고지방-콜레스테롤 식이를 급이시켜 고지혈증을 유도한 흰쥐에 4주 동안 매일 동결건조 마늘분말 5 mg/100 g BW(FGT-1)와 15 mg/100 g BW(FGT-2)를 보충 투여시켜 동결건조 마늘분말이 체내 지질대사에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. FGT-1군과 FGT-2군의 최종체중, 체중증가량 및 식이효율은 고지방-콜레스테롤 급이군(HFC군)보다 유의적으로 낮았으며, 식이 섭취량은 모든 실험군에서 유의적인 차이가 없어 동결건조 마늘분말의 급이는 식이 섭취량에는 영향을 주지 않으면서 체중을 감소시켰다. 혈청 중 총 지질, 총 콜레스테롤 및 중성지질 함량은 FGT-1군과 FGT-2군이 대조군보다 유의하게 낮았다. 특히 총 지질 함량은 FGT-2군이 FGT-1군보다도 약 9% 더 낮았고 HFC군 보다는 약 12% 더 낮았다. 혈중 총 콜레스테롤은 고지방-콜레스테롤 식이 급이군에 비해 10% 이상, 중성지질은 37% 이상, LDL-콜레스테롤은 8% 이상 감소 효과가 있었고, 동맥경화지수 및 심혈관계 질환 위험지수 또한 유의적으로 낮았다. 혈중 간 기능 지표(ALP, AST 및 ALT)와 지질성분들은 FGT-1군과 FGT-2군이 HFC군보다 유의적으로 낮았다. 혈액의 TBARS 함량은 FGT-1군과 FGT-2군이 HFC군에 비해 각각 13.9%와 29.9% 더 낮았으며, 항산화 활성은 각각 약 1.4배와 2.2배 더 동결건조 마늘분말 급이군에서 높았다. 상기의 실험 결과들을 종합해보면 동결건조 마늘분말의 급이는 혈액 및 간장 내에서 HDL-콜레스테롤을 증가시키지는 못하지만 LDL-콜레스테롤과 중성지질의 농도를 저하시킴으로써 지질농도를 개선하는 효과를 가짐을 확인할 수 있었다. 동결건조 마늘분말의 급이는 혈액 및 간장 내 지질농도보다는 체내 지질과산화물의 생성을 억제하고, 항산화 활성을 높이는 데 더 큰 영향을 미쳤다. 이러한 생체 내에서 지질과산화 억제 및 항산화 효과는 동결건조 마늘분말의 급이에 따른 체내 지질농도 개선효과와 상승작용을 통해 동맥경화, 고지혈증 등과 같은 심혈관계 질환의 예방 및 개선에 기여할 것으로 기대된다.
고지방-콜레스테롤 식이를 급이시켜 고지혈증을 유도한 흰쥐에 4주 동안 매일 동결건조 마늘분말 5 mg/100 g BW(FGT-1)와 15 mg/100 g BW(FGT-2)를 보충 투여시켜 동결건조 마늘분말이 체내 지질대사에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. FGT-1군과 FGT-2군의 최종체중, 체중증가량 및 식이효율은 고지방-콜레스테롤 급이군(HFC군)보다 유의적으로 낮았으며, 식이 섭취량은 모든 실험군에서 유의적인 차이가 없어 동결건조 마늘분말의 급이는 식이 섭취량에는 영향을 주지 않으면서 체중을 감소시켰다. 혈청 중 총 지질, 총 콜레스테롤 및 중성지질 함량은 FGT-1군과 FGT-2군이 대조군보다 유의하게 낮았다. 특히 총 지질 함량은 FGT-2군이 FGT-1군보다도 약 9% 더 낮았고 HFC군 보다는 약 12% 더 낮았다. 혈중 총 콜레스테롤은 고지방-콜레스테롤 식이 급이군에 비해 10% 이상, 중성지질은 37% 이상, LDL-콜레스테롤은 8% 이상 감소 효과가 있었고, 동맥경화지수 및 심혈관계 질환 위험지수 또한 유의적으로 낮았다. 혈중 간 기능 지표(ALP, AST 및 ALT)와 지질성분들은 FGT-1군과 FGT-2군이 HFC군보다 유의적으로 낮았다. 혈액의 TBARS 함량은 FGT-1군과 FGT-2군이 HFC군에 비해 각각 13.9%와 29.9% 더 낮았으며, 항산화 활성은 각각 약 1.4배와 2.2배 더 동결건조 마늘분말 급이군에서 높았다. 상기의 실험 결과들을 종합해보면 동결건조 마늘분말의 급이는 혈액 및 간장 내에서 HDL-콜레스테롤을 증가시키지는 못하지만 LDL-콜레스테롤과 중성지질의 농도를 저하시킴으로써 지질농도를 개선하는 효과를 가짐을 확인할 수 있었다. 동결건조 마늘분말의 급이는 혈액 및 간장 내 지질농도보다는 체내 지질과산화물의 생성을 억제하고, 항산화 활성을 높이는 데 더 큰 영향을 미쳤다. 이러한 생체 내에서 지질과산화 억제 및 항산화 효과는 동결건조 마늘분말의 급이에 따른 체내 지질농도 개선효과와 상승작용을 통해 동맥경화, 고지혈증 등과 같은 심혈관계 질환의 예방 및 개선에 기여할 것으로 기대된다.
This study was carried out to investigate the effects of freeze-dried garlic powder (FDGP) on the lipid metabolism in rats fed a high fat-cholesterol (HFC) diet for 4 weeks to induce hyperlipidemia. The rats were divided into the following four experimental groups: normal diet group (NC), HFC diet g...
This study was carried out to investigate the effects of freeze-dried garlic powder (FDGP) on the lipid metabolism in rats fed a high fat-cholesterol (HFC) diet for 4 weeks to induce hyperlipidemia. The rats were divided into the following four experimental groups: normal diet group (NC), HFC diet group (HFC), HFC+FDGP 5 mg/100 g body weight (BW) group (FGT-1), and HFC+FDGP 15 mg/100 g BW group (FGT-2). Body weight gains and food efficiency ratios were significantly lower in the FGT groups compared to the HFC group, and the food intake was not significantly different in all experimental groups. Serum total lipid, triglyceride, and total cholesterol levels were significantly lower in the FGT groups compared to the HFC group. Total lipid content of the FGT-2 group was reduced by about 9% and 12% compared to the FGT-1 group and HFC group, respectively. The FGT groups also showed about 10% reductions low density lipoprotein (LDL)-cholesterol, atherogenic index (AI), and cardiac risk factor (CRF) compared to the HFC group. Liver function index (alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase, and alanine aminotransferase) and lipid components were significantly lower in the FGT groups compared to the HFC group. Thiobarbituric acid reactive substances content of serum and liver tissue was reduced in the FGT groups compared to the HFC group, and was lower in the FGT-2 group compared to the FGT-1 group in serum. Antioxidant activities in serum and liver tissue were in the order of FGT-2> FGT-1> HFC group, significantly. In conclusion, FDGP effectively reduced the lipid components of serum and liver tissue. Feeding FDGP did not increase high density lipoprotein-cholesterol, but reduced LDL-cholesterol content, AI and CRF, especially. This shows that FDGP, will be effective in preventing and improving cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and hyperlipidemia.
This study was carried out to investigate the effects of freeze-dried garlic powder (FDGP) on the lipid metabolism in rats fed a high fat-cholesterol (HFC) diet for 4 weeks to induce hyperlipidemia. The rats were divided into the following four experimental groups: normal diet group (NC), HFC diet group (HFC), HFC+FDGP 5 mg/100 g body weight (BW) group (FGT-1), and HFC+FDGP 15 mg/100 g BW group (FGT-2). Body weight gains and food efficiency ratios were significantly lower in the FGT groups compared to the HFC group, and the food intake was not significantly different in all experimental groups. Serum total lipid, triglyceride, and total cholesterol levels were significantly lower in the FGT groups compared to the HFC group. Total lipid content of the FGT-2 group was reduced by about 9% and 12% compared to the FGT-1 group and HFC group, respectively. The FGT groups also showed about 10% reductions low density lipoprotein (LDL)-cholesterol, atherogenic index (AI), and cardiac risk factor (CRF) compared to the HFC group. Liver function index (alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase, and alanine aminotransferase) and lipid components were significantly lower in the FGT groups compared to the HFC group. Thiobarbituric acid reactive substances content of serum and liver tissue was reduced in the FGT groups compared to the HFC group, and was lower in the FGT-2 group compared to the FGT-1 group in serum. Antioxidant activities in serum and liver tissue were in the order of FGT-2> FGT-1> HFC group, significantly. In conclusion, FDGP effectively reduced the lipid components of serum and liver tissue. Feeding FDGP did not increase high density lipoprotein-cholesterol, but reduced LDL-cholesterol content, AI and CRF, especially. This shows that FDGP, will be effective in preventing and improving cardiovascular diseases such as arteriosclerosis and hyperlipidemia.
이미 언급한 바와 같이 마늘은 고시형 원료로 등록된 기능성인 혈중 콜레스테롤 저하 이외에도 다양한 기능성을 가지고 있으며 생체 내에서는 콜레스테롤의 저하뿐만 아니라 이와 관련된 여러 지질성분의 변화도 같이 일어날 것으로 추정되지만 이에 대한 직접적인 자료는 없다. 이에 본 연구에서는 건강기능식품 고시형 원료 기준에 적합한 동결건조 마늘분말의 제조공정을 확립하고, 이에 따라 생산된 원료를 실험동물에 직접 급이하여 생체 내 효과를 확인함으로써 향후 기능성 식품 소재로써 동결건조 마늘분말의 수요증대 및 마케팅을 위한 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
실험에 사용된 식이의 조성은 Table 1에 나타낸 바와 같이 제조한 후 정상군(NC)은 정상식이(normal diet)를 급이시키고, 대조군(HFC)은 7% 대두유를 대신하여 동량의 돈지와 1% 콜레스테롤을 첨가한 고지방-콜레스테롤 식이(HFC, high fat-cholesterol diet)를 급이시켰다. 실험군(FGT-1, FGT-2)은 대조군과 동일한 식이를 급이하고 사육기간 중 매일 일정한 시간에 물에 녹인 동결건조 마늘분말을 경구투여 하였다. 이때 동결건조 마늘분말의 투여량은 식품의약품안전처가 권고하는 일일섭취량 2,679 mg(약 3 g)을 성인의 표준 체중(60 kg)으로 나누어 산출된 양을 흰쥐의 체중 100g당에 해당하는 양으로 산출하였다.
실험에 사용된 동결건조 마늘분말은 (재)남해마늘연구소(Gyeongnam, Korea)에서 자체 확립하고, 특허 등록한 공정에 따라 생산하였다. 즉 생마늘을 105°C에서 20분간 증숙처리하여 상온에서 30분간 식힌 뒤 마쇄하여 동결건조한 후 분말화한 다음 HPLC(Agilent 1260 infinity, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 alliin의 함량을 분석하여 15 mg/g 이상인 것을 실험동물 급이에 사용하였다.
대상 데이터
(재)남해마늘연구소 동물실험윤리위원회(RNGRI-2015-5)의 승인을 받아 평균 체중이 90~100 g인 SpragueDawley계 3주령의 수컷 흰쥐를 (주)샘타코(Osan, Korea)로부터 분양받아 온도(22±2°C), 습도(50±5%) 및 명암주기(12시간, 07:00~19:00)가 자동 설정된 동물 사육실에서 시판 고형사료(Rat chow, Samyang Corp., Seoul, Korea)로 1주간 적응시킨 다음 2주째에 난괴법에 의해 각 군의 체중이 비슷하도록 6마리씩 4군으로 나눈 뒤 4주간 실험식이를 급이하면서 사육하였다.
실험에 사용된 동결건조 마늘분말은 (재)남해마늘연구소(Gyeongnam, Korea)에서 자체 확립하고, 특허 등록한 공정에 따라 생산하였다. 즉 생마늘을 105°C에서 20분간 증숙처리하여 상온에서 30분간 식힌 뒤 마쇄하여 동결건조한 후 분말화한 다음 HPLC(Agilent 1260 infinity, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)로 alliin의 함량을 분석하여 15 mg/g 이상인 것을 실험동물 급이에 사용하였다.
데이터처리
각 실험은 3회 이상 반복 실험한 결과에 대하여 SPSS statistics 18(IBM, Armonk, NY, USA) 통계 package를 이용하여 평균±표준편차로 표시하였고, 통계적 유의성 검정은 일원배치 분산분석을 한 후 P<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 비교 분석하였다.
이론/모형
간 조직의 지질과산화물 함량은 Mihara와 Uchiyama(30)의 방법에 따라 간 조직 1 g에 1.5% KCl 용액을 가하여 10% 균질액을 만든 다음, 0.5 mL를 취하여 3 mL의 1% phosphoric acid와 1 mL의 0.6% TBA 시약을 넣어 잘 혼합하였다. 이것을 98°C 수욕상에서 45분간 가열한 후 4 mL의 butanol를 가해 발색물질을 추출하여 4,000 rpm에서 10분간 원심분리 한 다음 532 nm에서 butanol 층의 흡광도를 측정하였다.
혈청의 지질과산화물 함량은 Yagi(29)의 방법에 따라 혈청 100 µL에 1/12 N 황산용액 4 mL, 10% phosphotungstic acid 0.5 mL를 차례로 가하여 5분간 반응시킨 후 4,000rpm에서 10분간 원심분리 시켰다. 상층액을 제거한 침전물에 증류수 및 TBA 시약을 가하여 95°C 수욕상에서 60분간 반응시켰으며, 여기에 3 mL의 butanol을 가하여 4,000 rpm에서 10분간 원심분리 한 다음 상층액의 흡광도를 532 nm에서 측정하였다.
성능/효과
본 연구 결과 고지방-콜레스테롤 식이로 인해 혈청 중 총 지질 및 총 콜레스테롤 함량은 정상식이 급이 시에 비해 유의하게 증가하였으나, 동결건조 마늘분말을 급이함으로써 총 지질, 총 콜레스테롤뿐만 아니라 중성지방 함량이 유의하게 감소하였다. 특히 총 지질 함량에 있어 상대적으로 고농도의 동결건조 마늘분말을 투여한 FGT-2군이 FGT-1군보다 감소 효과가 더 크게 나타났다.
생마늘, 증숙마늘 및 흑마늘 분말의 급이는 고지혈증 쥐의 간장 조직 중 지질과산화물 함량 감소에 효과가 있다고 보고되었고(35), Hwang 등(37)도 마늘종 에탄올 추출물을 고지혈증 유발 쥐에 급이시킨 결과 혈청 및 간 조직의 지질과산화물 감소에 긍정적인 영향을 주었다고 보고한 바 있다. 상기의 결과들과 본 연구 결과를 종합해볼 때 마늘과 그 부산물은 고지혈증으로 인해 발생되는 지질과산화물의 생성을 효과적으로 감소시키는 것으로 판단된다.
후속연구
특히 총 지질 함량에 있어 상대적으로 고농도의 동결건조 마늘분말을 투여한 FGT-2군이 FGT-1군보다 감소 효과가 더 크게 나타났다. 이는 동결건조 마늘분말에 함유된 alliin과 같은 생리활성 물질이 작용하여 혈청 지질대사를 개선하였기 때문으로 추정되며, 동결건조 마늘분말은 고지혈증 및 고콜레스테롤혈증의 예방과 개선에 효과를 나타낼 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
마늘의 생리활성 효능은?
또한, 우리나라에서 마늘은 식생활에서 필수적으로 사용되는 향신료이다(9,10). 마늘의 생리활성은 그 속에 함유된 함황화합물의 일종인 alliin(S-allyl-L-cysteine sulfoxide)이 분해되면서 마늘 특유의 자극성 신미성분인 allicin 성분에 기인하여(11), 항암(12,13), 항산화(14,15), 항균(15,16), 항혈전성(17), 항고혈압(18), 혈당강하(19), 혈압강하(20,21), 콜레스테롤저하(22), 동맥경화예방(23), 간 보호 및 간질환 치료효과(11)와 같은 다양한 생리활성을 가지는 것으로 보고되어 있다. 이러한 연구들을 바탕으로 이제 마늘은 단순한 향신료가 아니라 건강을 위한 기능성 식품 소재로 각광받고 있으며, 식품이나 의약품으로 활용하기 위한 시도들이 이어지고 있다.
마늘이란?
마늘(Allium sativum L.)은 백합과(Liliaceae) 파속(Allium)에 속하는 1년생 숙근초 식물로 원산지는 중앙아시아나 이집트로 추정되며, 한국에는 중국을 거쳐 전래된 것으로 알려져 있는데 단군신화에 등장하는 것으로 보아 우리 한민족에게는 매우 중요한 식품 중 하나이다(8,9). 또한, 우리나라에서 마늘은 식생활에서 필수적으로 사용되는 향신료이다(9,10).
마늘은 식약처로부터 건강기능식품 고시형 원료로 등록되었는데 이와 관련하여 명시된 내용은?
)되었다. 그 효능은 “동결건조 마늘분말로서 하루에 0.6~1.0 g(지표성분: alliin 10 mg/g 이상) 섭취 시 혈중 콜레스테롤 개선에 도움을 줄 수 있다” 라고 명시되어 있다. 효능의 기준량은 생마늘을 기준으로 마늘의 일일 평균섭취량 5,800 mg의 3배에 해당하는 양인 17,400 mg을 최대 섭취량으로 설정하고, 마늘을 동결건조 시켰을 때 분말의 양으로 산출하여 일일 섭취량을 산출하고, 최대 섭취량은 2,679 mg 이내로 설정한 것이다.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.