KR100558015B1

KR100558015B1 - 사자발쑥 정유를 함유한 치아우식증 원인균의 항균활성 조성물

Info

Publication number: KR100558015B1
Application number: KR1020010007858A
Authority: KR
Inventors: 장매희; 조연희
Original assignee: 주식회사 파인엠; 장매희
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20020067332A

Abstract

본 발명은 쑥에서 추출한 정유를 함유하는 구강위생 증진용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 쑥 정유(精油; essential oil)의 추출은 수증기 증류나, 극성 및 비극성 유기용매를 사용하여 행해진다. 본 발명의 쑥 정유는 치아 우식증의 원인균(Streptococcus mutans , Streptococcus sanguis)에 대한 항균활성이 뛰어나다.

쑥, 정유, 충치

Description

사자발쑥 정유를 함유한 치아우식증 원인균의 항균활성 조성물{antibiotic compositions for preventing tooth-decay}

도 1은 24시간 음건(음지에서 건조)시킨 사자발쑥의 이온 크로마토그램

도 2는 1년간 음건시킨 사자발쑥의 이온 크로마토그램

도 3은 1년간 음건시킨 사자발쑥의 이온 크로마토그램

도 4는 24시간 음건(음지에서 건조)시킨 인진쑥의 이온 크로마토그램

도 5는 1년간 음건시킨 인진쑥의 이온 크로마토그램

도 6은 2년간 음건시킨 인진쑥의 이온 크로마토그램

도 7은 24시간 음건(음지에서 건조)시킨 황해쑥의 이온 크로마토그램

도 8은 1년간 음건시킨 황해쑥의 이온 크로마토그램

도 9는 2년간 음건시킨 황해쑥의 이온 크로마토그램

본 발명은 쑥에서 추출한 정유 (精油; essential oil)로 이루어지는 항균 작용이 있는 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사자발쑥에서 추출한 정유를 함유하는 치아우식증 원인균의 항균활성 조성물에 관한 것이다.
사자발쑥(Artemisia spp.)은 우리나라의 강화도 지방에는 자생되어 오던 약쑥으로서, 사자발쑥이라는 명명은 역사적으로 '신증동국여지승람 (新增東國與地勝覽)'에서 강화도호부의 토산품소개란에 "사자족애(獅子足艾)"로 기록되고, '방약합편 (方藥合編)'에서 "사자발쑥"으로 기재된 데서부터 유래되었다.

항균제는 미생물의 생성을 방지하거나 번식을 억제시키는 물질로서 현재 개발된 공업용 항균제는 약 130여종에 이르지만,인체 안전성 측면을 고려하면 자연의 생물로부터 추출하여 얻은 천연 항균제가 사용되는 것이 바람직하다.

천연 항균제는 미생물 오염과 생장을 억제하는 물질로서 식품첨가물, 의약품 및 공업용 물질로 광범위하게 사용되고 있으며 현재 편백나무 추출물인 히노키티올 (hinokitiol), 목련 추출물인 메그노놀 (megnonol), 자몽종자 추출물인 DF-100 등이 개발되어 있으나 그 규모는 합성 보존제의 17 %에 불과하다.

허브 (Herb)란 식용이나 약용, 향료 등으로 사용되는 식물로서, 지중해 연안이나 서남아시아에서 자라는 향기 좋은 식물의 총칭이나 최근에는 나무의 잎이나 꽃, 과일 등도 여기에 포함시킨다. 이러한 허브로부터 추출된 정유는 특유한 방향을 갖는 휘발성 기름으로서 방향유(芳香油)라고도 한다. 특히 생산량도 많고 중요한 허브 추출물은 아니스유, 시트로넬라유, 테레핀유, 박하유, 로즈마리유 등 500 여종 이상에 이르며 이중 약 100 여종이 식용 및 약용과 천연향료의 원료로서 현재 사용되고 있다.

정유는 각각 독특한 향기를 가지고 있으며 강한 살균력 및 방부력을 갖고 있다. 정유의 성분은 화학적으로 알코올 알데하이드, 케톤, 유기산, 에스테르 등의 산소를 함유한 화합물과 모노(mono) 및 세스퀴테르펜계 탄화수소로 크게 구별되는데, 정유의 향기와 맛에 관여하는 것은 전자이며 후자는 물에 용해되기 어렵고 향기나 맛에 대하여는 오히려 장애가 되는 물질이다.

허브 추출물인 정유는 천연물이 갖는 독특한 특성과 성분을 지니고 있어 지 금까지 여러분야에 다양하게 사용되어 왔다. 즉 치료약, 향신료, 소화제, 신경안정제 및 냄새방지제 뿐만 아니라 피부미용, 심신의 피로회복 긴장을 풀어주며 머리를 맑게 하는 정신적 치유의 도구로도 사용되고 있다.

이에 본 발명자들은 허브 추출물이 다양한 세균과 곰팡이 및 효모의 생육을 강하게 억제함을 발견하고 이에 대한 보다 구체적인 항균 활성을 검색하여 오던 중 쑥에서 추출한 정유에서 놀랄만한 항균 활성, 특히 치아 우식증의 원인균(Streptococcus mutans , Streptococcus sanguis)에 대한 항균활성이 뛰어나다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

충치 원인균 및 치주질환 원인균등에 효과가 있는 것으로 알려진 천연 추출물로는 카모밀레(Chamomile), 몰약(Myrrh), 라타니(Rhatany), 세이지(Sage) 에치네시아(Echinacea)등의 추출물(S. de Rysky; Journal ofClinical Dentistry Vol.I, Supplement A. A22-24, 1988), 생귀나리아(Sanguinaria) 추출물(미합중국 특허 4,689,216호),홈(Hops) 추출물(일본국 공개 특허 공보 소 62-138,420호), 세이지(Sage) 및 미질향(Rosemary) 등의 추출물(일본국 공개특허 공보 소 58-134,013호) 등이 알려져 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 쑥에서 추출한 정유를 함유하는 구강 위생 증진용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 사자발쑥에서 추출한 정유를 함유하는 구강 위생 증진용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 사자발쑥(Artemisia spp.)으로부터 추출된 시네올 100 중량부당 22.6-64.2 중량부의 트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)-2-사이클로헥센-올, 11-39.2 중량부의 보르네올을 주성분으로 함유하고 튜존(thujone)을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 정유를 함유하는 치아우식증 원인균의 항균활성 조성물을 제공한다.
본 발명의 쑥 정유(精油; essential oil)의 추출은 수증기 증류나, 극성 및 비극성 유기용매를 사용하여 행해진다. 수증기 증류추출은 짧게 절단된 쑥을 추출기에 넣고 물을 증류시켜 수증기가 추출기에 혼입되면 그 혼입된 수증기에 의해서 쑥의 활성성분이 추출되게 되는데(이때 추출기의 내부온도는 약 90℃로 조정됨), 이때 추출된 추출액을 모아 물층으로부터 오일(oil) 층만을 분리한다. 추출시간은 건조상태에 따라 1시간 30분 내지 2시간 정도가 적당하다. 극성 및 비극성 유기용매 추출은 퍼콜레이숀법에 따라 제조하여 감압 농축시킨 후 사용한다. 유기용매로는 에칠알콜, 메탄올, 아세톤, 핵산, 벤젠, 물-에탄올 등을 사용한다.

본 발명의 구강위생 증진용 조성물은 쑥 정유를 조성물 총중량당 0.02 내지 4.5중량%, 바람직하게는 0.05 내지 3중량% 함유하는 것이 좋다.

쑥 정유 성분을 0.02중량% 이하로 사용할 때는 충치예방 및 치료효과가 미약하게 되고 4.5중량% 이상 사용할 때는 추출물들의 각 성분의 특이한 맛에 의해 제품의 사용감을 저하시키게 된다.

본 발명에 따른 구강위생 증진용 조성물은 구강제품인 치약, 구강청정제, 의치세정데, 츄잉껌 등의 통상적인 성분에 충치예방 및 치료효과가 우수한 약용 성분으로서 쑥에서 추출한 정유((精油; essential oil)를 혼합시켜 제조할 수 있다.

본 발명의 타성분으로는 구강 조성물의 종류 및 사용목적에 따라 통상 사용하는 성분의 적당량을 사용하여 배합하였다.예를들어 본 발명의 치약조성물은 통상적인 치약성분들로서 연마제, 습윤제, 결합제, 기포제, 감미제, 방부제, 약효제,향 료, PH 조정제, 증백제등을 함유할 수 있다.

연마제로는 탄산칼슘, 인산일수소칼슘, 침강실리카, 함수알루미나, 실리카겔, 불용성 메타인산나트륨, 지르코늄 실리케이트 등이 있으며, 이들 연마제를 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 20 내지 60중량%, 바람직하게는 20 내지 50중량%를 사용한다.

습윤제로는 글리세린, 솔비톨액, 비결정성 솔비톨액을 단독 또는 2종이상 혼합하여 20 내지 60중량%, 바람직하게는 20 내지 50중량%를 사용한다.

결합제로는 카라기난, 잔탄껌, 카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨, 카르복시 비닐폴리머(상품명 카르보폴), 알긴산 나트륨등을 단독 또는 2종이상 혼합하여 0.1 내지 3.0중량%, 바람직하게는 0.5 내지 2.0중량%를 사용한다.

기포제로는 라우릴 황산나트륨, 라우릴 사르코신산 나트륨 등의 음이온 계면활성제와 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시 프로필렌계 축합 고분자 물질 등을 단독 또는 2종이상 혼합 사용하여0.5 내지 5중량%, 바람직하게는 0.5 내지 2.5중량%를 사용한다.

감미제는 삭카린나트륨, 아스파탐, 스테비오시드, 감초산 등을 단독 또는 2종이상 혼합하여 0.05 내지 0.5중량%를 사용하는 것이 좋다.

방부제로는 파라옥시 안식향산 에스텔, 안식향산, 안식향산 나트륨을 단독 또는 2종 이상 혼합 사용한다.

약효제로는 불화나트륨, 클로로헥시딘, 트라넥사민산, 알란토인류, 카프론산, 감초 엑기스, 산페논, 생귀나린 엑기스, 황백 엑기스, 카모밀레 엑기스, 라타 니 엑기스, 몰약 엑기스, 세지 엑기스, 미질향 엑기스, 홉 엑기스, 에치네시아 엑기스 등을 사용한다. 향료로는 페파민트 오일, 스페아민트 오일, 멘톨, 카르본 등을 적당량 혼합사용하며, pH 조정제로는 인산, 인산나트륨,구연산, 구연산 나트륨, 호박산, 호박산나트륨, 주석산, 주석산나트륨 등을 사용하며 적당한 pH 범위는 5 내지 8이며, 증백제로 산화티탄을 적당하기로는 0.5 내지 5중량% 사용한다.

이하, 본 발명을 실험예 및 실시예에 의거 상세히 설명하기로 한다.

실시예 1 : 정유 성분 추출

쑥속 식물중 사자발쑥(Artemisia spp .)과 황해쑥(Artemisia argyi) 그리고 인진쑥(Artemisia capillaris)을 채취 후 하루 음건 시킨 것과 1년, 2년 음건 시킨 것을 시료로 하여 수증기 증류법으로 추출하였다.

인진쑥은 강원도 태백의 해발 600-800m에서 재배 및 보관되어 온 것을 사용하였고, 황해쑥과 사자발숙은 강화도 농업기술센터에서 수집 및 보관하고 있는 것을 분양받아 사용하였다.

생체로 채취한 시료는 24시간 음건(음지에서 건조)한 후 1시간 30분동안 추출한 뒤 추출액을 모아 물층으로부터 오일(oil) 층만을 분리하였다. 1년간 음건시킨 것, 2년간 음건시킨 것은 2시간 추출한 뒤 물 층으로부터 오일 층을 분리하였다.

각각의 경우에 정유 함유량을 전체 쑥 재료 중량에 대비한 추출된 오일 중량의 % 함량으로 하기 표 1에 기재하였다.

표1

종류	건조시간
종류	24시간	1년	2년
사자발쑥	1.40	0.50	0.80
황해쑥	0.45	1.20	0.40
인진쑥	0.50	0.40	0.27

사자발쑥의 경우 하루 음건시킨 잎으로 정유를 추출하였을 때, 황해쑥은 1년 음건시킨 잎으로 정유를 추출하였을 때 가장 많은 정유를 얻을 수 있었고, 인진쑥은 음건을 오래시킬수록 정유추출량이 감소하였다. 본 실험에서 인진쑥은 9월에 채취하여 음건시켜 보관하였는데, 황해쑥과 사자발쑥이 인진쑥과 달리 보관기간에 관계없이 정유함량이 들쭉날쭉한 것은 수확시기 및 생육상태의 차이에 의한 것으로 보인다.

실시예 2 : 정유 성분 분석

각 정유 성분은 GC-MS를 사용하여 분석하였다. GC는 TRACE GC 2000(Thermoquest), MS는 GCQ Plus(Thermoquest-Finnigan)으로, column은 정유성분 분리에 유효한 용융 실리카 모세관 칼럼(fused silica capillary column( Supelco : SPB-5, 60m(길이)×0.25mm I.D×2.5㎛)을 사용하였으며, 오븐 온도는 50℃에서 3분간 유지시킨 다음 240℃까지 분당 5℃의 속도로 올린 후 10분간 유지시켰으며 인젝터 온도는 250℃로 하였다. 분리율은 1:30으로 하였다.

분석결과를 하기 표 2 내지 표 4에 기재하였고, 이온 크로마토그램은 도 1 내지 도 9에 도시하였다.

표 2 사자발쑥의 정유 조성물

성분	사자발쑥(중량부)
성분	24시간 건조	1년간 건조	2년간 건조
튜젠
α-피넨
캄펜
트리사이클렌	10.2
β-피넨
α-테르피넨	11.0
p-사이멘		22.5
시네올	100.0	100.0	100.0
γ-테르피넨	15.2	10.6
트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)- 2-사이클로헥센-올	35.0	64.2	22.6
테르피놀렌
유카본		33.2
시스-사비놀
시스-1-메틸-41-메틸에틸)- 2-사이클로헥센-올
캄포
보르네올	15.4	39.2	11.0
α-테르피넨-4-올	31.2	24.0
α-테르피넨	22.0	31.2
보닐 아세테이트
유게놀		10.0
카료필렌
파르네센	22.0	15.8
헥사데칸
아주놀	11.0	21.6
카료필렌 옥사이드

사자발쑥을 하루 음건시킨 것의 정유 성분은 트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)-2-사이클로헥센-올, 시네올, α-테르피넨-4-올, 파르네센이 주성분이었으나, 1년 음건시킨 것은 이 성분 외에 시스-1-메틸-4(1-메틸에틸)-2-사이클로헥센-올, 보르네올, 카료필렌 옥사이드 함량이 증가하였고, 트리사이클렌, 아주놀, α-테르피넨 성분은 감소되었다. 2년 음건시켰을 때 대부분의 향기 성분은 휘발되고 시네올, 트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)-2-사이클로헥센-올, 보르네올만이 주성분으로 검출되었다.

표 3 인진쑥의 정유 조성물

성분	인진쑥(중량부)
성분	24시간 건조	1년간 건조	2년간 건조
튜젠
α-피넨
캄펜	24.8
트리사이클렌
β-피넨
β-미르센	56.4
α-테르피넨
p-사이멘	22.6
시네올	100.0	37.0	23.0
2,5,5-트리메틸-2,6-헵타디엔-4-온	53.6	60.5
트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)- 2-사이클로헥센-올			22.6
테르피놀렌
시스-1-메틸-41-메틸에틸)- 2-사이클로헥센-올
튜존	72.0	16.0
3-튜존	29.0
캄포	77.4	35.2	39.0
보르네올	63.8	20.2	31.2
α-테르피넨-4-올	27.0
보닐 아세테이트
카료필렌	49.2	15.2
무롤렌	74.2	10.0
카디넨
카료필렌 옥사이드
롱기버베논	100.0	100.0	100.0

인진쑥의 정유는 약 96종 이상의 화합물의 혼합체로서, 시네올, β-미르센, 튜존, 캄포, 보르네올, 카료필렌, 무롤렌, 롱기버베논 등의 다량 성분과 캄펜, p-사이멘, 3-튜존, α-테르피넨-4-올, 시스-1-메틸-4(1-메틸에틸)-2-사이클로헥센-올 등으로 밝혀졌다. 하루 음건시킨 것의 정유 성분은 시네올, β-미르센, 2,5,5-트리메틸-2,6-헵타디엔-4-온, 튜존, 캄포, 보르네올, 카료필렌, 무롤렌, 롱기버베논이 주성분으로 검출되었다. 1년 음건시킨 것은 2,5,5-트리메틸-2,6-헵타디엔-4-온, 롱기버베논이 주성분이었으며, 캄펜, β-미르센, p-사이멘, 3-튜존, α-테르피넨-4-올 성분은 미량으로 검출되었다. 2년 음건시킨 후 추출한 정유에서는 향기 성분이 휘발되어 롱기버베논, 3-튜존, 보르네올, p-사이멘이 주성분으로 검출되었다.

표 4 황해쑥의 정유 조성물

성분	황해쑥(중량부)
성분	24시간 건조	1년간 건조	2년간 건조
튜젠
α-피넨
캄펜
트리사이클렌	33.0	20.4
β-피넨
β-미르센
α-테르피넨
p-사이멘		13.0	23.2
리모넨	26.8
시네올	76.0	70.5	100.0
γ-테르피넨
트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)- 2-사이클로헥센-올		19.2	20.0
테르피놀렌
시스-1-메틸-41-메틸에틸)- 2-사이클로헥센-올			11.8
튜존	100.0	100.0	12.8
3-튜존	21.2	28.0
시스-사비놀		28.2
시스-베르베놀
보르네올		17.5	23.2
α-테르피넨-4-올
보닐 아세테이트
유게놀
카료필렌			11.2
헥사데칸
카료필렌 옥사이드		14.4	42.2
롱기버베논	10.0	44.2
아주놀
캄포		27.2
유카본			48.0
쿠베놀			24.2
7-에틸-1,4-디메틸-아줄렌			23.8

황해쑥의 정유는 약 60종 이상의 화합물의 혼합체로서, 시네올, 튜존, 리모넨 등이 검출되었으며, 1년 음건시킨 것은 시네올, 튜존, 롱기버베논이 주성분이었으며, 2년 음건시킨 후 추출한 정유는 시네올, 유카본, 카료필렌 옥사이드 등이 황해쑥은 인진쑥이나 사자발쑥과 달리 시료 건조기간에 다라 정유 구성성분의 감소가 뚜렷하지 않았다.

실시예 3 : 항균활성 검정

항균 활성 검정에 사용한 병원균은 치아 우식증의 원인균인 스트렙토코커스 뮤탄즈(Streptococcus mutans ATCC 10449), 스트렙토코커스 상거스(Streptococcus sanguis)를 원광대학교 치과대학에서 분양 받아 Todd Hewitt(Difco, TH) 배지를 사용, 37℃에서 배양한 후 10% 글리세롤을 첨가하여 -20℃에서 보관하였다.

Todd Hewitt 배지는 사카로스 2%, TH 배지 15g/500㎖을 15㎖ 캡 튜브에 10㎖씩 각각 분주한 뒤 오토클래이브한 후 4℃에 보관하였다. 그런 다음, 스트렙토코커스 뮤탄즈(Streptococcus mutans ATCC 10449)와 스트렙토코커스 상거스(Streptococcus sanguis)를 100㎕씩 분주하고 추출된 각각의 정유를 30㎕씩 넣은 후 37℃ 배양기에서 24시간 배양한 후 황균활성을 검정하였다. 결과를 하기 표 5에 기재하였다.

표 5

쑥의종류와 건조기간	스트렙토코커스 뮤탄즈		스트렙토코커스 상거스
쑥의종류와 건조기간	미생물저해 활성	pH	미생물저해 활성	pH
대조군	-	4.13	-	4.64
사자발쑥 24시간 건조	+++	7.07	+++	7.33
1년 건조	++	7.10	+++	7.54
2년 건조	+++	7.38	++	7.34
인진쑥 24시간 건조	++	6.52	++	7.41
1년 건조	-	4.99	++	7.46
2년 건조	++	6.95	+++	7.43
황해쑥 24시간 건조	-	4.63	+	7.29
1년 건조	-	6.36	+++	7.50
2년 건조	+++	7.43	+++	7.37

미생물저해 활성: + - 낮음, ++ -중간, +++ -높음

사자발쑥, 인진쑥, 황해쑥의 정유 추출물에 대한 항균 활성 검색결과 사자발쑥에서 균의 생장율이 낮아 항균작용이 가장 컸다.

황해쑥은 음건시킨 것에서 스트렙토코커스 상거스 균이 자라지 못했으며, 스 트렙토코커스 상거스보다 스트렙토코커스 뮤탄즈 균에 대한 항균력이 낮았다.

인진쑥은 스트렙토코커스 뮤탄즈의 활성이 높게 나타나 항균작용이 거의 없었던 반면 스트렙토코커스 상거스는 활성이 감소하였고, 이때 pH는 균생장이 억제된 처리구가 높았다.

상기 실시예의 항균활성 시험 결과에서 알 수 있듯이 본 발명의 쑥에서 추출한 정유 조성물은 치아우식증의 원인균인 스트렙토코커스 상거스보다 스트렙토코커스 뮤탄즈의 생육을 저해하는 활성이 있어 치아 우식증에 탁월한 효과를 발휘할 수 있고, 구강 위생증진에 도움을 줄 수 있다.

Claims

사자발쑥(Artemisia spp.)으로부터 추출된 시네올 100 중량부당 22.6-64.2 중량부의 트랜스-1-메틸-4(1-메틸에틸)-2-사이클로헥센-올, 11-39.2 중량부의 보르네올을 주성분으로 함유하고 튜존(thujone)을 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 정유를 함유하는 치아우식증 원인균의 항균활성 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 치아우식증 원인균은 스트렙토코커스 뮤탄즈(Streptococcus mutans) 또는 스트렙토코커스 상거스(Streptococcus sanguis)인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 구강위생 증진용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 구강위생 증진용 조성물이 치약인 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 구강위생 증진용 조성물이 구강청정제인 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 구강위생 증진용 조성물이 의치 세정제인 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 구강위생 증진용 조성물이 츄잉검인 조성물.