본 연구는 대두 부산물인 순물과 침지수가 고지방 식이에 의해 비만이 유도된 마우스의 지방 제거에 미치는 영향을 조사하였다. 침지수가 포함된 일반 사료를 섭이한 실험군의 체중 및 간과 부고환지방 조직 내 지방 축적은 현저히 적은 것으로 나타났으며, 복부 내 내장 지방과 피하지방도 크게 발달하지 않은 것으로 나타나 침지수는 체내 축적된 지방량을 효과적으로 감소시키는 것으로 조사되었다. 침지수 식이군의 혈중 AST와 ALT의 활성은 대조군 수준으로 유지되었으며, 콜레스테롤 함량과 중성 지질 농도가 감소되는 것으로 나타나 침지수가 고지방 식이로 인한 혈중 효소 활성과 지질농도를 개선하는 것으로 조사되었다. 특히 침지수는 metabolic sensor 단백질인 AMPK와 ACC의 인산화를 촉진시켜 체내 지방산 산화에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한 침지수는 복부 내 피하지방과 내장지방의 축적을 억제하는 것으로 확인되었다. 따라서 대두 부산물 중 침지수는 비만이 유도된 마우스의 혈중 지질 함량을 개선할 뿐만 아니라 체내 조직의 지방 축적을 완화시키거나 제거하는 데 효과적일 것으로 사료된다.
본 연구는 대두 부산물인 순물과 침지수가 고지방 식이에 의해 비만이 유도된 마우스의 지방 제거에 미치는 영향을 조사하였다. 침지수가 포함된 일반 사료를 섭이한 실험군의 체중 및 간과 부고환 지방 조직 내 지방 축적은 현저히 적은 것으로 나타났으며, 복부 내 내장 지방과 피하지방도 크게 발달하지 않은 것으로 나타나 침지수는 체내 축적된 지방량을 효과적으로 감소시키는 것으로 조사되었다. 침지수 식이군의 혈중 AST와 ALT의 활성은 대조군 수준으로 유지되었으며, 콜레스테롤 함량과 중성 지질 농도가 감소되는 것으로 나타나 침지수가 고지방 식이로 인한 혈중 효소 활성과 지질농도를 개선하는 것으로 조사되었다. 특히 침지수는 metabolic sensor 단백질인 AMPK와 ACC의 인산화를 촉진시켜 체내 지방산 산화에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한 침지수는 복부 내 피하지방과 내장지방의 축적을 억제하는 것으로 확인되었다. 따라서 대두 부산물 중 침지수는 비만이 유도된 마우스의 혈중 지질 함량을 개선할 뿐만 아니라 체내 조직의 지방 축적을 완화시키거나 제거하는 데 효과적일 것으로 사료된다.
Here we study the anti-obesity effects of by-product from soybean on mouse fed high fat diet. The body weight gain, visceral and subcutaneous adipose tissue weight, liver and epididymal adipose tissue weight in freeze-dried soybean-soaking-water (SSW) powder fed group showed lower level than those i...
Here we study the anti-obesity effects of by-product from soybean on mouse fed high fat diet. The body weight gain, visceral and subcutaneous adipose tissue weight, liver and epididymal adipose tissue weight in freeze-dried soybean-soaking-water (SSW) powder fed group showed lower level than those in high fat diet (HFD) group by determining with weight measuring and histological methods. Also, histological analyses of the liver and fat tissues of SSW grouped mice revealed significantly less number of lipid droplets formation and smaller size of adipocytes compared to the HFD group. Moreover, the levels of total serum cholesterol, LDL-cholesterol and the atherogenic index were decreased in the SSW groups. Especially, in SSW group, the levels of phosphorylation of two lipid oxidation enzymes, adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and acetyl-CoA carboxylasse (ACC) were elevated hence that may activate fatty acid oxidation. But AST and ALT levels were not changed in blood. By micro-CT analysis of abdomen, SSW groups significantly showed a tendency to decrease visceral and subcutaneous fats as well as fat-deposited areas compared to HFD group. Taken together, we suggest that soybean soaking water has a function in ameliorating obesity through inhibiting lipid synthesis as well as stimulating fatty acid oxidation.
Here we study the anti-obesity effects of by-product from soybean on mouse fed high fat diet. The body weight gain, visceral and subcutaneous adipose tissue weight, liver and epididymal adipose tissue weight in freeze-dried soybean-soaking-water (SSW) powder fed group showed lower level than those in high fat diet (HFD) group by determining with weight measuring and histological methods. Also, histological analyses of the liver and fat tissues of SSW grouped mice revealed significantly less number of lipid droplets formation and smaller size of adipocytes compared to the HFD group. Moreover, the levels of total serum cholesterol, LDL-cholesterol and the atherogenic index were decreased in the SSW groups. Especially, in SSW group, the levels of phosphorylation of two lipid oxidation enzymes, adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and acetyl-CoA carboxylasse (ACC) were elevated hence that may activate fatty acid oxidation. But AST and ALT levels were not changed in blood. By micro-CT analysis of abdomen, SSW groups significantly showed a tendency to decrease visceral and subcutaneous fats as well as fat-deposited areas compared to HFD group. Taken together, we suggest that soybean soaking water has a function in ameliorating obesity through inhibiting lipid synthesis as well as stimulating fatty acid oxidation.
, 2009), 각종 식품의 생산 후에 폐기되는 부산물의 기능성 소재로서의 가능성에 대한 탐색과 활용방법 등에 대한 연구가 진행되고 있으나 두부 제조 시에 발생되는 대두 부산물은 이의 기능성 소재로서의 가치에 대해 거의 관심을 주지 않고 있는 형편이다. 따라서 본 연구에서는 두부 제조과정 중에 폐기되는 순물과 침지수의 기능성 소재로서의 가치를 살펴보기 위해 대두 부산물이 고지방 식이로 유도된 비만 마우스에 미치는 영향을 조사하고자 하였다.
본 연구는 두부 제조과정 중에 생성되는 대두 부산물인 순물과 침지수가 비만 마우스에 미치는 영향을 조사하였다. 우선 사료에 따른 마우스 체중의 변화를 살펴보면 비만 유도 후 지속적으로 고지방사료를 섭이시킨 고지방 식이군의 체중은 일반사료만을 섭이시킨 대조군과 비교하여 약 3.
제안 방법
각 실험군은 군당 10 마리씩으로 하였으며, Z열 방식으로 4개의 실험군으로 나누어 본 실험에 사용하였다. 각각의 실험군은 비만 유도 후 일반 사료를 섭취시킨 대조군(Control group), 지속적으로 고지방 사료를 섭취시킨 실험군(HFD group), 일반사료에 10% 순물 분말을 첨가한 사료를 섭취시킨 실험군(SCW group) 및 일반사료에 10% 침지수 분말을 포함시킨 사료를 섭취시킨 실험군(SSW group)으로 구분하여 추가로 8 주간 사육하였다. 본 실험에서 순물과 침지수의 농도는 예비 실험상에서 10%의 순물과 침지수가 포함된 사료가 항비만 개선에 가장 효과적인 것으로 확인되어 이에 준하여 실험을 진행하였다(data not shown).
마우스의 복부 지방 부피를 측정하기 위하여 실험종료일에 생체 내 미세단층촬영 시스템 (In-vivo Micro-CT, Skyscan 1076, SKYSCAN N.V., Belgium)을 이용하여 촬영한 영상으로 부터 Mimics 13.0 (materialise N.V., Belgium) 프로그램을 이용하여 마우스 복부 내 조직의 그레이 수치를 구하였다. 경계치 기법(threshold method)을 이용하여 측정된 각 조직의 그레이 수치를 기준으로 영상 내에서 등뼈 (lumbar vertebral), 체지방 조직 (lean tissue), 지방 (adipose tissue), 피부 (skin)로 각 영역을 구분하였고, 추출한 복부 지방 조직을 3 차원 구조로 재구성하여 이로부터 부피를 측정하였다.
각각의 실험군은 비만 유도 후 일반 사료를 섭취시킨 대조군(Control group), 지속적으로 고지방 사료를 섭취시킨 실험군(HFD group), 일반사료에 10% 순물 분말을 첨가한 사료를 섭취시킨 실험군(SCW group) 및 일반사료에 10% 침지수 분말을 포함시킨 사료를 섭취시킨 실험군(SSW group)으로 구분하여 추가로 8 주간 사육하였다. 본 실험에서 순물과 침지수의 농도는 예비 실험상에서 10%의 순물과 침지수가 포함된 사료가 항비만 개선에 가장 효과적인 것으로 확인되어 이에 준하여 실험을 진행하였다(data not shown). 사료의 조성은 Table 1에 제시하였으며 식이와 식수는 자유롭게 섭취하도록 하였다.
순물과 침지수가 비만 표적 단백질인 AMPK와 ACC의 활성에 미치는 효과를 조사하기 위하여 간조직에서 p-AMPK와 p-ACC의 상대적 인산화비를 비교 분석하였다. AMPK의 인산화비는 대조군의 발현에 대해 상대적인 인산화비로 조사한 결과 고지방 식이군은 대조군에 비해 상대적으로 낮은 47.
순물과 침지수가 비만에 의한 간 손상 지표 효소와 지질 농도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 각 실험군별로 혈액 내 AST와 ALT의 활성, TC, HDL-C, LDL-C 및 TL의 수준을 분석하였다. 혈액 성분 중 AST 활성은 대조군과 각 실험군을 비교하였을 때에 고지방 식이군은 37.
05℃, 습도 61 ± 1%, 명암 12 시간 주기)에서 1 주일간 순치시킨 후 실험에 사용하였다. 이 후 8 주간 고지방 사료를 섭취시켜 비만을 유도하였으며 일반사료를 섭이한 실험군과 고지방 사료를 섭이한 실험군 간의 체중이 20% 이상 차이가 나는 비만한 개체들 만을 선별하였다. 각 실험군은 군당 10 마리씩으로 하였으며, Z열 방식으로 4개의 실험군으로 나누어 본 실험에 사용하였다.
대상 데이터
두부 제조 과정 중에 생산되어 폐기되는 대두(Glycine max)의 순물(soybean curd whey, SCW)과 침지수(soybean soaking water, SSW)를 (주)하회종합식품으로 부터 제공받아 동결 건조 후 본 실험의 시료로 사용하였다. 실험에 사용한 3 주령 수컷 마우스(C57BL/6)는 (주)샘타코에서 구입하였으며, Dyets 사의 제조법에 따라 제조된 일반사료(AIN-76A purified rodent diet)와 고지방사료(40% beef tallow+AIN-76A diet)는 (주)중앙실험동물로부터 구입하였다.
본 실험에서 사용한 마우스는 일정한 조건의 사육실(온도 21.4 ± 0.05℃, 습도 61 ± 1%, 명암 12 시간 주기)에서 1 주일간 순치시킨 후 실험에 사용하였다. 이 후 8 주간 고지방 사료를 섭취시켜 비만을 유도하였으며 일반사료를 섭이한 실험군과 고지방 사료를 섭이한 실험군 간의 체중이 20% 이상 차이가 나는 비만한 개체들 만을 선별하였다.
두부 제조 과정 중에 생산되어 폐기되는 대두(Glycine max)의 순물(soybean curd whey, SCW)과 침지수(soybean soaking water, SSW)를 (주)하회종합식품으로 부터 제공받아 동결 건조 후 본 실험의 시료로 사용하였다. 실험에 사용한 3 주령 수컷 마우스(C57BL/6)는 (주)샘타코에서 구입하였으며, Dyets 사의 제조법에 따라 제조된 일반사료(AIN-76A purified rodent diet)와 고지방사료(40% beef tallow+AIN-76A diet)는 (주)중앙실험동물로부터 구입하였다. Western blot에 사용한 항체는 Cell Signaling Technology Inc.
데이터처리
모든 실험은 독립적으로 3회 이상 실시하였으며, 각 실험에서 얻어진 결과는 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 통계처리는 SPSS version 12.
모든 실험은 독립적으로 3회 이상 실시하였으며, 각 실험에서 얻어진 결과는 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 통계처리는 SPSS version 12.0로 분석한 후 t-검정을 실시하여 분산과 평균의 동일성 여부를 검정하였으며, 분석결과는 일원분산분석 (one way ANOVA)에 의한 Duncan 검정을 실시하여 p값이 0.05 미만일 때 유의한 것으로 간주하였다.
이론/모형
LDL-C (low density lipoprotein cholesterol 함량 측정은 Friedewald et al. (1972)의 방법에 따라 산출하였다. TL (total lipid) 함량 측정은 Frings과 Dunn (1970)의 방법에 준하여 조제된 kit (Asan, Gyunggi, Korea)를 사용하여 550 ㎚에서 흡광도를 측정하였고, 표준 검량선에 준해 혈중 함량을 ㎎/㎗로 표시하였다.
HDL-C (high density lipoprotein cholesterol)함량 측정은 Noma et al. (1978)의 효소 측정법에 의하여 조제된 kit (Asan, Gyunggi, Korea)를 사용하였으며, 시약 blank를 대조군으로 500 ㎚에서 흡광도를 측정하여 표준 검량선에 준해 혈중 함량은 ㎎/㎗로 표시하였다. LDL-C (low density lipoprotein cholesterol 함량 측정은 Friedewald et al.
혈액은 각 실험 종료시점에 채취하여 3,500 rpm에서 10분간 원심분리 한 후 혈장만을 회수하여 분석 전까지 -80℃에서 보관하였다. AST (Aspartate aminotransferase), ALT (Alanine aminotransferase)의 활성 측정은 Reitman과 Frankle (1957)의 방법에 준하여 각각의 기질액에 혈장을 첨가하고 37℃에서 ALT는 30분, AST는 60분간 반응시켰다. 이 후 발색 시약과 0.
4 N NaOH를 가해 10분간 방치 후 505 ㎚에서 흡광도를 측정하여 검량선에 준해 활성도를 환산하였다. TC (total cholesterol) 함량 측정은 Richmond (1976)의 효소 측정법에 의하여 조제된 kit (Asan, Gyunggi, Korea)를 사용하였고, 시약 blank를 대조군으로 하여 500 ㎚에서 흡광도를 측정하여 표준 검량선에 준해 혈중 함량은 ㎎/㎗로 표시하였다. HDL-C (high density lipoprotein cholesterol)함량 측정은 Noma et al.
(1972)의 방법에 따라 산출하였다. TL (total lipid) 함량 측정은 Frings과 Dunn (1970)의 방법에 준하여 조제된 kit (Asan, Gyunggi, Korea)를 사용하여 550 ㎚에서 흡광도를 측정하였고, 표준 검량선에 준해 혈중 함량을 ㎎/㎗로 표시하였다.
간 조직에서 비만 표적 단백질인 AMPK (monophosphate-activated protein kinase)와 ACC (acetyl-CoA carboxylase)의 인산화비를 확인하기 위해 western blot 방법을 사용하였다. 간 조직을 lysis buffer (50 mM Tris-HCl pH=7.
간 조직에서 비만 표적 단백질인 AMPK (monophosphate-activated protein kinase)와 ACC (acetyl-CoA carboxylase)의 인산화비를 확인하기 위해 western blot 방법을 사용하였다. 간 조직을 lysis buffer (50 mM Tris-HCl pH=7.5, 1 mM EDTA, 0.25% sucrose, 0.4 ㎎/㎖ digonin and 1.5 mM PMSF)를 이용하여 균질화 하였으며, 단백질은 Bradford (1976)법에 따라 정량하였다. 간 조직 내 AMPK의 인산화비는 간에서 추출한 단백질 40 ㎍을 전기영동한 후 1차 antibody (p-AMPK-alpha) (Cell signaling Technology, Beverly, USA)를 처리하였고, 2 차 antibody (anti-rabbit IgG-HRP) (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA)를 처리하여 확인하였고, ACC의 인산화비는 간에서 추출한 단백질을 전기영동을 한 후 1차 antibody (p-acetyl-CoA)를 처리하였고, 2차 antibody (anti-rabbit IgG-HRP) (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, USA)를 처리하였다.
, Belgium) 프로그램을 이용하여 마우스 복부 내 조직의 그레이 수치를 구하였다. 경계치 기법(threshold method)을 이용하여 측정된 각 조직의 그레이 수치를 기준으로 영상 내에서 등뼈 (lumbar vertebral), 체지방 조직 (lean tissue), 지방 (adipose tissue), 피부 (skin)로 각 영역을 구분하였고, 추출한 복부 지방 조직을 3 차원 구조로 재구성하여 이로부터 부피를 측정하였다. 측정된 각 개체의 체중량과 복부 전체 지방 부피, 복부 피하 지방 부피 및 복부 내장 지방부피는 표로 나타내었다(Table 4).
성능/효과
도한 micro-CT 분석에 따르면 침지수는 복부 및 피하의 지방이 축적되는 것을 억제하거나 제거하는 것으로 분석되었다. 따라서 대두의 침지수는 비만이 유도된 마우스의 혈중 지질 함량을 개선할 뿐만 아니라 체내 조직의 지방 축적을 완화시키거나 제거하는 데 효과적일 것으로 사료된다.
본 연구에서도 간과 부고환의 지방 조직의 중량은 대조군에 비해 고지방 식이군과 순물 식이군이 약 10% 높았으나 침지수 식이군에서는 대조군 보다 낮은 것으로 확인되었다(Table 2). 또한 각 실험군별 간과부고환의 지방 조직을 관찰해보면 고지방 식이군과 순물 식이군의 지방세포는 지방 침착과 지방구의 크기가 비대해져 지방공포 현상과 세포 비대화가 확인되었으나 침지수 식이군은 지방세포 내 지방 침착과 공포 현상이 완화되었으며 지방구의 크기가 크게 발달하지 않은 것으로 확인되어 침지수는 지방 축적을 억제하거나 저하시켜 비만 해소에 효과적으로 작용하는 것으로 사료된다(Figs. 2, 3).
(2011)은 비지콩 부산물이 첨가된 식이가 비만이 유도된 동물모델에 미치는 영향을 조사한 결과 고지방 식이군에 비해 체중량이 낮은 것으로 보아 체중량의 감소 효과가 높을 것이라고 한 바 있다. 본 연구에서 실험군의 식이섭취량은 실험군간 유의적인 차이를 보이지 않았으나 체중은 대조군, 고지방 식이군 및 순물 식이군 간에는 유의적 차이를 나타내지 않았지만 침지수 식이군의 체중은 대조군에 비해 26.7% 낮게 조사된 것으로 보아 대두 부산물 중 침지수가 체중 감소 혹은 지방 제거에 매우 효과적인 기능성 소재로서의 가능성을 시사해주고 있다.
(2007)에 따르면 콩 부산물인 비지는 고지방식이로 인한 간세포 중심정맥 주위의 지방증과 세포 손상을 감소시켜 비만 예방 효과가 높다고 한 바 있다. 본 연구에서도 간과 부고환의 지방 조직의 중량은 대조군에 비해 고지방 식이군과 순물 식이군이 약 10% 높았으나 침지수 식이군에서는 대조군 보다 낮은 것으로 확인되었다(Table 2). 또한 각 실험군별 간과부고환의 지방 조직을 관찰해보면 고지방 식이군과 순물 식이군의 지방세포는 지방 침착과 지방구의 크기가 비대해져 지방공포 현상과 세포 비대화가 확인되었으나 침지수 식이군은 지방세포 내 지방 침착과 공포 현상이 완화되었으며 지방구의 크기가 크게 발달하지 않은 것으로 확인되어 침지수는 지방 축적을 억제하거나 저하시켜 비만 해소에 효과적으로 작용하는 것으로 사료된다(Figs.
(2012)은 콩나물 콩을 이용한 대두, 청국장 및 된장 분말이 당뇨 유발로 증가된 혈청 지질대사를 개선시켜 당뇨증세 완화에 긍정적으로 작용할 것이라 하였다. 본 연구에서도 고지방 식이에 의해 혈액 내 지질 함량은 증가되고 AMPK와 ACC의 인산화는 감소되는 것으로 나타났으나 침지수 식이군의 경우 혈액 내 콜레스테롤 함량과 중성 지질 농도가 현저히 감소되었으며, metabolic sensor에 해당하는 단백질 활성화가 억제되는 것으로 나타나 비만으로 인한 심혈관계 질환에 대한 위험성을 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다(Table 3, Fig. 4).
(2008)은 micro-CT를 이용하여 마황(Ephedra sinica)과 마우(Amorphophallus riveri)가 고지방 식이로 인한 피하지방, 내장지방, 갈색지방, 전체지방의 면적에 미치는 영향을 조사한 결과 고지방 식이군에 비하여 마황과 마우를 함께 처리하였을 때 지방 축적량이 감소한다고 보고한 바 있다. 본 연구에서도 마우스의 총 지방과 피하지방 및 내장지방의 분포를 분석해 보면 침지수 식이군은 고지방 식이군과 순물 식이군에 비해 복부 내 지방이 많이 발달되어 있지 않는 것으로 확인되어 침지수가 체지방의 축적을 억제하는 것으로 생각된다(Table 4, Fig. 5).
본 연구는 두부 제조과정 중에 생성되는 대두 부산물인 순물과 침지수가 비만 마우스에 미치는 영향을 조사하였다. 우선 사료에 따른 마우스 체중의 변화를 살펴보면 비만 유도 후 지속적으로 고지방사료를 섭이시킨 고지방 식이군의 체중은 일반사료만을 섭이시킨 대조군과 비교하여 약 3.4% 체중이 감소되었으나, 순물 식이군에서 체중이 3.6% 증가한 것으로 나타났다. 그러나 침지수 식이군에서는 대조군에 비해 체중이 26.
이러한 결과로 미루어 보아 대두 부산물인 순물과 침지수가 비만 마우스의 지방 제거에 미치는 영향을 살펴본 결과 침지수는 간과 부고환의 지방 조직 내 지방 축적을 억제하고 있으며, 혈액 내 AST와 ALT의 활성은 대조군 수준으로 유지시키고 있으며 혈중 콜레스테롤 및 중성 지질의 농도도 감소시키는 것으로 확인되었다. 도한 micro-CT 분석에 따르면 침지수는 복부 및 피하의 지방이 축적되는 것을 억제하거나 제거하는 것으로 분석되었다.
8% 정도의 증가율을 보였으며 ALT 활성은 대조군에 비해 고지방 식이군과 순물 식이군이 모두 증가하였으나 침지수 식이군의 경우 대조군과 유사한 수치를 나타내었다. 이와 더불어 혈장 중 총 콜레스테롤 수치(TC)는 대조군에 비하여 고지방 식이군이 16.5%, 순물 식이군이 18.0%, 침지수 식이군이 13.6% 높은 것으로 측정되었고, 특히 중성지방 함량(TL)은 고지방 식이군이 대조군에 비해 23.9% 높은 것으로 측정되어 매우 큰 폭의 수치변화를 보였으며, 순물 식이군이 11.0%, 침지수 식이군이 3.8% 높은 것으로 나타나 침지수 식이군이 고지방 식이로 인한 체내 콜레스테롤과 중성 지방의 함량을 낮춰주는데 효과적으로 작용하는 것으로 확인되었다. 또한 HDL-콜레스테롤 수치는 실험군별 큰 차이를 보이지 않았으나, LDL-콜레스테롤 수치는 침지수 식이군이 고지방 식이군과 순물 식이군에 비하여 가장 낮은 수준을 보였다(Table 3).
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