KR102607239B1 - 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물은 식욕과 관련된 호르몬에 해당하는 그렐린(Ghrelin) 및 렙틴(Leptin) 중 어느 하나 이상의 혈중 내 호르몬 양 및 유전자의 발현을 조절함으로써 식욕을 매우 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해 비만을 매우 효과적으로 예방, 개선 또는 치료할 수 있다. 또한, 상기 고구마 추출물이 유화제로 사용되는 경우 지질 소화 억제 효능이 매우 우수하여, 식욕을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

Description

고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물{COMPOSITION COMPRISING AS AN ACTIVE INGREDIENT A SWEET POTATO EXTRACT}
본 발명은 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물에 관한 것이다.
비만은 신체 에너지 요구량보다 과잉으로 에너지를 섭취하였을 때 점차적으로 체지방이 축적되어서 체중이 증가하는 영양불량의 과열량 상태로서 유전적, 영양적, 환경적 및 사회적 요인 등 다양한 원인들이 관여하는 복합적 증후군이다. 상기 비만은 그 자체가 일상생활의 지장을 초래하는 질병이기도 하지만 심혈관계 질환, 제 2형 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 고콜레스테롤 혈증, 암, 천식, 관절염, 및 기타 불량한 건강상태의 발병 위험의 증가와 깊은 관련이 있기 때문에 단기적인 조치 및 장기적인 관리가 필요하다.
한편, 비만의 원인 중 하나인 식욕은 이를 증가시키는 신호전달인자 및 포만을 유발하는 인자들이 말초기관에 분비되어 중추신경계와의 상호작용을 통해 조절되며, 에너지 항상성이 유지될 수 있다. 식이 행동과 에너지 균형의 조절은 위장관 내 분비되는 다양한 호르몬에 의한 기전에 의해 단기간 내에는 호르몬의 분비를 통해 중추신경계로 전달되어 식사를 끝내도록 유도하고, 장시간 내에는 지방세포에서 유도된 호르몬 등이 식욕을 억제하고 교감 신경계를 자극하여 에너지 소모를 증가시킬 수 있다.
지질은 에너지를 공급하고 필수 영양소 및 생리활성 성분을 공급하는 등 인체 식이에서 주요한 역할을 담당할 뿐만 아니라 또한 부드러운 식감 및 풍부한 향미 부여 등 다양한 역할을 한다. 그러나 다른 영양성분에 비해 높은 에너지를 갖기 때문에 과량 섭취 시 인체 내 비만을 유도하기 때문에 낮은 지질 함량을 갖는 저칼로리 식이가 요구되지만 현대인들의 지질 섭취는 여전히 높은 수준으로 유지되고 있다. 식품으로 섭취된 지질은 위 또는 췌장에서 분비되는 지방분해효소인 리파아제(lipase)와 담낭에서 분비되는 담즙에 의해 유리지방산 및 모노글리세롤(monoacylglycerol)으로 분해되고, 이는 담즙과 미셀 구조를 형성하여 소장 벽으로 이동한 뒤, 소장 점막세포에 흡수되어 에너지원 및 인체 구성성분으로 사용되고, 잉여 에너지는 체내의 지방세포에 축적되게 된다. 따라서 지질의 생체이용률을 조절하는 것은 효과적인 비만 방지 방법의 하나이며, 지질 소화의 지연은 포만감 유도 호르몬의 분비를 자극하여 위 배출을 늦추고 식욕을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 섭취된 대부분의 지질은 구강, 위장 및 소장에서 기계적 에너지의 작용과 식품 유래 또는 인체에서 분비되는 담즙, 인지질 그리고 단백질 등의 계면활성물질의 존재 하에서 수중유적형 에멀젼(O/W Emulsion)의 형태로 전환되기 때문에 리파아제의 기질은 대개 수성 용매에 포함된 지방 입자(lipid droplets)이고, 입자의 표면은 복잡한 계면활성물질 층으로 코팅되어 있다. 이에, 극성기와 비극성기 모두를 갖는 양친매성(amphiphiles) 당지질인 갈락토리피드(galactolipids)는 지방 입자의 표면에 존재하는 계면 활성물질을 대체하여, 계면의 조성과 특성을 변화시켜 지질 소화 억제 효능이 존재할 수 있다. 구체적으로, 에멀젼의 계면조성의 변화를 통해 갈락토리피드가 췌장의 리파아제의 활성을 조절할 수 있고, 갈락토리피드로 유화한 유화 지질인 Fabuless가 사람의 식이섭취량을 낮추고 식욕을 억제하는 효과가 있다.한편, 식물에서 당지질(glycolipids)은 인지질(phospholipids)과 함께 생물학적 멤브레인(memebrane)의 주요한 구성성분의 하나이며, 인지질이 엑스트라플라티디알 멤브레인(extraplastidial membranes)에서 주요한 지질인 반면 엽록체(chloroplasts)에서는 당지질 특히 갈락토리피드가 높은 비율을 차지하고 있다. 식물에서의 갈락토리피드는 주로 모노갈락토실디아실글리세롤(monogalactosyldiacylglycerols; MGDGs)과 디갈락토실디아실글리세롤(digalactosyldiacylglycerols; DGDGs)로 구성되고 이들은 틸라코이드(thylakoids)의 전체 지질중 각각 약 50%와 30%를 차지한다. 다양한 식물체, 남세균(cyanobacteria) 및 녹조류로부터 유래된 갈락토리피드가 항암, 항염증 및 항바이러스 등의 생리활성을 나타낼 수 있으나, 현재까지 리파아제를 효능을 조절함으로써 비만을 억제할 수 있는 것에 대해서는 보고된 바 없다.
감잎, 밀잎 및 구기자잎과 같은 식물의 잎을 함유하는 것을 통하여 식품에 상기 식물의 잎을 포함시켜 비만 억제를 위한 체중감량의 효과를 발휘하거나, 고구마의 잎 추출물을 이용하여 암의 치료 등에 사용하는 등의 시도가 존재하였으나, 현재까지 고구마 추출물을 이용하여 식욕을 억제하는 효과에 대해 연구된바 없다.
본 발명의 일 목적은 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 식욕 억제용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 식욕 억제용 식품 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명자들은 고구마 추출물을 실험 쥐에 투여하는 경우 식이 섭취량이 현저하게 감소하고, 혈중 내 식욕 관련 호르몬에 해당하는 그렐린(Ghrelin) 및 렙틴(Leptin)의 발현을 조절할 뿐만 아니라, 페록시솜증식체활성화수용체(Peroxisome proliferator activated receptor α; PPAR α), 콜레시스토키닌(cholecystokinin; CCK), 및 펩타이드YY (Peptide YY; PYY) 유전자의 발현을 조절하는 것을 통해 식욕을 현저하게 억제할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 일 구현 예에서는 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 식욕 억제용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에서, 상기 "고구마(Ipomoea batatas (L.) Lam.)"는 메꽃과(Convolvulaceae)에 속하는 쌍떡잎 식용작물로 온대에서는 일년생이지만 열대에서는 숙근성으로 분류하고 있다. 구체적으로, 상기 고구마의 구조는 지상부와 지하부로 나뉘며, 지하부는 덩이뿌리, 굵은 뿌리, 가는 뿌리로 구성되어 있고, 지상부는 줄기, 잎, 잎자루, 끝순, 꽃으로 이루어져 있다. 이러한 고구마는 필수아미노산의 균형을 이루는 단백질과 지방, 식이섬유, 무기질 등이 풍부하게 들어있을 뿐만 아니라, 다양한 종류의 비타민을 포함하고 있으며, 특히 고구마에 포함되어 있는 비타민 C는 열을 가하는 경우에도 손상이 없다. 고구마는 쌍떡잎 식물로서 종자의 발아 시 두 장의 떡잎이 자라고, 덩이뿌리에서 싹이 나올 시에는 떡잎이 나오지 않으며, 본엽만 나오게 된다. 잎은 줄기의 각 마디에 2/5 정도로 착생하며, 잎자루는 10 cm ~ 30 cm 정도에 해당할 수 있다. 이러한 고구마 잎 및 잎자루는 단백질과 칼슘, 아연 및 철 등의 성분과 필수 아미노산을 매우 다양하게 포함하고 있다. 본 발명의 목적상 상기 추출물은 고구마 잎의 추출물일 수 있다.
본 발명에서 상기 "유효성분으로 포함하는"이란, 본 발명에 따른 상기 고구마 또는 고구마 잎 추출물이 식욕 억제와 관련된 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다.
본 발명에서 상기 "추출물"은 상기 고구마, 예를 들어, 고구마의 뿌리, 줄기, 덩이뿌리, 잎, 꽃, 바람직하게는 고구마 잎으로부터 분리된 활성 성분을 의미한다. 추출물은 물, 유기용매를 이용한 추출방법 및 초음파를 이용한 추출 방법을 이용하여 추출할 수 있다. 바람직하게는 상기 고구마 잎 추출물은 유기용매 추출방법을 이용하여 추출된 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 고구마 잎을 유기 용매에 침지 시킨 뒤, 초음파 추출법을 이용하여 유효성분을 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, 상기 유기용매는 클로로포름, 에틸아세테이트, 에탄올, 메탄올, 부탄올, n-헥산, n-헵탄 및 DMSO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있고, 바람직하게는 에탄올일 수 있다. 본 발명에서 상기 에탄올을 사용하여 추출하는 경우에는 클로로포름과 같은 유기 용매를 사용하는 경우에 비하여 식품 조성물에 더욱 적합하게 활용할 수 있다.
더욱 구체적으로, 분말화 시킨 고구마, 바람직하게는 고구마 잎을 에탄올에 투여한 뒤, 실온에서 1시간 동안 초음파 처리 방법을 통해 추출한 뒤, 여과지를 이용하여 여과하고 진공 증발기를 통해 농축시키는 과정을 통하여 수득할 수 있다. 상기 수득된 농축물 내 존재하는 에탄올을 제거하고 동결건조 하는 과정을 통해 얻은 추출물일 수 있다.
본 발명에서, 상기 "식욕 억제"란, 음식을 섭취하고자 하는 욕구가 억제되는 것을 의미할 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 식욕 억제는 본 발명에 따른 조성물이 식욕과 관련된 호르몬에 해당하는 그렐린(Ghrelin) 및 렙틴(Leptin)의 혈중 내 호르몬 발현을 조절하는 것일 수 있고, 리파아제의 활성을 억제하여 지방의 소화를 억제하는 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 지질 소화는 지방 입자의 계면에서의 리파아제의 흡착과 리파아제에 의한 지질 가수분해의 과정이기 때문에 일종의 계면공정(interfacial process)의 특성을 나타낸다. 리파아제의 결합(binding) 정도는 접점(interface)의 물리화학적 및 구성적 구조(compositional structure)와 상관성이 높기 때문에 지방 입자를 둘러싼 계면층(interfacial layer)의 성질이 지질 가수분해의 속도와 정도를 결정하는데 중요한 역할을 한다. 소장에서 식품 또는 인체 유래 계면활성물질은 서로 경쟁하여 지방 입자의 표면에 존재하는 계면활성물질을 대체함으로써 계면의 조성과 특성을 변화시켜, 식품에 첨가되는 유화제의 종류 및 특성이 리파아제의 활성에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 목적상 본 발명에 따른 상기 조성물은 계면활성물질로 리파아제 활성을 억제하여 지방의 소화를 억제할 수 있다.
본 발명에서 상기 "그렐린(Ghrelin)"은 위 점막에 존재하는 옥신틱(Oxyntic) 글랜드(Gland)의 X/A 유사 세포에 의해 합성된 28개로 구성된 아미노산 펩타이드 호르몬으로, 아실화 그렐린(Acylated Ghrelin) 및 디아실그렐린(Desacyl-ghrelin)으로 혈장과 위장 내에 일정한 비율을 유지하면서 혈장과 위장 내에 존재한다. 상기 그렐린은 식욕과 장기간의 체중 조절에 중요한 역할을 한다. 구체적으로, 그렐린은 하이포스알라믹 설트 1(Hypothalamic Sirt-1; SIRT1)/p53, AMP 활성 단백질 키나아제(AMPK) 및 mTOR(mammal target of rapamycin) 세포신호전달 체례의 활성화를 통해 NPY, AgRP 및 오렉신(Orexin)을 발현하는 시상하부 오렉시제닉(Orexigenic) 뉴런의 자극을 유도하여 음식물 섭취를 증가시킴으로써, 과도하게 발현되는 경우 비만을 촉진할 수 있다(Endocrinology 2003;144:1506-1512., Endocrinology 2004;145:2607-2612.). 따라서, 본 발명의 목적상 본 발명에 따른 상기 고구마, 바람직하게는 고구마 잎 추출물은 그렐린의 혈중 내 호르몬의 발현 및/또는 유전자의 발현을 감소시키는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 "렙틴(Leptin)"은 비만 유전자(Obese gene)에 의한 산물로, 주로 지방 세포에 의해 생산되고 분비되는 16 kDa에 해당하는 단백질을 의미한다. 상기 렙틴의 분비는 체지방의 총량에 비례하며, 비만인 개체 내에서 렙틴의 순화 농도가 현저하게 증가한다. 상기 렙틴은 음식 섭취를 줄이고, 개체 내 에너지를 유지하기 위하여 에너지 소비를 증가시키는 역할을 한다. 구체적으로, 렙틴이 중앙(Central) 내에 투여되는 경우, 아치형 핵(Arcuate nucleus; ARC), 시상하부(Ventromedial hypothalamus; VMN) 및 다양한 시상하부의 핵을 활성화 시키며 이로 인하여 음식의 섭취 및 에너지 소비를 조절할 수 있다. 구체적으로, 렙틴이 시상하부의 수용체에 결합하게 되는 경우 POMC 및 CART가 포함되어 있는 식욕 억제 뉴런을 활성화 시킴으로써, 음식물의 섭취를 억제할 뿐만 아니라, 지속적으로 활성화 되는 경우 체중을 감소시킬 수 있다(Neuropharmacology 2003;44:845-854.). 본 발명의 목적상 본 발명에 따른 상기 고구마, 바람직하게는 고구마 잎 추출물은 렙틴의 혈중 내 호르몬의 발현 및 유전자의 발현을 증가시키는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구체 예에서, 본 발명에 따른 상기 조성물은 계면활성제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에서, 상기 계면활성제는 액체에 적은 양만을 첨가하여도 그 액체의 계면 장력이 현저하게 저감되는 물질로, 예를 들면 이에 제한되는 것은 아니지만 단백질(sodium caseinate, whey protein isolate), 비 이온성 계면활성제(non-ionic surfactant; Tween 20) 및 인지질 (lecithin) 등일 수 있다. 이와 같은 계면활성제의 종류 및 특성은 리파아제(lipase)의 활성에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 고구마 및 고구마 잎 추출물의 계면의 조성과 특성을 변화시킴으로써 리파아제 활성에 영향을 미쳐, 지질의 소화 속도를 느리게 할 수 있으며, 이를 통해 식욕을 억제할 수 있다.
본 발명에서 상기 식품 조성물은 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 분말, 과립, 정제, 캡슐, 과자, 떡, 빵 및 건강기능식품 등의 형태로 제조될 수 있다. 본 발명의 상기 화합물이 식품 조성물에 포함될 때 그 양은 전체 중량의 0.1 내지 50%의 비율로 첨가할 수 있다.
본 발명에서, 상기 건강기능식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체중조절 기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 식품의 기능은 식욕억제 또는 비만의 개선 또는 예방일 수 있다.
본 발명에서, 상기 건강기능식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 건강기능식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 식품 조성물이 음료 형태로 제조되는 경우 지시된 비율로 상기 식품 조성물을 포함하는 것 외에 특별한 제한점은 없으며, 통상의 음료와 같이 다양한 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 구체적으로, 천연 탄수화물로서 포도당 등의 모노사카라이드, 과당 등의 디사카라이드, 슈크로스 등의 및 폴리사카라이드, 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜 등을 포함할 수 있다. 상기 향미제로서는 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등) 등일 수 있다.
본 발명에서, 그 외 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제의 비율은 본 발명의 핵심적인 요소에 해당하지 아니하지만, 본 발명의 식품 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 약 50 중량부의 범위에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현 예에서는 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물에서 상기 고구마와 고구마 잎 추출물, 유효성분, 그렐린, 렙틴 및 식품 조성물에 관한 내용은 상기 식욕 억제용 식품 조성물에서 기재한 바와 중복되어, 이하 구체적인 기재를 생략한다.
본 발명에서 상기 "비만"이란, 체내에 지방조직이 과도하게 축적되어 있는 상태를 말하며, 심혈관계 질환, 제2형 당뇨, 대장암 등의 각종 암을 유발하는 원인에 해당하는 심각한 원인 중 하나이다(Lancet 366(9492): 1197-209). 이러한 비만을 예방 또는 개선하기 위해서는 식욕 억제, 에너지대사 촉진, 호르몬 및 펩타이드 조절, 신경 전달계 또는 호르몬 계통에 직접 작용하여 포만감을 주거나 식욕을 직접 억제하는 약물과 소화효소에 작용하여 흡수를 억제하는 간접적인 종류가 존재한다. 본 발명의 목적상 본 발명에 따른 조성물은 식욕 관련 렙틴 및 그렐린에 해당하는 호르몬 및 유전자의 발현을 조절함으로써 식욕을 억제하는 간접적인 방법에 의해 비만을 예방 또는 개선할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서, "개선"은 본 발명의 식품 조성물을 이용하여 상기 비만과 관련된 증상이 호전 또는 이롭게 변경되는 모든 행위라면 제한 없이 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서, "예방"은 본 발명의 식품 조성물을 이용하여 상기 비만과 관련된 증상의 억제 또는 지연시키는 모든 행위라면 제한 없이 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에서는 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 비만의 예방 또는 치료용 식품 조성물에서 상기 고구마와 고구마 잎 추출물, 유효성분, 그렐린, 계면활성제, 비만 및 예방에 관한 내용은 상기 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물에서 기재한 바와 중복되어, 이하 구체적인 기재를 생략한다.
한편, 본 발명에서, "치료"는 본 발명의 약학 조성물을 이용하여 비만과 관련된 증상이 호전되거나 이롭게 되는 모든 행위라면 제한없이 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 약학 조성물은 이들로 한정되는 것은 아니지만, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 캡슐, 정제, 수성 현탁액 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사 용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용되는 담체는 경구 투여 시에는 결합제, 활탁제, 붕해제, 부형제, 가용화제, 분산제, 안정화제, 현탁화제, 색소, 향료 등을 사용할 수 있고, 주사제의 경우에는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장제, 안정화제 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 국소투여용의 경우에는 기제, 부형제, 윤활제, 보존제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 약학 조성물의 제형은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용되는 담체와 혼합하여 다양하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 경구 투여시에는 정제, 트로키, 캡슐, 엘릭서(elixir), 서스펜션, 시럽, 웨이퍼 등의 형태로 제조할 수 있으며, 주사제의 경우에는 단위 투약 앰플 또는 다수회 투약 형태로 제조할 수 있다. 기타, 용액, 현탁액, 정제, 캡슐, 서방형 제제 등으로 제형화 할 수 있다.
한편, 제제화에 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말디톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 또는 광물유 등이 사용될 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물의 투여 경로는 이들로 한정되는 것은 아니지만 구강, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장이 포함된다. 경구 또는 비경구 투하가 바람직하다. 본 발명에서 상기 "비경구"는 피하, 피내, 정맥내, 근육내, 관절내, 활액낭내, 흉골내, 경막내, 병소내 및 두개골내 주사 또는 주입 기술을 포함한다. 또한, 상기 약학 조성물은 직장 투여를 위한 좌제의 형태로 투여될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 사용된 유효성분의 활성, 연령, 체중, 일반적인 건강, 성별, 투여 시간, 투여 경로, 배출율, 약물 배합 및 예방 또는 치료될 특정 질환의 중증을 포함한 여러 요인에 따라 다양하게 변할 수 있고, 상기 약학 조성물의 투여량은 환자의 상태, 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여 경로 및 기간에 따라 다르지만 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있고, 1일 0.0001 내지 50 mg/kg 또는 0.001 내지 50 mg/kg으로 투여할 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명에 따른 약학 조성물은 환제, 당의정, 캡슐, 액제, 겔, 시럽, 슬러리, 현탁제로 제형화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현 예에서는 식욕 억제용 또는 항비만(비만 예방 또는 개선용) 식품 조성물을 제조하는 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 제조방법은 a) 고구마를 건조 시킨 뒤 분말화 하는 단계; b) 상기 분말화된 고구마를 유기용매에 투여하여 추출하는 단계; 및 c) 상기 b) 단계의 추출물을 여과하는 단계; 및 d) 상기 c) 단계의 여과액을 감압 농축하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 고구마는 고구마의 잎인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 고구마 잎 및 잎자루는 단백질과 칼슘, 아연 및 철 등의 성분과 필수 아미노산을 매우 다양하게 포함하고 있어 본 발명에서 목적하는 식욕 억제 효과를 더욱 발휘할 수 있다.
본 발명에서 상기 유기용매는 클로로포름, 에틸아세테이트, 에탄올, 메탄올, 부탄올, n-헥산, n-헵탄 및 DMSO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있고, 바람직하게는 에탄올일 수 있다. 본 발명에서 상기 에탄올을 사용하여 추출하는 경우에는 클로로포름과 같은 유기 용매를 사용하는 경우에 비하여 식품 조성물에 더욱 적합하게 활용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 b) 단계는 실온 상태에서 초음파를 처리한 뒤, 하루 저녁 동안 스터링(stirring) 하는 과정을 통해 유기용매를 이용하여 추출하는 단계일 수 있다. 이와 같이, 초음파를 추가적으로 더 가해주는 경우에는 단순히 유기용매를 이용하여 추출한 경우에 비하여 식욕 억제 관련 호르몬 및/또는 유전자의 발현을 조절할 수 있는 유효성분을 더욱 효과적으로 추출할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 조성물은 계면활성제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 비만의 예방 또는 개선용 식품 조성물에서 상기 고구마와 고구마 잎 추출물, 유효성분, 그렐린, 렙틴, 계면활성제 및 식욕 억제에 관한 내용은 상기 식욕 억제용 식품 조성물에서 기재한 바와 중복되어, 이하 구체적인 기재를 생략한다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은 상기한 바와 같이 의약품 또는 의약부외품용 등과 같은 약학 조성물, 식품 조성물 또는 건강 기능 식품 조성물로 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 약학 조성물 및 식품 조성물에 관한 내용은 상기 비만 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 식욕 억제용 식품 조성물에서 기재한 바와 중복되어, 이하 구체적인 기재를 생략한다.
본 발명에 따른 고구마 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물은 식욕과 관련된 호르몬에 해당하는 그렐린(Ghrelin) 및 렙틴(Leptin)의 혈중 내 호르몬 양 및 유전자의 발현을 조절함으로써 식욕을 매우 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해 비만을 매우 효과적으로 예방, 개선 또는 치료할 수 있다.
또한, 상기 고구마 추출물이 유화제로 사용되는 경우 지질 소화 억제 효능이 매우 우수하여, 식욕을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 앞서 기재된 효과는 예시적인 것에 불과하며 당업자의 관점에서 본 발명의 세부 구성으로부터 예측되거나 기대되는 효과들 또한 본원발명 고유의 효과에 추가될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실험 쥐의 음식 섭취량을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혈중 내 호르몬의 발현 정도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위장관 절단 부위를 모식도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 렙틴(Leptin) 및 그렐린(Ghrelin)의 유전자 발현 정도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜레시스토키닌(cholecystokinin; CCK), 페록시솜증식체활성화수용체(Peroxisome proliferator activated receptor α; PPAR α) 및 펩타이드YY(Peptide YY; PYY) 유전자의 발현 정도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유리지방산 생성 정도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예
[제조예 1] 고구마 잎 추출물의 제조
대한민국 해남에서 재배된 고구마의 잎의 추출물을 하기 방법에 의해 제조하였다. 상기 고구마 잎은 건조 후 분말화 시킨 뒤, 100 g에 해당하는 양을 75% 에탄올 2 L에 투여하고, 실온(Room Temperature)에서 2시간 동안 초음파 처리하였다. 그 뒤, 4℃에서 잘 저어가면서 하루 저녁 동안 배양시킨 뒤, 여과지를 이용하여 2회 여과를 실시하였다. 상기 여과액은 회전 진공 증발기를 이용하여 감압 농축 함으로써, 여과액 내 존재하는 에탄올을 모두 제거하는 과정을 통해 고구마 잎 추출물에 해당하는 제조예 1을 제조하였다. 상기 제조예 1은 하기 실시예를 수행하기 이전까지 - 70℃에서 보관하였다.
[제조예 2] 고구마 잎 추출물의 유화물 제조
상기 제조예 1에서 얻은 고구마 잎 추출물을 이용하여 고구마잎 추출물의 유화물을 제조하기 위하여 하기 표 1에 기재된 비율대로 유화물을 제조하였다.
구체적으로, 레시틴(Lecithin) 및 제조예 1의 첨가 비율은 40 mg%로 포함시킨 뒤, 15분 동안 초음파를 가하고 ULTRA-TURRAX T25 (IKA-Werke, Germany)를 이용하여 5분 동안 균질화 하는 과정을 수행하였다. 균질화된 상기 용액을 microfluidizer(M-110EH-30, Microfluidizer Processor, USA)에서 15,000 psi의 압력으로 3번 통과시키는 과정을 통해 최종적으로 제조예 2에 해당하는 유화물을 얻었다. 단, 상기 레시틴은 유화제로 상용화되어 활용하고 있는 물질로 대조군으로 설정하였다.
레시틴(Lecithin) 제조예 1(40 mg%)
올리브 오일(Olive Oil) 200 mg 200 mg
2mM 비스-트리스 버퍼(Bis-tris Buffer) 99.86 mL 99.86 mL
계면활성제(Surfactant) 40 mg 40 mg
[준비예] 식욕억제 및 포만감 유도 효과 관련 실험 동물 모델 준비
제조예 1의 식욕 억제 및 포만감 유도 효과를 생체 내(in vivo)에서 확인하기 위하여, 실험 동물 쥐에 하기와 같은 과정을 수행하였다.
12주령 SD-rat(male)을 새론 바이오를 통해 구입한 뒤, 1주일간 일반 사료를 먹여 안정화 시키는 과정을 수행하였다. 제조예 1을 투여하기 전날 밤 12시간 동안 절식을 수행한 뒤, 올리브 오일(Olive oil)에 녹인 상기 제조예 1을 50 mg/kg, 또는 150 mg/kg의 농도로 동물에 투여하였다. 단, 대조군으로는 올리브 오일만을 투여하였다. 단, 상기 쥐는 무균 상태에서 유지되었으며, 모든 실험은 한국 식품 연구원 기관 동물 케어 및 사용위원회(IACUC)의 승인을 받아 수행하였다.
[실시예 1] 식이량 감소 효과 확인
제조예 1의 식욕 억제 효과를 확인하기 위하여 상기 준비예의 실험 동물 쥐의 식이량을 확인하였다.
식이량 확인을 위하여 상기 제조예 1 및 대조군을 투여한 지 30분부터 사료 섭취가 가능하도록 하고 두 시간 뒤 쥐의 식이량을 체크하여, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서 보는 바와 같이, 대조군의 음식 섭취량이 6 g에 해당하는 것에 비하여, 제조예 1을 150 mg/kg을 투여한 경우에는 약 3 g 정도로 절반 정도 식이량이 감소하였다.
상기 결과를 통해 본 발명에 따른 제조예 1을 투여하는 경우 음식의 식이량을 감소시키는 효과가 존재함을 알 수 있다.
[실시예 2] 간 독성 유발 여부 확인
상기 준비예 1의 투여로 인하여 간에 손상을 유발하는지 여부를 확인하기 위해 상기 준비예에서 제조예 1을 투여한 지 2시간 후에 혈액을 추출하였다. 추출된 혈액 내 아스파테이트 아미노전이효소(Aspartate aminotransferase, AST) 및 알라닌 아미노전이효소(Alanine aminotransferase, ALT)의 양을 ALT/AST 분석 키트를 이용하여 제조사에서 제공한 프로토콜에 의해 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
대조군 제조예 1 (50 mg/kg) 제조예 1 (150 mg/kg)
ALT, U/L 51.25±2.29 52.00±3.39 50.00±2.97
AST, U/L 104.25±10.18 129.50±5.24 117.75±4.87
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 제조예 1을 50 mg/kg 및 150 mg/kg을 투여한 경우 모두에서 올리브 오일만을 투여한 대조군과 동일한 정도의 약 50 U/L의 ALT 및 약 110 U/L 의 AST의 수준을 유지하였다.
상기 결과를 통해 본 발명에 따른 제조예 1은 150 mg/kg을 투여한 경우에도 혈액 내 분출되는 ALT 및 AST의 양이 투여하지 않은 대조군과 동일함으로 인하여 간 기능에 이상 영향을 미치지 아니하는 것을 알 수 있다.
[실시예 3] 혈액 내 호르몬 변화 확인
본 발명에 따른 제조예 1로 인하여 혈액 내 식욕과 관련된 호르몬의 농도 변화가 존재하는지 여부를 ELISA(콜레시스토키닌(cholecystokinin; CCK)은 Rat Cholecystokinin ELISA Kit, Mybiosource #MBS723303, 그렐린은 Ghrelin (active) ELISA Kit, Millipore #EZRGRA-90K, 렙틴(Leptin)은 Leptin Quantikine ELISA Kit, R&D #MOB00, NPY(Neuropeptide Y)는 Rat Neuropeptide Y (NPY) ELISA Kit, Mybiosource #MBS2021246, 및 펩타이드YY(Peptide YY; PYY)는 Rat peptide YY ELISA Kit, Mybiosource #MBS701411)는 제조사에서 제공한 프로토콜에 의해 확인하였다. 단, 호르몬 농도 변화 측정을 위한 시료는 상기 실시예 2에서 얻은 방식과 동일하게 혈액을 채취한 뒤 통상의 방법에 의하여 적혈구 등을 제거하는 과정을 통해 얻은 혈청(Serum)을 이용하여 수행하였다. 측정된 결과를 도 2의 A 내지 E에 나타내었다.
도 2의 A 내지 E에서 보는 바와 같이, 그렐린(Ghrelin)의 경우 대조군의 경우 약 40 pg/mL의 농도를 보였으나, 제조예 1을 50 mg/kg 투여한 경우에는 20 pg/mL로 현저하게 감소하였으며, 제조예 1을 150 mg/kg 투여한 경우에는 20 pg/mL 보다 더욱 감소하는 양상을 보였다. 또한, 렙틴(Leptin)의 경우 대조군에서 50 pg/mL가 측정된 반면 제조예 1을 50 mg/kg 및 150 mg/kg을 투여한 경우 모두 약 150 pg/mL 에 해당하는 양이 측정되어 약 3배 정도 농도가 증가되었다. 다만, 식욕억제 호르몬에 해당하는 CCK, NPY는 제조예 1의 투여 후 2시간 이내에 측정하였기 때문에, 농도의 변화를 측정할 수 없었던 것으로 예측된다.
상기 결과를 통하여 본 발명에 따른 제조예 1은 식욕을 증가시키는 호르몬으로 알려져 있는 그렐린의 농도를 매우 효과적으로 감소시키며, 식욕 억제 호르몬으로 알려져 있는 렙틴의 농도를 매우 효과적으로 증가시킴으로써 식욕을 억제하는 것을 알 수 있다.
[실시예 4] 위장관(Gastrointestinal tract; GI tract) 내 식욕 관련 유전자 발현 확인
본 발명에 따른 제조예 1이 식욕 관련 유전자의 발현 조절에 영향을 미치는지 여부를 확인하기 위하여 위장관 내 부위를 구획하여 식욕 관련 유전자의 발현을 확인하였다.
시료의 준비는 상기 실시예 2에서와 같이 제조예 1 및 대조군을 투여한지 2시간이 되는 때 상기 실험 쥐의 장기를 적출하였다. 장기의 적출은 도 3에서 보는 바와 같이, 유문부에서 5 cm에 해당하는 십이지장(Duodenum), 십이지장부터 20 cm에 해당하는 공장(jejunum) 및 맹장 입구 전반부에서 10 cm에 해당하는 회장(ileum)을 자로 재어 일정하게 적출하는 과정을 통해 얻었다.
상기 식욕 관련 유전자는 페록시솜증식체활성화수용체(Peroxisome proliferator activated receptor α; PPAR α), 콜레시스토키닌(cholecystokinin; CCK), 그렐린, 펩타이드YY (Peptide YY; PYY), Cd36(Cluster of differentiation 36), Fatp1(Fatty acid transport protein 1) 및 ARBP(Attachment region binding protein)의 하기 표 2에 기재되어 있는 프라이머 서열을 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응(Quantitative real-time PCR)을 수행하였다. 구체적으로, 실시간 중합효소연쇄반응은 상기 적출된 조직을 TRI 시약(Molecular Research Center Inc.)을 이용하여 제조사에서 제공하는 프로토콜에 의하여 RNA를 추출하였고, 상기 RNA를 역전사 효소를 이용하여 cDNA를 제작한 뒤, 하기 표 3에 기재되어 있는 어닐링 조건 하에서 각각의 유전자에 적합한 프라이머 서열을 이용하여 유전자의 발현을 확인하고, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. 단, ARBP는 발현을 정량적으로 비교하기 위한 대조군 유전자에 해당한다.
서열번호 서열(5'-> 3') 센스(S)
/안티센스(AS)		 유전자 크기
(bp)		 어닐링 온도
(AT, ℃)
1 TCACACAATGCAATC CGTTT S PPAR α 117 55
2 GGCCTTGACCTTGTT CATGT AS
3 CATCCAGCAGGTCCG CAAA S CCK 160 55
4 TCCATCCAGCCCATG TAGTCC AS
5 CACCAGAAAGCCCAG CAGAGA S Ghrelin 133 55
6 CGAAGGGAGCATTGA ACCTGA AS
7 GCGGTATGGGAAAAG AGAAGTCC S PYY 163 63
8 GCAAGTGAAGTCGGT GTAGTTAGCA AS
9 CGGCGATGAGAAAGC AGAA S Cd36 65 63
10 CCAGGCCCAGGAGCT TTATT AS
11 GTGCGACAGATTGGC GAGTT S Fatp1 106 63
12 GCGTGAGGATACGGC TGTTG AS
13 CCCCGTGTGAGGTCACAGTA S ARBP 186 55
14 TCAACATGTTCAGCAGTGTGGC AS
도 4에서 보는 바와 같이, 렙틴의 경우 십이지장, 공장 및 회장 모두에서 올리브 오일만 투여한 경우에 비해 제조예 1을 투여한 경우에서 그 유전자의 발현이 현저하게 높았다. 또한, 그렐린의 경우 공장 및 회장에서 대조군에 비하여 약 0.5 정도 유전자의 발현이 감소하였다.
또한, 도 5에서 보는 바와 같이, 혈액 내 발현의 변화가 존재하지 않았던 CCK, PPAR α 및 PYY의 경우 십이지장, 공장 및 회장 모두에서 그 유전자의 발현이 적어도 2배 이상 증가하였다.
상기 결과를 통해 본 발명에 따른 제조예 1은 위장관 내 식욕 억제와 관련된 유전자의 발현을 증가시키고, 식욕 증진과 관련된 유전자의 발현을 감소시킴으로써 식욕 억제 효과를 발휘함을 알 수 있다.
[실시예 5] 지질소화 특성 확인
본 발명에 따른 제조예 1의 유화물에 해당하는 제조예 2의 지질 소화 특성을 조사하기 위하여, 인공소화모델 시스템 내에서 지질 소화 정도에 대해 확인하였다. 인공소화모델 시스템은 하기 표 4에서와 같이 구강(타액), 위(위액), 소장(소장액) 및 간(담즙액)을 준비하여 하기와 같은 단계별로 배양시켰다. 단, 소장액은 밤새 흔드는 과정을 통해 잘 섞은 뒤 실험에 사용하였다.
　 타액 위액 소장액 담즙액
Add to mixture organic + inorganic solution 290 mg β-amylase 1 g BSA 1.5 g lipase
15 mg uric acid 2.5 g pepsin 1 g BSA 1.5 g BSA
25 mg mucin 3 g mucin 9 g pancreatin 30 g bile
pH 6.8 ± 0.2 1.3 ± 0.02 8.1 ± 0.2 8.2± 0.2
50 mL 시험관(Falcone tube)에 제조예 2 및 대조군(Con.)에 해당하는 레시틴 유화물 5.5 mL를 넣고, 타액 5.5 mL를 첨가한 뒤, 입구를 밀봉하여 37℃의 항온 수조에서 130 rpm으로 흔들면서 소화시키는 과정을 수행하였다. 그 뒤, 시료에 위액 11 mL (타액 소화가 완료된 시료의 2배)를 넣어 잘 혼합하고 2시간 동안 소화시켰다. 위액 소화가 완료된 뒤, 소장액 11 mL 및 담즙액 5.5 mL를 혼합하여 흔들면서 2시간 동안 소화하는 과정을 수행하였다. 지질 소화 시스템이 완료된 시료는 원심분리하여 얻은 하층액만을 이용하여 분석하였다. 소화 전 및 소화 후 시료 내 포함되어 있는 유리 지방산의 함량 측정을 위하여, 지질 소화액에 1%의 페놀프탈레인 용액 3방울을 떨어뜨린 후, 0.05 N NaOH를 이용하여 분홍색으로 색 변화가 있을 때까지 적정하였으며, 계면장력은 Surface Tensiometer (Sigma702, Attention by KSV, Finland)를 통해 링 방법(ring method)를 이용하여 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에서 보는 바와 같이, 인공소화모델시스템의 소장에 해당하는 30분 때부터 레시틴에 비해 약 1.5배 정도 유리 지방산이 적게 생성되기 시작하였다.
상기 결과를 통해 본 발명에 따른 제조예 2는 지질 소화 억제 효능이 우수하여, 식욕을 억제할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (17)

  1. 고구마 잎의 75% 에탄올 추출물을 유효성분으로 포함하는, 그렐린(Ghrelin) 및 렙틴(Leptin)의 혈중 내 호르몬 발현 조절에 의한 식욕 억제용 식품 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 계면활성제를 더 포함하는 것인, 식품 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 고구마 잎의 75% 에탄올 추출물을 유효성분으로 포함하는, 그렐린(Ghrelin) 및 렙틴(Leptin)의 혈중 내 호르몬 발현 조절에 의한 식욕 억제용 약학 조성물.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. a) 고구마 잎을 건조 시킨 뒤 분말화 하는 단계;
    b) 상기 분말화된 고구마 잎을 75% 에탄올 추출하는 단계;
    c) 상기 b) 단계의 추출물을 여과하는 단계; 및
    d) 상기 c) 단계의 여과액을 감압 농축하는 단계를 포함하는, 그렐린 및 렙틴의 혈중 내 호르몬 발현 조절에 의한 식욕 억제용 조성물의 제조방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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