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문제 정의
- 이상의 실험 결과, 거대 배아미와 발아된 거대 배아미는 전반적으로 항산화 효과가 우수해지고 있음이 in vitro 실험계에서 나타났다. 그러나 이러한 결과가 생체 내에서도 발현되는가의 여부를 검토하기 위해서 이들 쌀 추출물이 세포 내 산화 수준을 저하시킬 수 있는지의 여부를 조사하였다. 이를 위하여 premyeloblastoma cell line인 HL-60 세포를 지시 세포로 사용하여 배양 세포계에서 ROS 소거 활성 측정계를 이용하였다.
- 치료 효과를 나타내고 있음이 속속 밝혀지고 있다. 따라서 본 연구에서는 남풍 벼 및 화청벼에 각각 MNU(methylnitrosourea)를 처리하여 육종 개발한 남풍 거대 배아미 및 화청거대배아미를 3일간 발아처리 후, 항산화 활성을 다양한 방법으로 평가함으로써 이들 발아거대배아미의 건강 기능성 식품 제조용 신소재로써의 가능성을 검토하고자 한다.
- 본 실험에서 superoxide radical 소거 활성은 HPX/XOD에서 발생하는 superoxide radical을 실험에 사용하였기 때문에, 관찰된 시료의 소거 활성이 xanthine oxidase의 활성 자체를 blocking 함으로써 원천적으로 radicale 생성을 불가능하게 만든 결과일 가능성이 있다. 따라서, 이러한 가능성을 배제하기 위해서 쌀 추출물의 xanthine oxidase에 대한 억제 효과를 측정하였다. Table 4에서 알 수 있듯이 본 실험에서 사용한 쌀 시료들의 경우에는 낮은 농도에서는 xanthine oxidase의 활성을 20~30% 정도 억제하고 있으나, 고농도의 경우에는 오히려 억제 효과가 감소하는 현상이 관찰되었다.
- 산소호흡으로 세포에 너 지를 획득하는 생물에 있어서 호흡 과정의 부산물로 발생하는 유해 활성산소종(ROS; Reactive Oxygen Species)이 생체 고분 자의. 산화를 통하여 노화나 암발생 등 만성질환의 원인이 된다는 사실이 알려져 있기 때문에, 거대배아미 추출물이 ROS를 소거할 수 있는지 여부를 조사하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 실험 계는 HPX/XOD system으로서 hypoxanthine과 xanthine oxidase에 의해서 uric acid가 생성되는 과정에서 superoxide radical이 생성되는데, 반감기가 매우 짧은 이 superoxide radical(ROS)을 spin trapping agent와 반응 시 켜서 안정화시킨 다음, ESR spectroscopy로서 측정하는 것이기 때문에 superoxide radical을 측정하는데 있어서 가장 직접적이고 신 뢰성이 있는 방법이며, spectrogram에서 나타난 DMPO-O2 adduct의 peak가 시료처리로 변화된 높이를 측정함으로써 radical 소거효과를 계산하였다.
- Fe2+ 이온에 대한 소거 활성 측정. 시료에서 측정된 hydroxyl radical 소거 활성이 Fenton 반응의 유발에 절대적으로 요구되는 Fe2+을 시료가 포족함으로써 나타나는 현상인지, 또는 시료가 radical을 직접적으로 소거하는 현상인지에 대한 의문을 명확히 하기 위하여 쌀 추출물들이 Fe財을 특이적, 비특이적으로 chelation 하는가에 대해서 조사하였다. Table 6에서 알 수 있듯이 고농도의 처리조건에서도 Fe2+ 이온에 대한 chelation의 효과가 음의 수치를 나타내는 것으로 보아, 거대 배아미 및 발아 거대 배아미 시료들은 Fe2+ 의 포족을 통해서가 아니라 hydroxyl radical에 대한 직접적인 소거작용을 통하여 hydroxyl radical 소거효과를 나타내고 있음을 알 수 있다.
- 이상의 연구를 통하여 거대 배아미 에탄올 추출물의 항산화 활 성을 특히 지질 과산화 억제 활성 및 생체 고분자의 산화작용을 촉발시키는 것으로 알려진 각종 활성산소종의 소거 활성을 중심으로 일반미와 대조하여 검토하였다. 연구 결과, 발아처리는 특히 일반미에서 DPPH radical에 대한 전자공여능 및 지질과 산 화 억제 활성을 대폭 상승시키는 것을 볼 수 있었다.
제안 방법
- OH) 소거 활성. 본 실험에서는 Fe?+의 존재하에서 Fenton 반응을 이용하여 생성된 hydroxyl radical을 실험에 사용하였으므로, superoxide radical 소거 활성의 측정과 마찬가지로 hydroxyl radical# DMPO와 반응시켜 안정화시킨 DMPO-OH adduct를 spectrogram에서 나타난 peak의 높이를 측정함으로써, 시료를 처리하지 않은 조건에 대한 상대적인 radical 소거 활성을 측정하였으며, 그 결과를 Table 5에 나타내었다. Hydroxyl radical에 대한 소거 활성은 0.
- 세포 내에서 발생되는 활성산소의 소거에 미치는 시료의 효과는 premyeloblastoma cell line인 HL-60을 사용하여 즉정하였다.24, 10% PBS가 함유된 RPMI 1640 배지를 사용하여 5X1O5 cell/ m/의 밀도로 HL-W 세포의 세포 수를 조정한 다음, 1.4% DMSO를 첨가하여 5일간 배양하여 호중구로 분화시킨 다음, PBS에 현 탁하고 50 pM dichlorofluorescein diacetate(DCFH-DA) 및 적절한 양의 시료 추출물을 첨가하여 37℃에서 15분간 반응 시 킨다. 반응 후, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate(TPA)를 160nM이 되도록 첨가하고 30분간 반응시킨 세포의 형광 발현 정도를 FACSvantage(Becton Dikinson, NJ, USA)를 사용한 flow cytometry로 측정하였다.
- DPPH 자유라디칼에 대한 전자공여능 측정. 에탄올 ImZ, 시료 10 也, 100 mM sodium acetate buffer(pH 5.
- 4) 로로 전체 용량을 200|丑로 조절하였다. ESR spectroscopy에 의한 hydroxyl radical의 정량은 superoxide radical 측정 시와 동일한 기기 작동조건에서 수행하였다.
- 지질 과산화 억제 활성 측정. Linoleic acid model system을 이용한 지질 과산화 억제 효과는 5 m/의 0.13% linoleic acid, 2.4 m/의 탈이 온수, 5ml의 50mM 인산 완충액 (pH 7.0)과 시료 lOOml를 cap tube에 넣고 40℃ incubator에 10일간 보관한 후 지질 과산화 정도를 thiocyanate 법에 의해서 다음과 같이 측정하였다. 반응액 100"게 4.
- Linoleic acid 자동산화에 대한 지질 과산화 억제 효과. Linoleic acid 자동산화 모델계를 이용하여 품종별 에탄올 추출물 시료에 대한 지질과산화물의 생성 억제 효과를 농도별로 측정하였고, 대조군으로 사용한 합성 항산화제 BHT와 그 활성을 비교하였다. Table 2에서 알 수 있듯이 in에서 지질 자동 산화에 대한 억제하는 효과는 발아를 시키지 않은 조건에서 일 반 품종의 쌀보다 거대 배아미 품종들이 상당히 높았다.
- ) 생성 및 ESR 측정조건. Superoxide radical 소거 활성의 측정에 사용된 superoxide radicale hypoxanthine(HPX)을 기질로 xanthine oxidas(XOD)를 사용하는 발생시스템(H頂XNXOD system)을 이용하여 생성시켰으며, 생성된 라디칼은 spin trap agent인 5, 5-dimethylpyrroline-N-oxide (DMPO)과 반응시킨 후 ESR spectrometer(TE-200, JEOL, Japan)로 정량하였다 즉, 적당량의 시료를 35|H의 5.5 mM diethylenediamine-pentaacetic acid(DETAPAC), 15 B의 9.2 M DMPO와 0.02 unit의 xanthine oxidase와 혼합하여 0.1 M 인산 완충액 (pH 7.4)로 용량을 ImZ로 조절하였다. ESR spectroscopy를 위한 기기 설정 조건은 다음과 같다.
- Hydroxy radical 생성 및 ESR 측정조건. Hydroxyl radical은 FeSQ와 HQ? 를 사용하여 Fenton 반응끄)을 생성시켰으며, 생성된 라디칼은 superoxide radical 소거 활성의 측정과 마찬가지로 spin trap agent인 DMPO와 반응시킨 후 ESR spectrometer (TE-200, JEOL, Japan)로 정량하였다 %)즉, 적당량의 시료를 50 B의 0.3 M DMPO와 50田의 10 mM FeSQ, 50 B의 10 mM의 HQz와 혼합하여 0.1 M 인산 완충액 (pH 7.4) 로로 전체 용량을 200|丑로 조절하였다. ESR spectroscopy에 의한 hydroxyl radical의 정량은 superoxide radical 측정 시와 동일한 기기 작동조건에서 수행하였다.
- 4% DMSO를 첨가하여 5일간 배양하여 호중구로 분화시킨 다음, PBS에 현 탁하고 50 pM dichlorofluorescein diacetate(DCFH-DA) 및 적절한 양의 시료 추출물을 첨가하여 37℃에서 15분간 반응 시 킨다. 반응 후, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate(TPA)를 160nM이 되도록 첨가하고 30분간 반응시킨 세포의 형광 발현 정도를 FACSvantage(Becton Dikinson, NJ, USA)를 사용한 flow cytometry로 측정하였다. 한편 시료의 세포독성은 최종농도 1 μg/mZ의 propidium iodide(PI) incorporation® 척도로 flowcytometry 법으로로 활성산소 소거 활성의 측정과 동시에 측정하였다.
- 배양세포를 이용한 ROS 소거 활성 측정. 이상의 실험 결과, 거대 배아미와 발아된 거대 배아미는 전반적으로 항산화 효과가 우수해지고 있음이 in vitro 실험계에서 나타났다.
- 배양세포를 이용한 세포 내 활성산소 소거 활성 측정. 세포 내에서 발생되는 활성산소의 소거에 미치는 시료의 효과는 premyeloblastoma cell line인 HL-60을 사용하여 즉정하였다.
- 산화를 통하여 노화나 암발생 등 만성질환의 원인이 된다는 사실이 알려져 있기 때문에, 거대배아미 추출물이 ROS를 소거할 수 있는지 여부를 조사하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 실험 계는 HPX/XOD system으로서 hypoxanthine과 xanthine oxidase에 의해서 uric acid가 생성되는 과정에서 superoxide radical이 생성되는데, 반감기가 매우 짧은 이 superoxide radical(ROS)을 spin trapping agent와 반응 시 켜서 안정화시킨 다음, ESR spectroscopy로서 측정하는 것이기 때문에 superoxide radical을 측정하는데 있어서 가장 직접적이고 신 뢰성이 있는 방법이며, spectrogram에서 나타난 DMPO-O2 adduct의 peak가 시료처리로 변화된 높이를 측정함으로써 radical 소거효과를 계산하였다. Table 3에서 알 수 있듯이 0.
- 배양세포를 이용한 세포 내 활성산소 소거 활성 측정. 세포 내에서 발생되는 활성산소의 소거에 미치는 시료의 효과는 premyeloblastoma cell line인 HL-60을 사용하여 즉정하였다.24, 10% PBS가 함유된 RPMI 1640 배지를 사용하여 5X1O5 cell/ m/의 밀도로 HL-W 세포의 세포 수를 조정한 다음, 1.
- 그러나 이러한 결과가 생체 내에서도 발현되는가의 여부를 검토하기 위해서 이들 쌀 추출물이 세포 내 산화 수준을 저하시킬 수 있는지의 여부를 조사하였다. 이를 위하여 premyeloblastoma cell line인 HL-60 세포를 지시 세포로 사용하여 배양 세포계에서 ROS 소거 활성 측정계를 이용하였다. HL-60은 DMSO의 자극으로 호 중구로 분화하며, 분화된 호중구계 세포를 TPA로 자극하면 포 식세포의 호흡 폭발(respiratory burst)이 일어나, 세포 내에 superoxide radical 및 hydroxyl radical과 같은 ROS가 다량 죽 적 되는 것으로 알려져 있다.
- 지질 과산화 억제 활성 측정. Linoleic acid model system을 이용한 지질 과산화 억제 효과는 5 m/의 0.
대상 데이터
- 남풍 거대 배아미 및 화청거대배아미 등 거대 배 돌연변이 계통 쌀 2종류 및 일반미 종자를 서울대 농생대로부터 제공 받아, 벤레이트수화제로 소독한 후, 15℃ 증류수에 48시간 침지 후, 27。(2에서 3일간 발아 시켜, 왕겨 껍질을 제거하고, 분쇄 후, 5배량의 70% EtOH로 80。(2에서 3시간 동안 reflux 하면서 추출하여 감압건조 후 DMSO에 용해시켜 100 mg/m/의 농도로 만들어 -20忙에 냉동 보관하면서 사용하였다. DPPH(1, l-diphenyl-2-picrylhydrazyl), 2-dextrose, linoleic acid, TBA(thiobarbutyric acid), FeSO4, ascorbic acid, a-tocopherol, BHT(butylated hydroxytoluene), 등은 시험에 사용한 화학 시약은 모두 Sigma Chemicals(St. Louis, MO, US A)의 제품을 사용하였다.
데이터처리
- 통계분석. 3회 이상 실험의 평균치는 mean土 SE로 표시하였으며, 반복실험 평균치간의 유의성은 SAS software를 이용하여 Duncan's multiple range test에 의하여 검증하였다. p<0.
이론/모형
- Xanthine Oxidas에 대한 억제 활성 측정. Xanthine oxidase의 억제활성은 Noro의 방법纨에 따라 수행하였다. 200 mM인 산완충액 (pH 7.
- 반응 후, 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate(TPA)를 160nM이 되도록 첨가하고 30분간 반응시킨 세포의 형광 발현 정도를 FACSvantage(Becton Dikinson, NJ, USA)를 사용한 flow cytometry로 측정하였다. 한편 시료의 세포독성은 최종농도 1 μg/mZ의 propidium iodide(PI) incorporation® 척도로 flowcytometry 법으로로 활성산소 소거 활성의 측정과 동시에 측정하였다.
성능/효과
- 이와 같은 발아된 종자의 전자공여 활성은 본 연구와 동일한 조건에서 수행된 두류 중 검은콩, 쥐눈이콩, 팥 들(약 80%의 전자공여능)보다는 전자공여 능이 낮지만 완두콩, 잠두, 나물 콩 들(약 30%의 전자공여능) 보다는 전자공여 효과가 높았다.%) 이상의 실험 결과는 취반용으로 부적합한 거대 배아미를 단순한 발아처리에 의하여 건강기 능성을 증진시킴으로써 거대 배아미를 기능성 식품소재로 이용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
- 이들 거 대배아미의 항산화 효과는 건강식품이라고 일반적으로 인식되어 있는 쥐눈이콩, 팥, 검은콩 등 두류와 유사한 정도로서 장기간 일상적인 섭취에 의해서 생체 내 산화적 스트레스를 낮출 수 있는 가능성을 시사한다고 할 수 있겠다.& 발아에 의한 지 질과 산화 억제 활성은 일반미 품종이 약 2배 정도의 상승하는데 비해서 0.1 mg의 시료 조건에서 화청거대배아미가 거의 100%의 활성증가로 지질 과산화 억제 활성이 발아된 일반미보다 높게 나타난 반면, 남풍 거대 배아미는 발아에 의한 활성 증가도가 높지 않았으나 2 mg의 시료처리에서는 일반미보다 활성이 높게 나타났다. 본 실험에 의하여 발아처리는 일반미뿐 아니라 거대배 아미의 지질 과산화 활성을 유의하게 증가시킨다는 사실을 알 수 있었다.
- 비록 화학적으로 유도되는 radical이 지만 lipoxygenase에 의한 지방 산화 반응계에서의 항산화 활성 측정 결과와도 잘 부합되는 등 간편하면서도 신뢰성이 높은 항산화 활성 측정 방법이다 본 실험 계에서 대조군으로 사용한 항산화성 비타민인 ascorbic acid 및 합성 항산화제인 BHT의 경우 10院이 약 89% 정도의 전자공여 효과를 나타내고 있는데 비해서 일반미는 2 mge 약 33%의 전자공여 효과를 나타내고 있었다(Table 1). 0.2 mg의 경우에도 5% 정도의 전자공 여 효과를 보였고, 또한 발아에 의하여 전자공여 능은 크게 증가하는 것으로 나타났다(0.2 mg 시료첨가에서 약 2배 증가). 거대 배아미의 전자공여 능은 무발아조건에서 2 mg의 남풍 거대 배아미 추출물의 경우를 제외하고 일반미보다 낮게 나타났지만 발아처리에 의하여 활성이 크게 상당 수준 증가하였다.
- 본 실험에서는 Fe?+의 존재하에서 Fenton 반응을 이용하여 생성된 hydroxyl radical을 실험에 사용하였으므로, superoxide radical 소거 활성의 측정과 마찬가지로 hydroxyl radical# DMPO와 반응시켜 안정화시킨 DMPO-OH adduct를 spectrogram에서 나타난 peak의 높이를 측정함으로써, 시료를 처리하지 않은 조건에 대한 상대적인 radical 소거 활성을 측정하였으며, 그 결과를 Table 5에 나타내었다. Hydroxyl radical에 대한 소거 활성은 0.5mg/mZ의 시료 첨가 조건에서 일반미 품종은 약 4%의 억제 활성을 나타내는데 비해서 거대 배아미 품종들은 약 20% 정도의 억제 효과를 나타내고 있었으며, 일반미는 발아에 의한 hydroxyl radical 소거효과의 증가가 관찰되지 않음에 반하여 거대 배아미 품종들은 발아처리에 의하여 hydroxyl radical 소거효과가 50% 이상 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 고농도 (5mg/m/) 시료처리 조건에서 남풍 거대 배아미 품종의 활성이 가장 높았으나, 발아와 더불어 일반 품종 및 남풍 거대 배아미의 경우에는 hydroxyl radical 소거효과가 오히려 감소하고 있는데 비해서 화청거대배아미는 경우에는 증가하는 효과가 관찰되었다.
- 거대 배아 미의 경우도 빌아에 의하여 유의한 수준의 활성 증가가 나타났으나 화청거대배아미를 제외하고 발아에 의한 활성도의 증가율이나 전반적인 총 활성도가 일반미보다 상대적으로 낮았다. Superoxide radical 소거작용에 있어서는 남풍 거대 배아미가 전체적인 소거 활성은 높았으나, 발아처리에 의한 활성의 상승률은 역시 화청거대배아미가 가장 높았다. 그러나 전반적으로 xanthine oxidase 억제 활성은 시료의 첨가량이 증가할 때 오히려 감소하는 것으로 나타나, 시료에 의한 xanthine oxdisase 활성 억제가 superoxide radical 소거 능의 직접적 원인이 아님을 알 수 있었다.
- 따라서, 이러한 가능성을 배제하기 위해서 쌀 추출물의 xanthine oxidase에 대한 억제 효과를 측정하였다. Table 4에서 알 수 있듯이 본 실험에서 사용한 쌀 시료들의 경우에는 낮은 농도에서는 xanthine oxidase의 활성을 20~30% 정도 억제하고 있으나, 고농도의 경우에는 오히려 억제 효과가 감소하는 현상이 관찰되었다. 한편 발아에 따른 활성의 변화를 보면, 일반미 및 남풍 거대 배아미의 경우에는 발아와 더불어 xanthine oxidase의 억제 활성이 증가하였으나 화청 거대 배아미의 경우에는 오히려 xanthine oxidase의 억제 활성이 오히려 낮아지거나, 완만히 증가하는 것을 볼 수 있었다.
- 연구 결과, 발아처리는 특히 일반미에서 DPPH radical에 대한 전자공여능 및 지질과 산 화 억제 활성을 대폭 상승시키는 것을 볼 수 있었다. 거대 배아 미의 경우도 빌아에 의하여 유의한 수준의 활성 증가가 나타났으나 화청거대배아미를 제외하고 발아에 의한 활성도의 증가율이나 전반적인 총 활성도가 일반미보다 상대적으로 낮았다. Superoxide radical 소거작용에 있어서는 남풍 거대 배아미가 전체적인 소거 활성은 높았으나, 발아처리에 의한 활성의 상승률은 역시 화청거대배아미가 가장 높았다.
- 5 mg/mZ의 무발아 조건의 시료농도에서는 남풍 거대 배아미가 9% 정도의 superoxide radical 소거 활성이 있었을 뿐 일반미 및 화청거대배 아미의 경우 소거 효과가 없는 결과를 나타내고 있었다. 그러나 시료의 농도를 10배 증가시킨 5mg/mZ의 농도에서는 일반 미 및 화청거대배아미도 약 11-14% 정도의 소거효과를 나타내고 있었으며, 남풍 거대 배아미의 경우에는 약 40% 정도로서, 상당한 superoxide radical 소거 활성이 있음을 알 수 있었다. 이러한 효과는 동일한 조건에서 측정한 두류 중 백태 청태, 동부 등과 유사한 정도의 효과라고' 추정할.
- Superoxide radical 소거작용에 있어서는 남풍 거대 배아미가 전체적인 소거 활성은 높았으나, 발아처리에 의한 활성의 상승률은 역시 화청거대배아미가 가장 높았다. 그러나 전반적으로 xanthine oxidase 억제 활성은 시료의 첨가량이 증가할 때 오히려 감소하는 것으로 나타나, 시료에 의한 xanthine oxdisase 활성 억제가 superoxide radical 소거 능의 직접적 원인이 아님을 알 수 있었다. 산화적 손상에 의한 생체 독성이 가장 큰 hydroxyl radical 소거 활성을 조사한 결과, 화청거대배아미가 전 체적인 소거 활성 뿐 아니라, 발아처리에 의한 소거 활성의 증가율도 가장 높았지만, 시료가 이 실험 계에서 radical 발생의 중추적 역할을 담당하는 Fe2+를 포족한다는 결과를 얻지 못하였기 때문에 시료의 hydroxyl radical 소거 활성은 직접적인 radical 소거에 기인할 가능성이 높다.
- 거대 배아미는 특이한 배유의 형태 등의 특성 때문에 품종으로 육성된 후 그 소비 방법이 거의 개발되지 못하였다. 그러나 종자의 발아라는 단순한 처리에 의하여 거대 배아미의 라디칼에 대한 전자공여능 및 지질 과산화 억제 능을 대폭 증가시킬 수 있다는 본 연구의 결과와 더불어, 발아된 거대 배아미에서 식이섬유의 양이 증가한다든지, 신경조절물질의 하나인 GABA의 양이 증가한다는 실험결과(미발표 결과)나 배아 크기에 따른 미량영양소 함유량의 우월성 등으로 볼 때, 거대 배아미가 건강 기능성 식품이나 식품첨가물 제조용 원료로서 소비될 수 있는 가능성은 매우 크다고 보겠다. 화청 거대 배아미는 발아처리에 의하여 각종 항산화 지표 활성, 특히 생체 내 산화적 손상의 주원인인 hydroxyl radical에 대한 소 거활성이 크게 증가하는 것을 볼 때, 향후 화청거대배아미를 건 강 기능성 식품소재로 개발하기 위한 기초 및 응용 방면의 다양한 시도가 검토되어야 할 것이다.
- 또한 고농도 (5mg/m/) 시료처리 조건에서 남풍 거대 배아미 품종의 활성이 가장 높았으나, 발아와 더불어 일반 품종 및 남풍 거대 배아미의 경우에는 hydroxyl radical 소거효과가 오히려 감소하고 있는데 비해서 화청거대배아미는 경우에는 증가하는 효과가 관찰되었다. 남풍 거대 배아미에 비해서 화청거대배아미는 거대 배아미 자체의 항산화 효과는 낮지만, 이것을 발아시키면 그 효과가 남풍 거대 배아미와 유사하거 나 오히려 증가하는 것으로 나타났다.
- 5mg/mZ의 시료 첨가 조건에서 일반미 품종은 약 4%의 억제 활성을 나타내는데 비해서 거대 배아미 품종들은 약 20% 정도의 억제 효과를 나타내고 있었으며, 일반미는 발아에 의한 hydroxyl radical 소거효과의 증가가 관찰되지 않음에 반하여 거대 배아미 품종들은 발아처리에 의하여 hydroxyl radical 소거효과가 50% 이상 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 고농도 (5mg/m/) 시료처리 조건에서 남풍 거대 배아미 품종의 활성이 가장 높았으나, 발아와 더불어 일반 품종 및 남풍 거대 배아미의 경우에는 hydroxyl radical 소거효과가 오히려 감소하고 있는데 비해서 화청거대배아미는 경우에는 증가하는 효과가 관찰되었다. 남풍 거대 배아미에 비해서 화청거대배아미는 거대 배아미 자체의 항산화 효과는 낮지만, 이것을 발아시키면 그 효과가 남풍 거대 배아미와 유사하거 나 오히려 증가하는 것으로 나타났다.
- 쌀 추출물을 농도별로 실험 계에 첨가한 결과, 농도의 증가와 더불어 hydroxyl radical의 소거 활성이 증가하고 있었으며, 120 |ig/m/ 이상의 농도에서는 거의 100%에 가까운 소거 활성이 있음을 알 수 있었다. 본 실험에 의하여 발아처리 가 일반미보다 거대 배아미들의 ROS 소거 활성을 뚜렷하게 증가시킨다는 시-실을 발견하였다.
- 1 mg의 시료 조건에서 화청거대배아미가 거의 100%의 활성증가로 지질 과산화 억제 활성이 발아된 일반미보다 높게 나타난 반면, 남풍 거대 배아미는 발아에 의한 활성 증가도가 높지 않았으나 2 mg의 시료처리에서는 일반미보다 활성이 높게 나타났다. 본 실험에 의하여 발아처리는 일반미뿐 아니라 거대배 아미의 지질 과산화 활성을 유의하게 증가시킨다는 사실을 알 수 있었다.
- Xanthine Oxidase에 대한 억제 활성. 본 실험에서 superoxide radical 소거 활성은 HPX/XOD에서 발생하는 superoxide radical을 실험에 사용하였기 때문에, 관찰된 시료의 소거 활성이 xanthine oxidase의 활성 자체를 blocking 함으로써 원천적으로 radicale 생성을 불가능하게 만든 결과일 가능성이 있다. 따라서, 이러한 가능성을 배제하기 위해서 쌀 추출물의 xanthine oxidase에 대한 억제 효과를 측정하였다.
- 그러므로 이 색차를 비색 정량하여 시료의 전자 공여 능을 측정할 수 있다. 비록 화학적으로 유도되는 radical이 지만 lipoxygenase에 의한 지방 산화 반응계에서의 항산화 활성 측정 결과와도 잘 부합되는 등 간편하면서도 신뢰성이 높은 항산화 활성 측정 방법이다 본 실험 계에서 대조군으로 사용한 항산화성 비타민인 ascorbic acid 및 합성 항산화제인 BHT의 경우 10院이 약 89% 정도의 전자공여 효과를 나타내고 있는데 비해서 일반미는 2 mge 약 33%의 전자공여 효과를 나타내고 있었다(Table 1). 0.
- 한편 발아에 따른 활성의 변화를 보면, 일반미 및 남풍 거대 배아미의 경우에는 발아와 더불어 xanthine oxidase의 억제 활성이 증가하였으나 화청 거대 배아미의 경우에는 오히려 xanthine oxidase의 억제 활성이 오히려 낮아지거나, 완만히 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시료 농도에 따른 xanthine oxidase 억제 활성의 변화와 superoxide radical 소거 활성의 변화가 상반되는 것을 보아, 본 실험에서 시료의 superoxide radical 소거 활 성은 xanthine oxidase의 억제에 의한 인위적인 실험 결과가 아님을 확인할 수 있었다.
- Table 7은 이 system을 이용하여 거대 배아 미 및 빌아거대배아미 추출물의 세포 내 ROS에 대한 소거 활 성을 측정한 결과이다. 쌀 추출물을 농도별로 실험 계에 첨가한 결과, 농도의 증가와 더불어 hydroxyl radical의 소거 활성이 증가하고 있었으며, 120 |ig/m/ 이상의 농도에서는 거의 100%에 가까운 소거 활성이 있음을 알 수 있었다. 본 실험에 의하여 발아처리 가 일반미보다 거대 배아미들의 ROS 소거 활성을 뚜렷하게 증가시킨다는 시-실을 발견하였다.
- 이상의 연구를 통하여 거대 배아미 에탄올 추출물의 항산화 활 성을 특히 지질 과산화 억제 활성 및 생체 고분자의 산화작용을 촉발시키는 것으로 알려진 각종 활성산소종의 소거 활성을 중심으로 일반미와 대조하여 검토하였다. 연구 결과, 발아처리는 특히 일반미에서 DPPH radical에 대한 전자공여능 및 지질과 산 화 억제 활성을 대폭 상승시키는 것을 볼 수 있었다. 거대 배아 미의 경우도 빌아에 의하여 유의한 수준의 활성 증가가 나타났으나 화청거대배아미를 제외하고 발아에 의한 활성도의 증가율이나 전반적인 총 활성도가 일반미보다 상대적으로 낮았다.
- 배양세포를 이용한 ROS 소거 활성 측정. 이상의 실험 결과, 거대 배아미와 발아된 거대 배아미는 전반적으로 항산화 효과가 우수해지고 있음이 in vitro 실험계에서 나타났다. 그러나 이러한 결과가 생체 내에서도 발현되는가의 여부를 검토하기 위해서 이들 쌀 추출물이 세포 내 산화 수준을 저하시킬 수 있는지의 여부를 조사하였다.
- 2 mg과 2 mg의 시료첨가 조건에서 모두 일반미 > 화청거대배아미 > 남풍 거대 배아미의 순서를 보였지만, 전자공여 능의 증가율은 화청거대배아미 > 일반미 > 남 풍 거대 배아미의 순서로서 화청거대배아미의 활성증가가 뚜렷하였다. 이와 같은 발아된 종자의 전자공여 활성은 본 연구와 동일한 조건에서 수행된 두류 중 검은콩, 쥐눈이콩, 팥 들(약 80%의 전자공여능)보다는 전자공여 능이 낮지만 완두콩, 잠두, 나물 콩 들(약 30%의 전자공여능) 보다는 전자공여 효과가 높았다.%) 이상의 실험 결과는 취반용으로 부적합한 거대 배아미를 단순한 발아처리에 의하여 건강기 능성을 증진시킴으로써 거대 배아미를 기능성 식품소재로 이용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
- 산화적 손상에 의한 생체 독성이 가장 큰 hydroxyl radical 소거 활성을 조사한 결과, 화청거대배아미가 전 체적인 소거 활성 뿐 아니라, 발아처리에 의한 소거 활성의 증가율도 가장 높았지만, 시료가 이 실험 계에서 radical 발생의 중추적 역할을 담당하는 Fe2+를 포족한다는 결과를 얻지 못하였기 때문에 시료의 hydroxyl radical 소거 활성은 직접적인 radical 소거에 기인할 가능성이 높다. 이와 같은 시료의 ROS 소거 활 성은 in vitroe] 실험 계 내뿐 아니라 세포 내 산화 수준을 감소시키는데도 유효하였고, 특히 발아 거대 배아미의 세포 내 ROS 소거 활성은 일반미보다 높았다. 거대 배아미는 특이한 배유의 형태 등의 특성 때문에 품종으로 육성된 후 그 소비 방법이 거의 개발되지 못하였다.
- 거대 배아미의 전자공여 능은 무발아조건에서 2 mg의 남풍 거대 배아미 추출물의 경우를 제외하고 일반미보다 낮게 나타났지만 발아처리에 의하여 활성이 크게 상당 수준 증가하였다. 즉, 발아처리 한 경우 총 전자공여 활성은 0.2 mg과 2 mg의 시료첨가 조건에서 모두 일반미 > 화청거대배아미 > 남풍 거대 배아미의 순서를 보였지만, 전자공여 능의 증가율은 화청거대배아미 > 일반미 > 남 풍 거대 배아미의 순서로서 화청거대배아미의 활성증가가 뚜렷하였다. 이와 같은 발아된 종자의 전자공여 활성은 본 연구와 동일한 조건에서 수행된 두류 중 검은콩, 쥐눈이콩, 팥 들(약 80%의 전자공여능)보다는 전자공여 능이 낮지만 완두콩, 잠두, 나물 콩 들(약 30%의 전자공여능) 보다는 전자공여 효과가 높았다.
- Table 4에서 알 수 있듯이 본 실험에서 사용한 쌀 시료들의 경우에는 낮은 농도에서는 xanthine oxidase의 활성을 20~30% 정도 억제하고 있으나, 고농도의 경우에는 오히려 억제 효과가 감소하는 현상이 관찰되었다. 한편 발아에 따른 활성의 변화를 보면, 일반미 및 남풍 거대 배아미의 경우에는 발아와 더불어 xanthine oxidase의 억제 활성이 증가하였으나 화청 거대 배아미의 경우에는 오히려 xanthine oxidase의 억제 활성이 오히려 낮아지거나, 완만히 증가하는 것을 볼 수 있었다. 시료 농도에 따른 xanthine oxidase 억제 활성의 변화와 superoxide radical 소거 활성의 변화가 상반되는 것을 보아, 본 실험에서 시료의 superoxide radical 소거 활 성은 xanthine oxidase의 억제에 의한 인위적인 실험 결과가 아님을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 그러나 종자의 발아라는 단순한 처리에 의하여 거대 배아미의 라디칼에 대한 전자공여능 및 지질 과산화 억제 능을 대폭 증가시킬 수 있다는 본 연구의 결과와 더불어, 발아된 거대 배아미에서 식이섬유의 양이 증가한다든지, 신경조절물질의 하나인 GABA의 양이 증가한다는 실험결과(미발표 결과)나 배아 크기에 따른 미량영양소 함유량의 우월성 등으로 볼 때, 거대 배아미가 건강 기능성 식품이나 식품첨가물 제조용 원료로서 소비될 수 있는 가능성은 매우 크다고 보겠다. 화청 거대 배아미는 발아처리에 의하여 각종 항산화 지표 활성, 특히 생체 내 산화적 손상의 주원인인 hydroxyl radical에 대한 소 거활성이 크게 증가하는 것을 볼 때, 향후 화청거대배아미를 건 강 기능성 식품소재로 개발하기 위한 기초 및 응용 방면의 다양한 시도가 검토되어야 할 것이다.
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