KR101440685B1

KR101440685B1 - 신바이오틱스를 이용한 인삼 사포닌 흡수 촉진용 조성물

Info

Publication number: KR101440685B1
Application number: KR1020120115336A
Authority: KR
Inventors: 공연희; 최금부; 김태석; 여익현; 남승우
Original assignee: 주식회사 풀무원
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-09-19
Also published as: KR20140049280A

Abstract

본 발명은 synbiotics를 이용한 인삼 사포닌 흡수 촉진용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 조성물은 사포닌 성분들 중, 체내에 흡수가 안되는 Rb1, Rg1, Rc를 체내에 흡수가 잘 되는 Rg3, Compond K로 전환시킴으로서, 사포닌의 생체 흡수율을 증가시키는데 효과적이다.

Description

신바이오틱스를 이용한 인삼 사포닌 흡수 촉진용 조성물{Composition for promoting absorption of ginseng saponin by synbiotics}

본 발명은 신바이오틱스(synbiotics)를 이용한 인삼 사포닌 흡수 촉진용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물에 관한 것이다.

신바이오틱스(Synbiotics)란 프로바이오틱스(Probiotics) 및 프리바이오틱스(Prebiotics)의 병용을 의미하는 조합어이다. 프로바이오틱스는 장에 유익한 작용을 미치는 균 또는 상기 균을 함유하는 식품을 의미하며, 프리바이오틱스는 식품에서 유래한 성분으로 장내 유용균을 증식시키는 활성이 있는 물질로서, 올리고당, 식이섬유, 락토페린 등이 있다.

인삼의 주된 약리효능을 나타내는 주요 성분은 사포닌으로 Shibata와 Tanaka 연구팀에 의해 PPD(C₃₀H₅₀O₃)와 PPT(C₃₀H₅₂O₄)가 순수 분리되어 인삼에 함유되어 있는 배당체(glycoside)란 뜻으로 진세노사이드라고 명명하였으며, 분자량은 대략 800~1200이다.

고려인삼의 진세노사이드의 분리는 Shibata 연구팀이 TLC법으로 13종을 순수 분리하였는데, 분리된 이동거리 순으로 올레난계 사포닌 진세노사이드 -Ro와 진세노사이드 -Ra, -Rb1, -Rb2, -Rc, -Rd, -Re, -Rf, -Rg1, -Rg2, -Rg3 및 -Rh 등으로 명명하였다. 1968년까지는 TLC법으로 분리된 진세노사이드 -Rg1의 화학구조가 처음으로 보고된 이래로 지금까지 약 34종의 진세노사이드의 구조가 밝혀졌다. 인삼 성분에 관한 최초의 과학적 연구는 1854년 미국의 Garriques가 미국삼(Panax quinquefolium L.)으로부터 무정형의 글리코사이드를 분리하여 파나퀴론이라고 명명하여 보고하였다. 1957년 소련의 약리학자 Brekhman은 인삼의 약리효능을 나타내는 유효성분으로 사포닌 배당체를 보고한 이래로 사포닌에 대한 집중적인 연구가 이루어졌다.

사포닌(saponin)은 화학적으로 배당체(glycoside)로 화합물의 일종이며 어원은 거품을 내는 성질이 있어 sapo(비누)에서 유래되었다. 사포닌은 화학적으로는 리베르만 부차드반응(Libermann-Buchard)에 의해 적색으로 발색되고, 비당부(sapogenin, aglycone)에 당류가 결합된 배당체이다. 사포닌은 aglycone의 골격구조에 따라 트리테르페노이드계 사포닌과 스테로이드계 사포닌 2가지로 크게 분류되며, 고려 인삼의 사포닌은 트리테르페노이드계의 담마레인계 사포닌으로 인삼(Panax)속 식물에만 존재하는 특유의 사포닌으로 약성이 매우 온화하고 과량 투영에 의한 독성이 없을 뿐만 아니라 용혈 작용이 거의 없는 것으로 밝혀져 있다.

인삼 사포닌의 약리작용은 약리 실험을 통하여 약리 작용이 밝혀졌으며, 인삼에 존재하는 사포닌인 여러 종류의 진세노사이드는 순환기 및 중추신경 치료제, 항산화, 항암, 항 당뇨병, 면역기능 조절 등에 뛰어난 약리활성을 가지는 것으로 보고되어 있다.

인삼의 뛰어난 약리 효능이 있음에도 불구하고, 사람마다 차이를 보이는 인삼의 효능은 인삼의 개인별 효능차가 사람의 장내에 서식하는 장내 미생물의 효소활성의 차이에 기인한다고 보고되어 있다. 진세노사이드가 장내세균의 대사를 받는 과정을 보면 다음과 같다. 먼저, 프로토파낙사디올(propanaxadiol)계 화합물인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등은 진세노사이드 F2를 경유하여 compound K로 대사된다. 이러한 대사 반응은 장내 우세균인 박테로이드(Bacteroides)속, 푸소박테이룸(Fusobacterium)속, 프로베텔라(Provetella)속 균주 등에 의해 촉매된다. 또한 프로토파낙사트리올(protopanaxatriol)계 화합물인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등은 상기 균주들에 의해 진세노사이드 Rh1 또는 compound K로 대사되어 체내 흡수된다.

사포닌 흡수 능력에는 사포닌을 분해하는 효소가 개인마다 차이가 있어 한국식품영양과학회에 보고된 자료에 따르면 한국인 중 37%는 체내에 사포닌을 분해할 수 있는 효소가 아예 없거나, 효소 성분 중 일부가 결여돼 사포닌을 제대로 분해할 수 없는 상태인 것으로 나타났다. 또한 나머지 63%는 사포닌을 분해할 수 있는 효소는 있지만, 효소의 양에 있어서는 개인차가 있는 것으로 나타났다. 인삼의 약리 효능이 뛰어남에도 불구하고 이러한 사포닌 체내 흡수율 개인차로 인해 인삼의 약리효능이 인체 내에서 제대로 발휘되지 못하고 있다. 따라서 사포닌의 인체 내 흡수율을 증가시킬 수 있는 방법의 개발이 요구되는 실정이다.

이에 본 발명자들은 인삼 사포닌의 체내 흡수율을 증가시킬 수 있는 방법을 연구하던 중, 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스를 홍삼 엑기스에 첨가 또는 병용/순차 섭취 후, 사포닌 체내 흡수율을 증가시키는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제공한다.

상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 유산균주들 중에서 사포닌 생체 흡수를 증가시키는데 최적인 조합을 선별하기 위해, 각각의 단일 유산균주들 및 혼합 균주들이 체내 흡수가 안되는 Rg1, Rb1, Rc 등의 사포닌을 체내 흡수 가능한 Rg3, Compound K 등으로 발효시키는 효과를 조사했다. 그 결과, 단일 유산균주들에서는 Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis 순으로 높았다. 혼합 유산균에서는 2종(Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum)으로 혼합한 실험군보다 3종(Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis)으로 혼합한 실험군이 홍삼액 내 Rg3, Compound K 함량이 유의적으로 높았다([도 2] 참조). 본원발명의 상기 3종 유산균의 조합은 단독군, 2종 혼합군보다 월등히 우수한 효과를 보이는데, 단독군, 2종 혼합군, 3종 혼합군의 홍삼액에 대한 투여농도가 동일하다는 점을 고려해보면, 본원발명의 3종 혼합 유산균의 조합은 사포닌을 생체 흡수 가능한 성분들로 분해시키는 효과에 있어서, 매우 뛰어나다고 판단된다.

상기 결과를 근거로, Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis로 이루어진 3종 복합 유산균, 유산균 사균체, 락츄로스(lacturose)와 홍삼농축액을 실험용 쥐에 경구투여 하여, 장내 사포닌 분해효소 베타글루코시다아제의 활성 및 사포닌 생체 흡수율을 LC MS/MS로 정량 분석하였다.

베타글루코시다아제 활성을 홍삼만 처리한 실험군 B와 비교해봤을 때, 3종 복합 유산균만 처리한 실험군 C, 유산균, 사균체, 락츄로스를 모두 처리한 실험군 D 모두 증가하였지만, 실험군 D가 실험군 C보다 훨씬 우수한 효과를 보였다([도 3] 참조). C와 D 실험군은 각각의 해당 시료를 동일량 처리했는데도, 실험군 D의 베타글루코시다아제 활성이 C 보다 유의적으로 우수하였다.

또한 사포닌 생체 흡수율을 확인하기 위해, 혈중 사포닌 함량을 측정한 결과, 홍삼만 먹은 실험군 B는 체내 흡수 가능한 Rg3, Compound K는 검출이 전혀 안됐고, 실험군 D가 실험군 C보다 혈중 Rb1, Rg1, Rg3, Compound k 함량이 유의적으로 높았다([도 4] 참조). 따라서 유산균, 사균체, 락츄로스가 사포닌 생체 흡수율을 높이는데 매우 효율적이라는 것을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 별도의 유산균 발효 공정 없이, 사포닌 함유 물질과 본 발명의 조성물을 같이 섭취하는 것만으로도 사포닌 생체 흡수율을 높인다는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제공한다.

상기 유산균은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)의 혼합 유산균인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유산균 사균체는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum)의 사균체일 수 있고, 상기 사균체는 열처리를 통해 얻을 수 있다.

또한 상기 프리바이오틱스는 라피노오스, 대두올리고당, 프럭토올리고당, 갈락토올리고당, 락츄로스(lactulose), 락티톨(lactitol) 및 자일리톨(xylitol)로 이루어진 군에서 하나 이상 선택되는 것일 수 있고, 가장 바람직하게는 락츄로스(lactulose)일 수 있다.

상기 인삼은 고려인삼(Panax ginseng), 화기삼 (Panax quinquefolium), 전칠삼 (Panax notoginseng), 죽절삼 (Panax japonicum), 삼엽삼 (Panax trifolium) 및 히말라야삼 (Panax pseudoginseng), 홍삼, 백삼, 피부백삼, 태극삼 및 수삼으로 이루어진 군에서 어느 하나 이상 선택되는 것을 특징으로 하고, 가장 바람직하게는 홍삼일 수 있다.

상기 본 발명의 조성물 내에 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)의 함유 비율은 제한이 없고, 상기 세 성분을 모두 포함하고 있으면 사포닌 생체 흡수를 촉진한다. 바람직하게는 유산균 함유 중량에 대하여 유산균 사균체는 0.1배 내지 10배 중량, 프리바이오틱스는 0.1배 내지 10배 중량일 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 세 성분이 중량비율로 1:1:1 일 수 있다.

본 발명은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제공한다.

프리바이오틱스 및 유산균 사균체가 없이 상기 3종 유산균만 처리한 실험군 C도 베타글루코시다아제의 활성 및 사포닌 생체 흡수율을 홍삼만 처리한 실험군 B보다 증진시킨다(실시예 2 내지 3 참조). 또한 실시예 1 및 도 1 내지 2 에서 상기 3종 유산균의 조합이 체내 흡수 가능한 사포닌을 생성하는데 가장 적합하다는 것을 알 수 있다.

상기 본 발명의 조성물 내에 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis) 함유 비율은 제한이 없으나, 바람직하게는 락토바실러스 플랜타럼 중량에 대하여 비피도박테리엄 롱검은 0.1배 내지 10배, 비피도박테리엄 브레비스는 0.1배 내지 10배의 중량일 수 있고, 가장 바람직하게는 상기 세 유산균의 중량비가 1:1:1일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예 1의 결과를 토대로, 본 발명은 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 혼합유산균으로 발효시킨 사포닌 생체 흡수 촉진용 인삼 음료를 제공할 수 있다.

본 발명의 사포닌 체내 흡수 촉진용 조성물은 필요에 따라 약학적 또는 식품 조성물로 제조될 수 있으며, 사포닌 성분, 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스를 모두 포함하는 조성물 또는 사포닌 성분, 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)를 포함하는 조성물로 제조될 수 있다.

상기 약학적 조성물의 경우, 상기 성분들만을 유효성분으로 함유하거나, 또는 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 함유할 수 있다.

약학적으로 허용되는 담체로는 예컨대, 경구 투여용 담체 또는 비경구 투여용 담체를 추가로 포함할 수 있다. 경구 투여용 담체는 락토스, 전분, 셀룰로스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등을 포함할 수 있다. 아울러, 펩티드 제제에 대한 경구투여용으로 사용되는 다양한 약물전달물질을 포함할 수 있다. 또한, 비경구 투여용 담체는 물, 적합한 오일, 식염수, 수성 글루코오스 및 글리콜 등을 포함할 수 있으며, 안정화제 및 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산과 같은 항산화제가 있다. 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 클로로부탄올이 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현택제 등을 추가로 포함할 수 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).

상기 약학적 조성물은 투여 경로에 따라 경구 투여용 또는 비경구 투여용 제제로 제형화 할 수 있다.

경구 투여용 제제의 경우에 본 발명의 조성물은 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리제, 현탁액 등으로 당업계에 공지된 방법을 이용하여 제형화될 수 있다. 예를 들어, 경구용 제제는 활성성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 혼합물로 가공함으로써 정제 또는 당의정제를 수득할 수 있다. 적합한 부형제의 예로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 및 말티톨 등을 포함하는 당류와 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분 및 감자 전분 등을 포함하는 전분류, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오즈 및 하이드록시프로필메틸-셀룰로즈 등을 포함하는 셀룰로즈류, 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 충전제가 포함될 수 있다. 또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있다. 나아가, 본 발명의 약학적 조성물은 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

비경구 투여용 제제의 경우에는 주사제, 크림제, 로션제, 외용연고제, 오일제, 보습제, 겔제, 에어로졸 및 비강 흡입제의 형태로 당업계에 공지된 방법으로 제형화할 수 있다. 이들 제형은 모든 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문헌(Remington's Pharmaceutical Science, 15th Edition, 1975. Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania 18042, Chapter 87: Blaug, Seymour)에 기재되어 있다.

또한, 식품 조성물로 제조할 경우, 기능성 식품(functional food), 영양보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함할 수 있다.

상기 유형의 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 이에 제한되지는 않으나, 예를 들면, 건강식품으로는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics)를 유효성분으로 포함하는 사포닌 체내 흡수 촉진 조성물 또는 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리엄 브레비스(Bifidobacterium brevis)를 유효성분으로 포함하는 사포닌 체내 흡수 촉진용 조성물을 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용할 수 있도록 액상화하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 기능성 식품으로는 이에 한정되지 않지만 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게티, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예:버터, 치즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 조성물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 사포닌 체내 흡수 촉진용 조성물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 이에 제한되지는 않으나, 락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)로 이루어진 군에서 하나이상 선택된 유산균, 유산균 사균체, 프리바이오틱스(prebiotics) 및 인삼 사포닌이 혼합물의 형태로 하나의 용기 내에 존재하도록 제형화 될 수 있고, 별개의 용기 내에 존재하여 동시 또는 순차적으로 투여되도록 제형화 될 수 있다.

본 발명의 조성물은 사포닌 성분들 중, 체내에 흡수가 되지 않는 Rb1, Rg1, Rc 등을 체내에 흡수가 잘 되는 Rg3, Compound K로 전환시킴으로서, 사포닌의 생체 흡수율을 증가시키는데 효과적이다.

도 1의 A는 각 단독 유산균의 발효능을 나타낸 것으로, 발효 결과 사포닌 성분들 중 Rg1, Re, Rg2, Rb1, Rc, Rb2, Rg3, Compound K 성분 함량을 나타낸 것이다.(Y 축 : 각 유산균 발효물에 포함된 각 사포닌 성분들의 농도(mg/g), X 축 : 측정한 사포닌 성분들)
도 1의 B는 각 단독 유산균 발효능 측정 검사 결과 중, Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis의 발효능을 Rg1, Rb1, Rc, Rg3, Compound K 로 비교해 본 것이다. (Y 축 : 각 유산균 발효물에 포함된 각 사포닌 성분들의 농도(mg/g), X 축 : 측정한 사포닌 성분들)
도 2는 혼합 유산균의 발효능을 Rg1, Rb1, Rc, Rg3, Compound K 성분으로 비교해 본 것이다.(X 축 : 대조군 - 유산균 없는 홍삼액, 혼합 2종 - Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum으로 발효한 홍삼액, 혼합 3종 - Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis로 발효한 홍삼액, Y 축 : 사포닌 성분들의 함량)
도 3은 베타글루코시다아제 활성화 정도를 측정한 것이다. (X 축 : A, B, C, D - [표 3]의 실험군, Y축 : 베타글루코시다아제 활성도 (Unit/mg), 파란 막대 : 1차 측정 값, 빨간 막대 : 2차 측정 값)
도 4는 사포닌 Rb1, Rg1, Rg3, Compound K 의 실험동물 혈중 농도를 측정한 것이다. ( X축 : 사포닌 성분(CK는 compound K), Y축 : 혈중 사포닌 농도(ng/ml), 파란 막대 : [표 3]의 실험군 B 결과, 붉은 막대 : [표 3]의 실험군 C 결과, 노란 막대 : [표 3]의 실험군 D 결과)

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

유산균 발효능 비교

<1-1> 단일 유산균 발효능 비교

실험에 사용한 균주는 Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis, Bifidobacterium infantis 총 5가지 균주를 사용하였다.

음성대조군으로는 홍삼엑기스를 10배(v/v)로 희석한 홍삼액을 사용하였고, 유산균 발효 실험군은 상기 대조군의 희석 홍삼액에 대하여 각 유산균들을 1% (w/v)만큼 첨가하여 37℃, 12시간 동안 배양한 홍삼 발효액을 실험에 사용했으며, 상기 유산균들은 모두 1x10¹¹ CFU/g 농도의 분말형태로 이용했다.

상기 홍삼엑기스는 홍삼을 1~5차 추출시 홍삼 중량의 8~10배 정제수 가수하여 1차추출 온도 80~85℃, 2~5차 추출온도 70~75℃로 18시간 추출하여 농축한 후, 24~48hr, 60에서 숙성시킨 후, 65 2hr 살균 후 충진하여 홍삼엑기스 원료로 사용하였다.

배양이 끝난 후, 각 홍삼발효액의 Rg1, Re, Rg2, Rb1, Rc, Rb2, Rg3, Compound K 성분 함량을 HPLC로 분석하였다. HPLC 분석 조건은 아래 [표 1] 및 [표 2]에 기재하였고, 상기 성분들 분석결과는 [도 1]의 A에 기재하였다.

분석 조건

기기	1525 Binary pump, 2487 dual absorbance dectecter, 717 plus autosampler, waters
칼럼	Shiseido Capcell Pak (250cm*4.6mm, 5um), RP-18
이동상	Solvent A - pure water, Solvent B - acetonitrile
유량	1.6ml/min
시료량	20ul
분석시간	90분
검출	203nm
온도	30

Binary gradient 조건

시간(분)	Solvent A(%) (pure water)	Solvent B(%) (acetonitrile)
0	80	20
10	80	20
40	68	32
55	50	50
70	35	65
72	10	90
82	10	90
84	80	20
90	80	20

Rb1, Rg1, Rc 등은 체내 흡수가 안되지만, 장내 미생물 분해효소 베타글루코시다아제 (ß-glucosidase)에 의해 Rg3, Compond K 등으로 전환되어 체내 흡수가 된다. Rb1, Rg1, Rc, Rg3, Compond K 다섯 성분만 비교해봤을 때, Rb1, Rg1, Rc함량은 낮고, Rg3, Compond K 함량이 높은 발효물들을 정리해본 결과, Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis 순으로 높았다. 이는 [도 1]의 B에 기재하였다.

<1-2> 혼합 유산균 발효능 비교

상기 실시예 <1-1>에서 발효능이 높게 나온 Lactobacillus plantarum Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis 균들을 혼합하여 발효능을 비교해 보았다. 2종 혼합 실험군(Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum), 3종 혼합 실험군(Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis) 으로 나누었고, 음성대조군, 균 처리 농도, 배양방법, 성분 분석 방법은 상기 실시예 <1-1>과 동일하게 실시하였다. 즉, 희석 홍삼액에 혼합균의 총 합이 희석 홍삼액에 대하여 1% (w/v)가 되도록 균을 첨가한 것이고, 그 비율이 2종은 1:1, 3종은 1:1:1(질량비) 로 첨가하였다.

상기 혼합 유산균 실험군들의 Rb1, Rg1, Rc, Rg3, Compond K 성분 분석 결과는 [도 2]에 나타냈다. 2종 혼합군에 비해, 3종 혼합군의 Rg3, Compond K 성분 비율이 현저히 높은 것을 확인할 수 있다.

<실시예 2>

베타글루코시다아제 효소활성 비교

사포닌을 분해시켜주는 장내 분해효소 베타글루코시다아제의 활성에 복합유산균, Lactobacillus plantarum PMO-08(KFCC-11028) 유산균의 사균체, 락츄로스(lactulose) 가 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. 실험에 사용한 홍삼농축액은 실시예 1에서 제조한 홍삼엑기스이고, 복합 유산균은 3종 유산균(Lactobacillus plantarum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium brevis)을 1:1:1(질량비)로 혼합한 것 이다. 상기 유산균들은 1X10¹¹ CFU/g 농도의 분말형태로 이용했다.

실험에 이용하기 위한 실험군 설계는 하기 [표 3]에 기재하였다.

실험군	처리 물질, 처리 농도 및 구강투여 량
A	-
B	홍삼농축액
C	홍삼농축액 + 복합유산균
D	홍삼농축액 + 복합유산균 PMO-08사균체 락츄로스

각 실험군에서 홍삼 농축액은 5g/kg체중, 시료는 1g/kg체중의 양으로 경구투여하였다. 실험군 D의 시료는 복합유산균, PMO-08 사균체, 락츄로스를 1:1:1(질량비)로 혼합하여 1g/kg체중으로 경구투여 하였다. PMO-08 사균체는 PMO-08에 열처리를 하여 제조했다.

5주령 ICR 마우스(Duyul biotech., Seoul, Korea/ 체중 30g)를 준비하여 1주 동안 적응시켰다. 그 후 각 실험군에 상기 [표 3]방법대로 물질을 처리한 후, 1 주 후에 각 실험군의 베타글루코시다아제 활성을 측정(1차 측정)하였고, 1차 측정 후, 2주 뒤에 다시 활성을 측정(2차 측정)하였다.

효소활성 측정 방법은 실험동물의 분변을 채취하여, 10mM phosphate buffer 에 희석한 후, 2mM p-nitriphenyl-ß-D-glucopyranoside 0.2ml, 0.1M phosphate buffer 0.3ml, 분변 희석액 0.1ml을 혼합하여, 37℃에서 50분 동안 배양한 후, 0.25N NaOH 0.5ml에 혼합시켜준 후, 405nm에서 흡광도를 측정하였다(Biol . Pharm . Bull.2012;350(4):573-81).

효소 활성 측정 결과는 [도 3]에 기재하였다. 실험군 B(홍삼만 처리)에 비해, 실험군 C는 20%, D는 34.2% 효소의 활성이 증가하였다. 따라서 복합유산균+사균체+락츄로스를 넣는 경우가 장내 환경 개선에 가장 효과적임을 알 수 있다.

<실시예 3>

사포닌 생체흡수율 분석

상기 <실시예 2>에서 베타글루코시다아제 활성 측정 후, 실험군 B, C, D 개체들의 혈액 내 Rg3, compound K 의 정량 분석을 하였다. 측정하기 전날 18시간 절식 후에 각 실험군에게 시료를 경구투여 하였고, 10시간 뒤 각 개체군들에서 안구채혈을 통해 혈액을 채취하여 4000rpm, 15min 원심분리하여 혈청을 분리한 후, -70℃에 보관하였다.

분리한 혈청 50ul에 100% 메탄올 200ul을 첨가하여 60℃ water bath에 30분 동안 반응시켜 혈청 단백질을 침전시킨 후, 원심분리(4℃, 3000rpm, 10min) 혈청 단백질을 제거하였다. 그 후, LC-MS/MS (LC-Tandem mass spectrometry, Finnigan TSQ Quantum Ultra EMR)로 사포닌 9종(Rg1, Re, Rg2, Rb1, Rc, Rb2, Rg3, Compound K)의 질량 분석을 실시하였다.

상기 분석 결과는 [도 4]에 기재하였다. 몸에 흡수될 수 있는 사포닌 대사체 Rg3, compound K 는 실험군 B에서 검출되지 않았고, 실험군 C와 D에서는 검출되었는데, 실험군 C보다 D의 Rg3, compound K 혈중 농도가 높았다.

본 발명의 조성물은 사포닌 성분들 중, 체내에 흡수가 안되는 Rb1, Rg1, Rc를 체내에 흡수가 잘 되는 Rg3, Compond K로 전환시킴으로서, 사포닌의 생체 흡수율을 증가시키는데 효과적이므로, 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물을 제조할 수 있어 산업상 이용가능성이 높다.

Claims

락토바실러스 플랜타럼(Lactobacillus plantarum), 비피도박테리엄 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 브레비스(Bifidobacterium brevis)의 혼합유산균, 락토바실러스 플랜타럼 사균체, 및 락츄로스(lactulose)를 유효성분으로 포함하는 인삼 사포닌 생체 흡수 촉진용 조성물.
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