Effects of Sodium Alginate and Cellulose on Gastrointestinal Physiology in Rats

Sodium Alginate와 Cellulose가 흰쥐의 소화생리에 미치는 영향

  • 송영선 (인제대학교 식품영양학과) ;
  • 양정례 (부산대학교 식품영양학과) ;
  • 서명자 (부산대학교 식품영양학과)
  • Published : 1996.08.01

Abstract

To examine the effects of dietary fibers on gastrointestinal physiology, rats were fed with diets containing 10% sodium alginate,10% cellulose, or fiber-free diets for 5 weeks. The results obtained were as follows: The chronic consumption of sodium alginate induced a significant decrease in body weight gain and feeding efficiency, but a significant increase in length and weight of small intestine. Fecal bulk and weight were higher in fiber-fed group than fiber-free group. The chronic consumption of dietary fiber induced a significant increase in fecal output, resulting in tile decrease of apparent digestibility of protein and lipid. Pancreatic protease activity was lower in fiber-fed group than fiber-free group, whereas pancreatic amylase and lipase activities were not affected. Scanning electron microscopy(SEM) and light microscopy(LM) studies showed small intestine microvilli with numerous ridges and convolutions and goblet cells in fiber-fed groups. As a result of this study, it is concluded that the chronic consumption of dietary fiber decreases apparent digestibility of nutrients and induces morphological and biochemical adaptation of digestive organs.

10% sodium alginate와 cellulose의 장기간 섭취가 휜쥐(Sprague-Dawley, 수켯)의 소화생리에 미치는 영향은 다음과 같았다. 체중 증가량은 무섬유식이군과 cellulose군에 비해 sodium alginate군에서 유의적으로 낮았다(p<0.05). 소장의 무게와 길이 및 단위길이 당 무게는 무섬유식이군과 cellulose군에 비해 sodium alginate군에서 유의적으로 높았다(p<0.05). 분변의 부피 및 무게는 무섬유식이군에 비해 식이섬유 첨가군에서 높게 나타났으며(p<0.05), 건조 중량은 cellulose군에서 가장 높았다. 분변으로 배설된 단백질 및 직질의 함량은 무섬유식이군에 비해 식이섬유 첨가군에서 유의적으로 높았으며 (p<0.05), 따라서 단백질과 지질의 소화율은 무섬유식이군에 비해 cellulose군과 sodium alginate군에서 유의적으로 낮았다(p<0.05). 췌장의 amylase와 lipase 활성은 세군간에 유의적인 차이가 없었으나 무섬유식이군에 비해 식이섬유군에서 다소 낮은 경향을 보였으며, 췌장의 Prntease 활성은 무섬유식이군과 cellulose군에 비해 sodium alginate군에서 유의적으로 낮았다(p<0.05). 췌장의 DNA 및 RNA 함량은 식이군간에 유의적인 차이가 없었으나 췌장 단백질 함량은 무섬유식이군에 비해 식이섬유군에서 높게 나타났다(p<0.05). SEM과 LM을 이용한 연구에서 식이섬유의 섭취는 주름을 가진 넓은 잎사귀모양의 융모세포와 goblet cell의 증식을 유도하는 것을 확인하였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 식이섬유의 섭취는 지방과 단백질의 흡수를 억제하여 영양소의 소화율을 떨어뜨리며 소화기관의 형태적.생화학적 변화를 유도함을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 한국영양학회지 v.24 대학생의 식이섬유 섭취에 관한 연구 이혜성;이연경;Chen, S. C.
  2. 한국영양식량학회지 v.23 압출성형에 의한 식물 세포벽의 수용화 황재관;김종태;홍석인;김철진
  3. Trends in Food Science & Technology v.41 Seaweed in food products : biochemical and nutritional aspects Mabeau, S.;Fleurencen, J.
  4. 한국영양학회지 v.25 Polydextrose와 hydrolysed guargum이 지방량을 달리한 식이를 섭취한 정상백서의 지질대사에 미치는 영향 최면;김종대;주진순
  5. Lancet v.1 Dietary fiber redefined(letter) Trowell, H. C.;Southgate, D. A. T.;Wolever, T. M. S.;Leeds, A. R.;Gassul, M. A.;Jenkins, D. J. A.
  6. J. Nutr. v.113 Pancreatic and intestinal response to dietary guar gum in rats Poksay, K. S.;Schneeman, B. O.
  7. J. Nutr. v.120 Effect of vischous indigestible polysaccharides on pacreatic-biliary secretion and digestive organs in rats Ikegami, S.;Tsuchihashi, F.;Harada, H.;Tsuchihashi, N.;Nishide, E.;Innami, S.
  8. Am. J. Clin. Nutr. v.38 Effect of dietary fiber supplementation on teh secretory function of the exocrine pancreas in the dog Stock-Damge, C.;Bouchet, P.;Detinger, A.;Aprahamian, M.;Grenier, J. F.
  9. J. Nutr. v.112 Response to dietary wheat bran in the exocrine pancreas and intestine of rats Schneeman, B. O.;richter, B. D.;Jacobs, L. R.
  10. J. Nutr. v.110 Changes in small intestinal digestive enzyme activity and bile acids with dietary cellulose in rats Schneeman, B. O.;Gallaher, D.
  11. Dietary fiber Dietary fiber and intestinal adaptation Vahouny, G.;Cassidy, M. M.;Vahouny, G.(ed.);Kritchevsky, D.(ed.)
  12. J. Nutr. v.114 Effects wheat bran on the exocrine pancreas and the small intestinal mucosa in the dog Stock-Damge, C.;Aprahamian, M.;Raul, F.;Humbert, W.;Bouchet, P.
  13. 식품분석법 주현규;조현기;박충균;조규성;채수규;마상조
  14. Methods of enzymatic analysis(3rd ed.) Lipases Junge, W.;Bergmeyer, J.(ed.);Graβl, M.(ed.)
  15. Methods of enzymatic analysis(3rd ed.) α-Amylase Pierre, K. J.;Tung, K.-K.;Bergmeyer, J.(ed.);Graβl, M.(ed.)
  16. Methods of enzymatic analysis(3rd ed.) Proteinases and their inhibitors Fritz, H.;Bergmeyer, J.(ed.);Graβl, M.(ed.)
  17. 실험생화학 한국생화학회 교재 편찬위원회 (편저)
  18. Anal. Biochem. v.83 Simplification of protein assay method of Lowry et al.-which is more generally applicable Peterson, G. L.
  19. J. Nutr. v.3 Effect of indigestible polysaccharides on function of digestion and absorption in rats Ikegami, S.;Tsuchihashi, N.;Nagayama, S.;Harada, H.;Nishide, E.;Innami, S.
  20. Br. J. Nutr. v.42 The effect of pectin on the structure and functin of the rat small intestine Brown, R. C.;Kelleher, J.;Losocosky, M. S.
  21. 한국영양학회지 v.27 식이섬유 첨가식이 streptozotocin-유도 당뇨쥐의 장기능과 지질 및 당질 대사에 미치는 영향 박수현;이연경;이혜성
  22. J. Nutr. v.110 Effects of dietary pectin and fat on the small intestinal contents and exocrine pancreas of rats Forman, L. P.;Schneeman, B. O.
  23. J. Nutr. v.120 Fermentation of vegetable fiber in the intenstinal tract of rats and effects on fecal bulking and bile acid excretion Nyman, M.;Schweizer, T. F.;Tyren, S.;Reimann, S.;Asp, N.
  24. J. Nutr. v.116 Effect of increasing levels of hard wheat fiber on fecal weight, minerals and steroids and gastrointestinal transit time in healthy young women Spiller, G. A.;Story, J. A.;Wong, L. G.;Nunes, J. D.;Alton, M.;Petro, M. S.;Furumoto, E. J.;Wittman, J. H.;Scala, J.
  25. J. Kor. Soc. Food Nutr. v.25 New viewpoin on physiological property of dietary fiber, and the status of dietary fiber intake in Japan Oku, T.
  26. 한국영양식량학회지 v.21 해조류 섭취가 성인 남자의 Na, Ca, K흡수와 지질대사에 미치는 영향 손흥수;김현숙;주진순
  27. J. Nutr. v.117 Dietary fiber supplementation and fecal bile acids, neutral steroids and divalent cations in rats Vahouny, G. V.;Khalafi, R.;Satchithanandam, S.;Watkins, D. W.;Story, J. A.;Cassidy, M. M.;Kritchevsky, D.
  28. J. Food. Sci. v.45 Wheat bran's effect on digestive enzyme activity and bile acid levels in rats Sheard, N. F.;Schneeman, B. O.
  29. J. Food Sci. v.43 Effect of plant fiber on lipase, trypsin, chymotrypsin Shneeman, B. O.
  30. CRC Handbook of dietary fiber in human nutrition Effects of dietary fiber on digestive enzymes Schneeman, B. O.;Gallaher, D.;Spiller, G. A.(ed.)
  31. Medical aspects of dietary fiber Effects of dietary fiber on the structure and function of the small intestine Tasman-Jones, C.;Spiller, G. A.(ed.);Kay, R. M.(ed.)
  32. J. Pathol. v.98 The villus architecture of the small intestine in the tropics Chako, C. J. G.;Paulson, K. A.;Mathan, V. I.;Bahu, S. J.