우리나라의 2022년 사망률 통계에 따르면 심혈관 질환은 암에 이어 2위를 차지하였으며, 순환계통 질환 사망자는 전년 대비 10.8% 증가한 것으로 나타났다(Statistics Korea, 2023). 심혈관 질환의 주요 원인으로는 고지혈증, 비만, 당뇨, 고혈압, 가족력 등이 있으며, 그중 식생활 변화로 인한 비만과 체지방 농도 증가는 사망률 증가의 직접적인 원인으로 보고된다(Goldsborough 등, 2023). 이는 전 세계적으로 큰 사회문제로 지적되고 있으며, 이러한 현상으로 우리나라의 사회경제적 손실은 매년 증가할 것으로 예상된다. 또한 심혈관 질환 치료제의 장기 사용 시 부작용에 대한 우려가 지속적으로 제기되고 있어, 비만을 예방하고 체지방을 개선하여 심혈관 질환 사망률을 줄이는 데 도움이 될 수 있는 기능성 물질에 관한 연구들이 더욱 주목받고 있다.

전 세계인들이 가장 즐겨 마시는 기호 음료 중 하나인 커피는 한국에서도 매년 그 소비량이 증가하고 있다. 2023년 한국인의 1인당 커피 소비량은 405잔으로, 이는 전 세계 1인당 연간 커피 소비량인 152잔에 비해 2배 이상 높은 수치다(aTFIS, 2024). 커피에는 클로로겐산(chlorogenic acid), 카페인(caffeine), 트리고넬린(trigonelline), 디테르펜(diterpenes)을 비롯한 수천 개가 넘는 생리활성 물질들이 존재하며, 이러한 생리활성 분자들이 커피의 기능성에 크게 기여하는 것으로 알려져 있다(Ludwig 등, 2014). 이러한 이유로 커피의 섭취는 심혈관 질환을 예방하는 효과가 크고(Grosso 등, 2016; Tverdal 등, 2020), 암, 파킨슨병, 알츠하이머, 2형 당뇨, 대사증후군 등의 발생 위험과 사망률을 감소시킬 수 있는 것으로 알려져 있다(Gökcen과 Şanlier, 2019; Poole 등, 2017; Yelanchezian 등, 2022). 하지만 커피의 디테르펜 성분인 카페스톨(cafestol)과 카와웰(kahweol)은 섭취 시 항암, 항산화 효과는 뛰어난 반면, 혈청 지질농도를 상승시킬 수 있어 고지혈증 환자에게는 주의가 요구된다(Higdon과 Frei, 2006; Ren 등, 2019). 커피 추출 방식에 따라 지질과 디테르펜 함량이 상이하나 드립 여과 방식으로 상당량 제거 가능한 것으로 알려져 있으며(Post 등, 1997), 이러한 이유로 여과 커피는 침지식 커피보다 심혈관 보호 효과가 크다는 보고들도 있다(Cai 등, 2012; Fukumoto, 2020). 이러한 관점에서 커피가 가지는 다양한 생리활성에 지질 감소 효과까지 기대할 수 있는 여과 커피의 섭취는 심혈관 건강과 체내 지질대사를 더욱 긍정적으로 유도할 것으로 기대된다.

이에 본 연구는 지질 함량이 적고 혈청 지질 상승 유발 인자는 제거된 여과 커피를 이용하여 체내 지질 축적의 변화를 살펴보고자 하였다. 흰쥐의 생체 환경에서 고지방식이로 고지혈증을 유도한 후 여과 커피 추출물이 함유된 식이를 섭취시켜 간과 주요 복막 지방조직의 지질 축적에 미치는 영향을 조사하였다.

동물 사육 및 식이 조성

실험에 사용한 동물은 수컷 Sprague-Dawley rat(Harlan Spargue Dawley, Inc., (주)Hyo Chang Science)이며, 최초 체중은 230~270 g이었다. 사육실의 실내 온도는 22±2°C, 상대습도 55±5%, 조명은 12시간 명암 주기로 운영하였다. 미국영양학회(American Institute of Nutrition, AIN)가 추천하는 Dyets Inc.의 AIN-93G 표준식이를 효창을 통해 구입하여 실험 식이를 시작하기 전 10일간 제공하였다. 식이 적응 후 고지혈증 유도를 위해 AIN-93G 식이에 3% 라드(30 g/kg diet), 0.2% 콜레스테롤(2 g/kg diet), 0.1% 콜산(1 g/kg diet)을 혼합하여 만든 고지방식이를 4주간 제공하였다. 이후 난괴법으로 6마리씩 나누어 AIN-93G 식이를 섭취하는 군은 대조군(control), AIN-93G 식이에 1.07%(w/w) 여과 커피 추출물을 혼합한 실험 식이를 섭취하는 군을 커피군(coffee)으로 하여 4주간 제공하였다(Table 1).

Table 1 . AIN-93G diet composition¹⁾.

Ingredient.	Amount (g/kg).
Egg white. Cornstarch. Dextrose. Cellulose. Soybean oil2). Mineral mix. Vitamin mix. Biotin (1 mg/g biotin sucrose mix). Choline bitartrate. Lard3). Cholesterol3). Cholic acid3). Filtered coffee powder.	200.0. 528.5. 100.0. 50.0. 70.0. 35.0. 10.0. 4.0. 2.5. 30.0. 2.0. 1.0. 0 & 10.6.

¹⁾Formulated and supplied from Dyets, according to the recommendations of the AIN..

²⁾Contained 0.02% tert-butylhydroquinone..

³⁾Included in the high-fat diet..

매주 정해진 시간에 체중을 측정하였고, 사육 기간의 체중 증가량을 같은 기간 섭취한 식이량으로 나누어 식이 효율을 계산하였다(Table 2). 본 동물실험은 국립창원대학교 동물윤리심의위원회 승인을 거쳐 진행하였다(CWNUIACUC 2017-01).

Table 2 . Changes in the mean body weights and liver and visceral fat tissues of rats fed a diet with or without filtered coffee for 4 weeks.

Biomarkers.	Control1).	Coffee.
Body weights (g)
0 week	418.12±16.73	407.42±23.32
4 weeks	512.85±20.52*	463.15±48.62
Food intake (g/day)	17.43±0.76*	18.53±1.14
Food efficiency ratio2)	0.19±0.03*	0.10±0.05
Liver
Weight, g	18.08±1.79*	14.15±2.54
Total lipid, mg/g	124.08±20.94*	91.75±10.58
Retroperitoneal fat
Weight, g	12.58±2.42*	7.95±2.67
Total lipid, mg/g	805.78±33.62	794.63±21.54
Epididymal fat
Weight, g	14.24±2.78*	9.18±2.07
Total lipid, mg/g	803.80±36.45	787.28±13.08

¹⁾Values are means±SD, n=6. Asterisks (*) denote significant differences at P<0.05..

²⁾Food efficiency ratio=weight gain (g/day)/ food intakes (g/day)..

여과 커피 식이 제조

본 동물실험에 사용한 커피는 중남미 고산지의 아라비카종 원두를 중배전한 LAVAZZA qualita ORO 분쇄 제품이다. 커피 가루 12 g에 90 증류수 200 mL를 이용하여 드리퍼(102CU, Kalita) 상부 원두커피 여과지에 담아 여과 추출하였다. 추출한 여과 커피를 동결건조기(Bondiro, Ilshin Lab Co.)를 이용하여 건조시킨 후 식이제조 전까지 -70°C 냉동실에 보관하였다. 22%의 수율로 동결 건조된 여과 커피 추출물 분말을 213 mg/20 g의 비율로 AIN-93G 분말식이에 혼합하여 실험동물에 제공하였다. 이 여과 커피의 함량은 사람과 흰쥐의 에너지 대사 비를 기준으로 했을 때 사람의 섭취로 환산하면 250 mL로 약 1~2잔에 해당하는 양이다(Kim 등, 2020). 여과 커피의 카페인과 클로로겐산 함량은 Bicchi 등(1995)과 Fujioka와 Shibamoto(2018)의 방법에 따라 HPLC로 분석하였으며, 여과 커피 1잔(250 mL)을 기준으로 클로로겐산 335 mg, 카페인 290 mg이 함유된 것으로 확인하였다.

간과 지방조직 분석

여과 커피 식이 제공이 종료된 직후 간, 후복막 지방조직, 부고환 지방조직을 적출하여 무게를 측정하고 분석 시까지 -70°C에 저장하였다. 각 조직은 chloroform:methanol(v/v, 2:1) 혼합 유기용매 방법으로 지방을 추출하였으며(Folch 등, 1957), 유기용매 휘발 후 총지방량을 측정하였다. 추출한 간 지방은 SPE 분획장치(VAC ELUT SPS 24, Varian)와 분획칼럼(aminopropyl solid phase column: Bond Elut NH₂, Varian Sample Preparation Products)을 이용하여 콜레스테롤에스테르, 중성지질, 유리지방산, 인지질로 분획하였다(Agren 등, 1992; Noh 등, 1999). 이후 분획한 간 지방과 후복막 지방, 부고환 지방을 Folch 등(1957)과 Slover와 Lanza(1979)의 방법에 따라 각종 지방산으로 분리하고, 0.5 N의 methanolic NaOH와 14% BF₃를 2 mL씩 넣어 메틸화시킨 후 250°C 조건에서 gas chromatography(GC)로 분석하였다. 그중 팔미트산(16:0), 스테아르산(18:0), 올레산(18:1), 리놀렌산(18:2), 아라키돈산(20:4), DHA(22:6)를 같은 분석 조건의 표준 지방산(Nu-Chek Prep Inc.)과 비교하여 양을 계산하였다. GC(Model GC 7890A, Agilent Technologies, Inc.)에 (50%-cyanopropyl)-methyl polysiloxane 소재로 만들어진 DB-23 column(0.15 μm×0.25 mm×60 m, Agilent J&W, Inc.)을 장착 후, 불꽃이온화검출기(flame ionization detector)를 이용하여 분석하였다.

통계 처리

모든 분석 수치는 Mean±SD로 나타내었고, Student’s t-test를 이용하여 두 그룹 간의 차이를 살펴보았으며, P<0.05 수준에서 비교 분석하여 유의성을 검증하였다.

체중 및 식이 섭취량

고지방식이 후 4주간의 여과 커피 추출물 공급이 실험동물의 체중과 식이 섭취량에 미치는 영향은 Table 2에 나타냈다. 커피 식이 공급 전 체중은 대조군 418.12±16.73 g, 커피군 407.42±23.32 g이었으며, 커피 식이 공급 4주째 체중은 대조군 512.85±20.52 g, 커피군 463.15±48.62 g으로 나타났다. 4주간 대조군의 체중 증가율은 22.7%, 커피군은 13.4%로 나타나 커피군에서 체중 증가율이 유의적으로 감소한 것으로 나타났다. 식이 섭취량은 커피군이 18.53 g/day로 대조군의 17.43 g/day보다 많았지만, 식이 섭취량에 대한 체중 증가량으로 환산한 식이 효율은 대조군(0.19)이 커피군(0.10)보다 유의적으로 높은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 나타난 고지방식이 섭취로 인한 체중증가 현상은 체내 지방 축적이 증가하였기 때문으로 설명할 수 있으며(Marques 등, 2016), 이러한 체중증가 현상은 고지방식이 섭취 4주 차부터 본격적으로 나타나 사육 기간이 길어질수록 더욱 두드러지는 것으로 나타난 Xu 등(2010)의 연구와도 일치한다. 커피의 체중감소 효과는 고지방식이로 비만을 유도한 실험동물에 커피 추출물을 공급한 Choi 등(2016)의 연구와 클로로겐산, 카페인을 함께 공급한 Rustandi 등(2019)의 연구를 통해서도 확인할 수 있었다. 또한 Bhandarkar 등(2019)은 고지방, 고당질 식이로 비만을 유도한 실험동물에 클로로겐산의 추가적인 공급이 식이 섭취량은 증가시키고 식이 효율은 감소시켜 항비만 효과를 나타내는 것으로 보고하였다. 이러한 체중감소 효과는 커피에 함유된 클로로겐산의 섭취가 체내 에너지 소비량을 증가시키고, 지방의 산화는 촉진하기 때문으로 추측할 수 있다(Ota 등, 2010). 카페인을 비롯한 커피의 다양한 생리활성 성분 또한 유사한 기전으로 체지방 분해를 촉진하여 체중감소 효과를 나타낸다고 보고된다(Feyisa 등, 2019; Tabrizi 등, 2019). 동시에 카페인은 아데노신 수용체를 차단해 수면을 억제하고, 활동 각성을 촉진하여 에너지 소비를 증가시킬 수 있는 것으로도 알려져 있다(Kwon 등, 2006). 본 연구에서도 고지방식이 후 여과 커피 추출물 공급으로 실험군의 체중과 식이효율이 감소한 것을 확인하였고, 이는 커피의 주요 기능성 물질인 클로로겐산과 카페인을 비롯한 다양한 생리활성 성분에 기인한 효과라 판단된다.

간과 주요 지방조직의 무게 변화

고지방식이 후 4주간의 여과 커피 추출물 공급이 실험동물의 간, 후복막 지방, 부고환 지방에 미치는 영향은 Table 2, 3, 4와 같다. 먼저 간과 주요 지방조직의 무게는 여과 커피 식이 섭취로 인해 유의적으로 감소하였다(Table 2). 커피군은 대조군에 비해 간의 무게(대조군 18.08±1.79 g vs. 커피군 14.15±2.54 g)가 22% 감소하였고, 후복막 지방 무게(대조군 12.58±2.42 g vs. 커피군 7.95±2.67 g)가 38%, 부고환 지방 무게(대조군 14.24±2.78 g vs. 커피군 9.18±2.07 g)가 36% 감소한 것으로 나타났다.

Table 3 . The liver concentrations of fatty acids in cholesteryl ester, triglyceride, free fatty acids, and phospholipid fractions in rats fed a diet with or without filtered coffee for 4 weeks.

Liver lipid fractions (μmol/g).	Control1).	Coffee.
Cholesteryl ester
16:0	3.74±1.78*	1.93±0.43
18:0	0.28±0.08*	0.20±0.02
18:1	14.30±6.64*	7.22±2.23
18:2	4.63±1.99*	2.63±0.91
20:4	0.63±0.15*	0.41±0.12
Triglyceride
16:0	25.23±11.26*	7.69±5.03
18:0	1.02±0.38*	0.40±0.23
18:1	40.35±19.64*	12.03±8.35
18:2	25.67±10.25*	8.64±6.82
20:4	1.05±0.36*	0.48±0.40
22:6	0.23±0.08*	0.11±0.05
Free fatty acid
16:0	10.57±5.41	9.96±3.42
18:0	3.08±0.55	3.31±0.54
18:1	9.62±6.44	8.93±4.27
18:2	7.66±5.25	7.20±2.83
20:4	1.97±1.37	2.10±0.87
22:6	0.26±0.17	0.29±0.12
Phospholipid
16:0	12.13±1.51	12.29±1.28
18:0	8.94±1.34	10.34±1.56
18:1	2.41±0.25	2.36±0.37
18:2	5.08±0.80	4.75±0.24
20:4	11.97±1.61	13.46±1.70
22:6	2.48±0.39	2.60±0.49

¹⁾Values are means±SD, n=6. Asterisks (^*) denote significant differences at P<0.05..

고지방식이는 에너지 대사를 조절하는 효소의 활성은 억제하고, 지방산 합성을 유도하는 효소와 유전자의 발현은 활성화시켜 전반적인 체내 지질 농도를 상승시키는 것으로 알려져 있다(Kim 등, 2004). 이로 인해 고지방식이는 간과 지방조직에 지질 축적을 유도하고 해당 조직의 무게를 증가시키는 것으로 보고된다(Pilling 등, 2021). 반면 비만과 고지혈증의 원인이 되는 고지방식이를 공급한 실험동물에 커피 추출물을 섭취시킨 Choi 등(2016)의 연구에서 후복막 지방과 부고환 지방의 무게가 감소하였다고 보고된 바 있으며, 클로로겐산과 카페인을 섭취시킨 Cho 등(2010)의 연구에서도 지방조직의 무게 감소 현상을 확인할 수 있었다. 고지방식이를 공급한 실험동물에 카페인의 단독 섭취 또한 간과 부고환 지방의 무게를 감소시킬 수 있는 것으로 보고해 본 실험과 유사한 무게 감소 효과를 확인하였다(Yoon, 2007). 이러한 지질 축적 감소 효과는 커피에 함유된 클로로겐산이 에너지 생산과 열 소비에 관여하는 유전자의 발현을 촉진시키기 때문으로 보고된다(Zhong 등, 2020). 또한 커피 속 클로로겐산을 포함한 다양한 생리활성 물질이 체지방 합성은 억제하고 분해는 자극해 간과 지방조직의 무게 및 지질 축적을 감소시킬 수 있다고 Ilmiawati 등(2020)은 보고하였고, 이러한 기전으로 커피는 항비만 효과를 나타낼 수 있다고 Martins 등(2023)은 제시하였다. 고지방식이를 공급한 실험동물에 클로로겐산을 섭취시킨 Bhandarkar 등(2019)의 연구에서도 간의 지방축적, 후복막 지방, 내장지방이 감소하고 긍정적인 심혈관계 대사 변화를 유도하였다. 본 연구에서도 여과 커피 추출물에 함유된 다양한 생리활성 물질이 고지방식이를 섭취한 동물의 지질대사를 개선하여 간과 지방조직의 지질 축적에 긍정적인 효과를 보인 것으로 사료된다.

간과 주요 지방조직의 지질 함량

간의 총지방 함량은 여과 커피 식이 섭취로 인해 유의적으로 감소하였고, 주요 지방 조직의 총지방 함량은 감소하는 경향이 나타났다(Table 2). 간의 총지방 함량은 대조군(124.08±20.94 mg/g)과 비교해 커피군(91.75±10.58 mg/g)에서 28% 감소하였다. 후복막 지방의 총지방 함량은 대조군 805.78±33.62 mg/g, 커피군 794.63±21.54 mg/g, 부고환 지방은 대조군 803.80±36.45 mg/g, 커피군 787.28±13.08 mg/g으로 두 지방조직의 총지방 함량 모두 커피군에서 감소하는 경향이 나타났다.

여과 커피 식이 섭취가 간의 지방산 농도에 미치는 영향은 Table 3과 같다. 간의 주요 지방산은 팔미트산(16:0), 올레산(18:1), 리놀렌산(18:2)이며, 이는 대부분이 중성지방 형태로 존재하였다. 콜레스테롤과 중성지방을 구성하는 모든 지방산이 커피군에서 유의적으로 감소하였으며, 유리지방산과 인지질을 구성하는 지방산은 감소하는 경향이 나타났다. 여과 커피 식이 섭취가 주요 지방조직의 지방산 농도에 미치는 영향은 Table 4와 같다. 그중 부고환 지방을 구성하는 팔미트산(16:0)과 올레산(18:1)은 여과 커피 식이 섭취로 인해 그 농도가 유의적으로 감소하였다. 그 외 다른 지방산은 동물군 간에 유의적인 차이를 보이지 않았지만 커피군에서 감소하는 경향을 나타냈다. 후복막 지방을 구성하는 팔미트산(16:0) 농도는 커피군에서 유의적으로 감소하였고, 그 외 다른 지방산은 감소하는 경향이 나타났다.

Table 4 . Major visceral fat tissue concentrations of fatty acids in rats fed a diet with or without filtered coffee for 4 weeks.

Lipid.		Control1).		Coffee.
Epididymal fat (μmol/g).	16:0. 18:0. 18:1. 18:2. 20:4. 22:6.	600.44±68.72*. 78.23±9.00. 986.94±95.29*. 710.08±58.00. 6.96±2.24. 1.15±0.31.		505.16±58.20. 71.18±10.17. 829.79±66.50. 637.31±66.17. 6.90±1.88. 0.96±0.10.
Retroperitoneal fat (μmol/g).	16:0. 18:0. 18:1. 18:2. 20:4. 22:6.	697.53±153.92*. 96.44±23.79. 1,002.13±137.97. 680.40±83.04. 4.56±0.70. 0.98±0.31.		532.53±50.64. 82.19±6.27. 905.96±76.33. 642.82±37.49. 4.45±0.64. 0.84±0.20.

¹⁾Values are means±SD, n=6. Asterisks (^*) denote significant differences at P<0.05..

앞서 언급한 대로 커피의 체내 지질 개선 효과를 보고하는 연구는 다소 존재하지만, 상반된 연구 결과가 혼재되어 일관성이 부족하다. 특히, 체내 콜레스테롤 농도는 커피의 섭취로 개선될 수 있다는 연구들이 있는 반면, 콜레스테롤 농도 변화에 차이를 유발하지 않거나 오히려 그 농도를 높일 수 있다고 보고하는 연구들도 존재한다. Miranda 등(2022)은 하루 3잔 이하의 커피 섭취는 체내 지질 농도에 영향을 미치지 않지만, 그 이상의 커피 섭취는 콜레스테롤을 비롯한 대부분의 혈중 지질 농도를 증가시킨다고 보고하였다. 또한 커피 섭취량이 증가할수록 LDL-콜레스테롤과 혈압이 상승하고(Senftinger 등, 2023), 이로 인해 이상지질 혈증과 심혈관 질환을 유발할 위험이 커진다고 보고된다(Du 등, 2020). 학계에서는 이러한 지질 상승작용의 주요 원인을 커피의 디테르펜 성분 때문으로 추정하고 있으며, 디테르펜 성분 중 하나인 카페스톨은 식이 요인 중 가장 강력한 콜레스테롤 상승 인자로 지목되고 있다(van Cruchten 등, 2010). 커피에 함유된 카페스톨은 콜레스테롤의 담즙산 전환과정을 방해해 콜레스테롤을 체내에 잔류시키며(Post 등, 1997), 혈청 cholesteryl ester transfer protein의 활성을 증가시켜 HDL-콜레스테롤은 낮추고, LDL-콜레스테롤과 중성지방은 증가시키는 것으로 보고된다(Dullaart 등, 2007). 그러나 디테르펜을 포함한 커피 속 지질 성분은 종이필터를 이용한 여과 방식으로 대부분 제거되어 여과 커피에는 거의 잔존하지 않는다고 알려져 있으므로(Rendón 등, 2018), 여과 커피는 일반 침지식 커피에 비해 이상지질 혈증 개선과 심혈관 질환 보호 효과가 뛰어날 것으로 사료된다.

여과 커피의 체내 지질 개선 효과와 그 기전에 관한 연구는 미비한 실정이나 최근 커피에 존재하는 다양한 생리활성 물질이 체조직의 지질 축적을 억제할 가능성에 관한 연구들이 보고되고 있다. 먼저 커피의 생리활성 물질이 지방 대사에 관여하는 효소 활성과 유전자 발현을 조절함으로써 체내 지방 대사를 긍정적으로 유도하는 것으로 생각할 수 있다. 클로로겐산과 카페인의 섭취는 간에서 지방 연소를 촉진하는 acyl-CoA oxidase의 활성은 증가시키며, 지방합성 효소인 fatty acid synthase의 활성은 감소시켰고(Zheng 등, 2014), cAMP를 증가시켜 지방분해 효소인 hormone sensitive lipase의 활성화를 유도해 지질 분해를 촉진했다(Xu 등, 2019). 또한 클로로겐산은 간과 췌장에서의 HMG-CoA reductase와 sterol regulatory element binding protein 1c(SREBP-1_C)의 발현을 감소시켜 콜레스테롤 합성을 억제하였고(Salomone 등, 2017), 지방 생합성에 관여하는 CCAAT/enhancer-binding protein α의 발현 또한 억제 시켰다(Farias-Pereira 등, 2018). 커피의 폴리페놀 성분은 간에서 지방의 합성과 분화를 유도하는 SREBP-1_C, peroxisome proliferator-activated receptor γ(PPARγ)의 유전자 발현은 감소시키는 반면, β 산화를 유도하는 peroxisome proliferator-activated receptor α의 발현은 증가시켜 결론적으로 간의 지질 축적을 억제했다고 제시하였다(Murase 등, 2011). 이와 유사하게 커피 추출물의 섭취가 부고환 지방에 미치는 영향을 확인한 Choi 등(2016)의 연구에서도 동일한 기전으로 인해 부고환 지방의 지질 축적이 억제되었고, 카페인 섭취 또한 고환 지방의 acetyl-CoA carboxylase와 PPARγ의 수준을 낮춤으로써 지질 개선에 영향을 미친다고 보고하였다(Yoon, 2007). 이러한 결과들을 바탕으로 본 연구에서도 커피의 다양한 생리활성 물질은 간과 지방조직의 효소 활성을 조절하고 유전자 발현의 변화를 유도하여 지질 생성은 감소하고 지방산 산화는 촉진된 결과라 사료된다.

나아가 본 연구에서 나타난 지질 축적 억제 효과는 커피에 풍부한 클로로겐산, 카페인, 트리고넬린과 같은 다양한 생리활성 물질이 지방의 소화, 흡수, 분배 대사에 영향을 미쳐 나타난 결과로도 추측해 볼 수 있다(Kim 등, 2020). Murase 등(2012)의 연구에 따르면 커피의 폴리페놀성 물질의 섭취는 췌장 lipase 활성을 억제하여 지질의 소화가 지연될 가능성이 있다고 보고하였고, Hamden 등(2013)은 트리고넬린의 섭취는 소장 lipase 활성을 억제할 수 있다고 보고하였다. 이 연구들을 고려해 볼 때 여과 커피의 유효 성분들이 지질 소화효소의 활성을 억제하여 소장에서 지질 소화, 흡수 과정을 방해한 것으로 판단된다. 커피의 폴리페놀성 물질은 체내로 흡수된 콜레스테롤을 다시 장 내강으로 역배출을 유도하는 단백질 수송체인 ATP-binding cassette transporter G1과 scavenger receptor class B type I의 유전자 발현을 증가시키고, HDL-콜레스테롤 매개의 역배출 또한 증가시켜 간의 콜레스테롤 수준을 감소시킬 수 있다고 하였다(Uto-Kondo 등, 2010). 이와 유사하게 침지식 커피와는 달리 디테르펜 성분이 제거된 여과 커피는 HDL-콜레스테롤을 매개로 한 콜레스테롤 유출을 보다 증가시켜 비여과식 커피보다 항동맥경화 효과가 크다는 Mendoza 등(2023)의 연구도 보고된 바 있다. 클로로겐산은 소장 내 콜레스테롤을 에스테르화시키는 acyl CoA:cholesterol acyl-transferase와 콜레스테롤을 소장 세포 안으로 수송하는 운반체 단백질의 활성을 모두 억제하는 효과가 있다고 보고되어 있다(Cho 등, 2010; Ontawong 등, 2019). 위 보고들은 in vivo 상태에서 여과 커피 추출물의 공급이 소장으로 흡수되는 콜레스테롤을 30%, 지방산을 18%가량 감소시킬 수 있다고 한 Kim 등(2020)의 연구와 카페인의 섭취가 소장에서 지질 흡수를 억제할 수 있다는 Wang 등(2006)의 연구 결과를 뒷받침해 줄 수 있다. 본 연구에서도 여과 커피의 유효 성분들이 소장 내 지질 소화, 대사 효소의 활성을 억제하고 미셀(micelle)로의 운반을 감소시켜 콜레스테롤과 지방산의 흡수를 방해한 것으로 판단되며, 이로 인해 간과 지방 조직으로의 지질 축적 또한 억제된 것으로 사료된다.

위 연구를 종합해 보면 생리활성 물질은 풍부하나 지질대사에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 디테르펜 성분이 제거된 여과 커피의 섭취는 간과 지방조직의 효소 활성을 조절하고 유전자 발현의 변화를 유도하여 지질 합성은 감소시키고, 지질 산화는 촉진시킨 것으로 판단된다. 또한 여과 커피는 지질의 소화, 흡수에 관여하는 효소 활성은 억제하고 지질의 역배출은 촉진하여 간과 지방 조직으로 축적되는 콜레스테롤과 지방산의 양을 억제할 가능성이 있다고 판단된다. 따라서 여과 커피를 하루 1~2잔 마시는 것만으로도 체내 지질대사를 긍정적으로 개선하고 간과 지방조직에 축적되는 지질 농도를 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다. 여과 커피의 생리활성 물질은 심혈관 질환을 치료하는 약물보다 안전한 수준으로 지질 대사를 조절할 수 있을 것으로 판단되며, 비만과 심혈관 질환을 예방할 수 있는 건강기능식품의 역할을 기대해 볼 가치가 충분하다고 사료된다.

본 연구는 고지방식이를 섭취한 흰쥐에서 여과 커피가 간과 주요 지방조직의 지질 축적에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 흰쥐에 4주간 라드(30 g/kg diet)와 콜레스테롤(2 g/kg diet)을 함유한 고지방식이를 공급하였다. 이후 일반식이를 공급받는 동물군을 대조군, 일반식이와 1.07%(w/w) 여과 커피 추출물을 혼합한 식이를 공급받는 동물군을 커피군으로 나누어 4주간 사육하였다. 사육종료 후 흰쥐의 간, 후복막 지방, 부고환 지방을 채취하여 무게를 측정한 후 각 장기의 지방을 추출해 총지방 함량을 측정하였다. 추출한 간의 지질은 콜레스테롤에스테르, 중성지질, 유리지방산, 인지질로 분획하였으며, 후복막 지방, 부고환 지방과 함께 각종 지방산으로 분리하여 그 농도를 측정하였다. 간, 후복막 지방조직, 부고환 지방조직의 무게는 각각 커피군에서 유의적으로 감소하였다. 간의 총지질량, 콜레스테롤, 중성지방 분획 지방산의 농도 또한 여과 커피 섭취로 인해 유의적으로 감소하였다. 또한, 후복막 지방조직과 부고환 지방조직의 총지질량과 지방산의 농도는 커피군에서 유의적으로 감소하였다. 이는 하루 1~2잔에 해당하는 여과 커피의 섭취는 간과 지방조직의 비롯한 체내 주요 조직의 지질 축적을 억제하고 나아가 항비만 효과를 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.

이 논문은 2023~2024년도 국립창원대학교 자율연구과제 연구비 지원으로 수행된 연구결과입니다.