KR101510673B1

KR101510673B1 - 인삼 사포닌의 장내 세균 대사 억제용 조성물

Info

Publication number: KR101510673B1
Application number: KR20080107826A
Authority: KR
Inventors: 전희영; 박찬웅; 서대방; 곽일영; 김완기
Original assignee: (주)아모레퍼시픽
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2015-04-10
Also published as: KR20100048593A

Abstract

본 발명은 인체 내에서 인삼 사포닌 대사에 관여하여 생리 활성도를 증가시키는 효과를 나타내는 식품 및 약학 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현삼, 고삼, 뽕나무 잎 및 담쟁이 추출물 중 1종 이상을 유효성분으로 함유하고 있어 장내 세균의 대사에 의한 인삼 열매 사포닌의 분해를 억제함으로써 체내 흡수율을 높혀 생체이용율을 증진하고 이를 통해 인삼 열매 사포닌의 생리 활성도를 증가시키는 효과를 나타내는 식품 및 약학 조성물에 관한 것이다.

인삼 열매, 장내 세균 대사, 건강 기능 식품, 의약품

Description

인삼 사포닌의 장내 세균 대사 억제용 조성물{Composition inhibiting enterobacteria activity during saponin metabolism of ginseng}

본 발명은 인체 내에서 인삼 사포닌 대사에 관여하여 생리 활성도를 증가시키는 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현삼, 고삼, 뽕나무 잎 및 담쟁이 추출물 중 1종 이상을 유효성분으로 함유하여 장내 세균의 대사에 의한 인삼 열매 사포닌의 분해를 억제시키는 식품 및 약학 조성물에 관한 것이다.

인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 오가피과 인삼 속에 속하는 식물로서 한국, 중국 및 일본 등지에서 2,000여년 전부터 사용되어 온 식물이며, 경험적으로 질병을 예방하고 수명을 연장시킬 목적으로 사용되어 왔다. 지금까지 알려진 인삼의 효능 및 효과는 중추신경계에 대한 작용, 항발암 작용, 항암활성, 면역기능 조절작용, 항당뇨 작용, 간기능 항진효능, 심혈관 장해개선, 항동맥경화 작용, 혈압조절 작용, 갱년기 장애 개선, 골다공증에 미치는 효과, 항스트레스 및 항피로 작용, 항산화 활성 및 노화억제 효능 등이 있다(최신고려인삼 ‘성분 및 효능편’, 한국인삼연초연구원, 56-112, 1996).

인삼의 대표적 생리활성 성분인 진세노사이드(Ginsenoside)는 인삼의 지상 및 지하부에 고르게 분포되어 있으며, 특히 인삼 근(뿌리), 인삼 엽 및 인삼 열매 등 부위에 따라 진세노사이드 함량뿐만 아니라 조성도 다른 것으로 알려져 있다 (Attele AS et al, Biochem Pharmacol, 58; 1685-1693, 1999).

현재까지 30여종이 넘는 진세노사이드가 인삼 사포닌으로부터 분리 동정 되었으며, 진세노사이드는 프로토파낙사디올(protopanaxadiol)계 사포닌에 속하는 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd와 프로토파낙사트리올(protopanaxatriol)계 사포닌에 속하는 진세노사이드 Re와 Rg1이 대부분을 차지하고 있다. 인삼 열매는 인삼보다도 귀하게 여겨지는 것으로서 종자 획득을 목적으로 선별되어 수확되어왔다. 일반적으로 인삼 열매는 인삼의 재배기간 중 4년 생에 한해서 1회만 채종한다. 인삼 열매 내에 존재하는 진세노사이드의 함량 순서는 진세노사이드 Re>Rg1>Rb1>Rc>Rd 순으로 인삼근과는 상이한 진세노사이드 수준을 보인다. 특히 인삼근에는 거의 존재하지 않는 진세노사이드 Re의 함량이 인삼 열매에서는 특이적으로 많이 존재해 인삼 열매와 근은 조성적으로 큰 차이를 보인다.

진세노사이드는 인삼의 대표 생리 활성 물질이기 때문에 상이한 진세노사이드 수준은 인삼 근과 인삼 열매가 차별적인 효능을 나타낼 수 있음을 시사한다. 인삼 열매의 대표 사포닌인 진세노사이드 Re는 뇌허혈-재관류 손상(cerebral ischemia-reperfusion injury)을 방지하고, 세포 사멸에 관여하는 Bcl-2, Bax 단백질의 발현을 조절함으로써 파킨슨병(parkinson's disease)을 예방하는 효능이 있음 이 보고되었다(Biol. Pharm. Bull. 29(12), 2502-2505, 2006, J Asian Nat Prod Res. 7(3) 215-224, 2005). 그 밖에도 진세노사이드 Re는 NO/cGMP/PKG 경로를 조절함으로써 정자 수정능(sperm capacitation)을 향상시키는 것이 밝혀졌다(Mol. Reprod. Dev. 74: 497-501, 2007).

이렇듯 다양한 생리활성을 가지고 있는 진세노사이드는 실제로 경구 섭취하였을 때 그 흡수율은 비교적 낮은 편으로 알려져 있는데 이는 장내 미생물에 의해 상당부분이 대사되기 때문인 것으로 밝혀졌다(Yan B, et al., Biol. Pharm. Bull, 30(9) 1657-1662; 2007). 통상 경구 섭취되는 인삼 사포닌은 장내 세균에 의해 대사를 받는데 장내 세균 중 유박테리움 속(Eubacterium sp.) 스트렙토코쿠스 속(Streptococcus sp), 비피도박테리움 속(Bifidobacterium sp.), 푸코박테리움 속 (Rucobacterium sp.), 프로보텔라 오리스(Prevotella oris) 또는 박테로이드 종(Bacteroides sp.)에 속하는 몇몇 균주들이 인삼 사포닌의 대사에 관여하고 있음이 알려졌다(Shoji shibata, J Korea Med Sci 16(Suppl.) s26-s37, 2001; Hideo Hasegawa et al., Biol. Pharm. Bull. 23(3) 298-304, 2000). 프로토파낙사디올계 사포닌인 Rb1, Rb2, Rc는 사람의 장내 세균에 의해 20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사디올(화합물 K, compound K)로 대사되고 (Hasegawa H, et al., Planta Medica 63 436-440, 1997), 프로토파낙사트리올계 사포닌인 Re와 Rg1은 장내 세균에 의해 진세노사이드 Rh1이나 진세노사이드 F1으로 대사된다(Hasegawa H, et al., Planta Medica 62:453-457). 진세노사이드가 대사되면서 그 대사 산물이 효능을 나타내는 경우도 있으나 일부 효능은 분해되면서 그 효능을 잃어버리기도 한다. 따라서 진세노사이드 각각의 고유 효능을 유지하기 위해서는 장내 세균의 작용에 의한 진세노사이드의 분해를 억제함으로써 손상되지 않은 형태의 진세노사이드를 유지하여 체내로 흡수될 수 있도록 하는 것이 필요하다.

이에, 본 발명자는 인체 내에서 인삼 사포닌 대사에 관여하여 생리 활성도를 증가시키는 효과를 얻기 위해서 다양한 식물 성분을 이용하여 인삼 열매의 대표 사포닌인 진세노사이드 Re가 장내 미생물에 의해 대사되는 것을 억제하는 효능을 평가한 결과 현삼, 고삼, 뽕나무 잎 및 담쟁이 추출물이 진세노사이드 Re의 분해를 억제함을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 인삼 사포닌 대사에 관여하여 진세노사이드 Re의 분해를 방지할 수 있는 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 고삼, 현삼, 뽕나무 및 담쟁이 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유하는 인삼 사포닌의 장내 세균 대사 억제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은 인삼 사포닌 대사에 관여하여 인체 내에서의 진세노사이드Re의 분해를 억제하며, 체내 흡수율을 높혀 생체이용율을 증진하고 이를 통해 인삼 열매의 생리 활성도를 증가시키는 효과를 나타낸다.

본 발명의 조성물은 현삼, 고삼, 뽕나무 잎 및 담쟁이 추출물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 함유하며, 상기 추출물은 인삼 추출물과 함께 조성물에 함유될 수도 있고, 인삼 추출물과는 별개로 조성물에 함유될 수도 있다.

상기 인삼 추출물은 특히 인삼 열매 추출물일 수 있다.

본 발명에 사용된 상기 식물 추출물은 다음과 같은 특성을 갖는다.

고삼(苦蔘, Sophora angustifolia)은 맛이 쓰지만 인삼과 같은 효과가 있다 하여 고삼이라 하며 소화불량·신경통·간염·황달·치질 등에 처방한다.

현삼(玄蔘, Scrophularia buergeriana)은 현삼과의 다년생 초본식물인 현삼의 뿌리를 말하며 한방에서 알려져 있는 효능으로는 녹농간균에 대하여 억제 작용이 있고 혈관을 확장하고 혈압을 하강시키며, 혈당을 낮추는 것으로 알려져 있다.

뽕나무(Morus alba)는 쌍떡잎식물 쐐기풀목 뽕나무과 뽕나무속에 속한 낙엽교목 또는 관목의 총칭으로, 잎은 누에를 기르는 데 이용되며, 뽕잎은 고혈압, 기관지 천식, 폐염, 폐암, 거담, 콜레스테롤 제거, 당뇨병 등에 효과가 있다.

담쟁이 덩굴(Parthenocissua tricuspidata)은 돌담이나 바위 또는 나무줄기에 붙어서 자라는 포도과 식물로서, 한방에서 뿌리와 줄기를 지금(地錦)이라는 약재로 쓰는데, 어혈을 풀어주고 관절과 근육의 통증을 가라 앉히는 것으로 알려져 있다.

본 발명에 있어서 사용하는 식물 추출물은 각 식물을 일광 건조 또는 열풍 건조한 후 물 또는 에탄올로 추출하여 제조한 것이다.

본 발명의 조성물은 고삼, 현삼, 뽕나무 잎 및 담쟁이 추출물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 추출물을 유효성분으로 함유하며, 이를 인삼 열매 추출물의 중량에 대하여 0.1~50중량%의 양으로 함유한다.

본 발명에 의한 조성물은 장내 세균의 생장 및 활성을 억제함으로써 장내 세균의 대사에 의한 인삼 사포닌, 특히 진세노사이드 Re의 분해를 억제함으로써 체내 흡수율을 높혀 생체이용율을 증진하고 인삼 사포닌의 생리 활성도를 증가시키는 효과를 제공한다.

본 발명에 의한 조성물은 식품 조성물로서 제공될 수 있으며, 상기 조성물은 건강 식품에 통상적인 다양한 형태의 부형제나 첨가를 가하는 단계를 포함하는 제법을 통하여 음료, 환, 과립, 정제, 캡슐 등의 건강 보조 식품을 비롯한 여러 제형의 식품으로 그 응용이 가능하다. 또한, 상기 식품 조성물은 건강 기능성 식품 조성물일 수 있다.

또한 본 발명에 의한 조성물은 약학 조성물로서 제공될 수 있으며, 상기 약학 조성물은 상용되는 무기 또는 유기의 담체를 가하여 고체, 반고체 또는 액상의 형태로 경구 투여하거나, 비경구, 직장, 국소, 경피, 정맥 내, 근육 내, 복강 내, 피하 등으로 투여할 수 있으며, 특히 경구 투여가 바람직하다.

상기 경구 투여를 위한 제재로서는 정제(錠劑), 환제(丸劑), 과립제(顆粒劑), 연질/경질 캡슐제, 산제, 세립제, 분제, 유탁제(乳濁濟), 시럽제, 펠렛제, 음료 등을 들 수 있다. 또한, 상기 비경구 투여를 위한 제재로는 주사제, 점적제, 연고, 로션, 스프레이, 현탁제, 유제, 좌제(坐劑) 등을 들 수 있다.

본 발명의 유효성분을 제제화하기 위해서는 상법에 따라서 실시하면 용이하게 제제화할 수 있으며 계면활성제, 부형제, 착색료, 향신료, 보존료, 안정제, 완충제, 현탁제, 기타 상용하는 보조제를 적당히 사용할 수 있다.

또한, 상기 유효 성분의 투여량은 치료 받을 대상의 연령, 성별, 체중과, 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여경로 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 일반적으로 투여량은 0.001mg/kg/일 내지 대략 2000mg/kg/일의 범위일 수 있다.

이하, 실시예 및 시험예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 시험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것이 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1] 식물 추출물의 장내 세균 대사에 의한 인삼 열매 사포닌의 분해 억제 활성 평가

< 인삼 열매 및 식물 추출물의 제조>

인삼 열매 추출물은 생(生)인삼 열매를 수확하여 종자를 분리하여 제거한 다음 인삼 열매의 과육과 과피를 일광건조 또는 열풍건조를 통하여 인삼 열매 건조원료를 제조하였다. 그 후 인삼 열매 건조물 1kg에 물 3L를 가하여 환류 추출한 다음 여과한 후 40~45℃에서 감압농축하여 사용하였다. 실험에 사용한 식물 추출물인 고삼, 현삼, 뽕나무 잎, 담쟁이 덩굴 추출물은 한국 식물 추출물 은행에서 분양 받아 사용하였으며 각 식물 추출물의 코드명은 표 1과 같다.

식물명	코드명
고삼	022-017
현삼	CA03-091
뽕나무 잎	007-041
담쟁이 덩굴	008-029

<장내 세균 균주의 분양 및 배양>

본 실험에서 사용하는 미생물 균주는 박테로이데스 불가투스(bacteroides vulgates, 균주 번호: KCTC 2639)로 한국미생물보존센터(KCCM)로부터 동결 건조 균주를 분양 받아 사용하였다. 분양 받은 균을 실험에 사용하기 위하여 세균 배양 배지인 잘린 고기 한천(Chopped meat agar) 배지에 접종하여 35℃의 혐기성 챔버(anaerobic chamber)에서 배양하였다. 배양 48시간 후 형성된 콜로니를 채취하여 다시 잘린 고기(chopped meat) 액체 배지에 접종하여 35℃에서 24시간 동안 배양한 후 실험에 사용하였다. 배지 조성은 하기 표 2와 같다.

잘린 고기 한천 배지와 잘린 고기 액체 배지의 조성

성분	함량
성분	잘린 고기 한천 배지	잘린 고기 액체 배지
조리된 고기 배지 (Cooked meat medium) (Difco 0264-01-7)	15g/L	15g/L
효모 추출물 (Yeast extract)	5g/L	5g/L
K2HPO4	5g/L	5g/L
시스테인 염산염	0.5g/L	0.5g/L
레사주린(resazurin)	1mg/L	1mg/L
한천(Agar)	15g/L	-

<세포 배양과 물질 처리>

잘린 고기(chopped meat) 액체 배지에 박테로이데스 불가투스균을 접종하여 37℃에서 1일간 혐기배양한 배양액을 동일한 배지로 1/100 희석한 희석액을 활성 평가를 위한 시험균액으로 사용하였다. 15ml 팔콘 튜브(falcon tube)에 시험균액을 2ml씩 이식하고 35℃ 혐기조건에서 24시간 배양하였으며, 시험균 없이 배지만 넣어준 것을 무처리군으로, 식물 추출물을 처리하지 않은 것을 대조군으로 하였다. 식물 추출물의 장내 세균 대사에 의한 인삼 열매 사포닌의 분해 억제 활성을 평가하기 위하여 인삼 열매 추출물과 식물 추출물을 하기 표 3과 같이 처리하여 24시간 배양을 한 후 세포 배양 배지 내에 존재하는 진세노사이드 Re의 함량을 정량적으로 측정하였다.

구분	내용
구분	시험균주 유무	인삼열매	식물 추출물
무처리군	없음	0.5%	없음
대조군	있음	0.5%	없음
시험군 1	있음	0.5%	고삼 0.1%
시험군 2	있음	0.5%	현삼 0.1%
시험군 3	있음	0.5%	뽕나무 수피 0.1%
시험군 4	있음	0.5%	담쟁이 덩굴 0.1%

<HPLC를 이용한 진세노사이드 Re 함량 분석>

인삼 열매 진세노사이드 Re의 함량 변화를 측정하기 위해, 각 배양액을 원심 분리하여 상등액을 1ml씩 취하여 동량의 n-BuOH로 추출하였고 이것을 페노메넥스 루나(Phenomenex Luna) 5u C₁₈ 컬럼(250×4.60mm)(칸토 케이컬 사(社)(Kanto chemical Co., Inc) 제품)을 이용하여 HPLC(고성능 액체 크로마토그래피, high performance liquid chromatography)로 분석하였다.

장내 세균의 인삼 열매 진세노사이드 Re의 대사 억제 활성은 하기의 수학식 1로 계산하였고, 그 결과를 하기 표 4 및 도 1에 나타내었다.

구분	대사 억제 활성(%)
대조군	0.0
시험군 1	31.6
시험군 2	57.7
시험군 3	19.5
시험군 4	24.0

실험 결과, 본 실험에서 사용한 식물 추출물(고삼, 현삼, 뽕나무 잎, 담쟁이 덩굴)은 장내 세균에 의한 인삼 열매 진세노사이드 Re 대사를 억제하는 효능이 있음을 확인할 수 있었다. 이는 궁극적으로 본 발명에 의한 식물 추출물을 함유하는 경우 인삼 열매에 함유되어있는 주요 활성물질인 진세노사이드 Re를 분해하는 장내 세균의 대사를 작용을 억제함으로써 체내 흡수율을 높일 수 있고 이를 통해 인삼 열매 사포닌의 생리 활성도를 증가시키는 효과를 가질 수 있음을 시사한다.

[시험예 2] 현삼과 인삼 열매 추출물의 혼합 조성 비율 변화에 따른 장내 세균 대사 억제

시험예 1에서 현삼, 고삼, 뽕나무 잎, 담쟁이 덩굴 추출물이 장내 세균의 대사에 의한 인삼 열매 사포닌의 분해를 억제함으로써 인삼 열매 사포닌의 생리 활성도를 증가시키는 효과를 가지는 것을 확인하였으므로 이 식물 추출물과 인삼 열매 추출물간의 최적 비율을 산정하기 위하여 현삼과 인삼 열매 추출물의 혼합 조성 비율 변화에 따른 진세노사이드 Re의 분해율을 평가하였다. 본 시험에서는 미니탭(minitab) 통계 분석 프로그램의 혼합물 실험계획법을 사용하여 하기 표 5에서 보는 바와 같이 4개의 실험 군으로 실험 설계를 하였다. 시험 균주의 배양 및 물질의 처리, 진세노사이드 Re의 함량 분석은 상기 시험예 1과 동일하게 실시하였으며 그 결과는 도 2에 나타내었다.

구분	내용
구분	시험균주 유무	인삼열매	현삼 추출물
무처리군	없음	0.5%	없음
대조군	있음	0.5%	없음
시험군 5	있음	0.5%	0.5%
시험군 6	있음	0.5%	0.17%
시험군 7	있음	0.5%	0.07%
시험군 8	있음	0.5%	0.30%

도 2에서 알 수 있듯이, 대사 억제 활성이 최대치에 이르는 인삼 열매와 현삼 추출물의 비율이 0.6661:0.3339로 약 2:1의 비율로 처리되었을 때 79.40%의 대사 억제 활성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 따라서 장내 세균에 의한 인삼 열매 진세노사이드 Re의 대사를 억제하기 위하여 현삼을 처리하였을 때 인삼열매와 현삼 추출물의 총 중량 대비 0.1%~50%의 현삼 추출물을 처리하였을 때 가장 바람직하게는 33.4%의 양으로 처리하였을 때 억제 효능이 있음을 알 수 있다.

이하 본 발명에 의한 인삼 열매를 함유하는 식품 및 약학 조성물의 제형화에 관하여 제형예를 들어 보다 상세히 설명하나, 본 발명이 이에만 한정되는 것이 아니다.

[제형예 1] 환제

인삼 열매 추출물 20 중량%, 현삼 추출물 10 중량%, 옥수수전분 30 중량%, 글리세린 20 중량% 및 솔비톨 분말 20 중량%를 혼합하고, 제환기를 사용하여 환을 제조하였다. 내용물의 최종 중량은 3.5g 이었다.

[제형예 2] 정제

인삼 열매 추출물 20 중량%, 현삼 추출물 10 중량%, 유당 20.5 중량%, 덱스트린 20 중량%, 말티톨 분말 20 중량% 및 자일리톨 분말 7 중량%를 혼합하고, 유동층 건조기를 이용하여 과립화한 다음에 슈거 에스테르(sugar ester) 2.5 중량%를 첨가하여 타정기로 타정하였다. 내용물의 최종 중량은 2g 이었다.

[제형예 3] 과립제

인삼 열매 추출물 20 중량%, 현삼 추출물 10 중량%, 자일리톨 5 중량% 및 이소말트 65 중량%를 혼합하고 유동층 과립기를 사용하여 과립으로 성형한 후에 포에 충진하였다. 내용물의 최종 중량은 2g 이었다.

도 1은 식물 추출물의 장내세균에 의한 인삼열매 진세노사이드 Re의 대사 억제 효능을 평가한 결과 그래프이다.

도 2는 인삼열매 진세노사이드 Re의 대사 억제 효능을 나타내기 위한 현삼 추출물의 최적비율을 평가한 결과 그래프이다.

Claims

고삼 추출물, 현삼 추출물, 뽕나무 추출물 및 담쟁이 추출물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 유효 성분으로 함유하는, 진세노사이드 Re의 체내 흡수 촉진용 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 추출물은 인삼 추출물과 함께 조성물에 함유될 수도 있고, 또는 인삼 추출물과는 별개로 조성물에 함유될 수도 있음을 특징으로 하는 조성물.
제 2항에 있어서, 상기 인삼 추출물은 인삼 열매 추출물임을 특징으로 하는 조성물.
제 2항에 있어서, 현삼 추출물 및 인삼 추출물은 1:2의 중량 비율로 함유됨을 특징으로 하는 조성물.
제 3항에 있어서, 상기 추출물은 인삼 열매 추출물의 중량에 대하여 0.1~50중량%의 양으로 함유됨을 특징으로 하는 조성물.
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