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문제 정의
- 해조류의 기능성 실험으로 본 저자들은 전보(7)에서 por- phyran을 사료에 첨가하여 고콜레스테롤을 유발한 흰쥐에 투여한 결과 체내 지질과 콜레스테롤을 저하한 효과를 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서는 porphyran을 기능성 음료로 개발하기 위한 일환으로 porphyran을 음료의 형태로 고콜레스테롤 유발 흰쥐에 투여한 후 흰쥐의 혈청 및 간 중 지질과 콜레스테롤 함량에 미치는 영향을 검토하였다.
가설 설정
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제안 방법
- Porphyran의 제조는 Nishide 등⑻ 및 Koo와 Park(9)의 방법을 약간 수정하여 전보(7)와 같이 제조하였다. 즉 마른 김을 분쇄한 후 40배(v/w)의 0.
- 명암은 12시간을 주기로 자동조절되었으며 , 물은 1군과 2군은 1차 증류수로, 3군은 1% porphyran 음료, 4군은 2% porphyran 음료, 5군은 3% porphyran 음료를 매일 급여하였다. 모든 사료와 물, porphyran 음료는 자유롭게 섭취 하도록 하였으며, 식 이 섭취 량은 매일 같은 시각(오후 4시)에 측정하였고, 음료섭 취 량도 매일 측정하였다. 허실 되는 음료량은 대사 cage에서 정확하게 측정되었으며, 음료 섭취 량은 1마리당 1일 30-40 mL를 섭취하였으며, 이를 porphyran양으로 계산하였을 때 1%군은 porphyran 0.
- 본 연구는 김에서 추출한 porphyran을 음료로 이용하여 Sprague-Dawley계 흰쥐를 5군으로 나누어 정상식이에 물고콜레스테롤 식이에 물, 고콜레스테롤식이에 1, 2, 3% porphyran 음료를 4주간 급여하여 혈액 과 간중의 지방과 콜레스테롤 함량을 측정한 결과는 다음과 같다. 혈청 중 중성지방과 총콜레스테롤함량은 정상군에 비해 대조군에서 높게 나타났으며, porphyran 음료군은 대조군보다 유의하게 낮았으며 , 이는 섭취 수준이 높을수록 더 낮아지 는 경향을 나타냈다.
- 실험군과 식이의 구성은 각각 Table 1과 2에 제시되었다. 실험군의 구성은 8마리씩 5군으로 나누어 저11군은 정 상군으 로서 기 본사료에 물을 공급하였고, 저]2군은 대조군으로 고콜레스테롤 혈증을 유발시키기 위해서 고콜레스테롤 식이에 물을 공급하였으며 , 제3군, 저}4군 및 제5군은 porphyran 음료 급이 군으로서 고콜레스테롤 식이에 1%, 2%, 3% por- phyran음료를 각각 공급하였다. 실험 식이는 AIN-76A purified diet 와 2% 콜레스테롤 식이 (Dyets Inc.
- 실험동물은 실험 기간 종료 후 12시간 동안 절식시킨 뒤 diethyl ether로 마취 시 켜 10 mL 주사기를 이용하여 심 장정 맥에서 채혈하였다. 채혈된 혈액은 원심분리 관에 넣어 실온에서 30분간 방치 시 킨 후 원심 분리(600 g, 15 min)하여 혈청을 분리한 즉시 분석에 사용하였고, 혈액채취 후 가능한 한 빨리 간, 심장, 신장, 비장을 적출하여 중량을 측정하였고, 간은 탈혈한 다음 여과지로 물기를 제거한 후 일정 부위를 0.5 g씩 취하여 chloroform:methanol(2: 1, v/v) 혼액을 가하여 마쇄 균질화하여 No. 7여 과지 로 여 과하고 50 mL로 정용하였다.
- 2 g을 섭취하였다. 체중은 일주일에 한번씩 일정한 시간(오후 6시)에 측정하였고, 불규칙한 식이 섭취로 인한 일시적인 체중의 오차를 방지하기 위하여 측정하기 2시간 전에 식이 통을 제거한 후 체중을 측정하였다. 체중증가량은 일주일간의 체중증가량을 7일로 나누어 4회의 체중증가량을 통계 처리하여 표준편차를 구하였으며, 식이효율(Feed Efficiency Ratio, FER)은 체중증가량을 식 이 섭취 량으로 나누어 계산하였다.
- 평균 체중이 50 g~60 g인 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐를 동물실험실에서 1주일간 적응시킨 후, 동물의 체중에 따라 각 군의 평균 체중이 비슷해지도록 1군에 8마리씩 5군으로 나누어 4주간 사육하였다. 동물실험실의 사육조건은 온도 24±2℃, 습도 55 ~ 60%를 항상 유지 시 켰다.
대상 데이터
- 실험에 사용한 김 (Porphyra yezoensis)은 계절별에 따른 성분조성 의 변화를 측정하여 porphyran의 최적 수율을 알아내기 위해서 전남 장흥 연안에 위치한 김 양식장에서 2002년 12월부터 2003년 3월까지 매월 5일에 채취한 양식 김을 김 가공공장에서 마른 김으로 가공하여 실험실로 운반한 다음 냉장실에 보관하여 두고 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 동물실험 결과는 실험군 당 평균치와 표준편차로 표시하였으며, 각 실험군의 평균치 간유의 성을 통계 package SAS program을 이용하여, Duncan'siple range test로 검증 하였다 (10).
- 체중은 일주일에 한번씩 일정한 시간(오후 6시)에 측정하였고, 불규칙한 식이 섭취로 인한 일시적인 체중의 오차를 방지하기 위하여 측정하기 2시간 전에 식이 통을 제거한 후 체중을 측정하였다. 체중증가량은 일주일간의 체중증가량을 7일로 나누어 4회의 체중증가량을 통계 처리하여 표준편차를 구하였으며, 식이효율(Feed Efficiency Ratio, FER)은 체중증가량을 식 이 섭취 량으로 나누어 계산하였다.
이론/모형
- 혈청 중의 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 및 중성지질 농도는 표준효소법에 의해 kit시 약으로 측정하였으며, 간 중의 종 콜레스테롤 및 중성지질 농도는 chloroform:meth- anol 혼액을 일정량 취하여 kit시약으로 측정하였다.
성능/효과
- Porphyran 음료의 수준을 달리하여 고 콜레스테롤혈증을 유발한 쥐의 간 중의 중성지질 및 총콜레스테롤 함량을 측정한 결과는 Table 6에 제시되었다. 간 중의 중성지질 함량은 정상군에 비하여 대조군이 유의적으로 높게 나타났으며, porphyran 음료군은 대조군에 비하여 유의하게 낮게 나타났으며 , 1%, 2% 음료 군은 차이가 없었으나, 3% 음료 군은 1%, 2% 음료 군에 비하여 유의적으로 낮게 나타났으나 정상군 수준으로 떨어지지는 않았다. 간중총 콜레스테롤 함량은 대조군
- 혈청중 HDL-콜레스테롤 함량은 대조군에서 가장 낮게 나타났으나 porphyran 음료 섭 취 수준이 높아질수록 높아지 는 경향을 보였다. 간중의 중성지방과 총 콜레스테롤 함량 역시 대조군에 비해 porphyran 음료 섭취 수준이 높을수록 유의하게 낮은 경향을 나타냈다. 이들 결과로 볼 때 고 콜레 스테롤식이를 섭취 시킨 흰쥐에서 김에서 추출한 porphyran 을 음료의 형태로 섭취 시 체내 중성지방과 콜레스테롤을 낮추어 지방 개선의 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 혈청 중 HDL-콜레스테롤 함량은 대조군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮았으며, porphyran 음료군은 1%, 2%, 3%로 증가할수록 유의적 으로 증가하여 3% porphyran 음료군은 정상군보다 높게 나타났다. 동맥경화지수(Atherogenic index, AD는 정상 군이 가장 낮게 나타났으며, 대조군은 다른 군에 비해 유의적으로 높게 나타났으며, porphyran 음료군은 대조군보다 유의적 으로 낮게 나타났으나, 정상 군보다는 유의적으로 높게 나타났다. porphyran 음료군에서도 1%, 2%, 3%로 음료의 농도가 증가 될수록 낮아지는 경향을 나타냈다.
- 수용성 식 이 섬유가 콜레스테롤 농도를 낮추는 기 작으로는, 식이 섬유 가장 내용물의 점성을 증가 시켜 지질흡수를 저해하고(16), 소장에서의 담즙산의 재흡수를 방해하여 분변으로-steroid 배설을 증가시킴으로써 체내 콜레스테롤을 감소시키며(17), 대장에서의 식이 섬유 발효대사 산물인 단 쇄 지 방산이 콜레스테롤 합성을 방해하기 때문이라고 하였다(18). 동맥경화지수는 심혈관질환의 위험도 판정에 이용되며, NIH(National Institute of Health)의 기준에 따르면 AI 3.0 이상을 고 위험군으로 분류하고 있는데 본 연구에서는 3% 음료 군에서도 3.0 이상으로 나타났는데, 이는 2% 콜레스테롤 식이가 체내 콜레스테롤의 함량을 크게 증가 시켜 급여한 porphyran 음료수준이 증가한 총콜레스테롤의 함량을 정상 군 수준으로는 감소시키지 못하고 약간 저하시키는 효과만 있는 것으로 사료된다.
- Joo 등(11)은 다시마 음. 료를 고지혈증 쥐에 6주간 투여한 결과 혈중 중성지방은 15 -20%, 총콜레스테롤 함량은 25~34% 정도 감소하였다고 보고하였는데 해조 음료가 혈중 지질함량을 감소시 킨다는 결과는 본 연구와 일치하는 경향이었다. 단지 본 연구는 Joo 등(11)의 연구에서 1% 콜레스테롤 식이 사용 대신 2% 콜레스테롤 식이를 사용한 결과 콜레스테롤의 수치가 높게 나온 것을 알 수 있었다.
- 식이 효율은 대조군이 다른 군에 비해 약간 높고, 3% porphyran 음료군이 약간 낮게 나타났으나 역시 군간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 본 연구자들은 porphyran 가루를 식이에 혼합하여 섭취한 후 식이 섭취량과 체중증가량을 측정한 결과를 전보(7)에서 발표하였는바 식이로 섭취시켰을 때 식이 섭취는 정상군에 비해 porphyran 섭취군에서 더 높게 나타났으며, 체중증가량은 군간에 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. Jo。
- 장기의 중량을 체중 100 g당으로 환산하였으며, 간의 무게는 정상군이 다른군에 비하여 유의적 으로 낮았으며, 대 조군과 porphyran 음료군을 비교했을 때 대조군에 비하여 1%와 2% porphyran 음료군은 유의 성 이 없었으나 3% 음료 군이 유의적으로 감소하였다. 심장의 경우는 정상군과 대조군, porphyran음료군 간에 유의적인 차이가 없었으며, 신장의 중량은 정상군, 대조군, 1%, 2% porphyran 음료군은 차이가 없었으나 3% porphyran 음료군이 대조군과 유사하였으며, 다른 군에 비하여 유의적으로 높게 나타났다. 비장의 중량은 군간에 유의적 인 차이가 없었다.
- 체중증가량은 대조군이 가장 높게 나타났으나 정상군과 차이 가 없었으며, 1% porphyran 음료군과 3% porphyran 음료 군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮게 나타났다. 이는 식이 섭취량에서는 통계적인 차이가 없었으나 2% porphyran 음료 군을을 제 외 하고는 porphyran 음료군에 체 중을 감소시 키 는 효과가 있는 것으로 나타났다. 식이 효율은 대조군이 다른 군에 비해 약간 높고, 3% porphyran 음료군이 약간 낮게 나타났으나 역시 군간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 간중의 중성지방과 총 콜레스테롤 함량 역시 대조군에 비해 porphyran 음료 섭취 수준이 높을수록 유의하게 낮은 경향을 나타냈다. 이들 결과로 볼 때 고 콜레 스테롤식이를 섭취 시킨 흰쥐에서 김에서 추출한 porphyran 을 음료의 형태로 섭취 시 체내 중성지방과 콜레스테롤을 낮추어 지방 개선의 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 김 추출물인 porphyran음료의 급이가 흰쥐의 각종 장기의 중량에 나타낸 결과는 Table 4에 나타내었다. 장기의 중량을 체중 100 g당으로 환산하였으며, 간의 무게는 정상군이 다른군에 비하여 유의적 으로 낮았으며, 대 조군과 porphyran 음료군을 비교했을 때 대조군에 비하여 1%와 2% porphyran 음료군은 유의 성 이 없었으나 3% 음료 군이 유의적으로 감소하였다. 심장의 경우는 정상군과 대조군, porphyran음료군 간에 유의적인 차이가 없었으며, 신장의 중량은 정상군, 대조군, 1%, 2% porphyran 음료군은 차이가 없었으나 3% porphyran 음료군이 대조군과 유사하였으며, 다른 군에 비하여 유의적으로 높게 나타났다.
- 식 이 섭취 량의 경우 2% porphyran 음료군이 다른 군에 비하여 약간 높게 나타났으나 군간에 유의적인 차이가 없었다. 체중증가량은 대조군이 가장 높게 나타났으나 정상군과 차이 가 없었으며, 1% porphyran 음료군과 3% porphyran 음료 군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮게 나타났다. 이는 식이 섭취량에서는 통계적인 차이가 없었으나 2% porphyran 음료 군을을 제 외 하고는 porphyran 음료군에 체 중을 감소시 키 는 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 최근에는 해조류의 기능성을 이용한 다양한 제품들이 상품화되었으며 1996년에는 해조류에서 추출한 알긴산을 이용하여 제조한 해조 음료가 제품화되는 등 해조류를 다양하게 이용하고 있다. 해조류의 기능성 실험으로 본 저자들은 전보(7)에서 por- phyran을 사료에 첨가하여 고콜레스테롤을 유발한 흰쥐에 투여한 결과 체내 지질과 콜레스테롤을 저하한 효과를 확인할 수 있었다. 그러므로 본 연구에서는 porphyran을 기능성 음료로 개발하기 위한 일환으로 porphyran을 음료의 형태로 고콜레스테롤 유발 흰쥐에 투여한 후 흰쥐의 혈청 및 간 중 지질과 콜레스테롤 함량에 미치는 영향을 검토하였다.
- 모든 사료와 물, porphyran 음료는 자유롭게 섭취 하도록 하였으며, 식 이 섭취 량은 매일 같은 시각(오후 4시)에 측정하였고, 음료섭 취 량도 매일 측정하였다. 허실 되는 음료량은 대사 cage에서 정확하게 측정되었으며, 음료 섭취 량은 1마리당 1일 30-40 mL를 섭취하였으며, 이를 porphyran양으로 계산하였을 때 1%군은 porphyran 0.3~0.4 g, 2% 군은 0.6~0.8 g, 3% 군은 0.9~ 1.2 g을 섭취하였다. 체중은 일주일에 한번씩 일정한 시간(오후 6시)에 측정하였고, 불규칙한 식이 섭취로 인한 일시적인 체중의 오차를 방지하기 위하여 측정하기 2시간 전에 식이 통을 제거한 후 체중을 측정하였다.
- 혈청 중 총콜레스테롤함량의 경우 정상군에 비하여 대조군과 porphyran 음료군에서 유의적으로 높게 나타났으나, porphyran 음료군은 대조군에 비하여 유의하게 낮게 나타났다. 혈청 중 HDL-콜레스테롤 함량은 대조군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮았으며, porphyran 음료군은 1%, 2%, 3%로 증가할수록 유의적 으로 증가하여 3% porphyran 음료군은 정상군보다 높게 나타났다. 동맥경화지수(Atherogenic index, AD는 정상 군이 가장 낮게 나타났으며, 대조군은 다른 군에 비해 유의적으로 높게 나타났으며, porphyran 음료군은 대조군보다 유의적 으로 낮게 나타났으나, 정상 군보다는 유의적으로 높게 나타났다.
- Table 5는 정상군, 대초군, porphyran 음료군의 혈청 중 중성지방, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 함량 및 동맥경화지수를 나타내었다. 혈청 중 중성 지방함량은 대조군이 다른 군에 비하여 유의적 으로 높게 나타났으며, porphyran 음료 군은은 대조군에 비하여 유의적으로 낮게 나타났으며, 정상 군과 유의적인 차이가 없었다. 혈청 중 총콜레스테롤함량의 경우 정상군에 비하여 대조군과 porphyran 음료군에서 유의적으로 높게 나타났으나, porphyran 음료군은 대조군에 비하여 유의하게 낮게 나타났다.
- 본 연구는 김에서 추출한 porphyran을 음료로 이용하여 Sprague-Dawley계 흰쥐를 5군으로 나누어 정상식이에 물고콜레스테롤 식이에 물, 고콜레스테롤식이에 1, 2, 3% porphyran 음료를 4주간 급여하여 혈액 과 간중의 지방과 콜레스테롤 함량을 측정한 결과는 다음과 같다. 혈청 중 중성지방과 총콜레스테롤함량은 정상군에 비해 대조군에서 높게 나타났으며, porphyran 음료군은 대조군보다 유의하게 낮았으며 , 이는 섭취 수준이 높을수록 더 낮아지 는 경향을 나타냈다. 혈청중 HDL-콜레스테롤 함량은 대조군에서 가장 낮게 나타났으나 porphyran 음료 섭 취 수준이 높아질수록 높아지 는 경향을 보였다.
- 혈청 중 중성 지방함량은 대조군이 다른 군에 비하여 유의적 으로 높게 나타났으며, porphyran 음료 군은은 대조군에 비하여 유의적으로 낮게 나타났으며, 정상 군과 유의적인 차이가 없었다. 혈청 중 총콜레스테롤함량의 경우 정상군에 비하여 대조군과 porphyran 음료군에서 유의적으로 높게 나타났으나, porphyran 음료군은 대조군에 비하여 유의하게 낮게 나타났다. 혈청 중 HDL-콜레스테롤 함량은 대조군이 다른 군에 비하여 유의하게 낮았으며, porphyran 음료군은 1%, 2%, 3%로 증가할수록 유의적 으로 증가하여 3% porphyran 음료군은 정상군보다 높게 나타났다.
- 혈청 중 중성지방과 총콜레스테롤함량은 정상군에 비해 대조군에서 높게 나타났으며, porphyran 음료군은 대조군보다 유의하게 낮았으며 , 이는 섭취 수준이 높을수록 더 낮아지 는 경향을 나타냈다. 혈청중 HDL-콜레스테롤 함량은 대조군에서 가장 낮게 나타났으나 porphyran 음료 섭 취 수준이 높아질수록 높아지 는 경향을 보였다. 간중의 중성지방과 총 콜레스테롤 함량 역시 대조군에 비해 porphyran 음료 섭취 수준이 높을수록 유의하게 낮은 경향을 나타냈다.
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