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문제 정의
- 류 등'⑸은 피부의 주요 표피세포인 keratinocyte를 장기간(4 days), 또는 단기간(24 hr) paraquat와 과산화수소에 노출시키고 이에 대해 김치 재료들의 독성완화효과를 살펴보았다. 장기간 노출시켰을 때는 부추, 마늘, 양파에서 억제효과가 우수하였고 단기간 노출시켰을 때는 생강, 파, 부추 등 함황 화합물 함유 식품에서 억제효과가 우수하였다.
- 상당히 이루어져 있으며 생체에서도 부분적으로 이루어진 바 있다. 앞으로 이 분야의 연구가 더욱 활발히 이루어져야 할 것으로 생각되며 본 논문에서는 지금까지 얻어진 결과를 정리해 보고자 한다.
성능/효과
- In vitro 및 in vivo 실험을 통해 김치의 항산화기능성을 살펴보았을 때, 김치 및 김치용 매추출물들은 in u泊p에서 우수한 항산화능을 가지는 것으로 나타났으며 김치 및 김치추출물 또는 김치 pill을 동물에게 투여하거나 사람이 섭취하는 경우 혈중 중성지질저하, HDL-cholesterol 증가, 혈장 및 조직에서 LDL산화 억제, 항산화계 효소계 활성 변화, 자외선에 의한 산화 저해 등의 항산화효과와 피부의 표피세포 및 진피세포에서의 노화 억제 효과 등을 보였다. 그러므로 김치의 섭취는 인체에 대해 항산화 항노화 효능을 나타낼 것으로 생각되며 앞으로 in 血o에서 지속적인 연구와 김치의 활성물질들의 기전 및 동정 등에 대해서 보다 깊이 있는 연구가 기대된다.
- 김치용매획분의 항산화효과는 사육기간이 길어짐에 따라 현저히 증가하는 경향을 보였으며 혈중 콜레스테롤 상승도 억제하였다. 이들 추출물의 human LDL에 대한 항산화 기전을 살펴보았을 때도 LDL 산화억제효과를 나타내었으며 특히 CH2CI2 획분은 산화유도기를 2배이상 연장하는 효과가 있었으며 이는 동일농도의 BHT와 거의 유사하다고 하였다(Table 1).
- 따라서 김치에 존재하는 수용성 물질 또는 지용성 물질이 그 정도의 차이는 있지만 지방질의 산화반응으로 인한 과산화물의 생성을 저해했음을 알 수 있었다. 또한 가열우육 모델 시스템에 김치를 첨가하여 우육의 산화에 미치는 영향을 살펴보았을 때 김치첨가 수준이 높을수록 항산화효과도 높은 것으로 나타났다(2°).
- 이런 결과는 고추가루와 마늘 중의 항산화 물질이 LDL 산화를 억제했기 때문이라고 하였다. 또한 12주 후의 혈중 TBARS 역시 대조군에 비해 배추군은 23% 높았고, 고춧가루군은 37%, 마늘군은 52% 낮았으며 간의 TBARS는 대조군에 비해 배추군이 38%, 고춧가루군 40%, 마늘군이 51% 낮은 것으로 나타나 김치재료를 섭취한 군의 항산화성이 높음을 알 수 있었다. 또한 체내에서 중요한 항산화 영양소인 혈장 비타민 E 농도는 사육초에는 대조군과 김치재료군 사이에 차이가 없었으나 사육 12주째에는 대조군 0.
- 따라서 김치에 존재하는 수용성 물질 또는 지용성 물질이 그 정도의 차이는 있지만 지방질의 산화반응으로 인한 과산화물의 생성을 저해했음을 알 수 있었다. 또한 가열우육 모델 시스템에 김치를 첨가하여 우육의 산화에 미치는 영향을 살펴보았을 때 김치첨가 수준이 높을수록 항산화효과도 높은 것으로 나타났다(2°).
- 적숙기의 배추김치, 갓김치, 무김치의 항산화성을 비교하였을 때 모든 김치군에서 항산화효과가 나타났으며 갓김치의 항산화효과가 특히 우수하였는데 항산화관련물질 즉, 아스코르브산, phenol 물질, 클로로필류, 6-카로틴 등이 배추나 무보다 갓에 더 많이 함유되어 있기 때문이라고 여겨진다"°>. 또한 갓김치 클로로필(C) a와 b, 6-카로틴이 지방질의 자동산화에 각각 어떤 양상으로 영향을 미치는 가를 알아보기 위해서 암소에서 30℃로 유지된 항온기에 저장하면서 4일 간격으로 과산화물가를 측정하였을 때 클로로필 a는 BHA와 과산화 생성저해능이 비슷하였으며 클로로필 b, pheophytin a, pheophytin b, 6-카로틴 순으로 항산화력이 높았다.
- 또한 김치용매별 획분은 catalase, glutathione peroxidase, SOD 등 체내 항산화효소계의 활성에도 영향을 주었다. 이 실험에서 장기간의 고콜레스테롤 식이로 인한 생체내 산화적 스트레 스로 대조군의 항산화효소계활성은 정상군보다 증가하였으나 김치용매별 획분군에서는 효소활성이 낮은 편이었으며 특히 CH2CI2, EtOAc 획분 투여군에서는 항산화효소계 활성이 정상식이 첨가군과 유사하거나 오히려 낮아 김치용매획분이 지방질 산화를 억제한다고 하였다 (Fig.
- 또한 김치재료를 첨가한 식이는 항산화 효소계중 Cu-SOD, Zn-SOD 에는 크게 영향을 미치지 못하였으나 고춧가루군과 마늘군의 catalase 활성은 증가하여 김치 재료섭취는 in uiuo에서 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 또한 일반 김치 및 갓김치의 제조에 거의 필수적으로 첨가되는 주요 부재료인 파, 마늘, 고춧가루, 생강 등이 돌산갓 김치의 항산화성 증진 효과에 미치는 영향을 살펴본 결과, 대조구에 비하여 돌산갓 김치군과 적갓 김치군 모두에서 높은 항산화성을 나타내었으며, 적갓김치 군에서의 항산화성이 돌산갓 김치 군에서 보다 높은 경향을 나타내었다. 주요 부재료 별로는 고춧가루 첨가군 > 생강 첨가군 > 마늘 첨가군 > 파 첨가 군의 순으로 높게 나타났으며 이는 돌산갓 김치와 적갓 김치 모두 유사한 경향을 나타내었다(Fig.
- 증가한다"*. 또한 진피층 fibroblast의 rough endoplasmic reticulum(RER) 활성이 감소하여 collagen 생성이 저하된다그러나 배추김치, 갓김치, 부추 김치 및 이들 김치의 주재료 물질의 항피부노화 활성을 조사한 연구에서⑼, 김치 섭취군의 hairless mouse들은 대조군보다 피부표피두께가 두껍고 피부 각질층은 얇았으며, 갓김치와 배추김치군의 경우 진피층 RER의 발달이 현저하여 김치 섭취가 피부 노화에 예방 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 피부 및 간균질액에서 지질산화에 대한 저해 효과가 있었으며 특히 갓김치군은 활성산소 소거능도 있음을 확인하였다(Fig.
- 또한 12주 후의 혈중 TBARS 역시 대조군에 비해 배추군은 23% 높았고, 고춧가루군은 37%, 마늘군은 52% 낮았으며 간의 TBARS는 대조군에 비해 배추군이 38%, 고춧가루군 40%, 마늘군이 51% 낮은 것으로 나타나 김치재료를 섭취한 군의 항산화성이 높음을 알 수 있었다. 또한 체내에서 중요한 항산화 영양소인 혈장 비타민 E 농도는 사육초에는 대조군과 김치재료군 사이에 차이가 없었으나 사육 12주째에는 대조군 0.86±0.08, 배추군 1.22±0.27, 고춧가루군 1.50±0.48, 마늘군 1.51 ±0.37“g/mC plasma로 대조군에 비해 배추군은 30%, 고춧가루군은 75%, 마늘군은 76%나 증가하였다. 그리고 이는 김치재료인 배추나 고춧가루, 마늘 등에 항산화성 물질이 함유되어 있어 이들 물질이 혈장지질산화를 억제함으로써 혈장 비타민 E 소모를 억제하는 절약작용이 있어서라고 하였다.
- 또한 진피층 fibroblast의 rough endoplasmic reticulum(RER) 활성이 감소하여 collagen 생성이 저하된다그러나 배추김치, 갓김치, 부추 김치 및 이들 김치의 주재료 물질의 항피부노화 활성을 조사한 연구에서⑼, 김치 섭취군의 hairless mouse들은 대조군보다 피부표피두께가 두껍고 피부 각질층은 얇았으며, 갓김치와 배추김치군의 경우 진피층 RER의 발달이 현저하여 김치 섭취가 피부 노화에 예방 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 피부 및 간균질액에서 지질산화에 대한 저해 효과가 있었으며 특히 갓김치군은 활성산소 소거능도 있음을 확인하였다(Fig.4). 이 김치들의 용매별 획분들 역시 수소공여능과 광산화에 대한 억제능, 자외선에 대한 보호 효과가 있었으나 김치의 종류나 추출 획분에 따라 그 효과는 조금씩 다르게 나타났다.
- 배추김치를 첨가한 모델 시스템에서 김치는 지방질의 높은 항산화성을 나타내었다(3) 또한 김치를 용매추출물로 추출하여 linoeic acid mixture에 첨가하여 37℃에서 산화반응을 시키면서 지방산의 산화반응에 대한 항산화효과를 비교 검토한 결과(2)), 반응시간이 경과함에 따라 김치의 물주줄물과 메탄올주줄물 첨가구에서는 대조구에 비해 과산화물의 생성에 대한 저해효과가 현저하게 나타났으며, ether 추출물에서도 상당한 항산화 효과를 나타내었다. 따라서 김치에 존재하는 수용성 물질 또는 지용성 물질이 그 정도의 차이는 있지만 지방질의 산화반응으로 인한 과산화물의 생성을 저해했음을 알 수 있었다.
- 4). 이 김치들의 용매별 획분들 역시 수소공여능과 광산화에 대한 억제능, 자외선에 대한 보호 효과가 있었으나 김치의 종류나 추출 획분에 따라 그 효과는 조금씩 다르게 나타났다.
- 생각된다. 이 등⑰은 서로 다른 발효단계에 있는 김치의 항산화 활성을 비교하여 보았는 데, 발효초기의 김치보다 15℃에서 7일간 숙성시킨 김치의 항산화능이 더 높았다.
- 영향을 주었다. 이 실험에서 장기간의 고콜레스테롤 식이로 인한 생체내 산화적 스트레 스로 대조군의 항산화효소계활성은 정상군보다 증가하였으나 김치용매별 획분군에서는 효소활성이 낮은 편이었으며 특히 CH2CI2, EtOAc 획분 투여군에서는 항산화효소계 활성이 정상식이 첨가군과 유사하거나 오히려 낮아 김치용매획분이 지방질 산화를 억제한다고 하였다 (Fig.3.)
- 혈중 콜레스테롤 상승도 억제하였다. 이들 추출물의 human LDL에 대한 항산화 기전을 살펴보았을 때도 LDL 산화억제효과를 나타내었으며 특히 CH2CI2 획분은 산화유도기를 2배이상 연장하는 효과가 있었으며 이는 동일농도의 BHT와 거의 유사하다고 하였다(Table 1). CH2CI2 획분을 다시 계통 분리하여 활성성분을 분리, 정제한 후 동정하였을 때 aromatic carboxylic acid계인 것으로 밝혀졌으며 이 물질은 LDL에 대한 산화억제효과가 동일 농도의 BHT에 비해 4배 이상 높고, free radical 소거능은 ascorbic acid에 비해 3.
- 자외선조사에 대한 보호물질이 있는 것으로 생각되었다. 이때도 김치의 종류에 따라 보호효과가 틀려 배추김치와 갓김치에 비해 부추김치에서 홍반이 좀더 생성되었으며 특히 부추김치의 hexane층에서 홍반형성 억제 효과가 적은 것으로 나타났다. 이는 배추김치와 갓김치에는 클로로필류와 항산화 및 광보호효과가 있는 카로티노이드가 동시에 존재하였으나 부추김 치에는 클로로필류만 존재하기 때문이라고 추측하였다⑼
- 살펴보았다. 장기간 노출시켰을 때는 부추, 마늘, 양파에서 억제효과가 우수하였고 단기간 노출시켰을 때는 생강, 파, 부추 등 함황 화합물 함유 식품에서 억제효과가 우수하였다. Fibroblast에서는 장기간 과산화수소에 노출시켰을 때의 세포독성완화효과가 두드러졌으며 특히 생강과 마늘은 고농도의 과산화수소에서도 높은 생존율을 유지하였다.
- 군에서의 항산화성이 돌산갓 김치 군에서 보다 높은 경향을 나타내었다. 주요 부재료 별로는 고춧가루 첨가군 > 생강 첨가군 > 마늘 첨가군 > 파 첨가 군의 순으로 높게 나타났으며 이는 돌산갓 김치와 적갓 김치 모두 유사한 경향을 나타내었다(Fig.1)(2)). 흔히 사용하는 부재료뿐만 아니라 더덕이나 청각처럼 항산화능이 있다고 알려진 식품을 첨가한 경우 일반적인 김치보다 항산화능이 증가하였다(2)).
- 콜레스테롤 유발 식이로 토끼를 사육하면서 김치의 주된 재료인 배추 및 고춧가루와 마늘을 식이에 첨가하여 이들의 항산화 효과를 살펴보았을 때服 김치재료 첨가군중 고춧가루 첨가군과 마늘 첨가군, 특히 마늘 첨가군의 0혈중 LDL 산화 정도가 현저하게 낮은 것으로 나타났다. 이런 결과는 고추가루와 마늘 중의 항산화 물질이 LDL 산화를 억제했기 때문이라고 하였다.
- 영향을 살펴보았다. 토끼의 혈장에서 LDL을 분리하여 추출물의 항산화 효과를 살펴보았을 때 모든 김치 획분에서 대조군에 비해 산화생성물의 함량이 낮았으며 특히 CH2CI2 획분의 효과가 현저하였다(Fig. 2).
- 이 실험에서 나타난 김치의 숙성기간에 따른 효과차이는 숙성기간에 따라 김치성분이 변화하기 때문인 것으로 추측되어 진다. 피부는 노화가 진행되면서 표피의 두께가 감소하고 진피의 collagen이 줄어드는 반면 점액 다당류는 증가하게 되는 데, 김치 첨가군의 콜라겐 함량 변화, fibroblast의 활동 등에서 대조군에 비해 노화 속도가 느렸으며 특히 갓김치군에서는 세포형태학적 변화가 일어나는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 김치섭취군은 피부가 각질화되는 속도도 느렸는 데, 이런 경향은 배추김치군보다는 갓김치군과 부추김치군에서 보다 현저하다고 하였다"2).
- 활성산소를 유발시키는 방법에 따라 김치추출물의 세포독성 완화효과에 차이가 있었으나 장기간 과산화수소에 노출시켰을 때 산화적 스트레스에 대한 억제효과도 같은 경향성을 나타내었다. 피부의 진피세포인 fibroblast에 과산화수소를 가해 산화적 스트레스에 대한 김치 추출물들의 세포독성 완화효과를 보았을 때 2주 숙성김치의 효과가 가장 컸고 0주, 3주 숙성김치도 현저한 효과를 나타내었으나 keTatinocyte에서처럼 분명하지는 않았다. 이 실험에서 나타난 김치의 숙성기간에 따른 효과차이는 숙성기간에 따라 김치성분이 변화하기 때문인 것으로 추측되어 진다.
- 허 둥⑺의 실험에서 김치의 물주줄물, 메탄올 주줄물, 헥산 주줄물중 3주간 발효시킨 김치의 핵산추출물은 대조군뿐 아니라 SarcomaT80 cell 이 이식된 쥐의 간에서 malondialdehyde (MDA) 생성 역시 유의적으로 저해하였으며 glutathione S-transferase 활성 역시 증가시켰다.
- Keratinocyte를 단기간 과산화수소에 노출시켜 인위적으로 산화적인 자극을 주고 여기에 여러가지 김치추출물을 첨가하였을 때는 숙성기간에 따라 효과가 달라졌는 데, 과산화수소에 대한 독성 완화효과는 2주 숙성김치에서 현저하였다(1), (2). 활성산소를 유발시키는 방법에 따라 김치추출물의 세포독성 완화효과에 차이가 있었으나 장기간 과산화수소에 노출시켰을 때 산화적 스트레스에 대한 억제효과도 같은 경향성을 나타내었다. 피부의 진피세포인 fibroblast에 과산화수소를 가해 산화적 스트레스에 대한 김치 추출물들의 세포독성 완화효과를 보았을 때 2주 숙성김치의 효과가 가장 컸고 0주, 3주 숙성김치도 현저한 효과를 나타내었으나 keTatinocyte에서처럼 분명하지는 않았다.
후속연구
- In vitro 및 in vivo 실험을 통해 김치의 항산화기능성을 살펴보았을 때, 김치 및 김치용 매추출물들은 in u泊p에서 우수한 항산화능을 가지는 것으로 나타났으며 김치 및 김치추출물 또는 김치 pill을 동물에게 투여하거나 사람이 섭취하는 경우 혈중 중성지질저하, HDL-cholesterol 증가, 혈장 및 조직에서 LDL산화 억제, 항산화계 효소계 활성 변화, 자외선에 의한 산화 저해 등의 항산화효과와 피부의 표피세포 및 진피세포에서의 노화 억제 효과 등을 보였다. 그러므로 김치의 섭취는 인체에 대해 항산화 항노화 효능을 나타낼 것으로 생각되며 앞으로 in 血o에서 지속적인 연구와 김치의 활성물질들의 기전 및 동정 등에 대해서 보다 깊이 있는 연구가 기대된다.
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