천년초(Opuntia humifusa)에서 추출한 알코올 불용성 다당류(AIP)는 식이섬유 함량이 높고 칼슘, 인과 같은 무기질 함량이 높다. 따라서 본 연구에서는 천년초 열매와 줄기의 AIP가 생쥐의 골 대사 및 장내 기능에 미치는 영향을 조사하고 기능성 소재로서 천년초의 이용가능성을 알아보고자 하였다. 첫번째로, 난소 절제에 의한 폐경 후 골다공증 모델을 유도한 생쥐에 천년초 열매와 줄기의 AIP가 골 대사에 미치는 영향을 알아보았다. 실험동물의 체중 변화는 OVX군이 Sham군에 비하여 높았으며, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 차이를 나타내지 않았다. 또한 식이 섭취량은 OVX+Fruit군과 OVX+Stem군이 OVX군에 비해 유의적으로 높았다. 혈청에서의 OC와 CTx 농도는 OVX군이 Sham군에 비해 유의적으로 높았고, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 OVX군에 비해 유의적으로 낮았다. 경골에서의 ...
천년초(Opuntia humifusa)에서 추출한 알코올 불용성 다당류(AIP)는 식이섬유 함량이 높고 칼슘, 인과 같은 무기질 함량이 높다. 따라서 본 연구에서는 천년초 열매와 줄기의 AIP가 생쥐의 골 대사 및 장내 기능에 미치는 영향을 조사하고 기능성 소재로서 천년초의 이용가능성을 알아보고자 하였다. 첫번째로, 난소 절제에 의한 폐경 후 골다공증 모델을 유도한 생쥐에 천년초 열매와 줄기의 AIP가 골 대사에 미치는 영향을 알아보았다. 실험동물의 체중 변화는 OVX군이 Sham군에 비하여 높았으며, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 차이를 나타내지 않았다. 또한 식이 섭취량은 OVX+Fruit군과 OVX+Stem군이 OVX군에 비해 유의적으로 높았다. 혈청에서의 OC와 CTx 농도는 OVX군이 Sham군에 비해 유의적으로 높았고, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 OVX군에 비해 유의적으로 낮았다. 경골에서의 골밀도는 OVX군이 Sham군에 비해 유의적으로 낮았고, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 Sham군과 유의적 차이를 보이지 않았다. 경골에서의 구조적 특성을 살펴본 결과, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 OVX군에 비해 BV/TV, Tb.Th 및 Tb.N이 유의적으로 증가하였고, Tb.Sp, Tb.Pf 및 SMI는 유의적으로 감소하였다. 두번째로, 천년초 열매와 줄기의 AIP가 생쥐의 장 기능에 미치는 효과를 알아보았다. 실험동물의 체중 변화 및 식이섭취량의 경우 대조군, 천년초 열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 유의적인 차이가 없었다. 위장관 통과시간은 천년초 열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 대조군에 비해 유의적으로 단축되었고, 변의 평균 무게는 유의적으로 증가하였다. 장내 미생물 균총은 천년초열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 유익균인 Bifidobacteria와 Lactobacillus가 대조군에 비해 유의적으로 높았으나, 유해균은 유의적 차이를 나타내지 않았다. 맹장 pH는 천년초 열매와 줄기 AIP를 급여한 군이 대조군에 비해 유의적으로 낮았고, 총 단쇄지방산 함량은 천년초 줄기 AIP(48.1 mmol/kg)와 천년초 열매 AIP(43.9 mmol/kg)가 대조군(24.0 mmol/kg)에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 천년초 줄기 AIP 섭취군은 비장 T세포, TH세포 및 Tc세포가 대조군에 비해 유의적으로 높았으나, 천년초 열매 AIP 섭취군은 대조군에 비해 유의적으로 낮았다. 위와 결장 점막 내 PAS 양성 배상세포를 관찰한 결과 천년초 열매와 줄기 AIP 모두 대조군에 비해 강한 염색반응을 나타내었고, 특히 천년초 줄기 AIP가 강한 염색반응을 나타내었다. 위창자 내분비세포인 gastrin과 serotonin 분비세포를 관찰한 결과 천년초 열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 gastrin과 serotonin세포가 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 세번째로, 천년초 열매와 줄기 AIP와 그 분획물들의 물리화학적 특성 및 구조적 특성을 조사하였다. 용적밀도는 열매에서 WSP > KSH > ESP > ASP 순이었고, 줄기에서 WSP > KSH > ASP > ESP 순이었다. 팽윤력은 열매에서 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었고, 줄기에서 ASP > > ESP > WSP > KSH 순이었다. 점도는 열매와 줄기에서 ASP > WSP > > ESP 순이었고 KSH에서는 측정되지 않았다. 유화 안정성은 열매에서 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었고, 줄기에서 ASP > ESP > WSP, KSH 순이었다. 주사전자현미경(SEM) 이미지는 열매와 줄기 AIP에서 조밀한 섬유상 구조였으나 순차적인 분획 과정 중에서 균열의 정도가 증가되는 것으로 관찰되었다. Glucose 흡수 지연 효과는 투석 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며, 열매와 줄기에서 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었다. 분자량 분포는 부위별로는 열매보다는 줄기가, 분획별로는 pectin 분획인 WSP, ESP 및 ASP가 hemicellulose 분획인 KSH보다 분자량이 큰 것으로 나타났다. FT-IR spectrum은 열매와 줄기에서 uronic acid를 함유하고 있는 다당류를 의미하는 1,043, 1,420, 1,610, 1750, 2,931 및 3,380 cm-1에서 peak가 나타났다. 화학적 조성은 주로 neutral sugar와 uronic acid로 구성되어져 있었다. Neutral sugar의 함량은 열매와 줄기에서 WSP > KSH > ASP> ESP 순이었으나 uronic acid 함량은 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었다. 한편, neutral sugar의 조성은 열매와 줄기에서 arabinose와 galactose이 높게 나타났으나 fucose와 mannose는 검출되지 않았다. 결론적으로, 천년초 열매와 줄기 AIP 모두 골 손실에 대한 보호 효과 및 장 기능에 유익한 효과를 나타내어 기능성 식품소재로서의 가능성을 확인하였고 천년초 AIP 및 분획물은 uronic acid를 함유한 arabinose와 galactose로 이루어진 다당류로 추정되었다.
천년초(Opuntia humifusa)에서 추출한 알코올 불용성 다당류(AIP)는 식이섬유 함량이 높고 칼슘, 인과 같은 무기질 함량이 높다. 따라서 본 연구에서는 천년초 열매와 줄기의 AIP가 생쥐의 골 대사 및 장내 기능에 미치는 영향을 조사하고 기능성 소재로서 천년초의 이용가능성을 알아보고자 하였다. 첫번째로, 난소 절제에 의한 폐경 후 골다공증 모델을 유도한 생쥐에 천년초 열매와 줄기의 AIP가 골 대사에 미치는 영향을 알아보았다. 실험동물의 체중 변화는 OVX군이 Sham군에 비하여 높았으며, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 차이를 나타내지 않았다. 또한 식이 섭취량은 OVX+Fruit군과 OVX+Stem군이 OVX군에 비해 유의적으로 높았다. 혈청에서의 OC와 CTx 농도는 OVX군이 Sham군에 비해 유의적으로 높았고, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 OVX군에 비해 유의적으로 낮았다. 경골에서의 골밀도는 OVX군이 Sham군에 비해 유의적으로 낮았고, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 Sham군과 유의적 차이를 보이지 않았다. 경골에서의 구조적 특성을 살펴본 결과, OVX+Fruit군과 OVX+Stem군은 OVX군에 비해 BV/TV, Tb.Th 및 Tb.N이 유의적으로 증가하였고, Tb.Sp, Tb.Pf 및 SMI는 유의적으로 감소하였다. 두번째로, 천년초 열매와 줄기의 AIP가 생쥐의 장 기능에 미치는 효과를 알아보았다. 실험동물의 체중 변화 및 식이섭취량의 경우 대조군, 천년초 열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 유의적인 차이가 없었다. 위장관 통과시간은 천년초 열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 대조군에 비해 유의적으로 단축되었고, 변의 평균 무게는 유의적으로 증가하였다. 장내 미생물 균총은 천년초열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 유익균인 Bifidobacteria와 Lactobacillus가 대조군에 비해 유의적으로 높았으나, 유해균은 유의적 차이를 나타내지 않았다. 맹장 pH는 천년초 열매와 줄기 AIP를 급여한 군이 대조군에 비해 유의적으로 낮았고, 총 단쇄지방산 함량은 천년초 줄기 AIP(48.1 mmol/kg)와 천년초 열매 AIP(43.9 mmol/kg)가 대조군(24.0 mmol/kg)에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 천년초 줄기 AIP 섭취군은 비장 T세포, TH세포 및 Tc세포가 대조군에 비해 유의적으로 높았으나, 천년초 열매 AIP 섭취군은 대조군에 비해 유의적으로 낮았다. 위와 결장 점막 내 PAS 양성 배상세포를 관찰한 결과 천년초 열매와 줄기 AIP 모두 대조군에 비해 강한 염색반응을 나타내었고, 특히 천년초 줄기 AIP가 강한 염색반응을 나타내었다. 위창자 내분비세포인 gastrin과 serotonin 분비세포를 관찰한 결과 천년초 열매와 줄기 AIP 섭취군 모두 gastrin과 serotonin세포가 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 세번째로, 천년초 열매와 줄기 AIP와 그 분획물들의 물리화학적 특성 및 구조적 특성을 조사하였다. 용적밀도는 열매에서 WSP > KSH > ESP > ASP 순이었고, 줄기에서 WSP > KSH > ASP > ESP 순이었다. 팽윤력은 열매에서 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었고, 줄기에서 ASP > > ESP > WSP > KSH 순이었다. 점도는 열매와 줄기에서 ASP > WSP > > ESP 순이었고 KSH에서는 측정되지 않았다. 유화 안정성은 열매에서 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었고, 줄기에서 ASP > ESP > WSP, KSH 순이었다. 주사전자현미경(SEM) 이미지는 열매와 줄기 AIP에서 조밀한 섬유상 구조였으나 순차적인 분획 과정 중에서 균열의 정도가 증가되는 것으로 관찰되었다. Glucose 흡수 지연 효과는 투석 시간이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며, 열매와 줄기에서 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었다. 분자량 분포는 부위별로는 열매보다는 줄기가, 분획별로는 pectin 분획인 WSP, ESP 및 ASP가 hemicellulose 분획인 KSH보다 분자량이 큰 것으로 나타났다. FT-IR spectrum은 열매와 줄기에서 uronic acid를 함유하고 있는 다당류를 의미하는 1,043, 1,420, 1,610, 1750, 2,931 및 3,380 cm-1에서 peak가 나타났다. 화학적 조성은 주로 neutral sugar와 uronic acid로 구성되어져 있었다. Neutral sugar의 함량은 열매와 줄기에서 WSP > KSH > ASP> ESP 순이었으나 uronic acid 함량은 ASP > ESP > WSP > KSH 순이었다. 한편, neutral sugar의 조성은 열매와 줄기에서 arabinose와 galactose이 높게 나타났으나 fucose와 mannose는 검출되지 않았다. 결론적으로, 천년초 열매와 줄기 AIP 모두 골 손실에 대한 보호 효과 및 장 기능에 유익한 효과를 나타내어 기능성 식품소재로서의 가능성을 확인하였고 천년초 AIP 및 분획물은 uronic acid를 함유한 arabinose와 galactose로 이루어진 다당류로 추정되었다.
An alcohol insoluble polysaccharide (AIP) extracted from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) contains high contents of both dietary fiber and minerals such as calcium and phosphorus. The objectives of this study were to investigate the effects of alcohol insoluble polysaccharide (AIP) from fruit and ste...
An alcohol insoluble polysaccharide (AIP) extracted from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) contains high contents of both dietary fiber and minerals such as calcium and phosphorus. The objectives of this study were to investigate the effects of alcohol insoluble polysaccharide (AIP) from fruit and stem of Cheonnyuncho on bone metabolism and intestinal function of mice and to find out an availability of Cheonnyuncho as a functional material. In the first section, the effects of AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa on the bone metabolism in ovariectomized (OVX) mice. The weight change in experimental animals was significantly higher in OVX control group than in Sham group. However, there was no significant difference in both OVX+fruit and OVX+stem groups in ovariectomized mice. And the amount of food intake of sham group was significantly higher than that of OVX control group, but there was no significant difference in OVX+fruit and OVX+stem groups. Both osteocalcin (OC) and collagen cross-links (CTx) concentration in serum of Sham group was significantly lower than OVX control group. OVX control group showed significantly low bone mineral density (BMD) in proximal tibia region compared to sham group. However, both OVX+fruit and OVX+stem groups showed no significant difference from Sham group. Both OVX+fruit and OVX+stem groups showed significantly increased BV/TV, Tb.Th and Tb.N values in proximal tibia region compared to OVX control group, while Tb.Sp, Tb.Pf and SMI valus were decreased significantly. In conclusion, AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa showed a protective effect on the bone loss, indicating that it could have potential as a food material for preventing osteoporosis. In the second section, we investigated the effects of AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa on the intestinal function in mouse model. The results are as follows; The weight change and the amount of food intake of experimental animals had no significant difference in both CON group and AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa. The gastrointestinal transit time was significantly reduced in AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa than that in the CON group, and the average fecal weight was significantly increased in AIP groups. AIP groups from both fruit and stem of Opuntia humifusa had significantly higher contents of intestinal beneficial microorganisms such as Bifidobacteria and Lactobacillus compared to those of CON group, but there was no significant difference in harmful bacteria. The pH of cecum was significantly lower in AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa than that of CON group, while the short chain fatty acid contents were significantly higher in AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa than that of CON group. Splenocytes T cells, TH cells and TC cells were significantly higher in AIP group from stem of Opuntia humifusa but significantly lower in AIP group from fruit of Opuntia humifusa compared to CON group. The intramucosal PAS positive goblet cells in stomach and colon showed stronger chromatic response in AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa han the CON group. Gastrin and serotonin secreting cell were significantly higher in AIP groups from both fruit and stem of Opuntia humifusa compared to CON group. In conclusion, AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa showed a beneficial effect on intestinal function, indicating that those could have potential for maintaining healthy intestinal environment and improving intestinal function. In the third section, this study investigated physicochemical and structure properties of AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa and their fractionated polysaccharides (WSP, ESP, ASP and KSH). The results are as follows; The values of bulk density increased in oder of WSP > KSH > ESP > ASP for fruit and WSP > KSH > ASP > ESP for stem. The values of swelling increased in oder of ASP > ESP > WSP > KSH for fruit and ASP > ESP > WSP > KSH for stem. The values of viscosity for fruit and stem increased in oder of ASP > WSP > ESP, while viscosity of KSH was not detected at the same conditions. The values of emulsifying stability increased in oder of ASP > ESP > WSP > KSH for fruit and ASP > ESP > WSP, KSH for stem. Scanning electron microscopic images showed a densely compressed fibrous structure in AIPs from fruit and stem, and the degree of fragmentation was increased by sequential fractionation process. The glucose retardation index of AIPs and their fractionated polysaccharides from fruit and stem decreased gradually with increasing a dialysis time, resulting in increased order of ASP > ESP > WSP > KSH. The high molecular weight was detected in AIP from fruit and pectic substances such as WSP, ESP and ASP. The peaks of FT-IR spectrum for AIPs fractionated polysaccharides from fruit and stem were exhibited at 1,043, 1,420, 1,610, 1750, 2,931 and 3,380 cm-1, indicating that polysacharides contained uronic acid. Neutral sugar and uronic acid were main components in AIPs and their fractionated polysaccharides from fruit and stem. Neutral sugar content increased in oder of WSP > KSH > ASP> ESP, while uronic acid content increased in oder of ASP > ESP > WSP > KSH in AIPs fractionated polysaccharides from fruit and stem. Arabinose and galactose were major neutral sugars, while fucose and mannose were not detected in AIPs and their fractionated polysaccharides from fruit and stem.
An alcohol insoluble polysaccharide (AIP) extracted from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) contains high contents of both dietary fiber and minerals such as calcium and phosphorus. The objectives of this study were to investigate the effects of alcohol insoluble polysaccharide (AIP) from fruit and stem of Cheonnyuncho on bone metabolism and intestinal function of mice and to find out an availability of Cheonnyuncho as a functional material. In the first section, the effects of AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa on the bone metabolism in ovariectomized (OVX) mice. The weight change in experimental animals was significantly higher in OVX control group than in Sham group. However, there was no significant difference in both OVX+fruit and OVX+stem groups in ovariectomized mice. And the amount of food intake of sham group was significantly higher than that of OVX control group, but there was no significant difference in OVX+fruit and OVX+stem groups. Both osteocalcin (OC) and collagen cross-links (CTx) concentration in serum of Sham group was significantly lower than OVX control group. OVX control group showed significantly low bone mineral density (BMD) in proximal tibia region compared to sham group. However, both OVX+fruit and OVX+stem groups showed no significant difference from Sham group. Both OVX+fruit and OVX+stem groups showed significantly increased BV/TV, Tb.Th and Tb.N values in proximal tibia region compared to OVX control group, while Tb.Sp, Tb.Pf and SMI valus were decreased significantly. In conclusion, AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa showed a protective effect on the bone loss, indicating that it could have potential as a food material for preventing osteoporosis. In the second section, we investigated the effects of AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa on the intestinal function in mouse model. The results are as follows; The weight change and the amount of food intake of experimental animals had no significant difference in both CON group and AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa. The gastrointestinal transit time was significantly reduced in AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa than that in the CON group, and the average fecal weight was significantly increased in AIP groups. AIP groups from both fruit and stem of Opuntia humifusa had significantly higher contents of intestinal beneficial microorganisms such as Bifidobacteria and Lactobacillus compared to those of CON group, but there was no significant difference in harmful bacteria. The pH of cecum was significantly lower in AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa than that of CON group, while the short chain fatty acid contents were significantly higher in AIP groups from fruit and stem of Opuntia humifusa than that of CON group. Splenocytes T cells, TH cells and TC cells were significantly higher in AIP group from stem of Opuntia humifusa but significantly lower in AIP group from fruit of Opuntia humifusa compared to CON group. The intramucosal PAS positive goblet cells in stomach and colon showed stronger chromatic response in AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa han the CON group. Gastrin and serotonin secreting cell were significantly higher in AIP groups from both fruit and stem of Opuntia humifusa compared to CON group. In conclusion, AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa showed a beneficial effect on intestinal function, indicating that those could have potential for maintaining healthy intestinal environment and improving intestinal function. In the third section, this study investigated physicochemical and structure properties of AIPs from fruit and stem of Opuntia humifusa and their fractionated polysaccharides (WSP, ESP, ASP and KSH). The results are as follows; The values of bulk density increased in oder of WSP > KSH > ESP > ASP for fruit and WSP > KSH > ASP > ESP for stem. The values of swelling increased in oder of ASP > ESP > WSP > KSH for fruit and ASP > ESP > WSP > KSH for stem. The values of viscosity for fruit and stem increased in oder of ASP > WSP > ESP, while viscosity of KSH was not detected at the same conditions. The values of emulsifying stability increased in oder of ASP > ESP > WSP > KSH for fruit and ASP > ESP > WSP, KSH for stem. Scanning electron microscopic images showed a densely compressed fibrous structure in AIPs from fruit and stem, and the degree of fragmentation was increased by sequential fractionation process. The glucose retardation index of AIPs and their fractionated polysaccharides from fruit and stem decreased gradually with increasing a dialysis time, resulting in increased order of ASP > ESP > WSP > KSH. The high molecular weight was detected in AIP from fruit and pectic substances such as WSP, ESP and ASP. The peaks of FT-IR spectrum for AIPs fractionated polysaccharides from fruit and stem were exhibited at 1,043, 1,420, 1,610, 1750, 2,931 and 3,380 cm-1, indicating that polysacharides contained uronic acid. Neutral sugar and uronic acid were main components in AIPs and their fractionated polysaccharides from fruit and stem. Neutral sugar content increased in oder of WSP > KSH > ASP> ESP, while uronic acid content increased in oder of ASP > ESP > WSP > KSH in AIPs fractionated polysaccharides from fruit and stem. Arabinose and galactose were major neutral sugars, while fucose and mannose were not detected in AIPs and their fractionated polysaccharides from fruit and stem.
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