[논문]복분자와 홍삼 발효 추출물의 복합투여가 고지방 고콜레스테롤 식이를 섭취한 흰쥐의 지질대사 및 비만에 미치는 영향

이민정; 최혜란; 이정현; 이수정; 권지웅; 최경민; 차정단; 황승미; 박종혁; 이상천; 박필재; 이태범

doi:10.9721/kjfst.2015.47.3.364

복분자와 홍삼 발효 추출물의 복합투여가 고지방 고콜레스테롤 식이를 섭취한 흰쥐의 지질대사 및 비만에 미치는 영향
Co-treatment with Fermented Black Raspberry and Red Ginseng Extracts Improves Lipid Metabolism and Obesity in Rats Fed with a High-fat and High-cholesterol Diet 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.47 no.3, 2015년, pp.364 - 372

이민정 (고창복분자연구소) , 최혜란 (고창복분자연구소) , 이정현 (고창복분자연구소) , 이수정 (고창복분자연구소) , 권지웅 (고창복분자연구소) , 최경민 (진안홍삼연구소) , 차정단 (진안홍삼연구소) , 황승미 (진안홍삼연구소) , 박종혁 (임실치즈과학연구소) , 이상천 (진안홍삼연구소) , 박필재 (고창농업기술센터) , 이태범 (고창복분자연구소)

초록
AI-Helper

이 연구는 고지방 고콜레스테롤 식이를 12주 동안 랫트에게 공급하여 복분자와 홍삼, 복분자와 홍삼 발효 추출물의 지질대사 및 비만 개선효과를 조사하였다. 정상식이, 고지방 고콜레스테롤 식이, 양성대조군, 유산균발효군, 복분자와 홍삼, 복분자와 홍삼 발효 추출물 투여군의 체중증가, 음수, 식이 섭취량은 그룹간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 하지만 혈중 HDL-콜레스테롤은 고지방 고콜레스테롤 식이와 비교 했을 때 복분자와 홍삼 발효 추출물에서 유의적인 증가를 보였으며, LDL-콜레스테롤, 중성지방은 유의적인 감소율을 보였다. 또한, 간 조직에서 복분자와 홍삼 발효추출물 처치에 의해 HMG-CoA reductase, LDL receptor 및 SREBP-2 mRNA의 발현 증가와 지방생성 억제를 확인하였다. 그리고 복분자와 홍삼 발효 추출물 투여군은 비만인자인 혈중 leptin과 FAS의 농도를 유의적으로 감소시켰을 뿐만 아니라 대변에서 체내 콜레스테롤 배출을 증가시켰다. 이러한 결과로 미루어 보아 복분자와 홍삼 발효 추출물은 혈중 지질 대사 및 비만의 예방에 기여할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the effects of fermented black raspberry (BR) and red ginseng (RG) extract co-treatment on lipid metabolism and obesity in rats fed with a high fat/high cholesterol diet (HFHCD) for 12 weeks. Compared to the corresponding values in rats fed with a HFHCD, total cholesterol and low-density lipoprotein (LDL)-cholesterol and triglyceride levels decreased whereas high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol levels increased in rats treated with fermented BR and RG extracts. These extracts significantly increased the expression of HMG-CoA reductase, LDL receptor, and sterol regulatory-element-binding protein-2 (SREBP-2) mRNA, but decreased the mRNA expression of SREBP-1. Additionally the serum levels of leptin and fatty acid synthase were decreased. Moreover, supplementation with fermented BR and RG effectively increased fecal cholesterol excretion. These results suggest that fermented BR and RG extracts might be effective at preventing hypercholesterolemia and obesity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이와 같이 복분자, 홍삼, 유산균에 대한 각각의 효능에 관한 연구는 활발히 보고되어 있으나, 유산균을 이용한 발효 복분자나 발효 홍삼 분만 아니라 복합 기능성 검증이나 제품개발에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 전통발효식품인 김치에서 분리한 L. acidophilus (27)를 이용하여 최적의 조건으로 발효시킨 복분자와 홍삼을 복합 투여하여 고지방 고콜레스테롤 식이를 급여한 실험동물에 있어 지질의 농도, 혈중 비만조절 관련 지표, 지질대사와 비만 관련 유전자 발현 등에 미치는 영향을 조사하여 기능성 식품을 개발하는 기초 자료로 활용하고자 이 연구를 수행하였다.

제안 방법

실험동물 사육실의 온도는 22±2℃, 상대습도는 50±5%로 유지하였으며 명암은 12시간 주기로 조절하였다. 본 동물실험에서 실험군의 분류는 정상대조군은 AIN-93G 식이(Normal)를 하였고, 고지방 고콜레스테롤군은 high fat/high cholesterol diet 식이(CTL)로 AIN-93G에 10% lard와 1% cholesterol 첨가 하였고, 양성대조군(P)은 high fat/high cholesterol diet 사료에 simvastatin 10mg/kg/day, 유산균 발효군(F)은 high fat/high cholesterol diet 사료에 유산균 발효물 250 mg/kg/day, 복분자와 홍삼 투여군(UBR+RG)은 high fat/high cholesterol diet 사료에 복분자 미숙과 물 추출물과 홍삼 농축액 250 mg/kg/day을 혼합하여 투여하였고, 복분자와 홍삼 발효 투여군(UBR+RG F)은 high fat/high cholesterol diet 사료에 복분자 미숙과 물 추출물과 홍삼 농축액을 유산균 발효하여 250 mg/kg/day 투여하였다. 경구용 주사기를 이용하여 12주간 매일 일정한 시간대(오전 10시)에 경구 투여를 하였으며, 정상대조군과 고지방 고콜레스테롤대조군에는 같은 양의 증류수를 투여하였다.
혈청 내 중성지방, 총 콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤의 농도는 생화학 측정기기(Fuji DRI-CHEM 4000, Fuji film, Tokyo, Japan)를 이용하여 분석하였다. 렙틴(leptin)의 농도는 Quantikine rat leptin immunoassasy (R&D system, Inc.

대상 데이터

고창에서 재배 되어진 복분자 미숙과를 중량의 10배 용량의 물을 첨가한 후 2시간 동안 농축 추출기(Cosmo 660, Kyungseomachine, Incheon, Korea)를 이용하여 100℃에서 2회 가열 추출하였다. 추출물은 여과하여 농축한 후 냉동건조(PVTFD10R, Ilsinbiobase, Dongducheon, Korea)하여 사용하였다.
실험동물은 특정병원체부재(specific pathogen free, SPF) 상태의 수컷 5주령 SD 랫트를 중앙실험동물(Seoul, Korea)에서 구입하여 1주일간 일반사료로 적응시켰다. 그런 다음 각 실험군마다 평균 체중이 약 190±5 g이 되도록 ‘Z’자 식으로 각 군당 8마리씩 6개 군으로 나누어 stainless steel bottomed cage에 3마리씩 분리 사육하였다.
추출물은 여과하여 농축한 후 냉동건조(PVTFD10R, Ilsinbiobase, Dongducheon, Korea)하여 사용하였다. 홍삼 농축액은 진안에서 재배 되어진 인삼을 이용하여 에탄올로 3회 추출하여 원심분리기를 이용하여 녹말질을 여과 하였다. 여과된 추출액을 40-60℃에서 감압농축하여 농축액을 얻어 후 60-80℃에서 3일간 숙성하여 85℃에서 2시간 살균하여 사용하였다.

데이터처리

모든 분석 자료는 평균±표준오차(mean±SE)로 나타내었으며 실험결과는 SPSS 12.0K (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 Duncan’s multiple range test에 의해 p<0.05 수준에서 통계처리 하였다.

성능/효과

Leptin은 지방조직에서 생성되어 혈중으로 분비되는 호르몬으로 에너지가 과잉 축적될 때 혈중 leptin의 농도는 증가하고, leptin의 농도가 적을수록 체중 및 체지방량이 감소하여 지방세포의 저장이 줄어들게 된다(40). Halaas 등(41)과 Pelleymounter 등(42)의 연구 결과에 따르면 leptin의 식욕억제 및 대사율 증가는 정상인에 비해 대부분의 비만인 사람들에게서 농도가 유의적으로 높게 나타났으며, 본 연구 결과에서도 Normal에 비해 고지방 고콜레스테롤 식이군인 CTL에서 leptin의 농도가 36% 유의적으로 증가한 것으로 보아 체내 지방 축적량이 증가됨에 따른 영향이라고 판단된다. 양성대조군인 P와 유산균 발효군 F 에서는 유의적인 감소율을 나타내지 않았지만 복분자와 홍삼, 복분자와 홍삼 발효추출물에서는 각각 34, 55%로 유의적인 감소율을 보여, 이는 복분자와 홍삼 발효추출물이 체내 지방량 감소에 기여한 것으로 판단된다(Fig.
4와 같다. 대변 중의 콜레스테롤 함량은 정상식이를 한 Normal 군에 비해 고지방 고콜레스테롤 식이군인 CTL 군에서 3.1배 유의적으로 증가하였고 CTL 군에 비해 양성대조군이 simvastatin 투여군과 복분자와 홍삼 발효 추출물 투여군에서 각각 2.7배, 2.6배 유의적으로 증가하였다. Vahouny 등(49)의 연구 결과에 의하면 여러 종류의 식이섬유소는 랫트의 소장에서 콜레스테롤과 담즙산의 재흡수를 저해하여 배출을 촉진시킨다고 하였고, 유산균은 우유 중에서의 생육 시 체내 콜레스테롤 합성을 억제하는 대사물질을 생성하는 것으로 알려져 있으며 Gilliland 등(32)은 L.
3%로 비슷한 증가율을 나타내었다. 동맥경화를 유도하는 물질인 LDL-콜레스테롤 함량은 CTL에서 Normal에 비해 3.2배 증가하였고, 유산균발효투여군인 F에서는 유의적인 감소를 보이지 않았으나 simvastatin 투여군인 P, 복분자와 홍삼, 복분자와 홍삼 발효 투여군에서는 유의적인 감소를 나타냈으며, 그중 복분자와 홍삼 발효 투여군에서는 CTL에 비해 31% 감소하여 가장 낮은 LDL-콜레스테롤 함량을 보여 지질대사 개선의 생체 활성 효과를 갖는 것으로 생각할 수 있다. 고지방 고콜레스테롤 식이로 인해 콜레스테롤 섭취량이 많아지면 LDL이 혈관 내에서 채류 시간이 길어져 혈관 내피세포에서 화학적 산화를 받을 기회가 많아지는데 이는 혈관내피세포를 손상시켜 죽상동맥경화의 원인이 된다(30).
HMG-CoA reductase는 혈중 콜레스테롤이 높으면 간에서 효소의 합성이 낮아져 간으로의 콜레스테롤 이동을 촉진하고 혈중 콜레스테롤 농도가 낮아 체내 요구량이 높아지면 효소의 발현이 증가되어 콜레스테롤 합성을 촉진하여 혈장 콜레스테롤 수준을 조절하게 된다(33). 정상식이를 한 Normal 군과 고지방 고콜레스테롤 식이를 한 CTL군을 비교 했을 때, CTL 군에서는 38.9%의 유의적인 감소율을 보였으며, CTL군과 투여군을 비교하였을 때 복분자와 홍삼, 복분자와 홍삼 발효 추출물 투여군에서 각각 50, 64% 유의적으로 증가하였고 이는 복분자와 홍삼 발효 추출물이 HMG-CoA reductase의 가장 높은 발현율을 보여간에 공급되는 콜레스테롤 수치를 조절하는 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	복분자는 어떤 종류의 생리활성 물질을 함유하는가?	전국적으로 재배되어지고 있는 복분자(Rubus occidentalis)(4)는 안토사이아닌, 플라보노이드, 타닌, 페놀산 등 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있으며 항암활성, 면역개선, 항염증, 항산화 및 항균효과 등 다양한 생리활성에 대한 효능이 알려져 있다(4-7). 시험관시험에서 복분자 완숙과 추출물보다 복분자 미숙과 추출물이 저밀도 지단백(low density lipoprotein, LDL)의 저하를 통한 콜레스테롤 생합성 억제에 더 효과적이었으며, CD 36과 scavenger receptor type A (SR-A) 수용체 활성을 억제시킴으로써 세포 내의 ox-LDL의 흡수를 차단시키고, macrophage 유래 PPAR-γ를 억제시킴으로 인해 LDL 산화를 억제하는데 효과적이었다(8).
	비만은 무엇인가?	서구화된 식습관으로 인해 탄수화물, 지방, 단백질의 과다 섭취와 운동 부족으로 비만 환자가 빠른 속도로 증가하여 현대인들의 건강뿐만 아니라 심각한 사회 문제로 인식되어지고 있다(1). 비만은 에너지 소비량에 비해 영양소를 과다 섭취할 경우 에너지대사의 균형에 이상이 발생하면서 내분비계의 혼란 및 면역 이상과 염증을 일으켜 고지혈증, 관상동맥 심장질환 및 제2형 당뇨병 등의 대사증후군을 유발하는 위험인자이다(2). 전 세계 성인의 20-25%가 대사증후군을 지니고 있는 것으로 추정하고 있으며, 우리나라에서도 40대 이상의 주요 사망원인인 암, 뇌혈관질환, 심혈관 질환, 당뇨병, 고혈압 등 만성질환의 유병률은 계속 증가하는 추세이다(3).
	근 수삼에 대한 가공 과정을 거쳐 홍삼이 되는 과정에서, 인삼보다 어떤 기능이 더 우수해지는가?	홍삼(red ginseng)은 4-6년 근 수삼을 엄격히 선별하여 껍질을 벗기지 않은 상태에서 증기로 쪄서 건조시킨 담황갈색 또는 담적갈색을 띄는 인삼을 말하는데 이러한 가공 과정을 거치면서 인삼의 생리활성 물질인 사포닌(saponin)의 함량이 증가하고 인삼에 없는 홍삼 고유의 새로운 생리활성 성분인 ginsenoside-Rg2, Rg3, Rh2, Rs1, Rs2, Rh4과 manitol, glycero-galacto lipid, glycosyldiglyceride 등이 생성된다(11). 이러한 약리활성 성분의 변화를 갖은 홍삼은 혈액 순환 개선, 항암, 항염증 작용 등이 인삼보다 우수하다는 연구가 보고되어지고 있고(12,13), ginsenoside로 인해 지방이나 콜레스테롤의 흡수와 대사를 촉진시키며, 혈청 콜레스테롤 증가를 억제 한다는 연구 결과와(14,15) 고지방 식이 동물 실험에서 LDL 수용체의 합성 억제를 완화시켜 콜레스테롤을 저하시킨다는 보고가 있다(16).

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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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