모자반 (Sargassum honeri)추출물을 이용한 칼슘흡수촉진제의 제조
Effects of Brown Seaweed Extract on Bone Growing of Rats and the Processing of Brown Seaweed Extract
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 신일식
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 海洋應用生命工學科
- 원문페이지 viii, 51 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 연구에서는 괭생이모자반을 이용하여 칼슘흡수보조제 개발을 위한 일련의 기초연구로서, 추출물 제조를 위하여 반응표면분석을 통한 최적 추출조건을 예측하고, 추출물의 성분 분석을 실시하였다. 또한, 추출물 의 효과 검증을 위하여 추출물을 정상식이와 칼슘결핍식이에 첨가하여 흰쥐의 성장기 (growth, 적응기간을 거쳐 4 주령이 된 이후부터 4 주) 와 성숙기 (Maturity, 적응기간을 거쳐 4주령이 된 이후부터 8주)에서 뼈 성장, 칼슘흡수, 혈액조성에 미치는 영향에 관하여 조사하였으며, 추출물과 현재 시판중인 칼슘 보충제를 일반조제식이에 첨가하여 흰쥐 의 성장기동안에 뼈 성장에 미치는 영향에 관하여 비교 조사하였다. 그 결과, 최적추출조건은 추출용매 0.1 %, 추출온도 86.95 ℃, 추출시 간 8.99 시간으로 추출 시 칼슘함량 1.06 %의 추출물을 얻을 수 있는 것으로 예측되었다. 일반성분은 탄수화물 (dry basis : 44.39 %)과 조 회분의 함량 (39.21 %)이 높은 것으로 나타났고, 미네랄 분석 결과 Na, K, Ca, Mg이 3.97, 10.60, 0.96, 1.87 % 로 함유되어 있었으며, 주요 미량미네랄은 Sr, Si, Mn, B, Fe, Cu, Zn, Se 로 460.40 - 3.03 ppm 이 함유되어 있었다. AIN-93G 정상식이와 칼슘결핍식이에 괭생이모자반 추출물 첨가 여부가 흰쥐의 성장기와 성숙기에 미치는 영향은, 성숙기 칼슘결핍식이 무첨가 군 (CD)의 사료섭취량이 유의적으로 낮게 나타났고, 성장기 동안의 체 중증가량은 사료섭취량과 관계없이 모자반 추출물을 첨가한 첨가군 (CS, CDS)이 추출물을 첨가하지 않은 무첨가군 (C, CD) 보다 높게 나타 났다. 사료효율 또한 성장기동안 정상식이와 칼슘결핍식이 모두 추출물 첨가군이 무첨가군 보다 높게 나타났다. 칼슘섭취량은 추출물 첨가로 인하여 첨가군이 무첨가군 보다 약 0.11 - 0.12 % 높아졌다. 칼슘흡수 율은 성장기동안 정상식이와 칼슘결핍식이 모두 추출물 첨가군이 무첨 가군 보다 높게 나타난 반면, 성숙기 정상식이에서의 칼슘흡수율은 추출물 첨가군이 무첨가군 보다 낮아졌다. 대퇴골 습중량, 직경, 골밀도, 골 미네랄함량은 칼슘결핍식이군에서 성장기와 성숙기 모두 추출물 첨 가군이 무첨가군 보다 높게 나타났다. 하지만, 정상식이에서는 성장기 동안 유의적인 차이를 보이지 않았고, 성숙기에서는 추출물 첨가군의 대퇴골 골밀도, 골 미네랄함량이 무첨가군 보다 조금 낮게 나타났다. 이는 정상식이에서는 이미 충분한 칼슘의 양이 공급됨으로써 대조군 (C)의 대퇴골은 최대골질량에 달하였기 때문이며, 성숙기 동안 추출물 첨가군 (CS)의 칼슘 흡수율이 낮아진 이유는 성장이 끝난 후에도 필요 량 이상의 칼슘이 공급됨으로써 능동적 체외 배출이 일어났기 때문으로 사료된다. 혈액 생화학적 분석결과에서 혈중 칼슘과 인의 함량은 4 군 모두 정상범위에 속해 있었고, 골 형성 지표인 osteocalcin 함량과 ALP 활성은 정상식이군 (C, CS) 이 칼슘결핍식이군 (CD, CDS) 보다 낮게 나 타났으며, 성장기 동안의 결과가 성숙기 보다 높게 나타났다. 특이한 사항은 성숙기 칼슘결핍식이를 시킨 CDS 군의 ALP 활성이 정상식이를 시킨 C 군과 유의적인 차이가 없을 정도로 낮아졌다는 것이다. AST 활 성은 실험 군 사이 유의적인 차이가 나지 않았으나, CD군의 ALT 활성은 다른 군보다 높게 나타났다. 성장기 흰쥐를 대상으로 괭생이모자반 추출물과 칼슘 보충제를 일반시 판사료에 첨가하여 식이 시킨 후 비교한 결과는, 사료섭취량과 체중증 가량은 실험군사이 유의적인 차이는 나타나지 않았지만, 괭생이모자반 추출물 첨가군 (CS)의 체중증가량이 가장 높은 것으로 나타났다. 칼슘 보충제만 첨가한 CC 군과 칼슘 보충제와 추출물 1 % 병행 첨가한 CSC 군의 정강이뼈 골밀도와 골 미네랄 함량은 무첨가군 C 군과 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 하지만 추출물 1 % 단독으로 첨가한 CS 군은 무첨가군 보다 유의적으로 높게 나타났고, 정강이뼈 파단력 또한 CS 군 이 가장 높은 것으로 나타났다. 혈중 calcium과 phosphorus의 함량, AST와 ALT 활성은 실험 군 사이 유의적인 차이가 나타나지 않았다. ALP 활성은 무첨가군이 가장 높게 나타났고, 첨가군 사이에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 위의 결과를 종합할 때, 괭생이모자반 추출물은 성장기 흰쥐의 뼈 성장에 긍정적인 영향을 미치는데, 그것은 추출물 내 존재하는 여러 가지 Micro mineral에 의한 것으로 추정되며, 뼈 성장을 촉진하는 보조제로 서의 가치가 인정된다.
more초록/요약
Bone mass in later life depends on the peak bone mass achieved during growth and the rate of subsequent age-related bone loss. Development of maximal bone mass during growth and the reduction of bone loss later in life are the two main strategies of preventing osteoporosis. The concentration of calcium in Sargassum honeri is higher than that in other seaweeds. The possibility was thought that Sargassum sp. have something to accumulate calcium more in their body than other seaweeds. The cultivation of Sargassum honeri is also easier than that of other seaweeds because the brown seaweed forms big colony. In this study, optimal extraction conditions of mineral form Sargassum honeri were determined by using response surface methodology through the central composite design. And, proximate composition and mineral contents of extract were determined. The effects of the extract from Sargassum on the bone growing, calcium absorption and serum composition of the rats were determined with AIN-93G diets (they were divied normal and calcium deficiency diets) added the extract or not for 4 weeks (growth stage) and 8 weeks (maturity stage). Furthermore, effects of the extract from Sargassum on the bone growing and serum composition of the growing-rat was determined with commercial diets added the extract, or not, for 4 weeks. The optimal ranges of extraction conditions were predicted as 0.1 % of extraction solution (lactic acid) concentration, 86.95 ℃ of temperature and 8.99 h of time. Carbohydrate and crude ash were the major compounds in the extract. Na, K, Ca, Mg were contained as % unit and Sr, Si, Mn, B, Fe, Cu, Zn, Se were determined as ppm concentration in the extract. The effect of extract from Sargassum addition into AIN-93G diet on bone growing of growth and maturity rats, Feed intake was the lowest at CD group throughout from 5 weeks to 8 weeks. Body weight gain during 4 weeks showed a high as follows; CD (extract non-added group in calcium deficiency diet) < CDS (extract added group in calcium deficiency diet) < C (extract non-added group in normal diet) < CS (extract added group in normal diet), Feed efficiency of extract added groups also were higher than non-added groups, both normal and calcium deficiency diet. Calcium intake in the extract added groups was higher approximately 0.11 - 0.12 % than in the extract non-added groups. Calcium absorption on normal and calcium deficiency diets during 4 weeks were significantly higher in the extract added groups than non-added groups. However, calcium absorption for 8 weeks on normal diets were not shown difference in the extract added groups compared to non-added groups. Bone growing factors (Wet weight, diameter, bon mineral density and bone mineral content of femurs) on calcium deficiency diet were significantly higher in the extract added group than non-added group, But in case of bone mineral density for 8 weeks, the value of extract added group was lower than of non-added group. It might be guessed that bone mass of non-added group on normal diet already contained sufficient amount of calcium in normal AIN-93G. In the results of blood biochemistry, Calcium and phosphorous levels in serum of all groups showed normal. Eventually, we observed that Alkaline phosphatase (ALPase) activity of extract added group for 8 weeks in calcium deficiency diet showed a decreasing tendency like ALPase activity of non-added group on normal diet. Aspartate aminotransferase (AST) activity in serum were not significantly different across experimental groups. However, Alanine aminotransferase (ALT) activity of non-added group on calcium deficiency diet was the highest among the all groups. The effect of extract from Sargassum addition into commercial diet on bone growing of growth rats. Feed intake were not shown significant differences across experimental groups. Body weight gain of extract added group (CS) was the highest among the experiment groups. Bone mineral density of calcium supplement added group (CC), calcium supplement and extract 1 % added group (CSC) were not significantly different compare with non-added group (C). But, bone mineral density of extract 1 % added group were significantly higher than of non-added group. The levels of Calcium, phosphorus and AST, ALT activity in serum were not significantly different across experimental groups. ALP activity of non-added group was shown the highest value among experimental groups, and there were not found significant difference across added groups. From above results, the extract from Sargassum addition to diets was evaluated effective in in-vivo calcium absorption and early stage bone growing in rats. It might be suggested that the extract from Sargassum addition to food would be helpful to calcium absorption and early stage growing for people.
more목차
서 론 = 1
재료 및 방법 = 3
1. 원료 = 3
2. 괭생이모자반 추출물의 제조 = 4
2.1. 추출조건의 설정 = 4
2.2. 추출조건의 최적화를 위한 중심합성 실험계획 = 4
3. 괭생이모자반 추출물의 성분분석 = 7
3.1. 일반성분 = 7
3.2. 유리아미노산조성 = 7
3.3. 무기질조성 = 8
4. 괭생이모자반 추출물이 흰쥐의 칼슘흡수에 미치는 효과 = 9
4.1. AIN-93G 표준식이를 이용 = 9
4.1.1. 실험동물과 사료조성 = 9
4.1.2. 시료수집 = 9
4.1.3. 시료분석 = 11
4.2. 시판사료 (Commercial Feed)를 이용 = 12
4.2.1. 실험동물과 사료조성 = 12
4.2.2. 시료수집 = 12
4.2.3. 시료분석 = 13
5. 결과의 통계처리 = 13
결과 및 고찰 = 15
1. 괭생이모자반 추출물의 제조 = 15
1.1. 추출조건의 설정 = 15
1.2. 추출공정의 최적화 = 17
2. 괭생이모자반 추출물의 성분분석 = 19
2.1. 일반성분 = 19
2.2. 유리아미노산조성 = 21
2.3. 무기질조성 = 21
3. 괭생이모자반 추출물이 흰쥐의 칼슘흡수에 미치는 효과 = 25
3.1. AIN-93G 표준식이를 이용 = 25
3.1.1. 사료섭취량과 체중증가량 = 25
3.1.2. 칼슘섭취량과 흡수율 = 27
3.1.3. 뼈 성장 정도 = 29
3.1.4. 혈액 생화학적 분석 = 32
3.2. 시판사료 (Commercial Feed)를 이용 = 37
3.2.1. 사료섭취량과 체중증가량 = 37
3.2.2. 뼈 성장 정도 = 38
3.2.3. 혈액 생화학적 분석 = 41
요 약 = 43
참고문헌 = 46
