[논문]Mono Sodium Glutamate 발효로 얻은 GABA 코팅 쌀에 의한 수면유도 효과

김옥주; 이정광; 우영민; 최승태; 박미연; 김안드레; 하종명

doi:10.14478/ace.2013.1066

Mono Sodium Glutamate 발효로 얻은 GABA 코팅 쌀에 의한 수면유도 효과
Sleep-Induction Effects of GABA Coated Rice from Fermentation of Mono Sodium Glutamate 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.24 no.6, 2013년, pp.605 - 610

김옥주 (신라대학교 대학원 환경생명공학과) , 이정광 (신라대학교 제약공학과) , 우영민 (신라대학교 제약공학과) , 최승태 (풀앤필바이오) , 박미연 (풀앤필바이오) , 김안드레 (신라대학교 제약공학과) , 하종명 (신라대학교 대학원 환경생명공학과)

초록
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GABA는 포유류의 신경전달물질의 분비를 억제하며, 신경안정 작용, 스트레스 해소, 우울증 완화, 불면 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 곡류식품에 존재하는 GABA 함량은 일반미 1~4 mg/100 g, 현미 4~8 mg/100 g으로 알려져 있지만, 그 함량이 낮아 자연 식품으로부터 섭취하는 양으로는 생리활성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 mono sodium glutamate (MSG)발효로 얻은 GABA 코팅 쌀이 신경안정제 뿐만 아니라 수면유도제로 쓰이는 melatonin과 serotonin의 생성 촉진 효과를 알아보았다. 그 결과 melatonin의 경우 GABA (25 mg/mL) 투여군은 $3.515{\pm}0.149pg/mL$, 일반미 공급군의 경우 $2.632{\pm}0.188pg/mL$이며, GABA 코팅 쌀 공급군은 $3.578{\pm}0.158pg/mL$로 나타났다. Serotonin 함량을 측정한 결과 GABA (25 mg/mL), 일반미 공급군은 각각 $5.183{\pm}0.142ng/mL$, $4.784{\pm}0.108ng/mL$가 측정되었으며 GABA 코팅 쌀을 공급한 실험군은 $5.918{\pm}0.169ng/mL$의 serotonin이 생성되었다. GABA 코팅 쌀의 지속적인 섭취로 인해 melatonin과 serotonin은 유의적인 증가는 있었지만, 누적효과는 없었다. 기능성 식품으로 개발된 GABA 코팅 쌀을 지속적으로 섭취하면 일반미에서 섭취하여 얻을 수 있는 melatonin과 serotonin의 유도효과를 얻을 수 있고, GABA 25 mg/mL를 섭취하는 것과 비슷한 효과를 나타낼 수 있다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a non-protein amino acid widely present in organisms, which has shown several important physiological functions such as neurotransmission, hypotension induction, as well as diuretic and tranquilizer effects. They have also been extensively used in food industry. GABA contents in the grain and brown rice are about 1~4 mg/100 g and 4~8 mg/100 g, respectively but it is difficult to expect physiological activity from such low amounts of natural food intake. We investigate the effects of GABA-coated rice on the secretion of melatonin and serotonin which both have been used as sleep inductive compounds. As a result, the secretion of melatonin and serotonin from mice were found to be $3.578{\pm}0.158pg/mL$, $5.918{\pm}0.169ng/mL$ respectively. The melatonin and serotonin in mice increased significantly up to the 8.7 and 22.8 times respectively, when compared to that of the rice, but there was no cumulative effects. Due to the continuous intake of GABA-coated rice, which was developed as a functional food nutrient, inductive effects of melatonin and serotonin from general rice could be achieved and also the similar effect as taking up directly 25 mg/mL of GABA could be obtained.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 주식으로 사용하는 일반미에 MSG발효로 얻은 GABA 코팅 쌀의 신경안정제 역할 뿐만 아니라 수면유도제로서 melatonin과 serotonin의 생성 촉진 효과를 알아보았다.

제안 방법

본 연구에서는 mono sodium glutamate (MSG)를 저가 배지를 사용한 고효율 발효로 만든 GABA를 이용한 GABA 코팅 쌀을 일반대조군으로 사용된 식용수, 양성대조군으로 사용된 GABA (25 mg/mL), 일반미와 함께 실험군인 GABA 코팅 쌀을 쥐에게 공급하여 수면유도 효과에 영향을 주는 melatonin과 serotonin의 함량을 측정하였다. 그 결과 melatonin의 경우 GABA (25 mg/mL) 투여군은 3.

대상 데이터

본 실험에서 사용된 동물은 생후 4주령 된 Sprague-Dawley rat 암컷을 (주)셈타코로부터 구입하여 동물사육실에서 일주일간 적응 기간을 거쳤다. 적응기간 중 동물의 체중을 매일 측정하고, 체중 300 g 내외의 선택한 동물들은 각 군당 30마리로 최대한 균일하게 한 cage에 한 마리씩 분포시켜 온도 : 22 ± 2 ℃, 습도 : 50 ± 5%, 명암 : 12 h light/dark cycle로서 환경조건을 설정하였다[26].
혈액 내 melatonin과 serotonin의 측정을 위하여 melatonin ELISA kit와 serotonin ELISA kit는 GENWAY (San Diego, USA)사로부터 구입하였고, 양성대조군으로 사용된 GABA는 Sigma-Aldrich Korea(St. Louis, MO, USA)사에서 구입하였으며 일반미는 부산 대형마트에서 구입하여 사용하였다.

데이터처리

본 실험에 대한 모든 실험 결과는 SPSS 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 통계적 유의성은 one-way ANOVA로 검정하였으며, 사후 검증으로 Duncan’s post-hoc test를 실시하였고 유의성은 p < 0.05로 하였다.

이론/모형

GABA 함량 측정은 한국분석기술연구소(Busan, Korea)에 의뢰하여 건강기능식품 기능성원료 인정서 제2011-22호 감마아미노부티르산(γ-Aminobutyric acid) 시험방법에 따라 시행하였다. 즉, 분쇄한 GABA 코팅 쌀 1 g을 100 mL의 증류수에 녹인 후 0.

성능/효과

장기적인 섭취로 인한 누적효과는 유의성이 없었다. Serotonin 함량을 측정한 결과 또한, GABA (25 mg/mL), 일반미 각각 5.183 ± 0.142 ng/mL, 4.784 ± 0.108 ng/mL이었으며, GABA 코팅 쌀을 공급한 실험군은 5.918 ± 0.169 ng/mL의 serotonin이 생성되었다. Serotonin 또한 melatonin과 마찬가지로 지속적인 섭취로 인한 유의적인 증가는 있었지만, 누적효과는 없었다.
이 결과로 GABA 코팅 쌀의 섭취는 melatonin과 serotonin과 같은 수면호르몬의 유의적인 증가에 영향을 주는 것으로 확인되었다. GABA 코팅 쌀을 기능성 식품으로 개발하여 지속적으로 섭취하면 일반미에서 섭취하여 얻을 수 있는 melatonin과 serotonin의 양보다 각각 37.8%, 24% 높고, GABA 25 mg/mL를 매일 섭취하는 것과 비슷한 효과를 나타낼 수 있다. 이는 GABA의 효과를 지속시킬 수 있지만 장기적인 섭취로 인한 누적효과는 없으므로 기능성 식품으로서 안전하게 복용할 수 있을 것으로 기대된다.
169 ng/mL의 serotonin이 생성되었다. Serotonin 또한 melatonin과 마찬가지로 지속적인 섭취로 인한 유의적인 증가는 있었지만, 누적효과는 없었다. 이 결과로 GABA 코팅 쌀의 섭취는 melatonin과 serotonin과 같은 수면호르몬의 유의적인 증가에 영향을 주는 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 mono sodium glutamate (MSG)를 저가 배지를 사용한 고효율 발효로 만든 GABA를 이용한 GABA 코팅 쌀을 일반대조군으로 사용된 식용수, 양성대조군으로 사용된 GABA (25 mg/mL), 일반미와 함께 실험군인 GABA 코팅 쌀을 쥐에게 공급하여 수면유도 효과에 영향을 주는 melatonin과 serotonin의 함량을 측정하였다. 그 결과 melatonin의 경우 GABA (25 mg/mL) 투여군은 3.515 ± 0.149 pg/mL, 일반미 공급군의 경우 2.632 ± 0.188 pg/mL이며, GABA 코팅 쌀 공급군은 3.578 ± 0.158 pg/mL로 나타났다. 장기적인 섭취로 인한 누적효과는 유의성이 없었다.

후속연구

8%, 24% 높고, GABA 25 mg/mL를 매일 섭취하는 것과 비슷한 효과를 나타낼 수 있다. 이는 GABA의 효과를 지속시킬 수 있지만 장기적인 섭취로 인한 누적효과는 없으므로 기능성 식품으로서 안전하게 복용할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수면유도에 관련되는 호르몬인 melatonin과 serotonin에 대하여 설명하시오.	수면유도에 관련되는 호르몬인 melatonin과 serotonin도 GABA와 유사한 신경전달 물질로서 작용하는 물질이다. Melatonin은 serotonin으로부터 합성되며 송과선(pineal gland)은 tryptophan에서 serotonin으로 합성되는데 필요한 효소뿐만 아니라 serotonin에서 melatonin으로 전환되는데 관여하는 효소들을 모두 갖고 있다[21]. 송과선에는 상경 신경절(superior cervical ganglia)에서 기시하는 교감신경이 분포한다는 사실이 밝혀지면서 교감신경계의 활성이 melatonin의 합성과 분비를 조절하는데 관여하는 신경계의 인자로 알려져 있다. 때문에 melatonin은 외부 인자에 의해 거의 영향을 받지 않고 단지 빛에 의해서만 영향을 받으며 빛의 양에 의존적으로 합성과 분비가 조절된다[22]. Serotonin은 melatonin의 합성속도 결정효소인 melatonin 합성효소(NAT)에 의해N-acetylserotonin으로 바뀐 다음, 5-hydroxyindole-O-methyl-transferase(HIOMT)에 의해 melatonin으로 합성된다. 즉, 교감신경이 활성화되면 melatonin의 합성이 촉진되고 빛에 의해 망막이 자극을 받으면 교감신경이 억제되어 melatonin 합성이 억제된다[23]. Serotonin은 신경전달 물질의 하나로서 뇌에 의해서 조절되는 수면, 식욕, 성욕, 고통 그리고 바이오리듬 등을 활성화시키는 역할을 한다. Serotonin은 위장에서 운동성을 조절하며, 혈소판 내에 존재하는 serotonin은 지혈작용의 역할을 하기도 한다[24]. GABA가 신경전달계통의 물질인 것에 착안해 각종 스트레스와 불안 증세로 인해 불면증에 시달리고 있고, 이로 인해 만성피로 호소 등 다양한 문제를 일으키고 있는 것으로부터 미배아발효로 얻어진 GABA가 작용활성이 비슷한 수면유도 호르몬에도 영향을 줄 것이라는 연구 결과를 보고하였다[25].
	GABA란?	GABA는 포유류의 신경전달물질의 분비를 억제하며, 신경안정 작용, 스트레스 해소, 우울증 완화, 불면 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 곡류식품에 존재하는 GABA 함량은 일반미 1~4 mg/100 g, 현미 4~8 mg/100 g으로 알려져 있지만, 그 함량이 낮아 자연 식품으로부터 섭취하는 양으로는 생리활성을 기대하기 어렵다.
	γ-Aminobutyric acid란?	γ-Aminobutyric acid (GABA)는 동⋅식물 등 자연계에 널리 분포하는 비단백질 구성 아미노산으로서 사람의 뇌와 척추에 존재하는 신경전달 물질로 신경계, 혈액에 함유되어 있으나 대부분은 뇌와 골수에 존재하여 acetylcholine을 증가시키고, 뇌기능을 촉진시키는 등의 생리작용을 한다[1,2].

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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