KR101169775B1 - 항염 활성을 갖는 발효녹용 추출물의 제조 방법, 이로부터 얻어진 추출물 및 이러한 추출물의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항염 활성을 갖는 발효녹용 추출물의 제조 방법 및 이러한 추출물의 용도에 관한 것으로서, 세절된 녹용에 정제수를 첨가하고 열수 추출 및 여과하는 단계(단계 1); 단계 1에서 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 1 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 2); 및 단계 1에서 얻어진 녹용박에 정제수를 첨가한 후에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 2 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 3)를 포함하는, 녹용으로부터 녹용 발효 추출물을 제조하는 방법, 이로부터 얻어진 추출물 및 이에 따라 얻어진 추출물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 가장 자연친화적인 발효방법으로 녹용을 추출하였고 녹용의 생리활성 물질의 파괴를 줄이고 유효성분의 함량을 증가시키며 생산성 또한 높일 수 있어, 다양한 분야에서 사용되는 녹용 추출물의 제조 방법으로 유용하게 이용될 수 있다. 특히 본 발명은 항염 활성을 체계적으로 밝힘으로써 식품, 화장품 등에 널리 사용하기에 적합하다.

Description

항염 활성을 갖는 발효녹용 추출물의 제조 방법, 이로부터 얻어진 추출물 및 이러한 추출물의 용도 {A METHOD FOR PREPARING FERMENTED YOUNG ANTLER EXTRACT HAVING AN ANTI-INFLAMMATORY ACTIVITY, A EXTRACT THEREFROM AND USE OF THE EXTRACT}

본 발명은 녹용 추출물을 제조하는 방법, 이로부터 얻어진 추출물 및 이러한 추출물의 용도에 관한 것으로서, 보다 특히 발효 추출을 이용하여 녹용 추출물을 제조하는 방법, 이로부터 얻어진 추출물 및 이러한 추출물의 용도에 관한 것이다.

녹용(Cervi Parvum Corun)은 보통 사슴의 뿔을 말하며, 구체적으로 자라기 시작한지 2개월 이내의 아직 각질화가 되지 않아 만져보면 약간 물렁할 정도로 조직이 연하고 털이 골고루 덮여 있는 수컷의 뿔을 말한다. 가을이 되면 물렁거리던 뿔이 단단하게 각질화가 되는데, 이는 발정기에 암컷을 차지하기 위한 싸움을 위한 것으로, 이렇게 각질화된 뿔이 바로 녹용에 비해 효능이 떨어지는 녹각이다. 이 녹각이 채취시기를 놓쳐 칼슘화된 후 단단해져서 저절로 떨어진 것을 낙각이라 한다.

동의보감 등의 문헌에도 녹용은 강장작용, 보혈작용, 강정작용, 진통작용, 조혈작용, 생장발육촉진작용, 심부전증 치료작용 및 기능항진작용 등이 있는 것으로 기록되어 있으며, 이밖에도 피로회복, 신체활력증강 및 신장의 이뇨기능강화효과 등 많은 효능을 갖고 있는 것으로 알려져 있다.

전통한방에서 사용하는 녹용의 복용방법으로는, 녹용을 여러 종류의 생약제들과 혼합, 분쇄한 후 물을 용매로 하여 가열 추출하여 그 여액을 복용하는 방법과, 생약제들을 분쇄하여 가루로 만든 뒤 환(丸)으로 해서 복용하는 방법이 주로 이용되고 있다. 위의 두 가지 방법은 각기 장단점이 있는데, 추출하여 복용하는 것은 녹용의 유효성분을 흡수하기 쉬운 반면에 추출박에 포함되어 있는 유효성분은 버리게 된다. 그리고 녹용을 추출한 후 농축하여 사용할 경우에는 고형분 함량 20% 이상의 경우에 겔화되는 문제점이 있어 제품에 응용하기 어려운 문제가 있다. 환제형의 경우에는 녹용 자체를 섭취한다는 이점이 있으나 체내에서 유효성분의 완전한 흡수가 어렵다는 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2003-0073134호에서는 세절한 녹용에 물을 가하고 가열, 감압 추출한 후 여액을 농축, 분무 건조시켜 분말화하는 녹용 추출 방법을 기술하고 있는데, 이 방법은 전통한방에서 사용하는 열수 추출법을 일부 개선하고 복용이 용이하도록 추출액을 분말화하고 있으나, 추출박에 포함된 상당량의 유효성분이 이용되지 못하고 폐기되는 종래의 문제점을 그대로 가지고 있다. 또, 한국공개특허 제10-2005-0090041호에서는 녹용 또는 녹각을 분쇄한 후 온수추출, 단백분해효소 처리 및 염산 분해 처리를 하는 녹용 추출 방법을 기술하고 있는데, 이 방법에서는 온수추출의 한계를 극복하기 위하여 추가로 단백분해효소 처리 및 염산 분해 처리를 실시하고 있는데, 공정이 여러 단계로 진행되어 복잡하고 시간이 많이 소요되며, 강산의 사용으로 인체에 유용한 생리활성 물질들이 파괴되는 문제점이 있다. 또, 이렇게 얻어진 종래의 녹용 추출물은 대부분 불쾌한 냄새 및 색도를 갖고 있어 식품이나 화장품에 적용하는데 어려움이 있고, 원료로서 극히 미량만이 사용되고 있는 실정이다.

본 발명은 이러한 종래의 녹용 추출 방법의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명에서는 녹용 고유의 생리활성 물질이 파괴되지 않도록 저온에서 2차례의 발효방법만을 사용하면서도 원활한 추출을 유도하여 단시간 내에 충분한 분해가 이루어지도록 함으로써 유효성분의 함량이 높은 녹용 발효 추출물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 본 발명의 제조방법에 따라 얻어진 추출물 및 복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 이렇게 얻어진 녹용 발효추출물의 안정성을 증대시키기 위하여 분자캡슐화 기술을 이용하여 빛, 공기, 열, 산에 안정한 제형으로 설계하고 유통기간 내에서도 항염 활성을 유지 할 수 있는 기능성 건강식품 및 화장품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

세절된 녹용에 정제수를 첨가하고 열수 추출 및 여과하는 단계(단계 1);

단계 1에서 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 1 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 2); 및

단계 1에서 얻어진 녹용박에 정제수를 첨가한 후에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 2 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 3)를 포함하는, 녹용으로부터 녹용 발효 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따를 경우, 상기 제 1 발효 추출액, 제 2 발효 추출액, 및 제 1 발효 추출액 및 제 2 발효 추출액의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 포접 복합체를 첨가한 후에, 교반하여 분자캡슐화시키는 단계를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 단계 1에서, 세절된 녹용 100 중량부 당 200 내지 500 중량부의 정제수가 첨가되며, 열수 추출이 80 내지 100℃에서 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 단계 2에서, 세절된 녹용 100 중량부 당 10 내지 30 중량부의 바실러스 균주 배양액이 첨가되며, 발효가 30 내지 40℃에서 2 내지 3일 동안 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 바실러스 균주 배양액이 바실러스 카제이(Bacillus casei)를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 상기 단계 3에서, 세절된 녹용 100 중량부 당 10 내지 30 중량부의 아스퍼질러스 균주 배양액이 첨가되며, 발효가 50 내지 70℃에서 2 내지 3일 동안 수행되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 아스퍼질러스 균주 배양액이 아스퍼질러스 카제이(aspergillus casei)를 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 제 1 발효 추출액, 제 2 발효 추출액, 및 제 1 발효 추출액 및 제 2 발효 추출액의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 이러한 혼합물 100 중량부 당 20 내지 30 중량부의 사이클로덱스트린을 첨가한 후에, 60 내지 70℃에서 교반하고, 이를 상온까지 서서히 냉각시켜 분자캡슐화 시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따를 경우, 포접 복합체가 사이클로덱스트린, 크라운 에테르, 폴리옥시알킬렌, 프로포린, 폴리실록산, 포파젠, 제올라이트로부터 선택된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액과 포접 복합체로부터 형성된 복합체를 제공한다.

또한, 본 발명은 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 고형의 녹용분에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액과 포접 복합체로부터 형성된 복합체를 제공한다.

또한, 본 발명은 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액과, 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 고형의 녹용분에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액의 혼합물, 및 포접 복합체로부터 형성된 복합체를 제공한다.

본 발명에 따를 경우, 포접 복합체가 사이클로덱스트린, 크라운 에테르, 폴리옥시알킬렌, 프로포린, 폴리실록산, 포파젠, 제올라이트로부터 선택된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 생성물, 또는 본 발명의 복합체를 고압 멸균시켜 얻어진 액상형의 녹용 발효 추출물을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 생성물, 또는 본 발명의 복합체를 고압 멸균시키고 이를 동결건조시켜 얻어진 분말형의 녹용 발효 추출물을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 녹용 발효 추출물, 본 발명의 복합체, 및 액상형 및 분말형의 녹용 발효 추출물로부터부 선택된 것 중 적어도 하나를 유효성분으로 함유하는 기능성 건강식품, 및 기능성 화장품을 제공한다.

본 발명은 바실러스 및 아스퍼질러스 균주를 이용한 발효추출방법만으로 단시간 내에 녹용의 유효성분을 충분히 추출해 냄으로써 종래의 열수추출이나 강산, 효소를 이용한 가수분해법의 생리활성물질의 파괴에 대한 문제를 해소할 수 있으며, 분자캡슐화 방법에 의해 생리활성물질의 함량이 높은 녹용 발효추출물의 높은 안정성을 얻을 수 있다.

도 1은 발효 시간에 따른 녹용의 분자량 크기를 도시한 사진이다.
도 2는 추출방법별 강글리오사이드류의 열안정성 시험을 도시한 그래프이다.
도 3은 추출방법별 강글리오사이드류의 산안정성 시험을 도시한 그래프이다.
도 4는 LPS 동시 처리 후 혈청에서 IL-6 생산에 대한 발효녹용 분자캡슐의 효과를 도시한 그래프이다.
도 5는 LPS 동시 처리 후 혈청에서 MCP-1 생산에 대한 발효녹용 분자캡슐의 효과를 도시한 그래프이다.
도 6은 LPS 동시 처리 후 혈청에서 IL-1b 생산에 대한 발효녹용 분자캡슐의 효과를 도시한 그래프이다.
도 7은 LPS 동시 처리 후 혈청에서 TNF-a 생산에 대한 발효녹용 분자캡슐의 효과를 도시한 그래프이다.

본 발명의 제 1 양태는 녹용으로부터 녹용 발효 추출물을 제조하는 방법을 제공한다. 보다 특히, 본 발명은 세절된 녹용에 정제수를 첨가하고 열수 추출 및 여과하는 단계(단계 1); 단계 1에서 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 1 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 2); 및 단계 1에서 얻어진 녹용박에 정제수를 첨가한 후에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 2 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 3)를 포함하는, 녹용으로부터 녹용 발효 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.

이하에서는 본 발명의 녹용 발효추출물의 제조 방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.

열수 추출 단계

단계 1에서는 세절된 녹용에 정제수를 첨가하고 열수 추출 및 여과한다. 보다 구체적으로, 건조되고 세절된 녹용 100 중량부에 대하여 정제수 200 내지 500 중량부를 가하고 보다 바람직하게는 300 내지 40 중량부를 가한다. 이러한 혼합액을 80℃ 내지 100℃에서 2 내지 5 시간 추출시키고 여과한다. 정제수의 양이 상기 기재된 범위 보다 적거나 많은 경우에는 추출효율이 저하되거나 희석되는 경우가 있어 이후의 발효단계에서 경제적이지 못한 문제점이 발생할 수 있다.

이에 따라, 얻어진 생성물은 액상분 및 녹용분으로 나뉘어진다. 여기서 녹용분이라 함은 열수 추출에 따라 얻어진 물질 중 액상분을 제외한 나머지 고형분을 의미하는 것으로서, 이는 각질을 많이 함유하여 물로서 용해되지 않는 고형분을 의미한다.

1차 발효추출 단계

단계 2에서는 상기 단계에서 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가하고 발효시켜 제 1 발효 추출액을 수득한다. 보다 특히, 본 단계에서는 상기 단계에서 얻어진 액상분에 세절된 녹용 100 중량부 당 바실러스 균주배양액 10 내지 30 중량부, 바람직하게는 20 내지 25 중량부를 첨가하고 30℃ 내지 40℃, 바람직하게는 35℃ 내지 37℃에서 2일 내지 3일 동안 발효시킨다.

본 발효추출 단계에서는 바실러스 균주 배양액을 사용하는데, 이에 함유되는 발효균주로는 바실러스 카제이(Bacillus casei, 수탁번호 KACC 91310P ), 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 나토(B. natto), 바실러스 브레비스(B. brevis)가 적절하다.

일 예로서, 본 발명의 바실러스 균주 배양액은 프로테오스펩톤 no. 3 310.0g, 비프추출물 10.0g, 효모추출물 5.0g, 덱스트로스 20.0g, 폴리소베이트80 1.0g, 암모니늄시트레이트 2.0g, 소듐아세테이트 5.0g, 마그네슘설페이트 0.1g, 망간설페이트 0.05g, 디포타슘포스페이트 20g에 락토바실러스 카세이(KACC 91310P)를 접종하여 하룻밤 동안 배양한 액이다.

본 1차 발효추출 단계에서 발효온도가 상기 기술된 온도 범위 보다 낮거나 높은 경우에는 발효가 진행되지 않거나 균주가 활성을 잃어버려 발효가 진행되지 않게 된다.

1차 발효추출 단계를 거친 후 미반응 고형분을 제거하기 위한 여과를 실시할 수 있다. 여과는 0.1 내지 3 ㎛ 필터를 사용하여 1회 이상 여과를 수행하는 것이 바람직하다. 필터의 기공 크기가 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 필터가 초정밀하여 초고가이므로(한외여과법) 경제성이 떨어지는 문제가 있고, 3 ㎛ 를 초과하는 경우는 제균력이 없어 진균이나 세균이 최종 추출물에 포함되어 유통 중 오염될 가능성이 높다는 문제가 있다.

이에 따라, 본 단계의 1차 발효추출 단계를 거쳐 제 1 발효 추출액을 수득한다.

2차 발효추출 단계

단계 3에서는 상기 단계 1에서 얻어진 녹용박에 정제수를 첨가한 후에 아스퍼질러스 균주 배양액 10 내지 30 중량부, 바람직하게는 20 내지 25 중량부를 가하고, 50℃ 내지 70℃, 바람직하게는 60℃ 내지 65℃에서 2일 내지 3일 발효시킨다. 녹용박의 발효는 각질성분이 많아 상대적으로 낮은 발효온도 조건에서는 완벽한 발효가 진행되지 않기 때문에 높은 온도에서 발효하는 것이 적절하다.

본 발효추출 단계에서는 아스퍼질러스 균주 배양액을 사용하는데, 이에 함유되는 발효균주로는 아스퍼질러스 카제이(aspergillus casei), 아스퍼질러스 오리재(A. oryzae), 아스퍼질러스 나이거(A. niger), 아스퍼질러스 글라우쿠스(A. glaucus), 그중에서도 아스퍼질러스 나이거(aspergillus niger)가 적절하다.

일 예로서, 본 발명의 아스퍼질러스 균주 배양액은 하기와 같이 제조될 수 있다: 아스퍼질러스 나이거 KK2 균주를 PDA(potato dextrose agar) 사면배지에 접종하여 28℃에서 7일간 배양한 후 0.1% Tween 80 용액을 첨가하여 포자를 현탁시켰다. 포자현탁액(1.0 mL 당 3.5 × 10 7 포자) 10 mL를 90 mL의 맥아추출물(malt extract)이 들어있는 250 mL의 삼각플라스크에 접종한 후 28℃의 진탕배양기에서 200 rpm으로 48시간 종균 배양(seed culture) 하였다. 본 배양 배지 47.5 mL가 들어있는 250 mL의 삼각플라스크를 121℃, 1.5 기압에서 20분간 멸균한 후 종균 하였다. 2.5 mL을 접종하여 28℃의 진탕 배양기에서 200 rpm으로 5일간 배양하였다. 본 배양배지는 2.5%의 볏짚(rice straw, 0.3 mm 이하 크기), 1.25%의 밀기울(wheat bran, 0.4 mm 이하 크기), 4.5%의 옥수수 농침액(corn steep liquor), 0.125%의 산업종균 효모추출액(industrial yeast extract), 0.65%의 일염기 인산칼륨, 0.05%의 황산동 5수화물, 0.01%의 황산코발트 7수화물로 구성되었으며, 5N 수산화나트륨으로 pH를 7.0으로 조정되었다.

2차 발효추출 단계를 거친 후 미반응 고형물질을 제거하기 위한 여과를 실시할 수 있다. 여과는 0.1 내지 3 ㎛ 필터를 사용하여 1회 이상 여과를 수행하는 것이 바람직하다. 필터의 기공 크기가 0.1 ㎛ 미만인 경우에는 필터가 초정밀하여 초고가이므로(한외여과법) 경제성이 떨어지는 문제가 있고, 3 ㎛ 를 초과하는 경우는 제균력이 없어 진균이나 세균이 최종 추출물에 포함되어 유통 중 오염될 가능성이 높다는 문제가 있다.

분자캡슐화 단계

본 발명의 제조방법은 본 발명의 안정성이 증대된 녹용 발효추출물을 얻기 위해, 상기 제 1 발효 추출액 및/또는 제 2 발효 추출액의 혼합물에 포접 복합체를 첨가한 후에, 교반하여 분자캡슐화시키는 단계를 추가로 포함한다. 보다 특히, 상기 제 1 발효 추출액 및/또는 제 2 발효 추출액의 혼합액 100 중량부에 사이클로덱스트린 20 내지 30 중량부를 투입하여 60℃ 내지 70℃에서 4시간 교반하여 생리활성물질을 분자캡슐화시킨다. 이의 분자캡슐을 보다 안정화하기 위하여 상온까지 서서히 냉각하여 안정성이 높은 캡슐을 제조한다. 포접 복합체에는 사이클로덱스트린, 크라운 에테르, 폴리옥시알킬렌, 프로포린, 폴리실록산, 포파젠, 또는 제올라이트가 바람직하며, 사이클로덱스트린이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 제 1 녹용 발효 추출액 및 제 2 녹용 발효 추출액의 혼합물과 포접 복합체로부터 형성된 복합체를 형성시킨다.

이와 같이 제조된 본 발명의 추출물 또는 복합체는 고압멸균을 수행하여 얻어진 액상 및 이를 동결건조한 분말제품이 포함된다. 바람직하게, 고압멸균은 121℃에서 30분간 수행된다.

이에 따라 얻어진 제 1 발효 추출액 및 제 2 발효 추출액을 혼합한 녹용 추출물, 및/또는 이를 분자캡슐화하여 얻어진 복합체, 및/또는 액상형 또는 분말형의 녹용 발효 추출물은 유효 성분으로 하여 기능성 건강식품 및 화장품 등에 사용될 수 있다.

본 발명에서 얻어진 발효 추출액은 저온에서 2차례의 발효방법에 의해 추출되는 바 생리활성 물질이 파괴되지 않고 추출액에 함유된 녹용 성분이 종래 추출방법에 의해 얻어진 추출액에 비해 많은 장점이 있으며, 또한 분자캡슐화에 의해 안정성을 증대시켜 빛, 공기, 열, 산에 안정한 제형을 설계할 수 있다는 장점을 가지고 있는 바, 기능성 건강식품 및 화장품의 유효성분으로 사용할 수 있다.

본 발명의 녹용 추출물 이외에 첨가될 건강식품 및 화장품의 부형제 및 기타 첨가제의 종류 및 양은 당업자에 의해 용이하게 선택될 수 있으며, 이에 대해서는 본 명세서에서 제한하지 않는다.

이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다.

<실시예 1> 발효녹용 분자캡슐의 제조

(1) 건조되고 세절된 녹용 10kg을 정제수 35 ㎏에 첨가하고 90℃에서 4시간 추출시킨 후에 이를 여과를 통해 녹용박을 분리시켜 여액을 수득하였다.

(2) 1차 발효물을 얻기 위해, 수득된 여액에 바실러스 서브틸리스(bacillus subtilis) 배양액 1kg을 첨가한 후에 37℃에서 2일간 발효시켰다. 이후 1 ㎛ 필터를 사용하여 여과를 수행하여 미반응 고형분을 제거하였다.

(3) 2차 발효물을 얻기 위해, 상기 (1) 항에서 분리된 녹용박을 정제수 60 kg에 첨가하고, 여기에 아스퍼질러스 나이거(aspergillus niger) 배양액 1kg을 첨가한 후에 60℃에서 2일간 발효시켰다. 이후 1 ㎛ 필터를 사용하여 여과를 수행하여 미반응 고형분을 제거하였다.

(4) 상기 발효 및 여과된 1, 2차 녹용 발효물을 혼합하고, 이 혼합액을 한천여과를 통하여 여과하였다. 이 여액에 사이클로덱스트린 25kg을 첨가하고 60℃에서 4시간 교반하여 생리활성물질을 분자캡슐화시켰다. 이의 분자캡슐을 보다 안정화하기 위하여 상온까지 서서히 냉각하여 안정성이 높은 캡슐을 제조하였다.

이와 같이 제조된 조성물을 동결건조하여 분말화하였다. 이때 얻어진 동결건조된 분말은 33kg 이상을 얻을 수 있었다.

이와 관련하여, 상기에서 얻어진 상기 1차, 2차 녹용 발효물의 분자량크기를 측정하기 위하여 전기영동실험을 수행하였다. 그 결과는 도 1에 나타내었다. 도 1로부터 발효가 진행될수록 분자량크기가 작아져 인체에 흡수가 용이한 크기로 전환됨을 알 수 있다.

<비교예 1> 효소를 이용한 녹용 가수분해물의 제조

건조된 녹용 1 ㎏을 파쇄기를 이용하여 파쇄하였다. 파쇄된 녹용분말 1 ㎏에 파파인(papain) 10 g 및 증류수 5 ㎏을 첨가한 후에 70℃에서 8시간 반응시켜 녹용분말을 가수분해시켰다. 가수분해된 용액을 여과시켜 미반응 고형분을 제거하였다. 이 때, 1차 여과는 2 ㎛ 필터로, 2차 여과는 0.45 ㎛ 필터로, 3차 여과는 0.2 ㎛ 필터로 수행하였다.

<비교예 2> 열수추출을 이용한 녹용 추출물의 제조

건조된 녹용 1 ㎏ 을 파쇄기를 이용하여 파쇄하였다. 파쇄된 녹용분말 1 ㎏을 증류수 5 L에 첨가하고 100℃에서 7시간 추출한 후 여과시켰다. 이 때, 1차 여과는 2 ㎛ 필터로, 2차 여과는 0.45 ㎛ 필터로, 3차 여과는 0.2 ㎛ 필터로 수행하였다.

<실험예 1> 생리활성물질의 분석

1) 질소총량 및 아미노산

상기 실시예 1 및 비교예 1, 2에서 최종적으로 얻어진 녹용 추출물의 질소 총량을 분석하였다. 결과는 다음 표 1과 같다.

(질소총량 및 아미노산 분석)

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 발효녹용 분자캡슐은 종래의 방법으로 얻어진 녹용 추출물(비교예 1 및 2)에 비해 질소총량과 아미노산 함량이 수배 내지 수십 배 증가된 것을 알 수 있다.

2) 생리활성물질 분석

① 단백질 정량

100 ug/ml의 표준 소혈청 알부민 (BSA) 용액에서 20, 40, 60, 80, 100 ul를 취하여 적정량의 증류수 (각각 780, 760, 740, 720, 700 ul) 및 200 ul의 단백질 검정 염료를 혼합하여 1 ml로 만들고, 이를 595 nm에서 UV 분광 광도계를 이용해서 흡광도를 측정하였다. 시료를 증류수에 녹여 단백질 검정 염료를 섞어 1 ml로 만들고, 이를 595 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하고 BSA에 대한 함유량으로 계산하여 함량을 결정하였다.

② 우론산 정량 (Carbazole assay)

D-글루쿠론산 락톤을 표준물로 사용하여 카르바졸(carbazole) 반응에 의해 530 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하였다.

시료를 증류수에 녹여 카르바졸 반응에 의해 530 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하고 D-글루쿠론산 락톤에 대한 함유량으로 계산하여 함량을 결정하였다.

③ 글리코사미노글리칸 정량 (Carbazole assay)

NZP 콘드로이틴 설페이트를 표준물로 사용하여 카르바졸 반응에 의해 530 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하였다.

시료를 증류수에 녹여 카르바졸 반응에 의해 530 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하고 NZP 콘드로이틴 설페이트에 대한 함유량으로 계산하여 함량을 결정하였다.

④ 시알산 정량 (Warren assay)

N-아세틸뉴라민산을 표준물로 사용하여 Warren 방법에 의해서 549 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하였다.

시료를 80 ℃에서 1 시간 동안 0.1 N 황산으로 가수분해한 후에 Warren 방법에 의해서 549 nm에서 UV 분광 광도계를 이용하여 흡광도를 측정하고 N-아세틸뉴라민산에 대한 함유량으로 계산하여 함량을 결정하였다.

⑤ 효소에 의한 콘드로이틴 설페이트의 분해

프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris)에서 유래한 콘드로이티나제 (Chondroitinase) ABC (C2905, Sigma)를 50 mM Tris-HCl 60 mM 소듐 아세테이트 완충제 (pH 8.0)에 녹여서 1U/ml 되게 하였다. NZP CS를 표준물로 사용하여 표준물과 샘플을 10 mg/ml로 녹여서 완충제와 섞어 효소를 30 mU 넣고, 이를 37 ℃에서 12시간 반응하여 콘드로이틴 설페이트의 함유량을 분석하였다.

⑥EGF의 분석

EGF의 분석을 위해 녹용열수추출물, 가수분해물, 발효추출물에 대해 사람의 EGF 특이적인 ELISA를 수행하였다. 표준 곡선 작성을 위해 250pg/ml ~ 0pg/ml 농도의 구간에서 선형회귀분석을 통하여 선형성을 갖는 농도구간을 선정하고 이 구간에서 각 3종의 시료를 시험에 적용하여 흡광도 분석을 수행하였다. 이로부터 표준 EGF의 농도에 따른 시료의 EGF를 분석하였다.

⑦강글리오사이드의 정량(zig-zag TLC scanner)

강글리오사이드 표준물(Sigma Co.)을 메탄올에 용해시킨 후 TLC법에 의해 전개시킨 후 zig-zag TLC 스캐너로 파장 550nm에서 스캐닝하여 얻은 Rf 0.39와 0.42의 피크 적분치로부터 검량선을 작성하였다.

이 후 각 시료를 표준품 방법과 같이 동일한 방법으로 수행하여 Rf 0.39와 0.42의 피크 적분치로부터 각 시료들의 강글리오사이드류를 정량하였다.

상기의 분석법을 이용하여 열수추출, 가수분해, 발효추출분자캡슐에 대한 생리활성물질의 분석결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(녹용추출물별 생리활성물질 분석)

상기 표 2에서와 같이 열수추출, 가수분해된 녹용추출물보다 발효에 의해 추출되고 이를 분자캡슐화한 것이 생리활성물질이 다량 함유되어 있음을 알 수 있다.

<실시예 3> 강글리오사이드의 안정성 시험

녹용의 대표적인 생리활성물질인 강글리오사이드의 열, 산에 대한 안정성 시험을 하였다. 그리나 상기 표 2에서 가수분해에 의한 강글리오사이드의 함량이 제일 낮아 이번 비교실험에서는 제외하였고, 실시예 1, 비교예 2 및 실시예 1에서 분자캡슐하지 않은 발효추출방법으로 제조된 녹용을 80℃에서 4주 동안 보관하는 온도 가혹조건과 pH 1 에서 4주 동안 보관하는 산 가혹조건에서 강글리오사이드의 변화량을 측정하였다. 그 결과는 도 2와 도 3에 표시하였다.

도 2의 결과로부터 고온으로 열수추출된 녹용은 시간이 경과됨에 따라 강글리오사이드의 함량이 크게 감소되며 상대적으로 추출온도가 낮은 발효의 경우는 열수추출보다 강글리오사이드 함량이 높음을 알 수 있지만 이 또한 감소됨을 알 수 있었다. 그러나 분자캡슐화된 녹용의 강글리오사이드 함량은 시간이 지나도 초기상태와 같이 그 함량이 크게 변하지 않음을 알 수 있었다.

도 3의 결과로부터 고온으로 열수추출된 녹용은 강산 조건에서 시간이 경과됨에 따라 강글리오사이드의 함량이 크게 감소되며 상대적으로 추출온도가 낮은 발효의 경우는 열수추출보다 강글리오사이드 함량이 높음을 알 수 있지만 이 또한 감소됨을 알 수 있었다. 그러나 분자캡슐화된 녹용의 강글리오사이드의 함량은 시간이 지나도 초기상태와 같이 그 함량이 크게 변하지 않음을 알 수 있었다.

<실시예 4> 발효녹용 분자캡슐의 항염 활성 시험

1)시료 : 발효녹용 분자캡슐

2)동물

실험동물은 대한실험동물센터에서 구입한 Balb/c계 생쥐를 1주일 동안 실험실 환경에 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 동물 사육실의 조건은 통상적인 시스템으로 22±2℃, 하루 중 12시간은 200-300 Lux로 조명하고, 12시간은 모든 빛을 차단하였다. 동물에 고형사료 (조단백질 22.1% 이상, 조지방 8.0% 이하, 조섬유 5.0% 이하, 조회분 8.0% 이하, 칼슘 0.6% 이상, 인 0.4% 이상, 삼양사, 항생제 무첨가)와 물을 충분히 공급하였다.

3)시약 및 기기

본 실험에 사용된 시약중 지질다당류 (LPS)는 Sigma (Sigma Co., USA) 제품을, 생리식염수는 중외제약 제품을, IL-1β, IL-6, TNF-α, MCP-1 ELISA kit는 Millipore사 (USA) 제품을 사용하였으며, 기타 시약은 특급 시약을 사용하였다. 본 실험에 사용된 기기는 원심분리. (Beckman Co., USA), 롤러 혼합. (Gowon scientific technology Co., Korea), 보텍스 혼합.(vortex mixer) (Vision scientific Co., Korea), Luminex (Millipore, Co., USA) 등을 사용하였다.

4)실험방법(in vivo 실험)

지질다당류 (LPS)로 유도된 염증 생쥐 모델 및 사이토카인 측정 정상군은 마리당 염수 200 ul를 경구투여하고, 발효녹용 분자캡슐 투여군은 생쥐 마리당 200 mg, 100 mg/kg을 경구용 바늘(oral zonde)을 이용하여 하루에 1회씩 7일간 경구 투여하였다. 7일 후 지질다당류 (LPS) 1 ㎎/㎏을 복강에 주사한 후 60분 후에 에틸 에테르로 마취하고 심장 천자법으로 채혈하였다. 채혈 후 혈청을 분리하여 IL-1β, IL-6, TNF-α, MCP-1 생성량을 ELISA법으로 측정하였다. 각 웰에 생쥐의 혈청 100 ㎕ (1/100 희석)씩 분주한 후 항체-바이오틴 콘주게이트된 100 ㎕를 처리하고 2시간 실온에서 방치한 후 2회 세척 완충 용액으로 세척한 다음 항체 아비딘-HRP 콘주게이트된 100 ㎕를 처리하고 2시간 실온에서 방치한 후 다시 세척하였다. 여기에 TMB 기질을 100 ㎕씩 분주하고 암소에서 30분간 방치한 후 100 ㎕의 스톱(stop) 용액을 처리한 후 ELISA 판독기로 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.

5) 통계처리

다양한 실험으로부터 얻은 결과는 평균 ± 표준편차로 기록하였고, 유의성 검증은 스튜던트(Student's) t-test 분석 방법을 이용하여 결정하였다.

6) 결과

6-1) IL-6

BALB/c 생쥐에 7일간 발효녹용 분자캡슐을 투여한 후 LPS로 유도된 급성 염증모델에서 혈청을 분리하여 IL-6를 측정한 결과 정상군은 123.2±35.7(pg/ml), 대조군이 544.6±37.1(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 100 투여군은 301.6±56.7(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 200 투여군은 212.2±9.8(pg/ml)로 나타나, 대조군은 정상군에 비해 유의성 있게 증가하였고 발효녹용 분자캡슐 투여군에서는 대조군에 비하여 농도 의존적으로 유의성 있게 (**p<0.01, ***p<0.001) 감소하였다. 그 결과는 도 4에 나타내었다.

6-2) MCP-1

BALB/c 생쥐에 7일간 발효녹용 분자캡슐을 투여한 후 LPS로 유도된 급성 염증모델에서 혈청을 분리하여 MCP-1를 측정한 결과 정상군은 124.1± 25.2(pg/ml), 대조군이 418.2±88.1(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 100 투여군은 214.8±31.1(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 200 투여군은 198.2±22.6 (pg/ml)로 나타나 대조군은 정상군에 비해 유의성 있게 증가하였고, 발효녹용 분자캡슐 투여군에서는 대조군에 비하여 농도 의존적으로 유의성 있게 (*p<0.05, **p<0.01) 감소하였다. 그 결과는 도 5 에 나타내었다.

6-3) IL-1b

BALB/c 생쥐에 7 일간 발효녹용 분자캡슐을 투여한 후 LPS로 유도된 급성 염증모델에서 혈청을 분리하여 IL-1b를 측정한 결과 정상군은 25.6±5.6(pg/ml), 대조군이 116.8±8.6(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 100 투여군은 61.2±11.1(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 200 투여군은 51.6±9.2(pg/ml)로 나타나 대조군은 정상군에 비해 유의성 있게 증가하였고 발효녹용 분자캡슐 투여군에서는 대조군에 비하여 농도 의존적으로 유의성 있게 (**p<0.01, ***p<0.001) 감소하였다. 그 결과는 도 6 에 나타내었다.

6-4) TNF-a

BALB/c 생쥐에 7일간 발효녹용추출분말을 투여한 후 LPS로 유도된 급성 염증모델에서 혈청을 분리하여 TNF-a를 측정한 결과 정상군은 131.4±36.0(pg/ml), 대조군이 397.0±91.1(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 100 투여군은 311.4±54.5(pg/ml), 발효녹용 분자캡슐 200 투여군은 143.2±32.5 (pg/ml)로 나타나 대조군은 정상군에 비해 유의성 있게 증가하였고 발효녹용 분자캡슐 투여군에서는 대조군에 비하여 농도 의존적으로 유의성 있게 ***p<0.001) 감소하였다. 그 결과는 도 7 에 나타내었다.

본 발명은 가장 자연친화적인 발효방법으로 녹용을 추출하였고 녹용의 생리활성 물질의 파괴를 줄이고 유효성분의 함량을 증가시키며 생산성 또한 높일 수 있어, 다양한 분야에서 사용되는 녹용 추출물의 제조 방법으로 유용하게 이용될 수 있다. 특히 본 발명은 항염 활성을 체계적으로 밝힘으로써 식품, 화장품 등에 널리 사용하기에 적합하다.

Claims (19)

1. 세절된 녹용에 정제수를 첨가하고 열수 추출 및 여과하는 단계(단계 1);
   단계 1에서 얻어진 액상분에, 세절된 녹용 100 중량부 당 10 내지 30 중량부의 바실러스 균주 배양액을 첨가하고 30 내지 40℃에서 2 내지 3일 동안 발효시켜 제 1 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 2); 및
   단계 1에서 얻어진 녹용박에 정제수를 첨가한 후에, 세절된 녹용 100 중량부 당 10 내지 30 중량부의 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가하고 50 내지 70℃에서 2 내지 3일 동안 발효시켜 제 2 발효 추출액을 수득하는 단계(단계 3)를 포함하는, 녹용으로부터 녹용 발효 추출물을 제조하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 발효 추출액, 제 2 발효 추출액, 및 제 1 발효 추출액 및 제 2 발효 추출액의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 포접 복합체를 첨가한 후에, 교반하여 분자캡슐화시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 단계 1에서, 세절된 녹용 100 중량부 당 200 내지 500 중량부의 정제수가 첨가되며, 열수 추출이 80 내지 100℃에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 바실러스 균주 배양액이 바실러스 카제이(Bacillus casei)를 함유함을 특징으로 하는 방법.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서, 아스퍼질러스 균주 배양액이 아스퍼질러스 카제이(aspergillus casei)를 함유함을 특징으로 하는 방법.
8. 제 2항에 있어서, 제 1 발효 추출액, 제 2 발효 추출액, 및 제 1 발효 추출액 및 제 2 발효 추출액의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 이러한 혼합물 100 중량부 당 20 내지 30 중량부의 포접 복합체를 첨가한 후에, 60 내지 70℃에서 교반하고, 이를 상온까지 서서히 냉각시켜 분자캡슐화 시킴을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8항에 있어서, 포접 복합체가 사이클로덱스트린, 크라운 에테르, 폴리옥시알킬렌, 프로포린, 폴리실록산, 포파젠, 및 제올라이트로부터 선택된 것을 특징으로 하는 방법.
10. 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액과 포접 복합체로부터 형성된 복합체.
11. 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 고형의 녹용분에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액과 포접 복합체로부터 형성된 복합체.
12. 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 액상분에 바실러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액과, 세절된 녹용을 열수 추출하여 얻어진 고형의 녹용분에 아스퍼질러스 균주 배양액을 첨가 및 발효시켜 얻어진 발효 추출액의 혼합물, 및 포접 복합체로부터 형성된 복합체.
13. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 포접 복합체가 사이클로덱스트린, 크라운 에테르, 폴리옥시알킬렌, 프로포린, 폴리실록산, 포파젠, 및 제올라이트로부터 선택된 것을 특징으로 하는 복합체.
14. 제 2항에 따라 얻어진 생성물, 또는 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체를 고압 멸균시켜 얻어진 액상형의 녹용 발효 추출물.
15. 제 2항에 따라 얻어진 생성물, 또는 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체를 고압 멸균시키고 이를 동결건조시켜 얻어진 분말형의 녹용 발효 추출물.
16. 제 10항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 바실러스 균주 배양액에 함유되는 발효균주는, 바실러스 카제이(Bacillus casei, 수탁번호 KACC 91310P ), 바실러스 서브틸리스(B. subtilis), 바실러스 나토(B. natto), 바실러스 브레비스(B. brevis) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합체.
17. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 아스퍼질러스 균주 배양액에 함유되는 발효균주는 아스퍼질러스 카제이(aspergillus casei), 아스퍼질러스 오리재(A. oryzae), 아스퍼질러스 나이거(A. niger), 아스퍼질러스 글라우쿠스(A. glaucus), 그중에서도 아스퍼질러스 나이거(aspergillus niger) 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 복합체.
18. 제 1항 또는 제 2항에서 제조된 녹용 발효 추출물,
    제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체,
    제 2항에 따라 얻어진 생성물, 또는 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체를 고압 멸균시켜 얻어진 액상형의 녹용 발효 추출물, 및
    제 2항에 따라 얻어진 생성물, 또는 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체를 고압 멸균시키고 이를 동결건조시켜 얻어진 분말형의 녹용 발효 추출물로부터 선택된 것 중 하나 이상을 유효성분으로 함유한 기능성 건강식품.
19. 제 1항 또는 제 2항에서 제조된 녹용 발효 추출물,
    제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체, 및
    제 2항에 따라 얻어진 생성물, 또는 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 복합체를 고압 멸균시키고 이를 동결건조시켜 얻어진 분말형의 녹용 발효 추출물로부터 선택된 것 중 하나 이상을 유효성분으로 함유한 기능성 화장품.

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