KR101016606B1 - 헛개나무열매 발효물을 유효성분으로 하는 숙취해소 기능성 식품 - Google Patents
헛개나무열매 발효물을 유효성분으로 하는 숙취해소 기능성 식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 헛개나무열매 발효물을 유효성분으로 함유하는 숙취해소 기능성 식품에 관한 것으로, 이를 섭취시 농도의존적으로 ADH활성능을 현저히 증대시켜 혈중 알코올 및 아세트알데하이드 농도를 저감시키는 특징이 있으므로 숙취해소용 조성물로 사용할 수 있으며, 이와 같은 특징은 상기 헛개나무열매 발효물에 갈근 및 진피열수추출물을 포함하는 경우에도 농도의존적으로 ADH 및 ALDH활성능이 상승적으로 증대되는 뛰어난 효과가 있으므로 숙취해소용 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.
헛개나무열매 발효물, ADH, ALDH, 갈근, 진피, 숙취해소
Description
본 발명은 헛개나무열매 열수추출물의 발효물을 유효성분으로 하는 숙취해소 기능성 식품과 헛개나무열매, 갈근, 진피를 각 동량배합한 후 열수추출하여 얻은 추출물을 혼합하여 얻은 발효물을 유효성분으로 하는 숙취해소 기능성 식품에 관한 것이다.
적당한 음주는 뇌의 중추신경에 작용하여 긴장을 해소시켜주고, 원만한 사회생활에도 도움을 주지만, 지나치면 우리 몸에 치명적인 손상을 준 2008년도 우리나라 알코올 관련 사망자는 총 4643명으로 하루 평균 12.7명 꼴로 사망하였고, 영국에서는 알코올 관련 사망자 수가 1999년에는 5천287명이었으나 2008년에는 7천341명으로 10년 만에 40% 증가했다.
정상적인 알코올 대사과정은 알코올류(에틸알코올, 메틸알코올, 에틸렌글리콜 등)가 섭취되는 경우, 위장 또는 소장에서 흡수되어 그 중 10%는 호흡, 땀, 소변 등으로 배설되고, 나머지 90%의 알코올은 혈관 중에 들어가 간에서 대사된다(M. Nakanishi; Saishin Igaku, 31, p2086, 1976). 간의 알코올 대사경로는 알코올탈수소효소 체계(alcoholic dehydrogenase(ADH) pathway), 마이크로좀의 알코올 산화체계(microsomal ethanol oxydizing system(MEOS)), 카탈레이즈 체계 (catalase pathway)등 3가지 효소체계가 있으며 이 중 임상적으로 중요한 경로는 ADH체계와 MEOS체계이고, 양자가 모두 아세트알데하이드를 거쳐 아세테이트로 산화된다. ADH체계는 조직의 알코올 농도가 낮을 때 주로 알코올을 처리하며 알코올 농도가 높을 때는 MEOS체계에 의해 아세트알데하이드와 아세테이트로 대사되며, 이후 퍼옥시좀(peroxisome)에 존재하는 카탈레이즈(catalase)의 작용을 거쳐 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 최종 분해된다. 적당량의 알코올을 섭취하게 되면 위의 대사 과정이 원활하게 일어나 알코올로 인한 증상이 일어나지 않지만, 알코올을 다량 섭취했을 시에는 대사 균형이 깨어지게 되고 간에 무리를 주게 되며, 장기적으로는 지방간이나 간경변 등의 간질환을 발병시키며, 단기적인 증상으로 두통, 오심, 구토, 속쓰림 및 소화불량등을 일으킨다.
알코올이 산화되는 과정에서 생성되는 아세트알데하이드 등의 중간 대사물질은 여러 가지 생리작용의 변화를 유발하고, 음주 후 숙취(hangover) 증상의 원인은 탈수, 알코올 및 알코올 대사산물의 독성, 흡수장애에 의한 영양소 결핍 등으로 알 려져 있으며 특히 숙취 증상의 주된 원인 물질로 알려진 아세트알데하이드의 혈중 농도가 높아지면 혈압이 저하되고 뇌로의 혈액순환이 나빠져 두통을 일으키거나 오심, 구토, 현기증, 탈수로 인한 갈증, 설사, 호르몬의 변조 및 근육통을 야기시키는 것으로 알려져 있다 (Swift R, Davidson D. Alcohol hangover, mechanisms and mediators. Alcohol Health Res World 22:54, 1998).
이와 같은 숙취를 해소하기 위한 방법으로 다양한 숙취해소용 드링크들이 개발되어 시판되고 있는 가운데 헛개나무 열매의 우수한 숙취해소 및 간기능 개선 효능이 입증되면서 헛개나무열매가 숙취해소 음료 시장에 새로운 트렌드로 자리 잡고 있다. 특히 한국야쿠르트에서 헛개나무 열매 추출물이 함유된 '헛개나무 프로젝트 쿠퍼스'를 출시하여 헛개나무 시장을 선점한데 이어 기존의 숙취해소 음료 '닥터제로'에도 헛개나무 열매 성분을 넣은 '헛개나무 닥터제로'를 내놓았다. 이에 맞서 CJ제일제당도 헛개나무 열풍에 동참해서 기존 숙취해소 음료 '컨디션'에 헛개나무 열매 추출물을 첨가한 '헛개컨디션파워'를 출시하는 등 헛개나무 열매를 이용한 숙취해소 음료 시장이 가열되고 있다.
헛개나무(Hovenia dulcis Thunb)는 갈매나무과(Rhamnaceae)의 낙엽활엽교목으로 우리나라를 비롯하여 일본, 중국 등에서도 분포하고 있다. 헛개나무는 잎, 가지, 열매 등을 모두 약으로 사용하는데, 예로부터 주독해독, 정혈, 이뇨, 갈증해소, 해독작용 등에 효과가 있는 것으로 알려져 왔으며, 최근 많은 연구결과를 통해 헛개나무 추출물이 숙취 해소 및 간기능 보호 효능이 우수한 것으로 증명되었다. 특히 헛개나무의 여러 부위 중 열매는 간 기능에 대해 보호효과가 가장 우수한 것으로 입증되었다. 헛개나무 열매의 주요 기능성 성분으로는 flavonoid계열의 hovenitin Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, (+)-ampelopsin, laricetrin, myrcetin, (+)-gallocatechin등이 보고되어 있고 saponin과 glycoside계열의 hovenidulcioside, hovenodulinol, hodulsin, hoduloside 등이 알려져 있고, 이 유효성분들은 간을 보호해주고 알코올 중독과 숙취를 해소하는 것으로 알려져 있다. 헛개나무 열매의 열수추출물의 효능에 관한 문헌에는 알코올 분해능 촉진작용과 간해독 작용, 지질대사 개선 작용과 지질과산화 억제작용, 항산화작용과 항미생물활성작용, 항암작용과 항돌연변이에 대한 효과, 알코올성 근이완 억제작용과 혈당강하, 고혈압저해 면역활성, 화알코올 흡수 억제작용, ADH, ALDH 활성 촉진 작용, 혈중 알코올 농도 저하작용과 간보호 작용 등이 공지되어 있다(대한민국 특허등록 제10-0529997호).
대한민국 특허등록 제10-0608456호에는 손바닥선인장, 오리나무, 갈근, 헛개나무 혼합분쇄물을 유기용매추출하여 얻는 것을 특징으로 하는 숙취해소용 조성물이 공지되어 있고, 대한민국 특허등록 제10-0562460호에는 헛개열매 열수추출물을 HCL로 산가수분해물의 숙취해소능이 개시되어 있다.
또, 대한민국 특허등록 제10-0672902호에는 헛개나무줄기의 열수추출물의 콜레스테롤저하제에 관하여 공지되었다.
그러나, 헛개나무열매를 열수추출하고 이를 젓산균주와 효모균주를 혼합접종하여 그 발효산물의 숙취해소효과에 대하여는 개시된 바 전무한 실정이다.
한편, 갈근(葛根, Pueraria thunbergiana Benth)은 콩과(Leguminosae)에 속하는 여러해살이 낙엽덩굴성 식물 칡의 뿌리로 주요 성분으로는 isoflavonoid 계열의 daidzin, daidzein, puerarin, genistein, formononetin 등이 알려져 있으며 알코올로 인한 지방간 생성 억제, 혈중 알코올 농도 감소 효과가 보고된 바 있다.
또, 진피는 귤(Citrus unshiu Markovich) 또는 그의 근연식물(산초나무과 Rutaceae)의 성숙한 과피이다. 이에는 D-limonene), linalool, linalylacetate가 함유되어 있고, flavonoid인 hesperidin, naringin, porcirin과 nobiletin이 함유되어 있다. 진피는 항알레르기활성 및 진정 효과, 항바이러스 효과와 세로토닌의 작용도 향상, 혈청 알코올 농도 감소, 간손상 억제 효과를 나타내는 것으로 보고된 바 있다.
따라서 본 발명에서는 숙취해소효능이 입증된 헛개나무 열매의 열수추출물을 얻고 이를 젖산균과 효모균을 혼합접종하여 공서배양, 발효하여 헛개발효물을 제조하고, 이렇게 하여 얻은 헛개발효물 및 상기 헛개열수추출물의 발효물에 갈근과 진피의 열수추출물을 혼합한 헛개발효혼합물을 제조하여 숙취해소효과를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적은, Wistar계열 랫드를 대상으로 알코올을 투여한 후 대조구를 제외하고 실험구의 쥐들에게는 상기 헛개발효물 및 헛개발효혼합물을 투여하여 시간대 별 알코올, 아세트알데하이드 농도를 경시적으로 측정하고 간기능지표인 혈청 AST(aspartate transaminase), ALT(alan ine transaminase), r-GTP를 측정하였다. 실험 결과, 본 발명 헛개발효물과 헛개발효혼합물의 알코올 및 아세트알데하이드 감소효과를 확인하고 숙취해소능을 평가하므로써 달성하였다.
본 발명의 헛개발효물은 혈중 알코올 및 아세트알데하이드 농도 저감 효과가 우수하고, 헛개발효물을 이용한 헛개발효혼합물의 숙취해소용 조성물은 혈중 알코올 농도 저감에 뛰어난 효과가 있다.
<실시예 1> 숙취해소용 헛개나무열매 열수추출물, 헛개발효물 및 헛개발효혼합물 조제
본 발명에 사용된 공시재료 헛개나무열매(Hovenia dulcis Thunb), 갈근(Pueraria radix), 진피(Citrus nobilis)는 경동시장에서 유통되는 건조된 형태의 국내산 한약규격품을 원료로 사용하여 조제하였다.
먼저 상기 3가지 재료 각각 100g을 10배량의 정제수를 가하여 98℃에서 2시간 동안 열수추출하였으며 이를 2회 반복한 후 추출액을 획득하였다(헛개군). 상기와 같이 추출된 헛개나무열매 열수추출액에 락토바실러스 퍼멘툼(Lactobacillus fermenturm NUC-C₁ KCCM10929P)과 통상의 사카로마이세스 세레비시아(Saccharomyces cereviseae)를 각각 0.3%씩 총 0.6%를 접종하여 30℃에서 7일간 발효하여 헛개나무열매추출액의 발효물을 제조하였다(헛개발효군). 이와 달리 헛개발효혼합물은 발효헛개에 갈근, 진피의 열수추출물을 일정비율(1:1:1)로 배합하여 얻었다(헛개발효혼합군). 상기 재료들을 본 발명의 공시재료로 사용하였다.
<실시예 2> in vitro system을 이용한 숙취해소 효능분석
(1) Alcohol dehydrogenase(ADH) 효소 활성
ADH 활성도는 alcohol 10uL, NAD 수용액(2mg/mL) 50uL, 시료 10uL, 0.01M glycine-NaOH 완충용액(pH8.8)를 180uL가 되게 첨가한 후 25℃에서 10분간 반응시키고 ADH(18units/mL) 25uL를 가하여 340nm에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 이 때 대조구는 ADH대신 0.01M glycine-NaOH 완충용액 25uL를 넣은 것으로 하였다. ADH의 활성은 반응 종료시 최대 흡광도를 대조구의 최대 흡광도에 대한 비율로 나타내었으며 다음과 같은 식으로 계산하였다.
ADH activity = (B/A) × 100
A : 대조구의 최대 흡광도
B : 실험구의 최대 흡광도
ADH에 대한 활성을 측정한 결과, 대조군보다 실험군에서 높은 활성을 보였다. 100ug/ml농도에서 헛개군에서는 131.90%, 헛개발효군는 138.36%의 최대활성을 보여 대조군보다 비교적 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다(표 1).
(2) Acetaldehyde dehydrogenase(ALDH) 효소 활성
ALDH의 활성도 측정을 위해 50mM sodium pyrophosphate 완충액(pH 8.8), 0.5mM NAD, 0.1mM pyrazole, 5mM acetaldehyde인 반응액 200uL에 10uL ALDH(1 unit/mL)와 시료 10uL를 첨가한 후 37℃에서 10분간 방치하고 340nm에서 흡광도를 측정하였다.
ALDH의 활성은 반응 종료시 최대 흡광도를 대조구의 최대 흡광도에 대한 비율로 나타내었으며 다음과 같은 식으로 계산하였다.
ALDH activity = (B/A) × 100
A : 대조구의 최대 흡광도
B : 실험구의 최대 흡광도
ALDH에 대한 활성을 측정한 결과, 대조군보다 실험군에서 높은 활성을 보였다. 50ug/mL 시료농도에서는 헛개군, 헛개발효군에서 각각 141.56%, 141.99%으로 헛개발효혼합군에 비하여 높은 활성을 보였고 100ug/mL 시료농도에서는 헛개발효혼합군이 169.27%로 최대 활성을 나타냈다(표 2).
<실시예 3> 숙취해소 효능 검증을 위한 동물 실험
(1) 시험군 설정
상기 실시예 1에서 제조된 조성물의 알코올 대사 촉진 효능을 확인하기 위하여, 실험동물에서의 상기 조성물의 숙취해소 효능을 검증하였다. 오리엔트바이오로부터 Wistar계 랫드(수컷, 6주령, 280~310g)를 입수하여 2주일간 순화시켰다. 순화기간동안 음용수와 사료(Purina Inc., Korea)는 자유롭게 섭취하도록 하였고, 사육실은 낮과 밤 주기 12 시간, 온도 20 ~ 26℃, 습도 40 ~ 60%의 환경으로 2주간 랫드를 적응시킨 후 알코올대조군, 헛개군, 헛개발효군, 헛개발효혼합군 등 7마리씩 4개 군으로 무작위로 나누어 실험을 진행하였다.
(2)조성물 및 알코올 투여
식이에 의한 알코올 흡수와 분해의 차이를 없애기 위하여, 랫드는 12 시간 금식시킨 후 다음 표 3과 같이 진행하였다. 알코올대조군은 증류수 10mL/kg B.W.를 시험군들은 각각의 시험물질 400mg/10mL/kg B.W.를 경구 투여하였고, 30분 뒤에 20% 알코올을 5g/kg B.W. 경구 투여 하였다.
(3)혈중 알코올 측정
알코올 투여 후 각각 1, 3시간은 꼬리에서, 5시간에는 심장에서 혈액을 채취하여 3,000 x g에서 20분 동안 원심분리하여 혈청을 분리하였다. 혈청 알코올 농도, 아세트알데하이드 농도는 측정 Kit(Roche, USA)와 아세트알데히드 F-kit(Roche, USA)로 제조사의 매뉴얼에 따라 측정하였다. 알코올 측정 kit에 포함된 반응용액 3mL에 혈청 0.1mL을 혼합하여 20℃에서 3분간 incubation시킨 다음 340nm에서 흡광도를 측정(A1)하고, ADH(alcohol dehydrogenase) 0.05mL를 넣은 뒤 20℃에서 5분간 incubation한 뒤 340nm에서 흡광도를 측정(A2)하여 두 흡광도차를 아래 의 계산식에 대입하여 혈중 알코올 농도를 측정하였다.
Concentration = 0.7259/3.6×△A
△A = sample (A2-A1) - blank (A2-A1)
일반적으로 알코올을 경구투여한 후 약 30분 이내에 섭취량의 60~90%가 흡수되고 60분에 95%, 90분에 100% 모두 흡수되므로 혈중 알코올 농도는 음주 후 60~120분 사이에 최고치에 도달한다고 알려져 있다. 알코올 투여 후, 알코올의 최고농도에 도달한 시간 (Cmax)은 모든 실험군이 1시간으로 이후 서서히 감소하는 것으로 나타났다. 알코올 섭취 3시간 후 알코올대조군보다 헛개나무열매 추출물을 투여한 헛개군에서 알코올 농도가 유의적으로(p<0.05) 감소하였고, 헛개발효물과 헛개발효혼합물을 투여한 헛개발효군과 헛개발효혼합군에서는 더욱 현저하게 혈중 알코올 농도가 감소하였다. 5시간의 혈중 알코올 농도는 헛개군, 헛개발효군, 헛개발효혼합군 모두 알코올대조군보다 유의적으로(p<0.05) 감소하여 정상수준으로 회복되었다. 또한, 그래프를 통해 헛개발효군, 헛개발효혼합군, 헛개군 순으로 1시간에서 3시간 사이의 혈중 알코올 농도 감소율이 우수한 것을 알 수 있고, 헛개발효군과 헛개발효혼합군은 3시간째 혈중 알코올 수준이 거의 정상수준으로 빠르게 회복되는 것으로 나타났다. 따라서 헛개나무열매 열수추출물을 비롯하여 헛개발효물, 상기 헛개발효물에 갈근, 진피의 열수추출물을 혼합한 헛개발효혼합물은 혈중 알코올 농도 감소 효과를 가지며, 특히 헛개발효물과 헛개발효혼합물은 헛개나무열매 열수추출물보다 더욱 빠른 시간 안에 혈중 알코올 농도를 정상 수준으로 회복시키는 것으로 나타났다.
(4) 혈중 아세트알데하이드 측정
아세트알데하이드는 반응용액 3mL에 혈청 0.2mL을 혼합하여 20℃에서 3분간 incubation시킨 다음 340nm에서 흡광도를 측정(A1)하고, ALDH(acetaldehyde dehydrogenase) 0.05mL를 넣은 뒤 20℃에서 5분간 incubation한 뒤 340nm에서 흡광도를 측정(A2)하여 두 흡광도차를 아래의 계산식에 대입하여 혈중 아세트알데하이드 농도를 측정하였다.
Concentration = 0.7158/3.6×△A
△A = sample (A2-A1) - blank (A2-A1)
혈 중 아세트알데하이드를 시간대별로 측정한 결과 헛개군, 헛개발효군, 헛개발효혼합군은 모두 알코올 투여 1시간 후가 최고 농도 도달시간 (Tmax)이었으며, 이후 꾸준히 감소하는 것으로 관찰되었다. 반면, 알코올대조군은 Tmax가 3시간으로 세 시험군보다 약 두 시간 뒤에 최고농도 (Cmax)에 도달하는 것으로 나타났다. 알코올 투여 3시간 후의 혈 중 아세트알데하이드 농도는 헛개군과 헛개발효혼합군이 알코올대조군보다 감소하는 경향을 보였고 헛개발효군은 알코올대조군보다 유의적으로(p<0.05) 낮은 농도를 나타냈다. 이를 통해 헛개발효군은 숙취의 원인 물질인 아세트알데하이드를 신속하게 대사시켜 그 농도를 감소시킴으로써 숙취를 빠르게 해소시키는 것으로 사료된다.
(5) 간기능 개선 효능
간기능 지표인 혈청 ALT(alanine transaminase), AST(aspartate transaminase), r-GTP(r-Glutamyl transpeptidase 농도는 생화학분석기(Thermo Electron, USA)를 사용하여 측정하였다. 그 결과, ALT, AST, r-GTP 모두 군간 유의적인 차이는 나타나지 않았다(표 4).
본 발명의 헛개나무열매 열수추출물의 발효물과 여기에 갈근, 진피의 열수추출물의 동량혼합 발효물은 혈중 알코올 및 아세트알데하이드 농도의 저감효과가 뛰어나므로 숙취예방 및 해소용 식품조성물로 사용할 수 있으므로 건강보조식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 조성물의 알코올대사과정을 시간대별 경시적으로 측정한 결과를 보인 그래프이다.
도 2는 본 발명 조성물의 아세트알데하이드의 대사과정을 시간대별로 경시적으로 측정한 결과를 보인 그래프이다.
Claims (3)
- 헛개나무열매 무게의 10배의 정제수를 가하여 98℃에서 2시간 추출한 후 이를 2회 반복추출한 열수추출액에 락토바실러스 퍼멘툼(Lactobacillus fermenturm NUC-C₁, KCCM 10929P)과 통상의 사카로마이세스 세레비지아를 각 0.3%씩 접종하여 30℃에서 7일간 발효하여 얻은 헛개발효물을 유효성분으로 혈중 ADH효소 및 ALDH효소를 활성화시키는 숙취해소용 조성물물.
- 헛개나무열매 무게의 10배의 정제수를 가하여 98℃에서 2시간 추출한 후 이를 2회 반복추출한 열수추출액에 락토바실러스 퍼멘툼(Lactobacillus fermenturm NUC-C₁, KCCM 10929P)과 통상의 사카로마이세스 세레비지아를 각 0.3%씩 접종하여 30℃에서 7일간 발효하여 얻은 헛개발효물에 갈근, 진피의 열수추출물을 일정비율(1:1:1)로 배합하여 얻은 헛개발효혼합물을 유효성분으로 하는 숙취해소용 조성물.
- 제1항 또는 제2항의 숙취해소용 조성물을 포함하는 식품.
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