KR100809375B1 - 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품에 관한 것으로서 보다 상세하게는 참바늘버섯과 알로에를 주요 구성 성분으로 하고 부재료와 첨가제를 포함하여 환(丸), 캡슐, 정제(tablet) 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제형화한 건강기능식품에 관한 것이다.
본 발명에 의해 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품은 참바늘버섯에 함유된 혈압강하, 혈당강하, 뇌기능개선, 항암작용 등의 기능성 성분과 알로에에 함유되어 있는 아미노산, 사포닌, 항생물질, 상처치유 호르몬, 무기질 등의 기능성 성분을 동시에 섭취할 수 있다.
본 발명의 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품은 고혈압, 고혈당 및 암에의 질병이 있는 환자, 이러한 질병이 의심되는 사람 및 고령자들에게 우수한 건강기능식품을 제공할 수 있다.

Description

참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품{Health functional food including Mycoleptodonoides aitchisonii and aloe}
도 1은 참바늘버섯 종균을 20℃, 25℃, 30℃의 온도 범위에서 배양기에서 14일간 배양하면서 균사의 생육 정도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 참바늘버섯 종균을 25±1℃에서 배양속도 50rpm, 100rpm, 150rpm, 200rpm으로 7일간 배양하면서 균사의 생육 정도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 참바늘버섯 종균을 25±1℃, 100rpm의 조건하에서 20일 동안 배양하면서 배양일시에 따른 균사생장과 세포외다당류 생산을 나타낸 그래프이다.
도 4는 탄소원으로 최적 선발된 lactose의 농도에 따른 참바늘버섯 종균의 균사생장과 세포외 다당류 생산을 나타낸 그래프이다.
도 5는 질소원으로 최적 선발된 poly-peptone 첨가구에서 참바늘버섯 종균의 균사생장 및 세포외 다당류 생산을 나타낸 그래프이다.
도 6은 질소원으로 최적 선발된 yeast extract 첨가구에서 참바늘버섯 종균의 균사생장 및 세포외 다당류 생산을 나타낸 그래프이다.
도 7은 무기염류원으로 최적 선발된 CaCl2·2H2O의 첨가농도에 따른 참바늘 버섯 종균의 균사생장 및 세포외 다당류 생산을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품에 관한 것으로서 보다 상세하게는 참바늘버섯과 알로에를 주요 구성 성분으로 하고 부재료와 첨가제를 포함하여 환(丸), 캡슐, 정제(tablet) 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제형화한 건강기능식품에 관한 것이다.
참바늘버섯(Mycoleptodonoides aitchisonii)은 식용버섯의 일종으로 자실체는 버섯자루가 없고 유연한 육질이나 마르면 강인해진다. 균모는 부채꼴 또는 주걱꼴인데 다수 중생하며, 표면은 민둥하고 백색 또는 담황색이며 가장자리는 이빨모양이다. 살은 희고 두께는 2∼5mm 초산부틸에스테르의 향기가 나는데 마르면 없어진다. 균사는 후막과 박막의 2균사형이다. 하면의 자실층막은 바늘버섯형이고 바늘은 뾰족하고 길이는 3∼10mm로 마르면 황등색이 된다. 여름부터 가을에 걸쳐서 활엽수 고목에 나며 목재의 백색부후를 일으킨다. 분포는 한국, 일본, 카시밀 등에서 자생한다.
참바늘버섯은 영양학적, 약리적 효능이 매우 우수한 것으로 기대되어 다양한 연구가 진행되었으며, 현재까지 참바늘버섯에 혈압강하작용(Tsuchida, T., et al., Effect of an aqueous extract from Mycoleptodonoides aitchisonii on human blood pressure, Jpn. Pharmacol. Ther., 29(11), 899-906(2001)), 혈당강하작용(Tsuchida, T., et al., Efficacy and safety of an aqueous extract from Mycoleptodonoides aitchisonii in the long-term administration, Jpn. Pharmacol. Ther., 30(1), 31-36(2002)), 뇌기능 개선효과(Okuyama S., et al., Enhancing effect of Mycoleptodonoides aitchisonii on synthesis of nerve growth factor and releasing dopamine in the rat brain, Nutritional Neuroscience, 7, 41-47(2004)), 발암프로세스를 억제하는 항암작용(Yasukawa, K., et al., Inhibitory effect of methanol extracts from edible mushroom on TPA-induced ear oedema and tumour promotion in mouse skin, Phytotherapy Research, 10(4), 367-369(1996)), 등의 기능성이 있음이 밝혀졌으나 아직까지 이러한 참바늘버섯을 이용한 건강기능식품에 대해서는 보고되고 있지 않다.
알로에는 노회, 또는 나무노회라고도 하고, 알로에속(Aloe)에 속하는 식물 전체를 가리키거나 그 한 종을 가리킨다. 아프리카가 원산지이고, 전세계에 약 300종이 있다. 지금까지 밝혀진 결과에 의하면, 알로에는 세균과 곰팡이에 대한 살균력이 있고 독소를 중화하는 알로에틴이 들어 있으며, 궤양에 효과가 있는 알로에우르신과 항암효과가 있는 알로미틴이 들어 있다고 한다. 이 밖에도 스테로이드, 아미노산, 사포닌, 항생물질, 상처치유 호르몬, 무기질 등 다양한 성분이 들어 있다.
한편 본 발명과 관련된 종래기술로서 다양한 버섯 종류를 건강기능식품에 이용하고 있으나, 본 발명과 같이 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품에 대한 것은 없다.
본 발명은 참바늘버섯과 알로에를 포함하여 환(丸), 캡슐, 정제(tablet) 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제형화한 건강기능식품 제공을 목적으로 한다.
본 발명에 의해 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품은 참바늘버섯에 함유된 혈압강하, 혈당강하, 뇌기능개선, 항암작용 등의 기능성 성분과 알로에에 함유되어 있는 아미노산, 사포닌, 항생물질, 상처치유 호르몬, 무기질 등의 기능성 성분을 동시에 섭취할 수 있다.
본 발명의 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품은 고혈압, 고혈당 및 암에의 질병이 있는 환자, 이러한 질병이 의심되는 사람 및 고령자들에게 우수한 건강기능식품을 제공할 수 있다.
상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품을 나타낸다.
본 발명의 건강기능식품에서 참바늘버섯은 건강기능식품 전체 중량 대비 0.1∼10중량％ 포함될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품에서 알로에는 건강기능식품 전체 중량 대비 0.1∼10중량％ 포함될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품에서 참바늘버섯과 알로에를 각각 건강기능식품 전체 중량 대비 0.1중량％ 미만 사용하면 건강기능식품에서 참바늘버섯과 알로에를 첨가하는 의미가 없고, 10중량％ 초과하여 사용하면 건강기능식품의 관능성이 감소할 우려가 있어 본 발명의 건강기능식품에서 참바늘버섯과 알로에는 각각 건강기능식품 전체 중량 대비 0.1∼10중량％ 포함되는 것이 좋다.
본 발명의 건강기능식품은 상기 참바늘버섯과 알로에에 함유되어 있는 기능성 성분 이외에 기능성 성분 강화를 위해 부재료를 건강기능식품 전체 중량 대비 0.5∼15중량％의 함량으로 추가하여 더 포함할 수 있다.
이러한 부재료의 일예로 홍삼, 인삼, 구기자, 쑥, 버섯, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기에서 버섯은 아위버섯, 소나무잔나비버섯, 상황버섯, 차가버섯, 표고버섯, 영지버섯, 은이(銀耳)버섯 중에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 더 포함할 수 있다.
상기에서 건강기능식품에의 기능성 성분 강화를 위해 건강기능식품에 추가로 더 포함되는 부재료는 건강기능식품 전체 중량 대비 0.1중량％ 미만 사용하면 건강기능식품에의 기능성 성분 강화에 미미하고, 15중량％ 초과하여 사용하는 경우 건강기능식품의 관능성이 감소할 우려가 있다. 따라서 본 발명에서 건강기능식품에의 기능성 성분 강화를 위해 건강기능식품에 추가로 더 포함되는 상기의 버섯은 건강기능식품 전체 중량 대비 0.1∼15중량％의 함량으로 첨가되는 것이 좋다.
본 발명의 건강기능식품의 성분인 참바늘버섯, 알로에, 기능성 성분 강화를 위한 부재료는 분쇄기로 분말화한 것을 사용할 수 있다. 이때 참바늘버섯, 알로에 및 기능성 성분 강화를 위한 부재료의 분말크기는 본 발명의 건강기능식품 제형화 를 실시할 수 있을 정도의 분말크기면 족하므로 이에 대한 자세한 내용은 생략하기로 한다.
본 발명의 건강기능식품의 주요 성분인 참바늘버섯, 알로에 및 부재료는 유기용매 추출법 또는 열수 추출법에 의해 추출물을 얻고 이를 분무건조하여 분말화한 것을 사용할 수 있다. 이때 유기용매 추출법, 열수 추출법은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 적의 선택하여 실시할 수 있다.
본 발명에서 건강기능식품은 환(丸), 캡슐, 정제(tablet) 중에서 선택된 어느 하나로 제형화 될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품에서 환, 정제와 같이 제형화하기 위해 상기에서 언급한 참바늘버섯, 알로에 이외에 식품학적 및/또는 제약학적으로 사용이 허용된 첨가제를 사용할 수 있다. 이때 첨가제는 비타민류, 당류, 향미제, 방부제, 착색제, 부형제, 결합제, 활택제, 윤활제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 건강기능식품에서 캡슐의 제형화는 참바늘버섯과 알로에에 상기의 첨가제를 혼합한 후 이를 캡슐제에 캡슐화시켜 얻을 수 있다.
본 발명의 건강기능식품의 주요 성분이 참바늘버섯과 알로에인 경우에 첨가제는 65∼99.7중량％ 포함될 수 있다.
한편 본 발명의 건강기능식품의 주요 성분이 참바늘버섯, 알로에, 기능성 성분 강화용 부재료인 경우 첨가제는 65∼99.7중량％ 포함될 수 있다.
상기에서 비타민류는 지용성 비타민, 수용성 비타민 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기의 지용성 비타민의 일예로 비타민 A, 비타민 D, 비타민 E, 비타민 F, 비타민 K, 비타민 U가 있으며, 수용성 비타민의 일예로 비타민 B복합체 , 비타민 C, 비오틴, 폴산, 콜린, 이노시톨, 비타민 L, 비타민 P가 있다.
상기에서 당류는 설탕, 포도당, 벌꿀, 과당, 엿류, 당시럽류, 덱스트린, 올리고당, 당알콜 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 이때 당알콜은 자일리톨, 에리스리톨, 파라티노스, 만니톨 또는 말티톨을 사용할 수 있다.
상기에서 부형제는 미세결정성 셀룰로오스, 셀룰로오스 분말, 셀룰로오스 아세테이트, 칼슘 포스페이트, 칼슘 설페이트, 옥수수전부, 감자전분, 고구마전분, 밀전분, 쌀전분, 락토스, 폴리비닐피롤리돈, 탈크, 글루코스, 프럭토스, 말토스, 수크로스, 카올린, 마그네슘 카보네이트, 마그네슘 옥사이드, 폴리메타크릴레이트 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 결합제는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 또는 히드록시프로필메틸셀룰로오스의 셀룰로오스 유도체, 알긴산, 소듐 알지네이트, 아카시아, 잔탄검, 구아검, 폴리메타크릴레이트의 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기에서 활택제는 콜로이달 실리콘디옥사이드 또는 스테아린산마그네슘을 사용할 수 있다.
본 발명에서 참바늘버섯은 최적배지(LPY 배지)에 참바늘버섯 종균을 접종한 후 20℃∼30℃, pH 5∼6.5, 100∼150rpm, 8∼16일 배양하여 얻을 수 있다.
상기에서 참바늘버섯 종균은 참바늘버섯 균주를 PDA 배지에서 25℃에서 14일 간 배양 후 4℃에서 보존하고 2주일마다 계대배양하여 얻은 것을 사용할 수 있다.
상기에서 LPY 배지는 YMG 기본배지에 락토스(lactose) 및 폴리펩톤(Poly-peptone)을 함유하는 한편, 탄소원으로 프럭토스(fructose), 아라비노스(arabinose), 말토스(maltose), 만니톨(mannitol) 중에서 선택된 어느 하나 이상, 질소원으로 인산수소암모늄((NH4)2HPO4), 질산칼륨(KNO3), 질산칼슘(Ca(NO3)2·4H2O), 비프추출물(Beef extract), 펩톤(Peptone), 이스트 추출물(Yeast extract), L-아르기닌(L-asparagine), 트립톤(Tryptone) 중에서 선택된 어느 하나 이상, 무기염류로 황산마그네슘(MgSO4·7H2O), 황산철(FeSO4·7H2O), 염화칼슘(CaCl2·2H2O), 염화망간(MnCl2·4H2O), 염화나크륨(NaCl), 염화칼륨(KCl) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 대체하거나 또는 추가로 더 포함할 수 있다.
상기에서 YMG 배지는 이스트 추출물(yeast extract) 8g/L, 맥아추출물(malt extract) 20g/L, 글루코스(glucose) 8g/L을 포함한 것을 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 실험예, 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실험예 1>
대한민국 충청남도 가야 바이오(GAYA Bio) 종균배양소에서 참바늘버섯 균주 를 분양받았다.
상기의 참바늘버섯 균주을 PDA 배지에서 25℃에서 14일간 배양 후 4℃에서 보존하고 2주일마다 계대배양하였다.
이스트 추출물(yeast extract) 8g/L, 맥아추출물(malt extract) 20g/L, 글루코스(glucose) 8g/L을 포함하고 121℃에서 15분간 멸균한 YMG 배지에 상기의 참바늘버섯 균주를 접종한 후 배양온도, pH, 배양시 진탕속도, 배양일에 따라 배양하여 배양 후의 균사체의 성장과 세포외 다당류 생산의 영향을 조사하였다.
(1)배양온도
참바늘버섯의 균사생육에 가장 좋은 최적 온도를 조사하기 위하여 상기의 YMG 배지에 한천(agar)을 20g/L 첨가한 배지를 121℃에서 15분간 고압멸균하고, 페트리디시(petri-dish)에 20mL씩 분주하여 굳힌 다음, 참바늘버섯 균주를 접종하고 20℃, 25℃, 30℃의 온도 범위로 조절된 배양기(incubator)에서 14일간 배양하면서 균사의 생육 정도를 하루 간격으로 조사하고 그 결과를 도 1에 나타내었다.
참바늘버섯 균사체의 균사생육에 적합한 최적 배양온도를 결과인 도 1에서 보는 바와 같이 20℃ 이하와 30℃ 이상에서는 참바늘버섯 균사체 생육이 급속히 저하되는 것을 알 수 있으며, 25℃에서 균사생육이 가장 양호하여 배양온도는 20∼30℃가 적당하고, 이때 최적 배양온도는 25℃임을 알 수 있다.
(2)pH
균사체 생장 최적 초기 pH를 조사하기 위하여 상기의 YMG 배지를 300mL 삼각플라스크에 50mL씩 분주하여 1N-HCl과 1N-NaOH로 초기 pH를 4.0∼8.0 범위로 달리하여 조절한 다음 121℃, 15분간 고압멸균한 후 참바늘버섯 균주를 5％(v/v) 접종하여 25±1℃, 100rpm으로 7일간 진탕배양하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.
참바늘 버섯 균사체의 균사생장에 최적 pH를 규명하기 위해 실험한 결과를 나타낸 표 1에서 보는 바와 같이 pH 5.0 이상의 범위에서 균사생장과 세포외 다당류 생산이 양호한 것으로 나타났으며, pH 4.0∼5.0 범위에서는 균사생장과 세포외 다당류 생산은 다소 억제되는 경향이었다.
초기 pH 5.5에서 균사생장과 세포외 다당류 생산은 각각 4.88 g/L 와 0.88 g/L이었고, pH 6.5에서 균사생장은 2.73 g/L이지만 세포외 다당류 생산은 1.02g/L 로 최대 생산량을 보였다. 그러나 균사생장과 세포외 다당류 생산 측면에서 검토하였을 때, 참바늘버섯 균사체의 최적 초기 pH는 5.5임을 알 수 있다.
건조 균체량은 배양액을 3,000rpm에서 15분간 원심분리하여 침전된 균사체를 3회에 걸쳐서 수세한 다음, 60℃에서 24시간 건조하고 데시케이터(deciccator)에서 항량이 될 때가지 방치하여 건조중량을 측정하였다
세포외 다당류의 측정은 원심분리한 배양액 상등액에 4배의 95％ 에탄올(ethanol)을 첨가하여 4℃에서 하루 동안 방치한 후 침전된 세포외 다당류를 3,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 분리한 다음 60℃에서 하루 동안 건조하여 데시케이터(desiccator)에서 항량이 될 때까지 방치하여 건조중량을 측정하였다. 기 질중의 글루코스(glucose) 정량은 DNS(di-nitrosalicyclic acid)법에 준하여 정량하였다.
표 1. pH의 영향에 따른 참바늘버섯 균사의 성장 및 세포외 다당류 생산
pH 균사성장(g/L) 세포외 다당류(g/L)
4.0 2.12 0.52
4.5 2.21 0.65
5.0 4.58 0.71
5.5 4.88 0.88
6.0 3.16 0.93
6.5 2.73 1.02
7.0 2.25 1.01
7.5 2.22 0.56
8.0 2.10 0.52
(3)배양시 교반속도
배양시 교반속도에 따른 균사체의 성장과 세포외 다당류 생산의 영향을 조사하기 위하여 300mL 삼각플라스크에 상기의 YMG 배지를 50mL 씩 달리하여 pH를 5.5로 조절한 다음 121℃, 15분간 고압멸균한 후, 참바늘버섯 균주를 25±1℃에서 배양속도 50rpm, 100rpm, 150rpm, 200rpm으로 7일간 진탕배양하고 그 결과를 도 2에 나타내었다.
배양액 내의 점성(viscosity)은 배양기간 동안의 균사생장과 더불어 세포외 다당류 생산물 등의 배양액 내의 축적으로 인하여 증가하게 된다. 따라서 물질 전달을 용이하게 하기 위한 효율적인 혼합(mixing)은 균사생장과 세포외 다당류 생산 수율 향상을 증가시킬 수 있는 주요한 환경인자이다. 따라서 배양시 교반속도에 따른 균사생장과 세포외 다당류 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 배양시 교반속도에 따른 균사생장과 세포외 다당류 생산에 대한 결과인 도 2에서 보는 바와 같이 최대 균사생장과 세포외 다당류 생산은 150rpm에서 얻어졌으며, 교반속도가 증가할 수록 양호한 균사생장과 세포외 다당류 생산을 보였다. 이러한 결과는 교반속도가 증가할수록 물질전달속도가 증가함에 따라 균사생장과 세포외 다당류 생산에 더욱 효과적임을 알 수 있다. 그러나 150rpm 이상에서의 교반속도는 균사생장과 세포외 다당류 생산은 100rpm에서의 경우보다 다소 낮은 경향을 보였는데, 이는 배양액 내의 균사체에 증가된 전단력(shear stress)이 작용하여 균사체의 손상으로 인한 것으로 사료된다.
(4)배양일
참바늘버섯의 균사생장에 관한 배양주기의 영향을 조사하기 위하여 300 mL 삼각플라스크에 기본배지를 50mL씩 분주하여, 121℃에서 15분간 고압멸균 한 후, 참바늘버섯 균주를 각각 5％(v/v)로 달리하여 접종하여 25±1℃, 100rpm의 조건하에서 shaking incubator에서 20일 동안 배양하면서 측정하려는 배양일시에 따라 균사생장과 세포외다당류 생산을 조사하고 그 결과를 도 3에 나타내었다
도 3에서 보다시피 참바늘버섯 균사체는 배양 8일부터 14일까지 급속한 속도로 성장하다가 배양 16일째에 최대 균사체 성장과 세포외 다당류 생산에 도달하였으며 그 균사체 량과 세포외 다당류의 량은 각각 7.0g/L와 1.5g/L 이었다.
균사체의 급속한 성장에 비례하여 세포외 다당류의 생성량도 증가되어야 하지만 배양 8일부터 14일까지 세포외 다당류의 생산은 더는 생성되지 않을 정도로 저조하였다. 하지만 배양 16일째에 세포외 다당류가 최대로 생성되었으며 16일 이후부터는 그 량이 조금씩 감소하는 경향이 나타났다.
<실험예 2> 배지 영양원 조사
(1)탄소원
탄소원에 따른 균사체 생장과 세포외 다당류 생산을 조사하기 위하여 글루코스(glucose)외 5종의 당류를 각각 8％(w/v)씩 첨가하고 배지의 pH를 5.5로 조절한 다음 300mL 삼각플라스크에 50mL씩 분주하여 121℃에서 15분간 고압멸균한 후, 참바늘버섯 균주를 5％(w/v)로 접종하여 25±1℃, 150 rpm으로 7일간 진탕 배양하였고, 선발된 최적 탄소원의 농도에 따른 영향을 조사하기 위하여 각각 0∼10％(w/v)씩 달리하여 기본배지에 첨가한 후 균사체 생장 및 세포외 다당류 생산을 조사하였다.
탄소원은 균류에 있어서 탄수화물, 단백질, 지질, 핵산 등의 합성과 에너지 공급원으로서 균주의 생장에 필수적인 영양원이다. 참바늘버섯 균사체의 생장에 미치는 6종의 탄소원을 각각 8％(w/v)로 첨가하여 배양한 결과 표 2에서와 같이 균사생장에 대하여 이당류인 lactose(4.98 g/L) 첨가구에서 가장 양호하였고 그 다음으로 maltose(4.51 g/L), 단당류인 glucose(4.20 g/L) fructose (4.05 g/L), arabinose(2.46 g/L), 당알코올 mannitol (1.46 g/L)의 순으로 성장량이 많았다.
세포외 다당류 생산에 있어서 lactose(0.87 g/L) 첨가구에서 가장 우수하였고, glucose(0.85 g/L)에서도 높은 생산량을 보였지만 다른 첨가구에서의 세포외 다당류 생산은 무첨가구에서의 세포의 다당류보다 저조한 세포외 다당류 생산을 보였다.
참바늘버섯 균사체의 세포외 다당류 생산 경향은 균사생장과 더불어 증가하고 있는데 이는 탄소원이 세포외 다당류 생산수율을 향상시키는데 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있다.
최적 탄소원으로 선발된 lactose의 농도에 따른 균사생장과 세포외 다당류생산에 미치는 영향을 조사한 결과 도 4에서 참바늘버섯 균사체의 최대 균사생장과 세포외 다당류 생산은 lactose 5％(w/v) 첨가구에서 얻어졌으며, 5％(w/v) 농도 이상 또는 이하의 첨가구에서는 균사생장과 세포외 다당류 생산은 저조한 것으로 나타났다.
표 2. 배지중의 탄소원의 종류에 따른 참바늘버섯 균사체 중량 및 세포외 다당류 생산 결과
탄소원 균사체 중량(g/L) 세포외 다당류(g/L)
Control(none) 2.07 0.73
Glucose 4.20 0.85
Fructose 4.05 0.79
Arabinose 2.46 0.75
Maltose 4.51 0.85
Lactose 4.98 0.87
Mannitol 1.46 0.67
(2)질소원
최적 탄소원인 lactose를 5％(w/v) 첨가된 기본배지에 yeast extract외 9종의 질소원을 8％ 씩 달리하여 조제하고 pH를 5.5로 조절한 다음 300mL 삼각플라스크에 50 mL씩 분주하여 121℃, 15분간 고압멸균한 후 접종원을 5％(w/v)로 접종하여 25±1℃, 150rpm을 7일간 진탕배양 하였고, 선발된 최적 질소원 농도에 따른 균사생장과 세포외 다당류 생산에 미치는 영향을 조사하기 위하여 최적 질소원의 농도를 각각 0∼3.0％(w/v)씩 달리하여 질소원 선발 실험 조건과 같은 방법으로 조사 하였다.
질소원은 세포질을 구성하고 있는 주요 성분의 합성에 필수적인 영양원으로 본 연구에서 질소원이 참바늘버섯의 균사생장에 미치는 영향을 조사하기 위하여 최적 탄소원인 lactose를 5％(w/v)로 첨가된 배지에 유기태 질소원 및 무기태 질소원 등 10종을 첨가하여 조사한 결과 표 3과 같이 유기태 질소원인 polypeptone과 yeast extract 첨가구에서 가장 양호한 균사생장과 세포외 다당류 생산을 보였으며, 다른 유기태 질소원인 tryptone, peptone, beef extract와 첨가구에서는 다소 억제되는 현상이었으며 무기태 질소원의 경우 유기태 질소원 첨가구에서 보다도 상대적으로 저조한 생산수율을 보이고 있다.
균사생장과 세포외 다당류 생산에 최적 poly-peptone 농도를 조사하기 위하여 농도를 0에서 30％(w/v)씩 달리하여 lactose 5％(w/v)가 함유된 배지에 첨가하여 조사한 결과 도 5에서 보는 바와 같이 poly-peptone 20.0％(w/v) 첨가구에서 최대 균사생장 및 세포외 다당류 생산을 나타냈다. 균사생장과 세포외 다당류 생산은 poly-peptone 첨가 농도가 30.0％까지 증가하였지만, 25.0％(w/v)이상의 고농도에서는 억제되는 경향이었다.
Yeast extract의 농도에 따른 균사생장과 세포외 다당류 생산에 미치는 영향을 조사하고자 yeast extract의 농도를 0 - 8.0％(w/v)까지 달리하여 lactose 5.0％(w/v)와 poly-peptone 20.0％(w/v)가 함유된 배지에 첨가하여 조사하였다. 도 5에서 보는 바와 같이 균사생장과 세포외 다당류 생산은 poly-peptone 20.0％(w/v) 이외에 5.0％(w/v)의 yeast extract가 첨가되었을 때의 균사생장과 세포외 다당류 생산은 훨씬 더 향상된 생산수율을 보였다.
따라서 최적 질소원인 poly-peptone과 yeast extract의 최적 첨가농도는 각각 20.0％(w/v)와 5％(w/v)임을 알 수 있다.
표 3. 배지중의 질소원의 종류에 따른 참바늘버섯 균사체 중량(Mycelial dry weight ) 및 세포외 다당류(Exo-polysaccharide) 생산 결과
질소원 균사체 중량(g/L) 세포외 다당류 (g/L)
Control(none) 1.83 0.62
(NH4)2HPO4 0.72 0.53
KNO3 0.83 0.56
Ca(NO3)2·4H2O 2.64 0.98
Yeast extract 4.67 1.06
Malt extract 3.39 1.01
Beef extract 1.04 0.60
Peptone 2.52 0.97
Poly-peptone 6.78 1.08
L-asparagine 2.18 0.67
Tryptone 2.60 0.97
(3)무기염류
최적 무기염류의 선발 및 농도를 조사하기 위하여 MgSO4·7H2O 외 5종의 무기염류를 최적 탄소원과 질소원으로 선발된 lactose 5％(w/v), poly- peptone 20％(w/v), 그리고 yeast extract 5％(w/v)인 배지에 1.5％ 씩 달리하여 조제한 다음 pH를 5.5로 조절하여 300mL 삼각플라스크에 50mL씩 분주하여 121℃, 150 rpm으로 7일간 진탕배양 하였고, 선발된 최적 무기 염류의 농도에따른 영향을 조사하기 위하여 최적 무기염류의 농도를 0.02-0.3 ％(w/v)씩 달리하여 무기염류 선발 실험조건과 같은 방법으로 균사생장과 세포외 다당류 생산을 조사하였다.
균사생장과 세포외 다당류생산에 관한 무기염류의 영향을 조사하기 위하여 lactose 5％(w/v), poly-peptone 20％(w/v), yeast extract 5％(w/v)가 함유된 배 지에 6종의 무기염류를 각각 1.5％(w/v)씩 첨가하여 조사하였다. 그 결과 표 4에서 보는 바와 같이 6종의 무기염류는 참바늘버섯 균사생장에 효과적이었고 그 중에서도 CaCl2·2H2O이 첨가구에서 균사생장과 세포외 다당류 생산이 가장 우수하였다.
최적 무기염류로 선발된 CaCl2·2H2O의 첨가농도에 따른 영향을 조사하고자 lactose 5％(w/v), polypeptone 20％ (w/v), yeast extract 5％(w/v)가 함유된 배지에 0 - 0.3％(w/v)씩 첨가하여 조사한 결과 도 7에서와 같이 0.10％(w/v)농도의 CaCl2·2H2O 첨가구에서 최대 균사생장(10.30 g/L)과 세포외 다당류 생산(3.20 g/L)을 보였다.
따라서 참바늘버섯 균사체의 균사생장과 세포외 다당류의 생산을 위한 최적 무기염류인 CaCl2·2H2O의 최적 첨가농도는 똑같이 0.10％(w/v)임을 알 수 있다.
표 4. 배지중의 무기염류의 종류에 따른 참바늘버섯 균사체 건조 중량(Mycelial dry weight) 및 세포외 다당류(Exo-polysaccharide) 생산 결과
무기염류 균사체 건조중량(g/L) 세포외 다당류 (g/L)
Control(none) 4.95 2.24
MgSO4ㅇ7H2O 4.46 2.19
FeSO4ㅇ7H2O 7.44 2.32
CaCl2ㅇ2H2O 9.30 2.42
MnCl2ㅇ4H2O 3.14 1.94
NaCl 4.19 2.11
KCl 3.76 2.03
<실시예 1>
대한민국 충청남도 가야 바이오(GAYA Bio) 종균배양소에서 참바늘버섯 균주 를 분양받았다.
상기의 참바늘버섯 균주을 PDA 배지에서 25℃에서 14일간 배양 후 4℃에서 보존하고 2주일마다 계대배양하였다.
락토스(lactose) 5g/L, 폴리펩톤(poly-peptone) 20g/L, 이스트추출물(yeast extract) 5g/L, 염화칼슘(CaCl2·2H2O) 0.1g/L을 함유하고 121℃에서 15분간 멸균한 LPY 배지에 상기의 참바늘버섯 균주를 접종하고 25℃, pH 5.5, 150rpm, 16일 배양하여 참바늘버섯 균사체를 얻었다.
<실시예 2> 환 제조
상기 실시예 1에서 얻은 참바늘버섯과, 알로에, 쑥, 홍삼, 아위버섯, 소나무잔나비버섯를 분쇄기로 분쇄하여 각각 입자크기가 0.1mm인 지닌 분말을 얻었다.
상기의 참바늘버섯 분말 3중량％, 알로에 분말 3중량％, 부재료로 쑥 분말1중량％, 홍삼 분말1중량％, 아위버섯 분말 1중량％, 소나무잔나비버섯 분말 1중량％, 비타민 C 0.1중량％, 벌꿀 0.3중량％, 구아검 0.5중량％, 옥수수전분 89.1중량％을 혼합하여 참바늘버섯과 알로에를 주요 구성성분으로 하는 환(丸) 형태의 건강기능식품을 제조하였다.
<실시예 3> 정제 제조
상기 실시예 1에서 얻은 참바늘버섯과, 알로에, 구기자, 클로렐라, 아위버 섯, 소나무잔나비버섯를 분쇄기로 분쇄하여 각각 입자크기가 0.1mm인 지닌 분말을 얻었다.
상기의 참바늘버섯 분말 3중량％, 알로에 분말 3중량％, 부재료로 구기자 분말 0.5중량％, 클로렐라 분말 0.5중량％, 아위버섯 분말 1중량％, 소나무잔나비버섯 분말 1중량％, 비타민 C 0.1중량％, 올리고당 0.3중량％, 잔탄검 0.5중량％, 옥수수전분 90.1중량％을 혼합하고 이를 정제기로 타정하여 참바늘버섯과 알로에를 주요 구성성분으로 하는 정제 형태의 건강기능식품을 제조하였다.
<시험예 1> 항암 실험
상기 실시예 2에서 제조한 환에 대한 항암 기능성이 있는지 실험하였다. 실시예 2에서 제조한 환 100g을 물 200ml에 용해시킨 용액을 인간 간암세포인 Hep3B, 인간 폐암세포인 A549, 인간 유방암세포인 MCF7에 주입하고 그 결과를 아래의 표 5 내지 표 7에 나타내었다.
본 실험에 이용된 세포주는 암세포로 인간 간암세포인 Hep3B, 인간 폐암세포인 A549, 인간 유방암세포인 MCF7을 사용하였다. 실험에 사용된 세포들 중 Hep3B, MCF7은 DMEM배지를, A549는 RPMI 1640배지에서 10％ 가열비활성화 FBS로 적응시켜 배양하였다.
아래의 표 5에 인간유방암세포(％/mg/ml), 표 6에 인간 간암세포(％/mg/ml) 및 표 7에 인간 폐암세포(％/mg/ml)에 대한 각각의 항암활성 결과를 나타내었다.
표 5. 인간 유방암 세포(％/mg/ml)
구분 MCF7(인간 유방암 세포)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
환용액 10.70 25.23 60.87 97.231 86.76
효과기준 50％ 이상
검정방법 SRB
표 6. 인간 간암 세포(％/mg/ml)
구분 Hep3B(인간 간암 세포)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
환 용액 8.24 23.57 35.18 47.23 62.88
효과기준 50％ 이상
검정방법 SRB
표 7. 인간 폐암 세포(％/mg/ml)
구분 A549(인간 폐암 세포)
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
환 용액 18 32 52 62 64
효과기준 50％ 이상
검정방법 SRB
상기 표 5 내지 표 7에서처럼 인간 유방암 세포(MCF7), 인간 간암 세포(Hep3B) 및 인간 폐암 세포(A549)에 대한 생육억제 활성을 측정한 결과, 본 발명의 실시예 2에서 제조한 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 환은 인간 유방암 세포(MCF7), 인간 간암 세포(Hep3B) 및 인간 폐암 세포(A549)에 대해 생육 억제 효과가 있는 것으로 확인되어 항암 효과가 있음을 알 수 있었다.
<시험예 2> 혈당강하 실험
상기 실시예 2에서 제조한 환에 대한 항암 기능성이 있는지 실험하였다. 실시예 2에서 제조한 환 100g을 물 200ml에 용해시킨 용액(환 용액)과 생체 내에서 혈당 상승의 결정적인 역할을 하는 α-글루코시다제를 이용하여 혈당 강하에 대한 실험을 수행하였다. 먼저 효소를 10mM PIPES buffer에 용해시켜 효소액을 제조하고 20mM 말토스와 환 용액을 각각 10㎕, 40㎕, 10㎕를 혼합하여 최종 부피를 60㎕로 환 용액을 농도별로 혼합한 후 37℃에서 20분간 배양하였다. 반응액 60㎕에 1㎖ DNS 시약을 첨가하고 100℃ 물에서 열탕 처리(10min)하여 반응을 정지시킨 후에 540nm에서 흡광도를 측정하여 효소 반응으로 생성된 환원당을 정량하여 열수추출물을 처리하지 않은 대조구와 비교하여 효소활성 저해율을 계산하여 그 결과를 하기 표 6에 나타냈다.
표 8. 혈당강하(％/mg/ml)
구분 혈당 강하 효과
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
환 용액 24 28 35 58 73
효과기준 50％이상
검정방법 α-글루코시다제
상기 실험결과 본 발명의 실시예 2에서 제조한 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 환이 물에 용해된 용액은 높은 혈당강하능을 보여 본 발명의 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 환은 당뇨 조절을 위한 기능성 식품으로의 활용이 가능할 것으로 판단된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상기 시험예의 결과에서처럼 본 발명의 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품은 항암 효과와 혈당 강하 효과가 있어 이에 대한 건강기능식품으로 활용이 가능하여 암과 당뇨에 대하여 질병이 있거나 질병이 의심되는 사람, 고령자들에게 우수한 건강기능식품을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. LPY 배지에 참바늘버섯 종균을 접종한 후 20℃∼30℃, pH 5∼6.5, 100∼150rpm, 8∼16일 배양하여 얻은 참바늘버섯과 알로에를 포함하는 건강기능식품.
  3. 제2항에 있어서, LPY 배지는 이스트 추출물(yeast extract) 8g/L, 맥아추출물(malt extract) 20g/L, 글루코스(glucose) 8g/L을 포함하는 YMG 배지에 락토스(lactose) 및 폴리펩톤(Poly-peptone)을 함유하는 한편, 탄소원으로 프럭토스(fructose), 아라비노스(arabinose), 말토스(maltose), 만니톨(mannitol) 중에서 선택된 어느 하나 이상, 질소원으로 인산수소암모늄((NH4)2HPO4), 질산칼륨(KNO3), 질산칼슘(Ca(NO3)2·4H2O), 비프추출물(Beef extract), 펩톤(Peptone), 이스트 추출물(Yeast extract), L-아르기닌(L-asparagine), 트립톤(Tryptone) 중에서 선택된 어느 하나 이상, 무기염류로 황산마그네슘(MgSO4·7H2O), 황산철(FeSO4·7H2O), 염화칼슘(CaCl2·2H2O), 염화망간(MnCl2·4H2O), 염화나크륨(NaCl), 염화칼륨(KCl) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건강기능식품.
  4. 제2항에 있어서, 홍삼, 인삼, 구기자, 쑥, 버섯, 클로렐라 중에서 선택된 어느 하나 이상의 부재료가 추가로 더 포함되는 것을 특징으로 하는 건강기능식품.
  5. 제2항에 있어서, 건강기능식품의 제형은 환(丸), 캡슐, 정제(tablet) 중에서 선택된 어느 하나 임을 특징으로 하는 건강기능식품.
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