KR102309593B1 - 알긴산 나트륨을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents
알긴산 나트륨을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 알긴산 나트륨을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 cp 50의 고점도 알긴산나트륨과 cp 1.2의 저점도 알긴산나트륨으로 구성된 알긴산 나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼슘을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 음료 조성물은 알긴산나트륨과 함께 생성된 알긴산칼슘 등이 역류하려는 위산 뿐 아니라, 펩신, 담즙 등을 효과적으로 차단하여 가슴쓰림과 위역류 등의 통증을 막아주는 효과가 있다.
Description
본 발명은 알긴산 나트륨을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 알긴산은 미역, 다시마 등의 해조류에 많이 함유되어 있으며, 이것이 몇 가지 종류의 암의 예방과 치료 및 혈중 콜레스테롤의 함량을 줄이고 고혈압을 낮추는 등의 효력을 가짐은 이미 공지된 바와 같다. 알긴산은 해조류 중 미역이나 다시마 등의 갈조류의 세포막을 구성하는 주요성분으로서, 물에 담가 두면 끈적끈적한 점질물로서 유출되는 독특한 고분자 복합다당류이다. 즉 알긴산은 그 구조상 만우론산(mannuronic acid)과 글루론산(gluronic acid)으로 이루어지고 구조식 1과 같은 구조를 가지며, 고분자 콜로이드로서의 점성, 겔형성능, 막형성능 등의 특성으로 인하여 주로 식품공업, 화장품공업 및 의약품공업 뿐만 아니라 경수연화제로서 용수처리에도 이용되고 항바이러스제로서 농약에 이용되는 등 다양한 용도를 가진다. 특히 최근에는 알긴산나트륨을 사료에 첨가하여 흰쥐를 사육실험한 결과 혈청 콜레스테롤, 간 중의 콜레스테롤 및 총지방 농도의 상승을 억제하는 효과를 가져서 성인병을 예방하며, 방사선 핵종인 스트론튬이 체내에 흡수되는 것을 억제하는 효과가 있다는 사실이 보고된 바 있고, 카드뮴 등의 중금속에 대하여도 효과가 있는 것으로 밝혀진 바 있다.
[구조식 1]
또한 알긴산은 수분함량이 97-98%에 이르는 젤리를 형성하고 면상, 필름상 등의 젤리를 형성하여, 이를 섭취할 경우 배변을 원활하게 하는 효과를 가지며, 함유수분에 의한 윤활효과로 인하여 정장효과 또한 큰 것으로 밝혀졌고, 그 점성이나 피막작용으로 위궤양 등의 예방이나 치료약으로 이용되기도 하였다.
이 외에 알긴산을 동물에 투여하여 체내 과산화지질을 분석한 결과 과산화지질의 생성을 억제하여 생체의 노화를 지연시키고 성인병을 예방하는 효과가 있음이 밝혀졌으며, 정상 세포의 암세포화 과정을 막아서 항암효과도 가지고, 무칼로리로서 비만방지의 효과도 있음이 알려져, 이를 식품의 소재로 이용한 예또한 다수 보고된 바 있었다.
또한, 알긴산은 상기한 바와 같이 다양한 용도를 가질 뿐만 아니라 성인병 예방을 비롯한 생리활성효과가 탁월하여 각종 건강식품 또는 기능성 음료로서 이용될 가치가 높았던 바, 음료수용으로 이용하기 위해서 물에 잘 녹지 않는 알긴산을 칼슘 또는 칼륨, 나트륨염의 형태로 전환하여 수용성화할 필요가 있었으며, 이 중 칼슘이나 칼륨을 사용하여 칼슘염 또는 칼륨염의 형태로 할 경우 일정농도 이상에서 점도가 높아지고 응고, 석출하는 등의 현상이 일어남으로 인해, 나트륨염이 가장 일반적으로 사용된다.
알긴산나트륨 (sodium alginate)은 백색-엷은 황색을 띤 섬유상, 알갱이, 과립 또는 분말로서 거의 냄새가 없으며, 맛이 없는 생체유래 물질로서 식품의 점착성 및 점도를 증가시키고 유화 안정성을 증진하며 식품의 물성 및 촉감을 향상시키기 위해 아이스크림의 안정제, 케첩, 마요네즈, 소스 등의 점착제, 청주의 청징제, 겔화제, 유화제, 증점제 등으로 사용된다. 알긴산나트륨은 고분자 물질로서 정제 과정을 통해서 다양한 등급의 제품들이 존재하는데, 물에 녹으면 점조하게 되며, 1% 수용액의 pH는 6~8로서 거의 중성의 성질을 가진다. 알긴산나트륨은 NaCl을 만나거나, 낮은 pH 상태에서는 경화되는 성질을 가진다. 이러한 성질로 인해 알긴산나트륨은 증점제 등으로 이용되어 왔다.
일 예로 일본 특허공개 평 6-7903(1994. 1. 18자 공개)호의 알긴산 함유식품에서는 비만방지의 효과가 있는 것으로 알려진 알긴산을 평균분자량 1-90만 정도로 저분자량화하기 위하여, 고분자량(평균 270만)의 원료 알긴산을 가압하에서 100-200℃의 온도조건에서 가열처리하는 방법을 개시하고 이를 함유하는 식품을 그 권리 범위로서 개시하였다
한국 공개특허 1998-021033호에서는 구연산, 주석산, 인산, 아디핀산 등의 유기산 및 무기산의 첨가로 알긴산나트륨의 pH를 4.0 보다는 높고 5.0 보다는 낮게 조절하고, 70-100℃의 온도조건에서 일정시간 가열함으로써, 비교적 저온의 조건에서 pH를 조절하여 알긴산을 저점도화하여 혈중 콜레스테롤 함량의 저하 및 고혈압 예방 등의 기능성이 향상된 음료를 경제적이고 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 개시하였다.
유럽특허 EP 0059221 A1 (08.09.82)에 의하면, 알긴산나트륨은 위점막 보호 작용이 있어서 위산과다나 위, 십이지장궤양, 급성위염, 지혈, 혈소판응집, 히브린의 형성촉진 등의 치료 및 예방에 탁월한 효과가 있으며 물리적 및 화학적인 면에서 용해성과 안정성이 뛰어나다고 기재되어 있으며, 이 문헌에 의하면 알긴산나트륨을 점도 5-150 센티포아즈 (cps)의 용액으로 하여 위장관 내에 투여하면 좋은 위점막 보호 효과가 있다고 기술되어 있다.
또한 대한민국등록특허 제10-0077912호 (1994.10.05)은 분자량 범위가 50,000~250,000이며, 함량 3~8%의 160~1,000 cps 정도의 점도를 가진 알긴산나트륨을 함유한 위장관 치료의 약학제제에 관한 내용을 포함하고 있다.
알긴산나트륨 용액은 그 제조 조건에 따라서 그 점도의 변화가 대단히 크며, 이러한 사실은 이 분야에 통상의 지식을 가진 사람들에게는 잘 알려진 사실이다. 평균 분자량 60,000의 규격을 가지는 알긴산나트륨은 1% 용액의 점도는 100~200 cps 정도이며, 평균분자량 1,000의 규격을 가지는 알긴산나트륨은 10% 용액일 때, 20~50 cps정도의 점도를 가진다. 저분자량 알긴산나트륨은 위액 등의 강한 산성 조건하에서 뭉침 현상이 적어 벽면이나 바닥에 달라붙는 효과는 적으나, 빨리 반응하여 용이하게 다음 반응을 유도할 수 있다. 고분자량 알긴산나트륨은 뭉침 현상이 커서 벽면이나 바닥에 붙는 효과는 크나 반응의 속도가 다소 느리다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은 미역에서 추출한 알긴산나트륨을 이용하여 위산역류로 인한 가슴쓰림과 소화불량 증상을 개선할 수 있도록 식품원료로 사용하여 기능성 음료 조성물을 제조하고자 노력하던 중, 알긴산나트륨 이외에 적절한 함량의 탄산수소나트륨과 탄산칼슘을 함께 사용하는 경우 위산 뿐 아니라, 펩신, 담즙 등을 효과적으로 차단하여 가슴쓰림과 위역류 등의 통증을 완화시킬 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 위산 뿐 아니라, 펩신, 담즙 등을 효과적으로 차단하여 가슴쓰림과 위역류 등의 통증을 완화시킬 수 있는 알긴산나트륨을 주성분으로 함유한 기능성 음료 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 cp 50의 고점도 알긴산나트륨과 cp 1.2의 저점도 알긴산나트륨으로 구성된 알긴산 나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼슘을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 1) 정제수, 탄산수소나트륨, 삭카린나트륨, 벤조산나트륨을 80℃에서 30분간 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합물에 탄산칼슘을 80℃에서 30분간 혼합하는 단계; 3) 상기 혼합물에 알긴산나트륨을 완전히 녹을 때까지 80℃에서 1시간 이상 동안 혼합하여 혼합물 1을 제조하는 단계; 4) 정제수와 헥사메타인산나트륨를 80℃에서 30분 이상 혼합하여 혼합물 2를 제조하는 단계; 5) 상기 혼합물 1과 혼합물 2를 80℃에서 30분 이상 혼합하는 단계; 및 6) 상기 혼합물에 페파민트미크론을 80℃에서 30분간 혼합하는 단계;를 포함하는 위건강용 기능성 음료 조성물의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 cp 50의 고점도 알긴산나트륨과 cp 1.2의 저점도 알긴산나트륨으로 구성된 알긴산 나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산칼슘을 주성분으로 함유한 위건강용 기능성 음료 조성물을 제공한다.
본 발명의 위건강용 기능성 음료 조성물에 있어서, 상기 조성물은 보존제로 벤조산나트륨, 감미제로 삭카린나트륨, 착향제로 페퍼민트미크론, 안정성 기능제로 헥사메타인산나트륨(Sodium Acid Hexameta Phosphate) 및 용제인 정제수를 추가로 함유하는 것이 바람직하고, 상기 고점도 알긴산나트륨과 저점도 알긴산나트륨은 1: 0.5~7의 함량비로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 위건강용 기능성 음료 조성물에 있어서, 상기 cp 50의 고점도 알긴산나트륨은 0.32~0.96중량%, cp 1.2의 저점도 알긴산나트륨은 0.75~2.25중량%의 함량으로 구성되는 것이 바람직하고, 이때, 상기 조성물은 탄산수소나트륨 0.46중량% 및 탄산칼슘 0.69중량%를 함유하는 것이 보다 바람직하며, 상기 조성물은 벤조산나트륨 0.06중량%, 삭카린나트륨 0.06중량%, 페퍼민트미크론 0.04중량%, 헥사메타인산나트륨 0.26중량%을 함유하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명의 위건강용 기능성 음료 조성물에 있어서, 상기 조성물은 혜화나무 추출물 또는 쥐눈이콩 추출물을 추가로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 기능성 음료 조성물은 널리 공지된 위궤양 및 위염 치료 및 예방용 약학적 조성물(예: 개비스콘)의 작용 원리와 유사하게 작용한다.
먼저, 과다 분비된 위산은 때로 식도로 역류하게 되어 염증과 통증을 유발한다. 본 발명의 음료 조성물은 식도를 안정시켜 주며 상기 조성물에 포함된 알긴산나트륨은 위산과 반응해 점착성의 겔층을 형성한다. 또한 상기 조성물에 함유된 탄산수소나트륨은 위산과 만나 CO2를 생성하며, 이 CO2가 방어층에 들어가 위 내용물을 뜨게 만들어 준다. 아울러, 상기 조성물의 탄산칼슘은 알긴산과 결합하여 알긴산칼슘이 되어 방어층을 강화시킨다.
이상과 같이, 본 발명의 음료 조성물은 알긴산나트륨과 함께 생성된 알긴산칼슘 등이 역류하려는 위산 뿐 아니라, 펩신, 담즙 등을 효과적으로 차단하여 가슴쓰림과 위역류 등의 통증을 막아주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명으로 제조된 위건강 개선용 기능성 음료 조성물을 섭취한 이후의 위염 보호 작용을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실험동물에 시험물질의 경구투여, 스트레스 유발, 실험동물의 희생 경과 기간을 나타내는 시험 디자인을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 위조직의 육안적 관찰을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 조성물을 섭취한 후의 위조직의 H&E 염색 결과를 나타낸 것으로, (G1) 정상 대조군, (G2) 스트레스 대조군, (G3) 스트레스 + 2 mL/kg 체중 (BW) TS-1 투여군, (G4) 스트레스 + 2 mL/kg BW TS-2 투여군, (G5) 스트레스 + 2 mL/kg BW PCS이다.
도 2는 본 발명의 실험동물에 시험물질의 경구투여, 스트레스 유발, 실험동물의 희생 경과 기간을 나타내는 시험 디자인을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 위조직의 육안적 관찰을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 조성물을 섭취한 후의 위조직의 H&E 염색 결과를 나타낸 것으로, (G1) 정상 대조군, (G2) 스트레스 대조군, (G3) 스트레스 + 2 mL/kg 체중 (BW) TS-1 투여군, (G4) 스트레스 + 2 mL/kg BW TS-2 투여군, (G5) 스트레스 + 2 mL/kg BW PCS이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<실시예 1> 기능성 음료 조성물의 제조 1
정제수, 탄산수소나트륨, 삭카린나트륨, 벤조산나트륨을 80℃에서 30분간 혼합하였다. 상기 혼합물에 탄산칼슘을 80℃에서 30분간 혼합하였다. 다시 상기 혼합물에 알긴산나트륨을 완전히 녹을 때까지 80℃에서 1시간 이상 동안 혼합하여 혼합물 1을 제조하였다. 한편, 정제수와 헥사메타인산나트륨를 80℃에서 30분 이상 혼합하여 혼합물 2를 제조하였다. 상기 혼합물 1과 혼합물 2를 80℃에서 30분 이상 혼합하였다. 상기 혼합물에 페파민트미크론을 80℃에서 30분간 혼합하였다. 이것을 최종 포장하여 기능성 음료 조성물을 제조하였다. 이것을 위건강 개선제품 TS-1으로 명명하였다. TS-1의 성분함량의 조성비는 하기 표 1과 같다.
이때, 안정성 기능제인 헥사메타인산나트륨(Sodium Acid Hexameta Phosphate)를 사용함으로써 pH 7.0~8.5 사이로 제조하여야 기능성 음료 조성물의 갈색화 방지, 겔화 및 가스발생 방지 등의 안정성을 확보할 수 있음을 확인하였다. 이때, 고점도 알긴산나트륨(1%, cp 50)과 저점도 알긴산나트륨(1%, cp 1.2)를 혼합하여 관능적으로 음용하기 편한 점도 (5.1cp)로 제조하였다.
| 성분명 | 역할 | 배합비율 (%) | ||||
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | |||
| 알긴산나트륨 | 식품용 grade(cp 50) | 주성분 | 0.32 | 0.96 | 0.16 | 1.28 |
| 의약용 grade(cp 1.2) | 0.75 | 2.25 | 0.37 | 3.00 | ||
| 탄산수소나트륨 | 주성분 | 0.46 | 0.46 | 0.46 | 0.46 | |
| 탄산칼슘 | 주성분 | 0.69 | 0.69 | 0.69 | 0.69 | |
| 벤조산나트륨 | 보존제 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | |
| 삭카린나트륨 | 감미제 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | |
| 페퍼민트미크론 | 착향제 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | |
| 헥사메타인산나트륨 (Sodium Acid Hexameta Phosphate) |
안정성 기능제 | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 0.26 | |
| 정제수 | 용 제 | 97.36 | 95.24 | 97.90 | 94.15 | |
| 합 계 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||
<실시예 2 내지 4> 기능성 음료 조성물의 제조 2~4
상기 실시예 1과 동일한 조성으로 기능성 음료 조성물을 제조하였다. 다만, 주성분인 알긴산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼슘을 상기 실시예 1의 TS-1 보다 3배 증량한 위건강 개선제품 TS-2(실시예 2)로 명명하였다. 한편, 상기 주성분을 0.5배 감소한 실시예 3과 4배로 증량한 실시예 4도 제조하였다. 다만, 실시예 3은 약리적 기능성이 너무 떨어졌고, 실시예 4는 점도가 너무 높고, 음료로서의 기호도가 너무 낮았다. 상기 실시예 2의 조성을 상기 표 1에 기재하였다.
<비교예 1>
양성대조물질로 겔포스엠(보령제약)을 PCS로 명명하였다.
<실험예>
상기 실시예 1, 2와 비교예 1의 조성물을 사용하여 스트레스성 위염 동물모델에서 스트레스성 위염 개선 효능을 평가하였다.
<실험예 1> 재료 및 방법
<1-1> 시험물질
상기 실시예 1의 위 건강 개선제품 1 (TS-1)과 실시예 2의 위 건강 개선제품 2 (TS-2)을 시험물질로 사용하고, 비교예 1로 양성대조물질인 겔포스엠 (보령제약)을 PCS로 사용하였다.
<1-2> 동물실험 승인
본 시험에서의 동물실험은 한림대학교 실험동물운영위원회 및 동물실험윤리위원회의 승인 하에 동물실험 규정에 따라 수행하였다 (승인번호: Hallym 2019-10).
<1-3> 실험동물
특정병원체 (specific pathogen free)가 없는 5주령, 수컷 SD 흰쥐 ㈜두열바이오텍에서 구입하여 사용하였다. 1주일간의 검역 및 적응과정을 거친 뒤 체중 감소 없는 건강한 동물을 선별하여 실험에 사용하였다. 실험동물은 온도 23 ±3℃, 상대습도 50 ±10%, 환기회수 10-15 회/시간, 조명시간 12시간 (08:00 - 20:00), 조도 150 - 300 Lux로 설정된 사육환경에서 사육하였다. 시험 전 기간 동안 실험동물은 실험 동물용 고형사료 (㈜카길애그리퓨리나)와 음수를 자유 섭취하도록 하였다.
<1-4> 시험군 구성, 시험물질 투여 및 스트레스 유도 위염 유발
1주간의 적응 기간을 거친 후 체중 감소 없는 건강한 동물을 선별하여 난괴법에 의거하여 5개의 시험군으로 분류하였다. 즉, (G1) 정상 대조군, (G2) 스트레스 대조군, (G3) 스트레스 + 2 mL/kg 체중 (BW) TS-1 투여군, (G4) 스트레스 + 2 mL/kg BW TS-2 투여군, (G5) 스트레스 + 2 mL/kg BW PCS 투여군으로 분류하였으며, 이를 하기 표 2에 나타내었다. 각 시험군은 각 10마리의 실험동물을 사용하였다.
| G1 | G2 | G3 | G4 | G5 | |
| 스트레스 (WIRS) 유도 | - | + | + | + | + |
| 시험군 (2 ㎖/㎏ BW) | - | - | TS-1 | TS-2 | - |
| 양성대조군 (2 ㎖/㎏ BW) | - | - | - | - | PCS |
| 실험동물수 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
실험동물을 24 시간 동안 금식시킨 후 체중을 측정하고 체중에 근거하여 시험물질을 경구투여하였다. 시험물질 투여하고 1시간이 지난 후 실험동물을 restraint cage에 넣고 22℃의 물에 8시간 담가 스트레스를 유발하였다. 스트레스 유발 후 실험동물의 안와에서 채혈을 하고 실험동물을 희생하여 위를 적출하였다 (도 2).
<1-5> 혈청 분리
안와에서 채혈하여 얻은 혈액은 serum separate tube (Becton Dickinson)에 담아 30분간 실온에서 방치하고 3,000 rpm에서 20 분간 원심분리하여 혈청을 분리하였다. 분리한 혈청은 분석 전까지 -70℃에 보관하였다.
<1-6> 위조직 관찰을 위한 위조직 처리
실험동물 (각 시험군 당 5마리)의 위를 적출하여 4% paraformaldehyde (PFA)를 사용하여 고정하였다. 즉, 위의 분문부를 봉합사로 묶고 유문부를 자른 후 유문부를 통해 4% PFA를 위 내에 투여하고 유문부를 봉합사로 묶은 후 4% PFA가 담긴 용기에 넣어 24시간 고정하였다.
<1-7> 통계처리
모든 분석 수치는 평균 ±SEM으로 나타내었다. 대조군과 시험물질 투여군의 차이를 비교하기 위하여 분산분석 (ANOVA)로 분석 후 SAS software version 9.4 (SAS Institute)에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 유의성을 검증하였다. p < 0.05 이상일 때만 통계적으로 유의성 있는 것으로 판단하였다.
<실험예 2>
실험동물의 체중
시험 전 기간 실험동물에서 특이 사항은 나타나지 않았으며, 시험 직전 실험동물의 체중을 측정하여 각 시험 군마다 동일한 평균이 되도록 실험동물을 분류하였다. 각 시험군의 실험동물의 체중을 하기 표 3에 나타내었다.
| WIRS | 시료 (2 ㎖/㎏ BW) | 체중 (g) | |
| G1 | - | - | 186.6 ±1.9 |
| G2 | + | - | 185.8 ±1.4 |
| G3 | + | TS-1 | 185.7 ±2.0 |
| G4 | + | TS-2 | 185.1 ±1.9 |
| G5 | + | PCS | 186.4 ±2.0 |
수치는 평균 ±SEM으로 나타내었다.
다른 문자를 갖는 평균은 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range)에 의한 유효편차(p < 0.05)이다.
<실험예 3> 위조직의 육안적 관찰 및 위염 지수 (ulcerative lesion index, ULI) 평가
고정된 위조직은 대만을 따라 절개하여 육안적으로 관찰하고 디지털카메라로 촬영하였다. 상기 실험동물의 위조직을 절개하여 육안적으로 관찰하고 디지털카메라로 촬영하여 도 3에 나타내었다. 사진은 NIH의 'Image J" 소프트웨어를 사용하여 출혈이나 충혈된 면적을 측정하였고 하기 계산식으로 ULI를 산출하였다.
위염 지수 (ULI, %) = (출혈 및 충혈 면적 / 전체 위조직 면적) × 100
병변(lesion) 면적에 대한 정량적 분석을 위해 촬영한 사진으로 충혈 및 출혈이 발생한 면적을 측정한 후 위염 지수를 산출하여 표 4에 나타내었다. 육안적 관찰 결과, 정상 대조군 (G1)의 위 점막은 병변이 없는 정상적인 반면, 스트레스 대조군 (G2)의 위 점막은 충혈 및 출혈 등 심각한 병변이 나타났고, 이는 시험물질인 TS-1과 TS-2 그리고 양성대조물질인 PCS 처리 (G3, G4, G5)에 의해 감소하였다 (도 3).
위 조직의 전체면적 대비 병변 면적으로 산출한 위염 지수는 스트레스 대조군(G2)에 비해 TS-1, TS-2 및 PCS 처리군 (G3, G4, G5)에서 유의적으로 감소하였다. 또한, 위 조직의 전체면적 대비 충혈 면적과 출혈 면적도 스트레스 대조군 (G2)에 비해 TS-1, TS-2 및 PCS 처리군 (G3, G4, G5)에서 현저히 감소하였다 (표 3). 2종의 시험물질 중 TS-2 처리군의 위염 지수가 TS-1 처리군에 비해 감소하는 경향을 나타내었으나, 개체 차이로 인해 TS-1 처리군과 TS-2 처리군 간에 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
| WIRS | 시료 (2 ㎖/㎏ BW) | 궤양병터 지수(ulcerative lesion index; ULI) (%) | |||
| 총병변면적 | 충혈면적 | 출혈면적 | |||
| G1 | - | - | 0.27 ±0.11 | 0.27 ±0.11 | 0 |
| G2 | + | - | 25.02 ±2.24***,a | 19.54 ±2.21***,a | 5.48 ±0.94***,a |
| G3 | + | TS-1 | 7.07 ±2.66b | 4.75 ±1.98b | 2.32 ±0.84b |
| G4 | + | TS-2 | 3.86 ±0.81b | 2.17 ±0.59b | 1.69 ±0.48b |
| G5 | + | PCS | 2.77 ±0.47b | 1.76 ±0.49b | 1.01 ±0.22b |
수치는 평균 ±SEM으로 나타내었다.
* p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001는 G1군과의 유효편차를 나타낸다.
다른 문자를 갖는 평균은 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range)에 의한 유효 편차(p < 0.05)이다.
<실험예 4> 위조직의 조직형태학적 변화 (H&E 염색)
시험물질이 스트레스성 위염 보호에 미치는 영향을 조사하기 위해 위 조직을 취해 H&E 염색 후 현미경으로 관찰한 결과를 도 4에 나타내었다. 구체적으로, 4% PFA로 고정된 위조직을 파라핀에 포매하고, 포매된 조직들로부터 5 μm의 조직절편을 제작하였다. 파라핀 제거 후, 100% 알코올에서 시작하여 0% 에탄올 (H2O)까지 순차적으로 알코올의 %를 낮춤으로 조직을 수화하였다. 종양 조직의 조직형태학적 관찰을 위해 Accustainㄾ Hematoxylin and Eosin Stains (Sigma-Aldrich Co.)을 사용하여 제조회사가 제시한 방법에 따라 조직을 염색 후, 광학현미경 (Carl Zeiss)을 사용하여 종양 조직의 조직학적 변화를 관찰하였다.
그 결과, 정상 대조군 (G1)은 모든 위 조직의 융모가 균일하며 일정한 형태를 유지하고 있는 것으로 관찰되었다. 반면 스트레스 대조군인 G2 군은 위 점막의 손상으로 인하여 융모의 끝이 손상을 입어 뚜렷한 융모의 형태를 나타내지 않는 것으로 관찰되었고, 또한 출혈로 인하여 부분적으로 융모 끝이 손상되었다. 시험물질 처리군인 G3, G4, G5 군에서도 위 점막의 손상이 관찰되었으나, TS-2 처리군 (G4)과 양성대조물질 처리군인 PCS 처리군 (G5)에서는 G2 군에 비해 개체 차이가 있지만 위 점막의 손상 정도가 덜한 것으로 관찰되었다 (도 4).
<실험예 5> 위액의 수거와 산도 측정
실험동물 (5마리)의 위를 적출하여 대만 (greater curvature)을 따라 절개하고, 위 내용물을 원심분리튜브에 담았다. 5 mL 증류수를 넣어 3,000 rpm에서 10분 원심분리하여 상층액을 수거한 후 pH meter로 산도를 측정하였다. 위조직은 PBS로 헹군 후 물기를 제거하고 향후 분석을 위해 -70℃에 보관하였다.
그 결과, 위를 적출하여 절개하고, 위 내용물을 수거한 후 pH meter로 측정한 산도를 표 5에 나타내었다. 정상 대조군인 G1 군의 위액 산도는 pH 4.32 ±0.45이었고, 스트레스 대조군인 G2 군의 위액 산도는 pH 2.72 ±0.13으로 G1 군에 비해 감소하였지만, 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 시험물질 처리군인 G3과 G4 군은 스트레스 대조군 (G2) 군과 비교하여 위액 산도의 차이가 거의 없었지만, 양성대조물질처리군인 G5 군에서 유의적으로 산도가 증가하였다.
| WIRS | 시료 (2 ㎖/㎏ BW) | 위액의 산도 (pH) | |
| G1 | - | - | 4.32 ±0.45 |
| G2 | + | - | 3.73 ±0.26b |
| G3 | + | TS-1 | 3.76 ±0.18b |
| G4 | + | TS-2 | 3.87 ±0.19b |
| G5 | + | PCS | 4.87 ±0.27a |
수치는 평균 ±SEM으로 나타내었다.
* p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001는 G1군과의 유효편차를 나타낸다.
다른 문자를 갖는 평균은 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range)에 의한 유효 편차(p < 0.05)이다.
결론적으로, 상기 실험은 위 건강 개선제품 1(TS-1)과 위 건강 개선제품 2 (TS-2)의 위염 개선 효능을 평가하고자 스트레스 유도 위염 동물모델에서 그 효능을 관찰한 것으로, 스트레스를 유도하지 않은 정상 대조군 (G1)에 비해 스트레스를 유도한 스트레스 대조군 (G2)에서 스트레스성 위염을 관찰하였고, 또한 양성대조물인 겔포스엠 (보령제약)을 투여한 경우 (G5) 위 점막 손상이 현저히 감소함을 관찰하였으며 이는 시험이 정상적으로 진행되었음을 나타내었다.
2종의 시험물질 모두 유의적으로 위염 보호 효과를 나타내었다. 2종의 시험물질 중 위 건강 개선제품 2 (TS-2)가 보다 효과적으로 위염 보호 효과를 나타내는 것으로 판단되나 위염 지수 결과에서 개체 차이로 인해 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지는 않았다.
상기 결과는 본 발명의 위 건강 개선제품은 스트레스에 의해 유도된 위염의 보호 효과가 있음을 나타내며, 위건강용 기능성 음료 조성물로 사용될 수 있음을 나타내었다.
<실시예 5> 기능성 음료 조성물의 제조 5
상기 실시예 1과 동일한 조성으로 기능성 음료 조성물을 제조하였다.
다만, 상기 조성물 100중량부에 혜화나무 추출액 (4% 농도) 2중량부를 첨가하였다. 이때, 혜화나무 추출액은 나무와 잎을 물에 넣고 끓여 진액을 추출하였다.
상기 실험예 4와 동일한 방법으로 H&E 염색 실험한 결과, 실시예 2와 유사한 실험 결과를 얻을 수 있었다.
<실시예 6> 기능성 음료 조성물의 제조 6
상기 실시예 1과 동일한 조성으로 기능성 음료 조성물을 제조하였다.
다만, 상기 조성물 100중량부에 쥐눈이콩 추출물 2중량부를 첨가하였다. 이때, 쥐눈이콩 추출물은 쥐눈이콩의 이물질을 제거한 후 동결건조기로 건조하여 분말화하고, 분말시료 50 g에 1 L의 80% 알코올을 가하여 250℃에서 3시간 동안 reflux하여 추출하였다. 추출물은 여과지(whatman filter paper No. 6, Whatman, Newton, MA, USA)로 여과한 후, 회전진공농축기로 감압농축 하여 동결건조 한 다음 -20℃에 보관하며 실험에 사용하였다.
상기 실험예와 동일한 방법으로 위 점막 손상 및 형태학적 변화, 위액 분비량 변화, 위 조직의 병리학적 변화(H&E 염색) 등을 실험하였다.
그 결과, 쥐눈이콩 추출물을 함유한 실시예 6이 기능성 조성물의 투여가 위염 동물모델에서 위 점막 손상, 위액 분비, 염증성 인자 발현의 변화에 미치는 영향을 관찰한 후 위장 보호 효과의 기능성을 입증할 수 있었다. 구체적으로, 쥐눈이콩 80% 알코올 추출물을 함유한 조성물을 투여한 그룹에서 위염을 유발시킨 그룹에 비하여 위 점막 손상과 출혈이 감소하였음을 관찰하였으며 위 손상면적 또한 유의적으로 감소시켰다. 위액분비량을 비교한 결과에서도 위염으로 인하여 증가한 위액분비량을 농도 의존적으로 감소시켰음을 확인할 수 있었다. 위 조직의 병리학적인 관찰을 통하여 효과를 관찰한 결과 위염을 유발한 군에서 위점막조직의 손상과 표면 상피세포의 손실을 관찰할 수 있었으나, 쥐눈이콩 추출물을 함유한 조성물을 투여한 군들에서는 알코올성 위염 그룹과 비교하여 손상이 깊지 않음을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
Claims (8)
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
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- 삭제
- 1) 정제수, 탄산수소나트륨, 삭카린나트륨, 벤조산나트륨을 80℃에서 30분간 혼합하는 단계;
2) 상기 혼합물에 탄산칼슘을 80℃에서 30분간 혼합하는 단계;
3) 상기 혼합물에 cp 50의 고점도 알긴산나트륨과 cp 1.2의 저점도 알긴산나트륨이 1: 0.5~7의 함량비로 구성된 알긴산나트륨을 완전히 녹을 때까지 80℃에서 1시간 이상 동안 혼합하여 혼합물 1을 제조하는 단계;
4) 정제수와 헥사메타인산나트륨을 80℃에서 30분 이상 혼합하여 혼합물 2를 제조하는 단계;
5) 상기 혼합물 1과 혼합물 2를 80℃에서 30분 이상 혼합하는 단계;
6) 상기 혼합물에 페파민트미크론을 80℃에서 30분간 혼합하는 단계; 및
7) 상기 혼합물 100중량부에 혜화나무 추출물 2중량부를 첨가하는 단계;를 포함하는 위건강용 기능성 음료 조성물의 제조 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |