사랑과 열정으로 더불어 함께 하는 세상 만들기 - 율촌재단(栗村財團)

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(1)면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제 시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구 허선진 경상대학교 농업생명과학연구원. 1. 서. 론. 식품에 함유된 지방은 주요 에너지 공급원으로서 영양학적으로 매우 중요한 위치에 있다. 그러나 국 민 소득의 증가와 건강에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라 지방이 함유된 식품은 비만과 당 뇨, 동맥경화 같은 성인병의 주요 원인으로 지목되고 있으며, 미용과 다이어트에 대한 젊은 세대들의 관심이 증가함에 따라 다량의 지방을 함유한 식품의 섭취를 기피하고 있는 실정이다. 또한 식품회사 에서 식품을 가공하는 과정에 첨가하는 지방은, 정도의 차이가 있기는 하지만 지방의 산화나 트랜스 지방산의 생성이 불가피하다. 특히 기름에 튀기는 크래커, 파이, 케이크 또는 빵 등은 주요 트랜스지 방산 함유 식품으로 조사되고 있으며(<Figure 1>), 우리나라의 경우 기름에 튀기는 라면과 같은 면 식품은 다량의 트랜스지방산을 함유할 가능성이 높다.. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 709.

(2) <Figure 1> Trans fatty acid intake. 그러나 질병의 관점으로 생각하여 지나치게 지방질 식품의 섭취를 기피할 경우, 심각한 영양소의 결핍을 가져올 수 있으며 성호르몬의 결핍을 유발하기도 하고, 특히 노년기에 지나치게 지방질의 섭 취를 줄일 경우 혈관의 주요 성분인 지방의 결핍으로 혈관 벽의 신축성이 감소되어 결과적으로 심각 한 혈관질환을 유발할 수 있다. 그러므로 적절한 지방질 식품의 섭취는 매우 중요하다고 할 수 있으 며, 과도한 채식이나 지나친 지방질 식품의 기피는 영양학적인 측면에서 옳지 않다. 그러므로 지방의 섭취와 흡수 및 생체 내 기작에 대한 연구는 매우 중요하다고 할 수 있다. 생체 내에서 지방이 소화, 흡수되는 기작은 오래전부터 연구되어 왔으나, 아직도 정확한 기작과 작용을 이해하지 못하고 있다. 이러한 이유는 하나의 성분이 아닌 혼합물질로 이루어진 식품은 그 조성과 성분 또는 물리화학적 구 조에 따라 소화 및 흡수되는 기작이 제각각 다르고, 섭취한 식품의 성분과 조성에 따라 상호간에 소 화, 흡수에 영향을 미치기 때문일 것이다. 그러나 우리가 현재 다양한 형태로 섭취하고 있는 많은 종 류의 식품에 함유된 지방이 다른 성분들과 함께 체내에서 소화, 흡수되는 패턴과 기작을 규명하고, 또한 생체 내에서 지방의 흡수를 줄여줄 수 있는 물질을 찾고 in vitro 실험을 통하여 그 기작을 규 명하는 연구는 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 지방이 함유된 식품에서 지방이 생체 내에서 다른 성분들과 함께 어떠 한 형태와 어떠한 과정으로 분해․흡수되는지 현미경학적인 방법을 이용하여 시각적으로 보여줌으로 써, 식품을 제조하는 데 있어 지방의 적절한 사용 기준을 설정하고 국민들에게 지방함유 식품에 대 한 올바른 정보를 제공하는 데 있다. 그뿐만 아니라 지방의 생체 내 소화와 흡수를 억제시킬 수 있 는 유화물의 제조를 통해 지방의 섭취에서 좀 더 자유로운 식품을 생산할 수 있는 좋은 정보를 제공 하는 데 있다.. 710.

(3) 2. 연구방법 2.1 In vitro 소화 모델 및 소화율(In vitro digestion and digestibility). In vitro 소화 모델은 Versantvoort 등(2005)과 Hur 등(2009)의 방법을 응용하였으며, in vitro 소화 모. 델에 이용된 소화효소는 <Table 1>과 같다. In vitro 소화 실험은 구강에서 소화, 위에서 소화 그리고 소장에서의 소화로 각각 구분하여 실시하였으며, 각각의 소화 단계별 실험을 위하여 인위적으로 타 액, 위액, 소장액 및 담즙액을 제조한 후 실험 시료에 첨가하여 37℃의 조건하에서 in vitro 소화 실 험을 실시하였다(<Figure 2>). 지방의 소화율은 in vitro 소화시에 dialysis tube(Spectra/Por® I, 1.5~2nm diameter, 5,000～8,000 mol, Spectrum, CA, USA)를 통과하는 지방의 함량으로 측정하였다. <Table 1> Constituents and concentrations of the various simulated juices used in the in vitro digestion model Saliva Inorganic solution. Organic solution. Gastric juice. Duodenal juice. Bile juice. 10mL KCl 89.6g/l. 15.7mL NaCl 175.3g/l. 40mL NaCl 175.3g/l. 30mL NaCl 175.3g/l. 10mL KSCN 20g/l. 3.0mL NaH2PO4 88.8g/l. 40mL NaHCO3 84.7g/l. 68.3mL NaHCO3 84.7g/l. 10mL NaH2PO4 88.8g/l. 9.2mL KCl 89.6g/l. 10mL KH2PO4 8g/l. 4.2mL KCl 89.6g/l. 10mL NaSO4 57g/l. 18mL CaCl2․2H2O 22.2g/l. 6.3mL KCl 89.6g/l. 150μl HCl 37% g/g. 1.7mL NaCl 175.3g/l. 10mL NH4Cl 30.6g/l. 10mLmgCl2 5g/l. 20mL NaHCO3 84.7g/l. 6.5mL HCl 37% g/g. 180μl HCl 37% g/g. 8mL urea 25g/l. 10mL glucose 65g/l. 4mL urea 25g/l. 10mL urea 25g/l. 10mL glucuronic acid 2g/l 3.4mL urea 25g/l 10mL glucoseamine hydrochloride 33g/l. Add to mixture organic+inorganic solution. 290mg α-amylase. 1g BSA. 9mL CaCl2․2H2O 22.2g/l. 10mL CaCl2·2H2O 22.2g/l. 15mg uric acid. 2.5g pepsin. 1g BSA. 1.8g BSA. 25mg mucin. 3g mucin. 9g pancreatin. 30g bile. 1.5g lipase pH. 6.8±0.2. 1.30±0.02. 8.1±0.2. 8.2±0.2. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 711.

(4) 5ml of sample was mixed with 6ml of simulated saliva solution(pH 6.8) and then stirred for 3min at 37℃.. 12ml of simulated gastric juice(pH 2) was then added, and then the mixture was stirred for 2 h at 37℃.. 12ml of duodenal juice, 6ml of bile juice and 2ml of HCO3 solution(pH 6.5∼7) was then added and the mixed was stirred for 2 h at 37℃.. <Figure 2> The schematic view of in vitro digestion process. 2.2 현미경 이미지(Microscopic images). 공초점현미경(Confocal laser scanning microscope) 이미지는 Carl Zeiss Confocal Microscope System (LSM5 Live Configuration Variotwo VRGB, Carl Zeiss MicroImaging, Inc., Thornwood, NY, USA)을. 이용하여 측정하였으며, 이미지 분석을 위한 염료는 Nile red(488nm)를 이용하였다.. <Figure 3> Confocal laser scanning microscope systems. 712.

(5) 주사전자현미경(Scanning electron microscope) 이미지는 JEOL Scanning Electron Microscope system (JSM-5600LV, JEOL, Ltd., Boston, MA, USA)을 이용하여 측정하였다.. <Figure 4> Scanning electron microscope systems. 2.3. 지방산 조성(Fatty acid composition). 지방산 조성은 Hur 등(2004)의 방법을 응용하여 분석하였다. 시료 10g을 Folch 등(1957)의 방법으로 조지방을 추출하고, 추출된 조지방 시료에 chloroform 1ml를 넣어 용해시킨 후 그중 100μl를 취하여 20ml test tube에 넣는다. 이때 1ml의 methylation(methanolic-HCl-3N) 시약을 넣고 항온수조에서 60℃. 로 40분간 반응시킨 후 방냉시킨다. 시료에 hexane 3ml와 증류수 8ml를 넣고 강하게 섞어준 다음 24 시간 방치하여 층분리를 시킨 후, 상층액 중 1μl를 주입하여 GC(HP 6890, Tekmar Precert, Agilent Co., USA)를 이용하여 <Table 2>와 같은 조건으로 분석하였다. <Table 2> Conditions of GC for fatty acid analysis Item. GC Conditions. Column. Capillary column 0.2mm×30m×0.25mm(DB23 column). Oven. Initial temp.: 70℃ hold 0.3min, Increase 180℃ rate 30℃/min hold 10min Final temp.: 230℃ rate 5℃/min hold 3min. Injector. Temp. 250℃(On-column injector). Detector. Flame ionization detector Temp. 250℃ Make up gas 30ml/min Air flow rate 300ml/min H2 30ml/min. Carrier gas. Helium(1ml/min), 30cm/sec. Sample volume. 1μl. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 713.

(6) 2.4 지방산패도(TBARS：thiobarbituric acid reactive substances) 지방산패도는 Buege와 Aust(1978)의 방법을 응용하여 분석하였다. 5g의 시료에 50μl의 BHT(butylated hydroxy toluene)와 15ml의 증류수를 첨가한 후 homogenizer를 이용하여 균질화시킨다. 균질액 1ml를 10ml test tube에 넣고 2ml의 thiobarbituric acid/trichloroacetic acid 혼합용액을 넣어 완전히 혼합시킨. 후, 90℃의 항온수조에서 15분간 반응시킨 후 냉각시킨다. 냉각된 시료는 원심분리기를 이용하여 3,000rpm에서 10분간 원심분리하고, 원심 분리된 시료의 상층을 회수하여 흡광도계를 이용하여 531nm에서 흡광도를 측정하였으며, 지방산패도 값의 계산 공식은 아래와 같다. TBARS=흡광도 수치×5.88. 2.5 유리지방산 함량(Free fatty acid contents). 유리지방산 함량은 AOAC 방법을 응용하여 분석하였다. 시료 2g을 300ml의 삼각 플라스크에 넣고 에테르와 에탄올을 1：1 비율로 혼합된 용액 100ml을 삼각 플라스크에 넣는다. Phenolphthalein 2∼3 방울을 시료가 든 삼각 플라스크에 넣은 후 시료가 무색에서 담홍색이 30초간 지속될 때까지 0.1M KOH로 적정하였으며, 유리지방산 함량의 계산 공식은 아래와 같다.. 산가(KOH/g) =. 5.611×A×F 시료의 무게(g). A：0.1M KOH 용액의 적정량 ml F：0.1M KOH 용액의 역가(f=1.002). 2.6 유화물의 제조 및 블랜딩(Manufacture of emulsions and oil blending). 지방 유화물의 제조를 위하여 라면 제조에 사용되는 지방의 1wt% 수준에 해당하는 유화제(대두 레 시틴, 난황 레시틴, 사포닌, Tween 20, 카제이네이트)를 첨가하여 1시간 동안 혼합한 후 이용하였다. 팜유 블랜딩을 위한 팜스테아린과 팜올레인은 American Palm Oil Council(Washington DC, USA)에 서 공급받아 사용하였으며, 70℃에 용해한 후 팜스테아린과 올레인을 각각 100/0, 60/40, 50/50, 40/60 그리고 0/100 비율로 블랜딩한 후 이용하였다.. 714.

(7) 2.7 라면의 제조(manufacture of noodles). 라면은 소맥분과 전분을 증류수와 함께 혼합하여 mixer에서 30분간 반죽을 만든 후, chopper를 이용 하여 0.3mm 사이즈로 압연하면서 면을 제조한 다음 autoclaver에서 100℃로 30분간 증숙하였다. 증 숙된 면은 150℃ 온도의 유지에 1분간 유탕처리한 후 냉각하여 시험에 공시하였으며, biopolymer는 소맥분과 전분 혼합시에 1% 수준으로 첨가하였다.. 3. 결과 및 고찰 3.1 다양한 라면류의 조지방 함량. 현재 시중에서 판매중인 다양한 라면(봉지라면：T1~T5, 용기라면：T6, T7)에 함유된 지방의 특성을 분석하기 위해, 각각의 라면을 시중에서 무작위로 구매하여 조리한 후 면에 함유된 조지방 함량을 측정하였다(<Figure 5>). 조리 후 면에 존재하는 조지방의 함량은 용기라면(T6, T7)이 봉지라면 (T1~T5)에 비해 높게 나타났으며, 봉지라면에 함유된 지방의 함량은 라면의 종류와 제조회사에 따른. 큰 차이를 나타내지 않는 것으로 조사되었다. 용기면이 봉지라면에 비해 면에 존재하는 지방의 함량 이 높게 나타난 이유는 조리방법의 차이에 의한 것으로 판단된다. 봉지라면의 경우 끓는 물에 3분 이상 계속해서 가열하는 데 반해, 용기면의 경우 끓는 물을 부어 3분 이상 두어 면을 익히기 때문에 면에 함유된 지방이 국물로 우러나오는 비율이 봉지면에 비해 낮기 때문인 것으로 판단된다. 라면의 면에 함유된 지방의 함량은 라면의 풍미에 크게 영향을 미칠 뿐만 아니라 생체 내에서 지방의 소화, 흡수율에도 크게 영향을 미칠 수 있다. 국물이 아닌 면만을 섭취한다고 가정하였을 때 용기라면의 경우 지방의 섭취량이 일반 봉지라면에 비해 높을 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 라면은 체내에 서 쉽게 소화되기 때문에 실제로 섭취하게 되는 지방의 함량은 라면의 특성에 영향을 받는 것이 아 니라, 실제 제품에 함유된 지방의 함량과 섭취하게 되는 라면의 양에 크게 영향을 받을 것으로 판단 된다.. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 715.

(8) 25. Crude fat (%). 20. 15. 10. 5. 0. T1. T2. T3. T4. T5. T6. T7. T est items <Figure 5> Crude fat contents in various noodles after cooking T1~T5：bag noodles, T6~T7：bowl noodles. 3.2 다양한 라면류의 지방산 조성. 현재 시중에서 판매중인 다양한 라면(봉지라면：T1~T5, 용기라면：T6, T7)에 함유된 지방의 특성을 분석하기 위하여 각각의 라면을 시중에서 무작위로 구매한 후 조리 전과 조리한 후 면에 함유된 지 방산의 조성을 측정하였다(<Table 3> <Table 4>). 봉지라면의 조리는 전기 라면포트를 이용하여 제 조회사에서 제공하는 조리 예에 따라 동일하게 조리하였으며, 용기라면의 경우에는 100℃ 끓는 물을 이용하여 조리 예에 따라 조리하였다. 시중에 판매중인 다양한 라면에 함유된 지방산의 조성을 분석 한 결과, 모든 제품에 함유된 지방산의 조성이 매우 유사한 것으로 조사되었다. 따라서 현재 주요 회 사에서 라면을 제조하기 위해 사용되는 유지는 모두 유사한 종류를 사용하고 있는 것으로 판단된다. 또한 가열 전후 지방산 조성의 변화가 크지 않는 것으로 보아 식용유지의 관리 및 사용 상태가 매우 양호한 것으로 판단된다. 일반적으로 신선도가 낮은 식용유지는 가열 처리시 지방산의 조성 변화가 심하고 특히 생체 내에서 유리지방산으로 분해되는 정도가 크게 나타날 뿐만 아니라, 생체 내에서 소화 및 흡수가 빠르게 일어날 가능성이 크다. 본 연구 결과 시중에 판매중인 주요 라면의 경우 지 방산의 조성 변화에 따른 지방의 소화 및 흡수는 큰 차이가 나타나지 않을 것으로 판단된다. 즉 라 면을 통한 지방의 섭취는, 라면을 제조하기 위해 사용하는 유지의 종류나 특성에 따른 차이보다는 실제 제품에 함유된 지방의 함량과 소비자가 섭취하는 라면의 양에 크게 영향을 받을 것으로 판단된 다. 선행 연구에 의하면 지방산의 사슬 길이에 따라 지방이 생체 내에서 소화되는 정도는 현격한 차 이를 보이는데, 일반적으로 단쇄지방산과 장쇄지방산이 중쇄지방산에 비해 생체 내에서 소화율이 높 은 경향을 나타내었다.. 716.

(9) <Table 3> Fatty acid composition in various noodles before cooking Fatty acid composition(%). T1. T2. T3. T4. T5. T6. T7. Myristic acid(14：0). 1.08. 1.02. 1.06. 1.08. 1.04. 1.08. 1.07. Palmitic acid(16：0). 43.55. 42.90. 43.59. 43.81. 42.88. 43.63. 43.07. Stearic acid(18：0). 4.39. 4.40. 4.41. 4.40. 4.41. 4.40. 4.52. Oleic acid(18：1). 38.86. 38.98. 39.29. 38.98. 39.18. 39.25. 39.52. Linoleic acid(18：2). 10.75. 11.26. 10.32. 10.39. 11.08. 10.32. 10.39. Linolenic acid(18：3). 0.22. 0.32. 0.19. 0.20. 0.28. 0.19. 0.22. Others(or unknown). 1.15. 1.11. 1.13. 1.13. 1.13. 1.13. 1.20. SFA. 49.01. 48.32. 49.07. 49.29. 48.33. 49.11. 48.66. USFA. 49.84. 50.57. 49.80. 49.58. 50.54. 49.76. 50.14. 1. 1. Test items. SFA：saturated fatty acid, USFA：unsaturated fatty acid, T1~T5：bag noodles, T6~T7：bowl noodles. 팜유의 경우 중쇄지방산의 함량이 높기 때문에 다가불포화 지방산이 많은 어유 등에 비해 지방의 소화율이 낮은 경향을 나타내었다. 그러므로 생체 내에서 지방의 소화를 감소시키기 위해서는 중쇄 지방산의 함량이 높은 유지를 사용하는 것이 바람직 할 것으로 판단된다. 또한 분획방법을 등을 통 해 유지를 블랜딩하여 중쇄지방산의 함량을 높일 경우 지방의 소화를 억제하는 효능이 클 것을 판단 된다. <Table 4> Fatty acid composition in various noodles after cooking Fatty acid composition(%). T2. T3. T4. T5. T6. T7. Myristic acid(14：0). 1.04. 0.98. 1.02. 1.04. 0.99. 1.01. 1.00. Palmitic acid(16：0). 42.52. 41.96. 42.20. 42.60. 41.76. 41.78. 42.36. Stearic acid(18：0). 4.28. 4.30. 2.93. 4.29. 4.29. 4.21. 4.33. Oleic acid(18：1). 38.24. 38.25. 38.52. 37.66. 37.76. 38.14. 39.49. Linoleic acid(18：2). 12.45. 13.02. 12.52. 12.91. 13.63. 13.37. 11.43. Linolenic acid(18：3). 0.33. 0.47. 0.34. 0.37. 0.47. 0.38. 0.28. Others(or unknown). 1.14. 1.02. 2.48. 1.12. 1.11. 1.11. 1.12. SFA. 47.84. 47.24. 46.15. 47.94. 47.04. 47.00. 47.69. USFA. 51.03. 51.73. 51.37. 50.94. 51.86. 51.88. 51.20. 1. 1. Test items T1. SFA：saturated fatty acid, USFA：unsaturated fatty acid, T1~T5：bag noodles, T6~T7：bowl noodles. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 717.

(10) 3.3 다양한 라면류의 지방산화. 현재 시중에서 판매중인 다양한 라면(봉지라면：T1~T5, 용기라면：T6, T7)의 조리 후 지방산화물의 함량을 측정하였다(<Figure 6>). 봉지라면의 조리는 전기 라면포트를 이용하여 제조회사에서 제공하 는 조리 예에 따라 동일하게 조리하였으며, 용기라면의 경우에는 100℃ 끓는 물을 이용하여 조리 예 에 따라 조리하였다. 봉지라면의 경우 회사와 상품의 종류에 상관없이 지방산화물의 함량에 차이를 나타내지 않았다. 그러나 용기라면의 경우 T6에서 높은 지방산화 정도를 나타내었는데, 이러한 이유 는 제조방법이나 유통과정의 차이가 아닌 불포화지방산의 함량이 높은 해산물이 함유된 라면이기 때 문인 것으로 사료된다. 본 연구 결과 현재 우리나라에서 시판중인 라면의 경우 지방산화물의 함량이 낮고 모든 제조회사에서 식용유지의 관리가 일괄적으로 잘 이루어지고 있는 것으로 판단된다. 해산 물의 함량이 높은 라면의 경우 산화에 상대적으로 불안정한 불포화지방산의 함량이 높기 때문에 산 화에 더 취약할 수 있으므로, 이러한 부분은 비타민 E와 같은 천연 항산화제 첨가를 통하여 지방의 산화를 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 일반적으로 지방산화물의 함량은 지방의 분해 및 소화와 상관관계가 높게 나타난다. 따라서 시중에 판매중인 라면의 경우 지방산화물의 생성에 따른 지방의 소화 및 흡수율의 차이는 크지 않을 것으로 판단된다.. 1. <Figure 6> Lipid oxidation value(TBARS) in various noodles after cooking mg MA：mg Malondialdehyde, T1~T5：bag noodles, T6~T7：bowl noodles. 718.

(11) 3.4 제면 조건에 따른 면의 소화. 현재 시중에서 판매중인 다양한 라면이 in vitro 조건에서 소화되는 동안 발생하는 면의 구조적 변화 를 측정하였다(<Figure 7>, <Figure 7-1>). 라면이 in vitro 조건에서 소화되는 동안 일어나는 구조적 인 변화를 40배율의 주사전자현미경(SEM)으로 보았을 때 구강이나 위내에서는 면의 종류나 면의 굵 기에 따른 면의 물리적인 구조 변화가 크게 일어나지는 않는 것으로 나타났다. 그러나 소장에서 소 화된 이후에는 저배율의 현미경으로는 일정한 형태를 확인할 수 없을 만큼 면이 완전히 분해되는 것 을 확인할 수 있었다. 면의 종류에 따른 차이를 보면, 봉지라면(T1, T2)의 경우에는 면의 굵기에 상 관없이 껍질이 벗겨지는 것과 같은 형태로 면이 분해되었고, 용기라면(T3, T4)의 경우에는 면이 갈라 지거나 면의 표면에 다량의 구멍이 생기는 형태로 분해되는 것을 관찰하였다.. T1 mouth step. T2 mouth step. T1 stomach step. T2 stomach step. T1 small intestine step. T2 small intestine step. <Figure 7> Representative scanning electron microscope images in different noodles during in vitro digestion T1：bag noodle thin size, T2：bag noodle thick size, T3：bowl noodle thin size, T4：bowl noodle thick size. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 719.

(12) 본 연구 결과를 종합하면 소장에서는 면의 종류나 특성에 상관없이 완전히 분해되는 것으로 나타 나, 면의 형태나 종류 또는 제조방법이 지방의 소화에 미치는 차이는 크지 않을 것으로 판단된다. 본 주사전자현미경 실험뿐만 아니라 지방의 소화율과 유리지방산 함량 측정 결과 또한 면의 특성에 따 른 차이를 나타내지 않았다. 라면은 생체 내에서 쉽게 분해, 흡수될 수 있으므로 제면하는 방법이나 면의 형태를 변화시키는 과정을 통하여 면에 함유된 지방의 소화 및 흡수를 억제시키는 것은 쉽지 않을 것으로 판단된다. 따라서 지방의 생체 내 소화를 억제시키기 위해서는 제면하는 방법에 따른 차이보다는 지방을 억제시킬 수 있는 다른 재료를 추가로 사용하는 것이 나을 것으로 판단된다.. T3 mouth step. T4 mouth step. T3 stomach step. T4 stomach step. T3 small intestine step. T4 small intestine step. <Figure 7-1> Representative scanning electron microscope images in different noodles during in vitro digestion T1：bag noodle thin size, T2：bag noodle thick size, T3：bowl noodle thin size, T4：bowl noodle thick size. 720.

(13) 3.5 In vitro 소화에서 유화제의 종류에 따른 지방의 산화. 라면 제조 시에 다양한 형태의 유화제를 첨가한 후 in vitro 소화시키면서 유화제의 종류가 지방의 산화에 미치는 효능을 측정하였다(<Figure 8>). 모든 처리구에서 지방산화물의 함량은 구강과 위에서 는 차이를 나타내지 않았으나 소장에서 그 함량이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한 구강과 위 에서는 유화제의 종류에 따라 지방산화물의 생성에 큰 차이가 나타나지 않았다. 그러나 소장에서는 레시틴을 첨가한 처리구(T1, T2)가 다른 유화제를 처리구에 비해 지방산화물의 함량이 높은 것으로 나타났다. 이러한 이유는 유화제의 종류에 따라 유화물에 함유된 지방구의 사이즈가 달라질 수 있고, 지방구 사이즈의 차이는 지방의 산화뿐만 아니라 소화 및 흡수에도 영향을 줄 수 있기 때문으로 판 단된다. 특히 레시틴을 이용하여 유화물을 제조 시에는 다른 유화제에 비해 유화안정성이 높고 유화 물의 사이즈가 감소하게 되는데(Hur 등, 2009), 유화물에 함유된 지방구는 사이즈가 줄어들수록 지방 분해 효소와 담즙산이 작용할 수 있는 면적비가 늘어나기 때문에 지방의 분해가 증가하게 된다. 난 황 레시틴과 같은 유화제를 사용할 경우 높은 유화력으로 인하여 지방구의 사이즈를 줄여줄 수 있기 때문에 유화안정성이 높아지게 되지만, 지방의 사이즈가 감소함으로 인해 지방의 소화를 촉진시키는 작용을 할 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험 결과를 종합해보면, 라면 제조 시에 유화제를 첨가하면 지방의 안정성과 제품의 품질을 향상시킬 수 있지만 지방의 소화가 촉진될 수 있으며, 유화제를 사용하지 않을 경우 지방의 소화는 감소시킬 수 있으나 유화물의 안정성은 감소할 것으로 판단된다. 그러므로 유화안정성을 높이면서 지방의 분해를 억제시킬 수 있는 최적의 유화제를 개발하거나, 지방구의 안정성을 높일 수 있는 다 양한 유화제의 배합 기술에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 예컨대 레시틴과 Tween 20 을 혼합하여 사용할 경우 레시틴은 작은 사이즈의 지방구를 안정화시키는 데 작용하며, Tween 20은 큰 사이즈의 지방구를 안정화시킴으로써 담즙산에 의한 지방의 유화를 감소시킬 수 있을 것으로 판 단된다. 또한 난분해성 단백질 베이스의 유화제를 사용할 경우 유화력의 증진과 함께 지방구의 분해 도 억제하는 효능을 가질 수 있을 것으로 판단된다.. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 721.

(14) 2.0. mg MA/g sample. 1.5. 1.0. 0.5. 0.0. T1. T2. T3. T4. T5. T4. T5. T4. T5. Treatme nts. 2.0. mg MA/g sample. 1.5. 1.0. 0.5. 0.0. T1. T2. T3. Treatme nts. 30. mg MA/g sample. 25 20 15 10 5 0. T1. T2. T3. Tre atments. <Figure 8> Lipid oxidation value(TBARS) in noodle lipids stabilized by different emulsifiers during in vitro digestion T1：soybean lecithin, T2：yolk lecithin, T3：saponin, T4：Tween 20, T5：caseinate, mg MA：mg Malondialdehyde. 3.6 In vitro 소화에서 유화제 종류에 따른 유리지방산의 함량. 라면 제조 시에 다양한 형태의 유화제를 첨가한 후 in vitro 소화시키면서 유화제의 종류가 유리지방 산 함량에 미치는 효능을 측정하였다(<Figure 9>). 본 실험 결과 레시틴을 첨가한 처리구(T1, T2)가 다른 유화제를 처리한 구에 비해 유리지방산의 함량이 높은 것으로 나타났으며, Tween 20을 첨가한 처리구가 가장 낮은 유리지방산 함량을 나타내었다. 레시틴 처리구 간에는 대두 레시틴에 비해 난황 레시틴을 첨가한 처리구가 높은 유리지방산 함량을 나타내었는데, 이러한 이유는 실험에 사용한 난 황 레시틴이 대두 레시틴에 비해 순도가 높고 유화력이 높기 때문인 것으로 사료된다. 유리지방산의 생성은 지방이 생체 내에서 소화되는 정도와 매우 밀접한 관련이 있다. 지방의 소화율이 높을수록 생성되는 유리지방산의 함량 또한 비례하여 증가하게 되는데, 본 연구에서 유리지방산의 함량 변화 722.

(15) 는 지방산화물의 함량 변화와 유사한 결과를 나타내었다.. 4.0. mg/g sample. 3.0. 2.0. 1.0. 0.0. T1. T2. T3. T4. T5. T4. T5. T4. T5. Treatments. 4.0. mg/ g sample. 3.0. 2.0. 1.0. 0.0. T1. T2. T3. Treatments. 120 100. mg/g sample. 80 60 40 20 0. T1. T2. T3. Treatments. <Figure 9> Free fatty acid contents in noodle lipids stabilized by different emulsifiers during in vitro digestion T1：soybean lecithin, T2：yolk lecithin, T3：saponin, T4：Tween 20, T5：caseinate. 3.7 In vitro 소화에서 유화제 종류에 따른 지방의 구조적 변화. 라면 제조 시에 다양한 형태의 유화제 첨가가 in vitro 소화되는 동안, 지방구의 구조적 변화에 미치 는 효능을 <Figure 10>에 나타내었다. 다음의 그림에서 초록색은 라면의 면에 존재하는 지방이며, 검 은색의 배경은 면과 물을 나타낸다. 라면이 in vitro 조건하에서 소화되는 동안 구강에서의 지방구 형 태를 보면 면 위에서 비교적 둥근 지방구의 형태를 유지하면서 다량 존재하는 것으로 나타났다. 그 러나 위에서 소화 이후 지방구는 작은 사이즈로 분해되어 라면의 면에 넓게 분포되는 것으로 나타났. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 723.

(16) 는데, 이러한 이유는 위 소화액과의 혼합을 통해 지방구가 더 안정한 형태의 유화물로 전환되었기 때문인 것으로 판단된다. 소장에서의 소화에 의해 라면의 면은 대부분 분해되어 200배 배율에서 식 별이 어려운 것으로 나타났으며, 면에 존재하던 지방은 면의 분해와 함께 대부분 유리되어 분해되거 나 작은 지방구의 형태로 일부 존재하는 것으로 나타났다. 유화제의 첨가에 따른 지방구의 분해 정 도는 유리지방산 함량과 동일한 경향을 나타내었다. 즉 레시틴을 사용한 처리구에서 지방의 분해 또 는 소화율이 높은 것으로 나타났으며, Tween 20을 사용한 처리구에서 가장 낮은 지방소화 정도를 나타내었다. 레시틴의 경우 지방구의 사이즈를 감소시키는 효능이 매우 높아 유화물의 안정성을 높 일 수 있으나, 지방의 소화가 촉진되는 결과를 가져온다. Tween 20의 경우 지방구의 사이즈를 감소 시키는 효능은 레시틴에 비해 낮지만 유화안정성이 높아 지방의 소화를 감소시키는 장점은 있으나, 유해성으로 인해 사용이 일부 제한적이라는 단점이 있다. 라면에 존재하는 지방은 면에 함유되어 있기 때문에 면이 소장에서 분해되지 않고 존재할 경우 지방도 또한 소화, 흡수되지 않은 상태로 존재할 수 있으나, 본 연구에서는 in vitro 소화 이후 면이 소장에서 대부분 소화가 이루어지기 때문에 면의 소화억제를 통한 지방의 소화억제 효능은 크지 않 을 것으로 판단된다. 그러나 면의 분해를 억제할 수 있는 biopolymer를 이용하여 면을 제조하여 면의 생체 내 분해를 억제할 경우 면에 함유된 지방의 소화도 억제시킬 수 있을 것이다. 따라서 지방뿐만 아니라 면의 소화를 억제시킬 수 있는 연구가 필요할 것으로 판단된다.. 724. T1 mouth step. T1 stomach step. T1 small intestine step. T2 mouth step. T2 stomach step. T2 small intestine step. T3 mouth step. T3 stomach step. T3 small intestine step.

(17) T4 mouth step. T4 stomach step. T4 small intestine step. T5 mouth step. T5 stomach step. T5 small intestine step. <Figure 10> Representative confocal microscope images in noodle lipids stabilized by different emulsifiers during in vitro digestion T1：soybean lecithin, T2：yolk lecithin, T3：saponin, T4：Tween 20, T5：caseinate, Green color：lipid droplets, Black background：noodle and others. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 725.

(18) 3.8 In vitro 소화에서 블랜딩 방법에 따른 지방산화물의 함량. 다양한 형태로 블랜딩한 팜유로 제조한 라면류가 in vitro 소화되는 동안 지방산화에 미치는 효능을 <Figure 11>에 나타내었다. 팜스테아린과 팜올레인을 각각 100/0, 60/40, 50/50, 40/60 그리고 0/100. 비율로 블랜딩한 이후 in vitro 소화시켰을 때 구강과 위에서는 블랜딩에 따른 지방산화물의 함량에 는 차이를 나타내지 않았다. 그러나 소장에서 in vitro 소화 이후에는 올레인 함량이 높을수록 지방산 화물의 함량이 증가하는 것으로 나타났다.. 4.0. mg MA/g sample. 3.0. 2.0. 1.0. 0.0. T1. T2. T3. T4. T5. T4. T5. T4. T5. Treatments. 4.0. mg MA/g sample. 3.0. 2.0. 1.0. 0.0. T1. T2. T3. Treatments. 50. mg MA/g sample. 40. 30. 20. 10. 0. T1. T2. T3. Treatments. <Figure 11> Lipid oxidation value(TBARS) in noodle lipids by different blending during in vitro digestion T1：palm stearin 100, T2：palm stearin 60/palm olein 40, T3：palm stearin 50/palm olein 50, T4：palm stearin 40/palm olein 60, T5：palm olein 100, mg MA：mg Malondialdehyde. 726.

(19) 3.9 In vitro 소화에서 블랜딩 방법에 따른 유리지방산 함량. 다양한 형태로 블랜딩한 팜유로 제조한 라면류가 in vitro 소화되는 동안 유리지방산 함량에 미치는 효능을 <Figure 12>에 나타내었다. 팜스테아린과 팜올레인을 각각 100/0, 60/40, 50/50, 40/60 그리고 0/100 비율로 블랜딩한 이후 in vitro 소화시켰을 때 구강과 위에서는 블랜딩에 따른 유리지방산 함. 량에는 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 그러나 소장에서 in vitro 소화 이후에는 팜올레인 함량이 높 을수록 유리지방산의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 유리지방산의 함량은 지방의 소화율과 높은 상관관계를 가지는데, 팜올레인 함량이 높을수록 지방의 소화율이 높은 것으로 나타났다. 지방산의 종류에 따라 지방의 소화율이 차이가 발생하는 정확한 기작은 정확히 밝혀지지 않고 있지만, 몇 가 지 가설로 해석할 수 있다. 생체 내에서 지방을 분해하는 효소는 자연계 내에 널리 존재하는 지방의 구조를 분해하는 데 적절한 구조를 가지고 있다. 그렇기 때문에 지방산의 구조가 자연계 내에서 존 재하는 형태와 상이할 경우 소화 및 흡수율이 감소할 수 있다. 지방산의 구조를 변화시켜 개발된 Olestra는 일반적인 중성지방과 달리 글리세롤에 결합된 지방산이 세 개가 아니라 6~8개의 지방산이. 하나의 글리세롤에 결합되어 있기 때문에 소장 내에서 소화 및 흡수가 감소하게 된다. 이와 유사하 게 블랜딩을 통해 팜유의 지방산 조성을 변화시킬 경우 지방분해 효소의 효율을 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다. 또한 블랜딩을 통해 포화지방산이 증가함으로써 지방구의 경도와 응집력이 높아져 지방구의 사이즈가 증가하게 된다. 이러한 지방구의 응집과 사이즈의 증가는 지방분해 효소가 지방 에 작용할 수 있는 면적비를 감소시키고, 지방구가 소화액과 혼합하는 유화력을 감소시켜 지방의 분 해를 억제시킬 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 in vitro 소화실험이 in vivo 실험과 반드시 일치하 지 않을 가능성도 존재한다. 일반적으로 생체 내에서는 섭취한 지방의 함량이 증가하거나 지방의 소 화가 지연될 경우 지방분해 효소나 담즙산의 분비가 이에 비례해서 증가하게 됨으로써 지방의 분해 를 촉진하게 된다. 그러나 in vitro 실험의 경우 소화효소와 담즙산의 함량이 동일하기 때문에 지방의 분해가 지연됨으로써 발생하는 소화효소의 추가적인 분비작용을 기대할 수 없다. 이러한 이유 때문 에 in vitro 실험과 in vivo 실험 결과에 차이가 발생할 가능성도 존재한다. 따라서 향후 이러한 부분 에 더 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 727.

(20) 20. mg/g sample. 15. 10. 5. 0. T1. T2. T3. T4. T5. T4. T5. T4. T5. Treatments. 30. mg/g sample. 24. 18. 12. 6. 0. T1. T2. T3. Treatments. 200. mg/g sample. 150. 100. 50. 0. T1. T2. T3. Treatments. <Figure 12> Free fatty acid contents in noodle lipids by different blending during in vitro digestion T1：palm stearin 100, T2：palm stearin 60/palm olein 40, T3：palm stearin 50/palm olein 50, T4：palm stearin 40/palm olein 60, T5：palm olein 100. 3.10 In vitro 소화에서 블랜딩 방법에 따른 지방의 구조 변화. 다양한 형태로 블랜딩한 팜유로 제조한 라면류가 in vitro 조건에서 소화되는 동안 지방의 구조적 변 화를 <Figure 13>에 나타내었다. 팜스테아린과 팜올레인을 각각 100/0, 60/40, 50/50, 40/60 그리고 0/100 비율로 블랜딩한 이후 in vitro 소화시켰을 때 면에 존재하는 지방구의 형태를 보면 팜스테아. 린 함량이 높을수록 지방구의 응집 현상이 심하고, 지방구의 사이즈도 큰 것으로 나타났다. 그러나 팜올레인의 함량이 증가할수록 지방구의 사이즈가 감소하고 지방의 소화율도 높은 것으로 나타났다.. 728.

(21) T1 mouth step. T1 stomach step. T1 stomach step. T2 mouth step. T2 stomach step. T2 stomach step. T3 mouth step. T3 stomach step. T3 stomach step. T4 mouth step. T4 stomach step. T4 stomach step. T5 mouth step. T5 stomach step. T5 stomach step. <Figure 13> Representative confocal microscope images in noodle lipids by different blending during in vitro digestion T1：palm stearin 100, T2：palm stearin 60/palm olein 40, T3：palm stearin 50/palm olein 50, T4：palm stearin 40/palm olein 60, T5：palm olein 100, Green color：lipid droplets, Black background：noodle and others. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 729.

(22) 3.11 In vitro 소화에서 biopolymer에 의한 지방의 소화율. 난분해성 음이온 biopolymer와 양이온 biopolymer를 1% 수준으로 첨가하여 면을 제조한 후 dialysis 시스템을 이용하여 in vitro 소화시키면서 지방의 소화율을 측정하였다(<Figure 14>). 지방의 소화율 은 in vitro 소화시에 dialysis tube를 통과하는 지방의 함량으로 측정하였는데, 구강에서는 지방의 흡 수율이 1~3% 수준으로 매우 낮았으며, biopolymer 첨가에 따른 흡수율의 차이가 나타나지 않았다. 위에서의 소화 역시 biopolymer 첨가에 의한 지방소화율의 차이가 나타나지 않았으나, 소장에서의 소 화 이후에는 biopolymer의 첨가에 의해 지방의 소화, 흡수율이 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 난 분해성 biopolymer가 지방의 소화를 억제시키는 원리는 몇 가지로 요약할 수 있다. 첫 번째는 biopolymer의 양이온이 담즙산의 음이온 부분과 결합함으로써 담즙산의 활성을 감소시키고, 지방구. 마이셀이 장내 벽으로 이동하는 속도를 감소시킴으로써 지방의 소화를 억제시키는 것으로 판단된다. 또한 전하를 가진 biopolymer가 지방과 결합하여 지방구를 응집시키는 작용을 함으로써 지방분해 효 소가 지방에 작용할 수 있는 면적비가 감소하고 면과 지방구의 점착성이 증가하기 때문에 지방의 분 해가 감소될 수 있을 것이다. 본 실험에서 음이온 biopolymer와 양이온 biopolymer 간의 지방 소화율을 비교했을 때 양이온 biopolymer가 음이온 biopolymer에 비해 지방 소화를 억제하는 효능이 큰 것으로 나타났다. 이러한. 이유는 biopolymer의 양이온 부분이 지방과 담즙산의 음이온 부분과 정전기적 결합을 더 많이한 결 과로 판단된다. 그러나 biopolymer의 전하는 생체 내 pH 변화 또는 소화액에 함유된 나트륨이나 섭 취한 음식물의 pH에 따라 변할 수 있기 때문에 biopolymer의 지방 소화 억제 효능을 극대화시키기 위해서는 다양한 외부 요인에 맞는 적합한 조절이 필요할 것으로 판단된다. 또한 biopolymer의 함량 이 과도하게 높거나 낮을 경우 지방이나 담즙산과 결합하는 비율이 감소할 수 있으므로, 지방 소화 를 억제시킬 수 있는 최적의 첨가량을 설정하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.. 730.

(23) 100. Digestibility (%). 80. 60. 40. 20. 0. 1. 2. 3. Treatments. 100. Digestibility (%). 80. 60. 40. 20. 0. T1. T2. T3. Treatments. 100. Digestibility (%). 80. 60. 40. 20. 0. T1. T2. T3. Treatments. <Figure 14> Lipid digestibility in noodles using different biopolymer during in vitro digestion T1：non biopolymer, T2：anionic biopolymer, T3：cationic biopolymer. 4. 요. 약. • In vitro 소화 조건에서 라면에 함유된 지방은 위 내에서 유화물의 상태가 된 후 소장에서 면과. 함께 완전히 분해되는 것으로 나타났다. • 난황 레시틴을 유화제로 사용하였을 때 지방의 분해 또는 소화율이 높게 나타났다. • Tween 20을 유화제로 사용하였을 때 지방의 분해 또는 소화율이 가장 낮게 나타났다. • 팜스테아린과 팜올레인을 블랜딩하였을 때 팜스테아린의 함유량이 높을수록 유리지방산의 함량과. 지방의 소화율이 감소하는 것으로 나타났다. • 난분해성 biopolymer를 첨가하여 면을 제조했을 때 소장에서의 in vitro 소화 이후에 biopolymer의. 면류 식품에 함유된 지방의 생체 내 소화, 흡수를 억제시키는 유화물의 개발 및 억제기작 연구. 731.

(24) 첨가에 의한 지방의 소화율이 감소하는 것으로 나타났다. • 음이온 biopolymer와 양이온 biopolymer 간의 지방 소화율을 비교했을 때 양이온 biopolymer가. 음이온 biopolymer에 비해 지방의 소화를 억제하는 효능이 큰 것으로 나타났다. • 지방의 in vitro 소화 정도는 실험을 위해 첨가되는 유화제의 함량, 유화제의 순도, 유화물의 제조. 방법 또는 지방의 종류와 지방의 함량에 따라 차이가 발생할 수 있으며, 라면을 제조하는 공정에 사용되는 유지의 상태에 따라 결과가 상이할 수 있으므로 향후 정확한 제품의 공정에 맞는 추가 연구가 반드시 필요할 것으로 판단된다. • 또한 in vitro 소화 실험의 결과가 in vivo 실험 결과와 일치하지 않을 가능성이 존재하므로, 지방. 억제 효능을 검증해줄 in vivo 실험 또한 추가되어야 할 것으로 판단된다.. 참고문헌 1) AOAC, Official Methods of Analysis, 15th Ed., Washington, DC., Association of Official Analytical Chemists, 1990. 2) Buege, A. J., Aust, S. D., “Microsomal lipid peroxidation”, Methods Enzymology, 52, 1978, pp. 302-310. 3) Folch, J., Lees, M., Sloan-Stanley, G. H., “A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissue”, Journal of Biological Chemistry, 226, 1957, pp. 479-507. 4) Hur, S. J., Decker, E. A., McClements, D. J., “Influence of initial emulsifier type on microstructural changes occuring in emulsified lipids during in vitro digestion”, Food Chemistry, 114, 2009, pp. 253-262. 5) Hur, S. J., Ye, B. W., Lee, J. L., Ha, Y. L., Park, G. B., Joo, S. T., “Effect of conjugated linoleic acid on color and lipid oxidation of beef patties during cold storage”, Meat Science, 66, 2004, pp. 771-775. 6) Versantvoort, C. H. M., Oomen, A. G., Van de Kamp, E., Rompelberg, C. J. M., Sips, A., “Applicability of an in vitro digestion model in assessing the bioaccessibility of mycotoxins from food”, Food and Chemical Toxicology, 43, 2005, pp. 31-40.. 732.

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