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문제 정의
- 본 연구에서는 n-3계 지방산을 많이 함유하고 있는 고등어를 선택하여, 기존의 열풍 건조 기계의 단점인 높은 온도에 의한 영양소 손실을 막기 위하여 저온 진공 건조기[19]를 도입하였다. 건조된 고등어를 마우스에 섭취시켜 고등어에 의한 뇌, 망막 및 간에서의 지방산 조성 변화를 알아보고자 한다.
- 이렇듯 n-3계 지방산을 섭취해야 하며, 그 필요량을 충족시키기 위해서 미국, 유럽뿐만 아니라 우리나라에서도 DHA 등 n-3계 지방산을 상품화한 캡슐로 제조하여 건강식품으로 판매가 되고 있다. 본 연구에서는 n-3계 지방산을 많이 함유하고 있는 고등어를 선택하여, 기존의 열풍 건조 기계의 단점인 높은 온도에 의한 영양소 손실을 막기 위하여 저온 진공 건조기[19]를 도입하였다. 건조된 고등어를 마우스에 섭취시켜 고등어에 의한 뇌, 망막 및 간에서의 지방산 조성 변화를 알아보고자 한다.
- 본 연구에서는 n-3계 지방산이 풍부하게 함유된 고등어를 기존의 열풍건조기의 단점을 보완하고 높은 온도에서 손실되는 영양소를 막기 위해 저온진공건조기를 도입하여 건조시킨 후, 건조고등어의 섭취에 의한 간 및 신경 조직에서 의지 방산 조성 변화를 알아보고자 하였다. 간 지방산 조성의 경우, 고등어군의 총 n-6 지방산 함량은 두 군에서 유의적 차이는 없었으나 총 n-3 지방산의 함량은 고등어군에서 대조군보다 증가하였다.
제안 방법
- 4주간의 사육기간이 완료된 후, 실험동물을 단두 절단하여 채혈한 후 즉시 해부하여 간, 소뇌, 대뇌 피질 및 망막을 적출하였다. 적출한 장기들은 중량을 측정한 후, 액 체 질소가스에서 급속 냉동하여 추후 실험 전까지 -75P에서 냉동 보관하여 분석에 이용하였다.
- 고등어에 많이 함유된 n-3 지방산이 조직의 지방산 조성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 대조군과 고등어를 첨가한 식이를 섭취한 고등어군의 마우스로부터 간, 대뇌 피질, 소뇌 및 망막을 취해 이들 조직들의 지방산 조성을 비교 검토하였다(Table 3-6). Table 3에는 간의 지방산 조성을 나타내고 있으며 총 포화지방산, 총 monounsaturated 지방산 함량에는 대조군과 고등어군 간에 유의적 차이가 없었으나, 총지방산 함량에서는 고등어군에서 대조군보다 28%로 감소하였다(p<0.
- 본 실험에 사용된 고형사료는 AIN-93[29]에 따른 표준식 이 로, 지방의 급원을 변형 하여 (주)한삶 R&D 식 이회사에 의뢰해 pellet으로 조제하였다. 대조군(Control군)의 경우 지방 함량을 5%로 조절하고 주요 지방으로 palm oil을 사용하였고, 고등어군(Mackerel군)의 경우 고등어가 함유하고 있는 3대 에너지원 영양소들의 함량을 고려하여 나머지를 palm oil로 대체하였다(Table 1). 식이섭취량과 체중은 전 실험 기간 동안 매일 일정시간에 측정하였으며, 식이효율(food efficiency ratio, FER)은 실험기간 동안의 체중증가량을 식이 섭취량으로 나누어 다음과 같이 산출하였다.
- 를 (주)중앙실험동물로부터 구입하였다. 마우스들의 체중을 고려하여 각 그룹 당 10마리씩 나누어 4주간 적 정 환경 인 온도 23±1℃, 명 암은 12시간 cycle로 자동 조절되게 하였고, 식수와 실험 식이는 자유롭게 섭취하게끔 하여 사육하였다. 본 실험에 사용된 고형사료는 AIN-93[29]에 따른 표준식 이 로, 지방의 급원을 변형 하여 (주)한삶 R&D 식 이회사에 의뢰해 pellet으로 조제하였다.
- 마우스들의 체중을 고려하여 각 그룹 당 10마리씩 나누어 4주간 적 정 환경 인 온도 23±1℃, 명 암은 12시간 cycle로 자동 조절되게 하였고, 식수와 실험 식이는 자유롭게 섭취하게끔 하여 사육하였다. 본 실험에 사용된 고형사료는 AIN-93[29]에 따른 표준식 이 로, 지방의 급원을 변형 하여 (주)한삶 R&D 식 이회사에 의뢰해 pellet으로 조제하였다. 대조군(Control군)의 경우 지방 함량을 5%로 조절하고 주요 지방으로 palm oil을 사용하였고, 고등어군(Mackerel군)의 경우 고등어가 함유하고 있는 3대 에너지원 영양소들의 함량을 고려하여 나머지를 palm oil로 대체하였다(Table 1).
- 상등액을 질소가스 하에서 조금 날린 후, 상등액 1 μ1를 취하여 지방산 분석용 VARIAN CP-3380 gas chromatography 에 주입하여 지방산을 분석하였다[32]. 지방산 분석에 사용한 표준용액은 미국 Nu-Check사의 462 standard를 이용하였다.
- 대조군(Control군)의 경우 지방 함량을 5%로 조절하고 주요 지방으로 palm oil을 사용하였고, 고등어군(Mackerel군)의 경우 고등어가 함유하고 있는 3대 에너지원 영양소들의 함량을 고려하여 나머지를 palm oil로 대체하였다(Table 1). 식이섭취량과 체중은 전 실험 기간 동안 매일 일정시간에 측정하였으며, 식이효율(food efficiency ratio, FER)은 실험기간 동안의 체중증가량을 식이 섭취량으로 나누어 다음과 같이 산출하였다.
- 4 ml를 넣고 교반하여 4℃, 3, 000 rpm에서 3분간 원심분리 후 지질층을 얻었다. 이와 같은 방법을 한 번 더 진행한 뒤 최종적으로 질소가스를 이용하여 서서히 지질층의 유기용매를 완전히 날린 다음 지질을 얻었다. Morrison과 Smith의 방법[24]에 따라 추출된 지질에 methylation용 시약인 boron trifluoride (BF3) methanol 1 ml와 hexane 0.
- 지방산 분석은 Folch 등[8]을 변형 하여 실시하였으며 간단히 요약하면 다음과 같다. 생체조직을 butylated hydroxy toluene (BHT)를 함께 함유한 메탄올로 교반하여 균질화하였다.
- 기기의 분석조건은 detector (FID) 250℃, oven (initial 130℃, 분당증가율은 175℃까지 4℃/min, 210℃까지 1 ℃/min, 245℃까지 30 ℃/min), injector 250℃ 그리고 carrier gas는 질소를 사용하였다. 지방산 분석은 표준용액의 retention time 시간과 비교하여 정성하였고 내부 표준물질(22:3n-3 methyl ester)을이용하여 총 지방산을 정량하였으며 개개의 지방산들은 전체 peak area의 퍼센트로 산출하였다.
대상 데이터
- 2005년 1월에 남해안에서 잡힌 선도가 양호하며 어체의 중량(540g)이 비슷한 고등어 10 마리를 구입하였다. 신선한 상태에서 머리와 꼬리, 내장을 제거한 후 뼈를 중심으로 반으로 나누어 각각 3등분으로 포를 떴다.
- 10 gl film thickness) 이다. 기기의 분석조건은 detector (FID) 250℃, oven (initial 130℃, 분당증가율은 175℃까지 4℃/min, 210℃까지 1 ℃/min, 245℃까지 30 ℃/min), injector 250℃ 그리고 carrier gas는 질소를 사용하였다. 지방산 분석은 표준용액의 retention time 시간과 비교하여 정성하였고 내부 표준물질(22:3n-3 methyl ester)을이용하여 총 지방산을 정량하였으며 개개의 지방산들은 전체 peak area의 퍼센트로 산출하였다.
- 1 g인 4주령 ICR 종의 수컷 마우스 20마리.를 (주)중앙실험동물로부터 구입하였다. 마우스들의 체중을 고려하여 각 그룹 당 10마리씩 나누어 4주간 적 정 환경 인 온도 23±1℃, 명 암은 12시간 cycle로 자동 조절되게 하였고, 식수와 실험 식이는 자유롭게 섭취하게끔 하여 사육하였다.
- 본 실험에서는 체중이 약 18±0.1 g인 4주령 ICR 종의 수컷 마우스 20마리.를 (주)중앙실험동물로부터 구입하였다.
데이터처리
- 본 실험결과는 각 항목에 따라 mean士SEM으로 나타내었고, 각 군별로 유의성 검증을 위해서 Statistica program을 이용하여 p<0.05 수준에서 one-way ANOVA로 검증하였다.
이론/모형
- 이와 같은 방법을 한 번 더 진행한 뒤 최종적으로 질소가스를 이용하여 서서히 지질층의 유기용매를 완전히 날린 다음 지질을 얻었다. Morrison과 Smith의 방법[24]에 따라 추출된 지질에 methylation용 시약인 boron trifluoride (BF3) methanol 1 ml와 hexane 0.4 ml를가한 후 1시간동안 100℃ 에서 가열하였다. 1시간 후 실온까지 충분히 냉각시 킨 다음 hexane 2 ml와 증류수 2 ml를 가한 후 다시 4℃, 3, 000 rpm에서 3분간 원심분리 후 상등액을 얻었다.
성능/효과
- 3-6). Table 3에는 간의 지방산 조성을 나타내고 있으며 총 포화지방산, 총 monounsaturated 지방산 함량에는 대조군과 고등어군 간에 유의적 차이가 없었으나, 총지방산 함량에서는 고등어군에서 대조군보다 28%로 감소하였다(p<0.05). 총 n-6 지방산의 함량은 두 군 간에 유의적 차이가 없었으나, 18:3n-6과 docosapentaenoic acid (22:5n-6, DPAn-6)의 함량은 대조군에 비해 고등어군에서 각각 22%, 67%로 감소하였고 반면 20:2n-6의 함량은 63%로 증가하였다 (p<0.
- 건조된 고등어 파우더는 실험 사용 전까지 -75℃ 에 냉동 보관되었다. 건조된 고등어의 지방산 분석 결과, 총 포화지방산 24%, 총 monounsaturated 16.5%, AA 2.64%, EPA 10.6% 및 DHA 16.6%로 나타났다.
- Table 6은 망막의 지방산 조성을 나타내고 있으며, 총 포화지방산, 총 monounsaturated 지방산, 총 n-3 지방산 및 총 지방산의 함량에는 유의적 차이가 없었다. 고등어군 의총 n-6 지방산의 함량은 대조군보다 17% 감소하였고, n-6 계열 지방산 중에서 18:2n-6, 20:4n-6 및 22:4n-6의 함량은 고등어군에서 대조군보다 각각 20%, 17% 및 31%로 감소하였다 (p<0.05). N-3 계열 지방산 중에서 20:5n-3과 22:5n-3의 함량이 대조군에 비해 고등어군에서 증가하였으나, DHA의 함량에는 변화가 없었다(p<0.
- 대뇌 피질의 지방산 조성을 살펴보면(Table 4), 총 포화지방산과 총 지방산의 함량에는 두 군 간에 차이가 없었고 고등어군의 총 monounsaturated 지방산의 함량에서는 고등어군에서 대조군보다 12%로 증가하였다(p<0.05). 총 n-6 지방산의 함량은 고등어군에서 대조군보다 감소하였고, n-6 계열 지방산 중에서 18:2n-6 및 DPAn-6의 함량은 대조군에 비해 각각 50% 및 86%로 감소하였다(p<0.
- 05). 반면 총 n-3 지방산은 대조군에 비해 12%로 증가하였고 그 중에서 22:5n-3와 DHA의 함량은 고등어군에서 대조군보다 증가하였다(p<0.05). 소뇌의 지방산 조성의 경우, 총 지방산 함량과 총 n-6 지방산의 함량이 고등어군에서 대조군보다 감소하였고, 총 n-3 지방산의 함량은 두 군 간에 유의적 차이는 없었으나 n-3계 지방산 중 22:5n-3의 함량은 200%로 증가하였다(p<0.
- 소뇌의 지방산 조성의 경우(Table 5), 총 포화지방산과 총 monounsaturated 지방산의 함량에는 유의적 차이는 없었지만, 총 지방산 함량은 고등어군에서 대조군보다 24%로 감소하였다(P<0.05). 총 n-6 지방산의 함량은 대조군에 비해 고등어군에서 감소하였고, n-6 계열 지방산 중에서 18:2n-6, 20:4n-6 및 22:4n-6의 함량이 대조군에 비해 고등어군에서 각각 33%, 11% 및 14%로 감소하였으나 20:2n-6의 함량은 20% 증가하였다(P<0.
- 05). 소뇌의 지방산 조성의 경우, 총 지방산 함량과 총 n-6 지방산의 함량이 고등어군에서 대조군보다 감소하였고, 총 n-3 지방산의 함량은 두 군 간에 유의적 차이는 없었으나 n-3계 지방산 중 22:5n-3의 함량은 200%로 증가하였다(p<0.05). 망막의 지방산 조성의 경우, 고등어군의 총 n-6 지방산의 함량은 대조군보다 감소하였으나, 총 n-3 지방산의 함량은 유의적 차이가 나타나지 않았다.
- Table 2와 같다. 실험기간동안 체중증가량과 식이 섭취 량 은 control군에 비해 mackerel군의 경우 다소 높은 경향을 보였으나 유의적 차이가 없었다.
- 05). 이상의 결과로부터 n-3 지방산을 많이 함유한 건조 고등어 식이는 간 및 신경조직의 총 n-3 지방산의 함량을 증가시켰고, 특히 간, 대뇌 피질에서의 DHA의 함량을 증가시켰다. 이상의 결과를 토대로 건조 고등어 섭취는 뇌의 DHA 함량을 증가시켰으므로 향후 공간 기억력 테스트를 행하여 고등어 섭취에 의한 뇌 기능 개선 효과와 뇌의 DHA 함량 증가와의 상호 연관성에 대하여 검토할 예정이다.
- 05). 총 n-3 지 방산의 함량은 대조군에 비해 12%로 증가하였고 그 중에서 22:5n-3과 DHA의 함량은 고등어군에서 대조군보다 각각 100% 및 11%로 증가하였다(p<0.05). DHA는 뇌의 피질과 망막 인지질의 주요 다가불포화지방산으로, 영장류의 뇌 성장 발달은 초기에 급속히 이루어져 태아기와 생후 1년 이내에 점차적으로 DHA의 전량을 축적하므로 DHA 또는 그 전구체 인 n-3 계다가 불포화 지방산이 모체와 유아 식이에 제공되어져야 한다고 보고된 바가 있다[6, 1 이.
- 05). 총 n-3 지방산의 함량은 고등어군에서 대조군보다 211%로 증가하였고 그 중에서 18:3n-3, 20:5n-3, 22:5n-3 및 DHA의 함량은 고등어군에서 대조군보다 상당히 증가하였다(p<0.05). 본 저자의 선행된 연구에서 n-3계 지방산이 결핍된 식이를 섭취한 쥐는 n-3계 지방산이 적절히 섭취한 쥐들보다 이유기 때 간의 DHA는 65%로 감소한 반면 DPAn-6의함량은 59% 증가하였고 성숙기 때의 DPAn-6의 함량이 143%까지 증가하였음을 보고하였다[21].
- 05). 총 n-3 지방산의 함량은 두 군 간에 유의적 차이는 없었고, 22:5n-3의 함량은 대조군보다 200%로 증가하였으나, DHA 함량에는 변화가 없었다(p<0.05). 소뇌는 동물의 평형 조정 능력을 담당하는 것으로, n-3 지방산 결핍에 의한 소뇌 DHA 함량의 저하는 평형 조정 능력에도 영향을 끼칠 것으로 예상되며, 여기에 대해서는 향후 연구 할 예정이다.
- 05). 총 n-6 지방산의 함량은 고등어군에서 대조군보다 감소하였고, n-6 계열 지방산 중에서 18:2n-6 및 DPAn-6의 함량은 대조군에 비해 각각 50% 및 86%로 감소하였다(p<0.05). 총 n-3 지 방산의 함량은 대조군에 비해 12%로 증가하였고 그 중에서 22:5n-3과 DHA의 함량은 고등어군에서 대조군보다 각각 100% 및 11%로 증가하였다(p<0.
- 05). 총 n-6 지방산의 함량은 대조군에 비해 고등어군에서 감소하였고, n-6 계열 지방산 중에서 18:2n-6, 20:4n-6 및 22:4n-6의 함량이 대조군에 비해 고등어군에서 각각 33%, 11% 및 14%로 감소하였으나 20:2n-6의 함량은 20% 증가하였다(P<0.05). 총 n-3 지방산의 함량은 두 군 간에 유의적 차이는 없었고, 22:5n-3의 함량은 대조군보다 200%로 증가하였으나, DHA 함량에는 변화가 없었다(p<0.
- 05). 총 n-6 지방산의 함량은 두 군 간에 유의적 차이가 없었으나, 18:3n-6과 docosapentaenoic acid (22:5n-6, DPAn-6)의 함량은 대조군에 비해 고등어군에서 각각 22%, 67%로 감소하였고 반면 20:2n-6의 함량은 63%로 증가하였다 (p<0.05). 총 n-3 지방산의 함량은 고등어군에서 대조군보다 211%로 증가하였고 그 중에서 18:3n-3, 20:5n-3, 22:5n-3 및 DHA의 함량은 고등어군에서 대조군보다 상당히 증가하였다(p<0.
후속연구
- Lim 등의 연구에서 n-3계 지방산이 결핍된 식이를 섭취한 쥐는 망막의 지방산 구성이 총 n-6계 지방산의 함량은 상당히 증가하였으나 DHA 등 총 n-3 지방산의 함량은 상당히 감소하였다고 보고하였다[21]. 망막과 소뇌에서 5% 고등어 섭취에 의한 DHA 함량에 변화가 없는 것은 고등어 섭취량이 충분하지 못한 것으로 여겨지며, 향후 건조 고등어 함량을 높여 이들에 의한 신경 조직 의지 방산 변화와 뇌 기능 개선효과와의 상호관련성을 연구할 필요가 있다고 사료된다.
- 05). 소뇌는 동물의 평형 조정 능력을 담당하는 것으로, n-3 지방산 결핍에 의한 소뇌 DHA 함량의 저하는 평형 조정 능력에도 영향을 끼칠 것으로 예상되며, 여기에 대해서는 향후 연구 할 예정이다. Table 6은 망막의 지방산 조성을 나타내고 있으며, 총 포화지방산, 총 monounsaturated 지방산, 총 n-3 지방산 및 총 지방산의 함량에는 유의적 차이가 없었다.
- 이상의 결과로부터 n-3 지방산을 많이 함유한 건조 고등어 식이는 간 및 신경조직의 총 n-3 지방산의 함량을 증가시켰고, 특히 간, 대뇌 피질에서의 DHA의 함량을 증가시켰다. 이상의 결과를 토대로 건조 고등어 섭취는 뇌의 DHA 함량을 증가시켰으므로 향후 공간 기억력 테스트를 행하여 고등어 섭취에 의한 뇌 기능 개선 효과와 뇌의 DHA 함량 증가와의 상호 연관성에 대하여 검토할 예정이다.
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