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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 한국인의 주식이 쌀인 점을 고려하여 유전자 변형(제초제 저항성) 및 모종(일품) 현미를 공시재료로 선정하고, 열처리 유무에 따른 영 양성분 함량을 분석 하여 실질적 동등성을 비교하였으며, 노령기 모델에서 영양학적 및 독성관련 기초 특성을 분석하였다.
- 본 연구는 농촌진흥청 에서 개발된 유전자 변형 식품의 영양적 안전성을 검토하기 위하여 수행되었다. 쌀이 우리의 주식인 점을 고려하여 우선 안전성이 검토되어야 할 시험재료로 선정하였고, 유전자 변형 (제초제 저항성 ) 쌀의 실질적 동등성 구명을 위해 일반 및 미량 영양소의 함량을 분석하였으며, 대표적 취약 계층인 노령기 모델에서 유전자 변형 쌀을 가지고 안전성을 검토하였다.
가설 설정
- 2)Values are means ±SD. 3)NS: not significant.
- 3)NS: not significant.
제안 방법
- 측정하였다. 무게 측정 및 육안적 검사가 끝난 장기는 10% 중성 포르말린 용액 에 고정 시 켜 1주 이상의 충분한 고정을 거친 후, 파라핀 포매기(Fisher, Histomatic Tissure Processor, 166A)에 고정시켜 마이크로 톰(AO Rotary Micro-torrQ으로 5 μm 두께의 절편을 만들어 Hematoxylin & Eosin 염색을 하고 병리조직검사를 실시하였다.
- 시험 기간 중에 1일 1회 이상 임상증상(식이 및 음용수 섭취 상태, 침 흘림, 설사, 다뇨 및 무묘, 대변 이상)을 관찰하였고, 실험식이 섭취량을 주 2~3회, 체중을 주 1회 일정한 시간에 측정하였다.
- 실험식이 급여 8주 후에 대사 케이지에서 4일간 수집한 대변을 -70℃ 이하에서 냉동보관하였다가 단백질과 지방의 흡수율을 분석(14)하여 유전자 변형된 쌀의 영양적 특성과 안전성을 검사하였다. 단백질 및 지질의 흡수율은 실험식 이로부터 섭취량과 대변중 배설량을 분석하여 계산하였는더】, 단백질은 Kjeldahl 정량법을 이용하였고, 총지질 함량은 Folch 등(15)의 방법에 따라 분석하였다.
- 실험식이 급여 종료 후에 실험동물을 14시간 절식시키고 경동맥에서 혈액을 채취하였으며 3000 rpm에서 20분간 원심분리한 후 혈청 분석에 이용하였다. 혈청에서 albumin, alkalinephosphatase, aspartate aminotranferase, total bilirubin, blood urea nitrogen, total protein, 7 -glutamyl transpeptidase, creatinine, glucose, cholesterol, triglyceride, Ca 등을 자동혈청분석기(USA)로 측정하여 유전자 변형된 쌀의 영양적 특성과 안전성을 조사하였다.
- 실험식이는 시험재료의 주요 영양성분(단백질, 지방, 섬유 上, 탄수화물) 함량을 고려하여 AIN-93M 조성 에 따라 배합하였으며, 쌀 외에 정제된 원료로서 com starch(동방), soybean oil(동방), casein(ICN), a -cellulose(ICN), vitamin 및 mineral mixture(ICN; AIN-93), lard(하인즈)를 이용하였다 ( Table 1). 총 4종(일품 및 GMO의 현미 및 현미밥)의 식이를 노령기 실험동물에 게 8주간 자유섭 취방법 (ad libitum)으로 급여하였다.
- 안전성을 검토하기 위하여 수행되었다. 쌀이 우리의 주식인 점을 고려하여 우선 안전성이 검토되어야 할 시험재료로 선정하였고, 유전자 변형 (제초제 저항성 ) 쌀의 실질적 동등성 구명을 위해 일반 및 미량 영양소의 함량을 분석하였으며, 대표적 취약 계층인 노령기 모델에서 유전자 변형 쌀을 가지고 안전성을 검토하였다. 특히 항생제 저항성 유전자 마커가 현미에 있을 수 있고 열처리시 변화될 수 있음을 고려하여 유전자 변형 품종의 현미 및 현미밥과 모종인 일품의 현미 및 현미밥으로 배합한 실험식이를 8주간 급여하였다.
- 선별하여 사용하였다. 유전자 변형 쌀의 영양적 특성 및 안전성 조사를 위해 실험동물을 완 전임의 배치(10마리/group)하여 stainless steel wire cage에서 한 마리씩 분리 사육하였고, 사육실의 환경은 온도 22±2℃, 상대습도 60±5%로 조절하였으며, 명암은 12시간 주기(li아it: 6: 00 a.m.~6:00 p.m.)가 되도록 하였다.
- 유전자 변형된 쌀의 영양적 특성 및 안전성을 검토하기 위하여 대조군으로 모종인 일품 쌀을 선정 하였고, 항생 제 저 항성 유전자마커가 열처리 전의 현미 에 있을 수 있는 점을 고려하여 현미 시료에서 열처리 유무에 따라 영양적 특성을 비교하였다. 즉 시료의 주요 및 미량 영양성분을 분석하여 유전자 변형된 쌀의 실질적 동등성을 비교하였고, 실험동물에 일정 기간 급여하여 영양학적 및 독성학적 특성을 조사하였다.
- 제초제 저항성 품종(GM0)과 모종인 일품(non-GMO)의 현미와 현미밥으로 배합한 실험식이를 8주간 급여한 후에 4일 동안의 단백질과 지방의 흡수율 분석결과를 Fig. 1에 제시하였다. 단백질 및 지질의 섭취량과 변 중 배설량으로 계산한 두 영양소의 흡수율에서 단백질은 85+3% 정도를 보였고, 지질은 93±2%로 나타나 유전자변형 쌀 섭 취군(G, GH)을 포함하여 모든 실험군에서 단백질 및 지질 흡수율의 차이를 보이지 않았다.
- 즉 시료의 주요 및 미량 영양성분을 분석하여 유전자 변형된 쌀의 실질적 동등성을 비교하였고, 실험동물에 일정 기간 급여하여 영양학적 및 독성학적 특성을 조사하였다.
- 채혈 후 뇌조직, 타액선, 폐장, 간장, 신장, 부신, 비장, 식도, 갑상선 및 부갑상선, 심장, 기관, 위, 소장, 대장, 고환, 부고환, 전립선 등은 채취하여 육안 검사를 실시하였고, 일부 장기의 무게를 측정하였다. 무게 측정 및 육안적 검사가 끝난 장기는 10% 중성 포르말린 용액 에 고정 시 켜 1주 이상의 충분한 고정을 거친 후, 파라핀 포매기(Fisher, Histomatic Tissure Processor, 166A)에 고정시켜 마이크로 톰(AO Rotary Micro-torrQ으로 5 μm 두께의 절편을 만들어 Hematoxylin & Eosin 염색을 하고 병리조직검사를 실시하였다.
- Table 1). 총 4종(일품 및 GMO의 현미 및 현미밥)의 식이를 노령기 실험동물에 게 8주간 자유섭 취방법 (ad libitum)으로 급여하였다.
- 쌀이 우리의 주식인 점을 고려하여 우선 안전성이 검토되어야 할 시험재료로 선정하였고, 유전자 변형 (제초제 저항성 ) 쌀의 실질적 동등성 구명을 위해 일반 및 미량 영양소의 함량을 분석하였으며, 대표적 취약 계층인 노령기 모델에서 유전자 변형 쌀을 가지고 안전성을 검토하였다. 특히 항생제 저항성 유전자 마커가 현미에 있을 수 있고 열처리시 변화될 수 있음을 고려하여 유전자 변형 품종의 현미 및 현미밥과 모종인 일품의 현미 및 현미밥으로 배합한 실험식이를 8주간 급여하였다. 그 결과 시험재료의 영양성분 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 실험식이를 급여하였을 때 모든 실험동물에서 임상적 증상, 조직의 외형이나 무게 및 혈청 생화학적 지표에 차이가 없었다.
- 후 혈청 분석에 이용하였다. 혈청에서 albumin, alkalinephosphatase, aspartate aminotranferase, total bilirubin, blood urea nitrogen, total protein, 7 -glutamyl transpeptidase, creatinine, glucose, cholesterol, triglyceride, Ca 등을 자동혈청분석기(USA)로 측정하여 유전자 변형된 쌀의 영양적 특성과 안전성을 조사하였다.
대상 데이터
- 노령기 모델은 생후 4주령된 SD종 수컷 흰쥐 50마리를 일반사료로 11 개월간 사육한 후 건강상태가 양호한 노령기 동물(12개월령)를 선별하여 사용하였다. 유전자 변형 쌀의 영양적 특성 및 안전성 조사를 위해 실험동물을 완 전임의 배치(10마리/group)하여 stainless steel wire cage에서 한 마리씩 분리 사육하였고, 사육실의 환경은 온도 22±2℃, 상대습도 60±5%로 조절하였으며, 명암은 12시간 주기(li아it: 6: 00 a.
- 시험재료는 모종인 일품과 제초저)(glufosinate) 저항성이 입증된 품종으로, 농촌진흥청 농업 생명공학연구원에서 분양받았으며, 일반적으로 밥 짓는 과정을 거친 후 냉동건조하여 분쇄한 것을 열처리 시 험재료로 이용하였다. 주요 영 양성분 함량은 AOAC 방법 (13)으로 측정 하였고 인(Ammonium Vanaidate법 ) 외의 무기질 함량은 습식 분해 후에 원자홉광광도계 - Hitach 6100)로 분석하였다.
데이터처리
- 실험결과는 SPSS 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차(mean ± SD)로 제시하였고, 각 처리별 유의성은 ANOVA test 후 Duncan's multiple range test로 p<0.05 수준에서 검증하였다.
이론/모형
- 검사하였다. 단백질 및 지질의 흡수율은 실험식 이로부터 섭취량과 대변중 배설량을 분석하여 계산하였는더】, 단백질은 Kjeldahl 정량법을 이용하였고, 총지질 함량은 Folch 등(15)의 방법에 따라 분석하였다.
- 것을 열처리 시 험재료로 이용하였다. 주요 영 양성분 함량은 AOAC 방법 (13)으로 측정 하였고 인(Ammonium Vanaidate법 ) 외의 무기질 함량은 습식 분해 후에 원자홉광광도계 - Hitach 6100)로 분석하였다.
성능/효과
- 특히 항생제 저항성 유전자 마커가 현미에 있을 수 있고 열처리시 변화될 수 있음을 고려하여 유전자 변형 품종의 현미 및 현미밥과 모종인 일품의 현미 및 현미밥으로 배합한 실험식이를 8주간 급여하였다. 그 결과 시험재료의 영양성분 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 실험식이를 급여하였을 때 모든 실험동물에서 임상적 증상, 조직의 외형이나 무게 및 혈청 생화학적 지표에 차이가 없었다. 그러므로 본 실험에 사용된 유전자 변형 품종(제초제 저항성)의 현미와 현미밥 모두 노령기 실험동물에 어떠한 부정적 영향도 미치지 않은 것으로 보인다.
- 뇌, 폐, 심장, 간장, 비장, 신장(좌, 우), 고환(좌, 우), 타액선 등에 대한 육안 검사를 실시하였을 때 모든 실험군에서 외견상의 문제가 나타나지 않았고, 간, 신장, 폐 등 6개 장기의 무게를 측정한 결과 모든 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다(Table 5). 또한 육안 검사가 끝난 조직을 10% 포르말린 용액 및 파라핀 포매기 (Fisher, Histomatic Tissure Processor, 166A) 에 고정시켜 Hematoxylin & Eosin 염색하고 병리조직검사를 실시하였을 때, 제초제 저항성 쌀을 섭취한 실험군 G, GH)에서 모종인 일품 쌀을 섭취한 실험군(I, IH)과 다른 이상 병변을 보이지 않았다(Table 6).
- 1에 제시하였다. 단백질 및 지질의 섭취량과 변 중 배설량으로 계산한 두 영양소의 흡수율에서 단백질은 85+3% 정도를 보였고, 지질은 93±2%로 나타나 유전자변형 쌀 섭 취군(G, GH)을 포함하여 모든 실험군에서 단백질 및 지질 흡수율의 차이를 보이지 않았다. 따라서 우리나라의 대표적 유전자 변형작물인 제초제 저항성 현미 및 현미밥의 8주 급여는 노령기 실험동물에서 단백질 및 지질의 흡수율에 영향을 미치지 않은 것으로 보인다.
- 따라서 제초제 저 항성 품종(GMO)은 8주간 급여 시 노령 기 모델에서 모종인 일품(Non-GMO)과 임상증상에서 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 또한 육안 검사가 끝난 조직을 10% 포르말린 용액 및 파라핀 포매기 (Fisher, Histomatic Tissure Processor, 166A) 에 고정시켜 Hematoxylin & Eosin 염색하고 병리조직검사를 실시하였을 때, 제초제 저항성 쌀을 섭취한 실험군 G, GH)에서 모종인 일품 쌀을 섭취한 실험군(I, IH)과 다른 이상 병변을 보이지 않았다(Table 6). 따라서 제초제 저항성 현미 및 현미밥의 8주 급여는 노령기 실험동물의 장기 무게 및 병리조직에 유의한 영향을 주지 않은 것으로 나타났다.
- 6 g으로 모든 실험 군 사이에 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 실험 식이를 섭취한 노령기 횐쥐의최종 체중은 현미섭취군이 713.0~ 729.3 g, 현미밥섭취군이 695.9 ~716.9 g으로 일품 현미밥 섭취군에서 낮은 경향을 보였으나 실험군 사이에 유의한 차이는 없었다. 따라서 유전자변형 쌀의 급여는 현미와 현미밥 모두노령기 횐쥐에서 식이 섭취량이나 체중 증가와 같은 일반적인 항목에 부정적인 영향을 주지 않는 것으로 보인다.
- 본 연구 결과에서 제초제 저항성 품종(GMO)은 일반 및 미량 영양소의 함량에서 모종인 일품과 차이를 보이지 않았고, 현미 및 현미밥의 일반적인 영양성 분 함량 범위(16)에 있는 것으로 나타났다. 이것은 유전자 변형식품인 쌀의 실질적 동등성을 제시하여 주는 결과라 하겠으며, 일반 쌀과 영 양적 안전성 측면에서 다르지 않은 것으로 보인다.
- 함량을 Table 2에 제시하였다. 시험 재료의 영 양성분 함량을 분석한 결과, 현미 는 탄수화물 85.2 - 85.7%, 단백질 8.5%, 지방 2.2%, 조섬유 1.5~ 1.7%, 회분 2.0~2.4% 수준으로 나타났으며, 현미밥은 탄수화물 85~86%, 단백질 8.4~9.0%, 지방 2.4~2.6%, 조섬유 1.5%, 회분 1.7~ 1.9% 수준이었고, 제초제 저 항성 품종(GM0)은 일품(non-GMO)과 영 양성 분 함량의 차이를 보이지 않았다.
후속연구
- 그러므로 본 실험에 사용된 유전자 변형 품종(제초제 저항성)의 현미와 현미밥 모두 노령기 실험동물에 어떠한 부정적 영향도 미치지 않은 것으로 보인다. 그■러나 유전자 변형 식품의 안전성에 대해 좀 더 보완된 泊 uiuo 실험법의 확립과 장기간의 급여 에 따른 영 향 검토가 필요하고, 본 연구의 시 험재료는 단지 제초제 저항성 품종의 현미에 대한 것으로 다른 유전자 변형 식품의 안전성에 대해서는 계속적인 확인 실험이 있어야 할 것으로 생각된다.
- 이런 성분들은 부분적으로 체중 감량 등 현대인의 건강관리 측면에서 이용되고도 있으나 일반적으로 영양소의 흡수를 저해하는 것으로 알려져 있어, 유전자 변형 식품의 안전성은 다각적인 각도에서 검토되어야 할 것으로 생각된다. 또한 유전자 변형 농산물은 식품으로서의 안전성 구명을 위한 새로운 분석항목이 개발되어야 할 것으로 보이고, 유전자 변형 식품의 급여 수준이나 기간 및 차세대에 미치는 영향 등이 앞으로 조사되어야 할 것으로 생각된다.
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