Journl of Nutrition nd Helth (J Nutr Helth) 2014; 47(4): 229 ~ 235 http://dx.doi.org/10.4163/jnh.2014.47.4.229 pissn 2288-3886 / eissn 2288-3959 Reserch Article 자일로올리고당을함유한설탕이건강한성인의 Glycemic Index (GI) 와혈당에미치는효과 * 경명옥 1** 최한샘 2** 정상원 1 이경선 1 조성은 1 서승우 1 최근범 1 양창근 3 유상호 4 김유리 2 대한제당 ( 주 ) 중앙연구소, 1 이화여자대학교식품영양학과, 2 ( 주 )TS 푸드앤시스템, 3 세종대학교식품공학과 4 Effects of xylooligoscchride-sugr mixture on glycemic index (GI) nd lood glucose response in helthy dults* Kyung, Myungok 1** Choe, HnSem 2** Jung, Sngwon 1 Lee, Kyungsun 1 Jo, SungEun 1 Seo, Sheungwoo 1 Choe, Keunum 1 Yng, Chng-Kun 3 Yo o, S n g-ho 4 K im, Yuri 2 1 R&D Center, TS Corportion, Incheon 400-201, Kore 2 Deprtment of Nutritionl Science nd Food Mngement, Ewh Womns University, Seoul 120-750, Kore 3 TS Food & System, Seoul 135-921, Kore 4 Deprtment of Food Science & Technology, BK21 Plus Tem, nd Crohydrte Bioproduct Reserch Center, Sejong University, Seoul 143-747, Kore ABSTRACT Purpose: The ojective of this study ws to investigte the effects of xyloologoscchride (XOS)-sugr mixture on glycemic index (GI) nd lood glucose in humn sujects. Methods: Rndomized doule-lind cross-over studies were conducted to exmine the effect of sucrose with 14% xyloologoscchride powder (Xylo 14) nd sucrose with 20% xylooligoscchride powder (Xylo 20) on GI nd postprndil glucose response t 15, 30, 45, 60, 90, nd 120 min. Results: GIs of Xylo 14 nd Xylo 20 were 60.0 ± 23.5 clssified within medium GI rnge, nd 54.3 ± 17.7 within low GI rnge, respectively. Xylo 14 nd Xylo 20 showed significntly lower re under the glucose curve (AUC) for 0-15 min (p = 0.0113), 0-30 min (p = 0.0004), 0-45 min (p < 0.0001), 0-60 min (p < 0.0001), 0-90 min (p < 0.0001), nd 0-120 min (p = 0.0001). In prticulr, compred with glucose, the lood glucose levels of Xylo 14 nd Xylo 20 were significntly lower t every time point etween 15 nd 120 min. Conclusion: The results of this study suggested tht Xylo 14 nd Xylo 20 hd n cute suppressive effect on GI nd the postprndil glucose surge. KEY WORDS: xylooligoscchride (XOS), sugr, GI (glycemic index), re under the curve (AUC), lood glucose. 서론 현대인들은고지방및당분을과잉섭취하고신체활동이부족하여비만, 당뇨병, 고혈압및고지혈증등의만성질환을유발할가능성이높다. 1 특히, 단백질이나지방위주의식사를주로하는서구의식습관과달리, 우리나라사람들은당질위주 의식사를많이하므로당질섭취조절이필요하다. 이러한이유로식사중탄수화물의섭취를조절하는효과에대한연구들이발표되었으며, 설탕등의감미료섭취조절에대한연구도활발히진행되고있다. 단맛을내기위해사용하는설탕은세계에서가장많이생산되는천연감미료로다양한식품에적용되고있다. 설탕은감미질과감미도가모두우수하여감미료를평가할때기준지 Received: My 10, 2014 / Revised: Jun 10, 2014 / Accepted: Aug 1, 2014 *This reserch ws supported y High Vlue-dded Food Technology Development Progrm (Project numer: 313024-03-1-CG000), Ministry for Food, Agriculture, Forestry nd Fisheries, Repulic of Kore. To whom correspondence should e ddressed. tel: +82-2-3277-4485, e-mil: yuri.kim@ewh.c.kr **Equl contriution s the first uthor. 2014 The Koren Nutrition Society This is n Open Access rticle distriuted under the terms of the Cretive Commons Attriution Non-Commercil License (http://cretivecommons.org/licenses/y-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercil use, distriution, nd reproduction in ny medium, provided the originl work is properly cited.
230 / 자일로올리고당함유설탕의 GI 와혈당에미치는효과 표로사용된다. 2012년세계설탕생산량은약 176백만톤으로설탕의소비량과가격이지속적으로상승하고있으며, 이에따라설탕을대체할수있는다양한대체감미료의개발이진행되고있다. 2 대체감미료의대표적인예로는포도당, 과당, 고과당등의전분당과사카린, 아스파탐, 아세설팜 K, 수크랄로스, 스테비오사이드등의고감미감미료가개발되어사용되고있다. 하지만설탕의관능적특성및물리적특성을동일하게구현할수없는실정이다. 음료산업에서는액상과당을사용하여일시적으로설탕의수요를대체하였으나, Bry 등 3 과 Ferder 등 4 의연구에서는액상과당은포도당과과당이혼합된형태로존재하여체내에서별도의소화과정없이바로흡수되기때문에혈당을급격히상승시키고, 이에따라비만및대사질환의주요원인으로작용하고있어설탕을대체할감미료로사용하기에부적합하다. 고감미감미료의장점은설탕의수백배에달하는감미도를가지며, 에너지원으로는이용되지않는것이나반면에지속적으로섭취할경우대사과정에서교란이발생하여비만및제2형당뇨및심혈관질환을초래할수있으므로사용시주의를기울여야한다. 5,6 또한, 고감미감미료로오랫동안사용해온아스파탐은 ph 3~5에서비교적안정하나그이외의범위에서는분해되었으며, 7 아스파탐용액을 60~100 조건에서가열할경우온도가높아질수록아스파탐의분해속도가증가한다고보고하였다. 8 설탕대체용으로개발된감미료들의이러한관능적또는기능적문제점들로인해설탕을완전히대체하지못하고있고여전히설탕이대표감미료로많이사용되고있다. 따라서설탕을보다건강하게섭취할수있도록도움을주는기능성설탕에대한연구가필요한실정이다. 혈당지수 (Glycemic index, GI) 는식후탄수화물의흡수속도를나타내기위하여고안된것으로표준식품과비교식품을유용성탄수화물기준으로동량섭취하고, 혈당의반응정도를수치화한것이다. 9 GI 수치가 70 이상이면 High GI, 56~69 이면 Medium GI, 55 이하이면 Low GI 식품으로분류한다. Willett W 등 10 의선행연구에따르면제2형당뇨병환자들의경우 GI가낮은식품으로섭취형태를바꾸었을때혈당과관련된지표들이개선되고혈관합병증감소에도움을주는것으로보고되었다. 10,11 High GI 식품을섭취하면 Low GI 식품에비하여식욕이촉진되고인슐린분비가많아져비만의위험이증가한다. 11 반면에 Low GI 식품을섭취하면식후혈당이천천히상승하므로인슐린반응이낮아져비만및제2형당뇨와같은질병의위험성을줄여줄수있기때문에최근에는식품의 GI 수치에대한관심이증가하고있다. 12-15 최근에는설탕에 L-rinose 혹은 D-xylose를 10% 이하로첨가하여체내 sucrse의작용을억제함으로써혈당의상 승을감소시키는기능성설탕에대한연구가보고되고있다. 국 내에는 D-xylose 가첨가된설탕제품이출시되었다. 3,16-18 Moon 등 17 은 D-xylose 를 5% 만첨가하여도설탕의감미도및감미질 이동일하게유지되고제품의단가를낮출수있는 XyloSugr TM ( 자일로슈가 TM ) 의경우 GI 가 49 이며, D-xylose 를 10% 첨 가한설탕과혈당저감효과가같다고보고하였다. 단당류인 D- xylose 를첨가한설탕은일반설탕과비교하여 GI 수치를최 대 27.5% 낮출수있지만. D-xylose 는별도의소화과정없이 소장에서쉽게흡수되기때문에 19 지속적인혈당저감효과를 유지하기어려울것으로사료된다. 자일로올리고당 (Xylooligoscchride) 은 hemicellulose 에 서추출한 xyln 을효소에의해가수분해하여 xylose 가 2~10 개인 β-1,4 xyloside 로결합된당류혼합물로, 설탕반정도의 감미도를지니며, 산성에서도안정하다는특징이있다. 20 자일 로올리고당은자연적으로과일, 야채, 대나무, 꿀, 우유등에존 재하는물질이다. 다른올리고당에비해하루에 0.7~7.5 g 의비 교적적은양으로유효섭취량을충족시키며장내유익균증식, 유해균억제및배변활동에도움을줄수있어건강기능식품 개별인정형원료로등록되어있다. 21 자일로올리고당은사람 의위나소장에서분해되지않으며 11 체내로흡수되어에너지 원으로이용될수없어소장내에서체류하는시간이길어짐 에따라혈당저감효과를나타낼수있을것으로판단된다. 대 장에서는 Bifidocterium 및 Lctocillus 등과같은유익 균들이자일로올리고당을선택적으로이용하기때문에대장 내유익균개체를증가시켜장건강에도움준다. 9,22 하지만자 일로올리고당은감미도가설탕의절반수준으로낮고, 제품단 가가높으며, 점도가높은액상으로운반및저장에불편한점 이있어앞서언급한우수한기능성이있음에도불구하고다 양한식품군에적용되기어려운문제점이있다. 이에본연구에서는설탕의감미도및기능적특성을유지 할수있도록설탕을 80% 이상으로유지한상태에서자일로올 리고당을첨가하여만든기능성설탕이건강한성인의 GI 와 식후혈당에미치는영향을연구하고자한다. 연구방법 재료및시약본임상시험에서는표준식품인무수결정포도당 (Desng, Kore) 과비교식품의원료인정백당 (TS Corportion, Kore) 및분말자일로올리고당 (Smin Chemicl, Kore) 을사용하 였다. 분말자일로올리고당은액상자일로올리고당을분말화 하는과정에서말토덱스트린이 30% 함유되도록제조된제품 이다. Glycemic Index (GI) 측정을위해혈당측정기 (Lifescn,
Journl of Nutrition nd Helth (J Nutr Helth) 2014; 47(4): 229 ~ 235 / 231 Milpits, CA, USA) 와혈당측정시험지 (Lifescn, Milpits, CA, USA) 를이용하였다. 피험자선정본연구는국내 GI test 전문기관인 ( 주 ) 네오뉴트라에의뢰 하여진행하였으며, 국제임상시험관리기준에준하여임상시 험실시기관인한림대학교성심병원의임상시험심사위원회 (IRB) 의승인을받아수행되었다 (IRB No. 2013-S034). 피험 자선정기준은만 19~35 세의건강한성인남녀로혈액화학적 검사인 Asprtte minotrsnferse (AST), Alnine minotrsnferse (ALT), Totl cholesterol, Blood glucose 가임상 시험실시기관의정상치내에포함된사람중각종병력및질 환, 약물복용, 임신여부등의제외기준을통과한피험자 12 명 ( 남 6 명, 여 6 명 ) 을확보하여표준식품과비교식품을섭취하도 록하였다 (Tle 1). 본임상시험에서는 Wolever 등 23 과 Brouns 등 22 의연구결과에서 GI 를측정하는대부분의실험에서는 10 명이상의피험자수를설정하면적절한검정력과정확성을가 질수있다고제시한결과를바탕으로탈락율약 20% 를고려 하여총 12 명의피험자를선정하였다. 임상시험종료후결과 분석의신뢰도를높이기위하여설정된기준에따라 GI ± 2SD 를벗어난피험자 1 명을제외하여최종평가피험자수는 11 명 으로선정되었다. 24 임상시험식품섭취방법본임상시험은무작위배정, 공개, 단회섭취시험으로디자인 하였다. 피험자는포도당, 자일로올리고설탕 14 (Xylo 14), 자 일로올리고설탕 20 (Xylo 20) 을 1 주에한가지씩섭취하였으 며, 2 번반복하여총 6 주간실험에참여하였다. 식품의섭취 순서에따라 1 군 [ABC: 포도당 (A)-Xylo 14 (B)-Xylo 20 (C)] 또는 2 군 [CAB: Xylo 20 (C)- 포도당 (A)-Xylo 14 (B)] 또는 3 군 [BCA: Xylo 14 (B)-Xylo 20 (C)- 포도당 (A)] 으로나누어 Tle 1. Test food compositions in the clinicl tril Glucose Xylo 14 Xylo 20 Glucose (%) 100 - - Sucrose (%) - 86 80 Xylooligosccride powder (%) - 14 20 Xylooligosccride (%) - 7 10 Mltodextrin (%) - 4.2 6 Totl crohydrte (%) 100 99.4 99.3 Fier (%) - 2.7 4.5 Digestile crohydrte (%) 100 96.7 94.8 Intke (g) 50.0 51.7 52.7 Xylo 14, sucrose with 14% xylooligoscchride powder; Xylo 20, sucrose with 20% xylooligoscchride powder 대상자배정을 1 : 1 : 1 의비율로동일하게하였으며, SAS system 으로무작위배정번호를부여하여피험자에게섭취하도 록하였다. 비교식품 (Xylo 14, Xylo 20) 은식품공전의기타설 탕규격인선광도측정법에따라당도 86% 이상을충족시키 는조건으로설정하였으며, 25 선광도를이용한당도측정결과 Xylo 14 는 93%, Xylo 20 은 89% 로나타났다 (Dt not shown). 표준식품및비교식품은식이섬유를제외한유용성탄수화물 50 g 을기준으로산정하여정제수 250 ml 에녹여섭취하도록 하였다. 비교식품의식이섬유분석은식품공전기준에따라수 행되었으며, 한국식품연구소에의뢰하여시험성적서를발급 받았다. 임상시험을위해사용한표준식품및비교식품의구 성은 Tle 1 에제시되었다. GI 측정실험피험자선정기준을통과한 12 명의피험자는 12 시간금식및 금주상태로임상시험에참여하였고, 혈당측정치의신뢰도를 높이기위해실험전날식이를평소와동일하게유지하도록하 였다. 또한, 시험기간동안혈당에영향을미치는약물및건강 기능식품을복용하지않도록교육하였다. 피험자의혈당안정 도를확인하기위하여임상시험식품섭취전 30 분과 0 분에혈 당을측정하여차이가 5 mg/dl 미만인경우에시험을실시하 였다. 섭취시작 0 분을시작으로 15, 30, 45, 60, 90, 120 분에 혈당측정기를이용하여혈당을측정하였으며, 동일시간에 2 회반복측정하였다. 피험자들은시험이끝날때까지제한된 공간에서안정된상태를유지하도록하였으며, 독서나영화감 상과같은가벼운신체동작을허용하였다. GI 의계산 GI 의산출방법은현재가장많이사용되며, Food nd Agriculture Orgniztion (1998) 에서권유하는방법인 Incrementl Are Under the Curve (IAUC) 를사용하였다. IAUC 는혈 당측정후 0 분대의혈당수치를기준으로반응곡선의기준선 위영역만을이용하는방법으로 GI 의표준편차값이가장낮 아높은정확도를가지고있다. 26 산출된표준식품및비교식품 의 IAUC 를이용하여각피험자의비교식품 GI 를계산한공식 은아래와같다. IAUC of test food Glycemic Index (GI) = ---------------------- 100 IAUC of glucose 통계분석본자료의통계처리는 SAS sttisticl softwre V9.3 (SAS Institute, Cry, NC) 을이용하여실시하였다. 세그룹간의 AUC 와혈당의비교는반복측정분산분석 (Repeted Mesures ANOVA) 과사후검정 (Tukey s multiple test) 을이용하여 p < 0.05, p < 0.01 수준에서통계적으로유의한차이를검증 하였다.
232 / 자일로올리고당함유설탕의 GI 와혈당에미치는효과 결 일반사항및혈액검사결과임상실험대상자들의나이, 성별, Body mss index (BMI) 와혈액검사로알아본 AST, ALT, Totl cholesterol, Blood glucose 수치를 Tle 2 에제시하였다. 총 11 명의대상자가실 험에참여하였으며, 남자 (5 명 ) 와여자 (6 명 ) 의검사내용을각 각제시하였다. 대사자중남자의평균나이는 22.3 ± 2.2 세였 고, 여자의평균나이는 24 ± 3.1 세였다. BMI 는남녀각각 21.7 ± 3.0 kg/m 2, 22.6 ± 2.8 kg/m 2 로대부분의대상자들이정 상범위에속하였다. 혈액검사를통해알아본 AST 수치는남자 18.3 ± 4.3 U/L, 여자 14.7 ± 2.1 U/L 로모든대상자가정상 범위 ( 남자 : 0~40 U/L, 여자 0~32 U/L) 에속해있으며 ALT 수 치역시남녀각각 17.2 ± 7.6 U/L, 여자 10.5 ± 1.7 U/L 로정 상범위 ( 남자 : 0~41 U/L, 여자 0~33 U/L) 를벗어나는대상자 Tle 2. Bseline chrcteristics of the sujects in the clinicl tril n = 11 과 Vriles Mn (n = 5) Women (n = 6) Age (yr) 22.3 ± 2.2 1) 24 ± 3.1 BMI 2) (kg/m 2 ) 21.7 ± 3.0 22.6 ± 2.8 AST 3) (U/L) 18.3 ± 4.3 14.7 ± 2.1 ALT 4) (U/L) 17.2 ± 7.6 10.5 ± 1.7 Totl cholesterol (mg/dl) 168.8 ± 21.2 175.7 ± 19.1 Fsting lood glucose (mg/dl) 94.8 ± 3.7 91.2 ± 5.6 1) Men ± SD 2) BMI: Body mss index 3) AST: Asprtte minotrsferse 4) ALT: Alnine minotrsferse Tle 3. Glycemic indices of Xylo 14 nd Xylo 20 n = 11 Vriles Xylo 14 Xylo 20 GI 60.0 ± 23.5 1) 54.3 ± 17.7 CV 2) 39.2 32.7 1) Men ± SD 2) CV: Coefficient of vrition Xylo 14, sucrose with 14% xylooligoscchride powder; Xylo 20, sucrose with 20% xylooligoscchride powder 는없었다. 총콜레스테롤결과는남자가 168.8 ± 21.2 mg/dl, 여자가 175.7 ± 19.1 mg/dl, 로나타났으며공복시혈당은대 상자중남자 94.8 ± 3.7 mg/dl, 여자 91.2 ± 5.6 mg/dl 로나 타나모든대상자가 74~106 mg/dl 의정상범위를벗어나지않 았다. 흡연여부에대한조사에서는총 11 명의대상자중단한 명만이흡연을한다고응답하였다 (dt not shown). 자일로올리고당을함유한설탕이 GI 에미치는효과임상시험대상자들이섭취한 Xylo 14 과 Xylo 20 의 IAUC 를통해 GI 를산출한결과는 Tle 3 에제시되어있다. 선행연 구의결과에따르면순수한설탕의 GI 수치는 68 이며 27 이와 비교해보았을때 Xylo 14 의 GI 는순수한설탕과비교하여 11.8% 가낮은 60.0 ± 23.5 였고, Xylo 20 의 GI 는순수한설탕 에비해 20.1% 낮은 54.3 ± 17.7 를나타내었다. 이는 GI level 로보았을때 Xylo 14 과 Xyl 20 은각각 Medium GI, Low GI 로분류할수있으며이로써순수한설탕에비해비교식품인 Xylo 14 또는 Xylo 20 의탄수화물흡수속도가낮아혈당강 하에도움을줄수있을것으로사료된다. 자일로올리고당을함유한설탕이 re under the curve (AUC) 에미치는효과 Glucose 와 Xylo 14, Xylo 20 을섭취한각각의그룹의혈중 glucose 농도의 AUC 를계산하여비교한결과는 Tle 4 에제 시되어있다. 혈중 glucose 농도는대상자가식품을섭취한후 0 분, 15 분, 30 분, 45 분, 60 분, 90 분, 120 분에각각측정하였으 며이측정치를바탕으로 0~15 분, 0~30 분, 0~45 분, 0~60 분, 0~90 분, 0~120 분의총 6 구간으로나누어계산하였다. 자일로올리고당을함유한설탕을섭취한후측정한결과에 서모든구간이표준식품에비해통계적으로유의한차이를보 였는데, 0~15 분 (p = 0.0113), 0~30 분 (p = 0.0009), 0~45 분 (p < 0.0001), 0~60 분 (p < 0.0001), 0~90 분 (p < 0.0001), 0~ 120 분 (p = 0.0001) 이었다. 이결과를표준식품인 glucose 와 비교하여그농도차이를계산해보았을때 Xylo 14 섭취후에 Tle 4. Blood glucose res under curve (AUC) in sujects fter ingestion of Glucose, Xylo 14, nd Xylo 20 n = 11 AUC (mg min/dl) Glucose (n = 11) Xylo 14 (n = 11) Xylo 20 (n = 11) p-vlue Initil glucose level (mg/dl) 87.2 ± 4.7 89.8 ± 5.4 88.2 ± 5.4 0.923 0-15 min 269.0 ± 91.6 1)2) 151.4 ± 108.8 151.7 ± 93.8 0.0113 0-30 min 667.3 ± 185.9 404.7 ± 189.3 377.2 ± 153.0 0.0009 0-45 min 1192.7 ± 293.4 757.0 ± 255.5 684.1 ± 182.6 < 0.0001 0-60 min 1682.9 ± 409.9 1077.1 ± 321.1 960.2 ± 227.0 < 0.0001 0-90 min 2452.3 ± 688.2 1486.6 ± 443.5 1333.1 ± 333.4 < 0.0001 0-120 min 2892.7 ± 914.7 1644.9 ± 494.4 1488.2 ± 394.3 < 0.0001 1) Men ± SD 2) Vlues not shring the sme superscript letter re sttisticlly significntly y Repeted Mesures ANOVA test followed y Tukey s multiple rnge test. Xylo 14, sucrose with 14% xylooligoscchride powder; Xylo 20, sucrose with 20% xylooligoscchride powder
Journl of Nutrition nd Helth (J Nutr Helth) 2014; 47(4): 229 ~ 235 / 233 Reltive ood glucose level (mg/dl) 100 80 60 40 20-20 p = 0.0113 0 0 15 30 45 60 90 120 는각구간당 43.7% (0~15 분 ), 39.3% (0~30 분 ), 36.5% (0~45 분 ), 36.0% (0~60 분 ), 34.9% (0~90 분 ), 43.1% (0~120 분 ) 의감 소율을보였으며, Xylo 20 섭취후에는각 43.6% (0~15 분 ), 43.5% (0~30 분 ), 42.6% (0~45 분 ), 42.9% (0~60 분 ), 45.6% (0~90 분 ), 48.5% (0~120 분 ) 씩감소하는결과를나타냈다. 자일로올리고당을함유한설탕이혈당에미치는효과 Fig. 1 은 Xylo 14 과 Xylo 20 섭취후혈당농도의변화를시 간의흐름에따라측정한결과의평균값을나타낸것으로 0 분 과 120 분을제외한모든구간에서유의적인차이를나타내었 다. 본임상시험의결과에따르면총 11 명의피험자들은대부 분의경우표준식품인 glucose 를섭취한후급격한혈당상승 을보였으며, 세그룹에서모두섭취후 30~45 분사이의혈당 이가장높은것을알수있었다. 120 분이경과한후측정한표 준식품인 glucose 의혈당수치는정상상태까지미치지못하 는혈당치를나타내었다. 또한표준식품인 glucose 와비교식 품인 Xylo 14, Xylo 20 을섭취한후가장가파른혈당의변화 폭을보인것은 glucose 를섭취한후였고, 가장완만한혈당의 변화폭을보인것은 Xylo 20 을섭취한후였으나, Xylo 14 과 Xylo 20 사이에통계적유의성은없었다. 고 본연구에서는선정된건강한성인남녀 11 명을대상으로임 상시험기준에준하여표준식품 (glucose) 과비교식품 (Xylo 14, Xylo 20) 의섭취에따른혈당상승의변화를측정하는임 상시험을실시하였다. p < 0.0001 p = 0.0006 p = 0.0042 Time (min) 다양한탄수화물식품의 GI 는음식의식후혈당의반응정 찰 p = 0.0254 Glucose Xylo 14 Xylo 20 Fig. 1. Men lood glucose responses fter dministrtion of control food (glucose) nd test food (Xylo 14 nd Xylo 20). Ech vlue is the men ± SD. Time points with p-vlue indicte significnt difference etween groups. Xylo 14, sucrose with 14% xylooligoscchride powder; Xylo 20, sucrose with 20% xylooligoscchride powder. 도를나타내며, 9 비교식품 50 g을섭취한후혈당의반응곡선면적을표준식품인흰빵이나포도당 50 g을섭취한후의혈당반응곡선면적으로나누어 100을곱하여계산한다. 26 본연구에서는 Fig. 1에서나타나듯이자일로올리고당이함유된설탕을섭취하였을때급격한혈당상승이억제되고이후 2시간동안혈당이천천히감소해공복혈당수준으로돌아갔는데, 이는선행연구결과에서제시한 High GI 식품이가지고있는위험성을감소시키는효과가있는것으로사료된다. Roerts 등 28 은 GI가 70 이상인 High GI 식품을섭취하면 2시간이내에혈당이높은정점을나타내게되고이러한혈당상승을조절하기위하여길항호르몬이분비되어공복혈당보다현저히낮아지게되므로저혈당의위험성을보고하고있다. 또한, High GI 식품을섭취하면혈당이빠르게상승하여인슐린분비가촉진되고, 결과적으로체지방축적이증가하여비만의위험이크다고보고되고있다. 12,29 일본에서진행하였던 cohort 연구에서는 High GI 식품을섭취했을때여성들에게서뇌졸중으로인한사망률의위험이증가하는것을발견하였으며, 30 Medium GI 식품인설탕의경우도 glucose보다는초기혈당의상승폭은작지만 Low GI 식품인 D-xylose 가 5% 함유된설탕보다는높은것으로나타났다. 17,18 Korg-Mikkleson 등 16 이발표한중재연구에서는 4% 의 L- rinose를첨가한 75 g의설탕대체감미료섭취시체내에서 sucrse 의작용이억제되어혈당최대치와인슐린최대치가각각 11% 와 33% 의감소효과를나타내는것으로보고되었다. 5 g 또는 7.5 g의 xylose 를첨가한설탕을이용한실험에서는 D- xylose 첨가설탕을경구로섭취하였을때혈당과인슐린증가가감소하는경향을보였고당의흡수도지연되는효과를나타냈으며, 3 D-xylose를이용하였을때도 L-rinose의 in vitro 실험에서와유사한결과를나타냈다. 31,32 식품에천연으로존재하는물질을이용해전분과설탕의흡수를저해하는효과를시험한동물실험에서는 L-rinose가식후혈당을감소시키는효과를나타낸것이발견되었다. 33 선행된연구에서는단당류를탄수화물과혼합하여섭취할경우식후혈당저감효과에대하여규명하였으나, 본연구에서는 D-xylose 가 2~7 개결합되어 preiotics 로잘알려진자일로올리고당을 7% 혹은 10% 설탕과혼합하여섭취할경우에도혈당저감효과가나타난다는사실을확인하였다. 표준식품과비교식품의 IAUC를통해 GI를산출한결과 Xylo 14는 60.0 ± 23.5로 Medium GI 식품으로나타났으며, Xylo 20은 54.3 ± 17.7 로 Low GI 식품으로나타났다. 선행된많은연구에서순수한설탕은 Medium GI로분류하고있으며, Foster-Powell 등 27 은순수한설탕의 GI를 68로보고하였다. 이를기준으로 Xylo 14와 Xylo 20의혈당상승저감효과를
234 / 자일로올리고당함유설탕의 GI 와혈당에미치는효과 산출하면각각 11.8% 와 20.1% 가낮은것으로나타났다. 이는 Moon 등 17 이연구한 D-xylose를 5% 와 10% 적용한설탕을섭취하였을때산출된 GI 수치가각각 49, 50인경우보다혈당저감효과가낮은수준이다. 하지만, D-xylose는 Yus 등 34 의연구에서와같이섭취후대부분이소장에서흡수되는반면자일로올리고당은 β-1-4-linkge 로결합된중합체로소장에서분해되지않고대장으로이동하기때문에 D-xylose 보다장내에서체류하는시간이길어지게된다. 35,36 따라서이들자일로올리고당을함유한설탕섭취시자일로올리고당이소장에서체류하는동안설탕분해효소인 sucrse를지속적으로저해할수있을것으로사료된다. 또한, 자일로올리고당의 1일유효섭취량이 0.7~7.5 g으로다른올리고당과비교하여적은섭취량으로 preiotics 기능을나타내므로 D-xylose보다더장점이있다고할수있다. 그러나이연구에서는 Xylo 14와 Xylo 20의농도차이에의한혈당저감에차이가나지않아서 Xylo 14의적은양으로도혈당저감효과가충분함을알수있었다. 본연구에사용된분말자일로올리고당은 D-xylose가 2~ 7개결합된올리고당이전체의약 50% 를차지하고있으므로이들자일로올리고당함유설탕을설탕이적용되는식품군에적용한다면혈당저감효과를나타냄과동시에 7~10 g 이상을섭취하면자일로올리고당의 1일유효섭취량을충족시킬수있는것으로사료된다. 본연구에서사용한분말자일로올리고당은건조보조제로널리적용되고있는말토덱스트린이 30% 첨가되어있는데, 말토덱스트린은 High GI 식품으로표준식품인포도당과동일하게분류되고있어비교식품의 GI 수치를높이는역할을한것으로사료된다. 37 Lee 등 38 과 Prk 등 39 은체내에서소화효소로분해되기어려운고분자물질인식이섬유를섭취할경우체내혈당상승의억제및콜레스테롤흡수를저해한다고보고하고있다. 본연구에서섭취한 Xylo 14와 Xylo 20에는말토덱스트린이각각 4.2% 와 6.0% 함유되어있는데, 이들의양을기준으로이론적 GI를산출하면각각 4.3과 6.3으로본임상시험에서비교식품의 GI 수치를상승시키는역할을한것으로판단된다. 말토덱스트린을혈당상승에영향을주지않는난소화성말토덱스트린과같은식이섬유로대체할경우 Xylo 14와 Xylo 20의이론상 GI는 55.7 과 48이되므로순수한설탕의 GI 68과비교하면각각 18.2% 와 29.4% 혈당상승저감효과를나타낼수있다. 앞서언급한내용들과같이다당류의지연된소화작용의특성을이용하여심장병, 당뇨, 게실염, 암등의질병을예방하거나치료하는데도움이될수있다는보고가나오고있으며, 특히 Bifidocterium과같은유익균의성장에도움이될수있다고보고되고있다. 20 따라서향후식이섬유인난소화성말토덱스트린이첨가된자일로올리고당함유설탕의 GI 와혈당저감효과에대한연구가후속적으로필요할것이다. 요 본연구는자일로올리고당을설탕에적용하여임상시험을 통해자일로올리고당첨가량에따른설탕의 GI 저감효과와혈 당저감효과를확인하였다. 건강한성인남녀 11 명를대상으로 표준식품인포도당과비교하여분말자일로올리고당을 14% 함유한 Xylo 14 과분말자일로올리고당을 20% 함유한 Xylo 20 을섭취후표준식품과비교식품의 IAUC 를통해 GI 를산 출한결과 Xylo 14 는 60.0 ± 23.5 로 Medium GI 식품으로나 타났으며, Xylo 20 은 54.3 ± 17.7 로 Low GI 식품으로나타났 다. 순수한설탕의 GI 68 과비교하면각각 11.8% 와 20.1% 혈 당상승저감효과를나타낼수있었다. AUC 는 15~90 분까지모 든구간에서유의적인차이 (p < 0.05) 를나타내었다. 따라서 Xylo 14 와 Xylo 20 은혈당저감효과를나타냄과동시에 7~10 g 이상섭취하면자일로올리고당의 1 일유효섭취량도만족시 약 킬수있으므로기능성설탕으로서의활용이기대된다. References 1. Yoo H, Kim Y. A study on the chrcteristics of nutrient intke in metolic syndrome sujects. Koren J Nutr 2008; 41(6): 510-517. 2. United Sttes Deprtment of Agriculture. Sugr: world mrkets nd trde. Wshington, D.C.: United Sttes Deprtment of Agriculture; 2013. 3. Be YJ, Bk YK, Kim B, Kim MS, Lee JH, Sung MK. Coconutderived D-xylose ffects postprndil glucose nd insulin responses in helthy individuls. Nutr Res Prct 2011; 5(6): 533-539. 4. Ferder L, Ferder MD, Inserr F. The role of high-fructose corn syrup in metolic syndrome nd hypertension. Curr Hypertens Rep 2010; 12(2): 105-112. 5. Yng Q. Gin weight y going diet? Artificil sweeteners nd the neuroiology of sugr crvings: Neuroscience 2010. Yle J Biol Med 2010; 83(2): 101-108. 6. Swithers SE. Artificil sweeteners produce the counterintuitive effect of inducing metolic derngements. Trends Endocrinol Met 2013; 24(9): 431-441. 7. Prudel M, Dvídková E, Dvídek J, Kmínek M. Kinetics of decomposition of sprtme hydrochloride (Usl) in queous solutions. J Food Sci 1986; 51(6): 1393-1397. 8. Kim WJ, Chung NY. Effect of temperture nd ph on therml stility of sprtme. Koren J Food Sci Technol 1996; 28(2): 311-315. 9. Jenkins DJ, Wolever TM, Tylor RH, Brker H, Fielden H, Bldwin JM, Bowling AC, Newmn HC, Jenkins AL, Goff DV. Glycemic index of foods: physiologicl sis for crohydrte exchnge. Am J Clin Nutr 1981; 34(3): 362-366. 10. Willett W, Mnson J, Liu S. Glycemic index, glycemic lod, nd risk of type 2 dietes. Am J Clin Nutr 2002; 76(1): 274S-280S. 11. Brnd-Miller JC, Holt SH, Pwlk DB, McMilln J. Glycemic in-
Journl of Nutrition nd Helth (J Nutr Helth) 2014; 47(4): 229 ~ 235 / 235 dex nd oesity. Am J Clin Nutr 2002; 76(1): 281S-285S. 12. Miller JC. Importnce of glycemic index in dietes. Am J Clin Nutr 1994; 59(3 Suppl): 747S-752S. 13. Hodge AM, English DR, O De K, Giles GG. Glycemic index nd dietry fier nd the risk of type 2 dietes. Dietes Cre 2004; 27(11): 2701-2706. 14. Prk S, Woo MH, Choue R. Dietry qulity nd self-mngement sttus ccording to the glycemic control in the elderly with type 2 dietes. Koren J Food Nutr 2008; 21(4): 530-535. 15. Brouns F, Bjorck I, Fryn KN, Gis AL, Lng V, Slm G, Wolever TM. Glycemic index methodology. Nutr Res Rev 2005; 18(1): 145-171. 16. Krog-Mikkelsen I, Hels O, Tetens I, Holst JJ, Andersen JR, Bukhve K. The effects of L-rinose on intestinl sucrse ctivity: doseresponse studies in vitro nd in humns. Am J Clin Nutr 2011; 94 (2): 472-478. 17. Moon S, Lee K, Kyung M, Jung S, Prk Y, Yng CK. Study on the proper D-xylose concentrtion in sugr mixture to reduce glycemic index (GI) vlue in the humn clinicl model. Koren J Food Nutr 2012; 25(4): 787-792. 18. Lee K, Moon S, Jung S, Prk YJ, Yoon S, Choe K, Yng C. Glycemic index of sucrose with D-xylose (XF) in humns. Curr Top Nutrceuticl Res 2013; 11(1/2): 35-40. 19. Mäkeläinen H, Juntunen M, Hsselwnder O. Preiotic potentil of xylo-oligoscchrides. In: Chrlmpopoulos D, Rstll RA, editors. Preiotics nd Proiotics Science nd Technology. New York : Springer Verlg; 2009. p.245-258. 20. Imizumi K, Nktsu Y, Sto M, Sedrnwti Y, Sugno M. Effects of xylooligoscchrides on lood glucose, serum nd liver lipids nd cecum short-chin ftty cids in dietic rts. Agric Biol Chem 1991; 55(1): 199-205. 21. Ministry of Food nd Drug Sfety (KR). Xylooligoscchride [Internet]. Cheongwon: Ministry of Food nd Drug Sfety; 2009 [cited 2014 Apr 21]. Aville from: http://www.foodnr.go.kr/ hfoodi/min/su.jsp?pgecode=260&viewtype=view&serch Type=strSuject&keyword=&pgeStr=9&intIdx=329. 22. Crittenden R, Krppinen S, Ojnen S, Tenknen M, Fgerström R, Mättö J, Srel M, Mttil-Sndholm T, Poutnen K. In vitro fermenttion of cerel dietry fire crohydrtes y proiotic nd intestinl cteri. J Sci Food Agric 2002; 82(8): 781-789. 23. Wolever TM, Vorster HH, Björck I, Brnd-Miller J, Brighenti F, Mnn JI, Rmdth DD, Grnfeldt Y, Holt S, Perry TL, Venter C, Xiomei Wu. Determintion of the glycemic index of foods: interlortory study. Eur J Clin Nutr 2003; 57(3): 475-482. 24. NeoNutr Co., Ltd. Clinicl study report (Protocol No.: Xy1 T). Rndomized, open-lel, single-dose nd crossover clinicl study to mesure of glycemic index of XylooloigoSugr nd Xylooligo Sweet on helthy dults. Seoul: NeoNutr Co., Ltd.; 2013. 25. Ministry of Food nd Drug Sfety (KR). Koren food stndrds codex [Internet]. Cheongwon: Ministry of Food nd Drug Sfety; 2013 [cited 2014 Jul 20]. Aville from: http://fse.foodnr. go.kr/residue/rs/jsp/menu_02_01_03.jsp?idx=26. 26. Wolever TM, Jenkins DJ. The use of the glycemic index in predicting the lood glucose response to mixed mels. Am J Clin Nutr 1986; 43(1): 167-172. 27. Foster-Powell K, Holt SH, Brnd-Miller JC. Interntionl tle of glycemic index nd glycemic lod vlues: 2002. Am J Clin Nutr 2002; 76(1): 5-56. 28. Roerts SB. High-glycemic index foods, hunger, nd oesity: is there connection? Nutr Rev 2000; 58(6): 163-169. 29. Ludwig DS. Dietry glycemic index nd oesity. J Nutr 2000; 130 (2S Suppl): 280S-283S. 30. O S, Ngt C, Nkmur K, Fujii K, Kwchi T, Tktsuk N, Shimizu H. Dietry glycemic index, glycemic lod, nd intke of crohydrte nd rice in reltion to risk of mortlity from stroke nd its sutypes in Jpnese men nd women. Metolism 2010; 59(11): 1574-1582. 31. Shinum K, Degw Y, Houd K. Determintion of the trnsient period of the EIS complex nd investigtion of the suppression of lood glucose levels y L-rinose in helthy dults. Eur J Nutr 2011; 50(6): 447-453. 32. Seri K, Sni K, Mtsuo N, Kwkuo K, Xue C, Inoue S. L- rinose selectively inhiits intestinl sucrse in n uncompetitive mnner nd suppresses glycemic response fter sucrose ingestion in nimls. Metolism 1996; 45(11): 1368-1374. 33. Preuss HG, Echrd B, Bgchi D, Stohs S. Inhiition y nturl dietry sustnces of gstrointestinl sorption of strch nd sucrose in rts nd pigs: 1. Acute studies. Int J Med Sci 2007; 4(4): 196-202. 34. Yus H, Kuno C, Wtne J. Comprtive ssessment of D- xylose sorption etween smll intestine nd lrge intestine. J Phrm Phrmcol 1997; 49(1): 26-29. 35. Kel MA, Kortenoeven L, Schols HA, Vorgen AG. In vitro fermentility of differently sustituted xylo-oligoscchrides. J Agric Food Chem 2002; 50(21): 6205-6210. 36. Grootert C, Delcour JA, Courtin CM, Broekert WF, Verstrete W, Vn de Wiele T. Microil metolism nd preiotic potency of rinoxyln oligoscchrides in the humn intestine. Trends Food Sci Technol 2007; 18(2): 64-71. 37. Livesey G, Tgmi H. Interventions to lower the glycemic response to crohydrte foods with low-viscosity fier (resistnt mltodextrin): met-nlysis of rndomized controlled trils. Am J Clin Nutr 2009; 89(1): 114-125. 38. Lee MY, Kim MK, Shin JG, Kim SD. Dietry effect of hemicellulose from soy fier on lood glucose nd cholesterol content in streptozotocin-induced dietic rts. J Koren Soc Food Sci Nutr 2004; 33(7): 1119-1125. 39. Prk MY, Kim KH, Jeong KS, Kim HA. Effect of supplementtion of dietry se tngle on the renl oxidtive stress in dietic rts. Koren J Food Cult 2007; 22(1): 140-148.