KR101794121B1 - 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법, 이를 포함하는 바나듐 비료, 및 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법 - Google Patents

제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법, 이를 포함하는 바나듐 비료, 및 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법, 이를 포함하는 바나듐 비료, 및 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 바나듐 제조방법은 바나듐 함유 광물을 소성하는 단계; 상기 소성된 광물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 상기 분쇄물을 물에 침지하여 제1 혼합물을 제조하고, 산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 조절하고 55~60℃에서 교반하여, 교반물을 제조하는 단계; 및 상기 교반물의 상층액을 수득하고, 상기 상층액으로부터 바나듐 이온을 회수하는 단계;를 포함한다.

Description

제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법, 이를 포함하는 바나듐 비료, 및 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법 {MANUFACTURING METHOD FOR VANADIUM, VANADIUM FERTILIZER USING THE SAME, AND METHOD FOR CULTIVATING SPROUT USING SPROUT CULTIVATING CATRIDGE USING THE VANADIUM FERTILIZER}
본 발명은 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법, 이를 포함하는 바나듐 비료, 및 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 당뇨 및 성인병 등의 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법, 이를 포함하는 바나듐 비료, 및 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법에 관한 것이다.
바나듐(Vanadiunm)은 원자번호 23번으로 전이금속에 속한다. 전이금속 화합물들은 다양한 색깔을 띠는데 멍게, 버섯 등도 여기에 들어있는 바나듐 화합물 때문에 색깔을 나타내게 된다. 상기 바나듐은 타이타늄과 마찬가지로 열역학적으로는 반응성이 큰 금속이나, 실온에서는 잘 부식되지 않으며 알칼리, 황산, 염산 등에 대해서도 안정하나, 고온으로 가열하면 대부분의 비금속 원소들과 반응하며, 흔히 틈새형 비화학량론적 생성물을 만든다. 공기 중에서는 660℃ 이상에서 산화되어 산화수가 +2인 VO에서 +5인 V2O5까지 여러 종류의 산화물을 만든다. 상기 바나듐은 23개의 전자를 갖고 있어 전자배치는 [Ar]3d34s2 이며, 전자 5개를 잃고 아르곤(Ar)과 같은 전자배치를 하는 +5인 상태가 가장 높은 산화 상태이다.
바나듐은 회유금속 중 하나로 철강 및 특수강용의 용도로 항장력이나 내열성을 높이기 위해 합금에 첨가되어 다양한 분야에 사용되고 있다. 또한 촉매로서 석유의 탈유, 알코올의 산화, 프로필렌수지 합성, 탈질촉매 등에도 널리 이용되고 있다. 바나듐은 우라늄, 인광석, 그리고 철광석 등에 수반되어 부산물로 주로 산출되지만 국내에서는 그 매장량이 극히 희박하여 우라늄 생산 공정 및 인 생산 공정에서의 부산물로 회수되거나 그 밖에 중유회분이나 원유잔사에서 부산물로 회수가 되고 있다.
이러한 바나듐의 생물학적 역할은 멍게류 등 일부 무척추 동물들의 경우 혈액에 바나듐을 고농축시키는 능력을 갖고 있다. 예로 멍게류의 일종인 ascidia nigra의 혈액에는 바나듐이 바닷물에 들어있는 농도의 약 1000만 배인 1.45%로 산성화된 액포에 저장되어 있다. 바나듐산은 인산기를 인식하는 효소의 강력한 저해제로 밝혀져, 이를 인산으로 오인하여 농축시키는 것으로 추측되고 있다.
여러 가지 버섯(예로 광대버섯)들도 바나듐을 농축시키는데, 어떤 것에는 건조 무게 1kg당 0.5g의 바나듐이 들어있기도 하다. 여러 해조류(marine algae)들은 Br-로부터 유기브로민 화합물을 만드는데, 이때 촉매로 작용하는 브로모과산화효소(bromoperoxidase)의 활성에 바나듐이 필요하며, 또한 일부 미생물들의 질소 고정에 관여하는 질소고정효소에도 바나듐이 들어있는 것으로 알려져 있다.
쥐와 병아리의 동물 실험 결과, 이들에게 미량의 바나듐이 필요하며, 바나듐 결핍은 성장과 번식에 장애를 초래하는 것으로 밝혀졌다. 사람의 몸에는 체중의 약 3x10-6%(전체로 0.001g 이하)의 바나듐이 함유되어 있고, 사람과 포유동물에 필수 미량 영양소로 여겨진다.
한편, 당뇨병은 발생기전에 따라 크게 제1형 당뇨병과 제1형 및 제2형 당뇨병으로 나눌 수 있다. 상기 제1형 당뇨병(인슐린 의존성 당뇨병 IDDM, insulin dependent diabetes melitus)은 췌장에서 인슐린 분비의 이상이 생겨서 발생하는 것으로 그 원인은 자가면역반응에 의하여 인슐린을 생산하는 췌장의 베타세포가 파괴되어 인슐린 분비가 감소되게 된다. 이에 비해 제1형 및 제2형 당뇨병은 베타세포에서의 인슐린 분비는 정상적으로 이루어지나 말초조직에서의 인슐린 저항성이 높아 당대사에 이상이 생겨 나타나는 것으로 성인형 당뇨병이라고도 하며 전체 당뇨환자의 약 90%가 이에 해당한다.
이러한 2형 당뇨병을 치료하기 위해 인슐린을 대신하면서 인슐린 저항성에 영향을 받지 않는 새로운 물질의 개발이 요구되고 있다. 약 30년 전, 이스라엘 와이즈만 연구소의 Yoram Shechter 교수는 조직실험에서 미량금속 원소인 바나듐이 인슐린의 대사효과와 비슷한 기능을 한다는 것을 발견했고, 당뇨병에 바나듐을 투여하면 당뇨병으로 인한 여러 가지 대사결함을 치유할 수 있다는 것을 확인하였다. 이후 많은 연구기관에서 당뇨병 치료제 개발을 위하여 인슐린의 대체물로 바나듐을 이용한 여러 가지 연구가 시도되었다.
바나듐의 당뇨병 개선효과는 제주대학교와 제주도 환경자원연구원의 비공식 임상시험에서도 확인된 바 있다.
한편 국내 당뇨병 환자를 형태에 따라 구분하면 90% 이상이 췌장에서의 인슐린 분비는 충분하지만 인슐린 저항성과 포도당 이용률에서 정상인과 차이를 보이는 제2형 당뇨병에 속하는 것으로 알려졌다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-1411531호(2014.06.24. 공개, 발명의 명칭: 바나듐을 함유하는 새싹유채의 재배방법 및 이의 방법으로 재배된 새싹유채와 이를 포함하는 당뇨용 기능성 조성물)에 게시되어 있다.
본 발명의 목적은 당뇨병, 성인병 및 심혈관계 질환 등 각종 질환의 치료 및 개선 효과가 우수한 바나듐 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 바나듐 추출 효율과, 생산성 및 경제성이 우수한 바나듐 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 바나듐 제조방법에 의해 제조된 바나듐을 이용한 비료를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 바나듐 제조방법은 바나듐 함유 광물을 소성하는 단계; 상기 소성된 광물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 상기 분쇄물을 물에 침지하여 제1 혼합물을 제조하고, 산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 조절하고 55~60℃에서 교반하여, 교반물을 제조하는 단계; 및 상기 교반물의 상층액을 수득하고, 상기 상층액으로부터 바나듐 이온을 회수하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 바나듐 함유 광물은 송이석(scoria), 견운모(sericite), 천매암(phylite) 및 암모늄 메타바나데이트(ammonium metavanadate) 중 하나 이상일 수 있다.
한 구체예에서 상기 소성은, 바나듐 함유 광물을 1,000~1,300℃에서 1차 소성하고; 그리고 상기 1차 소성된 바나듐 함유 광물을 1,800~2,300℃까지 승온하면서 가열하며 2차 소성하는 단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
한 구체예에서 상기 분쇄물은 100~300 메쉬 크기일 수 있다.
한 구체예에서 상기 산은 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 카복실산(RCOOH), 술폰산(RSO3H) 및 인산(RH2PO3)중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 혼합물의 pH는 1.0~3.0으로 조절될 수 있다.
한 구체예에서 상기 바나듐 이온은 상기 상층액과 이온 추출제를 접촉하여 회수되며, 상기 이온 추출제는 디-(2-에틸헥실)포스포릭산(di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid) 및 2-에틸헥실 하이드로젠 2-에틸헥실 포스포네이트(2-ethylexylhydrogen 2-ethylhexylphosphonate) 중 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 바나듐 제조방법에 의해 제조된 바나듐을 100~300,000 ppb 포함하는 것을 특징으로 하는 바나듐 비료에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 관점은 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법에 관한 것이다. 상기 새싹의 재배 방법은, 새싹 재배기 내부의 배양토 또는 양액에 채소 종자를 파종하는 단계; 및 상기 배양토 또는 양액에 상기 바나듐 비료를 투입하고 3~14일 동안 재배하는 단계;를 포함하며, 상기 채소 종자는, 두류 또는 곡류 중 하나 이상이다.
본 발명의 바나듐 제조방법을 적용하여 제조된, 본 발명의 또 다른 관점은 상기 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용하여 새싹 작물을 재배시, 재배된 작물은 고농도 바나듐을 함유하고 있어 제1형 및 제2형 당뇨병, 성인병 및 심혈관계 질환 등 각종 질환의 치료 및 개선 효과가 우수하며, 유기 바나듐 추출시, 추출 효율, 경제성 및 생산성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따라 재배된 새싹 채소(병아리콩)의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따라 재배된 새싹 채소(서리태콩)의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따라 재배된 새싹 채소(쥐눈이콩)의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 4는 본 발명의 한 구체예에 따라 재배된 새싹 채소(현미)의 바나듐 함량을 나타내는 시험성적서이다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따른 바나듐의 농도별 알파-글루코시다아제 저해 활성 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 한 구체예에 따른 바나듐의 농도별 글루코오스 흡수 촉진 활성 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 한 구체예에 따른 바나듐 작물의 섭취에 따른 당뇨병 환자의 혈당 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
바나듐 제조방법
본 발명의 하나의 관점은 제1형 및 제2형 당뇨병 환자의 인슐린 대사에 도움을 주는 바나듐 제조방법(또는 바나듐 이온 회수 방법)에 관한 것이다. 한 구체예에서 바나듐 제조방법은 바나듐 함유 광물을 소성하는 단계; 상기 소성된 광물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 상기 분쇄물을 물에 침지하여 제1 혼합물을 제조하고, 산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 조절하고 55~60℃에서 교반하여, 교반물을 제조하는 단계; 및 상기 교반물의 상층액을 수득하고, 상기 상층액으로부터 바나듐 이온을 회수하는 단계;를 포함한다.
이하, 상기 바나듐 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
한 구체예에서 상기 바나듐 함유 광물은 송이석(scoria), 견운모(sericite), 천매암(phylite) 및 암모늄 메타바나데이트(ammonium metavanadate) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 바나듐 이온은, 바나듐 함유 광물을 소성하는 단계; 상기 소성된 광물을 분쇄하여 분쇄물을 제조하는 단계; 상기 분쇄물을 물에 침지하여 제1 혼합물을 제조하고, 산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 조절하고 55~60℃에서 교반하여, 교반물을 제조하는 단계; 및 상기 교반물의 상층액을 수득하고, 상기 상층액으로부터 바나듐 이온을 회수하는 단계;를 포함하여 추출된다.
한 구체예에서 상기 소성은 바나듐 함유 광물을 1,000~1,300℃에서 1차 소성하고; 그리고 상기 1차 소성된 바나듐 함유 광물을 1,800~2,300℃까지 승온하면서 가열하며 2차 소성하는 단계;를 포함할 수 있다. 예를 들면 바나듐 함유 광물을 1,000~1,300℃ 온도의 전기로에 투입하고 1~3 시간 동안 1차 소성한 다음, 상기 1차 소성된 바나듐 함유 광물을 1,800~2,300℃의 온도까지 승온하면서, 1~4 시간 동안 2차 소성할 수 있다. 한 구체예에서 상기 1차 및 2차 소성시간은 4시간 이상 실시할 수 있다.
상기 조건으로 소성시, 바나듐 함유 광물을 용이하게 분쇄하여 분쇄물을 제조할 수 있으며, 바나듐 이온 추출 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 분쇄물은 100~300 메쉬(mesh) 크기일 수 있다. 상기 크기로 분쇄시, 분쇄물에 함유된 바나듐 이온 추출 효율이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 혼합물은 상기 분쇄물 및 물을 1:0.5~1:10 부피비로 포함하여 제조할 수 있다.
한 구체예에서 상기 산은 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 카복실산(RCOOH), 술폰산(RSO3H) 및 인산(RH2PO3)중 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 염산을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 혼합물의 pH는 1.0~3.0으로 조절될 수 있다. 상기 범위로 조절시 바나듐 이온 회수 효율이 우수할 수 있다. 예를 들면, 상기 교반물은 상기 분쇄물 및 물을 1:0.5~1:10 부피비로 포함하는 제1 혼합물을 이중자켓 또는 삼중자켓 탱크의 내부로 투입한 다음, 온도를 55~60℃로 조절 하고, 염산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 1.0~3.0으로 조절하고 1,700~2,000rpm으로 2~5 시간 교반하여 교반물을 제조할 수 있다. 상기 pH 조건에서 바나듐 이온 추출 효율이 우수할 수 있다. 상기 교반물 제조시 55℃ 미만의 온도에서 실시하는 경우, 바나듐 이온 추출 효율이 저하되며, 60℃를 초과하는 경우, 바나듐 이온 추출 효율이 저하된다.
한 구체예에서 상기 바나듐 이온은 상기 상층액과 이온 추출제를 접촉하여 회수되며, 상기 이온 추출제는 디-(2-에틸헥실)포스포릭산(di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid) 및 2-에틸헥실 하이드로젠 2-에틸헥실 포스포네이트(2-ethylexylhydrogen 2-ethylhexylphosphonate) 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 이온 추출제를 사용시, 상기 바나듐 이온의 회수 효능이 우수할 수 있다.
바나듐 제조방법에 의해 제조된 바나듐을 포함하는 바나듐 비료
본 발명의 다른 관점은 상기 바나듐 제조방법에 의해 제조된 바나듐을 포함하는 바나듐 비료에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 비료는 100 ppb 이상의 바나듐을 함유할 수 있다. 예를 들면, 100~300,000 ppb의 바나듐을 함유할 수 있다.
한 구체예에서 상기 바나듐 비료는, 액체 비료 또는 고체 비료 형태일 수 있다.
한 구체예에서 상기 바나듐은 비료 부피에 대하여 0.1~15 부피%로 포함될 수 있다. 0.1 부피% 미만의 바나듐을 혼합할 경우 바나듐의 함량이 지나치게 적어, 고농도의 바나듐을 함유하는 작물을 재배하기 위한 본 발명의 재배방법에 적용하기에는 부적합하며, 15 부피%를 초과하여 바나듐을 혼합할 경우 작물에 최종적으로 함유된 바나듐의 함량에 있어 변화가 거의 없고, 작물의 상태에 따라 약흔을 나타낼 수 있다.
한 구체예에서 상기 바나듐을 이용한 액체 비료는, pH 8.0 이하의 수용액 전체 부피에 대하여, 10~20 부피%에 해당하는 바나듐 이온을 혼합하고; 10~25℃에서 1~2시간 교반하여 혼합 수용액을 제조하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법
본 발명의 또 다른 관점은 상기 바나듐 비료를 사용한 새싹재배기를 이용한 새싹의 재배방법에 관한 것이다. 상기 새싹의 재배 방법은, 새싹 재배기 내부의 배양토 또는 양액에 채소 종자를 파종하는 단계; 및 상기 배양토 또는 양액에 전술한 바나듐 비료를 투입하고 3~14일 동안 재배하는 단계;를 포함하며, 상기 채소 종자는, 두류 또는 곡류 중 하나 이상이다.
상기 새싹재배기는, 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 새싹 채소 종자를 발아시키도록 배양토 또는 양액이 포함된 재배통을 포함하는 하우징과, 상기 하우징에 구비되어, 상기 재배통에 수분을 분사시키는 분사 노즐을 포함할 수 있다.
상기 배양토는 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 퍼라이트, 피트모스, 활성탄, 황토볼, 맥반석 파우더, 질석 및 원예용 상토 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 곡류는 쌀, 보리, 밀, 귀리, 조, 메밀, 옥수수 또는 율무일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 한 구체예에서 상기 두류는 콩, 팥, 녹두, 완두, 땅콩 또는 강낭콩일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서, 본 발명에서 새싹 채소 종자에 바나듐의 흡수가 잘 되도록 하기 위하여 상기 바나듐 비료를 물과 혼합하여 상기 배양토 또는 양액에 투입할 수 있다.
한 구체예에서 상기 비료 및 물을 1:100~1:10,000의 부피비로 혼합하여 상기 배양토 또는 양액에 투입할 수 있다. 상기 범위에서, 새싹 채소 종자 발아시, 약흔이 발생하지 않으며, 바나듐의 전이율이 우수할 수 있다.
상기 재배는, 일광 또는 인공광이 충분히 입사되는 조건에서 18~26℃의 온도에서 3~14일 배양하여 발아시킬 수 있다.
본 발명의 바나듐 비료를 이용하여 새싹 채소를 재배시, 재배된 작물은 고농도의 바나듐을 함유할 수 있어 제1형 및 제2형 당뇨병, 성인병 및 심혈관계 질환 등 각종 질환의 치료 및 개선 효과가 우수하며, 유기 바나듐을 추출시, 추출 효율, 경제성 및 생산성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1
(a) 바나듐 제조
바나듐 함유 광물(암모늄 메타바나데이트(ammonium metavanadate))을 1,200℃ 온도의 전기로에 투입하고 2 시간 동안 1차 소성한 다음, 상기 1차 소성된 바나듐 함유 광물을 2,100℃의 온도까지 서서히 승온하면서, 3 시간 동안 2차 소성하였다. 그 다음에 상기 소성된 바나듐 함유 광물을 300 메시 크기로 분쇄하여 분쇄물을 제조하였다. 분쇄물과 물을 1:3 부피비로 혼합하여 제1 혼합물을 제조하고, 상기 제1 혼합물을 삼중자켓 교반탱크의 내부로 투입한 다음, 제1 혼합물의 온도를 60℃로 조절하고, 염산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 1.5로 조절하고 2,000rpm으로 3 시간 동안 교반하여 교반물을 제조하였다. 상기 교반물의 상층액을 수득하고, 상기 상층액과 이온 추출제(2-ethylexylhydrogen 2-ethylhexylphosphonate, PC-88A)를 접촉하여 바나듐 이온을 회수하였다.
(b) 바나듐 비료(액체 비료) 제조
상기 바나듐 이온을 pH 7의 수용액 전체 부피에 대하여, 10 부피%가 되도록 혼합하고, 20℃에서 교반하여 혼합 수용액을 제조하여, 액체 비료를 제조하였다.
실시예 2: 바나듐 비료(고체 비료) 제조
볏짚, 나무껍질 및 쌀겨를 혼합한 고체 비료용 재료를 숙성시킨 다음, 상기 숙성된 재료에 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 바나듐 이온을 전체 부피의 15%가 되도록 혼합하여, 통상의 방법으로 고체 비료를 제조하였다.
비교예 1
상기 제1 혼합물을 삼중자켓 교반탱크의 내부로 투입후, 온도를 65℃로 조절하여 상기 제1 혼합물의 pH를 조절한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 바나듐 이온을 회수하여 액체 비료를 제조하였다.
비교예 2
상기 제1 혼합물을 삼중자켓 교반탱크의 내부로 투입후, 온도를 50℃로 조절하여 상기 제1 혼합물의 pH를 조절한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 바나듐 이온을 회수하여 액체 비료를 제조하였다.
실험예 1: 새싹 채소( 병아리콩 ) 재배
퍼라이트, 피트모스 및 활성탄을 포함하는 배양토가 담긴 새싹배양기에, 병아리콩 종자를 배양토에 파종하였다. 상기 실시예 1의 비료 500ml를 물 500L에 희석하여 혼합액을 제조한 후, 상기 배양토에 투입한 다음, 23℃의 분위기의 실내온도에서 10일간 재배하여 발아하여 500g의 새싹채소를 수확하였다. 상기 재배된 병아리콩의 바나듐 함량을 확인하기 위해 분석 검사업체에 측정을 의뢰하여, 검사 결과를 도 1의 시험 성적서에 나타내었다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 재배된 새싹 채소(병아리콩)는, 33,546.32 ㎍/kg의 고농도 바나듐이 함유됨을 알 수 있었다.
실험예 2: 새싹 채소( 서리태콩 )의 재배
새싹 채소로 병아리콩 대신 서리태콩을 적용한 것을 제외하고, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 새싹 채소(서리태콩)을 재배하였다.
상기 재배된 서리태콩의 바나듐 함량을 확인하기 위해 분석 검사업체에 측정을 의뢰하여, 검사 결과를 도 2의 시험 성적서에 나타내었다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 재배된 새싹 채소(서리태콩)는 117,539.20 ㎍/kg의 고농도 바나듐이 함유됨을 알 수 있었다.
실험예 3: 새싹 채소( 쥐눈이콩 )의 재배
새싹 채소로 병아리콩 대신 쥐눈이콩을 적용한 것을 제외하고, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 새싹 채소(쥐눈이콩)를 재배하였다.
상기 재배된 쥐눈이콩의 바나듐 함량을 확인하기 위해 분석 검사업체에 측정을 의뢰하여, 검사 결과를 도 3의 시험 성적서에 나타내었다. 상기 도 3을 참조하면, 상기 재배된 새싹 채소(쥐눈이콩)는 83,118.04 ㎍/kg의 고농도 바나듐이 함유됨을 알 수 있었다.
실험예 4: 새싹 채소(현미)의 재배
새싹 채소로 병아리콩 대신 현미를 적용한 것을 제외하고, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 새싹 채소(현미)를 재배하였다.
상기 재배된 현미의 바나듐 함량을 확인하기 위해 분석 검사업체에 측정을 의뢰하여, 검사 결과를 도 4의 시험 성적서에 나타내었다. 상기 도 4를 참조하면, 상기 재배된 새싹 채소(현미)는 16,923.16 ㎍/kg의 고농도 바나듐이 함유됨을 알 수 있었다.
실험예 5: 알파-글루코시다아제(α- glucosidase ) 저해 활성 평가
알파-글루코시다아제(α-glucosidase)는 장내세포막에 붙어 있는 소화 효소로서 고분자의 다당류를 가수분해하여 체내 흡수를 돕는다. 이들 효소의 저해는 혈중 내 글루코오스(glucose)의 흡수를 방지하며, 고혈당을 예방시켜준다.
알파-글루코시다아제 저해제로 알려진 Acarbose와, 상기 실시예에서 제조된 바나듐을 각각 0.1 중량%, 1 중량% 및 10 중량%의 농도로 희석한 용액에 대하여, 색소생산성법(chromogenic method)을 이용하여 저해 활성을 측정하였다. 그 다음에, 상기 Acarbose의 저해효능을 기준으로하여 상기 바나듐 용액의 저해 활성을 상대적인 수치로 평가하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.
하기 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 바나듐은 1 중량% 농도에서 71.53%의 저해 효능을 보여, 알파-글루코시다아제 저해 활성이 우수함을 알 수 있었다.
실험예 6: 글루코오스 흡수(glucose uptake) 촉진 활성 평가
상기 실시예를 통해 제조된 바나듐의 글루코오스 흡수(glucose uptake) 활성을, 방사성 표지된 포도당의 흡수를 측정하여 평가하였으며, 포도당 섭취를 억제시키는 인슐린을 대조군으로 이용하여 그 평가 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 하기 도 6을 참조하면 본 발명에 따른 바나듐은, 골격근에서 포도당 대사와 연관된 PI3K/Akt 경로에 작용하여 관련 단백질의 발현을 조절함으로써 결과적으로 근육세포에서의 포도당 흡수를 증가시키고 글라이코겐의 합성을 유도하는 작용으로 혈당을 낮추는 효과가 있음이 증명되었다.
실험예 7: 당뇨 개선효과 평가
당뇨 환자를 대상으로, 상기 실험예 4를 통해 재배된 현미(발아 현미) 분말을 아침 및 저녁에 각각 20g/day의 섭취량으로, 17일 동안 복용시켰다. 복용 기간동안, 당뇨환자의 식전(공복), 아침 식후 2시간 및 저녁 식후 2시간 시 혈당을 각각 측정하여 그 결과를 도 7에 나타내었다.
상기 도 7을 참조하면, 본 발명의 현미를 섭취한 당뇨 환자는 시간이 경과함에 따라 혈당 수치가 저하되는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. 바나듐 함유 광물을 소성하는 단계;
    상기 소성된 광물을 분쇄하여 100~300 메쉬 크기의 분쇄물을 제조하는 단계;
    상기 분쇄물을 물에 침지하여 제1 혼합물을 제조하고, 산을 투입하여 상기 제1 혼합물의 pH를 1.0~3.0으로 조절하고, 55~60℃에서 교반하여, 교반물을 제조하는 단계; 및
    상기 교반물의 상층액을 수득하고, 상기 상층액으로부터 바나듐 이온을 회수하는 단계;를 포함하며,
    상기 소성은, 바나듐 함유 광물을 1,000~1,300℃에서 1차 소성하고; 그리고 상기 1차 소성된 바나듐 함유 광물을 1,800~2,300℃까지 승온하면서 가열하며 2차 소성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바나듐 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바나듐 함유 광물은 송이석(scoria), 천매암(phylite), 견운모(sericite) 및 암모늄 메타바나데이트(ammonium metavanadate) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 바나듐 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 산은 염산(HCl), 황산(H2SO4), 질산(HNO3), 카복실산(RCOOH), 술폰산(RSO3H) 및 인산(RH2PO3)중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 바나듐 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 바나듐 이온은 상기 상층액과 이온 추출제를 접촉하여 회수되며,
    상기 이온 추출제는 디-(2-에틸헥실)포스포릭산(di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid) 및 2-에틸헥실 하이드로젠 2-에틸헥실 포스포네이트(2-ethylexylhydrogen 2-ethylhexylphosphonate) 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 바나듐 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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