KR102186505B1

KR102186505B1 - 저온추출 자색고구마 조성물 및 이의 용도

Info

Publication number: KR102186505B1
Application number: KR1020180005766A
Authority: KR
Inventors: 손호용; 정우석
Original assignee: 재단법인 한국천연색소산업화센터; 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2020-12-03
Also published as: KR20190087233A

Abstract

본 발명은 저온추출 자색고구마(Ipmoea batatas L. Lam) 조성물의 제조 방법, 상기 방법에 의하여 제조되는 저온추출 자색고구마 및 이의 용도에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수세 정선된 자색고구마를 세절하고, 이를 50~70℃의 열수로 추출한 후, 냉각 및 농축하여 자색고구마 농축액을 조제하고, 상기 자색고구마 농축액에 정제수를 가하여 최종 25~35브릭스로 조절하여 제조되는 자색고구마 조성물의 제조 방법과 상기 제조 방법에 의한 저온추출 자색고구마 조성물 및 상기 자색고구마 조성물을 포함하는 항산화 활성 및 항혈전 활성을 갖는 식품 및 의약 조성물과 건강 기능 식품에 관한 것이다. 본 발명의 저온추출법에 의한 자색고구마 조성물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 조성물의 당도가 30브릭스로 조정되어 관능성이 우수하면서, 항산화 활성이 강력하며, 혈전 생성 관련 효소 저해 및 혈액 응고 인자의 저해에 의한 항응고 활성 및 혈소판 응집저해 활성을 나타냄과 동시에, 인간 적혈구에 대한 용혈 활성을 전혀 나타내지 않고, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 혈전 생성 관련 효소 및 혈액 응고인자 저해 효과의 손실이 나타나지 않으므로, 산화적 스트레스에 의한 각종 성인병과 혈행 개선을 통해 허혈성 뇌졸중 및 출혈성 뇌졸중과 같은 혈전증의 예방 및 치료용으로 사용할 수 있을 것으로 기대되며, 상기 유효성분은 추출액, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 식품 산업 및 제약 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

저온추출 자색고구마 조성물 및 이의 용도{THE PURPLE SWEET POTATO COMPOSITION MANUFACTURED BY LOW TEMPERATURE EXTRACTION METHOD AND THE USE THEREOF}

본 발명은 저온추출 자색고구마(Ipmoea batatas L. Lam) 조성물의 제조 방법, 상기 방법에 의하여 제조되는 저온추출 자색고구마 및 이의 용도에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수세 정선된 자색고구마를 세절하고, 이를 50~70℃의 열수로 추출한 후, 냉각 및 농축하여 자색고구마 농축액을 조제하고, 상기 자색고구마 농축액에 정제수를 가하여 최종 25~35브릭스로 조절하여 제조되는 자색고구마 조성물의 제조 방법과 상기 제조 방법에 의한 저온추출 자색고구마 조성물 및 상기 자색고구마 조성물을 포함하는 항산화 활성 및 항혈전 활성을 갖는 식품 및 의약 조성물과 건강 기능 식품에 관한 것이다.

산소 호흡을 하는 생명체는 산화적 스트레스를 피할 수 없으며, 이러한 산화적 스트레스는 발암, 노화, 염증 반응 등의 다양한 질병과 연관되어 있다. 따라서, 이러한 산화적 스트레스를 제거하기 위한 다양한 항산화제가 개발되어 왔으며, 대표적으로 비타민 C와 BHT(butylated hydroxy toluene), tocopherol, cysteine, glutathione 등이 알려져 있다. 그러나, 기존의 화학합성 항산화제의 잠재적 위험성과 항산화제 공급의 경제적 어려움이 증가되면서 소비자들은 값싼 천연재료 유래의 항산화제를 원하게 되었고, 경제성과 안전성이 확보된 새로운 강력한 항산화제의 필요성은 지속적으로 증가되고 있다.

또한, 인체 구성 성분으로서의 혈액은 산소, 영양분, 노폐물의 운반 기능과 완충 작용, 체온 유지, 삼투압 조절 및 이온 평형 유지, 수분 일정 유지, 액성 조절 작용, 혈압의 유지 및 조절, 생체 방어 등 다양한 중요 기능들을 가지고 있다. 정상적인 혈액 순환은 체내에서의 혈액 응고 반응계와 혈전 용해 반응계가 상호 보완적으로 조절되면서 혈액 순환을 용이하게 하며, 이들 중 혈액 응고 반응계의 기작은 혈관벽에 혈소판이 점착, 응집하여 혈소판 혈전을 형성한 후, 혈액 응고계가 활성화되어 혈소판 응집괴를 중심으로 피브린 혈전이 형성되는 것으로 보고되어 있다. 한편, 피브린 혈전의 생성은 수많은 혈액 응고 인자들의 여러 단계 반응을 거쳐 피브린 응고에 관여하는 트롬빈이 활성화되어, 최종적으로 피브리노겐으로부터 피브린 단량체를 생성하게 하며, 피브린 단량체들은 칼슘에 의해 중합되어, 혈소판과 내피세포에 결합하게 되며 XIII 인자에 의해 교차 결합된 피브린 폴리머를 형성하면서 영구적인 혈전을 생성하게 된다. 또한, 트롬빈은 혈소판, V 인자, VII 인자들을 활성화시켜 혈액 응고 반응을 촉진시키는 등 혈전 생성에 중추적 역할을 하게 된다. 따라서, 트롬빈의 활성 저해물질은 과다한 혈액 응고 이상으로 발생하는 다양한 혈전성 질환에 매우 유용한 예방 및 치료제로 사용될 수 있다. 한편, 내인성 혈전 생성 경로에는 XII 인자, XI 인자, XII 인자, IX 인자, X 인자의 순차적 활성화에 이은 프로트롬빈의 활성화가 최종적으로 트롬빈을 활성화하는 것으로 알려져 상기의 혈액 응고 인자의 특이적 저해 역시 중요한 혈전성 질환 치료제의 개발 타겟이 되고 있으며, 외인성 혈전 생성경로의 경우, factor II (prothrombin), V 인자, VII 인자, X인자의 활성화에 따른 혈전생성이 알려져 있다. 현재까지, 혈전성 질환의 예방과 치료에 헤파린, 쿠마린, 아스피린, 유로키네이즈 등의 다양한 항응고제, 항혈소판제, 혈전용해제 등이 사용되고 있으나, 이들은 가격이 매우 높을 뿐 아니라, 출혈성 부작용과 위장 장해 및 과민 반응 등으로 그 사용이 한정되고 있는 실정이다.

한편, 자색고구마는 일반 고구마와 달리 강한 자색을 띈다. 이러한 자색의 주성분은 안토시아닌으로 알려져 있고, 이들 색소는 천연 식용 색소로서 널리 사용되고 있다. 안토시아닌은 약 300여종이 존재하며, 우수한 항산화 효과를 나타낸다고 알려져 있으며, 항균활성, 항고혈압 및 간 보호기능도 있는 것으로 알려져 있다.

자색고구마와 관련된 연구는 자색고구마의 재배, 추출물 제조, 가공품 개발 및 효능 연구 등 다양하게 진행되어 왔다. 특히, 자색고구마 추출물 및 분말을 조제하고 이를 부재료로 이용한 가공식품 개발은 지속적으로 진행된 바, 자색고구마 첨가 증편(최은실 외, 2017, Journal of the Korean Society of Food Culture 32: 323-331), 자색고구마 첨가 타르트(조만재 외, 2016, 한국식품조리과학회지 32: 677-685), 자색고구마 첨가 쨈(김예림 외, 2015, Journal of the East Asian Society of Dietary Life 25: 660-666), 자색고구마 첨가 소시지(이남례 외, 2015, 한국식품영양과학회지 44: 1317-1324), 자색고구마 첨가 청국장(이민지 외, 2014, 한국식품과학회지 46: 224-230), 자색고구마 발효 막걸리(천지은, 2013, 한국식품영양학회지 26: 29-34), 자색고구마 첨가 젤리(최은진 외, 2013, 한국식품과학회지 45: 47-52)등이 알려져 있다. 또한, 자색고구마 추출물 제조에 있어서는 안토시아닌 색소 추출에 주로 집중되어 있으며, 자색고구마 색소의 최적 추출 조건은 40℃로 알려져 있고, 추출 용매로는 1% citic acid를 포함하는 20% 에탄올 등이 적합하다고 보고하였다(이장욱, 2000. 한국식품영양과학회지, 29: 790-795; 김선재 1997. 한국식품과학회지 29: 492-496; 임종환 외, 2001. 한국식품과학회지 33: 808-811). 또한, 자색고구마 효능 평가의 경우, 추출물은 70% 에탄올 등 유기용매 추출물(공봉주 외, 2014, 대한화장품학회지, 40: 423-430)을 주로 조제하여 평가하여 왔다. 그러나, 상업화와 경제성을 위해서는 유기용매 추출보다는 열수 추출이 적합하며, 열수 추출의 경우 100℃에서 90분간 추출(이유진 외, 2015. Journal of nutrition and health 48: 1-8)이 주로 진행되고 있다.

한편, 자색고구마의 유용 생리활성으로는 항산화 활성(김수정 외, 2010, Agricultural research bulletin of Kyungpook National University 28: 25-29), 간 보호 효과(김현아 외, 2003, 한국식생활문화학회지, 18: 202-210), 혈압강하 효과(신지영, 2000, 원광대학교 석사논문), 항염증 및 미백효과(최재홍 외, 2011, 한국식품저장유통학회지 18: 414-422) 등이 알려져 있다.

자색고구마와 관련된 특허의 경우, 대한민국 등록특허 제10-1348965호에 [자색고구마 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물], 등록특허 제10-1210309호에 [자색고구마 추출물을 함유하는 간섬유증 예방 및 치료용 조성물], 등록특허 제10-0426562호에 [자색고구마 추출물을 유효 성분으로 하는 숙취 해독 및 알코올성 위궤양 개선용 식품 조성물]이 개시되어 있으며, 등록특허 제10-1136059호에 [자색고구마를 이용한 생리기능성 발효주와 그 제조방법]에 혈전용해 활성이 우수한 발효주 제조가 개시되어 있다. 또한, 공개특허 제10-2011-0131855호에 [자색고구마 추출물을 함유한 아토피용 화장품], 공개특허 제10-2016-0141234호에 [자색 고구마 추출물을 이용한 간 기능 개선용 조성물, 그를 이용한 건강 기능 식품 및 그의 제조 방법] 및 공개특허 제10-2014-0047416호에 [자색고구마 막걸리를 이용한 식초의 제조방법]이 알려져 있다.

KR

10-1136059

B

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 수세 정선된 자색고구마를 세절하고 이를 50~70℃의 저온에서 추출 및 냉각하고, 이를 농축하여 자색고구마 농축액을 조제하고, 이에 정제수를 가하여 최종 25~35브릭스로 조절하여 제조되는 자색고구마 조성물의 제조 방법과 상기 제조 방법에 따라 제조되는 저온추출 자색고구마 조성물 및 상기 저온추출 자색고구마 조성물을 포함하는 우수한 관능성과 항산화 활성 및 항혈전 활성을 갖는 식품 및 의약 조성물과 건강 기능 식품을 제공하고자 하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 자색고구마를 50~70℃의 열수로 추출한 후, 냉각 및 농축하여 자색고구마 농축액을 조제하고, 상기 자색고구마 농축액에 정제수를 가하여 최종 25~35브릭스로 조절하는 항산화 활성 및 항혈전 활성을 갖는 자색고구마 조성물의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 기재된 방법으로 제조되는 항산화 활성 및 항혈전 활성을 갖는 자색고구마 조성물을 제공한다.

상기 자색고구마 조성물은 식품 조성물 또는 의약 조성물인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 자색고구마 조성물을 포함하는 항산화용 건강 기능 식품을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 자색고구마 조성물을 포함하는 혈전증의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.

본 발명의 저온추출법에 의한 자색고구마 조성물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 조성물의 당도가 30브릭스로 조정되어 관능성이 우수하면서, 항산화 활성이 강력하며, 혈전 생성 관련 효소 저해 및 혈액 응고 인자의 저해에 의한 항응고 활성 및 혈소판 응집저해 활성을 나타냄과 동시에, 인간 적혈구에 대한 용혈 활성을 전혀 나타내지 않고, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 혈전 생성 관련 효소 및 혈액 응고인자 저해 효과의 손실이 나타나지 않으므로, 산화적 스트레스에 의한 각종 성인병과 혈행 개선을 통해 허혈성 뇌졸중 및 출혈성 뇌졸중과 같은 혈전증의 예방 및 치료용으로 사용할 수 있을 것으로 기대되며, 상기 유효성분은 추출액, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 식품 산업 및 제약 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 저온추출 자색고구마 조성물의 인간 혈소판 응집저해 활성을 나타낸 것이다. 여기에서, 1: 용매 대조구(DMSO), 2: 아스피린(0.25mg/ml), 3: 아스피린(0.125mg/ml), 4: 용매 대조구(물), 5: 저온추출 자색고구마 조성물의 1/10 희석액(3브릭스), 6: 저온추출 자색고구마 조성물(30브릭스)를 각각 나타낸다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 발명자들은 자색고구마 저온 열수 추출물을 대상으로 항산화 및 항혈전 효능을 검정하기 위하여, 일정 방법으로 조제한 자색고구마 조성물의 관능성, 항산화 및 항혈전 활성을 평가하여, 자색고구마 조성물이 관능성과 항산화 및 항혈전 활성이 우수함을 확인하였다. 상기 조성물은 인간 적혈구에 대해 용혈 활성은 전혀 나타내지 않으면서도, 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가짐을 확인함으로써 상기 조성물을 항산화 및 혈전증의 예방 또는 치료/개선용 약학 조성물 및 건강 기능 식품으로 활용하고자 하였다.

구체적으로, 본 발명자들은 민간에서 다양한 생리 활성이 있다고 알려진 자색고구마를 이용하여 항산화 및 혈전증의 예방 또는 치료/개선용 약학 조성물 및 건강 기능 식품을 개발하기 위하여, 수세 정선된 자색고구마를 세절하고 이를 50~70℃에서 저온 추출한 후, 이를 냉각 및 농축하여 자색고구마 농축액을 조제하고, 이에 정제수를 가하여 최종 25~35브릭스로 조절한 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물을 대상으로 항산화 활성 및 항혈전 활성을 평가하여, 상기 조성물이 우수한 관능성, 항산화 활성, 항혈전 활성이 나타냄을 확인하였다. 또한, 상기 조성물은 1mg/ml 농도에서도 인간 적혈구에 대한 용혈활성을 전혀 나타내지 않아 급성독성을 유발하지 않음을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 자색고구마를 50~70℃의 열수로 추출한 후, 냉각 및 농축하여 자색고구마 농축액을 조제하고, 상기 자색고구마 농축액에 정제수를 가하여 최종 25~35브릭스로 조절하는 항산화 활성 및 항혈전 활성을 갖는 자색고구마 조성물의 제조 방법을 제공한다.

이하에서는, 본 발명의 자색고구마 저온 열수 추출 농축액을 포함하는 자색고구마 조성물의 제조 방법 및 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 발명자들은, 바람직한 구체예로서, 정선, 세척된 자색고구마를 세절하는 단계: 세절된 자색고구마를 60℃에서 12시간 동안 저온 추출한 후, 이를 15℃로 냉각하고, 이를 감압농축하여 자색고구마 농축액을 조제하는 단계; 농축액에 정제수를 가하여 최종 30브릭스로 조절한 조성물을 조제하는 단계; 상기 조성물의 관능성, 항산화 활성 및 항혈전 활성 평가 및 조성물의 안정성 평가 단계의 실험들을 수행하였다.

본 발명에 의하면, 본 발명의 자색고구마 농축액을 포함하는 30브릭스 당도의 자색고구마 조성물은 1/10로 희석된 상태에서도 인간 혈소판 응집도 88%를 나타내었으며, 희석전 조성물은 64.5%의 응집도를 나타내어 매우 우수한 혈소판 응집저해 활성을 가짐을 보여주었다. 또한, 본 발명의 자색고구마 농축액을 포함하는 30브릭스 당도의 조성물은 1/10로 희석된 상태에서도 70%의 DPPH 음이온 소거능, 88.6%의 ABTS 양이온 소거능, 0.922(700nm 흡광도)의 환원력을 나타내어 매우 강력한 항산화 활성을 가짐을 보여주었다. 강력한 항산화 활성은 노화 억제, 항염증 등의 산화적 스트레스 완화에 기여함은 물론 혈전 생성 억제에도 기여하는 것으로 알려져 있다. 최근 혈전 생성에는 염증반응과 산화적 스트레스가 직접 관련되어 있음이 보고되어 있으며(Martinez M 등, 2013. Free Radio. Biol. Med. 65: 411-418), 산화적 스트레스는 fibrinogen의 구조적 변화를 유발하고, oxidized-fibrinogen, cysteine-modified fibrinogen의 증가는 다양한 심혈관계 질환과 밀접히 연관되어 있음이 알려져 있다(Bijak M 등, 2011. Fitoterapia 82: 811-817; Chen H 등, 2013. Thrombosis Res. 131: 173-177). 또한 본 발명의 조성물 내의 활성 성분은 혈장 내의 다양한 분해효소에 분해되지 않으며, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.

본 발명의 저온추출 자색고구마 조성물은 우수한 관능성뿐만 아니라, 항산화 활성 및 항혈전 활성을 가지므로, 본 발명의 저온 추출 자색고구마 조성물은 상기 활성을 갖는 식품 및 의약 조성물로서 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 자색고구마 조성물은 항산화용 건강 기능 식품 및 혈전증의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품으로서도 적용 가능하다.

항산화 활성과 관련된 질환들은, 예를 들어, 노화 방지, 염증 개선, 뇌혈관 질환의 개선, 심혈관 질환의 개선 등을 들 수 있다.

혈전증과 관련된 다양한 질환들은, 예를 들어, 동맥 혈전증으로서, 급성 심근 경색증, 가슴 통증, 호흡 곤란, 의식 소실, 허혈성 뇌졸중, 출혈성 뇌졸중, 두통, 운동 이상, 감각 이상, 성격 변화, 시력 저하, 간질 발작, 폐 혈전증, 심부정맥 혈전증, 하지 부종, 통증 및 급성 말초 동맥 폐쇄증 등을 들 수 있고, 정맥 혈전증으로서, 심부정맥 혈전증, 간문맥 혈전증, 급성 신장정맥 폐쇄증, 뇌 정맥동 혈전증 및 중심 망막정맥 폐쇄 등을 들 수 있다.

본 발명의 유효 성분을 포함하는 약학 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 약학 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 약학 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.

바람직한 구체예로서, 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 약학 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 혼합하여 제형화한다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 등과 같은 윤활제가 사용될 수도 있다.

바람직한 구체예로서, 경구용 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 예시될 수 있으며, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면, 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.

바람직한 구체예로서, 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액제, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제, 좌제 등을 예시할 수 있다. 비수성용제, 현탁제에는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 포함될 수 있다. 주사제에는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제, 방부제 등과 같은 종래의 첨가제가 포함될 수 있다.

본 발명의 유효 성분은 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 약학 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.

바람직한 구체예로서, 본 발명의 약학 조성물에서 유효성분의 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 약학 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(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학 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.

또한, 본 발명의 식품 조성물 및 건강 기능 식품은 항산화 및 항혈전의 예방 또는 개선에 효과적인 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.

본 발명의 유효성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 50중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100ml를 기준으로 0.02 내지 50g, 바람직하게는 0.3 내지 10g의 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 또는 글리시르히진과 같은 스테비아 등의 천연 향미제 및 사카린, 아스파르탐 등의 합성 향미제를 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 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 유효성분 100중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 구체예일뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1: 저온 추출 자색고구마 조성물의 제조

경북 안동산 자색고구마를 구입한 후 이물질을 제거하고, 선별한 후, 세절하고 이를 60℃에서 12시간 저온 추출한 후, 15℃로 냉각하고, 이를 감압농축하여 자색고구마 농축액을 조제였다. 조제된 농축액에 정제수를 가하여 최종 30brix로 조절한 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물은 관능성이 매우 우수하였으며, 35brix를 초과하는 경우에는 단맛과 고구마향이 너무 강하여 선호도가 낮았으며, 25brix 미만의 경우 역시 선호도가 낮게 나타났다. 또한, 20brix 이하의 경우 30brix 조성물보다 미생물 오염에 취약한 것으로 나타났다. 또한, 자색고구마 추출에 있어, 50℃ 미만에서는 추출효율이 감소하며, 70℃를 초과하는 경우에는 자색 색소의 파괴 및 열 손실이 나타나 최종적으로 60℃ 추출이 가장 바람직하며, 추출시간은 12시간이 가장 최적임을 확인하였다.

실시예 2: 저온 추출 자색고구마 조성물의 성분 분석

싱시예 1로부터 제조된 자색고구마 조성물의 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. 시료 대조구로는 유사한 시판 농축 스틱제품 2종을 사용하였다.

그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조성물은 총 폴리페놀 함량은 3.32mg/g, 총 플라보노이드 함량은 0.35mg/g으로 낮게 나타났으며, 총당은 240mg/g으로 매우 높게 나타났다. 환원당 함량은 104mg/g을 나타내어 전체 총당의 43%에 해당하였다. 그러나, 기존 시판 제품과 비교시 본 발명의 조성물은 높은 플라보노이드 함량이 특징적이었다.

실시예 3: 자색고구마 조성물의 항산화 활성

실시예 1에서 조제된 본 발명의 조성물의 1/10 희석액을 대상으로 항산화 활성을 평가하였으며, DPPH 음이온 소거능, ABTS 양이온 소거능 및 환원력을 평가하였다. 각각의 분석방법은 기존 보고와 동일하게 진행하였으며(김미선, 손호용, 2016. 한국생명과학회지 26: 1400-1408), 그 결과는 표 2에 나타내었다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 조성물은 기존 시판 제품보다 매우 강력한 항산화 활성을 나타내었으며, 특히, 유사한 총 폴리페놀 함량을 가진 시판 제품 2에 비해 1.67배의 DPPH 소거능 및 1.44배의 환원력을 나타내었다. 이러한 결과는 자색고구마의 저온 추출물이 우수한 항산화 활성물질을 포함하고 있음을 의미하며, 이러한 항산화 활성은 혈관내 혈전 생성 억제에 긍정적으로 기여하리라 판단된다.

실시예 4: 자색고구마 조성물의 혈액응고 저해활성 평가

실시예 1에서 조제된 본 발명의 조성물 1/10 희석액을 대상으로 혈액응고 저해활성(혈전생성 억제활성)을 평가하였으며, 기존에 보고된 방법(Sohn et al., 2004. Kor. J. Pharmacogn 35. 521; Kwon et al., 2004. J. Life Science, 14. 509-513; 류 등 2010. J. Life Science, 20. 922-928)과 동일하게, 트롬빈 타임, 프로트롬빈 타임, 에이피티 타임을 측정하여 평가하였다. 혈장은 시판 control plasma(MD Pacific Technology Co., Ltd, Huayuan Industrial Area, China)를 사용하였으며 트롬빈 타임, 프로트롬빈 타임과 에이피티 측정법은 다음과 같은 과정으로 수행되었다.

트롬빈 타임(Thrombin Time)

37℃에서 0.5U 트롬빈(Sigma Co., USA) 50μl와 20 mM CaCl₂ 50μl, 다양한 농도의 시료 추출액 10μl를 Amelung coagulometer KC-1A(Japan)의 튜브에 혼합하여 2분간 반응시킨 후, 혈장 100μl를 첨가한 후 혈장이 응고될 때까지의 시간을 측정하였다. 대조로는 아스피린(Sigma Co., USA)을 사용하였으며, 용매 대조구로는 시료 대신 DMSO를 사용하였다. DMSO의 경우 30.5초의 응고시간을 나타내었다. 트롬빈 저해 효과는 3회 이상 반복한 실험의 평균치로 나타내었으며, 트롬빈 저해 활성은 시료 첨가시의 응고시간을 용매 대조구의 응고시간으로 나눈 값으로 나타내었다.

프로트롬빈 타임( prothrombin time)

표준혈장(MD Pacific Co., China) 70μl와 다양한 농도의 시료액 10μl를 Amelung coagulometer KC-1A(Japan)의 튜브에 첨가하여 37℃에서 3분간 가온 후, 130μl의 PT reagent를 첨가하고 혈장이 응고될 때까지의 시간을 3회 반복한 실험의 평균치로 나타내었다. 대조로는 아스피린(Sigma Co., USA)을 사용하였으며, 용매 대조구로는 시료 대신 DMSO를 사용하였다. DMSO의 경우 16.7초의 응고시간을 나타내었다. 프로트롬빈 저해활성은 시료 첨가시의 응고시간을 용매 대조구의 응고시간으로 나눈 값으로 나타내었다.

aPTT (activated Partial Thromboplastin Time)

혈장 100μl와 다양한 농도의 시료 추출액 10μl를 Amelung coagulometer KC-1A(Japan)의 튜브에 첨가하여 37℃에서 3분간 가온한 후, 50μl의 aPTT reagent(Sigma, ALEXIN^TM ⁾를 첨가하고 다시 37℃에서 3분간 배양하였다. 이후 50μl CaCl₂(35mM)을 첨가한 후 혈장이 응고될 때까지의 시간을 측정하였다. 용매 대조구로는 시료 대신 DMSO를 사용하였으며, 이 경우 58.1초의 응고시간을 나타내었다. aPTT의 결과는 3회 반복한 실험의 평균치로 나타내었으며, 혈액응고인자 저해활성은 시료 첨가시의 aPTT를 용매 대조구의 aPTT로 나눈 값으로 나타내었다.

그 결과, 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 조성물은 다른 기존 제품에 비해 우수한 트롬빈 저해 및 프로트롬빈 저해를 나타내었다. 이때, 대조구로 사용된 아스피린은 1.5mg/ml 농도에서 트롬빈 타임, 프로트롬빈 타임, 에이피티 타임을 각각 1.49배, 1.37배 및 1.33배 연장시켰다. 이러한 결과는 본 발명의 조성물이 적어도 혈액응고를 촉진하는 활성은 없음을 확인할 수 있다.

실시예 5: 자색고구마 조성물의 혈소판 응집 저해 활성 평가

실시예 1에서 조제된 본 발명의 조성물 및 1/10 희석액을 대상으로 혈소판 응집저해 활성을 평가하여, 그 결과를 표 4 및 도 1에 나타내었다. 혈소판은 다양한 혈구세포와 함께 혈관을 순환하는 원반형의 작은 세포로서, 핵이 없는 대신 혈관손상보호 및 혈소판 응집과 관련된 다양한 물질을 고농도로 포함하는 cytoplasmic granule을 가지고 있으며, 혈관내벽의 손상이 나타나는 경우 응집인자들을 분비하고, 내피세포의 손상으로 노출된 collagen 등과 결합하여 1차 지혈 플러그(primary hemostatic plug)를 형성하여 혈전생성을 개시하는 중요한 세포이다. 따라서, 혈소판 응집저해는 혈전 생성을 방지하는 매우 중요한 활성이다. 혈소판 응집저해 활성은 다음의 방법에 준해 평가하였다.

혈소판 응집저해 활성(Platelet aggregation inhibition activity)

혈소판은 인간 농축혈소판을 사용하였으며, 이를 washing buffer(138mM NaCl, 2.7mM KCl, 12mM NaHCO₃, 0.36mM NaH₂PO₄, 5.5mM Glucose, 1mM EDTA, pH 6.5)로 1회 세척하였다. 이후, suspending buffer(138mM NaCl, 2.7mM KCl, 12mM NaHCO₃, 0.36mM NaH₂PO₄, 5.5mM Glucose, 0.49mM MgCl₂, 0.25% gelatin, pH 7.4)에 재 현탁한 후, 3,000rpm에서 10분간 원심분리한 후 다시 suspending buffer에 재 현탁하였으며, 이때 혈소판 수는 4x10⁹/ml이 되도록 조정하였다. 이후 1ml 현탁액에 2.5μl collagen을 가해 5분간 반응시키고, whole-blood aggregometer(Chrono-log, USA)를 사용하여 37℃에서 혈소판 응집을 측정하였다.

그 결과, 용매대조구인 DMSO의 경우 혈소판은 콜라겐 첨가에 의해 빠르고 강하게 응집이 나타났으며, 혈소판 응집저해제인 아스피린은 농도 의존적으로 혈소판 응집을 강력하게 저해하였다. 이때, 아스피린은 0.25mg/ml 농도에서 27.5%의 응집도, 0.125mg/ml 농도에서 58.3%의 응집도를 나타내어 임상에서 항혈전제로 사용되는 근거를 확인하였다. 한편, 본 발명의 조성물을 1/10로 희석한 시료를 사용한 경우, 혈소판 응집도는 88.7%를 나타내었으며, 조성물을 원액 그대로 시료로 사용한 경우, 64.5%의 응집도를 나타내었다. 시판 기존 제품들은 혈소판 응집에 전혀 영향을 미치지 않았다. 따라서, 본 발명의 조성물은 혈소판 응집을 농도 의존적으로 저해하여 우수한 항혈전 활성을 나타냄을 확인하였다.

실시예 6: 자색고구마 조성물의 인간 적혈구 용혈 활성 평가

자색고구마는 과거부터 식용으로 사용되어 온 바, 자색고구마의 저온 열수 추출물을 포함하는 본 발명의 조성물은 특이한 독성은 없을 것으로 판단된다. 본 발명의 조성물의 잠재적 급성 독성을 평가하기 위해 인간 적혈구 용혈 활성을 평가하였으며, 그 결과는 표 5에 나타내었다. 이때, 용혈 활성은 기존의 보고(정인창, 손호용, 2014년, Korean J. Microbiol. Biotechnol. 42: 285~292)에 준해 평가하였으며, 간단하게는 PBS로 3회 수세한 인간 적혈구 100μl를 96-well microplate에 가하고 다양한 농도의 시료용액 100μl를 가한 다음 37℃에서 30분간 반응시켰으며, 이후, 반응액을 10분간 원심분리(1,500rpm)하여 상등액 100μl를 새로운 microtiter plate로 옮긴 후 용혈에 따른 헤모글로빈 유출 정도를 414nm에서 측정하였다. 시료의 용매 대조구로는 DMSO(2%)를 사용하였으며, 적혈구 용혈을 위한 실험 대조구로는 Triton X-100(1mg/ml)를 사용하였다. 용혈 활성은 다음의 수식을 이용하여 계산하였다.

( % ) Hemolysis = [( Abs .S- Abs .C)/( Abs .T- Abs .C)] × 100

Abs. S : 시료 첨가구의 흡광도,

Abs . C : DMSO 처가구의 흡광도,

Abs . T : Triton X-100 첨가구의 흡광도.

먼저, 대조구로 사용된 DMSO와 증류수는 적혈구 용혈 활성이 없었으며, Triton X-100은 1mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다. 한편, 자색고구마 저온 열수 추출물을 포함하는 본 발명의 조성물과 시판 유사제품에서는 모두 용혈활성이 나타나지 않았다.

실시예 7: 자색고구마 조성물의 혈장, 산 및 열 안정성 평가

상기 실시예 1에서 조제된 본 발명의 조성물을 대상으로 항산화 및 혈소판 응집저해 활성에 대한 혈장 안정성, 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 상기 조성물은 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서의 1시간 처리, 혈장에서 1시간 처리시에도 항산화 및 혈소판 응집저해 활성의 소실이 없이 우수한 활성을 유지하였다.

Claims

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자색고구마를 50~70℃의 열수로 추출한 후, 냉각 및 농축하여 제조되는 자색고구마 추출 농축액을 유효성분으로 함유하는 혈소판 응집 저해제.
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