KR101173549B1 - 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조 방법 - Google Patents

항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조 방법 Download PDF

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오정석
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Abstract

본 발명은 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 제조 방법, 및 이에 의해 제조된 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물를 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물은, 일반적인 홍국쌀 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 추출물에 비해 활성산소 소거능이 뛰어나, 항산화제로 유용하게 이용될 수 있다.

Description

항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조 방법 {Method for preparing fermented red yeast rice extract with antioxidant activity}
본 발명은 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물에 관한 것이다.
호흡을 통해 인체 내로 들어온 산소는 에너지 대사를 거치며 환원되는데, 산소의 95% 이상은 일반적으로 세포의 대사과정에서 생성되는 전자 4개를 받아 완전히 환원되어 물 두 분자가 되나, 일부의 산소는 전자를 4개까지 받지 못하고 불완전하게 환원되어 자유 라디칼 (free radical) 상태가 된다. 자유 라디칼은 제일 바깥쪽 전자각에 짝지어지지 않은 전자(unpaired electron)를 포함하는 화합물을 말하는 것으로, 전자를 채워 완전한 화합물이 되기 위해 주위의 물질로부터 전자를 받으려는 성질로 말미암아 높은 반응성을 나타내며, 그 결과 다른 분자를 공격해 전자를 빼앗고 공격받은 분자 자체를 산화시켜 버린다. 자유 라디칼 중, 생체 내에서 가장 빈번히 출현하는 산소 라디칼 (슈퍼옥사이드(02-), 하이드록실라디칼(OH) 등)과, 라디칼은 아니나 반응성이 강한 산소물인 과산화수소(H2O2) 및 단일상태 산소(singlet oxygen)을 가리켜 흔히 활성산소(reactive oxygen)라 부르며, 그 중에서도 하이드록실 라디칼과 단일상태 산소가 수용액 중에서 가장 강한 반응성을 나타낸다.
과잉 생성된 유해한 활성산소는 신체 내 불포화 지방산과 지질 및 콜레스테롤을 산화시켜, 신체 내 세포를 파괴하는 과산화지질을 생성한다. 과산화지질로 인해 지질분자의 구조적 변화가 넓은 범위에 걸쳐 일어나면 생체막 유동성의 감소, 생체막 포텐셜 (membrane potential)의 감소, 이온투과성의 증가, 세포 소기관 내용물의 누출 등이 일어나 결국은 세포기능의 저하와 세포의 죽음을 초래할 수 있다. 또한 과산화지질은 혈관 벽에 계속 부착되어 혈류를 심각하게 손상시킬 수 있어 조직상에 국소적인 장애가 생기면서 각종 질환이 유발된다. 또한 활성산소에 의해 지질, 단백질, 당 및 DNA 등이 비가역적으로 파괴되므로 암을 비롯하여 간 질환, 뇌혈관 장해로 인한 뇌졸중, 심근경색, 당뇨병성 혈관장애, 고지혈증, 급성염증, 류머티스성 질환, 소화기 질환, 면역 질환 등 각종 인체 질환이 야기되며, 산화적 손상들이 오랜 시간 축적되어 노화와 죽음에 이르게 된다. 따라서, 활성산소를 제거시키거나 자유 라디칼 생성을 억제하는 항산화 물질들은 과량 생성된 활성산소에 의해 발생한 암을 비롯하여 동맥경화, 관절염, 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병, 자가면역질환 등의 각 질병의 예방 및 치료와 피부 노화 억제를 목적으로 이용될 수 있다 (Hajieva, P.; Behl, C. Antioxidant as a potential therapy against age-related neurodegenerative diseases: amyloid Beta toxicity and Alzheimer's disease. Curr. Pharm. Des. 12(6): 699-704. 2006. Cherubini, A.; Vigna, G. B.; Zuliani, G.; Ruggiero, C.; Senin, U.; Fellin, R. Role of antioxidants in atherosclerosis. Curr. Pharm. Des. 11((16): 2017-2032. 2005. Zhao, B. Natural antioxidants for neurodegenerative diseases. Mol. Neurobiol. 31: 283-293, 2005. Murakami, A.; Ohigashi, H. Cancer-preventive antioxidants that attenuate free radical generation by inflammatory cells. Biol. Chem. 387: 387-392. 2006).
따라서 유해 산소를 억제할 수 있는 강력하면서도 독성이 없는 항산화 물질의 개발이 꾸준히 진행되고 있으며, 특히 항산화력이 인정된 식물은 건강기능성식물로 인정받음에 따라 천연 항산화제에 대하여 관심이 증가하고 있다. 항산화제는 합성 항산화제와 천연 항산화제로 구분되며, 합성항산화제는 BHA (Butylated hydroxy anisol)와 BHT (Butylated hydroxy toluene)를 가장 많이 사용하고 있다(J Korean Soc Food Tec 14:283-288). 이전 연구에서 사람이 50 ㎎/㎏/day 이상의 합성 항산화제를 섭취할 경우 생체효소의 변화로 암 등의 질병을 유발한다고 보고하고 있어 사용량과 사용 대상 식품 등을 법적으로 규제(식품의약품안정청 2006)하고 있으므로 점차 천연 항산화제로 전환하려는 추세이다(J Korean Soc Food Tec 19:60). 이러한 추세에 따라 생약제, 과채류와 식용식물, 후추와 허브 등의 항산화 작용에 관한 연구 등과 같이 천연 식물체의 항산화 작용에 관한 연구가 많이 진행되고 있다.
한편, 홍국은 모나스쿠스 속 균주로 발효시켜 만든 붉은색 쌀로, 발효 과정에서 진분홍색 물질인 모나콜린 K를 분비하며, 콜레스테롤 분해 작용 등이 있다고 알려져 있다. 홍국은 일본과 중국에서 먼저 생산하기 시작하였으며, 현재 우리나라에서는 이를 건강기능식품으로 식품의약품안전청이 인가하여, 홍국을 이용한 활발한 연구가 진행되고 있다.
이에 본 발명자들은 상기한 바와 같이, 기존의 항산화제의 한계점을 극복하고, 항산화능이 높고, 부작용이 적은 천연 항산화제를 개발하기 위해 연구를 수행한 결과, 홍국쌀 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소를 바실러스 서브틸리스 균주로 2차 발효하여 제조한 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물이 뛰어난 항산화능을 가짐을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
국내특허출원번호 : 10-2002-0084882
본 발명의 목적은 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (a) 쌀에 모나스쿠스 필로수스 (monascus pilosus)를 접종한 후 1차 발효하여 홍국쌀을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 홍국쌀을 추출한 후 여과하여 홍국쌀 추출물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 홍국쌀 추출물을 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종한 후 2차 발효하는 단계;를 포함하는 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 홍국쌀 발효 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소를 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종하여 발효하는 단계를 포함하는 항산화능을 가지는 홍국색소 발효 추출물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물을 제공한다.
본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물은 현저한 활성산소 소거능을 가지고 있어, 항산화제로 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 홍국쌀 발효 추출물의 활성 산소 소거능을 확인한 도이다.
도 2는 본 발명의 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 활성 산소 소거능을 확인한 도이다.
도 3은 본 발명의 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 HPLC 를 통해 분석한 도이다.
본 발명은 일 양태로써, (a) 쌀에 모나스쿠스 필로수스 (monascus pilosus)를 접종한 후 1차 발효하여 홍국쌀을 제조하는 단계; (b) 상기 (a) 단계의 홍국쌀을 추출한 후 여과하여 홍국쌀 추출물을 수득하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계의 홍국쌀 추출물을 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종한 후 2차 발효하는 단계;를 포함하는 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법에 대해 단계별로 상세히 설명한다.
상기 (a) 단계는 쌀에 모나스쿠스 필로수스 (monascus pilosus)를 접종한 후 1차 발효하여 홍국쌀을 제조하는 단계로, 20 내지 30°C, 5 내지 15 일간의 배양 조건에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 배양 조건의 범위를 벗어나는 경우에는 충분한 발효가 이루어지지 않아, 항산화 효과가 낮으며, 부작용의 우려가 있다. 상기 균주의 접종 시 접종량은 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 1 내지 10 중량%의 양으로 접종한다.
상기 (b) 단계는 (a) 단계의 홍국쌀을 추출한 후 여과하는 단계로, 추출 용매로는 물, 탄소수 1내지 4의 알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 이용하여 추출하며, 바람직하게는 10 내지 99% 에탄올, 더욱 바람직하게는 80% 에탄올로 추출한다. 추출 시 실온에서 함침하거나 가온할 수 있다. 상기 추출액을 여과하고, 감압농축하여 홍국쌀 추출물을 수득한다.
상기 (c) 단계는 (b) 단계의 홍국쌀 추출물을 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종한 후 2차 발효하는 단계로, 30 내지 40 °C, 5일 내지 15일간의 배양조건에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 배양 조건의 범위를 벗어나는 경우에는 일반적인 홍국쌀과 비교하여 항산화 효능의 차이가 크지 않으며, 부작용의 우려가 있다. 상기 균주의 접종 시 접종량은 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 접종한다.
또한, 상기 (c) 단계의 배지는 균주가 생장할 수 있는 배지라면 어떠한 종류라도 무방하며, 이에 제한되지는 않으나, 천연 배지, 합성 배지 및 반합성 배지를 포함하고, 구체적으로는 효모 추출물 배지, 무아미노산 효모 질소원 배지, 맥아추출물 배지, 펩톤 배지, 폴리펩톤 배지, 트립톤 배지, 탈지분유 배지, 카사미노산 배지, 소이톤 배지, 밀기울 배지, 탈염간장 배지, 콘스팁리쿼 배지, 육즙 추출물 배지, 메주가루 배지, 청국장가루 배지, 고춧가루 배지, 영양 배지, 감자 배지, 사브로드포도당 배지, 트립틱콩 배지, 크자펙-독스(Czapek-Dox) 배지, TSA (Trypticase Soy Agar) 배지, BHI (Brain heart infusion) 배지, LB (Luria-Bertani) 배지, TBS (Tris-Buffered Saline) 배지, SD (Sabouraud Dextrose) 배지, MRS (de Man, Rogosa and Sharpe) 배지 등을 포함하며, 바람직하게는 LB (Luria Bertani) 배지이다.
또한, 본 발명은 또 다른 양태로써, 홍국색소를 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종하여 발효하는 단계를 포함하는 항산화능을 가지는 홍국색소 발효 추출물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 홍국색소는 모나스쿠스 종의 균주가 생산하는 색소로써, 모나스콜부린, 앙카플라빈, 루블로판크타친을 주요 성분으로 하는 수용성의 적색 색소로, 일반적으로 홍국쌀의 추출물로부터 분리하여 수득한다. 상기 홍국색소는 직접 모나스쿠스 종의 균주가 생산하는 배양물질로부터 분리한 것 또는 시판되는 것을 제한 없이 이용할 수 있다.
상기 발효는 30 내지 40 °C, 5일 내지 15일간의 배양조건에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 배양 조건의 범위를 벗어나는 경우에는 일반적인 홍국색소와 비교하여 항산화 효능의 차이가 크지 않으며, 부작용의 우려가 있다. 상기 균주의 접종 시 접종량은 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 접종한다.
또한, 상기 배지는 균주가 생장할 수 있는 배지라면 어떠한 종류라도 무방하며, 이에 제한되지는 않으나, 천연 배지, 합성 배지 및 반합성 배지를 포함하고, 구체적으로는 효모 추출물 배지, 무아미노산 효모 질소원 배지, 맥아추출물 배지, 펩톤 배지, 폴리펩톤 배지, 트립톤 배지, 탈지분유 배지, 카사미노산 배지, 소이톤 배지, 밀기울 배지, 탈염간장 배지, 콘스팁리쿼 배지, 육즙 추출물 배지, 메주가루 배지, 청국장가루 배지, 고춧가루 배지, 영양 배지, 감자 배지, 사브로드포도당 배지, 트립틱콩 배지, 크자펙-독스(Czapek-Dox) 배지, TSA (Trypticase Soy Agar) 배지, BHI (Brain heart infusion) 배지, LB (Luria-Bertani) 배지, TBS (Tris-Buffered Saline) 배지, SD (Sabouraud Dextrose) 배지, MRS (de Man, Rogosa and Sharpe) 배지 등을 포함하며, 바람직하게는 LB (Luria Bertani) 배지이다.
또한, 본 발명은 또 다른 양태로써, 상기 제조방법에 의해 제조된 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물을 제공한다.
상기 항산화용 조성물은 식품 조성물 및 화장료 조성물을 포함한다.
본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물은 활성산소를 제거하는 항산화 활성을 가지고 있으므로, 피부 노화를 방지하기 위한 식품 조성물로 이용될 수 있다.
본 발명에서, ‘건강기능식품’이란 질병의 예방 및 치료, 생체방어, 면역, 병후의 회복, 노화 억제 등 생체조절기능을 가지는 식품을 말하는 것으로, 장기적으로 복용하였을 때 인체에 무해하여야 한다.
본 발명의 조성물을 건강기능식품으로 사용할 경우, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15 중량 % 이하, 바람직하게는 10 중량 % 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 포함할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스, 수크로오스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 0.01 내지 10 g, 바람직하게는 약 0.01 내지 0.1 g 이다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일주스, 과일주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물은 활성산소를 제거하는 항산화능을 가지고 있으므로, 피부 노화를 방지하기 위한 화장료 조성물로 이용될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형의 형태로 제조할 수 있다. 유화 제형의 화장품으로는 영양화장수, 크림, 에센스 등이 있으며, 가용화 제형의 화장품으로는 유연화장수가 있다. 본 발명에 적합한 화장품의 제형으로는 예를 들면 용액, 겔, 고체 또는 반죽 무수 생성물, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 현탁액, 마이크로에멀젼, 마이크로캡슐, 미세과립구 또는 이온형(리포좀), 비이온형의 소낭 분산제의 형태, 크림, 스킨, 로션, 파우더, 연고, 스프레이 또는 콘실 스틱의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 폼(foam) 형태 또는 압축된 추진제를 더 함유한 에어로졸 조성물의 형태로도 제조될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 추가로 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온 봉쇄제 및 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 지질 소낭 또는 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 또는 피부과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다. 그리고, 상기의 성분들은 피부과학 분야에서 일반적으로 사용되는 양으로 도입될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예, 실험예 및 제조예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예, 실험예 및 제조예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예, 실험예 및 제조예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 홍국쌀 발효 추출물의 제조
홍국쌀 발효 추출물을 제조하기 위하여, 쌀에 모나스쿠스 필로수스 (Monascus pilosus)를 5 중량% 농도로 접종한 후, 24 ℃에서 10 일간 1차 발효하였다. 상기에서 제조한 홍국쌀 700 g에 80% 에탄올 5리터를 가하고, 24시간 동안 방치한 후, 거름종이로 여과하였다. 상기 홍국쌀 추출물을 진공회전증발기를 이용하여 50 ℃ 이하에서 감압농축하고 동결 건조하여 분말 상태의 홍국쌀 추출물을 수득하였다. 이 후, 상기 홍국쌀 추출물을 포함하는 LB배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 1 %의 농도로 접종하고, 37 ℃에서 10일간 배양하여 2차 발효하였다. 이를 실린지 필터하여 여과한 후, 최종 홍국쌀 발효 추출물을 수득하였다.
실시예 2. 홍국색소 발효 추출물의 제조
홍국색소 발효 추출물을 제조하기 위하여, 상업적으로 판매되고 있는 홍국색소 분말을 구입(모나스칼라 SD-350, msckorea, 한국)하여 이용하였다. LB 액체 배지 1 L에 홍국색소 분말 추출물 100g을 첨가하고, 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 1 %의 농도로 접종한 후, 37 ℃에서 10일간 배양하여 2차 발효하였다 (1차 발효는 홍국쌀을 제조하는 과정에서 이루어짐). 상기 여과액을 실린지 필터를 통해 여과하여 최종 홍국색소 발효 추출물을 수득하였다.
실험예 1. 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 항산화능 검증
상기 실시예 1에서 제조한 홍국쌀 발효 추출물 및 상기 실시예 2에서 제조한 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 항산화능을 검증하기 위하여, DCFDA를 이용하여 활성산소 소거능을 확인하였다. DCFDA(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate)를 이용한 실험은 DCFH-DA(2', 7'-dichlorofluorescin diacetate)로부터 수산화 나트륨(sodium hydroxide) 처리에 의해 생성된 DCFH가 ROS에 의해 DCF(dichlorofluorescein)로 산화되는 현상을 이용한 실험이다. 보다 구체적으로는, 쥐(Rat)에서 유래된 간세포인 H4IIE를 96 웰 플레이트에서 90-100% 자랄 때까지 배양한 후, 혈청이 없는 배지로 교체하고 24시간 동안 배양하여 혈청을 고갈시켰다. 상기 실시예 1에서 제조한 홍국쌀 발효 추출물 또는 실시에 2에서 제조한 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 농도별 (0.1-1 mg/ml)로 1시간 동안 전처리하고, 25 μM DCFDA를 세포에 첨가하여 30 분간 배양한 후 500 μM 의 H2O2로 ROS를 유발시켰다. 형광분석기(Fluoremeter)를 이용하여 여기 (excitation) 파장 488 nm 및 방출 (emission) 파장 525 nm에서 형광도를 분석하였다. 음성대조군으로 아무것도 처리하지 않고 ROS도 유발시키지 않은 군 (-)과 아무것도 처리하지 않고 H2O2로 ROS만을 유발시킨 군 (-, H2O2)을 이용하였으며, 양성대조군으로 2차 발효를 거치지 않은 홍국쌀 추출물 또는 홍국색소 추출물을 이용하였다. 본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 활성산소 제거능을 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 일반적인 홍국쌀 추출물 (RYR)에 비하여, 본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 (FRYR)이 H2O2로 유도된 ROS를 대조군 수준으로 감소시키는 것을 확인하였다. 이를 통해 본 발명의 2차 발효를 통해 생산된 홍국쌀 발효 추출물이 뛰어난 항산화능을 가짐을 확인하였다.
또한, 도 2에 나타낸 바와 같이, 일반적인 홍국색소 추출물 (RYP)에 비하여, 본 발명의 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물 (FRYP)이 H2O2로 유도된 ROS를 대조군 수준으로 감소시키는 것을 확인하였다. 이를 통해 본 발명의 2차 발효를 통해 생산된 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물이 뛰어난 항산화능을 가짐을 확인하였다.
실험예 2. HPLC 분석
실험예 1에서 확인된 본 발명의 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물이 가지는 항산화능의 원인 물질을 확인하기 위하여 HPLC를 수행하였다.
보다 구체적으로는, 표준용액으로 모나스쿠스 속 균주로부터 생성되는 물질인 심바스타틴(simvastatin), 로바스타틴 (lovastatin)을 사용하였으며, 시료는 0.2 μm 필터로 여과하고 그 중 5 μl를 주입하여 분석하였다. 이동 용매로는 77.5%의 MeOH와 18 mM o-phosphoric acid 22.5%를 섞어 사용하였으며, 유속은 1ml/min으로 하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 일반적인 홍국색소 추출물 (RYP)에서는 피크의 변화가 관찰되지 않았지만, 본 발명의 홍국쌀로부터 분리한 홍국색소 발효 추출물 (FRYP)에서는 심바스타틴(simvastatin)과 로바스타틴 (lovastatin)사이에서 피크가 생성되는 것이 관찰되었다. 이를 통해 홍국색소의 2차 발효를 통하여, 항산화 효능을 현저히 증가시킬 수 있는 생변환 (bioconversion) 이 유도되었음을 확인하였다. 홍국색소가 유래된 홍국쌀 발효 추출물 역시 유사한 생변환 현상이 확인되었다.
실험예 3. 관능검사
1. 식품 조성물의 관능검사
상기 실시예 1에서 제조한 홍국쌀 발효 추출물 및 상기 실시예 2에서 제조한 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 식품 조성물로의 이용 가능성을 평가하기 위하여 관능검사를 수행하였다. 관능검사는 20대 연령 10명의 피험자 (남자: 5명, 여자: 5명)를 대상으로 실시하였다. 관능검사 30분 전부터 향수나 화장품의 사용은 금지하였으며 음식물의 섭취를 금하였다. 검사 항목은 향, 맛 및 전체적인 기호도로 각 항목에 대하여 5점 척도법으로 평가하였으며 (1:매우나쁘다, 2:나쁘다, 3:보통이다, 4:좋다, 5:매우좋다), 그 결과를 표 1에 나타내었다.
홍국쌀 추출물 홍국쌀 발효추출물
( 실시예 1) 		홍국색소 추출물 홍국색소
발효 추출물
( 실시예 2)
향 3 4 3 4
맛 3 3.5 3 4
전체적인 기호도 3 4 3 4
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물은 일반적인 홍국쌀 추출물 또는 홍국색소 추출물에 비해 향, 맛 및 전체적인 기호도가 우수하게 나타났으며, 이를 통해 식품 조성물로서의 이용 가능성을 확인하였다.
2. 화장료 조성물의 관능검사
상기 실시예 1에서 제조한 홍국쌀 발효 추출물 및 상기 실시예 2에서 제조한 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 화장료 조성물로의 이용 가능성을 평가하기 위하여 관능검사를 수행하였다. 관능검사는 20대 연령 10명의 피험자 (남자: 5명, 여자: 5명)를 대상으로 실시하였다. 상기 실시예 1에서 제조한 홍국쌀 발효 추출물 및 상기 실시예 2에서 제조한 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물을 포함하는 화장품 제제(크림, 로션, 스킨, 에센스)를 제제예 2와 같이 제조하였다. 이를 피험자의 손등 피부에 24시간, 48시간 동안 첩포한 후, 피부의 보습효과 및 피부의 부드러움 정도에 대하여 5점 척도법으로 평가하였으며 (1:매우나쁘다, 2:나쁘다, 3:보통이다, 4:좋다, 5:매우좋다), 그 결과를 표 2에 나타내었다.
홍국쌀 추출물 홍국쌀 발효추출물
( 실시예 1) 		홍국색소 추출물 홍국색소
발효 추출물
( 실시예 1)
피부의 보습효과 3 4 3 4.5
피부의 부드러움 3 4 3.5 4
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물은 일반적인 홍국쌀 추출물 또는 홍국색소 추출물에 비해 피부의 보습 효과 및 부드러움 정도가 우수하게 나타났으며, 이를 통해 화장료 조성물로서의 이용 가능성을 확인하였다.
이하 본 발명의 상기 조성물을 함유하는 식품 조성물 및 화장료 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 식품 조성물의 제조
1-1. 건강기능식품의 제조
홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국색소 발효 추출물 100 mg
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이트 70 μg
비타민 E 1.0 mg
비타민 B1 0.13 mg
비타민 B2 0.15 mg
비타민 B6 0.5 mg
비타민 B12 0.2 μg
비타민 C 10 mg
비오틴 10 μg
니코틴산아미드 1.7 mg
엽산 50 μg
판토텐산 칼슘 0.5 mg
무기질 혼합물 적량
황산제1철 1.75 mg
산화아연 0.82 mg
탄산마그네슘 25.3 mg
제1인산칼륨 15 mg
제2인산칼슘 55 mg
구연산칼륨 90 mg
탄산칼슘 100 mg
염화마그네슘 24.8 mg
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
1-2. 건강음료의 제조
홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국색소 발효 추출물 100 mg
비타민 C 15 g
비타민 E(분말) 100 g
젖산철 19.75 g
산화아연 3.5 g
니코틴산아미드 3.5 g
비타민 A 0.2 g
비타민 B1 0.25 g
비타민 B2 0.3g
물 정량
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 l 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.
제제예 2. 화장료 조성물의 제조
2-1. 유연화장수(스킨로션)의 제조
홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국색소 발효 추출물 0.5 %
베타-1,3-글루칸 1.0 %
부틸렌글리콜 2.0 %
프로필렌글리콜 2.0 %
카르복시비닐폴리머 0.1 %
피이지-12 노닐페닐에테르 0.2 %
폴리솔베이트 80 0.4 %
에탄올 10.0 %
트리에탄올아민 0.1 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 %
2-2. 영양화장수( 밀크로션 )의 제조
홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국색소 발효 추출물 0.5 %
베타-1,3-글루칸 1.0 %
밀납 4.0 %
폴리솔베이트 60 1.5 %
솔비탄세스퀴올레이트 1.5 %
유동파라핀 0.5 %
카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 5.0 %
글리세린 3.0 %
부틸렌글리콜 3.0 %
프로필렌글리콜 3.0 %
카르복시비닐폴리머 0.1 %
트리에탄올아민 0.2 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 %
2-3. 영양크림의 제조
홍국쌀 발효 추출물 또는 홍국색소 발효 추출물 1.0 %
베타-1,3-글루칸 5.0 %
밀납 10.0 %
폴리솔베이트 60 1.5 %
피이지 60 경화피마자유 2.0 %
솔비탄세스퀴올레이트 0.5 %
유동파라핀 10.0 %
스쿠알란 5.0 %
카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 5.0 %
글리세린 5.0 %
부틸렌글리콜 3.0 %
프로필렌글리콜 3.0 %
트리에탄올아민 0.2 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 %

Claims (12)

  1. (a) 쌀에 모나스쿠스 필로수스 (monascus pilosus)를 접종한 후 1차 발효하여 홍국쌀을 제조하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계의 홍국쌀을 추출한 후 여과하여 홍국쌀 추출물을 수득하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계의 홍국쌀 추출물을 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종한 후 2차 발효하는 단계;를 포함하는 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (a)단계에서 1차 발효는 20 내지 30 °C, 5 내지 15 일간의 배양 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 (b)단계에서 홍국쌀 추출물은 홍국쌀을 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매로 추출한 것을 특징으로 하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (c)단계에서 2차 발효는 30 내지 40 °C, 5일 내지 15일간의 배양 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 배지는 효모 추출물 배지, 무아미노산 효모 질소원 배지, 맥아추출물 배지, 펩톤 배지, 폴리펩톤 배지, 트립톤 배지, 탈지분유 배지, 카사미노산 배지, 소이톤 배지, 밀기울 배지, 탈염간장 배지, 콘스팁리쿼 배지, 육즙 추출물 배지, 메주가루 배지, 청국장가루 배지, 고춧가루 배지, 영양 배지, 감자 배지, 사브로드포도당 배지, 트립틱콩 배지, 크자펙-독스(Czapek-Dox) 배지, TSA (Trypticase Soy Agar) 배지, BHI (Brain heart infusion) 배지, LB (Luria-Bertani) 배지, TBS (Tris-Buffered Saline) 배지, SD (Sabouraud Dextrose) 배지 및 MRS (de Man, Rogosa and Sharpe) 배지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 배지인 것을 특징으로 하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀 발효 추출물의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소를 포함하는 배지에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtillis)를 접종하여 발효하는 단계를 포함하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 발효는 30 내지 40 °C, 5일 내지 15일간의 배양 조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 배지는 효모 추출물 배지, 무아미노산 효모 질소원 배지, 맥아추출물 배지, 펩톤 배지, 폴리펩톤 배지, 트립톤 배지, 탈지분유 배지, 카사미노산 배지, 소이톤 배지, 밀기울 배지, 탈염간장 배지, 콘스팁리쿼 배지, 육즙 추출물 배지, 메주가루 배지, 청국장가루 배지, 고춧가루 배지, 영양 배지, 감자 배지, 사브로드포도당 배지, 트립틱콩 배지, 크자펙-독스(Czapek-Dox) 배지, TSA (Trypticase Soy Agar) 배지, BHI (Brain heart infusion) 배지, LB (Luria-Bertani) 배지, TBS (Tris-Buffered Saline) 배지, SD (Sabouraud Dextrose) 배지 및 MRS (de Man, Rogosa and Sharpe) 배지로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 배지인 것을 특징으로 하는, 항산화능을 가지는 홍국쌀로부터 유래된 홍국색소 발효 추출물의 제조방법.
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