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문제 정의
- 대두 펩타이드는 점도가 낮아서 고농도로 용해가 가능하고 대두단백질에 비해 알레르기가 적게 나타난다는 특성을 가지고 있지만 가공 과정을 거치는 동안 대두의 생리적 특성인 지질 저하작용과 항산화 기능을 보유하는 가에 대해서는 별로 연구된 바가 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대두의 기능성을 높이고자 만든 대두단백가수분해 물이 가공과정에도 불구하고 대두단백질의 생리적 특성인 체내지질강하작용과 항산화 기능을 보유하는 가를 살펴보는 것을 목적으로 연구를 수행하였다.
- 상품화된 대두펩타이드 중 불용성은 스포츠 보충제나 발효 보조제 등으로 쓰이며, 수용성은 소프트드링크류에 첨가되고 있다. 서리태가수분해물의 경우 본 연구실에서 수행한 이전 연구'醇에서 서리태가 다른 콩들보다 체내지질과 지질과산화에 좋은 영향을 미쳐 본 연구에서는 효소처리를 통해 저알러지화시킨 서리태가 수분 해물의 생리활성 정도를 살펴보고자 하였다.
제안 방법
- 본 연구는 대두단백가수분해물의 섭취가 소화흡수율, 지질대사 및 항산화에 미치는 영향을 살펴보고자 흰쥐를 카제인, 분리대두단백 (ISP) 또는 대두단백가수분해물 (서리태단백분해물 (SH), 수용성단백분해물 (SS) 또는 불용성단백분해물 (IS)군으로 나누어 4주간 사육한 후 생리활성의 변화를 살펴보았으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 탈지대두가루와 증류수를 1 : 10 비율로 24℃에서 3시간동안 담군 후 15분 동안 10, 000 g에서 원심분리하여 IN-NaOH로 pH10에서 상충액을 추출하여 Whey 와 침전물로 나누었고, 이 중 침전물을 증류수 (pH 8)로 용해시켜 냉동건조하여 분리대두단백을 만들었다. 분리 대두단백에 다시 alcalase효소를 첨가하여 대두단백가수분해물을 만든 후 냉동건조하여 실험식이에 첨가하였다. 실험 동물은 체중에 따라 난괴법에 의해 각 실험군당 8 마리씩 나누었고, 한 마리씩 stainless steel cage에 격리하여 사육하였으며 총 사육기간은 4주로 하였다.
- 서리 태단백가수분해물의 제조는 먼저 서리태를 분쇄하고, 48시간동안 24℃에서 hexane을 사용하여 탈지시켜 탈지 대두 가루를 만들었다. 탈지대두가루와 증류수를 1 : 10 비율로 24℃에서 3시간동안 담군 후 15분 동안 10, 000 g에서 원심분리하여 IN-NaOH로 pH10에서 상충액을 추출하여 Whey 와 침전물로 나누었고, 이 중 침전물을 증류수 (pH 8)로 용해시켜 냉동건조하여 분리대두단백을 만들었다.
- 분리 대두단백에 다시 alcalase효소를 첨가하여 대두단백가수분해물을 만든 후 냉동건조하여 실험식이에 첨가하였다. 실험 동물은 체중에 따라 난괴법에 의해 각 실험군당 8 마리씩 나누었고, 한 마리씩 stainless steel cage에 격리하여 사육하였으며 총 사육기간은 4주로 하였다. 실험 기간 동안 물과 식이는 제한 없이 먹을 수 있도록 하였다.
- 5% 함유한 식이로 구성하였다 (Table 1). 실험군은 총 4가지로 분리대두단백군 (isolated soy protein, ISP), 서리태가수분해물군 (seorietae hyhydrolyzate, SH), 용해성가수분해물군 (soluble soy protein hydrolyzate, SS) 그리고 불용성가수분해물군 (in- soluble soy protein hydrolyzate, IS)으로 구성하였다. 실험군의 단백질 급원은 casein 10%에 분리대두단백 (isolated soy protein, Fujipro 850, Jilin Fuji protein Co.
- 실험동물은 실험시작 1주와 4주차에 각각 3일씩 분변을 수집하여서 무게를 재고, 변으로 배설되는 지질과 콜레스테롤의 양을 측정하였다. 실험동물의 지질소화흡수율은 (지질섭취량- 배설량)/지질섭취량 X 100의 식으로 나타내었고, 콜레스테롤의 소화흡수율은 (콜레스테롤섭취량—배설 량)/ 콜레스테롤섭취량X 100의 식으로 나타내었다.
- 1주일에 3회씩 측정하였다. 실험동물의 식이 섭취량과 체중을 이용하여 실험 기간의 체중 증가량을 같은 기간에 섭취한 식이 섭취량으로 나누어 식이 효율 (Feed Efficiency Ratio, FER) 을 산출하였다.
- 실험동물의 체중은 1주일에 1회씩 측정하였으며, 식이 섭취량은 1주일에 3회씩 측정하였다. 실험동물의 식이 섭취량과 체중을 이용하여 실험 기간의 체중 증가량을 같은 기간에 섭취한 식이 섭취량으로 나누어 식이 효율 (Feed Efficiency Ratio, FER) 을 산출하였다.
- 실험동물의 혈액은 실험기간 종료 전 12시간 절식시킨 실험동물을 chloroform으로 마취시킨 후 심장 관자법으로 주사기를 이용하여 채취하였다. 채취된 혈액은 응고되는 것을 므/기 위해 EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetate) 가 들어있는 원심분리관에 담아 2, 500 rpm에서 30분간 원심분리하여 혈장과 적혈구를 분리하고 -80℃에 냉동 보관하였다.
- 적혈구와 간의 superoxide dismutase (SOD) 는 Folcher 등咛과 Winterbourn 등⑺의 방법을 변형하여 분석하였다. 적혈구와 간의 catalase는 Johansson과 Hankan의 빙법叫 을 이용하여 분석하였고, 적혈구와 간의 glutathione peroxidase (GPx) 는 Paglia와 Valentine 의 방법頂)으로 분석하였다.
- 만들었다. 탈지대두가루와 증류수를 1 : 10 비율로 24℃에서 3시간동안 담군 후 15분 동안 10, 000 g에서 원심분리하여 IN-NaOH로 pH10에서 상충액을 추출하여 Whey 와 침전물로 나누었고, 이 중 침전물을 증류수 (pH 8)로 용해시켜 냉동건조하여 분리대두단백을 만들었다. 분리 대두단백에 다시 alcalase효소를 첨가하여 대두단백가수분해물을 만든 후 냉동건조하여 실험식이에 첨가하였다.
- 채취된 혈액은 응고되는 것을 므/기 위해 EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetate) 가 들어있는 원심분리관에 담아 2, 500 rpm에서 30분간 원심분리하여 혈장과 적혈구를 분리하고 -80℃에 냉동 보관하였다. 혈액을 채취한 후 즉시 간, 비장 신장, 고환, 부고환 지방 (epididymal fat pad, EFP)을 분리하여 무게를 측정하였다.
- 혈액의 총항산화능은 상품화된 Kit (Total Antioxidant Status Assay Kit Cat. No. 615700 Biosciences Inc., Germany)을 이용하여 측정하였다. 측정원리는 활성산소의 일종인 ABTS (2.
- 혈장과 간, 변의 총 산}olesteroi농도와 HDL-choleste- role chole마erol 산화효소를 포함하는 kit (BMI Korea) 을 이용하여 각각 spectrophotometer (HP 8452, U.S.A) 505 nm와 500 nm에서 비색정량 하였다. LDL-안loleste- role 총콜레스테롤 - (HDL-cholesterol + 중성지방/5) 의 공식을 이용하여 계산하였고, 동맥경화지수 (Atherogenic index, AI) 는 (총콜레스테롤-HDL-cholesteroD/HDL-cho- lesterol의 공식을 이용하여 계산하였다.
대상 데이터
- 대두단 백가수분해 물로는 상품화되어있는 불용성과 수용성 대두 펩타이드와 실험실에서 제조한 서리태가 수분 해물을 각각 사용하였다. 상품화된 대두펩타이드 중 불용성은 스포츠 보충제나 발효 보조제 등으로 쓰이며, 수용성은 소프트드링크류에 첨가되고 있다.
- 실험군은 총 4가지로 분리대두단백군 (isolated soy protein, ISP), 서리태가수분해물군 (seorietae hyhydrolyzate, SH), 용해성가수분해물군 (soluble soy protein hydrolyzate, SS) 그리고 불용성가수분해물군 (in- soluble soy protein hydrolyzate, IS)으로 구성하였다. 실험군의 단백질 급원은 casein 10%에 분리대두단백 (isolated soy protein, Fujipro 850, Jilin Fuji protein Co.) 또는 대두단백가수분해물을 10% 함유한 식이로 하였다 용해성 대두단백가수분해물 (SS, HINUTE DC6, 뉴 트리 산업 과 불용성 대두단백가수분해물 (IS, HINUTE-S, 뉴 트리 산업)은 시판되는 제품을 이용하였고 서리태 단백 가수분 해물은 실험실에서 제조하여 사용하였다.
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실험동물 및 실험식이
실험동물은 생후 5주 된 Sprague-Dawley 종 수컷 흰쥐를 사용하였고, 대조군인 casein군은 AIN-93 diet (20% Casein diet)에 콜레스테롤을 1.5% 함유한 식이로 구성하였다 (Table 1). 실험군은 총 4가지로 분리대두단백군 (isolated soy protein, ISP), 서리태가수분해물군 (seorietae hyhydrolyzate, SH), 용해성가수분해물군 (soluble soy protein hydrolyzate, SS) 그리고 불용성가수분해물군 (in- soluble soy protein hydrolyzate, IS)으로 구성하였다.
- , Germany)을 이용하여 측정하였다. 측정원리는 활성산소의 일종인 ABTS (2.2-Azino-di-[3-ethylbenz-thiazoline sulphonate] )7} HQ와 반응하여 청록색인 ABTS 방사체로 변하는데 항산화물질의 존재 시 이 반응이 억제되는 것을 이용하는 것으로 600nm에서 비색정량하였다.
데이터처리
- 표준 오차를 계산하였다. 실험군끼리의 비교는 one way ANOVA (analysis of variance)와 Duncan's multiple range test를 이용해서 분석하였으며, 유의수준은 p<0.05 로 하였다
- 조사된 자료는 SPSS프로그램을 이용해서 각 군의 평균과 표준 오차를 계산하였다. 실험군끼리의 비교는 one way ANOVA (analysis of variance)와 Duncan's multiple range test를 이용해서 분석하였으며, 유의수준은 p<0.
이론/모형
- A) 505 nm와 500 nm에서 비색정량 하였다. LDL-안loleste- role 총콜레스테롤 - (HDL-cholesterol + 중성지방/5) 의 공식을 이용하여 계산하였고, 동맥경화지수 (Atherogenic index, AI) 는 (총콜레스테롤-HDL-cholesteroD/HDL-cho- lesterol의 공식을 이용하여 계산하였다.
- 간과 변의 총 지방 농도는 Bligh와 Dyer방법(1)을 이용하여 측정하였다. 혈장과 간, 변의 중성 지방 농도는 lipoprotein lipase를 포함하는 효소법 kit (BMI Korea) 을 이용하여 spectrophotometer (HP 8452) 550 nm에서 비색정량 하였다.
- 분석하였다. 적혈구와 간의 catalase는 Johansson과 Hankan의 빙법叫 을 이용하여 분석하였고, 적혈구와 간의 glutathione peroxidase (GPx) 는 Paglia와 Valentine 의 방법頂)으로 분석하였다.
- 측정하였다. 혈장과 간, 변의 중성 지방 농도는 lipoprotein lipase를 포함하는 효소법 kit (BMI Korea) 을 이용하여 spectrophotometer (HP 8452) 550 nm에서 비색정량 하였다.
성능/효과
- 실험기간이 4주로 길지 않。!서 혈액 총 콜레스테롤의 유의적인 감소효과는 나타나지 않았으나, 대두가수분해물군들이 카 제인군보다 HDL-콜레스테롤은 높아지고 , LDL-콜레스테롤은 낮아지는 경향이어서 동맥경화지수 (AI) 가 카제인군보다 현저히 감소한 것으로 나타났다.
- 1) 지질소화흡수율은 실험 1주차에서 분리대두단백군 (ISP군)이 다른 군보다 유의적으로 낮았다. 불용성가수분해물군 (IS군)은 실험 4주차에서 다른 군들보다 콜레스테롤의 소화흡수율이 낮은 경향이었다.
- 2) 혈액 중성지방은 불용성가수분해물군 (IS군)이 카제인 군보다 유의적으로 낮았고, 서리태가수분해물군과 ISP군도 낮은 경향이었다. 총 콜레스테롤도 중성지방과 마찬가지로 불용성가수분해물군이 가장 낮았고 다른 대두가수분해물 군들과 ISP군도 카제인군보다 낮은 경향이었다.
- 3) 총항산화력은 군 간에 유의적인 차이가 없었으나 서리태가수분해물군 (SH군)이 다른 군들에 비해 높은 경향이었다. 간의 항산화효소활성은 각 군 간에 유의적인 차이는 없었으나 서리 태가수분해물군의 superoxide dismutase, glutathione peroxidase 및 catalase 활성이 카제인 군과 다른 실험군들에 비해 높은 경향이었다.
- HDL과 LDL-콜레스테롤의 경우 실험군 간에 유의차는 없었지 만 대두단백가수분해물군들이 casein군보다 HDL- 콜레스테롤은 높고, LDL-콜레스테롤은 낮은 경향이었다. 이로 인해 동맥경화지수 (Fig.
- 있다. 간의 총지방, 중성지방 및 콜레스테롤 농도는 각 군간에 유의적인 차이는 보이지 않았으나, 간의 총지질과 cholesterol농도는 ISP군이 casein군보다 낮은 경향이었다.
- 적혈구 항산화 효소의 활성은 실험군 간에 유의적인 차이나 뚜렷한 경향이 없었다. 간의 항산화효소활성도 각 군 간에 유의적인 차이는 없었으나 서리태가수분해물군이 카제인군과 다른 실험군들에 비해 superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) 및 catalase 활성이 높은 것으로 나타났다.
- 간의 항산화효소활성은 각 군 간에 유의적인 차이는 없었으나 서리 태가수분해물군의 superoxide dismutase, glutathione peroxidase 및 catalase 활성이 카제인 군과 다른 실험군들에 비해 높은 경향이었다.
- 결론적으로 , 대두단 백가수분해 물군들은 카제인군보다 혈액 중성지질, 총콜레스테롤, LDL-cholesterol과 동맥경화지표 (AI)를 낮추어서 심혈관질환예방에 바람직한 것으로 나타났는데 , 이러한 효과는 특히 불용성단백가수분해물군에서 뛰어났다. 한편, 항산화활성의 경우 총항산화력과 항산화 효소 활성이 서리태가수분해물군에서 높은 경향으로 나타나 앞으로 서리태의 항산화 효과의 원인물질을 규명하고 분리 추출하는 등의 연구를 통해 우리나라의 전통 콩의 우수한 면모를 밝히는 연구가 더 필요하다고 사료된다.
- 총 콜레스테롤도 중성지방과 마찬가지로 불용성가수분해물군이 가장 낮았고 다른 대두가수분해물 군들과 ISP군도 카제인군보다 낮은 경향이었다. 대두가수분해물 군들이 카제인군보다 HDL-cholesterole 높이고, LDL-cholster이은 낮추어서 동맥경화지수는 불용성, 수용성, 서리태가수분해물의 순으로 낮았다.
- 본 연구에서도 불용성과 서리태가수분해물 및 분리대두단백군에서 혈액 중성지방이 감소하는 효과를 보였다. 본 연구에서 대두단백분해물들 중 특히 불용성가수분해물이 수용성가수분해물보다 중성지질저하에 효과적인 것으로 나타났는데 불용성단백가수분해물은 물에 잘 용해되지 않고 불투명하므로, 앞으로 기능성 대두가수분해물을 상품화할 때 떡의 콩고물이나 파우더보충제형태로 사용하는 것이 적합할 것으로 사료된다
- Kim"은 청태, 서리태, 쥐눈이, 수박태, 유태, 흑태, 수입콩 등에서 isoflavone 함량을 분석한 결과 각각 330~730 mg/100 g으로 품종 간에 차이가 큰 것으로 보고하였고, 그 중 서리태의 이소플라본함량이 730 mg/100 g으로 가장 높았다. 본 연구에서 서리 태가수분해물군의 총항산화력이 다른 군들보다 높고, 간의 항산화효소활성도가 증가한 것으로 나왔는데 그 이유 중의 일부는 서리태의 이소플라본 함유량이 높은 것과 관련이 있을 것으로 사료된다. 한편, 콩의 짙은 색소성분인 an- tocyanin이 항산화효과가 높다는 보고가 있으며 특히 색이 짙은 검정콩과 소립검정콩등이 노란콩보다 항산화 효과가 뛰어나다는 보고가 있는데严 서리태의 경우에도 검은 껍질 부분에 안토시아닌 색소가 많이 들어있을 것으로 사료된다.
- Chen 등29의 연구에서도 성장기 Wister쥐에 대두단백 분획물을 급여한 바 변으로 콜레스테롤과 담즙산 배설이 증가되었다고 보고하였다. 본 연구에서는 담즙산의 배설량은 측정하지 않았으나 실험 4주차에 불용성 대두가수분해물군에서 콜레스테롤 섭취량보다 배설량이 증가하는 경향을 확인할 수 있었다.
- Kim 등邓은 성장기 흰쥐에 natt。를 4주간 급여하자 혈청 콜레스테롤과 중성지질이 감소되었다고 보고하였고, Chen 등盅 은 성장기 Wistar 쥐에 대두단백 분획물 (10%)을 급여하였을 때 콜레스테롤 및 중성지질이 감소하였다고 보고하였다. 본 연구에서도 불용성과 서리태가수분해물 및 분리대두단백군에서 혈액 중성지방이 감소하는 효과를 보였다. 본 연구에서 대두단백분해물들 중 특히 불용성가수분해물이 수용성가수분해물보다 중성지질저하에 효과적인 것으로 나타났는데 불용성단백가수분해물은 물에 잘 용해되지 않고 불투명하므로, 앞으로 기능성 대두가수분해물을 상품화할 때 떡의 콩고물이나 파우더보충제형태로 사용하는 것이 적합할 것으로 사료된다
- 및 소화흡수율은 Table 3에 나타나 있다. 실험 1주 차에서 지질섭취량은 각 군간에 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 분변으로의 지질 배설량은 ISP군이 다른 군들보다 높아서 지질소화흡수율은 ISP군이 casein군과 다른 대두분 해물 군들보다 유의적으로 낮았다. 실험 4주차에서 지질섭취량과 배설량은 실험 군들간에 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- Table 4에 나타내었다. 실험 1주와 4주차에서 콜레스테롤 섭취량, 배설량 및 소화흡수율은 각 군간에 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 경향이었다. 이로 인해 동맥경화지수 (Fig. 1)는 카제인군에 비해 ISP 군과 대두단백가수분해물군들이 현저히 감소한 것으로 나타났다.
- 낮은 경향이었다. 총 콜레스테롤도 중성지방과 마찬가지로 불용성가수분해물군이 가장 낮았고 다른 대두가수분해물 군들과 ISP군도 카제인군보다 낮은 경향이었다. 대두가수분해물 군들이 카제인군보다 HDL-cholesterole 높이고, LDL-cholster이은 낮추어서 동맥경화지수는 불용성, 수용성, 서리태가수분해물의 순으로 낮았다.
- 1에 나타나 있다. 혈액 중성지방은 불용성가수분해물군 (IS) 이 casein군보다 유의적으로 낮았고, 서리태가수분해물군 (SH)과 ISP군도 카제인 군보다 낮은 경향을 보였다. 혈액 총콜레스테롤은 카제인 군과 유의적 차이는 없었으나 중성지방과 마찬가지로 불용성가수분해 물군이 가장 낮았고 다른 대두단백가수분해 물군들과 ISP군도 카제인군보다 낮은 경향이었다.
후속연구
- 한편, 콩의 짙은 색소성분인 an- tocyanin이 항산화효과가 높다는 보고가 있으며 특히 색이 짙은 검정콩과 소립검정콩등이 노란콩보다 항산화 효과가 뛰어나다는 보고가 있는데严 서리태의 경우에도 검은 껍질 부분에 안토시아닌 색소가 많이 들어있을 것으로 사료된다. 앞으로 서리태의 항산화 효과의 원인물질을 규명하고 분리추출하면 기능성식품등의 제조에 많이 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 뛰어났다. 한편, 항산화활성의 경우 총항산화력과 항산화 효소 활성이 서리태가수분해물군에서 높은 경향으로 나타나 앞으로 서리태의 항산화 효과의 원인물질을 규명하고 분리 추출하는 등의 연구를 통해 우리나라의 전통 콩의 우수한 면모를 밝히는 연구가 더 필요하다고 사료된다.
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