KR100714221B1

KR100714221B1 - 매생이 조다당 추출물을 포함하는 항암용 식품

Info

Publication number: KR100714221B1
Application number: KR1020050088623A
Authority: KR
Inventors: 남택정; 권미진
Original assignee: 부경대학교 산학협력단
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2007-05-02
Also published as: JP2009508941A; WO2007035030A1

Abstract

본 발명은 녹조류 갈파래과 매생이(학명: Capsosiphon fulvescens)를 급속동결하여 건조시킨 후 분쇄한 고형분을 물에 침지하여 80℃에서 추출한 후 알코올에 침전시켜 제조한 매생이 조다당 추출물의 항암 용도에 관한 것으로, 본 발명의 매생이 조다당 추출물은 사람의 위암세포와 대장암세포에 대하여 독성이 없이 암세포에만 특이적인 성장을 저해하여 항암용으로서 우수한 효과를 가지는 유용한 물질로 본 발명에 따른 매생이 조다당 추출물은 의약조성물, 기능성식품 또는 건강보조식품 등의 원료로 사용가능한 우수한 발명이다.

매생이, 열수추출물, 항암, 조다당

Description

매생이 조다당 추출물을 포함하는 항암용 식품{Anticancerous food comprising crude polysaccharides extracted from Capsosiphon fulvescens}

도 1은 본 발명에 따른 매생이 열수추출물의 농도별 인체 위암세포에 미치는 영향을 나타내는 그래프이고,

도 2는 본 발명에 따른 매생이 열수추출물의 농도별 인체 대장암세포에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 매생이 조다당 추출물을 포함하는 항암용 식품에 관한 것으로, 보다 자세하게는 녹조류 갈파래과 매생이(학명: Capsosiphon fulvescens)를 급속동결하여 건조시킨 후 분쇄한 고형분을 물에 침지하여 80℃에서 추출한 후 알코올에 침전시켜 제조한 매생이 조다당 추출물 포함하는 항암용 식품에 관한 것이다.

현대인들은 서구화된 식습관의 변화로 인해 성인병 발생률이 높아지면서 암 발생률이 세계적으로 매년 높아지는 추세이다. 국내에서도 매년 암환자가 새롭게 발생하면서 위암, 간암, 대장암, 유방암 환자들이 증가하는 추세를 보이고 있다. 이에 따라 현재까지 암의 치료법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 정상세포에 대해서는 독성이 적으며 암세포에만 특이적으로 작용하는 항암활성 물질개발의 필요성이 대두되고 있다.

한편, 매생이는 청정해역에서 자라는 갈파래과에 속하는 해조류로서 매년 12월에서 2월 사이가 제철이라 천연의 맛을 느낄 수가 있다. 옛날에는 김양식장에서 매생이가 방해가 되므로 염산을 뿌려 없애기도 했는데, 최근 매생이가 철분, 칼륨, 요오드 등 각종 무기염류와 비타민 A, C 등을 다량함유하고 있으며 위궤양이나 십이지장궤양을 예방하고 진정시키는 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 숙취해소 작용이 우수한 것으로 알려지면서 식도락가들 사이에 명성을 얻고 있다. 그러나 겨울철을 제외하고는 천연의 매생이를 채취할 수 없고, 환경에 예민하여 오염물질이 유입되면 생육이 저하되며 앞서 설명한 바와 같이 약간의 염산만 있어도 녹아버리기 때문에 인공으로 대량 양식하는 김처럼 손쉽게 얻을 수가 없다. 따라서 채취시기가 제한적인 자연산 매생이 본래의 효과를 그대로 나타낼 수 있는 안전한 식품으로서의 개발과 기능성물질의 획득을 통해 이용가능성을 높일 필요가 있다.

본 발명자 등은 상기한 바와 같은 산업적으로 이용가능하고 경제적인 효율이 높은 항암 활성물질의 개발에 대한 요구에 부응하기 위해 예의 연구한 결과 상기와 같은 특징을 지닌 매생이를 특정한 방법으로 이용함으로 상기한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 찾게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 산업적으로 이용가능하고 경제적인 효율이 높은 항암 활성물질을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 채취시기가 제한적인 자연산 매생이 본래의 효과를 그대로 나타낼 수 있는 안전한 식품으로서의 개발과 기능성물질의 획득을 통해 이용가능성이 높은 조성물의 제공과 이를 이용한 의약조성물 또는 기능성 식품을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 매생이 조다당 추출물은;

녹조류과 매생이(학명 : Capsosiphon fulvescens)를 -70 내지 -80℃의 급속동결고에서 동결시킨 후 동결건조기에서 건조하고, 이를 분쇄하여 얻은 고형분을 80 내지 100℃에서 가열하여 여과한 열수추출액에 약 2배의 알코올을 첨가하여 90% 이상 침전시켜 제조함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 알코올은 바람직하기로는 에탄올이다.

본 발명의 다른 구성에 따른 매생이 조다당 추출물을 주성분으로 하는 항암제는;

녹조류과 매생이(학명 : Capsosiphon fulvescens)를 -70 내지 -80℃의 급속동결고에서 동결시킨 후 동결건조기에서 건조하고, 이를 분쇄하여 얻은 고형분을 80 내지 100℃에서 가열하여 여과한 열수추출액에 약 2배의 알코올을 첨가하여 90% 이상 침전시켜 얻은 매생이 조다당 추출물을 주성분으로 하며 여기에 식품학적 또는 약학적으로 허용될 수 있는 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 매생이 조다당 추출물을 주성분으로 하는 항암제는 세포 내에 투여하여 항암효과, 즉 사람의 위암세포와 대장암세포에 대하여 독성이 없이 암세포에만 특이적인 성장을 저해하여 항암제로서의 효과가 확인되었다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 자세히 설명하지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.

실시예 1

매생이 조다당 추출물의 제조방법

주로 일본 및 한국 등에서 해조류의 기능성 및 효과, 효능에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있는데, 추출조건 및 생리기능적인 측면의 기초연구가 대부분이며 해조류의 종류에 따라 실제 산업화 측면에서의 연구개발은 아직 미흡한 상태이다. 추출조건에 있어서 산가수분해, 알칼리 가수분해, 열수추출 등의 방법을 통한 물리, 화학적 특성연구가 대부분인데, 각 추출물에 따른 기능성이 다양하게 나타나므로써 효과적인 추출법을 필요로 한다. 해조류를 포함한 식재료 내에 생리활성 물질을 추출하기 위한 전처리 과정으로 가장 많이 사용하는 방법이 식용가능한 열수추 출과 에탄올 추출방법이다. 특히 해조류 내에 함유되어 있는 당의 경우, 온도와 시간, 그리고 침전시킬 때의 에탄올 농도에 따라 추출물의 함량 및 회수율에 차이가 나타나기 때문에 높은 회수율을 위한 최적조건이 중요하다. 본 실시예에서는 식용으로 가능한 물과 에탄올을 사용하여 당에 대한 높은 회수율을 나타내는 방법을 탐색하였다.

이를 상세하게 설명하면, 동결건조 후 미세하게 분쇄된 매생이 20g을 10배의 물과 80% 에탄올을 첨가하여 최적온도를 측정하기 위해 80℃, 90℃, 100℃에서 3시간동안 교반하면서 (200 rpm, Eyela, Japan) 추출하였다. 이 추출액을 감압하여 여과지 (Whatman, No 3)로 여과한 후, 7,500 rpm에서 10분간 원심분리하여 상층액을 회수하였다. 여기에 2배 부피의 에탄올을 첨가하여 각각의 추출물 내에 존재하는 당을 침전시켰다. 다시 감압농축기(Eyela, Japan)로 에탄올을 제거하고 남은 잔사는 -80℃에서 급속동결시킨 후 진공농축기를 사용하여 건조시켰다.

다음 표 1은 상기와 같이 추출용매를 달리하였을 때의 온도에 따른 회수율을 나타낸 것이다.

온도에 따른 회수율 비교 (%)

	열수추출물	에탄올추출물
80℃	21.4	9.8
90℃	22.0	10.1
100℃	22.6	12.1

상기 표 1에서 나타난 바와 같이 매생이 20g을 다른 두 가지 용매, 즉 물과 80%에탄올을 사용하여 80℃에서 100℃까지 동일하게 3시간 추출하여 2배의 에탄올로 침전시킨 결과, 매생이의 경우 지금까지 보고된 다른 해조류가 보통 10% 이하로 회수되는 반면 열수추출시에 21 - 22%로 높은 회수율을 나타내었으며, 이에 비해 에탄올 추출시에는 당의 함량보다 단백질의 함량이 상대적으로 높게 나타났다. 그리고 열수추출 조건에 있어서 80℃에서 추출한 것과 100℃에서 추출시를 비교해보면, 회수양에 있어서 크게 차이가 나타나지 않으므로 80℃에서 물로 추출하는 방법이 가장 경제적임을 확인할 수 있었다. 즉, 매생이 고형분을 80℃에서 3시간 가열하여 얻은 열수추출액에 2배의 에탄올을 첨가하여 당을 침전시켰을때에, 매생이 고형분 중량의 21.4% (약 20g 중 4.28g)에 해당하는 백색의 분말을 회수함으로써 전체 50.2% 함유된 탄수화물 중 약 42.8%를 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1의 열수추출법에서 추출시간에 따른 최적 추출시간을 조사하였다. 즉, 매생이 20g을 10배의 물에 침지한 후, 80℃에서 2시간, 3시간, 4시간 동안 각각 반응시켰다. 상기 실시예 1에서 나타낸 바와 동일한 방법으로, 여과하여 남은 여과액에 2배의 에탄올을 첨가한 후 침전된 당을 측정하여 회수율을 계산하였다. 다음 표 2에서 나타내 바와 같이 매생이 조다당 추출물의 경우, 2시간 동안 가열하여 추출하였을 때에는 전체 20g 중에서 약 35.8%가 회수된 반면 3시간 가열시에는 가장 높은 65.4%의 회수율을 나타내었다. 그러나 4시간 가열시에는 약간 더 높은 회수율을 나타내었으나 큰 차이가 없었으므로, 연료절약 측면에서 경제적으로 효과적인 추출시간은 80℃에서 3시간임을 확인하였다.

시간에 따른 회수율 비교 (%)

	조다당 추출물
80℃ 2시간	35.8
80℃ 3시간	65.4
80℃ 4시간	69.2

실시예 3

상기 실시예 1 및 2의 결과를 통하여 매생이 고형분의 약 50%를 차지하는 당 성분을 가장 효과적으로 제조하는 방법이 확립되었으며, 따라서 본 실시예에서는 매생이 고형분 중량의 10배가량의 용매, 즉 물을 첨가하고 80℃에서 3시간 가열추출하여 여과한 다음 획득한 열수추출여과액에 2배의 에탄올을 첨가하여 침전시킴으로써 매생이 조다당 추출물을 제조하였다.

실험예

한국 세포주 은행 (서울의대)로부터 인체 위암세포 (AGS human gastric adenocarcinoma cell)와 인체 결장암세포 (HT-29 human colon cancer cell), 정상대장세포 (IEC-6)를 분양받아 실험실에서 배양하면서 본 실험에 사용하였다. AGS와 HT-29 세포는 100units/ml 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)과 10% FBS가 함유된 RPMI 1640 배지를 사용하였고, IEC-6 세포는 DMEM 배지를 사용하여 37°C, 5% CO₂ 인큐베이터에서 배양하였다. 배양중인 세포를 일주일에 2번 재공급하고, 컨플류언트(confluent)가 되면 인산 완충액 식염수(phosphate buffered saline; PBS)로 세척한 뒤 0.05% 트립신(trypsin)용액으로 부착된 세포를 분리하여 원심분리 한 후 피펫으로 각각의 세포가 골고루 분산되도록 잘 혼합하여 동일하게 분주하였다.

본 발명에 따른 매생이 조다당 추출물의 암세포 성장 억제효과를 실험하기 위해 인체 대장암세포와 위암세포를 96-웰 플레이트에 5×10⁴cells/well이 되도록 분주하고 10% FBS를 함유하는 RPMI 1640 배지로 희석하여 배양하였다. 24시간이 지난 후에 무혈청 RPMI 1640 배지로 교환하고 다시 24시간 동안 배양하였다. 그 후, 배지에 상기 실시예 3에서 제조한 매생이 조다당 추출물을 다양한 농도로 첨가하여 24시간동안 배양하였다. 24시간 경과 후, MTS/PMS 용액(CellTiter 96 AQueous Non-Radioactive Cell Proliferation Assay Kit, Promega Co., USA)을 첨가하여 37℃, 5% CO₂ 인큐베이터에서 1시간 배양한 다음 ELISA 플레이트 리더(plate reader)를 사용하여 490 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다.

도 1 및 2는 각각 매생이 조다당 추출물 처리에 따른 위암 및 대장암 세포의 증식억제 효과를 나타낸 MTT 분석결과를 나타낸 것이다. MTT는 살아있는 세포의 미토콘드리아 내막에 존재하는 옥시도-리덕타제(oxido-reductase)의 효소작용에 의해 환원되어 보라색의 불용성 포마잔(fomazan)을 생성한다. 이렇게 생성된 포마잔을 용해시켜 그 발색 정도에 따라 생존율을 측정하였다. 위암세포주인 AGS와 대장암세포주인 HT-29의 MTT 분석결과, 매생이 조다당 추출물을 0.25% 농도로 첨가하였을 경우, 대조군과 비교하였을 때 위암세포의 약 40%, 대장암세포의 약 45% 세포증식 억제효과를 나타내었다. 한편 암세포의 대조군으로 사용한 정상세포인 IEC-6 소장세포의 경우 동일한 농도에서 세포증식 억제가 나타나지 않았으므로, 위암 및 대장암세포만을 특이적으로 그리고 농도의존적으로 세포성장 저해에 의한 항암효과를 나타내었다. 따라서 상기 매생이 조다당 추출물은 정상세포에는 무해하면서 암세포만을 사멸시킨다는 것을 알 수 있었다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 매생이 조다당 추출물의 제조방법은 매생이의 당 성분을 효과적으로 추출할 수 있으며 상기 본 발명 매생이 조다당 추출물은 사람의 위암세포와 대장암세포에 대하여 독성이 없이 암세포에만 특이적인 성장을 저해하여 항암용으로서 우수한 효과를 가지는 유용한 물질로 본 발명에 따른 매생이 조다당 추출물은 의약조성물, 기능성식품 또는 건강보조식품 등의 원료로 사용가능한 우수한 발명이다.

Claims

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녹조류과 매생이(학명 : Capsosiphon fulvescens)를 -70 내지 -80℃의 급속동결고에서 동결시킨 후 동결건조기에서 건조하고, 이를 분쇄하여 얻은 고형분을 80 내지 100℃에서 열수 추출하고 여과하여 얻어진 상등액에 2배의 알코올을 첨가하여 90% 이상 침전시켜 얻은 매생이 조다당 추출물을 포함하는 항암용 식품.