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문제 정의
- 전 보고에 서 산마늘의 고지혈 에 대한 효과에 기 초하고, 또한 최근 이와 같은 산야초를 비만억제를 원하는 소비자를 겨냥한 기능성식품의 제품화가 이루어지고 있는 실정에착안하여, 본 산마늘에 대한 비만억제효과에 대한 연구를 수행하였다.
- 23)또 산마늘의 고온 보관에 의한 휘발성 유황 화합물의 조성과 함량^ 관한 보고 및 간보호 효과에서 활성의 차이를 중심으로 보고를 한 바 있다. 전 연구에서는 울릉도 자생종의 산마늘과 오대산 품종의 재배종 산마늘에 대한 활성비교를 연구하였다 꽈) 울릉도산 마늘은 보통 10년 이상 생육한 것으로 추정되는 자생종을 사용하였으므로 최근 재배 확대되고 있는 울릉도산 재배종 산마늘에 대한 약리효과를 연구하는 것이 필요하다고 생각되었으므로 본 연구에서는 울릉도 품종과 오대산 품종의 산마늘 재배종에 대한 추출물을 그 연구대상으로 하였다.
- 또한 실험의 재료로서 이전의 저자들에 의해 보고된 울릉도 자생의 산마늘 대신에 강원도 평창군에서 재배한 산마늘과 오대산 품종 산마늘의 효과에 대해 비교실험하였다. 추가적으로 가온처리하여 건조한 산마늘과 신선품 산마늘에 대한 효과를 비교하기 위한 실험에서도 뜻있는 실험결과를 얻었으므로 이를 보고한다.
제안 방법
- - 분변의 지질 추출은 Folch 등의 방법끄)을 수정한 것을 이용하였다. 즉, 시료 1 g을 6ml 의 CHC'-MeOH 혼액(2 :1, v/v)에 넣어 균질화한 후 2, 500 Xg서 10분간 원심분리하였다.
- - 산마늘 각 재료를 파쇄하고 이들을 100 g 씩 신선품 추출물, 36°C 가열처리 추출물, 90°C 가열처리추출물을 제조하고자 하였다. 신선품 추출물을 제조하기 위하여 파쇄 즉시 에탄올에서 환류하여 가열하면서 5시간씩 3회 추출하였다.
- - 산마늘이 식이성 비만에 효과가 있는지 확인하기 위해서 우선 식이성 흰쥐의 혈청 triglyceride, total cholesterol, LDL- cholesterol의 감소효과가 있는지를 측정하였다. 6주간의 고지방 식이를 하여 유도된 흰쥐의 혈청 지질 농도를 측정하였다.
- - 식이성 유도 비만(Diet- induced obesity)을 유도하기 위하여 예비실험을 실시하였다. 그 결과 실험동물에 고지방 식이를 총 6주 동안 먹이면서 체중 및 혈중 지질을 2주 간격으로 측정한 결과, 고지방 식이를 섭취한 쥐의 체중이 기본식이를 섭취한 쥐에 비하여서 130% 이상의 체중 증가를 보이고, 지방조직과 혈중 지질의 수치도 높게 나타내어서 총 6주의 사육기간이 비만증 유도에 적절한 것으로 생각되었다.
- - 이러한 산마늘의 우수한 비만억제효과를 규명하기 위한 일환으로 분변으로 배설시키는 산마늘의 효과를 측정하고자 분변 중의총지질, triglyceride 및 total cholesterol의 양을 측정하였다. 고지방 식이로 유도된 비만 흰쥐는 분변 중의 total lipid, triglyceride 및 total cholesterol을 매우 현저히 증가시켰다.
- - 혈액의 채취는 sample을 투여한 후 2주가 되는 마지막 날에 실험동물을 8시간 절식한 후 CO2 가스로 희생시키어 복강 대동맥에 혈액을 채취하고, 지방조직은 복강에서 후복강 지방조직과 부고환 주위 지방조직을 분리하여 무게를 측정하였다. 혈액은 채취한 후 microcentrifuge 로 원심분리하여 혈청을 -70°C의 deep freezer0!] 냉동 보관하였다.
- 감소효과가 있는지를 측정하였다. 6주간의 고지방 식이를 하여 유도된 흰쥐의 혈청 지질 농도를 측정하였다. 그 결과 산마늘을 투여하지 않은 군은 정상군에 비해혈청 triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol의 높은수치를 나타내었으므로 고지혈이 일어난 것을 확인하였다.
- 그리고, 36°C 가열처리 추출물의 제조를 위해 건조기에서 36°C로 온도를 고정하고 48시간 이상 방치하여 완전히 건조한 다음 신선품 추출의 경우와 동일하게 환류하에 추출하였다. 90°C 가열처리 추출물을 제조하기 위해 건조기를 90°C로 고정하고 역시 48시간 이상 방치하여 완전히 건조한 후 상기 두 추출법과 동일한 방법으로 에탄올 용매로 추출하였다. 총 6종의 에탄올 추출물을 진공 농축기에서 건조하고 동결건조하여 시료로 사용하였다.
- 신선품 추출물을 제조하기 위하여 파쇄 즉시 에탄올에서 환류하여 가열하면서 5시간씩 3회 추출하였다. 그리고, 36°C 가열처리 추출물의 제조를 위해 건조기에서 36°C로 온도를 고정하고 48시간 이상 방치하여 완전히 건조한 다음 신선품 추출의 경우와 동일하게 환류하에 추출하였다. 90°C 가열처리 추출물을 제조하기 위해 건조기를 90°C로 고정하고 역시 48시간 이상 방치하여 완전히 건조한 후 상기 두 추출법과 동일한 방법으로 에탄올 용매로 추출하였다.
- 그리고, 6주간 고지방 식이를 하여 체중이 130% 이상 증가한 비만 흰쥐를 확인하고 비만억제효과를 측정하였다. 그결과, 산마늘 추출물은 혈청 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol의 농도를 감소시키는 효과를 보였으며, 총 복강 지방조직, 후복강 지방조직 및 부고환 주위 지방조직의 무게를 현저히 감소시키는 점으로부터 산마늘이 비만 억제 효과가 있음이 밝혀졌다.
- 이를 위해 최근 비만을 위한 산나물을 개발하고자 하는 산업적 동향이 있으므로 산마늘이 이에 이용될 수 있는 식물로 간주되어 고지혈 및 항비만에 관한 동물실험을 수행하였다. 또한 실험의 재료로서 이전의 저자들에 의해 보고된 울릉도 자생의 산마늘 대신에 강원도 평창군에서 재배한 산마늘과 오대산 품종 산마늘의 효과에 대해 비교실험하였다. 추가적으로 가온처리하여 건조한 산마늘과 신선품 산마늘에 대한 효과를 비교하기 위한 실험에서도 뜻있는 실험결과를 얻었으므로 이를 보고한다.
- 제조하고자 하였다. 신선품 추출물을 제조하기 위하여 파쇄 즉시 에탄올에서 환류하여 가열하면서 5시간씩 3회 추출하였다. 그리고, 36°C 가열처리 추출물의 제조를 위해 건조기에서 36°C로 온도를 고정하고 48시간 이상 방치하여 완전히 건조한 다음 신선품 추출의 경우와 동일하게 환류하에 추출하였다.
- 이하 약어로 다음과 같이 나타낸다(괄호 안은 추출물 수득량임). 오대산 산마늘 신선품 추출물 OAV-F(39.2 g), 오대산 산마늘 36°C 가열건조 추출물 OAV-36(18.3 g), 오대산 산마늘 90°C 가열건조 추출물 OAV- 90(24.0 g), 울릉도 산마늘 신선품 추출물 UAV-F(59.6 g), 울릉도 산마늘 36°C 가열건조 추출물 UAV-36(39.5 g), 울릉도산 마늘 90°C 가열건조 추출물 UAV-90(19.7 g).
- 즉, 시료 1 g을 6ml 의 CHC'-MeOH 혼액(2 :1, v/v)에 넣어 균질화한 후 2, 500 Xg서 10분간 원심분리하였다. 위층의 MeOH 층을 따라내고 고형물 아래의 지질이 함유된 CHC, 층을 분리한 두], 감압건고하여 무게를 측정하였다. 추출한 지질이 함유된 CHC13 용액에 녹여 효소비색법에 의한 정량용 kit 시약(Asan Pharm.
- 관한 연구가 필요하다고 생각되었다. 이를 위해 최근 비만을 위한 산나물을 개발하고자 하는 산업적 동향이 있으므로 산마늘이 이에 이용될 수 있는 식물로 간주되어 고지혈 및 항비만에 관한 동물실험을 수행하였다. 또한 실험의 재료로서 이전의 저자들에 의해 보고된 울릉도 자생의 산마늘 대신에 강원도 평창군에서 재배한 산마늘과 오대산 품종 산마늘의 효과에 대해 비교실험하였다.
- 그 결과 실험동물에 고지방 식이를 총 6주 동안 먹이면서 체중 및 혈중 지질을 2주 간격으로 측정한 결과, 고지방 식이를 섭취한 쥐의 체중이 기본식이를 섭취한 쥐에 비하여서 130% 이상의 체중 증가를 보이고, 지방조직과 혈중 지질의 수치도 높게 나타내어서 총 6주의 사육기간이 비만증 유도에 적절한 것으로 생각되었다. 정상쥐군으로서 기본 식이를 6주 동안 먹이고, 다른 한 그룹은 고지방 식이를 6주간 먹여서 식이성 비만 쥐를 유도하였으며, 이 기간 동안에는 물을 임의로 음용하도록 하였다(Table I).
- 위층의 MeOH 층을 따라내고 고형물 아래의 지질이 함유된 CHC, 층을 분리한 두], 감압건고하여 무게를 측정하였다. 추출한 지질이 함유된 CHC13 용액에 녹여 효소비색법에 의한 정량용 kit 시약(Asan Pharm. Co.)을 사용하여 중성지방과 총콜레스테롤을 측정하였다.
대상 데이터
- - 강원도 평창군 농촌진흥청 고령지농업연구소에서 재배한 울릉도산 품종과 오대산 품종을 6월 중 채취하여 지상부만을 분리하고 세척하고 냉장고에 보관한 후 사용하였다.
- - 실험동물은 한국실험동물개 발로부터 부양 받아 동물사의 일정한 조건(온도: 20±2°C, 습도: 40-60%, 명암: 12시간 light/dark cycle) 하에서 2주가량 충분하게 적응 시켜 사육한 체중 130-150 g의 Sprague-Dawley계 웅성 흰쥐를 사용하였고, 실험시간 24시간 동안 물만 주고 절식하였다. 이때 효소 활성의 하루 중 변동을 고려하여 실험동물을 일정 시간(오전 10:00-12:00)에서 처치하였다.
- 90°C 가열처리 추출물을 제조하기 위해 건조기를 90°C로 고정하고 역시 48시간 이상 방치하여 완전히 건조한 후 상기 두 추출법과 동일한 방법으로 에탄올 용매로 추출하였다. 총 6종의 에탄올 추출물을 진공 농축기에서 건조하고 동결건조하여 시료로 사용하였다. 그 추출률을 그림 1에 나타내었다.
데이터처리
- - 실험결과를 Duncan's new multiple range test(다중 검정법)에 의해 통계처리하고 유의성을 분석하였다.
- The rats were sacrificed 18h after Triton WR-1339 treatment. Values represent mean± S.D. (n = 9) Values sharing the same superscript letter are not significantly different each other (p<0.05) by Duncan'smultiple range test.
이론/모형
- -Dominique 등의 방법에 준하여'9)Triton WR-1339 투여 16시간 전부터 절식시킨 후 Triton WR-1339 200mg/kg을 꼬리 정맥에 주사하여 고지혈증을 유발시킨 후 18시간 후에 C0 가스로 마취하여 채혈하였다.
- -Duhalt 등의 방법에 준하여 검액을 경구투여하고 2시간 후에 com oil 3 g/kg을 경구투여하였다. Com oil 투여 2시간 후에 채혈하였다.
- )을 사용하여 측정하였고, low density lipoprotein (LDL)-cholesterol은 다음과 같은 계산식에 의흐!] 정하였다. LDL-cholesterol=total cholesterol-HDL-chole- sterol-(triglyceride/5)의 Friedewald의 식으로 계산하였다.”)
성능/효과
- - Triton WR-1339를 투여하였을 때 혈청 triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol 치가 정상군에 비해 매우 현저히 증가되었다. 그러나 산마늘 추출물을 100mg/kg으로 2주간 전투여한 실험동물은 통계적으로 유의성 있게 감소하였으나 그 효과는 강하지 않은 것으로 나타났다.
- 2% 감소시켰다. 36°C 가열 처리한 군이 가장 낮은 효과를 보였으며, 오대산 품종이 울릉도 품종보다 나은 효과를 보였다.
- 하였다. Triton MU339로 유도된 고지혈에 대한 산마늘의 저하효과 보다 com oil의 식이에 대한 효과가 더 크게 나타났으므로 식이성 비만에 효과가 있음을 예견하였다.
- 결론적으로 산마늘의 추출효율도 신선품 추출효율이 월등히 높게 나타났을 뿐 아니라 그 효과도 열처리 산마늘보다 우수하게 나타난 사실에서 신선품 추출물을 비만억제 식품으로 개발될 수 있음을 제시하였다.
- 24)본 실험에서는 36°C로 처리한 산마늘의 재료를 사용한 것은 allinase와 같은 효소의 활성을 최대로 하기 위해 사용된 것이다. 그 결과 36°C로 가열처리한 것은 오히려 90°C로 가열 처리한 것보다 그 효과가 낮았으며, 신선품이 가장 우수한 비만억제효과를 나타낸 것이 확인되었다. 전연구에 의한 보고서와 비교해 볼 때 본 실험의 울릉도 품종와 오대산 품종 사이의 활성 차이가 크지 않음은 자생종과 재배종에 의한 차이가 기여한 것으로 이해된다.
- 6주간의 고지방 식이를 하여 유도된 흰쥐의 혈청 지질 농도를 측정하였다. 그 결과 산마늘을 투여하지 않은 군은 정상군에 비해혈청 triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol의 높은수치를 나타내었으므로 고지혈이 일어난 것을 확인하였다.반면 산마늘을 2주간 경구투여한 군은 이들 수치를 현저히 감소시킨 것으로 나타난 바 산마늘이 식이성 비만의 고지혈에 대한 효과가 우수한 것으로 나타났다.
- 실시하였다. 그 결과 실험동물에 고지방 식이를 총 6주 동안 먹이면서 체중 및 혈중 지질을 2주 간격으로 측정한 결과, 고지방 식이를 섭취한 쥐의 체중이 기본식이를 섭취한 쥐에 비하여서 130% 이상의 체중 증가를 보이고, 지방조직과 혈중 지질의 수치도 높게 나타내어서 총 6주의 사육기간이 비만증 유도에 적절한 것으로 생각되었다. 정상쥐군으로서 기본 식이를 6주 동안 먹이고, 다른 한 그룹은 고지방 식이를 6주간 먹여서 식이성 비만 쥐를 유도하였으며, 이 기간 동안에는 물을 임의로 음용하도록 하였다(Table I).
- 비만 흰쥐를 확인하고 비만억제효과를 측정하였다. 그결과, 산마늘 추출물은 혈청 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol의 농도를 감소시키는 효과를 보였으며, 총 복강 지방조직, 후복강 지방조직 및 부고환 주위 지방조직의 무게를 현저히 감소시키는 점으로부터 산마늘이 비만 억제 효과가 있음이 밝혀졌다.
- 역시 증가하였다. 그러나, 산마늘 추출물 처리군은 이와 같은 지방조직의 무게를 현저히 감소시켰으므로 산 마늘이 비만에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 경우에도 OAV-F 가 가장 현저히 지방조직의 무게를 감소시킨 바 retroperitoneal 지방조직의 무게를 71.
- 울릉도 자생 산마늘은 사포닌의 함량을 더 많이 함유하고 있었으며 , 유황 화합물은 덜 함유하고 있었던 결과를 보고한 바 있다. 또한 산마늘 신선품 추출물이 가열 처리 추출물보다 비만 억제 효과가 더 크다는 사실은 산마늘내의 화합물의 변화가 본 실험의 활성에 부정적으로 영향을 미치는 것으로 예측할 수 있다.
- 그 결과 산마늘을 투여하지 않은 군은 정상군에 비해혈청 triglyceride, total cholesterol, LDL-cholesterol의 높은수치를 나타내었으므로 고지혈이 일어난 것을 확인하였다.반면 산마늘을 2주간 경구투여한 군은 이들 수치를 현저히 감소시킨 것으로 나타난 바 산마늘이 식이성 비만의 고지혈에 대한 효과가 우수한 것으로 나타났다. 처리간에서 산마늘 신선품 추출물의 항고지혈 효과가 크게 나타난 사실을 확인하였다.
- 뿐만 아니라 산마늘 추출물은 이 비만흰쥐의 분변으로의 지질 배설을 증가시키는 것으로 나타난 바 산마늘의 비만 억제 효과는 분변으로의 지질배설의 증가에 기인하고 있는 것으로 제시되었다. 이러한 동물실험의 결과 비만인에 대한 산마늘의 투여가 지질배설에 기인한 비만억제효과를 나타낼 수 있을 것으로 추측된다.
- 있다. 산마늘 추출물이 com oil로 유도된 고지혈을 억제하는 것으로 나타났으며 OAV-F 투여군에서 이러한 효과가 가장 크게 나타났다.
- 고지방 식이로 유도된 비만 흰쥐는 분변 중의 total lipid, triglyceride 및 total cholesterol을 매우 현저히 증가시켰다.산마늘 투여 흰쥐의 분변 중 지질량은 투여하지 않은 흰쥐에 비해 현저히 증가하였다. 이 실험에서도 신선품 산마늘의 효과가 우수하였고, 36°C 처리 산마늘이 가장 약한 효과를 보였다.
- 등은 또한 산마늘의 항암활성물질을 분리하기 위한 과정에서 flavonoid 성분과 gitogenin 3-O-β-lycotetroside를 밝힌 바 있었다. 세포독성의 측정결과 산마늘은 CHC13 분획이 가장 우수한 세포독성을 나타내었으며 이를 GC-MS로 분석한 결과 휘발성 유황화합물로 구성되어 있음이 밝혀졌으며 가장 풍부한 화합물은 2-vinyl-4H-l, 3-dithiin로 확인되었다. 이 연구에서 steroidal saponin인 gitogenin-3-O-β- lycotetroside는 암세포에 대한 세포독성이 IC506.
- 이 실험에서도 신선품 산마늘이 가장 우수한 효과를 나타낸 바 가열처리가 식이성 고지혈 개선에는 바람직하지 않음을 밝혔다. 오대산 품종과 울릉도 품종이 유사한 효과를 나타내지만 오대산 종이 약간 강한 효과를 나타내었지만 통계적인 유의성은 입증되지 않았다.
- 그러나, 산마늘 추출물 처리군은 이와 같은 지방조직의 무게를 현저히 감소시켰으므로 산 마늘이 비만에 효과가 있는 것으로 나타났다. 이 경우에도 OAV-F 가 가장 현저히 지방조직의 무게를 감소시킨 바 retroperitoneal 지방조직의 무게를 71.4%, epidymal 지방조직의 무게를 73.6%, total-abdominal의 지방조직 무게를 72.2% 감소시켰다. 36°C 가열 처리한 군이 가장 낮은 효과를 보였으며, 오대산 품종이 울릉도 품종보다 나은 효과를 보였다.
- 산마늘 투여 흰쥐의 분변 중 지질량은 투여하지 않은 흰쥐에 비해 현저히 증가하였다. 이 실험에서도 신선품 산마늘의 효과가 우수하였고, 36°C 처리 산마늘이 가장 약한 효과를 보였다.
- 세포독성의 측정결과 산마늘은 CHC13 분획이 가장 우수한 세포독성을 나타내었으며 이를 GC-MS로 분석한 결과 휘발성 유황화합물로 구성되어 있음이 밝혀졌으며 가장 풍부한 화합물은 2-vinyl-4H-l, 3-dithiin로 확인되었다. 이 연구에서 steroidal saponin인 gitogenin-3-O-β- lycotetroside는 암세포에 대한 세포독성이 IC506.51-36.5 ㎍/ ml로 나타난 바 이러한 steroidal saponin이 항암에 관한 활성 물질로 작용할 가능성이 확인되었다.6)
- 제시되었다. 이러한 동물실험의 결과 비만인에 대한 산마늘의 투여가 지질배설에 기인한 비만억제효과를 나타낼 수 있을 것으로 추측된다.
- ) 가공에 의한 휘발성 물질에 대하여 GC-MS를 측정한 결과가 보고된 바 thiol, sulfide, disulfide, trisulfide, thiophene, 산소함유 화합물들이 확인되었으며 가열처리 시 dimethylthiophenes의 높은 함량이 확인된 반면 alkyl propenyl disulfide는 오히려 감소하는 경향을 보고한바 있다. 이상에서 살펴본 바와 같이 Allium 속 식물의 휘발성 유황 화합물은 열에 의해 매우 변화기 쉬운 성분을 함유하고 있을 뿐 아니라, 이들 식물의 생리활성은 열에 대해 민감함을 알 수 있다.
- 반면 산마늘을 2주간 경구투여한 군은 이들 수치를 현저히 감소시킨 것으로 나타난 바 산마늘이 식이성 비만의 고지혈에 대한 효과가 우수한 것으로 나타났다. 처리간에서 산마늘 신선품 추출물의 항고지혈 효과가 크게 나타난 사실을 확인하였다.
- 그러나 산마늘 추출물을 100mg/kg으로 2주간 전투여한 실험동물은 통계적으로 유의성 있게 감소하였으나 그 효과는 강하지 않은 것으로 나타났다. 처리군 중 OAV-F가 가장 큰 효과가 나타난 사실로부터 오대산 품종 신선 품이 가장 우수한 효과를 보인다고 할 수 있으며, 열처리는 Triton WR-1339 처리 고지혈 모델에서 효과가 미약하였다.
후속연구
- 이상과 같은 연구사적 토대 위에서 산마늘의 이용을 다변화하고 산업화하기 위해 약리효능 검정 및 기능성 식품개발에 관한 연구가 필요하다고 생각되었다. 이를 위해 최근 비만을 위한 산나물을 개발하고자 하는 산업적 동향이 있으므로 산마늘이 이에 이용될 수 있는 식물로 간주되어 고지혈 및 항비만에 관한 동물실험을 수행하였다.
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