KR102523211B1 - 커큐민, 데메톡시커큐민, 비스데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법 및 이를 포함하는 비만 예방 또는 개선용 조성물 - Google Patents

커큐민, 데메톡시커큐민, 비스데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법 및 이를 포함하는 비만 예방 또는 개선용 조성물 Download PDF

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이대영
오선민
김관우
윤다혜
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Abstract

본 발명은 커큐미노이드 함량 및 기능성 효과를 향상시키기 위한 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 강황 발효물을 포함하는 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 강황 추출물 및 강황 발효물은 비만의 예방, 개선 또는 치료 효과를 발휘함과 동시에 프로바이오틱스의 효과를 발휘하는 유용성을 갖는다.

Description

커큐민, 데메톡시커큐민, 비스데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법 및 이를 포함하는 비만 예방 또는 개선용 조성물{Method for producing turmeric extract and fermented turmeric containing curcumin, demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin, and composition for preventing or improving obesity comprising the same}
본 발명은 커큐민, 데메톡시커큐민, 비스데메톡시커큐민 함량 및 비만을 억제하는 효과를 향상시킴과 동시에 프리바이오틱스 효과를 발휘할 수 있는 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법 및 상기 강황 추출물 또는 발효물을 포함하는 체지방 감소용 조성물에 관한 것이다.
최근 국내를 비롯한 여러 나라에 천연물을 이용한 다양한 식품 및 건강보조식품이 보급되고 있다. 천연재료는 장기간의 임상경험을 바탕으로 부작용이 적고 중장기적 사용에 비교적 안전하여 소비의 증가와 시장의 확대가 더욱 활발해지고 있다. 따라서 건강기능식품을 개발·생산할 때 표준화 과정이 가장 중요하다. 천연재료는 오랜 섭취 경험을 통해 그 효능과 안정성을 확보했지만 토양, 채취시기, 재배조건 등 다양한 변수에 따라 품질의 차이가 존재한다. 또한 주성분을 추출하는 과정 또는 발효 등의 가공을 거치는 과정에서 함량의 차이가 있을 수 있다.
전통 의학은 주류 사회와 문화에 진입했으며 천연 허브는 수년 동안 다양한 상태를 치료하는 데 사용되었다. 현재 간 보호 효과가 있는 합성 약물은 거의 없기 때문에 간 보호 효과가 있는 천연 한약 추출물을 조사하는 것은 매우 중요한 과제이다. 인도 고유의 다년생 허브인 강황(Turmeric)은 노란색 착색제, 향신료, 의류 염색제 및 전통 약재로 잘 알려져 있으며 Curcuma longa L.(Zingiberaceae)의 뿌리줄기에서 얻어진다. 강황 추출물은 전통적으로 항산화, 항편두통, 항염, 항종양 및 항균 특성에 대한 치료 방법으로 사용되어 왔다. 강황에는 diarylhepanoid, diarylpentanoid, phen-nylpropanoid, monoterpene, sesquiterpene, triterpene 및 alkaloids 등의 화합물로 구성되며, 상기 디아릴헵타노이드(diarylheptanoids)로서 약 77%의 커큐민(curcumin, CM), 17%의 데메톡시커큐민(demethoxycurcumin, DMC) 및 3%의 비스데메톡시커큐민(bisdemethoxycurcumin, BDMC)의 주요 커큐민 유도체(커큐미노이드)를 함유하고 있다.
이에, 본 발명자들은 강황 추출물 및 발효물의 기능성 성분 및 활성 증대를 위한 최적 제조방법을 연구하여, 3가지 주요 커큐미노이드 CM, DMC, BDMC의 함량 분석 및 항지방 생성(anti-lipogenesis) 능력에 대한 종합적인 분석을 수행한 결과, 본 발명의 강황 추출물 및 이의 발효물이 항비만 효과와 함께 프로바이오틱 효과를 가짐을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
대한민국공개특허 제10-2021-0079828호
본 발명의 목적은, 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 강황 발효물 또는 강황 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 강황 발효물 또는 강황 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 강황을 추출용매로 추출하여 커큐민, 데메톡시커큐민, 비스데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물을 제조하는 단계; 및
강황 추출물 100 중량부 대비, 락토바실러스 플랜타럼 (Lactobacillus plantarum), 스트렙코커스 써모필러스 (Streptococcus thermophilus) 및 락토바실러스 헬베티커스 (Lactobacillus helveticus)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주를 최종농도 1×105 내지 1×1010 CFU/mL가 되도록 접종하여, 30 내지 50℃에서 20 내지 90시간 발효하는 단계;를 포함하는, 강황 발효물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 강황 발효물 또는 강황 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 강황 발효물 또는 강황 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 강황 발효물 및 강황 추출물의 제조방법은, 기존 제조방법 대비, 활성 성분 함량 및 비만을 억제하는 효과가 향상될 수 있도록 제조방법 및 조건을 최적화한 것으로서, 본 발명에 따른 제조방법으로 강황 추출물 및 강황 발효물을 제조할 경우, 주요 기능성 커큐미노이드 성분인 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민의 함량이 향상될 뿐만 아니라, 지질 축적 또는 지질 생성을 억제하는 효과가 향상되며, 발효시 이용되는 균주의 성장을 유지 또는 증가 시킬 수 있는 바, 비만의 예방, 개선 또는 치료 효과를 발휘함과 동시에 프로바이오틱스의 효과를 발휘하는 유용성을 갖는다.
도 1은 FD(Freeze dryer) 및 SD(spray dryer) 방식에 따른 강황 추출물의 기능성분 함량에 대한 HPLC 분석 결과이다.
도 2는 강황 추출물을 3종의 유익균 락토바실러스 플랜타럼 (L. plantarum, 기탁번호: KACC91146), 스트렙코커스 써모필러스 (S. thermophilus, 기탁번호: KACC91147) 또는 락토바실러스 헬베티커스 (L. helveticus, 기탁번호: KACC91148)로 발효하여 강황 발효물 제조시, 강황 추출물의 첨가량 및 발효시간에 따른 유익균 수 변화를 측정한 결과이다.
도 3은 3T3-L1 세포에서 세포 내 지질 축적에 대한 커큐미노이드 및 강황 추출물의 효과를 확인하여, 지질 축적 정도를 정량화 한 그래프이다.
도 4는 3T3-L1 세포에서 세포 내 지질 축적에 대한 커큐미노이드 및 강황 추출물의 효과를 확인하여, 지질 축적 정도를 확인한 결과 이미지이다.
도 5는 3T3-L1 세포에서 커큐미노이드 및 강황 추출물 처리에 따른 아디포넥틴 생성량을 측정한 결과이다.
도 6은 3T3-L1 세포에서 AMPK 및 AKT 과발현에 대한 강황 발효물의 효과를 확인하기 위해, 세포 내 인산화된 AMPK 및 AKT의 단백질 발현을 웨스턴 블롯 분석으로 검출한 이미지 및 발현 수준을 MDI 수준으로 정량화한 결과 그래프이다(p < 0.05).
도 7은 3T3-L1 세포에서 PGC-1α의 단백질 발현에 대한 강황 발효물의 효과를 확인하기 위해, 세포 내 PGC-1α의 단백질 발현 수준을 웨스턴 블롯 분석으로 검출한 이미지 및 발현 수준을 MDI 수준으로 정량화한 결과 그래프이다(p < 0.05).
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한, 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 전체가 본 명세서에 참고로 통합된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "포함하는"의 표현 및 형태는 임의의 변형 또는 부가를 배제하도록 본 발명을 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서 "포함하는"이라는 용어로 기술되었지만, 본 명세서에 기재된 방법, 물질 및 조성물은 "본질적으로 이루어진" 또는 "이루어진"으로 기술될 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "내지"는 범위의 종점 및 이들 사이의 모든 중간점을 포함한다. 이 기술분야의 기술자는 수치적 양의 편차가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 그러므로, 명세서 또는 청구의 범위에서 수치가 언급될 때마다, 그러한 수치 또는 대략 이러한 수치에 관한 부가적인 값 또한 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 이해된다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 '%'는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (w/w) %, 고체/액체는 (w/v) %, 그리고 액체/액체는 (v/v) %이다.
본 발명은 강황을 추출용매로 추출하여 커큐민, 데메톡시커큐민, 비스데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물을 제조하는 단계; 및
강황 추출물 100 중량부 대비, 락토바실러스 플랜타럼 (Lactobacillus plantarum), 스트렙코커스 써모필러스 (Streptococcus thermophilus) 및 락토바실러스 헬베티커스 (Lactobacillus helveticus)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 균주를 최종농도 1×105 내지 1×1010 CFU/mL가 되도록 접종하여, 30 내지 50℃에서 20 내지 90시간 발효하는 단계;를 포함하는, 강황 발효물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서 "강황"은 생강과 (Zingiberaceae)에 속하는 강황(薑黃, turmeric, Curcuma longa Linne)의 뿌리줄기로서 속이 익을 때까지 삶거나 쪄서 말린 것으로서, 강황(Curcumae Longae Rhizoma)을 의미하는 것일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "추출물(extract)"은 강황을 적절한 추출용매로 추출하고 용매를 증발시켜 농축한 제제를 의미하는 것으로, 이에 제한되지는 않으나, 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 이들의 조정제물 또는 정제물일 수 있다. 상기 강황 추출물은 통상의 기술분야에 공지된 일반적인 추출방법, 분리 및 정제방법을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 추출방법으로는, 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게 열탕 추출, 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 방법을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 추출물은 당업계에 공지된 추출 및 분리방법을 사용하여 천연으로부터 추출 및 분리하여 수득한 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에서 정의된 "추출물"은 적절한 용매를 이용하여 강황으로부터 추출한 것이며, 예를 들어, 조추출물, 극성용매 가용 추출물 또는 비극성용매 가용 추출물을 모두 포함한다. 상기 강황으로부터 추출물을 추출하기 위한 적절한 용매로는 약학적으로 허용되는 유기용매라면 어느 것을 사용해도 무방하며, 물 또는 유기용매를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나, 예를 들어, 정제수, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로판올(isopropanol), 부탄올(butanol) 등을 포함하는 탄소수 1 내지 4의 알코올, 아세톤(acetone), 에테르(ether), 벤젠(benzene), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 헥산(hexane) 및 시클로헥산(cyclohexane) 등의 각종 용매를 단독으로 혹은 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 바람직하게는, 상기 추출에 사용하는 추출용매는 물 및 에탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 용매를 사용하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 30 내지 100%(v/v) 에탄올 수용액, 보다 더 바람직하게는 45 내지 55% 주정을 이용하는 것일 수 있다.
추출 방법으로는 열수추출법, 냉침추출법, 환류냉각추출법, 용매추출법, 수증기증류법, 초음파추출법, 용출법, 압착법 등의 방법 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 열수추출법일 수 있다.
또한, 목적하는 추출물은 추가로 통상의 분획 공정을 수행할 수도 있으며, 통상의 정제 방법을 이용하여 정제될 수도 있다.
본 발명의 추출물의 제조방법에는 제한이 없으며, 공지되어 있는 어떠한 방법도 이용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물에 포함되는 추출물은 상기한 열수 추출 또는 용매 추출법으로 추출된 1차 추출물을, 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말상태로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 강황 추출물을 제조하는 단계는, 강황 건조물 중량 대비 추출용매 8 내지 15배 부피량 혼합하여 50 내지 70℃에서 1차 추출한 다음, 강황 건조물 중량 대비 추출용매 5 내지 10배 부피량 혼합하여 50 내지 70℃에서 2차 추출하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 강황 건조물 중량 대비 추출용매 9 내지 11배 부피량 혼합하여 55 내지 65℃에서 1차 추출한 다음, 강황 건조물 중량 대비 추출용매 6 내지 8배 부피량 혼합하여 55 내지 65℃에서 2차 추출하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 강황 추출물을 제조하는 단계는, 상기 방법으로 추출된 추출액을 농축 및 동결건조하고, 50 내지 100 mesh로 분쇄하여 분말화 하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 70 내지 90 mesh로 분쇄하여 분말화 하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 본 발명의 제조방법으로 추출된 강황 추출물(실시예 1)이 온도 조건, 추출공정 단계 및 분말화 조건을 달리하여 제조한 강황 추출물(비교예 1) 대비 주요 기능성 성분인 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민의 추출함량이 더욱 증대되며, 안정성이 우수한 것을 확인하였다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 발효하는 단계는 바람직하게는 50 내지 80 시간 발효하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 60 내지 80시간, 특히 바람직하게는 70 내지 75시간 발효하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 강황 추출물은 발효하는 단계에서 접종된 균주의 성장을 유지 또는 증가시키는 프리바이오틱스의 효과를 발휘하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어, 프리바이오틱스(prebiotics)는 장내 유익한 세균, 프로바이오틱스의 생장을 돕는 영양소를 지칭한다. 또한, 프리바이오틱스는 숙주의 건강 개선에 도모하는 유용한 균들에게 성장과 활성을 촉진하는 화학인자로써 난소화성 식품 성분으로 정의될 수 있다. 프리바이오틱스는 소장에서 소화가 되지 않으며, 대장으로 이동하여 유산균과 같은 박테리아의 성장이나 활성을 선택적으로 높여 인체의 건강을 증진시킬 수 있다. 대장에서 프리바이틱스는 장내 세균총에 의해서 발효되어 장내 세균총의 생장과 활성을 촉진하여 숙주의 건강개선에 유의적인 작용을 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용된 프로바이오틱스(probiotics)는 살아있는 미생물로 적당한 양을 섭취하면, 건강에 유익한 세균(유익균)을 총칭한다. 예를 들어, 프로바이오틱스 식품은 건강기능식품의 일종인 유산균 식품을 포함한다. 대표적인 프로바이오틱스로서 유산균은 젖산균이라고도 하며 당류를 발효하여 에너지를 얻고 다량의 락트산을 생성하는 세균을 총칭한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 락토바실러스 플랜타럼, 스트렙코커스 써모필러스 및 락토바실러스 헬베티커스는 각각 KACC91146, KACC91147 및 KACC91148의 기탁번호를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 발효하는 단계에서 접종하는 균주는 락토바실러스 헬베티커스(기탁번호: KACC91148) 균주인 것이 특히 바람직할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 강황 발효물 제조시, 락토바실러스 헬베티커스(기탁번호: KACC91148) 균주를 이용하여 강황 추출물 100 mg을 72시간 발효한 경우, 유익균의 수를 유지할 수 있음을 확인하여, 상기 강황 추출물이 프로바이오틱스 균주의 성장을 유지 또는 증진시키는 프리바이오틱스로서의 효과를 가짐을 확인하였으며, 본 발명에 따른 상기 방법으로 제조된 강황 발효물은 강황 발효물은 프리바이오틱 효과를 가지면서도 다른 기능성도 발휘할 수 있는 유용성을 가짐을 확인하였다(실시예 3 참조).
따라서, 본 발명의 상기 제조방법은 항비만 및 프리바이오틱 효과를 동시에 갖는 강황 추출물 및 강황 발효물의 제조방법인 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 강황 추출물 및 강황 발효물은 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 강황 추출물은 추출물 전체 중량에 대하여, 커큐민 7.95 내지 8.01 mg/g, 비스데메톡시커큐민 0.63 내지 1.10 mg/g 및 데메톡시커큐민 1.85 내지 2.06 mg/g 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 커큐민 7.954937 내지 8.005063 mg/g, 비스데메톡시커큐민 0.633786 내지 1.096214 mg/g 및 데메톡시커큐민 1.852698 내지 2.057302 mg/g 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 강황 발효물은, 상기 특정 함량 범위의 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물로부터 제조된 것일 수 있다.
상기 강황 발효물은, 상기 강황 추출물의 주요 기능성 성분으로 확인된 상기 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민의 함량이 발효 전 강황 추출물 대비 증가된 것일 수 있고, 특히, 비스데메톡시커큐민 함량이 발효 전 강황 추출물 대비 현저히 증가되는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 강황 발효물의 제조방법은, 발효전 강황 추출물 또는 기존 강황 발효물 대비, 활성 성분 함량 및 비만을 억제하는 효과가 향상될 수 있도록 제조방법 및 조건을 최적화한 것으로서, 본 발명에 따른 제조방법으로 강황 추출물 및 강황 발효물을 제조할 경우, 주요 기능성 커큐미노이드 성분인 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민의 함량이 향상될 뿐만 아니라, 지질 축적 또는 지질 생성을 억제하는 효과가 향상되며, 발효시 이용되는 균주의 성장을 유지 또는 증가 시킬 수 있는 바, 비만의 예방, 개선 또는 치료 효과를 발휘함과 동시에 프로바이오틱스의 효과를 발휘할 수 있는 유용성을 갖는다(실시예 4 참조).
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 강황 발효물 또는 강황 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 “조성물(composition)”은 본 발명의 강황 발효물 또는 추출물에 희석제 또는 담체와 같은 다른 화학 성분들을 혼합한 혼합물을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어 “담체(vehicle)”는 세포 또는 조직 내로의 화합물의 부가를 용이하게 하는 화합물로 정의된다. 예를 들어, 디메틸술폭사이드(DMSO)는 생물체의 세포 또는 조직 내로의 많은 유기 화합물들의 투입을 용이하게 하는 통상 사용되는 담체이며, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에서 사용되는 용어 “희석제(diluent)”는 대상 화합물의 생물학적 활성 형태를 안정화시킬 뿐만 아니라, 화합물을 용해시키게 되는 물에서 희석되는 화합물로 정의된다. 버퍼 용액에 용해되어 있는 염은 당해 분야에서 희석제로 사용된다. 통상적으로 사용되는 버퍼 용액은 포스페이트 버퍼 식염수이며, 이는 인간 용액의 염상태를 모방하고 있기 때문이다. 버퍼 염은 낮은 농도에서 용액의 pH를 제어할 수 있기 때문에, 버퍼 희석제가 화합물의 생물학적 활성을 변형하는 일은 드물다.
본 발명에서 사용되는 용어 “예방”은 본 발명의 조성물의 투여로 특정 질환의 증상을 억제하거나 진행을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어 “개선”은 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 강황 발효물 또는 강황 추출물은 기능성 성분인 커큐미노이드의 함량 및 기능성 효과 증대를 위한 최적 제조방법에 의해 제조된 것으로서, 비만의 예방 또는 개선 효과와 동시에 프리바이오틱스 효과를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 강황 발효물 또는 강황 추출물은 지질 축적 또는 지질 생성을 억제하여 비만의 예방 또는 개선 효과를 나타내는 것일 수 있다.
본 발명의 강황 발효물 또는 강황 추출물은 AMPK 및 AKT의 인산화를 증가시켜 비만의 예방 또는 개선 효과를 나타내는 것일 수 있다.
본 발명의 강황 발효물 또는 강황 추출물은 아디포넥틴의 생성을 억제하여 비만의 예방 또는 개선 효과를 나타내는 것일 수 있다.
본 발명의 강황 발효물 또는 강황 추출물은 PGC-1α의 발현 또는 생성을 억제하여, 비만의 예방 또는 개선 효과를 나타내는 것일 수 있다. 이때, 상기 발현은 단백질 또는 유전자 발현일 수 있다.
본 발명의 상기 강황 추출물은 추출물 전체 중량에 대하여, 커큐민 7.95 내지 8.01 mg/g, 비스데메톡시커큐민 0.63 내지 1.10 mg/g 및 데메톡시커큐민 1.85 내지 2.06 mg/g 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 커큐민 7.954937 내지 8.005063 mg/g, 비스데메톡시커큐민 0.633786 내지 1.096214 mg/g 및 데메톡시커큐민 1.852698 내지 2.057302 mg/g 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 상기 강황 발효물은, 상기 함량의 커큐민, 비스데메톡시커큐민 및 데메톡시커큐민을 포함하는 강황 추출물로부터 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 식품학적으로 적합한 형태로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 상기 식품 조성물의 종류에는 통상적으로 제조 및/또는 판매되는 것이라면 특별히 제한하지 않는다. 예를 들면, 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있고 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
본 발명의 식품 조성물은 유효성분인 강황 발효물 또는 강황 추출물을 함유하는 것 외에 통상의 식품 조성물과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨,소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 향미제는 천연 향미제 (타우마틴), 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.
또한 상기 식품 조성물은 유효성분인 강황 발효물 또는 강황 추출물 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물을 건강기능성 식품 조성물로 이용할 경우, 비만의 예방 또는 개선 목적으로, 즉, 체지방 감소를 위한 목적으로 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공될 수 있다.
본 발명에서 '건강기능성 식품 조성물'이라 함은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다. 상기 '식품 첨가물 공전'에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료 제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다. 예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축 성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다. 캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다. 환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다. 과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분의 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 강황 발효물 또는 강황 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 “치료”는 본 발명의 조성물의 투여로 특정 질환의 증상을 호전 또는 이롭게 변경시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 유효성분을 약학적으로 허용된 담체에 혼입시킨 형태로 제조될 수 있다. 여기서, 약학적으로 허용된 담체는 제약 분야에서 통상 사용되는 담체, 부형제 및 희석제를 포함한다. 본 발명의 약학조성물에 이용할 수 있는 약학적으로 허용된 담체는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀전, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
제제화할 경우에는 통상 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 그러한 고형 제제는 유효성분에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 칼슘 카르보네이트, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 일반적으로 사용되는 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함된다. 비수용성용제, 현탁제로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브유와 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 개체에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식이 예상될 수 있는데, 예를 들면 경구, 정맥, 근육, 피하, 복강내 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물의 투여량은 개체의 연령, 체중, 성별, 신체 상태 등을 고려하여 선택될 수 있다.
이하 하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
실시예 1. 강황 추출물 및 발효물의 제조
1-1. 강황 추출물의 제조
강황은 진도강황영농조합법인에서 구입하여 사용하였다. 강황 건조물을 50% 주정을 추출용매로 이용하여 시료 중량의 10 배 용량(부피량)에서 60℃, 6시간 동안 1차 추출한 후, 시료 중량의 7 배 용량에서 60℃, 4시간 동안 2차 추출하여, 총 2회 환류 추출하였다. 이후 50℃, 600 mH-700 mH의 진공도로 감압농축 및 동결건조하고 파워밀을 이용하여 80mesh, 1,000 rpm으로 분쇄하여 분말 상태의 강황 50% 주정 추출물(CE-FD)을 제조하였다.
1-2. 강황 발효물의 제조
상기 실시예 1-1의 방법으로 수득된 강황 50% 주정 추출물 5 mg, 50 mg, 100 mg, 1 g을 0.1% 펩톤수에 녹인 다음, 장내 유익균인 락토바실러스 플랜타럼 (Lactobacillus plantarum, 기탁번호: KACC91146), 스트렙코커스 써모필러스 (Streptococcus thermophilus, 기탁번호: KACC91147) 및 락토바실러스 헬베티커스 (Lactobacillus helveticus, 기탁번호: KACC91148)를 각각 McFarland 0.5로 맞춘 뒤(1×108 CFU/mL), 최종 농도가 1×107 CFU/mL이 되도록 접종하고, 37℃, 5% CO2 조건의 인큐베이터에서 24, 48 및 72시간동안 발효하여 강황 발효물을 제조하였다.
비교예 1. 추출방법을 달리한 강황 추출물의 제조
강황 건조물을 50% 주정을 추출용매로 이용하여 시료 중량의 10 배 용량(부피량)에서 70℃, 6시간 동안 1차 추출한 후, 시료 중량의 7 배 용량에서 70℃, 4시간 동안 2차 추출하여, 총 2회 환류 추출하였다. 이후 60℃ 이하에서 600 mH-700 mH로 감암농축한 다음, 농축물에 부원료로서 카제인나트륨 및 덱스트린을 첨가하여 60℃에서 3,000rpm으로 혼합하였다. 80℃에서 30분간 가열살균한 뒤, 호모게나이저를 이용하여 180bar의 압력으로 균질화하고, Inlet 185℃, Outlet 98℃, DiDisc 10,000 rpm의 조건으로 분무건조한 다음, 파워밀을 이용하여 30mesh로 분쇄하여 분말 상태의 SD 추출방법을 이용한 강황 50% 주정추출물(CE-SD)을 제조하였다.
실시예 2. 추출방법에 따른 기능/지표 성분 분석
상기 실시예 1-1의 방법으로 제조된 강황 추출물(CE-FD)과 비교예 1의 방법으로 제조된 강황 추출물(CE-SD)에 대하여, 강황의 주요성분 3종으로 알려진 커큐민(Curcumin), 비스데메톡시커큐민(Bisdemethoxycurcumin, BDMC) 및 데메톡시커큐민(Demethoxycurcumin, DMC)의 정량 분석을 고성능 액체 크로마토그래피(High-Performance Liquid Chromatography Analysis, HPLC)를 이용하여 구입한 표준품과 비교하여 측정하였다. 표준품 및 각 추출물의 HPLC 측정 결과를 도 1에 나타내었고, 실시예 1-1의 방법으로 제조된 강황 추출물(CE-FD)에 대한 정량분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
성분명 분석 결과 (mg/g)
1 Lot 2 Lot 평균 평균±20%
커큐민
(Curcumin)		 7.98 7.98 7.98 8.005063~
7.954937
비스데메톡시커큐민
(Bisdemethoxycurcumin)		 0.88 0.85 0.865 1.096214~
0.633786
데메톡시커큐민
(Demethoxycurcumin)		 1.97 1.94 1.955 2.057302~
1.852698
FD(Freeze dryer) 및 SD(spray dryer) 방식에 따른 강황 추출물의 기능성분 함량에 대한 정량분석을 실시한 결과, 본 발명의 실시예 1-1의 FD 방식이 성분함량 및 안정성 등에 우수한 것으로 확인되었다.
실시예 3. 강황 추출물의 프리바이오틱 효과
실시예 1-2의 방법으로 수득된 강황 추출물 첨가량별 및 발효시간별 강황 발효물(강황 추출물-배양액 혼합물) 각각의 일부를 0.1% 펩톤수에 희석하여 MRS agar 배지에 도말하여 37℃, 5% CO2 조건의 인큐베이터에서 24시간동안 추가 배양한 다음, MRS agar 배지 상의 균 수를 측정하여, 강황 추출물의 유익균 성장 증식/유지 효과(프리바이오틱스 효과)를 평가하였다.
그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 강황 50% 주정 추출물 1 g으로 발효 시, 세 가지 유익균이 모두 사멸하였고, 5mg, 50 mg 또는 100mg의 강황 추출물을 첨가하여 발효시, 발효시간이 지남에 따라 유익균의 수가 다소 감소되는 경향이 나타났다. 한편, 락토바실러스 헬베티커스(기탁번호: KACC91148) 균주를 이용하여 강황 50% 주정 추출물 100 mg으로 72시간 발효한 경우, 유익균의 수를 유지하였다.
따라서, 본 발명의 실시예 1에 따른 강황 추출물이 프로바이오틱스 균주, 특히 락토바실러스 헬베티커스(기탁번호: KACC91148) 균주의 성장을 유지 또는 증진시키는 프리바이오틱 효과가 있음을 확인하였고, 상기 균주를 이용하여 강황 50% 주정 추출물 100 mg으로 72시간 발효된 강황 발효물은 프리바이오틱 효과를 가지면서도 다른 기능성도 발휘할 수 있는 유용성을 가짐을 확인하였다.
실시예 4. 강황 추출물 및 발효물의 항비만 효과
4-1. 세포 배양 및 지방세포 분화
3T3-L1 지방전구세포는 American Type Culture Collection (ATCC, Rockvill, VA, USA)에서 구입하였으며, 10% BCS, 1% antibiotics이 첨가된 Dubelcco’s modified Eagle’s medium (DMEM) 배지에 1×105 cell/mL 농도로 부유시켜 48시간동안 배양하여 confluent 상태가 되게 37℃ CO2 incubator에서 배양하였다. 지방세포 분화를 위하여, 분화배지로서, MDI medium(IBMX 0.5 mM, dexametasone 1 μM, insulin 1.7 μM, 10% FBS , 1% antibiotic-antimycotic DMEM medium)으로 교체하여 2일, INS medium(insulin 1.7 μM, 10% FBS, 1% antibiotic-antimycotic DMEM medium)을 이용하여 2일, 10% FBS, 1% antibiotic-antimycotic DMEM medium으로 4일 동안 배양하여 분화를 유도하였다. 커큐미노이드(CM, DCM, BDCM: 2.5, 5 또는 10 μM), 강황 추출물(40%EtOH, 50%EtOH, 70%EtOH, 100%EtOH: 50, 100 또는 200μg/ml) 또는 강황 발효물(강황: 50, 100 또는 200μg/ml)은 각각 농도별로 배지 교체시기마다 함께 처리해주었다. 이때, 강황 추출물은 본 발명의 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 추출 용매로서 40% 에탄올(EtOH) 수용액, 50% 에탄올 수용액, 70% 에탄올(EtOH) 수용액 및 100% 에탄올(EtOH)을 각각 사용하여 추출 용매를 달리한 강황 추출물을 제조하여 비교하였다.
4-2. 지방 축적량에 대한 효과 분석
지방세포에서 지질 축적을 측정하기 위해 중성지방만 붉은색으로 염색하는 Oil Red O(ORO)로 염색법을 실시하였다. 세포를 96 well-plate에 커큐미노이드(CM, DCM, BDCM) 및 강황 발효물을 농도별로 처리하면서 지방세포로 분화를 유도하였다. 6일 동안 분화 유도가 끝난 세포는 HBSS로 washing 하였고, 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 Oil red O 염색을 실시하여, 현미경으로 염색된 세포를 관찰 및 500nm 파장에서 흡광도를 측정하여 대조군(지방세포 미분화 세포: ND) 대비 지질 축적량을 정량하였다.
그 결과, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 커큐미노이드 및 강황 추출물 대부분 농도 의존적으로 지방 축적을 감소시키는 효과를 나타내었다.
4-3. 아디포넥틴 생성에 대한 효과 분석
아디포넥틴(adiponectin)은 지방세포에서만 생성 및 분비되는 특이적인 호르몬으로 알려져 있다. 아디포넥틴(adiponectin)의 생성량은 3T3-L1 세포 지방분화 종료 후 수집한 상등액(media)을 이용하여 분석하였다. 아디포넥틴 농도는 상업용 kit(adiponectin mouse EIA kit, Invitrogen)을 사용하였으며, ELISA법으로 plate reader를 이용하여 측정하였다.
그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, 비처리군(미분화 세포) 대비 MDI로 지방세포 분화가 유도된 세포에서 아디포넥틴 생성이 급격하게 증가하였으며, 이러한 아디포넥틴 생성 증가가 커큐미노이드 및 강황 추출물 처리에 의해 감소되는 효과가 있음을 확인하였다.
4-4. AMPK, AKt 및 PGC-1α 발현에 대한 효과 분석
지방세포로의 분화 초기에 일어나는 세포성장은 extracellular signal-related kinase(ERK)와 protein kinase B(AKt)에 의해 조절된다. 또한, 근육 내 AMPK의 활성화는 PGC-1 발현을 통해 미토콘드리아 관련 유전자들의 발현을 증가시키는 것으로 보고되었다. PGC-1α (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha)는 사람에게서 PPARGC1A 유전자에 코딩되는 단백질로서, 에너지 대사에 관여하는 유전자를 조절하는 전사보조인자이며, 세포의 콜레스테롤 항상성을 조절 및 비만을 일으키는데 관여할 수 있는 것으로 알려져 있다.
3T3-L1 세포에 대하여, 상기 실시예 4에서와 동일한 방법을 이용하여 웨스턴 블롯 분석을 통해, 본 발명의 강황 발효물이 AMPK 및 AKT의 과발현 및 PGC-1α 발현에 미치는 영향을 분석한 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, 지방 축적이 유도된 MDI 처리군 대비 강황 발효물 농도 의존적으로 AMPK 및 AKT 인산화가 증가됨을 확인하였고, 도 7에 나타난 바와 같이, 지방 축적이 유도된 MDI 처리군 대비 강황 발효물 농도 의존적으로 PGC-1α 발현을 억제하는 효과를 가짐을 확인하였다.
따라서, 본 발명에 따른 커큐미노이드와 이를 주요 성분으로 포함하는 강황 추출물 및 강황 발효물은 비만을 억제하는 체지방 감소 효과가 우수함을 확인하였다.
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, 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 커큐민(curcumin), 비스데메톡시커큐민(bisdemethoxycurcumin) 및 데메톡시커큐민(demethoxycurcumin)의 함량이 증가된 강황 에탄올 추출물에 락토바실러스 헬베티커스 (Lactobacillus helveticus, 기탁번호: KACC91148)를 접종하여 발효하는 단계;를 포함하는, 강황 발효물의 제조 방법으로서,
    상기 강황 에탄올 추출물은
    (1) 강황 및 에탄올을 1 : 10의 중량비로 혼합하여 1차 추출물을 제조하는 단계;
    (2) 상기 1차 추출된 강황에 에탄올을 1 : 7의 중량비로 혼합하여 2차 추출물을 제조하는 단계;
    (3) 상기 1차 추출물 및 2차 추출물을 혼합하는 단계; 및
    (4) 상기 혼합된 추출물을 동결건조하여 수득되며,
    상기 강황 발효물은 프리바이오틱 효과로서, 락토바실러스 헬베티커스의 생장을 유지 또는 증가 시키는 것인, 방법.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 발효하는 단계는 50 내지 80 시간 발효하는 것인, 강황 발효물의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. (1) 강황 및 에탄올을 1 : 10의 중량비로 혼합하여 1차 추출물을 제조하는 단계;
    (2) 상기 1차 추출된 강황에 에탄올을 1 : 7의 중량비로 혼합하여 2차 추출물을 제조하는 단계;
    (3) 상기 1차 추출물 및 2차 추출물을 혼합하는 단계;
    (4) 상기 혼합된 추출물을 동결건조하는 단계;
    (5) 상기 동결건조된 추출물에 락토바실러스 헬베티커스 (Lactobacillus helveticus, 기탁번호: KACC91148)를 접종하여 발효하여 수득되는, 락토바실러스 헬베티커스 (Lactobacillus helveticus, 기탁번호: KACC91148)의 생장 촉진용 프리바이오틱 조성물.
  11. 삭제
  12. 삭제
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