 렙틴 농도는 발효보리 3% 첨가군이 고지방 식이군보다 유의적으로 낮았다. 결론 발효보리 첨가는 체중 및 체중증가량, 혈중 및 간중의 지질 농도를 유의적으로 낮추었다. 카르니틴 대사에 있어서는 발효보리 첨가군에서 혈중 NEC농도와 총 카르니틴의 농도가 유의적으로 증가하였다. 발효보리의 첨가는 간중 ACC와 LXRα 발현을 낮추고, CPT-1과 PPARα의 발현을 높였다. 즉, 발효보리 첨가가 지방대사와 관련된 유전자에 관여하여 지방합성을 감소시키고, 지방 산화를 증가시킬 것이라는 가능성을 보여주었다. 따라서 발효보리의 첨가는 체내 지질 축적으로 유발될 수 있는 심혈관계 질환이나 비만 및 당뇨병의 예방이 가능할 것으로 사료된다.
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