KR101108886B1 - 감태 유래 씨놀과 푸코이단의 혼합물을 함유한 항산화 및 항암 활성 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 갈조류 감태 유래 씨놀과 푸코이단을 혼합한 혼합소재 및 이를 유효성분으로 포함하는 식품에 관한 것으로, 본 발명에 따른 감태 유래 씨놀과 푸코이단의 혼합소재는 각각의 시료인 씨놀과 푸코이단을 사용하여 항산화 활성 및 항암활성을 측정한 것보다 높은 시너지 효과를 나타내며, 식품산업에 사용할 경우 항산화 활성을 갖는 기능성 식품으로 사용할 수 있다.

Description

감태 유래 씨놀과 푸코이단의 혼합물을 함유한 항산화 및 항암 활성 조성물{Composition for antioxidant and anticancer activity containing seanol and fucoidan from Ecklonia cava}
본 발명은 감태 유래 씨놀과 푸코이단의 혼합물을 함유한 항산화 및 항암 활성 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 감태 유래 씨놀과 푸코이단을 일정비율로 혼합하여, 기존의 씨놀과 푸코이단 각각에서 보다 더 높은 항산화 활성 및 항암 활성을 갖는 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물 및 이들의 제약, 건강기능식품 및 화장품 용도에 관한 것이다.
바다에서 자생 또는 양식되는 거대조류인 해조류는 서식하는 수심과 해조류의 색깔에 따라 갈조류, 녹조류, 홍조류로 나뉜다. 그 중, 갈조류는 일반적으로 다세포 조류에 속하는 커다란 군을 말한다. 전 세계에 약 250속의 1,500종이 알려져 있다. 조류 중 가장 발달된 체제를 갖고 있으며, 단세포나 군체인 것은 거의 없고 대부분이 사상체 또는 막대기?나뭇가지 모양 등의 형태로 나누어진다. 작은 것은 육안으로 겨우 보이는 정도이지만, 큰 것은 10 m 가까이나 되는 것도 있다. 갈조류의 대표적인 특징은 세포 안에 분화된 세포 기관이 있으며, 동화 색소로 엽록소 a와 엽록소 c 외에 갈조소를 가진다. 또한, 동화 저장 물질은 탄수화물의 일종인 만니톨, 라미나린 등이며, 유주세포는 옆쪽에 길고 짧은 2개의 편모를 갖는다.
갈조류 중 감태는 점심대의 깊은 곳에서 자라며, 길이는 1～2 m 이다. 줄기는 원기둥 모양이고 밑동은 뿌리 모양이며, 가운뎃부분은 굵고 어릴 때는 속이 차 있으나 다 자란 뒤에는 속이 비기도 한다. 줄기 끝에는 곁잎조각을 가진 납작한 1개의 가운뎃 잎이 달린다. 이 잎은 길이 1 m 정도이고 갈색이지만 말리면 검은빛이 된다. 두꺼우며 혁질이고 양쪽에 깃꼴의 작은 잎이 달린다. 해조류를 구성하는 중요한 조류식물이며 주로 전복과 소라 등의 먹이가 된다. 알긴산이나 요오드, 칼륨을 만드는 주요 원료가 되고, 채취하여 식용으로 이용이 가능하나 거의 섭취하지 않는다. 우리나라에서는 남해안과 제주도 등지에 주로 분포한다. 최근에는 감태의 주성분인 폴리페놀이 의약품 및 건강 기능식품으로 사용이 되고 있다.
또한 감태는 지방간과 당뇨 및 동맥경화등 성인병 예방 효과에 뛰어난 폴리페놀 물질인 '씨놀(SEANOL)'을 다량 함유하고 있다. 씨놀은 최근 미국에서 뛰어난 성인병 예방효과로 주목받고 있는 ‘레스베라트롤(resveratrol)’이나 녹차에 함유된 '카테킨'보다 우수한 항산화물로써 뛰어난 성인병 예방효과를 가진 사실이 연구에서 잇따라 밝혀지면서 식품과 화장품은 물론 신약개발의 가능성까지 높여주고 있다. 해조(갈조류)에서 추출한 씨놀에 대해 미국 워싱턴 주립대병리학과에 밀치(Prof. Emil Y. Chi, Ph.D.) 교수의 동물실험결과, 씨놀은 만성염증과 관련된 유전자의 발현을 유도하는 단백질인 NF-kB의활동과 그에 의한 만성염증을 60~80% 억제하는것으로 확인됐다. 또한 실제 당뇨병 발병을 가속화시키는 지방간 및 췌장조직 파괴현상을 각각75%, 80% 감소시켰으며, 당뇨 합병증의 전형적인 증상인 혈관노화 및 신장조직 파괴 현상도 각각67%, 70% 감소시키는 등 효과가 입증됐으며, 미국 오하이오 주립대의 과대 게리 스토너(Prof. Gary D. Stoner, Ph.D.) 교수팀의 연구결과(International Journal of Cancer; 2006. 12.)에 따르면 생쥐(hairless mouse)의 피부를 26주간 반복적으로 자외선(UVB)에 노출시키는 실험에서 씨놀을 먹이거나 피부에 발라준 경우, 대조군과 비교하여 만성염증의 발생과 그로 인한 피부암 발생이 획기적으로 줄어드는 것으로 나타나는 등 씨놀의 만성염증 치료효과를 입증하는 연구 결과가 잇따르고 있다. 미국 존스홉킨스대 로웬(Robert Rowen, MD)은 "씨놀은 만성 염증 제어능력 외에 강력한 세포보호 및 세포 활성화능력으로 노화방지, 두뇌 활성화 효과가 있는 차세대 물질"이라고 보고한 바 있다(Second Opinion; 2006.10.).
이러한 씨놀은 2008년, 미국 FDA로 부터 한국에서는 최초로 NDI(New Dietary Ingredient-새로운 기능성 식품)로 정식 인증되었으며, 현재 다양한 기능성 식품 및 외용제품으로 응용되고 있다.
한편, 항산화 활성은 산화반응을 억제시키는 물질을 첨가함으로써 식품의 산화나 체내 조직의 노화 등을 억제 시키는 것을 의미한다. 현재 식품산업에서 가장 많이 사용되고 있는 항산화제는 합성 항산화제인 BHT (부틸히드록시톨루엔), BHA (부틸히드록시아니졸), TBHQ (터셔리부틸히드로퀴논)등이 있다. 그러나 이러한 물질은 발암, 간독성 등을 유발할 수 있는 물질로 알려져 안정성 문제가 선진국 등에서 크게 대두되고 있는 실정이다. 실제로 일본과 유럽에서는 껌 제품에 이러한 산화방지제를 첨가할 경우 반드시 표기를 하도록 되어 있으며, TBHQ는 미국?일본에서, BHA는 일본에서 껌 류에 사용이 금지되어 있는 것으로 알려져 있다. 이렇게 합성 항산화제의 안정성의 문제가 대두 되면서 이를 극복하기 위해 천연물에서 항산화 물질을 추출하여 제조하는 방법이 오래 전부터 개발되어 오고 있다.
푸코이단은 끈적끈적한 점질 구조의 황산염화한 다당류로 고미역, 다시마 등 갈조류에 들어있는 성분으로서, 분자량은 평균 MW 20KDa이며 푸코스(Fucose)라는 기본당과 황산기가 결합되어 있다. 황산화 푸코이단에서 생기는 F-푸코이단과 20% 정도의 글루쿠론산를 포함한 U-푸코이단 두 종류가 있다. 기능성 식품의 기초원료, 식이보조제, 첨가제, 특효약으로 알려지고 있다. 푸코이단은 갈조류에 유연성을 부여하여 격렬한 조수의 흐름으로부터 보호되도록 한다.
푸코이단은 콜레스테롤의 배설을 도와 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추며 혈관 질환을 예방할 수 있고 비만이 성인병으로 연결되는 것을 미리 예방하여 준다. 또한 일본과 미국의 연구에서는 푸코이단이 혈액응고방지작용, 항종양작용, 위궤양 치료 촉진작용, 항균작용, 혈압상승억제작용, 간세포증식인자(HGF)생산유도, 혈당상승억제작용, 항알레르기작용, 항바이러스작용이 있다고 하였다. 특히 소화기계통 암 종류 치유에 70-80% 효과가 있는 것으로 보고된 바 있으며, 대부분의 암 치유에도 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다. F-푸코이단은 임파종 세포줄기의 자살을 유도하며 토끼에서는 이상증식을 억제할 수 있다는 보고가 있었다.
현재까지 연구된 감태 유래 특허를 살펴보면, 대한민국 등록특허 제10-0359996호의 ‘감태 추출물을 함유하는 미백화장료’에서는 감태를 용매 추출 후 수득된 추출물을 이용하여 티로시나아제 저해 효과가 탁월한 미백 화장료 조성물로 제시 하였으며, 대한민국 등록특허 제10-0363111호의 ‘감태로부터 분리된 신규 물질, 이의 추출 및 정제방법, 및 항산화제로 사용하는 용도’에서는 감태로부터 신규 물질을 추출, 정제후 신규 물질을 항산화제로 사용하기 위한 용도에 관한 것으로, 신규물질의 추출 및 정제 방법; 추출된 물질을 용매분획하는 단계; 및 용매분획물을 크로마토그래피법으로 정제하는 단계를 제시하였다. 또한 이 발명에 따라 감태로부터 추출된 물질은 항산화 활성이 높고, 열안정성이 우수하여 천연 항산화제로서 유용하게 응용할 수 있음을 제시하였다.
한편 갈조류 유래의 천연 항산화제 특허를 살펴보면, 대한민국 특허출원 제10-2000-0025274호의 ‘짝잎모자반으로부터 추출된 항산화제 및 이의 추출 및 정제방법’ 에서는 갈조류 식물인 짝잎모자반을 유기용매를 사용하여 항산화 물질을 추출한 후, 추출된 물질을 용매분획을 통하여 활성물질을 분리하고, 각종 크로마토그래피를 이용하여 활성물질을 정제함으로 기존 항산화제에 비해 라디칼 소거 활성이 높고 열 안정성이 높은 천연항산화제를 제시 하였다. 또한 대한민국 등록특허 제10-0740208호의 ‘미역포자엽에서 분리한 신규 항산화 물질과 분리정제 방법’에서는 미역의 뿌리에 속하는 포자엽에서 항산화 활성을 갖는 신규 물질 (2,6-다이브로모-4-아미노페놀DAP; C6H5ONBr2)을 분리 하는 방법을 제시하였다.
하지만, 현재까지 감태의 씨놀과 다당류를 혼합한 혼합소재에 대한 연구는 수행된바 없으며, 이들의 생리활성 역시 연구되어 있지 않다.
이에 본 발명자들은 우리나라에 많이 자생하나 거의 식용하지 않는 감태를 산업적으로 이용하기 위하여 본 발명을 수행 하였다, 특히 감태의 폴리페놀을 추출 후 남는 부산물을 산업적으로 이용하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 감태 유래 씨놀과 푸코이단을 혼합할 경우 감태 씨놀과 푸코이단을 단독으로 사용하였을 때 보다 높은 항산화 및 항암활성을 나타내는 것을 발견하였다. 따라서 감태 씨놀과 푸코이단을 적정 비율로 혼합한 혼합소재를 이용하여 항산화 및 항암 기능성 식품으로의 사용가능성을 밝혀내어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 함유하는 암 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 함유하는 암 예방 및 개선용 건강기능식품 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 함유하는 항산화 활성 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적인 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 활성 건강기능식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 감태 (Ecklonia cava) 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물과 씨놀 및 푸코이단 각각의 DPPH, 과산화수소, 철 이온 소거 효과 및 환원력을 비교하여 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물이 씨놀 및 감태 푸코이단 각각을 사용하였을 때 보다 항산화 활성 및 항암 활성이 크게 증가함을 확인함으로써 달성되었다.
본 발명은 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 암 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 암 예방 및 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 활성 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 활성 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 푸코이단이라 함은 다당류로 감태를 물과 에틸알콜을 이용하여 수득된 함황다당류를 의미하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 이미 알려진 다른 다당류일 수도 있다.
본 발명에 있어서, 유효성분이라 함은 내재된 약리작용에 의해 그 의약품의 효능, 효과를 직접 또는 간접적으로 발현한다고 기대되는 물질 또는 물질군(약리학적 활성성분 등이 밝혀지지 않은 생약 등을 포함한다)으로서 주성분을 포함하는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, "건강기능식품"은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 포함하는 약제학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 포함하는 약제학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 포함하는 약제학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출액에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calciumcarbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물은 1일 0.0001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100 mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식이 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사 및 피부에 직접 투여될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물은 암 예방 및 개선 효과를 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료 등이 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중의 상기 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물은 100 를 기준으로 0.02 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.
상기 외에 본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물은 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명의 화장료 조성물은 생리학적으로 허용가능한 매체, 예를 들어, 지방 물질, 보존제, 비타민, 젤화제, 향료, 계면활성제, 물, 산화방지제, 충전재, 습윤제, 차폐제 및 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 기초화장용 또는 메이크업용 제품류인 화장수류, 에센스류, 크림류, 로션류, 팩류, 파운데이션류, 메이크업베이스류 등의 제형으로 제조되어 이용될 수 있다. 액상, 크림상, 페이스트상, 고체상 등 다양한 성상으로 적용이 가능하며, 통상적인 화장료 제조법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 건조 중량으로서 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 양을 화장료 제조 시 첨가한다.
본 발명에서는 감태에서 항산화, 항암 활성을 갖는 함황다당류인 푸코이단을 추출하였다. 우선 감태를 건조하고, 건조된 시료를 80% 에틸알코올로 상온에서 12시간 동안 교반 추출을 수행하고, 원심분리하여 펠렛을 수득한다. 수득된 펠렛을 80% 에틸알콜을 이용하여 상온에서 12시간 동안 교반 추출 후, 원심분리하여 펠렛을 수득한다. 수득된 펠렛은 아세톤을 이용하여 색소, 지질 및 저분자 단백질을 제거 후, 상온에서 건조하여 건조된 감태 분말을 획득한다.
상기에서 수득한 감태 분말에 증류수를 첨가하여 60℃에서 2시간 교반 추출 후, 원심분리를 이용하여 상등액을 수득한다. 펠렛은 다시 증류수를 첨가하여 60℃에서 2시간 교반 추출 후, 원심분리를 이용하여 상등액을 수득한다. 상기의 2회에서 수득된 상등액에 1% 농도의 CaCl2를 첨가하여 4oC에서 18시간 보관 후, 원심분리를 이용하여 상등액만 수득한다. 수득된 상등액은 감압 농축기를 이용하여 농축 후, 에틸알코올을 첨가하여 푸코이단을 침전 시켰고, 여과를 통해 푸코이단을 획득 하였다. 획득된 푸코이단은 씨놀과 적정 비율로 혼합하여 DPPH 소거 효과, 철 이온 킬레이트화 효과, 과산화수소 소거 효과, 환원력 측정을 통해 항산화 활성을 측정 하였으며, 위암세포 (AGS) 및 대장암세포 (DLD-1)를 이용하여 항암활성을 측정하였다. 이와 같이 항산화 활성 및 항암 활성을 관찰한 결과 감태 씨놀과 푸코이단을 혼합물은 감태 씨놀과 푸코이단을 각각 사용하였을 때보다 항산화 활성 및 항암 활성이 우수한 것으로 나타났다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물은 감태 씨놀 또는 푸코이단을 단일 사용 하였을 때보다 더 활성이 우수한 것으로 나타나, 본 발명은 암 예방, 치료 및 개선을 위한 제약 및 건강기능식품으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 항산화 활성을 갖는 화장료 및 건강기능성 식품으로 사용할 수 있는 매우 우수한 발명인 것으로 사료된다.
도 1은 감태 푸코이단과 시그마 푸코이단의 DPPH 소거능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 감태 푸코이단과 시그마 푸코이단의 과산화수소 소거능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 감태 푸코이단과 시그마 푸코이단의 환원력 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 감태 씨놀의 DPPH 소거능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 감태 씨놀의 과산화수소 소거능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 감태 씨놀의 환원력 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물 및 시그마 푸코이단과 씨놀 혼합물의 DPPH 소거능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물 및 시그마 푸코이단과 씨놀 혼합물의 과산화수소 소거능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물 및 시그마 푸코이단과 씨놀 혼합물의 환원력 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10은 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물 및 씨놀의 DLD-1 세포에 대한 항암활성 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물 및 씨놀의 AGS 세포에 대한 항암활성 결과를 나타낸 그래프이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 형태를 실시예를 참고로 하여 보다 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용한 씨놀은 (주)라이브켐에서 제공하였으며, 감태 푸코이단은 직접 추출을 하여 사용하였다. 감태 푸코이단의 추출 방법을 살펴보면, 감태를 멸균증류수로 잘 헹구어서 흙이나, 기타 불순물을 제거한 후, 60oC의 열풍건조기에서 3일간 건조 하였다. 건조된 감태는 분쇄기를 이용하여 분쇄한 후, <0.5mm 이하의 sieve를 통과시켜 균일한 입자의 감태 분말을 수득하였다. 수득한 감태 분말을 85% 에탄올에 침지하여 상온에서 12시간 동안 교반하여 색소와 단백질등 저분자 물질을 제거한 후, 아세톤으로 수세하고 원심분리하여 상온에서 건조하였다. 건조된 감태 분말을 열수 (65oC)에서 2시간 동안 교반하면서 원심분리를 통해 수용성 다당류를 추출하였다. 추출물에 1% CaCl2를 가하고, 4oC에서 보관한 후, 원심분리를 통해 알긴산을 침전시키고, 상등액에 30%의 에탄올을 가하여 다당류를 침전 시키고 난 후, 에탄올 첨가하여 에탄올 함량을 70%로 조절 한 후, 침전된 다당류인 수용성 감태 푸코이단을 수득하였다.
실험예 1 : 감태 푸코이단의 항산화 활성 측정
실험예 1-1 : DPPH 소거능 측정
본 실험예에서는 감태 푸코이단의 DPPH 소거능을 측정하였다.
DPPH 소거능 측정은 각 농도의 감태 푸코이단 100㎕와 0.1 mM 농도의 DPPH 100㎕를 혼합 후, 빛을 차단한 상태의 실온에서 30분간 반응시켰다. 반응이 끝난 후, 분광광도계의 515nm에서 흡광도를 측정하였다. 흡광도 측정 후, DPPH 소거능은; DPPH 소거능=(시료무첨가구-시료첨가구)/시료무첨가구×100의 식을 사용하여 계산하였다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 감태 푸코이단은 0.06, 0.13, 0.25 mg/mL 농도로 농도가 높아질수록 DPPH 소거능은 30-38%로 높아지다가, 1.0 mg/mL에서는 50% 정도의 DPPH 소거능을 나타내었다. 한편 비교군으로 사용한 시그마사에서 구입한 푸코이단은 1.0 mg/mL에서도 20% 이하의 낮은 DPPH 소거능을 나타내었다.
실험예 1-2 : 과산화수소( Hydrogen peroxide ) 소거능 측정
본 실험예에서는 감태 푸코이단의 과산화수소 소거능을 측정하였다.
과산화수소 소거능은 각농도의 시료 100㎕와 0.1M의 인산염 완충액 100 ㎕, 2mM의 과산화수소 20㎕를 첨가 후, 37℃에서 5분간 반응 시켰다. 반응이 끝난 후, 1.25mM의 ABTS (2,2'-azino-bis-3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid) 30㎕, 1U/mL의 퍼옥시다아제 30㎕를 첨가하여 37℃에서 10분간 반응 후 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 흡광도 측정 후, 과산화수소 소거능은; 과산화수소 소거능=(시료무첨가구-시료첨가구)/시료무첨가구×100의 식을 사용하여 계산하였다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 감태 푸코이단은 0.13 mg/mL 이하의 농도에서는 약 20% 이하의 낮은 과산화수소 소거능을 보이다가, 0.5, 1.0 mg/mL로 농도가 높아질수록 과산화수소 소거능은 60, 80%로 증가하였다. 한편 비교군으로 사용한 시그마사에서 구입한 푸코이단은 1.0mg/mL에서도 20% 이하의 낮은 과산화수소 소거능을 나타내었다.
실험예 1-3 : 환원력 측정
본 실험예에서는 감태 푸코이단의 환원력을 측정하였다.
감태 푸코이단의 환원력은 각 농도의 시료 500㎕와 0.2M 인산나트륨 완충액 500㎕, 1% 페리시안화 칼륨 500㎕를 혼합하여 50℃에서 20분간 반응하였다. 반응 후, 10% TCA 500㎕를 첨가하여 12,000 rpm으로 10분간 원심분리 하였으며, 상등액 1mL와 증류수 1mL를 혼합한 용액에 0.1% 염화 제1철 200㎕를 첨가하여 상온에서 10분간 반응하였다. 반응 후, 분광광도계 700nm에서 흡광도를 측정하였다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 감태 푸코이단의 0.25 mg/mL 농도의 시료를 분광광도계를 이용하여 700 nm에서 측정한 결과 약 0.2 이하의 낮은 흡광도를 보였다. 그러나, 1.0 mg/mL 농도로 푸코이단의 농도를 높였을 때는 약 1.0의 높은 흡광도를 나타내었다. 한편 비교군으로 사용한 시그마사에서 구입한 푸코이단은 1.0 mg/mL에서도 0.1 이하의 낮은 흡광도를 나타내었다.
실험예 2 : 씨놀의 항산화 활성 측정
실험예 2-1 : DPPH 소거능 측정
본 실험예에서는 감태 씨놀의 DPPH 소거능을 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 감태 씨놀은 12.5 ug/mL 농도에서 약 60%의 DPPH 소거능을 보이다가, 50 ug/mL 농도에서는 90% 정도의 높은 DPPH 소거능을 나타내었다. 또한, 씨놀은 비교 대조군으로 사용한 비타민 E와 BHA 보다 높은 DPPH 소거능을 나타내었다.
실험예 2-2 : 과산화수소 소거능 측정
본 실험예에서는 감태 씨놀의 과산화수소 소거능을 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 감태 씨놀은 12.5 ug/mL 이하의 농도에서는 약 40%의 과산화수소 소거능을 보이다가, 50 ug/mL 농도에서는 약 80%의 높은 과산화수소 소거능을 나타내었다. 또한 씨놀은 비교 대조군으로 사용한 비타민 E와 BHA 보다 높은 과산화수소 소거능을 나타내었다.
실험예 2-3 : 환원력 측정
본 실험예에서는 감태 씨놀의 환원력을 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 감태 씨놀 6.25 ug/mL 농도의 시료를 분광광도계를 이용하여 700 nm에서 측정한 결과 0.1 이하의 낮은 흡광도를 나타내었다. 그러나 농도가 25 ug/mL로 높아졌을 때는 약 0.3 이상의 흡광도를 나타내었다. 감태 씨놀은 비교 대조군으로 사용한 비타민 E와 BHA 보다 높은 환원력을 나타내었다.
실험예 3 : 감태 씨놀과 푸코이단을 혼합한 혼합소재의 항산화 활성 측정
실험예 3-1 : DPPH 소거능 측정
본 실험예에서는 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물의 DPPH 소거능을 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
본 실험에서 사용한 씨놀과 푸코이단의 혼합물은 10ug/mL의 씨놀에 감태 푸코이단을 100ug/mL, 200ug/mL, 500ug/mL로 혼합하여 측정하였다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 혼합물의 DPPH 소거능은 씨놀 10ug/mL 농도에서는 약 58%의 DPPH 소거능을 나타내었고, 감태 푸코이단 100 ug/mL와 씨놀을 10 ug/mL을 혼합한 혼합소재는 약 78%의 DPPH 소거능을 나타내면서, 씨놀 10 ug/mL 보다 높은 DPPH 소거능을 나타내었다. 또한, 감태 씨놀 및 푸코이단 혼합물의 농도가 높아질수록 DPPH 소거능이 높아지는 용량의존적 효과를 나타내었다. 한편 비교군으로 사용한 시그마사에서 구입한 푸코이단과 씨놀 10 ug/mL를 혼합한 혼합소재는 씨놀 10 ug/mL와 거의 유사한 DPPH 소거능을 나타내었으며, 농도가 증가하여도 DPPH 소거능은 증가하지 않았다. 본 연구의 결과에서는 감태 푸코이단과 씨놀의 혼합소재는 감태 푸코이단 100ug/mL를 사용하였을 때의 DPPH 소거능 (약 35%)과 씨놀을 사용하였을 때의 DPPH 소거능 (약 58%)보다 월등히 높은 상승 효과(약 78%)를 나타내었다.
실험예 3-2 : 과산화수소 소거능 측정
본 실험예에서는 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물의 과산화수소 소거능을 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
도 8에서 나타낸 바와 같이, 혼합물의 과산화수소 소거능을 살펴 보면, 씨놀 10ug/mL 농도에서는 약 10%의 과산화수소 소거능을 나타내었고, 감태 푸코이단 100 ug/mL와 씨놀 10 ug/mL를 혼합한 혼합소재는 약 10%의 과산화수소 소거능을 나타내었다. 그러나 감태 푸코이단의 농도가 500 ug/mL로 높아졌을 때, 과산화수소 소거능은 약 40%로 증가하였다. 한편, 비교군으로 사용한 시그마사에서 구입한 푸코이단과 씨놀 10ug/mL를 혼합한 혼합소재는 씨놀 10 ug/mL와 거의 유사한 과산화수소 소거능을 나타내었으며, 농도가 증가하여도 과산화수소 소거능은 증가하지 않았다. 본 연구의 결과에서는 감태 푸코이단과 씨놀의 혼합소재는 씨놀을 사용하였을 때의 과산화수소 소거능 보다 월등히 높은 상승 효과를 나타내었다.
실험예 3-3 : 환원력 측정
본 실험예에서는 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물의 환원력을 상기 실험예 1에서와 동일한 방법으로 측정하였다.
상기 도 9에서 나타난 바와 같이 혼합소재의 환원력을 살펴보면, 씨놀 10 ug/mL 농도를 이용하여 분광광도계 700 nm에서 흡광도를 측정한 결과 약 0.2를 나타내었고, 감태 푸코이단 100 ug/mL와 씨놀을 10 ug/mL을 혼합한 혼합소재는 약 0.3의 흡광도를 나타내면서, 씨놀 10 ug/mL 보다 높은 환원력을 나타내었다. 또한, 감태 푸코이단, 씨놀 혼합소재는 농도가 높아질수록 흡광도가 높아지는 용량의존적 효과를 나타내었다. 한편 비교군으로 사용한 시그마사에서 구입한 푸코이단과 씨놀 10 ug/mL를 혼합한 혼합소재는 씨놀 10 ug/mL와 거의 유사한 환원력을 나타내었으며, 농도가 증가하여도 흡광도는 증가하지 않았다. 상기 결과에서는 감태 푸코이단과 씨놀의 혼합소재는 감태 푸코이단 100ug/mL를 사용하였을 때의 흡광도 (약 0.2)와 씨놀을 사용하였을 때의 흡광도 소거능 (약 0.2)보다 높은 상승 효과(약 0.3)를 나타내었다.
실험예 4 : 감태 씨놀 및 푸코이단 혼합물의 항암 활성 측정
실험예 4-1 : 감태 씨놀 및 푸코이단 혼합물의 대장암 세포에 대한 항암활성
본 실험예에서는 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물의 대장암 세포에 대한 항암활성을 측정하였다.
본 실험에서 사용한 항암 활성은 WST-1 (4-[3-(4-iodophenyl)-2-(4-nitrophenyl)- 2H-5-tetrazolio]-1,3-benzene disulfonate)을 이용하여 측정하였고, 대장암 세포는 DLD-1을 사용하였다. 실험방법은 96 웰-플레이트에 대장암 세포를 1 X 105cells/mL 농도로 첨가한 후, 37, 5% CO2에서 4시간 동안 배양하였다. 세포가 첨가된 웰 플레이트에 각 농도의 시료를 첨가하고, 37, 5% CO2에서 48시간 동안 배양하였다. 배양 후, 20의 WST-1을 첨가하고, 37, 5% CO2에서 4시간 동안 반응 후, 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 항암활성의 계산은; 항암활성(%) = 100 X [1-(시료 첨가구/시료무첨가구)]로 계산하였다.
도 10에서 나타낸 바와 같이, 감태 푸코이단은 62.5 ug/mL에서 18%의 항암활성을 나타내다가, 1 mg/mL로 농도가 증가하였을 때, 약 53%의 항암활성을 나타내었다. 한편 씨놀은 10 ug/mL 농도에서 약 11%의 항암활성을 나타내었으며, 감태 푸코이단과 씨놀 혼합물은 대장암 세포인 DLD-1에서 감태 푸코이단과 거의 유사한 항암 활성을 나타내었다.
실험예 4-2 : 감태 푸코이단의 위암 세포에 대한 항암활성
본 실험예에서는 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물의 위암 세포에 대한 항암활성을 측정하였다.
본 실험에서 사용한 항암 활성은 WST-1 (4-[3-(4-iodophenyl)-2-(4-nitrophenyl)- 2H-5-tetrazolio]-1,3-benzene disulfonate)을 이용하여 측정하였고, 위암 세포는 AGS를 사용하였다. 실험방법은 96 웰 플레이트에 위암 세포를 1 X 105cells/mL 농도로 첨가한 후, 37, 5% CO2에서 4시간 동안 배양하였다. 세포가 첨가된 웰 플레이트에 각 농도의 시료를 첨가하고, 37, 5% CO2에서 48시간 동안 배양하였다. 배양 후, 20의 WST-1을 첨가하고, 37, 5% CO2에서 4시간 동안 반응 후, 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 항암활성의 계산은; 항암활성(%) = 100 X [1-(시료 첨가구/시료무첨가구)]로 계산하였다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 감태 푸코이단은 62.5 ug/mL에서 20%의 항암활성을 나타내다가, 1 mg/mL로 농도가 증가하였을 때, 약 66%의 높은 항암활성을 나타내었다. 한편 씨놀은 10 ug/mL 농도에서 약 3%의 항암활성을 나타내었으며, 감태 푸코이단과 씨놀 혼합물은 62.5 ug/mL의 저농도에서는 상승 효과를 나타내지 않았다. 하지만, 125 ug/mL에서 혼합소재는 감태 푸코이단 보다 항암활성이 약 6% 더 증가 하였으며, 1 mg/mL농도에서는 항암활성이 약 8% 더 증가하였다. 따라서 감태 씨놀과 푸코이단 혼합물은 씨놀과 푸코이단을 각각 사용하였을 때보다 더 높은 항암활성을 보여 주었다.

Claims (4)

  1. 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 암 예방 및 치료용 약제학적 조성물.
  2. 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 암 예방 및 개선용 건강기능식품 조성물.
  3. 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 활성 화장료 조성물.
  4. 감태 유래 씨놀과 푸코이단 혼합물을 유효성분으로 함유하는 항산화 활성 건강기능식품 조성물.
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