감귤의 부위별 섭취가 노령흰쥐의 항산화능에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 제주산 온주감귤 (Citrus unshiu Marc.)을 감귤전체, 감귤과피, 그리고 감귤과육을 분말화하여 항산화 물질의 함량을 살펴보고, 생후 15개월령의 노령흰쥐에게 이들을 섭취시켰을 때 감귤의 부위별 식이 섭취가 체내 항산화능 증진에 어떠한 효과가 있으며, 이 항산화능의 변화가 항산화 효소 활성 증가에 의한 것인지, 혹은 체내 비효소적 항산화 물질 수준 증가에 의한 것인지 알아보고자 하였다. 감귤분말의 항산화 물질의 함량을 살펴보기 위하여 감귤전체, 감귤과피, 그리고 감귤과육의 총 polyphenols 및 flavonoids 함량을 측정하였으며, β-carotene, vitamin C, E 함량, total antioxidant status (TAS) 수준, 그리고 식이섬유 함량을 측정하였다. 또한 평균 체중이 621.9±10.1 g인 Sprague-Dawley 종 수컷 흰쥐 48마리를 12마리씩 4군으로 나누어 세 가지 5% 감귤분말 식이와 대조식이로 4주간 사육한 뒤, 노령흰쥐의 항산화능을 알아보기 위하여 혈장과 간의 thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) 함량과 신장조직의 산화된 DNA 지표인 8-hydroxy-2 - deoxyguanosine (8OHdG) 수준을 측정하였으며, 혈장과 간의 xanthine oxidase (XO) 및 적혈구와 간의 superoxide dismutase (SOD)의 활성, 혈 중 vitamin A, C, E, 총 carotenoids의 수준, 그리고 혈 중의 total antioxidant status (TAS)를 측정하였다. 총 polyphenols 및 flavonoids, β-carotene, vitamin C, E 함량, total antioxidant status (TAS) 수준, 그리고 식이섬유 함량 모두 감귤과피가 가장 높았으며, 다음으로 감귤전체, 감귤과육 순이었다. 하루 평균 식이섭취량은 대조군과 모든 실험식이군들에서 유의적인 차이가 없었으나, 체중변화의 경우에는 감귤전체군과 감귤과육군이 대조군에 비하여 증가한데 반해 감귤과피군은 감소 경향을 나타내었다. 단위 체중 당간과 신장의 무게는 대조군과 유의적인 차이가 없었으며, 단위 체중 당 부고환 지방 무게 역시 유의적은 아니나 세 가지 감귤분말 시료를 섭취한 군들이 대조군에 비하여 낮은 경향을 나타내었다. 혈장과 간의 TBARS 함량 및 신장의 DNA 손상을 살펴보면, 혈장과 간의 TBARS 함량은 감귤시료를 섭취한 군이 대조군에 비하여 낮은 경향을 보였고, 간에서는 감귤과피군이 대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 신장조직의 8OHdG의 함량은 감귤분말 시료를 섭취한 실험군들이 대조군에 비하여 유의적으로 낮았으며, 실험군들 중에서는 큰 차이는 없었으나 감귤과피 섭취군이 가장 낮은 8OHdG 함량을 나타내었다. 혈장 내 XO의 활성은 각 군간에 유의적인 차이가 없었으나 감귤과피군이 가장 낮은 경향을 나타내었으며, 간에서의 XO 활성은 감귤전체 섭취군과 감귤과피 섭취군이 대조군에 비하여 유의적으로 낮았다. 그리고 적혈구 및 간에서의 SOD 활성은 각 군간에 유의적인 차이가 없었으나 감귤과피군의 SOD 활성이 감귤과육 및 대조군에 비하여 다소 낮았다. 혈장 내의 vitamin A, C, E 및 총 carotenoids 수준을 분석한 결과를 보면, vitamin A의 경우 감귤시료를 섭취한 군들이 대조군에 비하여 유의적으로 높은 수준을 나타내었는데, 그 중에서도 감귤과피군의 경우 대조군에 비하여 4배 이상 높은 수준을 나타내었다. 이와 마찬가지로 혈장 내의 총 carotenoids 수준 또한 감귤과피분말 섭취군이 대조군과 감귤과육 섭취군에 비하여 유의적으로 높았으며, 혈장 내의 vitamin C의 경우 실험군들이 모두 대조군에 비하여 유의적으로 높았고 실험군들 중에는 감귤과피분말 섭취군이 가장 높았다. 혈장 내의 vitamin E 수준은 모든 군간에 유의적 차이가 없었으나 감귤과피군이 가장 높은 수치를 나타내었다. 또한 혈장 내의 TAS 수준은 실험군들이 대조군에 비하여 유의적으로 모두 높았으며 실험군들 중에는 가장 높은 감귤과피군과 가장 낮은 감귤과육군 간에 유의적인 차이가 있었다. 이상의 결과를 종합해 보면, 감귤전체, 감귤과피, 감귤과육의 세 가지 감귤분말 시료 중 총 polyphenols, flavonoids, 항산화 vitamins 함량, 그리고 TAS 수준 및 식이섬유 함량 모두 감귤과피분말이 가장 높게 나타났으며, 다음으로 감귤전체, 감귤과육 순이었다. 감귤분말 식이를 노령흰쥐에게 섭취시킨 결과, 감귤과피군의 체중이 감소되는 경향을 보였다. 그리고 세 가지 감귤분말 식이를 섭취시켰을 경우 감귤 실험군들 모두에서 혈장과 간 내 지질 과산화 및 신장조직의 DNA 손상이 대조군에 비하여 현저히 억제되었고, 혈장과 간 내의 XO 활성 및 적혈구와 간 내의 SOD 활성도 대조군에 비하여 낮게 나타났으며, 혈장 내의 항산화 vitamins의 농도 및 총 항산화능은 대조군에 비하여 높은 경향을 나타내었다. 따라서 감귤식이의 섭취는 혈장과 간 내의 지질 과산화 및 신장 조직의 DNA 손상을 감소시키며, 이는 항산화 효소의 활성 증진에 의해서라기 보다는 XO 활성의 억제 및 vitamins A, C, E, 그리고 carotenoids와 같은 체내 비효소적 항산화제에 의한 것이라고 사료된다. 또한 감귤시료 중 감귤과피분말이 항산화능 증진에 가장 큰 효과를 보였으며, 체중 감소 효과도 나타났다. 따라서 감귤은 활성산소종 등 자유기에 의해 발생되는 여러 만성질환 발병을 지연시키고 나아가서는 예방하는데 효과적일 것으로 기대되며, 특히 감귤과피는 항산화 기능성 신소재 식품원료로서의 활용 가능성이 높을 것으로 전망된다. ; This study was performed to investigate the effect of dried powders from whole mandarin, peel, and pulp of Citrus unshiu Marc. on antioxidative capacity in rats. Forty-eight male Sprague-Dawley rats weighting 621.9±10.1 g were blocked into four groups according to their body weight. Rats were raised with diets containing 5% (w/w) dried powders of three different parts of mandarins for four weeks. In the case of body weight gain, while whole mandarin group and mandarin pulp group increase than control group, the mandarin peel group displayed decrease tendency. Food intake and ratio of liver, kidney, epididymal fat pad weight to body weight were not different among all groups, but in the experimental groups, epididymal fat pad weight per body weight was lower than the control group. The freeze-dried powders from whole mandarin, peel, and pulp of Citrus unshiu Marc. were prepared to determine the amount of total polyphenols, flavonoids, beta-carotene, vitamin C, vitamin E, dietary fibers, and the levels of total antioxidant status. If synthesize result, the mandarin peel power was highest and whole mandarin power was high next and the following is mandarin pulp in total polyphenols and flavonoids, antioxidant vitamins, TAS level and all dietary fiber contents. And this experiment mesured thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) concentrations in plasma and liver, degree of oxidative DNA damage (8-hydroxy-2 -deoxyguanosine, 8OHdG) in kidney, xanthine oxidase (XO) activities and superoxide dismutase (SOD) activities in plasma and liver, vitamin A, C, E, and carotenoids levels, and total antioxidant status (TAS) in plasma. In plasma and liver, TBARS concentrations were decreased in all the mandarin diet groups. In plasma and liver TBARS levels of the mandarin peel groups was significantly different from control group. Degree of 8OHdG in kidney were decreased in all the mandarin diet groups, especially the mandarin peel group was decreased remarkably. And in plasma and liver, XO activities were decreased in all the mandarin diet groups. The plasma XO activities was not significantly different from control group. And the liver XO activities was decreased in the whole mandarin group and mandarin peel group significantly. In erythrocyte and liver, SOD activities were not significantly different from control group, but the mandarin peel group showed slightly lower than control group. In plasma, vitamin A concentration was significantly decreased in all the mandarin diet groups. In case of the mandarin peel group was expressed high level more than quadruple than control group among them. Likewise, the mandarin peel powder intake group was high than control group and the mandarin pulp intake group as well as total carotenoids level in plasma, in the case of vitamin C in plasma, the experiment groups were high than all control groups and the mandarin peel powder intake group among all experimental groups is highest. Vitamin E level was no sinificantly difference between the all groups in plasma but the mandarin peel group demonstrated the highest shame. Plasma TAS level the experiment groups were all high than control group and there was difference that is sinificant between the highest mandarin peel group and the lowest mandarin pulp group among all experimental in plasma.