KR102422773B1 - 기능성 식품 조성물 및 이를 포함하는 밥짓기용 티백 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추 세립분말을 포함하고, 세립분말의 크기가 250~600㎛인 산화, 노화지연 또는 수명연장용 기능성 식품 조성물 및 이를 포함하는 밥짓기용 티백에 관한 것이다.
본 발명의 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제는 건조 스트레스, 열충격 스트레스 및 산화 스트레스에 대한 저항력을 증가시키고, 항산화 효소인 수퍼옥시드디스뮤타아제(superoxide dismutase, SOD) 및 카탈라아제(catalase)의 활성을 증가시키며, 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 축적을 억제하고, 산화적 스트레스나 열충격 스트레스에 저항하는 단백질의 생성을 촉진하며, 리포푸신(lipofuscin)의 축적을 억제함으로써 궁극적으로 동물의 노화를 지연하거나 수명을 연장할 수 있다.
특히 본 발명의 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제는 성장에 영향을 주지 않으며, 이 밖에 생식능, 음식의 섭취량 및 운동량과 같은 다른 생리작용에는 영향을 미치지 않으므로 생리적인 부작용 없다는 장점도 있다. 또한 본 발명의 조성물은 체내 리포푸신의 생성을 억제할 수 있어 리포푸신 축적으로 인한 질환을 효과적으로 예방, 치료 또는 개선할 수 있다.

Description

기능성 식품 조성물 및 이를 포함하는 밥짓기용 티백{Fine granules composition and Rice-cooking Tea bag comprising the same}
본 발명은 상황버섯을 함유하는 항산화, 노화지연 또는 수명연장용 기능성 식품 조성물 및 이를 포함하는 밥짓기용 티백에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추 세립분말을 포함하고, 상기 세립분말의 크기가 250~600㎛인 산화, 노화지연 또는 수명연장용 기능성 식품 조성물 및 이를 포함하는 밥짓기용 티백에 관한 것이다.
미토콘드리아 등에서 생성되는 저농도의 활성산소종((reactive oxygen species, ROS)은 수명연장에 유익한 효능을 보이나 과잉의 활성산소종은 여러 단계에서 인체의 기능을 악화시켜 스트레스, 질병 등에 대한 저항능력을 점진적으로 감소시켜 이에 따르는 노화와 관련된 질병을 일으키게 되는 것으로 보고되고 있다. 활성산소종은 산소를 이용하는 모든 세포에서 세포 호흡의 부산물로 생성되며, 방사성 물질, 화학요법제, 발암물질 및 기타 음식물이나 환경적 요인으로부터 생성될 수 있다. 활성산소종은 다양한 세포신호 전달과정에 관련된 인자들, 엔에프-카파비(NF-κB), 신호변화자-전사활성자(STAT3), 키나아제(kinases), 성장인자(growth factors), 싸이토카인(cytokines) 및 단백질과 효소 등을 조절하는데 관여하여, 세포변형, 염증, 종양세포의 생존, 전이, 혈관신생 등과 관련되어 있다. ROS에 의해 발생하는 각종 스트레스와 인체의 손상을 억제하기 위한 항산화제의 역할은 중요하며, 항산화 효능이 높으면서 부작용이 상대적으로 적은 천연의 항산화제의 발견에 대한 노력은 지속되고 있다.
항산화제는 산화적 손상을 늦추거나 방해하며 혹은 제거할 수 있는 능력을 가진 물질로서 인체 내에는 수퍼옥시드디스뮤타아제(superoxide dismutase, SOD), 글루타치온 과산화효소(glutathione peroxidase) 및 카탈라아제(catalase) 등과 같은 항산화 효소들이 존재하지만 이들만으로는 불완전하여 건강을 유지하기 위해서는 외부에서 공급되는 항산화제의 공급이 필요하다.
최근에 산화적 스트레스와 노화와의 관계에 대한 관심이 커지면서 항산화제를 노화지연 또는 수명연장을 위해 사용하고자 하는 연구들이 많이 이루지고 있다. 그러나 대표적인 항산화제인 비타민 A, C, E 등이 실제로는 노화지연 또는 수명연장에 대한 효과가 미약하거나 오히려 투여량에 따라서는 악영향을 미치는 연구결과가 발표되는 등 항산화와 노화, 수명의 관계는 논란이 지속되고 있다. 이는 노화와 장수에 관련된 기전은 단순히 항산화의 효과에 의해 좌우되지 않고 내외적인 여러 요소가 작용하기 때문이라고 보고되고 있다.
이에 본 발명자들은 동물모델을 이용한 보다 실질적인 연구를 통해 항산화능, 스트레스 억제능, 노화색소 축적 억제능 및 노화관련 유전자의 변화 등의 연구를 통해 노화지연과 건강한 수명연장에 효과적인 물질을 개발하고자 하였다.
예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)은 대장균(E. coli)을 먹이로 하며 약 1 mm정도의 크기로 현미경을 통해 쉽게 관찰이 가능하다. 20℃에서 20일 정도의 짧은 수명을 가지고 있어 항노화 실험의 동물모델로 많이 이용되고 있으며, 최근에는 여러 종류의 형질전환된 선충을 개발하여 치매, 다이어트, 비만, 파킨슨 질환 등의 연구에 이용할 수 있게 되었다.
경제의 발전에 따라 소득수준이 높아지고 적절한 식단 관리, 규칙적인 운동을 비롯한 위생적인 생활습관으로 수명이 점점 늘어나고 있으나, 사회의 발전에 오염된 환경, 일터에서의 스트레스를 비롯하여 각종 주위의 다양한 전자제품이나 자동차 등에서 오는 소음이나 진동 등에서 오는 각종 스트레스는 우리 몸의 뇌, 폐, 간, 심장, 신장 등의 각 장기에 악영향을 미쳐 노화를 촉진하게 된다. 뇌에 미치는 영향은 치매나 파킨슨 질환 등을 야기하여 더 많은 사회적인 문제가 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 사회적인 요구가 필요하여 안전하게 복용할 수 있도록 예쁜꼬마선충을 실험모델로 하여 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제를 항산화 효과와 수명연장 효능을 나타내며 건강한 신체를 유지하고 장수하는 데에 도움이 될 수 있는 밥짓기용 세립분말 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.
상황버섯(Phellinus baumii Pilat, Hymenochaetaceae)은 항암 및 면역조절, 염증억제, 간 해독작용 등의 효능이 작용이 있는 전통약물로 알려져 있다(Macromol. 91: 1199-1205: J. Nat. Med. 66: 49-54: Int. J. Med. Mushrooms 19: 957-965). 이 식물에 대한 식물화학적 성분연구로는 히스피딘(hispidin), 히폴로민(hypholomine) B, 이노스카빈(inoscavin) A 및 메칠펠리그린(methylphelligrin) A와 같은 많은 종류의 페놀(phenol)성 화합물들이 보고되어 있다(Med. Chem. Lett. 25: 3256-3260: Med. Chem. Lett. 21: 3261-3267).
치자(Gardenia jaminoides, Rubiaceae)는 열매를 약용 또는 식용으로 하는 식물로 심장, 간장, 폐장, 위장, 삼초경(三焦經)에 효과가 있어 해열, 이뇨, 지혈, 진정, 염증 완화 등에 쓰이는 전통약물로 알려져 있다(Journal of Oil & Applied Science 34(4), 1094-1103). 이 식물의 식물화학적 성분연구로는 플라보노이드 계열의 퀘르세틴(quercetin), 루틴(rutin) 등과, 크로신(crocin), 크로세틴(crocetin) 등의 카로테노이드(carotenoid) 계열의 화합물 및 게니핀(genipin), 게니포시드(geniposide) 등의 이리도이드(iridoid) 계열의 화합물들이 보고되어 있다(J. Korean Soc. Food Sci. Nur. 48(2), 198-205).
삼백초(Saururus chinensis, Saururaceae)는 삼백초의 지상부를 건조한 것으로 습열, 청리, 해독 등의 효과가 있어 부종, 황달, 임탁, 대하, 옹종 등의 치료에 쓰이는 전통약물이며, 최근 삼백초에 관한 연구로 항산화, 항균, 항암 및 미백 등의 효능이 발표되었다. 삼백초의 성분으로는 퀘르세틴(quercetin), 퀘르시트린(quercitrin), 아비쿨라린(avicularin) 및 히페린(hyperin) 등의 프라보노이드(flavonoid)와 몇 종의 탄닌(tannin) 성분 등이 알려져 있으며(Journal of Life Science 22(6), 807-814), 특히 삼백초 성분 중의 하나인 사우치논(sauchinone)은 노화지연 및 수명연장의 효능이 있음이 밝혀졌다(특허 제10-1887631호, 2018. 8. 6)
대추(Zyzyphus jujuba var. inermis, Rhamnaceae)는 대추의 열매로 강장, 보혈작용이 있는 전통약물로 근력보강, 간보호, 빈혈, 신경쇠약 등에 사용되고 있으며, 알칼로이드, 사포닌, 플라보노이드 등의 화합물이 보고되어 있다(Korean J. Microbiol. Biotechnol. 42(2), 106-113).
콜라겐은 신체를 구성하는 단백질 중 약 30%를 차지하는 결합조직의 주성분으로 돈피, 어피(fish skin) 또는 어린(fish scale)으로부터 얻어 경구로 섭취하면 피부의 주름개선, 보습증진, 탄력증가에 유효하며, 모발과 손톱, 발톱의 강화에 효능이 있음이 보고되여 있다(Korean J. Food Sci. Technol. 50(4), 420-429).
엘-아르기닌은 아미노산의 일종으로 산화질소(NO)의 전구체로 산화질소 합성의 원료물질로 작용하여 혈관확장, 항산화 작용으로 인해 골격근으로 이동하는 혈류량과 산소이용율을 증가시켜 운동 수행능력을 개선하는 효과가 있음이 알려져 있다(Journal of the Korean Applied Science and Technology 36(3), 942-953).
최근까지 한약재 등 건강식품 원료를 이용한 세립분말은 차종류나 음료용으로는 다수 개발되어 상품화되어 있으나 밥짓기용 제품의 개발은 홍삼 및 몇 가지 한약재를 포함한 약밥티백의 제조방법(등록특허공보 제 10-2016-0055296) 외에는 아직 미진하며, 특히 약리활성을 연구하여 기능성을 확인한 처방구성으로 개발된 밥짓기용 세립분말 제조기술은 아직 개시되어 있지 않다.
[선행기술문헌]
[비특허문헌]
Liu, M. M., Zeng, P., Li, X. T. and Shi, L. G. (2016) Antitumor and immunomodulation activities of polysaccharide from Phellinus baumii. Int. J. Biol. Macromol. 91: 1199-1205.
Yayeh, T., Oh, W. J., Park, S. C., Kim, T. H., Cho, J. Y., Park, H. J., Lee, I. K., Kim, S. K., Hong, S. B., Yun, B. S. and Rhee, M. H. (2012) Phellinus baumii ethyl acetate extract inhibits lipopolysaccharide-induced iNOS, COX-2, and proinflammatory cytokine expression in RAW264.7 cells. J. Nat. Med. 66: 49-54.
Sung, S. K., Batbaya,r S., Lee, D. H. and Kim, H. W. (2017) Activation of NADPH oxidase by β-glucan from Phellinus baumii (Agaricomycetes) in RAW 264.7 cells. Int. J. Med. Mushrooms 19: 957-965.
Hwang, B. S., Lee, I. K., Choi, H. J. and Yun, B. S. (2015) Anti-influenza activities of polyphenols from the medicinal mushroom Phellinus baumii. Bioorg. Med. Chem. Lett. 25: 3256-3260.
Wu, C. S., Lin, Z. M., Wang, L. N., Guo, D. X., Wang, S. Q., Liu, Y. Q., Yuan, H. Q. and Lou, H. X. (2011) Phenolic compounds with NF-κB inhibitory effects from the fungus Phellinus baumii. Bioorg. Med. Chem. Lett. 21: 3261-3267.
Jin, D.-H., Oh, D.-Y., Kang, D.-S., Lee, Y.-G., Kim, H.-S. (2017) Flavonoid content and antioxidant activities of Gardenia jasminoides Ellis seed extracts produced by ethyl acetate, distilled water and methanol. Journal of Oil & Applied Science 34(4), 1094-1103.
Kim, S. H., Lee, J. A., Lee, A. R., Shin, M.-R., Park, H.-J., Roh, S.-S. (2019) Protective effect of Gardenia Fruit ethanol extract in HCl/ethanol-induced acute gastritis. Korean Soc. Food Sci. Nur. 48(2): 198-205.
Kang, C. S., Lee, M. J., Park, C. B., Bang, I. S. (2012) Study on the antioxidative and physiological activities of Saururus chinensis extract. Journal of Life Science 22(6), 807-814.
Kim, A.-H., Kim, Y.-S., Piao, Z., Shin, Y. C., Ha, M. W. (2018) Cutaneous hydration effect of collagen hydrolysate containing collagen tripeptides. Korean J. Food Sci. Technol. 50(4), 420-429.
Jung, J.-H., Kang, E.-B*?*, Kim, C.-H. (2019) Effects of l-arginine supplementation with high-intensity training on muscledamage and fatigue index and athletic performance in Canoe Athletes. Journal of the Korean Applied Science and Technology 36(3) 942-953.
본 발명은 항산화 효능, 노화지연 또는 수명연장 효과를 나타낼 수 있는 세립분말과 이를 포함하는 밥짓기용 티백을 제공하는 것이다.
본 발명은 열이나 산화적 스트레스에 저항하는 항산화 효과와 수명연장 효능장과 관련된 기전과 요소들에 대하여 확인하는 것이다.
본 발명은 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추 세립분말을 포함하고, 상기 세립분말의 크기가 250~600㎛인 항산화, 노화지연 또는 수명연장용 기능성 식품 조성물에 관련된다.
본 발명은 상기 조성물이 봉입되어 밀봉된 밥짓기용 티백에 관련된다.
본 발명은 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추를 열풍 건조시킨 후, 분쇄하여 혼합하는 단계, 분쇄된 혼합물을 30mesh체로 통과시킨 후 60mesh로 걸러내는 세립분말 선별 단계, 상기 세립분말에 콜라겐 및 아르기닌을 혼합하는 단계, 및 상기 세립분말을 티백에 소정량 넣어 압착기로 상부를 밀봉하는 단계를 포함하는 밥짓기용 상황버섯 티백에 관련된다.
본 발명은 고온처리(heat shock) 또는 산화적 스트레스(oxidative stress)에 대한 저항능력을 향상시키는 스트레스 예방 및 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명은 항산화 효소인 SOD(superoxide dismutase)와 카탈라아제의 활성을 증가시키며, 활성산소종(ROS, reactive oxygen species)의 축적을 억제시키는 체내의 항산화효소의 활성을 증가시키는 효과적인 약학 조성물을 제공한다.
본 발명은 형질 전환된 예쁜꼬마선충을 이용한 산화적 스트레스와 고온처리 스트레스에 저항성 단백질 발현 실험에서 저항성 단백질을 증가시키는데 효과적인 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 리포푸신(lipofuscin) 축적으로 인한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 리포푸신 축적으로 인한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 리포푸신 축적으로 인한 질환은 리포푸신증(lipofuscinosis), 황반변성, 눈의 퇴행성 질환 및 스타카르트 질환(stargardt disease)으로 이루어진 군 중에서 선택된 질환일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 리포푸신 축적으로 인한 질환의 예방 또는 개선용 기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 리포푸신 축적으로 인한 질환의 예방 또는 개선용 기능성 식품 조성물에 있어서, 상기 리포푸신 축적으로 인한 질환은 리포푸신증, 황반변성, 눈의 퇴행성 질환 및 스타카르트 질환으로 이루어진 군 중에서 선택된 질환일 수 있다.
본 발명의 상황버섯을 포함하는 세립분말 조성물과 이를 포함하는 밥짓기용 티백은 열충격 스트레스 및 산화 스트레스에 대한 저항력을 증가시키고, 항산화 효소인 수퍼옥시드디스뮤타아제(superoxide dismutase, SOD) 및 카탈라아제(catalase)의 활성을 증가시키며, 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 축적을 억제하고, 열충격 및 산화적 스트레스에 저항하는 단백질의 생성을 촉진하며, 리포푸신(lipofuscin)의 축적을 억제함으로써 궁극적으로 동물의 노화를 지연하거나 수명을 연장할 수 있다. 본 발명의 상황버섯을 포함하는 세립분말 조성물은 성장, 생식능, 음식의 섭취량 및 운동량과 같은 다른 생리작용에는 영향을 미치지 않으므로 생리적인 부작용 없다는 장점도 있다. 또한 본 발명의 조성물은 체내 리포푸신의 생성을 억제할 수 있어 리포푸신 축적으로 인한 질환을 효과적으로 예방, 치료 또는 개선할 수 있다.
본 발명의 상황버섯을 포함하는 티백은 밥솥에 간편하게 넣어 조리할 수 있으며, 매일 먹는 밥에 항산화, 노화지연 또는 수명연장 기능을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합 세립분말 제조방법에 관한 공정도이다.
도 2는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 디피피에이치 라디컬(DPPH radical) 소거능에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 3은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 항노화에 따른 수명연장에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 4는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 내건성(osmotic stress)에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 5는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 산화적 스트레스(oxidative stress) 저항성에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 6은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 열충격(heat shock) 저항성에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 7은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충 내의 항산화 효소인 SOD의 활성 증가에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 8은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충 내의 항산화효소인 catalase의 활성 증가를 확인한 실험 결과이다.
도 9는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충 세포 내 ROS의 축적에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 10은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 형질전환 예쁜꼬마선충의 산화적 스트레스 저항성 단백질 발현에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 11은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 형질전환 예쁜꼬마선충의 열충격 스트레스 저항성 단백질 발현에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 12는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충 내 리포푸신 축적에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 13은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 몸길이에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 14는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 활동량에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 15는 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 먹이섭취에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
도 16은 본 발명에서 상황버섯 및 상황버섯을 함유하는 복합제제가 예쁜꼬마선충의 산란에 미치는 영향을 실험한 결과이다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 기능성 식품 조성물은 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추 세립분말을 포함한다.
상기 세립분말의 크기가 250~600㎛일 수 있다.
상기 조성물은 크기가 250~600㎛인 콜라겐 및 아르기닌 세립분말을 추가로 포함할 수 있다.
상기 조성물을 구성하는 상황버섯, 삼백초, 치자, 대추, 콜라겐 및 아르기닌은 중량비로 1(상황버섯 분말) : 0.5 ~ 2(삼백초 분말) : 1 ~ 4(치자분말) : 0.5 ~ 2(대추분말) : 0.5 ~ 1(콜라겐 분말) : 0.25 ~ 0.5(아르기닌 분말)일 수 있다.
예를 들면, 본 발명에서의 조성물은 효능실험을 통해 상황버섯과 삼백초, 치자, 대추, 콜라겐 및 아르기닌을 중량을 기준으로 2.0 : 2.0 : 4.0 : 2.0 : 1.0 : 0.5로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 조성물은 삼투압 스트레스(Osmotic stress) 활성. 고온처리(Heat shock) 저항 활성, SOD(Superoxide Dismutase) 활성 또는 Catalase 활성을 높이고, 또는 활성산소 축적 또는 리포푸신(lipofuscin) 축적을 억제할 수 있다.
본 발명의 세립분말 조성물과 이를 포함하는 티백 제조방법은 혼합단계, 선별단계, 콜라겐 혼합단계 및 티백에 밀봉하는 단계를 포함할 수 있다.
혼합단계는 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추를 열풍 건조시킨 후, 분쇄하여 혼합하는 단계이다.
세립분말 선별 단계는 분쇄된 혼합물을 30mesh체로 통과시킨 후 60mesh로 걸러내는 단계이다.
상기 방법은 상기 세립분말에 콜라겐 및 아르기닌을 혼합하여 세립분말 조성물을 제조할 수 있다.
밀봉 단계는 상기 세립분말 조성물을 티백에 소정량 넣어 압착기로 상부를 밀봉하는 단계이다.
예를 들면, 상기 혼합단계는 상황버섯 4kg, 삼백초 4kg, 치자 8kg 및 대추 4kg을 각각 열풍 건조기에 넣고 60℃에서 24~48시간 동안 건조시킨 후, 분쇄기에 넣어 조분쇄한 다음 30mesh체를 통과시키고 60mesh에 걸러지는 입자를 선별한다.
상기 방법은 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추 세립분말(250~600㎛ 크기)을 혼합기에 넣고 1차 혼합한 후, 콜라겐 2kg 및 아르기닌 세립분말 1kg을 가한 다음 2차 혼합할 수 있다(세립분말 조성물 제조).
상기 방법은 세립 분말 조성물을 각각 100g, 200g 및 500g씩 유리병에 충전한 후 마개로 밀봉할 수 있다.
또한, 상기 방법은 세립 분말 조성물을 밥짓기용 티백(8cm×8cm)에 각각 10g씩 충전한 후 압착기로 상부를 밀봉할 수 있다.
상기 방법은 충전·밀봉이 끝난 10g용 티백을 각각 8포씩 비닐용기에 넣은 후 2차 밀봉한 다음, 상부에 실리카겔 건조분말을 부착한 포장용 투명 폴리프로필렌 용기에 넣고 라벨을 부착한다(유통기한 1년).
본 발명에 따르면 위 조성물은 예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans) 동물 모델을 이용한 실험에서 실제로 수명을 연장시키는 것으로 조사되었으며, 건조 스트레스, 열충격 스트레스 및 산화 스트레스가 가해진 조건에서 생존율을 높이는 것으로 조사되었다. 또한, 체내 항산화 효소인 수퍼옥시드디스뮤타아제(superoxide dismutase, SOD) 및 카탈라아제(catalase)의 활성을 증가시키며, 체내 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 축적을 억제하는 것으로 조사되었다.
또한, 이와 관련된 기전으로 열충격 스트레스에 저항하는 단백질(HSP-16.2::GFP 형광 발현량 증가)과 산화적 스트레스에 저항하는 단백질(SOD-3::GFP 형광 발현량 증가)의 발현을 증가시키고, 노화색소인 리포푸신(lipofuscin)의 생성을 억제하는 것으로 조사되었다.
예쁜 꼬마선충은 동물의 노화와 수명을 연구하는데 많이 이용되고 있는 유명한 동물 모델로 이 동물 모델을 이용하여 조사된 상기와 같은 조성물의 생리활성은 보다 고등동물 또는 사람에게서도 발휘될 수 있을 것이다.
상기와 같은 새롭게 밝혀진 생리활성을 바탕으로 본 발명에서의 조성물은 이를 유효성분으로 함유하는 노화지연 또는 수명연장용 기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 새롭게 밝혀진 조성물의 리포푸신 생성 억제 활성을 바탕으로 본 조성물을 유효성분으로 함유하는 리포푸신 축적으로 인한 질환의 예방, 치료 또는 개선용 약학 조성물 및 기능성 식품 조성물을 제공한다.
리포푸신은 노화색소로 잘 알려져 있어 노화의 지표로 사용될 뿐만 아니라, 이 리포푸신의 축적은 황반변성, 눈의 퇴행성 질환 및 스타카르트 질환의 주요 위험 요소로도 잘 알려져 있다. 또한 리포푸신증은 이러한 리포푸신의 비정상적인 축적으로 인해 발생하는 질환으로 신경퇴행성 장애와도 깊은 관련성이 있다. 본 발명에서 조사된 바와 같이, 본 발명의 조성물이 이러한 리포푸신의 생성을 억제할 수 있으므로 상기와 같은 리포푸신의 축적으로 인한 질환을 효과적으로 예방, 치료 또는 개선할 수 있는 것이다.
이하에서, 실시예를 들어 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명할 것이나, 이들은 단지 본 발명의 바람직한 구현예를 예시하기 위한 것으로, 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
상황버섯 4kg, 삼백초 4kg, 치자 8kg 및 대추 4kg을 각각 열풍 건조기에 넣고 60℃에서 24~48시간 동안 건조시킨 후, 분쇄기에 넣어 조분쇄한 다음 30mesh체를 통과시키고 60mesh에 걸러지는 입자를 선별하였다. 이어서, 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추 세립분말(250~600㎛ 크기)을 혼합기에 넣고 1차 혼합한 후, 콜라겐 2kg 및 아르기닌 세립분말 1kg을 가한 다음 2차 혼합하였다.
제조된 세립 분말 조성물을 각각 100g, 200g 및 500g씩 유리병에 충전한 후 마개로 밀봉하였다(병에 충진).
제조된 세립 분말 조성물을 밥짓기용 티백(8cm×8cm)에 각각 10g씩 충전한 후 압착기로 상부를 밀봉하였다(티백에 충진).
실험예 1. 디피피에이치 라디컬(DPPH radical) 소거능 측정
1-1. 실험 방법
본 발명의 조성물을 물로 추출하여 동결 건조한 시료를 96웰 플레이트(well plate)에 에탄올을 용매로 각 농도별로 조제하여 넣고 0.2 mM 1,1-디페닐l-2-피크릴히드라질(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 에탄올 시액을 일정량씩 가하였다. 10초간 진탕한 후 25 oC에서 30분간 방치한 후 미크로플레이트 리더기(microplate reader)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조약물은 비타민 C(L-ascorbic acid)를 사용하여 측정하였으며, 각 시료에 대하여 3회 반복하여 측정하였다.
1-2. 실험 결과
디피피에이치 라디컬 소거 효과는 도 2 에 보여지는 바와 같이 조성물 (IC50 value, 95.91 μ의 효과는 비타민 C (IC50 값, 6.45 μ에 비해 낮게 나타났으나, 농도 의존적으로 라디컬 소거능이 있음을 보여 주었다.
실험예 2. 수명연장 효과 평가
2-1. 예쁜꼬마선충의 배양
예쁜꼬마선충(Caenorhabditis elegans)(N2: wild type)은 Caenorhabditis Genetic Center(CGC; University of Minnesota, Minneapis, MN)로부터 제공받은 것을 사용하였으며, E. coli OP50을 도말한 네마토드 성장 배지(Nematode Growth Medium, NGM) 한천 플레이트(agar plate)에서 배양하였다(20℃).
2-2. 조성물 시료의 처리
디메칠설폭시드(dimethylsulfoxide, DMSO)를 용매로 하여 조성물 시료의 저장 용액(stock solution)을 제조하고, 멸균시켜 일정량씩 NGM 플레이트(50℃)에 첨가하는 방법을 이용하였으며, 최종 DMSO농도는 모든 상태에서 0.1%(v/v)를 유지하였다.
2-3. 통계 분석
실험의 모든 통계 자료의 값은 평균값±표준오차(mean±S.E.M.)로 표시하였으며, 그룹 간의 통계적 유의성 검정은 스튜던트 T-검증(Student's t-test)을 통해서 분석하였고, 선충의 연속적인 생존도는 Log-rank test분석 방법을 이용하였다. 그리고 대조군과 처리군 사이의 차이에 대한 통계값은 일원분산분석(one-way ANOVA)에 의해 분석하였다.
2-4. 수명연장 효과 평가 실험
수명연장 효과 평가 실험은 20℃에서 독립적으로 3회 실행하였다.
동일한 수명의 선충을 사용하기 위해서 배아 분리 직후 선충의 알만을 이용하였으며, 조성물이 들어 있지 않은 대조군과 조성물이 각각 250μM, 500μM의 농도로 함유된 NGM 플레이트로 옮겨 배양하였고 매일 생존을 확인하였다.
생존여부의 확인은 플래티넘 와이어 끝으로 자극했을 때의 반응을 통해 확인하였다. 선충은 이틀마다 신선한 NGM 플레이트로 옮겨주었다.
2-5. 실험 결과
실험 결과 도 3의 A에서와 같이, 수명연장 효과에 대한 조성물의 농도에 따른 효과를 관측할 수 있었다.
또한, 도 3의 B를 통해서 대조군과 비교해 조성물 처리군의 평균 수명연장이 조성물 250μM 처리군에서 5.97%(p＜0.05), 조성물 500μM 처리군에서는 13.65%(p＜0.01)가 증가되어 상당한 수명연장 효과가 발생하는 것을 알 수 있었다.
실험예 3. 스트레스 저항성 평가
3-1. 실험 방법
성장 단계가 동일한 N2 선충을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM) 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 이때 선충의 배양 및 조성물의 처리는 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하였다.
삼투압 스트레스(osmotic stress 저항성)를 확인하기 위해 성채가 된 후 5일째에 500mM NaCl을 함유하고 있는 NGM 한천 플레이트에 옮겨 20°C에서 배양하면서 12시간 동안 생존율을 확인하였다.
산화적 스트레스에 의한 내성은 성체가 된 후 7일째에 일시적으로 선충을 500μM 주글론(juglone)이 함유된 M9 완충액이 담긴 96 well 플레이트에 옮기고 시간 별로 28시간 동안 생존율을 확인하였다.
실험의 모든 통계 자료의 값은 상기 실험예 2와 같은 방법으로 통계 분석하였다. 열충격(heat shock)에 의한 내성을 분석하기 위해 선충을 신선한 배지로 옮기고 성체가 된 후 4일째에 36℃에서 배양하여 시간 별로 생존율을 25시간 동안 측정하였다.
3-2. 실험 결과
삼투압 스트레스 실험 결과, 도 4에서와 같이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군의 생존율이 38.0%(p＜0.001), 조성물 500μM 처리군의 생존율이 46.0%(p＜0.001)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 상당한 내건성 상승 효과가 있음을 알 수 있었다.
산화적 스트레스 실험 결과, 도 5에서와 같이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군의 생존율이 15.57%(p＜0.05), 조성물 500μM 처리군의 생존율이 33.33%(p＜0.01)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 상당한 산화적 스트레스 저항성의 상승 효과가 있음을 알 수 있었다.
열충격 실험 결과, 도 6에서와 같이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군의 생존율이 23.35%(p＜0.01), 조성물 500μM 처리군의 생존율이 33.61%(p＜0.001)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 상당한 열충격 저항성의 상승 효과가 있음을 알 수 있었다.
실험예 4. 항산화 효소 활성 평가
4-1. 실험 방법
성장 단계가 동일한 N2 선충을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM)로 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 이때 선충의 배양 및 조성물의 처리는 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하였다.
SOD 활성은 성체가 된 후 4일째에 선충을 모아 M9 완충액으로 3회 세척 후 분쇄하여 효소활성 측정에 사용하였다(균질 현탁액 완충액, homogenization buffer: 10mM Tris-HCl, 150mM NaCl, 0.1mM EDTA, pH7.5). 먼저 10mM 인산완충액(phosphate buffer, pH8.0)을 용매로 반응혼합물[1.6mM 크산틴(xanthine)과 0.48mM 니트로블루테트라졸륨(NBT) 0.49mL]을 만든 뒤 시료 10μL와 37℃에서 5분간 사전 배양시켰다. 그 후 크산틴옥시다아제(xanthine oxidase) 1mL(0.05U/mL)를 첨가하고 37℃에서 다시 20분 동안 배양시킨 다음 69mM SDS로 반응을 멈추고 570nm에서 흡광도를 측정하였다.
Catalase 활성은 Aebi 방법(Method Enzymol. 105: 121-126)을 응용하여 25mM H2O2에 시료 50μL를 3분 동안 반응시키고 240nm에서 흡광도를 측정하였다.
4-2. 실험 결과
SOD 활성 실험 결과, 도 7에서와 같이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군의 SOD 활성이 6.03%(p＜0.05), 조성물 500μM 처리군의 SOD 활성이 12.53%(p＜0.01)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 선충 체내의 항산화 효소인 SOD의 활성이 상당히 증가됨을 알 수 있었다.
Catalase 활성 실험 결과, 도 8에서와 같이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군의 Catalase 활성이 9.47%(p＜0.05), 조성물 500μM 처리군의 Catalase 활성이 13.25%(p＜0.01)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 선충 체내의 항산화 효소인 Catalase의 활성이 상당히 증가됨을 알 수 있었다.
실험예 5. ROS 축적 억제 활성 평가
5-1. 실험 방법
성장 단계가 동일한 N2 선충을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM)로 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 이때 선충의 배양 및 조성물의 처리는 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하였다.
선충 세포 내 활성산소종(ROS)은 2’,7’-디클로로디하이드로플로로신 디아세테이트(2’,7’-dichlorodihydro fluorescein diacetate, H2DCF-DA)를 사용하여 측정하였다. 성체가 된 후 4일째 50μM 주글론을 함유한 M9 완충액에 넣고 2시간 노출시킨 뒤 96-well 플레이트에 담긴 50μL M9 완충액에 5마리씩 옮겼다. 마지막으로 25μM H2DCF-DA 50μL를 첨가한 뒤 여기 485nm, 방출 535nm에서 흡광도를 각각 측정하였다.
5-2. 실험 결과
실험 결과, 도 9에서와 같이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군의 ROS 축적이 6.71%(p＜0.05), 조성물 500μM 처리군의 ROS 축적이 14.67%(p＜0.01)가 감소되어 조성물의 처리에 의해 선충 세포 내의 ROS의 축적이 상당히 억제됨을 알 수 있었다.
실험예 6. 형질전환 선충 내 산화적 스트레스 저항 단백질 발현 및 열충격 저항 단백질 발현 증가 활성 평가
6-1. 실험 방법
산화적 스트레스 저항 단백질 발현 증가에 대한 활성을 측정하기 위해서 성장 단계가 동일한 SOD-3::GFP 유전자를 함유한 선충 CF1553을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM)로 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 또한, 열충격 스트레스 저항 단백질 발현 증가에 대한 활성을 측정하기 위해서 성장 단계가 동일한 HSP-16.2::GFP를 포함한 선충 CL2070을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM)로 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 이때 선충의 배양 및 조성물의 처리는 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하였다.
성체가 된 후 4일째에 사용하였으며, 선충은 소디움아자이드(sodium azide, 2%)로 마취시켰고, GFP 발현은 형광 실체 현미경으로 관찰하였다.
형광발현강도를 정량, 분석하기 위해 현미경을 이용한 사진 촬영과 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 분석하였다.
6-2. 실험 결과
실험 결과, 도 10에서와 같이 항산화 단백질의 발현을 나타내는 형광의 강도가 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군에서 7.72%(p＜0.05), 조성물 500μM 처리군에서 13.5%(p＜0.01)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 항산화 단백질의 발현이 상승되었음을 알 수 있었다. 도 11에서는 열충격에 저항하는 단백질의 발현을 나타내는 형광의 강도가 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군에서 29.36%(p＜0.001), 조성물 500μM 처리군에서 45.59%(p＜0.001)가 증가되어 조성물의 처리에 의해 열충격 저항하는 단백질의 발현이 크게 상승되었음을 알 수 있었다.
실험예 7. 리포푸신 생성 억제 활성 평가
7-1. 실험 방법
성장 단계가 동일한 N2 선충을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM)로 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 이때 선충의 배양 및 조성물의 처리는 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하였다.
성체가 된 후 8일째에 사용하였으며, 선충은 소디움아자이드(sodium azide, 2%)로 마취시켰고, 리포푸신은 형광 실체 현미경으로 관찰하였다.
7-2. 실험 결과
실험 결과, 도 12에서와 같이 리포푸신에 의한 형광이 대조군에 대해 조성물 250μM 처리군에서 12.80%(p＜0.01), 조성물 500μM 처리군에서 23.69%(p＜0.001)가 감소되어 조성물의 처리에 의해 선충 세포 내의 리포푸신의 생성이 상당히 억제됨을 알 수 있었다.
실험예 8. 다른 생리작용에 대한 영향 평가
8-1. 실험 방법
성장 단계가 동일한 N2 선충을 각각의 농도별(0μM, 250μM, 500μM)로 조성물이 함유된 플레이트에서 배양하였다. 이때 선충의 배양 및 조성물의 처리는 상기 실험예 2와 동일한 방법을 이용하였다.
생식능 측정은 모체와 자손을 구별하기 위해 L4 유충을 개별적으로 매일 깨끗한 플레이트에 옮겼으며, 자손은 L2 또는 L3 단계에서 계산하였다.
선충의 식이량 측정은 4, 8일이 된 성충을 깨끗한 NGM 플레이트로 옮겨 1분 동안 인두의 움직임을 측정하였다.
선충의 몸길이에 미치는 영향은 성충이 된 4일째에 측정하였다.
운동량에 미치는 영향은 성충이 된 4일과 8일째에 측정하였다.
몸길이와 운동량은 올림푸스 소프트웨어(Olympus software)를 이용해 분석하였고 모든 실험은 동일하게 수회 반복하였다.
8-2. 실험 결과
실험 결과, 도 13에서와 같이 조성물 처리군 선충의 몸길이 변화는 대조군과 비교하여 유의성 있는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
도 14에서와 같이 조성물 처리군 선충의 운동량 변화는 대조군에 대해 조성물 처리군에서 성충 4일째는 거의 영향이 없으며, 성충 8일째에도 대조군에 대해 조성물 처리군이 다소 운동량 증가가 있으나 유의성 있는 변화를 나타나지 않는 것으로 나타났다.
도 15에서와 같이 조성물 처리군 선충의 먹이 섭취에 대한 영향은 대조군과 비교하여 유의성 있는 변화를 나타내지 않는 것으로 나타났다.
도 16에서와 같이 조성물 처리군 선충의 생식에 대한 영향은 대조군과 비교하여 유의성 있는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (7)

  1. 상황버섯 분말, 삼백초 분말, 치자 분말 , 대추 분말 , 콜라겐 분말 및 아르기닌 분말을 포함하고, 상기 분말의 크기가 250~600㎛인 기능성 식품 조성물로서,
    상기 상황버섯 분말, 삼백초 분말, 치자 분말, 대추 분말, 콜라겐 분말 및 아르기닌 분말은 중량비로 1(상황버섯 분말) : 0.5 ~ 2(삼백초 분말) : 1 ~ 4(치자분말) : 0.5 ~ 2(대추분말) : 0.5 ~ 1(콜라겐 분말) : 0.25 ~ 0.5(아르기닌 분말)이고,
    상기 기능성 식품 조성물은 항산화 활성을 높임과 동시에 리포푸신(lipofuscin) 축적을 억제하는 것을 특징으로 하는 기능성 식품 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항의 조성물이 봉입되어 밀봉된 밥짓기용 티백.
  6. 상황버섯, 삼백초, 치자 및 대추를 열풍 건조시킨 후, 분쇄하여 혼합하는 단계 ;
    분쇄된 혼합물을 250~600㎛ 크기로 걸러내는 선별 단계 ;
    상기 250~600㎛ 크기로 선별된 혼합물에 250~600㎛ 크기의 콜라겐 분말 및 아르기닌 분말을 혼합하는 단계 ;
    상기 혼합단계에서 콜라겐 분말, 아르기닌 분말이 혼합된 혼합물을 티백에 소정량 넣어 압착기로 상부를 밀봉하는 단계를 포함하는 밥짓기용 티백 제조방법으로서,
    상기 상황버섯, 삼백초, 치자, 대추, 콜라겐 분말 및 아르기닌 분말은 중량비로 1(상황버섯 분말) : 0.5 ~ 2(삼백초 분말) : 1 ~ 4(치자분말) : 0.5 ~ 2(대추분말) : 0.5 ~ 1(콜라겐 분말) : 0.25 ~ 0.5(아르기닌 분말) 비율로 혼합되고,
    상기 티백에 담겨진 혼합물은 항산화 활성을 높임과 동시에 리포푸신(lipofuscin) 축적을 억제하는 것을 특징으로 하는 밥짓기용 티백 제조방법.
  7. 삭제
KR1020200050641A 2020-04-27 2020-04-27 기능성 식품 조성물 및 이를 포함하는 밥짓기용 티백 KR102422773B1 (ko)

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