Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1976-7447(Print)
ISSN : 2287-7363(Online)
Journal of Biomedical Research Vol.14 No.1 pp.40-46
DOI : https://doi.org/10.12729/jbr.2013.14.1.40

Red ginseng extract increases the functional components of silkworm Bombyx mori L. used as an anti-diabetes medicinal resource

Okjin Kim3*, Min-Woo Son1#, Dae-In Moon2#, Eun-Hye Shin1, Hong-Geun Oh1, Sunhwa Hong3, Sang-Jun Han3, Hyun-A Lee4, Yung-Ho Chung5
3Center for Animal Resources Development, Wonkwang University, Iksan 570-749, Korea
1Buan Insect Science Museum, Department of Agricultural Vitality, Buan 579-700, Korea
2Huvet Co. LTD., Iksan 570-749, Korea
4Korean Medicine Based Herbal Drug Research Group, Korea Institute of Oriental Medicine, Daejeon 305-811, Korea
5Department of Companion Animal and Animal Resources Science, Joongbu University, Geumsan 312-702, Korea
Received 27 Feb. 2013, Revised 7 Mar. 2013, Accepted 14 Mar. 2013

Abstract

The anti-diabetes mechanism of silkworm Bombyx mori L. powder and extracts was found to inhibit the activity of α-glycosidase. The major functional component of silkworm powder was 1-deoxynojirimycin (1-DNJ), which exerts a blood glucose-lowering effect. In this study, we aimed to compare the effects of the supplements, including red ginseng extract on the functional components of silkworm. Fifty silkworm larvae were divided into the control group (Con, N=50), group A (A, artificial diet 95% and mulberry leaf powder 5%), group B (B, artificial diet 95% and mulberry powder 5%), group C (C, artificial diet 95% and Rubus coreanus remainders 5%), group D (D, artificial diet 95% and red ginseng extract 5%), and group E (E, artificial diet 95% and yeast powder (Saccharomyces cerevisiae). Body weights and length of silkworm larvae showed significant improvement in group A, D. In particular, the growth rate in group D (artificial diet 95% and red ginseng extract 5%) was larger than that of Con. In addition, the results showed that 1-DNJ concentration was significantly largest in group D. From these results, it is concluded that the addition of red ginseng extract may be effective for larval growth and 1-DNJ accumulation in silkworm rearing with an artificial diet.

14(1)_8.김옥진교수님_130326.pdf1.28MB

Introduction

 누에나방의 유충인 누에(Bombyx mori)는 곤충강 나비목 누에나방과(Lepidoptera bombycidae)에 속하며 완전 변태를 하며 뽕잎을 주식으로 한다. 누에의 생리활성에 관한 연구를 살펴보면 누에고치에 함유되어 있는 다양한 아미노산은 항암[1, 2], 항산화 효과와 지질대사 개선 효과[2], 뇌의 기능 활성[3, 4], 성기능 개선[5]의 효과가 보고 되고 있다[5]. 또한 누에는 α-glucosidase 활성을 저해하여 혈당상승을 억제하는 것으로 보고되고 있다. 누에분말의 투여에 의한 혈당 강하작용의 메커니즘으로서 마우스 랫드와 같은 실험동물 및 사람을 대상으로 한 임상실험의 결과를 토대로 누에분말의 혈당강하효과는 α-glucosidase 활성의 억제작용에 기인하는 것으로 규명되었으며[6] 인슐린 비의존형(Type II) 당뇨환자에게 누에분말을 투여했을 때 65%의 혈당강하 효과가 있었다고 보고되었다[7]. 그 밖에도 동물실험을 통해 누에분말의 제조조건에 따른 혈당강하효과의 비교 등이 보고되어 있다[8]. 혈당 강하제의 한 부류인 α-glucosidase 억제제는 장내 소화산물인 소당류와 이당류에서 단당류로의 분해 억제를 통해 식후 혈당의 급속한 상승을 저지시키는 작용을 하는 것으로 acarbose와 voglibose 등이 대표적이다[9, 10]. 1-deoxynojirimycin (DNJ)는 최초로 L-sorbofuranose로부터의 합성 또는 nojirimycin의 환원 등과 같은 화학적인 방법에 의해 얻어졌으나[11], 이 후 뽕나무(MorusalbaL)나 누에(Bombyx mori L.)의 추출물로부터도 정제되었다. 1-DNJ는 포유동물의 소장에 존재하는 α-glucosidase의 활성을 저해함으로써 소장에서 혈액으로의 포도당 유입을 억제하는데, 이는 이당류인 maltose, sucrose, lactose 등을 포도당으로 분해하는 α-glucosidase-I, α-glucosidase-II 및 mannose dehydrogenase 등의 효소작용을 억제하기 때문이라고 알려져 있다[12]. 이런 특성 때문에 1-DNJ는 식후 고혈당증을 유발하는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자들의 혈당강하제로 이용되고 있다[13]. 또한 1-DNJ는 α-glucosidase 활성 저해기능 외에 간염바이러스나 AIDS 바이러스와 같은 외막 형성 바이러스의 증식을 억제함으로써 이를 응용한 바이러스성 질병 치료제로의 이용가능성도 제기되고 있다[14].

 최근 생물자원으로 곤충산업의 중요성이 대두되며 누에의 생리활성이 꾸준한 연구로 인하여 다양한 기능성 효과를 갖고 있다는 것이 밝혀지면서 관련 연구의 활성화와 누에 수요로 이어져 양잠을 하는 농가들이 다시금 증가하고 있다. 대부분의 양잠 농가에서는 인공사료를 사용하여 누에를 키우고 있는데 누에를 뽕 이외의 식물로 사육해 보려는 시도는 꽤 오래 전부터 실시되어 왔다[15]. 누에를 처음으로 인공사료로 사육하는데 성공한 것은 1960년으로 연구가 진전됨에 따라 누에의 성장이나 고치생산에 필요한 각종 영양소가 밝혀지고 사료조성이나 물리성 등에 대해서도 지식이 축적된 결과 1970년대 후반에 이르러 보급이 본격적으로 이루어지게 되었다[15].

 인공사료 개발로 적은 양의 뽕잎을 사용하여 저렴한 비용으로 쉽게 언제나 누에를 사육할 수 있었으나 누에의 크기가 작고 균일하지 않다는 단점이 대두되었다[16]. 현재까지 인공사료에 관한 연구로는 단백질 및 탄수화물 수준이 가잠의 실용형질과 영양생리에 미치는 영향이나, α-amylase 첨가가 누에의 성장에 미치는 영향 등과 같이 인공사료 개발과 발전을 위한 조성에 관한 연구에 집중되어 왔다[6, 16].

 본 연구에서는 천연물 소재들인 홍삼, 복분자, 오디, 효모 등을 인공사료에 첨가하였을 때, 누에의 성장에 미치는 영향과 더불어 항당뇨 의약자원으로 이용되고 있는 누에의 1-DNJ 함량의 변화와 기능성 성분에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다.

Materials and Methods

누에 인공 사료

 충북 청원군 강내면 학천리 소재의 대한잠사회로부터 2010 년 10월 구입한 누에 인공 사료를 5°C에 보관하여 실험의 시료로 사용하였다. 누에인공사료의 제조는 뽕잎분말 25 g, 옥수수 전분 7.5 g, 설탕 8 g, 탈지 콩분말 36 g, 콩기름 1.5 g, 콩스테롤 0.2 g, 무기염 혼합물 3 g, Cellulose 분말 15 g, 한천 7.5 g, 아스코르빈산 1 g, 구연산 4 g (Total 108.7 g)에 Vitamin B군을 첨가한 건물사료 100 g당, 물 100 g 당 빙초산 1.3 ml를 첨가한 280 ml와 물을 넣어 반죽하여 플라스틱 팩에 1 kg씩 담은 후 5°C에 보관하였다.

Table 1. Composition of the artificial diet

뽕잎가루

 시험에 사용된 뽕잎 가루는 2010년 전북 부안군 변산면 마포리 유유마을 일대에서 생산되는 7년 생 청일뽕 나무의 뽕잎을 9~10월에 채취하여 세척 후 −40°C에서 4시간 동안 급속냉동 후, 24시간 진공 동결 건조하고 입자의 크기가 120 메시로 분쇄하여 폴리에틸렌 수지에 포장한 동훈푸드산업(부안, 한국)의 시제품 200 g을 구입하여 실험의 시료로 사용하였다.

오디가루

 시험에 사용된 오디 가루는 2010년 전북 부안군 변산면 마포리 유유마을 일대에서 생산되는 3년생 뽕나무 과상 2 호의 뽕나무 열매 오디를 5월 한 달간 채취하여 −20°C에서 1차 보관 후 −40°C에서 4시간 이상 급속냉동 후, 24시간 진공 동결 건조하고 입자의 크기를 120메시로 분쇄하여 폴리에틸렌 수지에 포장한 동훈푸드산업(부안, 한국)의 시제품 200 g을 구입하여 실험의 시료로 사용하였다.

복분자박

 시험에 사용된 복분자박은 복분자를 이용하여 술, 음료를 만들고 난 찌꺼기를 복분자 추출물을 이물질 제거하고 40~100°C의 열로 건조, 0.1~10 mm 크기의 분말 형태로 분쇄하여 가열교반기에 의하여 80~200°C로 열로 3~20분 동안 볶아 40°C 이하에서 냉각시킨 후 사용하였다.

홍삼 열수 추출물

 시험에 사용된 홍삼 열수 추출물은 2010년 전북 진안군에서 생산된 6년 생 인삼을 잘 씻고 말려 인삼을 찌고 말리는 과정을 9회 반복하여 제조된 홍삼으로 가공한 홍삼 1 kg 에 물 10 l를 더하여 20 l용량의 엑기스 제조기에서 24시간 80°C의 열을 가하여 얻은 홍삼추출물 10 l 중 200 ml를 100 ml씩 폴리에틸렌 수지 팩에 담아 5°C에 보관하여 실험의 시료로 사용하였다.

효모

 시험에 사용된 효모는 효모배양체로써 고온, 고압에서 팽창시킨 expanding 옥수수와 대두박을 배양배지로 사용하여 자체효모(Saccharomyces cerevisae)를 사용하여 5~7일 이상 숙성 시켜 효모 대사산물을 생산한 이스트컬쳐( 엠케이생명과학, 수원, 한국) 제품을 사용하였다.

누에씨의 분양 및 사육 품종

본 실험의 공시 재료인 누에씨(누에알)는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업생물부 잠사양봉소재과로부터 500개의 알을 제공받아 사용 하였다. 누에씨의 품종은 잠213 × 잠 214이다.

누에씨의 부화 및 부화 후 11일간 사육 조건

 누에씨의 부화는 총 4단계(Table 2)로 HB-302S-4 인큐베이터(한백과학, 부천, 한국)를 사용하여 각 단계에 필요한 온도, 습도, 일광시간 등을 조절하였다. 누에씨의 부화는 총 13일간 진행 되었으며 농업과학기술원 잠사곤충부의 누에씨 깨기 권장안에 준하여 진행되었다. 부화 된 누에 500마리를 페트리 접시(150 × 20 mm)에 담아 항온항습실에서 표준인공사료를 급이하여 사육하였다. 표준인공사료는 1일 2회 오전 10시와 오후 5시에 먹고 남을 정도의 양으로 무제한 급이 하였다. 부화 후 1~3일까지는 온도 25 ± 1°C, 습도 70 ± 10%에서 12시간 점등, 12시간 소등하며 150 × 20 mm의 페트리 접시에 500마리 사육하였으며, 부화 후 4~11일에는 온도 25 ± 1°C, 습도 60 ± 10%에서 12시간 점등, 12시간 소등하며 150 × 20 mm의 페트리 접시에 100마리씩 5개 군으로 나누어 사육하였다.

Table 2. Steps of artificial incubation silkworm eggs

부화 11일 후 사료 첨가 시 군별 누에 사육 조건

 부화 후 11일간 인공사료로 사육 된 누에 500마리 중에서 표준 범위 안에 드는 누에 300마리를 선별하여 Control (인공사료만 급이), 실험군 A (인공사료 + 뽕잎가루 5%), 실험군 B (인공사료 + 오디가루 5%), 실험군 C (인공사료 + 복분자박 5%), 실험군 D (인공사료 + 홍삼액 5%), 실험군 E (인공사료 + 효모 5%)로 나누어 군별로 각기 다른 첨가 사료를 급이 하였다(Table 3.) 사육환경은 온도 25°C ± 1°C 습도 60% ± 10%에서 12시간 점등 12시간 소등하고 각각의 첨가사료는 1일 2회, 오전 10시와 오후 5시에 먹고 남을 정도의 양을 무제한 급이 하였다(Table 3).

Table 1. Experimental design for develop of functional insect feed study in Silkworms

체중 및 길이 측정

 누에의 체중 및 길이는 누에씨 부화 후 실험 종료 25일 까지 3일마다 1회 군별로 측정 하였다. 체중과 길이의 측정은 각 군마다 50마리 중 육안적으로 표준에 드는 30마리만 선별하여 측정하였다.

1-Dexynojirimycin (1-DNJ) 분석

 각각의 누에를 진공 동결 건조기(WSA-P200A, WSA, Korea)에 넣고 −40°C에서 24시간 동결하였다. 200 mg의 동결 건조 시료를 0.05 M HCl 20 mL에 넣은 후 30분간 ultrasonication하였다. 10,000 rpm에서 10분간 원심 분리하였다. 상층액을 취한 후 pellet은 상기의 방법대로 재 추출하였다. 첫 번째와 두 번째 상층액을 섞은 후 최종 부피가 50 ml가 되도록 D.W.를 넣었다. 각각의 천연물 유래 소재를 첨가한 실험군에 대하여 1-Dxoynojirimycin (DNJ)의 함량 변화에 대하여 알아보고자 동결 건조한 누에를 국립목포대학교 공동 실험 실습관에 의뢰하여 각각의 실험군에 대하여 1-DNJ 함량을 분석하였다. LC 분석(Algilent 1260 series) 조건은 30°C에서 Symmetry R C18 3.5 m 2.1 × 10 mm column을 사용하여 0.4 ml/min의 flow rate에서 실험 물질을 10 ul씩 inject하여 실험하였다.

누에의 조단백질 및 조지방 분석

 각각의 천연물 유래 소재 첨가한 실험군에 대하여 조단백질 및 조지방 함량 변화에 대하여 알아보고자 동결 건조한 누에를 국립목포대학교 공동 실험 실습관에 의뢰하여 각각의 실험군에 대하여 조단백질 및 조지방 함량을 분석하였다. 누에의 일반 성분은 AOAC의 표준 분석법에 준하여 분석하였다. 조단백질은 Kjeldahl 법으로 측정한 후 질소-단백질 환산계수를 이용하여 산출하였다. 조지방은 Soxhlet 추출방법으로 분석하여 3회 반복 실험한 측정치의 평균값을 백분율로 나타내었다.

통계학적 분석

 얻어진 모든 실험결과는 평균 ± 표준편차(mean ± SD)로 나타내었다. 각 군 간의 통계적 유의성 검정은 SPSS v. 12 (SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하여 ANOVA (one-way analysis of variance test)로 분석하였으며, Duncan 사후검정을 실시하여 P<0.05 이하일 때 통계적으로 유의한 것으로 판단되었다.

Results

천연물 유래 소재 투여에 따른 누에의 체중 변화

 부화 후 13일째까지 총 4회 체중을 측정하였다. 부화 4 일째, 7 일째, 10 일째, 13일째에 측정하였다. 부화 후 13일째까지 누에가 성장함에 따라 체중이 유의적으로 점차 증가하는 양상을 확인 할 수 있었다(Fig. 1).

Fig. 1. Average weight of silkworms after birth. Data was means ± SE (n=30). Bars with different letters (a, b, c, d) from the control are significantly different (P<0.05).

부화 13일째에 각각의 실험군에 대하여 인공사료 95%에 천연물 소재 실험 물질을 5% 비율로 첨가 하였을 경우 투여 4일째부터 투여 13 일째, 부화 25일째까지 각 실험 군별 누에의 체중 변화는 다음과 같았다(Fig. 2). Con군과 비교해 봤을 경우 추가로 뽕잎을 급여한 A군과 추가로 홍삼 추출물을 급여한 D군의 체중 증가가 실험 전 기간 동안 유의적으로 큰 것을 확인 할 수 있었으며 그 중에서도 D군의 체중은 홍삼 추출물 급여 13일째에 4.28 ± 0.21 g으로 1.57 ± 0.44 g인 Con군보다 유의하게 체중이 증가한 것을 확인 할 수 있었다. 뽕잎을 5% 추가 투여한 A군의 평균 체중은 3.13 ± 0.27 g이었으며 복분자박을 추가 급여한 C군의 평균 체중은 1.59 ± 0.15 g이며 효모를 추가 급여한 E군의 평균 체중은 1.21 ± 0.18 g으로 Con군과 비슷하거나 적은 결과를 확인할 수 있었다. 또한 오디 가루를 첨가한 B군은 13 일째에 평균 체중이 0.98 ± 0.25 g이였으며 이는 오히려 1.57 ± 0.44 g인 Con군보다 체중이 더 적었으며 실험 전 기간 동안 가장 적은 체중을 관찰 할 수 있었다. 

Fig. 2. Average weight of silkworms after feed additional component. Data was means ± SE (n=30). Bars with different letters (a, b, c, d) from the control are significantly different (P<0.05). Con: control, artificial feed 100%; A: add 5% mulberry leaf powder to artificial feed 95%; B: add 5% mulberry powder to artificial feed 95%; C: add 5% Rubus coreanus remainders to artificial feed 95%; D: add 5% red ginseng extracts to artificial feed 95%; E: add 5% yeast powder (Saccharomyces cerevisiae) to artificial feed 95%.

천연물 유래 소재 투여에 따른 누에의 길이 변화

 체중 변화와 마찬가지로 부화 13일째에 각각의 실험군에 대하여 천연물소재 실험 물질을 5% 비율로 첨가 하였을 경우 투여 4일째부터 투여 13일 후까지 각 실험군별 누에의 기간 별 전체 길이 변화는 다음과 같았다. 부화 13일째부터 각각의 실험군에 대하여 13일간 인공사료 95%에 천연물 소재 시험 물질들을 5%씩 첨가하여 실험한 결과(Fig. 3), Con군은 461.7 ± 53.18 mm, 추가로 5%의 뽕잎가루를 급여한 A군은 613 ± 21.7 mm, 홍삼 추출물을 급여한 D군에서는 평균 길이가 704 ± 14.2 mm로 크게 증가 한 것을 확인 할 수 있었다. 그 중에서도 D군이 체중 증가와 더불어 평균 길이가 Con군에 비해 약 60% 이상 증가한 것을 확인할 수 있었다. 오디 가루를 첨가한 B군은 394.7 ± 20.9 mm와 복분자박을 첨가한 C군은 460.33 ± 13.90 mm, 효모를 첨가한 E군의 경우 424 ± 20.6 mm로 Con군과 비슷하거나 오히려 누에의 길이가 더 짧은 것을 확인 할 수 있었다.

Fig. 3. Average height of silkworms after feed additional component. Data was means ± SE (n=30). Bars with different letters (a, b, c, d) from the control are significantly different (P<0.05). Con: control, artificial feed 100%; A: add 5% mulberry leaf powder to artificial feed 95%; B: add 5% mulberry powder to artificial feed 95%; C: add 5% Rubus coreanus remainders to artificial feed 95%; D: add 5% red ginseng extracts to artificial feed 95%; E: add 5% yeast powder (Saccharomyces cerevisiae) to artificial feed 95%.

누에의 1-DNJ 함량 분석

시험물질들의 투여 13일째에 각 군의 누에 체중 및 길이 변화를 관찰 한 뒤 각각의 실험군에 대하여 상기의 방법에 따라 동결 건조된 누에를 분말화 하여 1-DNJ standard solution과 sample을 3회 반복 측정한 후 평균값을 바탕으로 검량 곡선과 1-DNJ 함량 분석을 하였다(Table 4). 분석 결과 Con군은 평균 2.73 ± 0.06 ug/ml의 1-DNJ 함량을 보였다. 각 실험군과 비교해봤을 때 크기와 길이를 측정한 결과와 마찬가지로 5%의 뽕잎 가루를 첨가한 A군과 5%의 홍삼 추출물을 첨가한 D군에서 1-DNJ 함량의 평균이 각각 4.37 ± 0.06, 4.76 ± 0.32 ug/ml 로 Con군의 2.73 ± 0.06 ug/ml 보다 크게 증가한 것을 확인 할 수 있었으며, 오디가루를 첨가한 B군은 1.50 ug/ml, 복분자박을 첨가한 C군은 2.16 ± 0.06, 효모를 첨가한 E군에서는 2.36 ± 0.15 ug/ml의 1-DNJ 함량을 보였으며 Con군보다 1-DNJ의 함량이 감소한 것을 확인 할 수 있었다. 

Table 4. Measured average Mass concentration of 1-DNJ (ug/ml)

누에의 조단백질, 조지방 함량 분석

시험물질들의 투여 13일째에 각 군의 누에 체중 및 길이 변화를 관찰 한 뒤 각각의 실험군에 대하여 동결 건조된 누에를 분말화 하여 조단백질과 조지방의 함량을 측정하였다(Table 5). 조지방의 함량의 경우 Con군에서 62.9%의 함량을 보였으며 이와 비교하였을 때 전체적으로 큰 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다. 체중 및 길이, 1-DNJ 함량에 있어서 가장 큰 변화를 보였던 A군과 D군의 경우 Con군보다 A군에서는 약간 증가한 경향을 보였으나 D군에서는 가장 감소하는 결과를 보였다. 복분자 박을 첨가한 C군에서도 Con군보다 약간 증가하는 결과를 확인할 수 있었다. 같은 방법으로 조지방의 함량을 확인 해 본 결과 Con군의 조지방 함량은 8.09%였으며 효모를 첨가한 E군을 제외한 모든 실험 군에서 Con군보다 조지방의 함량이 증가한 결과를 보였다. 그 중에서도 오디가루를 첨가한 B군에서 12.00%, 복분자박을 첨가한 C군에서 10.55%로 Con군의 8.09%에 비해 크게 증가함을 확인 할 수 있었다.

Table 5. Crude protein and lipid Concentrations of freeze-drying silkworm powder

Discussion

누에는 인공사료 개발로 인하여 값 비싼 뽕잎의 수확 및 보존에 신경을 쓰지 않아도 되며 사육노력이 대폭 절감되고 편리하게 되었으나, 뽕잎만으로 키운 누에보다 쉽게 병해 및 바이러스에 감염되며 크기가 작고 균일하지 않기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다[17]. 

본 연구에서는 누에 인공사료를 사용할 경우 나타나는 누에 성장의 문제점들을 보완하고 기능성 성분을 증가시키고자 인공사료에 추가적으로 뽕잎 가루, 오디 가루, 홍삼 열수 추출물, 복분자박, 효모 등의 기능성이 잘 알려져 있는 성분을 포함하고 있는 천연물 소재들을 첨가하여 인공 사료만을 사용한 경우와 비교하여 누에의 성장 및 성장 균일도, 1-DNJ의 함량에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 누에씨가 부화한 뒤 12일간은 시판되고 있는 인공사료를 급여 했으며 부화 13일째부터 95%의 인공사료에 각각의 천연물 소재 물질을 5% 추가하여 부화 25일째까지 13일간 투여한 뒤 누에의 체중, 길이, 1-DNJ 함량, 조지방 조단백질의 함량을 측정한 결과 Con군과 비교했을 경우 뽕잎 가루를 추가한 A군과 홍삼 열수 추출물을 추가한 D군에서 실험 전 기간의 측정 결과 모두에서 체중과 길이 성장이 유의적으로 높게 나타남을 관찰 할 수 있었다.

 인삼 및 홍삼의 효과에 관한 연구를 살펴보면 유방암의 성장과 전이에 관한 연구[18], 마우스에서 H1N1, H3N2 인플루엔자의 감염으로부터 보호 효과에 관한 연구[4], 항염증 및 항알러지 효과[19], 항균 및 항산화 효과[20], 혈당과 인슐린 대사 및 2형 당뇨에 대한 효과[21], 인삼의 사포닌 성분이 마우스에서 화상 치료에 영향을 준다는 연구 등 면역조절, 염증, 항암 작용 등에 효과에 대하여 많은 연구가 있다[14].

 그러나 인삼이나 홍삼이 성장 및 대사기전 등에 미치는 영향에 관한 연구보고는 비교적 많지 않다. 배지 조성액에 홍삼 추출물을 첨가한 경우 E. coli의 성장률을 높여 준다는 연구[22], 발효 산삼 배양액 부산물 급여가 육돈의 생산성 및 ginsenoside 함량에 영향에 대한 연구[23], 인삼 잎과 줄기 혼합 추출액 첨가 급식이 흰쥐의 성장, 영양효과 및 혈청 지질에 영향을 준다는 연구[24] 등이 있으며 지질 대사[25], 단백질과 핵산대사[26]에 크게 영향을 미친다는 연구결과 등이 있으나 다양한 생명체에서 성장과 여러 대사에 정확히 어떠한 기전으로 영향을 준다는 연구는 미비하다. 본 연구 결과에서 홍삼은 누에의 성장과 여러 대사에 영향을 줌으로써 유의적인 성장 효과를 확인 할 수 있었다. 이와 같이 누에의 성장과 대사에 영향을 미치는 홍삼은 본 연구결과 홍삼 추출물을 추가로 급여한 실험군에서 1-DNJ 함량이 Con군과 비교했을 때 2배 이상 증가하였다. 기존 연구보고들에 의하면 인공 사료에 뽕잎의 함량이 증가할수록 누에의 1-DNJ 함유량이 증가하는 것으로 알려져 있다[27]. 홍삼 추출물을 추가한 군에서 1-DNJ 함량이 가장 큰 결과 또한 대사율의 증가로 인하여 1-DNJ의 함량이 증가한 것으로 사료되나 홍삼 추출물이 누에의 성장과 1-DNJ 함량에 어떠한 기작으로 영향을 주는 지는 추가적인 연구가 필요하다.

 본 연구 결과는 뽕잎을 추가한 실험군과 홍삼 추출물을 첨가한 실험군에서 누에 성장이 크게 증가한 실험 결과를 얻었으며, 홍삼 추출물의 첨가를 통하여 크기의 성장과 더불어 1-DNJ의 함량 또한 높아지는 긍정적인 결과를 나타내고 있다. 또한 추가적으로 값 비싼 홍삼 추출물을 대신하여 홍삼 제품을 생산하고 나오는 홍삼박 등의 부산물을 첨가함으로써 경제성 또한 극복 할 수 있을 것이라 사료되어 누에 생산성 및 기능성 물질 생산에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

Acknowledgements

본 연구는 2012년도 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 기초연구사업(2012-0007598)을 지원받아 수행되었으며, 이에 감사 드립니다. 또한 본 연구의 수행 동안 기술적인 지원을 아끼지 않은 원광대학교 동물자원개발연구센터의 이송희, 이원경 연구원의 수고에 감사 드립니다. 

Reference

1.Moon JY. Effects of Level of Dietary Protein or Carbohydrate on the Economic Characters and Amylase Activity of the Silkworm, Bombyx mori. Seri J Korea 1974;16:35-53.
2.Kwon EH, Jung MA, Rhee SJ, Choi SW, Cho SH. Antioxidant Effects and Improvement of Lipid Metabolism of Mulberry fruit, Mulberry Leaves and Silkworm Powder with Different Mixing Ratios in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. Kor J Nutr 2006;39:91-99.
3.Choi JH, Kim DI, Park SH, Kim DW, Kim JM, Lee HS, Ryu KS. Effect of Silkworm Powder on Oxygen radicals and Their Scavenger Enzymes in Brain membranes of SD Rats. Korean J Seric Sci 2000;42:93-98.
4.Yoo DG, Kim MC, Park MK, Song JM, Quan FS, Park KM, Cho YK, Kang SM. Protective Effect of Korean Red Ginseng Extract on the Infections by H1N1 and H3N2 Influenza Viruses in Mice. J Med Food 2012;15:855-862
5.Oh HG, Lee HY, Kim JH, Kang YR, Moon DI, Seo MY, Back HI, Kim SY, Oh MR, Park SH, Kim MG, Jeon JYm Shin SJ, Ryu KS, Chae SE, Kim O, Park JK. Effects of male silkworm pupa powder on the erectile dysfunction by chronic ethanol consumption in rats. Lab Anim Res 2012;28:83-90.
6.Kim KM, Moon JY. Studies on the Effects of α-Amylase added to Artificial Diet on the Larval Growth and the Amount of Blood Sugar of the Silkworm, Bombyx mori L. Seri J Korea 1979;21:30-35.
7.Chung SH, RYu JH, Kim EJ, Ryu KS. Blood Glucose Lowering Effect of Silkworm. Bull Kyung Hee Pharma Sci 1996;24:95-100.
8.Cho MR, Choue RW, Chung SH, Ryu JW. Effects of Silkworm Powder on Blood Glucose and Lipid Levels in NIDDM (Type II) Patients. Korean J Food & Nutr 1998;31:1139-1150.
9.Bischoff H. The mechanism of αlpha-glucosidase inhibition in the management of diabetes. Clin Invest Med 1995;18(4):303-311.
10.Ryu KS, Lee HS, Chung SH, Kang PD. An Activity of Lowering Blood-glucose Levels According to Preparative Conditions of Silkworm Powder. Korean J Seric Sci 1997;39:79-85.
11.Lembcke B, Folsch UR, Creutzfeldt W. Effect of 1-deoxynojirimycin derivatives on small intestinal disaccharidase activities and on active transport in vitro. Digestion 1985;31:120-127.
12.Chambers JP, Elbein AD, Williams JC. Nojirimycin-a potent inhibitor of purified lysosomal alpha-glucosidase from human liver. Biochem Biophys Res Commun 1982;107:1490-1496.
13.Aasno N, Nishida M, Miyauchi M, Ikeda K, Yamamoto M, Kizu H, Kameda Y, Watson AA, Nash RJ, Fleet GW. Polyhydroxylated pyrrolidine and piperidine alkaloids from Adenophora triphylla var. japonica (Campanulaceae). Phytochemistry 2000;53:379-382.
14.Kimura T, Nakagawa K, Kubota H, Kojima Y, Goto Y, Yamagishi K, Oita S, Oikawa S, Miyazawa T. Food-grade mulberry powder enriched with 1-deoxynojirimycin suppresses the elevation of postprandial blood glucose in humans. J Agric Food Chem 2007;55:5869-5874.
15.Kim KP, Kwon TJ. The Status of the Sericulture Industry and the Development Strategy. J Agri Life Sci 2011;45:135-145.
16.Seol GY. Studies on the Effects of various Levels of Protein in the Artificial Diet on Nutritional Physiology of the Silkworm, Bombyx mori. Seri J Korea 1982;23:37-47.
17.Kim MH, Park KE, Moon JY, Kang SK. A Directive Study on the Future Development for Sericultural technique in 1980's in Korea. Seri J Korea 1981;22:13-21.
18.Wang W, Zhang X, Qin JJ, Voruganti S, Nag SA, Wang MH, Wang H, Zhang R. Natural Product Ginsenoside 25-OCH(3)-PPD Inhibits Breast Cancer Growth and Metastasis through Down-Regulating MDM2. PLoS One 2012;7:e41586.
19.Park HJ, Jung DH, Joo HM, Kang NS, Jang SA, Lee JG, Sohn EH. The comparative study of anti-allergic and anti-inflammatory effects by fermented red ginseng and red ginseng. Korean J Plant Res 2010:23:415-422.
20.Choi YH, Kim SE, Huh J, Han YH, Lee MJ. Antibacterial and Antioxidative Activity of Roasted Coffee and Red Ginseng Mixture Extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 2012;41:320-326.
21.Kim ST, Kim HB, Lee KH, Choi YR, Kim HJ, Shin IS, Gyoung YS, Joo SS. Steam-dried ginseng berry fermented with Lactobacillus plantarum controls the increase of blood glucose and body weight in type 2 obese diabetic db/db mice. J Agric Food Chem 2012;60:5438-5445.
22.Bae HC, Lee JY, Nam MS. Effect of Red Ginseng Extract on Growth of Lactobacillus sp., Escherichia coli and Listeria monocytogenes in pH Controled Medium. Korean J Food Sci Ani Resour 2005;25:257-264.
23.Jang HD, Kim HJ, Min BJ, Cho JH, Chen YG, Yoo JS, Lee JJ, Han MH, Kim IH. Effects of Fermented Wild-ginseng Cylture by-products on Growth Performance, Blood Characteristics, Meat Quality and Ginsenoside Concentration of Meat in Finishing Pigs. J Anim Sci & Technol 2007;49:329-340.
24.Han JH, Sihn EH, Park SH. A study on the Growth Rate, Nutritional Effects and Serum Lipid Contents of Rats by Feeding with Leaf and Stem Extract of the Ginseng Radix. J East Asian Soc Dietary life 2004;14:407-417.
25.Choi JH, Kim IS, Kim JI, Kim DW, Moon YS. The synergistic effect of ginseng/eicosapentaenoic acid on improvement of lipid metabolism. Kor J Gerontol 1993;3:28-32.
26.Jung NP, Jin SH. Studies on the physiological and biochemical effects of Korean ginseng. Korean J Ginseng Sci 1996;20:431-471.
27.Yin H, Shi XQ, Sun B, Ye JJ, Duan ZAm Zhou XL, Cui WZ, Wu XF. Accumulation of 1-deoxynojirimycin in silkworm, Bombyx mori L. J Zhejiang Univ Sci B 2010;11:286-291.
오늘하루 팝업창 안보기 닫기
오늘하루 팝업창 안보기 닫기