<343320BCADC1D6BFF82DC1A4BBF3BDC4C0CC20B8B6BFECBDBAC0C720C3BCC1DFB0FA28C0FAC0DABBA1B0A3B1DBBEBEC8AEC0CE292E687770>

Transcription

1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 14, No. 11 pp , 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 이상일 1, 이예경 2, 김순동 2, 이인애 2, 최종근 3, 서주원 2* 1 계명문화대학식품영양조리학부, 2 명지대학교생명과학정보학부, 3 청운대학교화장품과학과 Effects of Hot-Water Extract of Mulberry Leaf Tea Fermented by Monascus pilosus on Body Weight and Hepatic Antioxidant Enzyme Activities in Mouse Fed a Normal Diet Sang-Il Lee 1, Ye-Kyung Lee 2, Soon-Dong Kim 2, In-Ae Lee 2, Jongkeun Choi 3 and Joo-Won Suh 2* 1 Department of Food, Nutrition and Culinary Arts, Keimyung College 2 Division of Bioscience and Bioinformatics, Myongji University, Yongin 3 Department of Cosmetic Science, Chungwoon University 요약본연구에서는뽕잎차와 Monascus pilosus로발효시킨뽕잎차가 ICR mouse의체중과간조직항산화계효소류의활성에미치는영향을조사하고자음용수대신 1% 열수추출액을 8주간급여하고체중, 장기중량, 혈액및간기능바이오마커들의변화를관찰하였다. Mice는뽕잎차 (UMI) 와발효뽕잎차의열수추출액급여군 (FMI) 및정상대조군 (NC) 등 3개군으로나누었다. 차추출액을급여한군들은유의한차이는보이지않았으나 NC군에비하여체중증가량이감소하였고, LDL-콜레스테롤, 동맥경화지수는유의한수준의감소를보였으며, 간조직의 lipid peroxide (LPO) 함량및 xanthin oxidase (XO) 활성의감소와 glutathione S-transferase (GST) 활성의유의적인증가를관찰할수있었다. 이상의실험결과, 뽕잎차및 M. pilosus로발효시킨뽕잎차는체중감소효과가있으며간조직손상과관련된항산화계효소의활성을높여주는효과가있는것으로사료된다. Abstract In this study, to evaluate the anti-obesity effects of mulberry leaf tea and its fermented product by Monascus pilosus, we investigated body and organ weight, blood and liver biomarkers in mice fed 1% tea infusions instead of water for 8 weeks. Mice were divided into three groups such as a normal control (NC), unfermented mulberry leaf tea infusion (UMI) and fermented mulberry leaf tea infusion (FMI). Although it is not significant, tea infusion groups showed reduction of body weight gains compared with NC group. Moreover, contents of LDL-cholesterol and lipid peroxide (LPO), altherogenic index, and xanthin oxidase (XO) activity were significantly decreased, and glutathione S-transferase (GST) activity was significantly elevated. The results from this study suggested that UMI and FMI may have an anti-obesity activity, upregulate antioxidant enzymes and reduce levels of oxidants related to liver damage. Key Words : Antiobese, Fermentation, Monascus pilosuss, Mulberry leaf tea, ROS-scavenging enzymes 본연구는농림수산식품부농림바이오기술산업화지원사업 ( SB11) 에의해이루어진것임. * Corresponding Author : Joo-Woon Suh(Myongji Univ.) Tel: jwsuh@mju.ac.kr Received May 1, 213 Revised (1st August 13, 213, November 6, 213) Accepted November 7,

2 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 1. 서론 뽕나무 (Morus alba) 는중국이원산으로장미목, 뽕나무과에속하는교목성낙엽수로 73속 1,여종이열대지방부터온대지역에걸쳐널리분포하고있으며, 우리나라에는 5속 13종이알려져있다 [1]. 과거에주로누에를사육하기위하여뽕나무를재배하던것에서벗어나최근에는열매 ( 오디 ) 가와인이나주스로개발되어상품화되었다, 또한누에및뽕나무를이용한생물신소재개발연구가활발히진행되어잎, 오디, 껍질및뿌리 ( 상백피 ) 등을고부가가치천연물소재산업및식 의약용기능성소재로개발하고이를생약, 기능성식품그리고화장품등으로제품화하고있다 [2]. 뽕잎은본초강목과동의보감에소갈증, 뇌졸증에효과가있다고기록되어있으며, 간을보호하고, 고혈압, 신경통, 중품예방등성인병의예방과치료에효과가알려져있다 [3]. 뽕잎에는칼슘, 칼륨등의미네랄과펙틴, 셀룰로스등의식이섬유가풍부하게함유되어있으며, 1-deoxynojirimycin, N-Methyl-1- deoxynojirimycin 및 flavonoid 등의유효물질이알려져있다. 최근이들소재의다양한생리활성을밝히기위한연구들이많이이루어지고있다 [3]. 특히, 뽕잎은혈압강화효과를가지는 γ-aminobutyric acid와모세혈관강화작용을나타내는 rutin의함량이높아노인성치매, 혈당강하와혈압상승억제효과및동맥경화를예방하며 [4], 식욕및포만감을조절하여체중을감소시키는항비만효과, 항암, 항염, 항산화및항고지혈증에효과가있는것으로알려져있다 [5,6]. 뽕잎에풍부한 anthocyanin은라디칼을소거하고지질의산화를방지할뿐만아니라혈액의지질균형을유지시켜준다. 또한, 뽕잎은중금속을제거하는효능이탁월하며노화억제와암예방에효과가있다 [5,6]. 뽕잎은차로도이용되고있으며, 주로뽕잎을증기로쪄서말린증차와고열로덖어낸덖음차로제조되고있다 [2]. 최근차의효능을더하고부가가치를높이기위하여효소처리또는특정한미생물을사용한발효연구가활발하게진행되고있다. 발효는차에독특한향과색깔을부여할뿐만아니라세포벽에결합된기능성성분들의추출수율을높일수있음이밝혀졌으며, 식물체가가지는유해성분을분해시켜제거하고새로운기능성성분들이생성됨으로기존의차에비하여고품질의차를생산할수있어이에대한관심이증대되고있다 [7,8]. 한편, Monascus속곰팡이는 8세기경중국당나라에서부터사용되기시작하여, 아시아여러나라에서홍국의제조, 식품의보존과질병치료에이용하고있으며, 현재약 2종이분리동정되어있다. 또한적색계와황색계의 여러색소를생산하며주요색소에는 6종류가있다 [9]. 홍국에포함된색소성분인 rubropuntain, monascoru bin, monascin, ankaflavin, rubropunctamine 및 monascorubramine 등은항균및항암효과가알려져있다 [12]. 특히, cholesterol 생합성을저해하는 monacolin K 및 mevinolin 같은 statin계 2차대사산물을생합성함으로써동맥경화의예방과골형성을촉진하는것으로보고되고있다 [1]. 또한, monacolin K는항진균, 항당뇨, 항고혈압, 항콜레스테롤및항암등의효과가있으며 [11], 최근본연구자들은 Monascus속미생물을액체배양하여얻은균사체의 ethanol 추출물이고지방식이로유도한비만흰쥐에서항비만효과와비만으로손상된간의기능을증진시키는효과가있음을보고한바있다 [13]. 또한 Monascus pilosus로발효시킨뽕잎차의품질특성과항산화활성을보고한바있으며 [14], 최근고지방식이로비만이유도된마우스에발효뽕잎차분말의급여가체중과간조직항산화계효소에미치는영향을조사한결과비정상적인상태에서의비만해소와 ROS 생성계효소의저해와소거계항산화효소의활성화를관찰할수있었다 [15]. 따라서본연구에서는이와별도로 M. pilosus로발효시킨뽕잎차의고부가가치건강기능성소재개발을위하여뽕잎을차로음용하는조건에서의생리활성을검토하고자발효차열수추출물을정상식이마우스에급여하고체중과혈청지질및간조직항산화계주요효소활성에미치는영향을고찰하였다. 2. 재료및방법 2.1 뽕잎및균주 본실험에사용된뽕잎 (M. alba leaves) 은 211년 6월경에경북경산시남산면안심리에서채취한것을사용하였으며, 균주는한국종균협회에서분양받은 M. pilosus IFO 448을사용하였다. 2.2 뽕잎의발효 Lee[15] 등의방법에따라 M. pilosus로고체발효를행하였다. 먼저, 생뽕잎을 1 2 cm 크기로자른후 4 에서 2일간건조시켰으며 (unfermented mulberry leaves: UF), 건조시킨뽕잎에물을가하여총수분함량이 3% 가되게조절한다음, 2 L들이 polypropylene bag에 3 g씩넣고 air filter를부착하여 121 에서 9분간살균하였다. 살균시킨뽕잎에미리준비한 M. pilosus 배양액 5 ml를접종하고 3 에서 15일간배양한다음, 4 에 5647

3 한국산학기술학회논문지제 14 권제 11 호, 213 서수분함량이 2% 내외가되도록건조시킨후 1.5 mm 체로쳐서발효뽕잎차를제조하였다. M. pilosus 종배양액은 glucose(5%), peptone (2%), KH2PO4(.8%), MgSO4 7H2O (.5%), CH3COOK(.2%), NaCl(.1%) 을함유하는배지에균주를접종하고 15 rpm의진탕배양기에서따로 1일간배양하여사용하였다. 2.3 동물실험 실험동물은 4주령의평균체중 g의 ICR(Crljori: CD-1), SPF/VAF outbred mice (Orient Ltd., Sungnamsi, Korea) 를 basic pellet chew인 5L79 diets (PMI Nutrition, LLC, Brentwood, MO, USA) 로 1주일간예비사육하여실험실환경에적응시켰다. 실험군은 Table 1에서와같이 3개로나누어실시하였다. Basic pellet chew(5l79 diets, PMI Nutrition, LLC, Brentwood, MO, USA) 를급여하고음용수로증류수를급여한군 (NC), basic pellet chew를급여하고음용수대신비발효뽕잎차 (UM) 1% 용액 (1 tea bag 기준, 1 의열수로 3분간추출한추출액을 2 로냉각 ) 을급여한군 (UMI) 그리고 basic pellet chew를급여하고음용수대신 M. pilosus로발효한뽕잎차 (FM) 1% 용액을급여한군 (FMI) 등 3개군으로구분하여 8주간실험하였다. 실험식이는전문제조회사인 Feeds Lab (Guri-si, Gyeonggi-do, Korea) 에의뢰하여실험식이를제조한다음 4 에서보관하면서매일신선한식이를공급하였다. 실험동물은 stainless steel cage에넣어사육하였고, 온도및습도는 23±2, 6±5% 로조정하였으며, 명암주기는 12시간간격으로설정하였고, 차추출물또는음용수및사료는자유섭취시켰다. [Table 1] Experimental groups and ingredients of diets (%) Compositions NC 4) UMI FMI Basic pellet chew (5L79 diets) 1) Water UMI 2) FMI 3) 1) The diets for animal experiments manufactured in PMI Nutrition, LLC, Brentwood, MO, USA. Guaranteed analysis: crude protein 18%, crude fat 5%, crude fiber 5%, ash 8%. 2) UMI: unfermented mulberry leaf tea infusion(1%). 3) FMI: fermented mulberry leaf tea infusion(1%). 4) NC; normal control group. 2.4 식이섭취량, 체중증가량및식이효율측정체중과식이섭취량은매일일정시간에측정하였으며, 식이효율 (feed efficiency ratio, FER) 은 1주간의체중증가량을 1주간의식이섭취량으로나눈값으로하였다. 2.5 혈청 ALT 활성및지질함량혈청 alanine aminotransferase (ALT) 활성도는 Reitman과 Freanke[16] 의방법에준하여 kit시약 (Asan Pham., Seoul, Korea) 을사용하여측정하였으며혈청 1 ml당분당 NADH의흡광도를.1 감소시키는 Karmen unit로나타내었다 [17]. 혈청중성지질, 총콜레스테롤및 HDL-콜레스테롤함량은각각 kit 시약 (AM 157S-K, AM 22-K, AM 23-K, Asanpharm Co., Korea) 으로측정하였으며, LDL-콜레스테롤함량은 Friedewald 등 [18] 의방법에따라계산하였다. Atherogenic index (AI) 는계산식 [(total cholesterol HD-cholesterol) /HDL-cholesterol] 에의하여산출하였다. 2.6 효소활성측정시료준비 8주간사육후, 12시간동안물을제외한사료를금식시키고 ether 마취한다음, 하대정맥으로부터채혈하였다. 채취한혈액은실온에서응고시킨다음 4, 2,5 g에서 1분간원심분리하여혈청을분리하고 7 에보관하면서분석용시료로사용하였다. 장기의적출은빙냉의생리식염수로간을관류한다음수행하였으며, 각장기의무게를측정하였다. 적출한간조직일정량에 4배량의.25 M sucrose 용액을넣고마쇄한후균질액을 1, g (4 ) 에서 3분간원심분리하고 postmitochondrial fraction을취하여효소활성도측정에이용하였다. 2.7 간조직지질함량 Folch 등 [19] 의방법에따라중성지방의함량과총콜레스테롤의함량을 kit 시약 (AM 157S-K, Asan Pharm Co. Ltd., Korea, AM 22-K, Asan Pharm Co. Ltd., Korea) 으로각각측정하였다. 시료는 chloroform과 methanol (2 : 1) 혼합액에간조직마쇄액일정량을가해잘혼합한다음방치하여분리된유기용매부분일정량을취해질소가스존재하에서건조시켜준비하였다. 2.8 간조직 GSH 및 LPO의함량측정간조직의 glutathione (GSH) 의함량은 Ellman[2] 의방법에따라일정량의간조직마쇄균질액에 5,5'-dithibis(2-nitrobenzoic acid) 를넣어생성되는 2-nitro-5-mercapto-benzoic acid의흡광도를 412nm에서 5648

4 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 측정하였으며간조직 g당 GSH μmole로나타내었다. lipid peroxide (LPO) 의함량은 Ohkawa 등 [21] 의방법에따라 thiobarbituric acid (TBA) 용액을넣어반응시키고 n-butanol을가하여 TBA-reactive substance를추출한다음 532 nm에서흡광도를측정하였다. 함량은간조직 g 당 malondialdehyde (MDA) nmole로나타내었으며, MDA 분자흡광계수 (ε= M 1 cm 1 ) 를이용하여산출하였다. 2.9 간조직 XO, SOD, GST 및 GPX 활성의측정간조직 XO(xanthine oxidase) 의활성은 Stirpe와 Della Corte[22] 의방법에따라측정하였으며, 활성도는분당단백 1 mg이기질인 xanthine으로부터생성시킨 uric acid 의양을 nmole로나타내었다. SOD활성은 Martin 등 [23] 의방법에따라 superoxide anion radical에의해 hematoxylin으로부터생성되는 hematin을 56 nm에서측정하였으며효소원을가하지않은대조구의흡광도를 5% 억제하는효소량을 1 unit로하여 1 mg의단백질이 hematoxylin의자동산화를억제하는정도를 U (Unit) 로나타내었다. GST 활성은 Habig 등 [24] 의방법에따라효소에의해기질인 1-chloro-2,4- dinitrobezene과 GSH이반응하여생성되는 thioether의흡광도를 34 nm에서측정한다음흡광계수 (ε=9.5 M 1 cm 1 ) 를이용하여활성도를계산하였으며분당단백질 1 mg이생성시킨 thioether 의 µmole로나타내었다. GPX 활성은 Paglia 등 [25] 의방법에따라 1 mm EDTA 함유 5 mm phosphate buffer(ph 7.) 용액일정량에 1 mm sodium azide,.2 mm NADPH, 1 mm GSH, 1 unit glutathione reductase 및일정량의효소원과기질인.25 mm hydrogen peroxide를가해 25 에서반응시키는동안에생성된 oxidized glutathione을환원시키는데소모된 NADPH를 34 nm에서측정하여결정하였다. 이때 NADPH의함량은분자흡광계수 (ε=6.22 mm 1 cm 1 ) 를이용하여계산하였으며, 효소의활성도는 1 mg의단백질이 1분간산화시킨 NADPH의함량을 nmole로나타내었다. 2.1 단백질측정단백질의정량은 Lowry 등 [26] 의방법에따라 75nm 에서흡광도를측정하여함량을결정하였으며, bovine serum albumin (BSA) 을표준단백질시료로사용하였다 간조직검사 8주간사육한흰쥐간조직을절취하여 1% neutral formalin에고정시킨다음, 알코올탈수, 파라핀포매하여 microtome으로 4 μm 두께로잘라 hematoxylin과 eosin으로염색하여광학현미경으로관찰하였다 통계처리 모든실험결과는 SPSS ver. 14. (SPSS Inc., Chicago, IL) software package을이용하여분석하였다. 데이터를실험동물 5마리에대한평균과표준편차로나타내었고, 유의성검증은 Duncan's multiple range test에의해 p<.5의수준에서사후검정을수행하였다. 3. 결과및고찰 3.1 체중, 식이섭취량및식이효율 Monascus pilosus로발효시킨뽕잎차열수추출액을음용수대신에 8주간급여하면서항비만효과와관련하여체중증가율, 식이섭취량및식이효율등을관찰한결과를 Table 2 및 Fig. 1에나타내었다. 주당체중증가량은 NC (.86±.3 g), UMI (.74±.1 g), FMI (.69±.2) 순으로나타났고 (Table 2, Normal diet group), 실험시작 2주후부터는 NC군에비해 UMI와 FMI군모두에서지속적으로낮은체중증가율을보였다 (Fig. 1). 하지만, 식이섭취량은 NC군에비해오히려 UMI군과 FMI군은 2.78 및 15.77% 각각증가하였고, calorie 섭취량또한식이섭취량과유사한결과를나타내었다. 그리고음용수대신으로섭취한차열수추출물의양은 UMI군과 FMI군에서 NC군에비해 53 56% 정도많이섭취하였으며 UMI군과 FMI군과의유의차는없었다. [Table 2] Effects of unfermented and fermented mulberry leaf tea 1% infusion instead of water on body weight, feed intakes and feed efficiency ratio of mouse fed a normal diets for 8 weeks Measurements NC 2) UMI 3) FMI 4) Initial body weight (g) 29.81± ±1.16 5) 3.28±1.26 Final body weight (g) 36.7± ± ±1.19 Feed intakes (g/week) 43.52±2.35 b 52.56±3.8 a 5.24±3.65 a Calorie intakes(kcal/week) ±8.76 b ±11.47 a ±13.61 a Weight gain(g/week).86±.3 a.74±.1 b.69±.2 b Water intakes(ml/week) 54.16±4.32 b 84.56±6.3 a 83.12±6.51 a FER 1).2±. a.1±. b.1±. b 1) Feed efficiency ratio. 2-4) See Table 1. 5) Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the same row indicate significant differences 5649

5 한국산학기술학회논문지제 14 권제 11 호, 213 Body weight (% against initial) N C U M I F M I Feeding periods (weeks) a b NS [Fig. 1] Effects of unfermented and fermented mulberry leaf tea 1% infusion instead of water on body weight gain (% against initial) of mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1 and 2. Values are means (n=5), and the values of the final week are mean ± standard deviations (n=5). Different superscripts in the final week indicate significant differences 이상의결과에서 UMI 및 FMI군모두에서식이섭취량과섭취열량모두 NC군에비해현저하게높음에도불구하고체중증가율이낮게나타나는현상은뽕잎과발효뽕잎열수추출액이식이효율을감소시켜체중감소효과를나타내고있음을알수있다. 그러나비발효뽕잎과발효뽕잎의체중감소효과를비교했을때평균값으로는 UMI 군에비하여 FMI군에서다소낮으나식이섭취량과섭취열량이 UMI에서다소높음을감안할때양군간의차이는없는것으로보인다. 이것은고지방식이로비만을유도한흰쥐에 M. pilosus로발효시킨뽕잎차를분말형태로고지방식에첨가하여유의한수준의체중감량효과를보고한 Lee 등 [15] 의실험과비교되는것으로정상식이의본실험의체중감소효과가상대적으로작았다. 따라서발효뽕잎차는비정상적인체중증가를막지만과도한체중의감소를유도하지는않고정상체중을유지하도록돕는것으로사료된다. 또한, Park 등 [27] 은뽕잎추출물이 PPARγ (peroxisome- proliferator activated receptor γ) agonist로작용하여식이섭취량을감소시킴으로서항비만효과가나타난다고보고하였으나, 본실험결과에서는체중감소와섭취칼로리와는다른결과를보인것을볼때뽕잎차의열수추출물은다른기작으로항비만효과를나타내는것으로사료된다. 또한 Monascus속미생물로발효시킨홍국은소화불량을개선 할뿐만아니라 [28] 항비만효과가있는것으로알려져있다 [29]. 따라서, M. pilosus로발효시킨뽕잎차열수추출물의체중감소효과는뽕잎의성분과미생물발효에의해생성된성분들의복합효과로사료된다. 한편, UMI 및 FMI군에서물섭취량이현저히높은것은본실험에서뇨배설량을측정하지않아정확한기전은알수는없으나차의이뇨작용과관련이있는것으로생각된다. 3.2 장기중량및부고환주변지방의함량 8주간사육한다음 mouse의체중 1 g당장기중량을조사한결과는 Table 3과같다. 간중량은 NC군이 3.71% 인데비하여 UMI군과 FMI군은각각 3.76% 및 3.81 % 이었으며, 신장, 심장및고환의중량에서도비슷하게유의적인차이를확인할수없었다. 식이섭취량및열량의과잉상태에서는당대사의불균형과과잉으로생성되는 glucose flux 및비정상적인 RNA와 DNA의합성으로간을비롯한장기들의중량이증가하는것으로알려져있으나 [3], 본실험에서차열수추출물을급여한경우섭취량이증가했음에도불구하고장기의중량에서차이가관찰되지않았다. Lee 등 [15] 은고지방식이에더하여발효뽕잎혹은비발효뽕잎분말의급여는비만으로비대해진장기들의중량을현저히감소시킴을보였다. 따라서뽕잎및뽕잎발효물은고지방식이에의한장기들의비대를막지만정상수준에서의장기의중량감소를초래하지는않는것으로사료된다. 한편, 부고환주변지방의함량은 NC군이 1.5% 로 FMI 군의.95% 와유의적인차이가없었으나 UMI군에서는.63% 로 NC군과 FMI군에비하여그함량이감소하였다 (Fig. 2). 이와같이비발효뽕잎차를음용수대신으로음용한경우에부고환주변지방의함량이상당한수준으로감소하는현상이어떤기전에의해나타나는지는추후계속적인연구가요망된다. [Table 3] Effects of unfermented and fermented mulberry leaf tea 1% infusion instead of water (normal diets) on organs weight in mouse fed a normal diets for 8 weeks (% against body weight) Organs NC 1) UMI 2) FMI 3) Liver 3.71± ±.12 4) 3.81±.13 Kidney 1.75± ± ±.14 Heart.54±.4.56±.5.57±.4 Testis.69±.6.66±.4.66±.6 1-3) See Table 1. 4) Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the same row indicate significant differences 565

6 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 Content of fat around epididymal (%/BW) a.95 a.63 b NC UMI FMI 이로비만을유도한 mouse에서발효뽕잎차가비정상적으로증가한중성지방과총콜레스테롤의함량을낮출뿐만아니라 HDL-cholesterol를높이고 LDL-cholesterol을낮추는효과를확인하였다 [15]. 따라서뽕잎을 monakolin K를생산하는 Monascus속미생물로발효한것은지질대사이상에의한성인병을예방하고비정상적인지질상태를정상수준으로회복시켜주는효과가있는것으로사료된다. [Table 4] Effects of unfermented and fermented mulberry content of lipid profiles in serum of mouse fed a normal diets for 8 weeks Measurements 1) NC 2) UMI 3) FMI 4) [Fig. 2] Effects of unfermented and fermented mulberry content of fat around epididymal in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences 3.3 혈청및간조직지질함량 8주간사육한다음 mouse의혈청에서의지방함량을측정한결과는 Table 4와같다. 중성지방 (TG), 총콜레스테롤 (TC), HDL-cholesterol의함량은실험군간의유의적인차이를보이지않았으나 LDL-cholesterol의함량에서 FMI군은 NC군에비하여유의적으로낮은경향을나타내었으며동맥경화지수도동일한경향을나타내었다. 동맥경화증발병과비례관계가있는것으로알려진 TG와혈중 cholesterol의대부분은 lipoprotein의형태로 LDL을형성하며 [31], 또한 Monascus속미생물의 2차대사산물인 monacolin K는 cholesterol 생합성에관여하는 HMG-CoA reductase의저해제로 LDL-cholesterol 함량이감소됨과더불어 HDL-cholesterol은증가하고동맥경화지수가감소됨이알려졌다 [32]. 또한, 실제임상실험에서도 TG, TC 및 LDL-cholesterol의농도가감소한것으로나타났다 [33]. 따라서 FMI군에서유의적으로 LDL-cholesterol의함량이낮은것은발효추출물의 monacolin K에의한효과로생각된다. 8주간사육한 mouse의간조직 TG와 TC 함량을조사한결과 UMI와 FMI군의간조직 TG 함량은 mg/g tissue로유의적인차이를보이지않았으며 (Fig. 3), 총콜레스테롤의함량에서도 UMI 및 FMI군은 mg/g tissue로 NC군의 1.59 mg/g tissue보다낮았으나유의한차이를보이지는않았다. Lee 등은고지방식 TG 72.16± ±3.86 5) 7.1±3.43 TC ± ± ±8.22 HDL-chol 53.25± ± ±3.6 LDL-chol 46.1±2.94 a 42.5±2.65 ab 39.82±2.39 b AI 1.14±.7 a 1.3±.6 ab.97±.6 b 1) TG; triglyceride, TC; total cholesterol, HDL-chol; HDL-cholesterol, LDL-chol; LDL-cholesterol=[total cholesterol (triglyceride/5)] + HDL-cholesterol, AI; altherogenic index=(total cholesterol HDL-cholesterol) / HDLcholesterol. 2-4) See Table 1. 5) Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the same row indicate significant differences Hepatic TG (mg/g of tissue) NS A NC UMI FMI 5651

7 한국산학기술학회논문지제 14 권제 11 호, B Hepatic TC (mg/g of tissue) NS LPO (n mole/g of tissue) a 7.86 b 9.92 ab NC UMI FMI NC UM I FM I [Fig. 3] Effects of unfermented and fermented mulberry content of hepatic TG (triglyceride) and TC (total cholesterol) of mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences [Fig. 5] Effects of unfermented and fermented mulberry content of hepatic LPO (lipid peroxide) in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences 3.4 간조직 GSH, LPO 함량및혈청 ALT 활성 4 간조직 GSH 및 LPO 의함량과혈청 ALT 의활성변 동을조사한결과는 Fig. 4 6 과같다. 간조직 g 당 GSH 함량은 NC군 2.73 µmole, UMI군 1.92 µmole, FMI군 2.14 µmole로 FMI군은 NC군과유의차가없었으나 UMI 군은 NC군에비하여조금낮았다. LPO의함량은실험군들에서 NC군보다낮은함량을나타내었으나 FMI군은 NC군과유의차는없었다. 4 ALT activity (Karmen U) NS GSH (µ mole/g of tissue) a 2.14 ab 1.92 b NC UM I FM I NC UMI FMI [Fig. 6] Effects of unfermented and fermented mulberry leaf tea 1% infusion instead of water (normal diets), and high fat diets on the serum ALT activities in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences [Fig. 4] Effects of unfermented and fermented mulberry content of hepatic GSH (glutathione) in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences 한편, ALT는간장과심장에다량분포하며, 아미노산의생합성에관여하는효소로약물이나스트레스등으로간조직이손상을받게되면그활성이증가하게됨으로간손상의지표로활용되고있다. 비만이되면간장에지방이축적되고지질과산화물의생성으로활성산소종이 5652

8 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 생성되면간조직이손상되면서이들효소의활성이증가한다. 또한간염이나고혈당상태에서도이들효소의활성이증가하며, 간장의상대적중량도증가한다 [16]. 혈청의 ALT활성과지방함량을측정한결과, 실험군간의유의성은보이지않았으나수치상으로는 FMI군에서낮은경향을보였다 [Fig. 6]. 3.5 간조직 XO, SOD, GST 및 GPX 활성간조직의 XO와 SOD 활성을조사한결과는 Fig. 7 1과같다. XO 활성 (U : uric acid nmole/g of protein/min) 은 UMI군이.77 U로서 NC군의.69 U와유의차를보이지않았으며, FMI군은.6 U로 UMI군및 NC군보다낮은수준을유지하였다. SOD 활성 (Fig. 8) 은 U/mg protein으로실험군간의유의적인차이를보이지않았다. 한편, GST 활성 (U : thioether µ mole/g of protein/min) 은 UMI군에서는 2.34 U로 NC군의 2.41 U와대등한활성을나타내었으나 FMI군은 3.1 U 로 NC 및 UMI군에비하여현저하게높은활성을나타내었다. 또, GPX의활성 (NADPH nmole/ min/mg-protein) 은 FMI군이 NC군과유사한활성을나타내었으나 UMI군에서는두군에비하여유의적으로낮은활성을나타내었다 [Fig. 1]. XO activity (uric acid nmole/mg-protein/min) a.69 ab.6 b NC UMI FMI [Fig. 7] Effects of unfermented and fermented mulberry hepatic XO (xanthine oxidase) activity in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences SOD activity (U/mg of protein) NS NC UM I FM I [Fig. 8] Effects of unfermented and fermented mulberry hepatic SOD (superoxide dismutase) activity in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences GST activity (thioether µ mole/mg-protein/min) b 2.34 b 3.1 a NC UM I FM I [Fig. 9] Effects of unfermented and fermented mulberry hepatic GST (glutathione S-transferase) activity in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences XO는 xanthine oxidoreductase (XOR) 의일종으로체내에서 purine의분해하는중요한역할을수행한다. 정상생리상태에서는 NAD + 를전자수용체로이용하는 dehydrogenase로작용하나병리적상태에서는산소분자 5653

9 한국산학기술학회논문지제 14 권제 11 호, 213 를전자수용체로이용하는 XO로작용하며이때 superoxide 및 hydrogen peroxide와같은 ROS를생성한다 [34]. SOD는 ROS 생성계에의해생성된 superoxide를반응성이낮은 hydrogen peroxide로의전환에관여하는항산화효소로알려져있으며, GST는 selenium 비의존성항산화효소로환원형 GSH를이용하여 lipid hydrogen peroxide를대응하는 lipid alcohol로환원시킬뿐만아니라친전자성물질과환원형 GSH의포합반응에관여하는해독효소로고지방식이에의한비만상태하에서는그활성이크게감소한다. GST는체내에서 phase Ⅰ 반응에의해생성된 electrophilic compounds를 GSH와결합시켜무독화시키는 phase Ⅱ 반응에관여할뿐만아니라항산화활성도가지는효소로 FMI 군에서활성이증가한것은뽕잎의발효과정을통해생성된새로운성분에의해나타난결과로생각되며발효뽕잎차의섭취로 acetaminophen 등과같은생체내에서조직손상이나발암등을유발하는것으로알려져있는 electrophilic compounds를생성하는독성물질의해독에긍정적인영향을줄것으로생각된다 [35]. GPX는 GSH를이용하여 hydrogen peroxide뿐만아니라 ROS에의해생성된 LPO 를무독화시키는효소로고지방식이하에서는그활성이감소하는것으로알려져있으며 [13], 본연구에서는정상식이조건으로군간차이를확인할수없었다. GPX activity (NADPH nmole/mg of protein/min) a 141 b 184 a NC UM I FM I [Fig. 1] Effects of unfermented and fermented mulberry hepatic GPX (glutathione peroxidase) activity in mouse fed a normal diets for 8 weeks. Abbreviations: See Table 1. Values are mean ± standard deviations (n=5), different superscripts in the figures indicates significant differences 3.5 간조직의광학현미경관찰 간조직을검경한결과는 Fig. 11와같다. UMI 및 FMI 군에서는중심정맥과간조직세포, 세포막및 sinosoid가정상구조를유지하고있으며, NC군과의조직학적인뚜렷한차이는보이지않았다. 이상의결과, 뽕잎차와 M. pilosus로발효시킨뽕잎차는정상생리상태에서는 ROS 의생성과소거가균형을이루고있어생체의항산화활성에유의한영향을나타나지않았으며그결과조직의이상변화가없는것으로사료된다. NC UMI FMI [Fig. 11] Light microscopic photographs of liver tissue (bar: 25 μm) of mouse fed a normal diets with unfermented and fermented mulberry leaf tea 1% infusion instead of water for 8 weeks (HE stain). 4. 결론 뽕잎차의산업적가치를높이기위한연구의일환으로 M. pilosus로발효시킨뽕잎차를실제음용하는것과유사한조건으로정상식이 mouse에열수추추물을급여하여체중, 장기무게그리고혈액및간조직의생화학적활성에미치는영향을고찰하였다. 앞선뽕잎차분말과고지방식이 mouse를이용한연구 [15] 에서는유의한수준의발효뽕잎차의비만해소와 ROS 생성계효소의저해, 소거계항산화효소의활성화를통한간기능증진과조직손상을예방또는경감시키는유의한효과를확인하였다. 본연구에서도고지방식이연구와같은정도는아니지만의미있는바이오마커들의변화를관찰할수있었다. 차추출액급여군은정상식이군에비하여체중증가량이감소하고 LDL-콜레스테롤과동맥경화지수는유의한수준의감소를나타내었다. 간조직의 LPO 함량과 XO 활성의감소와 GST 활성의유의적인증가를또한관찰할수있었다. 이상의결과, 뽕잎차의열수추출액은체중감소효과뿐만아니라간조식손상을예방하고, 경감시키는것으로사료된다. 이것은고지방식이 mouse를이용한연구결과와비교할때, 변화의폭은크지않지만, 정상식이임을감안한다면정상인이뽕잎차를꾸준히음용할경우급격한신체의변화없이비만으로인한질병을 5654

10 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 예방하고건강을증진할수있다는면에서의미가있을것으로사료된다. 더구나뽕잎은카페인성분이함유되어있지않으므로커피나녹차와달리카페인에민감한사람도음용이가능함으로산업적가치가매우크다고할수있다. References [1] H. B. Kim, C. K. Kang, G. B. Sung, S. W. Kang, J. R. Lee, Anti-oxidative capacity of mulberry leaf andits tea, Korean J Sci, 49, 18-23, 27. [2] D. C. Kim, M. J. In, H. J. Chae, Preparation of mulberry leaves tea and its quality characteristics, J Appl Biol Chem, 53, 56-59, 21. DOI: [3] C. Hansawasdi, J. Kawabata, α-glucosidase inhibitory effect of mulberry (Morus alba) leaves on Caco-2, Fitoterapia, 77, , 26. DOI: [4] J. Y. Chae, J. Y. Lee, I. S. Hoang, D. Whangbo, P. W. Choi, W. C. Lee, J. W. Kim, S. Y. Kim, S. W. Cho, S. J. Rhee, Analysis of functional components of leaves of different mulberry cultivars, J Korean Soc Food Sci Nutr, 32, 15-21, 23. DOI: [5] M. Omori, T. Yano, J. Okamoto, T. Tsushida, T. Murai, M. Higuchi, Effect of anaerobically treated tea (Gabaron tea) on blood pressure of spontaneously hypertensive rats, Nippon Nogeikagaku Kaishi, 61, , DOI: [6] S. Y. Kim, W. C. Lee, H. B. Kim, A. J. Kim, S. K. Kim, Antihyperlipidemic effects of methanol extracts from mulberry leaves in cholesterol induced hyperlipidemia in rats, J Korean Soc Food Sci Nutr, 27, , [7] M. J. Bae, E. J. Ye, Analysis of active components and quality characteristics in the manufacturing of fermented mulberry leaf (Morus alba) tea, J Korean Soc Food Sci Nutr, 39, , 21. DOI: [8] O. J. Kang, Production of fermented tea with Rhodotorula yeast and comparison of its antioxidant effects to those of unfermented tea, Korean J Food Cookery Sci, 26, , 21. [9] J. Y. Ma, Y. Li, Q. Ye, J. Li, Y. Hua, D. Ju, D. Zhang, R. Cooper, M. Chang, Constituents of red yeast rice, a traditional Chinese food and medicine, J Agric Food Chem, 48, , 2. DOI: [1] M. J. Choi, T. S. Yu, Effects of red-yeast-rice supplementation on bone mineral density and bone mineral content in overiectomized rats, Korean J Nutr 37, , 24. [11] M. R. Kang, J. Y. Kim, Y. J. Hyun, H. J. Kim, H. Y. Yeo, Y. D. Song, J. H. Lee, The effect of red-yeast-rice supplement on serum lipid profile and glucose control in subjects with impaired fasting glucose or impaired glucose tolerance, Korean J Nutr, 41, 31-4, 28. [12] L. Martinkova, P. Patakova-Juzlova, V. Krent, Z. Kucerova, V. Havlicek, P. Olsovsky, O. Hovorka, B. Rihova, D. Vesely, D. Vesela, J. Ulrichova, V. Prikrylova, Biological activities of oligoketide pigments of Monascus purpreus, Food Addit Contam, 16, 15-24, DOI: [13] S. I. Lee, J. W. Kim, Y. K. Lee, S. H. Yang, I. A. Lee, J. W. Suh, S. D. Kim, Protective effect of Monascus pilosus mycelial extract on hepatic damage in high-fat diet induced-obese rats, J Appl Biol Chem, 54, , 211. DOI: [14] S. I. Lee, Y. K. Lee, J. Choi, S. H. Yang, I. A. Lee, J. W. Suh, S. D. Kim, Quality characteristics and antioxidant Activity of mulberry leaf tea fermented by Monascus pilosus, J Korean Soc Food Sci Nutr, 41, , 212. DOI: [15] S. I. Lee, Y. K. Lee, I. A. Lee, J. Choi, S. D. Kim, J. W. Suh, Effects of mulberry leaf tea fermented by Monascus pilosus on body weight and hepatic antioxidant enzyme activities in mouse fed high-fat diet, Korean J Food & Nutr, 26, 66-77, 213. DOI: [16] S. Reitman, S. Frankel, A colorimetric method for the determination of serum glutamic oxalacetic and glutamic pyruvic transaminases, Am J Clin Pathol, 28, 56-63, [17] A. Karmen, A note on the spectrophotometric assay of glutamicoxaloacetic transaminase in human blood serum, J Clin Invest, 34, , [18] W. T. Friedewald, R. I. Levy, D. S. Fredrickson, Estimation of the concetration of low-density 5655

11 한국산학기술학회논문지제 14 권제 11 호, 213 lipoprotein cholesterol in plasma without use of the preparative ultracentrifuge, Clin Chem, 18, , [19] J. Folch, M. Less, A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J Biol Chem, 226, , [2] G. L. Ellman, Tissue sulfhydryl group, Arch Biochem Biophys, 82, 7-77, DOI: [21] H. Ohkawa, N. Ohishi, K. Yagi, Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction, Anal Biochem, 95, , DOI: [22] F. Stripe, E. Della Corte, The regulation of rat liver xanthine oxidase, J Biol Chem, 244, , [23] J. P. Martin, J. M. Dailey, E. Sugarmanand, Negative and positive assays of superoxide dismutase based on hematoxylin autoxidation, Arch Biochem Biophys 255, , DOI: [24] W. H. Habig, M. J. Pabst, W. B. Jacoby, Glutathione Stransferase. The first enzymatic step in mercapuric acid formation, J Biol Chem, 249, , [25] E. D. Pagila, W. N. Valentine, Studies on the quantitative and qualitative characterization of erythrocyte glutathione peroxidase, J Lab Clin Med, 7, , [26] O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr, R. L. Randall, Protein measurement by folin phenol reagent, J Biol Chem, 193, , [27] M. Y. Park, K. S. Lee, M. K. Sung, Effects of dietary mulberry, Korean red ginseng, and banaba on glucose homeostatis in relation to PPAR-α, PPAR-γ, and LPL mrna expressions, Life Sci, 77, , 25. DOI: [28] M. R. Rhyu, E. Y. Kim, K. S. Chung, Effect of Monascus koji on the quality characteristics of bologna-type sausage, Korea J Food Sci Technol, 35, , 23. [29] T. Jeon, S. G. Hwang, S. Hirai, T. Matsui, H. Yano, T. Kawada, B. O. Lim, D. K. Park, Red yeast rice extracts suppress adipogenesis by down-regulating adipogenic transcription factors and gene expression in 3T3-L1 cells, Life Sci, 75, , 24. DOI: [3] Y. G. Wu, L. L. Xia, H. Lin, D. Zhou, H. Qian, S. T. Lin, Prevention of early liver injury by breviscapine in streptozotocin-induced diabetic rats, Planta Med, 73, , 27. DOI: [31] T. Gordon, W. B. Kannel, W. P. Castelli, R. Thomase, T. R. Dawber, Lipoprotein, cardiovascular disease, and death, Arth Internal Medicine, 141, , DOI: [32] T. S. Yu, H. H. Kim, C. G. Yoon, Hepatic oxygen free radical metabolizing enzyme activities and serum lipid profile in rats fed diet supplem andd with Monascus pigment, J Korean Soc Fod Sci Nutr, 33, , 23. [33] D. Heber, I. Yip, J. M. Ashley, E. A. Elashoff, R. M. Elashoff, V. Liang, W. Go, Cholesterol-lowering effects of a proprietary Chinese red-yeast-rice dietary supplement, American J Climical Nut,r 69, , [34] M. S. Hashim, S. Lincy, V. Remya, M. Teena, L. Anila, Effect of polyphenolic compounds from Coriandrum sativum on H2O2-induced oxidative stress in human lymphocytes, Food Chem, 92, , 25. DOI: [35] T. A. Ajith, U. Hema, M. S. Aswathy, Zingiber officinale Roscoe prevents acetaminophen-induced acute hepatotoxicity by enhancing hepatic antioxidant status, Food Chem Toxicol, 45, , 27. DOI: 서주원 (Joo-Won Suh) [ 정회원 ] 1979 년 2 월 : 서울대학교농화학과 ( 학사 ) 1986 년 9 월 : ( 미국 ) 캘리포니아대학, 식품공학 ( 석사 ) 1989 년 9 월 : ( 미국 ) 캘리포니아대학, 미생물학 ( 박사 ). 199 년 3 월 ~ 현재 : 명지대학교생명과학정보학부교수 211 년 1 월 ~ 현재 : 농생명바이오식의약소재개발사업단사업단장 < 관심분야 > 미생물학, 농업생명공학, 기능성식품, 의약소재개발 5656

12 정상식이마우스의체중과간조직항산화계효소활성에미치는 Monascus pilosus 발효뽕잎차열수추출물의효과 이상일 (Sang-Il Lee) [ 정회원 ] 이인애 (In-Ae Lee) [ 정회원 ] < 관심분야 > 건강기능성식품 1983 년 2 월 : 영남대학교대학원약학과 ( 약학석사 ) 1989 년 8 월 : 영남대학교대학원약학과 ( 약학박사 ) 1987 년 9 월 ~ 현재 : 계명문화대학교식품영양조리학부교수 1999년 2월 : 충남대학교식품공학과 ( 농학박사 ) 1987년 6월 ~ 1998년 12월 : 한국생명과학연구원선임연구원 1999년 11월 ~ 29년 1월 : 경북대학교농업과학기술연구소연구교수 29년 11월 ~ 현재 : 명지대학교농생명바이오식의약소재개발사업단연구교수 < 관심분야 > 생명과학, 기능성식품 이예경 (Ye-Kyung Lee) [ 정회원 ] 22년 8월 : 대구가톨릭대학교대학원식품공학과 ( 이학석사 ) 26년 8월 : 대구가톨릭대학교대학원식품공학과 ( 이학박사 ) 2년 3월 ~ 24년 2월 : 가톨릭상지대학교식품영양과초빙교수 24년 3월 ~ 28년 8월 : 신성대학교호텔조리계열초빙교수 28년 6월 ~ 21년 2월 : 대구가톨릭대학교해양바이오센터연구원 21년 9월 ~ 현재 : 명지대학교생명과학정보학부연구원 최종근 (Jongkeun Choi) [ 정회원 ] 1993 년 2 월 : 서울대학교농화학과 ( 농학사 ) 1995 년 2 월 : 서울대학교농화학과 ( 농학석사 ) 26 년 8 월 : 서울대학교화학부 ( 이학박사 ) 213 년 3 월 ~ 현재 : 청운대학교화장품과학과교수 < 관심분야 > 구조생물학, 화학정보학, 기능성식품및화장품 < 관심분야 > 식품가공 김순동 (Soon-Dong Kim) [ 정회원 ] 1974 년 2 월 : 영남대학교대학원가정학과 ( 이학석사 ) 198 년 2 월 : 영남대학교대학원가정학과 ( 이학박사 ) 1996 년 3 월 ~ 21 년 8 월 : 대구가톨릭대학교식품과학연구소장 21 년 8 월 ~ 현재 : 대구가톨릭대학교명예교수 29 년 9 월 ~ 현재 : 명지대학교생명과학정보학부연구교수 < 관심분야 > 식품가공, 발효식품 5657