KR101972949B1 - 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것으로, 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd를 포함하는 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 및 이를 가용화시킨 조성물을 투여한 마우스의 수영시간이 현저히 증가하는 것을 확인으로써, 본 발명의 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 및 이를 가용화시킨 조성물을 이용하여 운동능력 증가용 약학 조성물 및 건강기능식품을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물 {Composition comprising mixture of active protopanaxadiol for improve exercise capacity}
본 발명은 활성형 프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
운동수행능력이란 일상생활이나 스포츠에서 수행되는 신체 동작을 빠르게, 강하게, 오래, 능숙하게 할 수 있는 능력을 의미하는 것으로, 운동수행능력의 향상은 운동과 연관되지 않은 일상적인 신체 활동을 수행 중인 사람에게도 유리한 생리학적 효과를 나타낸다.
일상생활을 수행함에 있어 근력의 약화는 비정상적인 움직임이나 보행을 초래함으로써 정상적인 움직임을 손상시키며 자세를 불량하게 만든다. 또한, 운동조절능력의 손실은 적응성, 협응성 등의 저하를 유발하여 주요한 운동수행능력의 저하로 이어질 수 있다(손여원, 2016). 또한, 근육은 지속적으로 운동하지 않을 경우, 노화에 따라 근육 기능이 저하되고 근육량 및 근육신경연접(neuromuscular junction)의 감소가 일어나 쉽게 피로를 느끼며 무기력해져 생활의 활력이 감소됨으로써 삶의 질이 급격히 떨어진다(Erik, E., et al., 2007; Doherty, T.J., 2003). 이를 방지하기 위해서는 저항력 운동(resistance training)과 같은 적절한 운동을 지속적으로 실시하는 것이 권장되고 있으나, 현대인의 경우 바쁜 일상으로 인해 운동능력 향상 보조제의 도움을 받고 있다.
이러한 운동능력 향상 보조제와 관련된 연구가 활발하게 수행되고 있으며, 스테로이드, 탄산수소나트륨, 구연산나트륨 및 카페인 등과 같은 화합물을 포함하는 보조제는 일정량 이상 복용하면 운동 수행능력을 현저히 증가시킬 수 있으나, 부작용을 수반하여 건강을 해칠 수 있다. 따라서, 최근에는 천연물을 이용한 기능성 보조제 개발 연구가 활발히 진행되고 있다.
건강식품의 대명사로 불리우는 인삼의 주요 유효성분은 사포닌으로 인삼에만 들어있는 사포닌을 진세노사이드(ginsenoside)라고 한다. 진세노사이드는 인삼의 뿌리, 잎, 열매 등 인삼의 여러 부위에 분포되어 있으며, 부위마다 서로 다른 진세노사이드의 종류를 가지고 있고, 이에 따라 다른 생리활성을 나타낸다. 이러한 진세노사이드는 비활성형 상태로 물에 대한 용해성이 높은 반면에 장내에서 흡수가 잘 되지 않아 생리학적 활성은 거의 없는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 비활성 상태의 진세노사이드가 당이 떨어져 나가 활성형 상태로 전환되면 물에 잘 녹지 않는 대신 인체 내 흡수도가 높아져 그 효과를 발휘하게 된다.
진세노사이드는 담마란(dammarane)계의 트리터펜(triterpene) 골격 구조로 되어 있고, 비당부분(aglycone)의 화학구조에 따라 4환성의 담마란계와 5환성의 올레아난(oleanane)계로 크게 구분된다. 담마란계는 다시 비당부분에 붙어 있는 수산기(-OH)의 수에 따라 2개인 경우는 프로토파낙사디올(protopanaxadiol, PPD)계로, 3개인 경우는 프로토파낙사트리올(protopanaxatriol, PPT)계로 나뉜다. 이러한 진세노사이드는 비당부분인 프로토파낙사디올계와 프로토파낙사트리올계의 일정한 부위에 글루코스(glucose), 자일로스(xylose), 아라비노스(arabinose), 람노스(rhamnose)와 같은 당류 성분이 결합하고 있는 화합물로서 결합된 당의 수 및 위치에 따라 각각의 개별 진세노사이드로 분류된다.
이에 본 발명자들은, 진세노사이드를 이용하여 운동능력 증진 효과를 확인하는 과정에서, 활성형 프로토파낙사디올 혼합물이 우수한 운동능력 증진 효과가 있다는 것을 확인하였고, 이러한 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 가용화시킨 경우, 운동능력 증진 효과가 현저히 증가하는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성할 수 있었다.
종래선행기술인 한국공개특허 제2014-0089502호에는 진세노사이드(Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, Rg3, Rg5 및 Rk1 중 하나 이상)를 포함하는 운동능력 증진용 조성물이 기재되어 있고, 한국등록특허 제1120996호에는 진세노사이드 Rg3 및 Rg2를 포함하는 운동능력 증진용 조성물이 기재되어 있으나, 본 발명의 활성화된 프로토파낙사디올 혼합물과 그 구성의 차이가 있으며, 본 발명의 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 운동능력 증진 효과는 기재 및 암시되어 있지 않다. 또한, 한국등록특허 제1717672호에는 난용성 인삼 사포닌의 가용화 기술이 기재되어 있으나, 본 발명의 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 운동능력 증진 효과는 기재 및 암시되어 있지 않다.
한국공개특허 제2014-0089502호, 파낙스속 식물의 잎 추출물 및 파낙스속 식물의 잎 추출물 가공물의 혼합물을 함유하는 운동 능력, 피로회복 및 항산화 활성 증진용 조성물, 2014. 07. 15. 공개. 한국등록특허 제1120996호, 진세노사이드 Rg3 및 Rg2를 포함하는 운동능력증진 및 피로회복 증진용 조성물, 2012. 02. 21. 등록. 한국등록특허 제1717672호, 난용성 유효 약리성분을 가용화시켜 균질용액으로 형성되는 주사제 또는 점안용 제제 그리고 이의 제조방법, 2017. 03. 13. 등록.
손여원, 건강기능식품 기능성 평가 가이드; '운동수행능력 향상에 도움을 줄 수 있음' 편, 식품의약품안정평가원, 2016. Doherty, T.J., Aging and sarcopenia, J. Apply. Physiol., 95(4), 1717-1727, 2003. Erik, E., et al., Factors contributing to neuromuscular impairment and sarcopenia during aging, Physiology & Behavir, 92(1-2), 129-135, 2007.
본 발명의 목적은 활성형 프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 i) 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물; ii) 계면활성제; iii) 염기성 아미노산; 및, iv) 정제수; 를 함유하는 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
상기 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 에탄올로 녹이고, 여기에 계면활성제를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 제1단계; 상기 1차 혼합물에 염기성 아미노산 및 정제수를 첨가하여 녹이고, pH가 4~9가 되도록 맞추어 2차 혼합물을 제조하는 제2단계; 및, 상기 2차 혼합물을 멸균 처리하는 제3단계;를 통해 제조될 수 있다.
상기 제1단계의 계면활성제(detergent)는 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan monooleate, Tween-80), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(polyoxythylene sorbitan monostearate, Tween-60), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트(polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, Tween-40), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Tween-20), 트리톤 X-100(triton X-100), 및 노닐페녹시폴리에톡실에탄올(nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 제2단계의 염기성 아미노산은 아르기닌, 라이신, 히스티딘 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명은 상기 조성물 및 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 포함하는 운동성 증진용 약학 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 조성물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 운동성 증진용 건강기능식품에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
상기 프로토파낙사디올은 인삼의 사포닌 성분인 진세노사이드를 화학구조에 따라 구분한 종류 중 하나로, 상기 활성형 프로토파낙사디올은 물에 대한 용해성이 높으나 장내에서 흡수가 잘되지 않는 비활성형 진세노사이드로부터 당이 떨어져 나가 물에 잘 녹지 않는 대신 인체 내 흡수도가 높은 활성형 형태로 전환된 진세노사이드 중에서도 프로토파낙사디올계의 진세노사이드이다.
상기 진세노사이드 중 또 다른 종류인 프로토파낙사트리올계의 진세노사이드의 경우, 프로토파낙사트리올계 진세노사이드를 반복적으로 복용한 경우, 알레르기 반응을 일으키는 것을 확인함으로써, 본 발명에서는 프로토파낙사디올계의 진세노사이드만을 이용한다.
상기 활성형 프로토파낙사디올은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3, Rd, F2, 컴파운드 K 등이며, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd이다.
상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 상기 활성형 프로토파낙사디올계 진세노사이드가 혼합되어 있는 것으로, 바람직하게는 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 혼합된 것일 수 있다.
상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 고형분의 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 총 중량을 기준으로 90중량% 이상 포함된 것일 수 있다.
상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 인삼으로부터 분리할 수 있다.
인삼은 산삼, 산양삼, 배양근, 수인삼, 화기삼, 전칠삼 및 인삼의 뿌리로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 인삼을 세척하고, 고온증기처리하여 활성형 인삼을 제조하는 제1공정; 상기 활성형 인삼을 분쇄하는 제2공정; 제2공정의 분쇄된 활성형 인삼에 용매를 가하여 인삼 추출물을 추출하는 제3공정; 및, 제3공정의 인삼 추출물을 컬럼 크로마토그래피에 가하여 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 분리하는 제4공정;을 통해 제조할 수 있다.
상기 제1공정의 고온증기처리는 활성형 진세노사이드 성분이 가장 많이 포함된 인삼(활성형 인삼)을 제조하기 위한 것으로, 인삼을 100~250℃에서 10~120분간 처리하고, 90℃ 이하로 식히는 과정을 3회 이상 반복할 수 있다. 바람직하게는 110~121℃에서 10~15분간 처리하고, 90℃ 이하로 식히는 과정을 3회 이상 반복하는 것이다.
상기 제3공정의 인삼 추출물은 제1공정 및 제2공정을 통해 제조한 분쇄된 활성형 인삼을 물, C1 내지 C4의 저급 알코올, 아세톤, 헥산, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 용매로 추출하여 얻을 수 있으며, 상기 C1 내지 C4의 저급 알코올로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등일 수 있다. 바람직하게는 에탄올이다.
상기 제4공정의 컬럼 크로마토그래피는 진세노사이드 중 활성형 프로토파낙사디올계 진세노사이드를 분리하기 위해 수행할 수 있다.
상기 컬럼 크로마토그래피는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography), 실리카겔 진공 액체 컬럼 크로마토그래피(silica gel vacuum liquid column chromatography), HP-20 컬럼 크로마토그래피(HP-20 column chromatography), RP-18 컬럼 크로마토그래피(RP-18 column chromatography), LH-20 컬럼 크로마토그래피(LH-20 column chromatography), 조제용 역상-고성능 액체 크로마토그래피(preparative reversed-phase high performance chromatography), 중압 액체 크로마토그래피(medium pressure liquid chromatography), 고성능 액체 크로마토그래피(high-performance liquid chromatography) 등에서 선택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 HP-20 컬럼 크로마토그래피이다.
또한, 본 발명은 i) 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물; ii) 계면활성제; iii) 염기성 아미노산; 및 iv) 정제수; 를 함유하는 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
상기 가용화(solubilization)는 물에 잘 녹지 않은 물질의 용해도가 증가하는 현상을 말하는 것으로, 난용성 물질인 본 발명의 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 용해도를 높이기 위한 방법이다.
상기 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 에탄올로 녹이고, 여기에 계면활성제를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 제1단계; 상기 1차 혼합물에 염기성 아미노산 및 정제수를 첨가하여 녹이고, pH가 4~9가 되도록 맞추어 2차 혼합물을 제조하는 제2단계; 및, 상기 2차 혼합물을 멸균 처리하는 제3단계;를 통해 제조될 수 있다.
상기 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은 상기 가용화 방법을 통해 각각 따로 가용화 시킨 활성형 프로토파낙사디올계 진세노사이드를 혼합한 것일 수 있다.
상기 제1단계의 계면활성제는 소듐 도데실 설페이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 트리톤 X-100, 및 노닐페녹시폴리에톡실에탄올로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 계면활성제는 조성물을 기준으로 0.01중량% 이상 포함될 수 있다. 바람직하게는 0.01~5중량%이고, 가장 바람직하게는 0.01~1중량%이다.
상기 제2단계의 염기성 아미노산은 용해 보조제로 활용하는 것으로, 아르기닌, 라이신, 히스티딘 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 아르기닌 또는 라이신이다.
상기 염기성 아미노산은 조성물을 기준으로 0.1~4중량%가 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1~2중량%이다. 염기성 아미노산의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는 용해성을 보조하기가 어렵고 실질적인 효과가 나타나지 않으며, 4중량%를 초과할 경우에는 과도한 점성으로 인해 겔화가 될 수 있으며, 경제적으로도 바람직하지 못하다.
상기 염기성 아미노산은, 본 발명의 조성물을 주사제로 이용시, 고염농도로 인해 환자가 고통을 느끼는 경우, 상기 염기성 아미노산의 농도를 조절하여 고통을 줄일 수 있다.
상기 가용화 과정 중 제2단계의 pH는 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 안정성 및 인체 투여 시 고려해야 할 사항으로, pH가 4~9일 수 있다. 바람직하게는 pH가 7~9이고, 더 바람직하게는 pH가 8~9이다. 상기 pH가 4 미만일 경우에는 활성형 프로토파낙사디올 혼합물이 뭉쳐서 침전물이 생성되므로 제품의 균일성이 줄어들게 되고 복용시에 위장장애를 유발할 수 있으며, 강한 신맛으로 소비자의 기호성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, pH가 9.0 초과일 경우에는 강한 알칼리로서 복용시에 위장관 장애를 유발할 수 있어 바람직하지 못하다.
본 발명은 상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 포함하는 조성물 또는 이를 가용화시킨 조성물 및 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 포함하는 운동능력 증진용 약학적 조성물에 관한 것이다.
상기 약학적 조성물은 근육이 모자라서 움직임이 없거나 낮은 사람 및 병약자에게 운동력을 높여주기 위해 투여할 수 있다.
상기 약학적 조성물은 상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 포함하는 조성물 또는 이를 가용화시킨 조성물을 전체 조성물 총 중량에 대하여 바람직하게는 0.001~50중량%, 더 바람직하게는 0.001~40중량%, 가장 바람직하게는 0.001~30중량%로 하여 첨가될 수 있다.
상기 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 액제, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 바람직하게는 경구형 제형 및 주사 용액이다.
상기 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제, 감미제, 산미제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 포함하는 조성물 또는 이를 가용화시킨 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스 또는 락토즈, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테라인산 마그네슘, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제, 산미제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween)-61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 치료받을 대상의 연령, 성별, 체중과, 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여 경로 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 일반적으로 투여량은 0.01㎎/㎏/일 내지 대략 2000㎎/㎏/일의 범위이다. 더 바람직한 투여량은 1㎎/㎏/일 내지 500㎎/㎏/일이다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내 주사 및 피부 도포에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있는 약제이다.
본 발명은 상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 포함하는 조성물 또는 이를 가용화시킨 조성물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 운동능력 증진용 건강기능식품에 관한 것이다.
상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 포함하는 조성물 또는 이를 가용화시킨 조성물은 전체 식품 총 중량에 대하여 바람직하게는 0.001~50중량%, 더 바람직하게는 0.001~30중량%, 가장 바람직하게는 0.001~10중량%로 하여 첨가될 수 있다.
상기 건강기능식품은 정제, 캡슐제, 환제 또는 액제 등의 형태를 포함하며, 본 발명의 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능성식품류 등이 있다.
본 발명은 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물에 관한 것으로, 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd를 포함하는 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 및 이를 가용화시킨 조성물을 투여한 마우스의 수영시간이 현저히 증가하는 것을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 및 이를 가용화시킨 조성물을 이용하여 운동능력 증가용 약학적 조성물 및 건강기능식품을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 80[v/v]% 에탄올 용출물로부터 확보한 활성형 프로토파낙사디올 혼합물에 포함되어 있는 진세노사이드 성분을 확인한 결과를 보여주고 있다.
도 2는 본 발명의 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 용액 상태를 육안으로 확인한 결과를 보여주고 있다.
도 3은 본 발명의 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 포함하는 조성물 또는 이를 가용화시킨 조성물 투여에 따른 마우스의 운동능력 증진 효과를 보여주고 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지고, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.
<실시예 1. 활성형 프로토파낙사디올의 제조>
실시예 1-1. 활성형 인삼 제조
본 발명에서 사용된 인삼은 유기농으로 재배된 산양삼으로 함양군에 소재하는 심마니산삼영농조합으로부터 구입하여 사용하였다.
산양삼을 공기가 제거되어 증기로 채워진 자동온습도조절 장치를 이용하여 121℃에서 10분간 다공성 선반에 적재하여 수분이 밑으로 떨어지도록 하여 과량의 수분을 제거하면서, 1.1㎏/㎠ 압력 하에서 증기에 노출시켜 열처리하였다. 열처리된 산양삼을 통기 밸브를 열어 공기를 주입하면서 90℃ 이하로 식히고, 다시 동일한 조작을 2회 더 반복하여, 활성형 인삼을 제조하였다.
실시예 1-2. 진세노사이드 종류 및 함량 분석
상기 실시예 1-1에서 제조한 활성형 인삼 내에 존재하는 진세노사이드 종류 및 이의 함량 변화를 확인하였다.
분석은 공식분석기관인 한국식품연구소에 의뢰하여 분석하였으며, 총 22개의 진세노사이드를 분석하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
진세노사이드 활성화 처리 전 인삼 활성형 인삼 성분증가율
(%)
㎎/g
프로토파낙사디올
(propanaxadiol, PPD) 		Rg3(S) 0.02 0.13 650
Rg3(R) 0 0.07 700
Rh2(S) 0 0 0
Rh2(R) 0 0 0
Rb1 0.3 3.15 1050
Rb2 0.18 1.62 900
Rc 0.19 1.72 905
Rd 0.19 1.48 779
F2 0.03 0.86 2867
K 0.02 0 -200
PPD 0 0 0
합계 0.93 9.03 971
프로토파낙사트리올
( protopanaxatriol , PPT) 		Rg1 0.92 2.09 227
Rg2 (S) 0.1 0.41 410
Rg2 (R) 0 0.06 600
Rh1 (S) 0 0 0
Rh1 (R) 0 0.04 400
Rb3 0.04 0.22 550
Re 0.89 2.58 290
Rf 0.26 0.61 235
F1 0 0 0
PPT(S) 0 0 0
PPT(R) 0 0.02 200
합계 2.21 6.03 273
합계 3.14 15.04 480
상기 표 1에서 보여주듯이, 본 발명의 활성형 인삼의 경우, 인삼의 활성화 처리에 의해 다양한 진세노사이드 성분의 함량이 현저히 증가하는 것을 확인하였고, 프로토파낙사디올계의 진세노사이드 성분의 경우, 약 1000%의 성분 증가율을 나타내는 것을 확인하였다.
상기에서 제조된 활성형 인삼으로부터 프로토파낙사디올계 진세노사이드와 프로토파낙트리올계 진세노사이드를 분리한 후, 프로토파낙사디올계 진세노사이드, 프로토파낙트리올계 진세노사이드 또는 이들의 혼합물을 마우스에 각각 경구투여하였다. 이때 마우스는 각 투여군 당 3마리씩 이용하였다.
그 결과, 프로토파낙트리올계 진세노사이드가 90중량% 이상 포함된 조성물을 투여한 마우스의 경우, 알레르기 반응이 빈번히 발생하는 것을 확인하였고, 프로토파낙트리올계 진세노사이드가 50~89중량% 포함된 혼합물의 경우에는 알레르기 반응이 발생하는 횟수가 감소 되었지만 여전히 알레르기 반응이 나타나는 것을 확인하였다. 반면에, 프로토파낙사디올계 진세노사이드가 90중량% 이상 포함된 조성물을 투여한 마우스의 경우에는 알레르기 반응이 나타나지 않는 것을 확인하였다.
이에 따라, 본 발명에서는 알레르기 반응을 방지하기 위해 프로토파낙사디올계 진세노사이드만을 이용하였다.
실시예 1-3. 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 제조
상기 실시예 1-1에서 제조한 활성형 인삼을 가루로 만든 후, 인삼 무게의 5배에 해당되는 95[v/v]% 에탄올을 첨가하고 열을 가해 추출물을 얻었다. 추출물을 500㎛ 입자 여과지를 이용해 고형물을 제거하여 얻은 여과액을 회전 농축기(rotatory evaporator)를 이용하여 농축하여 농축물을 획득하였다. 획득한 농축물을 99[v/v]% 에탄올을 이용하여 현탁하여 현탁액을 제조하였다. 제조한 현탁액을 HP-20 컬럼 크로마토그래피(HP-20 column chromatography)에 가한 후, 95[v/v]% 에탄올, 80[v/v]% 에탄올, 60[v/v]% 에탄올, 40[v/v]% 에탄올, 20[v/v]% 에탄올을 연속으로 가하여 각각의 용출물을 확보하고, 확보한 용출물을 건조하여 고형분 상태의 용출물로 제조하였다.
상기에서 확보한 고형분 상태의 95[v/v]% 에탄올, 80[v/v]% 에탄올, 60[v/v]% 에탄올, 40[v/v]% 에탄올 및 20[v/v]% 에탄올 용출물을 이용하여 아세토나이트릴:물(4:1→1:0[v/v])의 농도구배 용출 조건에 따른 고성능 액체 크로마토그래피(high-performance liquid chromatography, HPLC)[Agilent C18 컬럼, 4.6×250㎜, 5㎛ 입자 크기, 유속 1㎖/분, UV 탐지: 203㎚]를 수행하여 진세노사이드의 성분 및 함량을 분석하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서 보여주듯이, HP-20 컬럼 크로마토그래피를 통해 용출된 80[v/v]% 에탄올 용출물의 경우, 진세노사이드 Rb1, Rc, Rb2, Rd, Rg3, Rk1, Rg5와 같은 프로토파낙사디올계의 진세노사이드 성분이 주로 포함되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 상기 80[v/v]% 에탄올 용출물 내의 진세노사이드 Rb1, Rc, Rb2, Rd, Rg3, Rk1, Rg5의 함량을 확인한 결과, 고형분 상태의 용출물을 기준으로 90중량% 이상을 차지하고 있는 것을 확인하였다.
나아가, 도 1에 보여주지 않았으나, 95[v/v]% 에탄올, 60[v/v]% 에탄올, 40[v/v]% 에탄올 및 20[v/v]% 에탄올 용출물에서도 진세노사이드 Rb1, Rc, Rb2, Rd, Rg3, Rk1, Rg5가 포함되어 있는 것을 확인하였고, 이러한 진세노사이드들을 활성형 프로토파낙사디올(active protopanaxadiol, active PPD)로 명명하였다.
< 실시예 2. 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 가용화 >
활성형 진세노사이드의 경우에는 대부분이 물에 대한 용해도가 낮은 난용성 성분으로 제품 개발 시 생체이용률에 큰 영향을 주어 문제가 될 수 있다. 이에, 상기 실시예 1-3에서 제조한 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 균일성 있는 용액 형태로 제조하기 하기 위한 가용화를 수행하였다.
상기 실시예 1-3에서 제조한 80[v/v]% 에탄올 용출물(활성형 프로파낙사디올 혼합물) 25㎎을 95[v/v]% 에탄올 1㎖로 녹이고, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan monooleate, Tween-80) 0.1g을 넣고 균일하게 혼합하였다. 여기에 염기성 아미노산인 라이신 또는 아르기닌 1.5g과 정제수 약 90㎖을 첨가하여 혼합한 후, 6M HCl 또는 6M NaOH를 이용하여 pH가 8.6이 되도록 맞춘 후, 정제수로 총 부피가 100㎖이 되도록 넣어주었다. 이 용액을 고온증기멸균 처리를 통해 무균 조작과 함께 에탄올 성분을 휘발시켜 도 2의 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 제조하였다.
도 2에서 보여주듯이, 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 살펴보면 투명한 용액 상태임을 확인하였고, 이러한 용액 내 입자들의 분포를 현미경을 통해 확인한 결과 입자들이 균일하게 분포하는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 명세서에는 결과를 보여주지 않았으나, 상기 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 가용화시키는 과정에서 pH에 따른 용액의 상태를 관찰한 결과, pH 4 미만 또는 pH 9 초과인 조건에서는 시간의 경과에 따라 침전물이 생성되는 반면에, pH가 4~9인 조건에서는 침전물이 생성되지 않는 것을 확인하였다.
< 실시예 3. 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 운동능력 증진 효과 확인>
6주령의 수컷 ICR 마우스를 구입하여 1주간 적응시킨 후 하기 표 2의 실험군으로 무작위적으로 7마리씩 배정하였다. 각 실험군의 마우스를 3일간 1일 3회씩 수영 실험을 실시하여 적응시키고 4일째에 마우스 꼬리에 몸무게의 10%에 해당되는 무게의 추를 고정하고 조성물 투여 전 수영시간을 측정하였다. 투여 전 수영 시간 측정 다음날부터 하기 표 2의 조성물 처리 방법에 따라 14일 동안 마우스에 투여하였다. 투여 후 11일째 적응을 위해 마우스 꼬리에 추를 고정하지 않고 1일 1회, 1분씩, 3일 동안 수영연습을 시켰다. 투여 후 14일째에는 마우스 몸무게의 10%에 해당되는 무게의 추를 고정하고 수영 실험을 실시하여 수영시간을 측정하였다. 수영실험을 실시하는 과정에서 마우스가 물속에서 10초간 물 표면으로 나오지 못하는 경우에는 실험을 종료하고, 마우스는 뜰채로 꺼내어 안정을 취하게 하였다.
각 실험군에서 측정한 수영시간 중 가장 낮은 수영 시간과 가장 높은 수영시간을 제외하고 나머지 수영시간을 이용하여 평균값을 구하여 운동능력을 비교하였고, 그 결과를 표 2 및 도 3에 나타내었다.
실험군 조성물 처리 방법 수영시간 (초)
투여 전 투여 14일 후
정상대조군 생리식염수 복강 주사 (2㎖/1일) 103 107
실험군 1 활성화 처리 전 인삼을 갈아서 생리식염수에 현탁하여 경구투여 (7.5㎎/㎏/일) 102 110
실험군 2 활성형 인삼을 갈아서 생리식염수에 현탁하여 경구투여 (7.5㎎/㎏/일) 101 200
실험군 3 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 경구투여 (3.75㎎/㎏/일) 100 201
실험군 4 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 경구투여 (3.75㎎/㎏/일) 100 250
실험군 5 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물 복강주사 (3.75㎎/㎏/일) 101 330
상기 표 2 및 도 3에서 보여주듯이, 정상대조군 및 실험군 1의 경우에는 수영시간이 큰 차이가 나타나지 않은 반면에, 실험군 2 내지 실험군 5의 경우에는 각각의 조성물 투여 처리 전에 비해 투여 14일 후에 수영시간이 증가한 것을 확인하였다. 보다 자세하게 살펴보면, 활성화 처리 전 인삼을 경구 투여한 경우(실험군 1)는 정상대조군과 비슷하게 수영시간이 투여 전과 후에 크게 차이가 나타나지 않은 반면에, 활성형 인삼을 경구 투여한 경우(실험군 2) 및 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 경구 투여한 경우(실험군 3)는 투여 후 수영시간이 2배 정도 증가하였고, 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 경구 투여한 경우(실험군 4)는 2.5배, 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 복강주사 한 경우(실험군 5)에는 3.3배 정도로 운동시간이 현저히 증가한 것을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 활성형 인삼을 제조하는 과정에서 증가된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물이 운동능력을 증가시킨다는 것을 알 수 있었고, 또한, 용해도가 낮은 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 본 발명의 가용화 방법을 이용하여 가용화시킨 경우, 활성형 프로토파낙사디올 혼합물의 생체 내 흡수율을 향상시킴으로써 현저한 운동능력 증진 효과를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다.
<제제예 1. 약학적 제제>
제제예 1-1. 정제의 제조
본 발명의 활성형 프로파낙사디올 혼합물 200㎎을 각각 락토오스 175.9g, 감자전분 180g 및 콜로이드성 규산 32g과 혼합하였다. 이 혼합물에 10% 젤라틴 용액을 첨가시킨 후, 분쇄해서 14 메쉬체를 통과시켰다. 이것을 건조시키고 여기에 감자전분 160g, 활석 50g 및 스테아린산 마그네슘 5g을 첨가해서 얻은 혼합물을 정제로 만들었다.
제제예 1-2. 주사액제의 제조
본 발명의 가용화된 활성형 프로파낙사디올 혼합물 100㎎, 염화나트륨 0.6g 및 아스코르브산 0.1g, 라이신 1.0 g을 증류수에 용해시켜서 100㎖를 만들었다. 이 용액을 병에 넣고 20℃에서 30분간 가열하여 멸균시켰다.
<제제예 2. 건강기능식품의 제조>
제제예 2-1. 건강기능식품의 제조
본 발명의 활성형 프로파낙사디올 혼합물 20g, 비타민 혼합물 적량, 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 적량, 황산제1철 1.75㎎, 산화아연 0.82㎎, 탄산마그네슘 25.3㎎, 제1인산칼륨 15㎎, 제2인산칼슘 55㎎, 구연산칼륨 90㎎, 탄산칼슘 100㎎, 염화마그네슘 24.8㎎을 섞어 과립으로 제조하였으나, 용도에 따라 다양한 제형으로 변형시켜 제조할 수 있다. 또한, 상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강기능식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하여 제조할 수 있다.
제제예 2-2. 건강기능성 음료의 제조
본 발명의 가용화된 활성형 프로파낙사디올 혼합물 1g, 구연산 0.1g, 프락토올리고당 100g, 정제수 900g을 섞어 통상의 음료 제조방법에 따라 교반, 가열, 여과, 살균, 냉장하여 음료를 제조하였다.

Claims (7)

  1. 인삼을 세척하고, 고온증기 처리하여 활성형 인삼을 제조하는 제1공정;
    상기 활성형 인삼을 분쇄하는 제2공정;
    제2공정의 분쇄된 활성형 인삼에 용매를 가하여 인삼 추출물을 추출하는 제3공정; 및
    제3공정의 인삼 추출물을 컬럼 크로마토그래피에 가하여 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 분리하는 제4공정;
    을 통해 제조된 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물.
  2. i) 제1항의 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg3 및 Rd가 90중량% 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물;
    ii) 계면활성제;
    iii) 염기성 아미노산; 및
    iv) 정제수;
    를 함유하는 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 유효성분으로 포함하는 운동능력 증진용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가용화된 활성형 프로토파낙사디올 혼합물은,
    진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rk1, Rg5, Rg 3 및 Rd가 90중량 % 이상인 활성형 프로토파낙사디올 혼합물을 에탄올로 녹이고, 여기에 계면활성제를 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 제1단계;
    상기 1차 혼합물에 염기성 아미노산 및 정제수를 첨가하여 녹이고, pH가 4~9가 되도록 맞추어 2차 혼합물을 제조하는 제2단계; 및,
    상기 2차 혼합물을 멸균 처리하는 제3단계;
    를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 운동능력 증진용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1단계의 계면활성제(detergent)는 소듐 도데실 설페이트(sodium dodecyl sulfate), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트(polyoxyethylene sorbitan monooleate, Tween-80), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(polyoxythylene sorbitan monostearate, Tween-60), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트(polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, Tween-40), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Tween-20), 트리톤 X-100(triton X-100), 및 노닐페녹시폴리에톡실에탄올(nonyl phenoxypolyethoxylethanol, NP-40)로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 운동능력 증진용 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2단계의 염기성 아미노산은 아르기닌, 라이신, 히스티딘 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 운동능력 증진용 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
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KR101717672B1 (ko) 2015-12-03 2017-03-17 경성대학교 산학협력단 난용성 유효 약리성분을 가용화시켜 균질용액으로 형성되는 주사제 또는 점안용 제제 그리고 이의 제조방법

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