KR101976201B1 - 생강싹 추출물을 포함하는 항균 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생강싹(Sprout of Zingiber officinale) 추출물을 포함하는 항균 조성물로서, 보다 상세하게는, 생강싹의 에탄올 추출물, 이의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물을 포함하는 항세균 활성이 우수한 항균 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 생강싹 추출물, 이의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물은 우수한 항균 활성을 나타내어, 항세균 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가물, 각종 세정제 및 각종 청결제 등의 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 생강싹 추출물, 이의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Description

생강싹 추출물을 포함하는 항균 조성물{ANTIMICROBIAL COMPOSITION COMPRISING THE SPROUT EXTRACT OF ZINGIBER OFFICINALE}
본 발명은 생강싹(Sprout of Zingiber officinale) 추출물을 포함하는 항균 조성물로서, 보다 상세하게는, 생강싹의 에탄올 추출물, 이의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물을 포함하는 항세균 활성이 우수한 항균 조성물에 관한 것이다.
미국 질병관리예방센터(U.S. Center for Disease Control and Prevention)에 따르면, 병원 내 혈류 감염이 미국에서 주된 사망 원인 중 하나이다. 또한, 피부 및 연조직을 통한 병원성 세균 및 진균의 감염은 보편적인 의학적 질병으로 인식되어 있으며, 주로 외상 또는 수술에 의하여 유발되는 것으로 이해되고 있다. 많은 병원성 세균 및 진균의 감염은 감염의 중증도에 따라 그 처치 방법이 다르지만, 경구용 항미생물제 및 국소 청결로 성공적인 치료가 가능하다. 그러나, 근원적인 위험 인자(예를 들면, 혈관 혈류 이상, 당뇨) 및/또는 치료하기 어렵거나 다중-내성인 세균 및 진균에 의해 유발된 감염을 갖는 환자에서 흔히 발생하는 보다 심하거나 복잡한 감염은 정맥 내 항미생물제 치료 및 침입성 외과적 조직 제거 등의 조치가 필요할 수도 있다. 실례로, 글라이코펩타이드계 항생물질인 반코마이신은 다중-약물-내성 그람-양성균, 특히 MRSA, 응고효소-음성 스태필로코커스 및 엔테로코커스에 의해 야기된 심한 병원 내 감염에 대해 성공적으로 사용되어왔다. 그러나, 최근 반코마이신에 대해 내성을 갖는 균주의 분리가 증가하고 있음이 보고되고 있으며, 현재의 항생제로는 병원균 중 일부균에 의해 유발된 심한 감염에 대한 치료가 매우 제한되어 있는 것이 사실이다. 따라서, 점차 증가되고 있는 내성균에 대한 보다 효과적인 새로운 항생물질 개발의 필요성이 증가되고 있다.
한편, 생강(Zingiber officinale)은 생강과(Zingiberaceae)의 아열대, 열대산 다년생 초본 식물의 하나로, 지하부 근경은 특이한 맛과 향을 가지고 있어, 국내에서는 마늘, 고추와 함께 3대 향신료로 이용되고 있다. 생강은 그대로 식품으로 이용되기도 하며, 김치, 젓갈, 과자류 등의 다양한 식품 산업에 양념으로 이용되고 있다. 또한, 건조한 생강(건강 또는 건조분말), 올레오레진(생강 함유지), 생강 정유 등의 제품 형태로 가공되어 식의약 소재 및 화장품 소재로 이용되기도 한다(김선희 2013. 한양대학교 박사논문). 실제 생강은 본초강목에 백사(백가지 질병)를 방지한다고 기술될 만큼 다양한 생리 활성이 알려져 있으며, 한방에서는 건위약 및 소화 불량, 구토, 진통에 효과가 우수하다고 알려져 있다. 생강의 생약명은 [건강]이며, 일반인은 [새앙]으로도 많이 부른다. 고려시대에는 왕의 하사품으로 사용될 만큼 진기하였으며, 인도의 고대의학서적 [아유르데바]에는 "신이 내린 치료제"로 소개되어 있다.
생강의 주요 생산국은 인도이며, 전 세계 생산량의 50% 이상을 차지한다. 국내에서는 경북 안동, 영주 지역과 충남 서산, 당진 지역, 전북 완주 지역에서 주로 생산되고 있다. 생강의 품종은 재래종, 개량종으로, 또한, 조생종, 중생종, 만생종으로 분류하며, 크기에 따라, 소생강, 중생강, 대생강 등으로 구분한다. 농촌진흥청 식품분석 DB(2006)에 따르면, 생강은 단백질 1.5%, 지방 0.2%, 탄수화물 13.9%, 회분 1.1%, 수분 83.3%를 함유하며, 다양한 비타민과 미네랄, 필수 아미노산을 포함하고 있다. 특히, 생강은 100g당 344mg의 칼륨을 가지고 있어, 염분 배출에도 도움이 된다. 생강의 유효성분으로는 다양한 탄화수소(hydrocarbon), 케톤(ketone)류의 증류 성분과 진지베렌(zingiberene) 등의 향기 성분, 보르네올(borneol), 진지베롤(gingiberol) 등의 기름 성분, 매운맛의 6-진제롤(6-ginegerol), 6-샤가올(6-shagaol) 등이 알려져 있다. 이들 성분은 항산화 활성(이은주 외, 2011, 한국식품과학회지, 43: 469-474), 항균 작용(이명희 외, 2012. J. Fd Hyg. Safety 27: 109-116), 항 위염, 항 위궤양 작용(김신정 외, 2012, J Korean Soc Food Sci Nutr, 41: 1528-1533), 항암 작용(이예솔, 2013. 울산대학교 박사논문), 항진해 작용. 해독 진정 작용(한효선 2016, 건국대학교 박사논문), 판크레아틱 리파아제(pancreatic lipase) 저해 작용(Bae JS 등, 2011. Korean J. Food Preserv. 18: 390-396), 혈중 콜레스테롤 저하 작용(오수정, 2015. 이화여자대학교 석사논문), 간보호 작용(Koo SW 외, 2012, J Vet Clin 29: 441-446), 뇌세포 보호 작용(정길생 외, 2010, 생약학회지 41: 190-195) 등 다양한 생리 활성이 알려져, 현재 생강은 식품 부재료이면서 건강 기능성 식품 소재로 각광받고 있다.
한편, 생강싹(Sprout of Zingiber officinale)은 기온이 올라가는 4월 이후 생강의 지하부에서 지속적으로 불규칙적으로 발생하며(도 1), 생강 농가에서는 장기간의 저장기간 동안 싹이 나타나지 않아야만 상품성을 유지할 수 있으므로, 생강싹은 회피의 대상으로 인식되고 있다. 그러나, 생강싹은 부드러운 식감과 함께 생강 특유의 향미를 나타내므로, 이를 이용한 고부가가치 식의약품 소재 개발의 필요성이 대두되나, 현재까지는 이에 대한 연구는 전무한 상태이며, 특별한 용도 없이 버려지고 있는 생강싹의 강력한 항혈전 활성에 대한 보고도 없는 실정이다.
생강과 관련된 특허로는 대한민국 등록특허 제10-1476092호에 [숙취 해소 음료 및 그의 제조 방법], 등록특허 제10-1195527호에 [생강 추출물의 제조방법, 이로부터 제조된 생강 추출물을 포함하는 구강용 조성물 및 그 제조방법], 등록특허 제10-1145073호에 [증숙된 생강 추출물 함유 미백용 화장료 조성물 및 그 제조방법], 등록특허 제10-1384633호에 [생강 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 톡소플라즈마증의 예방 및 치료용 조성물] 등 다양한 효능의 생강 조성물이 알려져 있으나, 유용 생리 활성을 나타내는 생강싹에 대한 특허는 없으며, 특히, 생강싹의 강력한 항세균 활성에 대한 특허는 알려진 바 없다.
KR 10-1291082 B KR 10-0835899 B
초임계유체 추출에 의한 생강(Zingiber officinale Roscoe) Oleoresin의 항균활성, 이명희 외, 2012. J. Fd Hyg. Safety 27: 109-116.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 생강싹으로부터 항균 활성 물질을 추출하여, 이를 유효성분으로 하는 항균 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 생강싹(Sprout of Zingiber officinale) 추출물을 포함하는 항균 조성물을 제공한다.
상기 생강싹 추출물은 생강싹 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 생강싹 추출물은 생강싹 에탄올 추출물의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물인 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 그람 양성 세균(Gram-positive bacteria)에 대한 항균 활성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 생강싹 추출물, 이의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물은 우수한 항균 활성을 나타내어, 항세균 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가물, 각종 세정제 및 각종 청결제 등의 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 생강싹 추출물, 이의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 저장 중 발아한 생강싹을 나타내고,
도 2는 생강 지하부로부터 회수된 생강싹을 나타내며,
도 3은 생강싹이 성장하여 생강 줄기가 생성된 것을 보여준다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 생강싹 추출물을 함유하는 강력한 항균 활성을 나타내는 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 발명자는 생강싹 에탄올 추출물 및 이의 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적 유기용매 분획하여 얻어지는 각 분획물들과 물 잔류물을 조제하고, 이중 에탄올 추출물과 이의 헥센 분획물 및 에틸아세테이트 분획물에서 강력한 항균 활성을 확인하였다.
특히, 상기 추출물 또는 이의 활성 분획물은 그람 양성 세균에 대해 강력한 항균력을 나타내어, 그람 양성 세균 감염병에 대한 광범위 항균제 등으로 개발될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 생강싹(Sprout of Zingiber officinale) 추출물을 포함하는 항균 조성물을 제공한다.
상기 생강싹 추출물은 생강싹 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 생강싹 추출물은 생강싹 에탄올 추출물의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물인 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 그람 양성 세균(Gram-positive bacteria)에 대한 항균 활성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 생강 지하부로부터 생강싹을 회수하는 단계; 회수된 생강싹으로부터 활성 물질을 용매로 추출하는 단계; 생강싹 추출물의 순차적 유기 용매 분획을 통한 활성 성분을 정제하는 단계; 상기 물질의 안정성 평가 단계로 구성된다.
본 발명에서 언급되는 "생강싹(Sprout of Zingiber officinale)"은 생강의 지하부를 수확한 이후, 기온이 18℃ 이상으로 상승하는 경우에 생강 지하부에서 자라나는 것을 말하며, 흰색~붉은색을 나타낸다. 다만, 시간이 더 경과하여 줄기와 잎이 나타나는 경우는 본 발명에서 언급되는 "생강싹"에 포함되지 않는다.
본 발명의 항균 조성물에 포함되는 "생강싹 추출물"은 생강싹을 추출하여 얻은 것을 의미하며, 생강싹은 생강 지하부로부터 3cm 이하의 크기로 무작위로 생성되며, 이를 손으로 간단히 뜯어 수확한 후, 이를 수세하여 사용하거나, 분쇄된 분말을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 생강싹을 마쇄하여 사용하는 것이다.
본 발명에서 "생강싹 추출물"은 다양한 추출 용매를 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1~4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 주정, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급알코올과 물과의 혼합용매 등을 이용하며 제조할 수 있다. 바람직하게는 에탄올 또는 주정을 사용하여 추출하는 경우 최대의 활성물질의 수율을 나타낸다.
또한, 본 발명의 "생강싹 추출물"은 상기 추출 용매를 사용한 추출 과정 이후, 추가적인 유기 용매 분획에 의한 활성 분획물로서도 존재할 수 있다. 바람직한 구체예로서, 본 발명의 생강싹 에탄올 추출물은 헥센, 에틸아세테이트 및 부탄올의 순차적 유기 용매 분획을 수행하여 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 유기 용매 분획 후의 물 잔류물을 얻을 수 있다.
본 발명의 생강싹 추출물 및 이의 유기 용매 분획물은 감압증류 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 이들은 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.
본 발명의 생강싹 에탄올 추출물과 이들의 활성 분획물은 강력한 항균 활성을 나타내어, 병원성 세균의 감염의 예방 또는 치료와 관련되는 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품, 동물 사료용 첨가물 및 각종 청결제의 소재로 사용될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 약학적 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사용액의 주사제 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다. 이러한 약학적 조성물에는 추가적으로 담체, 부형제 또는 희석제 등이 더 포함될 수 있으며, 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물에서 항균 활성을 갖는 성분의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 당 1 내지 5,000mg, 바람직하게는 100 내지 3,000mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 다양한 경로를 통하여 대상에 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내(intra-cerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 일반적인 모든 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 유효성분을 표적 세포로 전달할 수 있는 임의의 장치를 이용해 투여될 수도 있다. 본 발명에서 "대상"은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 인간, 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함하고, 바람직하게는 포유류, 보다 바람직하게는 인간을 의미한다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 건강 기능 식품의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 건강 기능 식품은 병원성 미생물의 감염 우려가 높은 대상으로부터 감염의 가능성을 낮추어 줄 수 있는 효과적인 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 항균 활성이 우수한 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 활성 성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100 ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 건강 기능 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다. 상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 향미제의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다. 상기 외에 본 발명의 건강 기능 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강 기능 식품은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 상기 활성 분획물 100 중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 화장료 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 본 발명의 항균 활성이 우수한 성분을, 예를 들어, 에센스, 영양크림, 바디로션, 린스, 샴푸, 바디클렌저, 로션, 스킨, 마스크팩 등의 형태로 제조될 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 형태로의 제조는 당업자에게 알려진 다양한 제조 공정에 따라 용이하게 수행될 수 있을 것이다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 동물 사료 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 동물은 식물에 대응하는 생물군으로 주로 유기물을 영양분으로 섭취하며, 소화나 배성 및 호흡기관이 분화되어 있는 것을 말하고, 구체적으로는 극피동물, 갑각류, 연체동물, 어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류일 수 있으며, 바람직하게는 성게류 또는 해삼류와 같은 극피동물, 게, 새우, 대하 등의 갑각류를 포함하는 절지동물, 두족류, 복족류 또는 이매패류 등의 연체동물, 참돔, 도미, 대구, 가자미, 넙치 등의 어류, 꿩 또는 닭 등의 가금류를 포함하는 조류 또는 돼지, 소, 염소 등의 포유류일 수 있다.
상기 동물 사료용 조성물은 본 발명의 항균 성분을 포함하는 항균 조성물에 곡물, 식물성 단백질 사료, 동물성 단백질 사료, 당분 또는 유제품을 추가로 포함할 수 있다. 상기 곡물은 구체적으로는 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀일 수 있고, 상기 식물성 단백질 사료는 구체적으로는 평지, 콩 및 해바라기를 주성분으로 하는 것일 수 있으며, 상기 동물성 단백질 사료는 구체적으로는 혈분, 육분, 골분 및 생선분일 수 있고, 상기 당분 또는 유제품은 구체적으로는 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분일 수 있다.
상기 동물 사료용 조성물은 추가로 영양 보충제, 소화 및 흡수 향상제, 성창 촉진제 또는 질병 예방제와 같은 성분을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 동물 사료용 조성물에 포함되는 항균 조성물은 사료의 사용목적 및 사용조건에 따라 달라질 수 있으며, 일 예로 최종 생산된 사료 1kg을 기준으로 상기 항균성 조성물이 0.1g 내지 100g 포함될 수 있다.
또한, 상기 사료 조성물은 성분들의 분쇄 정도에 따라 경점성의 조립 또는 과립 물질로 제조될 수 있으며, 상기 조성물은 메쉬로 공급되거나 추가 가공 및 포장을 위해 원하는 분리된 형상으로 형성시킬 수 있으며, 저장을 위해 펠렛화, 팽창화 또는 압출 공정을 거칠 수 있으며, 저장의 용이성을 위해 바람직하게는 과잉의 물을 건조 제거될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 첨가제는 사용되는 식품, 화장품 또는 동물 사료에 보존성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로서, 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 식품, 화장품 또는 동물용 사료에 안전하게 적용할 수 있다.
상기 첨가제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 첨가제 중 항균 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 항균 조성물은 세정제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 세정제는 바람직하게는 의류용 세제, 식기 세척제, 식품 세정제, 가전제품 세척제일 수 있다. 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 더욱 바람직하게는 주방용품 또는 식품세척 등을 포함하는 각종 생활용품의 세척이나 항균성 부여를 목적으로 사용할 수 있다.
상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 첨가물을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 세정제 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가제와 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 세정제 중 항균성 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균성 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균성 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 항균 조성물은 청결제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 청결제는 일상 생활에서 흔히 감염되기 쉬운 병원성 미생물의 체내 감염을 예방 차원에서 수행하기 위하여 간단한 방법으로 손, 구강 또는 여성용 청결제 등의 용도로 사용될 수 있다. 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 손, 구강, 여성용 청결제로 사용하는 경우에도 안전하게 적용할 수 있다.
상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으나, 액상형의 경우 편리한 사용이 가능할 것이다.
또한, 상기 청결제 중 항균 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 생강 부위별 추출물의 조제
2016년 경북 안동에서 재배한 생강 지하부 및 지상부를 구입한 후, 이물질을 제거하고, 껍질을 거피한 생강 지하부, 생강 지하부의 껍질, 생강싹, 생강잎으로 각각 구분하고, 이를 에탄올 추출물 제조에 사용하였다. 특히, 생강싹의 경우, 2017년 4월 이후 지하부에서 불규칙하게 생성된 생강싹을 손으로 뜯어 회수하였다. 이 경우 지하부와 싹은 경계는 분명하였고, 손쉽게 회수할 수 있었다. 생강싹이 난 생강 지하부와 이로부터 분리된 생강싹은 도 1 및 도 2에 나타내었다. 제때 회수하지 않은 생강싹은 계속 성장하게 되며, 이 경우 줄기로 성장한 생강 지하부는 도 3에 나타내었다.
한편, 각각 생강 부위별 에탄올 추출물 조제시에는 각각의 시료에 대해 10배의 에탄올(95%, 덕산, 한국)을 가하고, 상온에서 3회 추출한 후 추출액을 모아 필터링한 후, 감압 농축하여 분말로 제조하였다. 조제된 추출물의 성분 분석으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 당 및 환원당 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출 검액 400μl에 50μl의 Folin-ciocalteau, 100μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고, 여과한 추출 검액 400μl에 90% diethylene glycol 4ml를 첨가하고 다시 1N NaOH 40μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다. 환원당은 DNS법으로, 총 당은 phenol-sulfuric acid법을 이용하여 정량하였다.
Figure 112017087272873-pat00001
그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 생강의 부위별 추출 수율은 생강잎 > 생강싹 > 거피 생강 지하부 > 생강 지하부 껍질의 순으로 나타났으며, 생강싹은 3.9%의 높은 수율을 나타내었다. 총 폴리페놀 함량 분석 결과, 거피 생강 지하부에서 가장 높은 총 폴리페놀 함량(53.3mg/g)을 나타내었으며, 생강잎에서는 상대적으로 가장 낮은 31.9mg/g의 함량을 나타내었다. 생강싹의 경우, 생강 지하부와 생강잎의 중간 정도의 함량을 나타내었다. 한편, 총 플라보노이드 함량 측정 결과, 생강잎에서 가장 높은 16.2mg/g을 나타내었으며, 생각싹에서 가장 낮은 4.2mg/g 함량을 나타내었다. 총 당 및 환원당 함량의 경우, 생강잎에서 가장 높았으며, 생강싹, 거피 생강 지하부 및 생강 지하부 껍질 순으로 나타났다.
실시예 2: 생강 부위별 추출물의 항균 활성 평가
실시예 1에서 얻어진, 다양한 생강 부위별 에탄올 추출물의 항균 활성을 평가하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 항균 활성 평가에 사용된 균주로는, 그람 음성균으로 Escherichia coli KCTC 1682, Proteus vulgaris KCTC 2433, Pseudomonas aeruginosa KACC 10186, Salmonella typhimurium KCTC 1926을 사용하였고, 그람 양성균으로는 Staphylococcus aureus KCTC 1916, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Listeria monocytogenes KACC 10550, Bacillus subtilis KCTC 1924를 사용하였다. 한편, 항진균 활성 평가를 위해서는 Saccharomyces cerevisiae IF0 0233 및 캔디다증 진균감염증 원인균 Candida albicans KCTC 1940을 사용하였다.
먼저, 항세균 활성 평가의 경우, Nutrient broth(Difco Co., USA)에 각각의 세균을 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양한 후, 각 균주를 O.D.600 0.1로 조정하여 Nutrient agar(Difco Co., USA) 배지를 포함하는 멸균 petri dish(90mm, 녹십자, 한국)에 100μl씩 도말하고, 각각의 시료 5μl를 멸균 disc-paper(지름 6.5mm, Whatsman No. 2)에 가하여, 37℃에서 24시간 동안 배양하였으며, 진균의 경우에는, Sabouraud dextrose(Difco Co. USA)를 이용하여 동일한 방법으로 30℃에서 24시간 동안 배양 후, 생육저지환의 크기를 측정하여 항균활성을 평가하였다. 대조구로는 항세균제인 엠피실린(ampicillin)과 항진균제인 마이코나졸(miconazole, Sigma Co., USA)을 각각 1μg/disc 농도로 사용하였으며, 생육저지환의 크기는 육안으로 생육이 나타나지 않는 부분의 지름을 mm 단위로 측정하였고, 3회 이상 평가 후 대표 결과로 나타내었다.
Figure 112017087272873-pat00002
그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 항세균 활성 대조구로 사용된 엠피실린(1μg/disc)의 경우 대장균(E. coli)과 녹농균(P. aeruginosa)을 제외한 모든 세균에 8.0~30.0mm의 생육억제환을 나타내어 강력한 항세균 활성을 확인하였으며, 항진균제인 마이코나졸(1μg/disc)의 경우, C. albicans 및 S. cerevisiae에 대해 각각 15mm 및 16mm의 생육억제환을 나타내었다. 한편, 거피 생강의 지하부 및 지하부의 껍질 추출물은 500μg/disc 농도에서 Proteus vulgaris를 제외한 모든 시험 세균에 대해 전혀 항균 활성이 인정되지 않았으며, 사용된 진균에 대해서는 모두 항균 활성이 나타났다. 따라서, 상기 농도에서 거피 생강의 지하부 및 지하부의 껍질 추출물은 항진균 활성이 우수함을 알 수 있었다. 반면, 생강잎 및 생강싹 추출물은 500μg/disc 농도에서 항진균 활성은 전혀 나타나지 않았으며, 생강잎 추출물의 경우, Staphylococcus aureus에 대해서만 항세균 활성이 나타났다. 생강싹 추출물의 경우 500μg/disc 농도에서, 거피 생강의 지하부, 지하부의 껍질 추출물 및 생강잎 추출물과 달리 강력한 그람 양성 세균에 대한 항세균 활성이 나타났으며, 그람 음성 세균인 Proteus vulgaris에 대해서도 우수한 항세균 활성을 나타내었다. 이러한 결과는 생강싹 추출물이 다양한 그람 양성 세균의 제어에 효율적으로 적용할 수 있음을 의미하고 있다.
실시예 3: 생강싹 추출물로부터 순차적 유기용매 분획물의 제조 및 이들의 유용성분 분석
상기의 결과를 기초로 생강싹 에탄올 추출물을 대량으로 조제한 후, 이를 대상으로 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적 유기 용매 분획하였으며, 최종적으로 물 잔류물을 회수하였다. 유기 용매 분획 효율 및 성분 분석 결과는 표 3에 나타내었다. 성분 분석은 실시예 1의 방법과 동일하게 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 당 및 환원당 함량을 측정하였다.
Figure 112017087272873-pat00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 생강싹 추출물의 분획물 중 물 잔류물이 50.1%로 분획 효율이 가장 높았으며, 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물은 각각 추출물의 25.4% 및 26.6%를 차지하였다. 반면, 헥센 분획물은 추출물의 4.2%이 차지하여 생강싹 추출물이 생강 추출물과는 달리 지용성 오일 성분은 매우 낮은 상태임을 알 수 있었다. 따라서, 100g의 건조 생강싹으로부터 헥센 분획물은 0.16g, 에틸아세테이트 분획물은 1g을 회수할 수 있었다.
분획물의 성분 분석 결과, 총 폴리페놀 함량은 특이하게도 헥센 분획물에서 가장 높았으며, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 잔류물 순으로 나타났다. 또한, 총 플라보노이드 함량 역시 헥센 분획물에서 가장 높았으며, 특이하게 에틸아세테이트 분획물에서는 거의 검출되지 않았다. 반면, 총 당 및 환원당 함량은 각각 부탄올 분획물 및 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 따라서, 생강싹 추출물의 헥센 분획물 및 에틸아세테이트 분획물은 페놀성 배당체가 주요 성분으로 예상되며, 다양한 생리 활성을 나타내리라 판단되었으며, 실제 강력한 항산화 활성을 나타냄을 확인하였다.
실시예 4: 생강싹 추출물의 순차적 유기용매 분획물의 항균활성 평가
상기 실시예 3에서 조제한 생강싹 에탄올 추출물의 순차적 유기 용매 분획물들을 대상으로 항균 활성을 평가하였으며, 그 결과는 표 4에 나타내었다.
Figure 112017087272873-pat00004
표 4에 나타낸 바와 같이, 항세균 활성 대조구로 사용된 엠피실린(1μg/disc)과 항진균제인 마이코나졸(1μg/disc)은 대장균(E. coli)과 녹농균(P. aeruginosa)을 제외한 세균에 대한 강력한 항세균 및 항진균 활성을 나타내었다. 생강싹 에탄올 추출물의 분획물 중 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물은 에탄올 추출물과 유사한 항세균 활성을 나타내었다. 상기의 결과는 생강싹 추출물 및 이의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물은 식중독 유발균, 병원성 균들의 제어에 효과적으로 이용 가능함을 제시하고 있다.
실시예 5: 생강싹 추출물 및 이의 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물의 산 및 열 안정성 평가
실시예 3에서 얻은 생강싹 에탄올 추출물 및 이의 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물을 대상으로 항균 활성에 대한 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 상기 시료들은 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서 1시간 처리시 항균 활성의 심각한 감소가 나타나지 않아 높은 열 및 산 안정성을 나타내었다. 따라서, 상기의 생강싹 추출물 및 활성 분획물들은 다양한 식품 가공 공정하에서도 우수한 항균 활성을 유지할 것으로 예상된다.

Claims (5)

  1. 생강싹(Sprout of Zingiber officinale) 추출물을 포함하는 항균 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 생강싹 추출물은 생강싹 에탄올 추출물인 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 생강싹 추출물은 생강싹 에탄올 추출물의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물인 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항균 조성물은 그람 양성 세균(Gram-positive bacteria)에 대한 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
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