KR101883253B1 - 유산균 발효 사과액을 포함하는 비만 또는 그 합병증 개선용 식품 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
유산균 발효 사과액을 포함하는 비만 또는 그 합병증 개선용 식품 조성물 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본원에서 규명된 균주를 이용하여 발효된 사과 발효물은 비만 또는 그 합병증의 개선용 식품 조성물 및 그 제조 방법을 개시한다. 본원의 발효물은 발효로 인해 발효되지 않은 경우와 비교하여 항산화 물질을 포함하는 유용성분이 현저히 강화된 것은 물론, 세포에 독성이 없어, 비만 또는 그 합병증, 내당장애, 고혈압, 동맥경화, 고지혈증, 간병증 또는 신병증과 같은 질환의 개선 및/또는 완화에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본원은 천연 발효물을 포함하는 기능성 식품 분야이며, 구체적으로 비만 개선용 사과 유산균 발효 음료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
비만에 대한 늘어나는 경각심과 비만의 원인을 이해하고 이에 대응하고자 하는 전 지구적 노력에도 불구하고, 비만은 가속적으로 증가하는 추세이다. (Mitchell et al., Implications for female fertility and obesity. Reproduction. 2005;130:583-97). 2007년 국민건강영양조사 결과에 의하면 최근 5년 동안 국내 비만인구 비율이 해마다 3%씩 증가하여, 현재 비만자 비율이 전체 인구 중 32.7%(남 33.1%, 여 32.2%)이며, 연령별로는 중장년층이 평균 44%로 청년층(22%)의 두 배나 되고, 비만으로 인한 질환이 늘어나면서 2007년 기준으로 사회경제적 비용은 1조8239억 원에 이르는 것으로 추정되고 있다.
비만 문제가 심각해짐에 따라 비만 자체가 곧 질병이라는 인식이 확산되고 있다. 비만 진행 여부의 판단은 대표적으로 과체중 여부로 판단할 수 있으며, 구체적으로 특정 부위에서의 체지방의 증가(예를 들어, 복부 비만 등)로 판단할 수 있다. 비만으로 분류된 경우 즉, 비만자는 다른 질병에 비해 유병률과 사망률이 높고 정상체중을 가진 사람과 비교하여 당뇨병 질환으로 인한 사망률은 4배, 간병경증 질환으로 인한 사망률은 2배, 뇌혈관질환으로 인한 사망률은 1.6배 및 관상동맥질환으로 인한 사망률은 1.8배 정도 높은 것으로 보고되고 있다. 또한, 복부 비만은 동맥경화성 죽종형성(atheroma formation)의 원인으로 보고되었으며 (Kunitomi M et al., Relationship between reduced serum IGF-I levels and accumulation of visceral fat in Japanese men. Int J Obes Relat Metab Disord. 2002;26:361-9), 기타 고혈압, 고지혈증, 면역체계의 이상 및 고인슐린증 등의 여러 질환의 원인으로 보고되고 있으며, 결과적으로 심혈관질환의 이환률(morbidity)과 사망률(mortality) 증가의 원인이 되는 것으로 보고되고 있다 (Hida K, et al., Visceral adipose tissue-derived serine protease inhibitor: a unique insulin-sensitizing adipocytokine in obesity. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005;102:10610-5). 요즈음 비만 및 다양한 심혈관계 질환을 포함한 각종 성인병과 관련된 제 2형 당뇨병 및 고지혈증은 현저히 증가되고 있는 추세이다. 이들 질병은 만성적 경과를 취함과 동시에, 다양한 합병증을 유발하므로, 사회적으로 매우 심각한 질환으로 간주되고 있는 실정이다. 현재 알려진 과학적인 치료법들은 이러한 유발 인자들을 저해하거나 항진시켜 비만을 일으키는 요소들을 저해하여 비만의 정도를 완화 혹은 개선하고자 한다.
현재 비만을 치료하기 위한 다양한 방법이 제공되고 있다. 일반적으로 비만증의 치료법은 식이요법, 운동요법, 식욕 억제제, 이뇨제, 설사제 혹은 포만감을 주기 위한 섬유질 등을 사용하는 약물요법, 잘못된 식습관과 생활습관을 교정해 주는 행동수정요법, 외과에서 장이나 위의 용적을 줄이는 수술요법, 성형외과 등에서 초음파를 이용하여 지방세포를 분해, 제거하는 방법 등의 지방제거수술 등이 있다.
미국 FDA에서 승인을 받고 국내외에서 판매되는 비만치료제로는 오를리스타트(orlistat)를 주원료로 하는제니칼(한국로슈)과 프랑스에서 개발된 비처방의약품으로 녹차 카테콜 성분을 주원료로 하는 엑소리제(구주제약) 등이 판매되고 있으나, 소장에서 리파아제작용을 억제하는 제니칼의 경우 지방변, 가스생성, 지용성비타민 흡수저하 등의 위장계부작용을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 시부트라민(sibutramine)을 주원료로 하는 리덕틸(reductile, 일성신약)의 경우에는 교감신경계의 세로토닌과 노르아드레날린 농도를 증가시킴으로서 두통, 구갈, 식욕부진, 불면, 변비 등의 부작용을 나타내어 판매가 금지되었고, 이외에도 그동안 항비만 약제로 개발된 제품 중에는 심각한 부작용으로 인해 판매가 금지된 것들도 상당수에 이르고 있다. 이러한 문제와 관련하여 최근 비만 및 과체중 예방 또는 개선을 위한 천연물 소재 건강기능식품에 대한 관심이 고조되고 있으며, 부작용이 심각한 약물개발보다는 식품소재로부터 체지방 감량 내지 체중조절 활성을 가진 기능성성분의 발굴연구가 더욱 경제적이며 건강측면에서도 안전성이 높다.
최근 전 세계적인 웰빙 추세와 함께 건강기능식품 시장에서 다이어트 식품 시장이 가장 큰 성장세를 기록하고 있으며, 현재 약 2천억원의 규모로 업계는 추산하고 있다. 한국건강기능식품협회 2008년도 자료에 따르면 건강기능식품의 소비자 요구에 가장 적합한 기능성의 우선순위 조사 결과, 비만 38%, 면역력 증진 22%, 아토피 14%, 관절건강(류마티스) 11% 순으로 나타났으며 2009년 기능성 유망소재의 결과도 유사하였다. 따라서 보다 천연물질을 유래의 보다 안전하고 우수한 효과를 나타내는 비만억제 또는 치료용 물질 개발이 절실히 필요한 상황이며, 다양한 약용 식물과 농업생명자원으로부터 새로운 작용 기전을 가진 우수한 소재의 개발에 대한 시장의 요구도가 매우 높다.
근래에 들어 다양한 천연추출물에 대한 연구들이 최근 많이 진행되고 있으며, 천연추출물을 이용한 기능성 식품에 대한 수요도 꾸준히 증가하는 추세이다. 발효는 미생물에 의해 유기물에서 유용한 물질을 생산하는 것으로, 효모, 누룩곰팡이, 유산균 등이 이용될 수 있다. 이 중 유산균은 세균 중에서 가장 오래전부터 인간에게 유용하게 이용되고 있는 균으로서, 특히 발효 유제품에서 보편적으로 이용되고 있다.
대한민국 공개특허 제2015-0041519호에는 유산균 과즙 발효액, 유산균 발효 과일음료 및 이의 제조방법에 관한 것이 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 1142154호는 노팔 뿌리 추출물에 관한 것으로, 노팔 뿌리 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨 또는 당뇨합병증 예방 또는 치료용 조성물이 개시되어 있다.
따라서 천연물질을 유래의 보다 안전하고 우수한 효과를 나타내는 비만 또는 그 합병증의 개선용 건강식품 개발이 절실히 필요한 상황이며, 다양한 약용 식물과 농업생명자원으로부터 새로운 작용 기전을 가진 우수한 소재의 개발에 대한 시장의 요구가 매우 높다.
본원은 사과 유산균을 포함하는 비만 또는 그 합병증 개선용 기능성 음료 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
한 양태에서 본원은 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁된 균주 및 그 용도를 제공한다.
다른 양태에서 본원은 Leuconostoc pseudomesenteroides 균으로 발효된 사과 발효물 또는 그 추출물을 포함하는 비만 또는 비만으로 인한 합병증 개선용 식품 조성물을 제공한다.
일 구현예에서 본원에 따른 균주 Leuconostoc pseudomesenteroides는 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁된 균주이다.
다른 구현예에서 본원에 따른 비만 합병증은 내당장애, 당뇨병, 고지혈증, 간병증 또는 신병증을 포함하는 것이나, 이로 제한 하는 것은 아니다.
또 다른 구현예에서 본원에 따른 식품 조성물은 다양한 목적 또는 형태로 제공될 수 있으며, 예를 들면 건강보조식품, 기능성 식품, 음료 또는 식품첨가제로 제공될 수 있다.
다른 양태에서 본원은 비만 또는 비만으로 인한 합병증 개선 효과를 갖는 사과 발효물의 제조방법을 제공한다.
일 구현예에서 본원에 따른 방법은 사과즙에 사과 고형분을 1 내지 3 중량%로 혼합하여 배양액을 준비하는 단계; 상기 배양액에 Leuconostoc pseudomesenteroides를 접종하는 단계 및 상기 접종물을 저온 약 20℃에서 교반하면서 약 48시간 내지 60시간 배양하는 단계를 포함한다.
일 구현예에서 본원에 따른 균주는 Leuconostoc pseudomesenteroides은, 특히 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁된 균주로, 건조 중량을 기준으로 약 1.0 g/L 내지 5.0 g/L 로 포함될 수 있다.
또 다른 구현예에서 본원에 따른 방법은 상기 배양하는 단계 후에, 고형분을 분리해내는 착즙 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에서 본원에 따른 방법은 상기 배양단계 후에 열처리 및 숙성단계를 추가로 포함하며, 상기 열처리 단계는 약 60~70℃에서 약 2시간 수행되며, 상기 숙성단계는 상온에서 약 7~10일간 숙성된다.
본원은 본원에서 규명된 균으로 발효된 사과 발효물 또는 그 추출물을 포함하는 비만 또는 그 합병증의 개선용 식품 조성물 및 그 제조 방법을 개시한다. 본원의 발효물 또는 그 추출물은 발효로 인해 발효되지 않은 경우와 비교하여 항산화 물질 및 우루솔산과 같은 유용물질이 현저히 강화된 것은 물론, 세포에 독성이 없으며, 비만 또는 그 합병증, 내당장애, 고혈압, 동맥경화, 고지혈증, 간병증 또는 신병증과 같은 질환의 예방, 치료, 개선 및/또는 완화에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 대장균(E.coli) 도말 배지에 발효시키지 않은 사과착즙액과 SJ-145 발효액을 각각 적신 Paper disc assay를 수행하여 SJ-145 발효 사과액의 항박테리아 활성을 분석한 결과이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 SJ-145 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461 발효 사과액의 항박테리아 활성을 분석한 결과이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 발효 사과액의 주요 제조공정을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 사과 착즙액, 사과식초음료, 발효사과액, 발효사과 여과액 각각의 세포독성 평가를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461 발효 사과액의 세포독성 평가를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 사과 착즙액, 사과식초음료, 발효사과액, 발효사과 여과액 각각의 비만 관련 염증 수반 사이토카인 분비에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 사과 착즙액, 사과식초음료, 발효사과액, 발효사과 여과액 각각의 MCP-1 발현 억제의 경향성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461 발효 사과액의 MCP-1 발현에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 발효 사과액 중의 ursolic acid 성분을 크로마토그래피로 정성분석한 결과이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 발효 사과액 중의 ursolic acid 성분을 질량분석기로 정량분석한 결과이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 동물 실험 설계를 나타낸다
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 정상 식이 또는 고지방 식이 마우스에서의 체중 변화를 나타낸다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD 식이 마우스에서 얻은 전신 DEXA 이미지가 있는 대표적 전신 및 복부 지방체를 나타낸다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD 공급 마우스에서의 전신 및 복부 지방 밀도를 나타낸다.
도 15는 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른, 정상식이 또는 고지방식이를 공급받은 마우스의 페리오배리안(Periovarian) 및 복부 벽에 위치한 지방체에서 채취한 지방세포의 대표적 조직 이미지를 나타낸다.
도 16은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 정상 식이 또는 고지방식이를 공급받은 마우스 췌장의 대표적이고 일반적인 조직 이미지를 나타낸다.
도 17은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서의 혈청 인슐린 및 혈액 HbA1C를 나타낸 것이다.
도 18은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서 채취한, 췌장에서의 인슐린 및 글루카곤-면역반응 세포의 대표적 조직 이미지를 나타낸다.
도 19는 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD 공급하우스에서의 분변 TC 및 TG 함량을 나타낸다.
도 20은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서 채취한, 간의 대표적 조직 이미지를 나타낸 것이다.
도 21은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서 채취한, 신장의 대표적 조직 이미지를 나타낸 것이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 SJ-145 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461 발효 사과액의 항박테리아 활성을 분석한 결과이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 발효 사과액의 주요 제조공정을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 사과 착즙액, 사과식초음료, 발효사과액, 발효사과 여과액 각각의 세포독성 평가를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461 발효 사과액의 세포독성 평가를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 사과 착즙액, 사과식초음료, 발효사과액, 발효사과 여과액 각각의 비만 관련 염증 수반 사이토카인 분비에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 사과 착즙액, 사과식초음료, 발효사과액, 발효사과 여과액 각각의 MCP-1 발현 억제의 경향성을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461 발효 사과액의 MCP-1 발현에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 발효 사과액 중의 ursolic acid 성분을 크로마토그래피로 정성분석한 결과이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 발효 사과액 중의 ursolic acid 성분을 질량분석기로 정량분석한 결과이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 동물 실험 설계를 나타낸다
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 정상 식이 또는 고지방 식이 마우스에서의 체중 변화를 나타낸다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD 식이 마우스에서 얻은 전신 DEXA 이미지가 있는 대표적 전신 및 복부 지방체를 나타낸다.
도 14는 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD 공급 마우스에서의 전신 및 복부 지방 밀도를 나타낸다.
도 15는 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른, 정상식이 또는 고지방식이를 공급받은 마우스의 페리오배리안(Periovarian) 및 복부 벽에 위치한 지방체에서 채취한 지방세포의 대표적 조직 이미지를 나타낸다.
도 16은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 정상 식이 또는 고지방식이를 공급받은 마우스 췌장의 대표적이고 일반적인 조직 이미지를 나타낸다.
도 17은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서의 혈청 인슐린 및 혈액 HbA1C를 나타낸 것이다.
도 18은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서 채취한, 췌장에서의 인슐린 및 글루카곤-면역반응 세포의 대표적 조직 이미지를 나타낸다.
도 19는 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD 공급하우스에서의 분변 TC 및 TG 함량을 나타낸다.
도 20은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서 채취한, 간의 대표적 조직 이미지를 나타낸 것이다.
도 21은 본원의 일 실시예에 따른 본원의 일 실시예에 따른 NFD 또는 HFD를 공급받은 마우스에서 채취한, 신장의 대표적 조직 이미지를 나타낸 것이다.
한 양태에서 본원은 본원에서 규명된 유산균으로 발효된 사과 발효물 또는 그 추출물을 포함하는 비만 또는 그 합병증의 개선용 식품 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본원에서는 발효균으로서 SJ-145로 명명된 Leuconostoc pseudomesenteroide을 발견하였다. 상기 Leuconostoc pseudomesenteroides 유산균은 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁되었다.
본원에서 발효물이란 Leuconostoc pseudomesenteroide를 이용하여 본 발명에 따른 발효과정을 거친 최종 산물을 칭하는 것으로 발효 후 고형분을 제거 하거나 하지 않을 수도 있으며, 모두 본원에 포함된다. 한 구현예에서 발효 후 고형분은 체, 예를 들면 100 메쉬의 체로 걸러진다.
본원에서 사과는 학명이 Malus pumila Miller 이며, 본원에 따른 효과를 달성하는 한 다양한 품종의 사과가 사용될 수 있으며, 사과의 고형분 및/또는 즙이 발효에 사용될 수 있다. 일 구현예에서는 특히 당도가 높은 사과 품종인 부사가 사용될 수 있다. 또 다른 구현예에서는 당도를 측정하는 기준으로 brix 11 내지 14의 사과가 사용될 수 있다.
본원에 사용되는 사과는 발효공정을 통해 원료내의 유효성분들이 다양한 유용성 성분으로 전이되며, 특히 발효를 통해 유용한 생리활성 물질인 우로솔산이 강화되고 또한 총 폴리페놀 함량이 풍부하게 되는 등 그 유용성이 극대화되었다.
본 명세서에서 사용된 용어 비만은 에너지 불균형에 의하여 체내에 축적된 지방이 정상수치보다 높은 과다한 체지방을 가진 상태(condition) 또는 질환(disease)을 의미한다. 세계보건기구 WHO에 의하면 아시아태평양 지역의 경우, 비만의 진단에 이용되는 것은 키(meter단위)의 제곱으로 자신의 체중을 나눈 값이 되며, 이 값이 25.0 이상인 경우는 비만이라고 정의하고, 23이상 25미만은 과체중(위험체중)으로 정의하고 있다. 비만은 분류에 따라 내분비성 비만(내분비 이상 또는 뇌질환으로부터 기인), 단순성 비만(과다한 영양 섭취로부터 기인); 증식성 비만(지방세포수의 증가로 인한 비만), 비대형 비만(지방세포의 크기 증대로 인한 비만); 상반신 비만, 하반신 비만; 및 내장형 비만, 피하지방형 비만 등으로 나눌 수 있으며, 이들 모두 본 발명의 범위에 포함된다.
본원에서 비만으로 인한 합병증은 대사증후군, 고지혈증, 제2 형 당뇨병, 동맥결화, 당뇨병 또는 간병증을 포함한다.
본원에서 대사증후군은 제2 형 당뇨병, 고지혈증, 비만, 신병증, 및/또는 간병증과 같은 질환이 동시에 발생하는 것을 의미한다 (Pershadsingh HA, Dual Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-alpha/gamma Agonists : In the Treatment of Type 2 Diabetes Mellitus and the Metabolic Syndrome. Treat Endocrinol. 2006;5(2):89-99).
본원의 고지혈증은 혈액 중에 지방성분 특히 콜레스테롤과 중성지방(triglyceride)의 농도가 높은 경우로 일반적으로 240mg/㎗을 넘거나 중성지방이 200mg/㎗ 이상일 때를 고지혈증이라고 한다. 고지혈증은 유전적 소인, 비만, 식이습관, 당뇨병, 신증후군, 갑상선기능저하증에 의해서 유발될 수 있다.
본원의 발효물 또는 그 추출물이 효과를 나타내는 고지혈증은 비만, 대사증후군, 당뇨, 식이습관, 갑상선기능저하증, 신증후군으로 인한 고지혈증을 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다. 한 구현예에서, 본원의 고지혈증은 비만으로 인한 것이다. 다른 구현예에서 본원의 고지혈증은 당뇨병으로 인한 것이다. 다른 구현예에서 본원의 고지혈증은 대사증후군으로 인한 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어 추출물(extract)이란 천연물 또는 그 발효물로부터 분리된 활성성분 즉, 목적하는 활성을 보이는 물질을 의미한다. 상기 추출물은 물, 유기용매 또는 이들의 혼합용매를 이용하는 추출과정으로 획득할 수 있으며, 추출물 이의 건조 분말 또는 이를 이용하여 제형화된 모든 형태를 포함한다. 또한, 상기 추출물에는 상기 추출과정을 거친 추출물을 분획한 것도 포함된다. 또한 상기 추출물은 발효물에서 고형분을 걸러낸 것을 포함할 수도 있다.
본원의 사과액 발효물 또는 그 추출물을 포함하는 약학 조성물은 비만 또는 그 합병증에 대하여 우수한 치료 효과를 제공할 뿐만 아니라, 약물에 의한 독성 및 부작용도 없어 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있다. 이에 따라, 상기 본원의 발효물 또는 그 추출물이 식품의 주, 부원료 및 식품 첨가제로서 사용이 가능하다.
따라서, 이러한 관점에서, 본 발명은 상기 기술한 본원의 발효물 또는 그 추출물을 포함하는 식품 조성물, 예를 들면, 건강보조식품, 기능성 식품, 식품첨가제 등으로 제공될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "식품"이란 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 기능성식품 및 음료를 모두 포함하는 의도이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "기능성식품"이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미하며, 특히 "건강기능식품"을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "건강보조식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 가공한 식품으로서, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 건강보조의 목적으로 특정성분을 원료로 하거나 식품원료에 들어있는 성분을 추출, 농축, 정제, 혼합 등의 방법으로 제조, 가공한 식품을 말한다.
특히 본 발명에서 기능성식품 또는 건강보조식품은 상기 식품을 섭취하기 전과 비교하여 비만 또는 그 합병증의 증상을 개선하거나, 이의 경감 또는 해소에 도움을 줄 수 있는 효과가 있는 식품을 의미하며, 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 대한의학협회 등에서 제시된 자료를 참조하여 이러한 질환의 정확한 기준을 알고, 개선된 정도를 판단할 수 있을 것이다.
상기 기능성식품 및 건강보조식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
본원의 발효물 또는 그 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 본 발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영,유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실,채소류 음료, 두유류, 발효 음료류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
본원에서 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 기능성 음료를 포함하는 의도이다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 본원의 발효물 또는 그 추출물을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기의 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100mL 당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 5 내지 12g이다. 그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
본원에서 기능성 음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미하며, 바람직하게는 비만 또는 그 합병증의 개선을 위한 음료를 의미한다.
상기 외에 본원의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 본 발명의 발효물 또는 그 추출물 100 중량부 당 0.001 내지 20 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
비만 또는 그 합병증의 개선을 목적으로 하는 식품에 있어서, 상기 본원의 발효물 또는 그 추출물은 전체 식품 중량의 약 0.01 내지 90 중량%, 약 0.1 내지 80 중량%, 약 1% 내지 70%, 약 1% 내지 50%, 약 1% 내지 40%, 약 1% 내지 30%, 약 1% 내지 20%의 범위로 포함할 수 있으나, 상기 범위를 벗어나는 것을 제외하는 것은 아니다. 예를 들면 음료 조성물은 100mL를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 포함할 수 있다.
본 원의 유산균을 배합한 음료, 즉, 장관 내에서의 증식능을 갖는 음료는 먹은 경우에, 장관 내에서의 증식능을 갖지 않는 유산균을 먹은 경우와 비교하여 높은 지방 흡수 억제 작용을 발휘하고, 또한 그 작용이 지속됨으로써, 지속적인 지방 흡수 억제 작용을 갖는 보건 기능 식품이나 건강 식품으로서, 예컨대 체중 증가의 억제용 또는 체중 저감용, 혹은, 비만 방지용 또는 비만 개선용, 나아가 다이어트용으로 이용되는 것이라는 취지의 표시를 붙여 제공하는 것이 가능해진다고 생각된다. 여기서, 보건 기능 식품이란, 후생노동부가 정하는 보건 기능 식품을 의미하며, 영양 기능 식품 및 특정 보건용 식품을 포함하고, 보건 기능 식품이나 건강 식품으로는 식품 및 음료 중 어느 것이어도 좋다.
다른 양태에서 본원은 또한 본원의 조성물에 사용되는 발효물 또는 그 추출물의 제조방법에 관한 것이다.
일 구현예에서 본원은 사과 발효물의 제조방법으로서, 사과즙에 사과 고형분을 1 내지 3 중량%로 혼합하여 배양액을 준비하는 단계; 상기 배양액에 Leuconostoc pseudomesenteroides를 접종하는 단계로, 상기 Leuconostoc pseudomesenteroides은 세포건조중량 기준 약 1.0 g/L 내지 5.0 g/L로 포함되고, 상기 접종물을 약 20℃에서 교반하면서 약 48시간 내지 60시간 배양하는 단계를 포함한다. 상기와 같은 조건은 본원에서 의도하는 식품 조성물의 효과를 나타내는 최적의 조건일 수 있다.
본원에 따른 방법에서 접종에 사용되는 균주의 건조중량은 일 구현예에서 MRS 액체 배지에서 배양한 후 원심 분리하여 균체만을 수집한 후 이를 멸균수로 3회 세척한 균체만을 포함하는 것이다.
본원에 따른 방법은 상기 배양하는 단계 후에, 고형분 착즙 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이에 의해 발효 후 남아있는 영양성분을 포함하는 과즙을 추출하고 발효액의 풍미가 증진되는 것을 발견하였다.
본원에 따른 방법은 또한 숙성단계 및 열처리 및 숙성단계를 추가로 포함하며, 상기 열처리 단계는 60~70℃에서 2시간 수행되며, 상기 숙성단계는 상온에서 7~10일간 숙성된다. 이러한 단계에 의해 자연 숙성 과정 중 풍미가 개선되고, 총 폴리페놀 함량이 증가하며, 또한 열처리로 인해 유통과정에서 미생물 증식을 억제할 수 있어, 효능, 풍미, 품질의 유지는 물론 유통의 편리성이 증대된다.
본원에 따른 방법에 사용되는 사과는 다양한 품종의 사과가 사용될 수 있으며, 건조된 형태, 또는 가공되지 않은 형태로 사용될 수 있으며, 또는 이는 절편 또는 분쇄와 같은 방식으로 전처리 될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실 시
예
실시예
1: 사과 발효 유산균 선별, 사과
발효물
제조 및 특성 분석
1-1. 후보 유산균 선별 및 분석
1) 후보 유산균
사과를 분쇄하여 멸균한 유산균 선별배지인 MRS 액체 배지에 넣고 25~30℃에서 정치배양으로 3일 지난 배양액을 수득하였다. 이후 MRS-Agar 배지에 옮겨 성장하는 단일 콜로니 1종을 후보 유산균으로 선별하였다 (SJ-145, Leuconostoc pseudomesenteroides). 상기 균주는 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁되었다.
사과를 주원료로 한 배지에서의 SJ-145 생균수는 하기 표 1과 같다.
[표 1]
2) SJ-145 종균 배양을 위한 최적 조건 분석
종균 배양용 사과즙 부피를 100ml, 50ml, 10ml로 변화시키면서 SJ-145 접종 후 배양액의 OD600nm값을 측정한 결과, 멸균하지 않은 사과즙 50ml에서 36시간 배양이 사과 발효용 종균 활성화에 가장 최적임을 도출하였다.
[표 2]
3) 배양온도에 따른 SJ-145 유산균 생육 특성 분석
SJ-145를 사과 원료량, 종균 접종량 및 교반속도를 각각 동일하게 한 조건에서 배양온도만 15℃, 20℃, 25℃, 30℃로 변화시키면서 72시간 발효시킨 후 수득한 발효액에 포함된 SJ-145 생균수 측정 결과, 20℃에서 발효시킨 경우 표 3과 같이 가장 많은 생균수를 나타내었다.
[표 3]
4) 발효시간에 따른 SJ-145 유산균 발효 특성 분석
SJ-145를 사과 원료량, 종균 접종량, 배양온도 및 교반속도를 각각 동일하게 한 조건에서 발효 시간만 각각 48, 60, 72, 96시간 변화시키면서 수득한 발효액의 맛과 향을 포함한 풍미를 비교할 때 표 4와 같이 60시간 발효가 풍미에 가장 적합한 것으로 나타났다.
[표 4]
5) SJ-145 사과 발효액 특성분석
SJ-145를 이용한 사과 발효액 특성을 사과즙과 비교한 결과를 표5에 나타냈다.
[표 5]
6) SJ-145에 의한 사과 발효액 항 박테리아 활성 분석
Paper disc assay를 통하여 대장균(E.coli) 도말 배지에 발효 시키지 않은 사과착즙액과 SJ-145 발효액을 각각 적신 disc 넣어 배양한 결과, 도 1과 같이 SJ-145 발효액을 적신 disc 중심으로만 투명한 환이 생기는 것을 확인하였다.
7) SJ-145와 유사균주 Leuconostoc. sp KCCM40461의 사과 발효액의 항박테리아 활성
E.coli 도말한 nutrient broth agar 배지에 멸균수, SJ-145 발효액, KCCM40461발효액을 각각 100배 농축하여 적신 disc를 두고 24시간 배양 후 생긴 환의 크기를 비교하면 도 2와 같이 SJ-145 > KCCM40461 > 멸균수 순으로 SJ-145의 항박테리아 활성이 더 큰 것으로 나타났다.
1-2. 유산균 발효 사과액의 제조
사과 발효액은 도 3과 같은 공정으로 제조하였다. 구체적으로 1) 사과즙 100ml에 분쇄한 사과 3g 첨가하여 사과배지를 제조하였다. 사과즙의 사용시 단순한 물을 사용한 것과 비교하여 발효과 우수한 것으로 나타났다. 2) 종균 접종은 사과착즙액 50ml에서 키운 SJ-145 배양액 5~10%(v/v)를 접종하고 20℃, 50rpm 이하, 48 내지 60시간 발효하였다. 3) 고형분을 포함한 배양액을 착즙하였으며, 4) 열처리 및 숙성단계로 60~70℃에서 2시간 열처리 후, 상온에서 7~10일간 숙성하였다.
1) 유산균 SJ-145 발효 사과액의 주요 생리활성 성분 분석
김치 유산균 일종으로 알려진 Leuconostoc . sp .로 분석된 SJ-145로 발효 후, 항산화와 관련된 SOD 활성도가 표 6과 같이 약 1.8배로 각각 증가하는 경향성을 확인하였다.
[표 6]
2) SJ-145와 유사균주 KCCM40461 사과 발효액의 생균수 및 항산화 관련 성분 기초 분석
발효 15일 후 SJ-145와 유사성이 높은 Leuconostoc sp. KCCM40461 (SJ-145 16s rRNA 분석 결과 - Leuconostoc pseudomesenteroides ssp. 분석 결과를 바탕으로 한국미생물보존센터, http://www.kccm.or.kr에서 균주명으로 검색)사과 발효 특성을 비교할 때, 사과 발효시 표 7과같이 SJ-145가 균 생육 및 SOD 활성에 더 우수한 것으로 나타났다.
[표 7]
또한 사과착즙액 및 발효조건을 달리한 사과발효-1 [KCCM40461(SJ-145와 유사균주) 발효 후 고형분 착즙/ 여과/ 실온 숙성], 사과발효-2 [SJ-145 발효 후 실온 숙성/ 고형분 여과] 사과발효-3 [SJ-145 발효 후 고형분 착즙 /여과/ 실온 숙성] 사과 발효액의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 표 8과 같은 결과를 나타냈다.
[표 8]
사과발효-3: SJ-145 발효 후 고형분 착즙 /여과/ 실온 숙성과정을 거친 발효액의 총폴리페놀 함량이 54.61 mg/100GE로 가장 높은 수치를 나타냈으며, 유사균주인 KCCM40461과 동일 조건하에서 발효, 숙성 시킨 사과발효-1 보다 SJ-145균으로 발효한 사과 발효액의 총 폴리페놀 함량이 더 높은 것을 확인 할 수 있다.
1-3. SJ-145 발효 사과액의 세포독성 평가
도 4를 참조하면 비교군인 사과 착즙액과 사과식초음료의 경우 저농도에서는 THP-1세포에 크게 영향을 주지 않지만 고농도에서는 다소 세포 생존율을 낮추는 경향성을 나타냈다. 하지만, SJ-145 발효 사과액과 SJ-145 발효 사과 여과액의 경우 세포독성은 나타나지 않았고, 오히려 세포 증식 효과가 있는 경향성을 나타내었다.
도 5를 참조하면 현미경 상에서 KCCM40461 사과 발효액 처리시 세포가 죽는 양상은 관찰되지 않았으며, 세포수는 증가시키지 않으면서 대사능을 다소 증가되는 SJ-145와 비슷한 경향성을 나타냈다.
1-4. SJ-145 발효 사과액의 비만 관련 염증 수반 사이토카인 분비에 미치는 영향
1) hTNF-α 발현 억제
도 6을 참조하면, 4종류 모두, 처리시 고농도에서 hTNF-alpha 발현을 억제시키는 양상을 나타내었으나, 앞의 cell viability 결과와 함께 해석해보면, 사과 착즙액과 비교군인 사과식초음료의 고농도에서 hTNF-alpha 발현 억제는 세포 생존율 감소와 관련이 있음을 알 수 있다. 하지만, SJ-145 발효 사과액과 SJ-145 발효 사과 여과액의 경우 세포생존율과 무관하게 hTNF-alpha 발현을 억제하는 경향성을 나타냈다.
2) MCP-1 발현 억제
도 7을 참조하면, 4종류 모두 처리시 고농도에서 MCP-1 발현을 억제시키는 양상을 나타내었으나, 앞의 cell viability 결과와 함께 해석해보면, 사과 착즙액과 비교군인 사과식초음료의 고농도에서 MCP-1 발현 억제는 세포 생존율 감소와 관련이 있음을 알 수 있다. 하지만, SJ-145 발효 사과액과 SJ-145 발효 사과 여과액의 경우 세포생존율과 무관하게 MCP-1 발현을 억제하는 경향성을 나타냈다.
도 8을 참조하면, 유사균주 KCCM40461로 발효시킨 사과 발효액의 경우 기존에 확인했던 SJ-145 사과 발효액과는 달리 MCP-1 발현에 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있다.
1-5. 유용 생리활성 성분 우르솔산 (Ursolic acid) 분석
1) Ursolic acid 정성 분석
사과액, 사과발효액 1(SJ-145 발효 원액), 사과발효액 2(SJ-145 발효 숙성액)에서 유용 생리활성 성분인 Ursolic acid의 존재를 확인하기 위해 HR-MS/MS 정성분석시험을 수행하였다. 그 결과 도 9를 참조하면, Ursolic acid는 PDA 검출기에서는 피크가 확인되지 않았고, 표준폼에서 RT 23.42 분에서 m/z 457.3668 피크로 명확하게 확인되었다. 사과액, 사과발효액 1 및 사과발효액 2 각각의 MS 분석결과 사과액에서는 검출되지 않았고, 사과발효액 1 및 2에서만 각각 피크가 확인되었으며, 이는 발효에 유용한 생리활성 성분인 우루솔산의 함량이 증가되었음을 나타낸다.
2) 정량 분석
사과발효액 A (SJ-145 발효 숙성액), 사과발효액 B (KCCM40461 발효 숙성액)에서 유용 생리활성 성분인 Ursolic acid의 정량분석을 위해 LC-MS/MS 분석을 수행하였다. 표준용액을 준비하기 위해 표준폼은 메탄올을 이용하여 1mg/ml 농도의 표준원액으로 준비하였다. 이를 다시 50% 메탄올 용매를 이용하여 0.01~0.2 μg/ml 농도로 제조하여 표준용액으로 사용하였다. 표준용액의 검량선용 시료를 확립된 분석조건으로 분석한 후 측정된 결과를 가지고 검량선을 작성하여 정량범위를 설정하였다. 모든 표준용액은 3회 반복 분석하여 평균값을 사용하였다. 각시료를 필터링하여 불순물을 제거하고, 확립된 분석조건으로 분석하되 3회 반복 분석하였다. 얻어진 MS chromatogram의 peak area를 이용하여 미리 작성한 검량선으로부터 분석시료 내 성분의 농도를 계산하였다. 측정 결과를 도 10, 표 9 및 표 10에 나타냈다.
[표 9]
[표 10]
실시예 2: 발효 사과액의 동물실험에서 비만 및 그 합병증에 대한 효과 분석
2-1. 실험방법
Leuconostoc sp. 발효 사과즙(fAP)의 비만 및 그 합병증 예를 들면 고지혈증, 당뇨와 그 합병증에 대한 약리효과가 유산균 (Lactobacillus plantarum) 발효에 의해 현저히 증가될 것인지를 알아보기 위하여, 본원에서는 유산균 발효 사과액(fAP)의 다양한 약리효과를 투여용량 의존적으로 실험하였다. 45%Kcal 고지방사료 (high fat diet; HFD, 표 11) 공급 마우스 [Yun et al., 2004; Lee et al., 2004; Jung et al., 2011; Kim et al., 2014]를 실험동물 모델로 이용하여, 원재료인 사과즙(AP)과 비교 평가하였다. 또한 현재 대표적인 Type II 당뇨병 및 비만 치료제로 사용되고 있는 메트포르민 [Park et al., J Ethnopharmacol. 2005;102:326-35] 250 mg/kg 투여군 [Kang et al.,. Nutrients. 2014;6:3536-71.] 과 각각 비교하였다. 본 실험에서 AP의 농도 10 ml/kg은 마우스의 일반 경구투여 volume [Flecknell, 1996; Korea Food and Drug Administration (KFDA) Guidelines, Notification No. 2015-082, 2015]을 바탕으로 선정하였으며, AP와의 직접적인 약효 비교를 위해 fAP의 최고 농도 역시 10 ml/kg으로 선정하였고, 공비 2로 5 및 2.5 ml/kg을 중간 및 저 농도 투여군으로 설정하였다.
본 실험에서 당뇨 및 합병증에 미치는 효과를 간보호, 혈중 지질개선, 항당뇨(혈당강하), 신장보호 및 항비만 효과로 구분하여 평가하였다. 이중 혈당강하 및 항당뇨 효과는 혈당, 혈중 인슐린 및 당화 혈색소(glycated hemoglobin, HbA1c) 량, 췌장 중량, 췌장 내분비부의 조직병리학적 변화를 기초로 평가하였으며, 간 보호 효과는 간 중량, 간의 조직병리학적 변화, 혈중 aspartate aminotransferase (AST) 및alanine aminotransferase (ALT) 함량의 변화를 기초하였고, 고지혈증에 대한 효과는 혈중 total cholesterol (TC), triglyceride (TG), 저밀도 지질단백질 (LDL) 및 고밀도 지질단백질 (HDL) 함량의 변화와 분변 중 TC 및 TG 함량의 변화에 기초하였으며, 신장 보호효과는 신장 중량, 혈중 creatinine 및 urea nitrogen (BUN) 함량, 평균 뇨 배설량, 신장의 조직병리학적 변화를 기초로 평가하였다. 또한 항비만 효과는 체중, 평균 사료 섭취량, in live dual-energy x-ray absorptionmetry (DEXA)를 이용한 체지방 및 복부지방 량, 난소주위 및 복벽 축적 지방 중량, 난소주위 및 복벽 축적 지방과 췌장 외분비부의 조직병리학적 변화를 기초로 하여 각각 평가하였고, 간의 지질과산화 (malondialdehyde; MDA 함량), 내인성 항산화제 glutathione (GSH) 함량의 변화 및 항산화 방어 효소 catalase (CAT) 및 superoxide dismutase (SOD), 간 조직내 당대사 관련 효소 glucokinase (GK), glucose-6-phosphatase (G6pase) 및 phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) 활성의 변화 역시 관찰하였다.
[표 11]
실험동물 총 105마리의 6주령 암컷 SPF/VAF CrljOri:CD1[ICR] 마우스 [OrientBio, Seungnam, Korea; ANNEX I 및 II]를 9일간 실험실 환경에 순응시킨 후, 1주일간 HFD에 적응시킨 다음 일정한 체중 증가를 나타내는 실험동물만 군 당 8마리씩, 총 7군 (표 12; 48마리의 HFD 공급 마우스 평균 체중 31.05±1.91 g, 26.10~35.40 g와 8수의 정상 사료 공급 마우스 평균 체중 28.05±1.65 g, 26.00~30.70 g)으로 구분하여 실험에 사용하였다. 모든 실험동물은 대구한의대학교 실험동물윤리위원회의 사전승인 하에 동물실험윤리 기준에 따라 취급하였다 [Approval No. DHU2016-071, August 23, 2016 (ANNEX III)].
군 분리 (총 7 개군; 군 당 8마리)
정상 대조군 (정상 사료 공급 매체 투여군)
HFD 대조군 (HFD 공급 매체 투여군)
Metformin 250 mg/kg 투여 HFD공급 대조 약물군
AP 원액 10 ml/kg 투여 HFD공급 실험군
fAP 원액 10 ml/kg 투여 HFD공급 고용량 실험군
fAP 2배 희석액 10 ml/kg 투여 HFD공급 중간용량 실험군
fAP 4배 희석액 10 ml/kg 투여 HFD공급 저용량 실험군
투여 경로 및 빈도: 경구투여로 1일 1회, 84일 동안 투여(매체 : 멸균 증류수)하였으며, 투여용량: 10 ml/kg (표 12, 도 11)이었다.
[표 12]
실험물질 투여용량의 선정: 본 실험에서 AP의 농도 10 ml/kg은 마우스의 일반 경구투여 volume [Flecknell, 1996; Korea Food and Drug Administration (KFDA) Guidelines, Notification No. 2015-082, 2015]을 바탕으로 선정하였으며, AP와의 직접적인 약효 비교를 위해 fAP의 최고 농도 역시 10 ml/kg으로 선정하였고, 공비 2로 5 및 2.5 ml/kg을 중간 및 저 농도 투여군으로 설정하였다. 또한 대조약물로 사용한 metformin의 투여 용량은 이전의 참고문헌을 바탕으로 250 mg/kg [Jung et al., Nutr Res. 2011;31:387-96.]으로 설정하였다.
HFD 공급: 실험물질 투여 시작 1주일 전부터 실험 물질 투여 전 기간 동안 45%Kcal HFD (표 11; Cat. No. D12451; Research Diet, New Brunswick, NJ, USA)를 공급하였으며, 정상 대조군에서는 일반 설치류 pellet사료 (Cat. No. 38057; Purinafeed, Seungnam, Korea)를 동일한 방법으로 공급하였다.
실험물질의 투여: 1주일간의 HFD 적응기간 후, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및2.5 ml/kg, 또는 metformin 250 mg/kg을 멸균 증류수에 희석 또는 용해 시켜, 10 ml/kg의 용량으로 84일간 연속 경구투여하였다. 즉 AP 원액, fAP 원액, 2 및 4배 희석액을 10 ml/kg의 용량 (AP로써 10 ml/kg, fAP로써 10, 5 및 2.5 ml/kg)으로 금속제 존데가 부착된 1 ml 주사기를 이용하여 강제 경구투여 하였으며, metformin 역시 25 mg/ml농도로 멸균 증류수에 용해시킨 다음 10 ml/kg의 용량으로 경구투여 하였다. 정상 및 HFD 대조군에서는 동일한 투여 및 보정 스트레스를 가하기 위하여 실험물질 대신 멸균 증류수만 동일한 방법으로 동일한 기간 동안 강제 경구 투여하였다 (표 12, 도 11).
관찰항목: 혈당저하(항당뇨), 간보호, 신장보호, 항고지혈증, 항비만, 항산화 효과 및 당대사 관련 간 효소 활성에 미치는 영향으로 구분하여, 육안, 혈액학적, 조직생화학적, 조직병리학적 및 혈액생화학적 검사를 실시하였다.
2-2. 유산균 발효 사과액이 비만에 미치는 영향 확인
본 실험에서는 체중, 평균 사료 섭취량, DEXA를 이용한 체지방 및 복부지방 량, 난소주위 및 복벽 축적 지방 중량, 난소주위 및 복벽 축적 지방과 췌장 외분비부의 조직병리학적 변화(난소주위 및 복벽 축적 지방의 두께 및 평균 백색 지방세포 크기의 변화, 췌장 외분비 중 zymogen 과립이 차지하는 비율)를 확인하였다.
2-2-1. 체중의 변화 확인
HFD 사료 공급 1주 후 일정한 체중 증가를 나타내는 실험동물 (HFD 공급 마우스 평균 체중 31.05±1.91 g, 26.10~35.40 g; 정상 사료 공급 마우스 - 평균 체중 28.05±1.65 g, 26.00~30.70 g)만을 선별하였으므로, HFD대조군에서는 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01 또는 p<0.05) 체중의 증가가 고지방사료 공급 7일 후부터 인정되었으며, 1주일간의 HFD 적응기간 및 84일간의 실험물질 투여기간 동안의 증체량 역시 각각 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 증가를 나타내었다. 한편 metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 각각 투여시작 21일 후부터 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 체중의 감소가 인정되기 시작하였으며, 84일간의 증체량 역시 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 감소를 각각 나타내었다. 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.05) 체중의 감소가 투여시작 70일 후부터 인정되었으며, 84일간의 증체량 역시 유의성 있는 (p<0.05) 감소를 나타내었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 체중 및 증체량의 변화는 인정되지 않았다 (표 13; 도 12).
투여기간 84일 동안의 증체량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 243.01%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -70.85, -36.86, -59.52, -39.05 및 -32.93%의 변화를 나타내었다.
[표 13]
2-2-2. 평균 사료 섭취량의 변화 확인
정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 평균 사료 섭취량의 감소가 모든 HFD 공급군에서 인정되었으나, HFD 대조군에 비해 의미 있는 평균 사료 섭취량의 변화는 metformin 250 mg/kg을 포함한 모든 실험물질 투여군에서 인정되지 않았다 (표 13).
평균 사료 섭취량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -20.58%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 2.27, 3.75, 0.57, 1.32 및 2.29%의 변화를 나타내었다.
2-2-3. 체지방 및 복부 지방량의 변화 확인
HFD 대조군에서는 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 체지방 및 복부 축적 지방량의 증가가 인정된 반면, AP 10 ml/kg을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 체지방 및 복부 축적 지방량의 유의성 있는 (p<0.01) 감소가 각각 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 체지방 및 복부 지방량의 감소가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 체지방 및 복부 지방량의 변화는 인정되지 않았다 (도 13 및 14).
체지방 량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 268.33%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -52.66, -27.78, -49.20, -27.01 및 -21.14%의 체지방량의 변화를 나타내었다.
복부 지방량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 246.19%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -52.52, -27.61, -49.56, -27.84 및 -20.02% 의 변화를 각각 나타내었다.
2-2-4. 난소주위 및 복벽 축적 지방 중량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 난소주위 및 복벽 축적 지방의 상대 및 절대 중량의 증가 인정되었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 난소주위 및 복벽 축적 지방 중량의 감소가 각각 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 난소주위 및 복벽 축적 지방 상대 및 절대 중량의 감소가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 난소주위 및 복벽 축적 지방 중량의 변화는 각각 인정되지 않았다 (표 14 및 15; 도 13).
[표 14]
[표 15]
난소주위 축적 지방의 절대 및 상대 중량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 851.37 및 502.04%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -76.33, -46.22, -74.47, -47.56 및 -36.33%의 절대 중량의 변화를 나타내었고, -67.62, -36.80, -67.31, -37.90 및 -27.03% 의 난소주위 축적 지방 상대 중량의 변화를 각각 나타내었다.
복벽 축적 지방의 절대 및 상대 중량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 555.58 및 336.16%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -60.95, -39.05, -61.46, -41.27 및 -32.18%의 절대 중량의 변화를 나타내었고, -46.45, -29.55, -51.64, -31.85 및 -23.34% 의 복벽 축적 지방 상대 중량의 변화를 각각 나타내었다.
2-2-5. 난소주위 및 복벽 축적 지방의 조직병리학적 변화
HFD 대조군의 경우, 현저한 지방세포의 비대가 인정되어, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 난소주위 및 복벽 축적 지방조직의 두께 및 지방세포 직경의 증가가 각각 인정되었으나, metformin 250 mg/kg 투여군을 포함한 모든 5종의 실험 물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 난소주위 축적 지방 두께 및 지방세포 직경의 감소가 각각 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 난소주위 및 복벽 축적 지방조직의 두께 및 지방세포 직경의 감소가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 난소주위 및 복벽 축적 지방조직의 두께 및 지방세포 직경의 변화는 각각 인정되지 않았다 (표 16; 도 15).
[표 16]
난소주위 축적 지방조직의 두께 및 지방세포 평균 직경은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 200.27 및 308.99%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -42.55, -28.87, -44.86, -30.61 및 -25.65%의 축적 지방 두 께의 변화를 나타내었고, -59.35, -33.79, -59.48, -33.49 및 -27.96% 의 지방세포 평균 직경의 변화를 각각 나타내었다.
복벽 축적 지방조직의 두께 및 지방세포 평균 직경은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 207.32 및 255.62%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -43.85, -26.39, -44.47, -27.96 및 -18.20%의 축적 지방 두께의 변화를 나타내었고, -51.02, -30.95, -50.81, -32.03 및 -25.75% 의 지방세포 평균 직경의 변화를 각각 나타내었다.
2-2-6. 췌장 외분비부 Zymogen 과립의 조직병리학적 변화
HFD대조군의 경우, 외분비 샘포로부터 zymogen과립의 분비증가가 인정되어, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 췌장 외분비 중 zymogen과립이 차지하는 비율의 감소가 인정되었으나, AP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) zymogen 과립이 차지하는 비율의 증가가 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 췌장 외분비 중 zymogen과립이 차지하는 비율의 증가가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 췌장 zymogen과립의 조직병리학적 변화는 인정되지 않았다 (표 17; 도 16).
[표 17]
췌장 외분비 중 zymogen과립이 차지하는 비율은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -70.87%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 161.43, 77.47, 172.61, 97.02 및 64.05%의 변화를 나타내었다.
2-3. 유산균 발효 사과액의 항 당뇨 효과 확인
본 실험에서는 혈당, 혈중 insulin 및 당화혈색소 (glycated hemoglobin, HbA1c) 량, 췌장 중량, 췌장 내분비부의 조직병리학적 변화 (췌장섬 수 및 직경의 변화, 췌장 내분비 중 insulin 및 glucagon 면역반응세포의 변화)를 확인하였다.
2-3-1. 혈당의 변화 확인
HFD 대조군의경우, 정상대조군에 비해 유의성있는(p<0.01) 혈당의 증가가 인정되었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는HFD 대조군에 비해 유의성있는(p<0.01) 혈당의 감소가 각각인정되었고, 특히fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성있는(p<0.01) 혈당의 감소가 인정되었다. 한편fAP 5 및2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성있는 혈당의 변화는 인정되지 않았다(표 18).
[표 18]
혈당은 HFD 대조군의 경우, 정상대조군에 비해 239.78%의변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -46.99, -37.29, -47.07, -37.57 및-30.67%의 변화를 나타내었다.
2-3-2. 혈중 insulin 함량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 insulin함량의 증가가 인정되었으나, fAP 5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 insulin함량의 감소가 각각 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 insulin 함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 insulin함량의 변화는 인정되지 않았다 (도 17).
혈중 insulin함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 125.82%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -34.69, -25.73, -35.80, -26.65 및 -19.86%의 변화를 나타내었다.
2-3-3. 혈중HbA1c 비율의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 HbA1c 비율의 증가가 인정되었으나, fAP 2.5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 HbA1c 비율의 감소가 각각 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.05) 혈중 HbA1c 비율의 감소가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 HbA1c 비율의 변화는 인정되지 않았다 (도 17).
혈중 HbA1c 비율은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 152.22%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -32.48, -20.00, -34.60, -21.30 및 -16.66%의 변화를 나타내었다.
2-3-4. 췌장중량의 변화 확인
정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 췌장 상대 중량의 감소가 HFD 대조군에서 인정되었으나, HFD 대조군에 비해 현저한 췌장 상대 중량의 증가가 metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서 각각 인정되었다. 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.05) 췌장 상대 중량의 증가가 인정되었다. 한편 정상 대조군에 비해 의미 있는 췌장 절대 중량의 변화는 모든 HFD 공급군에서 인정되지 않았으며, AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 의미 있는 췌장 절대 중량의 변화 역시 모든 세 용량의 fAP 투여군에서 인정되지 않았다 (표 14 및 15).
췌장 절대 및 상대 중량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 -4.21 및 -37.98%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 12.34, 8.92, 15.42, 8.14 및 9.71%의 절대 중량의 변화를 나타내었고, 50.06, 24.47, 43.70, 23.67 및 22.39% 의 췌장 상대 중량의 변화를 각각 나타내었다.
2-3-5. 췌장섬의 일반 조직병리학적 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 현저한 췌장섬의 증식이 인정되어, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 췌장섬의 수 및 평균 직경의 증가가 인정되었으나, AP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 췌장섬의 수 및 직경의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 췌장섬의 수 및 직경의 감소가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 췌장섬의 조직병리학적 변화는 인정되지 않았다 (표 17; 도 16).
단위 면적당 평균 췌장섬의 수 및 평균 직경은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 220.31 및 178.15%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -55.61, -32.68, -56.59, -31.71 및 -24.88%의 췌장섬의 수적 변화를 나타내었고, -47.83, -31.33, -48.59, -31.97 및 -24.86%의 췌장섬 평균 직경의 변화를 각각 나타내었다.
2-3-6. 췌장섬의 면역조직화학적 변화
HFD 대조군에서는 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) insulin 및 glucagon 면역반응세포의 수적 증가와 insulin/glucagon세포 비율의 증가를 나타내었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01 또는 p<0.05) insulin 및 glucagon 면역반응세포의 수적 감소와 insulin/glucagon세포 비율의 감소가 각각 인정되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 췌장섬내 insulin 및 glucagon 면역반응세포의 정상화가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 췌장섬내 insulin 및 glucagon 면역반응세포의 수적 변화 및 이들의 비율의 변화는 인정되지 않았다 (표 17; 도 18).
단위 면적당 insulin 면역반응세포의 수는 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 452.33%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -61.05, -33.12, -59.87, -34.27 및 -27.60%의 변화를 나타내었다.
단위 면적당 glucagon 면역반응세포의 수는 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 130.96%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -38.17, -21.76, -38.09, -20.51 및 -18.23%의 변화를 나타내었다.
Insulin/glucagon 면역반응세포의 비율은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 140.15%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -37.04, -14.66, -34.56, -17.61 및 -12.27%의 변화를 나타내었다.
2-4. 유산균 발효 사과액이 고지혈증에 미치는 영향 확인
본 실험에서는 혈중 TC, TG, LDL 및 HDL 함량, 분변 중 TC와 TG 함량의 변화을 확인하였다.
2-4-1. 혈중 TC 함량의 변화 확인
HFD대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 TC 함량의 증가가 인정되었으나, fAP 5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중TC 함량의 감소가 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중TC 함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중TC 함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 18).
혈중 TC 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 239.78%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -46.99, -37.29, -47.07, -37.57 및 -30.67%의 변화를 나타내었다.
2-4-2. 혈중 TG 함량의 변화 확인
HFD대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 TG 함량의 증가가 인정되었으나, fAP 2.5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중TC 함량의 감소가 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중TG 함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중TG 함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 18).
혈중 TG 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 247.11%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -40.65, -24.68, -41.21, -24.98 및 -16.59%의 변화를 나타내었다.
2-4-3. 혈중 LDL 함량의 변화 확인
HFD대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 LDL함량의 증가가 인정되었으나, metformin 250 mg/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중LDL 함량의 감소가 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중LDL 함량의 감소가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중LDL 함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 18).
혈중 LDL 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 287.80%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -61.64, -43.40, -64.57, -45.91 및 -29.35%의 변화를 나타내었다.
2-4-4. 혈중 HDL 함량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상대조군에 비해 유의성있는(p<0.01) 혈중 HDL 함량의 감소가 인정되었으나, AP 10 ml/kg투여군을 포함한 모든 후보물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성있는(p<0.01 또는 p<0.05) 혈중 HDL 함량의 증가가 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성있는(p<0.01) 혈중 HDL 함량의 증가가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 HDL 함량의 변화는 인정 되지 않았다(표 18).
혈중 HDL 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -76.36%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 158.12, 73.82, 166.49, 86.91 및 53.40%의 변화를 나타내었다.
2-4-5.
분변
중
TC
및 TG 함량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 없는 분변 중 TC 및 TG 함량의 증가가 인정되었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 후보물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 분변 중 지질 함량의 증가가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 분변 중 TC 및 TG 함량의 증가가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 분변 중 TC 및 TG 함량의 변화는 인정되지 않았다 (도 19).
분변 중TC 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 23.51%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 112.89, 56.39, 118.07, 57.59 및 45.18%의 변화를 나타내었다.
분변 중 TG함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 21.51%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 225.88, 157.59, 227.63, 159.53 및 129.57%의 변화를 나타내었다.
2-5. 유산균 발효 사과액이 간 손상 회복에 미치는 영향 확인
본 실험에서는 간 중량, 혈중 AST 및 ALT 함량의 변화, 간의 조직병리학적 소견 (지방간 병변 부위의 비율 및 간세포 직경의 변화)을 확인하였다.
2-5.1. 간 중량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 절대 중량의 증가 인정되었으나, fAP 5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 절대 중량의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 절대 중량의 감소가 인정되었다. 한편 정상 대조군에 비해 의미 있는 간 상대 중량의 변화는 유의성 있는 (p<0.05) 증가를 나타낸 fAP 5 ml/kg 투여군을 제외하고, 모든 HFD 투여군에서 인정되지 않았다. 또한 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 의미 있는 간 중량의 변화 역시 모든 세 용량의 fAP 투여군에서 인정되지 않았다 (표 14 및 15).
간 절대 및 상대 중량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 각각 45.08 및 -6.54%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -23.06, -15.84, -22.60, -17.58 및 -11.60%의 절대 중량의 변화를 나타내었고, 3.82, -2.45, -2.13, -4.53 및 0.00% 의 간 상대 중량의 변화를 각각 나타내었다.
2-5-2. 혈중 AST 함량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 AST함량의 증가를 나타내었으나, fAP 2.5 ml//kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 AST함량의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.05) 혈중 AST함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 AST함량의 변화는 본 실험의 결과 각각 인정되지 않았다 (표 19).
[표 19]
혈중 AST 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 183.70%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -39.51, -27.57, -39.06, -28.53 및 -18.92%의 변화를 나타내었다.
2-5-3. 혈중 ALT 함량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 ALT함량의 증가를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 ALT함량의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 ALT함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 ALT함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 19).
혈중 ALT 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 339.53%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -51.08, -32.46, -53.06, -33.90 및 -19.15%의 변화를 나타내었다.
2-5-4. 간 지방변화율의 조직병리학적 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 현저한 간 세포내 지방축적에 의한 간세포 비대를 특징으로 하는 지방간 소견이 인정되어, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 지방변화율의 증가가 인정되었으나, AP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 지방변화율의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 지방변화율의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 지방변화를 나타내는 간 실질의 비율 변화는 인정되지 않았다 (표 10; 도 20).
간 지방변화율 (지방변화를 나타내는 실질의 비율)은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 908.75%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -46.63, -26.48, -45.89, -26.45 및 -20.40%의 변화를 나타내었다.
2-5-5. 간 세포 직경의 조직병리학적 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간세포 직경의 증가가 인정되었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 후보물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 평균 간세포 직경의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간세포 직경의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 평균 간세포 직경의 변화는 인정되지 않았다 (표 10; 도 20)
간세포 직경은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 150.89%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -33.97, -20.07, -33.23, -19.59 및 -15.56%의 변화를 나타내었다.
2-6. 유산균 발효 사과액이 신장 손상 회복에 미치는 영향 확인
본 실험에서는 신장 중량, 뇨 배설량, 신장의 조직병리학적 소견 (변성 세뇨관 수), 혈중 BUN 및 creatinine의 변화를 확인하였다.
2-6-1. 신장 중량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 신장 절대 중량의 증가 인정되었으나, fAP 5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 신장 절대 중량의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 신장 절대 중량의 감소가 인정되었다. 한편 정상 대조군에 비해 의미 있는 신장 상대 중량의 변화는 모든 HFD 투여군에서 인정되지 않았으며, AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 의미 있는 신장 상대 중량의 변화 역시 모든 세 용량의 fAP 투여군에서 인정되지 않았다 (표 14 및 15).
신장 절대 중량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 46.20%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -22.43, -15.16, -22.34, -16.26 및 -12.43%의 변화를 나타내었다.
신장 상대 중량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -5.76%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 4.35, -2.06, -2.32, -2.78 및 -1.03%의 변화를 나타내었다.
2-6-2. 혈중
BUN함량의
변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 BUN함량의 증가를 나타내었으나, fAP 2.5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 BUN함량의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 BUN함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 BUN함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 19).
혈중 BUN 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 255.96%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -47.29, -33.89, -51.93, -34.15 및 -21.91%의 변화를 나타내었다.
2-6-3. 혈중
Creatinine함량의
변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 creatinine함량의 증가를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 creatinine함량의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 혈중 creatinine함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 혈중 creatinine함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 19).
혈중 creatinine함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 327.03%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -45.57, -29.11, -51.90, -30.38 및 -22.15%의 변화를 나타내었다.
2-6-4. 신장 조직병리학적 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 지방소적 축적에 의한 세뇨관 공포화를 특징으로 하는 신장 변성 소견이 인정되어, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 변성 세뇨관 수의 증가가 인정되었으나, AP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 변성 세뇨관의 수적 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 변성 세뇨관 수의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 신장의 조직병리학적 변화는 인정되지 않았다 (표 20; 도 21).
지방소적 축적에 의한 세뇨관 공포화를 특징으로 하는 변성 세뇨관 수는 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 1134.69%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -57.02, -23.47, -59.50, -26.45 및 -17.19%의 변화를 나타내었다.
[표 20]
2-7. 유산균 발효 사과액이 간 항산화 방어 시스템에 미치는 영향 확인
본 실험에서는 간의 지질과산화 (MDA 함량), 내인성 항산화제 GSH 함량의 변화 및 항산화 방어 효소 CAT 및 SOD 활성의 변화를 확인하였다.
2-7-1. 지질 과산화의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 지질 과산화의 증가, 즉 MDA 함량의 증가가 인정되었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 지질 과산화의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 MDA 함량의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 지질 과산화의 변화는 인정되지 않았다 (표 21).
[표 21]
간 조직내 MDA 함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 347.99%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -57.19, -29.25, -58.24, -29.22 및 -20.41%의 변화를 나타내었다.
2-7-2. GSH 함량의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 내인성 항산화제인 GSH 함량의 감소가 인정되었으나, fAP 5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) GSH 함량의 증가가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 GSH 함량의 증가가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 GSH 함량의 변화는 인정되지 않았다 (표 21).
간 조직내 GSH함량은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -78.63%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 113.64, 75.78, 142.87, 72.83 및 69.76%의 변화를 나타내었다.
2-7-3. CAT 활성의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 내인성 항산화 효소인 CAT 활성의 감소가 인정되었으나, fAP 2.5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) CAT 활성의 증가가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 CAT 활성의 증가가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 CAT 활성의 변화는 인정되지 않았다 (표 21).
간 조직내 CAT 활성은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -73.42%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 131.76, 71.32, 137.18, 74.76 및 52.19%의 변화를 나타내었다.
2-7-4. SOD 활성의 변화 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 내인성 항산화 효소인 SOD 활성의 감소가 인정되었으나, metformin 250 mg/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) SOD 활성의 증가가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 SOD 활성의 증가가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 SOD 활성의 변화는 인정되지 않았다 (표 21).
간 조직내 SOD활성은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -86.53%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 242.60, 125.31, 247.42, 140.64 및 96.08%의 변화를 나타내었다.
2-8. 유산균 발효 사과액에 의한 당대사 관련 간 효소 활성의 변화 확인
본 실험에서는 GK, G6pase 및 PEPCK 활성의 변화를 확인하였다.
2-8-1. 간 조직내 GK 활성의 변화
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 당 분해효소인 간 GK활성의 감소가 인정되었으나, AP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01 또는 p<0.05) 간 조직내 GK 활성의 증가가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 GK 활성의 증가가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 GK 활성의 변화는 인정되지 않았으나, fAP 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 (p<0.05) 간 조직내 GK 활성의 감소가 인정되었다 (표 22).
간 조직내 GK 활성은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 -57.72%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 86.51, 43.44, 89.37, 44.82 및 27.17%의 변화를 나타내었다.
[표 22]
2-8-2. 간 조직내 G6pase 활성의 변화 확인
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 당 합성 효소인 간 G6pase 활성의 증가가 인정되었으나, fAP 10 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01 또는 p<0.05) 간 조직내 G6pase 활성의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 G6pase 활성의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 G6pase 활성의 변화는 인정되지 않았다 (표 22).
간 조직내 G6pase 활성은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 108.73%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -40.29, -27.28, -40.79, -26.78 및 -23.01%의 변화를 나타내었다.
2-8-3. 간 조직내 PEPCK 활성의 변화
HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 당 합성 효소인 간 PEPCK 활성의 증가가 인정되었으나, fAP 5 ml/kg 투여군을 포함한 모든 실험물질 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 PEPCK 활성의 감소가 각각 인정되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 (p<0.01) 간 조직내 PEPCK 활성의 감소가 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 PEPCK 활성의 변화는 인정되지 않았다 (표 22).
간 조직내 PEPCK 활성은 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 221.40%의 변화를 나타내었으나, metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 HFD 대조군에 비해 각각 -54.17, -36.17, -55.71, -35.66 및 -31.57%의 변화를 나타내었다.
본원에서는 Leuconostoc sp 발효에 의해 약리 효과가 증가되는 지 여부를 확인하기 위하여, fAP의 간보호, 혈중 지질개선, 항당뇨 (혈당강하), 신장보호 및 항비만 효과를 현재 mild Type II 당뇨병 및 비만 실험동물 모델로 가장 흔히 이용되고 있는 HFD 공급 마우스 [Kim et al., Molecules. 2014;19:18493-510.]를 이용하여, 원재료인 AP 및 대표적인 Type II 당뇨병 및 비만 치료제로 사용되고 있는 metformin과 비교 평가하였다.
본 실험에서 1 주일간 HFD에 적응하여, 일정한 체중 증가를 나타내는 실험동물을 선별하여, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및2.5 ml/kg 또는 metformin 250 mg/kg 을 멸균 증류수에 희석 또는 용해시켜, 10 ml/kg의 용량으로 84일간 연속 경구 투여한 다음 당뇨 및 합병증에 미치는 효과를 평가한 결과, HFD대조군에서는 정상 대조군에 비해 현저한 체중 및 증체량, 체지방 및 복부지방 량, 난소주위 및 복벽 축적 지방 중량, 혈당, 혈중 insulin, HbA1c, AST, ALT, TC, LDL, TG, BUN 및 creatinine 함량의 증가가 혈중 HDL 함량의 감소와 함께 인정되었으며, 현저한 난소주위 및 복벽 축적 지방 두께의 증가와 함께 지방세포의 비대, 간의 지방병증, 지방 소적 축적을 특징으로 하는 세뇨관의 공포 변성 소견이 췌장섬 세포의 증생에 의한 확장, 수적 증가, 췌장 외분비부에서 zymogen (효소원) 과립의 감소, 췌장섬 내 insulin 및 glucagon 생산세포, insulin/glucagon 세포 비율의 증가가 조직병리학적 및 조직형태계측학적으로 각각 인정되었고, 간의 지질 과산화 증가 및 내인성 항산화제인 GSH 함량의 절대적인 감소와 및 항산화 관련 효소인 CAT 및 SOD 활성의 감소 역시 인정되었으며, 간 조직내 당분해 효소인 GK 활성의 감소와 당 합성 효소인 G6pase 및 PEPCK활성의 현저한 증가가 각각 인정되었다. 따라서 전형적인 당대사 장애에 의한 insulin 내성 type II 당뇨병 및 산화 스트레스와 연관된 합병증 고지혈증, 간 및 신장 손상 소견이 HFD 대조군에서 인정되었다. 한편 이러한 비만성 당뇨병 및 관련 합병증 소견이 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg의 84일에 걸친 연속 경구 투여에 의해 투여 용량 의존적으로 현저히 억제되었으며, HFD 대조군에 비해 유의성 있는 간의 산화 스트레스 억제 및 항산화 방어 시스템의 활성 역시 각각 인정되었고, 간 조직내 당 대사관련 효소 활성의 정상화 역시 인정되었다. 특히, fAP 10 ml/kg 투여군에서는 각각 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 당뇨 및 관련 비만, 고지혈증, 간 및 신장 병증 개선 효과의 증가를 나타내어, Leuconostoc sp 발효는, 적어도 본 실험의 조건 하에서, 당대사 관련 효소 활성의 조절, 항산화 및 췌장 지방 소화 효소 분비 조절을 통한 Type II 당뇨병 및 관련 합병증에 대한 AP 의 개선 효과를 상승적으로 증가시키는 것으로 관찰되었다. 한편 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 감소를 나타낸 fAP 2.5 ml/kg 투여군의 간조직 내 GK 활성을 제외하고, fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여, 유의성 있는 변화는 인정되지 않았으며, 전체적으로 fAP 10 ml/kg은 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 항당뇨 및 당뇨 합병증에 대한 개선 효과를 나타내는 것으로 관찰되었다.
마우스와 같은 설치류에서 HFD 공급에 의해 비만이 초래되며, 이와 직결되어, 고혈당, 인슐린 저항성, 지방간, 신장변성 및 고지혈증 등 type II 당뇨병이 초래된다 [Surwit et al., 1988; Thupari et al., 2004; Yun et al., 2004; Lee et al., 2004; Jung et al., 2011; Kim et al., 2013]. 따라서 현재 HFD 공급에 의한 설치류 모델은 비만, 당뇨 및 이와 관련된 대사증후군 치료제 개발에 가장 널리 이용되는 동물 모델 중 하나로 간주되고 있다 [Sone et al., Mol Med. 2001;7:320-2]. 본 실험에서는 1 주일간의 HFD 적응기간 후 일정한 체중 증가를 나타내는 실험 동물만 선별하여 일정한 체중 증가를 나타내는 실험동물 (HFD 공급 마우스 평균 체중 31.05±1.91 g, 26.10~35.40 g; 정상 사료 공급 마우스 - 평균 체중 28.05±1.65 g, 26.00~30.70 g)만을 선별하였으므로, HFD대조군에서는 정상 대조군에 비해 유의성 있는 체중의 증가가 고지방사료 공급 7일 후부터 인정되었으며, 1주일간의 HFD 적응기간 및 84일간의 실험물질 투여기간 동안의 증체량 역시 각각 정상 대조군에 비해 유의성 있는 증가를 나타내었다. 한편 metformin 250 mg/kg, AP 10 ml/kg, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 각각 투여시작 21일 후부터 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 체중의 감소가 인정되기 시작하였으며, 84일간의 증체량 역시 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 감소를 각각 나타내었다. 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 체중의 감소가 투여시작 70일 후부터 인정되었으며, 84일간의 증체량 역시 유의성 있는 감소를 나타내었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 체중 및 증체량의 변화는 인정되지 않았다. 지방축적은 비만시 초래되는 가장 일반적인 현상으로 조직병리학적 검사시 지방세포의 비대가 초래되는 것으로 알려져 있다 [Kang et al., Mol Med. 2001;7:320-2]. 지방조직은 단순 에너지 저장소로서의 역할 뿐만 아니라 내분비와 분비를 동시에 수행하는 장기이며, adipokine을 분비하는 것으로 알려져 있고, 이들의 분비 변화는 비만과 인슐린 저항성과 같은 복합적인 질병을 초래할 수 있는 것으로 알려져 있다 [Kang et al., 2014]. 본 실험의 결과, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg은 HFD 마우스의 지방축적, 지방세포 비대를 유의적으로 억제하였으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 지방 축적 및 지방세포 비대 억제 효과의 증가를 나타내어, Leuconostoc sp 발효는, AP의 비만 개선 효과를 상승적으로 증가시키는 것으로 판단된다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여, 유의성 있는 변화는 항비만 효과의 변화는 인정되지 않았다.
본 실험의 결과, 모든 HFD 공급군에서는 정상 대조군에 비해 유의성 있는 현저한 사료 섭취량의 감소를 나타내었으나, 열량적 측면에서 보면, 본 실험에 사용한 HFD의 열량 (4.73 kcal/g)이 정상 사료 (4.00 kcal/g)에 비해 상대적으로 높으므로 (표 11), 비만 유발에는 큰 영향을 미치지 않은 것으로 판단되며, 모든 투여군에서 HFD 대조군에 비해 의미 있는 사료 섭취량의 변화가 인정되지 않아, 본 실험에서 인정된 약리효과들이 사료 섭취량 감소에 의한 것은 아닌 것으로 판단된다.
췌장 외분비부의 zymogen 과립은 주로 지방과 단백질의 소화에 관여하는 효소를 함유하고 있으며, 비만시 췌장은 지방축적과 함께 이들 zymogen과립의 현저한 감소가 초래되는 것으로 알려져 있다 [Kang et al., 2014]. 본 연구에서도 HFD 대조군의 경우, 정상 대조군에 비해 현저한 축적 zymogen 과립의 감소가 조직병리학적으로 초래되어, 지방 소화에 관여하는 췌장 효소의 분비가 촉진된 것으로 판단되며, 이에 따라 지방흡수 증가에 의한 비만 소견이 인정된 것으로 생각된다. 한편 조직병리학적으로 췌장내 zymogen 과립이 차지하는 비율 역시 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg 투여에 의해 투여 용량 의존적으로 현저히 억제되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 췌장 내zymogen 함량의 증가가 인정되었다. 따라서 Leuconostoc sp 발효는, 췌장 지방 소화 효소 분비 조절을 통한 지방 흡수 억제에 따른 AP 의 비만 개선 효과를 상승적으로 증가시키는 것으로 판단되나, 일반적으로 소화관 연동운동이 증가되면, 분변 배출량의 증가가 초래되고, 결과적으로 체중 감소와 같은 항비만 효과가 초래되므로, fAP의 소화관 운동 촉진에 의한 항비만 효과 역시 배제할 수 없어, 금후 체계적인 기전 연구가 필요할 것으로 사료된다. 본 실험의 결과, 분변 중 TC및 TG 함량의 증가가 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg, 투여군에서 투여 용량 의존적으로 관찰되었으며, 역시 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 분변 중 TC및 TG 함량의 증가가 각각 인정되었다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 췌장 내zymogen 과립이 차지하는 비율, 분변 중 TC와 TG 함량의 변화는 인정되지 않았다. 한편 metformin 250 mg/kg 투여군에서도 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 췌장 내zymogen 과립이 차지하는 비율, 분변 중 TC와 TG 함량의 증가가 인정되었고, 본 실험의 결과 fAP 10 mg/kg은 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 췌장 내zymogen 과립이 차지하는 비율, 분변 중 TC와 TG 함량의 증가를 각각 나타내었다.
HbA1c은 장기간의 고혈당에 노출된 적혈구에서 생산되며, 임상적으로 장기간의 고혈당을 판단하는 중요한 지표로 사용되고 있다. 한편 혈당의 증가는 당뇨병의 가장 기본적인 현상으로, HFD 공급 마우스 역시 전형적인 Type 2 당뇨병 모델로 현저한 고혈당 상태를 나타내고 있으며, Type 2 당뇨병이 진행됨에 따라, 인슐린 저항의 일환으로 혈중 insulin 함량의 증가와 함께 장기간의 고혈당에 수반되는 HbA1c 함량의 증가가 일반적으로 초래된다. 이와 함께 장기간의 HFD 공급은 혈당의 항상성 유지를 위한 노력으로 췌장섬의 증생과 확장, insulin과 glucagon 생산세포, insulin/glucagon 세포의 증가가 조직병리학적으로 초래되어 왔으며, 본 실험의 HFD 대조군에서도 현저한 혈당, 혈중 insulin 및 HbA1c 함량의 증가와 함께 췌장섬의 수적 증가와 확장, insulin, glucagon 및 insulin/glucagon 세포의 증가가 조직병리학적으로 인정되어, 전형적인 insulin 저항성 type II 당뇨병이 유발되었다. 한편 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg은 HFD 공급에 의한 혈당, 혈중 insulin 및 HbA1cHbA1c 함량, 췌장 내분비 부분의 조직학적 및 면역 조직학적 변화 역시 투여 용량 의존적으로 억제하는 것으로 관찰되었고, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 혈당, 혈중 insulin 및 HbA1c 함량의 감소와 췌장섬의 수적 감소와 확장 억제, insulin, glucagon 및 insulin/glucagon 세포의 감소가 metformin 250 mg/kg과 비교할만한 정도로 각각 인정되었다. 이러한 결과는 Leuconostoc sp 발효에 의해 췌장 내분비부 조절을 통한 AP 혈당 개선 효과가 상승적으로 증가되는 직접적인 증거로 판단된다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 의미 있는 혈당, 혈중 insulin 및 HbA1c 함량, 췌장 내분비부의 조직병리학적 변화는 인정되지 않았다.
고혈당 상태가 지속됨에 따라 합병증의 형태로 고지혈증이 초래되며 일반적으로, 고지혈증시 LDL, triglyceride 및 total cholesterol 함량 증가와 함께 HDL 감소가 문제시 되고 있다. 따라서 후보물질에 대한 항고지혈증 효과는 혈중 LDL, triglyceride 및 total cholesterol 함량 감소와 함께 HDL함량의 증가에 초점이 맞추어져 왔다 있다. 본 실험의 결과, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg투여군에서는 HFD 대조군에 비해 현저한 혈중 LDL, TG 및 TC 함량 감소와 함께 HDL함량의 증가가 투여 용량 의존적으로 인정되어, fAP가 비만 또는 당뇨 합병증으로 초래되는 고지혈증을 현저히 억제하는 것으로 관찰되었으며, 특히 fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 혈중 지질 함량의 감소가 HDL 함량의 증가와 함께 인정되었으므로, AP의 항고지혈증 효과가 Leuconostoc sp 발효에 의해 현저히 상승되는 것으로 생각된다. 또한 AP 및 fAP 에 의한 항고지혈증 소견은, 분변 TC 및 TG 함량의 증가와 함께, 췌장 외분비부의 zymogen 함량의 조직병리학적 증가를 동반하였으므로, 췌장의 소화 효소 분비 조절을 통한 지질의 소화 억제 및 흡수 저하에 따른 지질 분비 증가에 의한 것으로 판단된다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 의미 있는 혈중 지질 함량의 변화는 인정되지 않았으며, metformin 250 mg/kg 투여군에서도 HFD 대조군에 비해 유의성 혈중 LDL, TG 및 TC 함량 감소와 함께 HDL함량의 증가가 인정되었으며, fAP 10 mg/kg은 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 혈중 LDL, TG 및 TC 함량 감소와 HDL함량의 증가 효과를 나타내었다.
당뇨병이 진행됨에 따라, 섬유화 및 비정상적인 해당작용에 의한 간세포의 손상에 의해 간 중량의 증가와 함께 간세포의 지방 축적과 변성에 따른 혈중 AST 및ALT 함량의 증가, 즉 당뇨병성 간병증이 유발되며 HFD 공급시에도 고지혈증과 함께 간 손상이 수반되며, 지방변화에 의한 간세포 비대에 의해 간 중량의 증가와 이에 따른 혈중 AST 및ALT 함량의 증가가 유발된다. SGOT로 알려진 AST와 SGPT로 알려진 ALT는 간 손상을 측정하는 가장 일반적인 혈액화학 수치이다. 본 실험의 결과, fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg은 간 절대 중량의 증가, 혈중 AST 및 ALT 함량의 증가를 투여 용량 의존적으로 억제 하였고, 조직병리학적 검사결과, 간의 지방변화와 이로 인한 간세포의 비대 역시 투여 용량 의존적으로 현저히 억제하는 것으로 관찰되어, 당뇨병성 간병증을 효과적으로 차단하였다. 특히, fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 당뇨병성 간 손상의 억제 소견이 인정되었으므로, AP의 간 지방병증에 대한 보호 효과가 Leuconostoc sp 발효에 의해 현저히 상승되는 것으로 판단된다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 유사한 간 보호 효과를 나타내었으며, metformin 250 mg/kg 투여군에서도 각각 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 간 절대 중량, 혈중 AST 및 ALT 함량의 감소와 함께 간 지방병증의 감소가 조직병리학적으로 인정되었다. 전체적으로 fAP 10 ml/kg은 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 당뇨병성 간 손상에 대한 억제 효과를 나타내는 것으로 관찰되었다.
당뇨병 상태가 만성화 함에 따라 사구체 위축과 섬유화, 염증세포 침윤 및 세뇨관 괴사와 이에 따른 혈중 BUN 및 creatinine 함량의 증가를 주요 증상으로 하는 당뇨병성 신병증이 초래된다. 이중 혈중 BUN과 creatinine 함량은 신장의 상태를 나타내는 가장 대표적인 혈액화학 수치이다. 본 실험의 결과, HFD 대조군에서는 신장 절대 중량의 현저한 증가와 함께 혈중 BUN 및 creatinine 함량의 증가가 인정되었고, 지방 소적의 침윤을 특징으로 하는 세뇨관 공포화 소견이 조직병리학적으로 인정되었으나, 이러한 당뇨병성 신병증 소견이 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg투여에 의해 투여 용량 의존적으로 현저히 억제되었다. 특히, fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 당뇨병성 신병증 억제 소견이 인정되었으므로, Leuconostoc sp 발효에 의해 AP 의 신장 보호 효과가 현저히 상승되는 것으로 판단된다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 신장 보호 효과의 변화는 인정되지 않았다. Metformin 250 mg/kg 투여군에서도 HFD 대조군에 비해 유의성 있는 신장 절대 중량, 혈중 BUN 및 creatinine 함량의 감소와 함께 변성 세뇨관의 수적 감소가 조직병리학적으로 각각 인정되었으며, fAP 10 ml/kg은 전체적으로 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 당뇨병성 신병증 억제 효과를 나타내는 것으로 관찰되었다.
근래의 연구 결과에 따르면, 당뇨 및 당뇨 합병증의 유발에 free radical에 의한 항산화 방어기전의 억제가 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있고, oxidative stress에 의한 세포 손상이 여러 가지 당뇨 합병증의 유발과 밀접한 관련이 있다고 알려져 있다. 특히, 내인성 항산화제의 억제와 함께 oxidative stress의 증가는 당뇨병시 더 많은 free radical을 형성하고, 이렇게 형성된 free radical 들은 당뇨 합병증의 주 원인이 된다. 지질 과산화에 의해 형성되는 다양한 유독성 물질, 특히 활성 산소류 (Reactive oxygen species; ROS)는 주변 조직의 파괴를 초래하는 것으로 알려져 있고, 당뇨병성 마우스에서도 간과 같은 주요 실질 장기에서 지질 과산화의 증가가 비교적 잘 알려져 있다. GSH는 대표적인 내인성 항산화제로, 세포내에서 형성되는 활성 산소류를 감소시켜 다양한 조직 손상을 억제하는 것으로 알려져 있어, 조직에서 대표적인 항산화 인자로 작용한다. 또한 SOD 는 세포내의 대표적인 항산화 효소로 세포에서 다양한 산화 물질을 제거하는 역할을 담당하며, CAT 역시 강력한 활성 산화 물질인 H2O2 를 H2O 로 변환 시키는 효소이다. 따라서 지질과산화, GSH 함량의 감소, SOD 및 catalase 활성의 억제는 당뇨 및 관련 합병증의 치료에 있어 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 본 실험의 결과에서도, HFD 대조군에서는 지질 과산화에 의한 간 실질내 MDA 함량의 증가와 함께, 내인성 항산화제, GSH 함량의 감소, 내인성 항산화 활성 효소인 SOD 및 CAT 활성의 감소가 초래되었다. 한편 이러한 항산화 방어 시스템의 교란과 이와 관련된 지질 과산화 소견이 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg투여에 의해 투여 용량 의존적으로 현저히 억제되었으며, 특히, fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 당지질 과산화의 억제와 항산화 방어 시스템의 활성 소견이 인정되었다. 따라서 Leuconostoc sp 발효에 의해 AP의 항산화 방어시스템의 활성을 통한 간 및 신장 보호 효과가 현저히 상승되는 것으로 판단된다. 한편 fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 항산화 방어 시스템의 활성과 지질 과산화 억제 소견의 변화는 인정되지 않았고, metformin 250 mg/kg 투여군에서도 HFD 대조군과 비교하여 유의성 있는 간 조직내 MDA의 감소, GSH 함량의 증가와 함께 CAT 및 SOD 활성의 증가가 각각 인정되었다. 본 실험의 결과, fAP 10 ml/kg은 전체적으로 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 항산화 효과를 나타내었다.
GK는 혈당 조절을 담당하는 대표적인 간 조직내 효소로, 혈당의 에너지로의 활용을 촉진하거나, 간 조직내 glycogen으로의 저장을 유발하여, 혈당을 감소시키는 반면, G6pase 및 PEPCK는 당신생과 관련된 간 조직내의 또 다른 효소로 간 조직내에서 당분의 방출을 유도하여, 혈당을 증가시킨다. 일반적으로 고혈당 상태가 초래됨에 따라, HFD 공급 마우스에서는 현저한 GK 활성의 감소와 함께 G6pase 및 PEPCK 활성의 증가가 수반되어 왔다. 본 실험의 결과에서도 HFD 대조군에서는 정상 대조군에 비해 유의성 있는 간 조직내 GK 활성의 감소와 함께 G6pase 및 PEPCK 활성의 증가가 각각 인정되었다. 한편 이러한 간 조직내 당대사 관련 효소인 GK, G6pase 및 PEPCK 활성의 변화가 fAP 10, 5 및 2.5 ml/kg투여에 의해 투여 용량 의존적으로 현저히 억제되었으며, 특히, fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해서도 유의성 있는 GK 활성의 증가와 함께 G6pase 및 PEPCK 활성의 감소가 인정되었다. 따라서 Leuconostoc sp 발효에 의해 AP의 당대사 관련 효소 조절 효과가 현저히 상승되는 것으로 판단된다. 한편 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 감소를 나타낸 fAP 2.5 ml/kg 투여군의 간조직 내 GK 활성을 제외하고, fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 간 조직내 당대사 관련 효소의 활성 변화는 인정되지 않았으며, metformin 250 mg/kg 투여군에서도 HFD 대조군과 비교하여 유의성 있는 간 조직내 GK 활성의 증가와 함께 G6pase 및 PEPCK 활성의 감소가 각각 인정되었다. fAP 10 ml/kg은 전체적으로 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 간 조직내 당대사 관련 효소의 활성 변화를 나타내었다.
이상에서, Leuconostoc sp 발효는 적어도 본 실험의 조건 하에서, 간 조직내 당대사 관련 효소 활성의 조절, 항산화 및 췌장 지방 소화 효소 분비 조절을 통한 Type II 당뇨병 및 관련 합병증에 대한 AP 의 개선 효과를 상승적으로 증가시키는 것으로 관찰되었다. 즉, fAP 10 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군에 비해 서도 유의성 있는 항산화 효과의 증가와 함께 당뇨 및 관련 비만, 고지혈증, 간 및 신장 병증 개선 효과의 증가를 나타내었다. 한편 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여 유의성 있는 감소를 나타낸 fAP 2.5 ml/kg 투여군의 간조직 내 GK 활성을 제외하고, fAP 5 및 2.5 ml/kg 투여군에서는 AP 10 ml/kg 투여군과 비교하여, 유의성 있는 변화는 인정되지 않았으며, 전체적으로 fAP 10 ml/kg은 metformin 250 mg/kg 투여군과 비교할만한 항당뇨 및 당뇨 합병증에 대한 개선 효과를 나타내는 것으로 관찰되었다. 따라서 fAP는, 새로운 효과적인 당뇨 및 합병증 개선제 또는 치료제로서 의의가 클 것으로 기대된다.
제제예
1.
액제의
제조
통상의 건강 음료 제조방법에 따라 표의 성분을 혼합하여 본 발명의 건강 음료 조성물 제조에 사용하였다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
Claims (8)
- Leuconostoc pseudomesenteroides 균으로 발효된 우루솔산이 강화된 사과 발효물 또는 그 추출물을 포함하는 비만, 또는 비만으로 인한 합병증 개선용 식품조성물로,
상기 비만으로 인한 합병증은 내당 장애, 당뇨병, 고지혈증, 간병증 또는 신병증인, 비만, 또는 비만으로 인한 합병증 개선용 식품조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 Leuconostoc pseudomesenteroides 균은 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁된 균주인, 비만 또는 그 합병증 개선용 식품 조성물.
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조성물은 건강보조식품, 기능성 식품, 음료 또는 식품첨가제로 제공되는 것인, 비만 또는 그 합병증 개선용 식품 조성물.
- 비만, 또는 내당 장애, 당뇨병, 고지혈증, 간병증 또는 신병증을 포함하는 비만으로 인한 합병증 개선 효과를 갖는 우루솔산이 강화된 사과 발효물의 제조방법으로서,
사과즙에 사과 고형분을 1 내지 3 중량%로 혼합하여 배양액을 준비하는 단계;
상기 배양액에 Leuconostoc pseudomesenteroides를 접종하는 단계로, 상기 Leuconostoc pseudomesenteroides은 건조 중량을 기준으로 1.0 g/L 내지 5.0 g/L 로 포함되고, 그리고,
상기 접종물을 20℃에서 교반하면서 48시간 내지 60시간 배양하는 단계를 포함하는, 사과 발효물의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 방법은 상기 배양하는 단계 후에, 고형분을 분리해내는 착즙 단계를 추가로 포함하는 것인, 사과 발효물의 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 방법은 상기 배양단계 후에 열처리 및 숙성단계를 추가로 포함하며,
상기 열처리 단계는 60~70℃에서 2시간 수행되며,
상기 숙성단계는 상온에서 7~10일간 숙성하는 것인, 사과 발효물의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 Leuconostoc pseudomesenteroides 균은 2017년 4월 21일 자로 한국생명공학연구원에 KCTC18565P로 기탁된 균주인, 사과 발효물의 제조 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020170065063A KR101883253B1 (ko) | 2017-05-26 | 2017-05-26 | 유산균 발효 사과액을 포함하는 비만 또는 그 합병증 개선용 식품 조성물 및 그 제조방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110092565A (ko) * | 2010-02-09 | 2011-08-18 | 예산군 | 식이섬유가 풍부한 다이어트용 사과주스 조성물 및 이의 제조방법 |
| KR20150118084A (ko) * | 2012-09-20 | 2015-10-21 | 프로테라 인코포레이티드 | 비만 및 비만 관련 질환을 치료하기 위한 프로바이오틱 조성물 및 방법 |
-
2017
- 2017-05-26 KR KR1020170065063A patent/KR101883253B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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| KR20150118084A (ko) * | 2012-09-20 | 2015-10-21 | 프로테라 인코포레이티드 | 비만 및 비만 관련 질환을 치료하기 위한 프로바이오틱 조성물 및 방법 |
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