국민경제가 발전하고 생활수준이 향상됨에 따라 평균수명이 증가하는 반면, 식생활의 서구화와 지방 및 가공식품의 소비에 따른 당뇨병, 고혈압, 이상지질혈증, 동맥경화 등의 발병율은 최근 수십 년 동안 지속적으로 증가하고 있다. 2017년 한국인 사망원인 통계자료에 의하면 전체 사망원인의 29.0%가 고혈압성 질환, 심장 질환, 뇌혈관 질환의 심순환계통 질환이었다. 이상지질혈증은 심뇌혈관질환의 주된 위험인자로서 미국을 비롯한 여러 나라에서는 최근 몇 년 간 감소되고 있으나 [1], 우리나라의 경우는 이상지질혈증의 발병이 오히려 증가하는 것으로 나타났다 [2]. 2016년 기준 30세 이상 성인의 이상지질혈증 유병률은 40.5%이고, 이는 2008년 이상지질혈증 유병률인 28.5%에 비해 12.0%가 증가한 수치이다 [3]. 그러나 2010년 국민건강영양조사 자료에 따르면 이상지질혈증 유병자의 질병발생 인지율은 13.7%, 치료율은 7.4%에 불과한 것으로 나타났다 [4]. 이상지질혈증은 혈액 내의 콜레스테롤, 중성지방, LDL 콜레스테롤의 수치가 기준 이상으로 높고, HDL콜레스테롤 수치가 기준 이하로 낮은 상태로, 고콜레스테롤혈증, 고중성지방혈증, 고LDL콜레스테롤혈증, 저HDL콜레스테롤혈증의 네 가지 질환을 포괄하는 것이다. 흔히 고지혈증이 유사한 의미로 통용되고 있으나 이는 총 콜레스테롤과 중성지방의 수치가 기준이상으로 높은 고콜레스테롤혈증과 고중성지방혈증만을 의미하는 것이다. 이상지질혈증은 생활습관 개선이나 약물 치료로 조절할 수 있는 것으로 알려져 있는데, 가장 큰 원인은 지방 섭취를 비롯한 식사 요인이며, 고혈당 또는 지질대사이상으로 인한 혈중 지질의 증가와 이로 인한 지질과산화에 따른 조직손상이 발병의 원인이다 [5]. 지질과산화물은 생체 내에서 생체막의 파괴, 암, 노화 등을 일으키므로, 지질과산화물을 제어하는 기능성 물질의 탐색은 지방 섭취가 증가된 현대인의 식생활을 고려해 볼 때 매우 중요하다. 이에 항산화 및 지질강화 효능을 나타내는 기능성 물질에 대한 연구가 최근 활발히 수행되고 있으나, 보다 더 많은 종류의 천연물에 대한 탐색이 필요한 실정이다.

침엽수의 대표적인 수종인 소나무 (Pinus densiflora Siebold et Zuccarini)는 소나무과 (Pinaceae)에 속하는 상록 교목으로 전국의 산지에서 자생하며, 예로부터 잎, 솔방울, 꽃가루, 송진, 껍질 등의 모든 부위가 구황식물로 이용되어왔다. 또한 솔잎의 신경통, 관절염, 동맥경화 등에 대한 약리적 효능은 민간요법으로 이용되어 왔다 [6]. 솔잎은 식이섬유소, chlorophyll, carotene, terpenoids, quercetin, kaempferol, tannin, alkaloids 화합물과 다량의 phenolic compounds가 함유되어 있다 [7]. 솔잎은 콜레스테롤 축적을 막고 동맥경화를 방지하며 말초혈관을 확장시켜 혈액순환을 촉진하고 호르몬 분비를 도와 체내 균형에 도움을 준다고 알려져 있다 [8]. 이 밖에도 솔잎의 항산화활성 [9], 면역증진활성 [10]과 항염증 [11], 항당뇨 [12], 항비만[13] 및 항암 [14] 효과에 대한 연구가 보고되었다.

우리 고유의 전통음식인 떡은 밥, 죽과 함께 우리나라의 대표적인 곡물조리법이다. 설기떡은 가루를 찌는 떡의 일종으로 쌀가루에 섞는 재료에 따라 팥설기, 쑥썰기, 콩썰기, 호박설기 등으로 이름이 달라진다. 최근에는 건강에 관심이 높아지면서 다양한 건강기능성 식재료를 첨가한 설기떡이 개발되고 있으며, 클로렐라 [15], 파래 [16], 표고버섯 [17] 및 연잎 [18] 등을 첨가한 설기떡 제조의 품질특성에 관한 연구가 다수 보고되었다. 최근에는 소비자들이 건강지향적 식품을 선호하는 추세이므로 식사대용 및 건강식으로 활용 가능한 기능성 떡을 개발하고 이의 기능성을 확인하는 것은 쌀 소비 증대뿐만 아니라 건강증진 측면에서 매우 유익하다고 할 수 있다.

본 연구에서는 솔잎착즙액을 첨가한 설기떡을 제조하고 동물모델을 이용하여 솔잎착즙액을 첨가한 설기떡의 섭취가 이상지질혈증에 미치는 영향을 분석하였다.

현대사회는 운동부족과 서구화된 식생활로 이상지질혈증의 위험이 증가하고 있으며, 이로 인한 심뇌혈관질환의 사망률 증가는 사회적 문제가 되고 있다 [24]. 이상지질혈증은 인슐린 저항성, 당뇨, 비만, 고혈압, 심혈관계 질환 등이 원인으로 작용하여 총 콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 및 중성지방이 증가하거나 HDL-콜레스테롤이 감소된 상태를 말한다 [25, 26]. 식물에 함유되어 있는 생리활성물질은 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL-콜레스테롤과 같은 혈청 지질 수준을 개선시키는 효과가 있으며, 비만 및 고지혈증의 예방과 치료에 도움을 준다고 알려져 있다 [27, 28]. 솔잎은 ascorbic acid, carotene, flavonoid, anthocyan, tannin 등을 함유하고 있어, 다수의 연구에서 솔잎의 지질강하 효능을 보고하였으나 그 효능의 정도는 솔잎에서 분리된 특정 성분과 다른 화합물의 상호작용으로 인해 차이를 나타내었다 [8, 13, 29, 30, 31, 32, 33]. 한편, 쌀가루, 찹쌀가루, 감자가루 또는 전분 등을 주원료로 하는 떡류는 농경과 함께 시작되어 지속적으로 발전해 온 뿌리 깊은 전통음식으로서 시식, 절식 및 제례음식으로 사용되어 왔다. 쌀 가공식품에 대한 인지도는 영양지식 수준이 높을수록 증가하는데 [34], 떡에 대한 소비자 구매의도와 식사대용식으로서 떡의 소비실태는 건강에 대한 관심과 밀접하게 관련된 것으로 보고되었다 [35, 36]. 떡류에 대한 연구는 떡에 대한 소비자의 기호도 분석과 기능성 소재를 첨가한 떡류의 품질특성[15, 16, 17, 18] 등이 보고되고 있으며, 떡류의 섭취에 따른 생리 활성 변화에 대한 연구는 현재까지 보고되지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 솔잎착즙액을 첨가한 설기떡 급여가 고지방식이로 이상지질혈증이 유도된 흰쥐의 지질대사에 미치는 영향을 검토하였다.

지속적인 고지방식이 섭취는 과도한 체지방 축적과 체중증가를 나타내는데, 본 연구에서는 그룹간의 식이섭취량 차이에도 불구하고 SD군보다 PSD군의 체중증가량이유의하게 낮아 솔잎착즙액의 체중증가 억제효과를 알 수 있었다. 또한, 혈장 중성지방과 총 콜레스테롤은 SD군보다 PSD군이 낮았으나 통계적인 유의성은 없었다. 이는 고지방식이로 비만을 유도한 흰쥐에 1% 솔잎열수추출물을 6주간 급여하였을 때 혈장 중성지방과 총 콜레스테롤이 고지방식이군보다 각각 9.7%, 7.8% 낮은 Jeon 등 [29]의 연구와 유사한 결과이며, 솔잎부탄올획분 25, 50, 100 mg/kg BW을 45일 동안 투여하였을 때 혈청 콜레스테롤이 농도 의존적으로 12.8 ~ 21.6% 유의하게 감소한 Choi 등 [30]의 연구보다 낮은 수준의 혈중지질 저하효과였다. HDL-콜레스테롤은 ND군보다 고지방식이를 섭취한 SD군과 PSD군 모두 유의하게 낮았으나, 솔잎착즙액 섭취에 의한 효과는 없었다. Sin과 Han [37] 및 Kang 등 [31]은 식물성 polyphenol 성분이 혈장 HDL-콜레스테롤을 증가시킨다고 보고하였다. 그러나, 유사한 조건하에서 수행한 연구임에도 혈장 HDL-콜레스테롤의 변동경향은 연구자에 따라 큰 차이가 있거나 혹은 상반된 결과를 보였다 [38, 39, 40]. 한편, SD군은 ND군보다 간의 중량이 증가하였는데, 이는 고지방식이 섭취가 지질 축적으로 간의 중량 증가를 유도하였다고 보고한 선행연구 [41]와 일치하는 결과이다. 그러나 솔잎착즙액 섭취에 의한 간 중량의 변화는 나타나지 않았다. 본 연구에서 식이에 0.39% 첨가한 솔잎착즙액의 양은 1% 및 3 ~ 6% 솔잎열수추출물을 첨가한 Jeon 등 [29] 및 Kang 등 [31]의 연구와, 2 ~ 3% 솔잎분말을 첨가한 Lee[8] 및 Lee 등 [32]의 연구와 비교하였을 때 2.6 ~ 15.4배 낮은 양으로써 혈중 지질감소에 극적인 효과를 나타내지 못한 것으로 생각된다. 그러나 혈장 중성지방과 총 콜레스테롤이 SD군보다 PSD군이 낮은 경향을 나타낸 것은 솔잎착즙액 내에 혈중 지질을 감소시키는 기능성 물질이 내재하고 있을 가능성을 시사해 주었다.

LDL 대사 관련 유전자로 알려진 SREBP2 유전자 발현은 SD군이 ND군보다 유의하게 높았으며, PSD군은 SD군보다 유의하게 낮은 SREBP2 유전자 발현을 나타내었는데 이는 ND군 수준의 극적인 감소였다. SREBP2는 간에서 콜레스테롤 생합성을 촉진하는 유전자로 설기떡 섭취에 의해 ND군보다 높은 유전자 발현을 나타내었는데 이는 고지방식이 섭취는 SREBP2의 유전자발현을 증가시킨다고 보고한 선행연구 [42, 43]와 일치하는 결과이다. 또한, 설기떡 섭취에 의해 높아진 SREBP2 유전자 발현이 솔잎착즙액설기떡 섭취에 의해 ND군 수준으로 유의하게 낮아진 것은 솔잎착즙액의 간 내 콜레스테롤 생합성 억제 효과를 나타내는 것으로써 이는 PSD군이 SD군보다 간 총 콜레스테롤이 20.2% 낮은 결과에서도 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 고지방식이로 고지혈증을 유도한 마우스에 오미자 리그난 100 mg/kg을 4주간 투여하였을 때 고지혈증으로 높아진 SREBP2 유전자 발현을 유의하게 낮추었다고 보고한 Sun 등 [42]의 연구와 Triton-WR 1339 (300 mg/kg BW)으로 고지혈증을 유도한 흰쥐에 태너스카시아 꽃추출물 300 mg/kg을 2주간 투여하였을 때 고지혈증으로 인해 높아진 SREBP2 유전자 발현을 대조군 수준으로 회복시켰다고 보고한 Vijayakumar 등 [13]의 연구와 유사한 결과이다. 케일에 함유된 식물성 polyphenol류가 간 내 콜레스테롤을 저하시킨다고 보고한 Krichevsky와 Tepper[44]의 연구와 영지추출액을 고콜레스테롤혈증 흰쥐에 급여했을 때 간 내 중성지질이 감소하였다고 보고한 Chung 등 [45]의 연구는 식물성 polyphenol류가 간 내 지질구성에 영향을 미칠 수 있음을 시사해 주었다. 본 연구에서는 6주간의 고지방식이와 4주간의 설기떡 섭취로 인해 높아진 간의 중성지방, 총 콜레스테롤 및 총 지질 함량을 솔잎착즙액설기떡 섭취가 유의하게 낮추는 효과를 나타내었는데, 이는 식물성 polyphenol을 함유하고 있는 솔잎착즙액에 의한 효과로 사료된다.

간과 마찬가지로 분변의 중성지방은 SD군이 ND군보다 높은 경향을 나타내었으며, 이는 고지방식이 투여에 의한 상대적인 지방섭취량 증가에 기인한 결과로 보인다. PSD군은 SD군보다 중성지방이 14.8% 높은 경향을 나타내어, 솔잎착즙액이 분변으로의 지방 배출을 촉진할 가능성을 시사해 주었다. Huang 등 [46]은 고지방식이를 섭취한 흰쥐에 뽕나무잎 분말 0.3 ~ 0.6 g/kg을 5주간 투여하였을 때 분변 콜레스테롤과 분변 bile acid가 유의하게 증가하였다고 보고하였으며, 고지혈증 유도 식이를 섭취한 마우스에 오크라분말 1 ~ 2%를 투여한 Wang 등 [47]의 연구에서도 농도 의존적인 분변 총 콜레스테롤 및 중성지방 증가를 보고하였다. 한편 Huang 등 [46]은 뽕나무잎 분말의 총 플라보노이드 함량이 58%이며, 이러한 높은 항산화 성분이 지질배출에 영향을 주었다고 예측하였다. 본 연구에서 PSD군의 지질 배출 효과를 확인하였으나, SD군과 비교하였을 때 통계적으로 유의한 차이가 없었으므로 고지혈증 동물모델에 솔잎추출물과 솔잎분말을 투여한 선행연구 [8, 29, 31, 32]의 섭취농도를 고려하여 솔잎착즙액의 섭취용량을 1 ~ 6% 범위로 증가시킨 향후 연구가 필요할 것으로 생각된다.

혈장의 TBARS는 SD군이 ND군보다 유의하게 높았는데, 이는 고지방식이의 과량급여는 혈액 내 지질과산화를 증가시킨다는 선행연구와 일치하는 결과이다 [48]. PSD군은 SD군보다 혈장과 간의 TBARS가 낮았으나 통계적인 유의성은 없었다. 이와 같은 결과는 고지혈증을 유도한 흰쥐에 3% 솔잎분말을 7주간 투여하였을 때 고지혈증으로 높아진 혈장 TBARS를 대조군 수치로 유지한 반면, 간 TBARS는 혈장 TBARS와 유사한 변동경향을 나타내었으나 유의한 효과는 없었다고 보고한 Lee와 Choi [32]의 결과와 유사하였다. 또한, Choi 등 [30]은 솔잎부탄올획분 100 mg/kg BW을 45일 동안 투여하였을 때 간 조직의 mitochondria와 microsome에서 8.8 ~ 13.1%의 유의적인 지질과산화감소효과를 보고하였는데, 이는 솔잎착즙액에 지질과산화를 억제하는 요소가 내재하고 있을 가능성을 시사한다. Kang 등 [48]은 솔잎추출물의 주성분은 catechin, leucoanthocyan으로 catechin을 포함한 flavanol형 tannin의 함량이 총 polyphenol의 60% 이상을 차지한다고 보고하였으며, 고지방식이 투여에 의한 간 내 지질감소 효과는 flavonoid 화합물 중 catechin이 가장 큰 영향을 미친다고 하였다. 따라서 솔잎착즙액에 함유된 polyphenol이 세포막의 지질이 활성산소의 공격을 받아 산화될 때 생성되는 과산화지질을 억제하는 효능을 가질 것으로 추측된다.

Lee [15]는 흰쥐에서 과산화지질 투여로 낮아진 간 조직의 GSH-Px 활성이 3% 솔잎분말 섭취에 의해 증가하는 경향을 나타내었다고 보고하였으며, Jang 등 [33]은 흰쥐에서 카드뮴으로 유도된 산화적 스트레스가 간 조직의 GSH-Px, CAT 및 SOD 활성을 낮추었으나 1.26 g/kg의 솔잎열수추출물 투여가 이를 회복시켰다고 보고하였다. 본 연구에서는 설기떡 섭취로 낮아진 간 조직의 Mn-SOD 및 CAT 활성을 솔잎착즙액설기떡 섭취가 유의하게 높이는 효과를 나타내었는데, 이는 솔잎착즙액 내에 간 조직 내 항산화효소 활성을 조절하는 물질이 있음을 시사하는 결과이다.

본 연구에서 실험동물에 투여한 솔잎착즙액의 농도는 솔잎추출물 또는 솔잎분말을 투여한 선행연구와 비교하였을 때 낮은 수준이었고 이에 극적인 지질저하 효과는 나타내지 못하였다. 그러나 현재까지 솔잎착즙액 섭취에 의한 지질감소 효과를 보고한 선행연구는 없었으므로 본 연구의 결과는 솔잎의 지질저하 효과를 검증하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이며, 향후 솔잎착즙액의 섭취량을 높인 이상지질혈증 동물모델 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

본 연구는 솔잎착즙액이 고지방식이로 이상지질혈증을 유도한 흰쥐의 지질대사에 미치는 영향을 분석하기 위해 실험동물을 정상식이 (ND)군, 고지방식이군으로 나누어 각각의 식이를 4주간 급여한 후 고지방식이군을 설기떡(SD)군 및 솔잎착즙액설기떡 (PSD)군으로 분류하여 6주간 사육하고, 혈장과 간 및 분변의 지질관련 지표를 분석하였다. PSD군은 설기떡 섭취에 의해 유의하게 높아진 체중증가량을 유의하게 낮추었으며 (p < 0.05), 설기떡 섭취에 의해 유의하게 높아진 혈장 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤을 낮추는 경향을 나타내었다 (p > 0.05). 간 조직과 분변의 지질대사 관련 지표를 분석한 결과 PSD군은 설기떡 섭취에 의해 ND군보다 유의하게 높아진 간 조직의 중성지방 및 총 콜레스테롤과 간 조직의 SREBP2 유전자 발현을 유의하게 낮추는 효과를 나타내었다 (p < 0.05). 또한 PSD군은 SD군보다 분변으로 배출되는 중성지방 함량을 14.8% 높였으며 (p > 0.05), 혈장과 간의 지질과산화를 SD군보다 각각 7.7%, 20.2% 낮추는 효과를 나타내었다 (p > 0.05). 혈장과 적혈구의 항산화활성 관련 지표를 분석한 결과 PSD군은 설기떡 섭취에 의해 낮아진 혈장 ORAC을 높이는 경향을 나타내었으며, 설기떡 섭취에 의해 유의하게 낮아진 간조직의 Mn-SOD 및 CAT 효소활성을 SD군보다 각각 21.5%, 19.6% 유의하게 높이는 효과를 나타내었다. 이상의 결과에서, 고지방식이로 이상지질혈증을 유도한 흰쥐에서 솔잎착즙액설기떡의 섭취는 체중증가억제, 혈장 콜레스테롤 감소, 간 내 콜레스테롤 생합성 억제, 간 조직의 지질수준 감소, 분변으로의 지질배출 증가, 간 조직의 지질과산화 감소, 혈장과 간 조직의 항산화 활성 증가 효능을 나타내는 것으로 확인되었다. 이에 본 연구에서 개발된 솔잎착즙액을 첨가한 설기떡은 지질 감소 효능을 가진 기능성 떡으로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.