KR100897613B1

KR100897613B1 - 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선효과가 있는퓨코스테롤이 함유된 기능성오일

Info

Publication number: KR100897613B1
Application number: KR1020060120149A
Authority: KR
Inventors: 김영명; 김동수; 도정룡
Original assignee: 한국식품연구원
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2009-05-14
Also published as: KR20080049504A

Abstract

본 발명은 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선효과가 있는 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일에 관한 것으로 보다 상세하게는 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지를 포함하여 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선에 효과가 있어 혈류개선 및 고지혈증의 예방 및 치료에 사용할 수 있는 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선효과가 있는 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일에 관한 것이다.

본 발명의 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선효과가 있는 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일은 산업기술로 적절히 활용될 경우 1차적으로는 콜레스테롤 생합성억제, 혈중콜레스테롤 저하 등 강력한 콜레스테롤 대사개선 기능성과 혈액순환개선 기능성을 동시에 보유한 건강기능식품 소재로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Description

혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선효과가 있는 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일{functional oil including fucosterol useful for the improvement of blood circulation and control of hyperlipidemia}

도 1은 본 발명에 의해 고안된 퓨코스테롤 함유 기능성오일을 고지방식이와 함께 구강 투여한 실험동물(hamster)의 혈중 지질성분 조성을 나타낸 것으로서,

도 1a는 실험동물의 혈중 지질성분 중 트리글리세리드(triglyceride)의 조성을 나타낸 그래프이고,

도 1b는 실험동물의 혈중 지질성분 중 총 콜레스테롤(total choleserol)의 조성을 나타낸 그래프이고,

도 1c는 실험동물의 혈중 지질성분 중 HDL-콜레스테롤(HDL-choleserol)의 조성을 나타낸 그래프이고,

도 1d는 실험동물의 혈중 지질성분 중 LDH-콜레스테롤(LDH-choleserol)의 조성을 나타낸 그래프이다.

도 2는 본 발명에 의해 고안된 퓨코스테롤 함유 기능성오일을 고지방식이와 함께 구강 투여한 햄스터(Hamster)의 혈액 유동특성을 나타낸 그래프이다.

고지혈증(hyperlipidemia, 高脂血症)이란 혈액 중에 지질성분이 이상 수준으로 많아진 상태를 말하며 일반적으로 혈중에 콜레스테롤이나 중성지방이 증가를 의미한다.

혈중 콜레스테롤 농도가 일정 수준 보다 높아지는 고지혈증, 보다 구체적으로는 고콜레스테롤혈증 이나 고중성지방혈증이 되면 혈액의 점성증가 및 죽상동맥경화(Atherosclerosis)현상의 진행에 의해 혈액흐름의 악화, 혈압의 상승 및 말초혈관의 혈액순환 장애는 물론 허혈성 심장질환으로의 발병가능성을 높이는 등 치명적인 위험요인이 되기 때문에 이의 예방 및 치료는 건강장수를 추구하는 현대인들의 최우선적인 건강관리 수단이 되고 있다.

고지혈증의 치료는 고지혈증의 상태, 환자의 식생활 습관이나 고지혈증의 가족력, 동맥경화증 유무, 나이, 다른 동반질환(위험요인) 등을 고려하여 식이요법, 운동요법 및 약물요법을 각기 단독 또는 복합적으로 시행하여 혈액 중 콜레스테롤을 적어도 240mg/dl 이하 수준, 가능한 한 200mg/dl 이하 수준을 유지하도록 처치하므로서 죽상동맥경화성질환, 관상동맥질환의 예방 및 허혈성 심질환등의 예방을 우선적 목표로 하고 있다.

체내 콜레스테롤의 80％ 이상이 간에서 합성되며 식품으로 부터의 흡수량은 상대적으로 크지 않은 점과 LDL-Cholesterol recepter의 수에 의한 영향이 클 수 밖에 없음을 고려할 때 항 고지혈활성 식품소재로서의 기능성은 콜레스테롤의 생합성 저해활성 및 장에서의 콜레스테롤 흡수억제 효과가 중요한 결정요인이 될 수 있겠다.

콜레스테롤 생합성 과정중 HMG-CoA(3-hydroxy-methyl glutaryl coenzyme A)로 부터 메발로네이트(mevalonate)로 전화시키는 효소인 HMG-Co A reductase는 콜레스테롤 합성속도의 율속효소이며 간장 중 HMG-CoA reductase 활성의 저하는 간장 LDL-recepter의 활성을 증가시켜 혈중 콜레스테롤 농도를 감소시키는 작용기전이 알려져 있어 관련질환의 치료에 널리 이용되고 있다. 혈청 콜레스테롤 강하제로서는 담즙산 결합수지계통과 콜레스테롤 합성 억제제, 니코틴산과 유도체 및 프로부콜(probucol)이 있으며, 이들 중 콜레스테롤 합성억제제인 심바스타틴(simvastatin)이나 로바스타틴(lovastatin) 제제가 HMG-CoA reductase를 억제함과 동시에 LDL 수용체 mRNA 발현을 유발시켜 혈중 콜레스테롤을 낮추는 효과가 있는 것으로 알려지고 있다. 그러나 이러한 콜레스테롤 합성 저해제들은 그 효과가 단기적으로는 유효하나 장기적 사용으로 인한 부작용이 보고 되고 있어, 천연물로 부터 장기 복용에 적합하면서 콜레스테롤 저하기능성이 우수한 천연물질의 개발이 필요하다고 할 수 있다.

지금까지 혈중 콜레스테롤 농도를 낮추며 혈액의 순환개선 효과에 대한 기능성 식품소재 관련 연구는 다양하게 이루어져 왔으며 기능성 소재별로는 식이섬유소, 전통 한약제 등 식물성 추출물, 오메가 3 계열의 EPA 및 DHA 함유 정제어유, 프로스타글란딘의 생합성 전구물질로 사용되는 필수지방산 감마리노레인산(gammalinolenic acid, γ-linolenic acid, GLA), 은행잎이나 홍국의 추출물 들을 대상으로 한 연구가 주로 이루어져 왔으며 해조류 유래 항 고지혈증활성 및 혈류촉진물질에 대한 관심도 점차 높아지고 있다.

이와 관련하여 해조류 유래 퓨코스테롤(Fucosterol)은 비교적 저분자 물질로서 생체흡수가 용이하며 콜레스테롤 저하기능성이 인정된 식물성스테롤의 일종으로서 유효활용에 대한 기대가 점차 높아지고 있으나 관련 기초 및 응용연구의 제한 등으로 산업적으로 유용한 관련기술 개발은 아직까지 적극적으로 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

퓨코스테롤(Fucosterol)은 식물성스테롤(Phytosterol)의 하나이나 주로 해조류에 존재하며 분자구조내에 퓨코오스(fucose)를 함유하는 점이 육상식물 유래 식물성스테롤과 다른 점이다.

식물성 스테롤들은 지금까지 영양학적으로는 그다지 주목을 받지 못하였으나 1980년대 이후 식물성스테롤의 지방산에스테르 같은 유도체가 담즙산의 존재 하에서 동물의 장 점막에 대한 친화도가 콜레스테롤보다 높기 때문에, 장의 점막을 통 한 콜레스테롤의 흡수를 억제하는 효과가 있으며 혈중 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤의 감소효과가 있다는 사실이 속속 발표되면서 콜레스테롤 관련 성인병들의 예방 및 치료를 위한 기능성 소재로서 각광을 받기 시작하였다. 이와 같은 식물성스테롤의 콜레스테롤 감소효과는 스테롤의 종류와 분자구조에 따라 다르나 대체적으로 스테롤의 지방산에스테르의 효능이 우수하며 1일 1.3g 내외량의 섭취로서 뚜렷한 콜레스테롤 감소효과를 기대할 수 있는 것으로 보고되고 있다.

식물성 스테롤은 식물성 유지에 0.5-5％ 수준 함유되어 있으나 산업적으로는 대두유의 정제부산물이나 펄프폐액으로부터 추출 정제되며 추출회수율은 극히 낮은 특성을 갖고 있다.

퓨코스테롤은 분자구조 내에 퓨코오스를 함유하고 있어 육상식물 유래 식물성스테롤과는 작용효능에도 차이가 날 수 있으며 추출분리 회수율도 낮은 특성이 있으나 저농도에서도 콜레스테롤의 생합성억제 활성이 우수할 뿐 아니라 혈류개선, 항당뇨, 항암효과 등 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 알려지고 있다.

해조류로부터 퓨코스테롤의 추출 및 분리는 학술적 기초연구가 부분적으로 이루어지고 있으나 대부분 원료 해조류로부터 함량분석 및 추출물의 효능평가를 위한 학술 연구수준에 머물므로서 건강기능식품 소재로서의 산업적 생산조건은 아직까지 정립되지 못하고 있는 실정이다. 기존의 퓨코스테롤 분리는 주로 갈조류를 원료로 하여 클로로포름, 메탄올 등의 비극성 용매를 이용하여 실온에서 지용성분의 추출을 극대화 한 후 알칼리 가수분해, 에틸에테르(Ethyl ether)에 의한 퓨코스테롤의 추출 및 에테르-물 혼합용매에 의한 퓨코스테롤 획분의 분리 등의 일반적 공 정을 거쳐 조 퓨코스테롤을 얻은 방법을 택함으로서 추출 수율도 낮으며 사용된 용매의 독성 때문에 건강기능식품 소재로서의 보편적 사용이 어려운 문제점이 있었다.

해조류 유효성분을 이용한 콜레스테롤 대사개선 효과를 갖는 생리기능성 조성물의 제조에 관한 종래의 기술은 대부분 기능성 다당류나 식이성분을 주성분으로 하는 경우가 많았으며 지용성 기능성분의 유효활용에 관한 기술개발 사례는 많지 않은 실정이었다.

본 발명은 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지를 포함하는 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일, 바람직하게는 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 EPA와 DHA를 함유한 정제어유 및/또는 γ-linolenic acid 함량이 높은 식물성유지를 포함하여 혈액의 유동성 증진 및 고지혈증 개선을 위한 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일으 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일에 사용되는 퓨코스테롤을 해조류로부터 분리방법의 제공을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일은 혈액의 유동성 증진 및 고지혈증 개선의 효과가 있어 혈류개선 및 고지혈증의 예방 및 치료에 사용할 수 있다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지를 포함하는 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 나타낸다.

상기에서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일은 퓨코스테롤을 식물유지와 교반하여 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일을 얻을 수 있다. 이때 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일의 기능성 향상을 위해 퓨코스테롤을 식물유지와 교반시 첨가제를 추가로 첨가할 수 있다. 상기의 첨가제의 일예로 토코페롤 또는 티비에치큐(TBHQ)의 항산화물질을 사용할 수 있다.

본 발명의 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일의 일예로서 퓨코스테롤 분말 1g에 대하여 식물성유지 100∼500ml, 토코페롤 10∼50mg을 첨가하고 교반하여 얻을 수 있다. 이때 퓨코스테롤, 식물성유지 및 토코페롤의 교반시 퓨코스테롤, 식물성유지 및 토코페롤을 첨가하고 40∼80℃에서 5∼30분간 가온 교반한 다음 실온으로 냉각하여 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일을 얻을 수 있다.

상기 식물성유지는 액상의 식물성유지를 사용할 수 있다.

상기 식물성유지는 올리브오일, 콩기름, 참기름, 들기름, 유채유, 옥수수기름, 땅콩기름, 고추씨기름, 쌀겨기름 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기에서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일은 유지와 혼합하여 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 얻을 수 있다.

상기에서 유지는 정제어유, 식용유지 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기 정제어유의 일예로 EPA와 DHA를 15∼25％를 함유한 정제어유를 사용할 수 있다.

상기 식용유지는 액상 식용유지, 고상 식용유지를 사용할 수 있다.

상기 식용유지에서 고상 식용유지는 혼합의 용이성을 위해 액상으로 용해시켜야 하므로 가급적이면 액상의 식용유지를 사용하는 것이 좋다.

상기 식용유지의 일예로 올리브유, 달말이꽃종자유, 콩기름, 참기름, 들기름, 유채유, 옥수수기름, 땅콩기름, 고추씨기름, 쌀겨기름 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기에서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지와의 혼합의 일예로서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일, 정제어유, 올리브오일을 혼합하여 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 얻을 수 있다.

상기 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일, 정제어유, 올리브오일은 1∼5 : 5∼10 : 80∼85의 부피비로 혼합하여 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 얻을 수 있다.

상기 정제어유는 EPA와 DHA를 15∼25％를 함유한 것을 사용할 수 있다. 이때 정제어유는 EPA와 DHA를 혼합하여 15∼25％이면 족하므로 정제어유에서의 EPA와 DHA에 대한 함량은 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있다.

상기에서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지와의 혼합의 일예로서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일, 달맞이꽃종자유, 올리브오일을 혼합하여 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 얻을 수 있다.

상기 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일, 달맞이꽃종자유, 올리브오일은 1∼5 : 50∼95 : 5∼45의 부피비로 혼합하여 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 얻을 수 있다.

본 발명의 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일에서 필수 구성성분인 퓨코스테롤은 시중에서 상품화된 것을 사용하거나 또는 해조류로부터 분리한 것을 사용할 수 있다.

상기 해조류는 갈조류 또는 갈조류에서 수용성 엑기스 성분을 추출하고 남은 열수추출잔사를 사용할 수 있다.

상기 갈조류의 일예로서 다시마, 미역, 녹미채, 큰실말, 붕어마름, 개다시마, 감태, 대황, 모자반, 톳 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

상기에서 퓨코스테롤은 해조류로부터 하기 (1)단계 내지 (5)단계를 이용하여 얻을 수 있다.

(1)해조류 또는 해조류에서 수용성 엑기스 성분을 추출하고 남은 열수추출잔사의 건조물의 해조류원료를 식용주정에 첨가한 다음 마쇄처리하여 해조류 주정처리액을 얻는 단계,

(2)해조류주정처리액에 식용주정을 추가로 가한 후 고온에서 초음파처리에 의해 환류 교반 추출하여 해조류원료로부터 비극성 물질을 추출하는 단계,

(3)해조류원료의 비극성 물질이 추출된 해조류주정처리액을 여과하여 여과액을 얻은 후 주정을 제거하여 해조류원료의 비극성 추출액을 얻는 단계,

(4)해조류원료의 비극성 추출액에 식품첨가물급 수산화칼륨-에탄올용액을 첨 가하고 혼합하 후 고온에서 가수분해하여 비누화물질을 제거한 다음 냉각하여 해조류 가수분해액을 얻는 단계,

(5)해조류 가수분해액을 진탕추출용 액-액 분리장치에 옮긴 후 해조류 가수분해액 중의 비극성 물질과 극성도가 다른 용매를 가하여 진탕 추출한 다음 정치시켜 극성획분과 비극성획분을 액-액 분리하고 공존하는 수분을 제거한 후 여과하여 불순물을 제거한 다음 비극성 물질과 극성도가 다른 용매를 제거한 다음 건조하여 퓨코스테롤을 얻는 단계.

상기의 (1)단계 내지 (5)단계를 이용하여 해조류로부터 퓨코스테롤의 분리는 크게 (가)해조류로부터 비극성 유기성분의 추출, 분리하는 단계와, (나)상기 해조류로부터 분리한 비극성 유기성분으로부터 퓨코스테롤을 추출, 분리하여 얻을 수 있다.

이하 해조류로부터 퓨코스테롤의 분리의 일예를 보다 상세히 나타내면 다음과 같다.

(가) 갈조류로부터 비극성 유기성분의 추출 분리공정

해조류나 상기 해조류에서 수용성 엑기스성분을 추출하고 남은 열수추출잔사 건조물을 입도 50∼100메쉬로 분쇄한 다음 상기 분쇄한 해조류 또는 해조류에서 수용성 엑기스성분을 추출하고 남은 열수추출잔사 건조물에 상기 분쇄한 해조류 또는 해조류에서 수용성 엑기스성분을 추출하고 남은 열수추출잔사 건조물 중량 대비 2∼5배량의 식용주정을 가한 다음 습식 콜로이드밀(colloid mill)이나 또는 5,000rpm 이상, 바람직하게는 5000∼10,000rpm의 고속 믹서(high speed blender)를 사용하여 2∼5분간 실온, 바람직하게는 20∼25℃의 온도에서 마쇄처리하여 해조류주정처리액을 조제한다.

상기에서 해조류는 다시마, 미역, 녹미채, 큰실말, 붕어마름, 개다시마, 감태, 대황, 모자반, 톳 중에서 선택된 어느 하나 이상의 갈조류를 사용할 수 있다.

마쇄처리한 해조류주정처리액을 교반기능과 가온기능 및 초음파발생기능이 있는 추출조에 옮기고 나서 해조류주정처리액 중량 대비 3∼10배량의 식용주정을 추가로 가한 후 실온∼60℃, 바람직하게는 20∼60℃의 온도에서 20∼50kHz의 초음파를 10∼20분/시간 비율로 발사하면서 1∼3시간 1∼3회 환류 교반추출하여 해조류에 함유된 비극성 물질을 최대한 추출한다.

상기의 비극성물질을 추출된 추출액은 여과포 또는 프레스필터 등의 방법으로 여과하여 여과액을 얻은 다음 50∼70℃에서 감압 농축하여 주정을 제거하여 비극성 물질이 함유된 추출액을 얻는다.

상기에서 식용주정은 에탄올농도 90％ 이상, 바람직하게는 에탄올농도 90∼99.9％인 것을 사용할 수 있다.

(나)갈조류의 비극성성분으로부터 퓨코스테롤의 추출.분리 공정

상기 (가)공정에서 주정을 제거한 비극성 물질이 함유된 추출액에 식품첨가물급 수산화칼륨-에탄올용액(KOH 농도 : 5∼20％)을 비극성 물질이 함유된 추출액 중량 대비 0.5배∼4배량 되도록 가하고 혼합한 후 90∼120℃의 가온조건에서 2∼6시간 가수분해하여 공존하는 비누화물질을 제거한 후 실온, 바람직하게는 20∼25℃의 온도로 냉각하여 해조류 가수분해액을 얻는다. 이어서 상기 해조류 가수분해액 을 진탕추출용 액-액 분리장치에 옮긴 후 해조류 가수분해액에 함유된 비극성 물질과 다른 극성도를 가지는 용매를 해조류 가수분해액의 체적 대비 1∼2배량을 해조류 가수분해액에 첨가하고 상온, 바람직하게는 20∼25℃의 온도에서 1∼5분간 진탕 추출한 다음 정치시켜 극성획분과 비극성획분을 액-액 분리한다. 이어서 무수황산나트륨(Sodium sulfate, anhydrous)을 가하여 공존하는 수분을 제거한 후 필터패드(filter pad)나 마이크로필터(micro filtration) 등의 방법으로 여과하여 공존하는 불순물을 제거한 다음 30∼60℃에서 감압 농축하여 비극성용매를 단시간에 휘발 제거시키고 나서 질소가스 기류하에서 건조하거나 진공 건조하여 퓨코스테롤을 얻는다.

상기에서 해조류 가수분해액에 함유된 비극성 물질과 다른 극성도를 가지는 용매는 물, 핵산 또는 물과 핵산이 혼합된 혼합용매를 사용할 수 있으며, 이때 혼합용매는 물과 핵산이 1∼9 : 9∼1의 부피비로 혼합된 혼합용매를 사용할 수 있다.

본 발명은 상기에서 언급한 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 포함하는 혈류개선, 고지혈증의 예방용 조성물을 포함한다.

본 발명은 상기에서 언급한 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 포함하는 혈류개선, 고지혈증의 치료용 조성물을 포함한다.

본 발명은 상기에서 언급한 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일을 포함하는 혈류개선, 고지혈증의 예방 및 치료용 조성물을 포함한다.

본 발명은 (1)해조류로부터 비극성 유기성분의 추출, 분리하는 단계와, (2) 상기 해조류로부터 분리한 비극성 유기성분으로부터 퓨코스테롤을 추출, 분리하는 단계를 포함하는 해조류로부터 퓨코스테롤의 분리방법 제공을 포함한다.

이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 갈조류로부터 비극성 유기성분의 추출 분리공정

다시마에서 수용성 엑기스 성분을 추출하고 남은 열수추출잔사 건조물을 원료로 하고, 상기 원료 5kg을 입도 80메쉬로 조분쇄한 다음 원료 중량에 대하여 3배량의 식용주정을 가한 후 습식 콜로이드밀을 이용하여 3회 마쇄처리를 하여 주정처리 다시마분말액을 얻었다. 이어서 가온 및 초음파처리를 할 수 있는 추출조에 다시마분말주정처리액을 옮긴 다음 다시마분말주정처리액 중량 대비 5배량의 식용주정을 가하고 20kHz의 초음파를 10분/시간 비율로 발사하면서 50℃에서 1차 2시간, 2차 1시간씩 환류교반 추출한 다음 여과포로 여과하여 얻은 여과액을 70℃에서 감압 농축하여 주정을 제거한 후 비극성 추출액 850g을 얻었다.

<실시예 2> 갈조류의 비극성성분으로부터 퓨코스테롤의 추출.분리 공정

상기 실시예 1의 방법을 이용하여 다시마로부터 얻은 비극성 추출액 1.2kg에 수산화칼륨-에탄올용액(KOH 농도 : 10％)을 1리터 가하여 혼합한 후 97℃의 스팀 배쓰(steam bath)에서 5시간 가수분해하여 분액용플라스크에 옮기고 물과 핵산이 1:1의 부피로 혼합된 혼합용액 2리터를 4회로 나누어 가한 후 각각 1분간 진탕 추출하여 가수분해액으로 부터 퓨코스테롤 함유 비극성성분을 추출한 다음 상온에서 30분간 정치하여 비극성 추출성분이 비극성용매인 핵산층으로 분리되도록 한 후 핵산층을 분획하고, 무수황산나트륨(Sodium sulfate, anhydrous)을 가하여 공존하는 수분을 제거한 후 필터패드로 여과하고 60℃에서 감압 농축하여 핵산을 제거시킨 후 40℃에서 진공건조하여 조 퓨코스테롤 약 4.5g을 얻었다.

<실시예 3> 퓨코스테롤 가용화 및 항산화처리 공정

상기 실시예 2에서 얻은 조 퓨코스테롤 1g 및 토코페롤아세테이트 50mg을 올리브유 100ml에 첨가한 다음 60℃로 가온하면서 5분간 교반하여 고형물을 용해시킨 다음 실온에서 냉각하여 올리브오일과 색택 및 향미에서 차별화되지 않으면서 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일을 얻었다.

<실시예 4> 퓨코스테롤과 식물성유지를 혼합한 기능성강화오일 캡슐의 제조

상기 실시예 3에서 얻은 퓨코스테롤 0.1％ 함유하고 가용화된 퓨코스테롤오일 200ml와 달맞이꽃종자유 500ml 및 올리브오일 300ml를 30℃에서 균일하게 교반 혼합하고 실온까지 냉각함으로써 색택과 향미가 올리브오일과 비교하여 관능적인 차이가 없으면서 in vitro HMG CoA reductase 저해활성이 53％ 이상 강화된 기능성강화 혼합오일을 얻었다. 이어서 젤라틴을 피복물질로 하는 의약용 연질캡슐의 일 반적인 제조공정에 의해 HMG CoA reductase 저해활성이 강화된 퓨코스테롤 함유 기능성강화 오일캡슐을 제조하였다.

<실시예 5 > 퓨코스테롤과 정제어유를 혼합한 기능성강화오일의 제조

상기 실시예 3에서 얻은 퓨코스테롤 0.1％ 함유하고 가용화된 퓨코스테롤오일 200ml와 EPA 12％ 및 DHA 3％ 함유 정제어유 200ml 및 올리브오일 600ml와 천연토코페롤 3g을 30℃에서 균일하게 교반 혼합하고 실온까지 냉각함으로써 색택과 향미가 올리브오일과 비교하여 관능적인 차이가 없으면서 in vitro HMG CoA reductase 저해활성이 38％ 이상 강화된 기능성강화 혼합오일을 얻었다.

<실험예 1> 다시마의 열수추출 잔사로부터 에탄올 가용성 물질의 추출 수율

수용성 엑기스 성분을 추출하고 남은 다시마 엑기스 추출잔사를 원료로 하여 추출 조건에 따른 에탄올 가용성물질의 추출수율을 비교한 결과 결과 에탄올마쇄처리 + 초음파 가온추출 방법이 단순 가온추출법에 비해 34.9％ 이상 높은 추출수율을 나타내었다(표 1 참조).

표 1. 추출조건에 따른 다시마 분말의 에탄올가용성 물질 추출수율 비교

¹⁾ 추출조건 : 동일한 추출용매, 온도 및 추출시간 조건에서 추출전처리, 추출보조처리의 적용여부로 구분

²⁾추출수율 : 원료분말의 중량 기준 에탄올추출물의 건조고형물 중량비

<실험예 2> 퓨코스테롤과 올리브오일 및 오메가-3 지방산 함유 정제어유 혼합조성물의 기호성 및 생리활성

본 발명에 의해 고안된 기능성 혼합조성물 중 올리브오일을 기질로 한 퓨코스테롤 0.1％ 함유오일과 올리브오일 및 EPA 12％ 및 DHA 3％ 함유 정제어유의 혼합조성물의 색택과 향미에 대한 관능적 기호성 및 콜레스테롤생합성 관련 효소인 HMG CoA reductase 저해활성을 실험 조사한 결과 퓨코스테롤 0.1％ 함유오일 200ml와 올리브오일 400ml, 정제어유 400ml 및 천연토코페롤 3ml 혼합조성물의 관능적 기호성이 올리브오일과 비교하여 관능적인 차이가 없으면서 in vitro HMG CoA reductase 저해활성이 0.1％ 퓨코스테롤오일에 비하여 49％ 이상 강화된 76.7％ 수준을 나타내었다.(표 2 참조)

표 2. 퓨코스테롤(A)과 올리브오일(B) 및 정제어유(C)의 혼합비율에 따른 기호성과 콜레스테롤의 생합성 저해활성

혼합비율(ml)¹⁾				기호성²⁾	HMG-CoA reductase 저해활성³⁾ (in vitro, ％)
A	B	C	D	기호성²⁾	HMG-CoA reductase 저해활성³⁾ (in vitro, ％)
1,000	-	-	3	+	51.3
-	1,000	-	3	++	13.6
-	-	1,000	3	±	36.3
200	700	100	3	++	43.4
200	600	200	3	++	70.8
200	500	300	3	+	73.2
200	400	400	3	±	76.7

1)A : 올리브오일을 기질로 하는 Fucosterol 0.1％ 함유오일, B : 올리브오일, C : 정제어유(EPA 12％, DHA 3％함유) D : 천연토코페롤

2) 관능적 기호도(색,향미에 대한 종합적 기호도) : - 극히 불량, ± : 불량 , + : 보통, ++ : 우수, +++ : 극히 우수

3) HMG-CoA reductase 저해활성( in vitro) : 콜레스테롤 생합성 저해 활성

<실험예 3> 퓨코스테롤과 식물성유지 혼합 조성물의 기호성 및 생리활성

본 발명에 의해 고안된 기능성 혼합조성물 중 올리브오일을 기질로 한 퓨코스테롤 0.1％ 함유오일 200ml과 올리브오일 200ml 및 달맞이꽃종자유 600ml를 배합한 혼합조성물의 색택과 향미에 대한 관능적 기호성이 올리브오일과 비교하여 관능적인 차이가 없으면서 in vitro HMG CoA reductase 저해활성이 0.1％ 퓨코스테롤오일에 비하여 58％ 이상 강화된 81.3％ 수준을 나타내었다.(표 3 참조)

표 3. 퓨코스테롤(A)과 올리브오일(B) 및 달맞이꼴종자유(C)의 혼합비율에 따른 기호성과 콜레스테롤의 생합성 저해활성( HMG-CoA reductase 저해활성)

혼합비율(ml)¹⁾			기호성²⁾	HMG-CoA reductase 저해활성³⁾ (in vitro, ％)
A	B	C	기호성²⁾	HMG-CoA reductase 저해활성³⁾ (in vitro, ％)
1,000	-	-	+	51.3
-	1,000	-	++	13.6
-	-	1,000	++	34.7
200	400	400	++	63.2
200	500	300	++	75.1
200	300	500	++	78.6
200	200	600	++	81.3

1) A : 올리브오일을 기질로 하는 Fucosterol 0.1％ 함유오일, B : 올리브오일, C : 달맞이꽃 종자유

3) HMG-CoA reductase 저해활성(in vitro) : 콜레스테롤 생합성 저해 활성

- HMG-CoA reductase 저해활성:1 mg 마이크로좀단백질이 1분간 생성한 mevalonate의 pmole수

- HMG-CoA reductase 저해활성(％): 100-(시료 활성×100/대조구 활성), 측정농도 :50㎍/mL

<실험예 4> 동물실험에 의한 혼합조성물의 항고지혈증 활성

본 발명에 의해 고안된 퓨코스테롤 함유 혼합조성물의 항 고지혈증활성을 동물실험으로 조사하기 위해 Lipoprotein 및 bile acid 대사가 인간과 유사한 Hamster(수컷 5주령)를 대상으로 하여 1％ cholesterol, 2％ corn oil, 10％ lard 를 혼합한 고지방식이로 2주일 간사육하여 고지혈증을 유도한 다음 실험동물 8미씩으로 실험군을 구분하여 표준식이실험군(Negative control), 고지방시이대조군(Positive control : 고지방식이), Fucosterol투여 대조군(FC : 고지방식이 + 올리브오일 8ml/kg.bw 구강투여), Fucosterol 고농도투여군(FH : 고지방식이 + fucosterol 10mg 함유 올리브오일/kg.bw 구강투여), Fucosterol 저농도투여군(FL: 고지방식이 + fucosterol 1mg 및 감마리노렌산 0.6mg 함유 올리브오일/kg.bw 구강투여)로 구분하여 2주간 사육한 후 채혈하여 혈중콜레스테롤, 중성지방, 저밀도콜레스테롤(LDL 콜레스테롤) 및 고밀도콜레스테롤(HDL 콜레스테롤), 동맥경화 지수(AI : Atherogenic Index) 등을 분석 조사하였다.

2주간의 고지방식이에 의해 고지혈증(hyperlipidemia)을 유발시킨 후 2주일간 고지방식이와 fucosterol 혼합유를 투여한 후 실험동물의 혈청 지질농도를 실험분석한 결과는 표 4에 제시한 바와 같다.

고지혈증 유발 후 실험식이에 따른 Total-cholesterol의 함량에는 큰 차이가 나타나지 않았으나 혈중 중성지질 농도를 나타내는 triglyceride(TG) 함량에 있어서는 퓨코스테롤 투여 실험군(FL, FH군)이 고지혈증을 유발한 양성대조군(positive control) 보다 14.6％(FL군) 및 12.4％(FH군) 낮은 값을 나타내었다. 고지혈증 유발 악성 콜레스테롤인 LDL-cholesterol의 경우, fucosterol 투여군은 양성대조군에 비해 15.0％(FL군) 및 10.5％(FH군) 낮은 값을 보였으며, 콜레스테롤을 말초조직으로부터 간으로 역수송하여 세포에서 LDL-cholesterol의 흡수를 억제시켜 동맥경화 및 혈관장애 개선에 유익한 생리작용을 하는 HDL-cholesterol의 함량에 있어서도 FL군과 FH군은 실험대조군(positive control)에 비하여 18.7(FL군) 및 30.3％(FH군) 수준의 높은 값을 나타내었다. 또한 동맥경화지수인 AI지수 또한 저농도 및 고농도 fucosterol 투여군인 FL 및 FH 군이 양성 실험대조군(positive control) 보다 약 20％씩 감소된 값을 보임으로서 fucosterol의 섭취가 동맥경화증의 유발위험성을 현저히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 위와 같은 결과로 미루어 판단할 때 고지방식이에 의해 고지혈증이 유발된 경우에도 매일 fucosterol을 1mg/kg.bw 이상 함유한 유지를 매일 섭취함으로써 유의한 혈중 지질농도의 개선효과를 기대할 수 있을 것으로 사료되었다(도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d 참조).

표 4. Fucosterol이 고지혈증이 유도된 hamster의 혈중 지질농도에 미치는 영향

Group	Total-cholesterol (mg/dL)	HDL-cholesterol (mg/dL)	LDL-cholesterol (mg/dL)	Triglyceride (mg/dL)	AI
Normal	72.5±11.8¹⁾	25.6±2.9	13.0±2.0	39.4±9.8	2.8±0.6
Control	77.0±14.2	25.7±7.6	15.3±4.0	45.3±9.1	3.0±0.5
FC	78.0±16.1	27.5±3.7	14.5±2.4	57.5±13.6	2.4±0.7
FL	78.7±9.5	33.5±6.9	13.7±3.1	38.7±11.7	2.4±0.4
FH	73.5±13.7	30.5±3.4	13.0±3.6	39.7±12.7	2.4±0.6

<실험예 5>

본 발명에 의해 고안된 퓨코스테롤 함유 혼합조성물의 혈류개선효과를 동물실험으로 조사하기 위해 실험예 4에서와 같은 실험군으로 구분하여 2주간 고지방식이에 의한 고지혈증 유발 후 2주간 고지방식이와 함께 퓨코스테롤 구강투여 실험을 행한 후 실험동물의 혈액을 취하여 혈류의 흐름에 미치는 fucosterol의 영향을 검 토하였다.

Micro channel array flow analyzer KH-6을 이용하여 혈액을 25㎕, 50㎕, 75㎕ 및 100㎕ 용량으로 구분하여 인공모세혈관에 주입한 후 모세관의 통과소요 시간을 측정하는 방법으로 실험식이의 혈류개선에 미치는 영향을 검토하였다. 혈액의 주입용량에 따라 모든 실험군에서 퓨코스테롤 투여는 양성실험대조군 보다 월등한 혈류개선 효과를 나타내었다. 특히 혈류실험용량 50㎕ 수준 까지는 고지방식이와 함께 퓨코스테롤을 구강투여한 실험군(FL, FH)의 모세관 통과소요시간이 일반식이를 하는 정상대조군(Normal)과도 큰 차이를 보이지 않을 만큼 우수한 혈류개선 효과를 나타내었다. 혈류실험 용량 75uL 수준에서는 고지방식이와 함께 식물성유지만을 구강 투여한 퓨코스테롤 대조실험군(FC)의 경우 양성대조군과 거의 동일한 수준으로 혈류가 악화되었으며 100uL 수준에서는 모세관의 폐쇄로 인해 혈류자체가 중단되는 양상을 보였으나 고지방식이와 함께 퓨코스테롤 함유 유지를 구강투여한 FL 실험군의 경우 양성대조군 대비 각각 27.7％(75uL) 및 14.0％(100uL), FH군은 40.5％(75uL) 및 22.7％(100uL) 수준의 유의한 혈류개선 효과를 나타내었다.(표 5, 도 2 참조)

표 5. 고지혈증이 유도된 hamster의 혈류흐름에 미치는 fucosterol의 영향

Group	0uL	25uL	50uL	75uL	100uL
Normal	0¹⁾	8.3	16.7	25.4	33.8
Control	0	18.7	41.7	58.2	64.2
FC	0	12.4	34.5	57.0	-²⁾
FL	0	8.6	20.8	42.1	55.2
FH	0	8.8	19.8	34.6	49.6

¹⁾ sec of blood flow, ²⁾Not applicable

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.

상기의 실험예의 결과에처럼 본 발명의 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일은 산업기술로 적절히 활용될 경우 1차적으로는 콜레스테롤 생합성억제, 혈중콜레스테롤 저하 등 강력한 콜레스테롤 대사개선 기능성과 혈액순환개선 기능성을 동시에 보유한 건강기능식품 소재로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

또한, 본 발멸에 의한 퓨코스테롤이 함유된 기능성오일은 저 농도 에서도 다양하고 강력한 기능활성 발현특성을 갖는 퓨코스테롤을 유효성분으로 하고 콜레스테롤대사 및 혈액순화개선, 항암, 면역활성 증진, 항노화, 항엘러지 등의 다양한 생리 기능활성을 나타내는 감마리노렌산(Gamma linolenic acid, GLA) 함유 달맞이꽃종자유와 EPA 및 DHA 함유 정제어유를 기능성 항진용 배합소재로 적절히 활용함에 따라 고기능성 식용유지나 유지성분을 주원료로 하는 건강식품 등 원부재료 구성성분들이 갖는 생리 기능활성 발현특성을 기대할 수 있는 각종 기능성 식품소재나 그 응용제품을 용이하게 생산할 수 있으며, 이로 인한 해조류자원의 유효활용에 의한 고부가가치의 창출과 대체의학 소재로서의 유효활용 기술기반 구축에 크게 기 여할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

퓨코스테롤, 식물성유지 및 토코페롤이 함유되어 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일;과

유지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선용 퓨코스테롤이 함유된 기능성식품오일.

상기에서 식물성유지는 올리브오일, 콩기름, 참기름, 들기름, 유채유, 옥수수기름, 땅콩기름, 고추씨기름, 쌀겨기름 중에서 선택된 어느 하나 이상이고,

상기에서 퓨코스테롤은 하기 (1)단계 내지 (5)단계로부터 얻은 것이다.

(1)다시마, 미역, 녹미채, 큰실말, 붕어마름, 개다시마, 감태, 대황, 모자반, 톳 중에서 선택된 어느 하나 이상의 해조류 또는 상기 해조류에서 수용성 엑기스 성분을 추출하고 남은 열수추출잔사건조물의 해조류원료를 식용주정에 첨가한 다음 마쇄처리 하여 해조류 주정처리액을 얻는 단계,

(2)해조류주정처리액에 식용주정을 추가로 가한 후 고온에서 초음파처리에 의해 환류 교반추출 하여 해조류원료로부터 비극성 물질을 추출하는 단계,

(3)해조류원료의 비극성 물질이 추출된 해조류 주정처리액을 여과하여 여과액을 얻은 후 주정을 제거하여 해조류원료의 비극성 추출액을 얻는 단계,

(4)해조류원료의 비극성 추출액에 식품 첨가물급 수산화칼륨-에탄올용액을 첨가하고 혼합한 후 가수분해하여 비누화물질을 제거한 다음 냉각하여 해조류 가수분해액을 얻는 단계,

(5)해조류 가수분해액을 진탕추출용 액-액 분리장치에 옮긴 후 해조류 가수분해액 중의 비극성 물질과 극성도가 다른 용매를 가하여 진탕 추출한 다음 정치시켜 극성 획분과 비극성 획분을 액-액 분리하고 공존하는 수분을 제거한 후 여과하여 불순물을 제거한 다음 비극성 물질과 극성도가 다른 용매를 제거한 다음 건조하여 퓨코스테롤을 얻는 단계.
제1항에 있어서, 상기 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일은 퓨코스테롤 분말 1g에 대하여 식물성유지 100∼500ml, 토코페롤 10∼50mg을 첨가하고 40∼80℃에서 5∼30분간 교반한 다음 실온으로 냉각하여 얻어진 것 임을 특징으로 하는 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선용 퓨코스테롤이 함유된 기능성식품오일.
제1항에 있어서, 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지는,

상기 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일; 유지로서 EPA와 DHA를 15∼25％를 함유한 정제어유; 유지로서 올리브오일;이 1∼5 : 5∼10 : 80∼85의 부피비로 혼합된 것 임을 특징으로 하는 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선용 퓨코스테롤이 함유된 기능성식품오일.
제1항에 있어서, 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일과 유지는,

상기 퓨코스테롤이 가용화된 퓨코스테롤오일; 유지로서 달맞이꽃종자유; 유지로서 올리브오일;이 1∼5 : 50∼95 : 5∼45의 부피비로 혼합된 것 임을 특징으로 하는 혈액의 유동성 증진 및 혈중 지질성분 개선용 퓨코스테롤이 함유된 기능성식품오일.
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