KR102238305B1 - 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물 - Google Patents

근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물에 관한 것으로, 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용 및 길경을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 6가지의 약재를 이용함으로써 조성물의 품질을 유지하는데 유리하고, 근육의 글리코겐 함량을 증가시켜 근육의 지구력을 향상시키고 피로를 감소시킬 수 있다.

Description

근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물 {Infusion composition that improves physical strength for improving muscle endurance and relieving fatigue}
본 발명은 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 근육의 글리코겐(glycogen) 함량을 증가시켜 근육의 지구력을 향상시키고 피로를 감소시킴으로써 운동능력을 증진시킬 수 있는 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.
다양한 천연 식료품의 운동 성능의 효과 개선은 스포츠와 건강관리 산업에서 큰 각광을 받고 있다. 신체 운동시 근육의 수축은 피로와 탈진을 유발하는 힘 또는 동력, 대사산물과 열을 발산한다. 피로는 지구력 수용, 운동성능, 운동 강도에 부정적 효과를 미치는 육체적 또는 정서적 탈진으로 분류된다. 힘든 일이나 극심한 운동은 체내 산화 스트레스 수치를 높이는 활성산소 생성 및 축적에 영향을 미친다. 다양한 천연 식품 원천의 추출물은 운동 능력 향상과 신체 피로 회복을 돕는 잠재적 운동 보조제로서 연구되어 왔고 펩티드, 다당류, 플라보노이드 및 테르펜과 같은 운동 보조제들이 약초를 원료로 하고 있다.
근지구력은 운동능력의 향상과 밀접한 관계가 있고, 부족시 피로로 이어질 수 있다. 피로는 크게 정신적, 육체적 피로로 나누어지며 일반적으로 육체적 피로는 근 수축 활동에 요구되는 힘을 충분히 발휘 또는 유지하지 못하는 상태, 과로 또는 에너지 고갈로 인해 휴식에 의해 회복되지 않을 만큼 신체적 또는 정신적 능력이 감소한 상태, 작업 능률 또는 운동 수행 능력이 저하된 상태로 정의된다. 피로의 증상은, 나른함, 지침, 기진맥진함, 졸림, 집중력 저하, 두통, 근육통 등이 알려져 있다.
일반적인 육체적 피로의 원인은 체내에 저장되어 있는 에너지원의 결핍 또는 이용 불능, 대사 작용에 의한 활성 산소 등 피로 물질의 축적, 체내의 항상성 실조 등이 알려져 있다. 특히 활성 산소는 대사작용에 의해 생성되어, 과도한 신체활동, 과한 정신적/육체적 스트레스 등에 의하여 발생이 더 증가하는 것으로 밝혀졌다. 한편, 피로는 한가지의 요인으로 생기는 것이 아니라 다양한 요인이 복합적으로 작용하여 발생하는 경우가 많다.
육체적 피로의 회복을 위해서는 충분한 에너지원의 공급과 휴식, 체내 피로물질의 생성 억제 및 제거 등이 요구되나, 실제로 바쁜 현대사회에서 충분한 영양섭취와 휴식은 이루어지고 있지 않다. 따라서, 피로를 회복시켜 주거나 억제시켜 줄 수 있는 물질의 개발이 필요하다.
이와 같은 요구에 부응하여 다양한 종류의 천연 약재를 이용한 근지구력 향상 혹은 피로 회복용 조성물이 개발되어 왔다. 본 발명자는 ‘특허문헌 1’에 기재된 바와 같이 스포츠 기능성 식품을 출원한 바 있다. 구체적으로 ‘특허문헌 1’은 “백작약 1 중량부에 대해 대추 0.3~1 중량부, 녹용 0.3~1 중량부, 숙지황, 황기, 당귀, 천궁, 사인, 우슬, 두충, 속단, 맥문동, 및 생강을 각각 0.1~1 중량부, 계피 및 감초를 각각 0.05~1 중량부, 그리고 오미자 0.01~1 중량부의 생약 추출물을 포함하는 스포츠 기능성 식품”으로 구성된다. 이에 따라, 유산소 운동 능력을 향상시킬 뿐만 아니라 운동시 락테이트 생성을 억제하고 운동 시 생성된 락테이트의 분해를 촉진함으로써 운동 시 피로의 예방 및 회복에 효과가 있고, 또한 전해질 항상성을 유지하는 효과가 있어, 유산소 운동을 포함한 각종 스포츠 활동의 전후에 유익하게 음용할 수 있는 스포츠 기능성 식품으로서 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 최근에는 종래의 당귀 추출물, 천궁 추출물 및 작약 추출물을 포함하는 피로 회복 또는 운동 수행능력 증진용 조성물(‘특허문헌 2’참조)이 개시된 바 있다. 구체적으로 ‘특허문헌 2’은 “피로 회복 또는 운동 수행능력 증진용 식품 조성물로서, 상기 조성물은, 유효성분이 당귀, 작약 및 천궁 중량비가 1:1:1인 열수 추출물 및 그 에탄올 다당체 분획물로 이루어지며, 상기 열수 추출물과 에탄올 다당체 분획물은 65:35의 중량비이고, 상기 조성물은 하기 중 하나 이상의 특성을 포함하는 피로 회복 또는 운동 수행 능력 증진용 식품 조성물: i) glucose 증가; ii) glycogen 증가; iii) LDH(lactate dehydrogenase) 감소; iv) MDA(malondialdehyde) 감소; v) GPx (Glutathione Peroxidase) 증가; vi) Nrf-2(Nuclear factor erythroid 2-related factor-2) 증가; 및 vii) HO-1(Heme oxygenase-1) 발현 증가”와 같이 구성되어 있다. 이에 육체 피로 및/또는 운동 수행능력 증강에 관여하는 다양한 인자를 다각적으로 조절하여 육체 내 누적된 피로를 효과적으로 개선시킬 수 있으며, 더 구체적으로, Nrf-2 경로를 활성화시켜, HO-1의 발현을 증가시키는 결과, 피로 및/또는 운동 수행능력 증강과 관련된 인자들을 효과적으로 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한, 천연물인 식물 추출물 또는 그 분획물을 유효성분으로 포함하므로, 인체에 전혀 무해하여, 안전하게 사용할 수 있는 효과가 있다.
그러나, ‘특허문헌 1’은 사용되는 약재가 많은데 비해 효과가 매우 우수하다고 보긴 어렵고, 많은 약재 수로 인하여 약재의 수급을 일정하게 유지하기 어려운 문제가 있다.
KR 10-0714464 B1 (2007. 05. 04.) KR 10-2188238 B1 (2020. 12. 08.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 사용되는 약재를 감소시키고, 근육의 지구력 및 체력을 증진시킬 수 있는 약재를 더 부가함으로써 더욱 효과적으로 근육의 지구력을 증진시키면서 피로를 감소시켜 운동능력을 향상시킬 수 있는 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물은 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용 및 길경을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 상기 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용과, 상기 길경은 중량비 기준으로 5:1 내지 2.5:1 비율로 혼합되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 상기 작약, 황기, 당귀, 천궁 및 녹용은 중량비 기준으로 5:4:4:4:3 비율로 혼합되는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 상기 조성물은 두충, 속단, 우슬 및 오미자를 더 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물의 제조방법은, 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용 및 길경에 정제수를 넣고 2시간 동안 100℃의 온도로 가열하는 단계; 및 상기 가열이 완료된 혼합물의 고형물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 따른 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물은 6가지의 약재를 이용함으로써 조성물의 품질을 유지하는데 유리하고, 근육의 글리코겐 함량을 증가시켜 근육의 지구력을 향상시키고 피로를 감소시킬 수 있다.
도 1은 한약 추출물이 쥐의 강제 수영 능력에 미치는 영향을 나타내는 그래프
도 2는 한약 추출물이 강제 수영 시험 후 혈청 글리코겐에 미치는 영향을 나타내는 그래프
도 3은 한약 추출물이 강제 수영 시험 후 혈청 BUN에 미치는 영향을 나타내는 그래프
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 실험예는 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 조성물은 약학 조성물일 수 있다.
경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제 및 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 단삼 추출물에 적어도 하나 또는 그 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스 및 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다.
경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은 식품 조성물일 수 있다. 가령, 각종 식품류, 음료, 껌, 차 또는 비타민 복합제 등이 이에 해당될 수 있다.
특히, 기능성 음료로 이용될 경우, 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이 있다. 이외에 향미제로써 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 더 함유할 수 있다.
실시예 1.
작약 10g, 황기(4년) 8g, 당귀(참) 8g, 천궁 8g, 녹용(뉴자분골) 6g 및 길경(3년) 8g으로 이루어진 한약재 48g에 250ml의 정제수를 넣고, 2시간 동안 100℃의 온도로 가열한 뒤 고형물을 제거하여 100ml의 추출물을 얻었다.
실시예 2.
작약 8.75g, 황기(4년) 7g, 당귀(참) 7g, 천궁 7g, 녹용(뉴자분골) 5.25g 및 길경(3년) 14g으로 이루어진 한약재 49g에 250ml의 정제수를 넣고, 2시간 동안 100℃의 온도로 가열한 뒤 고형물을 제거하여 100ml의 추출물을 얻었다
실시예 3.
작약 12g, 황기(4년) 10g, 당귀(참) 10g, 천궁 10g, 녹용(뉴자분골) 8g, 길경(3년) 8g, 두충(초) 4g, 속단 4g, 우슬(회) 4g 및 오미자(국) 4g으로 이루어진 한약재 74g에 370ml의 정제수를 넣고, 2시간 동안 100℃의 온도로 가열한 뒤 고형물을 제거하여 100ml의 추출물을 얻었다.
비교예.
작약 12g, 황기(4년) 10g, 당귀(참) 10g, 천궁 10g 및 녹용(뉴자분골) 8g으로 이루어진 한약재 50g에 250ml의 정제수를 넣고, 2시간 동안 100℃의 온도로 가열한 뒤 고형물을 제거하여 100ml의 추출물을 얻었다.
이하의 실험예들에서 산출된 결과는, 날짜는 평균 ± SEM으로 표시되고 t- 테스트 또는 양방향 반복 측정 분산 분석 (ANOVA) 및 Tukey 방법을 사용한 사후 테스트로 분석되었다. 통계적 유의성은 p≤0.05에서 고려되었다.
실험예 1. 동물시험 준비
성체 수컷 스프라그-돌리 랫드(Sprague-Dawley rat, 체중 270-320g)는 대한 동물 서울에서 분양하였다. 랫드는 12-낮-밤 주기(오전 07:00에 켜짐)로 22±2℃의 실온에서 수용되었다. 모든 동물은 대구 한의대학교 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 규정에 따라 처리되었다.
실험예 2. 강제 수영 테스트
2-1. 실험준비
랫드는 25±5℃ 온도로 유지된 담수가 채워진 플라스틱 용기(30x30x80cm)에 보관되었고, 이 용기는 약 60cm 깊이로서 랫드가 꼬리를 바닥에 닿게 함으로써 스스로를 지탱할 수는 없었다. 유리 막대(체중의 10 %)를 쥐 꼬리의 근위 부분에 놓았다. 수영 세션이 끝나면 랫드를 물에서 꺼내고 종이 타월로 말려서 집에 다시 넣었다. 총 수영 시간은 물에 빠진 순간부터 물에 빠져 익사함으로써 증명되는 완전히 탈진된 상태까지 계산되었다.
2-2. 실험결과
Figure 112021016954350-pat00001
실험 결과는 표 1 및 도 1에 도시되어 있다. 이를 참고하면, 실시예 2의 경우 수영시간이 6일차까지 점차적으로 증가하는 경향을 보이다 7일차에 6일차 대비 약 30% 이상 증가한 다음, 이후부터는 이 수준을 유지하였다. 반면, 비교예의 경우 2일차에 강제수영시간이 증가하였으나, 4일차부터는 수영시간이 감소하고, 감소된 상태를 유지하는 경향을 보였다. 실시예 1의 경우 1일차 대비 수영시간이 증가되긴 하였으나, 비교예와 비교 시에는 유의적인 수준은 아닌 것으로 확인되었으며, 실시예 3의 경우에도 유사하였다. 이를 통해 실시예 2에 따른 추출물을 섭취한 랫드의 수영 시간이 가장 향상된 것을 알 수 있고, 이는 지구력의 향상을 의미한다.
실험예 3. 조직 글리코겐 함량 분석
3-1. 실험 준비
혈청을 채취 한 후, 간(liver)과 가자미근(soleus muscle)을 신속하게 절개하여 액체 질소에서 냉동하고 분석할 때까지 -80 ℃에 보관했다. 각 샘플은 2.0M HCl에서 100℃의 온도로 1 시간 동안 끓였다. 짧게 원심 분리한 후, 샘플은 2.0M NaOH로 가수 분해 생성물로 중화시키고, 다시 3000rpm에서 10분 동안 원심분리 하였다. 글리코겐 수치는 화학 분석기(VetTest 8008, MEDEXX, Korea)를 사용하여 측정하였다.
3-2. 실험 결과
글리코겐이 다량 소비되면 신체의 움직임 능력이 저하된다. 신체적인 피로가 쌓이게 되면 운동 중 에너지 부족을 초래하게 된다. 특히 해당작용(glycolysis)의 주원료는 간과 근육에 저장된 글리코겐이며 이는 에너지 생산을 위한 이용 가능한 자원으로 분류되어 그 양은 직접적으로 운동능력에 영향을 미친다. 글리코겐의 비축량이 많을 수록, 운동 능력을 향상시켜 운동 피로의 발생을 지연시킬 수 있다.
도 2를 참고하면, 실시예 1 및 실시예 2의 경우 근육 내 글리코겐의 함량이 대조군과 비교 시 각각 약 87% 및 약 80% 증가된 것을 확인하였으며, 비교예와 비교 시 각각 약 47% 및 약 40% 증가된 것을 확인하였다. 이를 통해 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 가자미근 내의 글리코겐의 함량 증가로 근육 피로를 감소시키고 운동능력을 향상시키며, 이에 따라 근육의 지구력을 향상시키는 것을 알 수 있다.
실험예 4. 혈액 생화학적 매개 변수 분석
4-1. 실험준비
이소플루란 마취(isoflurane anesthesia)하에, 부 대동맥에서 혈액을 채취하고 3000rpm으로 4 ℃에서 10분 동안 원심 분리하여 혈청을 준비하고 초저온 냉동고에서 -80 ℃의 온도로 보관했다. 화학 분석기(VetTest 8008, MEDEXX, Korea)를 사용하여 BUN 수치를 측정했다.
4-2. 실험결과
요소는 간에서 단백이 분해될 때 생기는 노폐물로, 혈액을 통해 신장에 도달하여 소변으로 배출된다. 몸 안에서 생산된 요소의 대부분은 신장에서 제거되므로 혈액 속의 요소질소 농도를 확인함으로써 신장 기능을 확인할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 실시예 1 내지 3의 BUN(Blood Urea Nitrogen) 수치에 유의미한 차이가 없는 것으로 확인되었고, 이를 통해 본 발명에 따른 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물이 신장에 안전한 약물임을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용 및 길경을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물에 있어서,
    상기 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용과, 상기 길경은 중량비 기준으로 5:1 내지 2.5:1 비율로 혼합되고,
    상기 작약, 황기, 당귀, 천궁 및 녹용은 중량비 기준으로 5:4:4:4:3 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 따른 조성물의 제조방법에 있어서,
    상기 제조방법은,
    상기 작약, 황기, 당귀, 천궁, 녹용 및 길경에 정제수를 넣고 2시간 동안 100℃의 온도로 가열하는 단계;
    상기 가열이 완료된 혼합물의 고형물을 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 근육의 지구력 향상 및 피로 해소용 기능성 식품 조성물의 제조방법.
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