KR100481379B1 - 체지방률을낮추고체조성을개선시키는식품조성물및체지방률을낮추고체조성을개선시키는방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건조 중량을 기준으로 10 내지 65중량%의 단백질, 5 내지 25중량%의 지방, 및 15 내지 70중량%의 탄수화물을 포함하는, 운동전, 운동중 및/또는 운동후, 특히 운동후 휴식전에 섭취하기 위한, 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키기 위한 식품 조성물 및 상기 식품 조성물을 사용함으로써 체지방을 낮추고 체조성을 개선시키는 방법에 관한 것이다.

Description

체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 식품 조성물 및 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 방법{FOOD COMPOSITION FOR LOWERING BODY FAT CONTENT AND IMPROVING BODY COMPOSITION AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 식품 조성물 및 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 방법에 관한 것이다.
근래에, 건강에 대한 관심이 증가하고 세이프-업(shape-up) 및 다이어트 등에 대한 의식이 더 커짐에 따라 조깅, 사이클, 등산 등을 즐기는 스포츠 인구가 급격히 증가하고 있으며 이러한 신체 운동에서 에너지를 공급하면서 근육 증가 및 세이프-업을 위한 양질의 고단백질을 쉽고 편리하게 섭취할 수 있는 다양한 식품 조성물이 연구 개발중에 있다.
본 발명의 발명자들은 또한 이러한 스포츠 활동중에 영양을 공급하기 위한 식품 조성물을 제공하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 이러한 목적에 적합한 고단백질 및 고점도의 영양 보급 식품 조성물을 개발하는데 이미 성공하였다(일본 특허 심사 공고공보 제 102112/1995 호). 이 조성물은 스포츠 활동에서 영양을 공급하는데 유용할 뿐만 아니라 수술후 회복기에 있거나 예를 들어 간 및 신장 질환의 회복기에 있는 입원 환자에게 영양을 쉽고 편리하게 공급할 수 있지만, 인간의 체지방률을 낮추거나 신체의 화학적 조성을 개선시키는데는 충분히 효과적이지는 않다.
그러므로, 본 발명의 목적은 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시킬 수 있는 신규한 식품 조성물 및 이 식품 조성물을 적절하게 섭취하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 발명자들은 상기 목적을 염두에 두고 더욱더 연구한 결과 놀랍게도 신체 운동과 연관하여 예정된 시간 계획에 따라 상기 식품 조성물과 같은 한정된 식품을 섭취하면 근육량이 증가하고 지방량이 감소하여 체조성을 개선시킬 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견을 근거로 하여 개발되었다.
도 1은 시험 실시예 2에 따른 실험의 시간 계획을 보여준다.
도 2는 시험 실시예 2에 따른 실험에서 시험 조성물이 투여된 동안에 동맥혈 혈장 페닐알라닌의 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 3은 시험 실시예 3에 따른 실험의 시간 계획을 보여준다.
도 4는 시험 실시예 3에 따른 실험에서 시험 조성물이 섭취된 후에 혈장 페닐알라닌의 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 5는 시험 실시예 4에서 12주 동안에 체중, 지방량 및 지방 제거 체중의 변화량을 보여주는 그래프이다.
도 6은 시험 실시예 5에 따른 식사 부하 시험의 실험 계획을 보여준다.
도 7은 시험 실시예 5에 따른 실험 전후에 수행된 식사 부하 시험에서 특정 음식을 섭취하기 15분 전의 산소 흡입량을 도시한 그래프이다.
도 8은 시험 실시예 6에 따른 실험 계획을 보여준다.
도 9는 시험 실시예 6에 따른 실험에서 동맥혈 혈장 총 아미노산 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 10은 시험 실시예 6에 따른 실험에서 동맥혈의 혈장 인슐린 농도를 시간에 따라 보여주는 그래프이다.
도 11은 시험 실시예 6에 따른 실험에서 뒷다리의 페닐알라닌(Phe) 균형을 보여주는 그래프이다.
도 12는 시험 실시예 6에 따른 실험에서 장관에서 필수 아미노산(EAA) 균형을 보여주는 그래프이다.
도 13은 시험 실시예 6에 따른 실험에서 뇨중의 요소 질소 분비량을 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 14는 시험 실시예 6에 따른 실험에서 간의 요소 질소 균형을 보여주는 그래프이다.
도 15는 시험 실시예 7에 따른 실험의 계획을 보여주는 그래프이다.
도 16은 시험 실시예 7에 따른 실험에서 뇨중의 요소 질소의 방출을 보여주는 그래프이다.
도 17은 시험 실시예 8에 따른 실험에서 시험 식품을 섭취한 후에 혈장의 총 아미노산 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 18은 시험 실시예 8에 따른 실험에서 30분이하동안 시험 식품을 섭취한 후 혈장의 총 아미노산 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 19는 시험 실시예 8에 따른 실험에서 시험 식품을 섭취한 후에 혈청의 인슐린 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 20은 시험 실시예 9에 따른 실험에서 시험 식품을 섭취한 후에 혈장의 총 아미노산 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
도 21은 시험 실시예 9에 따른 실험에서 시험 식품을 섭취한 후에 혈청의 인슐린 농도를 시간에 대해 보여주는 그래프이다.
따라서 본 발명은 건조 중량을 기준으로 10 내지 65중량%의 단백질, 5 내지 25중량%의 지방 및 15 내지 70중량%의 탄수화물을 함유하는 식품 조성물을, 1회 운동전, 운동중 및/또는 운동후에, 바람직하게는 운동후 휴식 시간 직전에 섭취함을 포함하는, 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 방법 및 상기 방법에 사용하기 위한, 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 식품 조성물로서, 건조 중량을 기준으로 40 내지 65중량%의 단백질, 5 내지 25중량%의 지방 및 15 내지 40중량%의 탄수화물을 함유하고 500 내지 3000cps의 점도(30℃에서 B형 점도계로 측정됨)를 갖고 80 이상의 아미노산 점수(2 내지 5세의 인간을 기준)를 갖는 조성물을 들 수 있다.
"아미노산 점수(2 내지 5세의 인간을 기준)"란 본원에서는 1985 FAO/WHO/UNU 연합위원회에 의해 책정된 하기 아미노산 채점 방식(취학전 2 내지 5세 아동 기준)에 따라 계산된 점수를 의미한다.
본 발명의 조성물은 그 자체로 양질의 단백질을 고농도로 함유할 뿐만 아니라 우수한 영양 균형을 위해 필요한 지방 및 탄수화물을 함유하고, 운동전, 운동중 및/또는 운동후, 특히 운동후 휴식시간 직전에 섭취하면 단백질이 운동에 의해 단백질 동화 작용이 항진된 상태로 근육 조직내에 선택적으로 흡수되는 반면에, 지방은 에너지 공급원으로서 연소되고 소모되며, 그 결과 체조성이 개선되어 세이프-업, 보디 빌딩, 근육 증가 및 근력 강화가 초래된다.
이제, 본 발명의 영양 보급 식품 조성물을 보다 상세하게 설명할 것이다. 이 조성물은 달리 언급이 없는 한 종래의 영양 보급 식품의 제조 방법과 유사한 방법에 따라 전술된 특정 단백질, 지방 및 탄수화물을 필수 성분으로서 도입시킴으로써 제조될 수 있다.
전술된 단백질은 카제인 및 그의 염, 젤라틴 및 그의 염, 가용성 젤라틴(예를 들면 효소 분해된 젤라틴), 전지분유, 탈지분유, 대두 단백질, 옥수수 글루텐 분말 및 밀가루를 포함하나 이에 국한되지는 않는다. 지방은 대두유, 올리브유, 중쇄 트리글리세라이드(MCT), 면실유, 해바라기유, 카카오 버터, 호마유, 미유, 홍화유, 땅콩유, 야자유 및 평지씨유를 포함하나 이에 국한되지는 않는다. 탄수화물은 덱스트린, 사탕수수당, 푸럭토스 및 글루코스와 같은 단당류, 맥아당 및 말토스 등과 같은 이당류, 및 프럭토올리고사카라이드, 락토올리고사카라이드, 갈락토실락토스 및 락토수크로스와 같은 올리고당류를 포함하나 이에 국한되지는 않는다. 본 발명의 조성물을 위한 상기 성분들의 배합비는 각각 하기 범위로부터 선택된다.
상기 단백질량은 원료 물질의 질소 함량을 기준으로 순수 단백질의 양을 카엘다(Kjeldahr) 방법에 의해 결정한 것이다.
또한, 본 발명의 조성물은 필요하다면 영양 보급 식품류에 사용하는 것으로 잘 공지된 다양한 첨가제를 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제는 다양한 비타민, 미네랄, 합성 및 천연 향신료를 포함한 향신료, 천연 감미료(타우마틴, 스티비아 등), 합성 감미료(사카린, 스티비아 추출물, 아스파탐 등), 착색료, 향미료(치즈, 쵸콜렛 등) 및 소위 식이 섬유, 예를 들면 폴리덱스트로즈, 펙틴산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염 등을 포함한다. 이들 첨가제는 독립적으로 사용되거나 둘 이상의 조합으로서 사용될 수 있다. 이러한 첨가제의 배합량에는 특별한 제한이 없지만, 통상적으로 이들은 본 발명의 조성물 100중량부당 각각 0 내지 약 20 중량부로 첨가된다.
본 발명의 조성물은 상기 성분들을 혼합함으로써 제조된다. 사용가능한 제조 방법에는 특별한 제한이 없지만, 전형적인 방법은 필요에 따라 종래의 유화제, 예를 들면 레시틴, 당 에스테르 등, 및 보조 유화제, 예를 들면 단백질, 탄수화물 등을 유용성 성분(오일, 지방 또는 기타 유용성 물질)에 첨가하고 이 혼합물을 당분야에 공지된 방법으로 기계적으로 유화시킴을 포함한다. 이러한 방법에 의해 본 발명에 따라 조성물이 제공된다.
상기 방법으로 제조된 본 발명의 조성물을 적합한 용기에 충진시키고 레토르트-멸균시켜(120℃에서 20분동안) 우수한 보관성을 갖는 최종 제품을 제공한다. 이 제품을 직접 사용하거나 적당히 희석한 후에 사용할 수 있다.
이와 같이 제공된 본 발명의 조성물은 장관내에서 적합한 속도로 분해(소화) 및 흡수되고 낮은 삼투압을 갖기 때문에 이를 섭취한 인간이 설사를 일으킬 가능성이 거의 완전히 제거되므로, 이러한 유형의 식품으로부터 기대될 수 있는 영양 보급 상태가 개선된다. 또한, 본 조성물은 본 발명에 따른 시간 계획에 따라 섭취되면 체지방률을 낮추고 신체의 화학적 조성을 개선시키는 것과 관련된 소기의 효과를 충분히 발휘한다.
본 발명의 조성물의 투여량은 조성물을 섭취하는 개개인의 연령, 체중 및 성별, 사용 목적 및 기타 인자에 따라 달라지나 엄격한 규칙은 없다. 그러나 통상적으로 투여량은 바람직하게는 건조 중량을 기준으로 약 10 내지 30g/투여 또는 총 부피로서 약 50 내지 200cc의 범위로부터 선택된다.
본 발명의 중요한 양태는 상기 정의된 조성물을 운동전, 운동중 및/또는 운동후, 특히 운동후 휴식시간 직전에 섭취해야 한다는 것이다. "휴식시간 전"이란 취침전 저녁때를 뜻하는 것이고, "운동"이란 예를 들면 체조, 걷기, 조깅, 사이클, 골프, 테니스, 수영, 마라톤 또는 3종 경기를 불문하고 통상적인 의미에서 근력을 내는 행위를 말하는 것이다. "운동후"란 상기 운동 직후 내지 1시간후을 말하며, 바람직하게는 운동중에 시간 간격이 있을 경우에는 전체 운동을 마친 후를 뜻한다. 더욱이, 운동이 장시간동안 진행되는 경우, 예를 들면 마라톤 또는 3종 경기와 같은 경우에는 본 발명의 조성물을 바람직하게는 운동중에 섭취한다.
상기 식품 조성물을 본 발명에 따른 전술된 시간 계획에 따라 섭취하면 에너지 공급, 근육 증가, 체단백질 증가, 세이프-업 등의 소기 목적을 달성할 수 있다. 추가의 잇점으로는 본 조성물은 섭취하기가 쉽고 편리하다는 것이다.
체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키는 본 발명의 조성물을 전술된 시간 계획에 따라 섭취하면 지방 조직의 중량의 감소 및 근육량의 증가와 같은 다양한 개선이 이루어진다. 더욱이, 본 발명의 조성물은 설사, 구토, 구역질, 장불쾌감 및 기타 부작용이 극히 낮다는 점에서 이롭다.
본 발명을 보다 상세하게 기술하기 위해, 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키기 위한 본 발명의 바람직한 식품 조성물의 몇몇 예를 하기에 나타내었다. 또한 본 발명의 조성물을 포함하는 다양한 조성물을 시간 계획에 따라 섭취한 효과를 나타내기 위한 시험 실시예도 나타내었다. 각 실시예에서 %는 중량%를 나타낸다.
실시예 1 내지 13
카제인 나트륨, 카제인 칼슘, 젤라틴 및 당을 물에 넣고 교반하면서 용해시킨다. 이어서, NaCl 및 기타 미네랄을 첨가하고 교반하면서 용해시켜 용액 A를 수득한다.
한편으로, 카제인을 물에 용해시키고 NaOH로 중화시킨다. 상기 용액에 MgSO4 및 기타 미네랄, 비타민 및 오일을 첨가하고 혼합물을 교반하여 용액 B를 수득한다.
용액 A 및 용액 B를 혼합시키고 교반하고 부피를 조정한 후에 비타민, 향미료 등을 첨가한다. 혼합물을 유화시켜 본 발명의 식품 조성물을 수득한다. 유화액을 80ml의 양으로 관상 용기에 넣고 멸균하여 최종 제품을 수득한다.
하기 표 1은 전술된 바와 같이 제조된 본 발명의 조성물의 제조방법(성분 및 양), 점도(30℃에서 B형 점도계로 측정), 아미노산 점수(2 내지 5세를 기준)를 보여준다.
사용된 비타민과 미네랄 및 이들의 배합량은 하기와 같다.
시험 실시예 1
개정된 다마키(Tamaki) 등의 문헌[Med.Sci.Sports Exerc., 24, 881(1992)]의 운동 부하 시험 방법을 수행하여 운동시간 및 음식물 섭취 시점의 변화에 따른 지방과 근육의 변화량을 검사하였다. 시험 프로토콜은 다음과 같다.
(1) 실험 동물
생후 4주된 52마리의 수컷 SD 래트를 10마리씩 구성된 3개의 군(운동군)과 11마리씩 구성된 2개의 대조군(비운동군)으로 나누었다.
(2) 사육
23±1℃에서 사육하였다.
사육실의 조명 주기는 7:00 내지 19:00이었다. 한조의 급식 계획에 따라 하루에 두번 1시간동안씩 AIN-93G(성장기 설치류용 표준 사료)를 동물에게 먹이고 5개 군에서 가장 최소로 섭취한 군에서 평균 섭취 값을 결정하였다. 실험 기간동안에 물은 자유롭게 먹였다.
시험 식품 조성물로서는 하기 표 2에 나타낸 조성의 정제된 식품을 사용하였다.
상기 표에서, 카제인은 일반적인 용도를 위한 우유 카제인이고 셀룰로스 분말은 결정질 셀룰로스인 "아비셀(Avicel) PH102"이다. t-부틸하이드로퀴논을 대두유에 첨가하였다.
운동군은 두개의 군으로서, 한 군은 아침에 먹이를 주기 전에 운동을 시킨 군(군 1 및 군 3, 운동을 7:00에 마침)이고 한 군은 저녁에 먹이를 주기 전에 운동을 시킨 군(군 2, 운동을 19:00에 마친 직후에 먹이를 줌)이었다. 군 1에게는 7:00에 먹이를 주고 군 3에게는 11:00 또는 운동을 마친후 4시간 후에 먹이를 주었다. 모든 군에 대해서 저녁에는 먹이를 19:00에 주었다.
대조군은 아침 7:00에 먹이를 먹은 군(4군)과 아침 11:00에 먹이를 먹은 군(군 5)이었다.
래트는 야행성 동물이기 때문에 아침 7:00 내지 8:00에 먹이를 먹는 것은 인간이 하루를 끝내고 휴식 전에 저녁을 먹는 것에 해당하며 저녁 19:00 내지 20:00에 먹이를 먹는 것은 인간이 아침을 먹는 것에 해당한다.
(3) 운동 부하
운동 부하를 다음과 같이 수행하였다.
개정된 다마키 등의 문헌[Med.Sci.Sports Exerc., 24, 881(1992)]의 저항 운동 방법에 따라서 각 군내의 10마리의 동물을 동시에 운동시켰다.
(3-1) 세트 구속 시간: 총 15회동안(약 50초, 15×3초) 3초의 간격마다 10V의 전기충격을 0.3초동안 주었다.
(3-2) 리프팅(lifting) 횟수: 엎드리기(squat) 운동(2분 간격마다 15회)을 하루에 10세트(약 30분, 10×3분) 수행시키고, 이 운동을 10주동안 일주일에 3회 (목요일에 도살된 군의 경우에는 일요일, 월요일 및 수요일; 금요일에 도살된 군의 경우에는 일요일, 화요일 및 목요일) 반복하였다.
(3-3) 부하: 최대 부하는 65 내지 70%이었다.
(3-4) 운동 강도 계획: 0 내지 2주: 700g×15회, 10세트; 2 내지 4주: 900g×15회, 10세트; 4 내지 6주: 1200g×15회, 10세트; 6 내지 8주: 1400g×15회, 10세트; 및 8 내지 10주: 1500g×15회, 10세트.
(4) 평가 항목
목요일 또는 금요일에, 최종 운동후 24시간후 또는 단식후 12시간후에 동물을 단두시켜 도살하고, 그 즉시 각 동물당 8분이내에 부검하였다. 골격근 중량, 체중, 간 중량, 심장 중량 및 지방 조직 중량에 대해서 분석하였다.
(5) 결과
그 결과가 표 3 내지 5에 나타나 있다.
표 3은 체중, 간 중량 및 심장 중량 자료를 보여준다.
표 4는 다양한 골격근(가자미근(soleus), 비복근(gastrocnemius), 족척근(plantaris), 전경골근(tibia), 장지신근(EDL), 대퇴사두근(quadriceps) 및 상완삼두근(triceps brachii))의 중량(mg)을 보여준다.
표 5는 백색 지방 조직(부고환(epididymal), 신장 주위(perirenal), 장간막(mesenteric)) 및 견갑골간(interscapular) 갈색 조직의 중량(mg)을 보여준다.
상기 표에서, 각 값은 평균±SE이다. 표 3에서, *는 군 2에 대해 p<0.05을 나타내고 **는 군 3 및 군 5에 대해 p<0.01을 나타내고, #는 군 4에 대해 p<0.05를 나타낸다.
표 4에서, *는 군 4에 대해 p<0.05를 나타내고, **는 군 5에 대해 p<0.01을 나타내고, #는 군 5에 대해 p<0.05를 나타내고, §는 군 3에 대해 p<0.01을 나타내고, §는 군 3, 군 4 및 군 5에 대해 p<0.01을 나타낸다.
표 5에서, *는 군 2 및 군 3에 대해 p<0.05를 나타내고, **는 군 2, 군 3, 군 4 및 군 5에 대해 p<0.01을 나타내고, #는 군 5에 대해 p<0.05를 나타내고, §는 군 4 및 군 5에 대해 p<0.01을 나타낸다.
상기 표로부터 하기 내용을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 운동후 휴식 시간을 둔 군 1(본 발명의 군)에서 지방 조직 중량은 운동후 활동 기간을 둔 2군에서의 지방 조직 중량보다 훨씬 작고, 이로써 체지방률을 성공적으로 감소시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 더욱이 휴식 시간전 및 운동 직후에 먹이를 먹인 군 1에서 지방 조직 중량은 운동후에 때때로 먹이를 먹인 군 3의 것보다도 작고, 이로써 본 발명에 따라서 체지방률의 감소 효과를 실현시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
시험 실시예 2
장기간동안 캐뉼라를 삽입한 개 모델을 사용하여, 운동후 아미노산-글루코스 혼합 용액을 투여하는 시점에 따라 골격근의 아미노산 섭취 변화량과 골격근 단백질의 합성 및 분해 속도의 변화를 안정한 동위원소 L-[2H5]페닐알라닌을 사용한 동맥혈관 페닐알라닌 편차 및 체단백질 신진대사 결정법을 사용하여 검사하였다. 시험 프로토콜은 하기와 같았다.
(1) 실험 동물
10마리의 생후 15개월된 수컷 비이글종 개를 사용하였다.
(2) 동물 모델의 구성
추가로, 넴뷰탈(nembutal)을 사용하여 전신 마취시킨 상태에서 채혈용 만성 캐뉼라를 대동맥 및 외장골정맥에 삽입시켰다. 또한 만성 캐뉼라를 외경정맥 및 문맥에 삽입시켰다. 또한, 혈류 측정을 위한 커프스를 외장골맥위에 끼웠다. 동물을 수술후 2주동안의 회복기가 지난 후에 실험하였다.
(3) 시험 조성물(시험 용액) 및 투여 방법
시험 용액으로서, 하기 표 6에 나타낸 바와 같은 조성의 다중 아미노산 제제(아미파렌(Amiparen), 오츠카 파마슈티칼 팩토리(Otsuka Pharmaceutical Factory), 10%) 및 10% 글루코스 주사액(오츠카 파마슈티칼 팩토리에 의해 제조됨)을 1:1의 비로 혼합하여 사용하였다.
삽입된 캐뉼라를 통해 10ml/kg/hr의 속도로 제제를 연속 적하 주입에 의해 문맥 혈관에 투여하였다.
(4) 실험 방법
실험 방법을 도 1에 나타내었다.
실험을 시작할 때, 외경정맥으로부터 L-[2H5]페닐알라닌(L-[고리-2H5]페닐알라닌으로 도면에 표시)을 프라임으로서 4.4μmol/㎏ 투여하였다. 그 후에 동일 화합물을 6.6μmol/㎏/h (일정)으로 실험이 완료될 때까지 투여하였다.
도 1의 화살표로 표시된 시점에서 대퇴동맥 및 외장골정맥으로부터 채혈을 실시하였다.
(5) 운동 부하
트레드밀(treadmill)위를 달리는 운동(속도 10㎞/h, 경사 12%)을 150분간 시켰다.
(6) 시험 조건
이 실험은 운동 직후의 투여 조건 및 운동 2시간후의 투여 조건을 사용하여 각 조건간에 2주의 회복 기간을 갖도록 무작위 크로스오버법으로 실시하였다.
운동 직후의 투여 조건은 운동 직후에 시험 조성물을 2시간 연속 투여하고, 운동 2시간후의 투여 조건은 운동 2시간후부터 시험 조성물을 2시간 연속 투여하였다.
(7) 평가 항목
1. 혈장 페닐알라닌-안정 동위원소비 : 기체 크로마토그래피-질량 분석법
2. 혈장 아미노산 : 고속 아미노산 분석기(히타치(Hitachi) 가부시키가이샤 L-8500형)
3. 혈장 글루코즈 : Glu-DH법
4. 혈장 FFA법 : 효소법
5. 혈장 인슐린법 : RIA
6. 혈장 CPK : RIA
7. 혈류량 : 도플러(Doppler)법
8. 적혈구 용적량(Hematocrit) :
9. 후사지 골격근에서 페닐알라닌의 흡수 및 방출 밸런스(balance) :
밸런스 = (동맥 농도 - 정맥 농도) x 혈류량 x (1-적혈구 용적량/100) x 체중
10. 단백질 합성 및 분해 속도 : 이 속도는 바렛트(Barrett) 등의 방법[Biochem. J. 245, 223-228 (1987)]으로 측정하였다.
(8) 결과
상기 결과를 도 2(시험 조성물 투여중 동맥 혈장 페닐알라닌 농도의 변화량), 표 7(시험 조성물 투여중 후사지의 페닐알라닌 흡수 속도) 및 표 8(단백질 합성 속도 및 분해 속도)에 나타내었다.
도 2는 횡축에 시험 조성물 투여 시작후의 시간(분)을 나타내고 종축에 시험 조성물 투여 시작후의 동맥 혈장 페닐알라닌의 농도 변화량(nmol/㎖)을 나타내어 작성한 그래프이다. 도 2에서, (1)은 운동직후 투여 조건(n=10)을 나타내고, (2)는 운동 2시간후의 투여 조건(n=10)을 나타낸다. 각 수치는 평균치±표준 편차(SD)이다. *는 운동 직후의 투여 조건에 대해 p<0.05임을 나타내고, **는 운동 직후의 투여 조건에 대해 p<0.01임을 나타낸다.
각 표에서의 각 수치는 n=10인 경우의 평균치±표준편차(SD)이고 모든 통계 분석을 t-검정에 의해 실시하였다.
다음을 상기 도면 및 표로부터 이해할 수 있다.
표 7로부터, 투여후 15-120분동안에 후사지 골격근의 페닐알라닌 흡수는 운동 2시간후 투여 조건하에서보다 운동 직후 투여 조건하에서 더 크고(8.15±6 대 4.81±2.81nmol/㎏/분, p=0.065), 시험 조성물 투여후 60-120분동안 상당히 큰 것(10.94±6.59 대 5.36±2.31nmol/㎏/분, p=0.049)이 명확해진다.
또한, 표 8로부터, 시험 조성물 투여중에 단백질 합성 속도는 운동 2시간후 투여 조건하에서보다 운동 직후 투여 조건하에서 상당히 더 증가함을 알 수 있다(29.7±9.6 대 22.0±10.1nmol/㎏/분, p=0.028).
상기 발견은 운동 직후에 단백질을 섭취하는 것이 운동후 시간이 경과한 후에 단백질을 섭취하는 것보다 더 많이 신체 단백질의 합성에 유효함을 나타낸다.
시험 실시예 3
운동 직후 또는 운동 2시간후에 본 발명의 조성물(실시예 1과 동일한 방식으로 제조되어 단백질 10.0g(48.3%), 탄수화물 7.7g(37.2%) 및 지방 3.0g(14.5%)을 용기당 78㎖로 함유하며 점도가 2300cp(30℃)이고 아미노산 점수가 100인 조성물)을 섭취한 후에 혈중 아미노산 농도의 시간에 따른 변화를 조사하기 위한 실험을 실시하였다. 실험 방법은 하기와 같다.
(1) 피검자
운동부에 소속된 건강한 대학생 5명을 피검자로 하였다.
(2) 시험 조건
운동 직후 투여 조건 및 운동 2시간후 투여 조건을 사용하여 크로스오버법으로 시험을 실시하였다.
(3) 방법
시험 스케줄을 도 3에 도시하였다.
스케줄에서 실험 당일 8:00시에 시작한 Ex는 60% VO2max(최대 산소 섭취량의 60%에 상응함)에 해당하는 자전거 에르고미터 운동(60분) 부하를 나타낸다. 투여 및 채혈 시점을 각각 화살표로 나타내었다.
따라서, 운동 직후 투여 조건하에서는 운동 완료 직후에 본 발명의 조성물 1병을 투여하고, 운동 2시간후 투여 조건하에서는 운동 완료후 2시간 경과후에 본 발명의 조성물 1병을 투여하였다. 이 두가지 조건하에서 섭취전, 섭취 30분후, 60분후 및 120분후에 채혈을 실시하였다.
피검자의 실험 전일의 3식(조식, 중식 및 석식) 및 실험 당일의 3식은 각각 규정식이었다.
(4) 평가
혈장 페닐알라닌 농도를 고속 아미노산 분석기(히타치 가부시키가이샤, L-8500형)로 측정하고, 자료를 평가하였다.
(5) 결과
상기에서 얻은 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4는 횡축에 시험 조성물 섭취후의 시간(분)을, 종축에 섭취후 혈장 페닐알라닌 농도의 변화량(nmol/㎖)을 도시하여 작성한 그래프이다. 이 그래프에서, (1)은 운동 직후의 투여 조건(n=5)을 나타내고, (2)는 운동 2시간후의 투여 조건(n=5)을 나타낸다. 각 수치는 평균치±표준편차를 나타내고, p는 운동 직후의 투여 조건에 대한 유의수준을 나타낸다. 통계 분석은 t-검정으로 실시하였다.
하기 도 4로부터 이하의 결론이 명백해진다.
이와 같이, 시험 조성물 섭취후 60분에서의 혈장 페닐알라닌 농도의 증가도는 운동 2시간후 투여 조건하에서보다 운동 직후 투여 조건하에서 상당히 적었고, 이 증가 범위는 섭취후 120분에서는 더 작아지는 경향이 있다. 이 결과는, 운동 2시간후 투여 조건하에서보다 운동 직후 투여 조건하에서 더 다량의 페닐알라닌이 조직에 흡수되고 따라서 운동 직후에 본 발명의 조성물을 섭취하는 것이 운동후 시간 경과후에 섭취하는 것보다 신체 단백질의 합성에 더 많이 유효한 것으로 해석할 수 있다.
시험 실시예 4
본 시험은 가벼운 레지스턴스 운동직후에 본 발명의 조성물을 섭취하는 것이 신체의 화학 조성물을 향상시키는 지를 평가하기 위해 실시하였다.
(1) 피검자
비만 경향이 있는 여성 자원자 15명(평균 체중 : 62.3±2.8㎏; 평균 연령: 22.5±1.0세)을 피검자로 하였다.
(2) 체중 조절 프로그램
자원자들은 12주동안 하기의 체중 조절 프로그램을 실시하였다. 따라서, 각 피검자는 매일 30분동안 덤벨을 사용하는 가벼운 레지스턴스 운동을 해야하고, 공휴일을 제외한 월요일부터 금요일까지 석식으로 규정식을 섭취하였으며, 간식 및 주류의 섭취는 금지하였다. 조식으로, 일상으로 섭취하는 음식 메뉴를 조사하여 가능한한 메뉴에 근접하게 피검자가 조식을 섭취하도록 하였다. 중식은 제한하지 않았으며, 토요일, 일요일 및 공휴일의 식사는 자유롭게 하였다. 피검자는 기본적으로 밤에 1일 1회 운동해야 하고, 운동 및 석식 사이에 1.5시간 이상의 간격을 두어야 하였다.
(3) 시험 조건
피검자를 2군, 즉 본 발명의 조성물을 섭취한 군(시험 실시예 3의 조성물 + 운동, n= 7) 및 상기 조성물을 섭취하지 않은 군(운동만, n=8)으로 나누었다. 본 발명의 조성물을 섭취한 군은 운동 직후에 시험 실시예 3에 기재된 시험 조성물을 섭취해야 하였다.
(4) 평가 항목
1. 체중
2. 피하 지방의 두께 : 하펜든 아디포미터(adipometer)(브리티쉬 인디케이터스(British Indicators) 제조)
3. 체지방률 : 피하 지방 두께로부터 나가민(Nagamine)식 및 브로제크(Brozek)식으로 산출하였다.
- 나가민식
18세 이상의 남성 : D = 1.0913 - 0.00116 x S
18세 이상의 여성 : D = 1.0897 - 0.00133 x S
- 브로제크 등의 식
F = 4.570/D-4.142
상기 식에서, D는 체밀도이고, S는 피하지방 두께(㎜, 상완복부와 견갑골하 부분의 합)이고, F는 체지방률(%)이다.
(5) 결과
상기 결과를 도 5에 도시하였다.
도 5는 12주동안 체중, 체지방 중량(도면에서 "지방 중량") 및 지방 제거 중량(도면에서 "지방 제거 중량")의 변화량을 나타낸 도면이다(실험 시작전의 각 수치를 기선(0)이라 하고, 12주후의 증가량 또는 감소량(㎏)을 나타내었다). 좌측은 본 발명의 조성물을 섭취한 군(조성물 + 운동)을 나타내고, 우측은 비섭취군(운동만)을 나타낸다. *는 실험 시작전에 기선값에 대해 p<0.05임을 나타낸다(도면에서 Pre로 기재).
지방 중량은 (체중) x (체지방률)로 산출하고, 지방 제거 중량은 (체중) - (지방 중량)으로 산출한다.
도면으로부터 이하의 결론을 유도할 수 있다.
지방 중량은 두 군 모두에서 상당히 감소하였으나, 본 발명의 조성물을 섭취한 군에서의 평균 감소량은 3.6㎏인 반면, 비섭취군에서의 평균 감소량은 1.4㎏이었으며, 이는 본 발명의 조성물을 섭취한 군에서 지방 중량이 더 많이 감소하는 경향이 있음을 나타낸다.
지방 제거 중량은 두 군 모두에서 증가하는 경향이 있으나, 본 발명의 조성물을 섭취한 군에서의 증가량은 1.6㎏인 반면, 비섭취군에서의 증가량은 0.6㎏이었다. 여기에서, 본 발명의 조성물을 섭취한 군에서 지방 제거 중량이 비교적 더 많이 증가하는 경향을 나타낸다.
상기 발견은 운동 직후에 본 발명의 조성물을 섭취할 때 체조성-개선 효과가 더 커질 수 있음을 나타낸다. 또한, 피검자 사이에 에너지 및 단백질 섭취의 차이가 없으므로 상기 유리한 결과는 섭취 시간에 기인한 것임을 나타낸다.
시험 실시예 5
가벼운 레지스턴스 운동 직후에 본 발명의 조성물을 섭취하면 인체내 에너지 대사가 증가하는지를 조사하기 위해 하기 시험을 실시하였다. 시험 방법은 하기와 같다.
(1) 피검자
비만 경향이 있는 15명의 남성 자원자(평균 체중 : 75.1±2.5㎏; 평균 연령: 33.9±1.7세)를 피검자로 하였다.
(2) 체중 조절 프로그램
자원자들은 12주동안 하기의 체중 조절 프로그램을 실시하였다. 따라서, 각 피검자는 매일 30분동안 덤벨을 사용하는 가벼운 레지스턴스 운동을 해야하고, 공휴일을 제외한 월요일부터 금요일까지 석식으로 규정식을 섭취하고, 간식 및 주류의 섭취를 금지하였다. 조식으로, 일상으로 섭취하는 음식 메뉴를 조사하여 피검자는 가능한한 상기 메뉴에 근접한 조식을 섭취하도록 하였다. 중식은 제한하지 않았으며, 토요일, 일요일 및 공휴일의 식사는 자유롭게 하였다. 피검자는 기본적으로 밤에 1일 1회 운동해야 하고, 운동 및 석식 사이에 1.5시간 이상의 간격을 두어야 하였다.
(3) 시험 조건
피검자를 2군, 즉 본 발명의 조성물을 섭취한 군(조성물 + 운동, n= 8) 및 상기 조성물을 섭취하지 않은 군(운동만, n=7)으로 나누었다. 본 발명의 조성물을 섭취한 군은 운동 직후에 시험 실시예 3에 기재된 시험 조성물을 섭취해야 하였다.
(4) 식사 부하 시험
실험 시작전과 완료후에 2회로 하기 표 9에 기재된 식사를 도 6에 도시된 실험 방법에 따라 식사 부하 시험을 실시하였다. 도 6에 1 내지 14로 표시된 시점에서 휴식시(휴식-2) 및 식사 섭취후 휴식시(휴식-2)동안 각각 호흡 가스를 채취하였다. 산소 섭취량을 측정하고, 휴식시 대사율과 식사후 대사율(VO2(㎖/㎏(BW)/분))을 산출하였다. 대사율은 하기 표 (5)2에 기재된 방법으로 측정하였다.
(5) 평가 항목
1. 산소 섭취 : 더글라스 백(Douglas bag) 방법
2. 휴식시 대사율 및 식사후 대사율 : 페란니니(Ferrannini) 방법[Metabolism, 37, 287-301, 1988].
(6) 결과
상기 결과를 도 7 및 표 10에 나타내었다.
도 7은 실험 시작전과 실험 완료시의 식사 부하 시험동안의 산소 섭취량을 규정식 섭취 15분전(-15로 표시)에 시작한 시간에 대해 도시하여 작성한 그래프이다(종축 : 산소 소비량 VO2(㎖/체중 ㎏/분), 횡축 ; 규정식 섭취후의 시간(분)). 상단은 본 발명의 조성물을 섭취한 군(조성물 + 운동)에서의 결과를 나타내고, 하단은 비섭취군(운동만)에서의 결과를 나타낸다. 그래프에서, 시간 0은 섭취 시간에 상응하며 화살표로 나타내고, *는 실험 시작전에 기선에 대해 p<0.05임을 나타낸다.
표 10은 실험 시작전(기선) 및 실험 완료시(wk12)에 본 발명의 조성물을 섭취한 군(조성물 + 운동, n=8) 및 비섭취군(운동만, n=7)의 산소 섭취 자료로부터 산출된 휴식시 대사율(J/㎏/분) 및 식사후 대사율(J/㎏/분)의 변화량을 나타낸다.
각 수치(단위 : J/체중㎏/분)는 평균치±표준오차이고, N.S.는 유의차가 없음을 나타낸다.
상기 그래프로부터 이하와 같이 설명할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 조성물을 섭취한 시험군(상단)은 시험 완료시(-15, 15, 30, 45, 60, 75, 90 및 135분)에 식사 부하하에서 산소 섭취가 상당히 증가하였음을 나타내나, 비섭취군(하단)은 변화를 나타내지 않았다.
또한, 표 10에 도시된 바와 같이 상기 섭취군에서는 실험 완료시에 산소 섭취 자료로부터 산출된 휴식시 및 섭취시 대사율이 매우 증가하였다. 이와 대조적으로, 비섭취군은 변화를 나타내지 않았다.
상기 발견은, 본 발명의 조성물을 운동직후에 섭취하여서 에너지 소비를 촉진시키므로써 비만이 아닌 체조성을 구축할 가능성을 나타낸다.
시험 실시예 6
만성 캐뉼라 삽입된 모델 개를 사용하여, 아미노산-글루코즈 혼합물을 운동전 및 운동중에 투여하고, 골격근과 내장의 아미노산점수, 뇨중 요소 질소의 소변 배출 및 근육 글리코겐 농도의 변화량을 조사하였다. 실험 방법은 하기와 같다.
(1) 실험 동물
11개월된 수컷 잡종개(평균 체중 : 17.0±0.6㎏)를 사용하였다.
(2) 동물 모델 작성
넴부탈(Nembutal)로 일반 마취시킨 후에, 채혈용 만성 카테터를 동맥, 대퇴 정맥, 간정맥 및 문맥에 주입하고, 시험 물질 투여용 만성 카테터를 외경정맥에 주입하였다. 또한, 외장골맥, 간동맥 및 문맥에 혈류량 측정용 프로브를 부착시켰다. 시술후 2주간의 회복 기간동안, WBC(백혈구 수), 적혈구 용적량, 식욕 및 체중 변화로부터 회복을 확신한 후 실험에 사용하였다.
(3) 실험 조건
실험은, AG군[아미노산+글루코즈 투여 조건(아미파렌 10%(오츠카 파마슈티칼 팩토리(Otsuka Pharmaceutical Factory) 및 10%의 글루코즈 주사액(오츠카 파마슈티칼 팩토리)의 50:50 혼합물)], AA군[아미노산 투여 조건(아미파렌 10%(오츠카 파마슈티칼 팩토리) 및 생리 식염수(오츠카 파마슈티칼 팩토리)의 50:50 혼합물)], G군(글루코즈 투여 조건(10% 글루코즈 주사액(오츠카 파마슈티칼스 팩토리)] 및 S 군[식염수 투여 조건(생리 식염수(오츠카 파마슈티칼 팩토리) 단독)]의 4군에 대해 각 조건 사이에 2주간의 회복 기간을 두고, 무작위 크로스오버법을 실시하였다.
(4) 실험 방법
실험 스케줄을 도 8에 도시하였다.
실험 1 : 1시간의 휴식후, 외장골맥으로부터 시험 조성물을 10㎖/㎏/시의 속도로 3.5시간동안 투여하였다. 시험 조성물 투여를 시작한지 60분후부터 트레드밀 운동을 2.5시간동안 부하하였다. 운동 완료와 동시에 시험 조성물의 투여를 완료하였다. 회복기를 주기위해 동물을 3시간동안 개 슬링(dog sling)에 고정시켰다. 휴식기 및 회복기동안, 필요한 뇨량을 확보하기 위해 생리 식염수를 투여하였다. 3시간의 회복기후, 동물을 대사 케이지에 가두고 먹이를 공급하였다.
채혈 및 채뇨는 도 8에 도시된 시점에서 실시하였다.
(5) 운동 부하
트레드밀 운동(속도 10㎞/시, 경사 12%)을 150분간 부하시켰다.
(6) 평가 항목
1. 혈장 아미노산 : 고속 아미노산 분석기(히타치 L-8500형)
2. 혈장 글루코즈 : Glu-DH법
3. 혈장 FFA : 효소법
4. 혈장 인슐린 : RIA법
5. 요소 질소 : UV법
6. 혈장 CPK : UV법
7. 혈장 LDH : UV법
8. 혈장 락테이트 : 효소법(Diagluca; Toyobo)
9. 혈류량 : 도플러법
10. 적혈구 용적량
11. 글리코겐의 정량 : 로(Lo) 등의 방법[J. Appl. Physiol, 28, 234-236, 1970]
12. 골근육의 Phe 흡수 및 방출 밸런스
밸런스 = (동맥 농도 - 대퇴 정맥 농도) x 외장골동맥 혈류량 x (1-적혈구 용적량/100)/체중
13. 장관의 필수 아미노산의 흡수 및 방출 밸런스
밸런스 = (동맥 농도 - 문맥 농도) x 문맥 혈류량 x (1-적혈구 용적량/100)/체중
(7) 통계 분석
각 시점에서 군내에서의 비교 및 군간의 비교를 피셔(Fisher) PLSD으로 실시하였다. 모든 계산은 통계 계산 소프트웨어 스탯트-뷰(Stat-View)를 사용하여 실시하였다. 그 결과를 평균치±표준편차로 일정하게 나타났다. 유의수준은 5%이었다.
(8) 결과
상기 결과를 도 9 내지 14에 도시하였다.
도 9는 동맥 혈장 총 아미노산 농도의 변화를 나타낸다(종축 : 동맥 혈장 총 아미노산 농도(nmol/㎖), 횡축 : -60분에 시험 조성물 투여를 시작한후 경과한 시간(시간, 분)].
도 10은 인슐린 농도의 변화를 나타낸다(종축 : 동맥 혈장 인슐린 농도(μU/㎖), 횡축 : -60분에 시험 조성물 투여 시작후에 경과한 시간(시간, 분)].
도 11은 후사지의 페닐알라닌(Phe) 밸런스를 나타내는 그래프이다[종축 : 후사지 페닐알라닌 밸런스(nmol/㎏/분), 횡축 : -60분에 시험 조성물 투여 시작후에 경과한 시간(시간, 분)].
도 12는 장관의 필수 아미노산(EAA) 밸런스를 나타내는 그래프이다[종축 :장관의 EAA 밸런스(nmol/㎏/분), 횡축 : -60분에 시험 조성물 투여 시작후에 경과한 시간(시간, 분)].
도 13은 뇨중 요소 질소 배출량의 변화를 나타내는 그래프이다[종축 : 뇨중 요소 질소 배출속도(㎎/시), 횡축 : 도 8의 실험 스케줄에 따라 표시한 조절기, 휴식기, 운동기 및 회복기동안의 시점].
도 14는 간장의 요소 질소 밸런스를 나타내는 그래프이다[종축 : 요소 질소 방출 속도(㎍/㎏/분), 횡축 : -60분에 시험 조성물 투여 시작후에 경과한 시간(시간, 분)].
도 9 내지 도 14에 도시한 수치는 전체적으로 평균치±SE이고, 알파벳 문자(a, b)는 각 군 사이에 p<0.05일 때 유의차가 있음을 나타낸다. *는 투여전 기선에 대해 p<0.05를 나타낸다. 도 13 및 도 14에 도시된 수치는 평균치±SE이고, 이 *는 투여전 기선에 대해 P<0.05의 유의차를 나타내고, +는 군 사이에 p<0.05임을 나타낸다.
상기 도면으로부터 다음을 유도할 수 있다.
a) 도 9에 도시된 바와 같이, AG 및 AA(둘다 아미노산을 함유함) 각각의 투여는 운동전과 운동후에 혈장 총 아미노산 농도를 상당히 증가시킨다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, AG 및 G 각각의 투여는 인슐린 농도를 증가시킨다. AG의 경우, 글루코즈 투여량이 G와 비교할 때 단지 1/2임에도 불구하고 인슐린 농도의 증가가 가장 컸다.
상기 결과는 아미노산 투여에 의해 혈중 아미노산 농도를 유지할 수 있고, 아미노산 및 탄수화물을 동시 투여하면 탄수화물 단독 투여시보다 인슐린 분비를 더 촉진함을 나타낸다.
b) 도 11에 도시된 바와 같이, 운동전에 AG 및 AA(둘다 아미노산을 함유함) 각각의 투여는 사지 페닐알라닌 밸런스를 방출상에서 흡수상으로 전환시켰다. 그러나, 운동중에 페닐알라닌 밸런스가 감소하고, AA의 경우에 방출상으로 이동하였다. AG의 경우, 밸런스가 ±0 부근이 되었다.
상기 결과는 운동전 아미노산 투여가 근육 단백질 분해를 억제하고, 동시 투여되는 탄수화물이 운동중에조차 근육 단백질의 분해 억제를 돕는다는 것을 나타낸다.
또한, AG 단독 사용할 때 관찰되는 운동중 근육 단백질 분해의 억제는 AG의 인슐린 분비 촉진 작용을 포함하는 메카니즘을 나타낸다.
c) 도 12에 도시된 바와 같이, AG 및 AA(둘다 아미노산을 함유함) 각각의 투여는 운동전 및 운동중에 장관의 EAA 흡수를 증가시켰다.
상기 결과는 운동전에 아미노산을 투여하여 운동전 및 운동중에 장관내 단백질 분해를 억제할 수 있음을 나타낸다.
d) 도 13에 도시된 바와 같이, 투여 시작후부터 회복 3시간까지 뇨중 요소 질소 배출량은 AA보다 AG에서 상당히 적었다. 또한, 도 14에 도시된 바와 같이, 간장의 요소 방출은 AA보다 AG에서 더 억제되었다.
상기 결과는 아미노산 및 탄수화물을 동시 투여하므로써 아미노산의 탈아미노를 억제하여서 신체 단백질 합성 이외의 다른 용도(주로 에너지원으로서의 이용)에서의 아미노산 이용을 억제한다는 것을 나타낸다.
뇨중 요소 질소 배출량 자료를 뒷받침하는 자료로서, 운동 직후에 투여되는 경우에도 아미노산 + 탄수화물은 아미노산 단독일 때와 비교하여 뇨중 요소 질소를 더 적게 배출시킴을 지적하는 자료를 언급할 수 있다(cf. 이후에 기재되는 시험 실시예 7, 도 16).
시험 실시예 7
만성 캐뉼라 삽입된 모델 개를 사용하여 아미노산 및 글루코즈 혼합물을 운동후에 투여하고, 뇨중 요소 질소 배출량의 변화를 하기 아미노산 단독 투여한 경우와 비교하였다. 시험 방법은 하기와 같다.
(1) 실험 동물
15개월된 10마리의 수컷 비글종 개(평균 체중 11.8±0.3㎏)를 사용하였다.
(2) 시험 조건
2개의 조건, 즉 AG군[아미노산 + 탄수화물 투여 조건(아미파렌 10% (오츠카 파마슈티칼 팩토리) 및 10% 글루코즈 주사액(오츠카 파마슈티칼 팩토리)의 50:50의 혼합물)] 및 AA군(아미노산 투여 조건(아미파렌 10%(오츠카 파마슈티칼 팩토리) 및 생리식염수(오츠카 파마슈티칼 팩토리)의 50:50 혼합물)]을 조건 사이에 2주의 회복 기간을 두고 무작위 크로스오버법으로 실험을 실시하였다.
(3) 실험 방법
시험 스케줄을 도 15에 도시하였다.
90분의 휴식기 후에 트레드밀 운동을 부하시켰다. 운동 시작 직후에, 시험 조성물을 문맥에 10㎖/㎏/시의 속도로 4시간동안 연속 투여하였다. 또한, 운동 직후에 시작하여 전체 뇨를 투여 기간동안 수거하였다(0 내지 1시간을 회복기 0-1, 1 내지 2시간을 회복기 1-2, 2 내지 3시간을 회복기 2-3, 및 3 내지 4시간을 회복기 3-4로 표시함).
(5) 운동 부하
트레드밀 운동(속도 10㎞/시, 경사 12%)을 150분간 부하시켰다.
(6) 평가 항목
1. 뇨중 요소 질소 : UV법
(7) 통계 분석
군내에서의 비교를 쌍이 있는 t-검정으로 실시하였다. 통계 계산 소프트웨어 스탯트-뷰를 모든 계산에 사용하였다. 모든 결과는 평균치±SD로 표기하였다. 유의수준은 5%이었다.
(8) 결과
상기 결과를 도 16에 도시하였다.
도 16은, 운동 직후에 시작한 시간당 뇨중 요소 질소 배출량(㎎/시)을 나타낸 도면이다.
상기 그래프로부터 다음이 명백해진다.
a) 도 16에 도시된 바와 같이, 회복기 2-3 및 회복기 3-4중에 뇨중 요소 질소 배출량은 아미노산을 단독 투여할 때보다 아미노산 및 탄수화물을 동시에 투여할 때에 상당히 적었다.
상기 결과는 아미노산 및 탄수화물을 동시 투여하여 아미노산의 탈아미노 반응을 억제하여서 신체 단백질 합성 이외의 목적으로 아미노산이 이용되는 것을 방지할 수 있음을 나타낸다.
시험 실시예 8
운동전에 본 발명의 조성물을 섭취하고나서 혈중 아미노산 농도의 변화 및 혈중 인슐린 농도의 변화를 시판 단백질 분말(단백질 단독) 및 시판 탄수화물 음식(탄수화물 단독) 섭취후의 변화와 비교하여 분석하였다. 시험 방법은 하기와 같다.
(1) 피검자
대학 운동부에 소속된 5명의 남자 대학생을 피검자로 하였다.
(2) 시험 조건
시험 실시예 3에 기재된 본 발명의 동일 조성물의 투여 조건(P-13), 동일 단백질 함량의 시판 단백질 분말의 투여 조건(PP), 및 동일 열량가를 가지나 본 발명의 조성물보다 약 3배의 탄수화물 함량을 갖는 시판 탄수화물 음식의 투여 조건(CHO군)을 사용하여 크로스오버법으로 시험을 실시하였다.
상기 시판 단백질 분말은 메이지 세이카 가이사 가부시키가이샤(Meiji Seika Kaisha, Ltd)에서 시판하는 사바스(SAVAS) 프로테인 XX이고, 시판 탄수화물 음식은 모리나가 세이카 가부시키가이샤에서 시판하는 와이더 에너지-인(Wider Energy-In)이었다.
(3) 실험 방법
실험 전일에 3식(조식, 중식 및 석식) 및 실험 당일에 2식(중식 및 석식)으로 규정식을 이용하였다.
실험 당일에, 시험 음식을 8시 30분에 투여하고, 투여 30분후(즉, 9시 정각)에 트레드밀 운동을 60분동안 60% VO2max에 상응하게 부하시켰다.
섭취전, 섭취 30분후(운동 시작 직전), 운동 완료후 즉시(섭취 90분후), 운동 완료 30분후(섭취 120분후), 운동 완료 60분후(섭취 150분후) 및 운동 완료 120분후(섭취 210분후)에 채혈을 실시하였다.
(4) 평가 항목
1. 혈장 아미노산 : 고속 아미노산 분석기
2. 혈청 인슐린 : RIA
(5) 결과
상기 결과를 도 17 내지 도 19에 나타내었다.
도 17은 시험 음식을 섭취한후 혈장 총 아미노산 농도의 변화를 나타낸다. 도면에서, 혈장 총 아미노산 농도(nmol/㎖)를 종축에 도시하고 섭취후 시간(분)을 횡축에 도시하였다. 30 내지 90분 기간은 트레드밀 운동에 해당한다(도면에서의 운동).
도 18은 P-13군, PP군 및 CHO군에서 시험 음식 섭취후 30분동안의 혈장 총 아미노산 농도의 변화(nmol/㎖)를 나타낸다.
도 19는 시험 음식 섭취후 혈청 인슐린 농도의 변화(μU/㎖)를 나타낸다.
도면에서, 각 수치는 평균치±SD를 나타낸다. 도 17에서, *는 0에 대해 p<0.05임을 나타낸다. 도 17 및 도 18에서 알파벳 문자 a, b 및 c는 각 군사이에 p<0.05임을 나타낸다. 도 19에서, *는 0분에 대해 p<0.05임을 나타내고, #는 PP에 대해 p<0.05임을 나타낸다. 통계 분석을 쌍이 있는 t-검정으로 실시하였다.
상기 도면으로부터 하기를 유도할 수 있다.
a) 도 17로부터 본 발명의 조성물을 섭취한 군(P-13군) 및 시판 단백질 분말을 섭취한 군(PP군)에서 혈장 총 아미노산 농도가 섭취 30분후에 상당히 증가하였고, 운동 기간내내 높게 유지되었음이 명확하다. 또한, 상기 군에서 총 아미노산 농도는 운동 완료후 30분까지도 시판 탄수화물 음식을 섭취한 군(CHO군)에서의 농도보다 상당히 증가하였다. 또한, 본 발명의 조성물을 섭취한 군에서 섭취후 30분까지의 혈장 총 아미노산 농도의 절대 증가량은 시판 단백질 분말을 섭취한 군에서의 농도보다 상당히 컸다(도 18).
상기 결과는 본 발명의 조성물을 운동전에 섭취하여서 운동중에 혈중 아미노산 농도를 높게 유지하고 운동중에 신체의 단백질 분해를 억제할 수 있음을 나타낸다. 또한, 상기 결과는 본 발명의 조성물이 시판 단백질 분말보다 소화 및 흡수면에서 우수함을 나타낸다.
b) 도 19에 도시한 바와 같이, 투여후 30분에 혈청 인슐린 농도는 본 발명의 조성물을 섭취한 군(P-13군)에서는 증가하였으나, 시판 단백질 분말을 섭취한 군(PP군)에서는 증가하지 않았으며, 30분에서의 혈청 인슐린 함량은 본 발명의 조성물을 섭취한 군에서 상당히 높았다.
상기 결과는 탄수화물을 배합함으로써 본 발명의 조성물이 인슐린 분비 촉진 작용을 가짐을 나타낸다. 인슐린은 조직의 아미노산 흡수 및 신체 단백질 합성을 촉진시키고 신체 단백질의 분해를 억제하므로, 본 발명의 조성물의 인슐린 분비 촉진 작용은 신체 단백질 합성에 유익한 것으로 간주된다.
시험 실시예 9
이 시험에서, 시험 실시예 3에 기재된 본 발명의 조성물을 운동 직후에 투여하였고, 혈중 아미노산 및 인슐린 농도의 변화를 탄수화물을 함유하지 않은 시판 단백질 분말 투여후에 발견되는 농도 변화와 비교하였다. 시험 방법을 하기에 기재하였다.
(1) 피검자
운동부에 소속된 12명의 건강한 남자 대학생을 피검자로 하였다.
(2) 시험 조건
본 발명의 조성물 1병(78㎖)을 섭취한 조건(P-13) 및 동일 단백질 함량을 갖고 탄수화물을 함유하지 않은 시판 단백질 분말을 섭취한 조건(PP)을 크로스오버법으로 사용하였다.
시판 단백질 분말로서 메이지 세이카 가이샤 가부시키가이샤로부터 구입한 사바스 프로테인 XX를 사용하였다.
(3) 방법
실험 전날의 3식(조식, 중식 및 석식) 및 시험 당일의 3식은 규정식이었다.
시험 당일에 16:00시에 시작하여, 70% VO2max에 상응하는 자전거 에르고미터 운동을 50분동안 부하시킨후, 25㎏ 바벨을 10회 들어올렸다. 이 운동을 완료한 후, 피검자는 시험 음식을 섭취하였다. 시험 음식을 섭취하기 전(운동 직후), 섭취 30분후, 섭취 60분후 및 섭취 120분후에 채혈을 실시하였다.
(4) 평가 항목
1. 혈장 아미노산 : 고성능 아미노산 분석기
2. 혈청 인슐린 : RIA법
(5) 결과
상기 결과를 도 20 및 도 21에 도시하였다.
도 20은 시험 음식 섭취후 혈장 총 아미노산 농도의 시간의 경과에 따른 변화를 나타낸 도면이다[종축 : 혈장 총 아미노산 농도(nmol/㎖), 횡축 : 섭취후 시간(분)].
도 21은 시험 음식 섭취후 혈청 인슐린 농도의 시간의 경과에 따른 변화를 나타낸 도면이다[종축 : 혈청 인슐린 농도(μU/㎖), 횡축 : 섭취후 시간(분)].
각 그래프에서 각 점은 평균치±SD이고, 도 21의 *는 0분에 대한 p<0.05의 유의차를 나타내고, #는 시판 단백질 분말군(PP)에 대한 p<0.05의 유의차를 나타낸다. 통계 분석은 쌍이 있는 t-검정으로 실시하였다.
상기 도면으로부터 하기의 사실이 명백해진다.
a) 도 20에서 알 수 있는 바와 같이, 시험 음식을 섭취한지 30분 후의 혈장 총 아미노산 농도는 시판 단백질 분말을 섭취한 군(PP군)과 비교할 때 본 발명의 조성물을 섭취한 군(P-13군)에서 상당히 증가하였다. 이 발견은 본 발명의 조성물이 소화 및 흡수면에서 단백질 분말보다 우수함을 나타낸다.
b) 도 21에서, 본 발명의 조성물을 섭취한 군의 혈청 인슐린 농도는 섭취 30분후에 증가하였으나, 시판 단백질 분말을 섭취한 군에서는 증가하지 않았으므로 섭취 30분후에 본 발명의 조성물을 섭취한 군의 혈청 인슐린 함량이 상당히 더 높음을 알 수 있다.
상기 발견은 본 발명의 조성물에 함유된 탄수화물이 인슐린 분비를 촉진함을 나타낸다. 인슐린은 조직의 아미노산 흡수 및 신체 단백질 합성을 촉진하고 신체 단백질 분해를 억제하므로, 본 발명의 조성물의 인슐린 분비-촉진 작용은 신체 단백질 합성에 유리하다.

Claims (5)

  1. 건조 중량을 기준으로 40 내지 65중량%의 단백질, 5 내지 25중량%의 지방 및 15 내지 40중량%의 탄수화물을 포함하고, 운동전, 운동중 및 운동후 중에서 선택된 어느 하나 이상의 시기에 섭취하는, 체지방률 저하 및 체조성 개선용 식품 조성물.
  2. 건조 중량을 기준으로 40 내지 65중량%의 단백질, 5 내지 25중량%의 지방 및 15 내지 40중량%의 탄수화물을 포함하고, 운동후 휴식전에 섭취하는, 체지방률 저하 및 체조성 개선용 식품 조성물.
  3. 운동전, 운동중 및 운동후 중에서 선택된 어느 하나 이상의 시기에 제 1 항의 조성물을 섭취함을 포함하는, 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키기 위한 방법.
  4. 운동후 휴식전에 제 2 항의 조성물을 섭취함을 포함하는, 체지방률을 낮추고 체조성을 개선시키기 위한 방법.
  5. 운동후 휴식전에 제 2 항의 조성물을 섭취함을 포함하는, 지방조직 중량을 저하시키고 근육 중량을 증가시키기 위한 방법.
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