KR101941871B1 - 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물을 포함하는 항혈전용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐자원을 활용하여 인체내 독성이 없어 예방을 위한 목적으로 장기간 복용 시에도 안전하게 사용할 수 있으며, 항혈전 효능이 있어 혈전 형성이 원인이 되는 심장질환, 뇌혈관 질환, 동맥경화증 등의 순환기계 질환의 예방 및 치료에 유용한 항혈전용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쌀도정 부산물과 녹차와 쑥, 숯가루로 이루어진 한방생약 혼합물의 발효물을 유효성분으로 하는 항혈전 약학 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폐자원을 활용하여 인체내 독성이 없어 예방을 위한 목적으로 장기간 복용 시에도 안전하게 사용할 수 있으며, 항혈전 효능이 있어 혈전 형성이 원인이 되는 심장질환, 뇌혈관 질환, 동맥경화증 등의 순환기계 질환의 예방 및 치료에 유용한 항혈전용 조성물에 관한 것이다.
인체 혈액은 산소, 영양분, 노폐물의 운반 기능과 완충작용, 체온유지, 삼투압 조절 및 이온 평형유지, 수분 일정유지, 액성 조절작용, 혈압의 유지 및 조절, 생체방어 등 다양한 중요 기능을 가지고 있다. 혈액 순환은 혈액 인자인 혈소판과 피브린의 응집물인 혈전의 형성에 의한 혈액 응고 반응계와 혈전 용해 반응계가 상호 보완적으로 조절되는 것에 의해 이루어진다. 혈소판이 내피하층의 표면과 접촉시 혈전을 생성시켜 혈관계를 차단하는 반응이 개시되는데 이러한 과정을 지혈이라고 하고, 상기 과정은 상처 부위에서 과도한 출혈을 막는데 매우 중요하다. 그러나 과잉의 혈소판 응집반응인 혈전증은 사망원인의 1, 2위를 다투고 있는 뇌혈관 질환과 심장질환과 같은 순환기계 질환을 야기한다. 특히 현대사회는 식생활 양식의 변화와 내외부적인 환경 스트레스로 인해 중장년층에서 소위 성인병이라 일컬어지는 순환기계 질환이 큰 문제가 되고 있다.
동맥 혈전은 국소 폐색에 의한 심각한 질환을 야기하는 반면, 정맥 혈전은 주로 원거리 폐색, 또는 색전을 야기한다. 따라서, 혈소판 응집억제 또는 혈전용해 작용을 하는 항혈전제들은 혈전 또는 색전과 관련이 있는 질병들 즉, 심근경색, 협심증, 혈전성 정맥염, 동맥색전증, 관상 및 뇌동맥혈전증, 말초혈관 또는 심부정맥혈전증, 임의 혈관의 동맥혈전증, 정맥혈전증, 허혈성 뇌경색, 동맥경화, 고혈압, 폐고혈압, 뇌경색, 뇌졸증, 만성동맥폐색증, 폐경색, 뇌색전증, 신장색전증, 혈전색전증 및 지주막하 출혈 후의 병적 증상, 경피적 관상동맥 성형술(PTCA) 및 스텐트 (stent) 삽입 시의 혈전 생성, 스텐트 설치 후의 재협착, 카테터 혈전성 폐색 또는 재폐색, 급성 관상동맥증후군, TIA(일과성 뇌허혈 발작 또는 급성 뇌혈관 증후군), 심부전증, 허혈성 병인에 의한 가슴통증, X 증후군, 진성당뇨병의 예방 및 치료에 사용될 수 있다.
항혈전제는 혈전형성을 예방하는 항혈소판제와 항응고제, 생성된 혈전을 제거하는 혈전용해제로 나눌 수 있다. 지금까지 개발된 항혈소판제로는 데오필린, 몰시도민, 베라파밀, 니페디핀, 니트로글리세린 등이 있으며, 이들은 cAMP와 cGMP의 생성을 촉진하여 Ca2+의 동원을 억제하는 것으로 알려져 있다. 또한 아스피린, 이미다졸, 인도메타신 등의 비스테로이드계 화합물들은 트롬북산 A2(TXA2)의 생성을 저해함으로써 항혈소판 작용을 가진다. 그러나 이들은 지혈과다억제, 불임, 소화기 장애 등의 여러 부작용을 야기하는 것으로 알려져 있다. 헤파린과 와파린으로 대표되는 항응고제는 ATⅢ를 활성화하거나 비타민 K 의존성 응고인자의 생산을 억제함으로써 항응고 작용을 한다. 항응고제의 최대의 부작용은 출혈로, 투여시 반드시 모니터링이 필요하며 고령이나 고혈압 등 출혈 위험이 높은 환자에게는 투여가 금지된다. 상기와 같이 항혈전제들은 각종 부작용을 수반하며 가격 또한 높아 부담이 크기 때문에 그 사용이 한정된다. 따라서 부작용이 없고 저렴하면서도 효과가 우수한 새로운 항혈전제가 요구된다.
한편, 쌀 가공의 주요 농산물 부산물인 미강은 연간 생산량이 약 50만 톤으로 추정되고 있으며, 이 중 약 20~30%만이 미강유 추출에 사용되고 나머지는 사료나 퇴비로 이용되고 있다. 최근에는 미강에 다양한 종류의 폴리페놀 성분과 헤미셀룰로스, 베타글루칸, 아라비녹실산, 펙틴 등의 다당체 성분이 면역기능을 활성화시키고 항암효과를 나타낸다는 연구 결과들이 보고되면서 미강의 가치가 새로이 조명되고 있다. 항혈전 분야에서도 미강의 효능을 확인한 특허들이 공개되었는데, 공개특허 제10-2017-0037690호는 미강 또는 미강에 미생물을 접종하여 발효시킨 발효미강 추출물을 유효성분으로 하는 조성물이 혈전 질환 예방 및 치료에 효과가 있음을 게시하였으며, 등록특허 제10-1523139호는 미강의 열수 추출물을 락토바실러스 프랜타럼 홍의 배양물을 접종하여 발효시킨 혈전증 예방 또는 치료용 조성물을 게시하였고, 등록특허 제10-1732847호는 미강 발효 추출물 유래의 디하이드로페룰산이 뇌혈관질환의 예방 및 치료에 유용함을 보고하였다.
미강은 면역력 증강이나 항암에 효과적인 다당류와 같은 유용성분을 다량 함유하지만 이들이 세포벽의 헤미셀룰로스 성분 내에 존재하기 때문에 그 흡수가 매우 제한적이다. 따라서 이들의 효능을 증강시키기 위해서는 미강의 발효가 필요하며 상기 종래기술들 역시 발효미강을 유효성분으로 이용하였다. 본 발명자들은 쌀도정 부산물과 한방 생약과의 혼합 발효에 의해 항혈전 효과가 더욱 강화되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 독성이 없어 장기간 복용 시에도 안전하게 사용할 수 있는 미강의 항혈전 효능을 더욱 강화하여 혈전 형성이 원인이 되는 심장질환, 뇌혈관 질환, 동맥경화증 등의 순환기계 질환의 예방 및 치료 및 혈행개선에 유용한 항혈전용 조성물에 관한 것이다.
또한 본 발명은 유용성분을 다량 함유하면서도 저부가 가치의 사료나 비료 등에 사용이 제한된 미강을 활용하여 고부가 가치의 조성물을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 쌀도정 부산물과 녹차와 쑥, 숯가루로 이루어진 한방생약 혼합물의 발효물을 유효성분으로 하는 항혈전 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 '쌀도정 부산물'이란, 쌀의 도정과정에서 도정된 쌀 이외에 부수적으로 생산되는 것으로, 쌀겨, 쌀눈, 쌀의 분쇄물을 포함한다.
쌀도정 부산물에 함유되어 있는 유용성분은 세포벽의 헤미셀룰로스 성분 내에 존재하기 때문에 그대로 섭취하거나 추출하는 경우에는 흡수가 매우 제한적이다. 따라서 발효과정을 통해 헤미셀룰로스와 다당류를 분해하여야만 그 효능을 충분히 발휘할 수 있어 쌀도정 부산물을 활용한 기능성 조성물은 대부분 발효된 쌀도정 부산물을 사용한다. 쌀도정 부산물의 발효 시 쌀도정 부산물 만을 발효하는 것보다 본 발명의 녹차, 쑥 및 쑥가루로 이루어진 한방생약을 혼합하여 발효시키는 경우 쌀도정 부산물의 유용성분이 더욱 효과적으로 용출되었으며, 항혈전 효과가 현저하게 상승하여 항혈전 약학 조성물로 더욱 유용함을 확인할 수 있었다.
상기 쌀도정 부산물과 한방생약의 혼합물 중 한방생약의 함량은 5~20 중량%인 것이 바람직하다. 한방생약의 비율이 너무 낮으면 한방생약으로 인한 상승효과를 나타내기 어려우며, 반대로 한방생약의 비율이 너무 높으면 쌀도정 부산물의 함량이 상대적으로 낮아지므로 오히려 항혈전 효과가 낮았다. 한방생약 중 숯가루는 30~60 중량%, 녹차는 20~40 중량%, 쑥은 10~30 중량%로 이들의 합이 100%가 되도록 조절하여 사용하는 것이 바람직하다. 한방생약 중 숯가루는 냄새 제거의 효과 뿐 아니라 발효에 있어서 가장 중요한 수분 조절 기능을 하는 것으로 숯가루의 함량이 너무 적으면 발효 효율이 저하되었으며, 함량이 너무 많으면 혼합 발효의 효능을 충분히 발휘할 수 없었다.
상기 한방생약은 당귀와 천궁을 추가로 함유하는 것이 더욱 바람직하였다. 당귀와 천궁의 함량은 한방생약 중 3~15 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 발효물은 효소활성이 높고 인체에 안전한 Pichia farinosa, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium 및 Yeast로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 미생물을 사용하여 발효시키는 것이 바람직하다. 특히 Bacillus subtilis와 Yeast의 혼합물은 다른 미생물보다도 쌀도정 부산물과 한방생약의 혼합물 발효에 효과적이었다. 상기 발효물의 제조 시에는 미생물의 접종 이외에도 에너지원이나 질소원, 무기염류, 생장인자 등을 추가로 첨가하여 발효시킬 수 있다. 이들 첨가물의 종류와 첨가량들은 당업계에서 이미 공지되어 있으며, 당업자라면 공지된 것을 공지된 사용량의 범위에서 적절하게 사용할 수 있을 것이다.
본 발명에서 발효물은 발효된 물질 그 자체를 사용하거나 발효 후 물 또는 C1~C4의 알콜 또는 이들의 혼합물을 사용하여 추출한 추출물의 형태로 사용할 수 있다. 추출방법은 당업계에서 천연물의 추출에 사용되는 방법 중 어느 것을 사용하여도 무방하며, 예를 들면 냉침, 열추출, 초음파추출, 진탕추출 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 추출물은 그 자체로 사용하거나, 농축하거나, 건조하여 사용할 수 있다. 건조방법 역시 분무건조, 열건조, 동결건조 등 통상의 방법을 사용할 수 있음은 당연하다.
또한 본 발명의 발효물은 추가의 멸균 과정을 거칠 수 있다. 본 발명의 발효물 제조 시 사용되는 미생물은 식용이 가능한 것으로 안전성이 확립된 것이지만, 발효 과정에서 쌀도정 부산물 또는 한방생약에 오염되어 있는 미생물이 함께 증식할 수 있으므로 안전성을 더욱 확보할 수 있도록 미생물의 접종 전 또는 발효 완료 후 추가의 멸균 과정을 거칠 수 있다. 멸균 과정은 공지된 방법 중 임의의 하나를 사용할 수 있으며, 예로 건열멸균, 증기멸균, 가압증기 멸균, 전자파를 사용한 멸균 등의 방법을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 항혈전 약학 조성물은 혈전의 형성으로 인해 야기되는 뇌혈관질환과 심혈관질환과 같은 순환기계 질환의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물은 치료용 약제로 이용하기 위해서 약제학적 분야에서 공지의 방법에 의하여 제형화될 수 있으며, 그 자체 또는 약학적으로 허용되는 담체(carrier), 부형제(forming agent), 희석제 등과 혼합하여 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구 투여용 제제로 제형화하여 항혈전제로 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 유효성분의 투여량은 체내에서 활성성분의 흡수도, 제제의 형태, 환자의 연령, 성별 및 상태, 증상의 정도 등에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 일반적인 투여량은 0.001mg/kg·일~10g/kg·일이다. 그러나 본 발명의 조성물은 독성 및 부작용 없이 안전하게 사용할 수 있으므로 상기 범위를 넘어선 용량을 사용하는 것을 배제하는 것은 아니며 예방 목적으로 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다.
본 발명은 또한 쌀도정 부산물과 녹차와 쑥, 숯가루로 이루어진 한방생약 혼합물의 발효물을 유효성분으로 하는 항혈전 및 혈행개선용 식품 조성물에 관한 것이다. 이외 조성물에 대한 상세한 설명은 약학 조성물에 사용되는 내용을 그대로 적용할 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 식품에 바람직하게는 0.01~100 중량%로 하여 첨가될 수 있다. 본 발명의 조성물은 정제, 캡슐제, 환제 또는 액제 등의 형태를 포함하며, 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능성식품류 등이 있다.
이상과 같이 본 발명의 조성물에 의하면 독성이 없어 안전하게 사용할 수 있으며, 쌀도정 부산물의 단독 발효물보다 항혈전 효과가 우수하여 심장질환, 뇌혈관 질환, 동맥경화증 등의 순환기계 질환의 예방 및 치료 및 혈행개선에 유용하게 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 한국인들의 주식인 쌀 가공의 주요 부산물인 쌀도정 부산물을 활용하여 고부가 가치의 조성물을 제공할 수 있어 농가 소득에 일조할 수 있다.
도 1은 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 지표성분 분석을 위한 HPLC 크로마토그램.
도 2는 혈전 마커인 NO의 발현에 대한 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 억제 효능을 보여주는 그래프.
도 3은 혈전 마커인 prostaglandin의 발현에 대한 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 억제 효능을 보여주는 그래프.
도 4는 혈전 마커인 Thromboxane의 발현에 대한 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 억제 효능을 보여주는 그래프.
도 2는 혈전 마커인 NO의 발현에 대한 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 억제 효능을 보여주는 그래프.
도 3은 혈전 마커인 prostaglandin의 발현에 대한 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 억제 효능을 보여주는 그래프.
도 4는 혈전 마커인 Thromboxane의 발현에 대한 쌀도정 부산물 또는 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물의 억제 효능을 보여주는 그래프.
이하 첨부된 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
[실시예]
제조예 : 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효 추출물 제조
1) 발효제의 준비
발효를 위한 미생물은 Pichia farinosa, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Yeast를 단독 또는 혼합하여 사용하였으며, 상기 미생물은 Skim milk 보관용 배지에 넣은 후 -20℃에서 냉동 보관하며 사용하였다.
균주는 Blood agar plate 배지에서 37℃, 18시간 배양한 후 순수 분리된 집락 하나를 선택하여 McFarland 탁도를 0.5(균수 1×108 CFU/㎖)로 맞췄다. 이후 최종 균 농도가 1×107 CFU/㎖가 되도록 Muller-Hinton broth에 10배 희석하여 균 원액으로 당일 바로 사용하였다.
쌀도정 부산물 350 g을 물 7 L에 넣고 5분간 교반한 후 채로 걸러 여과액을 하기 쌀도정 부산물 여과액으로 사용하였다.
위에서 준비한 균 원액 20 ㎖와 0.1 M 글루코스 용액 20 ㎖, 쌀도정 부산물 여과액 960 ㎖를 혼합하여 25℃에서 5일간 발효하였다. 발효 과정에서는 단내와 함께 가스가 발생하였으며, 색은 갈색으로 변했다.
이렇게 얻어진 발효액을 20배로 희석하여 발효제로 사용하였다.
2) 쌀도정 부산물과 한방생약의 발효
쌀도정 부산물 122 kg, 한방생약 18 kg, 앞서 제조한 발효제 60 L를 혼합하여 교반한 후 온도 40℃, 상대습도 60%에서 발효시켰다. 한방생약의 배합비는 표 1과 같으며, 비교예로서 한방생약을 사용하지 않고 쌀도정 부산물 140 kg을 발효제 60 L와 혼합한 후 동일한 조건에서 4일간 발효시켰다.
발효 24시간 및 48시간 경과 후 품온을 측정한 결과, 2~3일이 경과하면 모든 미생물이 60~65℃의 발효열이 발생하였으며, B. subtilis와 Yeast(1:1) 혼합물이 2일 경과 후 발열온도가 67℃로 가장 발효가 활발히 진행되었으며, 발열의 지속성 역시 우수하였다. 이에 하기에서는 B. subtilis와 Yeast(1:1)로 발효시킨 혼합물에 대한 효능을 평가하였다.
또한, 실시예 3과 4의 혼합물은 실시예 1과 2에 비해 발효열이 현저히 낮아 발효가 효율적으로 이루어지지 않았음을 시사하였다.
3) 쌀도정 부산물과 한방생약 발효 추출물의 제조
2)에서 제조한 발효물을 고압멸균기에서 120℃에서 20분간 처리하여 멸균한 후, 10배의 물을 가하여 90±5℃에서 4시간 열수 추출하였다. 추출물을 여과하고 온수로 세척한 후, 부피가 초기 부피의 10% 정도로 진공 농축하였다. 농축물은 동결건조하여 분말 상태로 제조하여 -20℃에서 보관하며 사용하였다.
실험예 1 : 발효 추출물의 지표성분 분석
발효에 의한 유용성분의 용출 효능을 평가하기 위하여 발효 추출물 중 지표성분을 HPLC로 분석하였다. 도 1은 해당 HPLC의 크로마토그램으로 기준물질을 사용하여 유용물질을 정량하고, 함량(mg/g)을 표 2에 기재하였다. 표 2에서 한방생약을 포함한 실시예의 발효 추출물은 쌀도정 부산물만을 발효한 발효 추출물에서는 관측되지 않는 추가의 유용성분이 함유되어 있는 것을 알 수 있으며, 쌀도정 부산물의 주요 유용성분 중의 하나인 Linoleic acid의 함유량이 비교예에 비해 현저히 높아 한방생약과의 혼합 발효에 의해 쌀도정 부산물의 유용성분이 더욱 효과적으로 추출된 것을 확인할 수 있다.
실험예 2 : 발효 추출물의 항혈전 효과 평가
대식세포주인 RAW264.7 세포에 급성염증 유도제인 리포다당류(LPS)를 첨가하고 실시예 및 비교예의 발효 추출물을 가한 후 혈전마커인 NO, prostaglandin(PGE2) 및 Thromboxane(TxB2)의 발현량을 ELISA kit를 사용하여 정량평가하였다.
RAW264.7 대식세포는 한국세포주은행에서 구입하여 37℃, 5% CO2 조건 하에서 10% FBS와 1% Antibiotic-Antimycotic(10 units/㎖ penicillin, 100 ㎍/㎖ streptomycin, 0.25 ㎍/㎖ amphotericin)이 첨가된 DMEM배지에서 배양하였다.
배양된 RAW264.7 대식세포를 6 well plate에 1×105 cells/well의 밀도로 접종하여 24시간 동안 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 배양한 다음, LPS를 100 ng/㎖의 농도로 처리하여 24시간 동안 자극을 준 후, 실시예 또는 비교예의 추출물을 처리하여 48시간 동안 반응시켰다. 반응 후 배양액을 수거하여 ELISA kit를 사용하여 NO, prostaglandin(PGE2) 및 Thromboxane(TxB2)의 발현량을 측정하고 도 2~도 4에 각각 그 결과를 도시하였다.
도 2 내지 도 4에서 급성 염증은 혈전 형성을 크게 증가시켰으며, 실시예 및 비교예의 발효 추출물은 모두 유의적으로 혈전 형성을 감소시켰다. 특히 쌀도정 부산물을 한방생약과 함께 발효시킨 실시예의 추출물들은 쌀도정 부산물만을 발효시킨 비교예의 추출물에 비해 NO, PGE2, TxB2의 발현을 더욱 현저하게 저해하여 쌀도정 부산물과 한방생약의 혼합 발효에 의해 쌀도정 부산물의 항혈전 효능이 강화되는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (6)
- 쌀겨, 쌀눈 및 쌀의 분쇄물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 쌀도정 부산물과 녹차와 쑥, 숯가루로 이루어진 한방생약 혼합물의 발효물을 유효성분으로 하는 항혈전 약학 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 쌀도정 부산물과 한방생약의 혼합물 중 한방생약의 함량은 5~20 중량%인 것을 특징으로 하는 항혈전 약학 조성물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 한방생약은 당귀와 천궁을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 항혈전 약학 조성물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발효물은 Pichia farinosa, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium 및 Yeast로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 미생물을 사용하여 발효된 것을 특징으로 하는 항혈전 약학 조성물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발효물은 발효 후 물 또는 C1~C4의 알콜 또는 이들의 혼합물을 사용하여 추출한 추출물인 것을 특징으로 하는 항혈전 약학 조성물.
- 쌀겨, 쌀눈 및 쌀의 분쇄물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 쌀도정 부산물과 녹차와 쑥, 숯가루로 이루어진 한방생약 혼합물의 발효물을 유효성분으로 하는 항혈전 및 혈행개선용 식품 조성물.
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