한국영양학회지 (Korean J Nutr) 2013; 46(1): 5 ~ 14 ISSN / E-ISSN Monascus Pilosus로발효시킨검정콩첨가식이가고

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1 한국영양학회지 (Korean J Nutr) 213; 46(1): 5 ~ 14 ISSN / E-ISSN Monascus Pilosus로발효시킨검정콩첨가식이가고지방식이마우스의체중과혈청지방함량및간조직항산화계효소활성에미치는영향 * 이상일 2 김순동 1 이예경 1 김미정 3 이인애 1 최종근 1 서주원 1 명지대학교생명과학정보학부, 1 계명문화대학식품영양조리학부, 2 신성대학호텔조리제빵계열 3 Dietary effects of black bean fermented by Monascus pilosus on body weight, serum lipid profiles and activities of hepatic antioxidative enzymes in mice fed high fat diets* Lee, Sang-Il 2 ㆍ Kim, Soon-Dong 1 ㆍ Lee, Ye-Kyung 1 ㆍ Kim, Mee-Jung 3 Lee, In-Ae 1 ㆍ Choi, Jongkeun 1 ㆍ Suh, Joo-Won 1 1 Division of Bioscience and Bioinformatics, College of Natural Science, Myongji University, Yongin , Korea 2 Department of Food, Nutrition and Cookery, Keimyung College, Daegu 74-73, Korea 3 Division of Hotel Culinary Arts and Bakery, Shinsung University, Dangjin , Korea ABSTRACT The anti-obesity effects of fermented black bean were tested with mice fed a high fat diet for seven weeks. Body weight gain and feed efficiency ratio (FER) in the high fat diet control (HC) group were markedly higher, compared with those of the normal control (NC) group, but were significantly lower in the 2% black bean powder supplemented high fat diet (BB) group and 2% black bean powder fermented by M. pilosus supplemented high fat diet (BBM) group, compared with those of the HC group. Food intake in the HC and BB groups was significantly lower than that of the NC and BBM groups. Water intake in the HC group was significantly lower than that of the NC group, but was higher in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. On the other hand, relative liver and kidney weight in the HC group was lower than that of the NC group, but was higher in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. In addition, whereas epididymal fat weight in the HC group was markedly higher than that of the NC group, it was significantly lower in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. Meanwhile, hepatic GSH in the HC group was significantly lower than that of the NC group, but was slightly higher in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. Although hepatic LPO in the HC group was dramatically higher than that of the NC group, it was significantly lower in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. In addition, serum TG, total cholesterol, and LDL-cholesterol in the HC group was significantly higher than that of the NC group, but was significantly lower in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. On the contrary, HDL-cholesterol in the HC group was significantly lower than that of the NC group, but was higher in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. In addition, activity of XOR D type in the HC group was lower than that of the NC group, but was slightly higher in the BB and BBM groups, compared with that of the NC group. Activities of ROS scavenging enzymes, such as SOD, GPX, and GST in the HC group were significantly lower than those of the NC group, but were significantly higher in the BB and BBM groups, compared with those of the HC group. In addition, serum ALT activity in the HC and BB groups was higher than that of the NC group, but was significantly lower in the BB and BBM groups, compared with that of the HC group. In histopathological findings, hepatic fat accumulation in the HC group was higher than that of the NC group, but was lower in the BBM group, compared with that of the HC and BB groups. In particular, antiobese, hypolipidemic, and antifatty liver effect of black bean powder fermented by M. pilosus was specifically higher than that of non-fermented steamed black bean. In conclusion, the con 접수일 : 년 월 일 수정일 : 년 월 일 채택일 : 년 월 일 * : 213 The Korean Nutrition Society

2 6 / Monascus Pilosus 로발효시킨검정콩의항비만및혈청지질저하효능 stituents of black bean fermented by Monascus pilosus have been proven to not only inhibit obesity and hyperlipidemia but also decrease hepatic fat accumulation in high fat diet-induced obese mice. (Korean J Nutr 213; 46(1): 5 ~ 14) KEY WORDS: antiobese, hypolipidemic, antifatty liver, fermented black bean, Monascus pilosus. 서론 경제성장과 식생활의 서구화로 비만 당뇨 고혈압 동맥경화 및 암 등과 같은 다양한 생활습관병이 크게 증가하고 있다 이들 질환 중 비만은 에너지의 과잉섭취 유전적 감수성 및 육체활동의 감소 등에 의한 에너지 불균형으로 체조직에 지방이 과도하게 축적되어 나타나는 현상이며 그 유병율은 주로 선진국에서 꾸준히 증가해왔다 비만은 그 자체적으로 혹은 다른 질병과 연계되어 심혈관계 질환 당뇨 비알코올성 간염 암 치매 골관절염 등과 같은 심각한 질환들을 유발시키는 결정적인 위해요소로 알려져 있으며 체내에서 산화적 스트레스를 일으킬 뿐만 아니라 지방조직에서 들의 분비 장애를 초래하여 동맥경화와 당뇨 등과 같은 대사증후군과 허혈성 심질환 및 면역결핍 등을 초래하는 것으로 알려져 있다 비만상태에서는 비정상적인 지질대사와 더불어 와 같은 활성산소 생성계 효소는 활성화 되는 반면 - - 등과 같은 소거계 효소의 활성은 억제되어 복합적인 산화적 스트레스를 받게 되고 이로 인한 대사증후군을 야기하게 된다 Monascus속의 곰팡이는 대사산물로 등의 와 및 등과 같은 색소 및 와 같은 기능성 성분을 생성하며 혈당상승억제 혈압조절과 콜레스테롤 생합성 억제 및 항암효과 는 항고혈압효과 가 있으며 최근에는 배양 균사체의 추출물이 항비만 및 간기능 증진효과를 나타낸다는 보고가 있다 Monascus속 미생물을 고체배양법으로 쌀에 번식시킨 홍국은 건강기능식품으로 홍주 홍두부 육류가공 및 음식물의 첨가제 또는 의약품 소재로 널리 활용되고 있으며 색소 등 특정 기능성 성분들을 생산할 목적으로 액침배양과 이를 위한 배지조성에 관한 연구 기능성 성분의 생성량 조절에 관한 연구 등도 활발하게 이루어지고 있다 그러나 액침 배양시에는 의 일종인 이 생성될 수 있으나 M. ruber와 M. purpureus와 M. purpureus 및 M. pilosus의 배양시에는 검출되지 않는다는 보고가 있다 한편 검정콩 흑태 은 옛날부터 한방에서 오두 烏頭 라 불리는 약 콩으로 허약체질 무기력증 안감의 해소와 각기병 예 방 약물중독 식중독 등에도 효과가 있어 사용해 왔으며 종 피는 혈액을 자양하고 풍을 소통시키며 시력증진 및 뇌를 맑 게 하고 두통치료에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다 본 연구에서는 항비만 및 간 기능증진 소재를 찾아내기 위 한 일련의 연구로 을 생성되지 않음이 확인된 M. pilosus 로 발효시킨 검정콩을 고지방식이에 혼합한 사료로 사 육한 마우스의 체중과 간 조직의 지방함량 및 항산화 관련효 소의 변동을 조사하였다 재료및방법 재료및균주실험에 사용한 검정콩 Glycine max 은 경기도 용인 농업협동조합에서 년 월에 구입하여 에 넣어 에서 보관하면서 사용하였으며 균주는 한국종 균협회에서 분양받은 Monascus pilosus 를 사 용하였다 검정콩의발효검정콩은 깨끗한 물로 세척한 다음 건풍하여 - 을 사용하여 콩알 크기의 정도로 분쇄한 후 수분함량을 로 조정하였다 들이 에 씩 넣고 식용 밀기울을 첨가 하여 혼합한 다음 를 부착한 후 에서 분간 가 압 살균하고 무균상으로 옮겨 상온으로 냉각하여 고체배지를 준비하였다 쌀가루 를 함유하 는 배지를 사용하여 에서 일간 배양한 Monascus pilous 배양액을 되게 접종하여 에서 일간 배양하였다 다음에 에서 일간 건조시켜 수분함량이 약 가 되는 검 정콩 발효물을 얻고 - 을 사용하여 입도를 갖는 분말을 제조하였다 M. pilosus 대조구는 검정콩 분말 을 에서 분간 증자한 후 동일조건으로 건조시킨 분말 을 사용하였다 동물실험실험동물은 주령의 평균체중 의 -

3 한국영양학회지 (Korean J Nutr) 213; 46(1): 5 ~ 14 / 7 Table 1. Experimental groups and ingredients of diets (%) Ingredients Experimental groups 1) Pellet stew (5L79 diets) 2) Lard Steamed black bean (SBB) SBB fermented by M. pilosus ) NC: normal control group, HC: high fat diet control group, BB: 2% steamed black bean powder supplemented high fat diet group, BBM: 2% black bean powder fermented by M. pilosus supplemented high fat diet group 2) The diets for animal experiments manufactured in the PMI Nutrition, LLC, Brentwood, MO, USA. Guaranteed analysis: crude protein 18%, crude fat 5%, crude fiber 5%, ash 8% 를 기본사료인 로 주일간 사육하여 환경에 적응시킨 다음 실험에 사용하였다 실 험군은 기본사료만을 급여한 정상군 기본사료에 를 혼합한 고지방식이 대조군 기본사료에 와 증자한 검정콩 분말을 혼합한 식이군 및 기본사료에 와 M. pilosus 로 발효시킨 검정 콩 분말을 혼합한 식이군 의 개군 마리 군 으로 구분하여 주간 사육하였다 실험식이는 주일에 한 번씩 제조하여 에서 보관하면서 매 일 신선한 식이를 공급하였다 사육장은 를 사용하였고 온도 및 습도는 ± ± 로 조정하였 으며 명암주기는 시간 간격으로 설정하고 물과 사료는 자유 섭취시켰다 식이섭취량, 체중증가량및식이효율측정체중과 식이섭취량은 전 실험기간 동안 매일 일정시간에 측 정하였으며 식이효율 은 주간의 체중증가량을 주간의 식이섭취량으로 나눈 값으로 하였다 혈청지질함량혈청중성지질 총콜레스테롤 및 - 콜레스테롤 함량은 시약 으로 측정하였으며 - 콜레스테롤함량은 등 의 방법에 따라 계산하였다 는 계산식 에 의하 여 산출하였다 효소활성측정시료준비 주간 사육한 는 물만 주고 시간동안 금식시킨 후 마취 하에서 복부 대동맥으로부터 채혈한 다음 빙냉의 생리식염수로 간을 관류하고 장기를 적출 한 후 습기를 제거하 고 무게를 측정하였다 적출한 간 조직 일정량에 배량의 빙냉 의 용액을 가하여 마쇄한 균질액을 에서 분간 원심분리한 다음 을 취해 효소 활성도 측정에 이용하였다 채취한 혈액은 실온에서 응고시킨 다음 에서 분간 원심분리 하여 혈청을 분리한 후 에 두면서 분석용 시료로 사용 하였다 혈청 ALT 의활성도측정혈청 활성도는 의 방법에 따라 조제된 시약 을 사용하여 측정하였으며 효소의 활성은 혈청 당 분당 의 흡광도를 감소시키는 로 나 타내었다 간조직 GSH 와 LPO 함량측정간 조직 의 함량은 의 방법에 따 라 일정량의 간 조직 마쇄균질액에 - - 를 가하여 생성되는 의 흡광도를 측정하였으며 간 조직 당 환원형 μ 로 나타내었다 - 의 함량은 등 의 방법에 따라 일정량의 간 조 직 마쇄균질액에 용액을 가하여 반 응시킨 후 - 을 가하여 이행되는 - - 를 흡광도 에서 측정한 다음 분자흡광계수 ε 를 이용하여 함량을 산출하였으며 간 조직 당 로 나타내었다 간조직 XOR, SOD, GST 및 GPX 활성도측정 활성은 - 의 방법에 따라 효소원으로 를 이용하여 활 성은 의 존재 하에서 활성은 를 첨가하지 않은 상태에서 측정하였고 의 활성은 활성 도에서 활성을 제한 값으로 하였으며 활성도는 분당 단 백 이 기질인 으로부터 생성시킨 의 량 을 로 나타내었다 활성은 등 의 방법 에 따라 에 의해 으로부 터 생성되는 을 에서 측정하였으며 효소원을 가하지 않은 대조구의 흡광도를 억제하는 효소량을 로 하여 의 단백질이 의 자동산화를 억제

4 8 / Monascus Pilosus 로발효시킨검정콩의항비만및혈청지질저하효능 하는 정도를 로 나타내었다 활성은 등 의 방법 에 따라 효소에 의해 기질인 과 - 이 반응하여 생성되는 의 흡광도를 에서 측정한 다음 흡광계수 ε 를 이용 하여 활성도를 계산하였으며 분당 단백질 이 생성시킨 의 로 나타내었다 활성은 등 의 방법에 따라 함유하는 용액 일정량에 및 일정량의 효소원과 기질인 를 가 해 에서 반응시키는 동안에 생성된 을 환원시키는데 소모된 를 에서 측정하고 분 자흡광계수 ε 를 이용하여 효소활성을 계산 하였다 효소의 활성도는 의 단백질이 분간 산화 시킨 의 함량을 로 나타내었다 단백질함량의측정간 조직의 단백질 함량은 등 의 방법에 따라 을 표준용액으로 하여 측정하였다 간조직검사 주간 사육한 흰쥐 간 조직을 절취하여 - 에 고정시킨 다음 알코올 탈수 파라핀 포매하여 으로 μ 두께로 잘라 과 으로 염색하여 광 학현미경으로 관찰하였다 통계처리데이터는 실험동물 마리에 대한 평균치와 표준편차로 나타 내었다 유의성 검증은 을 이용하여 를 행하였다 결 체중증가량및식이효율기본사료만 급여한 정상군 기본사료에 의 를 혼합한 고지방 식이 대조군 기본사료에 와 증자한 검정콩 분말 혼합 식이군 및 기본사료에 와 M. pilosus 로 발효시킨 검정콩 분말 혼합 식이군 의 개군으로 나누어 주간 사육하면서 체중 체중증가 량 식이섭취량 및 식이효율을 조사한 결과는 와 같다 실험식이 개시일의 평균체중은 으로 유의적인 차 이를 보이지 않았다 그러나 주후의 체중은 군에 비하여 군은 증가하였으나 군은 가 증가하였으 며 군의 대조군인 군은 가 증가하였다 즉 군은 군과의 유의적인 차이를 보이지 않는 반면 군에 서는 고지방식이 대조군인 군에 비하여 의 체중감소 가 있었다 이러한 결과는 및 군보다 식이섭취량이 약 나 높은 상황에서 나타난 결과로 뚜렷한 체중감소효과가 있는 것으로 판단된다 주당 체중증가량에서도 군은 과 Table 2. Effects of black bean fermented by M. pilosus on body weight gain and feed efficiency ratio of mouse fed high fat supplemented diets for 7 weeks Measurements Experimental plots 1) Initial body weight (g) ± 1.93 NS3) ± ± ±1.76 Final body weight (g) ± 4.51 c4) ± 3.75 a 5.82 ± 2.83 ab 47.28±2.76 b Feed intakes (g/week) ± 1.34 b ± 1.95 c ± 2.33 c 34.97±1.45 a Weight gain (g/week) 1.71 ±.2 d 3.8 ±.26 a 3.7 ±.31 bc 2.65±.25 c Water intakes (ml/week) ± 1.22 a ± 1.35 b 25.4 ± 2.7 ab 27.56±1.85 a FER 2).5 ±.2 c.14 ±.2 a.11 ±.2 ab.8±.2 bc 1) See table 1 2) Feed efficiency ratio 3) Not significant 4) Values are mean ± standard deviations (n = 6), different superscripts in the same row indicate significant differences (p <.5) Table 3. Effects of black bean fermented by M. pilosus on organs weight and content of fat around epididymis in mouse fed high fat supplemented diets for 7 weeks (% against body weight) Organs Experimental groups 1) Liver 3.88 ±.24 a2) 3.26 ±.25 b 3.54 ±.35 ab 3.96 ±.36 a Kidney 1.41 ±.18 a,1) 1.3 ±.2 b 1.22 ±.17 ab 1.35 ±.13 a Heart.48 ±.7 NS3).39 ±.11 b.43 ±.6.49 ±.6 Fat around epididymis 2.39 ±.65 c,1) 5.79 ±.53 a 4.53 ±.46 b 4.32 ±.44 b 1) See table 1 2) Values are mean ± standard deviations (n = 6), different superscripts in the same row indicate significant differences (p <.5) 3) Not significant

5 한국영양학회지 (Korean J Nutr) 213; 46(1): 5 ~ 14 / 9 군은 인데 비하여 군은 군의 에는 미치 지 못하나 으로 낮았다 장기중량실험식이로 주간 사육한 의 체중 당의 장기중 량과 부고환주변지방의 함량을 조사한 결과는 과 같다 간 중량은 군이 인데 비하여 고지방 식이 대조군인 군은 로 낮았다 체중감소효과가 낮은 군에서도 로 군보다 낮았으나 군에서는 로 군과 의 유의적인 차이를 보이지 않았다 신장에서도 간과 동일한 경 향을 나타내었으나 심장에서는 실험군의 유의적인 차이를 보이 지 않았다 부고환주변지방의 함량은 군에서는 군의 배에 달하였으나 군은 보다 가 낮았다 Content of GSH Fig. 1. Effects of black bean fermented by M. pilosus on the content of glutathione (GSH) and lipid peroxide (LPO) in the liver of mouse fed high fat diets for 7 weeks. Values are Mean ± standard deviation (n = 6), different superscripts on the bars indicate significant difference (p <.5). Units of GSH and LPO are represented as μmole/g tissue, respectively. Content of TG (mg/dl) HDL-cholesterol (mg/dl) a 1.9 b 2.15 b 2.58 ab b121.79a 9.4 c c a 35.4 c b 64.3a b a b b Fig. 2. Effects of black bean fermented by M. pilosus on the content of triglyceride (TG), total cholesterol, HDL-cholesterol and LDL-cholesterol of in serum of the mouse fed high fat diets for 7 weeks. Values are Mean ± standard deviation (n = 6), different superscripts on the bars indicate significant difference (p <.5). Content of LPO Total cholesterol (mg/dl) LDL-cholesterol (mg/dl) b a b b a 63.6 a b 22.6 c GSH 및 LPO 함량실험식이로 주간 사육한 간 조직의 및 의 함량을 측정한 결과는 과 같다 함량은 군이 μ - 으로 군의 μ - 에 비하여 가 낮았으며 군은 군과의 유의적인 차이는 없으 나 가 높았으며 군에 비하여는 가 높았다 반면 에 군의 함량은 군의 군의 로 낮았으며 군보다도 낮은 값을 나타내었다 혈청지질함량실험식이로 주간 사육한 의 혈청 - 및 - 함량을 측 정한 결과는 와 같다 함량은 군에서 는 로 군의 과 유의적인 차이를 보이지 않았으나 군의 에 비하여 가 낮 았으며 함량도 군에 비하여 가 낮 았다 군의 - 함량은 군 의 에 불과하였으나 군의 경우는 군보다 유의적 으로 높은 수치를 나타내었으며 군의 수준을 유지하였다 반 면에 군의 - 함량은 로 군 의 및 군의 에 비하여 각각 및 가 낮았다 따라서 이로부터 계산한 동맥경화지수도 군과 군은 각각 및 인데 비하여 군은 로 군의 에 근접하는 경향을 보야 군의 혈중 지질 개선 효과가 있음을 나타내었다 간조직의 XOR 활성실험식이로 주간 사육한 간 조직의 활성 - 을 측정한 결과는 과 같다 고 지방 식이에서 체중감소와 혈청지질 개선효과가 가장 높은 군과 군의 활성은 각각 및 이 었으나 군과 군은 각각 및 로 낮았다 반면 XOR D type activity (U) a.54 c 58bc.66 ab Fig. 3. Effects of black bean fermented by M. pilosus on the activities of hepatic XOR D and O type enzyme in the mouse fed high fat diets for 7 weeks. Values are Mean ± standard deviation (n = 6), different superscripts on the bars indicate significant difference (p <.5). Units of XOR D type and O type activity are represented as uric acid nmole/min/mg protein, respectively. XOR D type activity (U) c.3 a 27 ab.24 bc

6 1 / Monascus Pilosus 로발효시킨검정콩의항비만및혈청지질저하효능 의 활성은 군과 군에서는 각각 및 로 군 및 군의 및 에 비하여 낮았다 간조직의 ROS 소거계효소류의활성과혈청 ALT 활성실험식이로 주간 사육한 간 조직의 소거계 효 소류 및 의 활성과 활성을 측정한 결과 SOD activity GPX activity ab 3.57 a 7.6 c 9.4c 1.14 c 2.6 b 11.2 a 3.1 a Fig. 4. Effects of black bean fermented by M. pilosus on the activities of hepatic SOD, GST, GPX and serum ALT in the mouse fed with high fat diets for 7 weeks. Values are Mean ± standard deviation (n = 6), different superscripts on the bars indicate significant difference (p <.5). Units of SOD, GST, GPX and ALT are represented as U/mg protein, thioether nmole/min/mg protein, NADPH nmole/min/mg protein and Karmen units, respectively. GST activity ALT activity a b 1.35 b 1.54 b 68.6 a 42.3 a 2.3 a 23.6 b 는 와 같다 활성은 군에서는 - 으로 군에 비하여는 가 군에 비하여는 가 높았으며 군과 대등한 값을 나타내었다 활성 - 도 군에서는 으로 군과의 유의적인 차이를 보이지 않았으나 군에 비하여는 가 군에 비하여는 가 높았다 군의 의 활 성 은 로 군의 보다는 낮으나 상호간의 유의적인 차이를 보이지 않았으며 군 및 군에 비하여는 각각 및 가 높았다 한편 간장 손상의 지표로 알려져 있는 혈청 활성 은 군이 으로 군 수준을 나타내었으며 군과 군에 비하여 각각 및 가 낮았다 간조직의현미경적소견실험식이로 주간 사육한 의 간장 조직을 검경한 결과 는 와 같다 군은 정상적인 간 조직구조를 나나낸 반 면 군은 간장 세포 내 포말형 지방과 매우 큰 소적형 지방 이 축적되어 있고 세포의 괴사와 염증세포의 침윤현상이 관찰 되었다 또한 군에서는 소적형 지방축적은 다소 감소되었으 나 염증세포와 쿠퍼세포가 활성화된 모습이 보이고 중심정맥 주변부의 정상적인 간 실질세포는 매우 적은 양상을 보였다 반 면 군은 과 비교해 볼 때 간 실질세포내 지방들은 아 주 작은 포말형으로 나타나며 정상적인 간 실질세포의 형태가 잘 나타나 고지방 식이로 인한 간장 세포의 손상을 크게 완화 시킨 것으로 나타나고 있다 Fig. 5. Light microscopic photographs of liver tissue (bar: 3 μm) of mouse fed black bean fermented by M. pilosus supplemented high fat diets for 7 weeks (HE stain). See Table 1. C; central vein. Arrows (H1 and, H2) in HC: focal infiltration of inflammatory cells.

7 한국영양학회지 (Korean J Nutr) 213; 46(1): 5 ~ 14 / 11 고찰 본 연구에서는 항비만 및 간 기능증진 소재를 검색하기 위한 일련의 연구로 을 생성하진 않은 M. pilosus 로 발효시킨 검정콩을 고지방식이에 혼합한 사료로 주간 사육한 마우스의 체중과 간 조직의 지방함량 및 항산화 관련 효소의 변화를 조사하였다 비만유도를 위하여 흔히 사용되어지는 고지방식이를 이용하여 비만을 유도한 고지방식이군에서는 정상대조군에 비해 각각 배와 배의 현저한 체중과 부고환 주위의 지방 중량이 증가하였으며 생화학적 검사에서는 및 활성산소 제거 효소의 현저한 감소하였고 간 손상의 정도를 나타내주는 및 는 유의한 수준으로 증가하였다 또한 혈청의 총 콜레스테롤 함량이 증가했으며 특히 - 콜레스테롤의 함량은 군에 비하여 배 상승하였다 반면 -콜레스테롤은 오히려 감소하였다 이상의 특징들은 이전의 비만 연구들과 일치하는 결과로 고지방식이로 비만 유도가 되었음을 보여주고 있다 열처리한 검은콩 첨가식이군 및 발효시킨 검은콩 첨가식이군 에서는 군에 비해 고지방식이로 인한 체중 증가가 유의하게 감소하였으며 감소율은 군이 군에 비해 높게 나타났다 식이섭취량은 군에 비해 군 및 군에서 유의하게 감소하였으나 군에서는 군보다 약간 높게 나타났다 일반적으로 고지방식이에서는 의 영향으로 식이섭취량이 감소하는 것으로 알려져 있으며 본 실험에서도 이러한 경향이 보였다 군에서 높은 식이섭취량 을 보인 현상은 발효에 의하여 와 같은 성분들이 감소된 때문이라 사료되며 식이섭취량이 큼에도 체중의 감소현상을 보이는 것은 Monascus 속 미생물을 번식시킨 홍국에서도 체중감소현상이 보고된 바 있으며 Monascus pilosus 균사체 추출물에서도 관찰 된 바 있으나 그 정확한 메카니즘에 대하여는 연구를 추진하고 있다 체중 당 간 및 신장의 중량은 군에 비해 군에서 유의하게 감소하였으나 및 군에서는 군에 비해 증가하였다 심장의 중량은 모든 실험군간에 유의한 변동은 없었다 한편 체중 당 부고환 주위 지방의 중량은 군에 비해 군에서 약 배 증가하였으나 및 군에서는 군에 비해 유의하게 감소하였다 일반적으로 고지방식이에서는 간 중량이 증가하는 것으로 고지방식이로 인한 당대사의 불균형과 과잉으로 생성되는 및 비정상적인 와 의 합성으로 장기조직이 비대하는 것으로 알려져 있다 본 실험의 결과는 이와는 차이가 있으나 주간 고지방식이를 행한 에서 오히려 체중 당의 간 중량이 감소하였다는 - 등 - 등 및 의 보고와 일치하였다 간 조직의 는 생성된 를 무독화시키며 의 생성을 차단함으로서 의 함량이 감소하면 함량이 증가한다 특히 는 - 이 에 의하여 환원되어 생성된 를 로 전환시키는 항산화물질로 산화적 스트레스에 대한 항산화적 방어계의 기질로 이용된다 반면에 는 세포내의 산화적 스트레스로 인하여 세포막이 손상되었을 때 증가한다 각종 스트레스에 의하여 생성된 는 다가불포화지방산을 공격하여 를 생성하며 생성된 는 쉽게 분해되어 새로운 를 생성하거나 류 등을 생성하여 인체의 각종 세포조직을 손상시키거나 노화를 촉진함으로 의 함량은 생체막의 손상정도를 나타내는 지표로 알려져 있다 또 효소에 의하여 생성된 는 지질을 산화시켜 를 생성하며 생성된 는 생체막 손상에 관여한다 간 조직 함량은 군에 비해 군에서 정도로 현저히 감소하였으나 및 군에서는 군에 비해 각각 약 및 가 증가하였다 간 조직 의 함량은 군에 비해 군에서 정도 현저하게 증가하였으나 및 군에서는 군 수준 이하로 감소하였다 따라서 상기의 결과는 은 고지방식이하에서 체중을 감소시킴과 동시에 의 함량을 높이고 의 함량을 감소시킴으로서 간 손상을 예방하는 효과가 있는 것으로 사료된다 혈청 의 함량은 군에 비해 군에서 유의하게 증가하였으나 및 군에서는 군 수준이하로 감소하였고 의 함량도 와 유사한 경향을 나타내었다 군의 - 의 함량은 군에 비해 군에서 약 배 증가하였으나 및 군에서는 군에 비해 각각 약 및 가 감소하였으며 - 의 함량은 - 의 경우와는 반대로 군에 비해 군에서 가 감소하였고 및 군에서는 군에 비해 각각 약 및 가 증가하였다 일반적으로 혈중 의 함량은 지방의 섭취량에 비례하며 생성된 - 은 의 농도를 높이고 의 로의 전환을 촉진한다 그러므로 고지방 식이는 동맥경화성 관상동맥질환과 뇌혈관질환의 발생률을 높이며 동맥경화 및 그 합병증의 유발을 촉진한다 그러나 은 의 생성을 억제하거나 축적된 을 감소시킴으로서 동맥경화의 발생을 억제한다 Monascus속 미생물의 대사산물인 는 혈중의 - 및 농도를 감소시키는 것으로 알려져 있으며 -

8 12 / Monascus Pilosus 로발효시킨검정콩의항비만및혈청지질저하효능 생합성에 관여하는 - 의 활성을 저해한다 는 고콜레스테롤혈증 환자에서 - - 함량을 우선적으로 낮추며 정상인 경우는 과 의 생성을 함께 저하시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다 따라서 이상의 실험결과는 Monascus속 미생물을 검정콩에 배양한 경우도 고지방 식이로 유발될 수 있는 혈청지질의 함량을 개선함으로서 이로부터 유래할 수 있는 동맥경화와 같은 생활습관병을 개선시키는 효과가 있는 것으로 판단된다 는 을 으로 산화시켜 를 생성하며 류 및 화합물의 대사에 관여하는 비특이적인 효소 로 정상 생리 상태에서는 를 전자수용체로 이용하는 으로 존재하나 조직 손상 등과 같은 병태생리적 상태 에서는 분자상의 를 전자수용체로 이용하는 으로 전환되어 를 생성한다 간 조직 의 활성은 군에 비해 약 감소하였으나 및 군에서는 군에 비해 증가하는 경향을 나타내었고 의 활성은 군에 비해 군에서 증가하였으나 군에서는 군에 비해 정도 유의하게 감소하였다 이 고지방식이로 활성화되는 의 활성을 억제시키고 의 활성을 높임으로서 의 생성을 감소시키는 것으로 생각된다 한편 제거계 효소인 및 의 활성은 정도의 차이는 있으나 모두 군에 비해 군에서 현저히 감소되었으며 및 군에서는 군에 비해 증가하였고 그 증가의 정도는 군에서 더 높게 나타났다 한편 혈청 의 활성은 제거계 효소들의 변동과는 반대로 군에서 현저히 증가하였으나 군에서는 군과 군에 비해 유의하게 감소하였다 고지방식이하에서는 효소의 활성이 증가되며 이로 인하여 생성된 는 여러 종류의 질병유발에 관여한다 이들 는 및 와 같은 단백성 소거계와 및 등 비단백성 소거계에 의해 제거된다 는 생성계에 의해 생성된 를 반응성이 낮은 로 전환시키며 는 를 이용하여 과산화수소뿐만 아니라 에 의해 생성된 를 무독화 시키며 는 와 같은 유기태 를 독성이 없는 로 전환시킨다 는 비의존성 항산화 효소로 친전자성 물질 등에 환원형 을 포합시켜 - - 를 형성하는 반응에 관여한다 그러나 고지방식이나 고지방 고 콜레스테롤 병행식이에서는 이들 항산화계 효소활성이 급격하게 감소하며 의 함량이 크게 증가한다 또한 는 아미노기의 전이에 관여하는 효소로 간 조직 이 손상되면 혈액으로 유출되어 혈청에 그 활성이 증가한다고 알려져 있어 간 손상의 지표로 활용되고 있다 일반적으로 고지방 식이는 간장에 다양한 대사성 스트레스를 줌으로서 혈청 의 활성이 증가하는 것으로 알려져 있으며 Monascus 속 미생물을 번식시킨 홍국은 으로 손상된 의 간장을 회복시키는 것으로 보고되고 있다 따라서 이상의 결과는 첨가 식이는 고지방식이에서 생성되는 의 소거계 효소류의 활성을 증가시킴으로서 간 조직의 산화적 손상을 예방하거나 감소시키는 효과가 있음을 나타낸다 고지방식이 대조군인 군은 전형적인 비알코올성 지방간 병변이 유도되었으며 조직병리학적으로 관찰한 결과 간장 세포질 내 수많은 소적형태의 지방이 축적되었다 또한 간장 소엽 내 세포판과 동양혈관 구조가 붕괴되고 국소적인 염증세포의 침윤이 관찰되었다 그러나 군에서는 간장 세포 내 축적된 지방의 크기가 작은 포말형으로 변화되고 이로 인해 간장 세포의 체적 증가가 있음에도 불구하고 간장 세포판과 동양혈관 형성이 간장 소엽단위로 구분되었으며 중심정맥 주변으로 지방축적이 없는 정상적인 간장 세포영역이 증가되는 것으로 나타났다 이상의 결과로부터 전체 실험군의 변화소견을 종합해 볼 때 고지방 식이로 유도된 간장 지방증은 을 첨가한 식이로 해소되는 경향을 보이는 것으로 사료된다 이상의 실험결과로 보아 M. pilosus 로 발효시킨 검정콩은 고지방식이에 의해 유발되는 비만과 고지혈증 및 지방간을 예방 혹은 경감시켜줄 수 있을 것으로 생각되며 이들 결과는 기능성 식품의 개발에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다 그리고 추후 지속적인 연구를 통해 항비만 및 항고지혈 성분을 확인해 고부가의 신제품 개발에 활용할 계획으로 있다 결론 고지방식이로 비만을 유도한 마우스 모델을 이용하여 M. pilosus로 발효시킨 검정콩의 항비만 효과와 생체내의 항산화 물질과 항산화 효소에 미치는 영향을 조사한 결과 발효 검정콩의 섭취로 체중 증가 및 고지혈증 등의 병적상태가 완화 되었으며 혈청 및 간 조직에서의 중성지방을 낮추어 줄 뿐만 아니라 등 항산화와 관련된 성분의 함량이 항산화력이 증가되는 방향으로 변화됨을 확인하였다 이러한 항비만 효능은 간조직 지방세포를 현미경으로 관찰한 결과에서도 잘 드러났다 따라서 M. pilosus로 발효시킨 검정콩은 고지방식이에의한 비만을 완화하고 고지혈증 및 지방간을 예방 혹은 경감시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라 비만으로 인하여 손상된 간 조직 항산화계 효소의 활성을 회복시켜줄 수 있을 것으로 사료된다

9 한국영양학회지 (Korean J Nutr) 213; 46(1): 5 ~ 14 / 13 Literature cited 1) Kopelman PG. Obesity as a medical problem. Nature 2; 44(6778): ) Furukawa S, Fujita T, Shimabukuro M, Iwaki M, Yamada Y, Nakajima Y, Nakayama O, Makishima M, Matsuda M, Shimomura I. Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome. J Clin Invest 24; 114(12): ) Gwinner W, Scheuer H, Haller H, Brandes RP, Groene HJ. Pivotal role of xanthine oxidase in the initiation of tubulointerstitial renal injury in rats with hyperlipidemia. Kidney Int 26; 69(3): ) Oben JE, Enyegue DM, Fomekong GI, Soukontoua YB, Agbor GA. The effect of Cissus quadrangularis (CQR-3) and a Cissus formulation (CORE) on obesity and obesity-induced oxidative stress. Lipids Health Dis 27; 6: 4 5) Juzlova P, Martinkova L, Kren V. Secondary metabolites of the fungus Monascus: a review. J Ind Microbiol 1996; 16(3): ) Kang MR, Kim JY, Hyun YJ, Kim HJ, Yeo HY, Song YD, Lee JH. 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