KR100588759B1 - 지구자를 포함하는 인지개선용 식품 조성물 및 이를이용한 건강기능성 식품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지구자를 물, 유기용매 또는, 물과 유기용매의 혼합용매로부터 선택된 용매로 추출된 지구자 추출물 및 식품소재로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물 및 인지개선용 지구자 음용수에 관한 것으로서, 상세하게는 숙취해소용 및 간기능 개선용으로 사용 되었던 지구자로부터 일정조건하에서 추출 및 정제하는 방법과, 산화적 신경세포의 억제, 신경세포 보호물질의 지질 과산화 및 라디칼 소거, 신경독성 억제 등 신경세포 보호작용을 갖는 지구자 추출물을 함유한 인지기능개선용 식품에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지구자 추출물 및 조성물을 이용해서 치매예방 및 치료를 포함한 인지기능개선에 이용 될 수 있다.
지구자, 호깨나무, 열수추출물, 인지기능개선, 인지기능, 치매, 신경세포보호, 건강기능성식품
Description
도 1은 본 발명의 지구자를 포함하는 인지개선용 식품 조성물에 대한 쥐의 수동회피실험 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 지구자를 물, 유기용매 또는, 물과 유기용매의 혼합용매로부터 선택된 용매로 추출된 지구자 추출물 및 식품소재로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물 및 인지개선용 지구자 음용수에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위, 간, 폐, 대장 등의 치료, 가슴속의 열과 갈증제거, 구토 완화, 이뇨작용, 변비 치료 및 오장을 조화롭게 하는데 사용되어진 지구자로부터 일정조건 하에서 추출 및 정제하는 방법과 산화적 신경세포의 억제, 신경세포 보호물질의 지질 과산화 및 라디칼 소거, 신경독성 억제 등 신경세포 보호작용을 갖는 지구자 추출물을 함유한 인지기능개선용 식품에 관한 것이다.
우리나라는 물론 세계적으로 노인 인구가 증가하면서 많은 각종 퇴행성 노인질환들이 사회적, 경제적인 문제를 야기하고 있다. 퇴행성 뇌질환은 기억력 감퇴등 인지기능의 장애를 특징으로 하는 질환으로, 치매, 파킨슨병, 뇌졸중, 헌팅턴병 등의 다양한 질환을 포함한다. 또한 현대사회에서는 노인 인구의 급격한 증가로 인한 노인성 치매(senile dementia) 등의 퇴행성 뇌질환의 증가가 심각한 사회문제로 대두되고 있으나, 현재까지는 이 질환의 예방 및 치료에 효과적인 예방법이나 치료법이 개발되지 못한 실정이다. 대표적인 퇴행성 뇌질환인 치매는 전반적인 인지기능의 장애를 나타내는 질환으로 보통 만성, 또는 진행성 뇌질환에 의해서 발생되고 기억, 사고, 이해, 계산, 학습, 언어 판단 등 다수의 고위 대뇌기능에 장애가 나타난다. 치매의 원인은 정확히 밝혀져 있지는 않지만, 추정되는 원인으로는 대뇌 기저부의 콜린(choline)성 신경세포의 손상, 신경전달물질의 감소, 염증 반응에 의한 베타-아밀로이드(β-amyloid) 단백질 축적, 산화성 스트레스 등이라는 보고가 있다 (Davies P., et al., Lancet, 21, 1403(1976); Rocher, A. E., et al., J. Biol. Chem., 273, 29719(1988); Coyle, J. T., et al., Science, 262, 689(1993)).
한편 지구자는 헛개나무의 열매로 우리나라는 물론 중국의 의서에서 약재로 사용되어 있다. 일명 호깨나무, 지구자나무, 벌나무, 허리깨나무, 호리깨나무, 볼개나무, 백석목(白石木), 목밀(木蜜), 현포리(玄圃梨)라고 불린다. 우리나라에는 중부 이남의 깊은 산속 개울가에 드물게 자라며, 키는 20m, 지름은 1m 넘게 까지 자란다. 잎은 넓은 달걀모양으로 산뽕나무 잎을 닮았고, 6월에 흰 꽃이 피어 10에 서 11월에 열매가 가지 끝에 갈색으로 익는다. 지구자에서는 다량의 포도당, 사과당(malic acid), 칼슘, 카탈라제(catalase), 페록시다제(peroxidase) 등을 포함하는 과실 또는 종자인 지구자, 트리테르페노이드(triterpenoid), 호벤산(hovenic acid)등을 포함하는 줄기인 지구목부 및 루틴(lutine)등을 포함하는 잎인 지구엽이 사용된다. 이들은 술에 의한 상한 위, 간, 폐, 대장 등의 치료, 가슴속의 열과 갈증제거, 구토완화, 이뇨작용, 변비치료 및 오장을 조화롭게 하는데 사용된다.
지구자(
)는 북지구나무 (Hovenia dulcis Thunb) 또는 지구나무 (Hovenia acerba Lindl)의 열매를 말린 것으로 술의 해독 (Xu, Bao-Jun; Deng, Yu-Qiu; Jia, Xiao-Qin; Lee, Jeong-Hyun; Mo, Eun-Kyoun; Kang, Hyo-Jin; Sung, Chang-Keun. A rapid screening for alcohol detoxification constituents of Hovenia dulcis by microplate reader. Agricult. Chem. Biotechnol. (2003), 46(3), 105-109)이나 간보호 및 사염화메탄 주사로 야기된 간독성 과정을 개선하는 효과가 보고되어 있다 (Kim, Ok Kyung. Protective effects of extracts of Hovenia dulcis Thunb on hepatotoxicity in carbon tetrachloride intoxicated rats. Han'guk Sikp'um Yongyang Kwahak Hoechi (2001), 30(6), 1260-126 5 ; Hase, Koji; Ohsugi, Mizue; Xiong, Quanbo; Basnet, Purusotam; Kadota, Shigetoshi; Namba, Tsuneo. Hepatoprotective effect of Hovenia dulcis Thunb. on experimental liver injuries induced by carbon tetrachloride or D-galactosamine/lipopolysaccharide. Biol. Pharm. Bull. (1997), 20(4), 381-385).
종래에 인지기능개선제로서 대한민국특허공개공보 제2002-0044507호, 제2002-30648호, 제2002-0095624호, 공개번호 제10-2004-0008975호, 등록번호 제10-0378734 등에는 당귀, 삼백초, 오미자, 지실 및 장생 도라지 등이 치매 예방 및 치료제로 사용될 수 있고, 뇌 신경세포 보호 활성을 갖고 있음이 개시되어왔다. 기존에는 지구자는 주로 숙취해소용 및 간기능 개선용으로 사용 되었을 뿐 인지기능개선을 목적으로 하는 지구자를 적용하는 문헌은 현재까지 보고된바 없다.
본 발명의 목적은 주로 숙취해소용 및 간기능 개선용으로 사용되었던 지구자를 이용하여 치매예방 및 치료를 포함한 인지기능개선을 위한 지구자 추출물 및 식품소재로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물과 인지개선용 지구자 음용수에 관한 것을 제공하는 것이다.
본 발명은 지구자를 물, 유기용매 또는, 물과 유기용매의 혼합용매로부터 선택된 용매로 추출된 지구자 추출물 및 식품소재로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 지구자 추출물은 지구자를 물 또는 유기용매, 또는 물과 유기용매의 혼합용매로 추출하여 얻을 수 있는데, 유기용매로는 저급 알콜, 아세톤, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르, 에틸아세테이트, 헥산 등을 예시할 수 있다. 저급알콜로는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올을 예시할 수 있으며, 에탄 올이 가장 바람직하다.
물을 용매로 하여 지구자를 추출하는 구체적인 조건으로는 지구자에 5 내지 15 배, 바람직하게는 10배의 물을 첨가하고 80 내지 100℃, 바람직하게는 90 내지 95℃의 온도에서 1 내지 24시간, 바람직하게는 4 내지 6시간동안 추출한 후 여과하여 지구자의 열수 추출물을 제조한다.
유기용매를 이용하여 지구자를 추출하는 경우는 지구자에 1 내지 10배, 바람직하게는 5배의 유기용매를 첨가하고 실온에서 추출한 후 여과하여 얻어진 여액을 감압 농축하여 제조할 수 있다.
상기 추출방법들에서 추출공정은 필요에 따라 2회 이상 반복하여 실시할 수 있으며, 여과 후 얻어진 추출물을 감압 건조시켜 분말 형태로 만들 수도 있다.
또한 본 발명에 따른 인지개선용 식품 조성물은 인지기능개선효과를 증진시키기 위해 식품학적으로 허용되는 다른 식품소재 또는 그의 추출물을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 추출방법에 따라 식품소재의 추출물을 제조한 후 조성물에 가하거나 지구자와 여타 식품소재를 혼합한 후 상기 방법으로 추출하여 얻어진 추출물을 조성물에 포함시킬 수도 있다. 본 발명의 인지개선용 식품 조성물에 추가될 수 있는 식품소재는 식품학적으로 허용되는 임의의 식품소재일 수 있으며, 예를 들면, 원지, 오가피, 산조인, 육두구, 석창포, 천궁, 맥문동, 산초 등을 배합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 식품소재 조성물을 투여한 생쥐에서는 학습과 기억력 증진 효과가 현저하게 나타난다.
본 발명의 지구자 추출물 및 추가 식품소재 추출물들은 기억력 증진의 목적 으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 이 때 식품 또는 음료 중의 상기 추출물의 양은 일반적으로 건강식품의 경우 전체 식품 중량의 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 첨가할 수 있으며, 건강음료의 경우 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 3 내지 10 중량%의 비율로 첨가할 수 있다. 본 발명의 건강음료는 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 향미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)과 같은 천연 향미제 및 사카린, 아스파르탐 등과 같은 합성 향미제를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 포도당, 과당 등의 단당류, 말토스, 슈크로스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 크실리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜을 포함한다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ml당 일반적으로 1 내지 20 g, 바람직하게는 5 내지 12 g이다. 상기 외에 본 발명의 식품 또는 음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 착색제 및 충진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 건강보조식품 개발을 위하여 본 발명의 상기 지구자 추출물 및 추가 식품소재 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어 각종 식품류, 음료류, 껌류, 비타민 복합제 등이 있다.
이하에서 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것 은 아니다. 또한, 하기 실시예에서 고체와 고체 혼합물, 액체와 액체, 및 액체와 고체에 대한 하기 백분율은 각각 중량/중량, 부피/부피 및 중량/부피에 기초한 것이며 특별한 언급이 없는 한 모든 반응은 실온에서 수행하였다.
[실시예 1]
식품소재 추출물 및 이를 포함하는 식품 조성물의 제조
지구자 0.5 ㎏에 증류수 2 ℓ를 가하고 90 내지 95℃에서 5시간 동안 2회 추출한 후 여과지로 여과하고 감압 농축하여 지구자 열수 추출물 90 g을 얻었다. 한편, 동일한 방법으로 표 1에 기재된 식품소재들의 추출물을 얻고 이를 상기에서 얻은 지구자 추출물과 혼합하여 식품 조성물 1, 2, 3, 4를 각각 얻었다.
<표 1>
[실시예 2]
수동회피실험을 통한 인지기능개선효과의 측정
(1) 실험방법
18 내지 20 g의 수컷생쥐를 22± 1℃에서 12시간을 주기로 명암을 조절하면서 7일간 사육하였다. 사육 시에 물과 사료는 자유롭게 섭취하도록 했으며 3일 이상 순화시킨 후 실험에 사용하였다. 상기 실시예 1에서 제조한 지구자 추출물과 조성물을 트윈(Tween 80(Polyoxyethylenesorbitan monooleate): 시그마)에 녹인 후 표 2에 기재한 바와 같이 200 ㎎/㎏의 용량으로 매일 1회 일주일간 경구 투여하였으며, 대조군에는 5 % 트윈만을 투여하였다.
수동회피실험은 PACS-30 셔틀 박스 시스템(콜롬부스 인스트루먼트사)을 사용하였으며, 학습(learning)과 실험(testing)으로 나누어 2일 연속(간격: 24시간)으로 행하였다.
<표 2>
(1-1) 학습 시험 (learning)
마지막 약물 투여 30분 후에 38 % 에탄올 용액을 3 g/㎏의 용량으로 경구 투여하고, 에탄올 투여 1시간 후에 쥐를 조명을 비춘 밝은 쪽 구획에 놓고 30초의 탐색시간 후 길로틴문(guillotin door)이 열려 어두운 구획으로 들어갈 수 있게 하였다. 이때 길로틴문이 열린 후 120초 이내에 어두운 쪽으로 들어가지 않는 쥐는 실험에서 제외시켰다. 길로틴문이 열린 후 쥐가 어두운 쪽으로 들어갈 때까지의 시간을 자동적으로 측정하였다. 일단 쥐가 어두운 쪽으로 들어가면 길로틴문이 닫히고 0.4 ㎃의 스크램블된 충격이 5초 동안 그리드 바닥을 통해 흐르게 되고 쥐는 이것을 기억하게 된다.
(1-2) 수동회피시험 (testing)
학습 시험이 끝난 지 24시간 후에 시행하였다. 쥐가 30초의 탐색시간 후 길로틴문이 열리고 어두운 쪽으로 들어갈 때까지의 지연시간(latency time)을 300초까지 측정하였다. 그 결과를 도 1에 나타내었다. 지연시간이 길며 성공률이 높을수록 인지기능효과가 우수하다고 판정할 수 있다.
(2) 실험 결과
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 대조군에 비해 기억력 증강 효과가 뚜렷하였다 (p<0.1).
[실시예 3]
신경세포 보호작용
실시예 1의 지구자 열수 추출물을 에탄올로 추출한 후 용매 분획하여 에틸아세테이트, 부탄올 및 수층으로 각각 나눈 다음 신경세포 보호 작용을 관찰하였다.
① 배양한 신경세포를 이용한 산화적 신경독성 억제 : 대뇌피질 신경세포를 배양한 후 X/XO(Xanthine/Xanthine oxidase), H2O2, Fe2+/AA(Ascorbic acid)로 처리하고 20 내지 24시간 후에 유발되는 산화적 신경세포손상에 대한 천연물질 추출 분획 및 정제성분의 작용을 위상차 현미경으로 관찰하거나 배양액 중으로 유리되는 LDH를 측정하였다.
② 항산화성 신경세포 보호물질의 지질 과산화 및 라디칼 소거에 대한 영향 : 상기 결과에서 산화적 신경손상 억제작용을 나타낸 물질을 대상으로 흰쥐 전뇌 homogenates를 이용한 지질 과산화 억제작용과 DPPH radical 소거활성을 측정하여 항산화 활성을 확인하였다. 또한, 산화적 신경손상 억제작용을 나타낸 물질을 배양한 신경세포에 처리하였을 때 나타나는 지질 과산화 정도를 측정하여 대조군과 비교함으로써 지질 과산화 억제작용을 연구하고 전뇌 homogenates를 이용한 지질 과산화 억제작용과 비교하였다.
③ Aβ(25-35)-유발 신경독성 억제 : 배양한 대뇌피질 신경세포를 Aβ(25-35)로 24시간 동안 처리하여 유발한 신경세포 독성에 대한 시험약물의 작용을 MTT assay로 측정하였다.
④ Aβ(25-35)-유발 신경독성 억제물질의 caspase 활성 및 tau 인산화에 미치는 영향 : caspase 3 활성에 대한 영향을 시험관내 실험 및 배양한 신경세포를 이용하여 확인하였다. 또한 Aβ(25-35)-유발 신경독성 억제물질을 배양한 세포에 처리한 후 tau 인산화의 변화를 Western blotting으로 연구한다.
상기 신경세포 보호작용(IC50 ug/ml)관련 실험의 결과는 표 3에 나타내었다. Fe2+/AA 유발 산화적 신경세포손상에 대한 보호효과는 지구자 추출물의 에틸아세테이트 분획에서, DPPH 라디칼 소거력 및 지질과산화 억제력은 지구자 추출물의 부탄올 분획에서 가장 강력하였다. 이로서 지구자 추출물의 신경세포 보호작용이 인정되는 것으로 판단 할 수 있었다.
<표 3>
aLDH 활성 측정으로 얻은 대조군에 대한 신경세포손상 백분율로부터 계산한 IC50 값(μg/ml).
bMTT 법으로 측정한 대조군에 대한 신경세포생존 백분율로부터 계산한 IC50 값(μg/ml).
cHV 지구자 추출물,
dHVE 지구자 추출물 에틸아세테이트 분획,
eHVB 지구자 추출물 부탄올 분획,
fHVW 지구자 추출물 물 분획
[실시예 4]
인지기능 개선용 식품제조
하기의 조성으로 인지기능 개선용 식품을 제조하였다.
<제제예 1> 파우치의 제조
지구자추출물 또는 조성물 2 g
대추추출물 0.2 g
감초추출물 0.2 g
꿀 1 g
상기의 성분을 혼합하고 충전하여 파우치를 제조하였다.
<제제예 2> 산제의 제조
지구자추출물 또는 조성물 2 g
유당 1 g
상기의 성분을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.
<제제예 3> 정제의 제조
지구자추출물 또는 조성물 100 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유 당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.
<제제예 4> 캡슐제의 제조
지구자추출물 또는 조성물 100 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유 당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후 통상의 젤라틴 캡슐의 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.
<제제예 5> 건강음료의 제조
지구자추출물 또는 조성물 1 g
설탕 1 g
구연산 100 mg
비타민 C 500 mg
카라멜 10 mg
상기의 혼합물에 정제수를 섞어서 시럽을 만들고 이 시럽을 85 내지 98℃에서 20 내지 180초간 살균하여 냉각수와 1:4의 비율로 혼합한 다음 탄산가스를 0.5 내지 0.82%가 되게 주입하여 탄산음료를 제조하였다.
본 발명에 따른 지구자 추출물 및 식품소재로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물은 산화적 신경세포에 대한 손상에 대한 보호 효과 및 지질과산화 억제력등 신경세포 보호하는 효과가 우수하고, 이 추출물 및 조성물을 이용한 건강기능성 식품을 조제함으로써 치매예방 및 치료제를 포함한 인지기능개선용으로 사용될 수 있다.
Claims (8)
- 지구자를 물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르, 에틸아세테이트 또는 헥산으로부터 선택되는 하나 또는 하니 이상의 유기용매; 또는 물과 유기용매의 혼합용매로부터 선택된 용매로 추출된 지구자 추출물 및 식품소재로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물.
- 제1항에 있어서,지구자 추출물은 지구자에 5 내지 15 배의 물을 첨가하고 80 내지 100℃의 온도에서 1 내지 24시간 추출한 후 여과하여 감압 농축하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물.
- 제1항에 있어서,지구자 추출물은 1 내지 10배의 유기용매로 실온에서 추출한 후 여과하고, 여액을 감압 농축하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물.
- 제1항에 있어서,상기 지구자 추출물을 감압 및 건조하여 분말 형태의 지구자 추출물로 얻어 지는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,식품소재로 허용되는 담체는 원지, 오가피, 산조인, 육두구, 석창포, 천궁, 맥문동 또는 산초, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인지개선용 식품 조성물.
- 제1항 내지 제4항 또는 제6항에서 선택되는 어느 한 항의 인지개선용 식품 조성물을 3 내지 10 중량%로 함유하는 인지개선용 지구자 음용수.
- 제 7항에 있어서,천연향미제, 합성 향미제, 천연탄수화물, 영양제, 비타민, 광물, 착색제, 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증진제, PH조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료로부터 선택된 하나 또는 2이상이 추가되는 것을 특징으로 하는 인지개선용 지구자 음용수.
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