KR102372942B1 - 인삼씨 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 - Google Patents
인삼씨 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병(diabetes)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인삼씨의 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층을 유효성분으로 하는 베타-아밀라아제(β-amylase) 및/또는 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다. 본 발명의 항당뇨 조성물의 유효성분으로서의 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일층은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 의약품 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일층은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 전분분해효소 저해 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병(diabetes)의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인삼씨의 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층을 유효성분으로 하는 베타-아밀라아제(β-amylase) 및/또는 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다.
현대인에게 가장 흔한 질병중 하나인 당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로서 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징이며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으킨다. 당뇨병은 제1형과 제2형으로 구분되는데, 제1형 당뇨병은 유전적 영향에 의해 인슐린을 전혀 생산하지 못하는 것이 원인이 되어 발생하며, 제2형 당뇨병은 인슐린 기능이 떨어져 인슐린 저항성(insulin resistance)이 원인으로 알려져 있다. 특히, 제2형 당뇨병은 식생활의 서구화에 따른 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동부족, 스트레스 등 환경적인 요인이 크게 작용하는 것으로 알려져 있다. 당뇨병의 치료를 위해서는 제1형 당뇨병의 경우에는 인슐린 주사가 필수적이며, 제2형 당뇨병의 경우에는 생활습관 교정 및 약물치료가 필요하며, 대표적으로 인슐린 분비 촉진제(예, 레파글리나이드, 미티글이나이드) 및 소장에서의 탄수화물 흡수 지연제[글루코바이: 성분명-아카보즈(acarbose), 베이슨: 성분명-보글리보스 (voglibose)] 등이 이용되고 있다.
한편, 인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)은 오갈피나무과(Araliaceae) 인삼속(Panax)에 속하는 다년생 초본류로서, 생김새는 가늘고 긴 원주형이나 방추형으로 2~5개의 곁뿌리가 나 있고, 바깥 면은 엷은 황갈색이며 세로주름과 가는 뿌리 자국이 있다. 근두부에는 줄기의 잔기가 붙어 있던 노두가 있다. 한방에서는 인삼의 뿌리를 주로 약재로 사용하며, 원기를 보하고 신체허약, 권태, 피로, 식욕부진, 구토, 설사에 쓰이며 폐기능을 도우며 진액을 생성하고 안신작용 및 신기능을 높여 준다고 알려져 있다. 실제로 알려진 약리작용으로는 대뇌피질 흥분과 억제, 평형, 항피로, 항노화, 면역증강, 심장수축, 성선촉진, 고혈당 억제, 단백질합성 촉진, 항상성 유지, 항암, 해독작용 등이 있으며, 인삼 특유의 냄새가 있으며 맛은 달고 약간 쓰며 성질은 약간 따듯하다. 인삼은 뿌리뿐만 아니라, 잎, 줄기, 열매, 씨를 모두 식용으로 사용 가능하며, 특히 인삼의 잎을 인삼엽(人蔘葉), 노두(蘆頭)를 인삼로(人蔘蘆), 종자를 인삼자(人蔘子)로 부르기도 하며, 이는 모두 한방에서 귀한 약재로 사용되고 있다.
인삼은 지하부에 대한 연구가 집중적으로 이루어져 있으며, 인삼씨에 대한 연구는 매우 미미한 상태이다. 최근 인삼씨에 상당량(~50%)의 섬유소와 오일(5~26%)을 함유하고 있음이 알려졌으며(Beveridge TH 등, 2002. J Agric Food Chem. 50: 744-750), 인삼 뿌리에서 면역증강 성분으로 알려진 인삼 산성 다당체를 소량 함유하고 있다고 밝혀진 바 있다(Kim HJ 등, 2013. Korean J. Food Sci. Technol. 45, 274-278). 인삼씨 오일은 주요 지방산 성분으로 단일불포화지방산인 oleic acid(C18:1)의 함량이 높아 올리브 오일과 비슷한 지방산 조성을 갖는 것으로 알려져 있으며(Zhu XM 등, 2010, J Food Sci Nutr. 15: 275-281), 혈중 콜레스테롤 감소에 도움이 되는 squalene, sitosterol stigmasterol, oxidosqualene 등의 phytosterol을 함유하고 있음이 보고되어 있다(Beveridge TH 등, 2002. J Agric Food Chem. 50: 744-750). 이러한 인삼씨 오일은 지방간 완화에 도움을 주며(Kim GW 등, 2018. J. Ginseng Res. 42: 419-428), 추출방법이나 인삼 종자 품종에 따라 그 성분 및 효능에 차이가 있음이 알려져 있다(김지은 외, 2014, J Korean Soc Food Sci Nutr, 43: 439-445; 김희정 외, 2013. Korean J. Food Sci. Technol. 45: 274-278). 또한, 인삼씨로부터 항산화 및 항노화 활성물질(전지민 외, 2011, J. Soc. Cosmet. Scientists Korea 37: 75-81)과 항염증 활성물질도 보고(손정현, 2010, 충남대학교 석사논문)된 바 있다. 그러나, 현재까지 인삼씨 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층 성분의 베타-아밀라이제(β-amylase) 및 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 강력한 항당뇨 활성은 보고된 바 없다.
또한, 인삼과 관련된 특허로는 재배법은 물론 다양한 식품, 화장품, 건강기능식품, 의약품 등의 용도로 대한민국 특허청에 약 7,300 여건이 등록, 공개되어 있으며, 최근 인삼씨와 관련된 특허도 공개되어 있다. 인삼씨와 관련된 특허로는 인삼씨 파종장치(예, 신봉건, 2017, 대한민국 등록특허 10-1743451호, 인삼씨 파종장치)가 대부분을 차지하고 있으며, 인삼씨로부터 오일을 추출하는 방법에 대한 특허로 대한민국 등록특허 제10-1790131호에 [초임계 유체를 이용한 산화안정성 및 색조성이 우수한 인삼씨유의 제조방법], 제10-1429820호에 [인삼의 씨 추출물과 이를 포함하는 조성물 또는 유지 및 이것의 제조방법]이 개시되어 있으며, 인삼씨의 생리학적 효능에 대한 것으로는 대한민국 등록특허 제10-1671571호에 [당 흡수 저해용 인삼씨 조성물 및 이것의 제조방법], 제10-1504891호에 [인삼씨 배유 추출박 분말의 추출물을 포함하는 항산화력이 증가된 조성물], 제10-1954632호에 [발아 인삼씨 추출물을 함유하는 피부 외용제 조성물]이 게시되어 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2015-0113434호에는 [인삼씨 추출물을 포함하는 뇌신경세포 보호 및 우울증의 예방, 개선 및 치료용 조성물], 제10-2014-0120759호에는 [인삼씨 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화력이 증진된 조성물], 제10-2013-0090029호에는 [증숙 인삼씨를 주로 하는 피부 외용제 조성물 및 그를 이용한 증숙 인삼씨를 주로 하는 피부 외용제 제조방법], 제10-2016-0134375호에는 [인삼씨 오일을 함유하는 수용성 조성물], 제10-2014-0120765호에는 [인삼 종자유 및 이의 제조방법]이 공개되어 있다. 그 외 인삼씨를 이용한 식품제조에 있어서는 제10-1470825호에 [인삼씨 간장 및 된장의 제조방법], 제10-0804207호에 [인삼씨를 재료로 하는 인삼차의 제조방법], 제10-1280300호에 [인삼씨 오일을 주로 하는 건강보조식품]이 등록되어 있다. 특히, 제10-1671571호에 [당 흡수 저해용 인삼씨 조성물 및 이것의 제조방법]에는 인삼씨 오일의 항당뇨 활성에 대해 개시하고 있으나, 인삼씨를 헥센으로 추출하면서 초음파 처리하여 얻은 오일성 성분에 대한 항당뇨 활성에 대해 보고될 뿐, 현재까지 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물에 대한 강력한 항당뇨 활성은 알려진 바 없다.
김지은 외, 2014. J Korean Soc Food Sci Nutr. 43: 439-445. 추출방법에 따른 인삼씨유의 품질특성
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 인삼씨 에탄올 추출물을 감압농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 비오일층은 인삼씨 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
상기 비오일층은 인삼씨 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층인 것이 바람직하다.
본 발명의 항당뇨 조성물의 유효성분으로서의 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일층은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 의약품 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일층은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 전분분해효소 저해 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 인삼 뿌리, 인삼 잎, 인삼 꽃봉우리, 인삼씨 및 인삼 성숙 열매를 나타낸 것으로서, 1: 인삼 뿌리, 2: 인삼 잎, 3: 인삼 꽃봉우리, 4: 인삼씨, 5: 인삼 성숙 열매를 나타낸다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 인삼씨를 대상으로 항당뇨 효능을 검정하기 위하여, 일정 방법으로 인삼의 다양한 부위(뿌리, 잎, 꽃봉우리, 성숙 열매 과육 및 씨)의 에탄올 추출물을 조제하고, 인삼씨 에탄올 추출물의 경우, 감압농축 후 얻어지는 상층 오일 부분과 하층의 비오일성 분획물을 각각 회수하였으며, 인삼씨 오일의 대조구로 기계착유 오일을 제조한 후, 이들의 항당뇨 활성을 평가하여 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물을 강력한 항당뇨 활성 성분으로 회수하였으며, 상기 비오일성 분획물은 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가짐을 확인함으로서 상기 비오일성 분획물을 항당뇨 조성물 및 건강 기능 식품으로 활용하고자 하였다.
구체적으로, 본 발명자들은 민간에서 원기회복, 면역증강, 노화억제 등을 치료하는데 효과가 있다고 알려진 인삼씨를 이용하여 항당뇨 조성물 및 건강 기능 식품을 개발하기 위하여, 인삼씨 에탄올 추출물을 감압농축 후 얻어지는 상층 오일 부분과 비오일성 분획물을 각각 회수하였으며, 이들의 β-amylase 및 α-glucosidase에 대한 저해 활성을 평가한 결과, 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물에서에서 강력한 β-amylase 및 α-glucosidase 효소 저해 활성을 확인하였다. 또한, 상기 분획물은 높은 열 안전성과 혈장 안전성을 나타냄을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 비오일층은 인삼씨 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물의 비오일층을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
상기 비오일층은 인삼씨 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층인 것이 바람직하다.
상기 인삼씨는 4년근 이상의 인삼으로부터 채종하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 인삼씨를 에탄올 추출하고, 감압농축한 후 상부의 오일층의 하부에 형성되는 비오일층 분획물의 제조 방법 및 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 인삼씨 분말을 에탄올 용매로 추출하는 단계; 상기 에탄올 추출물을 감압농축한 후 생성되는 오일 상층액과 하층의 비오일층 분획물을 각각 회수하는 단계; 회수된 오일층과 비오일층의 항혈전 활성 평가 단계; 및 활성물질의 안정성 조사 단계를 포함한다.
한편, 대조구로서 인삼 뿌리, 잎, 꽃봉우리 및 성숙 열매 과육으로부터 에탄올 추출물 제조하였고, 인삼씨를 기계 착유하여 수득되는 착유오일을 사용하였다.
본 발명의 명세서에 기재된 용어 "인삼씨 에탄올 추출물의 비오일층", "인삼씨 에탄올 추출물을 감압농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층" 또는 "인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물"은 모두 동일성 범위의 표현으로서, 상기 성분은 4년근 이상의 인삼으로부터 채종하여 과육을 제거한 씨를 회수하고, 이를 분쇄하여 분말로 조제한 후 에탄올로 추출하는 단계 및 상기 추출액을 0.06mm 이하의 여과망을 사용하여 여과하고, 이를 감압농축하는 단계 및 층분리된 하층부 비오일층 분획물을 회수하는 단계에 의해 수득될 수 있다.
본 발명의 인삼씨를 에탄올 추출하고, 감압농축한 후 상층에 생성되는 헥센에 추출되는 오일 성분을 제외한 비오일성 분획물은 감압건조 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 상기 비오일성 분획물은 혈장 내의 다양한 분해효소에 분해되지 않으며, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.
본 발명의 인삼씨를 에탄올 추출하고, 감압농축한 후 상층에 생성되는 헥센에 추출되는 오일 성분을 제외한 비오일성 분획물은 강력한 β-amylase 및 α-glucosidase에 대한 전분 분해효소 저해 활성을 나타내어, 제1형 당뇨병, 제2형 당뇨병 또는 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신증 등과 같은 당뇨 합병증의 예방 및 치료/개선과 관련되는 약학적 조성물 및 건강 기능 식품의 소재로 사용될 수 있다.
본 발명의 유효 성분을 포함하는 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.
바람직한 구체예로서, 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 약학적 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 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.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 약학적 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 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(intracerebroventricular) 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.
또한, 본 발명의 건강 기능 식품은 당뇨병의 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, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 유효성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100ml를 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 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.
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: 인삼 부위별 추출물의 조제 및 인삼씨 에탄올 추출물로부터 비오일층 회수
2018년 경북 영주에서 5년근 인삼의 뿌리, 잎, 꽃봉오리를 채취하고, 이를 통상의 방법으로 열풍건조(60℃)한 후 사용하였다. 인삼 열매는 7월에 채종하였으며, 채취한 종자를 망사자루에 넣고, 흐르는 물에 담가 하루정도 불린 다음, 손으로 문질러 과육을 완전히 제거한 후, 씨를 회수하고, 이를 1일간 음건한 후, 마쇄하여 추출에 사용하였으며, 성숙 열매의 과육은 손으로 벗겨 회수한 후, 이를 열풍건조하여 추출에 사용하였다(도 1). 각각의 건조된 인삼 뿌리, 잎, 꽃봉우리 부위는 조분쇄한 후 에탄올(95%) 추출하였으며, 시료 무게에 대해 10배의 에탄올을 가하고 상온에서 3회 반복 추출한 후 추출액을 모아 필터링한 후, 감압 농축하여 분말로 제조하여 에탄올 추출물을 제조하였다. 한편, 인삼씨 에탄올 추출물은 감압 농축시 상층의 오일부분과 비오일성 하층의 분획물 부분으로 구분되어 이들을 각각 회수하였다. 또한, 상기의 인삼씨는 기계착유하여 별도로 인삼씨 오일을 회수하였다.
[표 1] 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 회수율
인삼 각각의 부위에 대한 에탄올 추출물의 회수율은 표 1에 나타낸 바와 같이, 씨(8.4%) > 잎(4.3%) > 꽃봉우리(1.3%) > 뿌리(0.3%) > 성숙과육(0.2%) 순으로 나타났으며, 인삼씨의 기계착유의 경우 회수율은 약 5%로 나타났다. 인삼씨 기계착유 오일은 암갈색의 오일이었으나, 인삼씨 에탄올 추출물을 감압농축한 후 상층에 생성되는 오일은 밝은 황색을 나타내었다. 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물은 인삼씨 100g에 대해 약 2.6g을 회수할 수 있었으며, 이는 기계착유 인삼씨 오일 회수율의 52%에 해당한다.
실시예 2: 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 유용성분 분석
실시예 1에서 얻어진 시료들을 대상으로 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 1 N NaOH 40μl를 넣고, 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다. 환원당은 DNS법으로, 총 당은 phenol-sulfuric acid법을 이용하여 정량하였다.
[표 2] 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 유용성분 분석
표 2에 나타낸 바와 같이, 추출물 및 오일의 유용성분 분석 결과, 총 폴리페놀 함량은 성숙열매 과육에서 가장 높은 35.6mg/g의 함량을 보였으며, 잎 추출물 > 꽃봉우리 추출물 > 뿌리 추출물 ≒ 씨 추출물의 비오일성 분획물 > 씨 추출물의 상층 오일 > 씨 착유오일 순으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량 측정 결과 역시 성숙열매 과육에서 가장 높은 15.4mg/g을 보였으며, 잎 추출물 > 꽃봉우리 추출물 > 뿌리 추출물 > 씨 추출물의 비오일성 분획물 > 씨 추출물의 상층 오일 ≒ 씨 착유오일 순으로 나타났다. 총당 함량의 경우에는 잎 추출물 > 씨 추출물의 비오일성 분획물 > 꽃봉우리 추출물 > 성숙열매 과육 추출물 > 뿌리 추출물 > 씨 추출물의 상층 오일 ≒ 씨 착유오일 순으로 나타났다. 반면, 환원당 함량의 경우에는 잎 추출물 > 꽃봉오리 추출물 > 성숙열매 과육 추출물 > 씨 추출물의 비오일성 분획물 > 뿌리 추출물 >씨 추출물의 상층 오일 ≒ 씨 착유오일 순으로 나타났다. 이러한 결과는 인삼씨 추출물의 비오일성 분획물은 상당량의 폴리페놀 성분을 함유한 반면, 인삼씨 추출물의 상층 오일 및 기계착유 오일의 경우 폴리페놀 및 당류 성분이 매우 적으며, 대부분이 지방산으로 구성되어 있음을 추측할 수 있다. 실제 인삼씨 오일의 지방산 성분을 분석 결과, 100g 중 oleic acid(C18:1) 49.9g, linoleic acid(C18:2) 17.2g, palmitic acid(C16:0) 1.93g, palmitoleic acid(C16:1) 0.25g, stearic acid(C18:0) 0.38g, myristic acid(C14:0), 0.03g 및 lauric acid(C12:0)가 0.02g 함유되어 있었으며, 인삼씨 오일의 불포화지방산/포화지방산의 비율은 약 25를 나타내어, 인삼씨 오일의 대부분의 지방산은 불포화지방산으로 구성되어 있음을 확인하였다.
실시예 3: 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 항당뇨 활성 평가
실시예 1에서 제조된 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 항당뇨 활성을 평가하였으며, in-vitro β-amylase 저해활성 및 α-glucosidase 저해활성을 평가하여 나타내었다.
먼저, β-amylase(4-alpha-D-glucan maltohydrolase) 저해활성은 시료 2.5μl와 50mM phosphate buffer(pH 6.8)로 희석한 α-amylase(0.25U/ml) 25μl를 혼합하여 37℃에서 10분간 1차 반응한 후, 0.5% soluble starch(Samchun Chemicals Co., Korea) 25μl를 가하여 37℃에서 10분간 2차 반응한 후, 100℃에서 5분간 가열하여 반응을 정지시켰으며, 반응액에 150μl의 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid, Sigma Co., st. Louis, USA) 용액을 가하여 100℃에서 5분간 가열하여 발색한 후, 상온에서 방냉하였다. 발색액은 540nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
저해율 (%) = [1-(시료 첨가구 효소활성/대조구 첨가구 효소활성)] x 100
α-glucosidase 저해활성은 pNPG(p-nitrophenol glucoside; Sigma Co., USA)를 이용하여 평가하였으며, 시료 2.5μl와 50mM Sodium acetate buffer(pH 5.6)로 희석한 α-glucosidase(0.25U/ml) 25μl를 혼합하여 37℃에서 10분간 1차 반응하고, 1mM pNPG 용액 25μl를 가하여 60℃에서 10분간 2차 반응하였다. 이후, 1M NaOH 25μl를 가하여 반응을 정지시키고, 405nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
저해율 (%) = [1-(시료 첨가구 효소활성/대조구 첨가구 효소활성)] x 100
[표 3] 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 항당뇨 활성
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 임상에서 당뇨병 치료제로 사용하고 있는 acarbose는 농도 의존적으로 강력한 β-amylase 저해활성 및 α-glucosidase 저해활성을 나타내었다. 반면, 인삼의 다양한 부위별 추출물은 씨 에탄올 추출물의 오일을 제외하고는 모두 β-amylase 저해활성과 α-glucosidase 저해활성이 확인되었다. 가장 강력한 β-amylase 저해활성은 인삼잎 추출물에서 나타났으며, 0.5mg/ml 농도에서 30.2%의 강력한 β-amylase 저해활성과 5.7%의 α-glucosidase 저해활성이 확인되었다. 시료들 중에서 α-glucosidase 저해활성과 β-amylase 저해활성이 모두 우수한 시료는 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물에서 나타났으며, 0.5mg/ml 농도에서 19.2%의 β-amylase 저해활성과 12.8%의 α-glucosidase 저해활성이 확인되었다. 전분분해가 β-amylase 와 α-glucosidase의 상호작용에 의해 활성화됨을 고려할 때, β-amylase와 α-glucosidase 저해활성이 모두 우수한 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물은 제2형 당뇨병의 예방 및 치료에 이용 가능함을 확인하였다.
실시예 4: 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 인간 적혈구 용혈 활성
인삼은 민간에서 오래 전부터 음용하여 왔으며, 동의보감에도 언급된 한방약재로 암세포 사멸, 고혈압, 당뇨, 콜레스테롤 저하, 노화 방지, 욕창 제거 등에 사용되어 왔다. 따라서, 인삼 부위별 추출물 및 오일들은 별도의 급성독성을 유발하지는 않으리라 판단된다. 이들의 급성독성 가능성을 평가하기 위해 인간 적혈구 용혈 활성을 평가하였으며, 그 결과는 표 3에 나타내었다. 이때, 용혈 활성은 기존의 보고(손호용, 2014년 ㆍKorean 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.
[표 4] 인삼 부위별 추출물 및 오일들의 인간 적혈구 용혈 활성
먼저, 대조구로 사용된 DMSO와 물은 용혈 활성이 없었으며, triton X-100은 1mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다. 또한, 항암제, 항진균제로 사용되고 있는 amphotericin B의 경우 0.025mg/ml 농도에서 50% 이상 적혈구를 용혈시킴을 확인하였다. 본 발명의 인삼 부위별 추출물 및 인삼씨 착유오일은 0.25mg/ml 농도까지 전혀 적혈구 용혈현상이 나타나지 않았으나, 인삼씨 에탄올 추출물의 오일층은 0.25mg/ml 농도에서 95.6%의 용혈활성을 나타내었다. 반면, 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물은 0.25mg/ml 농도에서 급성독성 및 적혈구 용혈 활성은 없음을 확인하였다.
실시예 5: 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일층 분획물의 혈장, 산 및 열 안정성 평가
상기 실시예 1에서 얻은 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물을 대상으로 항혈전 활성에 대한 혈장 안정성, 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 그 결과, 상기 비오일성 분획물은 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서의 1시간 처리, 혈장에서 1시간 처리시에도 β-amylase 및 α-glucosidase 저해 활성의 감소가 거의 나타나지 않았다. 따라서, 본 발명의 인삼씨 에탄올 추출물의 비오일성 분획물은 내산성, 내열성을 모두 갖는 항당뇨 활성 물질을 포함하고 있음을 예상할 수 있었다.
Claims (4)
- 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층을 유효성분으로 함유하는, 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 효소 저해를 통한, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 삭제
- 인삼씨(Seed of Panax ginseng C. A. Meyer) 에탄올 추출물을 감압 농축하는 과정에서 층분리되어 하층부에 형성되는 비오일층을 유효성분으로 함유하는, 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 효소 저해를 통한, 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품.
- 삭제
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