다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리$\cdot$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 8. 저분자 Alginate투여에 의한 랫드의 혈청지질의 성분 변화 및 경구급성독성 실험

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 2001 한국수산과학회지 Vol.34 No.3

저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 랫드에 35일간 섭취시켰을 때, 혈청중의 지질성분과 동맥경화지수의 측정으로 특성이 가장 좋은 저분자 alginate인 HAG-50의 안전성을 확보하기 위해 랫드에 경구급성독성실험을 실시하였다. 혈청중 total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, triglycerides 및 phospholipid 함량과 동맥경화지수는$5\%$ 와 $10\%$HAG-50에서 모두 유의적으로 뚜렷히 감소하여 지질대사 개선효과를 나타내었다. HAG-50의 경구급성독성실험을 검토한 결과, 투여할 수 있는 최고 용량인 랫드 체중 kg당 5.0g의 용량에서도 암$\cdot$수 모두 일반상태의 이상 반응과 폐사 및 병리$\cdot$조직학적 이상을 나타내는 예는 전혀 관찰되지 않아서 $LD_{50}$치의 산출이 불가능하였으므로 HAG-50은 아주 안전한 제재임이 검증되었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 평균분자량 50,000 정도의 저분자 alginate인 HAG-50이 가장 우수한 지질대사 개선효과의 기능적 특성을 발휘하였으며, 경구급성독성실험 에서도 독성이 전혀 없었고, alginate가 가지고 있는 고유의 생리적 기능을 유지 향상시키면서 이용에 제한이 되고 있는 점성을 줄이고 용해도를 높혀서 alginate의 이용성을 높일 수 있는 새로운 형태의 식품소재라고 사료된다. This study was performed to know the hypocholesterolemic effect of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$. The changes of total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, triglycerides and phospholipid levels in serum, as well as the atherogenic index were elucidated in rats for 35 days. In order to evaluate single-dose toxicity of HAG-50 in rats via oral routes, induction any mortalities and abnormal signs in clinical finding, body weight, gross findings and histopathological finding, and estimation of $LD_{50}$ were elucidated. Total cholesterol, HDL-cholesterol, LDL-cholesterol, triglycerides and phospholipid levels in the serum significantly decreased and resulted in the decrease of atherogenic index in rats fed diets containing $5\%\;and\;10\%$ HAG-50 (p<0.01). HAG-50 did not induce any mortalities and abnormal signs in clinical findings, body weights, gross findings and histopathological findings in single-dose toxicity test via oral routes of rats, after which it was impossible to estimate $LD_{50}$ values.

다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리${\cdot}$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 -4. $HCl{\cdot}ethanol$용액과 침수스트레스에 의해 유발되는 랫드 위궤양의 억제효과-

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.6

Alginate를 가열에 의해 저분자화하여 저분자화에 따른 위점막 보호작용을 검토하기 위해 랫드에 있어서 저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 투여 가 $HCl{\cdot}ethanol$ 용액과 침수스트레스에 의해 유발되는 위손상과 위궤양의 억제효과에 미치는 영향을 광학현미경으로 점막의 형태를 관찰하면서 그 억제율과 조직학적 변화를 측정하였다. $HCl{\cdot}ethanol$ 용액과 침수스트레스에 의해 유발되는 위손상과 위궤양에 대한 억제효과에 미치는 저분자 alginate의 영향을 검토한 결과, 그 억제효과는 alginate에서 가장 높았고, 다음으로 HAG-50과 HAG-100 및 HAG-10의 순으로 HAG-50, HAG-100 및 alginate에서 현저한 효과를 보였으나, HAG-10은 아무런 효과를 나타내지 않았다. 위손상과 위궤양점막을 광학현미경으로 관찰해 볼 때, 대조군과 HAG-10에서는 위점막 전체에 걸친 출혈과 부식에 의한 응고괴사가 진행되었고 점막 (粘膜)과 점막근판 (粘膜筋板) 및 근육층 (筋肉層)에 부종의 발생과 조직의 파괴가 일어났으나 HAG-50, HAG-100 및 alginate에서는 가벼운 병변이 진행되어 위점막층에 약간의 출혈만 관찰되어 위손상억제 및 위궤양 억제효과를 뚜렷히 나타내었다. Anti-ulcer effects of depolymerized alginate (HAG-10, average molecular weight 10,000; HAG-50, average molecular weight 50,000; HAG-100, average molecular weight 100,000) obtained by hydrolysis of alginate by heating at $121^{\circ}C$, against $HCl{\cdot}ethanol$ and water-immersion stress in rats were investigated. The acute gastritis, induced by $HCl{\cdot}ethanol$, and the gastric ulcer, induced by water-immersion stress, were inhibited dose-dependently by administration of HAG-50, HAG-100 and alginate. Histopathological lesions of the gastritis and gastric ulcer in rats treated with HAG-50, HAG-100 and alginate were significantly lower than those in rats fed with HAG-10. The inhibition rates (${\%}$) on acute gastritis induced by $HCl{\cdot}ethanol$ and gastritis ulcer induced by water-immersion stress in rats, were $13.00{\%}\;and\;15.74{\%}$of HAG-10, $41.15{\%}\;and\;35.72{\%}$ of HAG-50, $41.58{\%}\;and\;35.37{\%}$ of HAG-100, and $45.17{\%}\;and\;41.11{\%}$ of alginate, respectively. These results suggested that HAG-50, HAG-100 and slginate had a protective effect against the gastritis and gastric ulcer. The effect was not as visible when using HAG-10 in rats. From the present results, it was suggested that HAG-50 was an effective anti-ulcer agent against $HCl{\cdot}ethanol$and water-immersion stress in rats.

다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리${\cdot}$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 -1. 저분자 alginate의 점도, 평균분자량 및 분자구조의 변화-

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.4

갈조류의 주성분인 alginate는 다양한 생리적 기능을 가지고 있으나, 고점성과 난용성으로 인하여 식품에의 광범위한 이용에 제한을 받고 있는 실정이다. Alginate가 가지고 있는 고유의 생리적 기능성을 유지 향상시키면서 점성을 줄이고 용해도를 높혀서 alginate의 이용성을 확대할 목적으로 가열에 의한 저분자화를 시도하였다. 즉, 평균분자량이 약 10,000 (HAG-10), 50,000 (HAG-50) 및 100,000 (HAG-100) 정도의 alginate를 제조하여 각 저분자 atginate의 물리${\cdot}$화학적 특성 변화를 검토하였다. 가열에 의한 점도와 평균분자량은 가열시간이 경과할수록 급격히 저하하였으며, 점도와 평균분자량사이에는 서로 밀접한 상관관계 ($r^2=0.955$)를 나타내었다. 가열에 의한 alginate의 block조성비 및 M/G 비율은 가열시간이 경과함에 따라 MM-block은 변화가 없었으나 GG-block은 급격히 저하하였다. 그리고, MG-block은 오히려 완만히 증가하였으며 M/G 비율은 급격히 증가하는 경향을 보였다. 분자량의 감소에 따른 alginate의 분자구조의 변화를 $FT-IR, ^1H-NMR$ 및 $^(13)C-NMR$로 측정한 결과, 가열에 의해 alginate가 저분자화되어도 분자구조의 특징적인 변화는 관찰할 수 없었다. Alginate obtained from brown algae had various physicochemical and rheological properties and could used as a dietary fiber, However, alginate has not been widely applied to the food industry, since it had high viscosity, high gelling effect conjugated with some mineral, and low solubility. To improve functionality of alginate, partially develymerized alginates, which was water-soluble dietary fiber were obtained by hydrolysis of alginate from the sea tangle, Laminaria japonicus, heated at $121^{\circ}C$. Effects of depolymerization of alginate on the changes of viscosity and average molecular weight, block composition ratio of mannuronate to guluronate (M/G ratio), chemical properties using $PT-IR, ^1H-NMR, and ^(13)C-NMR$ spectrum were investigated. The average molecular weight and viscosity of the alginate were rapidly decreased with the thermal decomposition, and estimated to be 1,307,415 dalton and 284,000 cps, before heating, 728,106 and 3,940.29 cps after 30 min heating, 102,635 and 22.22 cps after 2.5 hrs heating, 51,205 and 12.05 cps after 3 hrs, and 10,049 and 4.28 cps after 6.5 hrs, respectively. The M/G ratio was increased with the heating time, while MM-block did not show any changes and GG-block diminished. The results of $FT-IR, ^1H-NMR and ^(13)C-NMR$ spectrum suggested that changes of molecular structure did not occur by the thermal decomposition.

넙치(Paralichthys olivaceus)육의 사후 조기 변화 -1. 사후 조기 변화와 온도 의존성의 관계-

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 1992 한국수산과학회지 Vol.25 No.3

고급 횟감으로 많이 소비되고 있는 넙치의 사후 조기 변화의 온도 의존성을 검토하여 횟감의 신선도 연장을 위한 최적의 조건을 찾아서 산업에 이용하고자, 각종 저장 온도에 넙치를 저장하면서 사후 경직도, 근육중의 ATP 관련 물질의 분해 및 유산의 축적 정도 그리고 K값 등의 온도 의존성 및 이들의 상관 관계에 대하여 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 사후 경직의 개시 시간은 $0^{\circ}C$ 및 $-3^{\circ}C$ 저장보다 $-5^{\circ}C$ 및 $10^{\circ}C$ 에서 연장되었고, 저장 온도가 낮을수록 경직도가 높았으며 완전 경직의 유지 시간도 길었다. 2. ATP 분해 속도는 $-3^{\circ}C$ 에서 가장 빨랐으며 다음으로 $0^{\circ}C$ 였고, $5^{\circ}C$및 $10^{\circ}C$에서는 ATP 분해 속도가 상당히 억제되어 약 35시간을 전후하여 전부 분해되었다. 3. 유산 축적량의 온도 의존성은 ATP 분해 속도의 온도 의존성과 약간 다른 경향을 나타내었다. 즉, $-3^{\circ}C$ 저장에서 가장 높은 반면, $5^{\circ}C$ 저장에서v 가장 낮았다. 4. 경직의 진행과 ATP의 분해, 경직의 진행과 유산의 축적 그리고 ATP의 분해와 유산의 축적사이의 상관 계수(r)는 각각 -0.981946, 0.965044 및 -0.964728이었다. 5. 신선도 지표인 K값이 $20\%$에 달하는 시간은 저장 온도별로 $10^{\circ}C$ 22시간, $5^{\circ}C$ 71시간, $^{\circ}C$ 96시간 그리고 $-3^{\circ}C$ 240시간으로, ATP 분해 속도의 온도 의존성과 반대의 결과였다 6. 경직의 진행 속도, ATP 분해 속도, 유산의 축적 그리고 K값의 온도 의존성을 Arrhenius식을 이용하여 구한 결과, 반응 속도는 $-3^{\circ}C$에서 현저히 촉진되었으며, 다음으로$0^{\circ}C$ 그리고 $5^{\circ}C$ 및 $10^{\circ}C$에서 지연되었으나 K값의 반응 속도는 이와 반대였다. 7. Arrhenius식에서 구한 $Q_{10}$값, 활성화 에너지(Ea) 및 반응 속도 상수를 비교해 볼 때, 경직의 진행 속도, ATP 분해 속도 및 유산 축적의 온도 의존성은 K값의 온도 의존성과 상반되었다. To know the extension effect of storage temperature on the pre-rigor period of plaice, Paratichthys olivaceus muscle, the relationship between early changes after death and temperature dependency was studied. Killed plaices instantly with spiking at the brain were stored at $-3^{\circ}C,\;0^{\circ}C,\;5^{\circ}C\;and\;10^{\circ}$ used in studying the changes in rigor Index, ATP and its related compounds, lactate contents and K-value. The most shortest onset time of rigor-mortis and full rigor was revealed in the sample stored at $-3^{\circ}C$ among the all samples, where rigor-mortis began at 4hrs after spiking and maximum tension was attained after 28hrs. However, in case of fresh plaice muscle stored at $10^{\circ}C$, the onset of rigor-mortis and full rigor were retarded to 14hrs and 52hrs after spiking. ATP in sample stored at $5^{\circ}C\;and\;10^{\circ}C$ were decomposed slowly than sample at $0^{\circ}C\;-3^{\circ}C $ and within 35hrs storage. The fastest rate and the maximum content of lactate accumulation were showed in sample stored at $-3^{\circ}$ among the all samples. The correlation coefficient(r) between the rate of rigor mortis and ATP breakdown, rigor mortis and lactate accumulation, and ATP breakdown and lactate accumulation were -0.981946, 0.965044, and -0.964728, respectively. Freshness of $-3^{\circ}C$ stored samples was maintained for the longest time compared with other stored samples. The times reached around $20\%$ of K-value were 240hrs for samples stored at $-3^{\circ}C,\;96hrs\;for\;0^{\circ}C\;samples,\;71hrs\;for\;5^{\circ}C\;samples,\;and\;22hrs\;for\;10^{\circ}C$ samples. Samples stored at $-3^{\circ}C,\;and\;0^{\circ}C$ were showed higher temperature dependency on rate of rigor-mortis, ATP breakdown, and lactate accumulation than $5^{\circ}C\;and\;10^{\circ}C$ stored samples, but those samples have a lower temperature dependency on K-value.

다시마(Laminaria japonicaus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리${\cdot}$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 -2. 저분자 alginate의 항돌연변이효과와 Cholesterol, Glucose 및 카드뮴(Cd) 결합능의 변화-

김육용,이근우,김건배,조영제,KIM Yuck-Yong,LEE Keun-Woo,KIM Geon-Bae,CHO Young Je 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.5

Alginate의 광범위하고 효율적인 이용을 목적으로 평균분자량이 약 10,000 (HAG-10), 50,000 (HAG-50) 및 100,000 (HAG-100) 정도의 저분자 alginate를 제조하였으며, 이 저분자 alginate의 항돌연변이 효과와 cholesterol, glucose 및 카드뮴과의 결합능을 측정하여 그 물리${\cdot}$화학적 특성을 비교, 검토하였다. Ames test로 저분자 alginate의 항돌연변이 효과를 측정한 결과, $aflatoxin B_1 (AFB_1)$에 대한 간접돌연변이원성과 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG)에 대한 직접돌연변이원성의 항돌연변이 효과는 HAG-10이 가장 높았고, 다음으로 HAG-50, HAG-100 및 alginate의 순으로 나타나 저분자화가 진행될수록 그 효과는 증가하는 것으로 나타났다. 저분자 alginate의 cholesterol, glucose 및 카드뮴에 대한 결합능은 alginate가 가장 높았고, 다음으로 HAG-50과 HAG-100은 유사하였으며, HAG-10은 결합능을 거의 보이지 않았다. To improve functionality and characteristics of alginate from the sea tangle, Laminaria japonicus, partially depolymerized alginates (HAG-10, average molecular weight 10,000; HAG-50, average molecular weight 50,000; HAG-100, average molecular weight 100,000) were obtained with hydrolysis of alginate by heating at $12^{\circ}C$. Effects of the depolymerization on physicochemical properties were investigated in the antimutagenicity and binding capacity of cholesterol, glucose and cadmium. In the Ames mutagenicity test using Salmonella typhimurium TA 100, HAG-10, HAG-50, HAG-100 and intact alginate reduced effectively the mutagenicities induced by aflatoxin $B_1 (AFB_1)$ and N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG) and HAG-10 showed the strongest antimutagenicity among the tested samples. The binding capacity of cholesterol, glucose and cadmium at different pH in vitro depended highly on molecular weight of alginate, and the changes in binding capacity at different pH was not different.

다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리${\cdot}$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 -3. 랫드의 Cholesterol, Glucose 및 카드뮴 (Cd) 체외 배출효과-

김육용,이근우,김건배,조영제,KIM Yuck-Yong,LEE Keun-Woo,KIM Geon-Bae,CHO Young Je 한국수산과학회 2000 한국수산과학회지 Vol.33 No.5

Alginate의 기능적 특성을 개선하여 이용성을 확대할 목적으로 가열에 의한 저분자화를 시도하였으며, 저분자 alginate가 랫드의 cholesterol, glucose 및 카드뮴의 체외배출효과에 미치는 영향을 검토하였다. 랫드에 있어서 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 cholesterol의 체외배출 효과는 HAG-50과 HAG-100에서 높았고, 다음으로 alginate였으며 HAG-10은 거의 효과를 나타내지 않았다. 혈청중 glucose 함량은 HAG-50에서 그 농도가 가장 낮았고 이후에도 계속적으로 혈당의 농도가 저하하였으며, 혈칭중의 insulin의 함량도 HAG-50에서 초기에 증가한 후에 계속 저하하였다. 카드뮴의 체외배출 효과는 HAG-50에서 가장 높았고, 다음으로 HAG-100과 alginate 및 HAG-10의 순으로 HAG-10에서는 거의 효과가 없었다. 이상의 결과로 부터, HAG-50은 랫드에 있어서 cholesterol과 카드뮴의 체외배출을 촉진하였으며, 혈중 glucose 농도론 저하시키는데 뚜렷한 효과를 나타내었다. To extend utilization of alginate from the sea tangle, Laminaria japonicus, depolymerized alginates (HAG-10, average molecular weight 10,000; HAC-50, average molecular weight 50,000; HAG-100, average molecular weight 100,000) were obtained by hydrolysis of alginate by heating at $12^{\circ}C$. The effects of each depolymerized alginate on excretion of cholesterol, glucose and namium in rats were investigated. The total excretion rate (${\%}$) of cholesterol and cadmium was the highest in rats administered with HAG-50, The rate was $45.81{\%} and 59.02{\%} with HAG-50$. It was high in the order of $45.78{\%} and 56.05{\%}$ in HAG-100, $41.28{\%}$ and $55.96{\%}$ in alginate, and $32.11{\%} and 44.92{\%} in HAC-10$, respectively. In the case of HAG-50, it significantly (p<0.01) prevented the serum glucose level of rats from rising within 30 min and 60 min after glucose loading or administration among all the samples, but it had no particular effects on the serum insulin level. In conclusion, it was suggested that HAG-50, in which the alginate had a decreased molecular weight, while still retaining its desirable functions as a dietary fiber, was effective in excretion of harmful substances, such as cadmium and cholesterol, and in lowering glucose activities in serum of rats.

동결 surimi의 품질과 어묵 젤리 강도의 관계

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 1992 한국수산과학회지 Vol.25 No.2

현재, 동결 surimi의 품질 각정의 기준으로 사용되고 있는 pH, 수분함량, 백도, 협잡물 및 젤리 강도를 연제품의 원료 단계인 surimi의 품질 판정지표로 사용하기에는 과학성이 결여되어 있을 뿐만 아니라 부적당한 것으로 생각된다. 따라서 연제품의 생명인 결착력에 직접적인 영향을 미치는 동결 surimi 단백질의 양부의 정도를 정확하게 판정할 수 있는 과학적인 지푤글 모색하기 위하여, 등급별로 분류되어 있는 동결 surimi를 시료로 하여 단백질의 변성 정도를 나타내는 $Ca^{2+}-,\;Mg^{2+}-$ EDTA-APTase 활성, 용해도 및 점도 그리고 신선도의 지표로 사용되고 있는 K값과 현재 동결 surimi의 등급별 분류지표로서 사용되고 있는 젤리 강도를 비교 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $Ca^|{2+}-$ATPase 생활과 동결 surimi의 젤리 강도는 깊은 상관 계수를 나타내었으며, 상관 계수(r)는 0.9584였다. 각등급의 생활값은 SA grade $1.184\pm0.12$, FA grade $0.956\pm0.14$, A grade $0.766\pm0.07$, RA grade $0.453\pm0.07$ 및 B grade $0.227\pm0.08({\mu}moles\;Pi/min/mg)$이었다. $Mg^{2+}-$ 및 EDTA-ATPase 활성과 젤리 강도와의 상관 관계는 상관계수(r)가 각각 0.8532, 0.7624로 $Ca^{2+}-$ATPase 생활과 젤리 강도와의 상관 계수에 비하여 낮은 상관 관계를 나타내었다. 용해도는 동결 surimi 각등급간의 젤리 강도와 밀접한 상관 관계를 나타내었으며 상관 계수(r)는 0.9849였다. SA grade에 $93.19\pm5\%$로 가장 높았고 FA grade $84.62\pm4\%,\;A\;grade\;70.63\pm5\%,\;RA\;grade\;41.21\pm4\%$이었고 B grade $32.82\pm4\%$로 각 등급별 품질의 차이를 잘 나타내었다. K-value는 상관 계수(r)가 0.9053으로 상관성을 나타내었으며, SA grade $15.67\pm1.4\%,\;FA\;grade\;14.94\pm3\%,\;A\;grade\;28.00\pm55\%,\;RA\;grade\;32.16\pm3\%,\;B\;grade\;48.78\pm5\%$로 등급이 낮을수록 K-value는 높은 값을 나타내었다. 이상의 결과에서, 현재까지의 동결 surimi의 등급별 분류 index로 사용되고 있는 jelly strength, 수분 함량, pH, 백도 및 협잡물에 대신할 원료 surimi 자체의 양부를 결정할 과학적인 지표로서 단백질 변성 정도를 나태는 $Ca^{2+}-$ATPase 활성 및 용해도가 사용할 것으로 생각된다. To investigate the desirable index for evaluation of frozen surimi's grades, the relationship between indices for grading of surimi, such as ATPase activity $(Ca^{2+}-,\;Mg^{2+}-\;and\;EDTA-)4, solubility, viscosity and K-value of frozen surimi and jelly strength of kamaboko was studied. The myofibrillar $Ca^{2+}-ATPase$ activity and solubility from frozen surimi of grades SA, FA, A, RA and B gave values of $1.184\pm0.2,\;0.956\pm0.14,\;0.766\pm/0.07,\;0.453\pm0.07\;and\;0.227\pm0.08$(umoles Pi/min/mg) for $Ca^{2+}-$ATPase activity and $93.19\pm5,\;84.62\pm4,\;70.63\pm5,\;41.21\pm4\;and\;32.82\pm4(\%)$ for solubility, respectively. Therefore, the myofibrillar $Ca^{2+}-$ATPase activity and solubility of surimi were closely related to the jelly strength of kamaboko from same material, as the correlation coefficient were 0.9584 and 0.9849, respectively. K-value, the index of freshness, was related to the jelly strength of frozen surimi as the correlation coefficient 0.9053 and shown as SA $15.67\pm1.4,\;FA\;14.94\pm 3,\;A\;28.00\pm5,\;RA\;32.16\pm3\;and \;B\;48.68\pm 5(\%)$. $Mg^{2+}-$ and EDTA-ATPase activity and viscosity were not related to the jelly strength. The $Ca^{2+}-$ATPase activity and solubility were found to be useful index for evaluating the quality of frozen surimi.

다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리$\cdot$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 6. 랫드 분변의 장내균총의 변화에 미치는 저분자 Alginate의 영향

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 2001 한국수산과학회지 Vol.34 No.2

저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 랫드에 장기간 섭취시켰을 때, 분변중의 장내미생물균총의 변화를 관찰하여 소화생리의 특성을 개선시키는 최적의 저분자 alginate를 찾고자 실험하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. In vitro에 있어서 대표적인 장내세균에 의한 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate의 기질이용성을 조사한 결과, Bacteroides ovatus는 기질로 이용하였으며, Megamonss hypemegas는 약간의 증식하였으나, 그 외의 대부분의 균주는 기질로써의 이용성을 전혀 나타내지 않았다. 분변중 장내균총의 변화는 $10\%$ HAG-10, $1\%$, $5\%$ 및 $10\%$ HAG-50 그리고 $1\%$ alginate에서 Bindobacterium과 Lactobacillus 모두 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나 유해미생물들은 현저히 감소하였으며, $5\%$와 $10\%$ alginate에서는 반대로 유익균의 증식이 억제되고 유해균의 증식이 현저히 촉진되었다. 이상의 결과로부터, 저분자 alginate는 대부분의 장내세균에 대한 기질로서의 이용특성을 나타내지 못하는 전형적인 식이섬유원이었으며, 또한 랫드에 있어서 HAG-50의 섭취는 alginate 고유의 기능적 특성을 그대로 유지하면서 장내세균중 유익균인 Bifdobacterium과 Lactobacillus의 증식을 촉진시키고 유해미생물의 증식을 억제하여 장내미생물균총을 개선시키는 최적의 저분자 alginate임을 알 수 있었다. To clarify functionality of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$ on gastrointestinal physiology, the effects of a depolymerized alginate on fecal microflora and the intestinal environment were studied in rats. Rats were fed with diets containing 1, 5 and $10\%$ of each depolymerized alginate (HAG-10, HAG-50 and HAG-100) and alginate for 35 days, Among 20 species of authentic intestinal bacteria, Bacteroides ovatus showed the abilities to ferment HAG-10 HAG-50, HAG-100 and alginate, The 1, 5 and $10\%$ of HAG-50 and $1\%$ of alginate diets resulted in the increased ratio of Bifidobacterium and Lactobacillus to total bacteria, while the 5 and $10\%$ alginate diets decreased in feces of rats, significantly (p<0.01). These results suggested that $5\%$ HAG-50 diets contribute to an improvement of intestinal microflora in rats.

다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리$\cdot$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 5. 랫드의 체중, 장기, 췌장과 소장의 성분 및 소장융모의 미세구조에 미치는 저분자 Alginate의 영향

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 2001 한국수산과학회지 Vol.34 No.1

Alginate를 가열에 의해 저분자화하여 저분자화에 따른 소화생리 특성을 검토하기 위해, 랫드에 저분자 alginate인 HAG-10,HAG-50, HAG-100 및 alginate를 장기간 섭취시켰을 때, 체중, 각종 장기의 무게와 길이 및 췌장과 소장의 소화효소활성과 단백질, DNA 및 RNA 함량을 측정하였고 소장응모의 미세구조의 변화를 관찰하였다. 랫드의 체중은 $5\%$와 $10\%$ HAG-50 및 $10\%$ alginate에서 체중의 증가가 유의적으로 현저히 억제되었다. 간장의 무게는 유의적인 차이가 없었고, 위의 무게와 길이는 $10\%$ HAG-10, $1\%$, $5\%$ 및$10\%$ HAG-50, $1\%$와 $5\%$ HAG-100 그리고 $5\%$ alginate에서 증가하는 경향을 보였으며, 췌장의 무게와 길이는 모두 약간 증가하였다. 소장과 맹장의 무게와 길이는 $1\%$와 $5\%$ HAG-10을 제외하고 모두 증가하였으나 대장의 무게와 길이는 전반적으로 감소하였다. 췌장의 amylase 활성은 유의적인 차이는 보이지 않았고, lipase 활성은 HAG-50에서 약간 저하하였으며, protease 활성은 $1\%$ HAG-10만 제외하고 유의적으로 저하하였다. 췌장의 단백질 함량은 모두 증가하였으나, DNA와 RNA 함량은 유의 적 인 차이가 없었다. 소장의 단백질 함량은 $5\%$와 $10\%$ HAG-50에서 그리고DNA는 $5\%$ HAG-50에서 가장 높은 함량을 보였으며, RNA는 전반적으로 증가하였다 소장융모의 미세구조는 HAG-50에서 주름이 많고 표면적이 넓은 잎사귀 모양의 응모세포와 돌림주름 및 Boblet cell이 현저히 발달되어 있었다. To examine functionality of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$ on gastrointestinal physiology, the changes of body weight, organ weight and length, pancreatic and small intestinal composition, and light microscopy (LM) observation of small intestinal microvilli's appearances were checked in the rats. Rats were fed diets containing $1\%, 5\%, and 10\%$ of each depolymerized alginate (HAG-10, HAG-50, HAG-100) and alginate for 35 days, The feeding of 5 and $10\%$ HAG-50 and $10\%$ alginate diets for 35 days significantly depressed the body weight gain, but increased the length and weight of the small intestine and cecum in rats (p<0.01). Pancreatic protease activity was decreased significantly (p<0.01) in all groups except lo/o of HAG-10 diets, but the protein content increased in all groups, However, pancreatic amylase and lipase activities as well as DNA and RNA content were not significantly different. The small intestinal protein and the DNA content were the highest in diets fed $5\%$ HAG-50; RNA content increased significantly (p<0.01) in all groups except in the fiber-free diets. Light microscopy (LM) observation showed growth of small intestinal microvilli with numerous ridges; the multiplication of the convolution goblet cells in rats fed with diets containing $5\%$ of HAG-50 were more than others group.

다시마 (Laminaria japonicus) Alginate의 가열가수분해에 따른 물리$\cdot$화학적 및 생물학적 특성에 관한 연구 7. 저분자 Alginate에 의한 랫드 분변의 성분 변화

김육용,조영제,KIM Yuck-Yong,CHO Young-Je 한국수산과학회 2001 한국수산과학회지 Vol.34 No.2

저분자 alginate인 HAG-10, HAG-50, HAG-100 및 alginate를 랫드에 장기간 섭취시켰을 때, 분변의 무게와 수분함량, 단백질과 지방함량, pH, VBN 및 단쇄지방산을 측정하여 소화생리특성에 미치는 영향에 대하여 검토하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 랫드분변의 무게와 수분함량의 변화는 alginate에서 가장 높은 증가를 보였고, 다음으로 HAG-100, HAG-50이었으며 HAG-10은 투여전과 거의 변화가 없었다. 분변의 단백질과 지방함량은 $5\%$ HAG-50에서 가장 높았고, 그 소화율은 $5\%$와 $10\%$ HAG-50에서 유의적으로 현저히 저하하였다. 분변의 pH는 $5\%$와 $10\%$ HAG-50에서 급격하게 저하하였으나, $10\%$ HAG-100과 alginate에서는 오히려 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. VBN은 $10\%$ HAG-10, HAG-50 모두 그리고 $1\%$와 $5\%$ HAG-100에서 뚜렷한 저하를 보였으나, $10\%$ HAG-100 및 $5\%$와 $10\%$ alginate는 반대로 급격히 증가하였다. 단쇄지방산의 변화는 $5\%$와 $10\%$ HAG-50에서 n-butyric acid가 증가하였고, propionic acid와 acetic acid는 반대로 현저히 감소하였다. 이상의 결과로부터, HAG-50은 랫드 분변의 pH와 VBN을 현저히 저하시켰으며, 단쇄지방산중 n-butyric acid를 증가시키고 propionic acid와 acetic acid를 유의적으로 감소시켰으므로, 랫드의 소화생리특성을 개선시키는 데 있어서 효과적인 저분자 alginate라고 사료된다. This study was performed to know the effect of depolymerized alginate obtained by hydrolysis of alginate through a heating process at $121^{\circ}C$ on intestinal environment, Rats were fed with diets containing $1\%$, $5\%$, and $10\%$ of each depolymerized alginate (HAG-10, HAG-50, HAG-100 and alginate) for 35 days, The changes of weight, moisture content, pH and volatile basic nitrogen (VBN) of fecal, and a short chain fatty acids (SCFA) were checked in the rats. The fecal weight and moisture content were the highest in rats fed with alginate diets (p<0.01), followed by HAG-100, HAG-50 and HAG-10 in order. The $5\%$ of HAG-50 diets induced a significant increase in contents of protein and lipid of feces, resulting in the decrease of apparent digestibility of protein and lipid (p<0.01). The pH and VBN content in feces of the rats decreased in $5\%$ and $10\%$ of HAG-50 diets, but $10\%$ of HAG-100 diets; $5\%$ and $10\%$ of alginate diets brought about an increase of fecal pH and VBN (p<0.01), The amount of n-butyric acid in feces was increased while propionic and acetic acid contents decreased significantly (p<0.01) in diets containing $5\%$ and $10\%$ HAG-50. However, the feces of rat fed diet containing $5\%$ and $10\%$ alginate showed a tendency to being opposite in results than that of HAG-50.