본 연구에서는 철분의 섭취가 계속 증가하고 있는 현 시점에서 철분과 셀레늄의 섭취수준이 체내 지질 함량 변화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 흰쥐를 대상으로 철분을 35ppm, 70ppm, L40ppm수준으로 하고 셀레늄을 0.05ppm과 0.5ppm으로 하여 6주간 사육한 후 이들 섭취수준에 따른 혈액과 간의 지질 함량을 측정하였다. 철분과 셀레늄의 섭취수준에 따른 사료 섭취량은 유의적인 차이가 없었으며, 체중 증가량은 철분과 셀레늄의 섭취수준에 따른 유의적인 차이가 있어(p<0.05, p<0.05) MFeHSe군이 제일 높았고 AFeHSe군이 가장 낮았다 혈청 철분 함량은 철분의 섭취수준 증가에 따라 유의하게 높았으며(p<0.05), 셀레늄 함량은 고셀레늄 섭취군이 적정군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.05). 혈청 총 콜레스테를 수준은 철분 섭취수준 증가에 따라 유의적으로 높았으며 (p<0.001) 고셀레늄 섭취군은 적정 셀레늄 섭취군에 비해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.001). 혈청 HDL-콜레스테를 함량은 철분과 셀레늄 섭취수준에 따른 유의적인 영향을 받아(P<0.05, p<0.01) MFeHSe군이 가장 높았으며 HFeASe 군이 가장 낮게 나타났다. 철분과 셀레늄의 섭취수준에 따른 LDL-콜레스테롤과 VLDL-콜레스테를 함량의 합은 철분 섭취수준이 높은 군에서 유의적으로 높게 나타났으며 (p<0.001), 모든 철분의 섭취수준에서 0.5ppm 셀레늄의 첨가로 유의하게 감소하였다(p<0.001). 간장의 철분 함량은 셀레늄 보충군이 적정군 보다 유의 하게 낮았고(p<0.01), 셀레늄 함량은 철분 섭취 수준에 따라 유의적으로 낮은 것으로 나타났다(p<0.05). 철분의 섭취수준이 높아짐에 따라 간장 인지질 함량은 높아지는 경향이었으나 유의적인 차이는 없었으며, 0.5ppm 셀레늄 첨가로 간장 인지질 함량은 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 간장의 중성지방 함량은 철분에 의한 유의적인 차이가 있어 (p<0.05) 철분 섭취 수준이 낮은 군에서 높게 나타났으며, 총 지방 함량은 철분과 셀레늄의 섭취수준에 의한 유의한 영향으로(p<0.01, p<0.01) 철분의 섭취수준이 높을수록 감소하였고, 고셀레늄 섭취군이 적정셀레늄 섭취군 보다 낮게 나타났다. 이상의 연구를 종합할 때 철분의 섭취증가는 혈중 지질 함량을 증가시키고 셀레늄은 감소시키는 것으로 나타났으며, 간장의 지질 함량 변화에 대해서는 앞으로 좀더 다각적인 연구가 요구된다.
본 연구는 식이 아연과 철분 섭취 수준이 고지방식이로 유도된 비만 쥐의 지질 대사 및 체내 미량 무기질 함량에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 그 결과 비만군의 혈청 지질 농도는 식이중 아연과 철분 섭취 수준에 의한 영향을 받지 않았지만, 정상대조군의 중성지방과 HDL-콜레스테롤은 아연과 철분섭취 수준에 따른 유의적인 차이를 보였다($\alpha$=0.05). 간장중 미량 무기질 함량에 미치는 영향은 비만군과 정상대조군에서 서로 다른 양상으로 나타났다. 비만군은 아연 섭취 수준에 따라 간장의 아연, 철분, 구리, 망간 함량이 유의적인 차이를 보였지만, 정상대조군은 철분 섭취 수준에 따라 미량 무기질 함량이 차이를 보였다. 또한 간장중 구리 함량은 비만군은 철분섭취 수준 차이에 의해서, 정상대조군은 아연 섭취 수준 차이에 의해서 유의적인 차이를 보였다($\alpha$=0.05). 신장중 미량 무기질 함량은 비만군과 정상 대조군 모두 철분 섭취 수준에 의한 영향을 받지 않았지만, 식이중 아연수준 차이에 따른 영향을 받았다. 아연 섭취 수준에 따른 영향으로 비만군의 경우는 철분 함량이 유의적으로 차이가 있었고($\alpha$=0.05), 정상대조군은 아연, 구리, 망간 함량에 유의적인 차이가 나타났다($\alpha$=0.05). 비장중 미량무기질 함량은 비만군의 경우 식이중 아연과 철분수준에 의한 영향을 받지 않았지만, 정상 대조군은 망간과 철분 함량이 영향을 받았다.
철분투여가 용혈성 빈혈에 미치는 영향을 알아보기 위하여 흰쥐의 사료내에 철분을 혼합급여 또는 근육내에 주사하면서 60일간 사육하고 체중은 10일 간격으로 측정하였으며 적혈구의 취약성 실험과 적혈구막 및 혈장내의 vitamin E 함량과 인지질의 함량을 비색방법으로 측정한 결과 다음과 같은 성적을 얻었다. 증체량 측정에서는 A군의 190g에 비하여 C군 155g, B군 142g, D군 112g으로 철분함량이 높은 군에서 낮은 증가를 보였으며 적혈구 취약성 실험 결과 5마리 암수 평균값이 각각 A군 7.63% 및 2.68%, C군 10.84% 및 16.75%, B군 25.54% 및 33.62%, D군 47.23% 및 38.35%로 철분함량에 비례하여 각 실험군 사이에 유의한 증가를 나타내었다. 또한 적혈구막의 vitamin E 및 인지질의 함량은 5마리 암수 평균값이 각각 A군에서 18.54mg/dl 및 17.43mg/dl 그리고 120.55mg/dl 및 113.94mg/dl, C군에서 14.99mg/dl 및 10.56mg/dl 그리고 108.54mg/dl 및 99.97mg/dl, B군에서 13.10mg/dl 및 11.02mg/dl 그리고 91.67mg/dl 및 87.45mg/dl, D군에서 6.86mg/dl 및 8.87mg/dl 그리고 79.78mg/dl 및 70.12mg/dl로서 철분 투여량에 비례적으로 감소하였다. 혈장내의 vitamin E 및 인지질의 함량은 A군, C군, B군, D군의 순으로 각각 함량이 2.51mg/dl 및 31mg/dl, 1.94mg/dl 및 21mg/dl, 1.37mg/dl 및 20mg/dl 그리고 1.37mg/dl 및 15mg/dl로 철분 투여량에 비례적으로 감소하는 경향을 나타내었다.
칼슘의 섭취수준이 체내 철분이용에 미치는 영향을 알아보기 위하여 생후 4주된 암쥐를 대상으로 요구량의 50%, 100%, 200% 수준의 식이 칼슘을 3주간 공급한 후 헤모글로빈 함량, 헤마토크릿, 혈청과 조직의 칼슘과 철분 함량, 칼슘과 철분 평형을 살펴 본 결과는 다음과 같다. 사료 섭취량, 체중 증가량, 사료 효율, 헤모글로빈 함량, 헤마토크릿, 혈청과 조직의 칼슘과 철분 함량은 칼슘 섭취수준에 따른 각 군별 유의적인 차이가 없었다. 그러나 고칼슘군의 신장 칼슘 함량은 저칼슘군이나 적정칼슘군 보다 유의하게 높았다(p<0.01). 칼슘의 섭취수준 증가에 따라 소변과 대변을 통한 칼슘 배설량과 칼슘 보유량은 유의하게 높았으나(p<0.05, p<0.01, p<0.001) 칼슘 보유율은 유의적으로 낮은 것으로 나타났다(p<0.001). 철분 섭취량은 칼슘 섭취수준에 따른 유의한 차이가 있어 (p<0.001) 적정 칼슘군이 저칼슘군과 고칼슘군 보다 유의하게 높았다. 소변과 대변을 통한 철분 배설량도 칼슘 섭취수준에 따른 영향을 받아(p<0.01, p<0.05) 저 칼슘군의 철분 배설량이 적정 칼슘군이나 고칼슘군 보다 유의하게 낮은 것으로 나타났다. 철분과 섭취량, 소변과 대변을 통한 배설량으로 산출한 철분의 보유량, 보유율은 칼슘의 섭취수준에 따른 각 군별 유의적인 차이가 있어(p<0.05, p<0.05) 고칼슘군이 저 칼슘군이나 적정 칼슘군보다 유의하게 낮았다. 이상의 결과로 요구량의 2배 정도의 칼슘 섭취 수준에서 칼슘의 체내 보유량은 증가하지만 철분의 평형은 약간 감소한 것으로 나타남으로써 칼슘보충제의 섭취시에는 칼슘이 외의 다른 무기질의 상호작용에 의한 변화를 고려해야 할 것으로 생각한다.
본 연구에서는 도축장에서 폐수 처리되는 돈혈을 활용하여 단백질 분해 효소 처리를 하여 철분함량 및 용해도가 높은 철분분말을 제조하고자 하였다. 철분함량을 높이기 위하여 효소처리 및 혈액 분리 정도에 따른 돈혈 분말의 품질특성을 분석하였고, 그 결과 수급 받은 돈혈의 전혈에 Thermoase 0.2%를 첨가한 후 $60^{\circ}C$에서 4시간 처리하여 여과, 열풍건조처리를 하였을 때 철분함량이 110.00 mg/100 g 으로 가장 높은 것으로 확인되었으며, 재수화성 역시 높은 것을 확인하였다. 또 철분 보조제로써 활용 가능 여부를 확인하기 위하여 최종조건에 따라 제조 된 돈혈분말의 생체이용률을 측정하였으며, 대표적인 시중 판매 제품 보다 2.9배 높은 것으로 확인 되었다. 따라서 영양학적 가치가 있는 돈혈을 활용하여 철분분말을 제조한다면, 수입에 의존하고 있는 철분시장에 국내산 천연재료 공급이 가능할 뿐만 아니라 이의 폐기처리로 인한 비용처리 및 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
국내 부존 청광 규조토의 고부가가치 활용을 위해 물리적인 불순물 정제 및 정제 규조토 중의 SiO2 성분을 규소원으로 한 탄화규소 분말합성에 대해 연구하였다. 청광 규조토를 hammer mill을 이용해서 분쇄한 후 체가름을 통한 입도 분리에 의해서 약 30% 정도의 철분 ($Fe_2O_3$) 정제 효과를 얻을 수 있었으며, 325 mesh 이하 입도 분말의 철분 함량은 약 2% 이었다. 습식 및 건식 자력선별의 경우 모두 철분 함량의 분리 및 정제 효과가 일부 있었지만 회수되는 비자성 부산물 중의 철분 함량이 약 2%로 잔존양이 많음을 알 수 있었다. 청광 원광의 물 침출은 철분 제거에 효과적이었으며, 물 침출 결과 약 40% 정도의 철분이 제거되었다. 또한 정제 규조토 중의 $SiO_2$ 성분을 탄소 (흑연, 카본블랙)로 환원 탄화 반응시켜 ${\beta}$-SiC를 합성하였고, 합성 분말의 산처리를 통한 철분 정제 및 비표면적 변화 등에 대해 연구하였다. 환원제로 흑연보다는 카본블랙을 사용함이 보다 효과적이었고, 산처리공정에 의해 Fe, Ca 등의 불순물들이 거의 제거되었고, 비표면적은 $52.5m^2/g$ 까지 증가하였다.
세리신을 철분과 결합력이 우수한 가수분해물을 제조하기 위하여 다양한 효소 처리를 실시하였으며 세리신 가수분해물을 이용하여 철분과 결합력을 검토하였다. 고분자인 세리신 단백질 분말을 효소 처리하지 않은 control과 비교한 결과 Flavourzyme(16.2 mg/mL)을 처리한 경우 유리 아미노산의 함량이 유의적으로 증가하였다. Flavourzyme 세리신 가수분해물에 각각 1,000 ppm과 2,000 ppm의 $FeSO_4$을 넣어 교반한 후 80%에탄올 침전 후 얻은 상등액과 침전물을 Fe 함량을 측정한 결과 유기철분 1,000 ppm의 철분의 양은 상등액($7.8\;{\mu}g/mL$)에 비해 침전($191.5\;{\mu}g/mL$)이 높은 값을 나타내며 유기철분 2,000 ppm 역시도 상등액($8.5\;{\mu}g/mL$)에 비해 침전($411.0\;{\mu}g/mL$)이 유의적으로 증가하였다. 2주간 철분 결핍 식이를 투여한 쥐를 4군으로 분리한 후 형태가 다른 3종의 철분을 1주간 투여한 결과 체중증가량이나 식이섭취율 및 식이효율을 측정한 결과 모든 투여군에서 군 간에 유의적인 차이가 없었다. 그러나 체내 흡수된 철분의 농도를 측정한 결과 혈청($2.0\;{\mu}g/mL$)과 간($47.9\;{\mu}g/mL$) 모두 무처치 대조군(DD)에서 가장 낮은 철분 농도가 관찰되었다. 형태를 달리한 철분을 투여한 모든 군에서 무처치 대조군보다 철분의 농도가 혈청 및 간에서 모두 유의적으로 증가하였다. 세리신을 이용하여 제조한 유기철분 투여군은 간에서 $80.1\;{\mu}g/mL$, 혈청에서 $4.2\;{\mu}g/mL$의 철분 농도가 관찰되었으며, 양성 대조군인 헴철 투여군에서는 간에서 $70.6\;{\mu}g/mL$, 혈청에서 $3.2\;{\mu}g/mL$의 철분 농도가 관찰되었으나 두 투여군 간의 유의적 차이는 없었다. 무기철분을 투여한 군(DD+II)보다는 간에서의 철분 함량($67.9\;{\mu}g/mL$)이 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었으나 유기철분이나 헴철보다는 유의적인 수준에서 낮게 관찰되었다. 혈중 헤모글로빈 농도는 무처치 대조군(8.9 g/dL)에 비해 철분 처치군(DD+HI: 12.2 g/dL, DD+OI: 12.6 g/dL, DD+II: 12.0 g/dL)이 유의적으로 높았으나 철분의 형태에 따른 유의적 차이는 관찰되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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