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문제 정의
- , 2007). 따라서 본 시험의 주요 목적인 소화 장기와 근육조직에서 이들 식물 첨가물이 체내 항산화 방어작용에 미치는 영향에 대하여 조사를 하였다. 매실의 주요 성분은 구연산 48.
- 따라서 본 연구는 매실과 오미자 분말을 첨가한 사료를 급여한 후, 육계의 성장 및 사료 효율, 혈액 성상 및 체내 항산화 작용에 미치는 영향에 대하여 조사하여 천연물 소재를 이용한 친환경 안전 축산물 생산을 위한 기초 자료로 활용하기 위하여 실시되었다.
- 본 연구는 매실과 오미자 분말을 첨가한 사료를 급여하여 육계의 성장과 사료 효율, 소화 장기 무게, 혈액 성상 및 체내 항산화 방어 작용에 미치는 영향에 대하여 조사하기 위하여 실시되었다. 실험 설계로서 3일령 육계 96수를 각 처리구당 32수씩(n=8) 대조구(CON), 매실 0.
- 또한 Jamroz and Kamel(2002)은 carvacrol, capsaicin 및 cinna- maldehyde 등을 함유한 300 ppm의 식물추출물을 육계에 급여 시 일당 증체량과 사료 요구율이 개선되었다고 보고하였다. 본 연구의 주요 목적은 식물성 천연물을 이용하여 체내 항산화 작용에 관한 연구로서, 기초 사료에 항생제가 함유되어 있어 항생제 대체제로서 매실 및 오미자 첨가가 생산성에 미치는 영향을 조사하는 불가능하였지만, 이들 물질이 육계의 성장에는 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다. 지금까지 진행된 선행 연구 결과들로 보아 식물에서 유래된 생리활성 물질이 가축의 생산성에 미치는 영향은 사육 조건, 사료의 형태 및 다양한 환경조건에 영향을 받기 때문에, 육계의 생산성을 현저히 증가시킨다는 증거는 아직 부족하다.
- 최근 천연물을 이용한 친환경 사료첨가제의 개발이 주목을 받고 있는바, 본 연구는 국내에서 전통적으로 중요한 식물성 소재인 매실과 오미자를 이용하여 육계의 항산화 기능성 사료첨가제 개발 가능성에 대하여 조사하였다. 본 실험 결과, 매실과 오미자 0.
제안 방법
- Glutathione peroxidase(GPX) 활성도 Tappel et al.(1978)의 방법을 이용하여 측정한바, 반응조건은 시료에 반응 용액(0.1mM NADPH, glutathione re- ductase 1 unit/mL, reduced glutathione, 0.25mM; pH 7.4)을 가한 후, 5분간 37℃ incubator에서 배양시킨 다음 H2O2를 가하여 340 nm에서 흡광도의 감소 속도를 관찰하였다. GPX 활성도의 unit는 mg protein당 1분 동안 산화되는 NADPH nmol 수로 정의하였다.
- 매실 및 오미자 동결 건조 분말을 ethanol에 1:1 비율로 24시간 동안 침지하여 추출 작업을 실시하였다. 추출 작업을 종료한 후 여과지에 부유물을 여과하고, 60℃ rotary va- cuum evaporator를 이용하여 추출액을 농축하였다.
- 추출물의 항산화력은 Blois(1958)가 고안한 DPPH(2,2-diphenyl-1-picryl- hydrazyl) 방법을 약간 변형하여 측정하였다. 매실과 오미자 추출물을 최종 농도 0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 및 3.2% 수준으로 증류수에 희석하여 각각 100 ul 희석액을 0.1 mM의 DPPH 용액과 완전히 혼합하였다. 이어서 30분 동안 실온에서 저장한 후 spectrophotometer를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준 용액은 BHT(butylatyed hydroxytoluene)을 이용하였다.
- 분석용 시료를 채취하기 위하여 시험 종료 35일령 후, 각 시험구당 평균 체중에 가까운 8수씩을 선정하였다. 도살 전에 체중을 측정한 후 경정맥을 통하여 채혈을 하여 혈장을 분리하였다.
- 사료 섭취량, 체중 및 사료 요구율은 시험 개시와 21일령, 종료 (35일령)시에 측정하였다. 사료 요구율은 실험기간 중, 평균 섭취량을 평균체중 증가량으로 나누어 계산하였다.
- 사료 섭취량, 체중 및 사료 요구율은 시험 개시와 21일령, 종료 (35일령)시에 측정하였다. 사료 요구율은 실험기간 중, 평균 섭취량을 평균체중 증가량으로 나누어 계산하였다. 간, 췌장 및 소장 등과 같은 소화 장기의 무게는 체중 100 g당 상대적 장기 무게로 환산하였다.
- 획득한 소장은 장간막을 길이로 절개한 다음, 다시 생리 식염수로 3회 연속 세척하여 소화물을 제거하였다. 소장 내강 부위의 점막세포는 glass slide을 이용하여 완전히 분리한 후, 지방과 내용물을 제거한 다음 무게를 측정하였다. 채취한 모든 샘플은 액체 질소에 냉동 후, 분석 시까지 -70℃에서 보관하였다.
- 소장점막, 간 및 근육 조직의 cytosol을 획득하기 위하여 조직 1 g당 6 mL의 0.25 M sucrose 용액(0.25 M, sucrose; Tris-base 0.05M, pH 7.4)을 첨가하여 균질기로서 균질화 시킨 다음, 10,000×g에서 10분간 윈심분리하고 상층액을 취한 후, 다시 100,000×g에서 60분간 초고속 원심분리하여 상충액을 분획하였다.
- 시험에 사용한 매실과 오미자는 시중에서 구입하여 동결 건조시켜 분쇄기(Perten 3600, Sweden; 20 mesh)로 분쇄하여 각각 0.2% 수준으로 기초 사료에 첨가하였다. 첨가 수준은 in vitro 항균 조사와 항산화 조사 및 예비 사양 시험의 결과에 따라 경제성을 고려하여 최저 유효 수준(0.
- 도살 전에 체중을 측정한 후 경정맥을 통하여 채혈을 하여 혈장을 분리하였다. 이어서 복강을 절개하고 간, 소장 및 췌장 전 부위를 채취하였고, 근육은 뒷다리의 후경골근(posterior tibial)에서 약 30 g를 채취하였다. 위장의 유문부에서 회장 끝부분까지 획득한 전체 소장(whole intestine)의 길이는 수직과 수평으로 잰 후 평균값을 취하였으며, 소장에서 전반부 55%는 공장, 나머지 45%는 회장으로 임의로 구분하였다.
- 조직 내 환원형 glutathione(GSH) 함량은 5% sulfosalic acid로 추출한 상등액을 0.3M Na2HPO4와 혼합하고, 0.04% 5',5'- dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)를 가하였다.
- 시험구는 모두 3 처리구로서 각 처리구당 8 반복, 반복당 4수(처리구당 32수)를 완전 임의 배치하였다. 처리구로서 대조구(CON, control)와 매실(Plum, Prunus mume Siebold and Zucc.) 및 오미자(Omija, Schizandra chinensis Baill.) 열매를 동결 건조 후 분쇄하여 각각 0.2% 첨가한 매실 첨가구(PMS) 및 오미자 첨가구(SCB) 등으로 설정하였다.
- 2% 수준으로 기초 사료에 첨가하였다. 첨가 수준은 in vitro 항균 조사와 항산화 조사 및 예비 사양 시험의 결과에 따라 경제성을 고려하여 최저 유효 수준(0.2%)으로 결정하였다. 본 실험에 사용한 기초 사료는 옥수수, 밀, 대두박 등을 위주로 배합하고, 대사 에너지, 조단백질 및 기타 영양소 수준은 NRC 사양표준에 근거하여 제조한 육계 전기(3∼21일령) 및 후기(22∼35일령) 상업용 사료를 구입하여 급여하였다.
- 점등은 전 사양 기간 동안 24시간 종일 전등을 실시하였고, 계사 온도는 일령별로 32℃에서 22℃까지 사육실 온도 관리 프로그램에 따라 조절하였다. 체중은 시험 개시, 21일령 및 35일령에 각각 측정하여 증체량을 측정하고, 21일령 및 35일령에 사료 섭취량을 측정하여 사료 요구율을 계산하였다.
- 추출 작업을 종료한 후 여과지에 부유물을 여과하고, 60℃ rotary va- cuum evaporator를 이용하여 추출액을 농축하였다. 추출물의 항산화력은 Blois(1958)가 고안한 DPPH(2,2-diphenyl-1-picryl- hydrazyl) 방법을 약간 변형하여 측정하였다. 매실과 오미자 추출물을 최종 농도 0, 0.
- 혈액 내 생화학 성분 중 glucose, total protein, cholesterol, triglyceride, HDLC(high-density lipoprotein cholesterol) 및 LDLC(low-density lipoprotein cholesterol) 등은 자동 혈액분석기(HI System, Technicon, USA)를 사용하여 분석하였다.
- 위장의 유문부에서 회장 끝부분까지 획득한 전체 소장(whole intestine)의 길이는 수직과 수평으로 잰 후 평균값을 취하였으며, 소장에서 전반부 55%는 공장, 나머지 45%는 회장으로 임의로 구분하였다. 획득한 소장은 장간막을 길이로 절개한 다음, 다시 생리 식염수로 3회 연속 세척하여 소화물을 제거하였다. 소장 내강 부위의 점막세포는 glass slide을 이용하여 완전히 분리한 후, 지방과 내용물을 제거한 다음 무게를 측정하였다.
- 각 조직의 cytosol superoxide dismutase(SOD) 활성도는 Fridovich(1974)의 방법으로 측정하였다. 효소 활성도 측정 방법을 간단히 설명하면 먼저 반응은 반응용액에 xanthine oxidase를 혼합하여 0.02 abs/mL이 되도록 기준선을 설정한 다음, 위의 혼합액에 시료를 가하여 반응을 시작함과 동시에 cytochrome C의 분자 흡광 계수로부터 SOD의 활성도를 구하였다. 이 조건 하에서는 cytochrome C의 환원이 50% 억제되는 비율을 1 unit로 정의하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 기초 사료는 옥수수, 밀, 대두박 등을 위주로 배합하고, 대사 에너지, 조단백질 및 기타 영양소 수준은 NRC 사양표준에 근거하여 제조한 육계 전기(3∼21일령) 및 후기(22∼35일령) 상업용 사료를 구입하여 급여하였다.
- 시험에 공시된 동물은 육계 수컷 1일령 Ross종 96수를 올품(주)에서 구입하여 2일간의 적응기간을 거쳐 3일령(개시 체중, 49.25±0.37 g)에 본 시험에 공시하였다.
데이터처리
- 통계처리는 각 군의 결과를 평균±표준오차로 표시하였고, 처리별로 Proc GLM(SAS, 1996)에 의한 분산분석을 실시하고, Duncan 다중검정법(1955)으로 95% 수준에서 각 군의 유의차를 검정하였다. DPPH 방법에 의한 매실과 오미자 추출물의 RSA 자료는 Proc t-test에 따라 95% 수준에서 유의성을 검정하였다.
- 통계처리는 각 군의 결과를 평균±표준오차로 표시하였고, 처리별로 Proc GLM(SAS, 1996)에 의한 분산분석을 실시하고, Duncan 다중검정법(1955)으로 95% 수준에서 각 군의 유의차를 검정하였다.
이론/모형
- Glutathione-S-transferase(GST) 측정은 Habig et al.(1974)의 방법으로 실시하였다. 반응 조건은 1 mM reduced glutathione을 chlorodinitrobenzene(CDNB) 혼합물에 희석한 시료를 가한 후 340 nm에서 흡광도가 변화하는 비율을 측정하였으며, 1 unit는 mg protein당 1분간 반응하는 CDNB의 μmol 수로 표시하였다.
- , 1990). Microsome 내 지질과산화물은 thiobarbituric acid(TBA) 방법에 의해 생성된 malondialdehyde(MDA) 생성량을 측정하는 방법으로 532nm에서 분광 광도계로서 흡광도를 측정하여 MDA 생산량을 측정하였다(Bidlack and Tappel, 1973). 효소의 특이적 활성도(specific activity)는 전체 활성도에서 단백질 mg당 농도로 나누어 표시하였다.
- 각 조직의 cytosol superoxide dismutase(SOD) 활성도는 Fridovich(1974)의 방법으로 측정하였다. 효소 활성도 측정 방법을 간단히 설명하면 먼저 반응은 반응용액에 xanthine oxidase를 혼합하여 0.
성능/효과
- Triglyceride 수준은 오미자 첨가구에서 대조구와 매실 첨가구보다 유의적으로 증가되었다(P<0.05).
- 간 조직에서 나타난 결과를 보면(Table 7), SOD, GPX 및 GST와 같은 효소 및 MDA 함량은 처리구간에 어떠한 차이도 관찰할 수 없었지만, GSH 함량은 오미자 첨가구(SCB)에서 대조구(CON)와 매실 첨가구(PMS)보다 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05).
- 결론적으로 본 연구에서 매실과 오미자 분말을 급여한 경우 육계의 체 조직에서 항산화 효소와 지질과산화도에는 영향을 미치지 않았지만, in vitro 항산화 소거능(RSA) 실험 결과에서 나타난 결과와 유사하게 간 및 근육조직에서 환원형 glutathione(GSH) 수준이 증가되어 체 조직의 항산화력이 높아지는 것으로 사료된다. 그러나 매실과 오미자의 구성 성분에는 신맛과 쓴맛이 매우 강하여 사료 내 첨가 수준을 증가시킬 경우, 사료 섭취량에 영향을 줄 수 있으므로 높은 수준으로 사료에 첨가하기가 쉽지 않을 것으로 보인다.
- 근육조직에서는(Table 8) 매실 및 오미자 첨가가 항산화 효소 및 지질과산화도에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나, GSH 함량이 매실 및 오미자 첨가구에서 대조구보다 약 2배 정도 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05).
- 따라서 매실과 오미자 분말 0.2% 수준의 첨가는 육계의 체 성장 및 소화 장기의 발달에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
- 또한 간 또는 근육 조직의 GSH 함량은 오미자 및 매실 첨가구가 대조구에 비해 유의적으로 증가되었다(P<0.05).
- 또한 오미자 첨가구가 매실 첨가구에 비해 유의적으로 혈중 glucose 함량이 증가하였다(P<0.05).
- 본 연구의 결과에서 항산화력 정도를 나타내는 지표인 DPPH의 항산화 소거능(RSA)이 추출한 천연물 첨가량에 비례하여 증가하였고, 특히 오미자 추출물에서 현저히 높았다. 또한 체 조직에서 항산화 방어작용의 중추적인 역할을 수행하는 간 조직과 식품으로 이용되는 근육 조직에서 항산화 효소의 활성도에서는 차이가 없었지만, GSH 함량이 천연물 첨가구에서 대조구에 비해 현저히 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보아 육계에서 0.
- 매실 및 오미자 분말건조 추출물을 다양한 수준(0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 및 3.2%)으로 혼합하여 in vitro에서 DPPH 방법으로 측정한 radical 소거능(RSA, %)을 조사한 결과를 보면(Fig. 1), 매실 및 오미자 추출물의 모든 첨가 수준에서(0.2∼3.2%)에서 무첨가(0%)에 비해 천연물의 첨가 수준에 비례하여 항산화 소거능(RSA)이 증가되는 것으로 나타났다(P<0.05).
- 2% 수준의 사료를 급여 후 35일령 육계에서 획득한 소장점막, 간 및 근육 조직에서 조사한 항산화 방어 지표에 대한 결과는 Table 6～8에 나타낸 바와 같다. 먼저 소장 점막 조직에 나타난 결과를 살펴보면(Table 6), 항산화 효소(SOD, GPX 및 GST)의 특이적 활성도는 매실(PMS)과 오미자 첨가(SCB)에 따른 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 GSH 함량과 지질 과산화도(MDA) 함량 역시 천연물의 첨가에 따른 영향을 받지 않았다.
- 최근 천연물을 이용한 친환경 사료첨가제의 개발이 주목을 받고 있는바, 본 연구는 국내에서 전통적으로 중요한 식물성 소재인 매실과 오미자를 이용하여 육계의 항산화 기능성 사료첨가제 개발 가능성에 대하여 조사하였다. 본 실험 결과, 매실과 오미자 0.2% 수준의 건조 분말첨가는 육계의 성장 및 사료 이용성에 유의적 영향을 미치지 않았다. 또한 간, 소장 및 췌장과 같은 소화기관의 무게에도 영향을 미치지 않았다.
- 본 연구의 결과에서 항산화력 정도를 나타내는 지표인 DPPH의 항산화 소거능(RSA)이 추출한 천연물 첨가량에 비례하여 증가하였고, 특히 오미자 추출물에서 현저히 높았다. 또한 체 조직에서 항산화 방어작용의 중추적인 역할을 수행하는 간 조직과 식품으로 이용되는 근육 조직에서 항산화 효소의 활성도에서는 차이가 없었지만, GSH 함량이 천연물 첨가구에서 대조구에 비해 현저히 증가되는 것으로 나타났다.
- 실험 설계로서 3일령 육계 96수를 각 처리구당 32수씩(n=8) 대조구(CON), 매실 0.2%(PMS) 및 오미자 0.2%(SCB) 등 3 처리구에 완전임의 배치하여 35일령까지 사양시험을 실시하였다 전 시험기간(3∼35일령)의 체중, 증체량, 사료 섭취량 및 사료 요구율은 천연물 첨가에 따른 영향이 없는 것으로 나타났다.
- 또한 체 조직에서 항산화 방어작용의 중추적인 역할을 수행하는 간 조직과 식품으로 이용되는 근육 조직에서 항산화 효소의 활성도에서는 차이가 없었지만, GSH 함량이 천연물 첨가구에서 대조구에 비해 현저히 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 보아 육계에서 0.2% 수준의 오미자 및 매실 첨가는 항산화 효소에 미치는 영향은 없었지만, 체 조직에서 항산화력을 증강시키는 것으로 사료된다.
- 특히 오미자는 매실보다 동일한 농도에서 유의적으로 높은 항산화 소거능을 보여 매우 우수한 항산화 물질인 것으로 나타났다(P<0.05).
- 05). 항산화 방어 작용에 대한 지표를 분석한 결과, in vitro에서 매실 및 오미자는 높은 항산화 소거능(RSA)을 보였으며, 특히 오미자 추출물에서 더욱 높게 나타났다. 또한 간 또는 근육 조직의 GSH 함량은 오미자 및 매실 첨가구가 대조구에 비해 유의적으로 증가되었다(P<0.
- 혈액 생화학 성상을 살펴보면 오미자 첨가구는 대조구보다 triglyceride 수준이 유의적으로 증가되었지만(P< 0.05), glucose, total protein, cholesterol, HDLC, LDLC 등과 같은 성분은 유의적 변화가 없었다.
후속연구
- 그러나 소장점막세포, 간 및 근육에서 SOD, GPX 및 GST와 같은 항산화 효소의 활성도 및 지질과산화도(MDA)는 처리 구간에 차이가 없었다. 결론적으로 0.2% 수준의 매실 및 오미자분말의 급여는 육계의 사양성적 및 장기무게에 영향을 미치지 않았으나, 이들 물질은 체 조직에서 항산화력을 증가시키므로 육계 사료 내 천연 항산화소재로서 이용이 가능 할 것으로 사료된다.
- 그러나 매실과 오미자의 구성 성분에는 신맛과 쓴맛이 매우 강하여 사료 내 첨가 수준을 증가시킬 경우, 사료 섭취량에 영향을 줄 수 있으므로 높은 수준으로 사료에 첨가하기가 쉽지 않을 것으로 보인다. 따라서 향후 이들 천연물을 이용하여 효과가 높은 항산화 사료 자원으로 사용하기 위해서는 유효성분을 추출하여 기능성 사료첨가제로 개발하는 연구가 지속적으로 필요하다.
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