가열처리에 의한 케일 녹즙의 영양기능성분 및 항암 효과의 변화

303 책임저자：박건영, 󰂕 609-735, 부산시 금정구 장전동 산 30

부산대학교 식품영양학과

Tel: 051-510-2839, Fax: 051-514-3138 E-mail: [email protected]

접수일：2007년 10월 26일, 게재승인일：2007년 11월 29일

Correspondence to：Kun-Young Park

Department of Food Science and Nutrition, Pusan National University, San 30, Jangjeon-dong, Geumjeong-gu, Busan 609-735, Korea Tel: +82-51-510-2839, Fax: +82-51-514-3138

E-mail: [email protected]

가열처리에 의한 케일 녹즙의 영양기능성분 및

in Vitro

1부산대학교 식품영양학과, ²풀무원 R&D센터

박순선¹ㆍ김보경¹ㆍ김태석²ㆍ여익현²ㆍ박건영¹

Cooking Process Decreased Nutaceutical Contents and in Vitro Anticancer Effects in Kale Juices

Soon-Sun Bak¹, Boh-Kyung Kim¹, Tae-Seok Kim², Ik-Hyun Yeo² and Kun-Young Park¹

1Department of Food Science and Nutrition, Pusan National University, Busan 609-735,

2Pulmuone R&D Center, Seoul 120-600, Korea

Changes of major nutraceutical contents and in vitro anticancer effects of kale juices with cooking process were evaluated. Cooked kale juice was prepared with heat in boiling water at 100^oC for 5min, 10 min and 20 min, respectively. The contents of carotenoids, chlorophylls and vitamin C of raw kale juice were higher than those in cooked kale juices. Though the levels of carotenoids were relatively stable, the contents of chlorophylls and vitamin C significantly decreased by the cooking treatment on a time-dependent manner (p＜0.05). Lactobacillus sp. was only alive at raw kale juice. The kale juice inhibited the survival of AGS human gastric adenocarcinoma cells in MTT assay and growth inhibition test. The juice of raw kale showed higher inhibitory effect (77%) than those of the 5min (44%), 10min (39%) and 20 min (44%) cooked kale juices at 200μl/ml. The raw kale juice exhibited stronger antiproliferative effect than those of the cooked kale juices against the cancer cells. The raw kale juice induced apoptosis in the AGS cells was associated with the decreased mRNA expression of the anti-apoptotic Bcl-2 and increased the expression of Bax. (Cancer Prev Res 12, 303-309, 2007) Key Words: Kale juice, Cooking process, Nutraceuticals, Anticancer

서 론

최근 현대 의학의 발달로 수명이 길어지면서 사람들은 자신의 삶을 보다 만족할 수 있는 방향을 찾기 위해서 웰빙(Well being)에 대한 관심이 급격히 높아지고 있다.

그 중의 한 방편으로 규칙적이지 못한 식생활을 보충시 킬 수 있는 녹즙(채소즙), 생식과 같은 식품에 대한 관심 이 높아지고 있으며 영양학적 잠재가치 혹은 질병예방 효과를 가진 자연적인 음식물로 인식되고 있다.¹⁾ 녹즙은

가열하지 않은 신선한 생야채를 마쇄하여 흡수하기 쉽 도록 제조된 즙으로 카로티노이드와 비타민, 무기질²⁾을 비롯하여 flavonoids 등의 phytochemical을 풍부하게 포함 하고 있다.^3,4) 녹즙의 주재료로는 케일, 신선초(명일엽), 샐러리, 돌미나리, 당근, 토마토, 오이, 사과 등의 녹황색 채소 및 과일이 널리 사용되고 있다.

녹황색 야채에는 비타민 C, 비타민 E 등의 비타민류와 카로티노이드, 클로로필 등의 phytochemical, Se, Mn, Zn, Cu 등의 미량원소와 각종의 phenol류 등이 다량 함유되 어져 있다고 알려져 있다.^5∼8) 십자화과 채소인 케일은

소아시아로부터 유래하여 현재 전세계에 폭 넓게 재배 되고 있는 식물로 다량의 엽록소와 비타민과 무기질을 함유하고 있어 영양학적 가치가 높다. 뿐만 아니라 케일 은 돌연변이 유발 억제 효과⁹⁾와 발암성 원인 물질의 생 성을 억제¹⁰⁾하는 등 녹즙의 대표적인 기능성 식물 원료 로 사용되고 있다.

그 동안의 녹즙 연구로는 각 채소들의 비타민 함량 등 영양소 함량에 대한 연구,²⁾ in vitro 상에서 세포 돌연변이 유발억제효과,^11,12) DNA손상 보호효과,¹³⁾ 암세포 성장 저 해 효과¹⁴⁾ 및 아질산염 소거능¹⁰⁾ 등이 보고되고 있다. 동 물실험 연구 결과로 케일 녹즙 섭취 후 혈청 지질개선 효과 연구, 사염화탄소 투여 흰쥐의 GOT, GPT 수치 감 소효과 등이 보고되어 있으며¹⁵⁾ 또한 흡연자의 녹즙 섭 취에 따른 지질개선 효과가 확인되었다.¹⁶⁾ 그러나 녹즙 은 제조과정에서 식물세포벽이 파괴되어 조직 내에서 상호 보호 작용을 하고 있던 각종 성분이 세포조직 외부 로 노출 되어, 그 결과 공기 중의 산소와 접촉으로 식물 자체 내에서 보다 잘 변할 가능성이 있다.¹⁾ 특히 시판 녹즙은 변패방지와 영양소의 파괴를 최소화하기 위해 냉장(4^oC) 유통 과정을 거쳐야하는 등의 까다로움이 있 다. 그럼에도 불구하고 생녹즙은 효소, 유산균, 비타민, 식물화합물들이 자연 그대로 흡수될 수 있다는 장점으 로 인해 그 소비가 증가되는 추세이다. 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 열처리 제품은 살균처리로 인하여 영양 소의 파괴 뿐 아니라 건강기능성에도 차이가 있으리라 고 추정된다.

이에 본 연구에서는 케일 생녹즙의 살균(열처리) 시간 에 따른 영양성분과 기능적 특성 변화에 대해 알아보고 자 하였다. 케일 녹즙의 영양성분 중 carotenoids, chloro- phylls, 비타민 C, 유산균 양을 비교하였으며, in vitro 항암 기능성을 알아보고자 AGS 인체 위암세포를 이용하여 MTT assay, growth inhibition, 및 apoptosis 관련유전자 발현 을 보기 위해 RT-PCR을 수행하였다.

재료 및 방법

1. 재료 및 열처리 방법

케일 녹즙은 P회사로부터 제품을 제공받아 사용하였으 며, 제품을 멸균유리병에 옮겨 닮은 후 100^oC에서 5분, 10분, 20분간 열처리(중탕) 하였다. In vitro 실험을 위해서 는 준비된 각각의 시료를 0.20 nm filter (Sartorius Minisart, UK & Ireland)로 여과하여 실험에 이용하였다.

2. 영양성분 측정

1) Carotenoids: 녹즙 20 ml을 100 ml acetone으로 추 출하여 흡입 여과한 다음 60% KOH로 24시간 검화시킨 후 petroleum ether (PE)로 재추출 하였다. 총 carotenoids의 정량은 PE 중에서의 가시부 흡수 spectrum의 λmax의 흡 광도에 의하여 McBeth법¹⁷⁾에 따라 계산하였다. 녹즙의 lutein, β-carotene의 함량을 분석하기 위하여 표준물질은 Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다.

PE로 정량한 시료액을 다시 분액깔대기에 넣고 중성이 될때까지 증류수로 세정한 뒤, 무수 황산나트륨으로 탈 수하고 감압 농축기로 1∼2 ml 남을 때까지 농축한 후에 질소가스 처리로 용매를 제거하였다. 0.01% BHT 함유 클로로포름으로 2 ml로 정용한 다음 메탄올로 적당히 희 석하여 HPLC (High Performance Liquid Chromatography, USA, AGILENT 1100series)로 분석하였으며, Injection은 AUTO로 10μl하였다. 이동상으로는 methanol：chloroform (96：4)을, column (온도: 35^oC)은 C-8 (150×4.6 mm, 5 um) 을 사용하였다.¹⁸⁾

2) Chlorophyll류:　녹즙 2 g을 취하여 Mckinney법¹⁹⁾에 따라 85% acetone 10 ml을 가하여 마쇄하고 20분간 교반 한 후 여과하여 잔사를 85% acetone으로 세척하고 여액 에 85% acetone을 가하여 50 ml로 정용하고 잘 혼합한 후 냉암소에 방치하였다. 방치한 추출액을 상온으로 한 후에 Smith 및 Beniltez법²⁰⁾으로 정제하였다. 즉 추출한 원 액 중에서 5 ml를 취하여 30 ml의 diethyl ether와 10 ml의 물을 가하고 진탕하여 안토시안 등을 함유한 물층을 제 거한 뒤에 다시 60 ml의 물을 넣은 분획여두에 diethyl- ether용액으로 세척 후 정제하였다. 그 후 무수 Na2SO4로 탈수하고 유리여과기로 여과 후 diethylether로 정용하여 660 nm, 642.5 nm에서 흡광도(25^oC)를 측정하고 클로로 필의 농도를 다음의 정량식으로 계산하였다.

총클로로필(μg/ml)=

7.12OD (660 nm)+16.8OD (642.5 nm) 클로로필 a (μg/ml)=

9.93OD (660 nm)󰠏0.777OD (642.5 nm) 클로로필 b (μg/ml)=

17.6OD (660 nm)󰠏2.81OD (642.5 nm)

3) 비타민 C: 녹즙 1 ml에 증류수 5 ml를 가하여 5분간 초음파로 처리하여 추출한 액을 여과하고, 잔류물에 다 시 증류수 5 ml를 가하여 같은 조작을 3회 반복하였다.

추출한 액을 모두 합하여 추출액의 전량을 20 ml로 한 것을 여과지로 여과하였다. 다시 HPLC용 여과지로 여과 하여 HPLC 분석용 시료로 사용하였으며, 같은 조작을

Table 1. Sequences of primer used for RT-PCR

Gene name Sequence

Bax

Sence 5'-ATG-GAC-GGG-TCC-GGG-GAG-3' Antisence 5'-TGG-AAG-AAG-ATG-GGC-TGA-3' Bcl-2

Sence 5'-CAG-CTG-CAC-CTG-ACG-3' Antisence 5'-GCT-GGG-TAG-GTG-CAT-3' GAPDH

Sence 5'-CGG-AGT-CAA-CGG-ATT-TGG-TCG-TAT-3' Antisence 5'-AGC-CTT-CTC-CAT-GGT-GGT-GAA-GAC-3' 3회 반복하여 측정수치의 평균을 취하였다. 시료 중 존

재할 가능성이 있는 산화형인 dehydroascorbic acid (DAA) 의 분석을 위해 시료를 10mM dithiothreitol (DTT)로 환원 처리 후 측정한 것을 산화형과 환원형의 총 ascorbic acid (AA)의 양으로 계산하였다.²¹⁾

4) 유산균 및 총균의 측정: Leuconostoc속과 Lactobacillus속 유산균 및 총균수 측정은 평판계수법(plate count tech- nique)을 이용하여 측정하였다.²²⁾ Leuconostoc sp.는 Leuconostoc 선택배지로 phenylethyl alcohol과 sucrose를 첨가한 phenyl- ethyl alcohol sucrose agar medium (PES medium)를 사용하여 20^oC에서 5일간 평판 배양하였다. Lactobacillus sp.는 Lacto- bacillus selective medium (LBS medium)에 Pediococcus의 생육 을 억제하기 위하여 acetic acid와 sodium acetate를 첨가한 modified LBS agar medium (m-LBS medium)을 사용하였으 며, 총균은 시료를 희석하고 plate count agar에 도말한 후 30^oC에서 48시간 배양한 다음 나타난 colony를 계수하였다.

3. In vitro 항암실험

1) 암세포 배양: 인체 위암세포(AGS human gastric adeno- carcinoma cell)는 한국 세포주 은행(서울의대)으로부터 분 양받아 배양하면서 실험에 사용하였다. 암세포는 100 units/ml의 penicilin-streptomycin (GIBCO, USA)과 10%의 Fetal bovine serum (FBS)이 함유된 RPMI 1640배지를 사용 하여 37^oC, 5% CO2 incubator(Forma, model 311 S/N29035, USA)에서 배양하였다. 배양된 각각의 암세포는 일주일 에 2∼3회 refeeding하고 6∼7일 만에 PBS로 세척한 후 0.05% trypsin-0.02% EDTA로 부착된 세포를 분리하여 원 심분리한 후 집적된 암세포에 배지를 넣고 피펫으로 암 세포가 골고루 분산되도록 잘 혼합하여 75 ml cell culture flask에 10 ml씩 일정 수 분할하여 주입하고 6∼7일 마다 계대 배양하면서 실험에 사용하였다.

2) 3-(4,5-dimethy lthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl- tetrazolium bromide(MTT) Assay: 배양된 암세포는 96 well plate에 well당 1×10⁴ ml가 되게 180μl씩 분주하고 녹 즙을 적당한 농도로 희석한 후 20μl 첨가하여 37^oC, 5%

CO2 배양기에서 72시간 배양하였다. 여기에 인산생리식 염수에 5 mg/ml의 농도로 제조한 MTT용액 20μl를 첨가 하여 동 배양조건에서 4시간 더 배양하였다. 상등액을 제거 하고 각 well 당 DMSO 150μl를 가하여 30분간 교반 한 후 ELISA reader로 540 nm에서 흡광도를 측정하였 다.^23,24)

3) Hematocytometer를 이용한 세포 성장률의 측정:

세포배양용 6 well plate를 이용하여 1×10⁵개/ml의 농도로 AGS 세포를 분주하고 24시간 동안 안정화시킨 후, 시료

를 48시간동안 처리하였다. 준비된 세포를 phosphate buffered saline PBS) 용액으로 수세한 후, trypan blue로 염 색하였다. 이를 hematocytometer에 옮긴 후 위상차 현미 경(×200) 하에서 살아있는 세포의 수를 측정하였다.²⁵⁾ 4) Reverse transcription-polymerase chain reac-

tion, RT-PCR 분석: 동일한 조건에서 준비된 암세포를

대상으로 RNAzol B를 이용하여 total RNA를 분리하였다.

분리된 RNA를 정량한 후, oligo dT primer와 AMV reverse transcriptase를 이용하여 2μg의 RNA에서 ss cDNA를 합성 하였다. 이 cDNA를 template로 사용하여 Bax, Bcl-2 유전 자를 polymerase chain reaction (PCR) 방법으로 증폭하였다 (Table 1). 이때 housekeeping 유전자인 glyceraldehyde--pho- sphate dehydrogenase GAPDH) 유전자를 포함하여 internal control로 사용하였다. 각 PCR 산물들을 1% agarose gel을 이용하여 전기영동하고 ethidium bromide EtBr, Sigma, USA)를 이용하여 염색한 후 UV 하에서 확인하였다.

4. 통계분석

대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 자료로부터 ANOVA 를 구한 후 Duncan's multiple range test를 이용하여 통계분 석하였다.

결과 및 고찰

1. 영양기능성분의 함량 변화

케일 녹즙내의 영양성분으로 carotenoids, chlorophylls, 비타민 C 함량과 총균 및 유산균 수를 측정하였다. P회 사의 녹즙은 착즙 후 바로 냉장(4^oC) 배송하므로 영양소 의 파괴를 최소로 줄이고자 하였으나, 연구실에서 착즙 후 바로 실험에 이용하였을 때와는 영양소 함량에 다소 의 차이를 보였다(결과 제시 안함).

1) Carotenoids: 가열처리에 따른 케일 생녹즙의 카

로티노이드 함량의 변화를 비교해 본 결과(Fig. 1), 생녹

Fig. 1. Changes in content of carotenoids on kale juices during the cooking process.

a∼dMeans with the different letters on the bars are significantly different (p＜0.05) by Duncan's multiple range test.

Table 2. Changes in content of chlorophylls on kale juices during the cooking process

mg% Total chlorophyll Chlorophyll a Chlorophyll b 0 min 11.73±0.11^a,1 7.12±0.03^a 4.61±0.09^a 5 min 9.07±0.10^b 4.53±0.11^b 4.55±0.17^a 10 min 8.53±0.04^c 4.41±0.08^c 4.13±0.07^b 20 min 6.74±0.08^d 2.59±0.14^d 4.15±0.22^b

a∼dMeans with the different letters in the same column are significantly different (p＜0.05) by Duncan's multiple range test.

1Values are mean±S.D.

Table 3. Changes in content of vitamin C of kale juices during the cooking process

Cooking time 0 min 5 min 10 min 20 min

Vit.C (mg/100 g) 0.53±0.11^a 0.39±0.18^ab 0.26±0.00^bc 0.18±0.02^c

a∼cMeans with the different letters in the raw are significantly different (p＜0.05) by Duncan's multiple range test.

즙이 2,229.0 mg%로 가열처리 녹즙에 비해 카로티노이 드 함량이 가장 높았으며, 가열 녹즙은 가열 살균 시간(5 분, 10분, 20분)에 따라서 2,065.8 mg%, 2,038.2 mg%, 1,825.2 mg%로 유의적으로 감소하는 것으로 나타났지만 그 감소율은 낮았다. 한편 HPLC를 이용하여 β-carotene 과 lutein의 함량 변화를 검토한 결과, 열처리 시간(0분, 5분, 10분, 20분)에 따라 β-carotene의 경우 각각 16.1μg/

g, 11.9μg/g, 14.9μg/g, 14.1μg/g, lutein은 각각 16.1μg/g, 11.0μg/g, 10.5μg/g, 15.7μg/g로 감소했다가 다시 증가하 는 경향을 보였으며 처리 군간에 큰 차이는 보이지 않았 다. Carotenoids는 대부분의 pH 범위와 고온 및 가열 (blanching), 멸균(retorting), 동결(frozen) 등 각종 가공 조건 에서도 안정하다고 알려져 있다.²⁶⁾

2) Chlorophylls: 케일 생녹즙을 가열처리함에 따라서

total chlorophylls, chlorophyll a, chlorophyll b의 함량 변화를 관찰하였다(Table 2). Total chlorophylls의 경우, 0분은 11.73 mg%으로 5분(9.07 mg%), 10분(8.53 mg%), 20분 (6.74 mg%)로 가열 살균한 시간에 따라 그 함량이 유의 적으로 감소하였으며, chlorophyll a도 이와 비슷한 경향 을 보였다. Chlorophyll b의 경우, 열처리에 의하여 전반적 으로 감소하는 경향을 보이나, 시간에 따른 유의성을 보

이지 않았다. 일반적으로 녹색 채소를 데치면 색이 더욱 선명해지는데 이는 가열 초기에 chlorophyllase의 작용으 로 chlorophylide가 생성되는 것과 세포간이나 세포와 표 피사이에 존재하던 공기가 가열에 의해 빠져 나가게 되 어 밀착해있던 색소가 유출되기 때문인 점과 표피의 wax 층이 가열에 의해 녹아서 내부의 chlorophyll이 노출되기 때문이다. 하지만 녹즙의 경우 가열 살균하기 이전에 채 소를 갈아서 세포간이나 세포와 표피사이, wax층에 있던 클로로필들이 이미 밖으로 노출되어져 있기 때문으로 여겨진다.²⁷⁾

3) 비타민 C: 케일 생녹즙을 가열 살균함에 따라서 비

타민 C의 함량의 변화를 관찰한 결과는 Table 3과 같다.

가열처리시간이 0분(생녹즙), 5분, 10분, 20분이었을 때 각각의 비타민 함량은 0.53 mg/100 g, 0.39 mg/100 g, 0.26 mg/100 g, 0.18 mg/100 g로 유의적으로 감소하였으며, 20 분 가열한 경우 최대 66% 이상 감소하는 것으로 나타났 다. 케일 생녹즙의 비타민 C 함량이 낮은 것은, 착즙 후 바로 실험에 이용한 것이 아니라 제품을 제공받아 유통 과정을 거치면서 주위환경에 덜 민감한 다른 영양성분 에 비하여 비타민 C가 파괴가 진행된 것 때문이라 생각 된다. 비타민 C는 열에는 비교적 안정하지만 수용액 중 에서는 불안정하며 가열과 동시에 산소나 산화효소 등 의 영향에 의하여 파괴가 촉진되고, 채소를 삶을 때 처음 에는 비타민 C가 파괴되지만 끓임(100^oC)과 더불어 산소 가 제거되고 oxidase가 변성되므로 비타민 C는 안정해진 다고 알려져 있다.²⁸⁾ 생녹즙을 멸균병에 넣은 후 마개를 약간 연 상태로 가열하였으므로, 끓으면서 산소가 제거

Table 4. Changes in total microbes, Leuconostoc sp. and Lactobacillus sp. counts of kale juices during the cooking process

Cooking Total microbes Leuconostoc sp. Lactobacillus sp.

time (CFU/ml) (CFU/ml) (CFU/ml)

0 min 2.2×10⁴ 1.5×10³ 4.2×10²

5 min 1.4×10³ 2.9×10² 󰠏

10 min 2.1×10² 2.7×10¹ 󰠏

20 min 󰠏 󰠏 󰠏

Fig. 2. Time-dependent growth inhibition by kale juices during the cooking process treatment in AGS human gastric adenocarcinoma cells. Cells were plated at 1×10⁵ cells/60 mm plate, incubated for 24h and treated with 200μl/ml of kale juices for 4 days. The cells were trypsinized, wash with PBS and the viable cells were scored by hematocytometer counts.

Each point represents the mean±SD of three independent experiments.

Table 5. Inhibitory effects of kale juices during the cooking process on the growth of AGS human gastric adenocarcinoma cells in 3-(4,5-dimetyl-thiazol)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay

Cooking time

OD540 (Level of sample,μl/ml)

100 200

Control 0.539±0.005^a,1 0.540±0.004^a 0 min 0.178±0.011^b (67)² 0.126±0.003^d (77) 5 min 0.504±0.051^a (7) 0.303±0.030^b (44) 10 min 0.517±0.022^a (4) 0.331±0.052^b (39) 20 min 0.516±0.026^a (4) 0.302±0.016^b (44)

a∼dMeans with the different letters in the same column are significantly different (p＜0.05) by Duncan's multiple range test.

1Values are mean±S.D.

2The values in parentheses are the inhibition rates (%).

되어 20분 가열 후에도 다소의 비타민 C가 유지된다고 사 료된다.

4) 유산균: 케일 생녹즙과 열처리에 따른 녹즙의 유산

균과 총균을 비교해 본 결과(Table 4), 총균의 경우 열처 리 시간에 따라(0분, 5분, 10분, 20분) 2.2×10⁴ CFU/ml 1.4×10³, 2.1×10², 0으로 감소하였으며 Leuconostoc 속 유산 균은 1.5×10³ CFU/ml, 2.9×10², 2.7×10¹, 0으로 감소하여 총균과 비슷한 경향을 보였다. Lactobacillus 속의 경우 생 녹즙(4.2×10²)에서만 측정 가능하였으며, 열처리에 의해 모두 파괴된 것으로 나타났다.

2. 암세포성장 저해 효과

케일 녹즙의 가열 살균처리 시간에 따른 AGS 위암세 포에 대한 암세포 성장 저해효과를 MTT assay로 살펴본 결과는 Table 5와 같다. 낮은 농도(100μl/ml)에서 생녹즙 이 67%의 높은 암세포성장 억제 효과를 보인 반면, 가열 살균한 녹즙은 5% 내외의 낮은 효과가 나타났다. 200μl/

ml 농도에서도 생녹즙이 77%의 높은 억제효과를 보인

반면, 살균 녹즙은 44% (5분), 39% (10분), 44% (20분)로 낮은 억제효과를 나타내었지만 낮은 농도에 비해 높은 활성을 유지하였으며, 생녹즙의 암세포 성장 저해 효과 가 가장 높았다(p＜0.05). 하지만 열처리 시간(5분, 10분, 20분)에 따른 유의적 차이는 보이지 않았다. AGS 인체 위암세포를 이용하여 시간 의존적으로 생존 세포 수를 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 이를 위하여 안정화된 AGS 세포를 생녹즙과 열처리한 녹즙이 함유된 배지에서 48 시간 배양하였다. 12시간 간격으로 살아있는 세포의 수 를 측정한 결과, 생녹즙에 가열 살균 처리 시간이 길어질 수록(5분 → 10분 → 20분) 암세포의 생존률과 증식률이 증가하는 것을 알 수 있었으며 이 결과는 이전의 MTT 실험의 경향과 비슷하였다. 생녹즙의 높은 항암성은 케 일 내에 있는 다량의 비타민 C, β-carotene 그리고 플라보 노이드, 클로로필 등에 기인한다고 사료되며,^29∼31) 케일 녹즙과 메탄올 추출물은 K-562 혈액암세포, MG-63 골육 암세포, HT-29 결장암세포 등의 암세포계에 대하여 높 은 암세포 성장 저해와 DNA 합성 저해 효과를 가지고 있다.¹¹⁾ 가열시간에 따른 in vitro 항암 효과의 감소는 앞 서 나열한 성분 중, 열에 강한 β-carotene과 lutein 등의 carotinoids 계열과 isothiocyanate 계열에서는 변화가 없으

나,^28,32) 열에 약한 비타민 C, chlorophylls 및 유산균 등의

영양 기능성분이 파괴되기 때문으로 사료된다.

Fig. 3. Induction of Bax and inhibition of Bcl-2 by kale juices (200μl/ml) during the cooking process treatment in AGS human gastric adenocarcinoma cells. Cells were incubated with kale juices for 48h and total RNA was isolated and RT-PCR was performed using indicated primers. The amplified PCR products were run in 1% agarose gel and visualized by EtBr staining. GAPDH was used as a house-keeping control gene.

3. Apoptosis 관련 Bcl-2와 Bax mRNA의 발현 Apoptosis 과정에는 세포외 인자들이 signal로서 전달되 어 관련유전자들의 발현과 조절에 관여하는 것도 알려 지고 있다. 많은 단백질이 apoptosis 기전에 관련되어 있 으며, 특히 Bcl-2 및 Bax 등의 유전자에 의해 발현된 단백 질은 서로 상호 작용하여 apoptosis를 유도하는 자극에 대 한 세포의 민감성 정도를 조절 한다. Bcl-2는 anti-apop- totic 분자로서 apoptosis의 유발을 억제하고, Bax는 pro- apoptosis 분자로서 apoptosis 유발과 관련이 있다. 이들 유 전자는 mitochondria로 부터의 cytochrome c를 유리시켜 종양억제유전자인 p53, caspase, DNA 단편화와 연관된 endonuclease 등의 활성을 조절한다. Bcl-2와 Bax는 서로 dimer를 이루며, 만일 Bax가 주종단백질로 heterodimer를 만들면 apoptosis를 촉진시키고, Bcl-2가 주종이면 apop- tosis가 억제된다. 즉 Bax와 Bcl-2는 서로 heterodimer를 이룸 으로써 미세한 발현의 차이로 이 현상을 조절한다.^33∼35) 케일 녹즙에 의한 apoptosis가 이들 유전자의 발현 조절과 연관이 있는지를 조사한 결과, Fig. 3에서 나타난 바와 같이 AGS 위암 세포에서 Bax의 발현이 열처리를 한 녹 즙에서 보다 생녹즙에서 상대적으로 증가한 반면 Bcl-2 유전자의 발현은 크게 감소하였음을 알 수 있었다. 이것 으로 보아 항암 기작 중 하나로 케일 생녹즙이 이들 유 전자의 발현을 조절하여 apoptosis를 조절하여 암세포 증 식을 억제하는 것으로 생각된다.

결 론

케일 녹즙의 살균 시간에 따른 기능성의 변화를 보고 자 생녹즙에 5분, 10분, 20분 동안 열처리(중탕)하여 영양

기능성분과 in vitro 항암 기능성을 측정하였다. Carote- noids 함량은 가열시간에 따라 다소 감소하는 경향을 보 였으나 β-carotene과 lutein의 함량은 군간의 차이를 보이 지 않았다. 비타민 C와 chlorophylls는 가열시간에 따라 유 의적으로 감소하는 경향을 보였다. 총균은 열처리 시간 에 따라 확연하게 감소하는 것을 볼 수 있었으며, 특히 Lactobacillus 속 유산균은 생녹즙에서만 측정되었다. AGS 위암세포에 대한 성장 저해효과를 살펴본 결과, 생녹즙 이 높은 효과를 보인 반면, 가열한 녹즙은 매우 낮았으 며, 가열 시간이 길어질수록 암세포의 생존률과 증식률 이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 pro-apoptosis 분자 인 Bax의 발현이 생녹즙에서 상대적으로 증가한 반면 anti-apoptotic 분자인 Bcl-2 유전자의 발현은 감소하였으 며, 이것으로 케일 생녹즙은 이들 유전자의 발현을 조절 하여 apoptosis를 조절하여 암세포 증식을 억제하는 것으 로 사료된다. 따라서 케일 녹즙은 가열 살균처리하지 않 은 생녹즙의 상태로 섭취하는 것이 영양 및 기능적인 면 에서 좋다고 하겠다.

감사의 글

본 연구는 (주)한국녹즙협의회의 지원에 의한 것으로 이에 감사드립니다.

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