보고서 정보
주관연구기관 |
유진사이언스(주) |
연구책임자 |
노승권
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참여연구자 |
정대원
,
김갑식
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2000-05 |
주관부처 |
보건복지부 |
과제관리전문기관 |
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute |
등록번호 |
TRKO201400018346 |
DB 구축일자 |
2014-11-29
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키워드 |
식물성 스테롤.콜레스테롤.기능성 식품.불포화지방산.에스테르화 반응.Plant sterol.Cholesterol.Functional Food.Unsaturated Fatty Acid.Esterification.
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초록
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식물성 스테롤은 우수한 콜레스테롤 저하능력에도 불구하고 그 자체로는 물, 유지에 모두 녹지않는 물리적 한계로 제형화에 제한을 받고 있으며 식품소재로서의 개발은 미미한 상태임. 최근, 식물성 스테롤과 식용유를 고온에서 (90-120℃) 에스테르 교환반응을 시킴으로써, 유제품에 용해가능한 스테롤 에스테르 물질이 개발되었다. 그러나, 식용유는 포화/불포화지방산을 모두 포함하고 있으므로, 생성된 물질 역시 스테롤의 포화 및 불포화지방산 에스테르의 혼합물이다. 그러나, 포화지방산은 혈중 콜레스테롤치를 높이는 문제점이 있는 것으로 알려져 있으
식물성 스테롤은 우수한 콜레스테롤 저하능력에도 불구하고 그 자체로는 물, 유지에 모두 녹지않는 물리적 한계로 제형화에 제한을 받고 있으며 식품소재로서의 개발은 미미한 상태임. 최근, 식물성 스테롤과 식용유를 고온에서 (90-120℃) 에스테르 교환반응을 시킴으로써, 유제품에 용해가능한 스테롤 에스테르 물질이 개발되었다. 그러나, 식용유는 포화/불포화지방산을 모두 포함하고 있으므로, 생성된 물질 역시 스테롤의 포화 및 불포화지방산 에스테르의 혼합물이다. 그러나, 포화지방산은 혈중 콜레스테롤치를 높이는 문제점이 있는 것으로 알려져 있으므로, 포화지방산의 존재는 상기 화합물의 콜레스테롤 저하 효과를 감소시킬 가능성이 있다. 또한, 상기 화합물의 제조과정은 고온에서 수행되므로 불포화지방산의 열적 산화를 촉진시킬 수 있다.
본 프로젝트에서는, 상기와 같은 문제점을 동시에 해결하기 위해서 식물성 스테롤을 불포화지방산(올레인산)과 에스테르화 반응시킴으로써, 유지식품에 적용가능한 지 용성 스테롤 치환체를 제조함과 동시에 생성물의 콜레스테롤 저하효과 및 독성과 같은 기본적인 특성 및 유지식품에 적용했을 때의 식품의 이화학적 특성 변화를 조사하였다.
식물성 스테롤과 올레인산과의 에스테르화 반응은 활성제 (Dicyclohexyl carbodiimide) 와 염기성 촉매하에서 온화한 온도조건 (25 - 80℃)에서 수행하였으며, 3번의 Pilot 실험을 통하여 경제적인 제조공정을 확립하였다. 또한, 사용한 용매, 활성제 및 촉매의 재활용 방법도 확립하였다.
Pilot 실험에서 제조한 지용성 스테롤 치환체를 사용하여 유지식품에 대한 적용실험은 수행한 결과 산가, 검화가, 요드가 등과 같은 이화학적 특성에 의미있는 변화는 없음을 확인하였다. 또한 frying test 결과, 지용성 스테롤 치환체 첨가에 의해 식용유의 과산화물가의 변화가 더 적은 것으로 나타났다 이는 식용유의 신선도가 더 오래 지속된다는 것을 시사한다.
14C로 label된 콜레스테롤을 사용하여 지용성 스테롤 치환체의 혈중 콜레스테롤 저하효과를 쥐를 대상으로 조사하였다. 본 실험의 결과, 지용성 스테롤 치환체가 cholesterol의 장관내 흡수를 35% 정도 저해시키는 것을 관찰하였으며, 이는 양성대조군으로 사용한 식물성 스테롤 그 자체와 유사한 수준이었다.
지용성 스테롤 치환체의 랫트를 이용한 단회 경구투여 독성시험(급성독성실험)을 실시한 결과, 단회 경구투여 최대 액량인 20 ml/kg으로 투여하여도, 투여에 기인된 사망동물은 암수 모든 투여군에서 관찰되지 않았으며 특이적인 독성증상도 나타나지 않았다. 암수 랫트에 대한 본 시험물질의 치사량은 OECD에서 단회 경구투여 독성시험의 한계용량으로 추천하는 2 g/kg의 약 10배에 해당하는 20 ml/kg 이상인 것으로 판단된다.
Abstract
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As well known, plant sterol is effective for cholesterol lowering, But it has a physical defect; that is, non-soluble to both in water and in oil, so there are limits for using it. To overcome this defect, fat soluble plant sterols were developed by transesterification reaction of plant sterol with
As well known, plant sterol is effective for cholesterol lowering, But it has a physical defect; that is, non-soluble to both in water and in oil, so there are limits for using it. To overcome this defect, fat soluble plant sterols were developed by transesterification reaction of plant sterol with edible oil at some high temperature(90 - 120°C). Because the edible oil has both saturated and unsaturated fatty acids, the resulting plant sterol product is a mixture of plant sterol esters of saturated and unsaturated fatty acids. Generally saturated fatty acids are known to increase the serum cholesterol, the presence of saturated fatty acids in the resulting plant sterol esters may reduce its effectiveness in lowering cholesterol levels. Moreover, since the esterification reaction is carried out at high temperature where thermal oxidation of unsaturated fatty acids may occur, the method is not suitable for preparing plant sterol esters of unsaturated fatty acids.
To overcome the disadvantage and shortcoming of foregoing method, plant sterol was reacted with unsaturated fatty acid under mild condition. Nlore particularly, plant sterol was esterified with unsaturated fatty acid by carbonyl group activating agent along with basic catalyst at moderate temperature (25 - 80°C), In the current project, the preparation methods of fat soluble sterol derivatives are established throught the three times of pilot-scale experiments.
Since the plant sterol esters produced by the third pilot-scale experiment were found to be easily incorporated into oil-based foodstuffs without significant change of the physical properties of the foodstuffs, such as the value of acid, saponification, and iodine, The results of the frying test showed that the quality of edible oil containing sterol derivative is same or slightly better than the edible oil itself, Especially peroxide value of edible oil was less increased than common edibl oil by the addition of sterol derivative, which strongly suggests that the foodstuff containing sterol derivative has better freshness.
To investigate the effect of fat-soluble sterol derivative for inhibiting the cholesterol absorption, preclinical test has been accomplished with SPF male Sprague-Dawley rats and radioactive 14C-cholesterol. The cholesterol reducing abilities of this compound were compared with plant sterol, which is known as an inhibitor of cholesterol absorption. The effect was measured by 14C-cholesterol level in the blood using a liquid scintillation counter. As a result, this compound dramatically reduced the cholesterol absorption by about 35% and was almost as equally effective as plant sterol.
The acute toxicity of fat-soluble sterol derivative was investigated by a single oral dose in Sprague-Dawley rats. Parameters measured during the 14-day observation period were mortality, clinical signs, body weight changes, and gross findings. No mortality was observed and treatment-related clinical signs, such as pasty stool and diarrhea, were observed on the day of treatment and these signs resulted in soiled fur on day 1 after the treatment. However, no clinical signs were observed on days 2-14 after the treatment. There was no significant difference in body weight changes between the control and treatment groups. At necropsy on day 14 after the treatment, no treatment-related gross findings were observed in the treatment group. Based on these results, it was concluded that the lethal doses of fat-soluble sterol derivative were considered to be over 20 ml/kg for both sexes of Sprague-Dawley rats.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 3
- <제목차례> ... 4
- <표차례> ... 6
- <그럼차례> ... 7
- 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 8
- Project Summary ... 10
- 총괄연구개발과제 연구결과 ... 12
- 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 12
- 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 18
- 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 38
- 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 41
- 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 42
- 6. 첨부서류 ... 44
- 7. 참고문헌 ... 44
- 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 45
- 1. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 46
- 2. 제1 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 47
- 3. 제1 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 48
- 4. 제1 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 53
- 5. 제1 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 54
- 6. 제1 세부연구개발과제의 활용계획 ... 56
- 7. 참고문헌 ... 56
- 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 57
- 1. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 58
- 2. 제2 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 59
- 3. 제2 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 59
- 4. 제2 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 70
- 5. 제2 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 72
- 6. 제2 세부연구개발과제의 활용계획 ... 73
- 7. 참고문헌 ... 73
- 제3세부연구개발과제 연구결과 ... 74
- 1. 제 3 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 75
- 2. 제3 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 76
- 3. 제3세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 81
- 4. 제3 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 82
- 5. 제3 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 83
- 6. 제3 세부연구개발과제의 활용계획 ... 84
- 끝페이지 ... 84
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