KR101221618B1 - 노근추출물을 유효성분으로 함유하는 스트레스 완화, 피로회복 또는 운동수행능력 증강용 식품조성물 - Google Patents
노근추출물을 유효성분으로 함유하는 스트레스 완화, 피로회복 또는 운동수행능력 증강용 식품조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 노근추출물을 유효성분으로 함유하는 식품조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 노근추출물을 유효성분으로 함유하는 운동수행능력 증강용 식품조성물, 피로 회복용 식품 조성물 또는 스트레스 완화용 식품 조성물에 관한 것이다. 노근추출물이 함유된 본 발명의 조성물은 스트레스를 억제하는 항스트레스 효과가 우수하다. 또한 피로회복 활성과 더불어 운동수행능력을 증강시키는 효과가 있다. 따라서 노근추출물이 함유된 본 발명의 조성물은 운동수행능력 증강용, 피로 회복용 또는 스트레스 완화용 식품조성물로 유용하게 사용될 수 있다.
노근추출물, 피로회복, 스트레스 완화, 운동수행능력 증강
Description
본 발명은 노근추출물을 유효성분으로 함유하는 운동수행능력 강화, 피로회복용 또는 스트레스 완화용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노근추출물을 유효성분으로 함유하는 운동수행능력 강화, 피로회복 또는 스트레스 완화용 식품 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 ‘피로’란 ‘작업을 할 때 작업능률이 저하되는 상태’, ‘항상성의 혼란이 일어나는 상태’ 또는‘대뇌피질의 제지작용이 일어나는 상태’로서 ‘육체적, 정신적 활동을 하기 위한 능력의 감소’라고 정의할 수 있다.
‘피로’라는 신호가 오면 신체는 휴양을 취하고 회복할 수 있는 시간이 필요하나, 바쁜 현대사회에서는 이와 같은 피로와 피로회복의 순환을 제대로 지킨다는 것이 어려운 일이다. 과로로 인한 피로의 축적은 자칫 만성피로를 유발하고, 소화성 궤양, 고혈압, 당뇨병 등의 많은 질병을 유발할 수도 있다. 그리고 암, 뇌졸 증, 심장질환은 현대인의 주요 3대 사망원인이기도 하며, 과로는 이들의 주요원인이 되고 있는 실정이다. 최근 웰빙 열풍으로 삶의 여유를 즐기고, 각종 성인병의 예방과 치료를 위하여 운동의 중요성이 부각되고 있다. 이와 같은 사회적 관심으로 운동선수들뿐만 아니라 일반인들도 운동수행능력 향상과 효율적인 피로회복을 위한 과학적인 식품섭취에 대하여 필요성이 증가하고 있다.
피로(fatigue) 혹은 스트레스(stress)가 쌓였다고 표현하는 것은 심신의 기능이 원활히 이루어지지 않는 경우를 이르는 것이다. 주로 ‘피로(fatigue)’의 경우 근 수축 활동에 요구되는 힘을 충분히 발휘하지 못하는 상태, 즉 운동수행능력이 감소된 상태(Gibson H, et al, Sports Med., 1985. 2(2):120-32)라고 할 수 있으며, 육체적인 피로와는 대조적으로 스트레스(Stress)는 정신적인 과부하로 인해 오는 신체리듬의 불균형으로 이해할 수 있다. 따라서 넓은 의미의 피로는 fatigue와 stress를 모두 포함하는 개념으로 육체적 또는 정신적 활동을 하기 위한 능력의 감소라고 할 수 있고, 구체적으로는 fatigue는 주로 육체적 피로로 작업능률이 저하되는 상태, 그리고 stress는 정신적 피로로 항상성의 혼란이 일어나는 상태를 말한다(식약청 건강기능식품의 피로회복 관련 기능성 평가체계 구축, 연구결과보고서).
일반적으로 신체에 미치는 자극이 일정한 정도 이상이 될 경우 신체에 손상을 주게 되는데, 이때 생체는 그 자극의 종류에 관계없이 일정한 위협에 대한 반응으로 비특이적인 전신증후군(general adaptative syndrome)을 나타내며, 이러한 현상을 스트레스라 한다(Selye, H. :The stress of life, Toronto, Longnans Green and Co., pp. 1-50, 1958). 이러한 스트레스는 다양한 현상으로 나타나는데, 긴장성 두통, 편두통, 고혈압, 소화불량, 피로, 통증, 갱년기 장해, 발모, 피부의 거칠어짐이 그 예가 된다. 또한 스트레스가 만성적으로 지속되면 각종 신경증, 위궤양 등이 나타나며, 신체의 생리활성, 면역활성 등이 저하하고, 정신적 활동을 위축시키고 정서가 불안정해져 비정상적 행동을 유발하기도 한다.
특히, 현대사회에서는 스트레스가 과도하게 발생하고 있기 때문에 스트레스는 매우 중요한 사회적 문제로 대두되고 있다.
스트레스를 유발하는 원인과 그 신체의 변화는 다양하지만 공통적으로는 교감신경계인 뇌하수체-부신계(HPA)의 기능을 항진시켜 호르몬 분비를 유발하여 부신의 기능항진과 비장의 기능저하를 일으키고, 그 결과 스트레스에 의한 모든 증상이 나타나는 것으로 알려지고 있다. 스트레스가 부가되면 비장은 면역기능의 감퇴로 인하여 무게가 현저히 줄어들며, 부신피질자극호르몬에 의하여 부신의 기능이 항진되어 무게가 증가되며, 지질감소현상이 일어나고, 코르티졸(cortisol)의 분비가 촉진된다. 코르티졸의 양은 연령 및 스트레스에 따라 증가하는 경향이 있으며 이는 또한 비만에 기여한다. 또한, 스트레스가 부가되면 부신은 호르몬을 분비하여 혈액 내에서 콜레스테롤, 혈당, 락테이트 디하이드로게나제(lactate dehydrogenase: LDH) 등을 증가시킨다.
한편 스트레스와 연관이 깊은 위 궤양의 경우에는 활성산소종이 이러한 소화기관의 궤양 생성에 관여한다는 것이 알려져 있다.
활성산소종(Reactive Oxygen Species; ROS)을 제거하기 위한 생체 방어시스 템은 수퍼옥사이드 디스뮤타아제(superoxide dismutase), 카탈라아제(catalase), 글루타치온 퍼옥시다아제(glutathione peroxidase) 등의 효소계에 의한 효소적 방어체계와 ROS나 자유라디칼의 연쇄반응을 중단 또는 종결시키는 비효소적 방어체계로 크게 구별된다. 산소를 이용하는 생물체는 수퍼옥사이드(superoxide)를 제거하는 효소인 SOD를 가지고 있어 생체는 수퍼옥사이드에 의한 손상으로부터 보호되고 있다. 카탈라아제는 조직내에서 SOD 등의 효소적 반응에 의해 생성된 H2O2를 제거하여 생체를 방어하는 기능을 나타낸다. 또한 대사과정 중 발생하는 활성산소종의 유리기를 제거할 뿐만 아니라 이들 활성산소에 의해 비가역적으로 불활성화 될 수도 있으며, 지방산화에 의해 생성된 유리기도 제거하는 것으로 보고된 바 있다. 동물조직 중 비단백 티올(thiol)의 대부분을 차지하는 글루타치온(GSH, glutathione)은 유리기제거제 역할과 H2O2 및 과산화지질을 대사시키는 GSH-Px의 기질로써 세포내 항산화제 중 중요한 역할을 담당하고 있다(Cho SY.et al., J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 32(3), pp458-463, 2003).
최근 한약재료를 이용하여 피로회복 혹은 스트레스 완화를 목적으로 하는 식품의 개발이 다양하게 시도되었다.
천연 한의약재를 이용한 피로회복용 조성물에 관한 연구로는 대한민국 공개특허공보 특2000-0066777호에서 천궁, 감초, 갈근, 지구자, 적양, 진피, 대조, 미나리, 및 은행잎을 추출한 추출액을 이용한 기능성 음료가 공개되었으며, 공개특허공보 제10-2005-0108856호에서는 황정, 맥문동, 구기자, 오미자를 함유하는 피로회 복용 한방음료가 공개되어 있다.
스트레스 해소용 식품에 대한 연구로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0006705호에서 심층수, 유기 게르마늄 및 향부자, 진피, 맥아, 산조인 및 대추를 필수성분으로 하는 스트레스 해소용 건강보조식품이 공개되었으며, 공개특허공보 제10-2004-0018888호에서 홍삼, 천마, 생지황즙 등을 주원료로 하는 스트레스 해소 식품이 공개되었다. 또한 공개특허공보 제10-2005-0080455호에서 종래의 사군자탕에 매실, 둥글레, 갈근, 계피 추출물을 추가한 항스트레스 효과를 가지는 가미사군자탕이 공개되었다.
갈대(Phragmites communis TRIN)는 벼과(Poaceae)의 다년생 초본으로 봄에서 가을 사이에 채취하여 수염뿌리를 제거하고 햇볕에 말린 것을 약재로 사용하며, 부위에 따라 뿌리줄기를 노근, 줄기를 노경, 잎을 노엽, 꽃을 노화라고 한다.
노근(Phragmitis Rhizoma)은 주로 한의학 재료로 사용되며 청열, 진토, 갈증제거, 소염, 이뇨, 해열 및 해독작용이 있다고 알려져 있다. 최근 노근의 다양한 효능을 이용하려는 연구가 진행되어 왔다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0105808호에는 노근에서 분리한 페놀성 화합물을 유효성분으로 하는 멜라닌 생성 저해 효과를 가지는 피부 미백용 화장료 조성물이 공개 되었고, 대한민국 등록특허공보 제10-0426925호에는 노근을 포함하는 한약재료 추출물이 구토, 두통 등 숙취현상의 유발을 억제하는 효과를 이용한 숙취해소용 음료조성물이 등록 되었다.
그러나 노근추출물에 대하여 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 억제 활성이 있는지에 대해서는 알려진 바가 전혀 없으며 이를 이용한 식품개발 역시 전무한 상태이다.
본 발명의 발명자들은 피로나 스트레스에 효과가 있는 천연성분으로 구성된 조성물에 관한 연구를 하는 중 노근추출물로 이루어진 조성물이 운동수행능력 증강, 피로회복 및 스트레스 억제 활성이 있는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 노근추출물을 유효성분으로 하는 피로회복용 식품조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 노근추출물을 유효성분으로 하는 스트레스 완화용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 노근추출물을 유효성분으로 하는 운동수행능력 증강용 식품조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 노근추출물을 유효성분으로 하는 피로회복용 식품 조성물을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 노근추출물을 유효 성분으로 하는 스트레스 완화용 식품 조성물을 제공한다.
또한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 노근추출물을 유효성분으로 하는 운동수행능력 증강용 식품 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 노근(Phragmitis Rhizoma)은 벼과(Poaceae)의 다년생 초본인 갈대(Phragmites communis TRIN)의 뿌리를 말하는 것이다. 노근추출물은 노근의 뿌리에서 추출된 액체를 말한다. 본 발명의 노근추출물은 당업계에 공지된 용매 추출법에 의해 제조할 수 있다. 추출용매로는 예를 들어, 물, 에탄올 및 메탄올과 같은 탄소수 1 내지 6개의 알코올, 아세톤, 에틸아세테이트, n-핵산, 디에틸에테르, 아세톤, 벤젠과 같은 유기용매 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 물, 탄소수 1 내지 6개의 알코올 또는 이들의 혼합용매를 사용하여 추출할 수 있다. 상기 용매 추출법에 의해 추출물을 제조하는 경우에는 열수 추출, 초음파 추출 및 환류 추출 방법을 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 노근추출물은 물을 용매로 이용하여 열수 추출방법에 의해 제조될 수 있다. 열수 추출시의 노근과 물의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 노근에 물을 3배～20배(중량기준)로 첨가할 수 있다. 바람직하게는, 추출효율을 증가시키기 위해서 노근에 대하여 물을 8배～15배(중량기준)로 첨가할 수 있다. 추출시 온도는 상압 하의 80℃ 내지 120℃에서 수행하는 것이 바람직하며 추출시간은 추출온도에 따라 다르지만, 0.5시간 내지 4시간, 바람직하게는 1시간 내지 3시간 동안 추출한다. 또한, 추출효율을 증대시키기 위해 노근을 분쇄기로 분쇄하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 본 발명의 노근추출물은 노근을 20～40mesh의 크기로 분쇄한 다음 음용수를 노근 분말에 10배로 첨가하고 100℃에서 2시간 동안 열수 추출한다. 상기 열수 추출액을 1시간 동안 방치하여 불순물 있는 하등액 10%를 제외한 상등액을 회수하여 동결건조 함으로써 노근추출물을 제조하였다.
본 발명은 노근추출물을 유효성분으로 하는 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화용 식품 조성물을 제공한다.
상기 본 발명에 따른 노근추출물의 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화 효과는 본 발명자들에 의해 동물실험을 통해 확인되었다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 조성물이 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 억제 활성을 가지는지 여부를 알아보기 위하여 상기 조성물을 매일 투여한 생쥐와 투여하지 아니한 대조군을 10일간 피로상태까지 수영을 하게 하여 총 수영시간을 측정하고 마지막 수영 후 혈액을 채취하여 화학적 검사를 수행하였다. 또한 이틀에 한번씩 체중을 측정하여 체중변화를 관찰하였다. 또한 수영 8일째와 10일째 수영 전후로 열판테스트를 실시하여 통증민감도 차이를 비교하였다. 그 결과 노근추출물을 매일 투여한 생쥐가 운동수행능력이 증강 되어 총 수영시간이 현저히 길고 피로에 의한 체중 감소가 억제되었으며, 피로에 의한 근 손상이 억제되는 것을 확인하였으며 스트레스에 의한 통증민감도 저하도 거의 없는 것을 확인하였다(실험예 2 참조).
또한 본 발명의 다른 일 실시예에서는 상기 조성물이 스트레스 억제 활성을 가지는지 여부를 알아보기 위하여 상기 조성물을 매일 투여한 생쥐와 투여하지 아니한 대조군을 침수구속을 통하여 스트레스를 주고 위 손상정도 측정, 출혈 정도 측정, 위 손상부위의 조직검사, 체중 측정, 부신, 비장의 무게 측정, 혈액검사, 골수세포형과산화효소 활성 측정, 위점막의 지질과산화 정도 측정, 환원형 클루타치온 양 측정 및 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈, 글루타치온 퍼옥시데이즈, 카탈라제의 활성 측정을 통하여 스트레스 억제 정도를 비교하였다.
그 결과 노근추출물을 매일 투여한 생쥐가 위 손상정도, 위출혈 정도가 현저히 낮으며 스트레스에 의한 혈당 증가, 비장의 위축, 부신의 비대 증상이 억제되며, 위 조직내의 염증정도를 나타내는 골수세포형과산화효소의 활성과 지질과산화 정도가 현저하게 낮아지며, 환원형 글루타치온의 농도 및 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈, 글루타치온 퍼옥시데이즈, 카탈라제의 활성이 높아지는 것을 확인하였다(실험예 1참조).
본 발명에 따른 식품 조성물은 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화에 효과가 있다고 알려진 공지의 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물 형태로 제조 할 수 있으며 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 예를 들면, 건강식품으로는 노근추출물이 함유된 차, 쥬스 및 드링크 형태로 제조 할 수 있으며, 노근추출물을 유효성분으로 하는 식품 조성물을 과립화, 캡슐화 또는 분말화하여 섭취할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에는 상기 노근추출물과 함께 보조성분으로 비타민 B, C, E나 베타카로틴, Ca, Mg, Zn 등의 미네랄 함유 화합물이나 레시틴 등의 인지질 또는 말톨, 올리고당, 아미노산 등의 화합물을 사용할 수 있으며, 이 중에서도 비타민 C, E나 베타카로틴, 말톨 등 중에서 2 내지 3 성분을 혼합하여 사용하면 생체 활성효과를 보강할 수 있기 때문에 더욱 바람직하다.
또한, 상기 성분 이외에도 공지의 첨가제로서 미각을 돋우기 위하여 매실, 레몬향, 파인애플향 또는 허브향과 같은 천연향료나 천연과즙, 클로르필린(Chlorophyllin), 플라보노이드(Flovonoid) 등의 천연색소 및 감미 성분인 과당, 벌꿀, 당알코올, 설탕 등과 구연산, 구연산나트륨 같은 산미제를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물 중 노근추출물의 바람직한 함유량으로는 식품의 전체 중량에 대하여 약 0.01내지 10중량%를 포함할 수 있다. 바람직하게는 0.1mg/kg/day 내지 200mg/kg/day의 양으로 섭취하는 경우 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화의 효과가 나타날 수 있다.
본 발명은 상기 식품 조성물을 포함하는 정제, 과립제, 및 액제로 구성된 그룹에서 선택된 형태의 기능성 식품을 제공한다.
기능성 식품이란 식품성분이 가지는 생체방어, 생체리듬의 조절, 질병의 예방과 회복 등 생체 조절 기능을 생체에 대하여 충분히 발휘할 수 있도록 설계되고 가공된 식품을 말한다.
상기 기능성 식품 제조는 본 발명의 식품 조성물이 포함되는 것 이외 다른 특별한 제한이 없으며, 통상의 식품학적으로 허용 가능한 식품보조첨가제로써 식품별로 필요한 성분을 추가로 함유할 수 있다.
정제는 가루나 결정성 물질을 뭉쳐서 눌러 둥글넓적한 원판이나 원추 모양으로 만든 제형으로 복용하기 쉽고 투여량이 정확하다. 본 발명의 기능성 식품 정제는 이에 제한되지는 아니하나 유당, 전분, 백당, 만니톨, 소르비톨, 무기염 등의 부형제를 포함 할 수 있으며, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분페이스트, 젤라틴, 트라가칸스, 메틸셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로즈 및/또는 폴리비닐피롤리딘과 같은 결합제를 함유할 수 있으며, 경우에 따라 전분, 한천, 알긴산 또는 그의 나트륨염과 같은 붕해제 또는 비등 혼합물 및/또는 흡수제, 착색제, 향미제, 및 감미제를 함유할 수 있다. 상기 제형은 통상적인 혼합, 과립화 또는 코팅 방법 에 의해 제조될 수 있다.
과립제는 둥글고 잔 알갱이 모양의 제형을 말하며, 혼합제제의 경우 항상 일정한 비율을 취할 수 있고 복용하기 쉽다. 본 발명의 과립제에는 필요에 따라 착색제, 방향제 등이 첨가 될 수 있으며, 적당한 제피제 등으로 제피를 할 수 있다. 과립제의 과립은 전제의 20%가 355um 이상 1400um이하의 크기를 가지는 것이 바람직하다.
액제는 액체로 된 제형을 말하며, 본 발명의 필요에 따라 안정제, 교미제, 보존제 등이 첨가 될 수 있다. 또한 본 발명의 기능성 음료조성물은 풍미개선을 위해 과실추출물을 추가로 포함할 수 있다. 과실추출물은 풍미개선과 함께 과실이 지니는 각종 유효성분을 함께 이용할 수 있는 장점을 준다. 상기 과실추출물에 사용되는 과실로는 이에 한정되는 것은 아니나 파인애플, 레몬, 감귤, 오렌지, 사과, 배, 그레이프후르츠, 살구, 딸기, 복숭아, 멜론, 구아바, 레몬, 자두에서 선택된 적어도 1종을 포함 할 수 있다. 기타 본 발명의 기능성 음료조성물에는 공지의 첨가물을 포함할 수 있다. 이들 공지의 첨가물로는 비타민류로는 니코틴산아마이드, 비타민 A, B, C, D, E, 엽산 등이 사용 될 수 있고, 아미노산류로는 L-글리신, L-라이신, DL-메치오닌, L-발린, 비오틴, L-시스테인, L-시스틴, L-트립토판, L-트레오닌, L-페닐알라닌 등이 사용 될 수 있고, 생약제제로는 구기자, 오가피, 백출, 백작약, 녹곽, 홍삼, 인삼, 음양곽, 우황, 황정 등이 사용 될 수 있고, 착향제로는 혼합과일향, 사과향, 요구르트향, 드링크향 등이 사용 될 수 있고, 감미제류는 정백당, 포도당, 과당, 프락토올리고당, 이소말토올리고당, 말토올리고당, 키토산올 리고당, 키토올리고당, 대두올리고당, 자일로올리고당, 이성화당(고과당), 전화당, 아스파탐, 스테비오사이드, 솔비톨, 만니톨 등이 사용될 수 있고, 산미제로는 구연산, DL-사과산, 호박산 등이 사용 될 수 있고, 안정화제로는 소르베이트류 중 폴리소르베이트 20, 폴리소르베이트 40, 폴리소르베이트 80 등이 사용 될 수 있고, 보존제류로는 안식향산 및 그의 유도체, 데히드로초산 및 그의 염류, 소르빈산 및 그의 염류 등이 사용 될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 노근추출물을 유효성분으로 하는 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화용 식품 조성물은 종래에 보고되지 않았던 노근의 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화 효능을 이용한 것으로 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화에 효과적이다. 따라서 본 발명의 노근추출물을 유효성분으로 하는 식품 조성물은 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화용 기능성 식품 제조에 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
노근추출물 제조
노근 100g을 20~40 mesh의 크기로 분쇄하여 물 1000㎖에 넣어 100℃에서 2시간 동안 가열하였다. 가열이 끝난 후 1시간 동안 방치하여 하등액 10%(불순물, 중금속 등)을 제거하고 상등액을 회수하여 동결건조하여 노근추출물을 제조하였다.
<실험예 1>
노근추출물의 스트레스 억제 효과 시험
<1-1> 스트레스 유발
실험용 랫(SD rat)을 3군으로 나누어 실험군에는 <실시예 1>에서 제조된 노근추출물을 40mg/kg의 용량으로 7일 동안 매일 오전 10시에 투여하였다. 대조군(control)에는 식염수를 추출물 대신 투여하였고 정상군(normal)에는 어떤 처치도 하지 않았다. 노근 추출물과 식염수는 경구투여용 주사기를 이용하여 경구투여 하였다. 정상군을 제외하고 6일째 투여 후 7일째 투여 때까지 24시간 단식을 시켰다. 7일째 마지막 투여 30분 후에 침수구속(WIR, Water Immersion Restraint)모델로 3시간동안 스트레스를 유발하였다(Brzozowski T, et al, J. Physiol. Pharmacol. 2007 Dec;58 Suppl 6:53-64). 침수구속은 움직일 수 없도록 강금하는 케이지에 실험용 랫을 넣고 가슴정도 높이로 23± 0.5℃의 물이 채워진 수조에 4시 간 동안 수침하는 방법으로 하였다.
<1-2> 위 손상측정
실험예 1-1에서 스트레스가 유발된 실험용 랫의 위를 적출하여 위 손상정도(Ulcer Index)를 측정하여 그 결과를 도1에 기재하였다.
위 손상정도(Ulcer Index)를 측정하기 위해 적출한 위를 펼쳐 디지털카메라로 촬영한 후, ImagePartner software(SARAMSOFT, Korea)를 이용하여 위 손상부위의 면적을 측정하여 위 손상정도를 나타내었다.
그 결과 도 1에서 보는 바와 같이 상기 노근추출물을 투여한 경우가 대조군에 비하여 위 손상정도가 현저히 낮은 것을 확인하였다.
<1-3> 위 출혈정도의 측정
실험예 1-1에서 스트레스가 유발된 실험용 랫의 위를 적출하여 위출혈 정도 (Bleeding index)를 관찰하여 이를 표 1과 같이 수치화하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.
| 증 상 | 점 수 |
| 출혈 없음 | 0 |
| 매우 소량의 출혈이 위 점막 주름을 따라있음 | 1 |
| 소량의 출혈이 위 점막 주름을 따라 있음 | 2 |
| 다량의 출혈이 위 점막 주름을 따라 있음 | 3 |
| 매우 다량의 출혈이 위 점막 주름을 따라있음 | 4 |
| 소량의 응고혈액이 위 점막에 부분적으로 있음 | 5 |
| 다량의 응고혈액의 위 점막에 부분적으로 있음 | 6 |
| 다량의 응고혈액의 위 점막 전체를 덮고 있음 | 7 |
| 매우 다량의 응고 혈액이 위 점막 전체를 덮고 있음 | 8 |
그 결과 도 2에서 보는 바와 같이 노근 추출물을 투여한 경우, 대조군에 비하여 위출혈 정도가 현저히 낮은 것이 확인되었다.
<1-4> 위 손상부위의 조직학적 검사
실험예 1-1에서 스트레스가 유발된 실험용 랫의 위를 적출하여 위 손상부위의 조직을 파라핀에 고정하고 절편(section)을 만들어 H&E(hematoxylin-eosin)염색을 통해 점막 조직의 손상정도 및 상태를 검사하였다.
그 결과 도 3에서 보는 바와 같이 상기 노근 추출물을 투여한 경우가 점막조직이 심각하게 훼손된 대조군에 비하여 점막 조직의 손상이 현저히 낮은 것을 확인하였다.
<1-5> 체중의 측정
실험예 1-1의 일주일 간 노근 추출물을 투여한 실험용 랫의 체중을 측정하였다.
그 결과 도 4에서 보는 바와 같이 노근 추출물 투여군과 대조군 그리고 정상군 모두 차이를 나타내지 않았다.
<1-6> 부신 및 비장의 무게 측정
실험예 1-1의 일주일 간 노근 추출물을 투여한 실험용 랫의 부신 및 비장 조직을 적출하여 그 무게를 측정하였다.
그 결과 도 5 또는 도 6에서 보는 바와 같이 노근 추출물을 투여한 경우, 대조군에 비하여 비장의 위축이 현저하게 저하되었고, 부신의 비대 또한 현저하게 억제되는 것을 확인하였다.
<1-7> 스트레스 후 혈액화학적 검사
실험예 1-1의 실험용 랫으로부터 침수구속에 의한 스트레스를 준 직후 혈액을 채취하여 글루코스, LDH(Lactic Acid Dehydrogenase), CK(Creatine Kinase), TG(TriGlyceride), 총 콜레스테롤(total cholesterol), 코티졸의 양을 측정하였다. 혈액은 스트레스 유발 직후 에테르를 사용하여 흡입마취를 한 뒤, heart puncture를 통해 심장에서 채취하였다.
그 결과 도 7에서 보는 바와 같이 상기 노근추출물을 투여한 경우가 대조군에 비하여 혈당 증가 정도가 현저히 낮은 것을 확인하였다.
<1-8> 위점막 골수세포형과산화효소(myeloperoxidase) 활성 측정
실험예 1-1의 위 조직 내 골수세포형과산화효소의 활성 정도를 기존 문헌(Grisham et al. Inflammation. 1990 Dec;14(6):669-80)에 근거하여 골수세포형과산화효소가 H2O2를 HOCl로 변환시키는 정도로 판별하였으며 그 값을 UV흡광광도계를 사용하여 620nm에서 흡광도를 측정하였다. 골수세포형과산화효소는 중성구에 풍부하게 존재하는 효소로서 중성구가 활성화되면 분비가 증가되므로 조직의 염증 정도를 나타내는 양적 지표로 사용된다.
그 결과 도 8에서 보는 바와 같이, 노근 추출물 투여에 의해, 대조군과 비교해 볼 때, 염증정도를 나타내는 골수세포형과산화효소의 활성이 현저하게 낮아지는 것을 확인하였다.
<1-9> 위점막 지질과산화 정도의 측정
실험예 1-1의 적출된 위 조직 내의 지질과산화 정도를 측정하기 위해, thiobarbituric acid-reactive substance(TBARS)법(Buege, J. A., and Aust, S. D. Methods Enzymol. (1978) 52:302~309.)을 이용하여 측정하였다.
그 결과, 도 9에서 보는 바와 같이 노근 추출물을 투여한 군에서 대조군에 비해 현저히 지질과산화정도가 낮아지는 것을 확인하였다.
<1-10> 위점막 GSH 양의 측정
실험예 1-1의 위 조직 내 환원형 글루타치온(reduced glutathione; GSH)의 양을 O-알데히드(ortho-phthalaldehyde)를 이용한 방법(Senft, A. P. et. al., (2000) Anal. Biochem. 280, 8086)을 이용하여 측정하였다.
그 결과 도 10에서 보는 바와 같이, 대조군에 비하여 노근 추출물을 투여한 군에서 현저하게 GSH의 양이 높아지는 것을 확인하였다.
<1-11> 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈(SOD), 글루타치온 퍼옥시데이즈(GPx), 카탈라제(catalase)의 활성 측정
실험예 1-1의 위 조직 내의 항산화 효소인 SOD, GPx, Catalase의 활성을 시판하는 키트를 이용하여 측정하였다. GPx는 glutathione peroxidase cellular activity assay kit(Sigma, Cat. No. CGP1)을, SOD는 SOD assay kit, Biochemika(Sigma, Cat. No. 19160); Catalase는 Catalase assay kit(Cat. No. CAT100, Sigma)를 이용하여 측정하였으며 키트에 포함된 기술정보(Technical bulletin)의 매뉴얼에 따라 측정하였다.
그 결과 대조군에 비하여 노근 추출물을 투여한 군에서 SOD, GPx 및 catalase의 활성이 모두 유의성 있게 높아지는 것을 확인하였다(도 11 내지 13 참조).
실험예 1의 모든 결과를 종합해본 결과 노근추출물은 스트레스 억제 효과가 뛰어나 스트레스 억제용 조성물로 유용하게 이용될 수 있음을 확인하였다.
<실험예 2>
노근 추출물의 운동수행능력 증강, 피로 회복 및 스트레스에 의한 감각반응 속도 저하 저지 시험
<2-1> 총 수영시간 측정
실험용 생쥐(IRC-mouse)를 3군으로 나누어 실험군에는 <실시예 1>에서 제조된 노근추출물을 1일부터 10일까지 매일 1g/kg씩 투여하였다. 대조군(control)에는 식염수를 추출물 대신 투여하였고 정상군(normal)에는 어떤 처치도 하지 않았다. 노근추출물과 식염수는 경구투여용 주사기를 이용하여 경구 투여하였다. 수영능력 측정을 위해 유속조절 워터풀을 사용하였다. 아크릴 플라스틱 풀(90 x 45 x 45)에 38cm 깊이로 물을 채우고, 7초 이내에 수면위로 떠오르지 못할 때를 피로상태로 평가하였다. 투여 하루 전(0일) 30분간 워터풀에 적응을 시키고 투여 1일부터 10일까지 하루 1회 시험을 하고 동일 생쥐에 대해 반복 하여 측정하였다. 수영능력의 지수로서 피로상태 전까지 총 수영시간을 사용하고(Matsumoto K, et al, J Appl Physiol. 1996 Oct;81(4):1843-9), 그 측정 결과를 도 14에 나타내었다.
그 결과 도 14에서 보는 바와 같이 상기 노근추출물을 투여한 경우가 대조군에 비하여 총 수영 시간이 현저히 긴 것을 확인하였다. 이로서 본 발명의 노근 추출물의 투여가 운동수행능력을 증강시키는 것을 확인하였다.
<2-2> 수영 피로후 체중 변화 측정
실험예 2-1의 생쥐의 체중을 실험을 진행하는 열흘간 이틀에 한 번씩 측정하여 실험 기간 동안의 체중변화를 관찰하였다.
그 결과 도 15에서 보는 바와 같이 노근 추출물의 투여가 피로에 의한 체중의 감소를 억제하는 것을 확인하였다.
<2-3> 수영 피로후 혈액화학적 검사
실험예 2-1의 생쥐의 혈액을 채취하여 실험예 1-6의 방법으로 글루코스, LDH(Lactic Acid Dehydrogenase), CK(Creatine Kinase), TG(TriGlyceride), 총 콜레스테롤(total cholesterol), 코티졸의 양을 측정하였다. 혈액은 스트레스 유발 직후 에테르를 사용하여 흡입마취를 한 뒤, heart puncture를 통해 심장에서 채취하였다.
그 결과 도 16에서 보는 바와 같이, CK에 있어 대조군에 비하여 노근 추출물을 투여한 군이 현저하게 CK 수치가 낮아지는 것을 확인하였고, 그 외의 다른 검사에서는 큰 차이를 나타내지 않는 것을 확인하였다.
<2-4> 통증민감도 측정 (열판테스트)
수영 8일째와 10일째 수영 전후로 열판 테스트를 통해 통증 민감도를 측정하여 스트레스 정도를 평가하였다(Wilson SG, et al, Behav Brain Res. 2001 Nov 1;125(1-2):65-73.). 실험용 생쥐(IRC-mouse)를 열판(50± 1℃)에 올려두고 손바닥을 핥거나 뛰어오르는 등 열에 의한 통증에 회피반응을 보일 때까지의 시간을 측정하였다.
그 결과 도 17에서 보는 바와 같이 대조군의 경우 열로 인한 통증 민감도가 수영 후 스트레스로 인하여 크게 감소하나 상기 노근 추출물을 투여한 경우에는 열로 인한 통증 민감도가 수영전 수준을 유지하는 것이 확인되었다.
실험예 2의 결과를 종합한 결과 노근추출물은 피로에 의해 저하된 운동수행능력을 향상시키며 항피로 효과가 뛰어나며 운동으로 유발된 스트레스에 의한 통증 민감도의 둔화를 억제하는 효과가 뛰어나 운동수행능력 증강, 피로회복 및 스트레스 억제용 조성물로 유용하게 이용될 수 있음을 확인하였다.
<실험예 3>
노근추출물의 안전성 시험
실험용 생쥐(IRC-mouse)를 3군으로 나누어 실험군에는 <실시예 1>에서 제조된 노근추출물을 매일 1g/kg씩 10일간 투여하였다. 대조군(control)에는 식염수를 추출물 대신 투여하였고 정상군(normal)에는 어떤 처치도 하지 않았다. 노근추출물과 식염수는 경구투여용 주사기를 이용하여 투여하였다. 마지막 투여 4시간 후 에테르를 사용하여 흡입마취 한 뒤 heart puncture를 통해 심장에서 혈액을 채취하였다. 채취한 혈액은 원심분리하여 혈청을 취해 ALT, AST 및 ALP를 측정하였다(Hassan HA et al, Int J Biol Sci. 2009;5(3):249-55).
그 결과 도 18에서 보는 바와 같이 노근추출물을 투여한 군의 ALT, AST 및 ALP의 수치가 정상군과 차이가 없으므로 노근추출물은 식품 조성물로 사용이 가능한 안전한 물질임을 확인 하였다.
<제조예 1>
노근추출물을 함유한 액상 기능성 식품 제조
실시예 1에 의해 제조된 노근 추출물을 열정제수 또는 막여과수 1L에 1 ~ 10 g을 녹인 후 식품첨가물로 니코틴산아마이드 0.001 ~5중량%, 아스파라긴산 0.01 ~ 5중량%, 구연산 칼슘 0.01 ~ 1.0중량%, 벌꿀 0.01 ~3중량%, 덱스트린 0.01 ~ 3중량%, 인삼엑기스 0.01 ~ 10중량%, 사과 0.01 ~ 5중량%, 사과향 0.05 ~ 1중량%, 프락토올리고당 0.1 ~ 10중량%, 구연산 0.05 ~ 5중량%, 폴리소르베이트 0.01 ~ 3.0중량%, 안식향산 0.05 ~ 1중량%을 첨가하여 식품첨가물이 전체 조성비율에 0.28 ~ 55중량% 범위가 되도록 하여 균질장치(Homogenizer)에 넣어 균질화한 후 98℃에서 30초간 살균하고, 용기에 86℃로 충전하여 밀봉하였다. 밀봉된 용기를 가열함으로써 용기내부의 충진물을 살균한 후 30℃에서 냉각하여 기능성 노근 추출물 함유 음료를 제조하였다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 노근추출물을 유효성분으로 하는 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화용 식품 조성물은 종래에 보고되지 않았던 노근의 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화 효능을 이용한 것으로 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화에 효과적이다. 따라서 본 발명의 노근추출물을 유효성분으로 하는 식품 조성물은 운동수행능력 증강, 피로회복 또는 스트레스 완화용 기능성 식품 제조에 이용될 수 있어 산업상 이용가능성이 높다.
도 1은 노근 추출물 스트레스 억제효과를 실험용 랫의 위손상 면적을 측정하여 나타낸 그래프이다(대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 2는 노근 추출물 스트레스 억제효과를 실험용 랫의 위출혈 정도를 측정하여 나타낸 그래프이다(대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫; Y축 값: 표 1에 따른 점수).
도 3은 노근 추출물의 스트레스 억제효과를 실험용 랫의 위손상 부위의 조직학적 검사를 통해 확인한 그림이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫의 위 해부사진; 정상군 조직: 정상군 랫의 위 조직을 HE염색한 사진; 대조군: 식염수를 투여한 랫의 위 해부사진; 대조군 조직: 대조군 랫의 위 조직을 HE염색한 사진; 노근: 노근추출물을 투여한 랫의 위 해부사진; 노근 조직: 노근추출물을 투여한 랫의 위 조직을 HE염색한 사진).
도 4는 노근 추출물의 투여에 의한 체중 변화를 알아보기 위하여 랫의 체중을 측정한 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 5는 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 비장무게의 변화를 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 6은 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 부신무게의 변화를 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 7은 노근 추출물 투여한 실험용 랫의 스트레스 유발 후 혈액화학적 검사결과를 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫; Glucose: 글루코스; LDH: Lactic Acid Dehydrogenase; CK: Creatine Kinase; TG: TriGlyceride; T.Chol.: 총 콜레스테롤(total cholesterol); Cortisol: 코티졸).
도 8은 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 위점막 골수세포형과산화효소(myeloperoxidase) 활성을 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫; MPO: 골수세포형과산화효소(myeloperoxidase)).
도 9는 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 위점막 지질과산화 정도를 TBARS(thiobarbituric acid-reactive substance)방법으로 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 10은 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 위점막 GSH 양을 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 11은 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 위점막 슈퍼옥사이드 디스뮤테이즈(Superoxide dismutase; SOD)의 활성을 측정하여 나타낸 그래프 이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 12는 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 위점막 글루타치온 퍼옥시데이즈(glutathione peroxidase; GPx)의 활성 측정을 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 13은 노근 추출물의 스트레스 억제 효과를 실험용 랫의 위점막 카탈라제(catalase)의 활성을 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니한 랫; 대조군: 식염수를 투여한 랫; 노근: 노근추출물을 투여한 랫).
도 14는 노근 추출물의 운동수행능력 증강 효과를 실험용 마우스의 수영능력을 측정하여 나타낸 그래프이다(대조군: 식염수를 투여한 마우스; 노근: 노근추출물을 투여한 마우스).
도 15는 노근 추출물의 피로회복 효과를 실험용 마우스의 수영기간동안 체중변화를 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니하고 수영도 하지 아니한 마우스; 대조군: 식염수를 투여한 마우스; 노근: 노근추출물을 투여한 마우스).
도 16은 노근 추출물 투여한 실험용 마우스의 피로회복 효과를 수영 후 혈액화학적 검사결과를 통해 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니하고 수영도 하지 아니한 마우스; 대조군: 식염수를 투여한 마우스; 노근: 노근추출물을 투여한 마우스; Glucose: 글루코스; LDH: Lactic Acid Dehydrogenase; CK: Creatine Kinase; TG: TriGlyceride; T.Chol.: 총 콜레스테롤(total cholesterol); Cortisol: 코티졸).
도 17은 노근 추출물의 통증민감도 회복 효과를 열판테스트(hot plate test)결과를 측정하여 나타낸 그래프이다(정상군: 아무것도 투여하지 아니하고 수영도 하지 아니한 마우스; 대조군: 식염수를 투여한 마우스; 노근: 노근추출물을 투여한 마우스).
도 18은 노근추출물의 안전성시험 결과로서 ALT, AST, ALP 측정결과를 나타낸 그래프이다(ALT: 알라닌 아미노전이효소; AST: 아스파라진산염 아미노전이효소; ALP: 혈청 알칼리 포스파테이즈; 정상군: 아무것도 투여하지 아니한 마우스; 대조군: 식염수를 투여한 마우스; 노근: 노근추출물을 투여한 마우스).
Claims (4)
- 삭제
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- 물, 탄소수 1개 내지 6개의 알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 용매로 추출한 노근추출물을 유효성분으로 하는 운동수행능력 증강용 식품 조성물.
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| KR100500609B1 (ko) * | 2002-05-31 | 2005-07-12 | 게놈앤메디신(주) | 숙취 해소용 조성물 |
| KR20100008675A (ko) * | 2008-07-16 | 2010-01-26 | 손원록 | 노근, 모과 및 미강 추출물을 함유하는 피로 회복 또는스트레스 억제용 식품 조성물 |
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