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문제 정의
- 따라서 본 연구는 선행의 in vitro 칼슘흡수율 결과를 in vivo 칼슘흡수율로 확인함과 동시에 주정과 구연산을 처리한 자건대멸분말과 함께 식이성 칼슘소재 첨가식이가 흰쥐의 칼슘과 골격지표대사와 골밀도 등 체내 칼슘대사에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행되었다.
- 본 연구는 주정과 구연산을 처리한 대멸분말과 함께 식이성 칼슘소재가 SD계 흰쥐의 칼슘대사에 미치는 영향을 조사하기 위하여 수행되었다. 실험식이는 대멸분말의 칼슘함량을 고려하여 식이 중의 칼슘함량이 0.
가설 설정
- 2) Values are mean±SD (n=15). 3) Not significant.
제안 방법
- 결정된 NaHCQs와 증류수 25 mL를 투석 막(D9652T00FT, 33 mmx21 mm)에 넣고 용기에 담근 후 밀봉하여 37℃에서 shaking incubation한다. 30분 후 pH 5가 되 었을 때 0.4 g의 pancreatin(P-1750, from porcine pancreas)과 2.5 g의 bile extract(B—8631, porcine)를 0.1 mol/L NaHCOs 100 mL에 용해 시 킨 pancreatin-bile salts mixture를 5 rnL 첨가하고 2시간동안 37℃에서 incubation 후 투석막을 제거하여 membrane속 dialysate의 무게를 측정 하고 ICP로 분석한 결과를 이용하여 흡수율을 계산하였다. 시료의 in vivo 칼슘흡수율은 실험개시 4주 후 각 실험군에서 상태가 양호한 흰쥐를 4마리씩 취하여 3일동안 대사시험을 실시하였다.
- 대퇴골은 적출하여 -20℃에서 냉동한 후 골격에 붙어있는 근육, 인대 및 지방 등을 제거하여 50℃에서 건조시킨 후 무게, 길이, 골밀도(BMD, bone mineral density) 및 골미 네 랄 함량(BMC, bone mineral contents)을 측정하였다. 골밀도와 골미네랄 함량은 방사선골밀도측정 기 (pDEXA® X-ray bone densitometer, Norland Co., USA)를 사용하여 측정하였다. 혈청 생화학치중 혈당, 총콜레스테롤 및 중성지방 농도는 assay kit를 이용하여 enzymatic method(ADVIA 1650, Bayer, Japan), alkaline phosphatase]ALP) 활성은 enzymatic method, osteocalcin농도는 면역방사정량법 (IRMA: immuno-radiometric assay), 칼슘(Ca)농도는 colorimetric method로 각각 분석 하였다.
- 채취된 혈액을 3, 000 rpm에서 10분간 원심분리하여 혈청을 분리한 다음 -20℃에서 냉동보관 후 분석하였다. 대퇴골은 적출하여 -20℃에서 냉동한 후 골격에 붙어있는 근육, 인대 및 지방 등을 제거하여 50℃에서 건조시킨 후 무게, 길이, 골밀도(BMD, bone mineral density) 및 골미 네 랄 함량(BMC, bone mineral contents)을 측정하였다. 골밀도와 골미네랄 함량은 방사선골밀도측정 기 (pDEXA® X-ray bone densitometer, Norland Co.
- 1 mol/L NaHCOs 100 mL에 용해 시 킨 pancreatin-bile salts mixture를 5 rnL 첨가하고 2시간동안 37℃에서 incubation 후 투석막을 제거하여 membrane속 dialysate의 무게를 측정 하고 ICP로 분석한 결과를 이용하여 흡수율을 계산하였다. 시료의 in vivo 칼슘흡수율은 실험개시 4주 후 각 실험군에서 상태가 양호한 흰쥐를 4마리씩 취하여 3일동안 대사시험을 실시하였다. 실험기간중 식이섭 취 량과 음수량를 측정하였고, 대변은 105℃에서 건조 후 소변과 함께 무게를 측정한 후, ICP를 이용하여 칼슘함량을 측정하였다.
- 시료의 in vivo 칼슘흡수율은 실험개시 4주 후 각 실험군에서 상태가 양호한 흰쥐를 4마리씩 취하여 3일동안 대사시험을 실시하였다. 실험기간중 식이섭 취 량과 음수량를 측정하였고, 대변은 105℃에서 건조 후 소변과 함께 무게를 측정한 후, ICP를 이용하여 칼슘함량을 측정하였다. 이때 칼슘흡수율은 쥐가 섭취한 식이의 칼슘함량과 대변과 소변의 칼슘함량을 이용하여 계산하였다.
- 흰쥐를 공시하였다. 실험동물은 1주일간 고형사료를 급여하여 적응기를 거 친 다음 평균체중이 100 g 되 었을 때 15마리씩 다섯군으로 처리하였다. 실험식이는 시료(대멸분말)의 칼슘함량을 고려하여 최종식이의 칼슘함량이 0.
- 실험식이는 1주일에 1마리당 400 g씩 완전 자유급이(ad libitum)하였고, 실험기간중 식이섭취량과 체중변화는 주 1회씩 조사하였다.
- 위하여 수행되었다. 실험식이는 대멸분말의 칼슘함량을 고려하여 식이 중의 칼슘함량이 0.1%가 되도록 semipurified diet(AIN-diet, 1977)에 건조대멸분말을 첨가한 대조군(C), 주정-구연산처 리군(EC), 주정-구연산 + CPPs처리군(ECC), 젖산칼슘첨가군(CL) 및 인산칼슘첨가군(CP)으로 처리하여 5주동안 실험한 결과는 다음과 같다. 증체량은 EC군이 ECC군과 일반적인 칼슘소재로 이용되는 젖산칼슘군(CL)과 인산칼슘군(CP)에 비해 유의하게 높았고p<0.
- 실험동물은 1주일간 고형사료를 급여하여 적응기를 거 친 다음 평균체중이 100 g 되 었을 때 15마리씩 다섯군으로 처리하였다. 실험식이는 시료(대멸분말)의 칼슘함량을 고려하여 최종식이의 칼슘함량이 0.1%가 되도록 semi-purified diet(19)에 건조대멸분말을 첨가한 대조군(C), 주정-구연산처리군(EC), 주정-구연산+ caseino-phosphopeptides처리군(ECC), 젖산칼슘첨가군(CL) 및 인산칼슘첨가군(CP)으로 배치하여 5주동안 실험을 실시하였다(Table 1). 실험식이의 배합비와 일반성분은 Table 2, 3과 같고 ECC실험군의 경우 caseinophosphopeptides(CPPs)를 음용수에 녹인 후 자유급이(ad 况戒5!)하였다.
- 1%가 되도록 semi-purified diet(19)에 건조대멸분말을 첨가한 대조군(C), 주정-구연산처리군(EC), 주정-구연산+ caseino-phosphopeptides처리군(ECC), 젖산칼슘첨가군(CL) 및 인산칼슘첨가군(CP)으로 배치하여 5주동안 실험을 실시하였다(Table 1). 실험식이의 배합비와 일반성분은 Table 2, 3과 같고 ECC실험군의 경우 caseinophosphopeptides(CPPs)를 음용수에 녹인 후 자유급이(ad 况戒5!)하였다.
- 실험종료(5주) 후 쥐를 12시간 절식시킨 후 ethyl ether로 마취하여 복대동맥으로부터 혈액을 채취하였다. 채취된 혈액을 3, 000 rpm에서 10분간 원심분리하여 혈청을 분리한 다음 -20℃에서 냉동보관 후 분석하였다.
- 실험기간중 식이섭 취 량과 음수량를 측정하였고, 대변은 105℃에서 건조 후 소변과 함께 무게를 측정한 후, ICP를 이용하여 칼슘함량을 측정하였다. 이때 칼슘흡수율은 쥐가 섭취한 식이의 칼슘함량과 대변과 소변의 칼슘함량을 이용하여 계산하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용된 자건대멸(체장 7.7 cm, 체중 1.5 g)은 경남 통영에 소재한 기 선권현망수산업 협 동조합에서 구입하였다. 대멸의 일반성분은 수분 8.
- 주정과 구연산을 처리한 대멸분말이 실험동물의 칼슘대사에 미치는 영향을 조사하기 위하여 Sprague-Daw ley종 수컷 흰쥐를 공시하였다. 실험동물은 1주일간 고형사료를 급여하여 적응기를 거 친 다음 평균체중이 100 g 되 었을 때 15마리씩 다섯군으로 처리하였다.
데이터처리
- , USA)을 이용하여 각 실험군의 평균과 표준편차를 계산하였다. 각 실험군간의 차이는 one way ANOVA를 사용하여 비교하였고, Duncan's multiple range test로 5% 수준에서 유의성을 검증하였다.
- 모든 실험결과는 SAS프로그램 (Version 8.01, SAS Institute Inc., USA)을 이용하여 각 실험군의 평균과 표준편차를 계산하였다. 각 실험군간의 차이는 one way ANOVA를 사용하여 비교하였고, Duncan's multiple range test로 5% 수준에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- 시료의 in vitro 칼슘흡수율은 Miller 등의 방법 (20)에 준하여 자건대멸분말 6 g을 400 mL의 증류수와 함께 용기에 넣고 6 M HC1 용액을 사용하여 pH를 2로 조정하고 15분간혼합 후 6 mL의 pepsin(P-7000, from porcine stomach mucosa) 용액을 첨가하여 37℃에서 2시간동안 shaking incubation하고 소화된 시료 20 mL를 취하여 0.1 M NaOH pH 7로 적정하여 NaHCQj의 첨가량을 결정한다. 결정된 NaHCQs와 증류수 25 mL를 투석 막(D9652T00FT, 33 mmx21 mm)에 넣고 용기에 담근 후 밀봉하여 37℃에서 shaking incubation한다.
- , USA)를 사용하여 측정하였다. 혈청 생화학치중 혈당, 총콜레스테롤 및 중성지방 농도는 assay kit를 이용하여 enzymatic method(ADVIA 1650, Bayer, Japan), alkaline phosphatase]ALP) 활성은 enzymatic method, osteocalcin농도는 면역방사정량법 (IRMA: immuno-radiometric assay), 칼슘(Ca)농도는 colorimetric method로 각각 분석 하였다.
성능/효과
- 05). ALP활성과 OST농도는 실험군간 차이가 없이 CL군이 대조군보다 다소 높았다. 혈중 Ca농도는 칼슘흡수율이 가장 낮은 대조군(C)이 10.
- 05), 나머지 실험군에서는 차이가 없었匸+. TC농도는 EC군이 75.1 mg/dL로 CP군의 65.6 mg/dL에 비 해 유의한 차이가 있었고, TG농도는 CP군(33.5 mg/dL)을 제외한 나머지 실험군은 57.1-65.2 mg/dL으로 CP군보다 유의하게 높았다(p<0.05). Glucose와 TC 및 TG농도는 섭취한 영양성분에 따라 달라지는데 대조군, EC군 및 ECC군은 멸치에 함유되어 있는 단백질이나 지방 등의 함량으로 인해 비교적 탄수화물 함량이 적기 때문에 탄수화물에 기인되는 혈당량은 감소하는 반면, TC나 TG함량은 다소 증가한 것으로 사료된다.
- 5 g)은 경남 통영에 소재한 기 선권현망수산업 협 동조합에서 구입하였다. 대멸의 일반성분은 수분 8.5%, 단백질 61.1%, 지방 12.9%, 회분 15.2% 및 칼슘 1.8%이었다. 자건대멸에 7배(w/w)의 주정을 50℃에서 9시간동안 처리하여 수세한 다음, 구연산 1%를 처리 하고, 50℃에서 건조하여 50 mesh로 분말화한 후 실험에 사용하였다.
- Moon 등(32)은 골밀도가 증가할수록 ALP가 감소하여 골격 및 칼슘대사를 조절하는 것으로 보고하였으나, 본 연구에서는 골밀도가 가장 낮은 CP군이 ALP활성도 낮은 것으로 나타났다. 대퇴골의 미네랄함량은 비록 통계적 인 차이는 나타나지 않았으나 CP군(0.3205 g) 에 비해 EC, ECC 및 CL군(0.3326 ~0.3338g)이 다소 높았다. 따라서 CPPs를 첨가한 ECC군이 다른 칼슘소재에 비해 대퇴골의 무게와 길이, 골밀도와 미네랄함량에 상승효과를 미친 것으로 사료되었다.
- 3338g)이 다소 높았다. 따라서 CPPs를 첨가한 ECC군이 다른 칼슘소재에 비해 대퇴골의 무게와 길이, 골밀도와 미네랄함량에 상승효과를 미친 것으로 사료되었다.
- 05), 식이효율(FER)은 차이가 없었다. 생체내외(记 vitro & in vivo) 칼슘흡수율은 CPP를 처리한 ECC군이 각각 20.4%, 28.4%로 실험군중 가장 높았다(p<0.05). 혈당치는 CL군(105.
- 7배 높았다. 식이칼슘소재로 각각 lactate와 phosphate를 첨가한 CL군과 CP군은 대조군에 비해 흡수율이 높았으나, EC군과 ECC군에 비 해서는 흡수율이 현저하게 낮았다. 한편, 실험동물을 사용하여 체내(孙 vivo) 칼슘흡수율을 측정한 결과, 체외흡수율에 비해 높은 흡수율이 나타났는데, ECC군이 가장 높은 28.
- 실험기간중 일당증체량은 주정으로 지방제거 후 citric acid를 처리한 EC군(8.35 g/day)이 ECC군과 식 이성 칼슘소재로 이용되는 젖산칼슘군(CL)과 인산칼슘군(CP)에 비해 통계적으로 높았다(p<0.05). 식이섭취 량은 단순히 건조대멸을 첨가한 C군이 25.
- 2001년도 국민건강.영양조사의 식품섭취조사에서 우리나라 국민은 대부분의 영양소에 대해 모든 연령층에서 권장량에 근접한 양을 섭취하는 것으로 나타난 반면 칼슘섭 취 량은 496.9 mg으로 1~2세 연령층을 제외한 모든 연령층에서 상당히 낮은 평균섭취수준으로 집계되었다. 특히 65세이상 노인에서는 칼슘뿐만 아니라 비타민 A, 리보플라빈의 섭취량도 매우 부족한 것으로 나타났다(2).
- 1149 g/cn?) 이 가장 높았다. 이상의 결과에서 CPPs를 첨가한 ECC군이 생체내외 칼슘흡수율과 혈중 Ca농도 및 대퇴골의 길이와 밀도 등에 유의한 상승효과를 미친 것으로 나타났다. 향후 본 연구결과는 칼슘흡수율을 높이고 색택의 개선 및 관능이 향상된 기능성제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
- 어린이의 성장발육을 위한 영양보충용 식품을 개발하기 위해 천연식물성 약재추출물과 조류식품 및 해조칼슘 등의 조성물을 흰쥐를 대상으로 실험한 Han(30)이 보고한 혈중 ALP활성 (600 ~700 IU/L)에 비해 본 실험에서 나타난 ALP활성은 비슷하거나 다소 높았고, Yoon과 Hwang(31)의 보고에 비해서는 활성이 훨씬 높았다. 조골세포의 활동성을 높이고 골형성(osteogenesis) 항진을 나타내는 OST농도는 본 실험에서 CL군(0.21 ng/mL)이 ECC군(0.13 ng/mL)보다 높았지만 통계적인 차이는 없었고 Han(30)이 보고한 44~48 ng/mL과 비교해 볼 때 측정치가 매우 낮았는데 이는 분석 kit를 흰쥐전용시약이 아닌 인체전용시약을 사용한데 따른 assay specificity가 낮아서 나타난 결과로 사료되 어진다. 혈중 Ca농도는 칼슘흡수율이 가장 낮은 대조군(C)이 10.
- 05). 즉, citric acid와 CPP를 처리한 ECC군이 20.4%로 단순히 건조대멸을 첨가한 대조군(C)의 2.9%보다 약 7배, CPPs-t 첨가하지 않은 EC군의 12.3%보다 약 1.7배 높았다. 식이칼슘소재로 각각 lactate와 phosphate를 첨가한 CL군과 CP군은 대조군에 비해 흡수율이 높았으나, EC군과 ECC군에 비 해서는 흡수율이 현저하게 낮았다.
- 1%가 되도록 semipurified diet(AIN-diet, 1977)에 건조대멸분말을 첨가한 대조군(C), 주정-구연산처 리군(EC), 주정-구연산 + CPPs처리군(ECC), 젖산칼슘첨가군(CL) 및 인산칼슘첨가군(CP)으로 처리하여 5주동안 실험한 결과는 다음과 같다. 증체량은 EC군이 ECC군과 일반적인 칼슘소재로 이용되는 젖산칼슘군(CL)과 인산칼슘군(CP)에 비해 유의하게 높았고p<0.05), 식이효율(FER)은 차이가 없었다. 생체내외(记 vitro & in vivo) 칼슘흡수율은 CPP를 처리한 ECC군이 각각 20.
- 식이칼슘소재로 각각 lactate와 phosphate를 첨가한 CL군과 CP군은 대조군에 비해 흡수율이 높았으나, EC군과 ECC군에 비 해서는 흡수율이 현저하게 낮았다. 한편, 실험동물을 사용하여 체내(孙 vivo) 칼슘흡수율을 측정한 결과, 체외흡수율에 비해 높은 흡수율이 나타났는데, ECC군이 가장 높은 28.4%로 C군보다 2.7배, EC군보다 1.8배, CL군 및 CP군보다는 각각 2.2배와 2.4배 정도 더 높은 흡수율을 보여 체외흡수율 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 체내 칼슘흡수율이 차이를 보이는 것은 변으로 배출된 칼슘량에 기 인하는 것으로 다른 실험군들에 비해 ECC군의 배출량(212.
- 05). 혈당치는 CL군(105.7 mg/dL) 이 대조군(89.5 mg/dL)보다 유의하게 높았고(p<0.05), TC농도는 EC군(75.1 mg/dL)이 CP군(65.6 mg/dL) 보다 높았으며, TG농도는 CP군(33.5 mg/dL)이 통계적으로 가장 낮았다(p<0.05). ALP활성과 OST농도는 실험군간 차이가 없이 CL군이 대조군보다 다소 높았다.
후속연구
- 이상의 결과에서 CPPs를 첨가한 ECC군이 생체내외 칼슘흡수율과 혈중 Ca농도 및 대퇴골의 길이와 밀도 등에 유의한 상승효과를 미친 것으로 나타났다. 향후 본 연구결과는 칼슘흡수율을 높이고 색택의 개선 및 관능이 향상된 기능성제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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