KR101034817B1 - 스포츠 음료 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오미자 추출물 및 매실 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물 또는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피로회복 효과가 뛰어나고, 지구력을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 인체에도 무해한 천연물의 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물에 관한 것이다.
지구력 증진, 전해질, 스포츠 음료, 매실, 당밀, 오미자
Description
본 발명은 피로회복과 지구력을 증진시키는 스포츠 음료 조성물에 관한 것이다.
2001년 발표된 조사결과에 의하면, 우리나라 국민 한 사람이 한해 동안 마신 음료는 1.5L 페트병으로 약 46개에 해당한다. 소비된 음료는 주로 탄산음료였고, 그 외 주스 음료가 주종을 이루는 것으로 나타났다. 한편, 기호성이 확실한 틈새 시장의 기타 음료군은 2001년도에 전년 대비 43% 정도의 비약적인 시장 확대가 있었으며, 성장 속도가 탄산 음료나 주스 시장에 비해 훨씬 빠른 것으로 조사되어, 연간 약 2,000억원 규모의 시장으로 성장하고 있다.
특히, 기타 음료군에 속하는 스포츠 음료는 국제적 행사 및 마케팅에 발맞춰 시장이 대폭 증가하고 있는 추세로, 최근 생활 스포츠에 관한 관심의 증대와 함께 생활 음료로서 자리 매김하고 있다.
스포츠 음료는 땀을 많이 흘리는 운동을 하거나, 중노동 또는 더운 환경에서 일하는 사람들에게 체중감소 또는 탈수현상을 막기 위해 체액의 전해질(이온)평형을 유지시켜 주는 전해질 보충음료에서 출발하여 연구 및 생산되고 있다.
시판되고 있는 대부분의 스포츠음료의 성분을 보면 에너지 보충을 위하여 여러 종류의 당질들을 6 내지 8% 정도 포함하고 있고, 스포츠음료에 포함된 당질의 농도가 8%를 넘게 되면 음료의 장내 흡수 속도가 지연된다는 보고가 있다.
이온보충과 수분보충을 위하여 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 등 전해질을 함유하고 있으며, 약간의 비타민 C 등도 포함되어 있는 경우도 있다. 또한, 파랑, 노랑, 빨강 등 착색료의 첨가로 시원함을 눈으로 느끼게 하는 스포츠음료들도 있다. 스포츠 음료는 제품의 특성에 따라 당, 전해질 외에도 알긴산, 카르니틴, 타우린 또는 분지아미노산 등을 첨가하여 건강기능성과 근육형성, 운동력의 향상을 도모하기도 한다.
이와 관련하여, 최근 스포츠 음료의 개발은 기존 이온 음료가 갖는 수분과 전해질의 보급이라는 기본 기능 외에 고기능성 역할이 추가된 고기능성 스포츠 음료와 관련하여 진행되고 있다.
상기 고기능성 스포츠 음료와 관련해서 연구방향은 운동 전후 동안의 대량의 신속한 에너지공급이 요구되는 상황에서 에너지원으로 유용한 조성물을 포함하는 음료에 대한 것이다. 이들은 주로 전해질을 주성분으로 하여 포도당, 과당 및 올리고당 등의 감미료와 몇가지 수용성 비타민 또는 아미노산을 첨가한 제품들이다. 즉, 스포츠 음료는 단순히 갈증해소만을 만족시키는 단계에서, 피로회복, 지구력증진을 비롯한 다양한 기능을 확장시킨 스포츠음료들이 개발되고 있다.
특히, 최근에 운동과 스포츠 현장에서 영양소와 에너지를 빠르고 간편하게 효율적으로 얻기 위하여 만든 식품인 Ergogenic Adis는 경기력 향상을 위해 보조약 물 또는 보조물질로 사용되고 있으나, 단백질보조식품, 탄수화물보조식품 또는 단백동화스테로이드(anabolic steroid)와 같은 근육증강제와 관련하여 위법적일 수 있으므로, 천연물 유래의 스포츠기능성 음료의 개발이 요구되고 있다.
한편, 건강식품에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서 기능성 음료에 대하여 더 한층 공격적인 장면과 복합적인 메시지로 효능 ㆍ 효과에 대한 상승효과를 부채질하는 과대광고로 인하여 기능성 음료의 기능에 대한 기대감 제고에 의한 반작용이 문제되고 있다. 일 예로, 2002년 7월부터 시행되고 있는 제조물책임법은 제조업자가 생산, 유통 및 소비의 전과정을 책임져야 하는 것으로 규정되어 있다. 또한, 상기 제조물책임법에 의하면 안전성에 대한 주의 사항이나 경고 및 사용상 부주의에 대한 경고 등의 미표시로 인하여 소비자가 피해를 보거나 혹은 과대 허위 과장광고로 인하여 소비자가 신체 또는 재산상의 피해를 입었을 때, 제조업자인 기업이 이에 대한 책임을 져야 하는 것으로 규정하고 있다.
즉, 상기 제조물책임법이 시행되는 현 상황에서, 기능성 음료를 개발하거나 판매하는 업체들은 철저한 임상연구를 통하여 과학적이고 객관적인 검증을 받은 제품에 대한 자세한 중요정보를 소비자에게 제공할 책임이 있으므로, 상기 업체들은 연구개발, 동물실험 및 임상실험 등을 통하여 안전성과 효과가 검증된 기능성 음료를 개발해야할 필요성이 증가되고 있다.
이러한 필요성에 따라, 안전성이 확보되는 천연물 유래 물질을 첨가하여, 피로회복 및 지구력 증진 등의 효과를 얻을 수 있는 기능성 음료 조성물을 개발하려는 노력이 진행 중에 있다.
본 발명은 피로회복 효과가 뛰어나고, 지구력을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 인체에도 무해한 천연물의 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오미자 추출물 및 매실 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물을 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물을 제공한다.
본 발명의 발명자들은 피로회복 효과가 뛰어나고, 지구력을 증진시킬 수 있는 스포츠 음료 조성물을 인체 안전성이 확보된 천연물 유래의 물질로부터 연구하던 중, 오미자 추출물 및 매실 추출물을 함께 사용하는 경우, 현저하게 우수한 지구력 증진 효과가 있으며, 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀 추출물을 함께 사용하는 경우, 우수한 지구력 증진 효과와 함께 현저한 피로 회복 효과가 있고, 상기 당밀 추출물을 단독으로 추가한 경우는 오히려 피로회복에 도움이 되지 못하거나, 피로회복 효과가 낮은 반면, 오미자 추출물 및 매실 추출물과 함께 당밀 추출물을 첨가하는 경우, 현저하게 상승된 피로 회복 효과가 있으며, 상기 천연 추출물 등을 물 또는 염화나트륨(NaCl)만을 포함하는 물에 첨가하는 것에 비하여, 전해질이 포함된 물에 첨가시키는 경우, 월등한 지구력 향상 효과가 있음을 확인하였으며, 이를 토 대로 본 발명을 완성하게 되었다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
* 본 발명에 있어서, 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며, 기능성 음료를 포함하는 의도이다.
본 발명에 있어서, 기능성 음료란 음료에 물리적, 생화학적 또는 생물공학적 방법등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미하며, 스포츠 음료를 포함하는 의도이다.
본 발명에 있어서, 스포츠 음료란 스포츠 드링크 또는 아이소토닉 음료(isotonic drink)라고도 하며, 운동이나 노동 등으로 인해 체내에 빠져나간 수분과 전해질을 보충해주는 기능성 음료 또는 적절한 수분공급과 에너지원의 부분적인 보충을 목적으로 하여 제조된 당분 및 전해질 등이 포함된 기능성 음료를 의미한다.
본 발명은 전해질, 오미자 추출물 및 매실 추출물을 유효성분으로 포함하는 음료 조성물에 관한 것이다. 상기 음료 조성물은 바람직하게는 기능성 음료 조성물일 수 있고, 더욱 바람직하게는 스포츠 음료 조성물일 수 있다.
본 발명의 전해질, 오미자 추출물 및 매실 추출물을 유효성분으로 포함하는 음료 조성물은 물, 기존의 인공이온음료 또는 인공이온음료에 탄수화물인 설탕을 첨 가한 것에 비하여, 월등하게 우수한 지구력 증진 효과가 있을 뿐만 아니라, 단순히 오미자 추출물 또는 매실 추출물을 첨가하는 것에 비하여 전해질, 오미자 추출물 및 매실 추출물을 함께 사용하는 경우, 동물실험의 유영시간을 통하여 확인한 결과 현저하게 상승된 지구력 증진 효과가 있다는 것이 확인되었다.
본 발명에 있어서, 음료 조성물은 전해질이 포함된 물에 오미자 추출물 및 매실 추출물을 첨가하여 제조한 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 오미자란 오미자나무의 열매를 말하며, 공 모양으로 지름 약 1cm이고 짙은 붉은 빛깔이며, 속에는 붉은 즙과 불그스레한 갈색 종자가 1 내지 2개 들어 있고, 단맛 · 신맛 · 쓴맛 · 짠맛 · 매운맛의 5가지 맛이 나며, 그 중에서도 신맛이 가장 강하다. 상기 오미자의 종류로는 오미자(북오미자), 남오미자 또는 흑오미자 등이 있으며, 일 예로 오미자일 수 있다. 상기 오미자 나무(Schizandra chinensis)는 목련목 오미자과의 낙엽 덩굴식물로 주로 산골짜기에서 자라며, 꽃은 6 내지 7월에 피는 단성화이고, 약간 붉은빛이 도는 황백색이다. 주로, 한국, 일본, 중국, 우수리 또는 아무르 등에 분포한다.
본 발명에 있어서, 매실이란 매화나무의 열매를 의미하며, 둥근 모양이고, 열매 속에 단단한 씨를 가지고 있는 핵과로, 주로 5월 말에서 6월 중순에 녹색으로 익으며, 맛이 시고 과육과 씨가 잘 떨어지지 않아 먹기 불편하며, 수확시기와 가공법에 따라 여러 종류로 구분된다. 상기 매화나무(Prunus mume)는 매실나무라고 불리며, 중국이 원산지이고, 한국, 일본 및 중국에 분포하며, 관상용 또는 과수로 재배되고 있다.
본 발명의 추출물은 추출용매로 추출하거나 추출용매로 추출하여 제조한 용매 추출물에 분획용매를 가하여 분획하여 제조한 분획 추출물일 수 있다.
상기 추출용매는 물 및 유기용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올 등의 탄소수 1 내지 5의 알코올, 에틸아세테이트 또는 아세톤 등의 극성용매와 헥산 또는 디클로로메탄의 비극성용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있으며, 바람직하게는 물 및 탄소수 1 내지 5의 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 물 또는 에탄올 수용액, 가장 바람직하게는 물일 수 있다. 상기 에탄올 수용액의 농도는 50% 내지 99% 에탄올 수용액(v/v)일 수 있고, 바람직하게는 70% 내지 90% 에탄올 수용액일 수 있다.
상기 분획용매는 물, 부탄올, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 헥산으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 오미자 추출물 또는 매실 추출물은 통상의 식물 추출물의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다. 보다 구체적으로는 불순물을 제거한 오미자 또는 매실에 추출용매를 가하고 추출과정을 수행하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 추출과정은 냉침추출법, 온침추출법, 가압추출법 또는 초음파 분쇄 추출법일 수 있다. 또한, 상기 추출법으로 제조한 추출물 즉, 조추출액에 분획용매를 가한 후에, 예를 들어 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물 순서로 가한 후에 층분리한 헥산 분획물, 클로로포름 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 분획물을 수득하는 방법을 수행할 수 있다.
또한, 상기 추출물은 추출 또는 분획과정을 수행한 이후, 감압 여과 과정을 수행하거나 추가로 농축 및/또는 동결건조를 수행하여 농축하거나 용매를 제거할 수 있다. 상기 수득한 오미자 추출물 또는 매실 추출물은 사용 시까지 급속 냉동 냉장고(deep freezer)에 보관할 수 있다.
상기 오미자 추출물과 매실 추출물의 함량은 전체 음료 조성물 대비 추출물의 고형분 함량을 기준으로 오미자 추출물이 0.1중량% 내지 2중량%, 바람직하게는 0.25중량% 내지 1.5중량%, 더욱 바람직하게는 0.5중량% 내지 1중량%이고, 매실 추출물이 0.01중량% 내지 0.15중량%, 바람직하게는 0.02중량% 내지 0.13중량%, 더욱 바람직하게는 0.03중량% 내지 0.11중량%일 수 있다.
본 발명의 음료 조성물을 이용하여 동물 실험을 한 결과, 물이나 염화나트륨만 생리식염수 농도로 녹인 물에 본 발명의 필수성분인 상기 오미자 추출물 및 매실 추출물을 포함시키는 경우에 비하여, 전해질이 포함된 물에 필수성분을 첨가하여 제조된 음료 조성물이 현저하게 우수한 지구력 향상이 있음이 확인되었다.
본 발명에 있어서, 전해질이란 물 등의 용매에 녹아서 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질을 의미하며, 바람직하게는 염화나트륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 염화마그네슘 및 염화칼슘으로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 염화나트륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 염화마그네슘 및 염화칼슘 모두를 포함하는 것일 수 있다.
상기 전해질의 총 함량은 0.031중량% 내지 0.5중량%, 바람직하게는 0.14중량% 내지 0.3중량%, 더욱 바람직하게는 0.18중량% 내지 0.25중량%일 수 있다.
구체적으로, 전해질에 포함되는 상기 각 성분의 함량은 전체 음료 조성물을 기준으로 염화나트륨이 0.005중량% 내지 0.2중량%, 바람직하게는 0.075중량% 내지 0.15중량%, 더욱 바람직하게는 0.09중량% 내지 0.11중량%이고, 구연산나트륨은 0.01중량% 내지 0.09중량%, 바람직하게는 0.03중량% 내지 0.06중량%, 더욱 바람직하게는 0.04중량% 내지 0.05중량%일 수 있으며, 구연산칼륨이 0.01중량% 내지 0.09중량%, 바람직하게는 0.03중량% 내지 0.06중량%, 더욱 바람직하게는 0.04중량% 내지 0.05중량%이고, 염화마그네슘은 0.005중량% 내지 0.015중량%, 바람직하게는 0.007중량% 내지 0.012중량%, 더욱 바람직하게는 0.008중량% 내지 0.01중량%이며, 염화칼슘은 0.001중량% 내지 0.015중량%, 바람직하게는 0.003중량% 내지 0.012중량%, 더욱 바람직하게는 0.005중량% 내지 0.01중량%일 수 있다.
상기 전해질이 포함된 물은 적절한 범위로 pH를 조절한 것일 수 있으며, 바람직하게는 pH 3.0 내지 4.0, 더욱 바람직하게는 pH 3.5 내지 3.7일 수 있다.
상기 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 전해질, 오미자 추출물 및 매실 추출물을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 본 발명의 효과를 유지하는 범위 내에서 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가성분으로서 함유할 수 있다.
상기한 향미제는 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 또는 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)일 수 있다. 상기의 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예를 들어 포도당, 과당 등) 디사카라이드(예를 들어 말토스, 수크로스 등) 및 폴리사카라이드( 덱스트린, 시클로덱스트린 등)과 같은 통상적인 당 또는 당알코올(예를 들어 자일리톨, 소르비톨 또는 에리트리톨 등)일 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), pH 조절제, 방부제, 탄산화제 또는 안정화제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 추가성분의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 일 예로 본 발명의 유효성분 전체 100 중량부를 기준으로 0 내지 20 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전해질, 상기 오미자 추출물, 상기 매실 추출물 및 당밀 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물을 제공한다. 상기 음료 조성물은 바람직하게는 기능성 음료 조성물일 수 있고, 더욱 바람직하게는 스포츠 음료 조성물일 수 있다.
본 발명의 전해질, 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 유효성분으로 포함하는 음료 조성물은 물, 기존의 인공이온음료 또는 인공이온음료에 탄수화물인 설탕을 첨가한 것에 비하여, 월등하게 우수한 지구력 증진 효과와 피로회복 효과가 있을 뿐만 아니라, 단순히 오미자 추출물, 매실 추출물 또는 당밀을 첨가하는 것에 비하여 동물실험의 유영시간을 통하여 확인한 결과 현저하게 상승된 지구력 증진 효과가 있다는 것이 확인되었고, 오미자 추출물, 매실 추출물 또는 당밀을 각각 사용하거나 2종류씩 함께 사용한 모든 경우에 비하여 월등하게 우수한 피로회복효과와 유산소운동 능력 향상효과가 있다는 것을 동물실험을 통하여 확인하였다.
본 발명에 있어서, 당밀(molasses)이란 자당 또는 수크로오스(sucrose)를 만 들 때의 부산물을 의미하며, 구체적으로는 정제당밀, 빙당밀, 식용당밀 또는 폐당밀을 포함하는 의미이고, 바람직하게는 조당을 정제할 때나 빙당을 만들 때 생기는 담황색의 투명하고 점조한 당액이나 꿀을 의미한다. 상기 당밀은 상기 당밀에 포함된 당 함량이 50 brix 내지 90 brix, 바람직하게는 60 brix 내지 85 brix, 더욱 바람직하게는 70 brix 내지 80 brix인 것일 수 있다.
상기 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀의 함량은 전체 음료 조성물 대비 추출물의 고형분 또는 당밀 함량을 기준으로 오미자 추출물이 0.1중량% 내지 2중량%, 바람직하게는 0.25중량% 내지 1.5중량%, 더욱 바람직하게는 0.5중량% 내지 1중량%이고, 매실 추출물이 0.01중량% 내지 0.15중량%, 바람직하게는 0.02중량% 내지 0.13중량%, 더욱 바람직하게는 0.03중량% 내지 0.11중량%이며, 당밀이 0.1중량% 내지 1.0중량%, 바람직하게는 0.2중량% 내지 0.8중량%, 더욱 바람직하게는 0.3중량% 내지 0.7중량%일 수 있다.
본 발명의 음료 조성물을 이용하여 동물 실험을 한 결과, 물이나 염화나트륨만 생리식염수 농도로 녹인 물에 본 발명의 필수성분인 상기 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 포함시키는 경우에 비하여, 전해질이 포함된 물에 필수성분을 첨가하여 제조된 음료 조성물이 현저하게 우수한 지구력 향상, 피로회복 및 유산소 운동능력 향상 효과가 있음이 확인되었다.
상기 전해질이란 물 등의 용매에 녹아서 이온으로 해리되어 전류를 흐르게 하는 물질을 의미하며, 바람직하게는 염화나트륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 염화마그네슘 및 염화칼슘으로 이루어진 군중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 더욱 바 람직하게는 염화나트륨, 구연산나트륨, 구연산칼륨, 염화마그네슘 및 염화칼슘 모두를 포함하는 것일 수 있다.
상기 전해질의 함량은 0.031중량% 내지 0.5중량%, 바람직하게는 0.14중량% 내지 0.3중량%, 더욱 바람직하게는 0.18중량% 내지 0.25중량%일 수 있다.
구체적으로, 상기 전해질에 포함되는 상기 각 성분의 함량은 전체 음료 조성물을 기준으로 염화나트륨이 0.005중량% 내지 0.2중량%, 바람직하게는 0.075중량% 내지 0.15중량%, 더욱 바람직하게는 0.09중량% 내지 0.11중량%이고, 구연산나트륨은 0.01중량% 내지 0.09중량%, 바람직하게는 0.03중량% 내지 0.06중량%, 더욱 바람직하게는 0.04중량% 내지 0.05중량%일 수 있으며, 구연산칼륨이 0.01중량% 내지 0.09중량%, 바람직하게는 0.03중량% 내지 0.06중량%, 더욱 바람직하게는 0.04중량% 내지 0.05중량%이고, 염화마그네슘은 0.005중량% 내지 0.015중량%, 바람직하게는 0.007중량% 내지 0.012중량%, 더욱 바람직하게는 0.008중량% 내지 0.01중량%이며, 염화칼슘은 0.001중량% 내지 0.015중량%, 바람직하게는 0.003중량% 내지 0.012중량%, 더욱 바람직하게는 0.005중량% 내지 0.01중량%일 수 있다.
상기 전해질이 포함된 물은 적절한 범위로 pH를 조절한 것일 수 있으며, 바람직하게는 pH 3.0 내지 4.0, 더욱 바람직하게는 pH 3.5 내지 3.7일 수 있다.
상기 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 본 발명의 효과를 유지하는 범위 내에서 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등과 같은 상기의 추가성분을 더욱 함유할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 전해질, 매실 추출물 및 오미자 추출물이 포함된 음료 조성물은 현저하게 개선된 지구력 향상 효과가 있고, 본 발명의 전해질, 매실 추출물, 오미자 추출물 및 당밀이 포함된 음료 조성물은 현저하게 개선된 지구력 향상 효과 뿐만 아니라, 피로회복 효과와 유산소 운동능력 향상 효과가 있을 뿐만 아니라 인체에 부작용을 발생시키지 않는 천연물 유래 물질로 구성된 것이므로 건강기능식품 특히, 스포츠 음료 조성물로 널리 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
1: 유효성분의 제조
신선한 상태로 구입한 오미자 1000 g에 10 l의 물을 첨가하여 열수추출법, 구체적으로 100 ℃에서 1시간 동안 추출하였다. 또한, 매실의 경우 씨앗을 제거한 매실 1000 g에 10 l의 물을 첨가하여 열수추출법, 구체적으로 100 ℃에서 추출하였다. 상기 과정을 2회 반복하여 얻은 추출물을 여과한 후, 40℃에서 감압농축하여 최종 오미자 추출물(900g, 50 중량% 고형분) 및 매실 추출물(83g, 99 중량% 고형분)을 수득하였다.
또한, 당밀은 식용당밀(edible molass, 78brix, 경기화학회사, 대한민국)을 이 용하였다.
실시예
2: 음료 조성물에 따른 지구력 향상 여부 확인
2-1. 음료 조성물의 제조
지구력 향상 효과가 있을 것으로 예상되는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 포함할 경우, 최적의 용매를 선택하기 위하여 하기와 같은 조성으로 혼합하여 음료 조성물을 제조하였다.
보다 상세하게는, 식용으로 사용되는 물, 0.07 중량% NaCl 용액 및 이온음료와 0.07 중량% NaCl 용액 및 이온음료에 실시예 1에서 제조한 오미자 추출물을 포함하는 오미자 농축액(고형분 50 중량%) 2 중량%, 실시예 1에서 제조한 매실 추출물을 포함하는 매실 농축액(고형분 99 중량%) 0.1 중량% 및 실시예 1에서 수득한 당밀(고형분 78%) 0.4 중량%을 하기 표 1과 같이 첨가하였다. 상기 이온음료는 식용으로 사용되는 물에 염화나트륨 0.1 중량%, 구연산나트륨 0.045 중량%, 구연산칼륨 0.046 중량%, 염화마그네슘 0.009 중량% 및 염화칼슘 0.007 중량%을 첨가하고, 6 중량% 정백당을 추가로 첨가하였으며, 최종 제조된 음료의 pH를 pH 3.6으로 조절하여 제조하였다.
| 구분 | 성분 및 함량 |
| 2-1 | 물 |
| 2-2 | 0.07 중량% NaCl 용액 |
| 2-3 | 이온음료 |
| 2-4 | 0.07 중량% NaCl 용액 + 오미자농축액 + 매실농축액 + 당밀 |
| 2-5 | 이온음료 + 오미자농축액 + 매실농축액 + 당밀 |
2-2. 실험동물의 준비
ICR계 웅성 생쥐(한국 BioLink사, 대한민국)를 분양 받아 20±1℃의 온도 조건 및 55±3%의 습도 조건에서 명암주기를 12시간(light/dark cycle)으로 1주간 적응시킨 체중 10±2g의 ICR계 웅성 생쥐 50마리를 실험동물로 사용하였다.
상기 실험동물은 각 10마리를 실험군 2-1 내지 2-5로 설정하였고, 실험군의 구분은 동일한 조건 하에서 4주간 사육하였고, 다만, 섭취하는 음료를 물 또는 상기 표 1에 기재된 음료로 섭취하게 하였다.
2-3. 강제 유영 및
Treadmill
을 통한 지구력 시험
상기 실시예 2-2의 4주간 사육한 실험군 2-1 내지 2-5의 실험동물을 이용하여 강제수영시험(Forced swimming test) 및 Treadmill을 수행하여 지구력 향상 여부를 확인하였다.
보다 상세하게는, 상기 강제수영시험은 상기 실험동물을 실험 시작 16시간 전부터 안정된 상태로 사육조건을 유지한 후, 아크릴 플라스틱 수조(70cm × 70cm × 60cm) 내에 25℃의 물을 약 70% 정도 넣고, Leichtweise 등의 방법에 따라 체중의 5%에 해당하는 추를 실험동물의 미근부에 매단 후에, 상기 미근부에 추를 매단 실험동물을 수조에서 유영하게 하였다. 상기 실험동물이 탈진할 때까지 유영하는 시간을 측정하였고, 상기 탈진의 판단은 실험동물이 물속에서 7초간 표면상으로 떠오르지 않는 상태인지 여부로 수행하였다.
상기 유영시간의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 평균유영시간(초) |
| 실험군 2-1 | 90.8 |
| 실험군 2-2 | 117.2 |
| 실험군 2-3 | 102.2 |
| 실험군 2-4 | 170.8 |
| 실험군 2-5 | 266.8 |
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 물, 0.07 중량% NaCl 용액 및 이온음료를 섭취시킨 실험군 2-1 내지 2-3에 비하여 유효성분으로 예상되는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 첨가한 실험군 2-4 및 실험군 2-5에서 개선된 지구력 향상 효과가 나타났다.
또한, 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 사용한 경우에서는 0.07 중량% NaCl 용액에 첨가한 경우는 상기 성분을 첨가하지 않은 실험군에 비하여 평균 약 53초의 유영시간의 증가를 보인데 반하여, 이온음료에 상기 성분을 첨가한 경우는 그렇지 않은 경우에 비하여 약 165초의 유영시간의 증가를 보였다. 즉, 상기 성분을 첨가시키지 않은 경우에는 오히려 0.07 중량% NaCl 용액이 이온음료에 비하여 지구력 향상의 효과를 보인 반면, 상기 성분을 첨가한 경우에는 인공이온음료에서는 유영시간이 2배 이상으로 증가한 것을 나타내어 상기 유효성분의 지구력 향상 효과와 관련하여 본 발명의 이온음료는 현저하게 우수한 지구력 향상 효과가 있음을 나타내었다.
또한, 상기 Treadmill을 이용하여, 통상의 방법으로 상기 실험동물이 탈진시까지 Treadmill을 회전시킬 수 있는 시간을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
보다 구체적으로는, 상기 표 1의 음료를 각각 4주간 투여한 실험동물을 실험 시작 16시간 전부터 안정된 상태로 사육조건을 유지한 후, 트레드밀(Rota-rod, UGOBASIL, Italy) 상에서 탈진할 때까지 주행한 시간을 측정하였다. 8 rpm의 운동강도에서 3분간 운동을 시작하게 한 후, 매 3분마다 4 rpm의 속도로 운동강도를 증가시켜 가면서 최종 40 rpm의 속도에서 탈진시까지의 운동지속시간을 측정하였다. 탈진상태는 생쥐가 주행 중에 트레드밀에서 떨어지는 시점으로 결정하였다.
| 구분 | 평균경주시간(min) |
| 실험군 2-1 | 45.4 |
| 실험군 2-2 | 63.7 |
| 실험군 2-3 | 70.3 |
| 실험군 2-4 | 76.3 |
| 실험군 2-5 | 136.4 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, Treadmill을 이용한 결과에서도 물, 0.07 중량% NaCl 용액 및 이온음료를 섭취시킨 실험군 2-1 내지 2-3에 비하여 유효성분으로 예상되는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 첨가한 실험군 2-4 및 실험군 2-5에서 개선된 지구력 향상 효과가 나타났다.
또한, 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 사용한 경우에서는 0.07 중량% NaCl 용액에 첨가한 경우는 상기 성분을 첨가하지 않은 실험군에 비하여 평균 약 7분의 경주시간의 증가를 보인데 반하여, 이온음료에 상기 성분을 첨가한 경우는 그렇지 않은 경우에 비하여 약 73분의 경주시간의 증가를 보였다. 즉, 상기 성분의 첨가에 의해서 약 11%의 지구력 향상의 효과를 보인 0.07 중량% NaCl 용액에 비하여, 이온음료의 경우, 경주시간이 약 2배로 증가한 것을 나타내어 상기 유효성분의 지구력 향상 효과와 관련하여 본 발명의 이온음료는 상기 유효성분에 의한 지구력 향상을 현저하게 증가시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
상기한 효과는 4주간의 음료 섭취를 수행한 후의 결과이며, 지구력 향상의 정도가 통상적으로 예측할 수 없는 현저하게 향상된 정도이므로, 기존에 예상되는 이온음료의 흡수력 향상으로는 예상되지 아니하는 매우 우수한 효과임이 확인되었다.
실시예
3: 유효성분 별 스포츠 음료의 제조 및 실험동물의 준비
3-1. 스포츠 음료의 제조
유효성분의 지구력 증강 및 피로회복 효과를 측정하기 위하여, 스포츠 음료를 제조하였다.
보다 상세하게는, 식용으로 사용되는 물 또는 이온음료에, 실시예 1에서 제조한 오미자 추출물을 포함하는 오미자 농축액(고형분 50 중량%) 2 중량%, 실시예 1에서 제조한 매실 추출물을 포함하는 매실 농축액(고형분 99 중량%) 0.08 중량% 및 실시예 1에서 수득한 당밀(고형분 78 중량%) 0.4 중량%을 하기 표 1의 함량으로 첨가하였다. 또한, 흑설탕을 하기 표 4의 함량에 따라 5.7 중량% 또는 6.0 중량% 더욱 첨가하였다. 상기 인공이온음료는 상기 식용으로 사용되는 물에 염화나트륨 0.1 중량%, 구연산나트륨 0.045 중량%, 구연산칼륨 0.046 중량%, 염화마그네슘 0.009 중량% 및 염화칼슘 0.007 중량%를 첨가하여 제조하였다.
상기 최종 제조된 음료 조성물은 구연산을 첨가하여 pH 3.6으로 조절하였다.
| 실험예 | 용매 종류 | 성분 및 함량 |
| 3-1 | 물 | - |
| 3-2 | 이온음료 | - |
| 3-3 | 이온음료 | 6 중량% 흑설탕 |
| 3-4 | 이온음료 | 6 중량% 흑설탕+오미자농축액 2 중량% |
| 3-5 | 이온음료 | 6 중량% 흑설탕+매실농축액 0.08 중량% |
| 3-6 | 이온음료 | 6 중량% 흑설탕+오미자농축액 2 중량% +매실농축액 0.08 중량% |
| 3-7 | 이온음료 | 5.7 중량% 흑설탕+당밀 0.4 중량% |
| 3-8 | 이온음료 | 5.7 중량% 흑설탕+오미자농축액 2 중량% + 당밀 0.4 중량% |
| 3-9 | 이온음료 | 5.7 중량% 흑설탕+매실농축액 0.08 중량% + 당밀 0.4 중량% |
| 3-10 | 이온음료 | 5.7 중량% 흑설탕+오미자농축액 2 중량%+매실농축액 0.08 중량%+당밀 0.4 중량% |
3-2. 실험동물
ICR계 웅성 생쥐(한국 BioLink사, 대한민국)를 분양 받아 20±1℃의 온도 조건 및 55±3%의 습도 조건에서 명암주기를 12시간(light/dark cycle)으로 1주간 적응시킨 체중 10±2g의 ICR계 웅성 생쥐 60마리를 실험동물로 사용하였다.
상기 실험동물은 각 6마리를 각각의 실험군으로 설정하였고, 실험군의 구분은 동일한 조건 하에서 4주간 사육하였고, 다만, 섭취하는 음료를 물 또는 상기 표 4에 기재된 음료로 섭취하게 하였다. 식이섭취량은 매일 측정하였고, 체중은 1일 1회 일정한 시간에 측정하였다.
3-3. 음료 종류가 실험동물에 미치는 영향의 측정
상기 4주간 사육한 실험동물의 사육전 및 사육 후의 식이 섭취량 및 증가한 체중을 측정하여, 식사효율을 측정하였다. 상기 식사효율(Food efficiency ration, FER)은 하기 수학식에 의해 측정되었다.
상기 측정한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
| 실험군 | 식이섭취량(g/일) | 증가한 체중(g/4주) | 식사효율 |
| 3-1 | 5.28 | 27.3 | 0.185 |
| 3-2 | 5.36 | 28.4 | 0.193 |
| 3-3 | 5.19 | 28.7 | 0.205 |
| 3-4 | 5.41 | 26.3 | 0.173 |
| 3-5 | 5.25 | 28.3 | 0.196 |
| 3-6 | 5.23 | 26.5 | 0.184 |
| 3-7 | 5.33 | 30.7 | 0.212 |
| 3-8 | 5.47 | 27.0 | 0.186 |
| 3-9 | 5.23 | 28.0 | 0.192 |
| 3-10 | 5.19 | 27.6 | 0.194 |
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 식이섭취량, 체중 증가량 및 식사효율에 있어서, 음료의 종류는 유의한 차이를 만들어내지 못하였다.
따라서, 이하에서 실험할 실험동물의 유영시간 및 혈장 내 생화학적 분석 등을 통하여 확인한 실험결과는 별다른 수치보정 없이도 각 음료에 의하여 나타나는 지구력 향상, 피로회복효과 개선 및 유산소운동능력 개선 등을 나타내는 결과로 인정될 수 있다.
실시예
4. 지구력 향상 여부 확인
상기 실시예 3의 4주간 사육한 실험군 1 내지 10의 실험동물을 이용하여 강제수영시험(Forced swimming test)을 수행하여 지구력 향상 여부를 확인하였다.
보다 상세하게는, 상기 실험동물을 실험 시작 16시간 전부터 안정된 상태로 사육조건을 유지한 후, 아크릴 플라스틱 수조(70cm × 70cm × 60cm) 내에 25℃의 물을 약 70% 정도 넣고, Leichtweise 등의 방법에 따라 체중의 5%에 해당하는 추를 실험동물의 미근부에 매단 후에, 상기 미근부에 추를 매단 실험동물을 수조에서 유영하게 하였다.
상기 실험동물이 탈질할 때까지 유영하는 시간을 측정하였고, 상기 탈진의 판단은 실험동물이 물속에서 7초간 표면상으로 떠오르지 않는 상태인지 여부로 수행하였다.
상기 유영시간의 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
| 실험군 | 시간(sec) |
| 3-1 | 93.2 |
| 3-2 | 103.7 |
| 3-3 | 120.5 |
| 3-4 | 125.4 |
| 3-5 | 128.9 |
| 3-6 | 190.8 |
| 3-7 | 130.8 |
| 3-8 | 141.7 |
| 3-9 | 139.2 |
| 3-10 | 173.6 |
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 물을 섭취시킨 실험군 3-1에 비하여 인공이온음료를 섭취시킨 실험군 3-2에서 유영시간이 평균 약 10초가 증가하여 개선된 지구력 향상 효과를 나타내었다. 또한, 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 사용한 경우에 인공이온음료에 흑설탕을 첨가한 실험군 3에 비하여 평균 약 43초의 유영시간이 증가되어 현저하게 개선된 지구력 향상 효과를 나타내었다. 또한, 상기 결과는 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 사용한 경우에 비하여, 약 32초 내지 34초 정도의 유영시간이 증가되어, 당밀과 함께 오미자 추출물과 매실 추출물을 함께 사용하는 경우에 현저하게 지구력이 개선됨이 확인되었다.
또한, 오미자 추출물 및 매실 추출물을 함께 사용하는 경우에 물 또는 인공이온음료를 섭취한 경우에 비하여 약 2배, 인공이온음료에 흑설탕을 첨가한 실험군 3-3에 비하여 평균 약 70초의 유용시간이 증가되어, 현격하게 상승된 지구력 향상 효과가 인정되었고, 오미자 또는 매실을 단독으로 사용한 경우에 실험군 3-3에 비하여 약 5초 내지 8초의 유영시간 증가에 비하여, 둘을 함께 사용한 경우에 약 70의 유영시간 증가가 되어, 약 9배 내지 14배의 유영시간 증가가 인정되어 두 필수성분의 결합에 의하여 산술적으로 예상할 수 있는 범위를 훨씬 초과하는 현저한 지구력 향상 효과가 있음이 확인되었다.
실시예
5. 피로회복효과 개선 및 유산소 운동능력 개선 효과 확인 I
피로회복효과 및 유산소 운동능력의 개선 여부를 확인하기 위하여, 상기 실시예 4에서 탈진으로 판정된 실험동물의 혈장 내 생화학적 성분, 골격근의 효소활성 분석 및 간과 비복근의 글리코겐(glycogen) 함량을 측정하였다.
구체적으로, 상기 실시예 4에서 탈진으로 판정된 실험둥물의 복부대동맥을 통하여 혈액을 체취한 후, 10분간 원심분리하여 혈청을 분리하였으며, 하지의 골격근 및 간을 적출하여, 분석 시까지 -70℃에서 보관하였다.
상기 분리된 혈청 및 적출된 조직을 하기 각각의 방법으로 분석하였다.
5-1. 혈장 내 생화학적 성분분석
상기 실시예 4에서 탈진한 것으로 판정된 실험동물의 혈장 내 생화학적 성분을 분석하였다. 상기 생화학 성분 중, 혈액 암모니아는 피로회복 정도와 관련된 것으로, 상기 혈액 암모니아의 증가는 간의 요소합성 장애를 의미하며, 요소합성 장애는 피로의 누적을 의미한다.
상세하게는, 상기 분리된 혈청을 혈청 성분 분석 키트, 구체적으로, Lactate assay ket(Randox, 영국), Phosphate assay ket(Amersco Inc., USA), Ammonia assay kit(Randox, 영국), 중성지방 측정용 시액 TG-S(아산제약, 대한민국) 및 글루코스 측정용 시액(아산제약, 대한민국)을 이용하여 각각 분석하였으며, 그 결과를 표 7에 기재하였다.
| 구 분 |
혈장 내 수준 (mg/dL) | ||||
| 중성지질(mg/dL) | 포도당(mg/dL) | 젖산(mg/dL) | 무기인산염(mg/dL) | 암모니아(mg/dL) | |
| 3-1 | 164.9 | 140.4 | 52.1 | 6.32 | 172.3 |
| 3-2 | 186.1 | 138.7 | 49.6 | 6.12 | 169.2 |
| 3-3 | 165.7 | 137.2 | 46.5 | 6.25 | 162.7 |
| 3-4 | 163.6 | 125.3 | 42.7 | 6.44 | 163.5 |
| 3-5 | 160.2 | 128.9 | 40.5 | 6.13 | 158.9 |
| 3-6 | 143.6 | 109.1 | 36.8 | 6.27 | 148.1 |
| 3-7 | 163.8 | 135.5 | 51.6 | 6.29 | 168.2 |
| 3-8 | 159.2 | 119.8 | 42.5 | 6.14 | 1564 |
| 3-9 | 153.4 | 125.2 | 41.7 | 6.03 | 155.2 |
| 3-10 | 136.2 | 106.4 | 34.8 | 6.37 | 139.6 |
* 피로회복 정도 또는 피로의 누적 정도는 혈장 내 젖산 함량을 기준으로 비교할 수 있다. 또한, 단백질이 분해되어 에너지로 사용될 때 아미노산의 아미노기가 분리되어 간세포의 미토콘드리아내의 요소회로에 들어가 요소가 생성되고 소변으로 배설되므로, 혈장내 암모니아의 수준은 간기능 측정 또는 피로회복 정도의 지표가 될 수 있다(Kundra, A et al, Clinical Biochemistry, 38, 696-699(2005)).
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명인 오미자 추출물과 매실 추출물을 함께 포함하는 실험군 3-6 또는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 포함하는 실험군 3-10은 강제수영시간이 다른 실험군에 비하여 약 1.5배 내지 2배나 길어졌음에도 불구하고, 혈중 젖산 함량이 다른 실험군에 비하여 유의적으로 감소되었다. 구체적으로, 실험군 3-10의 경우 당밀만을 첨가한 실험군 3-7을 기준으로 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 함께 첨가한 실험군이 감소량의 2배 가량의 젖산 함량이 감소되어 현저하게 우수한 피로회복 개선효과를 확인할 수 있었고, 실험군 3-6에 비해서도 피로회복 정도가 개선된 것이 확인되었다.
또한, 실험군 3-6 또는 실험군 3-10은 각각의 기준인 실험군 3-3 또는 실험군 3-7에 비하여, 혈장내 중성지질 함량 및 혈장내 포도당 함량이 현저하게 감소된 것을 확인할 수 있었다.
상기한 결과로부터, 오미자 또는 매실을 각각 포함하는 음료에 비하여, 오미자와 매실을 함께 포함하거나 오미자, 매실 및 당밀을 함께 포함하는 음료를 섭취한 실험동물들이 운동 중에 포도당을 에너지로 사용할 수 있는 효율이 뛰어나며, 젖산의 축적을 막아주고, 간기능이 향상되므로, 상기 실험군 3-6 및 실험군 3-10의 음료가 현저하게 개선된 정도로 피로회복에 도움을 주는 것으로 확인되었다.
5-2. 골격근의 효소활성 분석
유산소운동이란 산소를 이용하여 포도당이나 지방산이 완전산화되는 운동을 의미하며, 이 때 포도당이나 지방산에서 만들어진 아세틸 CoA가 근육세포의 미토콘드리아의 구연산회로(또는 TCA 회로)에 들어가야지만 산화적인산화반응에 의한 ATP가 생성될 수 있다.
단거리 경주처럼 혐기적인 운동 즉, 무산소운동을 하는 경우 급격한 ATP 공급을 위하여 젖산이 생성되는데, 혈액 및 근육의 젖산농도는 안정시 및 운동부하의 강도와 최대 산소섭취량의 60% 수준에 도달하기까지는 비슷하게 유지되지만, 운동부하의 강도가 더욱 높아지게 되면 혈액과 근육 모두 젖산치가 급격하게 증가하게 된다. 이때 근육에서의 젖산농도 증가 정도는 혈액 속에서의 증가보다 2 내지 3배 빠르게 되고, 근육은 피로하게 되며, 근육의 동작이 완만하게 된다. 한편, 유산소운동으로 분리되는 중장거리 경주에서도 글리코겐에 대한 에너지 의존이 크며, 젖산이 축적되게 된다고 보고되어 있다. 장시간 운동하게 되며, 근육은 에너지를 얻기 위하여 지방산을 분해하여 아세틸CoA를 많이 생성하게 되는데, 아세틸CoA가 완전 산화되어 에너지로 변환하기 위해서는 옥살로아세트산이 충분해야 되며, 그렇지 않은 경우에는 아세틸CoA가 구연산회로(TCA cycle)로 들어가지 못하여, 피부르산이 축적되고, 아세틸CoA는 ketone body로 전환되어 혈액이 산성이 되며 젖산 역시 분해되지 못하여 피로하게 된다.
따라서, 핵소키나제는 해당과정의 첫 번째 효소로 핵소키나제 활성이 높다는 것은 포도당의 분해가 빠르게 일어났음을 증명하므로 헥소키나제의 활성은 근육에 저장되어 있는 글리코겐을 에너지로 사용할 수 있는 능력 여부를 나타내는 기준이 되고, 젖산 탈수소효소(LDH)는 갑작스런 운동이나 무거운 것을 드는 것과 같이 갑작스러운 운동에 필요한 에너지를 생산하기 위하여 활성이 증가하고, 이에 따라 젖산이 축적되어 피로하게 되므로, 젖산 탈수소효소의 활성은 젖산의 증가여부 또는 무산소운동능력여부를 확인하는데 사용되며, 유산소운동 여부에 대한 기준이 되는 구연산 합성효소의 활성은 장시간 운동하는 경우의 피로회복 개선 효과의 기준이 될 수 있다.
상기 골격근에 있는 각 효소들의 활성을 측정하기 위하여, Polytron homogenizer를 이용하여 일정량의 조직을 100mM potassium phosphate 완충액(pH 7.4)에 균질화한 후, 헥소키나제(hexokinase)의 활성은 Joshi 등의 방법으로 측정하였고, 젖산 탈수소효소(lactate dehydrogenase, LDH)의 활성은 Pesce등의 방법으로 측정하였으며, citrate synthase의 활성은 완충액에서 균질화한 후 미토콘드리아막을 파괴하기 위하여 동결과 용해를 각 3회 반복한 후, Stere의 방법으로 측정하였다.
각 효소의 활성은 μmol/g tissue로 하기 표 8에 나타내었다.
| 구분 | LDH(umol/g 조직) | 헥소키나제(umol/g 조직) | 구연산 합성효소(umol/g 조직) |
| 3-1 | 84.9 | 5.23 | 42.9 |
| 3-2 | 91.0 | 5.41 | 45.6 |
| 3-3 | 85.6 | 5.33 | 44.7 |
| 3-4 | 83.6 | 5.58 | 49.3 |
| 3-5 | 82.5 | 5.60 | 48.7 |
| 3-6 | 77.0 | 5.99 | 56.8 |
| 3-7 | 81.2 | 5.44 | 45.3 |
| 3-8 | 79.5 | 5.53 | 50.1 |
| 3-9 | 77.2 | 5.69 | 51.3 |
| 3-10 | 75.1 | 6.13 | 59.5 |
상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 또한 본 발명의 스포츠 건강이온음료의 유산소운동 능력이 향상되었음은 강제수영이 끝난 후 실험동물의 비복부 근육의 효소실험결과에서 오미자 및 매실이 함유된 실험군 3-6 및 오미자, 매실 및 당밀을 포함한 실험군 3-10은 포도당의 해당과정 중 제일 첫 번째 효소인 핵소키나제 활성이 다른 음료들에 비하여 유의적으로 높았다. 핵소키나제는 해당과정의 첫 번째 효소로 핵소키나제 활성이 높다는 것은 포도당의 분해가 빠르게 일어났음을 증명하는 것이다.
구체적으로, 본 발명인 오미자 추출물과 매실 추출물을 함께 포함하는 실험군 3-6 또는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 포함하는 실험군 3-10은 강제수영시간이 다른 실험군에 비하여 약 1.5배 내지 2배나 길어졌음에도 불구하고, 포도당의 해당과정 중 제일 첫 번째 효소로 작용하는 헥소키나제 활성이 다른 음료들에 비하여 유의적으로 높은 것이 확인되었다.
또한, 실험군 3-10의 경우 당밀만을 첨가한 실험군 3-7을 기준으로 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 함께 첨가한 실험군이 효소 활성 증가량의 약 3배 내지 7배 가량으로 나타났으며, 실험군 3-6에 비해서도 현저하게 우수한 효소 활성 증가량이 관찰되어, 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있었고, 이로부터 젖산 축적이 차단되어 피로도의 감소 효과를 나타낼 수 있음이 확인되었다.
또한, 실험군 3-6도 실험군 3-3을 기준으로 오미자 추출물 또는 매실 추출물만을 첨가한 실험군 3-4 또는 실험군 3-5의 효소 활성 증가량의 약 2배 내지 3배 가량으로 나타나, 오미자 추출물 또는 매실 추출물을 단독으로 사용한 경우에 비하여 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있음이 확인되었다.
또한, 본 발명인 오미자 추출물과 매실 추출물을 함께 포함하는 실험군 3-6 또는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 포함하는 실험군 3-10은 강제수영시간이 다른 실험군에 비하여 약 1.5배 내지 2배나 길어졌음에도 불구하고, 구연산 합성효소의 활성이 다른 음료들에 비하여 유의적으로 높은 것이 확인되어 유산소운동 능력이 증가되었음이 확인되었다.
구체적으로, 실험군 3-10의 경우 당밀만을 첨가한 실험군 3-7을 기준으로 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 함께 첨가한 실험군이 효소 활성 증가량의 약 1.5배 내지 3배 가량으로 나타났으며, 실험군 3-6에 비해서도 효소 활성 증가량이 관찰되어, 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있었다.
또한, 실험군 3-6도 실험군 3-3을 기준으로 오미자 추출물 또는 매실 추출물만을 첨가한 실험군 3-4 또는 실험군 3-5의 효소 활성 증가량의 약 3배 내지 4배 가량으로 나타나, 오미자 추출물 또는 매실 추출물을 단독으로 사용한 경우에 비하여 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있음이 확인되었다.
또한, 비복부 근육에서 구연산회로의 첫 번째 효소인 구연산 합성효소의 활성을 측정한 결과, 본 발명인 오미자 추출물과 매실 추출물을 함께 포함하는 실험군 3-6 또는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 포함하는 실험군 3-10은 강제수영시간이 다른 실험군에 비하여 약 1.5배 내지 2배나 길어졌음에도 불구하고, 구연산 합성효소의 활성이 다른 음료들에 비하여 유의적으로 높은 것이 확인되어 유산소운동 능력이 증가되었음이 확인되었다.
구체적으로, 실험군 3-10의 경우 당밀만을 첨가한 실험군 3-7을 기준으로 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 함께 첨가한 실험군이 효소 활성 증가량의 약 1.5배 내지 3배 가량으로 나타났으며, 실험군 3-6에 비해서도 효소 활성 증가량이 관찰되어, 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있었다.
또한, 실험군 3-6도 실험군 3-3을 기준으로 오미자 추출물 또는 매실 추출물만을 첨가한 실험군 3-4 또는 실험군 3-5의 효소 활성 증가량의 약 3배 내지 4배 가량으로 나타나, 오미자 추출물 또는 매실 추출물을 단독으로 사용한 경우에 비하여 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있음이 확인되었다.
또한, 본 발명인 오미자 추출물과 매실 추출물을 함께 포함하는 실험군 3-6 또는 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 포함하는 실험군 3-10은 강제수영시간이 다른 실험군에 비하여 약 1.5배 내지 2배나 길어졌음에도 불구하고, 젖산 탈수소효소의 활성이 다른 음료들에 비하여 유의적으로 낮은 것이 확인되어 피로회복 개선효과가 증가되었음이 확인되었다.
구체적으로, 실험군 3-10의 경우 당밀만을 첨가한 실험군 3-7을 기준으로 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 함께 첨가한 실험군이 효소 활성 감소량의 약 1.5배 내지 3배 가량으로 나타났으며, 실험군 3-6에 비해서도 효소 활성 감소량이 관찰되어, 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있었다.
또한, 실험군 3-6도 실험군 3-3을 기준으로 오미자 추출물 또는 매실 추출물만을 첨가한 실험군 3-4 또는 실험군 3-5의 효소 활성 감소량의 약 3배 내지 4배 가량으로 나타나, 오미자 추출물 또는 매실 추출물을 단독으로 사용한 경우에 비하여 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있음이 확인되었다.
상기한 결과로부터, 오미자 또는 매실을 각각 포함하는 음료에 비하여, 오미자와 매실을 함께 포함하는 음료(상기 실험군 3-6) 및 오미자 또는 매실을 각각 포함하거나 이에 당밀을 추가하는 음료에 비하여 오미자, 매실 및 당밀을 함께 포함하는 음료(상기 실험군 3-10)를 섭취한 실험동물들이 운동 중에 포도당을 에너지로 사용할 수 있는 효율이 뛰어나며, 젖산의 축적을 막아주고, 간기능이 향상되므로, 현저하게 개선된 정도로 피로회복 개선 및 유산소운동능력 개선 효과가 있음이 확인되었다.
즉, 본 발명의 음료를 섭취한 실험동물의 강제유영 후 표 7에서의 낮은 혈중 포도당 함량과 낮은 젖산함량 결과 및 표 8에서의 낮은 젖산탈수소효소, 높은 핵소키나제 활성 및 높은 구연산 합성효소 활성을 고려하면, 본 발명의 음료를 섭취한 실험동물에서는 근육에 저장되어 있는 글리코겐으로부터 생성된 포도당이 빠른 속도로 분해되고, 생성된 피루빅산이 젖산으로 전환되기 보다는 구연산회로로 들어가 효율적으로 산화적인산화반응을 통한 에너지 생성이 일어났음이 예상되었고, 이로부터 본 발명의 음료는 지구력 증강, 피로회복 및 유산소운동능력 개선 효과가 있음이 확인되었다.
실시예
6. 피로회복효과 개선 및 유산소 운동능력 개선 효과 확인
II
상기 실시예 5의 결과를 바탕으로, 동일 시간 운동한 실험동물을 대상으로 피로회복효과 및 유산소 운동능력의 개선 여부를 확인하기 위하여, 실험동물에 대해 Treadmill을 이용하여 운동 부하훈련을 위한 적응훈련을 실시하고, 마지막 날 20 rpm으로 10분간 부하훈련을 수행한 후, 실시예 5에 기재된 생화학적 분석을 수행하였다.
보다 구체적으로는, 상기 실시예 3과 같은 조건으로 사육한 실험동물에 대해 하기 표 9의 음료를 각각 4주간 투여하면서 사육하면서, 실험 수행 1주전부터 소동물용 Treadmill(Rota-rod, UGOBASIL, Italy)을 이용하여 운동 부하훈련을 위한 적응훈련을 실시하였다. 상기 적응훈련을 수행한 실험동물에 대하여, 20 rpm의 속도에서 10분간 부하훈련을 수행한 후, 실험동물의 혈장 내 생화학적 성분, 골격근의 효소활성 분석 및 간과 비복근의 글리코겐(glycogen) 함량을 측정하였다.
| 실험군 | 음료의 조성 |
| 6-1 | 물 |
| 6-2 | 인공이온음료 + 6% 흑설탕 |
| 6-3 | 인공이온음료 + 5.4% 흑설탕 + 0.8% 당밀 |
| 6-4 | 인공이온음료 + 5.4% 흑설탕 + 0.8% 당밀 + 2% 오미자 농축액 |
| 6-5 | 인공이온음료 + 5.4% 흑설탕 + 0.8% 당밀 + 0.08% 매실 농축액 |
| 6-6 | 인공이온음료 + 5.4% 흑설탕 + 0.8% 당밀 + 2% 오미자 농축액 + 0.08% 매실 농축액 |
구체적으로, 혈장 내 생화학적 성분 분석 및 간과 골격근의 생화학적 분석은 상기 실시예 5와 같은 방법으로 수행하였다.
6-1. 혈장 내 생화학적 성분분석
상기 부하훈련을 수행한 실험동물의 혈장 내 생화학적 성분을 분석한 결과를 하기 표 10에 나타내었다. 상기 생화학 성분 중, 혈액 암모니아는 피로회복 정도와 관련된 것으로, 상기 혈액 암모니아의 증가는 간의 요소합성 장애를 의미하며, 요소합성 장애는 피로의 누적을 의미한다.
| 실험군 |
혈장 내 수준(mg/dL) | ㎍/dL | ||||
| 중성지질 | 총콜레스테롤 | 포도당 | 젖산 | 무기인산염 | 암모니아 | |
| 6-1 | 166.04 | 114.79 | 146.35 | 46.34 | 6.86 | 154.12 |
| 6-2 | 163.42 | 119.17 | 139.46 | 50.55 | 6.58 | 143.76 |
| 6-3 | 172.79 | 116.05 | 148.02 | 51.17 | 6.63 | 153.15 |
| 6-4 | 144.07 | 115.90 | 142.47 | 47.53 | 6.58 | 136.30 |
| 6-5 | 157.18 | 116.59 | 139.18 | 47.04 | 6.45 | 132.91 |
| 6-6 | 109.05 | 107.15 | 124.63 | 37.68 | 6.27 | 119.17 |
상기한 바와 같이, 피로회복 정도 또는 피로의 누적 정도는 혈장 내 젖산 함량을 기준으로 비교할 수 있다. 상기 표 10에 나타낸 바와 같이, 오미자 추출물과 당밀 또는 매실 추출물과 당밀을 함께 사용한 실험군 6-4 또는 실험군 6-5이 단순히 물만을 섭취시킨 실험군 6-1에 비하여 유의적인 감소를 보이지 못한 반면, 오미자 추출물, 매실 추출물 및 당밀을 함께 사용한 실험군 6-6은 현저하게 젖산 함량이 감소되는 것으로 나타내어, 본 발명은 피로회복 또는 피로 누적 방지 효과가 있는 것으로 확인되었다.
6-2. 골격근의 효소활성 분석
상기 부하훈련을 수행한 실험동물의 골격근의 효소활성 및 글리코겐(glycogen)을 분석한 결과를 하기 표 11에 나타내었다.
상기한 바와 같이, 무산소운동을 하는 경우 급격한 ATP 공급을 위하여 젖산이 생성되는데, 혈액 및 근육의 젖산농도는 근육의 피로도와 밀접한 관련이 있다. 따라서, 헥소키나제의 활성은 유산소운동능력 여부를 나타내는 기준이 되고, 젖산 탈수소효소는 젖산의 증가여부 또는 무산소운동 능력여부를 확인하는데 사용되며, 구연산 합성효소는 장시간 운동하는 경우의 피로회복 개선 효과의 기준이 될 수 있다.
| 실험군 | 젖산 탈수소효소 (μmole/g 조직) |
헥소키나제 (μmole/g 조직) |
구연산 합성효소 (μmole/g 조직) |
글리코겐 (mg/g 조직) |
| 6-1 | 93.14 | 6.98 | 46.22 | 6.08 |
| 6-2 | 86.68 | 6.92 | 46.91 | 7.03 |
| 6-3 | 90.12 | 6.73 | 47.65 | 6.53 |
| 6-4 | 82.48 | 7.52 | 51.19 | 7.82 |
| 6-5 | 84.52 | 7.71 | 49.27 | 8.19 |
| 6-6 | 77.60 | 8.85 | 61.99 | 8.65 |
상기 표 11에 나타낸 바와 같이, 헥소키나제 활성을 비교하면, 본원발명인 실험군 6-6이 포도당의 해당과정 중 제일 첫번째 효소인 핵소키나제 활성이 다른 음료들에 비하여 유의적으로 높아, 포도당의 분해가 빠르게 일어났음이 확인되었다. 따라서, 본 발명의 섭취는 현저하게 우수한 유산소운동 개선효과를 확인할 수 있었고, 이로부터 젖산 축적이 차단되어 피로도의 감소 효과를 나타낼 수 있음이 확인되었다.
* 또한, 근육에서 구연산회로의 첫 번째 효소인 구연산 합성효소의 활성을 측정한 결과, 오미자 추출물 및 당밀 또는 매실 추출물 및 당밀을 함께 사용한 경우에는 단순히 물 또는 당밀 만을 첨가한 음료에 비하여 유의적인 효소활성의 증가를 나타내지 못한 반면, 본원발명인 실험군 6-6은 현저하게 우수한 효소활성의 증가를 나타내었다. 이는 해당과정이 왕성하게 일어났음에도 젖산이 축적되지 않은 이유는 구연산합성효소 활성의 증가로 인하여 해당과정의 마지막 생성물인 피부릭산이 젖산으로 축적되기 보다는 구연산회로에서 분해되어 미토콘드리아의 산화적 인산화반응에 참여함으로써 유산소운동에 이용되었음을 보여준다. 이는 본원발명인 실험군 6-6에서 다른 실험군에 비하여 젖산 탈수소효소의 활성이 현저하게 감소된 결과에 의하여 지지된다.
또한, 시간동안 운동을 시킨 후 근육조직의 글리코겐 함량을 측정한 결과, 본원발명인 실험군 6-6은 오미자 추출물 및 당밀 또는 매실 추출물 및 당밀을 함께 사용하여 사육한 실험동물을 같은 시간동안 운동을 시킨 실험군 6-4 또는 6-5에 비하여 근육내 글리코겐 함량이 증가된것이 확인되었다.
무산소운동에서 근육의 글리코겐이 이용되고, 유산소운동에서는 지방산이 분해되어 에너지로 이용된다고 하나, 지방산 분해에 의해 생성된 아세틸 CoA가 구연산 회로에 들어가 에너지를 생성하기 위해서는 옥살로아세테이트(oxaloacetate)가 필요하면, 상기 옥살로아세테이트는 포도당이 분해되어 생성된 피루빅산에서 만들어지기 때문에 유산소운동에서도 당을 필요로 한다. 따라서, 지구력을 강화시키거나 유산소운동을 증대시키기 위해서는 근육에 글리코겐 저장율이 높아야 되며, 운동선수 등을 대상으로 근육내 글리코겐 저장율을 높이고 운동수행능력을 높이기 위한 연구들이 시도되고 있다.
따라서, 상기 실험군 6-6에서 글리코겐 함량이 유의적으로 증가되었다는 결과는 본원발명인 상기 실험군 6-6의 음료를 섭취하는 경우, 근육내 축적된 글리코겐 함량의 증가로 지구력 증대 및 유산소운동을 증대시키는 효과가 나타날 수 있는 것으로 예상되었다.
즉, 본 발명의 음료를 섭취한 실험동물의 강제유영 후 표 7에서의 낮은 혈중 포도당 함량과 낮은 젖산함량 결과 및 표 8에서의 낮은 젖산탈수소효소, 높은 핵소키나제 활성 및 높은 구연산 합성효소 활성을 고려하면, 본 발명의 음료를 섭취한 실험동물에서는 근육에 저장되어 있는 글리코겐으로부터 생성된 포도당이 빠른 속도로 분해되고, 생성된 피루빅산이 젖산으로 전환되기 보다는 구연산회로로 들어가 효율적으로 산화적인산화반응을 통한 에너지 생성이 일어났음이 예상되었고, 이로부터 본 발명의 음료는 지구력 증강, 피로회복 및 유산소운동능력 개선 효과가 있음이 확인되었다.
제조예
: 스포츠 음료 조성물
오미자 추출물 농축액(고형분 50 중량%) 20 g
매실 추출물 농축액(고형분 99 중량%) 800 ㎎
당밀(78 brix) 4 g
염화나트륨 1 g
흑설탕 60 g
구연산나트륨(Na3Citrate ㆍ 2H2O) 450 ㎎
구연산칼륨(K3Ciitrate ㆍ H2O) 460 ㎎
염화칼슘(CaCl2 ㆍ 2H2O) 70 ㎎
염화마그네슘(MgCl2 ㆍ 6H2O) 90 ㎎
상기의 전해질의 종류 및 함량은 비교적 스포츠 음료에 적합한 성분 및 함량을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 종류 및 배합비는 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 스포츠 음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하여 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 근육에서의 해당과정 및 구연산회로를 포함하는 에너지 대사 과정을 나타낸 그림이다.
Claims (6)
- 염화나트륨 0.005 중량% 내지 0.2 중량%, 구연산나트륨 0.01 중량% 내지 0.09 중량%, 구연산칼륨 0.01 중량% 내지 0.09 중량%, 염화마그네슘 0.005 중량% 내지 0.015 중량% 및 염화칼슘 0.001 중량% 내지 0.015 중량%를 포함하는 전해질;오미자 추출물; 및매실 추출물을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물.
- 제1항에 있어서,오미자 추출물의 함량은 0.1중량% 내지 2중량%이고, 매실 추출물의 함량은 0.01중량% 내지 0.15중량%인 스포츠 음료 조성물.
- 삭제
- 염화나트륨 0.005 중량% 내지 0.2 중량%, 구연산나트륨 0.01 중량% 내지 0.09 중량%, 구연산칼륨 0.01 중량% 내지 0.09 중량%, 염화마그네슘 0.005 중량% 내지 0.015 중량% 및 염화칼슘 0.001 중량% 내지 0.015 중량%를 포함하는 전해질;오미자 추출물;매실 추출물; 및당밀을 유효성분으로 포함하는 스포츠 음료 조성물.
- 제4항에 있어서,오미자 추출물의 함량은 0.1중량% 내지 2중량%이고, 매실 추출물의 함량은 0.01중량% 내지 0.15중량%이며, 당밀의 함량은 0.1중량% 내지 1.0중량%인 스포츠 음료 조성물.
- 삭제
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