미네랄의 결핍을 최소화하기 위해 배합사료를 통해 미네랄을 보충시키고 있다. 그러나 여기에서 가장 큰 문제는 바로 미네랄의 흡수 이용률이다. 배합사료에 첨가하는 미네랄은 대부분 무기형태의 미네랄로 흡수 이용률이 동식물 체내에 존재하고 있는 천연 미네랄에 비해 많이 떨어진다. 그렇다고 이를 위해 다량의 미네랄을 첨가할 수도 없다. 왜냐하면 무기형태의 미네랄은 흡수 이용률이 낮아 대부분이 분뇨로 다시 배설이 되어 환경오염의 주범으로 작용하기 때문이다. 이를 위하여 개발된 즉 친환경 축산의 기본이 될 영양소가 킬레이트 미네랄이다.
헤어(Hair)의 연출은 현대인의 개성 창출을 위한 요소로 작용하고 있으나 염색(Dye), 펌(Prem) 등과 같은 반복적인 화학 시술은 모발 손상을 초래하게 된다. 손상을 줄이기 위한 화학 시술 방법으로 헤어 트리트먼트(hair treatment)에 대한 중요성이 크게 부각되고 있다. 따라서 본 연구에서는 염색 시, 헤어 트리트먼트의 사용이 실제 모발의 형태학적 손상도와 모발 내의 유독성 미네랄과 필수 미네랄의 수치에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하기 위해, 20대 전 후반 5명의 모발(normal hair, NH)을 채취하여 염색 전 모발(NH), 염색 모발(dye hair, DH), 염색제와 헤어 트리트먼트 혼합 모발(dye with treatment hair, DTH)의 형태학적 손상도를 관찰하였으며, 모발 속 중금속 및 미네랄(mineral) 함량분석을 통하여 염모제와 헤어 트리트먼트에 의한 모발 내 중금속 변화를 조사하였다. 모발의 형태학적 영향은 DTH 모발에서 DH나 NH에 비하여 큐티클 형태의 배열이 대체적으로 균일하게 보여 지며, 들뜸이 차분해지고 선이 매끄럽게 관찰 되어 손상도가 적게 관찰되었다. 미네랄 함량의 농도 부분에서는 대체적으로 균형범위에 있었으나 유독성 미네랄 부분에서는 바륨(Ba), 영양미네랄 부분에서는 Na, Ca, Mg의 농도가 NH모발, DH모발, DTH모발에서 균형범위보다 높게 나타났다.
본 연구는 통밀가루에 다량 함유되어 있는 미네랄의 체내 이용률을 높여 기능성 소재로의 응용가능성을 조사하고자 phytase와 cellulase를 처리한 통밀가루 미네랄의 체내이용률에 대하여 연구하였다. 이에 통밀가루의 최적 효소 처리 조건을 확립하기 위하여 효소농도별에 따른 이화학적 특성과 phytate 및 식이섬유소의 함량을 분석하였으며, 미네랄 강화 소재로의 이용 가능성을 확인하기 위해 머핀을 제조 후 품질특성 및 미네랄의 체내 이용률을 확인하였다. 통밀가루 건중량의 2, 10 및 20%로 2시간 동안 반응시킨 phytase와 cellulase 단일 효소처리한 시료와 20%의 cellulase/phytase를 5:5 비율로 복합 처리한 시료를 제조하였다. 효소 처리 통밀가루의 총 식이섬유소의 함량은 효소 농도에 따라 감소하였고 특히, 복합 처리군에서 가장 크게 감소하였다. 더불어 phytate 함량은 모든 효소에서 농도가 증가할수록 감소하였다. 효소처리 농도가 증가할수록 철분, 칼슘, 아연의 체내 이용률이 증가하였는데 특히, 철분의 체내 이용률은 cellulase를 처리하였을 때 약 3.3배로 가장 크게 증가하였고, 칼슘은 cellulase와 phytase를 복합으로 처리하였을 때 약 5.1배로 가장 증가하였고, 아연은 phytase를 처리하였을 때 약 2.8배로 가장 크게 증가하였다. 미네랄의 이용률이 가장 높았던 20% phytase, cellulase, cellulase/phytase 처리한 통밀가루를 이용하여 대체 비율(0, 25, 50, 75 및 100%)에 따른 머핀의 품질특성 및 미네랄 체내 이용률을 확인한 결과, 효소 처리 통밀가루로 제조한 머핀의 부피는 무처리군으로 제조한 머핀보다 대체율이 높을수록 증가하였으며, 조직감의 경우 hardness는 감소하였고, springiness와 cohesiveness는 증가하는 경향을 보였다. 그리고 효소처리 통밀가루로 제조한 머핀에서 대체 비율이 증가할수록 철분, 칼슘, 아연의 체내 이용률은 무처리군 머핀보다 증가하였는데, Cellulase 처리군의 철분 체내 이용률은 2.3배, cellulase/phytase 복합 처리군에서 칼슘은 3.7배, phytase 처리군에서 아연은 2.3배로 가장 크게 증가하였다. 이상의 결과로부터 통밀가루에 phytase와 cellulase를 처리한 후 미네랄의 이용률이 증가함을 확인하였고, 효소처리 통밀가루로 제조한 머핀의 품질의 특성이 향상되어 미네랄 이용률 증진 소재로 응용이 가능함을 확인하였다.
모발은 고통 없이 검체를 채취할 수 있고 저장이 간편하며 인체에 장기간 축적된 미네랄과 중금속함량을 측정하는데 매우 적당한 재료이다. 그러므로 45세 전후의 남자두발을 검체로 하여 상습흡연자(3년 이상 하루 1갑 이상흡연자)와 비흡연자 그리고 청소년을 대상으로 15종의 영양원소와 8종의 독성원소, 그리고 15종류의 기타원소를 조사하여 이들 미네랄 함량의 기초 자료를 제시하고자 하였다. 총 38종류의 원소분석은 정확도를 기하기 위하여 Trace elements, Inc (Dallas, Tx, USA)사에 의뢰하였으며, 이곳에서는 유도결합 플라즈마 질량분석기를 사용하여 분석하였다. 결과는 흡연자가 비 흡연자에 비하여 영양원소는 대체적으로 비슷하였으나 특히 Mg(P<0.05)와 Cu함량이 각각 3.9와 2.4 ppm의 차이로 흡연자가 낮았고, 독성원소는 Hg(P<0.001)가 0.16과 0.31 ppm으로써 0.15 ppm 차이로 흡연자가 높은 특징을 보였는데, 이것은 최대허용치인 0.18 ppm과 비교해 보았을 때 약 2배 이상 초과하는 것이 였엇다. 이러한 원인들은 흡연에 있다고 볼 수 있으며, Hg의 중독증상은 중추신경 장애와 의욕상실, 만성피로를 일으킬 수 있으며 미나마타병의 원인물질로 알려져 있다. 한편,청소년과 성인에 있어서 영양원소의 함량은 Cu, P, Mn, B가 각각 3.2, 2.1, 0.016, 0.03 ppm의 차이로 성인에서 높았다. 그러나 생리활성물질인 Ca, Na, K은 각각 55.3, 15.2, 9.0 ppm의 차이로 청소년에서 높았는데, 이것은 성장기 청소년들에게 있어서의 특징이라고 할 수 있다. 독성원소는 Hg가 0.16 ppm으로 성인에서, Cd는 0.01 ppm으로 청소년에서 높았지만 각각 최대 허용치인 0.18과 0.014 ppm 이하였다.
목 적 : 영양상태, 환경 오염원에 노출, 질병상태의 한 검진 방법으로서 모발 미네랄검사의 타당성에 대해 아직 많은 이견이 있으며 아직 국내 정상 소아의 참고치는 연구된 바 없다. 이에 저자들은 건강한 아동들의 모발 미네랄 함량의 정상 참고치를 산출하고 그 특성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 서울시의 북부지역에 거주하는 3-12세 사이의 질병이 없는 건강한 정상 아동 223명(남아 110명, 여아 113명, 평균 연령 $8.8{\pm}2.2$세)을 대상으로 모발을 채취하여 유도결합플라즈마질량분석기(ICP-MS)를 통해 영양 미네랄 11가지(나트륨, 마그네슘, 인, 칼륨, 칼슘, 크롬, 망간, 철, 구리, 아연, 셀레늄)와 독성 미네랄 6가지(알루미늄, 비소, 카드뮴, 바륨, 수은, 납)의 함량을 측정하고 이를 분석하였다. 결 과 : 칼슘 및 마그네슘의 농도는 여아에서 남아보다 높았고 카드뮴, 납 및 크롬의 농도는 남아에서 여아보다 높았다. 아연, 칼슘, 마그네슘, 구리 및 수은은 연령이 증가할수록 모발 중 함량이 증가하는 상관관계를 보였다. 한국 아동의 모발 미네랄 함량의 참고치를 외국과 비교하였을 때 우리나라 아동은 아연치가 외국에 비해 낮은 경향을 보였다. 결 론 : 본 연구를 통해 국내 정상 아동의 모발 미네랄 함량의 기준치가 제시되었으며 본 연구에서 제시된 참고치가 한국 아동들의 여러 가지 질병과 모발 내 미네랄 함량과의 관계를 연구하는 데 유용한 기초 자료로 쓰일 것이라 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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