Amino acid, mineral, and polyphenolic profiles of black vinegar, and its lipid lowering and antioxidant effects in vivo (2015)

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.07.035

 

흑초(Black Vinegar)는 아미노산, 미네랄, 폴리페놀 같은 유효 성분이 풍부하며, 단순 조미료 이상의 건강 기능성을 가진 식품으로 주목받고 있다. 이번 연구는 고지방 식이를 통해 고지혈증이 유도된 햄스터를 대상으로 흑초 보충이 체중 증가, 지방 축적, 항산화 능력, 간 손상 지표에 미치는 영향을 조사했다.

 

흑초의 주요 성분과 기능적 특성

• 아미노산 성분
  흑초에는 류신(Leu), 발린(Val), 트레오닌(Thr) 등 필수 아미노산이 다량 함유되어 있다. 이들은 에너지 대사와 근육 회복에 기여하며, 특히 글루탐산(Glu)과 알라닌(Ala)은 높은 항산화 특성을 가진다.

  • 류신, 발린, 이소류신(Ile): 지구력을 지원하며 근육 내 단백질 합성을 촉진
  • 글루탐산과 아스파르트산(Asp): 항산화 특성을 통해 산화 스트레스를 억제

• 미네랄 성분
  칼륨(K)과 마그네슘(Mg)은 흑초의 주요 미네랄로, 전해질 균형 및 지방 대사에 기여한다.

  • 마그네슘: 지방의 흡수를 억제하며 항산화 효소인 글루타치온 퍼옥시다제(GPx) 활성 증가
  • 셀레늄(Se): 산화 스트레스 조절에 중요한 역할을 하며, 간 건강을 보호

• 폴리페놀 성분
  흑초에는 갈릭산, 카테킨, 클로로겐산 등 다양한 폴리페놀이 포함되어 있다.

  • 카테킨: 강력한 항산화 작용을 통해 세포 손상을 억제
  • 클로로겐산: 간 내 항산화 효소 활성화 및 지질 과산화 억제

 

연구 방법

• 동물 모델
  5주령 수컷 황금 시리아 햄스터를 사용하여 실험을 진행했다.

  • 실험군: 고지방 식이(HFCD) 및 흑초 보충(1배 농도 0.13g/kg, 2배 농도 0.26g/kg)
  • 대조군: 저지방 식이(LFCD) 및 고지방 식이(HFCD) 단독

• 실험 설계
  9주 동안 햄스터에게 식이를 제공하며 체중 변화, 간 손상 지표, 혈중 지질 농도, 항산화 효소 활성을 측정

 

연구 결과

1. 체중 증가 및 내장 지방 감소

• 체중 변화: 고지방 식이를 한 햄스터는 체중이 유의미하게 증가했으나, 흑초를 보충한 그룹에서는 체중 증가가 억제되었다.

  • 고지방 식이군: 체중 50.85% 증가
  • 흑초 보충군: 체중 증가율이 40% 이하로 감소

• 내장 지방 비율 감소: 흑초는 내장 지방 축적을 억제하여 대사성 질환 예방에 효과적이었다.

  • 고지방 식이군: 내장 지방 비율 3.35%
  • 흑초 보충군: 내장 지방 비율 2.82%로 감소

2. 혈중 지질 및 간 손상 지표 개선

• 혈중 총 콜레스테롤(TC) 및 중성지방(TG): 흑초는 혈중 지질 농도를 유의미하게 감소시켰다.

  • 흑초 보충군: TC 12% 감소, TG 10% 감소
  • HDL-C(고밀도 지단백): 흑초 보충군에서 유의미하게 증가하여 심혈관 건강 개선에 기여

• 간 손상 지표(ALT, TNF-α, IL-1β): 흑초 보충은 ALT 수치 및 염증성 사이토카인을 감소시켜 간 손상을 억제했다.

  • ALT: 흑초 보충 시 15% 감소
  • TNF-α와 IL-1β: 각각 20% 이상 감소

3. 항산화 능력 향상

• 흑초 보충군에서 간 내 항산화 효소(SOD, CAT, GPx) 활성과 글루타치온(GSH) 수치가 증가
  • SOD: 25% 증가
  • 글루타치온 수치: 고지방 식이군 대비 30% 증가
  • 간 지질 과산화(TBARS): 흑초 보충군에서 40% 감소하여 산화 스트레스 완화

4. 지방 대사 및 배출 효과

• 흑초는 장내 지방 흡수를 억제하고 배출을 증가시켰다.
  • 배출된 대변 내 지방(TC, TAG): 흑초 보충군에서 1.5배 증가
  • 이는 마그네슘과 폴리페놀 성분의 복합적인 효과로 판단

 

 

흑초가 혈중 지질 및 심혈관 지표에 미치는 효과

A: 혈중 중성지방(Triacylglycerol, TAG)

• HFCD군: 고지방 식이로 인해 TAG 수치가 증가

• 1XBV 및 2XBV군: 흑초 보충이 중성지방 수치를 유의미하게 낮춤

• 흑초는 고지방 식이로 인해 상승한 중성지방 수치를 억제

B: 총 콜레스테롤(Total Cholesterol, TC)

• HFCD군: 총 콜레스테롤 수치가 LFCD군보다 높게 나타남

• 1XBV 및 2XBV군: 흑초 보충이 총 콜레스테롤 수치를 낮춤

• 흑초는 고지혈증 환경에서 총 콜레스테롤 수치를 개선

C: 고밀도 지단백 콜레스테롤(HDL-C)

• HFCD군: 초기에는 HDL-C 수치가 낮았으나 시간이 지남에 따라 소폭 증가

• 1XBV 및 2XBV군: 흑초 보충이 HDL-C 수치를 더 높게 유지. 특히 2XBV군이 가장 높은 수치를 기록

• 흑초는 HDL-C 수치를 증가시켜 심혈관 건강에 긍정적인 영향을 미침

D: 심장 지수(Cardiac Index = TC/HDL-C)

• 심장 지수는 심혈관 질환 위험을 나타내는 지표로, 수치가 낮을수록 건강에 유리

• HFCD군: 심장 지수가 높아져 심혈관 질환 위험이 증가

• 1XBV 및 2XBV군: 흑초 보충으로 심장 지수가 유의미하게 감소

• 흑초는 심혈관 질환 위험을 낮추는 데 효과적

핵심 요약

• 고지혈증 억제: 흑초 보충은 중성지방(TAG)과 총 콜레스테롤(TC)을 낮추는 동시에 좋은 콜레스테롤(HDL-C)을 증가시켰다.
• 심혈관 건강: 흑초는 심장 지수를 개선하여 심혈관 질환 위험을 감소시켰다.
• 흑초 고농도 보충군(2XBV)이 가장 큰 개선 효과를 보였다.

 

 

흑초가 간 및 대변 내 지질 농도에 미치는 효과

A: 간 내 지질 농도(Hepatic TAG, TC)

• HFCD군: 고지방 식이로 인해 간에 중성지방(TAG)과 총 콜레스테롤(TC) 농도가 크게 증가
• 1XBV 및 2XBV군: 흑초 보충으로 인해 간 내 지질 농도가 유의미하게 감소
  • 간 TAG 감소: 2XBV군이 가장 큰 감소 효과를 보임
  • 간 TC 감소: 흑초 보충군은 HFCD군보다 낮은 수준을 기록
• 흑초는 간에 지방이 축적되는 것을 억제하여 간 건강을 보호

B: 대변 내 지질 농도(Fecal TAG, TC)

• HFCD군: 대변 내 중성지방(TAG)과 총 콜레스테롤(TC) 배출량이 낮음
• 1XBV 및 2XBV군: 흑초 보충으로 인해 대변 내 지질 배출이 유의미하게 증가
  • 대변 TAG 증가: 흑초 보충군에서 TAG 배출량이 LFCD군보다도 높게 나타남
  • 대변 TC 증가: 흑초 보충군에서 총 콜레스테롤 배출이 증가
• 흑초는 장내에서 지방 흡수를 억제하여 대변으로의 배출을 증가시킴

핵심 요약

• 간 내 지방 축적 억제: 흑초는 간에 지방이 축적되는 것을 막아 지방간 위험을 감소시킴
• 장내 지방 흡수 억제: 흑초는 지방 흡수를 억제하고 이를 대변으로 배출시켜 혈중 지질 농도를 낮추는 데 기여
• 흑초 고농도 보충군(2XBV)이 대변으로의 지방 배출을 가장 크게 증가시키고, 간 내 지방 축적을 가장 효과적으로 억제

 

연구 결론

흑초는 체중 증가 억제, 지방 대사 촉진, 항산화 능력 향상 및 간 건강 보호에 효과가 있었다. 이는 흑초가 가진 아미노산, 미네랄, 폴리페놀 성분이 상호작용하여 나타난 결과로, 고지혈증, 비만, 대사성 질환 예방에 중요한 역할을 할 가능성이 크다. 흑초는 단순 조미료를 넘어 건강 관리를 위한 기능성 식품으로 활용될 수 있다.