KR101405719B1 - 인삼 열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속 중독완화용 조성물 - Google Patents
인삼 열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속 중독완화용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
인삼열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속 중독 완화용 조성물은 인삼열매 추출물을 조성물 총 중량에 대하여 0.1중량% 이상 함유하여 유해 중금속인 납과 카드뮴 중독을 완화시킨다. 상기 조성물은 건강기능식품 조성물로 이용할 수 있고, 상기 조성물은 체내 중금속 축적을 억제시켜 빈혈을 비롯한 중금속 중독 증상을 완화하고, 특히 간 손상 및 신장 손상을 완화하며, 궁극적으로는 유해 중금속인 납과 카드뮴에 의한 피해를 경감시키는 효과를 나타낸다.
인삼열매, 건강식품, 중금속, 배출, 중독 완화, 간손상 완화, 신장손상 완화, 빈혈 완화, 납, 카드뮴
Description
본 발명은 인삼열매 추출물을 유효성분으로 함유하여 유해 중금속인 납과 카드뮴 중독을 완화시키는 조성물, 특히 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
급속한 산업사회의 발달로 우리의 생활은 편리해진 반면 이로 인한 환경오염으로 직, 간접적으로 우리들의 생명이 위협받고 있다. 세계보건기구 (WHO)의 자료에 의하면 차량과 공장이 배출한 대기 오염으로 인한 호흡기 질환과 심장병 등으로 매년 300여만명이 사망한다고 보고된 바 있으며, 국내의 경우 서울대 농경제사회학부에서 '경기도 지역 대기오염의 사회적 비용추정'에 대한 연구 결과 대기오염으로 인해 서울, 인천, 경기 등 수도권에서 1만 1000여명이 조기 사망하고 경제적 손실액은 최대 10조원에 이를 가능성이 높다는 연구결과를 발표한 바 있다. 특히 산업의 발달로 납, 카드뮴 등의 유해성 중금속 오염이 급증하고 그로 인한 공해병이 심각하여 큰 사회적 문제가 되고 있다.
카드뮴 (Cd)은 청황색의 파우더로서 1817년에 스토로마이어에 의해 발견되었으며, 배터리와 전자판의 주원료로 이용되고 있다. 체내의 축적 반감기가 10년에서 30년으로 비교적 길고, 축적시 미네랄 대사를 저해하고 폐, 간, 신장등에 유해하며 암의 발생원인이 되므로 체외로의 배출이 중요하다. 또 다른 대표적 중금속인 납 (Pb)은 다가의 전이원소로서 히포크라테스에 의해 납중독의 폐해가 언급되었을 만큼 오래되었다. 납은 우리 주변에 노출될 가능성이 가장 큰 중금속이며, 페인트류, 식수, 수입한약재 등이 주요한 노출원으로 생각되고 있다. 카드뮴과 납에 장기간 노출될 경우, 호흡기 및 피부, 소화관등에 여러 가지 문제를 야기한다. 또한, 이러한 유해 물질이 대사, 배출되지 않거나 체내에서 처리할 수 있는 양보다 많아지면 세포대사가 망가지고 중독증상을 나타내게 된다. 이러한 중금속 중독에 의한 대표적인 질병으로는 중추신경 마비, 신장기능 장애, 골연화증, 현기능, 빈혈, 위장염, 체내 칼슘 불균형, 설사, 식욕부진 등이 있다. 이를 예방하기 위해서는 근본적으로 유해물질에 대한 노출을 억제해야 하고, 체내 유입 시에는 그 흡수를 억제하고 체내 중금속을 배출해야한다. (Altern Ther Health Med 2007, 13, 2, S128-133)
유해물질이 체내 유입되면 체내에서 유해물질을 빠르게 배출하기 위하여 생물학적 변형 작용이 진행되고 이러한 작용을 통해 유해물질은 체외로 배출되게 된다. 이러한 대사 과정은 크게 두 단계로 나뉘는데, 즉, 체내로 흡수되는 환경오염물질이나 약물과 같은 이물질은 간조직에서 제1반응 또는 제2반응에 의하거나 두 반응을 모두 거쳐 체외로 배출되는 것이다.
제1반응 효소는 사이토크롬 P450을 포함하며, 소수성 화합물의 산화, 환원, 가수분해 반응을 통해 오염물질이 반응성 전자를 갖도록 변화시켜 반응성이 높은 화합물로 전환시킨다. 제2반응 효소는 글루타티온 S-트랜스퍼라제, UDP-글루쿠로노 실 트랜스퍼라제, 설포트랜스퍼라제, 퀴논 리덕타제가 있는데, 이들은 대사성이 높은 물질을 안정한 물질로 전환시켜 쉽게 배출되도록 돕는다.
인삼열매는 예로부터 인삼보다도 귀하게 여겨지는 것으로서 종자 획득을 목적으로 선별되어 수확되어 왔다. 그리고 인삼열매는 인삼의 재배기간 중 4년생에 한해서 1회만 채종하게 되며, 채종회수를 재배기간 중에 2회 이상 채종하면 수량 및 홍삼품질이 크게 저하되기 때문에, 생산량도 많지 않았다(최신고려인삼 '재배편', 한국인삼연초연구원, 130-131, 1996).
인삼의 대표적 생리활성 성분인 진세노사이드(Ginsenoside)는 인삼의 지상 및 지하부에 고르게 분포되어 있으나, 인삼열매의 진세노사이드는 인삼근(뿌리)과 다른 진세노사이드 성분 함량 및 조성을 가짐으로써 항당뇨 효능에 있어서 인삼근 보다 우수한 결과를 나타내는 것으로 보고된 바 있다(Dey L. et al., Phytomedicine, 10; 600-605, 2003).
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 인삼열매 추출물이 체내 중금속 축적을 억제시켜 빈혈을 비롯한 중금속 중독 증상을 완화하고, 특히 간 손상 및 신장 손상을 완화하며, 궁극적으로는 유해 중금속인 납과 카드뮴에 의한 피해를 경감시키는 효과를 가진다는 것을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다. 따라서, 본 발명의 목적은 인삼열매 추출물을 유효성분으로 함유하여 유해 중금속인 납과 카드뮴 중독 증상을 완화시킬 수 있는 조성물, 특히 건강기능식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인삼열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 중금속 중독 완화용 조성물을 제공한다.
본 발명의 중금속 중독 완화용 조성물에 있어서, 상기 중금속은 납 또는 카드뮴인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 중금속 중독 완화용 조성물에 있어서, 상기 중금속 중독 완화용 조성물은 체내 중금속 축적을 억제하는 것을 특징으로 하고, 간 손상 또는 신장 손상을 완화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 중금속 중독 완화용 조성물은 건강기능식품 조성물인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 인삼열매 추출물을 유효성분으로 함유하여 유해 중금속인 납과 카드뮴 중독을 완화시키는 조성물, 특히 건강기능식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 체내 중금속 축적을 억제시켜 빈혈을 비롯한 중금속 중독 증상을 완화하며, 특히 간 손상 및 신장 손상을 완화하고, 궁극적으로는 유해 중금속인 납과 카드뮴에 의한 피해를 경감시키는 효과를 나타낸다.
본 발명의 중금속 중독 완화용 조성물을 건강기능식품에 적용할 경우에는 본 발명의 인삼열매 추출물을 유효성분으로 하여 당 분야에서 통상적으로 사용되는 성분들을 적의 선정하여, 정제, 캡슐제, 연질캡슐제, 환제, 과립제, 음료(드링크제), 다이어트바, 쵸콜렛, 카라멜 제형 또는 과자류 제형 등으로 제형화하여 사용할 수 있다. 또한 건강식품에 적합한 기능성원료를 부가적으로 적절하게 사용할 수 있다.
상기 중금속 중독 완화용 조성물은 인삼열매 추출물을 조성물 총 중량에 대하여 0.1중량% ~ 100중량% 함유하는 것이 바람직하다. 0.1중량% 이하이면 기대한 효과를 나타내기 어렵기 때문이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 인삼 열매 추출물 제조
1) 인삼 열매 전처리: 생(生)인삼 열매를 수확하여 종자를 분리하고 제거한 후 인삼 열매의 과육과 과피를 일광건조 또는 열풍건조를 통하여 인삼 열매 건조원료를 제조하였다.
2) 인삼 열매 추출물 제조: 인삼 열매 건조물 1kg에 에탄올 3L를 가하여 환류 추출한 다음 여과한 후 40~45℃에서 감압농축하여 인삼 열매 추출물 300g을 얻었다.
[비교예 1] 인삼근 추출물 제조
상기 실시예 1에서 인삼 열매 대신에 홍삼근(뿌리)을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[시험예 1] 인삼 열매 추출물과 인삼근의 성분비교
실시예 1 및 비교예 1의 추출물을 에테르 처리하여 지용성 성분을 제거한 후 BuOH로 조사포닌을 추출, 농축하여 HPLC를 통한 진세노사이드 성분분석을 실시하여 그 결과를 도 1 및 하기 표 1에 나타내었다.
| 실시예 1 (인삼열매 추출물) |
비교예 1 (인삼근 추출물) |
|
| 조사포닌함량 (건조중량) |
33.42% | 16.70% |
| PD/PT 비율 | 0.73 | 3.23 |
실시예 1 (인삼열매 추출물)은 조사포닌 함량에 있어서 비교예 1 (인삼근 추출물)의 약 2배 함량을 갖고 있으며, 진세노사이드를 PD(Protopanaxadiol)계-"진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd" PT(Protopanaxatriol)계-"진세노사이드 Re, Rg1, Rg2"의 비율로 구분하였을 때 각각 0.73, 3.23을 나타내어, 그 조성에 있어서 인삼열매와 인삼근은 뚜렷한 차이 및 특징을 나타냈다.
또한, 인삼열매의 비타민을 비롯한 미네랄 성분분석을 실시한 결과, 하기 표 2와 같이 인삼열매는 비타민 및 미네랄 16 종의 함량이 풍부하였다.
| 성분 | 함량 | 성분 | 함량 |
| 칼륨(mg/100g) | 5865.57 | 마그네슘(mg/100g) | 354.38 |
| 칼슘(mg/100g) | 819.26 | 아연(mg/100g) | 178.49 |
| 철(mg/100g) | 59.31 | Vit.A(ug/100g, RE ) | 213.11 |
| 인(mg/100g) | 187.17 | Vit.B1(mg/100g) | 12.29 |
| Vit.B2(mg/100g) | 8.45 | Vit.B6(mg/100g) | 10.50 |
| Vit.C(mg/100g) | 4.91 | Vit.E(mg/100g, α-TE) | 23.61 |
| Vit.K(ug/100g) | 232.12 | 나이아신(mg/100g, NE) | 5.76 |
| 판토텐산(mg/100g) | 5.87 | 엽산(ug/100g) | 349.97 |
이상과 같이 본 발명의 인삼 열매는 인삼근보다 인삼사포닌 함량이 많고 사포닌 조성이 완전히 다르며 또한 인삼근과 달리 열매로서 비타민과 미네랄 16 종의 함량이 풍부하여, 인삼근과는 다른 효과를 가질 것을 예측할 수 있었다. 이를 바탕으로 알려지지 않은 인삼 열매의 중금속 중독 완화 효능에 대한 하기 실험들을 진행하였다.
[시험예 1: 카드뮴에 대한 중독 완화 효과 측정]
단계 1. 동물사육 및 실험식이
생후 5주령의 SD (Spraque Dawley)계 수컷 흰쥐 40마리를 구입하여 (Samtako Korea Co.)일반 고형 사료로 일주일간 적응시킨 후, 하기 표 3과 같이 카드뮴을 투여하지 않는 음성대조군과 카드뮴을 투여한 군으로 나누고, 다시 카드뮴을 투여한 군은 실험식이의 조성에 따라 추출물 무첨가군, 시험군 (실시예 1의 인삼열매 추출물 첨가군), 비교군 (비교예 1의 인삼근 추출물 첨가군)으로 분류하여 각각 10마리씩 나누어 실험식이를 4주간 공급하였다.
모든 실험식이는 분말상태의 정제식이로 자유급여하였으며, 기본식이는 AIN-76A diet 조성 [카제인, 옥수수전분, 옥수수유, 설탕, 셀룰로오스, AIN-76A 비타민혼합물(티아민 하이드로클로라이드 0.6, 리보플라빈 0.6, 피리독신 하이드로클로라이드 0.7, 니코틴산 3, D-칼슘 팬토테네이트(panthothenate) 3, 엽산 0.2, D-비오틴 0.02, 시아노코발아민 0.01, 레티닐 팔미테이트 (250,000IU/g) 0.01, 콜레칼시페롤(cholecalciferol) (400,000 IU/g) 0.005, DL-a-토코페롤 아세테이트 (250IU/g) 0.25, 메나퀴논 0.005, 수크로오스 분말 972.9(g/kg)), AIN-76A 미네랄혼합물(칼슘 포스페이트 디베이직 500, 소디움 클로라이드 74, 포타슘 시트레이트 모노하이드레이트 220, 포타슘 설페이트 52, 마그네슘 옥사이드 24, 마그네슘 카보네이트 3.5, 페릭카보네이트 0.3, 포타슘 아이오데이트 0.01, 소디움 셀레나이트 0.01, 크로뮴 포타슘 설페이트 0.55, 수크로오스 분말 118 (g/kg)) 콜린클로라이드, 메티오닌]에 준하여 조제하였다. 카드뮴은 염화카드뮴으로 식이 무게의 350pppm수준으로 공급하였고, 실시예 1 (인삼열매 추출물)과 비교예 1 (인삼근 추출물)은 각각 사료무게의 10%가 함유되도록 조제하였으며 모든 실험 동물의 영양소 밀도를 맞춰 열량당 섭취하는 기타 영양소의 양을 동일하게 하였다.
| 성분 | 음성대조군 | 카드뮴 투여군 | ||
| 추출물 무첨가군 | 시험군 | 비교군 | ||
| 카드뮴 (350ppm) | - | + | + | + |
| AIN-76A 기본식이 | 100 | 100 | 90 | 90 |
| 인삼열매 추출물(실시예 1) | 10 | |||
| 인삼근 추출물(비교예 1) | 10 | |||
| 합계 (g/100g) | 100 | 100 | 100 | 100 |
4주간의 실험식이 기간 동안 매주 실험동물의 체중을 측정한 결과, 체중증가율은 음성대조군>시험군>비교군>추출물 무첨가군 순으로 나타났다.
즉, 음성대조군은 정상성장 분포를 나타내었고, 카드뮴 투여군 중에서 실시예 1이 첨가된 사료를 공급받은 군은 카드뮴 중독 증상이 상당히 완화된 반면, 인삼열매 또는 인삼근 추출물이 전혀 첨가되어 있지 않은 사료를 공급받은 추출물 무첨가군은 카드뮴 중독 증상이 나타나 체중 증가가 둔화되었다.
단계 2. 시료 채취 및 혈액생화학 분석
실험식이가 종료된 후, 실험동물을 12시간 절식시키고 에테르로 마취시킨 뒤 혈액 및 간 조직을 채취하였다. 혈액은 1000G에서 15분간 원심 분리하여 혈청분석에 사용하였다. 간은 적출 후 생리식염수로 씻어내고, 중금속 분석을 위해 -80℃에 보관하였다. 분리된 혈청은 혈액생화학분석기 (AU400, Olympus)를 이용하여 간기능 지표검사인 GOT (glutamic oxaloacetic transaminase), GPT (glutamic pyruvic transaminase)와 신기능 검사지표인 요소질소 (BUN: blood urea nitrogen), 크레아티닌 (creatinine)을 측정하였고 결과는 하기 표 4와 같다.
| GOT (IU/L) | GPT (IU/L) | BUN (mg/dl) | 크레아니틴(mg/dl) | |
| 음성대조군 | 91.8±17.1 | 29.4±3.5 | 12.4±0.8 | 2.5±0.8 |
| 추출물 무첨가군 | 120.1±11.4 | 60.3±15.1 | 17.1±2.5 | 3.1±1.1 |
| 시험군 | 104.1±15.2 | 48.6±5.1 | 13.8±1.5 | 2.7±0.4 |
| 비교군 | 128.7±11.8 | 60.6±9.1 | 15.3±4.1 | 2.9±0.5 |
실험결과, 표 4에 나타낸 바와 같이, 추출물 무첨가군은 음성대조군과 비교하여 GOT, GPT, BUN 수준이 유의적으로 증가하여 카드뮴에 의한 손상을 확인할 수 있었고, 시험군은 간손상 지표인 GOT, GPT 효소 활성 및 신장손상지표인 BUN 수치가 추출물 무첨가군과 비교하여 유의적으로 감소하였다 (P-value<0.05). 그러나, 비교군에서는 추출물 무첨가군과 비교하여 어떤 항목에서도 효과를 확인할 수 없었다. 이상의 결과에 의하면 실시예 1의 인삼열매 추출물은 카드뮴에 의한 간 및 신장손상을 완화시키는 것으로 나타났다.
단계 3. 중금속 함량 측정
간 조직에서의 카드뮴 함량은 상기 2단계에서 채취한 간 조직 시료의 일정량을 취하여 550℃ 화로에서 24시간동안 건식분해시켜 농질산으로 녹인 후, 1N 염산으로 희석하여 파장 228.8nm에서 원자흡광광도계 (Aas, Cambridge, UK)로 측정하고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
| 간(ppm) | |
| 음성대조군 | 0.5±0.02 |
| 추출물 무첨가군 | 30.8±4.8 |
| 시험군 | 18.5±1.9 |
| 비교군 | 27.1±2.2 |
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 카드뮴 투여로 간 장기에 카드뮴이 축적되는 것을 확인할 수 있었고, 시험군은 그 함량이 추출물 무첨가군 대비 64.4% 수준으로 떨어지는 것으로 나타났으며, 반면 비교군은 추출물 무첨가군과 비슷한 경향을 나타내었다.
따라서, 인삼열매 추출물은 간에서의 중금속 축적을 억제시키고, 카드뮴에 의한 간 및 신장손상을 완화시키는 효과가 있는 반면, 인삼근 추출물은 중금속 축적을 억제시키는 효과를 가지지 못하는 것을 알 수 있다.
하기에 상기 조성물의 제형예를 설명하나, 이는 발명을 한정하고자 함이 아니라 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
[제형예 1]연질캅셀제
실시예 1의 인삼열매 추출물 50mg, L-카르니틴 80~140mg, 대두유 180mg, 팜유 2mg, 식물성 경화유 8mg, 황납 4mg 및 레시틴 6mg을 혼합하고, 통상의 방법에 따라 1캡슐당 400mg씩 충진하여 연질캅셀을 제조하였다.
[제형예 2]정제
실시예 1의 인삼열매 추출물 50mg, 갈락토올리고당 200mg, 유당 60mg 및 맥아당 140mg을 혼합하고 유동층 건조기를 이용하여 과립한 후 당 에스테르(sugar ester)를 6mg을 첨가하여 타정기로 타정하여 정제를 제조하였다.
[제형예 3]과립제
실시예 1의 인삼열매 추출물 50mg, 무수결정 포도당 250m g 및 전분 550mg을 혼합하고, 유동층 과립기를 사용하여 과립으로 성형한 후 포에 충진하였다.
[제형예 4]드링크제
실시예 1의 인삼열매 추출물 50mg, 포도당 10g, 구연산 0.6g, 및 액상 올리고당 25g을 혼합한 후 정제수 300ml를 가하여 각 병에 200ml씩 되게 충진한다. 병에 충진한 후 130℃ 에서 4∼5 초간 살균하여 음료를 제조하였다.
[제형예 5]캬라멜 제형
실시예 1의 인삼열매 추출물 50mg, 옥수수 시럽(corn syrup) 1.8g, 탈지우유 0.5g, 대두 레시틴 0.5g, 버터 0.6g, 식물성 경화유 0.4g, 설탕 1.4g, 마가린 0.58g, 및 식염 20mg을 혼합하여 캬라멜 성형을 하였다.
도 1은 HPLC를 통해 진세노사이드 성분 분석을 실시한 결과이다.
Claims (6)
- 인삼열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 카드뮴 중독 완화용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 카드뮴 중독 완화용 조성물은 체내 카드뮴 축적을 억제하는 것을 특징으로 하는 카드뮴 중독 완화용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 카드뮴 중독 완화용 조성물은 간 손상을 완화하는 것을 특징으로 하는 카드뮴 중독 완화용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 카드뮴 중독 완화용 조성물은 신장 손상을 완화하는 것을 특징으로 하는 카드뮴 중독 완화용 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카드뮴 중독 완화용 조성물은 건강기능식품 조성물인 것을 특징으로 하는 카드뮴 중독 완화용 조성물.
- 삭제
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