KR101862132B1 - 홍국 추출물을 포함하는 장 건강 개선용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에는 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장 건강 개선용 조성물이 개시된다. 상기 조성물은 장내 유익균의 증식을 촉진하고 장내 유해균의 증식을 억제하여 장내균총을 개선하고 프로바이오틱스의 효과를 증강시켜 주는 효과가 있다. 또한, 상기 조성물은 배변 기능, 장 기능을 개선하여 장 관련 질환을 개선시켜 주는 효과가 있다.
Description
본 명세서에는 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장 건강 개선용 조성물이 개시된다.
인체 미생물, 그 중에서도 특히 장내 미생물과 인체 질병과의 밀접한 상관관계가 지속적으로 보고되고 있다. 특히, 2014년 세계경제포럼 (World Economic Forum)에서는 인체 미생물 치료제 (Human microbiome therapeutics) 기술이 10대 미래유망기술로 선정된 바 있다. 이에 따라, 인체 장내 미생물을 유익한 방향으로 개선함으로써 사람의 건강을 증진시키는 연구들이 진행되고 있으며, 가장 대표적인 것으로는 사람에게 유익한 효과를 주는 것으로 알려져 있는 프로바이오틱스 (probiotics) 유산균, 프리바이오틱스 (prebiotics)를 들 수 있다. 전통적인 의미의 프리바이오틱스는 식이섬유와 올리고당과 같은 성분을 의미하나, 본 발명자를 비롯한 많은 연구자들이 식물 유래의 천연물 (natural products) 등을 활용한 천연 프리바이오틱스 (natural prebiotics)의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
장에 존재하는 세균들의 집단을 장내균총이라고 하며, 이러한 장내균총에는 유익균과 유해균이 균형을 이루고 있고 이러한 균형은 사람의 건강과 매우 밀접한 관계가 있다.
장내균총은 숙주의 생리적인 조건, 음식물, 약물 및 스트레스 등과 같은 여러 가지 요인에 따라 변동하며, 장내균총의 균형은 장내의 강한 혐기적 조건, 장의 연동 운동, 연속적인 배설 하에서 장관 내의 서식처와 영양원에 대해 경쟁하는 과정에서 이루어지고 일부는 pH, 산화환원전위, 담즙산, 생산되는 박테리오신 (bacteriocin), 지방산, 유화수소 등에 의하여 장내균총의 균형이 이루어지는 것으로 보고되어 있다 (Yazawa K. and Tamura Z. Bifidobacteria Microflora 1(1): 39-44, 1982).
이와 같은 장내균총이 깨져 유익균이 감소하고 유해균이 증가하면 가장 흔하게 경험하게 되는 것이 소화불량, 설사, 영양실조, 장내 이상발효로 인한 복부팽만감이나 설사, 변비 등의 증상이다.
일 측면에서, 본 명세서는 새로운 프리바이오틱스 (prebiotics) 소재로서 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장 건강 개선용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 명세서는 새로운 프리바이오틱스 (prebiotics) 소재로서 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 포함하는 장 건강 개선용 키트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장내균총 개선용 조성물을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은 친수성 용매로 추출한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은 홍국의 물 추출물; 에탄올 추출물; 또는 물과 에탄올의 혼합 추출물인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 장내 유익균의 증식 또는 생육을 촉진하고 장내 유해균의 증식 또는 생육을 억제하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 베타-글루쿠로니데이즈 (β-glucuronidase) 또는 트립토파네이즈 (tryptopanase)의 효소 활성을 억제하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 장내 단쇄 지방산(short chain fatty acid)의 함량을 증가시키는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 배변 기능을 개선하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 프리바이오틱스일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 건강식품 조성물일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 변비의 예방 또는 치료용 약학 조성물일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 유효성분은 조성물 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 100 중량%로 포함되는 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 조성물을 포함하는 장 건강 개선용 키트를 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 프로바이오틱스와 병용 투여하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 키트는 설명서를 더 포함하고, 상기 설명서에는, 상기 조성물을 0.1 내지 2,000 mg/kg/day의 투여량으로 투여한다는 내용을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 투여는 경구투여일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하여 장내 미생물의 생장을 촉진시켜 주는 장내 미생물의 배양용 배지 조성물을 제공한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 새로운 프리바이오틱스 (prebiotics) 소재로 사용 가능한 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장 건강 개선용 조성물을 제공하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 새로운 프리바이오틱스 (prebiotics) 소재로 사용 가능한 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 포함하는 장 건강 개선용 키트를 제공하는 효과가 있다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 장내균총을 개선하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 장내 유익균의 증식을 촉진하고 장내 유해균의 증식을 억제하는 효과가 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 프로바이오틱스의 효과를 증강시키는 효과가 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 배변 기능, 장 기능을 개선하여 장 관련 질환을 개선시키는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 정상 배양 조건에서 장내 미생물의 생장을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 고단백질 섭취 모사 조건에서 장내 미생물의 생장을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3는 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 유해균 마커인 베타-글루쿠로니데이즈 (β-glucuronidase)의 효소 활성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4은 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 유해균 마커인 트립토파네이즈 (tryptopanase)의 효소 활성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 고단백질 섭취 모사 조건에서 장내 미생물의 생장을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3는 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 유해균 마커인 베타-글루쿠로니데이즈 (β-glucuronidase)의 효소 활성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4은 본 명세서의 일 시험예에서 프락토올리고당(FOS), 클로람페니콜(항생제), 홍국쌀 물 추출물, 홍국쌀 에탄올 추출물을 투여 시, 유해균 마커인 트립토파네이즈 (tryptopanase)의 효소 활성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장내균총 개선용 조성물을 제공한다.
홍국 또는 홍국쌀 (Red yeast rice)은 증기로 가열된 쌀에 홍국균을 배양 발효시킨 것을 의미하는 것으로서, 예컨대 일반 백미에 붉은누룩곰팡이인 홍국균 (Monascus pilosus, Monascus purpureus, Monascus anka, Monascus ruber)을 접종하여 15일 내지 30일 동안 발효시켜 건조한 것으로서 붉은 색을 띠고 있는 것이 특징이다. 홍국의 붉은 색소는 북경오리를 요리하는데 쓰이는 것으로 유명하다. 홍국은 체내 콜레스테롤 수치를 낮추어 고혈압과 혈당을 낮추는 효능으로 잘 알려져 있다. 이러한 홍국의 콜레스테롤 개선 효능의 주요 원인 성분은 빨간색의 천연 색소인 모나콜린 K이며, 이는 발효 과정에서 생성되며 고지혈증 치료용 스타틴계 약물인 Lovastatin으로 개발된 것으로 유명하다.
홍국은 홍국 자체뿐만 아니라 홍국의 가공물, 예를 들어 건조, 분쇄, 발효 등 추가적인 가공에 의한 모든 형태를 포함하는 것을 의미한다.
홍국 추출물은 홍국의 조추출물뿐만 아니라 추출물의 가공물, 예를 들어 건조, 농축, 분획, 발효 등 추가적인 가공에 의한 모든 형태를 포함하는 것을 의미한다. 또한, 홍국 추출물은 시판되는 것을 구입하거나, 또는 당해 기술분야에서 사용되는 통상의 추출방법을 적절하게 선택, 조합, 부가 또는 변경하여 얻어질 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은, 이에 제한하는 것은 아니나, 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등), 에틸렌, 아세톤, 헥산(hexane), 에테르, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, N, N-디메틸포름아미드(DMF), 염화메틸렌, 디메틸설폭사이드(DMSO), 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 메틸렌클로라이드 및 디에틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 추출용매로 추출한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은 친수성 용매로 추출한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 친수성 용매는 물, 증류수, 멸균수, 정제수, 인산완충식염수(PBS), 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-펜탄올, 2-부톡시에탄올, 에틸렌 글라이콜, 아세톤 및 2-부타논으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 추출물을 제조하는 방법은 초임계추출, 아임계추출, 냉침추출, 고온추출, 환류냉각추출, 고압추출 또는 초음파추출법 등을 이용하는 방법 또는 XAD 및 HP-20을 포함한 흡착 수지를 이용하는 방법 등 당업계의 통상적인 추출방법을 사용할 수 있다. 구체적으로, 가온하며 환류 추출 또는 상온에서 환류 추출할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 추출용매는 홍국 건조물의 약 1 내지 15배 정도에 해당하는 용매를 가하여 추출할 수 있으며, 구체적으로 약 10 배의 용매를 가하여 추출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 아울러, 추출회수는 1 내지 5회일 수 있으며, 구체적으로 3회 반복 추출할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 추출시간은 2 내지 100시간일 수 있으며, 구체적으로 10 내지 70시간일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
장내균총 개선용이란, 장내 유익균의 증식 또는 생장은 촉진하고 장내 유해균의 증식 또는 생장은 억제하되, 장내 유익균과 유해균의 균형을 유지하는 것을 의미한다.
장내 유익균이란, 장내에 서식하고 있으면서 인체에 유익한 효능을 미치는 미생물을 총칭할 수 있다. 예컨대, 장내 유익균은 프로바이오틱스를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 장내 유익균은 이에 제한되지 않고, 비피도박테리움 속 (Bifidobacterium), 락토바실러스 속 (Lactobacillus), 락토코커스 속 (Lactococcus), 스트렙토코커스 속 (Streptococcus), 아커멘시아 속 (Akkermansia), 패컬리박테리움 속 (Faecalibacterium), 또는 엔테로코커스 속 (Enterococcus)을 포함할 수 있다.
장내 유해균이란, 장내에서 서식하고 있으면서 장염 등과 같이 인체에 해로운 효과를 미치는 미생물을 총칭할 수 있다. 예컨대, 상기 장내 유해균은 이에 제한되지 않고, 대장균 (Escherichia coli), 푸소박테리움 속 (Fusobacterium), 클로스트리듐 속 (Clostridium), 스타필로코쿠스 속 (Staphylococcus), 또는 포피로모나스 속 (Porphyromonas)을 포함할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 장내 유익균의 증식 또는 생육을 촉진하고 장내 유해균의 증식 또는 생육을 억제하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 베타-글루쿠로니데이즈의 활성을 억제할 수 있다. 베타-글루쿠로니데이즈는, 장내 유해균의 마커로서, 베타-글루쿠로니데이즈의 활성이 감소하면, 장내 유해균의 생장이 억제된 것임을 알 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 트립토파네이즈의 활성을 억제할 수 있다. 트립토파네이즈는, 장내 유해균의 마커로서, 트립토파네이즈의 활성이 감소하면, 장내 유해균의 생장이 억제된 것임을 알 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 장내 단쇄 지방산의 함량을 증가시킬 수 있다. 본 명세서에서 단쇄 지방산(Short-chain fatty acids)이란, 6개 이하의 탄소 원자를 포함하는 지방산을 의미할 수 있다. 상기 단쇄 지방산은 아세테이트, 프로피오네이트 (propionate), 이소부티레이트 (isobutyrate), 부티레이트 (butyrate), 이소발레이트 (isovalerate) 및 발레레이트 (valerate)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 배변 기능을 개선하는 것일 수 있다. 배변 기능 개선이란, 예컨대 불규칙한 배변을 규칙적으로 하거나, 변비 또는 설사 증세를 개선하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 프리바이오틱스일 수 있다. 다른 측면에서, 본 명세서는 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 장내 유익균의 증식 촉진 및 장내 유해균의 생육 억제용 프리바이오틱스를 제공하며, 이는 프로바이오틱스의 효과를 증강시켜 주는 시너지 효과가 있다. 이때, 상기 프리바이오틱스는 섬유질, 올리고당, 플락토올리고당 및 갈락토올리고당으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 더 포함할 수 있다.
프로바이오틱스란, 체내에서 건강에 좋은 영향을 미치는 미생물을 의미할 수 있다.
프리바이오틱스란, 유익균을 포함하는 미생물에 의해 이용되어 미생물의 생육이나 활성을 촉진시킴으로써 숙주의 건강에 좋은 효과를 나타내게 하는 성분을 의미할 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 변비, 설사, 또는 장 관련 질환의 개선용 건강식품 조성물일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 변비, 설사, 또는 장 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물일 수 있다.
미생물이 장기관 내에 서식하기 시작하여 그 집단이 평형에 도달함으로써 장내균총을 형성하게 된다. 장내균총을 구성하는 개개의 미생물들은 비타민 공급, 감염 방지 및 장 기능 등에 관여하고, 이로 인해 균총의 조성은 변비, 장 관련 질환의 발생 등과 깊은 관계가 있다고 알려져 있다 (Mistuoka T. Bifidobacteria Microflora, 1(1): 3, 1982).
본 명세서에 개시된 조성물은 장내 유익균의 증식 또는 생장을 촉진하고 장내 유해균의 증식 또는 생장을 억제하여 장내균총을 개선함으로써 배변 기능, 장 기능을 향상시켜 줄 뿐만 아니라 프리바이오틱스로 작용하여 프로바이오틱스와 병용 시 프로바이오틱스의 효능을 증강시켜 주는 시너지 효과가 있다. 이러한 홍국 추출물의 효과는, 홍국의 주요 성분으로서 콜레스테롤 개선 효능이 있으나 수용액 상에서 매우 불안정한 것으로 알려져 있는 친유성 성질을 갖는 모나콜린 K가 미량 함유되어 있거나 또는 추출물 내에서 모나콜린 K가 주요 활성성분으로 작용하기 어려운 물을 포함하는 친수성 용매에 대한 홍국 추출물에서도 나타난다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 조성물은 상기 조성물을 포함하는 장 건강 개선용 키트를 제공한다. 이때, 상기 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물은 프로바이오틱스와 병용 투여하는 것일 수 있다.
상기 병용은, 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물과 프로바이오틱스를 포함하는 조성물을 동시에 투여하는 것, 또는 둘 중 어느 하나를 먼저 투여한 후 나머지 하나를 투여하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
상기 프로바이오틱스는, 프로바이오틱스를 포함하는 건강식품 조성물 또는 약학 조성물의 형태일 수 있고, 예컨대, 유산균을 포함하는 유발효물일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 키트는 설명서를 더 포함하고, 상기 설명서에는, 상기 조성물을 0.1 내지 2,000 mg/kg/day의 투여량으로 투여한다는 내용을 포함하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 투여는 경구투여일 수 있다.
본 명세서에 따른 조성물을 의약품에 적용할 경우 상기 조성물을 유효성분으로 하여 상용되는 무기 또는 유기의 담체를 가하여 고체, 반고체 또는 액상의 형태로 경구 투여제 혹은 비경구 투여제로 제제화할 수 있다.
상기 경구 투여를 위한 제제로서는 정제, 환제, 과립제, 캡슐제, 산제, 세립제, 분제, 유탁제, 시럽제, 펠렛제 등을 들 수 있다. 또한, 상기 비경구 투여를 위한 제제로서는 주사제, 점적제, 연고, 로션, 스프레이, 현탁제, 유제, 좌제 등을 들 수 있다. 본 명세서의 유효성분을 제제화하기 위해서는 상법에 따라 용이하게 제제화할 수 있으며 계면활성제, 부형제, 착색료, 향신료, 보존료, 안정제, 완충제, 현탁제, 기타 상용하는 보조제를 적당히 사용할 수 있다.
또한, 약학 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구, 비경구, 직장, 국소, 경피, 정맥 내, 근육 내, 복강 내, 피하 등으로 투여할 수 있으며, 약학 조성물의 유효성분은 투여받을 대상의 연령, 성별, 체중, 병리 상태 및 그 심각도, 투여 경로 또는 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 적용량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 이의 1일 투여 용량은 예를 들어 0.1 내지 2,000 mg/kg이다.
본 명세서에서 건강식품 조성물은 다양한 형태의 식품 첨가제 또는 기능성 식품을 제공한다. 구체적으로, 상기 조성물을 포함하는 침출차, 액상차, 음료, 발효유, 치즈, 요구르트, 주스, 생균제제 또는 건강보조식품 등으로 가공될 수 있으며, 그 외 다양한 식품 첨가제의 형태로 사용될 수 있다.
또한, 식품 조성물은 유효성분이 목적으로 하는 주 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 주 효과에 상승 효과를 줄 수 있는 다른 성분 등을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 물성 개선을 위하여 향료, 색소, 살균제, 산화 방지제, 방부제, 보습제, 점증제, 무기염류, 유화제 및 합성 고분자 물질 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 그 외에도, 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당 및 해초 엑기스 등의 보조성분을 더 포함할 수 있다. 상기 성분들은 제형 또는 사용 목적에 따라 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합할 수 있으며, 그 첨가량은 본 명세서의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 성분들의 첨가량은 조성물 전체 중량을 기준으로, 0.01 내지 5 중량%, 또는 0.01 내지 3 중량% 범위일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 홍국; 또는 홍국 추출물을 유효성분으로 포함하여 장내 미생물의 생장을 촉진시켜 주는 장내 미생물의 배양용 배지 조성물을 제공한다. 상기 장내 미생물은 장관에 존재하거나 또는 시험관에서 인위적으로 배양한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 배양용 배지 조성물은 인축의 장내 미생물의 생장을 촉진시켜 주는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 배양용 배지 조성물은 인축 기타 생물의 장내 미생물의 생장을 촉진시켜 주는 것일 수 있으며, 상기 인축 기타 생물의 장내 미생물은 사람, 원숭이, 소, 한우, 젖소, 염소, 말, 양, 돼지, 마우스, 래트, 햄스터, 쥐, 기니피그, 개, 고양이, 사슴, 코끼리, 염소, 닭, 거위, 칠면조, 오리, 타조, 메추라기, 낙타, 토끼, 어류, 광어, 우럭, 도미, 장어, 참치, 넙치, 잉어, 송어, 향우, 미꾸라지, 개구리, 자라, 거북, 해삼, 성게, 우렁쉥이, 다슬기, 소라, 우렁이, 벌, 꿀벌, 메뚜기, 누에, 또는 선충의 장관에 존재하거나, 이를 시험관에서 인위적으로 배양한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등), 에틸렌, 아세톤, 헥산, 에테르, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, N, N-디메틸포름아미드(DMF), 염화메틸렌, 디메틸설폭사이드(DMSO), 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 메틸렌클로라이드 및 디에틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 용매로 추출한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은 친수성 용매로 추출한 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 홍국 추출물은 홍국의 물 추출물; 에탄올 추출물; 또는 물과 에탄올의 혼합 추출물일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 배양용 배지 조성물은 장내 유익균의 증식 또는 생육을 촉진하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 배양용 배지 조성물은 배양액의 장내 단쇄 지방산(short chain fatty acid)의 함량을 증가시키는 것일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 홍국쌀 물 추출물의 제조
시중에서 구입한 홍국쌀을 적당한 크기로 분쇄하여 추출 용기에 홍국쌀 200 g과 물 2 L를 가하여 환류 추출하였으며, 거름종이로 여과한 후 추출액을 얻었다. 추출 과정은 1회 실시하였으며, 추출액을 감압농축한 후 홍국쌀 물 추출물 7 g을 수득하였다.
한편, 한국식품과학회지 '홍국으로부터의 monacolin K 생성 및 추출 최적화 (KOREAN J. FOOD SCI. TECHNOL. Vol. 35, No. 5, pp. 830-834 (2003))'에 따르면, 홍국의 에탄올 추출물에서는 모나콜린 K의 함량이 높은 반면, 홍국의 물 추출물에서는 모나콜린 K가 거의 검출되지 않는 것으로 나타났다. 이에 따라, 본 명세서에 개시된 홍국 추출물의 장내균총 개선 효과는 모나콜린 K와 무관함을 알 수 있다.
실시예 2. 홍국쌀 에탄올 추출물의 제조
시중에서 구입한 홍국쌀을 적당한 크기로 분쇄하여 추출 용기에 홍국쌀 200 g과 농도 95 %의 에탄올 2 L를 가하여 환류 추출하였으며, 거름종이로 여과한 후 추출액을 얻었다. 추출 과정은 1회 실시하였으며, 추출액을 감압농축한 후 홍국쌀 에탄올 추출물 2 g을 수득하였다.
시험예 1. 인체 대변 시료의 확보
장내 미생물 배양을 위해 3개월 내에 항생제 처방을 받은 적이 없는 7명의 건강한 한국인 청년들로부터 10-30 g의 대변 시료를 확보하였고, 이를 30분 이내에 혐기성 작업대로 옮겨 신속하게 섞어 주었다. 동결보존을 위한 첨가제로 글리세롤을 넣어준 후 40 mL씩 분주하여 초저온 냉동고에 보관하였고, 이를 장내 미생물 배양을 위한 접종용 시료로 사용하였다.
시험예 2. 장내 미생물 연속식 혐기 배양
장내 미생물의 배양 상태를 안정적으로 일정하게 유지하기 위해 생물반응기를 이용한 연속식 혐기 배양을 수행하였다. 배양에 사용한 기본 배지는 표 1과 같고 고단백질 섭취군의 배지를 모사하기 위해서는 표 2의 배지를 사용하였다.
| 성분 | 함량 (g/L) |
| Peptone | 1.3 |
| Yeast extract | 2 |
| NaHCO3 | 2 |
| L-Cystein-HCl | 0.5 |
| Bile salts | 0.5 |
| Hemin | 0.005 |
| NaCl | 0.8 |
| KH2PO4 | 0.04 |
| K2HPO4 | 0.04 |
| MgSO4 | 0.01 |
| CaCl2 | 0.01 |
| Mucin | 4 |
| Arabinogalactan | 5 |
| Starch | 5 |
| Vitamin K1 | 10 (μL) |
| 성분 | 함량 (g/L) |
| Peptone | 1.3 |
| Yeast extract | 2 |
| NaHCO3 | 2 |
| L-Cystein-HCl | 0.5 |
| Bile salts | 0.5 |
| Hemin | 0.005 |
| NaCl | 0.8 |
| KH2PO4 | 0.04 |
| K2HPO4 | 0.04 |
| MgSO4 | 0.01 |
| CaCl2 | 0.01 |
| Mucin | 4 |
| Casein | 8 |
| Starch | 2 |
| Vitamin K1 | 10 (μL) |
300 mL의 배지가 담긴 각 생물 반응기는 멸균 후 질소 가스 주입을 통해 혐기 상태로 유지된 후 시험예 1의 미리 준비된 장내 미생물 시료가 접종되었다. 24시간 동안 회분식 배양을 수행한 후 같은 조성의 배지를 이용하여 연속식 배양을 수행하였으며 배지의 총 머무름 시간은 24시간으로 유지되었다. 배양온도는 37 ℃로 유지되었고, pH는 1 N 염산 용액과 1 N 수산화나트륨 용액을 이용하여 5.5로 유지되었다. 배양 용액은 매일 1회씩 시료를 회수하여 안정화 여부 확인을 위한 단쇄 지방산 (short chain fatty acid, SCFA) 분석에 이용하였고 총 30일 이상 배양을 유지하였다.
시험예
3.
장내균총
/배변기능 개선 효능 탐색
후보 소재의 장내 미생물총 개선 효능을 신속하게 평가하기 위해 96웰 플레이트를 이용하여 배양을 수행하였다. 연속식 혐기 배양을 통해 안정적으로 유지되고 있는 장내 미생물 배양액 10 μL를 표 3과 같은 조성의 탐색용 배지 1 mL에 접종하였다. 이때 장내 미생물총 개선 효능 평가를 위한 홍국 물 추출물 및 홍국 에탄올 추출물은 100 ㎍/mL의 농도 (0.2% DMSO)로 처리되었고 48시간 동안 37 ℃의 온도에서 배양되었다. 이때 양성대조군으로써는 장내균총 개선 효과가 잘 알려져 있는 대표적인 프리바이오틱스 소재인 프락토올리고당 (Fructooligosaccharides, FOS, 1 mg/mL)을 사용하였으며, 이와 동시에 장내균총을 망가뜨리는 것으로 알려져 있는 항생제인 클로람페니콜 (10 또는 40 ㎍/mL)을 사용하여 장내균총 개선 효과를 비교하였다. 이후 미생물 배양액을 이용하여, 장내 미생물 생장 정도 측정, 유해균 효소 활성 측정, 단쇄 지방산 함량 측정 등을 통해 장내균총 개선 효능을 검증하였다.
| 성분 | 함량 (g/L) |
| Peptone | 1.3 |
| Yeast extract | 2 |
| NaHCO3 | 2 |
| L-Cystein-HCl | 0.5 |
| Bile salts | 0.5 |
| Hemin | 0.005 |
| NaCl | 0.8 |
| KH2PO4 | 0.04 |
| K2HPO4 | 0.04 |
| MgSO4 | 0.01 |
| CaCl2 | 0.01 |
| Mucin | 0.8 |
| Arabinogalactan | 1 |
| Starch | 1 |
| Vitamin K1 | 10 (μL) |
시험예
3-1. 장내 미생물 생장 정도 측정
프락토올리고당(FOS), 항생제, 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물이 처리된 배양액을 100 μL씩 96웰 플레이트로 옮긴 다음, Plate reader기를 이용하여 흡광도 600 nm에서 상대적인 미생물 생장 정도를 측정하였다.
그 결과, 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물은 장내균의 생장을 높여 주는 효과가 있음을 확인하였다. 구체적으로, 기존에 장내균총 개선 효과가 입증된 프리바이오틱스 소재인 프락토올리고당(FOS)은 장내균의 생장을 높이는 반면, 장내균총을 망가뜨리는 것으로 알려져 있는 항생제(클로람페니콜)의 투여 시에는 장내균의 생장이 낮아짐을 확인할 수 있었다. 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물 투여 시에는 장내균의 생장이 높아졌으며 따라서 홍국 추출물은 장내균총 개선 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 홍국 추출물의 장내균총 생장 촉진 효과는 일반적인 정상 배지 조건 (도 1)뿐만 아니라 고단백질 섭취 모사 배양 조건 (도 2)에서도 유사하게 나타나는 것을 확인하였다.
시험예 3-2. 장내 미생물 배양액의 β-glucuronidase 활성 측정
프락토올리고당(FOS), 항생제, 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물이 처리된 장내 미생물 배양액을 이용하여 베타-글루쿠로니데이즈의 활성을 측정하였다. 베타-글루쿠로니데이즈 활성 측정은 장 건강 효능을 검증하기 위해 이용되는 표준 시험항목이다. 베타-글루쿠로니데이즈 활성이 높을수록 장내균총 내 유해균의 분포 비율이 높음을 의미하며, 베타-글루쿠로니데이즈 활성이 낮을수록 장내균총 내 유해균의 분포 비율이 낮음을 의미한다. 장내 미생물 배양액은 배양 용액과 함께 퍼멘터 (fermentor)에서 혐기 조건으로 배양, 유지하였다. 혐기 배양 용액 1.0 mL에 프락토올리고당(FOS), 항생제, 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물을 각각 처리한 후 장내 미생물 배양액 10 μL를 접종하였다. 혐기적 배양기에서 37 ℃로 48시간 배양한 후 효소액 시료로 사용하였다. 96웰 플레이트에 20 mM 4-nitrophenyl-β-D-glucuronide 20 μL를 첨가하고, 효소액 80 μL를 첨가하여 37 ℃에서 60분간 반응시켰다. 0.5 N NaOH 100 μL를 가하여 반응을 종결시킨 후 3500 rpm에서 10분간 원심분리하였으며, 상층액을 취하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이후 장내 미생물의 생장 정도를 보정하기 위해 효소 활성을 장내균 생장 정도 (OD600) 값으로 나눠줌으로써 최종 상대적인 베타-클루쿠로니데이즈 활성 (%)을 계산하였다.
그 결과, 기존에 장내균총 개선 효과가 입증된 프리바이오틱스 소재인 프락토올리고당(FOS)은 베타-글루쿠로니데이즈 활성을 낮추는 반면, 장내균총을 망가뜨리는 것으로 알려져 있는 항생제(클로람페니콜)는 장내균 배양액에서 베타-글루쿠로니데이즈 활성을 높이는 것을 확인할 수 있었다. 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물을 투여 시 베타-글루쿠로니데이즈 활성이 낮아졌으며 따라서 홍국 추출물은 유익균 분포 비율은 높여 주고 유해균 분포 비율은 낮춰 주는 장내균총 개선 효과가 있음을 확인할 수 있었다(도 3).
시험예 3-3. 장내 미생물 배양액의 tryptophanase 활성 측정
프락토올리고당(FOS), 항생제, 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물이 처리된 장내 미생물 배양액을 이용하여 트립토파네이즈 활성을 측정하였다. 트립토파네이즈 활성 측정은 장 건강 효능을 검증하기 위해 이용되는 표준 시험항목이다. 트립토파네이즈 활성이 높을수록 장내균총 내 유해균의 분포 비율이 높음을 의미하며, 트립토파네이즈 활성이 낮을수록 장내균총 내 유해균의 분포 비율이 낮음을 의미한다. 장내 미생물 배양액은 배양 용액과 함께 퍼멘터 (fermentor)에서 혐기 조건으로 배양, 유지하였다. 혐기 배양 용액 1.0 mL에 천연물 시료를 처리한 후 장내 미생물 배양액 10 μL를 접종하였다. 혐기적 배양기에서 37 ℃로 48시간 배양 후 효소액 시료로 사용하였다. Prydoxal phosphate 2.75 mg, disodium EDTA dehydrate 19.6 mg, bovine serum albumin 10 mg을 0.05 M potassium phosphate buffer (pH 7.5) 100 mL에 녹여 반응 혼합 용액을 제조하였다. 96웰 플레이트에 이 반응 혼합 용액 40 μL와 배양 시료 20 μL, 40 mM 트립토판 40 μL를 잘 혼합하여 37 ℃에서 60분간 반응시켰다. 발색시약 (p-demethylaminobenzaldehyde 14.7 g, 95% 에탄올 948 mL, H2SO4 52 mL) 100 μL를 가하여 반응을 종결시킨 다음, 3500 rpm에서 10분간 원심 분리하였으며 상층액을 취하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이후 장내 미생물의 생장 정도를 보정하기 위해 효소 활성을 장내균 생장 정도 (OD600) 값으로 나눠줌으로써 최종 상대적인 트립토파네이즈 활성 (%)을 계산하였다.
그 결과, 기존에 장내균총 개선 효과가 입증된 프리바이오틱스 소재인 프락토올리고당(FOS)은 트립토파네이즈 활성을 낮추는 반면, 장내균총을 망가뜨리는 것으로 알려져 있는 항생제(클로람페니콜)는 장내균 배양액에서 트립토파네이즈 활성을 높이는 것을 확인할 수 있었다. 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물을 투여 시 트립토파네이즈 활성이 낮아졌으며, 따라서 홍국 추출물은 유익균 분포 비율은 높여 주고 유해균 분포 비율은 낮춰 주는 장내균총 개선 효과가 있음을 확인할 수 있었다(도 4).
시험예 3-4. 단쇄 지방산 함량 분석
프락토올리고당(FOS), 항생제, 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물이 처리된 장내 미생물 배양액에서 단쇄 지방산 (short chain fatty acid, SCFA)의 함량 분석을 위하여, 가스크로마토그래피 (GC) 분석을 실시하였다. 분석시료는 96웰 플레이트를 3500 rpm에서 10분간 원심분리하여 얻은 상징액 400 μL에 50 % 황산 (sulfuric acid) 20 μL를 넣어 안정화시킨 후, 표준물질 (internal standard, 1 % 2-methyl pentanic acid) 40 μL를 넣고 여기에 에틸에테르 (ethyl ether) 400 μL를 첨가하여 약 2분간 볼텍스 (vortex)를 가하여 혼합하였다. 이 시료를 원심분리한 후 상층부에 있는 에틸에테르 층을 회수하여 GC 분석을 실시하였다. 분석에 사용된 기기는 Bruker 450-GC 모델이며, 컬럼은 Supelco 사의 Nukol Fused silica capillary column (30 mm × 0.25 mm × 0.25 ㎛)을 사용하였으며, 분석 조건은 표 4와 같다.
| 실험조건 | |
| Injector | 225℃ |
| Oven | Initial 110℃, 5.5℃/min, 15 min |
| Detector | FID, 225℃ |
| Carrier gas | 2.0 mL/min, helium flow 30 mL/min |
| injection | 2 μL, 3:1 split |
그 결과, 무처리 대조군에서는 단쇄 지방산 함량이 18.6 mM로 측정되었다. 반면, 기존에 장내균총 개선 효과가 입증된 프리바이오틱스 소재인 프락토올리고당(FOS) 처리 시 단쇄지방산의 함량이 25.41 mM로 높아졌으며, 장내균총을 망가뜨리는 것으로 알려져 있는 항생제 (클로람페니콜) 투여 시 단쇄 지방산의 함량이 2.03 mM로 현저히 낮아짐을 확인할 수 있었다. 홍국 물 추출물, 홍국 에탄올 추출물 투여 시 단쇄 지방산의 함량은 20.56 및 20.11 mM로 높아짐을 확인할 수 있었다. 따라서 홍국 추출물은 장내균총 개선 효과가 있음을 확인할 수 있었다 (표 5).
|
|
단쇄 지방산 비율 (%) |
총함량 (mM) |
|||||
| acetate | propionate | isobutyrate | butyrate | isovalerate | valerate | ||
| 대조군 | 46.25 ±4.32 |
15.36 ±0.10 |
4.35 ±0.55 |
25.06 ±1.76 |
8.28 ±0.44 |
0.71 ±0.04 |
18.60 ±1.21 |
| 프락토 올리고당 (FOS) |
46.44 ±1.79 |
23.54 ±0.33 |
2.97 ±0.54 |
21.57 ±1.37 |
5.48 ±0.25 |
무검출 | 25.41 ±0.55 |
| 항생제 (클로람페니콜) |
54.36 ±3.23 |
25.40 ±0.89 |
무검출 | 20.24 ±0.64 |
무검출 | 무검출 | 2.03 ±0.06 |
| 홍국쌀 물추출물 | 45.68±1.20 | 18.71±1.56 | 4.11±0.83 | 23.13±1.65 | 7.62±0.62 | 0.75±0.12 | 20.56±0.99 |
| 홍국쌀 에탄올 추출물 |
48.40±0.31 | 16.86±0.92 | 3.63±0.72 | 23.41±1.44 | 7.09±0.44 | 0.62±0.01 | 20.11±0.75 |
본 명세서의 일 측면에 따른 조성물의 제제예를 아래에서 설명하나, 다른 여러 가지 제형으로도 응용 가능하며, 이는 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예
1.
연질캅셀제
홍국 추출물 150 mg, 팜유 2 mg, 팜경화유 8 mg, 황납 4 mg 및 레시틴 6 mg을 혼합하고, 통상의 방법에 따라 1 캡슐당 400 mg씩 충진하여 연질캅셀제를 제조하였다.
제제예 2. 정제
홍국 추출물 150 mg, 포도당 100 mg, 홍삼 추출물 50 mg, 전분 96 mg 및 마그네슘 스테아레이트 4 mg을 혼합하고 30% 에탄올을 40 mg 첨가하여 과립을 형성한 후, 60℃에서 건조하고 타정기를 이용하여 정제로 타정하였다.
제제예 3. 과립제
홍국 추출물 150 mg, 포도당 100 mg, 홍삼 추출물 50 mg 및 전분 600 mg을 혼합하고 30% 에탄올을 100 mg 첨가하여 과립을 형성한 후, 60℃에서 건조하여 과립을 형성한 다음 포에 충진하였다. 내용물의 최종 중량은 1 g으로 하였다.
제제예
4. 드링크제
홍국 추출물 150 mg, 포도당 10 g, 홍삼 추출물 50 mg, 구연산 2 g 및 정제수 187.8 g을 혼합하고 병에 충진하였다. 내용물의 최종 용량은 200 ml로 하였다.
제제예 5. 건강식품의 제조
홍국 추출물............................. 1000 ㎎
비타민 혼합물
비타민 A 아세테이트.......................70 ㎍
비타민 E ................................ 1.0 ㎎
비타민 B1................................ 0.13 ㎎
비타민 B2 ............................... 0.15 ㎎
비타민 B6................................ 0.5 ㎎
비타민 B12............................... 0.2 ㎍
비타민 C.................................. 10 ㎎
비오틴.................................... 10 ㎍
니코틴산아미드............................ 1.7 ㎎
엽산...................................... 50 ㎍
판토텐산 칼슘............................. 0.5 ㎎
무기질 혼합물
황산제1철................................. 1.75 ㎎
산화아연.................................. 0.82 ㎎
탄산마그네슘.............................. 25.3 ㎎
제1인산칼륨............................... 15 ㎎
제2인산칼슘............................... 55 ㎎
구연산칼륨................................ 90 ㎎
탄산칼슘................................. 100 ㎎
염화마그네슘.............................. 24.8 ㎎
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
제제예 6. 건강음료의 제조
홍국 추출물............................. 1000 ㎎
구연산.................................. 1000 ㎎
올리고당................................. 100 g
매실농축액................................ 2 g
타우린.................................... 1 g
정제수를 가하여 전체..................... 900 ㎖
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음 약 1시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관하였다. 이후, 통상의 방법에 따라 건강음료 조성물 제조에 사용하였다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 제제예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합 비율을 임의로 변형 실시하여도 무방하다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Claims (5)
- 장내 미생물을 시험관내 (in vitro)에서 배양하기 위한 배지 조성물로서,
홍국의 물 추출물을 유효성분으로 포함하고,
상기 장내 미생물은 인축의 대변 시료로부터 얻은 것이고,
상기 조성물은 장내 미생물 배양액의 장내균총을 개선하기 위한 것인, 장내 미생물 배양액의 장내균총 개선용 배양 배지 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 조성물은 장내 미생물의 생장을 촉진시켜 주는 것인, 장내 미생물 배양액의 장내균총 개선용 배양 배지 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 조성물은 장내 유익균의 증식 또는 생육을 촉진하고 장내 유해균의 증식 또는 생육을 억제하는 것인, 장내 미생물 배양액의 장내균총 개선용 배양 배지 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 조성물은 베타-글루쿠로니데이즈 (β-glucuronidase) 또는 트립토파네이즈 (tryptopanase)의 효소 활성을 억제하는 것인, 장내 미생물 배양액의 장내균총 개선용 배양 배지 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 조성물은 배양액의 단쇄 지방산(short chain fatty acid)의 함량을 증가시키는 것인, 장내 미생물 배양액의 장내균총 개선용 배양 배지 조성물.
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| [기능성쌀] 홍국균을 발효하여 만든 기능성 쌀, ~. 네이버블로그, [online], 2011.06.14., 인터넷* |
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