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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 제5기 2차년도 국민건강영양조사결과를 활용하여 한식 식품군의 총 페놀함량, in vitro 항산화활성, 그리고 인체세포를 이용한 ex vivo DNA 손상 감소효과를 비교하여 각 실험법들 간의 상관성을 분석하고, 각 한식 식품군의 TDAC에 대한 기여도를 알아보기 위해 수행되었다.
- 본 연구는 제5기 2차년도 국민건강영양조사 결과를 활용하여 한식 식품군의 총 페놀 함량, in vitro 항산화활성 및 인체세포를 이용한 ex vivo DNA 손상 감소효과를 비교하고, 각 지표간의 상관성을 분석하며, 한식의 총 식사 항산화능에 대한 각 식품군의 기여도를 알아보기 위해 수행되었다. 제5기 2차년도 국민건강영양조사 결과를 바탕으로 한식의 식물성 식품을 10가지 식품군 (곡류, 과일류, 채소류, 견과류, 김치류, 해조류, 감자류, 버섯류, 두류, 오일류)으로 분류한 후 각 식품군별로 총 섭취량의 1% 이상 섭취한 식품 84종을 한식의 식물성 식품으로 최종 선정하였다.
- 한식의 총 항산화능(TDAC)은 식품군의 섭취량을 고려하여 계산되므로, 항산화활성이 가장 낮았던 곡류가 한식의 총 항산화능에 가장 큰 기여를 하고 있다는 사실을 다시 한 번 확인하였으며, 식사의 올바른 항산화활성 평가를 위해서는 섭취량을 고려한 총 항산화능의 개념으로 접근할 필요성을 보여준다. 본 연구에서는 식사의 항산화활성 평가도구로서 TDAC의 유용성을 밝히고, 한식 식품군의 in vitro 항산화 활성과 ex vivo DNA 손상 보호효과의 높은 상관관계를 증명하였다. 이러한 결과는 식물성 식품이 풍부한 한식 식사패턴을 유지하는 것이 인체 내에서 산화스트레스로 인한 손상을 보호하여 질병을 예방할 수 있을 가능성이 있음을 증명한다.
제안 방법
- 9%) 190 μl와 농도 별로 희석한 시료 10 μl를 넣고 37oC에서 30분 동안 항온유지 한 후 517 nm에서 ELISA reader(Tecan Austria, Salzburg, Austria)를 사용하여 흡광도를 측정하였다.23 식품군 시료의 항산화활성은 각 농도 별 산화 억제 값(inhibition %)을 slope 방정식을 통해 계산하여 radical을 50% 저해하는 농도인 IC50(the half maximal inhibitory concentration)으로 나타내었으며, 이 값이 작을수록 항산화 활성이 높은 것으로 해석하였다.
- 3가지 in vitro 실험법 (DPPH, TEAC, ORACROO•)을 모두 포함한 식품군의 항산화활성을 비교하기 위해 세가지 실험법의 단위를 trolox equivalent (TE)으로 전환한 후, 각 항산화활성을 평균내어 산출해 본 식품군의 항산화활성은 Fig. 2와 같다.
- 7 mM ABTS와 2.45 mM K2S2O8을 D.W. 5 ml에 녹인후 호일에 씌워 상온에서 12~16시간 방치하여 ABTS radical 을 생성 시킨 후 D.W.로 희석하여 734 nm에서 흡광도 값 0.70(± 0.02)인 ABTS 희석용액을 만들었다.
- 96-well micro-plate(white)에 120 µM DPPH/ethanol solution(99.9%) 190 μl와 농도 별로 희석한 시료 10 μl를 넣고 37oC에서 30분 동안 항온유지 한 후 517 nm에서 ELISA reader(Tecan Austria, Salzburg, Austria)를 사용하여 흡광도를 측정하였다.
- Comet image 분석을 위해 20 μl/ml 농도의 ethidium bromide로 핵을 염색하여 형광 현미경(Leica, Germany)상에서 관찰하고, CCD camera(Nikon, Japan)를 통해 보내진 각각의 세포 image는 comet image analyzing system (Kinetic image 4.0, UK)이 설치 된 컴퓨터상에서 분석하였다.
- In vitro 실험법(DPPH, TEAC, ORACROO•)을 이용하여 측정한 항산화활성과 각 식품군의 일일 일인 평균 섭취량을 고려하여 DAC를 계산한 후 총 식사 항산화능(total dietary antioxidant capacity, TDAC)에 대한 각 식품군의 기여도를 평가하였다.
- 각 식품군의 총 페놀함량을 측정하였고, DPPH radical scavenging assay, TEAC assay, ORAC ROO• assay를 사용하여 in vitro 항산화능을 측정하였다.
- 두 번의 메탄올 추출물을 합하여 시료를 완성하였다. 각각의 메탄올-아세톤 추출물, 오일류의 메탄올 추출물을 in vitro 총 페놀 함량과 항산화 활성, DNA 손상 정도를 측정하는 시료로 사용하였다.
- 건강한 성인 여성 5명을 대상으로 채혈한 후 임파구 분리하여 여기에 식품군 10종(버섯류, 채소류, 과일류, 해조류, 김치류, 견과류, 두류, 감자류, 곡류, 오일류) 및 총 한식 혼합군(total) 1종을 포함한 11종의 식품군을 처리하여 DNA 손상 감소 효과를 COMET assay로 알아본 결과는 Table 3 및 Fig. 4와 같다. Tail moment 지표로 본 DNA 손상은 식품 추출물을 처리하진 않은 positive control(H2O2)에 비해 버섯류, 채소류 및 과일류에서 가장 낮아 DNA 손상의 회복 효과가 가장 높음을 보였고, 그 다음은 해조류, 김치류, 견과류, total, 두류, 감자류, 곡류 및 오일류의 순이었다(Fig.
- 21 본 연구에서 항산화활성에 측정에 사용된 모든 시료는 동결건조 된 시료로 진행하였으나 식품 섭취량을 고려한 DAC를 산출하기 위해서는 동결건조 전 신선한 식품의 항산화활성이 필요하다. 따라서 신선한 식품의 항산화활성은 식품의 동결건조 전(fresh)과 동결건조 후(dry)의 무게로부터 구한 계수동결 건조계수(freeze-drying factor)를 사용하여 환산하였다. In vitro 실험법(DPPH, TEAC, ORACROO•)을 이용하여 측정한 항산화활성과 각 식품군의 일일 일인 평균 섭취량을 고려하여 DAC를 계산한 후 총 식사 항산화능(total dietary antioxidant capacity, TDAC)에 대한 각 식품군의 기여도를 평가하였다.
- 본 연구에서 사용한 한식 식품군을 대상으로 총 페놀함량, 3가지 in vitro 항산화 활성 측정법, 그리고 ex vivo 세포 임파구 DNA 손상 회복능력을 측정하는 comet assay 등 각 측정법 간의 상관관계를 본 결과는 Table 4와 같다. 먼저 총 페놀함량과 다른 실험법 간의 상관관계를 보면 in vitro에서는 DPPH 소거능 실험법(r = 0.
- 분리된 임파구에 식품군 10종(버섯류, 채소류, 과일류, 해조류, 김치류, 견과류, 두류, 감자류, 곡류, 오일류) 및 총 한식 혼합군(total군) 1종을 포함한 11종의 식품군 시료를 최대 손상 감소 효과가 나타난 50 μg/ml 농도로 처리하여 DNA 손상 감소 효과를 comet assay로 알아보았다.
- C에서 2분 간격으로 형광 값을 측정하였다(excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm). 시료의 결과 값은 각 시료의 형광이 감소하는 곡선 아래 부분의 총 면적(net area under the curve)을 산출하여 trolox에 의해 보호된 curve area와 비교하여 trolox equivalents(TE)로 나타내었다.24
- 연구에서는 한식에서 섭취하는 식물성 식품을 선정하기 위해 제 5기 2차년도 국민건강영양조사(국건영) 결과를 활용하였다(Table 1). 식물성 식품을 10가지 식품군(곡류, 과일류, 채소류, 견과류, 김치류, 해조류, 감자류, 버섯류, 오일류, 두류)으로 분류한 후, 각 식품군별 섭취량의 1% 이상을 섭취한 식품 84종을 한식의 식물성 식품으로 최종 선정하였다. 선정된 식물성 식품은 대전 지역 시중에서 신선한 상태로 구입하였고, 식물성 식품과 기름은 각각 별도의 과정을 거쳐 전 처리 하였다.
- 선정된 식물성 식품은 대전 지역 시중에서 신선한 상태로 구입하였고, 식물성 식품과 기름은 각각 별도의 과정을 거쳐 전 처리 하였다. 식물성 식품의 섭취 방법은 식품마다 다양하므로 각 식품 마다 일반적으로 섭취할 수 있는 상태의 가공과정을 사용하여 처리하였다. 가열 조리된 상태로 섭취하는 식품은 삶기, 데치기 등의 방법을 이용하여 처리하였으며, 조리가 필요하지 않은 식품은 세척하거나 구입 시 식품 상태 그대로 사용하였다.
- 연구에서는 한식에서 섭취하는 식물성 식품을 선정하기 위해 제 5기 2차년도 국민건강영양조사(국건영) 결과를 활용하였다(Table 1). 식물성 식품을 10가지 식품군(곡류, 과일류, 채소류, 견과류, 김치류, 해조류, 감자류, 버섯류, 오일류, 두류)으로 분류한 후, 각 식품군별 섭취량의 1% 이상을 섭취한 식품 84종을 한식의 식물성 식품으로 최종 선정하였다.
- 본 연구는 제5기 2차년도 국민건강영양조사 결과를 활용하여 한식 식품군의 총 페놀 함량, in vitro 항산화활성 및 인체세포를 이용한 ex vivo DNA 손상 감소효과를 비교하고, 각 지표간의 상관성을 분석하며, 한식의 총 식사 항산화능에 대한 각 식품군의 기여도를 알아보기 위해 수행되었다. 제5기 2차년도 국민건강영양조사 결과를 바탕으로 한식의 식물성 식품을 10가지 식품군 (곡류, 과일류, 채소류, 견과류, 김치류, 해조류, 감자류, 버섯류, 두류, 오일류)으로 분류한 후 각 식품군별로 총 섭취량의 1% 이상 섭취한 식품 84종을 한식의 식물성 식품으로 최종 선정하였다. 각 식품군의 총 페놀함량을 측정하였고, DPPH radical scavenging assay, TEAC assay, ORAC ROO• assay를 사용하여 in vitro 항산화능을 측정하였다.
- 추출물 시료를 4oC에서 30분 동안 임파구 세포에 반응시키고 PBS로 세척 한 다음 산화스트레스에 의한 DNA 손상을 유발시키기 위해, 전처리한 임파구 세포에 100 µM의 H2O2를 가하여 4oC에서 5분 동안 반응시킨 다음 PBS로 세척하였다.
- 한국인이 하루 동안 섭취한 식사로부터 얻을 수 있는 모든 식물성 식품의 총항산화활성(total dietary antioxidant capacity, TDAC)을 추정하기 위해 세가지 실험법의 평균 값으로부터 얻은 항산화활성 (dietary antioxidant capacity, DAC)과 그 식품군의 일일 평균 섭취량(per capita daily intake in the Korean diet)을 곱하였으며 그 결과는 Table 2와 같다. 또한 이렇게 계산한 하루 한국인 식사의 TDAC로부터 각 식품군의 기여도를 알아 본 결과는 Fig.
- 한식의 10가지 식품군과 식품군 전체 혼합 샘플(total)의 추출물 시료를 제조하기 위해 각 샘플이 들어 있는 시험관에 50% 메탄올 (methanol : D.W = 50 : 50)을 넣고 실온에서 1시간 동안 shaking 하였다.
- 각 식품군의 총 페놀함량을 측정하였고, DPPH radical scavenging assay, TEAC assay, ORAC ROO• assay를 사용하여 in vitro 항산화능을 측정하였다. 한식의 식품군별 항산화능 (dietary antioxidant capacity, DAC)은 in vitro항산화활성 평균값과 각 식품군의 1일 섭취량을 고려하여 계산하였고 한식 TDAC는 각 식품군의 DAC로의 합으로 구하였으며, TDAC에 대한 각 식품군 항산화능의 기여도를 평가하였다. 인체 임파구에서의 ex vivo DNA 손상 정도는 comet assay를 사용하여 평가하였다.
- 항산화 활성은 trolox standard curve를 이용하여 산출하였으며, 모든 결과는 trolox equivalents (TE, μM)으로 환산하여 나타내었다.
- 형광표준용액 80 nM fluorescein solution 100 μl, 식품군 추출물 시료 50 μl, peroxyl 라디칼 생성을 위한 80 mM AAPH(2,2'-azobis(2-amidino-propane) dihydrochloride) 50 μl를 잘 혼합한 후 GENios fluorescence plate reader(TECAN Trading AG, Switzerland)를 이용하여 37oC에서 2분 간격으로 형광 값을 측정하였다(excitation wavelength 485 nm, emission wavelength 535 nm).
대상 데이터
- 본 연구는 건강한 성인을 대상으로 채혈하여 한식 식품군의 DNA 손상 감소 효과 여부를 알아보는 인체 대상 연구이므로 수행에 앞서 한남대학교 인체연구심의위원회(IRB)의 승인을 받았다(2013-07k). 건강한 20대 성인 여성 5명의 자발적인 동의를 받아 채혈을 진행하였으며, 채혈된 신선한 전혈은 3시간 이내에 임파구를 분리하였다. 분리된 임파구에 식품군 10종(버섯류, 채소류, 과일류, 해조류, 김치류, 견과류, 두류, 감자류, 곡류, 오일류) 및 총 한식 혼합군(total군) 1종을 포함한 11종의 식품군 시료를 최대 손상 감소 효과가 나타난 50 μg/ml 농도로 처리하여 DNA 손상 감소 효과를 comet assay로 알아보았다.
- 식물성 식품을 10가지 식품군(곡류, 과일류, 채소류, 견과류, 김치류, 해조류, 감자류, 버섯류, 오일류, 두류)으로 분류한 후, 각 식품군별 섭취량의 1% 이상을 섭취한 식품 84종을 한식의 식물성 식품으로 최종 선정하였다. 선정된 식물성 식품은 대전 지역 시중에서 신선한 상태로 구입하였고, 식물성 식품과 기름은 각각 별도의 과정을 거쳐 전 처리 하였다. 식물성 식품의 섭취 방법은 식품마다 다양하므로 각 식품 마다 일반적으로 섭취할 수 있는 상태의 가공과정을 사용하여 처리하였다.
- 일련의 과정을 마친 임파구를 채취하여 75 μl의 0.85% low melting agarose gel (LMA)와 섞은 후 0.75%의 normal melting agarose (NMA)가 precoating 된 fully frosted slide 위에 분산시켜 cover glass로 덮어 준 후 4oC 냉장고에서 겔을 굳혀 주었다.
- 가열 조리된 상태로 섭취하는 식품은 삶기, 데치기 등의 방법을 이용하여 처리하였으며, 조리가 필요하지 않은 식품은 세척하거나 구입 시 식품 상태 그대로 사용하였다. 전 처리된 한식의 식물성 식품은 각 식품 마다 국건영 결과에 따라 1인 1일 섭취량 비율로 혼합하여 10가지 식품군 샘플을 만들었으며, 이 10가지 식품군을 섭취량 비율대로 모두 혼합하여 만든 식품군인 총 한식 혼합군(total군)을 포함하여 11가지 실험용 시료를 준비하였다. 준비 된 샘플은 동결건조하여 분석 시까지 -20oC 냉동고에 저장하였다.
데이터처리
- Different letters are significantly different among groups by Duncan’s multiple range test.
- 모든 통계분석은 statistical package for social science(SPSS-PC+, version 22)를 이용하였으며, 각 식품군으로부터 얻은 결과 값은 평균 ± 표준편차 또는 표준오차 (mean ± SD or SE)로 나타내었다.
- 식품 그룹 간 비교를 위해 oneway ANOVA를 시행하여 F값을 구하고 Duncan’s multiple range test를 이용하여 그룹 간 유의적 차이를 검증하였다(p < 0.05).
이론/모형
- Comet assay는 Singh 등25의 방법에 따라 진행하였다. 추출물 시료를 4oC에서 30분 동안 임파구 세포에 반응시키고 PBS로 세척 한 다음 산화스트레스에 의한 DNA 손상을 유발시키기 위해, 전처리한 임파구 세포에 100 µM의 H2O2를 가하여 4oC에서 5분 동안 반응시킨 다음 PBS로 세척하였다.
- Folin-Ciocalteu Phenol법22에 따라 시험관에 시료 희석액 1 ml, 95% ethanol 1 ml, 증류수 5 ml을 가한 후 50% Folin-Ciocalteu Phenol reagent 0.5 ml를 넣고 혼합하여 상온에서 5분간 반응 시킨 다음 Na2CO3 1 ml을 넣고 암실에서 1시간 동안 반응시켰다. 이 혼합 용액은 spectrophotometer (Shimadzu Inc.
- 한식의 식품군별 항산화능 (dietary antioxidant capacity, DAC)은 in vitro항산화활성 평균값과 각 식품군의 1일 섭취량을 고려하여 계산하였고 한식 TDAC는 각 식품군의 DAC로의 합으로 구하였으며, TDAC에 대한 각 식품군 항산화능의 기여도를 평가하였다. 인체 임파구에서의 ex vivo DNA 손상 정도는 comet assay를 사용하여 평가하였다. 한식 식품군의 총 페놀함량은 버섯류, 과일류, 채소류, 해조류, 김치류 등의 순으로 높았으며, 3가지 in vitro 실험법을 평균한 식품군의 항산화활성 순위는 버섯류, 해조류, 채소류, 김치류, 과일류 등의 순이었다.
성능/효과
- 1) Individual items that comprised more than 1% of the total dietary intake by the group selected in this study are representative of the plant foods commonly consumed in the Korean diet.
- 1과 같다. 11가지 식물성 식품군 중 버섯류가 가장 높은 페놀함량을 나타내었으며, 그 다음이 과일류와 채소류였고, 그 다음으로 해조류, 김치류, 견과류, 한식혼합, 감자류, 두류의 순이 었으며, 곡류와 오일류의 페놀함량은 상대적으로 낮게 나타났다 (Fig. 1(a)).
- 0, UK)이 설치 된 컴퓨터상에서 분석하였다.26 결과 값은 핵으로부터 끌려 나온 꼬리의 길이(tail length, TL), 꼬리 부분에 포함된 DNA % (% DNA in tail, TD), TL과 TD를 곱한 값(tail moment, TM)의 세가지 지표로 나타냈으며, 이 지표 값은 작을수록 DNA 손상이 적은 것을 의미한다.
- 27 또한 본 실험실에서 수행된 선행연구에서 제5기 1차년도 결과를 바탕으로 81종의 우리나라 식물성 식품을 11가지 식품군으로 나누어 항산화활성(DPPH, TEAC, ORACROO•)을 측정한 결과 총 페놀함량과 항산화활성이 채소류에서 가장 높았으며, 과일류, 과일주스, 견과류, 버섯류 등의 순으로 나타났다.
- 또한 6주간 무작위-교차 식이 중재 연구를 통해 전곡과 도정된 곡류의 섭취 후에 인슐린 민감성과 지질과산화, 염증반응 marker의 차이를 측정한 결과 전곡 섭취가 공복 시 혈당에 영향을 미치지 않았으며, 지질과산화와 염증반응 마커에서도 도정된 곡류를 섭취 했을 때와 차이를 보이지 않았다.41 이러한 결과는 본 연구에서 사용 된 곡류가 전곡이 아닌 도정된 곡류로 구성되어 있음에도 불구하고 섭취량이 많음으로 인해서 한식 전체의 항산화활성에 상당부분 기여한다는 사실을 증명한다. 그러므로 식사 패턴과 질병의 상관관계 연구에 있어 개별 식품이나 식품군의 항산화능뿐 만 아니라 그 식품(군)의 섭취량을 고려해야 하는 총항산화능(TDAC)의 개념은 식사의 올바른 항산화활성을 평가하는 기준이 될 수 있으며, 나아가 질병 예방을 위해 한식을 활용한 정책 개발의 기초 자료로 사용 될 수 있을 것이다.
- 863) 였다. Ex vivo comet assay와 가장 상관관계가 깊은 실험법은 in vitro DPPH 소거능 실험법(r = 0.961)이었으며, 세가지 in vitro 실험법을 평균한 값(r = 0.895)과도 상관관계가 높았다.
- ORACR00• assay를 이용하여 항산화활성 비교해본 결과 에서는 해조류가 가장 높은 항산화활성을 보였으며, 그 다음으로 버섯류, 채소류, 김치류, 과일류, 감자류, 두류, 한식혼합 및 견과류의 순을 보였으며, 역시 곡류와 오일류의 항산화 활성이 매우 낮게 나타났다 (Fig.
- 4와 같다. Tail moment 지표로 본 DNA 손상은 식품 추출물을 처리하진 않은 positive control(H2O2)에 비해 버섯류, 채소류 및 과일류에서 가장 낮아 DNA 손상의 회복 효과가 가장 높음을 보였고, 그 다음은 해조류, 김치류, 견과류, total, 두류, 감자류, 곡류 및 오일류의 순이었다(Fig. 4). 이와 같은 결과는 % DNA in tail 지표 및 Tail length 지표에서도 비슷하게 나타나 버섯류의 DNA 손상보호효과가 가장 뛰어났으며, 그 다음이 채소류, 과일류, 해조류 등의 순서인 것으로 나타났다(Table 3).
- 한식 식품군 중 버섯류, 과일류, 채소류, 해조류에서 총 페놀함량과 항산화 활성, DNA 손상 보호효과가 높게 나타났다. 각 식품군의 총 페놀함량과 in vitro 항산화 활성, ex vivo DNA 보호효과 지표 간의 상관성은 매우 높았다. 한식의 TDAC에 대한 식품군별 항산화능 기여도는 곡류가 가장 높았고, 그 다음이 과일류, 채소류, 김치류의 순이었다.
- 인체 임파구에서 ex vivo DNA 손상 보호효과는 버섯류에서 가장 높았으며, 그 다음 채소류, 과일류, 해조류, 김치류의 순으로 나타났다. 각 식품군의 페놀함량과 in vitro 항산화 활성, 그리고 ex vivo DNA 보호효과의 순위가 비슷하게 나타났으며 각 지표간의 상관성은 매우 높았다. 한식 식품군 중 버섯류, 과일류, 채소류, 해조류에서 총 페놀함량과 항산화 활성, DNA 손상 보호효과가 높게 나타났다.
- 한식 식품군의 총 페놀함량은 버섯류, 과일류, 채소류, 해조류, 김치류 등의 순으로 높았으며, 3가지 in vitro 실험법을 평균한 식품군의 항산화활성 순위는 버섯류, 해조류, 채소류, 김치류, 과일류 등의 순이었다. 각 식품군의 항산화활성에 식품섭취량을 고려하여 계산한 한식의 TDAC에 대한 식품군의 항산화능 기여도는 곡류가 33.4%로 가장 높았으며, 과일류 (23.9%), 채소류 (12.7%), 김치류 (11.2%) 등의 순으로 나타났다. 인체 임파구에서 ex vivo DNA 손상 보호효과는 버섯류에서 가장 높았으며, 그 다음 채소류, 과일류, 해조류, 김치류의 순으로 나타났다.
- 결론적으로, 본 연구에서 한식 식품군의 총페놀 함량, in vitro 항산화활성, 그리고 인체세포를 이용한 ex vivo DNA 손상 보호효과를 측정하여 이 측정법들 간의 상관성을 비교한 결과, 한식 식품군의 총 페놀함량, in vitro 항산화 활 성 및 세포 수준에서 평가한 ex vivo DNA 손상 보호효과의 순위가 비슷한 경향을 보였으며 각 실험법들 간의 상관성도 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 사용한 11가지 한식 식품군 중에서 버섯류의 in vitro 항산화 활성과 ex vivo DNA 손상 보호효과가 가장 높게 나타났으며, 채소류와 과일류, 그리고 해조류가 그 다음의 순이었다.
- 따라서 in vitro 실험법(DPPH, TEAC, ORACROO•)으로 본 곡류의 항산화활성이 매우 낮았음에도 불구하고 총 항산화능(TDAC) 기여도가 가장 높게 나타났으며, 반대로 항산화활성이 높았던 버섯류와 해조류는 총 항산화능(TDAC) 기여도가 낮음을 보였다.
- 본 연구에서 한식 식물성 식품군의 페놀함량과 in vitro 항산화 활성은 버섯류에서 가장 많이 나타났고, 과일류, 채소류, 해조류, 견과류, 김치류 등의 순이었다. 또 ex vivo 방법으로 수행한 인체 임파구 DNA 손상 회복 효과는 버섯류, 채소류, 과일류 및 해조류의 순서로 나타났다. 아직까지 국내외적으로 섭취량을 고려한 버섯류 추출물과 채소류 추출물의 항산화 활성을 비교한 연구는 보고된 바 없다.
- 39 그러나 Enright L과 Slavin J40의 연구에서 전곡과 도정 된 곡류의 섭취 후 혈장 항산화활성을 비교하기 위해 14일 동안 무작위-교차 식이 중재연구를 실시한 결과 전곡과 도정 된 곡류를 섭취한 두 그룹 사이의 혈장 항산화활성에 유의적 차이를 보이지 않았다. 또한 6주간 무작위-교차 식이 중재 연구를 통해 전곡과 도정된 곡류의 섭취 후에 인슐린 민감성과 지질과산화, 염증반응 marker의 차이를 측정한 결과 전곡 섭취가 공복 시 혈당에 영향을 미치지 않았으며, 지질과산화와 염증반응 마커에서도 도정된 곡류를 섭취 했을 때와 차이를 보이지 않았다.41 이러한 결과는 본 연구에서 사용 된 곡류가 전곡이 아닌 도정된 곡류로 구성되어 있음에도 불구하고 섭취량이 많음으로 인해서 한식 전체의 항산화활성에 상당부분 기여한다는 사실을 증명한다.
- 매일의 식사(Korean diet)에서 식물성 식품으로부터 섭취할 수 있는 모든 항산화활성을 나타내는 총 항산화능(TDAC)에 대한 각 식품군의 기여도를 평가 한 결과 곡류가 33.4%로 가장 높은 기여도를 보였으며, 과일류(23.9%), 채소류(12.7%), 김치류(11.2%), 감자류(7.3%) 등의 순으로 나타났다. 이와 같은 결과는 국건영 1차년도 자료를 사용하여 한식 식품군의 총 항산화능에 대한 기여도를 평가한 선행 연구21에서 곡류가 39.
- 본 연구에서 사용한 한식 식품군을 대상으로 총 페놀함량, 3가지 in vitro 항산화 활성 측정법, 그리고 ex vivo 세포 임파구 DNA 손상 회복능력을 측정하는 comet assay 등 각 측정법 간의 상관관계를 본 결과는 Table 4와 같다. 먼저 총 페놀함량과 다른 실험법 간의 상관관계를 보면 in vitro에서는 DPPH 소거능 실험법(r = 0.881)과 TEAC assay(r = 0.874)가가장높았고, 그다음이 ex vivo comet assay(r = 0.863) 였다. Ex vivo comet assay와 가장 상관관계가 깊은 실험법은 in vitro DPPH 소거능 실험법(r = 0.
- 따라서 식품 또는 whole diet의 건강상의 이익을 설명하기 위해서는 개별적인 식품의 항산화활성 뿐만 아니라 식품 섭취량의 개념을 결합하여 총 항산화능으로써 항산화활성을 평가하는 일이 중요할 것이다. 본 연구결과 총 항산화능(TDAC)에 대해 가장 높은 기여도를 보인 곡류가 한식의 건강상의 이익에 주된 역할을 하고 있음을 다시 한 번 확인할 수 있었다.
- 결론적으로, 본 연구에서 한식 식품군의 총페놀 함량, in vitro 항산화활성, 그리고 인체세포를 이용한 ex vivo DNA 손상 보호효과를 측정하여 이 측정법들 간의 상관성을 비교한 결과, 한식 식품군의 총 페놀함량, in vitro 항산화 활 성 및 세포 수준에서 평가한 ex vivo DNA 손상 보호효과의 순위가 비슷한 경향을 보였으며 각 실험법들 간의 상관성도 매우 높게 나타났다. 본 연구에서 사용한 11가지 한식 식품군 중에서 버섯류의 in vitro 항산화 활성과 ex vivo DNA 손상 보호효과가 가장 높게 나타났으며, 채소류와 과일류, 그리고 해조류가 그 다음의 순이었다. 이로써 한식 식품군, 특히 버섯류가 우수한 항산화활성을 갖고 있으며, 생체 내에서 산화스트레스로부터 세포를 보호 할 수도 있음을 보여준다.
- 본 연구에서 한식 식물성 식품군의 페놀함량과 in vitro 항산화 활성은 버섯류에서 가장 많이 나타났고, 과일류, 채소류, 해조류, 견과류, 김치류 등의 순이었다. 또 ex vivo 방법으로 수행한 인체 임파구 DNA 손상 회복 효과는 버섯류, 채소류, 과일류 및 해조류의 순서로 나타났다.
- 이와 같이 많은 선행연구들에서 식물의 총 페놀함량과 in vitro 항산화활성 분석법 간의 양의 상관관계가 있음을 보고하고 있으나 최근 in vitro 항산화 활성 분석법보다 더 의미 있는 결과를 도출하는 생체 세포를 이용한 ex vivo 실험법을 사용하여 식품의 항산화 활성 분석 방법들 간의 상관성을 본 연구들은 많지 않다. 본 연구에서는 in vitro 항산화 활성 외에 ex vivo 방법으로 인체 임파구 DNA 손상 정도를 측정한 결과, 11가지 식품군 중 가장 많은 페놀 화합물을 가지고 있었던 버섯류의 ex vivo DNA 손상 보호효과가 가장 높았으며, 다른 식품군 역시 페놀함량 및 in vitro 항산화 활성이 높을수록 ex vivo DNA 손상 보호효과가 높음을 보여 DNA 손상 보호효과와 총 페놀함량(r = 0.853) 및 in vitro 항산화 활성(DPPH, r = 0.961; ORAC, r = 0.850; TEAC, r = 0.843)과의 상관성이 매우 높게 나타났다. Jayakumar와 Kanthimathi35는 여러 가지 향신료에서 페놀함량이 높을수록 DNA 손상 보호효과가 높았으며, 암세포 증식 억제효과도 높아진다고 보고하여 본 연구결과를 뒷받침 해 주었다.
- 3과 같다. 섭취량으로 볼 때 곡류의 섭취가 가장 많으므로 한국인의 식사에 대한 TDAC의 기여도도 곡류가 33.4%로 가장 높았으며, 그 다음이 과일류(23.9%)였으며, 이어서 채소류(12.7%), 김치류(11.2%), 감자류(7.3%), 두류 (4.6%), 해조류(3.3%)의 순서를 보였고, 견과류(1.7%), 버섯류(1.1%) 및 오일류(0.7%)의 기여도가 가장 낮았다(Fig. 3).
- 2와 같다. 역시 버섯류, 해조류 및 채소류의 항산화활성이 가장 높았으며 그 다음이 김치류, 과일류, 한식혼합, 감자류, 두류, 견과류의 순이었으며, 곡류와 유지류의 항산화 활성이 가장 낮게 나타났다.
- 4). 이와 같은 결과는 % DNA in tail 지표 및 Tail length 지표에서도 비슷하게 나타나 버섯류의 DNA 손상보호효과가 가장 뛰어났으며, 그 다음이 채소류, 과일류, 해조류 등의 순서인 것으로 나타났다(Table 3).
- 1(b)). 이와 같은 경향은 TEAC assay에서도 마찬가지로 나타나 버섯류의 항산화활성이 유의적으로 가장 높았고, 그 다음이 해조류, 과일류, 채소류, 견과류 및 한식혼합이었으며, 그 다음으로 두류, 김치류 및 감자류였고, 곡류 및 오일류의 항산화 활성이 가장 낮게 나타났다 (Fig. 1(c)).
- 2%) 등의 순으로 나타났다. 인체 임파구에서 ex vivo DNA 손상 보호효과는 버섯류에서 가장 높았으며, 그 다음 채소류, 과일류, 해조류, 김치류의 순으로 나타났다. 각 식품군의 페놀함량과 in vitro 항산화 활성, 그리고 ex vivo DNA 보호효과의 순위가 비슷하게 나타났으며 각 지표간의 상관성은 매우 높았다.
- 특히 제5기 국건영 1차년도 조사결과를 사용하여 본 연구실에서 수행한 선행연구21에서 버섯류보다 채소류에서 항산화 활성이 가장 높게 나온 것과는 차이를 보였는데, 이는 아마도 선행연구에서 사용한 버섯류의 버섯 종류와 본 연구에서 사용한 버섯류의 버섯 종류가 달랐던 것과 관련이 있을 것으로 생각된다. 즉 제5기 국건영 1차년도 조사결과를 사용한 선행연구에서는 버섯류 섭취량 중 우리나라 국민이 1% 이상 섭취한 버섯 종류가 느타리버섯, 송이버섯, 표고버섯과 팽이버섯이었는데 비해, 제5기 국건영 2차년도 조사결과를 사용한 본 연구에서 버섯류 섭취량 중 우리나라 국민이 1% 이상 섭취한 버섯 종류가 기존의 버섯 외에 양송이버섯과 상황버섯이 추가되었다. 버섯류의 항산화 활성을 비교해 볼 때, 상황버섯과 양송이버섯의 항산화 활성이 다른 버섯보다 높다는 연구28를 비롯하여 식용버섯인 느타리버섯, 송이버섯, 표고버섯, 팽이버섯 등에 비해 상황버섯이나 차가버섯 등 약용버섯의 경우 DPPH 라디칼 소거능으로 본 항산화 활성이 5배 이상 높다는 연구,29 그리고 상황버섯의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 다른 버섯류에 비해 가장 높았으며, 비타민 C 보다도 항산화 활성이 높았다는 연구30 등으로 볼 때 본 연구에서 상황버섯과 양송이버섯이 버섯류에 추가된 것이 버섯류의 항산화활성을 높이는데 부분적으로 기여할 수 있을 것으로 여겨진다.
- 21 본 연구에서도 채소류, 과일류, 견과류 등에서 항산화활성이 높았던 것은 선행연구들과 비슷하였으나, 특히 버섯류에서 총 페놀함량과 항산화 활성, 그리고 ex vivo 임파구 DNA 손상 회복 효과까지 모두 가장 높게 나타난 것은 선행연구들과는 차이를 보인다. 특히 제5기 국건영 1차년도 조사결과를 사용하여 본 연구실에서 수행한 선행연구21에서 버섯류보다 채소류에서 항산화 활성이 가장 높게 나온 것과는 차이를 보였는데, 이는 아마도 선행연구에서 사용한 버섯류의 버섯 종류와 본 연구에서 사용한 버섯류의 버섯 종류가 달랐던 것과 관련이 있을 것으로 생각된다. 즉 제5기 국건영 1차년도 조사결과를 사용한 선행연구에서는 버섯류 섭취량 중 우리나라 국민이 1% 이상 섭취한 버섯 종류가 느타리버섯, 송이버섯, 표고버섯과 팽이버섯이었는데 비해, 제5기 국건영 2차년도 조사결과를 사용한 본 연구에서 버섯류 섭취량 중 우리나라 국민이 1% 이상 섭취한 버섯 종류가 기존의 버섯 외에 양송이버섯과 상황버섯이 추가되었다.
- 각 식품군의 페놀함량과 in vitro 항산화 활성, 그리고 ex vivo DNA 보호효과의 순위가 비슷하게 나타났으며 각 지표간의 상관성은 매우 높았다. 한식 식품군 중 버섯류, 과일류, 채소류, 해조류에서 총 페놀함량과 항산화 활성, DNA 손상 보호효과가 높게 나타났다. 각 식품군의 총 페놀함량과 in vitro 항산화 활성, ex vivo DNA 보호효과 지표 간의 상관성은 매우 높았다.
- 인체 임파구에서의 ex vivo DNA 손상 정도는 comet assay를 사용하여 평가하였다. 한식 식품군의 총 페놀함량은 버섯류, 과일류, 채소류, 해조류, 김치류 등의 순으로 높았으며, 3가지 in vitro 실험법을 평균한 식품군의 항산화활성 순위는 버섯류, 해조류, 채소류, 김치류, 과일류 등의 순이었다. 각 식품군의 항산화활성에 식품섭취량을 고려하여 계산한 한식의 TDAC에 대한 식품군의 항산화능 기여도는 곡류가 33.
- 각 식품군의 총 페놀함량과 in vitro 항산화 활성, ex vivo DNA 보호효과 지표 간의 상관성은 매우 높았다. 한식의 TDAC에 대한 식품군별 항산화능 기여도는 곡류가 가장 높았고, 그 다음이 과일류, 채소류, 김치류의 순이었다. 이러한 결과는 앞으로 한식의 우수성을 항산화 측면에서 밝히는데 매우 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 이로써 한식 식품군, 특히 버섯류가 우수한 항산화활성을 갖고 있으며, 생체 내에서 산화스트레스로부터 세포를 보호 할 수도 있음을 보여준다. 한식의 총 항산화능(TDAC)은 식품군의 섭취량을 고려하여 계산되므로, 항산화활성이 가장 낮았던 곡류가 한식의 총 항산화능에 가장 큰 기여를 하고 있다는 사실을 다시 한 번 확인하였으며, 식사의 올바른 항산화활성 평가를 위해서는 섭취량을 고려한 총 항산화능의 개념으로 접근할 필요성을 보여준다. 본 연구에서는 식사의 항산화활성 평가도구로서 TDAC의 유용성을 밝히고, 한식 식품군의 in vitro 항산화 활성과 ex vivo DNA 손상 보호효과의 높은 상관관계를 증명하였다.
후속연구
- 현재까지 총 페놀 함량과 ex vivo DNA 손상보호효과의 상관관계에 대한 연구는 개별 식품 단위로 진행되어졌으며, 개별 식품 속 성분에 따라 유전 독성을 나타내기도 한다.36 따라서 본 연구에서 보인 한식 식품군의 총 페놀 함량 및 in vitro 항산화 활성과 ex vivo DNA 손상보호효과 사이의 높은 상관관계는 항산화활성이 높은 식물성 식품의 섭취와 질병과의 역의 상관관계를 연구한 여러 선행연구4-7의 결과를 뒷받침 하는 기초 자료로 사용될 수 있을 것이며, 나아가 한식의 건강상의 이로움을 증명할 수 있는 도구가 될 수 있을 것이다.
- 41 이러한 결과는 본 연구에서 사용 된 곡류가 전곡이 아닌 도정된 곡류로 구성되어 있음에도 불구하고 섭취량이 많음으로 인해서 한식 전체의 항산화활성에 상당부분 기여한다는 사실을 증명한다. 그러므로 식사 패턴과 질병의 상관관계 연구에 있어 개별 식품이나 식품군의 항산화능뿐 만 아니라 그 식품(군)의 섭취량을 고려해야 하는 총항산화능(TDAC)의 개념은 식사의 올바른 항산화활성을 평가하는 기준이 될 수 있으며, 나아가 질병 예방을 위해 한식을 활용한 정책 개발의 기초 자료로 사용 될 수 있을 것이다.
- 3) 앞으로 버섯류를 이용한 많은 조리법과 다양한 레시피를 개발하여 한국인의 항산화 활성을 높일 수 있는 구제척인 방법에 대한 정책적인 고려가 필요할 것이다. 나아가 앞으로 버섯류에서 항산화활성을 보이는 유효 기능성분을 찾아내고 이를 중심으로 건강기능식품을 개발하는 일도 광범위하게 시도되어야 할 것이다.
- 31,32 본 연구에서 사용한 버섯류 중 가장 섭취량이 많았던 것이 느타리버섯이었고, 그 다음이 송이버섯, 표고버섯, 팽이버섯, 양송이버섯 및 상황버섯이었는데, 특히 우리나라 사람들이 주로 섭취하는 버섯 종류에서 식품군 중 가장 높은 항산화 활성이 나왔다는 이와 같은 결과는 한식의 항산화 우수성을 연구할 때 매우 소중한 기초자료가 되리라고 본다. 물론 현재 우리나라 식사에서 버섯류의 섭취량이 다른 식품군에 비해 많지 않아서 한식의 총항산화능에서 차지하는 기여도는 1.1% 밖에 되지 않으나 (Fig. 3) 앞으로 버섯류를 이용한 많은 조리법과 다양한 레시피를 개발하여 한국인의 항산화 활성을 높일 수 있는 구제척인 방법에 대한 정책적인 고려가 필요할 것이다. 나아가 앞으로 버섯류에서 항산화활성을 보이는 유효 기능성분을 찾아내고 이를 중심으로 건강기능식품을 개발하는 일도 광범위하게 시도되어야 할 것이다.
- 한식의 TDAC에 대한 식품군별 항산화능 기여도는 곡류가 가장 높았고, 그 다음이 과일류, 채소류, 김치류의 순이었다. 이러한 결과는 앞으로 한식의 우수성을 항산화 측면에서 밝히는데 매우 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
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