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문제 정의
- 본 연구에서는 14종의 홍국균으로 제조한 홍국 추출물의자연발증고혈압쥐(SHR)에 대한 경구투여실험을 통하여 홍국의 혈압강하효능과의 관련성이 시사된 GABA 및 균체량의영 향을 고찰하였으며 홍국색도와 홍국균종의 혈압 강하효과에 미치는 영향을 조사하였다.
제안 방법
- 14종의 각 Monascus koji로부터 얻어진 추출물에 대하여 SHR에 대한 혈압강하효과를 측정하였으며 이들 Monascus koji에 대해 GABA 함량, 균체량, 색도 등의 혈압강하효과에미치는 영향을 분석하였다. Koji의 GABA, G1c-NH2 함량 및색도는 전보⑺의 분석 결과에 따랐으며 특히 GABA는 각 koji 로부터 얻어진 추출물에 함유된 양으로 환산하여 적용하였다.
- 영향을 분석하였다. Koji의 GABA, G1c-NH2 함량 및색도는 전보⑺의 분석 결과에 따랐으며 특히 GABA는 각 koji 로부터 얻어진 추출물에 함유된 양으로 환산하여 적용하였다. 각 추출물 10 ㎎에 함유된 GABA 함량은 0.
- 실시하였다. SHR을 37℃로 조절된 항온조에 넣어 약 15분간 안정화시킨 후 꼬리동맥으로부터 미동맥혈압측정장치 (Muromachi Kikai MK-1000, Japan)를 사용하여 수축기혈압(systolic blood pressure)을 측정하였으며 한 동물에서 3회 반복 측정한 평균값을 측정치로 하였다.
- 접종하지 않은 채 동일한 과정으로 제조한 것을 대조구홍국으로 하였다. 각 koji 건조분말에 4배량의 ethanol(99.9% v/v)을 가하여 80℃에서 3회 반복 추출하고 감압하에서 증발시킨 후 동결건조하여 조추출물을 제조하였다. M.
- 투여하였다. 경구투여 시 초기혈압은 시료 투여 전일과 당일 투여 직전, 2회 측정한 평균치로 하였고, 시료 투여 후 1, 3, 5, 7시간에 각각 혈압을 측정하여 경시적 변화를 관찰하였다.
- Glc-NH2은 N-acetylglucosamine/로서 세포벽 성분인 chitin을 구성하고 있으며 이 Glc-NH/나 chitin이 혈압강하작용에 관여한다는 보고는 없으며 chitin은 수용성이 아니므로 이것들이 유효성분이라고는 생각되지 않으나 작용물질이 Glc-NHz과 비례해 koji 중에 존재하는 것으로 추정하고 있다. 따라서 14종의 홍국 중 전보(7)의 분석결과에 따라 G1c-NH2 함량이 서로 큰 차이를 나타내는 M. purpureus ATCC 36114(8.53 ㎎/g koji), M. pilosus IFO 4520(3.80 ㎎/g koji) 및 M. pilosus IFO8201 (1.52 ㎎/g koji)로 제조한 홍국 추출물을 SHR에 경구 투여하여(10 ㎎/kg body weight) 혈압강하효능을 비교하였다. 모든 홍국 투여군에서 투여 1시간 후부터 7시간 후까지 지속적인 혈압강하효과가 나타났으며 특히 G1c-NH2 함량이 가장 많은 홍국에서는 투여 5시간 후부터 유의적인 차이가 나타났으나 오히려 함량이 보다 적은 다른 홍국 투여군에서는 투여 3시간 후부터 유의적인 차이가 나타났으며 (Table 2) G1c-NH2 함량차이에 따른 효능의 차이는 나타나지 않았다.
- 실험에 사용한 SHR(Charles River Japan사)은 12주령 이상으로 수축기 혈압이 200 mmHg 이상인 수컷으로 적정조건에도 달할 때까지 specific pathogen-free(SPF) system에서 사육하여 홍국 추출물은 생리식염수에 녹인 후 oral zonde를 이용하여 경구투여 하였으며 대조군은 동량의 생리식염수를 투여하였다. 경구투여 시 초기혈압은 시료 투여 전일과 당일 투여 직전, 2회 측정한 평균치로 하였고, 시료 투여 후 1, 3, 5, 7시간에 각각 혈압을 측정하여 경시적 변화를 관찰하였다.
- 34|ig/10㎎과 비슷한 정도에 지나지 않았다. 이들 중 GABA 함량이 가장 많은 M. pilosus IFO 4521(3.45 p.g/10㎎), 가장 적은 M. ruber IFO 4480(0.43 ㎍ /10 ㎎) 및 중 정도인 M. purpureus ATCC 16436(1.31 ㎍/10 ㎎)으로 제조한 koji 추출물 각 10 ㎎/kg body weight 농도로 SHR에 경구 투여하고 혈압강하효능을 비교하였다. Table 1에 나타낸 것 같이 생리식염수를투여한 대조군에서는 혈압의 변화가 나타나지 않았으나 모든 홍국 투여군에서 투여 1시간 후부터 7시간 후까지 지속적으로 혈압이 저하되었으며 특히 투여 5시간 후부터는 모든 홍국 투여군의 혈압이 투여 전에 비해 유의적인 차이를나타내어 GABA 함량의 차이에 의한 혈압강하효과의 차이를 나타내지 않았다.
- 홍국색소가 혈압강하효과에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 색도가 서로 다른 홍국의 혈압강하효과를 측정하였다. 즉 붉은색의 강도를 나타내는 hue angle value(H) ('0'에 가까울수록 붉은색이 강함)가 각각 21.0, 53.2, 88.35인 M. araneosus KFRI 00371로 제조한 koji(강한 붉은색), M. anka IFO 6540으로 제조한 koji(옅은 분홍색), M. pilosus IFO 4487 koji(거의 백색) 추출물을 SHR에 경구 투여하고(10 ㎎/kg body weight) 혈압강하효능을 비교하였다. 각 추출물을 투여한 모든 실험군에서 투여 1시간 후부터 7시간 후까지 지속적으로 혈압강하효과가 나타났으며 특히 투여 7시간 후에는 붉은색이 가장 강한 홍국에서 14 mmHg, 옅은 분홍색을 띄는 홍국에서 22mmHg, 거의 색을 띄지 않는 홍국에서 20 mmHg까지 저하되어 (Table 3) 저하의 정도는 hue angle value와 무관하게 나타났다.
- 혈압측정은 외부로부터의 전자파에 의한 측정장애를 원천적으로 차단하기 위하여 전자파 차단실 (radio frequency shield room)내에서 실시하였다. SHR을 37℃로 조절된 항온조에 넣어 약 15분간 안정화시킨 후 꼬리동맥으로부터 미동맥혈압측정장치 (Muromachi Kikai MK-1000, Japan)를 사용하여 수축기혈압(systolic blood pressure)을 측정하였으며 한 동물에서 3회 반복 측정한 평균값을 측정치로 하였다.
- 이 균을 홍국균이라 부르는 것도 바로이 때문이다. 홍국색소가 혈압강하효과에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 색도가 서로 다른 홍국의 혈압강하효과를 측정하였다. 즉 붉은색의 강도를 나타내는 hue angle value(H) ('0'에 가까울수록 붉은색이 강함)가 각각 21.
- 홍국의 혈압강하효능과의 관련성이 시사된 GABA 및 균체량 그리고 홍국이 나타내는 가장 큰 특성 중의 하나인 색도가 서로 다른 각 홍국추출물을 SHR에 경구투여하고 투여 1시간 후부터의 7시간 후까지 혈압강하효과에 미치는 영향을 측정하였다. 모든 홍국 투여군에서 혈압강하효과가 나타났으며 이 효과는 GABA나 균체량 또는 색도와 상관관계를 나타내지 않았다.
대상 데이터
- 전보(7)에 따라 홍국 즉, Monascus koji를 제조하였으며 균을 접종하지 않은 채 동일한 과정으로 제조한 것을 대조구홍국으로 하였다. 각 koji 건조분말에 4배량의 ethanol(99.
데이터처리
- 각 추출물은 6 마리의 실험동물에 투여 후 측정치의 평균값을 비교하였으며, SAS program을 이용하여 초기 혈압에 대하여 투여 후 각 시간별로 paired t-test를 수행하여 α = 0.05수준에서 검정하였다.
성능/효과
- pilosus IFO 4487 koji(거의 백색) 추출물을 SHR에 경구 투여하고(10 ㎎/kg body weight) 혈압강하효능을 비교하였다. 각 추출물을 투여한 모든 실험군에서 투여 1시간 후부터 7시간 후까지 지속적으로 혈압강하효과가 나타났으며 특히 투여 7시간 후에는 붉은색이 가장 강한 홍국에서 14 mmHg, 옅은 분홍색을 띄는 홍국에서 22mmHg, 거의 색을 띄지 않는 홍국에서 20 mmHg까지 저하되어 (Table 3) 저하의 정도는 hue angle value와 무관하게 나타났다. 이 결과는 Tsuji 등(2)이 M.
- anka 의 액체배양에 의해 생성한 홍국색소를 쥐에게 투여하였을 때 혈압강하작용을 나타내지 않았던 결과에 상응하는 것으로 홍국이 생성하는 색소는 홍국의 혈압강하효과와는 직접적 관련이 없는 것으로 사료된다. 그 외 다른 5 종류의 홍국에 대해서도 SHR에 대한 동일한 실험을 실시한 결과 모든 실험군에서 동일한 혈압강하효과가 나타났으며 (Table 4) 이들의 GABA 함량, 균체량, 색도와 혈압강하 효과와의 상관성을 검토하였을 때도 동일한 결과를 얻을 수 있었다.
- Koji의 GABA, G1c-NH2 함량 및색도는 전보⑺의 분석 결과에 따랐으며 특히 GABA는 각 koji 로부터 얻어진 추출물에 함유된 양으로 환산하여 적용하였다. 각 추출물 10 ㎎에 함유된 GABA 함량은 0.43~3.45 ㎍ 으로 균주에 따라 크게 8배 정도의 차이를 나타내었고 M.pilosus IFO 4480으로 만든 koji 추출물 10 ㎎ 당의 GABA 함량이 0.43 ㎍으로 가장 적어 대조구 홍국의 0.34|ig/10㎎과 비슷한 정도에 지나지 않았다. 이들 중 GABA 함량이 가장 많은 M.
- 결론적으로 홍국이 나타내는 혈압강하작용은 대부분의 홍국균이 나타내는 특성으로 추정되며 GABA가 주요 활성성분은 아닌 것으로 추정되며, 균체량 또한 활성과 정비례관계를 나타내지 않으며 홍국의 주요 특성인 색도 또한 효능과직접적인 연관성이 없는 것으로 사료된다. 홍국의 혈압강하기능성식품소재로서의 적극적 활용을 위해서는 앞으로의 연구를 통한 활성성분의 구명이 필요시 된다.
- 52 ㎎/g koji)로 제조한 홍국 추출물을 SHR에 경구 투여하여(10 ㎎/kg body weight) 혈압강하효능을 비교하였다. 모든 홍국 투여군에서 투여 1시간 후부터 7시간 후까지 지속적인 혈압강하효과가 나타났으며 특히 G1c-NH2 함량이 가장 많은 홍국에서는 투여 5시간 후부터 유의적인 차이가 나타났으나 오히려 함량이 보다 적은 다른 홍국 투여군에서는 투여 3시간 후부터 유의적인 차이가 나타났으며 (Table 2) G1c-NH2 함량차이에 따른 효능의 차이는 나타나지 않았다. Tsuji 등(4)은 홍국 자체의 식이실험을 통하여 결과를 얻었고 본 연구에서는 홍국 ethanol 추출물을 경구투여한 것으로 실험법에 차이가 있으나 홍국의 혈압강하성분은 ethanol 가용성으로 본 실험 결과 홍국의 균체량과 혈압강하효과는정비례 관계에 있다고 평가하기는 어려운 것으로 사료된다.
- 측정하였다. 모든 홍국 투여군에서 혈압강하효과가 나타났으며 이 효과는 GABA나 균체량 또는 색도와 상관관계를 나타내지 않았다.
후속연구
- ruber 등 다양한 홍국균종에서 혈압강하효과가 나타난 것으로 미루어 홍국의 혈압강하효과는 특정 균주에서만 발현되는 것이 아니 라속의 곰팡이 대부분이 나타내는 특성인 것으로 추정된다. 또한 지금까지 홍국의 혈압강하작용은 대부분 홍국을 사료에 첨가하여 장기간(2-3주) 섭취시켜 나타난 것과 달리 본 연구에서는 홍국 추출물의 경구투여 1시간 이후부터나타나는 효과를 측정한 것으로 보다 적극적인 홍국의 활용가능성을 확인한 것이라 할 수 있다.
- 연관성이 없는 것으로 사료된다. 홍국의 혈압강하기능성식품소재로서의 적극적 활용을 위해서는 앞으로의 연구를 통한 활성성분의 구명이 필요시 된다.
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