KR101620007B1

KR101620007B1 - 큰실말 추출물을 포함하는 암 치료 또는 예방용 조성물

Info

Publication number: KR101620007B1
Application number: KR1020140099321A
Authority: KR
Inventors: 이재화; 정행순; 정남옥
Original assignee: 신라대학교 산학협력단
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR20160016073A

Abstract

본 발명은 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 큰실말 추출물의 제조방법은 큰실말 건조 분말에 물을 첨가하고, 60℃ 내지 120℃에서 열수 추출하는 후코이단 추출단계; 상기 열수 추출된 추출물을 여과지를 이용하여 여과하여 여과 잔사 및 여과액으로 분리하는 여과 잔사 수득단계; 상기 여과 잔사를 50℃ 내지 70℃에서 20시간 내지 30시간 동안 건조한 후, 분쇄하여 여과 잔사 분쇄물을 제조하는 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및 상기 여과 잔사 분쇄물에 물을 첨가하고, 100℃ 내지 130℃에서 열수 추출하는 추출 단계를 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 제조방법에 의하여, 통상적으로 큰실말로부터 후코이단을 추출한 후 폐기되거나 제한적으로 사용되던 큰실말 부산물로부터 항암활성이 우수한 성분을 분리할 수 있으므로, 산업적 효과가 매우 크다 할 것이다.

Description

큰실말 추출물을 포함하는 암 치료 또는 예방용 조성물 {COMPOSITION FOR TREATING OR PREVENTING CANCER CONTAINING EXTRACT OF CLADOSIPHON NOVAE-CALEDONIAE KYLIN}

본 발명은 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 치료 또는 예방용 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

암은 제어되지 않는 세포성장으로 특징 지어지며, 이러한 비정상적인 세포성장에 의해 종양(tumor)이라고 불리는 세포 덩어리가 형성되어 주위의 정상조직 또는 기관으로 침윤하여 파괴시키고 새로운 성장장소를 만들 수 있어 개체의 생명을 빼앗아 갈 수 있는 질환군을 총칭한다.

이러한 암은 인류가 해결해야 할 난치병 중의 하나로, 전 세계적으로 이를 치유하기 위한 개발에 막대한 자본이 투자되고 있고, 의학 기술 또한 혁신적으로 발전하고 있음에도 불구하고, 암의 발생 및 암에 의한 사망은 계속 증가추세에 있다. 세계 보건 기구의 최근 통계 자료에 의하면 전세계적으로 연간 약 1천만 명 이상의 새로운 암환자가 발생하는 것으로 알려져 있으며, 우리나라에서도 암은 가장 높은 사망원인으로 연간 약 십만 명 이상이 진단되고, 약 6만 명 이상이 암에 의해 사망하고 있다. 특히, 대장암은 우리나라의 경우 발암 질환 중 2위의 발병률을 차지하는 가장 흔한 악성종양의 하나로 지속적인 증가 추세를 보이고 있다.

암의 발생요인으로는 여러 가지가 있으며, 유전인자 또는 면역학적 요인 등의 내적 요인과 화학물질, 방사선 또는 바이러스 등의 외적 요인으로 구분되기도 한다. 특히, 최근 암 환자의 증가와 관련하여, 현대 사회에서 암이 발생되는 원인은 유전적 요인보다 환경적 요인이 더 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 알려져 있고, 특히 식생활에서 오는 발암률은 환경적 요인의 36%로서 매우 높은 것으로 알려져 있다. 구체적으로, 상기 대장암의 경우, 동물성 지방, 당분, 알코올 섭취의 증가와 섬유소, 야채나 과일, 항산화 비타민 섭취의 감소 등이 주요 원인인 것으로 알려져 있다.

따라서, 현대 사회에서의 생활환경이 근원적으로 변화되지 않는 이상 이러한 암의 발병률 및 암에 의한 사망자 수의 증가추세는 계속해서 유지될 것으로 보인다. 특히, 암은 조기에 발견되지 못할 경우 완치가 거의 불가능하고, 병이 진전될수록 환자와 가족의 고통과 경제적 손실이 막대하며, 의료 보험의 재정고갈 등 사회적으로도 큰 비용을 초래한다는 점에서 암의 예방과 조기 치료의 중요성은 더욱 강조되고 있는 실정이다.

암이 발병되어 진행이 계속될 경우 수술 등의 외과적 치료법과 함께 약물처방 등과 같은 화학적 치료법이나 방사선치료 등을 병행하여 집중적인 치료를 해야 하지만, 이와 같은 약물 치료 등과 같은 화학적 치료법에 사용되는 암세포 사멸제 등은 그 독성 등의 후유증을 배제할 수 없으므로, 안정성과 치료효과 모두를 담보하기 위하여, 이러한 다양한 접근방법에 기초한 암 치료제의 개발이 절실히 요구되고 있기 때문이다.

현재 보고된 항암제를 포함한 치료제는 주로 상기 악성종양으로 변환되는 진행단계에서 악성종양에 해당하는 암세포를 제거하기 위한 물질들이 주를 이루고 있다. 그러나, 상기 암세포는 정상세포와 많은 면에서 그 성질이 유사하므로 정상세포에는 피해를 주지 않고 암세포만을 제거하는 것은 쉬운 일이 아니다.

기존 암세포의 제거를 위해 사용되는 화학요법은 주로 항암물질을 환자에게 투여하는 방법으로, 종래 보고된 약 40 여종의 화학물질은 강한 세포독성을 나타내 정상세포에 대해서도 강한 세포독성을 나타내므로, 많은 부작용을 유발하는 문제점이 있다. 또한, 암세포의 특징 중 하나인 유전적인 불안정성은 암세포 스스로가 화학요법제에 대한 내성을 유도하는 원인으로 보고되어, 항암제 투여를 통한 암치료의 문제점으로 보고되어 있다.

특히, 기존 화학요법에 사용되는 화학물질의 경우 강한 세포독성으로 인하여 많은 부작용이 유발되므로, 종래 천연물, 특히 식물 또는 식물생약으로부터 항암제를 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 이러한 천연물 유래 항암제로 대표적인 것은 주목나무에서 분리한 택솔(Taxol; 파클리탁셀)이 있으나, 암세포 사멸뿐만 아니라 신체 내 다른 정상세포에도 작용하기 때문에 다른 질환을 유발할 수 있는 문제점을 안고 있으며, 물에 대한 용해도가 낮아서 독성 및 부작용이 심각한 것으로 보고되고 있다.

최근에는 갈조류로부터 분리되는 다당으로 수용성 식이섬유인 후코이단(Fucoidan)이 암세포의 자살을 유도하고, 종양 성장을 억제하며, 암 전이를 억제하는 것으로 보고되었고, 이로부터 미역귀 등 해조류를 이용한 천연 항암제에 대한 연구가 다수 진행되고 있다. 상기 후코이단은 미역, 다시마, 톳 등의 갈조류의 세포벽 성분인 점질 다당에 함유되어 있는 다당류로, 평균 분자량이 100,000 내지 2,000,000 Da으로 갈조류의 종 및 채취시기에 따라 다양한 분자량을 가지는 헤파린(heparin)과 유사한 구조를 가지는 다당이다.

특히, 최근 큰실말에는 미역이나 다시마보다 후코이단의 함량이 4배 이상 높은 것으로 알려져, 후코이단의 생산 원재료로서 큰실말이 각광을 받고 있다. 상기 큰실말(Cladosiphon Novae - Caledoniae kylin)은 주로 보습제나 피부보호제 등의 화장품 원료로 사용되어던 물질로, 남태평양의 섬나라인 통가의 해안에서 주로 서식하는 것으로 알려져 있다. 상기 큰실말에는 비타민과 함께 칼슘, 망간, 철, 아연 등의 각종 미네랄이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

상기 큰실말은 산업적으로 후코이단 추출에 주로 이용되고 있으며, 추출 후 발생하는 부산물은 대부분 다당류(polysaccharides)로 이루어진 식이섬유 성분으로 구성되어 있어서 각종 생리활성이 기대됨에도 불구하고, 대부분이 폐기되고 있으므로 산업적인 활용이 매우 미흡한 실정이다.

최근, 식이섬유가 대장암, 고혈압 및 당뇨병 등의 각종 성인병에 효과가 있다고 알려지면서 식이섬유에 대한 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 식생활의 서구화로 인해 식이섬유 섭취량의 감소가 초래되었다. 이러한 식이섬유 섭취의 감소는 식생활의 서구화와 생활습관의 변화에 따른 운동량의 감소로 인해, 비만, 당뇨, 대장암 등 성인병 또는 대사성질환의 증가와 관련이 있는 것으로 보고되고 있으며, 이로 인해 식이섬유 섭취 및 보충의 필요성이 절실히 요구되고 있다.

10-1192033B 10-2013-0071202A

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명은 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 치료, 개선 또는 예방용 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 항암 활성이 우수한 큰실말 추출물의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함한는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 항산화활성이 우수하고 식이섬유 함량이 높은 큰실말 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 발명자들은 미백효과 등 미용효과와 관련하여 알려져 있고, 최근 후코이단 함량이 높은 것으로 알려져 후코이단 생산원료로 산업적 활용도가 커진 큰실말에서 다양한 기능성을 가지는 후코이단을 추출하고 남은 잔여물 즉, 부산물을 활용하기 위한 연구를 진행하던 중, 상기 후코이단 추출과정을 거친 큰실말 부산물은 추출조건에 따라 식이섬유의 함량과 식이섬유 내의 폴리페놀과 플라보노이드 함량 및 이에 따른 항산화 활성이 상이하며, 상기 식이섬유 함량이나 항산화 활성과 구분되어 항암 활성도 상이하다는 것을 확인하여, 현재 후코이단 추출 후 폐기되거나 제한적으로 활용되는 큰실말 부산물을 이용하여 기능성 소재를 생산할 수 있는 공정을 확립하였으며, 이를 바탕으로 본 발명을 완성하였다.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 유효성분이란 조성물, 구체적으로 의약 조성물 또는 식품 조성물에 있어서 항암 효과를 제공하는 성분을 의미한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법은 후코이단 추출과정의 부산물에 물을 첨가하고 고압 및 고온 조건에서 추출과정을 포함하는 방법으로 수행할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법은 후코이단 추출단계; 여과 잔사 수득단계; 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및 추출 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 후코이단 추출단계는 큰실말 건조 분말에 물을 첨가하고, 60℃ 내지 120℃ 또는 70℃ 내지 110℃ 또는 110℃에서 1시간 내지 30시간 또는 6시간 내지 20시간 또는 12시간 동안 열수 추출하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 큰실말 건조 분말은 상기 큰실말을 유수에서 세척하여 염기 또는 소금 및 불순물을 제거한 후, 건조하고, 분쇄기를 이용하여 분쇄하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 건조 과정은 냉동건조, 열풍건조, 온풍건조 또는 자연건조의 방법으로 수행할 수 있다.

상기 여과 잔사 수득단계는 상기 열수 추출된 추출물을 여과지를 이용하여 여과하여 여과 잔사 및 여과액으로 분리하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 여과과정은 통상의 방법으로 수행할 수 있다.

상기 여과 잔사에는 상기 여과과정에서 수득한 여과 잔사 및 추가로 여과액으로부터 분리한 침전물을 합한 것일 수 있다.

상기 여과액으로부터 분리한 침전물을 수득하는 과정 즉, 침전물 수득단계는 상기 여과과정에서 분리하여 수득된 여과액에 염화칼슘(CaCl₂)을 첨가하고 1분 내지 120분 또는 5분 내지 60분 또는 10분 동안 반응시킨 후, 원심분리기를 이용하여 300 rpm 내지 1,500 rpm 또는 500 rpm 내지 1,200 rpm 또는 900 rpm에서 원심분리를 수행하여 상등액을 분리하고, 침전물을 얻는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 염화칼슘의 첨가량은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 적절하게 조절될 수 있다.

상기 여과 잔사 분쇄물 제조단계는 상기 여과과정에서 수득한 여과 잔사 또는 상기 여과 잔사 수득단계에 의해 수득된 여과 잔사 및 침전물 수득단계에 의해 수득된 침전물의 혼합물을 50℃ 내지 70℃에서 20시간 내지 30시간 동안 건조한 후, 분쇄하는 방법으로 수행하였다.

상기 추출 단계는 상기 잔사 분쇄물에 물을 첨가하고, 100℃ 내지 130℃, 바람직하게는 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 10분 내지 500분, 더욱 바람직하게는 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 30분 내지 250분, 더더욱 바람직하게는 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 60분 동안 열수 추출하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 압력조건은 680 hPa 내지 1180 hPa 또는 960 hPa 내지 1,000 hPa 또는 980 hPa이거나, 0.7 kgf/cm² 내지 1.2 kgf/cm² 또는 1 kgf/cm²일 수 있다.

또한, 본 발명은 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 치료 또는 예방용 조성물에 관한 것이다. 상기 암 치료 또는 예방용 조성물은 의약 조성물 또는 약학 조성물 일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물에 관한 것이다.

상기 큰실말(Cladosiphon novae - caledoniae kylin)은 갈조류로 주로 식용 및 기능성식품 원료로 사용되고 있으며, 남태평양의 섬나라인 통가의 해안에서 주로 서식하는 것으로 알려져 있다. 상기 큰실말은 주로 봄부터 여름에 걸쳐 채취되며, 주로 보습제나 피부보호제 등의 화장품 원료로 사용되던 물질로, 상기 큰실말에는 비타민과 함께 칼슘, 망간, 철, 아연 등의 각종 미네랄이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 상기 큰실말은 최근 미역이나 다시마보다 후코이단의 함량이 4배 이상 높은 것으로 알려져, 후코이단의 생산 원재료로서 각광을 받고 있다. 상기 큰실말은 산업적으로 주로 후코이단 생산 원재료로 사용되고 있으며, 후코이단 생성 과정에서 발생된 부산물은 식이섬유가 다량 포함되어 있음에도 불구하고, 폐기되거나 제한적으로 사용되고 있다.

상기 큰실말로부터 후코이단을 분리한 후, 발생된 부산물의 고온 및 고압 조건에서의 열수 추출물은 인간 유래 대장암 세포주(human colon cancer cell)인 HT-29 세포를 이용하여 증식억제를 통한 항암 효과를 확인한 결과, 다른 용매를 사용한 추출물에 비하여 항암 효과가 더욱 우수한 것으로 확인되었다.

상기 암은 악성 종양(malignant tumor)이라고도 하며, 신체 조직의 자율적인 과잉 성장에 의해 비정상적으로 자라난 덩어리로 주위 조직에 침윤하면서 빠르게 성장하고 신체 각 부위에 확산되거나 전이되어 생명을 위협하게 되는 질환을 의미한다. 상기 암은 암종(carcinoma)과 육종(sarcoma)을 포함하며, 일예로 유방암, 위암, 간암, 폐암, 대장암, 자궁경부암, 자궁내막암, 뇌척수종양, 두경부암, 흉선종, 식도암, 췌장암, 신장암, 방광암, 전립선암, 고환암, 생식세포종, 난소암, 림프종, 급성 백혈병, 만성 백혈병 및 다발성 골수종 등일 수 있다.

상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물은 인간을 포함한 동물에 직접 적용될 수 있다. 상기 동물은 식물에 대응하는 생물군으로 주로 유기물을 영양분으로 섭취하고, 소화기관, 배설기관 및 호흡기관이 분화되어 있는 것을 말하며, 바람직하게는 포유류, 더욱 바람직하게는 인간일 수 있다.

상기 항암 조성물 또는 상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물은 상기 암 개선 또는 예방용 식품 조성물 내에 단독으로 사용될 수 있으며, 그 외 약리학적으로 허용 가능한 담체, 부형제, 희석제 또는 부성분을 추가로 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 항암 조성물 또는 상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 포함하는 암 개선 또는 예방용 조성물이 약제로 사용되거나, 의약 또는 약학적 용도로 사용되는 경우, 상기 항암 조성물 또는 상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물은 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제와 혼합하거나 희석제로 희석하여 사용될 수 있다.

상기 식품 조성물은 건강기능식품 조성물일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 개선 또는 예방용 조성물을 유효성분으로 포함하는 암 개선 또는 예방용 건강기능식품에 관한 것이다.

상기 식품이란 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 건강기능식품, 음료, 식품 첨가제 및 음료 첨가제 등을 모두 포함하는 의도이다.

상기 식품은 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능식품 등이 있다. 추가로, 본 발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영, 유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 건강기능식품, 음료, 식품 첨가제 및 음료 첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.

본 발명에서 건강기능식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체중조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다.

상기 건강기능식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 건강기능식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.

상기 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 건강기능음료를 포함하는 의도이다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 큰실말 잎 추출물을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

상기의 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 식품조성물 100㎖ 당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 5 내지 12g일 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.

상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 본 발명의 큰실말 잎 추출물 100 중량부 당 0 내지 2,000 중량부 범위에서 선택될 수 있다.

상기 건강기능음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미한다.

상기 건강기능음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 큰실말 잎 추출물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

상기 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g이다.

또한, 상기 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 유효성분은 전체 식품 중량의 0.01 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 g 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 g 내지 1 g의 비율로 포함될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물은 다른 용매를 이용한 추출물과 비교하여 항암 효과, 구체적으로 암세포 증식 억제 효과가 현저하게 우수하므로, 본 발명의 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 뛰어난 암 예방 또는 개선 효과를 보이는 것으로 확인되었다.

또한, 본 발명은 다른 용매에 비하여 항산화 효과가 현저하게 우수한 항산화 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명의 항산화 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법은 후코이단 추출단계; 여과 잔사 수득단계; 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및 추출 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 추출 단계는 항산화 활성이 우수한 추출물을 제조할 수 있는 방법 즉, 다른 용매 또는 다른 추출조건과 비교하여 항산화 활성이 가장 우수한 추출방법에 의해 수행될 수 있다.

상세하게는, 상기 추출 단계는 상기 잔사 분쇄물에 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 바람직하게는 0.09N 내지 0.11N, 더욱 바람직하게는 0.1N 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 첨가하고, 100℃ 내지 130℃, 바람직하게는 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 10분 내지 500분, 바람직하게는 압력조건에서 30분 내지 250분, 더욱 바람직하게는 60분 동안 추출하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 압력조건은 680 hPa 내지 1180 hPa 또는 960 hPa 내지 1,000 hPa 또는 980 hPa이거나, 0.7 kgf/cm² 내지 1.2 kgf/cm² 또는 1 kgf/cm²일 수 있다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 큰실말 건조 분말에 물을 첨가하고, 60℃ 내지 120℃에서 열수 추출하는 후코이단 추출단계; 상기 열수 추출된 추출물을 여과지를 이용하여 여과하여 여과 잔사 및 여과액으로 분리하는 여과 잔사 수득단계; 상기 여과액에 염화칼슘(CaCl₂)을 첨가하고 10분 동안 반응시킨 후, 원심분리를 수행하여 상등액을 분리하고, 침전물을 얻는 침전물 수득단계; 상기 여과 잔사 수득단계에 의해 수득된 여과 잔사 및 침전물 수득단계에 의해 수득된 침전물의 혼합물을 50℃ 내지 70℃에서 20시간 내지 30시간 동안 건조한 후, 분쇄하여 여과 잔사 분쇄물을 제조하는 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및 상기 여과 잔사 분쇄물에 0.1N 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 첨가하고, 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 10분 내지 500분 동안 열수 추출하는 추출 단계를 포함하는 것일 수 있다.

상기 제조방법에 의해 제조된 추출물은 다른 추출용매 또는 다른 조건 즉, NaOH의 함량에 비하여 항산화 활성이 가장 우수하여, 즉, DPPH 소거능이 우수하고, 해당 추출물에 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량도 가장 높아, 항산화 활성이 우수한 것으로 확인되었다.

본 발명의 제조방법은 후코이단을 추출하는 과정에서 발생한 큰실말 부산물을 이용하여 항암활성 또는 항산화활성이 우수한 추출물을 제조하기 위한 방법으로, 상기 방법에 의할 경우 후코이단이 포함되어 있지 않음에도 불구하고 항암활성 또는 항산화활성이 우수한 식이섬유를 제조할 수 있으므로, 대부분 폐기물로 처리되던 부산물을 활용하는 것이어서 경제적인 효과 및 환경적인 효과가 우수하여, 산업적 효과가 뛰어난 것으로 인정된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 큰실말(도 1a) 및 큰실말 부산물(도 1b)에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 큰실말 부산물로부터 제조된 큰실말 부산물의 추출물, 구체적으로 큰실말 부산물로부터 추출한 식이섬유에 관한 것으로, 좌측부터 0.1N 황산(H₂SO₄) 용액, 0.05N 염산(HCl) 용액, 0.5% Na₂EDTA 용액, 0.5% Na₂CO₃ 용액, 1% NaOH 용액 및 증류수로 추출한 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 큰실말 부산물로부터 제조된 큰실말 부산물의 추출물의 용매 종류에 따른 항산화 활성을 나타낸 그래프로, 그래프의 가로축은 사용 함량(mg/mL)을 의미하고, 그래프의 세로축은 항산화활성(DPPH 라디칼 소거능, %)을 의미하며, 각 그래프의 막대의 종류와 관련하여, D.W.는 증류수, 0.05N HCl은 0.05N 염산 용액, 0.1N H₂SO₄은 0.1N 황산 용액, 1% NaOH은 1% NaOH 용액, 0.5% Na₂CO₃는 0.5% Na₂CO₃ 용액 및 1.5% Na₂EDTA은 1.5% Na₂EDTA 용액을 추출용액으로 사용한 추출물을 의미한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른, 큰실말 부산물로부터 제조된 큰실말 부산물의 추출물의 용매 종류에 따른 항산화 활성을 나타낸 그래프로, 그래프의 가로축은 사용 함량(mg/mL)을 의미하고, 그래프의 세로축은 항암활성(암세?의 생존율, %)을 의미하며, 각 그래프의 막대의 종류와 관련하여, D.W.는 증류수, 0.05N HCl은 0.05N 염산 용액, 0.1N H₂SO₄은 0.1N 황산 용액, 1% NaOH은 1% NaOH 용액, 0.5% Na₂CO₃는 0.5% Na₂CO₃ 용액 및 1.5% Na₂EDTA은 1.5% Na₂EDTA 용액을 추출용액으로 사용한 추출물을 의미한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

모든 실험결과는 최소한 3회 이상 반복하여 평균치로 표시하였고, 각 군과의 비교는 ANOVA test를 이용하여 각각 p<0.05인 경우를 유의성 있는 것으로 판정하였다.

[ 제조예 . 큰실말 부산물 추출물의 제조]

제조예 1. 큰실말 부산물의 제조

본 연구에 사용한 큰실말(Cladosiphon novae - caledoniae kylin) 부산물은 남태평양 중부에 위치한 통가(The Kingdom of Tonga)에서 2013년 (주)만승수산(부산, 대한민국)이 수입한 큰실말로부터 후코이단을 추출한 후 남은 부산물을 사용하였다. 상기 큰실말은 도 1a에 나타내었다. 상기 큰실말로부터 후코이단을 추출하는 과정은 상기 수입한 큰실말을 건조시키고 분쇄한 건조 분말에 물을 첨가하고, 110℃의 조건에서 12시간 동안 열수 추출한 후, 열수 추출물을 여과지(Whatman)를 이용하여 여과하여 여과액을 분리하고 남은 잔사를 수득하였다. 또한, 상기 분리된 여과액에 염화칼슘을 첨가하고 10분 동안 반응기에서 반응(incubation)시킨 후, 원심분리기를 이용하여 900 rpm의 조건으로 원심분리한 후, 상등액을 분리하고, 침전물만을 수득하였다. 상기 과정에서 후코이단을 추출하기 위해 제조된 상등액을 제외한 여과액을 분리하고 수득한 잔사 및 상등액을 분리하고 수득한 침전물의 혼합하여, 큰실말 부산물을 수득하였다. 상기 큰실말 부산물은 도 1b에 나타내었다.

제조예 2. 큰실말 부산물 추출물의 제조

상기 제조예 1에서 수득한 큰실말 부산물의 추출물은 용매를 달리하면서 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

우선, 상기 제조예 1에서 수득한 큰실말 부산물을 드라이오븐을 이용하여, 60℃에서 24시간 건조한 후, 분쇄기(grinder, Daesung Artlon, 대한민국)를 사용하여 파쇄한 후, 상기 각각의 파쇄물로부터 크기가 500 ㎛인 체를 사용하여 입자가 고른 분말을 수득하였다. 상기 큰실말 부산물 분말은 실험전까지 -20℃에 보관하면서 사용하였다.

상기 큰실말 부산물 분말을 이용하여, 추출용매를 달리하면서 큰실말 부산물 추출물을 제조하였다. 구체적으로, 큰실말 부산물 추출물은 큰실말 부산물 시료 10 g에 염기(NaOH, Na₂CO₃, Na₂EDTA) 및 산(HCl, H₂SO₄) 용액을 농도를 달리하여 제조한 후, 각각의 수용액을 100 mL 첨가한 후, 고압멸균기 (autoclave)를 이용하여 121℃ 및 980 hPa(1 kgf/cm2)의 조건에서 1시간 동안 고압추출을 수행하였다. 또한, 큰실말 부산물 물 추출물은 큰실말 부산물 시료 10 g에 증류수 100 mL를 첨가한 후, 추출온도(70, 80, 90 및 100) 및 추출시(1, 2, 3, 4 시간)간을 달리하며 열수 추출을 수행하였고, 고압멸균기(autoclave)를 이용하여 121℃ 및 980 hPa(1 kgf/cm²)의 조건에서 1시간 동안 고압추출을 수행하였다.

[ 실험예 . 큰실말 부산물 추출물의 분석]

실험예 1. 큰실말 부산물 추출물의 추출수율 확인

상기 제조예 2에서 제조된 각각의 용매의 종류 및 농도에 따른 큰실말 부산물 추출물의 추출수율을 확인하기 위하여, 추출물 내의 식이섬유 함량을 측정하였다.

구체적으로, 상기 추출물을 3,500 rpm에서 20분간 원심분리한 후, 상등액을 분리하여 가용성 식이섬유 함량 측정을 위해 사용하였고, 침전물은 -20℃에서 동결건조한 후, 무게를 측정하여 불용성 식이섬유 함량 측정을 위해 사용하였다. 상기 가용성 식이섬유 함량은 상기 분리된 상등액에 상기 각각의 상등액 부피의 2배의 에탄올을 첨가하고, 4℃에서 24시간 동안 냉장 보관한 후, Whatman 여과지(No.2)를 이용하여 여과하고, 남은 침전물을 동결건조하여, 동결건조된 침전물을 무게를 측정한 후, 가용성 식이섬유의 함량 측정을 위해 사용하였다. 상기 측정결과를 하기 표 1 내지 표 7에 나타내었다.

하기 표 1 내지 표 7의 수치는 건조 중량을 기준으로 시료 대비 측정 무게를 %농도로 나타낸 것이다.

하기 표 1은 염산 용액의 농도를 달리하여 측정한 결과이고, 하기 표 2는 황산 용액의 농도를 달리하여 측정한 결과이며, 하기 표 3은 NaOH 용액의 농도를 달리하여 측정한 결과이고, 하기 표 4는 Na₂CO₃ 용액의 농도를 달리하여 측정한 결과이며, 하기 표 5는 Na₂EDTA 용액의 농도를 달리하여 측정한 결과이다. 또한, 하기 표 6 및 표 7은 각각 100℃의 추출온도에서 추출시간을 달리하거나, 추출온도를 달리하면서 1시간 동안 추출한 열수 추출물에 관한 결과이다.

식이섬유(Dietary fiber)	0.05	0.1	0.2	0.4
가용성(Soluble)	37.9	7.5	0.1	0.8
불용성(Insoluble)	24.4	23.8	23.7	23.7

식이섬유(Dietary fiber)	0.05	0.1	0.2	0.4
가용성(Soluble)	27.1	28.3	4.3	2.7
불용성(Insoluble)	25.9	22.7	24.0	24.2

식이섬유(Dietary fiber)	0.05	0.1	0.2	0.4
가용성(Soluble)	14.5	16.5	13.3	11.9
불용성(Insoluble)	65.5	62.7	72.1	76.8

식이섬유(Dietary fiber)	0.5	1.0	1.5	2.0
가용성(Soluble)	13.0	12.6	11.5	12.2
불용성(Insoluble)	68.5	65.9	70.8	69.2

식이섬유(Dietary fiber)	0.5	1.0	1.5	2.0
가용성(Soluble)	34.3	39.1	41.1	33.1
불용성(Insoluble)	28.7	30.5	31.1	30.7

식이섬유(Dietary fiber)	추출시간(hr)
식이섬유(Dietary fiber)	1	2	3	4
가용성(Soluble)	9.7	12.8	13.4	17.3
불용성(Insoluble)	59.5	59	58.5	57.2

식이섬유(Dietary fiber)	추출온도(℃)
식이섬유(Dietary fiber)	70	80	90	100	121
가용성(Soluble)	2.6	2.6	8	13.9	27.6
불용성(Insoluble)	80.6	63.6	66.0	63.6	41.3

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 염산 수용액을 처리한 결과, 0.05N 농도에서 가용성 식이섬유의 추출 수율이 37.9%로 가장 높은 것으로 나타났으며, 0.1 N 이상의 농도에서는 농도가 올라감에 따라 추출수율이 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다. 불용성 식이섬유의 경우, 염산 수용액의 농도에 관계없이, 동일한 조건 즉, 121℃의 고압 추출조건으로 증류수를 첨가하고 추출한 대조군에 비해 추출수율이 약 2배 정도 감소되었으며, 0.1 N 이상의 농도에서 가용성 식이섬유의 추출수율이 확연히 감소함에도 불용성 식이섬유의 추출수율은 증가하지 않음을 확인할 수 있었다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 황산 수용액을 처리한 결과, 0.1N 농도에서 가용성 식이섬유 추출수율이 28.3%로 가장 높았으며, 0.2 N 이상의 농도에서는 추출수율이 4.3% 이하로 현저하게 낮아짐을 확인하였다. 불용성 식이섬유 추출의 경우, 황산의 농도에 관계없이 동일한 조건 즉, 121℃의 고압 추출조건으로 증류수를 첨가하고 추출한 대조군에 비해 추출수율이 약 2 배 정도 감소되었다.

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, NaOH 수용액을 처리한 결과, 가용성 식이섬유의 추출수율은 11.9% 내지 16.5%로, 대조군에 비해 추출수율이 낮아지는 것을 확인하였고, NaOH 수용액 중에서는 0.1N 농도에서 가용성 식이섬유 추출수율이 16.5%로 가장 높았으며, 불용성 식이섬유의 추출수율은 62.7% 내지 76.8%로, 대조군(43.5%)에 비해 높은 것으로 나타났다. 상기 결과에서 산처리에 비하여, 염기 처리의 경우, 가용성 식이섬유의 추출수율이 감소함에 따라 불용성 식이섬유 추출수율이 증가함이 확인되었다.

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, Na₂CO₃ 수용액을 처리한 결과, 가용성 식이섬유의 추출수율은 11.5% 내지 13.0%로, Na₂CO₃ 수용액 중에서는 0.05N 농도에서 가용성 식이섬유 추출수율이 13.0%로 가장 높았으며, 불용성 식이섬유의 추출수율은 65.9% 내지 70.8%로, 대조군(42.2%)에 비해 높은 것으로 나타났다.

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, Na₂EDTA 수용액을 처리한 결과, 가용성 식이섬유의 추출수율은 33.1% 내지 41.1%로, Na₂EDTA 수용액 중에서는 0.2N 농도에서 가용성 식이섬유 추출수율이 41.1%로 가장 높았으며, 불용성 식이섬유의 추출수율은 28.7% 내지 31.1%로, 대조군(42.9%)에 비해 오히려 낮은 것으로 나타났다.

상기 결과로부터 가용성 식이섬유에는 산 용액이나 불용성 식이섬유에는 염기 용액이 더 유리한 것으로 확인되었고, 다만 Na₂EDTA 수용액의 경우, 오히려 가용성 식이섬유 추출에 유리한 것으로 확인되었다.

상기 표 6 및 표 7에 나타낸 바와 같이, 수용매을 처리한 결과, 불용성 식이섬유의 경우 시간 보다는 온도에 영향을 많이 받는 것으로 확인되었고, 가용성 식이섬유의 경우 추출온도 및 추출시간에 영향을 많이 받는 것으로 확인되었다.

구체적으로, 추출 시간에 따른 큰실말 부산물의 가용성 및 불용성 식이섬유의 추출수율을 확인한 결과, 가용성 식이섬유는 시간이 경과함에 따라 추출수율이 증가하여, 4시간째 17.3%로 가장 높은 수율을 확인하였다. 또한, 추출온도도 추출수율에 영향을 미쳐, 추출온도가 높을수록 추출수율이 높은 것으로 확인되었다. 특히, 121℃에서 고압추출(autoclave)을 수행하였을 경우, 추출수율이 가장 높은 것으로 확인되었다.

실험예 2. 큰실말 부산물 추출물의 항산화활성 확인

실시예 2-1. 총 플라보노이드 함량 및 총 폴리페놀 함량 분석

상기 제조예에서 제조된 큰실말 부산물 추출물의 항산화 활성을 확인하기 위하여, 우선 항산화 활성을 가진 물질인 총 플라보노이드 함량 및 총 폴리페놀 함량을 측정하였다.

상기 총 플라보노이드 함량 분석은 Davis 방법을 변형하여 사용하였다. 구체적으로, 증류수를 이용하여 50 mg/mL 농도로 녹인 각 시료 100 μL에 diethylene glycol 1 mL를 가한 후 1 N NaOH 100 μL를 첨가하여 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 이 후, 420 nm에서 분광광도계를 사용하여 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 Naringin을 표준시약으로 한 검량선에 의하여 산출하였다.

또한, 상기 총 폴리페놀 함량은 Folin-ciocalteu 방법을 변형하여 사용하였다. 구체적으로, 증류수를 이용하여 50 mg/mL 농도로 녹인 각 시료 100 μL에 2% Na₂CO₃ 용액 2 mL와 1 N Folin-ciocalteu’s phenol reagent(Sigma Chemical Co., USA) 100μL를 가하여 25℃에서 30분간 반응 시킨 후 750 nm에서 분광광도계를 사용하여 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 gallic acid를 표준시약으로 한 검량선에 의하여 산출하였다.

상기 각각의 산출결과를 하기 표 8에 나타내었다. 하기 표 8의 수치는 건조 중량을 기준으로 각각 측정한 값을 naringin과 gallic acid의 양으로 환산하여 표시하였다.

추출조건	총 플라보노이드 함량 (Naringin mg/g)	총 폴리페놀 함량 (Gallic acid mg/g)
D.W.(증류수)	14.0 ± 0.015	13.3 ± 0.015
0.5% Na₂CO₃ 용액	23.3 ± 0.013	19.5 ± 0.037
1% NaOH용액	34.7 ± 0.023	34.4 ± 0.055
1.5% Na₂EDTA용액	11.2 ± 0.005	5.1 ± 0.024
0.1 N H₂SO₄ 용액	16.0 ± 0.009	4.7 ± 0.009
0.05 N HCl용액	13.7± 0.016	8.4 ± 0.008

상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 1% NaOH로 추출한 가용성 식이섬유의 경우 총 플라보노이드 함량이 34.7 (mg naringin/g dry basis)으로 추출조건 별 시료 중 가장 높게 측정되었으며, 이는 다른 조건으로 추출한 시료에 비해 약 2.5배 내지 1.4배 높은 값으로, 가장 우수한 추출조건으로 확인되었다. 또한, 총 폴리페놀 함량의 경우에도 1% NaOH로 추출한 가용성 식이섬유가 34.4(mg gallic acid/g dry basis)로 가장 높게 측정되었으며, 이는 황산을 이용한 경우에 비해 약 7배 가량 높은 값으로 확인되었다.

실시예 2-2. DPPH 소거능을 이용한 항산화 활성 확인

상기 제조예에서 제조된 각각의 큰실말 부산물 추출물의 추출조건에 대한 항산화 활성을 확인하기 위하여, DPPH 라디칼 소거능(DPPH radical scavenging activity)을 측정하였다.

구체적으로, 상기 DPPH 라디칼 소거능 측정은 다음과 같은 방법으로 수행하였다. 우선, 각각의 추출물을 10% 에탄올 수용액에 농도 별로 0 mg/mL, 0.5 mg/mL, 1.0 mg/mL, 2.0 mg/mL 및 4 mg/mL로 희석하여, 상기 농도 별 시료를 제조하였다. 상기 제조된 각 추출조건 및 농도 별 시료를 이용한 DPPH 라디칼 소거능 측정은 DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl, Sigma Chemical Co., USSA) 용액 즉, 0.1 mM DPPH 용액 100 ㎕에 상기 제조된 각각의 시료 100 ㎕을 혼합하고, 37℃에서 빛을 차단하여 30분간 반응시킨 후, 분광광도계를 이용하여 492 nm에서 흡광도를 측정하는 방법으로 수행하였다. 상기 측정된 흡광도를 이용한 DPPH 라디칼 소거능은 하기 계산식에 의해 계산하였다. 상기 측정결과를 도 3에 나타내었다.

[계산식]

DPPH 라디칼 소거능(%) = (1 - (시료 첨가구의 흡광도 / 시료 비첨가구의 흡광도)) X 100(%)

상기 도 3에 나타낸 바와 같이, 총 플라보노이드 함량 및 총 폴리페놀 함량 측정결과와 같이, 1% NaOH 용액으로 추출한 큰실말 부산물 추출물 8 mg/mL 농도에서 약 81%의 소거활성을 나타내어, 가장 높은 소거활성을 나타내었으며, EC₅₀ 값은 약 4.34 mg/mL로 추정되었다. 또한, 동일 농도에서 0.5% Na₂EDTA 용액으로 추출한 큰실말 부산물 추출물은 약 60%, 0.5% Na₂CO₃ 용액으로 추출한 큰실말 부산물 추출물은 약 72%, 0.05N 염산 용액으로 추출한 큰실말 부산물 추출물은 약 65% 및 0.1N 황산 용액으로 추출한 큰실말 부산물 추출물은 약 59%의 라디칼 소거활성을 나타내었다. 상기 결과로부터 항산화 활성의 측면에서는 1% NaOH 용액으로 추출한 큰실말 부산물 추출물이 가장 활성이 우수하여, 항산화 활성의 측면에서는 1% NaOH 용액이 가장 적절한 것으로 확인되었다.

실험예 3. 큰실말 부산물 추출물의 항암 활성 확인

상기 제조예에서 제조된 각각의 큰실말 부산물 추출물의 추출조건에 대한 항암 활성을 확인하기 위하여, 인체 대장암 세포주(human colon cancer cell)인 HT-29 세포를 이용하여 항암 활성을 측 정하였다.

구체적으로, 상기 인체 대장암 세포주(human colon cancer cell)인 HT-29 세포를 한국세포주은행으로부터 분양 받았다. 상기 분양받은 HT-29 세포를 10%의 FBS(Fetal bovine serum, Hyclone, USA)와 1%의 penicillin-streptomycin을 첨가한 DMEM 배지(Lonza, USA)에서 배양하였다. 상기 세포배양은 37℃ 온도조건 및 5% CO₂를 함유한 공기조건에서 배양기를 이용하여 배양하였으며, 세포수의 증식에 따른 과밀도 현상을 해소하기 위해 세포밀도가 약 70% 내지 80% 정도 포화되면, 0.25% trypsin-EDTA 용액을 사용하여 일주일에 2회 정도 계대배양하였다.

상기 배양된 HT-29 세포에 대한 추출조건에 따른 큰실말 부산물 추출물의 항암효과의 측정은 상기 제조예에서 제조된 각각의 큰실말 부산물 추출물을 이용하여 수행하였다. 상기 배양된 HT-29 세포에 상기 제조예에서 제조된 각각의 큰실말 부산물 추출물을 처리한 후, MTT Assay를 수행하였다. 상기 MTT Assay는 mitochondrial dehydrogenase에 의해 노란색의 수용성 기질인 MTT tetrazolium을 보라색의 비수용성 MTT formazan으로 환원시키는 원리를 이용하여 세포 생존율 즉, 세포 사멸 정도를 측정하는 방법이다.

상세하게는, 세포배양용 96 well plate에 HT-29 세포를 1 x 10⁴ cells/well의 농도로 100 ?씩 분주하여 24시간 동안 배양한 후, 상기 큰실말 부산물 추출물을 가용성 식이섬유의 최종농도가 0 mg/mL, 0.5 mg/mL, 1 mg/mL, 2 mg/mL 및 4 mg/mL의 함량으로 처리한 다음 24시간 동안 추가로 배양하였다. 상기 배양 후, 5 mg/mL 농도의 MTT(3-(4,5-dimethylthiazoyl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide, Sigma Chemical Co., USA) 시약을 20 μL/well 분주하고, 다시 4시간 동안 배양한 후, 배지를 제거하고 DMSO (Dimethyl Sulfoxide)를 200 μL씩 넣었다. 37℃에서 15분간 방치 후, 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료 별 세포의 증식률은 시료의 흡광도를 대조군 흡광도에 대한 백분율로 나타내었다. 상기 MTT Assay를 통해 대장암 세포주에 대한 항암효과를 측정한 결과를 도 4에 나타내었다.

상기 도 4에 나타낸 바와 같이, 증류수를 이용하여 121℃의 고온 및 고압 조건에서 추출한 물 추출물의 경우 항암효과가 가장 우수한 것으로 확인되었다. 구체적으로, 0.5% Na₂EDTA 용액의 경우, 오히려 대장암 세포의 수가 증가되는 것이 확인되었고, 상기 실험예 2에서 항산화 활성이 우수한 것으로 확인된 1% NaOH 용액의 경우에도 항암 활성이 낮은 것으로 확인되었다. 또한, 산 수용액 즉, 염산 용액 및 황산 용액의 경우 낮은 농도에서는 항암 활성이 낮은 것으로 확인되었다. 한편, 물 추출물의 경우에는 4 mg/mL의 농도에서도 약 56%의 세포사멸능을 나타내었고, IC₅₀ 값은 1.4 mg/mL가 되는 것으로 예상되었다. 한편, 물 추출물 외에 농도의존적으로 항암 활성이 증가된 0.5% Na₂CO₃ 용액의 경우에는 약 46%의 세포 사멸능을 나타내었다. 상기 결과로부터 항암 활성의 측면에서는 물 추출물이 가장 우수한 것으로 확인되었다.

상기 결과로부터 현재 산업적으로 후코이단 추출 원료로 사용되는 큰실말과 관련하여, 현재는 대부분 폐기되는 후코이단 추출 후 발생되는 부산물로부터 항암 활성 또는 항산화 활성이 우수한 물질을 제조할 수 있는 것으로 확인되었다. 구체적으로, 산 또는 염기 종류 및 농도와 물 추출물의 경우 추출 온도 및 시간의 조건에 따라 식이섬유의 추출수율, 항산화 활성 및 항암 활성이 상이한 것으로 확인되었고, 항암 활성의 측면에서는 고압 추출 조건을 이용한 물 추출물이 가장 우수하고, 항산화 활성의 측면에서는 1% NaOH 용액이 가장 우수한 것으로 확인되었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

큰실말 건조 분말에 물을 첨가하고, 60℃ 내지 120℃에서 열수 추출하는 후코이단 추출단계;
상기 열수 추출된 추출물을 여과지를 이용하여 여과하여 여과 잔사 및 여과액으로 분리하는 여과 잔사 수득단계;
상기 여과 잔사를 50℃ 내지 70℃에서 20시간 내지 30시간 동안 건조한 후, 분쇄하여 여과 잔사 분쇄물을 제조하는 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및
상기 여과 잔사 분쇄물에 물을 첨가하고, 100℃ 내지 130℃에서 열수 추출하는 추출 단계;
를 포함하는 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 큰실말 추출물의 제조방법은
큰실말 건조 분말에 물을 첨가하고, 60℃ 내지 120℃에서 열수 추출하는 후코이단 추출단계;
상기 열수 추출된 추출물을 여과지를 이용하여 여과하여 여과 잔사 및 여과액으로 분리하는 여과 잔사 수득단계;
상기 여과액에 염화칼슘(CaCl₂)을 첨가하고 10분 동안 반응시킨 후, 원심분리를 수행하여 상등액을 분리하고, 침전물을 얻는 침전물 수득단계;
상기 여과 잔사 수득단계에 의해 수득된 여과 잔사 및 침전물 수득단계에 의해 수득된 침전물의 혼합물을 50℃ 내지 70℃에서 20시간 내지 30시간 동안 건조한 후, 분쇄하여 여과 잔사 분쇄물을 제조하는 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및
상기 여과 잔사 분쇄물에 물을 첨가하고, 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 10분 내지 500분 동안 열수 추출하는 추출 단계;
를 포함하는 항암 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법.
제1항의 제조방법으로 제조된 큰실말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암 개선 또는 예방용 식품 조성물.
큰실말 건조 분말에 물을 첨가하고, 60℃ 내지 120℃에서 열수 추출하는 후코이단 추출단계;
상기 열수 추출된 추출물을 여과지를 이용하여 여과하여 여과 잔사 및 여과액으로 분리하는 여과 잔사 수득단계;
상기 여과액에 염화칼슘(CaCl₂)을 첨가하고 10분 동안 반응시킨 후, 원심분리를 수행하여 상등액을 분리하고, 침전물을 얻는 침전물 수득단계;
상기 여과 잔사 수득단계에 의해 수득된 여과 잔사 및 침전물 수득단계에 의해 수득된 침전물의 혼합물을 50℃ 내지 70℃에서 20시간 내지 30시간 동안 건조한 후, 분쇄하여 여과 잔사 분쇄물을 제조하는 여과 잔사 분쇄물 제조단계; 및
상기 여과 잔사 분쇄물에 0.1N 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 첨가하고, 119℃ 내지 124℃의 온도 조건 및 960 hPa 내지 1,000 hPa의 압력조건에서 10분 내지 500분 동안 열수 추출하는 추출 단계;
를 포함하는 항산화 활성을 갖는 큰실말 추출물의 제조방법.