건강기능성식품에 대한 소비자들의 관심이 높아짐에 따라 생리활성 성분이 다량 함유되어 있는 원료를 가공한 제품들이 다양하게 출시되고 있다. 그 중 매실은 다양한 유기산에 의한 항산화 기능성과 향균 및 약리 효과가 있는 것으로 알려져 점차 수요가 증가하고 있으며, 음료, 술, 절임 등 다양한 제품으로 개발 및 가공되고 있다. 그러나 매실에 함유된 amygdalin은 시안배당체의 일종으로 체내 존재하는 β-glucosidase 효소 작용에 의해 대사되어 시안화물을 생성하며, 이는 호흡 저하 등의 독성을 유발할 수 있다. 매실 및 매실가공품의 수요가 증가함에 따라 amygdalin의 독성 영향에 대한 소비자의 불안이 증가하고 있지만 이에 대한 연구는 극히 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 amygdalin 자체의 세포독성을 세포증식, 산화스트레스 및 콜로니 형성능에 미치는 영향 관점에서 연구하였으며, 독성 메커니즘 또한 규명하였다. 아울러 약동학적 연구를 통해 amygdalin 자체 및 매실청에서의 흡수율을 규명하고, 랫드에 반복투여에 의한 경구독성 연구를 수행하였다. 세포독성 결과, amygdalin 자체의 독성은 높지 않았으나 β-glucosidase 효소에 의해 분해되면서 독성이 증가하는 것으로 확인되었다. 약동학적 연구 결과 amygdalin의 체내 흡수율은 극히 낮은 것으로 나타났고 반복투여에 의한 독성영향도 관찰되지 않았다. 본 연구 결과는 매실 amygdalin의 독성 및 매실가공품의 안전성에 대한 유용한 정보를 제공하여 매실산업의 활성화에 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

식품첨가물로 이용되고 있는 이산화규소는 주로 고결방지의 목적으로 널리 사용되고 있는데, 나노물질이 첨가된 식품을 섭취하였을 때 나노물질의 거동 및 독성평가에 앞서 식품 성분 혹은 생체 내 성분과의 상호작용은 기본적으로 고려되어야 할 사항이다. 하지만 이러한 식품수준의 나노물질이 식품에 첨가되었을 때 일어나는 상호작용에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 식품의 기본 영양 성분이 될 수 있는 탄수화물을 파라메터로 설정하여 식품성분-이산화규소 나노물질 간 상호작용 관점에서 물리화학적 특성의 변화를 zeta potential과 hydrodynamic size로 분석하였으며, 당류와의 상호작용 정도를 HPLC를 이용하여 정량 분석 및 비교하였다. 식품 매트릭스로써는 아카시아 꿀 용액 조건과 단당류 및 이당류를 동량 혼합한 당 혼합용액을 모사조건으로 설정하였고, 이를 일정 온도(4, 25, 40°C)에서 일정 시간(1 min, 1, 24, 48 h, 7 d) 동안 이산화규소 나노물질과 반응시켰다. 꿀 용액의 농도가 증가할수록 나노입자의 크기는 증가하였고, 음전하를 띠는 이산화규소의 표면전하가 고농도의 꿀 용액과 반응 시 증가하는 경향을 보였다. 반면, 당 혼합용액과 반응 시 농도에 따라 나노입자 크기의 증가는 나타나지 않았으며 표면전하의 유의적인 변화 또한 관찰되지 않았다. 전체 상호반응에 있어서는 당 혼합 용액 대비 아카시아 꿀 용액에서 나노물질과 당류와의 반응 정도가 높게 나타났다. 결과적으로 식품 내에서 당류를 제외한 미량의 영양성분들이 식품성분-나노물질 상호작용에 영향을 줄 수 있다는 점과 단당류 및 이당류가 나노입자의 분산제로 사용될 가능성에 대해 제시할 수 있다.

칼슘은 인체의 뼈 또는 치아와 같은 골격구조의 주요 성분이며 다양한 생체 기능에 중요한 인자로서 작용하기 때문 에 적절한 섭취가 필요하다. 하지만 칼슘보충제로 섭취 시 칼슘의 생체이용률이 낮으므로 이를 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다. 층상형 이중층수산화물(layered double hydroxide: LDH)은 층간에 다양한 음이온들을 삽입할 수 있고 독성이 낮은 것으로 알려져 있어 약물이나 생리활성물질의 전달매체로 응용하고자 활발히 연구 개발되고 있는 물질이 다. 본 연구에서는 칼슘을 포함하는 LDH 구조물(CaAl-LDH)을 합성하고, 이의용해 안정성과 소장에서의 흡수를 효율 적으로 조절하기 위하여 폴리머 코팅(E-coated CaAl-LDH)을 진행하였다. XRD 측정 결과폴리머 코팅에 의해 CaAl-LDH의 결정형 구조가 변형되지 않았으며, SEM 관찰에 의해 코팅 후에도 크기 및 형태가 유지됨을 확인하였다. 위액 모사조건에서 용해도 분석 결과 폴리머 코팅에 의해 칼슘이온의 용해가 감소하는 것을 확인하였으며, 이로써 소 장에서의 칼슘 흡수를 향상시킬 수 있을 것으로 보인다. 장관세포 및 마우스에 단회 경구투여 결과 세포독성 및 급성 독성을 나타내지 않았으며, 약동학적 분석 결과 체내 칼슘 흡수율이 향상될 수 있음을 알 수 있었다.이러한 연구는 CaAl-LDH 나노소재의 폴리머 코팅을 통해 체내 안정성과 흡수율 향상을 유도할 수 있어 칼슘보충제로서의 잠재적 활 용 가능성을 제시한다.

나노기술에 의해 마이크로 또는 벌크크기의 입자를 나노미터 크기로 조작함에 따라 변화하는 물리, 화학적 및 생물 학적 특성 때문에 나노 기술은 환경, 반도체, 생명공학, 약학, 식품 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 특히 본 연구에 서 이용한 산화 아연은 항미생물 효과, 촉매작용, 반도체 등의 특성을 가져 산업적으로 폭넓게 사용되는 물질 중 하나 인데, 아연은 체내에서 단백질의 합성과 세포의 성장을 위해 필수적인 영양소이므로 산화아연은 식품첨가물로서도 스 낵 과자류, 영양 보충 식품 등에 영양강화제의 목적으로 첨가되어 사용된다. 이렇게 식품 수준의 나노물질은 마이크로 크기의 물질 대비 넓은 표면적을 보유하므로 식품 첨가물로서 사용될 경우 흡수율의 증대가 예상되는 반면효율 및 독 성, 안전성 연구는 미비한 실정이다. 특히 식품의 경우 경구 섭취 후 위장관에서 흡수가 일어나기 때문에 장관 내 흡 수 기작 연구는 필수적인 요소이다. 따라서 본 연구에서는 산화아연의 입자크기에 따른 안전성을 예측하기 위하여 경 구섭취 시 소장에서 입자의 유입 기작을 in vitro 수준 모델에서 관찰하고, in vivo 수준에서 랫드에 단회 경구투여를 통한 약동학적 연구를 수행하였다. 소절관련상피세포(human FAE: follicle associated epithelium)모델을 통하여 나노크 기와 마이크로 크기 입자의 위장관 상피세포 내 유입량을 비교한 결과 물질의 크기 별 유입량의유의적 차이를 보이지 않았으며 이는 경구투여 후 체내 흡수율에 대한 약동학적 결과와도 일치하는 결과이다. 이와 같은 결과는 식품용 나 노소재의 체내 독성과 흡수 메커니즘 및 효율성을 예측하는 데에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.