최근 항산화에 대한 관심이 많아지면서 파이토케미컬(phytochemical) 등이 많이 함유된 채소나 과일 등을 샐러드와 같은 생식의 형태로 섭취하고자 하는 사람들이 증가하였다. 그러나 채소를 생으로 먹는 것보다 익혀 먹는 것이 파이토케미컬 등 건강에 좋은 영양소의 흡수율을 증진시킨다. 따라서, 본 연구는 양배추, 브로콜리, 토마토, 당근, 사과, 바나나 등 여러 파이토케미컬을 함유하는 과일과 채소를 혼합한 과채주스의 효과를 알아보고, 특히 과채주스의 열처리 유무에 따른 항산화 효과뿐 아니라, AOM/DSS로 유도된 염증성 대장암 동물실험 모델을 이용하여 대장암을 억제하는 효과를 알아보고자 하였다.

과채주스의 항산화 활성을 알아보고자 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능을 측정하였다. AOM/DSS로 대장암이 유도된 C57BL/6 마우스에서 전처리 조건에 따른 과채주스의 항암 효과를 확인하였다. AIN-93G 일반 사료를 섭취한 대조군(Normal), AOM/DSS로 대장암을 유도하고 AIN-93G 일반 사료를 섭취한 대조군(Control), AOM/DSS로 대장암을 유도하고 10%의 열처리 과채 주스가 함유된 사료를 섭취한 실험군(A), AOM/DSS로 대장암을 유도하고 10% 열처리 하지 않은 과채 주스를 섭취한 실험군(B)로 나누어 실험을 진행하였다. 대장의 길이와 대장 무게/길이 비율, 종양 개수, 대장의 병리학적 분석, apoptosis 관련 유전자의 발현에 미치는 효과에 대해 알아보았다.

총 폴리페놀 함량은 과채주스를 함유한 모든 샘플에서 농도 구배적으로 증가하였으며, 특히 열처리 과채주스(A)가 10 mg/mL 농도에서 25.0±0.29 mg gallic aicd equivalent (GAE)/g으로 유의적으로 가장 높은 값을 보였다. 총 플라보노이드 함량 역시 과채주스 함유 2-10 mg/mL 농도에서 농도 구배적으로 증가하는 것을 확인하였으며, A가 가장 많은 양의 총 플라보노이드 함량을 나타내었다. 또한, 과채주스의 DPPH radical 소거 효과는 2, 5, 10 mg/mL 농도에서 과채주스를 포함한 두 샘플 모두 농도 구배로 증가하였다. 열처리 과채주스(A)군에서 항산화 효과는 모든 농도에서 B 군보다 높았다. ABTS 라디칼 소거능 역시 A군이 5 mg/mL 농도에서 87.8±3.03 (%)으로 B군 60.2±1.49 (%) 보다 유의적으로 높은 ABTS 라디칼 소거능 효과를 나타내었다.

15주간의 대장암 억제 동물 실험 결과, 대장의 길이와 무게의 경우, 과채주스를 함유한 사료를 먹인 군들 모두가 일반사료만을 섭취한 대조군보다 정상군 수준에 가깝게 억제된 것으로 나타났으며, 특히 열처리를 한 과채주스를 섭취한 군이 대장암을 유도하지 않은 정상 대조군 수준으로 나타났으며, 종양 또한 상당히 줄어든 것으로 나타났다. 또한 이들은 H&E 염색을 통한 조직의 병리학적 관찰 결과에서도 조직의 침윤이나 종양 생성도 현저하게 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 대장의 apoptosis 관련 인자인 BcL-2, BcL-xL의 단백질 발현이 과채주스 함유 사료를 섭취한 군들에게 모두 낮게 나타났으며, 열처리를 한 과채주스 군에서 가장 낮게 발현되었다. pro-atoposis 관련 인자인 Bax, caspase 3, caspase 9의 단백질 발현은 열처리를 한 과채주스 군에서 가장 많이 발현되었다. Cell cycle 관련 인자인 p53의 단백질 발현 역시 열처리를 한 과채주스 군에서 가장 많이 발현하였으며 pro-inflammatory 관련 인자인 IL-6와 inflammation 관련 인자인 iNOS, COX-2의 단백질 발현은 과채주스 함유 사료를 섭취한 군들에서 많이 억제되었으며, 특히 열처리를 한 과채주스 군에서 가장 낮게 발현되었다.

따라서, 전처리 조건에 따라 과채주스의 항산화 및 항암효과의 변화가 나타남을 알 수 있었다. 토마토의 라이코펜, 당근의 베타-카로틴과 같은 기능성 물질들이 열처리를 통해 체내에 쉽게 사용될 수 있는 형태로 전환되어 높은 항산화 효과와 항암 효과를 나타낸 것으로 생각된다. 이 연구의 결과로 양배추, 토마토, 브로콜리, 당근, 사과, 바나나를 열처리하여 과채주스를 제조하면 항암 효과가 우수하여 apoptosis(세포사멸)를 유도하고 세포주기를 정지시키며 염증성 사이토카인을 조절하여 대장암의 발생 및 증식을 억제 할 것이라고 생각된다.