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문제 정의
- 그러나 김치는 보관이 용이 하지 못하고 냄새 등으로 인하여 휴대 및 상용에 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 동결건조한 김치 분말에 부형제로 glucose, 고춧가루, 식이섬유소 등을 혼합하여 김치 타블렛 제조용 조성물을 제조하고 흰쥐를 이용하여 이의 항비만 효과를 체중, 피하지방, 혈당, 혈중 지질 농도, 간조직의 지질 농도와 HMG-CoA reductase 활성, 분변으로의 지질 배설능 등을 측정하여 확인하고자 하였다.
가설 설정
- 3)Means with the different letters in the same column are significantly different (p<0.05).
- 5)Means with the different letters in the same column are significantly different (p<0.05).
제안 방법
- 37℃ 수조에서 5분간 반응시켜 발색시킨 후, 증류수를 3 mL가 되도록 가하여 500 nm에서 흡광도를 측정하고 콜레스테롤 표준용액과 비교하여 총콜레스테롤 농도를 구하였고 심장 과 고환의 총 콜레스테롤 함량도 간과 동일한 방법으로 측정하였다. 분변은 0주, 8주째에 48시간 동안의 분변을 채취하여 동결 건조하였고 300 mg을 취해 ether 30 mL를 가하고 modified Soxhlet법(10)을 이용하여 3시간동안 지방을 추출한 후, ether로 25 mL가 되도록 정용하여 중성지방 및 콜레스테롤 정량용 시료로 하였다.
- 간조직의 콜레스테롤 생합성 속도조절효소인 HMGCoA reductase의 활성도를 측정하기위해서 Shapiro(12) 등의 방법을 일부 수정하여 시행하였다. 간조직으로부터 microsome을 분리하여 HMG-CoA reductase 효소원으로 사용하였고 microsome을 가용화시키기 위하여 microsomal protein당 2 mM NADPH, 14C로 labeling된 HMG-CoA [(주) 에이젠 바이오, C-14, CFA-732, 57.
- 매주 일정한 시간에 8시간 이상 절식시킨 후 꼬리 정맥에서 혈액을 채혈하여 자가혈당계(Glucotrend, Germany)를 이용하여 혈당을 측정하였다.
- 배추를 4 등분하여 10% 소금물 용액(수온 10℃)에 담궈 절인 후 물로 3회 씻어서 2시간 동안 물기를 제거 후 부산대학교 김치연구소에서 개발한 김치 레스피의 하나인 부재료의 양이 비교적 적게 첨가된 담금법(Table 1)으로 포기김치를 담았다. 김치는 재래식 독에 상온에서 하루 방치한 후 냉장 온도에서 15일간 숙성시켰다.
- 37℃ 수조에서 5분간 반응시켜 발색시킨 후, 증류수를 3 mL가 되도록 가하여 500 nm에서 흡광도를 측정하고 콜레스테롤 표준용액과 비교하여 총콜레스테롤 농도를 구하였고 심장 과 고환의 총 콜레스테롤 함량도 간과 동일한 방법으로 측정하였다. 분변은 0주, 8주째에 48시간 동안의 분변을 채취하여 동결 건조하였고 300 mg을 취해 ether 30 mL를 가하고 modified Soxhlet법(10)을 이용하여 3시간동안 지방을 추출한 후, ether로 25 mL가 되도록 정용하여 중성지방 및 콜레스테롤 정량용 시료로 하였다. 분변의 콜레스테롤과 중성지방 농도 측정은 간 콜레스테롤 정량 시와 동일한 방법으로 실시하였다.
- Inc, USA)제품을 사용하였다. 식이는 정상대조군, 라드와 오일을 20% 첨가한 고지방군, 고지방식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군 등 각각 4군을 조제하였다(Table 2). 정상대조군의 식이는 AIN-76 semipurified diet 제조법에 준하여 조제하였으며, 김치조성물 속에 포함된 당질, 조 지방, 조단백 등의 에너지 성분을 고려하여 에너지 수준이동일하게 하였다.
- 실험기간 중 고지방식이군의 평균식이 섭취량에 맞추어 제한식이를 하였고 식이는 이틀에 한 번씩 동일 시간에 제공하였다. 식이섭취량은 한주에 3회, 체중은 매 주 한 번씩 측정하였고 식이효율은 실험동안의 체중증가량을 식이 섭취량으로 나누어서 구하였다.
- 생후 4주령된 Sprague-Dawley계 흰쥐 50마리를 (주)바이오제노믹스사(서울)에서 구입하여 일주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 식이에 따라 정상군(ND), 고지방군 (HFD), 고지방 식이에 KTC 5% 첨가군과 10% 첨가군으로 나누어 각 실험군당 11마리씩 난괴법으로 배치하여 8주간 실험하였다.
- 조제한 식이는 고형으로 만들어 건조시켜 4℃ 냉장 보관하면서 공급하였다. 실험기간 중 고지방식이군의 평균식이 섭취량에 맞추어 제한식이를 하였고 식이는 이틀에 한 번씩 동일 시간에 제공하였다. 식이섭취량은 한주에 3회, 체중은 매 주 한 번씩 측정하였고 식이효율은 실험동안의 체중증가량을 식이 섭취량으로 나누어서 구하였다.
- 이 후 10 N HCl을 가하여 배양하고, 이를 원심분리하여 상층액을 얻었다. 이 상층액과 mevalonate standard 용액을 TLC(silica gel 60 F254)에 점적한 후 benzene : acetone(1:1) 포화용액에서 전개하고 Image Analyzer(MacBas 1000, Fuji, Japan)로 전개된 시료의 mevalonate(lacton) band를 확인하고, 이를 모아 liquid scintillation cocktail(No.6013504)을 넣어 scintillation cou mevalonatenter에서 활성을 측정하였다. 효소활성은 1분당 생성하는 mevalonate의 양을 ρmole 단위로 나타내었다.
- 흰쥐는 희생 전 24시간 절식시킨 후 에테르로 마취시킨후 개복하였다. 헤파린으로 처리한 멸균주사기를 이용하여 심장에서 약 10 mL 정도의 혈액을 채취하였고 간, 심장, 신장, 폐, 고환 등의 장기를 적출하여 0.9% 생리식염수로 세척한 다음 여과지로 수분을 완전히 제거하여 중량을 측정하였고 모든 시료는 -70℃에 보관하면서 시료로 사용하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용한 김치조성물은 동결건조 김치 분말 37.8%, glucose 23.5%, 고춧가루 10.0%, 식이섬유소 18.7%, 기타 premixture 10%를 혼합하여 타블렛 제조용도로 조제 하여 사용하였다. 혈장 및 간의 지질 농도 분석을 위한 콜레스테롤(아산제약, AM203-K)과 중성지방 분석용 kit(아산 제약, AM 157S-K), HDL-C kit(아산제약, AM 203-K)를 구입하여 사용하였고 HMG-CoA reductase 활성 측정을 위한 HMG-CoA와 NADPH 및 그 밖의 시약들은 Sigma사 (USA)에서 구입하였으며 용매는 Junsei사(Japan)의 특급시약을 사용하였다.
- 생후 4주령된 Sprague-Dawley계 흰쥐 50마리를 (주)바이오제노믹스사(서울)에서 구입하여 일주일간 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 식이에 따라 정상군(ND), 고지방군 (HFD), 고지방 식이에 KTC 5% 첨가군과 10% 첨가군으로 나누어 각 실험군당 11마리씩 난괴법으로 배치하여 8주간 실험하였다.
- 김치는 재래식 독에 상온에서 하루 방치한 후 냉장 온도에서 15일간 숙성시켰다. 숙성된 포기김치를 적당한 크기로 잘라 동결시켜 동결 건조하여 실험용 시료로 사용 하였다.
- 식이 적응기간 동안 동물들에게 급여한 고형사료(Purina rat chow)는 효창 싸이언스(대구)에서 구입하였고, 실험식이 중 casein, cellulose, cholin bitartrate는 Sigma(USA)제품을 이용하였으며, mineral mixture, vitamin mixture는 ICN(Biomedical. Inc, USA)제품을 사용하였다. 식이는 정상대조군, 라드와 오일을 20% 첨가한 고지방군, 고지방식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군 등 각각 4군을 조제하였다(Table 2).
- 7%, 기타 premixture 10%를 혼합하여 타블렛 제조용도로 조제 하여 사용하였다. 혈장 및 간의 지질 농도 분석을 위한 콜레스테롤(아산제약, AM203-K)과 중성지방 분석용 kit(아산 제약, AM 157S-K), HDL-C kit(아산제약, AM 203-K)를 구입하여 사용하였고 HMG-CoA reductase 활성 측정을 위한 HMG-CoA와 NADPH 및 그 밖의 시약들은 Sigma사 (USA)에서 구입하였으며 용매는 Junsei사(Japan)의 특급시약을 사용하였다.
데이터처리
- 실험결과는 평균±표준편차로 나타내었고 각 군 간의 유의성은 one-way ANOVA로 검증한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
- 간조직을 2 g씩 취하여 Folch 등의 방법(9)으로 지방을 추출하고, chloroform으로 25 mL가 되도록 정용하여 시료로사용하였다. 간의 총콜레스테롤 농도 측정은 간 지방추출액을 0.
- 식이는 정상대조군, 라드와 오일을 20% 첨가한 고지방군, 고지방식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군 등 각각 4군을 조제하였다(Table 2). 정상대조군의 식이는 AIN-76 semipurified diet 제조법에 준하여 조제하였으며, 김치조성물 속에 포함된 당질, 조 지방, 조단백 등의 에너지 성분을 고려하여 에너지 수준이동일하게 하였다. 조제한 식이는 고형으로 만들어 건조시켜 4℃ 냉장 보관하면서 공급하였다.
- 총콜레스테롤 함량은 효소법에 의한 정량용 kit시약(AM 202-K, 아산제약)을 사용하여 측정하였고 총 중성지방은 정량용 kit시약(AM 157S-K, 아산제약)을 사용하여 간에서의 함량 측정과 동일한 방법으로 측정하였다(11).
성능/효과
- 혈당치는 실험군간 비교하기가 어렵지만 고지방식이에 의한 혈당 변화를 살펴보면 3주까지 혈당치가 급속히 증가하다가 4주부터 혈당치를 유지 내지 감소하는 현상을 보였다. 8주후 혈당치는 대조군이 107.33 mg/dL로 가장 낮았고, 고지방 군은 139.14 mg/dL로 가장 높았으며, KTC 5%와 10% 첨가 군의 혈당치는 각각 130.14 mg/dL, 126.71 mg/dL로 고지방 군에 비해 각각 6.47% 및 8.93% 감소하였다. KTC를 첨가한 군이 고지방군에 비해 혈당 증가폭이 낮게 나타났고, 이는 KTC가 고지방식이의 혈당치를 떨어뜨림을 알 수 있었다.
- 93% 감소하였다. KTC를 첨가한 군이 고지방군에 비해 혈당 증가폭이 낮게 나타났고, 이는 KTC가 고지방식이의 혈당치를 떨어뜨림을 알 수 있었다. 고지혈증을 수반하는 비만환자들 경우 비교적 혈당이 높게 나타나는 경우가 많고 특히 인슐린 비의존성 당뇨병의 대부분이 비만으로 인하여 생기므로 혈당과 상관성이 높은 것으로 알려져 있다(30).
- 일반적으로 지방의 과잉섭취는 지질대사의 이상을 초래 하여 간조직에 지방침착을 일으킴으로써 비만증, 고지혈증, 지방간 등을 유발하는데(25), 8주동안 김치와 타블렛 조성물을 급여한 후 고지방군의 간의 색조는 다소 분홍색을 띄었고 다른 군들에 비해서 비대해져 있었다. 간의 중성지방 농도 측정 결과 정상대조군이 37.4 mg/dL, 고지방군이 43.7 mg/dL로 나타났으며 고지방식이에 KTC 5%, 10% 첨가군은 고지방군에 비해 각각 5%, 11% 정도 유의적으로 감소하였다(Table 5). 이는 KTC 첨가에 의해 혈중 중성지질 농도가 낮아짐으로써 간으로 이동한 지방의 농도가 적어 간에 축적되는 양이 낮은 것으로 사료된다.
- 1 mg/dL로 나타났다(Table 7). 고지방군은 정상군에 비해 16% 증가하였고, KTC 5% 및 10% 첨가군은고지방군에 비해서 6%, 14% 감소하였다. 고환의 콜레스테롤 농도는 정상군이 9.
- 7 mg/dL으로 고지방군이 5%정도 높았으나 통계적인 유의성이 없었다. 고지방식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군의 혈장 콜레스테롤 농도는 각각 159.7 mg/dL, 153.8 mg/dL로 고지방군에 비하여 1.2%, 4.9%정도 감소하였으나 이 결과도 통계적인 유의성은 없었다 (Fig. 4). 이는 흰쥐에 김치 10% 첨가한 식이를 섭취시켰을때 총콜레스테롤 양은 감소하였으나 유의성이 없었던 Kim 등(19)의 보고와 유사한 경향을 나타내었다.
- 고환의 콜레스테롤 농도는 정상군이 9.5 mg/dL, 고지방군이 16 mg/dL로 고지방군이 정상군에 비해 50% 정도 유의성 있게 증가하였고 (p<0.05) KTC 5% 및 10% 첨가군은 10.5 mg/dL, 9.8 mg/dL 으로 고지방군에 비해 각각 34%, 39% 감소하였다.
- 농도 측정한 결과 정상군 29.5 mg/dL에 비해 고지방군 64.6 mg/dL이 54% 정도 높았고 (p<0.05), 고지방식이에 KTC 5%와 10% 첨가군은 각각 45.2 mg/dL, 23.01 mg/dL로 고지방군에 비해서 30%, 64% 감소 하였다(Fig. 3).
- 따라서 고지방식이에 의한 지방축적이 많은 장기는 간으로 관찰되었는데, 정상대조군보다 연소시켜 간의 약 13% 증가하여 유의적인 차이를 보였다(p<0.05).
- 이는 KTC 첨가에 의해 혈중 중성지질 농도가 낮아짐으로써 간으로 이동한 지방의 농도가 적어 간에 축적되는 양이 낮은 것으로 사료된다. 또한 간의 콜레스테롤 농도는 고지방 식이에 의해 8% 정도 유의적으로 증가하였고, 고지방식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군은 고지방군에 비해 6%, 17% 유의성 있게 감소하였다. 간은 콜레스테롤 합성의 주요 장기로 유리형 콜레스테롤 또는 에스테르형 콜레스테롤로서 지단백을 구성하여 순환계로 분비함으로써 혈액 중의 콜레스테롤 농도를 조절하는 역할을 한다(26).
- 0 mg/dL로 정상군에 비해 18%, 8% 증가하여 고지방군에 비해 다소 낮은 증가율을 보였다. 또한 심장의 콜레스테롤 농도는 정상군이 5.5 mg/dL, 고지방군 8 mg/dL이었으며 고지방식이에 KTC 5%, 10% 첨가군은 각각 7.1 mg/dL, 6.2 mg/dL으로 나타나 고지방군에 비해서 11%, 22% 감소하였다.
- 실험 전 흰쥐의 평균체중은 154 g 정도였으며, 사육 8주 후의 평균체중은 고지방군이 553 g으로 가장 높았고, 정상대 조군 508 g, KTC 5% 첨가군 521 g, KTC 10% 첨가군 512 g으로 나타났다(p<0.05).
- 실험 종료 전 48시간 동안 수집한 분변의 지방질 농도를 분석한 결과 분변의 중성지방 농도는 정상군이 9.1 mg/g, 고지방군 11.3 mg/g, KTC 5% 및 10% 첨가군이 각각 11.7 mg/ g, 12.5 mg/g으로 나타나(Table 8) 고지방군에서 분변으로 중성지방 배설량이 증가하는 현상을 보였는데 이는 식이 중 지방의 함량이 높기 때문으로 생각되며, KTC 첨가 함량에 비례적으로 분변의 중성지방 농도가 높아지는 결과는 KTC 중의 식이섬유소인 cellulose나 pectin이 지질의 흡수를 방해하여 분변으로의 배설을 증가시키는 것이 주요원인으로 사료된다. 분변의 콜레스테롤 농도는 정상군이 8.
- 05). 이들의 체중 증가율은 고지방군이대조군에 비해 38.5% 증가하였고, KTC 5% 첨가군과 10%첨가군은 고지방군에 비하여 각각 7.68%, 10.11% 감소하여 KTC 첨가군의 체중 감량 효과를 확인할 수 있었다. 이러한 KTC 첨가군의 체중 감량 효과는 함유된 체내 당질 대사와 지방질대사에 직접 관여하는 여러 효소들의 작용과 식이섬유소 등 생리활성 물질들의 작용으로 난 결과로 추측된다 (13,14).
- 5와 같다. 정상군은 81.3 mg/dL, 고지방 군은 76.6 mg/dL로 고지방군이 정상군에 비해 오히려 6% 정도 낮아졌고, 고지방식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군의 HDL-콜레스테롤 농도는 80.8 mg/dL, 86.3 mg/dL로 고지방군에 비해 각각 5%, 13% 유의 적으로 증가하였다.
- 중성지방 농도는 정상군이 12.84 mg/dL, 고지방군이 18.5 mg/dL으로 고지방군이 정상군에 비해 30% 증가하였고(p<0.05) 고지방 식이에 KTC 5% 및 10% 첨가군은 각각 15.7 mg/dL, 14.0 mg/dL로 정상군에 비해 18%, 8% 증가하여 고지방군에 비해 다소 낮은 증가율을 보였다.
- 피하지방의 무게는 고지방군이 48.7 g으로 정상대조군에 비해 25% 증가하였고, KTC 5%와 10% 첨가군은 42.1 g, 38.3 g으로 정상대조군에 비해 각각 13.7%, 5.2% 증가하여 KTC가 고지방식이로 인한 피하지방의 축적을 억제함을 확인할 수 있었다(p<0.05).
- 7에 나타내었다. 혈당치는 실험군간 비교하기가 어렵지만 고지방식이에 의한 혈당 변화를 살펴보면 3주까지 혈당치가 급속히 증가하다가 4주부터 혈당치를 유지 내지 감소하는 현상을 보였다. 8주후 혈당치는 대조군이 107.
- 혈장 중성지질(TG) 농도는 정상군이 141.6 mg/dL, 고지방군이 189.4 mg/dL로 고지방식이에 의한 혈중 중성지질 농도가 정상군에 비해 25% 정도 증가하였고(p<0.05), 고지 방식이에 KTC 5%와 10%첨가군의 혈장 중성지질 농도는 각각 157.8 mg/dL, 140.9 mg/dL로 고지방군에 비해 16.7%, 25.6% 정도 감소하였다(Fig. 2).
- 이러한 KTC 첨가군의 체중 감량 효과는 함유된 체내 당질 대사와 지방질대사에 직접 관여하는 여러 효소들의 작용과 식이섬유소 등 생리활성 물질들의 작용으로 난 결과로 추측된다 (13,14). 흰쥐의 식이효율은 정상대조군이 0.3, 고지방군의식이효율이 0.38로 나타났고 KTC 5%, 10% 첨가군이 각각 0.33와 0.29로 KTC 첨가량이 많아질수록 유의적으로 감소 하였다(Table 3).
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