KR102271528B1 - 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 비만 또는 당뇨 예방 및 치료용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 비만 또는 당뇨 예방, 개선 및 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말은 지방세포의 분화 및 지방생성을 억제하고, 당뇨 질환을 유발하는 염증성 사이토카인 발현을 억제하는 효과가 있으므로, 당뇨 또는 비만의 예방, 개선 또는 치료용 약학적 조성물, 건강기능식품 조성물, 건강식품 조성물 및 식품 조성물로 유용할 수 있다.

Description

유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 비만 또는 당뇨 예방 및 치료용 조성물{Composition for preventing and treating of obesity or diabetes comprising stevia powder coated with lactic acid cell lysate}
본 발명은 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 비만 또는 당뇨 예방, 개선 및 치료용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방, 개선 또는 치료용 약학적 조성물, 건강기능식품 조성물 및 건강식품 조성물에 관한 것이다.
현재 유산균을 이용한 기능성증진 및 질병 예방에 관한 연구의 대부분은 장내균총의 변화를 유도하기 위한 프로바이오틱스의 개념으로 주로 살아있는 상태의 유산균을 이용하는 것이었다. 국내에서는 아직 유산균 사균체에 대한 소비자 인식이 부족하고, 유산균 제조업체에서도 사균에 대해 정보가 부족한 것이 현실이다. 특히 유산균 사균체는 체내에 효과가 없을 것이라고 생각하는 소비자, 제조업자, 연구자들이 많기 때문에 유산균의 사균 또는 파쇄물 형태로 적용된 연구는 상대적으로 미미한 것으로 파악되고 있다.
유산균 사균체는 생균의 장점을 가지면서도 가열처리를 통해 살균된 유산균의 유통이 생균에 비해 훨씬 유리하며, 위산 등의 위장관 환경(gastointestinal environment)에도 영향을 받지 않아 안전하게 장관으로 이동할 수 있는 장점을 가지고 있다. 2009년 Nutrition Reviews에 발표된 논문에 의하면, “프로바이오틱스의 안전한 이용을 위해 될 수 있으면 죽인 균(slain bacteria), 즉 사균체(microbial carcass)를 이용할 것”을 제안하면서 프로바이오틱스는 관습적으로 살아있어야만 생리활성을 가진다는 생각들이 퇴출되어지고 있는 상황이다.
살아있는 유산균은 장에 정착하고 개체 수를 늘려 유해균과 경쟁하여 장내균총을 정상화하는 것으로 알려져 있는데 반해, 사균은 장내에 존재하는 유익균의 먹이로서 프리바이오틱스(prebiotics)의 역할을 통해 기능성을 나타낸다고 알려져 있는데, 실제로 사균체의 섭취는 Bifidobacteria 및 Lactobacilli 등의 유익균의 빠른 생성 및 증식과 Enterobacteriae 등의 유해균의 증식지연 및 생장억제를 유도하여 장내균총을 정상화시킨다고 보고된 바 있다. 이러한 복합작용에 기인하여 유산균 사균체는 단독으로도 synbiotics로의 기능도 기대해 볼 수 있다.
이미 2012년 일본 유산균 시장은 생균 이외의 유산균 제품(사균 포함)이 전체 유산균 시장의 25%를 넘어섰다고 보고되었으며, 외국에 비해 유산균 사균체 연구가 부진한 국내에서도 다양한 유산균주의 사균체 연구를 통해 다양한 부가가치를 창출할 필요성이 대두되고 있다. 이러한 결과들을 통해 유추해볼 때, 유산균 사균체를 이용한 다양한 생리활성 소재의 연구개발은 산업적으로 매우 중요한 가치가 있을 것으로 기대되고 있다.
스테비아는 천연당이라 불리며 단 맛은 설탕의 200~300배 강한 반면 칼로리는 0에 가까워 설탕을 대체할 수 있는 물질이다. 전 세계적으로 비만, 당뇨 및 기타 합병증의 원인인 설탕의 소비를 줄이기위한 방법으로 스테비아의 사용을 권장하고 있다. 이에 따라 스테비아의 글로벌 시장은 2015년 3억 3천7백만 불을 기록하였으며 2016년부터 2024년 사이 년 6.1%의 성장률을 보일 것으로 전망되고 있다. 또한, 스테비아는 항산화 효능 등이 있다고 알려져 있다.
그러나 스테비아를 과다 섭취할 경우 복통이나 구토 등을 유발할 수 있다. 하루 권장량은 자신의 체중 kg 당 4 mg이며 체질에 따라서 알레르기 증상이 발생할 수 있고 임산부의 경우에는 전문의와 상담 후 섭취하는 것이 좋다.
한편, 사이토카인, 키모카인, 아디포 사이토카인과 같은 산화 스트레스(oxydative stress) 및 대사 스트레스(metabolic stress)에 의해 발생하는 전 염증 매개체(pro-inflammatory mediators)는 인슐린 신호전달 체계를 교란하여 인슐린의 발현을 억제 시키고 반면 인슐린 저항을 증가시킴으로써 제2형 당뇨를 발생시킨다. 전 염증 매개체의 증가는 고도한 영양에 의해 발생하는데, 혈중 글루코스(glucose)의 농도가 증가하여 전 염증 매개체의 전사 및 대사 경로를 활성화시키기 때문이다.
최근 조사된 성인 비만율은 OECD 평균 19.5%로, 1990년 이래 지속적인 증가세를 보이고 있다. 비만은 심혈관 질환과 당뇨병, 신장질환 등의 위험과 잠재수명손실 연수를 증가시키는 것으로 나타났으며, 2015년 비만으로 인한 사망자 수는 약 400만명에 달하는 것으로 조사되고 있다. 비만으로 인한 사회적 비용이 빠르게 증가함에 따라 각 국에서는 비만퇴치를 위한 재정적인 인센티브 부여, 비만 유발 음식료품의 조세 강화 등 다양한 국가차원의 비만관리대책을 마련하고 있다. 국민건강보험공단에 따르면 비만으로 인한 사회경제적 비용은 2018년 기준 연간 11조원을 상회한다고 보고된 바 있다.
다이어트 산업은 2016년 기준 연간 7조 6000억원이었으며, 이 중 다이어트 식품 및 기타 용품 시장의 규모는 약 42%인 연간 3조 2000억원 규모로 추산되고 있고, 다이어트 식품 관련 산업이 다이어트 시장 전체에서 가장 많은 규모를 차지하고 있다. 한국건강기능식품협회가 발간한 ‘2017 건강기능식품 시장 현황 및 소비자 실태조사’ 보고서에 따르면, 20~30대 여성이 가장 즐겨 찾는 건강기능식품은 다이어트 제품으로 파악됐으며, 이러한 다이어트 관련 식품시장은 비만 유병률의 증가와 함께 꾸준히 증가할 것으로 예상되고 있다. 이에 따라, 새로운 형태의 비만 예방 및 치료용 건강기능식품 및 의약품 소재에 대한 개발과 산업화가 크게 요구되어지고 있다.
본 발명자들은 김치유산균을 파쇄 및 동결건조하여 얻은 사균체, 즉, 김치유산균 파쇄체(이하 LAB-C)를 제조하였고, 상기 파쇄체 및 이를 이용하여 코팅된 스테비아가 지방생성을 억제하고, LPS에 의해 증가한 염증반응을 농도 의존적으로 억제시키는 항비만 및 항당뇨 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
한국공개특허 제10-2019-0114295호
본 발명의 목적은 당뇨 또는 비만의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 건강식품 및 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 파쇄체를 용매에 혼합하여 모액을 준비하는 단계(단계 2); 및 스테비아 분말에 상기 단계 3의 모액을 코팅하는 단계(단계 3);를 포함하는, 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말의 제조방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 건강식품 및 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말은 지방세포의 분화 및 지방생성을 억제하고, 당뇨 질환을 유발하는 염증성 사이토카인 발현을 억제하는 효과가 있으므로, 당뇨 또는 비만의 예방, 개선 또는 치료용 약학적 조성물, 건강기능식품 조성물, 건강식품 조성물 및 식품 조성물로 유용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(실시예 1, cell lysate) 및 생균체(비교예 1, live cell)의 처리농도에 따른 3T3-L1 지방전구세포의 생존율(%)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, cell lysate) 및 생균체(비교예 1, live cell)의 처리농도에 따른 지방 생성 정도(%)를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, L. plantarum K8) 및 다른 종류의 락토바실러스 플란타룸 파쇄체(비교예 2, L. plantarum)처리농도에 따른 지방 생성 정도(%)를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, LAB-C) 처리 농도별 지방분화 관련 유전자(PPARγ, C/EBPα 및 FABP4)의 단백질 발현량(%)을 나타낸 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, LAB-C) 처리 농도별 지방형성 관련 유전자(C/EBPβ, DLK1, KLF4, KLF5, KROX20 및 C/EBPδ)의 단백질 발현량(%)을 나타낸 결과이다.
도 6은 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, LAB-C) 및 이로 코팅된 스테비아(실시예 2, LAB-C 코팅 스테비아), 스테비아 및 LPS 처리에 따른 당뇨 유발 관련 유전자(TNF-α)의 단백질 발현량(pg/ml)을 나타낸 결과이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
당뇨 또는 비만의 예방 또는 치료용 약학적 조성물
본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8은 김치에서 분리된 균주인 것일 수 있고, 바람직하게는 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC: Korean Collection for Type Cultures)에 기탁하여 KTCT 10887BP의 수탁번호를 부여받은 락토바실러스 플란타룸 K8 균주일 수 있다.
본 발명에서, '락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체'란, 미립화된 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 사균체를 의미하는 것일 수 있고, 생균체를 파쇄 공정을 통해 사균체로 미립화하거나, 사균체 자체를 미립화하여 이용하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체는, 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1);를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 단계 1의 생균체 또는 사균체는 1×108 내지 1×1014 CFU가 되도록 수가 조정되는 것일 수 있고, 바람직하게는 1×1011 내지 1×1013 CFU, 더 바람직하게는 1×1012 내지 1×1013 CFU가 되도록 조정되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 생균체는 파쇄 전에 배양하여 균체를 수득하는 단계를 더 포함하여 준비되는 것일 수 있다. 이때, 상기 균체는 원심분리를 통해 회수되는 것일 수 있고, 상기 수득된 균체를 멸균 증류수로 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 약학적 조성물에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말은 하기의 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다:
락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 파쇄체를 용매에 혼합하여 모액을 준비하는 단계(단계 2); 및
스테비아 분말에 상기 단계 3의 모액을 코팅하는 단계(단계 3).
상기 단계 2의 스테비아를 코팅하기 위한 유산균 파쇄체 용액(모액)의 제조는 유산균 파쇄체의 용해도를 향상시키기 위해 유산균 파쇄체 용액을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 스프레이 용액에서 유산균 파쇄체 농도를 최대화하기 위해 용해도 향상제의 첨가가 이용 될 수 있다.
일 구체 예에서, 스프레이 용액(모액)은 스테비아에 대한 유산균 파쇄체의 접착력을 향상시키기 위해 약간의 당을 포함한다. 유산균 파쇄체 용액을 약 20 분 동안 80-10℃로 가열하여 분무 용액을 제조한다. 임의의 식품 등급의 접착력 향상 제가 유산균 파쇄체 용액과 조합 될 수 있다.
유산균 파쇄체 용액의 적용은 유동층 코팅 시스템 또는 초음파 코팅 공정의 사용에 의해 본 발명의 한 측면에 따라 달성된다. 원하는 코팅 특성을 달성하고 본 명세서에서 원하는 코팅 범위를 달성하기 위해 다른 공정이 개발 될 수 있다.
상기 단계 3의 코팅은 스프레이 분무법, 초음파 분무법, 스핀코팅법, 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소프린팅 및 리소프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법을 이용하여 이루어지는 것일 수 있고, 바람직하게는 스프레이 분무법을 이용하여 코팅이 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스프레이 분무법은 유동층 코팅 시스템에 의해 달성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시 예에서, 단계 3의 코팅은 유동층 프로세서에 의해 적용되는 것일 수 있으며, 유동층 프로세서 시스템은 챔버 내의 가열 된 공기를 순환시켜 스테비아 과립을 교반하고, 동시에 챔버의 바닥으로부터 유산균 파쇄체 용액(모액)을 가열 및 분무하여 스테비아 과립을 균일하게 코팅하는 것일 수 있다. 유산균 파쇄체 용액(모액)을 가열하면 용액의 최적 점도뿐만 아니라 용액이 과립에 쉽게 부착 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 단계 3은 건조 공정을 더 포함하는 것일 수 있다.
유산균 파쇄체 용액의 적용 후 과립(입자)을 건조시키는 것은 별도의 유동층 건조 장치 또는 건조 기능을 수행하도록 구성된 유동층 코팅 시스템을 이용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 코팅은 스테비아 분말 입자가 코어(core)에 위치되고, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8이 상기 스테비아 분말 입자를 둘러싼 쉘(shell)형태로 코팅되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 약학적 조성물에 있어서, 상기 당뇨는 염증 반응에 의해 유발되는 당뇨일 수 있다. 바람직하게는 제2형 당뇨인 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말은 지방세포의 분화 및 지방생성을 억제하고, 염증성 사이토카인 발현을 억제하여, 비만 또는 당뇨 질환을 예방, 개선 또는 치료할 수 있음을 확인하였다(실험예 1 내지 5 참조).
본 발명에 따른 약학적 조성물은 임상 투여시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여, 경피 투여, 국소 투여, 흡입 투여, 비강내 투여, 정맥내 투여, 진피내 투여, 복강내 투여, 주사 및 피하 주사용 제형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제형으로 투여되는 것일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조된다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환자, 산제, 과립제, 캡슐제, 트로키제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 본 발명의 왕불류행 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose) 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제, 크림, 겔, 스프레이, 점적제(drops) 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물의 인체에 대한 효과적인 투여량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 약 0.01-1000 mg/kg/일이며, 바람직하게는 0.1-500 mg/kg/일 수 있고, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 유효성분으로서 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말 이외에 공지된 비만 또는 당뇨 질환 치료제를 추가로 포함할 수 있고, 이들 질환의 치료를 위해 공지된 다른 치료와 병용될 수 있다.
락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말의 제조방법
또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 파쇄체를 용매에 혼합하여 모액을 준비하는 단계(단계 2); 및
스테비아 분말에 상기 단계 3의 모액을 코팅하는 단계(단계 3);를 포함하는,
락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 2는 파쇄체의 용해도를 향상시키기 위해 파쇄체 및 용매를 혼합한 용액을 80 내지 100℃의 온도로 5 내지 30분간 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 용액 내 파쇄체 농도를 최대화하기 위해 용해도 향상제를 추가로 첨가할 수 있고, 접착력 향상을 위한 당 또는 접착력 향상제를 추가로 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 상기 단계 3의 코팅은 스프레이 분무법, 초음파 분무법, 스핀코팅법, 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소프린팅 및 리소프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법을 이용하여 이루어지는 것일 수 있고, 바람직하게는 스프레이 분무법을 이용하여 코팅이 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스프레이 분무법은 유동층 코팅 시스템또는 초음파 코팅 시스템 사용에 의해 달성되는 것일 수 있고, 바람직하게는 유동층 유동층 코팅 시스템 사용에 의해 달성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 유동층 코팅 시스템은 챔버 내의 가열 된 공기를 순환시켜 스테비아 분말 과립을 교반하고, 동시에 챔버의 바닥으로부터 파쇄체 함유 모액을 가열 및 분무하여 스테비아 과립을 균일하게 코팅하는 것일 수 있다. 모액을 가열하면 용액의 최적 점도로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 용액이 과립에 쉽게 부착 될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 단계 3은 건조 공정을 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 건조는 별도의 유동층 건조 장치 또는 건조 기능을 수행하도록 구성된 유동층 코팅 시스템에 의해 이루어지는 것일 수 있다.
당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 건강식품 및 식품 조성물
나아가, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 통상의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 통상의 기술분야에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 대사성 질환 치료제의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 건강기능식품 조성물, 건강식품 조성물 또는 식품 조성물에 있어서, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말은 하기의 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다:
락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1);
상기 단계 1의 파쇄체를 용매에 혼합하여 모액을 준비하는 단계(단계 2); 및
스테비아 분말에 상기 단계 3의 모액을 코팅하는 단계(단계 3).
상기 단계 2의 스테비아를 코팅하기 위한 유산균 파쇄체 용액(모액)의 제조는 유산균 파쇄체의 용해도를 향상시키기 위해 유산균 파쇄체 용액을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 스프레이 용액에서 유산균 파쇄체 농도를 최대화하기 위해 용해도 향상제의 첨가가 이용 될 수 있다.
일 구체 예에서, 스프레이 용액(모액)은 스테비아에 대한 유산균 파쇄체의 접착력을 향상시키기 위해 약간의 당을 포함한다. 유산균 파쇄체 용액을 약 20 분 동안 80-10℃로 가열하여 분무 용액을 제조한다. 임의의 식품 등급의 접착력 향상 제가 유산균 파쇄체 용액과 조합 될 수 있다.
유산균 파쇄체 용액의 적용은 유동층 코팅 시스템 또는 초음파 코팅 공정의 사용에 의해 본 발명의 한 측면에 따라 달성된다. 원하는 코팅 특성을 달성하고 본 명세서에서 원하는 코팅 범위를 달성하기 위해 다른 공정이 개발 될 수 있다.
상기 단계 3의 코팅은 스프레이 분무법, 초음파 분무법, 스핀코팅법, 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소프린팅 및 리소프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법을 이용하여 이루어지는 것일 수 있고, 바람직하게는 스프레이 분무법을 이용하여 코팅이 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 스프레이 분무법은 유동층 코팅 시스템에 의해 달성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시 예에서, 단계 3의 코팅은 유동층 프로세서에 의해 적용되는 것일 수 있으며, 유동층 프로세서 시스템은 챔버 내의 가열 된 공기를 순환시켜 스테비아 과립을 교반하고, 동시에 챔버의 바닥으로부터 유산균 파쇄체 용액(모액)을 가열 및 분무하여 스테비아 과립을 균일하게 코팅하는 것일 수 있다. 유산균 파쇄체 용액(모액)을 가열하면 용액의 최적 점도뿐만 아니라 용액이 과립에 쉽게 부착 될 수 있다.본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 단계 3은 건조 공정을 더 포함하는 것일 수 있다.
유산균 파쇄체 용액의 적용 후 과립(입자)을 건조시키는 것은 별도의 유동층 건조 장치 또는 건조 기능을 수행하도록 구성된 유동층 코팅 시스템을 이용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 코팅은 스테비아 분말 입자가 코어(core)에 위치되고, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8이 상기 스테비아 분말 입자를 둘러싼 쉘(shell)형태로 코팅되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 건강기능식품 조성물, 건강식품 조성물 또는 식품 조성물에 있어서, 상기 당뇨는 염증 반응에 의해 유발되는 당뇨일 수 있다. 바람직하게는 제2형 당뇨인 것일 수 있다.
본 발명의 조성물을 건강기능식품 조성물, 건강식품 조성물 또는 식품 조성물로 사용하는 경우, 상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상의 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 상기 조성물은 유효성분 이외에 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제를 포함할 수 있으며, 유효성분의 혼합량은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명의 식품은 기호식품, 건강보조식품, 건강기능식품, 건강식품 등이 될 수 있으나, 이에 제한되는 것이 아니며, 천연식품, 가공식품, 환자식품, 일반적인 식자재 등에 본 발명의 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 첨가하는 것도 포함된다.
본 발명에서 사용되는 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품 또는 건강식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말이 첨가될 수 있는 건강기능식품 또는 건강식품의 종류에는 제한이 없다. 아울러 본 발명의 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 활성성분으로 포함하는 조성물은 당업자의 선택에 따라 건강기능식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<준비예 1> 락토바실러스 플란타룸 K8 균주 분리 및 동정
본 발명의 실시예 및 실험예에서 사용된 유산균은 한국의 전통 발효식품인 김치에서 분리된 락토바실러스 플란타룸 K8 균주를 제공받아 사용하였다.
한국의 전통 발효식품인 김치에서 균체를 분리하였고, 분리한 균체는 16S rRNA sequencing 및 생화학 테스트로 확인하여 동정한 결과, 락토바실러스 플란타룸 K8 (Lactobacillus plantarum K8)로 명명하였으며, 신균주로서, 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC: Korean Collection for Type Cultures)에 기탁하여 KTCT 10887BP의 번호를 부여받은 바 있다.
상기 균주는 Lactobacillus MRS 배지를 이용하여 배양하고 글리세롤(glycerol) 15%를 첨가하여 -70℃에 동결상태로 보관하며, 원료 생산 시에는 균체 안정을 위해 37℃ 항온조에서 급속하게 해동시켜 사용하였다.
<실시예 1> 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체의 제조
상기 준비예 1의 김치유산균 Lactobacillus plantarum K8(수탁번호: KTCT 10887BP)을 파쇄 및 동결건조시켜 미립화된 유산균 파쇄체(LAB-C: Lactic acid bacterial cell lysate)를 제조하였다.
구체적으로, Lactobacillus plantarum K8 stock을 MRS 배지에 현탁한 후 37℃에서 9시간동안 활성화였으며, 이후 12시간의 본배양 및 원심분리(8000 rpm, 8분)를 통해 균체만을 회수하였다. 균체는 멸균 증류수로 3회 세척하였으며, 회수된 균체는 cell count를 통해 약 4×1012 CFU로 조정되었다.
이후 500 mL의 멸균 증류수를 첨가한 뒤, 마이크로플로이다이저를 통해 균체를 파쇄하고 동결건조하여, 미세한 분말 형태로 유산균 파쇄체(LAB-C: Lactic acid bacterial cell lysate)를 조제하였다.
<비교예 1> 락토바실러스 플란타룸 K8 생균체 동결건조물의 제조
상기 준비예 1과 동일한 균주를 이용하여 실시예 1과 동일한 과정으로 Lactobacillus plantarum K8 stock을 배양하여 균체를 약 4×1012 CFU로 조정하였다.
그 다음, 파쇄는 진행하지 않고, 동결건조만 진행하여, 유산균 생균체(Lactic acid bacterial live cell) 동결건조물을 조제하였다.
상기 동결건조만 진행하여 제조된 유산균 생균체 동결건조물은 상기 실시예 1의 파쇄 및 동결건조를 진행하여 제조된 유산균 파쇄체와 동일한 균수의 동결건조물이다.
<비교예 2> 락토바실러스 플란타룸 파쇄체의 제조
준비예 1의 락토바실러스 플란타룸 K8 균주 대신 생물자원센터(Korean Collection for Type Cultures)에서 구입한 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 균주(수탁번호: CT 5045)를 상기 실시예 1와 동일한 과정으로 균주 배양, 파쇄 및 동결건조를 진행하여, L. plantarum의 파쇄체를 조제하였다.
상기 L. plantarum의 파쇄체는 상기 실시예 1의 L. plantarum K8의 파쇄체와 동일한 균수의 동결건조물이다.
<실시예 2> LAB-C로 코팅된 스테비아 입자의 제조
단계 1: 유산균 파쇄체 스프레이 용액(LAB-C spray solution) 제조 단계
스테비아를 코팅하기 위한 유산균 파쇄체 스프레이 용액(모액)을 제조하기 위하여, 증류수 100 중량부를 기준으로 상기 실시예 1에서 제조된 L. plantarum K8의 파쇄체(LAB-C) 분말 10 중량부를 용해시킨 용액을 15분동안 85℃로 가열하여 모액을 제조하였다.
단계 2: 스테비아를 LAB-C로 코팅하는 단계
울트라소닉 스프레이어(Ultrasonic sprayer)를 이용하여 상기 단계 1에서 제조된 LAB-C 스프레이 용액으로 시중에서 구입한 스테비아 분말을 코팅하였다. 챔버 내의 110℃로 가열된 공기를 순환시켜 스테비아 과립을 교반하고, 동시에 챔버의 바닥으로부터 유산균 사균체 용액을 동일한 온도로 가열 및 10-15ml/min의 속도로 분무하여 스테비아 과립을 균일하게 코팅하였다. 코팅이 완료된 입자는 상온에서 10시간 동안 건조하여 실시예 2의 유산균 파쇄체(LAB-C)로 코팅된 스테비아 입자를 수득하였다.
<실험예 1> 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체의 세포 독성 평가
상기 실시예 1에서 제조된 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(LAB-C, cell lysate)의 3T3-L1 지방전구세포에 대한 독성 여부를 평가하였다. 또한, 상기 사균체와 동일한 균주의 생균체 동결건조물(비교예 1, live cell)을 처리한 경우와 세포 생존율을 비교하였다.
구체적으로, 실험에 사용된 3T3-L1 세포는 American type culture collection(ATCC, Rockville, MD, USA)에서 구입하였고, 10% bovine serum(BS, Gibco, NY, USA)과 100 U/mL의 penicillin, 100 μg/mL의 streptomycin이 함유된 DMEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2의 조건에서 3일마다 계대배양하며 사용하였다. 세포독성을 평가하기 위해 3T3-L1 지방전구세포는 96 well tissue culture plate에 1×104 cells/well로 분주하고 24시간동안 안정화하였다. 이후 배양배지는 모두 제거하고 적절한 농도로 현탁된 각 시료(실시예 1 및 비교예 1)가 포함된 배양배지 200μL를 첨가한 뒤 24시간동안 재배양하였다. 시료에 의한 3T3-L1 세포의 독성은 배양 상등액을 모두 제거한 후 0.1 mg/mL의 MTT(Invitrogen) 용액을 이용한 비색법으로 측정하였으며, 무처리 대조군(ND)에 대한 세포 생존율(cell viability, %)로 나타내었다.
도 1은 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(실시예 1, cell lysate) 및 생균체(비교예 1, live cell)의 처리농도에 따른 3T3-L1 지방전구세포의 생존율(%)을 나타낸 그래프이다.
도 1은 락토바실러스 생균과 사균의 지방축적에 대한 효과를 측정하기 앞서 (전)지방세포에 대한 세포독성실험을 한 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(LAB-C)는 1000 μg/mL의 농도에서까지 세포에 대한 독성은 관찰되지 않았고 오히려 16-31 μg/mL 이상의 농도에서 세포의 생존이 더 증가하였다. 또한, 동일한 농도에서 3T3-L1세포의 생존율은 생균체보다 사균체 처리시에 유의하게 높은 것으로 나타났다.
<실험예 2> 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체 및 생균체의 지방생성 억제 활성 평가
상기 실시예 1에서 제조된 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(LAB-C, cell lysate) 및 이와 동일한 균주의 생균체 동결건조물(비교예 1, live cell)을 대상으로 Oil red O staining 방법을 이용하여 지방생성 억제 활성을 비교하였다.
구체적으로, 지방분화 억제능을 확인하기 위해 3T3-L1 지방전구세포는 24 well tissue culture plate에 5×104 cells/well로 분주하고, 세포 증식기에는 10% BS을 함유한 DMEM으로 confluent될 때까지 배지를 교환하면서 배양하였다. Confluent로부터 2일 후, 분화를 유도하기 위한 분화 유도 배지(MDI)로 10% FBS와 5 μg/mL의 insulin(INS, Sigma), 517 nM의 3-isobutyl-1-methylxanthine(IBMX, Sigma), 1 μM의 dexamethasone(DEX, Sigma)이 함유된 DMEM으로 교환하고, 분화유도 3일 후에는 10% FBS와 insulin만이 함유된 DMEM 배지로 교환하였다. 이후 2일 간격으로 10% FBS만이 함유된 DMEM으로 배지를 교환하면서 세포의 지방 분화 상태를 확인하였으며, 시료(실시예 1 및 비교예 1)는 각각 day 0과 day 3에 2회 처리하고, 대조군에는 시료대신 medium을 처리하였다. 분화를 유도한 지 7일 후(day 7), 생성된 중성지방의 양을 측정하기 위해 배양액을 제거하고 PBS로 2번 세척하였으며, 회수한 세포를 10% formalin이 함유된 PBS로 20분간 고정하였다. 이후 formalin을 제거한 다음 증류수로 4회 세척한 세포는 0.5%(w/v) Oil red O working solution/60% isopropanol 용액을 첨가하여 20분간 세포 내 중성지방을 염색하였다. 염색된 세포 내 중성지방은 100% isopropanol로 추출하여 520 nm로 흡광도를 측정하고, 지방의 분화 정도는 미분화 대조군에 대한 relative activity(%)로 나타내고, 분화유도 배지에 시료 대신 분화 대조군에 대해서는 inhibitory activity(%)로 표시하였다.
도 2는 본 발명에 따른 미립화된 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, cell lysate) 및 생균체(비교예 1, live cell)의 처리농도에 따른 지방 생성 정도(%)를 나타낸 그래프이다.
지방세포의 분화기간동안 지방축적에 대한 효과를 Oil-red O 염색법을 이용하여 측정한 결과, 락토바실러스 플란타룸 생균체(LP-live cell)와 파쇄체(사균체)는 농도 의존적으로 지방의 축적을 억제하는 것으로 관찰되었다. 25~200μg/mL의 농도범위에서 동일 농도의 생균과 비교했을 때, 3T3-L1 지방전구세포의 지방생성 억제활성이 파쇄체 처리에 의해 유의적으로 증가되는 것을 확인하였다. 특히, 250 mg/mL의 농도에서 생균은 40%의 지방축적 억제효과를 보였고 사균은 60%의 억제효과를 보임으로써 생균보다는 사균체(파쇄체)의 지방축적 억제효과가 더 뛰어난 것으로 나타났다.
<실험예 3> 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체 및 락토바실러스 플란타룸 사균체의 지방생성 억제 활성 평가
상기 실시예 1에서 제조된 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(LAB-C, L. plantarum K8) 및 비교예 2에서 제조된 락토바실러스 플란타룸 파쇄체(L. plantarum)의 지방생성 억제 효능을 비교 평가하였다. 실험방법은 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하여 Oil red O staining을 통해 지방 축적율(lipid accumulation, %)을 계산하여 도 3에 나타내었다.
도 3은 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, L. plantarum K8) 및 다른 종류의 락토바실러스 플란타룸 파쇄체(비교예 2, L. plantarum)처리농도에 따른 지방 생성 정도(%)를 나타낸 그래프이다.
Oil-red O 염색을 통해서 L. plantarum과 L.plantarum K8의 지방축적억제효과를 비교한 결과, 6.25~500μg/mL의 농도범위에서 동일 농도의 L. plantraum 파쇄체(비교예 2)와 비교했을 때, 본 발명에 따른 L. plantarum K8 파쇄체(실시예 1) 처리에 의해 3T3-L1 지방축적의 정도가 현저히 감소함을 보였고, 특히 500 μg/mL농도에서 L. plantarum은 거의 효과가 보이지 않았지만 L. plantarum K8은 60% 이상의 억제효과를 보였다. 이에 따라, L. plantarum 균주중에서도 본 발명의 K8 균주의 지방생성 억제활성이 현저히 우수한 것을 확인하였다.
<실험예 4> 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체의 지방 분화 관련 유전자 발현 억제 효능 평가
상기 실시예 1에서 제조된 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(LAB-C)가 지방 분화 및 지방 형성에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 관련 유전자 발현 억제 효능을 평가하였다.
지방세포의 분화과정 또는 분화 후 단백질가수분해효소와 인산가수분해효소 억제제를 함유하는 lysis buffer를 이용하여 세포를 용해하여 단백질 추출액을 얻었다. 이 세포 용해액을 원심분리 하여 상층액만 회수하였으며, 단백질을 정량한 후 50μg의 단백질을 10% 또는 12% 아크릴아마이드에 전기이동 후 PVDF membrane으로 옮겼다. 5% 탈지분유로 30분간 membrane을 blocking 후 1차 항체 및 2차 항체반응시키고 표적 단백질의 검출은 LAS imaging software를 사용하여 화학발광으로 확인하였다. 각 그룹별 단백질양은 이미지 J 프로그램을 이용해 정량하였다.
도 4는 본 발명에 따른 미립화된 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, LAB-C) 처리 농도별 지방분화 관련 유전자(PPARγ, C/EBPα 및 FABP4)의 단백질 발현량(%)을 나타낸 결과이다.
지방분화인자들인 PPARγ와 C/EBPα 및 이들의 표적단백질인 FABP4의 발현양상에 대한 L. plantarum K8 파쇄체(실시예 1, LAB-C)의 효과를 Western blot을 통해서 분석하였다. 그 결과, K8 파쇄체(사균체)는 지방분화동안 지방분화인자들의 단백질 발현을 유의적으로 감소시키는 것으로 관찰되었다. K8 파쇄체(사균체) 200 μg/mL의 농도에서 지방분화인자 및 FABP4의 단백질 발현이 80%이상 감소하였다.
도 5는 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, LAB-C) 처리 농도별 지방형성 관련 유전자(C/EBPβ, DLK1, KLF4, KLF5, KROX20 및 C/EBPδ)의 단백질 발현량(%)을 나타낸 결과이다.
지방분화의 초기단계에 관여하는 인자들의 발현양상을 Western blot과 real-time PCR을 통해서 분석한 결과, L. plantarum K8 파쇄체(실시예 1, LAB-C)는 초기지방분화인자인 C/EBPb의 단백질양을 유의적으로 감소시켰으며 KLF4/5, KROX20의 mRNA 발현을 50% 이상 억제하였다. 반면, 지방분화 시 감소하는 인자인 DLK1는 K8 파쇄체를 처리할 때 크게 증가하는 양상을 보였다. 이러한 결과로부터, 본발명의 K8 사균체가 3T3-L1 지방전구세포가 지방형성세포로 전환되는 초기에 주로 작용하여, 초기 지방분화를 촉진 시키는 인자들은 감소시키고 초기 지방분화를 억제하는 인자들은 증가시키는 것을 확인하였다.
<실험예 5> LAB-C로 코팅된 스테비아의 항당뇨 효능 평가
상기 실시예 2에서 제조된 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체(LAB-C)가 코팅된 스테비아 분말의 항당뇨 효능을 평가하기 위하여, 항염 활성을 확인하였다.
THP-1 세포에 스테비아, 유산균 파쇄체(LAB-C), 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아를 각각 1 또는 10 μg/ml 농도로 18~24시간 동안 전처리 한 후 0.5 μg/ml의 LPS를 4시간 동안 처리하였다. 배양액으로부터 염증성 사이토카인 중 하나인 TNF-α의 발현 변화를 ELISA 방법을 통하여 측정하였다.
도 6은 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 K8 균주의 파쇄체(실시예 1, LAB-C) 및 이로 코팅된 스테비아(실시예 2, LAB-C 코팅 스테비아), 스테비아 및 LPS 처리에 따른 당뇨 유발 관련 유전자(TNF-α)의 단백질 발현량(pg/ml)을 나타낸 결과이다.
도 6에서와 같이 스테비아는 LPS에 의한 TNF-α 발현 억제에 전혀 효과가 없었다. 반면 유산균 파쇄체(실시예 1, LAB-C)와 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아(실시예 2)를 전 처리할 경우 LPS에 의한 TNF-α 발현을 억제시켰다. 유산균 파쇄체와 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아의 항염 효능을 비교했을 때 유산균 파쇄체로 코팅된 스테비아의 항염 효능이 유산균 파쇄체 단독 처리에 비해 현저하게 우수한 것으로 나타났다.
<제제예 1> 약학적 제제의 제조
본 발명에 따른 유효물질인 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체로 코팅된 스테비아(이하, LAB-C 코팅 스테비아)는 목적에 따라 여러 형태로 제제화가 가능하다. 하기는 본 발명에 따른 LAB-C 코팅 스테비아를 활성성분으로 함유시킨 몇몇 제제화 방법을 예시한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<1-1> 산제의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 2 g
유당 1 g
상기의 성분을 혼합한 후, 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.
<1-2> 정제의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 100 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유 당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.
<1-3> 캡슐제의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 100 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유 당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 캡슐제의 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.
<1-4> 주사제의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 10 ㎍/㎖
묽은 염산 BP pH 3.5로 될 때까지
주사용 염화나트륨 BP 최대 1 ㎖
적당한 용적의 주사용 염화나트륨 BP 중에 본 발명에 따른 LAB-C 코팅 스테비아를 용해시키고, 생성된 용액의 pH를 묽은 염산 BP를 사용하여 pH 3.5로 조절하고, 주사용 염화나트륨 BP를 사용하여 용적을 조절하고 충분히 혼합하였다. 용액을 투명 유리로 된 5 ㎖ 타입 I 앰플 중에 충전시키고, 유리를 용해시킴으로써 공기의 상부 격자하에 봉입시키고, 120 ℃에서 15 분 이상 오토클래이브시켜 살균하여 주사액제를 제조하였다.
<1-5> 액제의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 100 mg
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라, 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬 향을 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체 100 mL로 조절한 후 갈색 병에 충진하고 멸균시켜 액제를 제조하였다.
<제제예 2> 건강기능식품 및 건강식품의 제조
본 발명에 따른 LAB-C 코팅 스테비아는 목적에 따라 여러 형태의 건강기능식품 또는 건강식품으로 제조 가능하다. 하기는 본 발명에 따른 LAB-C 코팅 스테비아를 활성성분으로 함유시킨 몇몇 건강기능식품 및 건강식품의 제조방법을 예시한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<2-1> 건강기능식품의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 100 mg
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이트 70 μg
비타민 E 1.0 mg
비타민 B1 0.13 mg
비타민 B2 0.15 mg
비타민 B6 0.5 mg
비타민 B12 0.2 μg
비타민 C 10 mg
비오틴 10 μg
니코틴산아미드 1.7 mg
엽산 50 μg
판토텐산 칼슘 0.5 mg
무기질 혼합물 적량
황산제1철 1.75 mg
산화아연 0.82 mg
탄산마그네슘 25.3 mg
제1인산칼륨 15 mg
제2인산칼슘 55 mg
구연산칼륨 90 mg
탄산칼슘 100 mg
염화마그네슘 24.8 mg
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강기능성 식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강기능성 식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강기능성 식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
<2-2> 건강 기능 음료의 제조
LAB-C 코팅 스테비아 100 mg
구연산 100 mg
올리고당 100 mg
매실농축액 2 mg
타우린 100 mg
정제수를 가하여 전체 500 mL
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 1 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다. 상기 조성비는 비교적 기호 음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 수요계층, 수요국가, 사용 용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.
<2-3> 유제품(dairy products)의 제조
본 발명의 LAB-C 코팅 스테비아 0.01-1 중량부를 우유에 첨가하고, 상기 우유를 이용하여 버터 및 아이스크림과 같은 다양한 유제품을 제조하였다.
<2-4> 선식의 제조
현미, 보리, 찹쌀, 율무를 공지의 방법으로 알파화시켜 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60 메쉬의 분말로 제조하였다. 검정콩, 검정깨, 들깨도 공지의 방법으로 쪄서 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60 메쉬의 분말로 제조하였다. 상기에서 제조한 곡물류, 종실류 및 LAB-C 코팅 스테비아의 건조분말을 다음의 비율로 배합하여 제조하였다.
곡물류(현미 34 중량부, 율무 19 중량부, 보리 20 중량부),
종실류(들깨 7 중량부, 검정콩 8 중량부, 검정깨 7 중량부),
LAB-C 코팅 스테비아 (2 중량부),
영지(1.5 중량부), 및
지황(1.5 중량부).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC) KCTC10887BP 20060120

Claims (12)

  1. 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8)(수탁번호: KTCT 10887BP) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체는,
    락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1);를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 당뇨는 염증 반응에 의해 유발되는 당뇨인 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
  4. 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계(단계 1);
    상기 단계 1의 파쇄체를 용매에 혼합하여 모액을 준비하는 단계(단계 2); 및
    스테비아 분말에 상기 단계 2의 모액을 코팅하는 단계(단계 3);를 포함하는,
    락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 3의 코팅은 스프레이 분무법, 초음파 분무법, 스핀코팅법, 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소프린팅 또는 리소프린팅 방법을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계 3의 코팅은 스프레이 분무법을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제조방법.
  7. 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8)(수탁번호: KTCT 10887BP) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체는,
    락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 건강기능식품 조성물.
  9. 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8)(수탁번호: KTCT 10887BP) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 건강식품 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체는,
    락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 건강식품 조성물.
  11. 락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8)(수탁번호: KTCT 10887BP) 파쇄체로 코팅된 스테비아 분말을 포함하는 당뇨 또는 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 락토바실러스 플란타룸 K8 파쇄체는,
    락토바실러스 플란타룸 K8(Lactobacillus plantarum K8) 균주(수탁번호: KTCT 10887BP)의 생균체 또는 사균체를 마이크로플로이다이저로 파쇄하고 동결건조하여 파쇄체를 얻는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
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