KR101342497B1 - 알파-글루코시다아제 저해활성을 가지는 다래나무 줄기추출물 및 이를 함유하는 혈당강하용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알파-글루코시다아제 저해활성이 있는 다래나무 줄기추출물 및 이의 추출방법, 이를 함유하는 혈당강하용 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 다래나무 줄기추출물에 관한 것으로, 구체적으로는 알파-글루코시다아제 저해활성이 있는 다래나무 줄기추출물 및 이의 추출방법, 이를 함유하는 혈당강하용 조성물에 관한 것이다.
알파-글루코시다아제(alpha-glucosidase, EC 3.2.1.20)는 전분 및 이당류의 알파-1,4 결합을 분해하여 포도당을 생성하여 생체의 소화과정에서 주요한 역할을 한다. 특히 만성 고혈당증은 당뇨병의 징표로 생체대사에서 췌장의 베타세포로부터 인슐린 분비 부족이나 작용의 결핍에 의해 발병되어지는데, I 형 인슐린 의존성 당뇨병은 베타세포의 파괴와 인슐린 분비 결핍에 의해 일어나며, II 형 당뇨병은 인슐린효과에 대한 조직민감도의 감소에 의해 발병된다.
알파-글루코시다아제 억제제(alpha-glucosidase inhibitor)는 탄수화물의 소화과정을 억제하여 제2형 당뇨환자들에게 식후 혈당증가를 억제시킬 수 있는 소재로 보고되고 있으며, 예를 들어 인슐린 비의존성 당뇨병 치료제로 쓰이는 아카보스(acarbose)는 알파-글루코시다아제 억제제로 사용자에 따라 복부팽만, 설사 등의 부작용이 보고되고 있다. 따라서 식후 혈당조절을 위한 보다 안전한 혈당강하제의 개발이 필요한 실정이다.
이에 본 발명자들은 식후 혈당상승을 억제할 목적으로 천연 추출물들의 알파-글루코시다아제 활성을 검토한 결과, 다래나무 줄기추출물이 알파-글루코시다아제 활성을 저해함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
다래나무(Bower Actinidia, 학명: Actinidia arguta PLANCH.) 한국, 일본, 중국에 분포되어 있는 덩굴식물로 길이가 7 미터에 달하며 다래나무의 열매는 번열, 소갈증, 황달, 소화불량의 치료에 이용되며, 뿌리는 급성 간염, 소화불량, 구토, 타박상, 관절통 등의 치료에 이용되는 것으로 알려져 있다.
이러한 다래나무에 대한 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2010-0109085호(다래나무의 수액을 포함하는 피부 외용 조성물), 대한민국 공개특허 제10-2012-0016693호(다래나무 수액을 이용한 홍삼 음료 및 이의 제조방법), 대한민국 공개특허 제10-2004-0012406호(다래나무 수액이 함유된 청결미 및 그 제조방법 ) 등이 있으나, 아직까지 다래나무 줄기의 알파-글루코시다아제 저해활성에 대하여 연구된 바는 전혀 없는 실정이다.
한편, 천연추출물을 이용한 혈당강하제에 대한 선행기술로는 대한민국 공개특허 제10-2009-0011590호(향나무 열매 에탄올추출물의 혈당강하 및 물추출물의지질강하 활성), 대한민국 공개특허 제10-2003-0091178호(복분자 추출물과 그를 함유한 혈당강하용 조성물), 대한민국 공개특허 제10-2002-0035230호(모시대 추출물과 그를 함유한 혈당강하용 조성물) 등이 있으나 아직까지 다래나무 줄기추출물을 혈당강하제로 이용하는 것에 대하여 연구된 바는 전혀 없는 실정이다.
본 발명은 천연추출물을 이용하여 인체안정성이 확보되고 부작용이 최소화된 혈당강하용 식품 또는 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다래나무 줄기추출물을 이용하여 알파-글루코시다아제의 저해활성이 매우 높은 혈당강하용 식품 또는 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 다래나무의 줄기를 열수추출하여 수득되고, 알파-글루코시다아제 저해활성을 갖는 것을 특징으로 하는 다래나무 줄기 추출물을 제공한다.
본 발명의 다래나무 줄기추출물은 다래나무의 줄기를 열수추출하여 수득된 것으로, 바람직하게는 다래나무 줄기에 3 ~ 10배의 물을 가한 후 환류냉각기가 장착된 추출기에서 열수추출법을 이용하여 6시간씩 3회 추출한 후, 추출물을 회수한 다음 감압 농축하여 얻은 추출물을 동결건조하여 분말화한 것이다.
이와 같이 수득된 본 발명의 다래나무 줄기추출물은 생체의 탄수화물 소화과정에서 주요한 역할을 담당하는 알파-글루코시다아제의 작용을 저해하여 체내 포도당 흡수를 억제하여 식후 혈당을 조절하는 효과가 있다. 알파-글루코시다아제(alpha-glucosidase, EC 3.2.1.20)는 전분 및 이당류의 알파-1,4 결합을 분해하여 포도당을 생성하여 생체의 소화과정에서 주요한 역할을 하는데, 본 발명의 다래나무 줄기추출물은 낮은 농도로도 알파-글루코시다아제의 작용을 효과적으로 억제하여 식후 혈당 및 체내 포도당 흡수 억제에 매우 유효한 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상기 다래나무 줄기추출물을 포함하며 알파-글루코시다아제 저해활성 효과가 있는 혈당강하용 식품 조성물을 제공한다. 상기 효과를 나타내기 위하여 본 발명의 식품 조성물은 건강기능식품, 특수용도식품, 일반식품으로 제조될 수 있으며, 예를 들면 각종 식품류, 육류, 음료, 초콜렛, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 비타민 복합제 및 그 밖의 건강보조식품류 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 다래나무 줄기추출물은 식품 제조시 원료 물질에 첨가하거나 조리된 식품에 적절히 혼합하여 상기한 건강기능식품, 특수용도식품 또는 일반식품으로 제조될 수 있으며, 이 경우 최종적으로 제조된 식품에 다래나무 줄기추출물의 함량은 0.001 내지 80 중량% 범위이다. 상기 범위보다 낮으면 알파-글루코시다아제 저해활성 효과가 충분히 나타나지 않으며, 상기 범위보다 높으면 첨가량 대비 증가하는 효과가 미비하여 경제적이지 못하다.
한편, 본 발명은 상기 다래나무 줄기추출물 및 약학적으로 허용되는 담체를 포함하며, 알파-글루코시다아제 저해활성 효과가 있는 혈당강하용 약학 조성물을 제공한다.
예를 들면, 본 발명의 다래나무 줄기추출물은 통상적인 방법에 따라 약제학적으로 허용되는 적절한 담체 또는 부형제와 혼합하거나 희석제로 희석하여 알파-글루코시다아제 저해활성제 또는 혈당강하제로 제조될 수 있다. 이때, 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.
또한, 본 발명의 약학 조성물은 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 약학 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 잘 알려진 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 정제, 알약, 분말, 새세이(sachet), 엘릭서(elixir), 현탁액, 에멀젼, 용액, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말 등의 형태일 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다.
본 발명의 다래나무 줄기추출물의 통상적인 1일 투여량은 0.1 내지 100 mg/kg 체중, 바람직하게는 1 내지 10 mg/kg 체중의 범위이고, 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 활성 성분의 실제 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별 및 체중, 및 질환의 중증도 등의 여러 관련 인자에 비추어 결정되어야 하는 것으로 이해되어야 하며, 따라서, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다래나무 줄기추출물은 알파-글루코시다아제 활성을 효과적으로 저해하여 생체 내 포도당 흡수 및 식후 혈당상승을 탁월하게 억제하여 식품 및 의약소재 산업분야에서 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 제조예의 다래나무 줄기추출물을 HPLC로 이용하여 분석한 크로마토그램을 나타낸 결과이다.
도 2는 본 제조예의 다래나무 줄기추출물의 처리농도에 따른 알파-글루코시다아제 효소활성 저해율을 분석하여 나타낸 결과이다.
도 3은 본 제조예의 다래나무 줄기추출물의 처리농도별 알파-글루코시다아제 효소활성을 확인하기 위하여 기질농도에 따른 반응속도를 미카엘리스-멘텐의 반응곡선으로 분석하여 나타낸 결과이다.
도 4는 본 제조예의 다래나무 줄기추출물의 처리농도별 알파-글루코시다아제 효소활성을 확인하기 위하여 기질농도에 따른 반응속도를 라인위버-버크 도시법으로 분석하여 나타낸 결과이다.
도 5는 본 제조예의 다래나무 줄기추출물을 함유하는 과립형 당뇨환자 식이의 예를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 제조예의 다래나무 줄기추출물의 처리농도에 따른 알파-글루코시다아제 효소활성 저해율을 분석하여 나타낸 결과이다.
도 3은 본 제조예의 다래나무 줄기추출물의 처리농도별 알파-글루코시다아제 효소활성을 확인하기 위하여 기질농도에 따른 반응속도를 미카엘리스-멘텐의 반응곡선으로 분석하여 나타낸 결과이다.
도 4는 본 제조예의 다래나무 줄기추출물의 처리농도별 알파-글루코시다아제 효소활성을 확인하기 위하여 기질농도에 따른 반응속도를 라인위버-버크 도시법으로 분석하여 나타낸 결과이다.
도 5는 본 제조예의 다래나무 줄기추출물을 함유하는 과립형 당뇨환자 식이의 예를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 제조예, 실시예 등을 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 제조예, 실시예 등에만 한정되는 것은 아니고, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
제조예
1 : 다래나무 줄기추출물의 제조
본 제조예에서는 건조한 다래나무(Actinidia arguta) 줄기를 열수추출방법으로 추출하였다. 건조한 다래에 3 ~ 10배량의 물을 가하여 환류냉각기가 부착된 추출기를 이용하여 6시간씩 3회 추출을 실시하고 필터페이퍼를 이용하여 여과 후 여과액을 감압농축시켜 얻은 농축물을 동결건조하여 추출물 시료를 얻었다. 이와 같이 수득한 다래나무 줄기추출물의 추출수율은 하기 표 1에 나타내었다.
참조예
1 : 다래나무 줄기의 성분분석
본 참조예에서는 다래나무 줄기의 일반성분분석을 AOAC법에 따라 실시하였다.
구체적으로, 수분 함량은 105℃에서 상압가열건조법, 회분 함량은 550℃에서 시료를 회화시켜 측정하는 건식회화법을 이용하였다. 조지방 함량은 Soxhlet법, 조단백질 함량은 Kjeldahl법을 사용하였다. 각 시료는 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예
1 : 다래나무 줄기 추출물의
HPLC
분석
본 실시예에서는 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물을 고성능액체크로마토그라피(high performance liquid chromatography, HPLC)를 이용하여 분석을 실시하였다.
다래나무 줄기추출물의 분석을 위하여 HPLC(LC-20A, Shimadzu Corp., Japan)를 이용하였으며, 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물을 10 mg/mL의 농도로 희석한 뒤 0.45 μm syringe filter(Advantec, Japan)로 여과하여 HPLC에 주입하여 분석하였다. 분석용 컬럼은 Luna C18 column(Phenomenex, USA, 250×4.6 mm)을 사용하였다. 분석에 이용한 이동상 A는 물을 이용하였으며, 이동상 B는 아세토니트릴을 이용하였다. 각 시료 분석을 위한 이동용매의 조건은 하기 표 3에 나타내었으며 41분간 컬럼을 통해 나오는 화합물을 254nm에서 모니터링하며 분석을 실시하였다.
그 분석결과는 도 1에 나타내었다. 이동용매의 용출속도는 1.0 mL/min였으며, 오븐의 온도는 40℃로 유지하였다.
실시예
2 : 다래나무 줄기추출물의 알파-
글루코시다아제
저해활성 측정
본 실시예에서는 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물의 알파-글루코시다아제에 대한 저해활성을 검토하기 위하여 효모 유래 알파-글루코시다아제에 대한 저해활성을 조사하였다. 다래나무 줄기추출물의 효모기원 알파-글루코시다아제에 대한 저해활성은 ρ-니트로페닐-알파-D-글루코피라노사이드(ρ-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside)를 기질로 하여 측정하였다.
0.1 M 인산완충용액(pH 6.8) 40 μL에 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물 10 μL 첨가한 후 0.1 unit/mL로 희석한 효소용액 25 μL를 첨가하였다. ρ-니트로페닐-알파-D-글루코피라노사이드(ρ-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside) 25 μL 첨가한 후 37 ℃에서 30분간 반응시키고 0.2 M 탄산나트륨 용액(sodium carbonate solution) 100 μL를 첨가한 후 반응을 종결시켜 유리된 ρ-니트로페놀(ρ-nitrophenol)의 생성량을 405nm에서 측정하였다.
반응액에 다래나무 줄기추출물 대신 동량의 상기 인산완충액을 넣어 얻은 값과의 차이로부터 효소활성 저해율을 측정하였으며, 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물의 처리농도에 따른 알파-글루코시다아제의 효소활성 저해율은 도 2에 나타내었다.
도 2에 의하면, 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물은 농도의존적으로 알파-글루코시다아제효소의 효소활성을 저해함을 알 수 있었다.
또한, 알파-글루코시다아제 활성도의 50%를 감소시키기 위한 다래나무 줄기추출물의 농도를 IC50으로 나타내어 하기 표 4에 나타내었다.
상기 표 4에 의하면, 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물은 매우 적은 농도로도 알파-글루코시다아제 활성도를 효과적으로 저해함을 알 수 있었다.
실시예
3 : 다래나무 줄기추출물의 처리에 따른 알파-
글루코시다아제의
효소반응속도의 분석
본 실시예에서는 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물 처리에 따른 알파-글루코시다아제의 효소반응속도를 검토하기 위하여, 0.1 M 인산완충용액(pH 6.8), 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물 및 알파-글루코시다아제 효소용액을 혼합하고 ρ-니트로페닐-알파-D-글루코피라노사이드(ρ-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside) 첨가한 직후부터 5분 간격으로 30분 동안 405nm에서 흡광도 값을 측정하였으며, 알파-글루코시다아제에 의해 기질로부터 생성된 ρ-니트로페놀(ρ-nitrophenol)의 생성량은 이의 흡광계수 18.3 mM-1cm- 1를 이용하여 환산하였다.
상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물의 1.0 mg/mL, 1.25 mg/mL 처리농도별 알파-글루코시다아제 효소활성을 확인하기 위하여 기질농도(mM)에 따른 효소반응속도를 미카엘리스-멘텐 반응곡선으로 분석하여 도 3에 나타내었다.
또한 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물의 처리농도별(1.0 mg/mL, 1.25 mg/mL) 알파-글루코시다아제 효소활성을 확인하기 위하여 기질농도(mM)에 따른 효소반응속도를 라인위버-버크 도시법으로 분석하여 도 4에 나타내었다.
도 3, 4에 의하면, 본 발명의 다래나무 줄기추출물이 알파-글루코시다아제의 Km과 Vmax에 모두 영향을 미치는 것으로 분석되었다.
또한, 본 발명의 다래나무 줄기추출물은 알파-글루코시다아제에 대해 mixed-type 억제제로 작용하는 것으로 분석되었으며, 이는 다래나무 줄기추출물에 함유되어 있는 화학성분이 효소의 활성자리가 아닌 다른자리에 효소 또는 효소-기질에 모두 결합하여 효소의 활성을 조절하는 것으로 판단되었다.
제조예
2 : 다래나무 줄기추출물을 함유하는 과립형 당뇨환자 식이
혈당조절에 효과적인 열량구성비(%)인 단백질:지방:탄수화물의 비는 20:30:50로 구성하여 열량, 미네랄 및 비타민 등 영양설계를 실시하였다.
영양밀도는 1 kcal/mL(200 kcal/200 mL)기준으로 설계하며, 비타민A, B1, B2, B6, B12, C, D, E, K, 엽산, 나이아신 등 15종 구성하였다. 칼슘, 인, 마그네슘, 아연, 칼륨, 요오드, 망간 등 미네랄 8종 구성하고 기능성분으로 상기 제조예 1의 다래나무 줄기추출물 0.001 ~ 10중량% 첨가하며, 연속식 또는 배치식 과립기 내부로 정량투입하여 과립화하였으며, 그 예시는 도 5 에 나타내었다.
Claims (4)
- 삭제
- 삭제
- 다래나무의 줄기를 열수추출하여 수득되고 알파-글루코시다아제 저해활성을 갖는 다래나무 줄기 추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당강하용 식품 조성물.
- 다래나무의 줄기를 열수추출하여 수득되고 알파-글루코시다아제 저해활성을 갖는 다래나무 줄기 추출물 및 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈당강하용 약학 조성물.
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| KR1020120043226A KR101342497B1 (ko) | 2012-04-25 | 2012-04-25 | 알파-글루코시다아제 저해활성을 가지는 다래나무 줄기추출물 및 이를 함유하는 혈당강하용 조성물 |
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| KR20130120170A KR20130120170A (ko) | 2013-11-04 |
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|---|---|---|---|---|
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