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문제 정의
- 특히 검 정 콩은 약콩이 라 하여 민간에 전해 내 려오는 약리 효과로 주목받고 있다. 따라서 흰콩과 검정콩의 섭취가 지질대사에 미치는 영향을 비교하기 위하여, 흰콩과 검정콩을 껍질 채 분쇄하여 흰쥐에 7주간 급여하고, 혈액과 간의 지질농도와 분변으로의 지질배설능에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 혈장 콜레스테롤의 함량은 대조군에 비해 콩섭취군에서 유의적으로 낮게 나타났다.
- 동맥경화를 유발하는 1차적인 위험요인으로는 혈중 콜레스테롤 농도의 상승(특히 높은 LDL-콜레스테롤과 낮은 HDL-콜레스테롤), 고혈압(수축기 혈압 140 mmHg, 이완기 혈압 90 mmHg), 흡연 등이 있으며, 비만, 당뇨, 성별, 연령 및 성격 등은 2차적인 위험요인으로 제시되고 있다. 본 논문에서는 동맥경화의 유발과 밀접한 관계가 있는 고콜레스테롤혈증, 고혈압, LDL산화 및 혈전 용해능에 미치는 콩 및 청국장의 효과를 중심으로 고찰하고자 한다.
- 뿐만 아니라 장관에서의 식이 지방의 흡수와 이동은 혈장 지단백에 의해 조절되어지며 소장에서 합성된 지단백은 동맥경화와 관련되어져 있다(14). 본 연구팀에서는 콩단백의 섭취가 식후 콜레스테롤 대사에 작용하는 기작에 대해 알아보기 위하여 7주간의 실험식이를 섭취한 S.D. 흰쥐에 5g의 해당 식이를 섭취시키고 2시간 후의 식후 혈장, 지단백 조성과 콜레스테롤합성 효소 활성, 소장 소화효소 활성 및 호르몬 농도를 조사하였다. 대조군은 동물성 단백질인 casein을 공급하였다.
- 혈전용해능이 원료인 콩에는 나타나지 않다가 된장이나 청국장에서 나타나는 것으로 미루어 볼 때 혈전 용해 물질은 발효되는 과정에서 형성되는 물질임을 알 수 있다. 청국장의 단기간 섭취시 식후 혈장에 혈전 용해 활성이 나타나는가를 알아보기 위하여 고혈압쥐 에 청국장 물 추출물을 섭취시키고 시간에 따른 혈전용해활성을 살펴보았다. 청국장 투여군의 경우, 14시간이상 절식시킨 자발성 고혈압 쥐 (SHR)에 청 국장 물 추출물을 체중 kg당 18 unit 의 혈전 용해 능에 해당되는 양을 경구투여하였다.
제안 방법
- 이것을 모아 완충용액에 용해시켜 여기에 thrombin을 넣어 clot을 형성시키는데, 이 clot이 용해되는 정도를 측정하였다. Plasminogen level 은 euglobulin 분획과 이 분획물속의 plasminogen을 활성화시킬 수 있는 urokinase를 혼합한 뒤, fibrin배지에 점적시켜 fibrin 분해활성으로 측정하였다. Table 6에서 보는 바와 같이 대조군의 활성에 비해, 콩 섭취군에서 13%의 증가를 보였고, 청국장 섭취군에서 40%의 활성이 증가하였다.
- 청국장 투여군의 경우, 14시간이상 절식시킨 자발성 고혈압 쥐 (SHR)에 청 국장 물 추출물을 체중 kg당 18 unit 의 혈전 용해 능에 해당되는 양을 경구투여하였다. 대조군은 동일한 양의 증류수를 투여하였다. 섭취 0, 0.
- 콩에는 여러가지 기능성 물질이 함유되어 있으나 우리가 즐겨먹는 콩발효제품에는 콩이 가진 영양성과 기능성 이외에도 발효미생물에 의해 2차적 대사산물이 생성되므로 보다 다양한 생리활성이 기대되어진다. 따라서 콜레스테롤 저하효과가 확인된 콩으로 만든 콩발효제품의 콜레스테롤 저하효과를 비교하기 위하여 실험실에서 제조된 청국장 base를 동결건조하여 분말화한 후 단백질 급원으로 고혈압 흰쥐에 7주간 섭취시켰으며, 대조군에는 basal 식이와 찐콩식이를 섭취시켰다. 그 결과 혈중 콜레스테롤 함량은 실험군간에 유의 적 인 변화가 없었으나 중성지방의 농도는 콩 섭 취군에서 낮았고, 청국장 섭취군에서 가장 낮게 나타났다(Table 4).
- 대조군은 동일한 양의 증류수를 투여하였다. 섭취 0, 0.5, 1, 2, 4시간에 희생시켜 혈액과 소장 내용물을 취하고 혈전 용해 활성과 protease 활성을 측정하였다. 소장내용물의 protease 활성은 청국장 투여 30분후 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났고, 1시간 이후부터는 대조군과 크게 다르지 않았다.
- Euglobulin 분획은 혈장을 acetic acid로 등전점에 이르게 하여 침전시킨 것으로 혈장의 activator 대부분과 다소의 plasminogen, 30~40%의 fibrinogen을 함유한다. 이것을 모아 완충용액에 용해시켜 여기에 thrombin을 넣어 clot을 형성시키는데, 이 clot이 용해되는 정도를 측정하였다. Plasminogen level 은 euglobulin 분획과 이 분획물속의 plasminogen을 활성화시킬 수 있는 urokinase를 혼합한 뒤, fibrin배지에 점적시켜 fibrin 분해활성으로 측정하였다.
- 청국장의 단기간 섭취시 식후 혈장에 혈전 용해 활성이 나타나는가를 알아보기 위하여 고혈압쥐 에 청국장 물 추출물을 섭취시키고 시간에 따른 혈전용해활성을 살펴보았다. 청국장 투여군의 경우, 14시간이상 절식시킨 자발성 고혈압 쥐 (SHR)에 청 국장 물 추출물을 체중 kg당 18 unit 의 혈전 용해 능에 해당되는 양을 경구투여하였다. 대조군은 동일한 양의 증류수를 투여하였다.
- 콩제품 가공시의 부산물로 생산되는 콩껍질의 생리활성과 이용가능성을 알아보기 위하여 흰쥐에 무섬유 식 이와 콩껍질 10% 첨가식이를 7주간 급여하고 콜레스테롤 대사에 미치는 영향을 공복상태와 식후상태에서 조사하였다. 콩껍질의 섭취는 혈장 콜레스테롤 농도를 유의적으로 감소시키는 효과를 보였으며, 중성지질의 농도도 다소 감소되었으나 유의적인 차이는 없었다(Table 3).
대상 데이터
- 흰쥐에 5g의 해당 식이를 섭취시키고 2시간 후의 식후 혈장, 지단백 조성과 콜레스테롤합성 효소 활성, 소장 소화효소 활성 및 호르몬 농도를 조사하였다. 대조군은 동물성 단백질인 casein을 공급하였다. 혈장 내의 콜레스테롤과 인지질 농도는 콩가루 섭취군에서 낮았으며, 단백 질과 중성지방의 농도는 두 군간에 차이가 없었다(Table 1).
성능/효과
- 특히 chylomicron/VLDL-콜레스테롤 농도가 콩가루군에서 유의적으로 낮았다(Table 2). HMG CoA reductase 활성은 실험군간에 차이가 없었으며 T3와 T4의 농도는 casein군보다 콩가루 섭취군에서 다소 높았다. 소장에서의 소화효소 활성 중 trypsin과 amylase 활성은 casein군에 비해 콩가루 섭취군에서 유의적으로 낮게 나타났고, lipase 활성은 콩가루군에서 유의적으로 높게 나타났다.
- 그 결과 혈장 콜레스테롤의 함량은 대조군에 비해 콩섭취군에서 유의적으로 낮게 나타났다. 간에서의 중성 지질의 함량은 대조군에 비해 흰콩군과 검정콩 군이 유의적으로 낮게 나타났다. 분변 중의 중성 지방 과총지방 함량은 대조군에 비하여 흰콩군과 검정콩 군에서 유의적으로 높게 나타났으며, 특히 대조군의 6배에 해당하는 양의 중성 지방이 분변 중으로 배설되었다.
- 따라서 흰콩과 검정콩의 섭취가 지질대사에 미치는 영향을 비교하기 위하여, 흰콩과 검정콩을 껍질 채 분쇄하여 흰쥐에 7주간 급여하고, 혈액과 간의 지질농도와 분변으로의 지질배설능에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 혈장 콜레스테롤의 함량은 대조군에 비해 콩섭취군에서 유의적으로 낮게 나타났다. 간에서의 중성 지질의 함량은 대조군에 비해 흰콩군과 검정콩 군이 유의적으로 낮게 나타났다.
- 따라서 콜레스테롤 저하효과가 확인된 콩으로 만든 콩발효제품의 콜레스테롤 저하효과를 비교하기 위하여 실험실에서 제조된 청국장 base를 동결건조하여 분말화한 후 단백질 급원으로 고혈압 흰쥐에 7주간 섭취시켰으며, 대조군에는 basal 식이와 찐콩식이를 섭취시켰다. 그 결과 혈중 콜레스테롤 함량은 실험군간에 유의 적 인 변화가 없었으나 중성지방의 농도는 콩 섭 취군에서 낮았고, 청국장 섭취군에서 가장 낮게 나타났다(Table 4). 그러나 혈장 지단백 중 LDL-콜레스테롤 농도는 콩 및 청국장 섭취군에서 유의적으로 낮았고 항동맥경화인자인 HDL-콜레스테롤 농도는 유의적으로 높았으며 동맥경화지수가 청국장 섭취군에서 가장 낮았다(Fig.
- 그 결과 혈중 콜레스테롤 함량은 실험군간에 유의 적 인 변화가 없었으나 중성지방의 농도는 콩 섭 취군에서 낮았고, 청국장 섭취군에서 가장 낮게 나타났다(Table 4). 그러나 혈장 지단백 중 LDL-콜레스테롤 농도는 콩 및 청국장 섭취군에서 유의적으로 낮았고 항동맥경화인자인 HDL-콜레스테롤 농도는 유의적으로 높았으며 동맥경화지수가 청국장 섭취군에서 가장 낮았다(Fig. 1). 간의 총지질과 중성 지방농도 또한 콩 및 청국장 섭취군에서 유의적으로 낮았는데 이는 혈장에서의 결과와 일치하는 것이다.
- 단백질 급원으로 카제인, 콩 및 청국장 식이를 장기간(7 주간) 섭취시킨 고혈압 흰쥐의 혈액에서 분리한 혈장의 혈전 용해 활성을 euglobulin lysis level로 측정한 결과 청국장 섭취군에서 높게 나타났으나 유의적인 차이는 없었다. Euglobulin 분획은 혈장을 acetic acid로 등전점에 이르게 하여 침전시킨 것으로 혈장의 activator 대부분과 다소의 plasminogen, 30~40%의 fibrinogen을 함유한다.
- 간에서의 중성 지질의 함량은 대조군에 비해 흰콩군과 검정콩 군이 유의적으로 낮게 나타났다. 분변 중의 중성 지방 과총지방 함량은 대조군에 비하여 흰콩군과 검정콩 군에서 유의적으로 높게 나타났으며, 특히 대조군의 6배에 해당하는 양의 중성 지방이 분변 중으로 배설되었다. 담즙산의 배설량은 대조군에 비해 흰콩군과 검정콩군에서 5배 정도로 많은 양을 배설하였다.
- 5, 1, 2, 4시간에 희생시켜 혈액과 소장 내용물을 취하고 혈전 용해 활성과 protease 활성을 측정하였다. 소장내용물의 protease 활성은 청국장 투여 30분후 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났고, 1시간 이후부터는 대조군과 크게 다르지 않았다. 청국장을 투여한 고혈압 흰쥐의 혈전용해능은 투여 1시간 후 가장 높은 혈전용해효소활성을 보였다(Fig.
- HMG CoA reductase 활성은 실험군간에 차이가 없었으며 T3와 T4의 농도는 casein군보다 콩가루 섭취군에서 다소 높았다. 소장에서의 소화효소 활성 중 trypsin과 amylase 활성은 casein군에 비해 콩가루 섭취군에서 유의적으로 낮게 나타났고, lipase 활성은 콩가루군에서 유의적으로 높게 나타났다. 이상의 결과를 통해 볼 때 콩가루식이는 식후상태에서의 콜레스테롤 흡수에 영향을 미쳐 chylomicron-콜레스테롤 농도를 낮추거나 chylomicron remnant의 대사에 영향을 미치는 것으로 보인다.
- Table 6에서 보는 바와 같이 대조군의 활성에 비해, 콩 섭취군에서 13%의 증가를 보였고, 청국장 섭취군에서 40%의 활성이 증가하였다. 이상의 결과는 콩 및 발효 콩 제품인 청국장의 장기간 섭취가 혈장 plasminogen의 농도를 증가시켜 혈전 용해효과를 증가시키는데, 콩보다도 청국장 섭취 시 그 효과가 큰 것을 확인할 수 있었다. 그러나 청국장 섭 취 군에서 tPA활성 은 감소되어 (Table 6) 청 국장의 장기간 섭취 시 증가된 plasminogen 농도와는 상반된 결과를 보였다.
- 6과 같이 모든 phenolic acids에서 항산화능이 나타났고, caffeic acid의 항산화능이 가장 우수하였다. 이상의 결과로 LDL 항산화능은 isoflavones보다는 phenolic acids의 단위활성이 높게 나타났으나, 청국장 중의 함량으로 환산한다면 청국장에서 나타났던 LDL 항산화능은 주로 isoflavones에 기인한다고 사료된다.
- 담즙산의 배설량은 대조군에 비해 흰콩군과 검정콩군에서 5배 정도로 많은 양을 배설하였다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 흰콩과 검정콩의 섭취는 중성 지방과 담즙산의 배설을 증가시킴으로써 체내 지질 농도를 낮추며 흰콩과 검정콩의 콜레스테롤 저하 효과는 차이가 있는 것으로 보이지 않는다. 콩에는 여러가지 기능성 물질이 함유되어 있으나 우리가 즐겨먹는 콩발효제품에는 콩이 가진 영양성과 기능성 이외에도 발효미생물에 의해 2차적 대사산물이 생성되므로 보다 다양한 생리활성이 기대되어진다.
- 그러나 콩 껍질 식이는 무섬유 식이에 비해 식후 소장의 trypsin 활성과 amylase 활성은 높이고 lipase 활성은 낮추었다. 이상의 결과로 미루어볼 때 콩껍질은 콜레스테롤과 지질의 흡수를 방해하며 분변으로의 지방과 담즙배설을 증가시켜 혈장과 간의 콜레스테롤 농도를 저하시킨 것으로 사료된다. 따라서 70%에 달하는 식이섬유 뿐만 아니라 isoflavone이나 anthocyanin 색소 등을 함유하고 있어 다양한 생리적 효과가 기대되는 콩껍질을 식품으로 이용하는 방안을 마련하여 부산물의 부가가치를 높이고 폐기물을 줄일 수 있도록 애써야 할 것이다.
- 소장에서의 소화효소 활성 중 trypsin과 amylase 활성은 casein군에 비해 콩가루 섭취군에서 유의적으로 낮게 나타났고, lipase 활성은 콩가루군에서 유의적으로 높게 나타났다. 이상의 결과를 통해 볼 때 콩가루식이는 식후상태에서의 콜레스테롤 흡수에 영향을 미쳐 chylomicron-콜레스테롤 농도를 낮추거나 chylomicron remnant의 대사에 영향을 미치는 것으로 보인다. Glucagon이나 T4 등의 호르몬이나 HMG-CoA reductase 활성 등은 콩가루를 섭 취한 흰쥐의 식후 lipid profile에 영향을 미치는 것으로 보이지 않는다.
- 있다. 즉, 일인당 동물성 식품 소비량이 현저히 늘어났으며(1), 식생활이 서구화되고 외식의 기회가 많아짐에 따라 지방과 가공식품의 섭취가 증가하게 되었다(2). 이러한 변화는 우리나라의 사망원인에 영향을 미쳐 최근 순환기계 질환, 암 등이 주된 사망원인으로 나타나고 있으며, 특히 순환기계질환을 비롯한 만성 퇴행성질환의 비율이 점점 증가되고 있는 추세에 있다(3).
- 3). 청국장에서 LDL 항산화능이 있는 물질의 확인을 위해 청국장메 탄올 추출물을 다시 계 통 분획 하여 LDL에 대한 항산화능을 비교한 결과 Fig. 4와 같이 에칠아세테이트>물>헥산>부타놀>디클로로메탄 획분의 순으로 높게 나타났다. 청국장 계통 분획물중에서 LDL 항산화능이 가장 우수하게 나타난 에 틸 아세 테 이 트층에서 항산화물질로 알려 진 phenolic acids를 정 량한 결과, gentisic acid 5.
- 소장내용물의 protease 활성은 청국장 투여 30분후 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났고, 1시간 이후부터는 대조군과 크게 다르지 않았다. 청국장을 투여한 고혈압 흰쥐의 혈전용해능은 투여 1시간 후 가장 높은 혈전용해효소활성을 보였다(Fig. 9). Fig.
- 이외에도 콩에는 LDL 산화를 억제하는 phytochemicals이 존재하는 것으로 나타났으며, 발효 제품인 청국장 등에서는 혈전을 용해하는 효소의 생성이 확인되었다. 청국장의 섭취는 생체내에서의 LDL 산화를 억제하고 혈전 용해활성을 증가시키는 것으로 확인되었다. 앞으로 콩이나 콩가공식품이 가지고 있는 다양한 생 리 활성을 얻기 위한 섭취수준이 설정되거나 제시되어야 할 것이다.
- 콩 및 간장, 된장, 고추장, 청 국장 등과 같은 발효 콩 제품들의 혈전 용해능을 비교하기 위하여, 전통적인 방법으로 만들어진 가내 제조품과 시판 제품에서 혈전용해활성을 fibrin 평판 배양법으로 측정한 결과, 전통 된장과 시판 된장에서도 혈전용해능이 나타났으나 전통 청국장 물 추출물의 혈전용해활성이 가장 높은 혈전 용해능을 나타내었다 (Fig. 8). 혈전용해능이 원료인 콩에는 나타나지 않다가 된장이나 청국장에서 나타나는 것으로 미루어 볼 때 혈전 용해 물질은 발효되는 과정에서 형성되는 물질임을 알 수 있다.
- 콩 및 청국장에 함유되어 있는 isoflavones 및 기존의 항산화제로 알려진 P-carotene, DL- a -tocopherol, BHT 의 LDL 항산화능을 비교하여 보았을 때 Fig. 5와 같이 모든 시료에서 항산화 효과가 나타났으며, 합성 항산화제인 BHT 다음으로 genistein의 항산화효과가 컸다. 한편, phenolic acids 표준물질의 LDL 항산화능을 측정하였을 때, Fig.
- 콩 및 청국장의 섭취가 in에서의 LDL과 적혈구의 지질과 산화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 conjugated dienes법으로 측정한 결과 청국장의 섭취는 LDL 및 적혈구에서의 과산화를 효과적으로 억제하였다(Table 5).
- 콩과 콩제품의 LDL 산화억제효과를 비교한 결과 청국장과 된장에서 그 효과가 가장 높게 나타났다(Fig. 3). 청국장에서 LDL 항산화능이 있는 물질의 확인을 위해 청국장메 탄올 추출물을 다시 계 통 분획 하여 LDL에 대한 항산화능을 비교한 결과 Fig.
- 콩껍질의 섭취는 혈장 콜레스테롤 농도를 유의적으로 감소시키는 효과를 보였으며, 중성지질의 농도도 다소 감소되었으나 유의적인 차이는 없었다(Table 3). 콩 껍질 식이는 분변의 무게를 증가시키고, 총지방과 담즙산의 배설을 증가시켰으나 콜레스테롤 합성 율속효소인 HMG-CoA reductase의 활성에는 영향을 미치지 않았다.
- 5와 같이 모든 시료에서 항산화 효과가 나타났으며, 합성 항산화제인 BHT 다음으로 genistein의 항산화효과가 컸다. 한편, phenolic acids 표준물질의 LDL 항산화능을 측정하였을 때, Fig. 6과 같이 모든 phenolic acids에서 항산화능이 나타났고, caffeic acid의 항산화능이 가장 우수하였다. 이상의 결과로 LDL 항산화능은 isoflavones보다는 phenolic acids의 단위활성이 높게 나타났으나, 청국장 중의 함량으로 환산한다면 청국장에서 나타났던 LDL 항산화능은 주로 isoflavones에 기인한다고 사료된다.
후속연구
- 이상의 결과로 미루어볼 때 콩껍질은 콜레스테롤과 지질의 흡수를 방해하며 분변으로의 지방과 담즙배설을 증가시켜 혈장과 간의 콜레스테롤 농도를 저하시킨 것으로 사료된다. 따라서 70%에 달하는 식이섬유 뿐만 아니라 isoflavone이나 anthocyanin 색소 등을 함유하고 있어 다양한 생리적 효과가 기대되는 콩껍질을 식품으로 이용하는 방안을 마련하여 부산물의 부가가치를 높이고 폐기물을 줄일 수 있도록 애써야 할 것이다.
- 청국장의 섭취는 생체내에서의 LDL 산화를 억제하고 혈전 용해활성을 증가시키는 것으로 확인되었다. 앞으로 콩이나 콩가공식품이 가지고 있는 다양한 생 리 활성을 얻기 위한 섭취수준이 설정되거나 제시되어야 할 것이다.
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