KR102668792B1 - 수면의 질 개선에 도움이 되는 건강기능식품 및 약학 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함함으로써, 수면 유도 시간을 단축시키거나, 수면 지속 시간을 연장시켜 수면 장애를 예방 또는 치료하거나, 수면의 질 개선에 도움이 되는 약학 조성물, 건강기능식품에 관한 것이다.

Description

수면의 질 개선에 도움이 되는 건강기능식품 및 약학 조성물{HEALTH FUNCTIONAL FOOD AND PHARMACEUTICAL COMPOSITION TO HELP IMPROVE SLEEP QUALITY}
본 발명은 수면의 질 개선에 도움이 되는 건강기능식품 및 약학 조성물에 관한 것이다.
오미자(Schizandra chinensis Baillon)는 신맛, 단맛, 매운맛, 쓴맛 및 짠맛 등 5가지 맛이 조화를 이루는 붉은 색을 띠는 과실로서 오미자 열매에 함유된 주요 기능 성분은 리그닌이 합성되는 과정의 중간단계 물질인 리그난으로 구성되어 있다. 리그난(lignan)은 오미자 약효의 주성분이며, 시잔드린(Schisandrin), 고미신(Gomisin) 등으로 구성되어 있다. 리그난 성분들은 항산화 작용 및 항균 작용, 항경련 효과가 있고, 신경퇴화증, 알츠하이머와 같은 치매를 예방할 수 있다고 알려져 있다.
오미자의 리그난 함량은 견과류에 비해 함량이 10~30배 정도 높으며 오미자 씨앗에 80%, 과육에20% 존재한다. 오미자 열매는 유기산 함량이 매우 높은 과실로서 천연 발효에 어려움이 있어, 오미자 열매를 알코올로 침출 또는 당절임에 의한 추출 차로서 널리 이용된다. 기존의 오미자청의 경우에는 오미자 리그난 성분을 추출해 내기 어려우며, 과도한 설탕 사용으로 인해 건강에 좋지 않으며, 오미자차 등으로 섭취 시에는 오미자 씨앗에 존재하는 리그난을 섭취할 수 없으므로 미량의 리그난 성분을 섭취하게 되어 효과를 보기 어렵다는 문제가 있다.
한편, 오미자 제품들은 주로 착즙, 열매 추출물 또는 추출물을 발효한 것으로 가공하여 제품화하고 가공 후에는 오미자 박(추출 후 버려지는 과육, 과피, 씨앗)이 가공 부산물로 남게 된다. 오미자의 발효나 추출 등의 제조 과정에서 리그난 함량이 가장 많은 씨 부분이 제품 중의 성분으로 기여하지 못하고 특이한 용도 없이 대량 폐기되고 있는 실정이며, 오미자 박의 경우에는 과육, 과피, 씨앗의 분리가 어려우므로 일반 쓰레기로 분류된다. 국내 최대 생산량을 갖는 약용식물인 오미자의 부산물인 오미자 박은 일반폐기물로 분류되어100% 매립되거나 소각된 채 버려지고 있으며 처리 과정에서 발생하는 이산화탄소(CO2)로 인한 환경적인 문제도 무시할 수 없다.
본 발명자들은 이러한 식품 부산물인 오미자 박의 업사이클링(up-cycling)을 위해 오미자 박을 버섯균 등으로 고상발효 진행하였다. 오미자 박을 버섯균 등을 활용하여 고상발효를 진행하게 되면, 유효성분인 리그난과 GABA(γ-aminobutyric acid)의 함량이 증가하고, 이에 새로운 기능성 소재로 활용될 수 있음을 확인하였다.
한국등록특허 제1408380호
본 발명은 오미자 박을 활용한 수면의 질 개선에 도움이 되는 건강기능식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 오미자 박을 활용한 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함하는 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품.
2, 위 1에 있어서, 상기 추출물은 물 가열 추출물인, 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품.
3. 위 1에 있어서, 상기 발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 또는 유산균 스타터를 처리하여 수행된 것인 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품.
4. 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함하는 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
5. 위 4에 있어서, 상기 추출물은 물 가열 추출물인, 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
6. 위 5에 있어서, 상기 발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 또는 유산균 스타터를 처리하여 수행된 것인 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
7. 오미자 박에 스타터 균을 접종하고 고상발효시키는 단계; 및
고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는 단계;를 포함하는 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법.
8. 위 7에 있어서, 상기 스타터균은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인, 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법.
9. 위 7에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인, 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법.
10. 오미자 박에 스타터 균을 접종하고 고상발효시키는 단계; 및
고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는 단계;를 포함하는 감마아미노부티르산의 추출 방법.
11. 위 10에 있어서, 상기 스타터 균은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 감마아미노부티르산의 추출 방법.
12. 위 10에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인 감마아미노부티르산의 추출 방법.
본 발명의 건강기능식품, 약학 조성물은 수면 유도 시간 단축, 수면 지속 시간 증가, 멜라토닌 함량 증가 등의 효과를 나타낸다. 이에, 수면의 질 개선에 도움을 주거나, 수면 장애를 예방, 개선, 치료할 수 있다.
도 1은 고상발효에 이용한 6종의 유용 미생물의 균주를 나타낸 것이다.
도 2는 고상발효에 이용한 6종의 유용 미생물 균주의 전배양(seed 배양) 및 본배양 공정을 나타낸 것이다.
도 3은 6종의 유용 미생물을 이용하여 오미자 박을 고상발효 시킨 사진이다.
도 4는 유도체화 전 후의 감마아미노부티르산(GABA)의 검출 피크를 나타낸 것이다.
도 5는 수면건강 개선 효능 분석 대상인 샘플 3종의 사진이다.
도 6은 고상발효 오미자 박 추출물의 수면 유도 시간 단축, 수면 지속 시간 개선 효과를 나타낸 것이다.
도 7은 고상발효 오미자 박 추출물의 혈청 내 멜라토닌 함량 증가 효과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함하는 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품에 관한 것이다.
오미자 박은 오미자 열매 추출 후 버려지는 과육, 과피, 씨앗 등의 가공 부산물이다.
오미자 박은 분쇄된 것일 수 있다. 분쇄된 오미자 박을 이용하는 경우, 리그난을 다량 함유하고 있는 씨앗도 함께 분쇄되어 추출물에 포함되는 리그난 함량이 더 많을 수 있다.
고상발효(solid-state fermentation)는 흐르는 물 없이 젖은 상태의 기질 상에서 미생물이 성장하며 일어나는 발효이다. 오미자 박을 고상발효 시키는 경우, GABA(γ-aminobutyric acid)와 리그난 함량이 증가될 수 있다. 고상발효된 오미자 박 추출물을 이용하는 경우, 고상발효 되지 않은 오미자 박 추출물에 비해 GABA 함량이 현저히 증가하고, 이에 따라 수면의 질 개선에 도움을 주는 기능성을 나타낼 수 있다.
고상발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나에 의한 것일 수 있다.
예를 들어, 고상발효된 오미자 박은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 오미자 박에 접종하여 고상발효시켜 얻은 것일 수 있다. 상황버섯균(일반명)의 학명은 Phellinus linteus이다. 영지버섯균(일반명)의 학명은 Ganoderma sp이다. 표고버섯균(일반명)의 학명은 Lentinus edodes이다. 동충하초균(일반명)의 학명은 Cordyceps militaris 이다. 낫토균(일반명)의 학명은 Bacillus subtilis 이다. 유산균(일반명)의 학명은 Lactobacillus plantarum이다.
고상발효는 영양 배지의 첨가 하에 수행된 것일 수 있다. 영양 배지는 당 용액일 수 있다. 당은 공지된 단당류, 이당류, 다당류 등일 수 있다. 당 함량은 예를 들면 1 내지 10중량%일 수 있다. 영양배지의 용매는 물일 수 있다. 물은 해양 심층수일 수 있다.
추출물은 추출 대상 물질을 용매에 녹여 분리한 물질일 수 있고, 구체적으로 추출 대상의 추출 처리에 의하여 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 동결건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등의 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함할 수 있다.
추출물은 추출에 이용되는 용매의 종류, 추출 방법 등에 따라 추출되는 성분 또는 해당 성분의 함량이 상이할 수 있다.
고상발효된 오미자 박 추출물은 물, 또는 C1 내지 C4의 저급 알코올을 추출 용매로 이용하여 추출된 것일 수 있다. C1 내지 C4의 저급 알코올은 C1 내지 C4의 저급알코올과 물이 혼합된 혼합물인 C1 내지 C4의 저급 알코올 수용액일 수 있다. C1 내지 C4의 알코올 수용액은 40 부피% 내지 80 부피%, 45 부피% 내지 75 부피%, 50 부피% 내지 70 부피% 또는 55 부피% 내지 65부피%의 C1 내지 C4의 저급알코올 수용액일 수 있다. 일 실시예에 있어서, C1 내지 C4의 저급 알코올은 에탄올일 수 있다. 추출 용매는 예를 들면 물일 수 있다. 추출물은 공지된 방법으로 추출되어 얻어진 것일 수 있고, 예를 들면 가열 추출(용매로 물 사용시는 열수 추출), 초음파 추출 등에 의한 것일 수 있다.
가열 추출의 구체적인 예를 들자면, 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 50 내지 150℃, 50 내지 120℃, 80 내지 120℃, 80 내지 110℃¸90 내지 110℃ 등일 수 있다. 추출 시간은 예를 들면 30분 내지 24시간, 30분 내지 12시간, 30분 내지 6시간, 1시간 내지 6시간, 2시간 내지 6시간, 2시간 내지 4시간, 2시간 내지 3시간 등일 수 있다.
초음파 추출은 예를 들면 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 40 내지 100℃, 40 내지 90℃, 40 내지 80℃, 50 내지 70℃ 등일 수 있다. 초음파 처리 시간은 예를 들면 5분 내지 3시간, 10분 내지 2시간, 10분 내지 1시간, 10분 내지 50분, 20분 내지 40분 등일 수 있다. 초음파 처리는 1회 이상 수행될 수 있다. 예를 들면 1회 내지 10회, 1회 내지 5회, 2회 내지 4회 등 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 고상발효 오미자 박 추출물은 감마아미노부티르산 함량이 높다. 그리고 수면 건강을 개선할 수 있다. 이를 포함하는 건강기능식품은 수면의 질 개선에 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 수면 유도 시간을 단축하고, 수면 지속 시간을 증가시킬 수 있다. 또한, 멜라토닌 함량을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 상기 추출물 이외에 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 더 포함할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있으며, 유효성분의 혼합양은 그의 사용목적, 예를 들면, 예방, 건강 또는 치료적 처치에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
상기 건강 기능성 식품에 포함되는 상기 추출물의 유효량은 상기 약학 조성물의 유효량에 준해서 사용할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안정성 면에서는 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 확실하다.
또한, 상기 건강 기능성 식품의 종류에는 특별한 제한이 없고, 예를 들면, 육류, 소시지, 빵, 초콜렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료 및 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함하는 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
오미자 박은 오미자 열매 추출 후 버려지는 과육, 과피, 씨앗 등의 가공 부산물이다.
오미자 박은 분쇄된 것일 수 있다. 분쇄된 오미자 박을 이용하는 경우, 리그난을 다량 함유하고 있는 씨앗도 함께 분쇄되어 추출물에 포함되는 리그난 함량이 더 많을 수 있다.
고상발효(solid-state fermentation)는 흐르는 물 없이 젖은 상태의 기질 상에서 미생물이 성장하며 일어나는 발효이다. 오미자 박을 고상발효 시키는 경우, GABA(γ-aminobutyric acid)와 리그난 함량이 증가될 수 있다. 고상발효된 오미자 박 추출물을 이용하는 경우, 고상발효 되지 않은 오미자 박 추출물에 비해 GABA 함량이 현저히 증가하고, 이에 따라 수면의 질 개선에 도움을 주는 기능성을 나타낼 수 있다.
고상발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나에 의한 것일 수 있다.
예를 들어, 고상발효된 오미자 박은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 오미자 박에 접종하여 고상발효시켜 얻은 것일 수 있다. 상황버섯균(일반명)의 학명은 Phellinus linteus이다. 영지버섯균(일반명)의 학명은 Ganoderma sp이다. 표고버섯균(일반명)의 학명은 Lentinus edodes이다. 동충하초균(일반명)의 학명은 Cordyceps militaris 이다. 낫토균(일반명)의 학명은 Bacillus subtilis 이다. 유산균(일반명)의 학명은 Lactobacillus plantarum이다.
고상발효는 영양 배지의 첨가 하에 수행된 것일 수 있다. 영양 배지는 당 용액일 수 있다. 당은 공지된 단당류, 이당류, 다당류 등일 수 있다. 당 함량은 예를 들면 1 내지 10중량%일 수 있다. 영양배지의 용매는 물일 수 있다. 물은 해양 심층수일 수 있다.
추출물은 추출 대상 물질을 용매에 녹여 분리한 물질일 수 있고, 구체적으로 추출 대상의 추출 처리에 의하여 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 동결건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등의 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함할 수 있다.
추출물은 추출에 이용되는 용매의 종류, 추출 방법 등에 따라 추출되는 성분 또는 해당 성분의 함량이 상이할 수 있다.
고상발효된 오미자 박 추출물은 물, 또는 C1 내지 C4의 저급 알코올을 추출 용매로 이용하여 추출된 것일 수 있다. C1 내지 C4의 저급 알코올은 C1 내지 C4의 저급알코올과 물이 혼합된 혼합물인 C1 내지 C4의 저급 알코올 수용액일 수 있다. C1 내지 C4의 알코올 수용액은 40 부피% 내지 80 부피%, 45 부피% 내지 75 부피%, 50 부피% 내지 70 부피% 또는 55 부피% 내지 65부피%의 C1 내지 C4의 저급알코올 수용액일 수 있다. 일 실시예에 있어서, C1 내지 C4의 저급 알코올은 에탄올일 수 있다. 추출 용매는 예를 들면 물일 수 있다. 추출물은 공지된 방법으로 추출되어 얻어진 것일 수 있고, 예를 들면 가열 추출(용매로 물 사용시는 열수 추출), 초음파 추출 등에 의한 것일 수 있다.
가열 추출의 구체적인 예를 들자면, 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 50 내지 150℃, 50 내지 120℃, 80 내지 120℃, 80 내지 110℃¸90 내지 110℃ 등일 수 있다. 추출 시간은 예를 들면 30분 내지 24시간, 30분 내지 12시간, 30분 내지 6시간, 1시간 내지 6시간, 2시간 내지 6시간, 2시간 내지 4시간, 2시간 내지 3시간 등일 수 있다.
초음파 추출은 예를 들면 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 40 내지 100℃, 40 내지 90℃, 40 내지 80℃, 50 내지 70℃ 등일 수 있다. 초음파 처리 시간은 예를 들면 5분 내지 3시간, 10분 내지 2시간, 10분 내지 1시간, 10분 내지 50분, 20분 내지 40분 등일 수 있다. 초음파 처리는 1회 이상 수행될 수 있다. 예를 들면 1회 내지 10회, 1회 내지 5회, 2회 내지 4회 등 수행될 수 있다.
수면 장애는 기능부전적 수면 기전, 수면 중 생리학적 기능의 이상, 생체시계의 이상, 및 수면과정과 무관한 인자에 의해서 유도된 수면장애를 포함한 다수의 원인으로 인하여 야기되는 붕괴된 수면 패턴을 의미하고, 예를 들어 불면증일 수 있다. 상기 불면증에는 야반 (middle-of-the-night) 불면증, 심야 (late night) 불면증, 수면 시작 후에 장기간 깨어있는 불면증, 수면 유지 불면증, 및 야반 기상 후에 이어지는 불면증을 포함할 수 있다.
용어 "예방"은 전체 예방 뿐만 아니라 병태의 발병 또는 재발병의 가능성의 경미한, 실질적인 또는 큰 감소를 포함하여 예방될 병태 또는 재발생 또는 재발하는 병태의 발병 가능성의 임의의 정도의 감소를 초래하는 예방적 조치를 지칭하고, 가능성 감소의 정도는 적어도 경미한 감소이다.
용어 "치료"는 치유뿐만 아니라 경미한 완화, 실질적인 완화, 주요 완화를 포함하는 임의의 정도의 완화를 포함하여 치료될 병태를 앓고 있는 대상체 또는 환자에게 유리한 효과를 초래하는 처치를 지칭하고, 완화 정도는 적어도 경미한 완화이다.
본 발명의 약학 조성물은 수면 유도 시간을 단축하거나, 수면 지속 시간을 증가시킬 수 있다. 이에, 불면증을 포함하는 수면 장애을 예방하거나 치료할 수 있다.
약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
약학 조성물에 함유될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오즈, 덱스트로즈, 수크로스, 덱스트린, 말토덱스트린, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면 활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제되나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 약학 조성물에서 상기 추출물의 사용량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으나, 0.001 내지 1000mg/kg으로, 바람직하게는 0.1 내지 100mg/kg을 일일 1회 내지 수회 투여할 수 있다. 또한 그 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있다. 따라서 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 오미자 박에 스타터 균을 접종하고 고상발효시키는 단계; 및 고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는 단계;를 포함한다.
오미자 박은 오미자 열매 추출 후 버려지는 과육, 과피, 씨앗 등의 가공 부산물이다. 오미자 박은 분쇄된 것일 수 있다. 분쇄된 오미자 박을 이용하는 경우, 리그난을 다량 함유하고 있는 씨앗도 함께 분쇄되어 추출물에 포함되는 리그난 함량이 더 많을 수 있다.
스타터 균으로는 당 분야에 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
스타터균을 오미자 박에 접종하고 고상발효를 수행한다.
고상발효는 영양 배지의 첨가 하에 수행된 것일 수 있다. 영양 배지는 당 용액일 수 있다. 당은 공지된 단당류, 이당류, 다당류 등일 수 있다. 당 함량은 예를 들면 1 내지 10중량%일 수 있다. 영양배지의 용매는 물일 수 있다. 물은 해양 심층수일 수 있다.
발효는 예를 들면 1주 내지 10주, 2주 내지 8주, 3주 내지 7주 등의 기간 동안 수행될 수 있다.
이후, 고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는다.
추출 용매는 물, 또는 C1 내지 C4의 저급 알코올일 수 있다. C1 내지 C4의 저급 알코올은 C1 내지 C4의 저급알코올과 물이 혼합된 혼합물인 C1 내지 C4의 저급 알코올 수용액일 수 있다. C1 내지 C4의 알코올 수용액은 40 부피% 내지 80 부피%, 45 부피% 내지 75 부피%, 50 부피% 내지 70 부피% 또는 55 부피% 내지 65부피%의 C1 내지 C4의 저급알코올 수용액일 수 있다. 일 실시예에 있어서, C1 내지 C4의 저급 알코올은 에탄올일 수 있다. 추출 용매는 예를 들면 물일 수 있다.
추출 방법은 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들면 가열 추출, 초음파 추출 등일 수 있다.
가열 추출의 구체적인 예를 들자면, 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 50 내지 150℃, 50 내지 120℃, 80 내지 120℃, 80 내지 110℃¸90 내지 110℃ 등일 수 있다. 추출 시간은 예를 들면 30분 내지 24시간, 30분 내지 12시간, 30분 내지 6시간, 1시간 내지 6시간, 2시간 내지 6시간, 2시간 내지 4시간, 2시간 내지 3시간 등일 수 있다.
초음파 추출은 예를 들면 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 40 내지 100℃, 40 내지 90℃, 40 내지 80℃, 50 내지 70℃ 등일 수 있다. 초음파 처리 시간은 예를 들면 5분 내지 3시간, 10분 내지 2시간, 10분 내지 1시간, 10분 내지 50분, 20분 내지 40분 등일 수 있다. 초음파 처리는 1회 이상 수행될 수 있다. 예를 들면 1회
필요에 따라, 여과, 농축, 건조 등의 공정이 더 수행될 수 있다.
얻어진 추출물은 유효 성분에 해당하는 것으로서, 그 외의 앞서 예시한 첨가제 등을 더 포함할 수 있으며, 앞서 예시한 방법으로 제제/제형화 될 수 있다.
또한, 본 발명은 감마아미노부티르산의 추출 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법은 오미자 박에 스타터 균을 접종하고 고상발효시키는 단계; 및 고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는 단계;를 포함한다.
오미자 박은 오미자 열매 추출 후 버려지는 과육, 과피, 씨앗 등의 가공 부산물이다.
오미자 박은 분쇄된 것일 수 있다. 분쇄된 오미자 박을 이용하는 경우, 리그난을 다량 함유하고 있는 씨앗도 함께 분쇄되어 추출물에 포함되는 리그난 함량이 더 많을 수 있다.
고상발효(solid-state fermentation)는 흐르는 물 없이 젖은 상태의 기질 상에서 미생물이 성장하며 일어나는 발효이다. 오미자 박을 고상발효 시키는 경우, GABA(γ-aminobutyric acid)와 리그난 함량이 증가될 수 있다. 고상발효된 오미자 박 추출물을 이용하는 경우, 고상발효 되지 않은 오미자 박 추출물에 비해 GABA 함량이 현저히 증가하고, 이에 따라 수면의 질 개선에 도움을 주는 기능성을 나타낼 수 있다.
고상발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나에 의한 것일 수 있다.
예를 들어, 고상발효된 오미자 박은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 오미자 박에 접종하여 고상발효시켜 얻은 것일 수 있다. 상황버섯균(일반명)의 학명은 Phellinus linteus이다. 영지버섯균(일반명)의 학명은 Ganoderma sp이다. 표고버섯균(일반명)의 학명은 Lentinus edodes이다. 동충하초균(일반명)의 학명은 Cordyceps militaris 이다. 낫토균(일반명)의 학명은 Bacillus subtilis 이다. 유산균(일반명)의 학명은 Lactobacillus plantarum이다.
고상발효는 영양 배지의 첨가 하에 수행된 것일 수 있다. 영양 배지는 당 용액일 수 있다. 당은 공지된 단당류, 이당류, 다당류 등일 수 있다. 당 함량은 예를 들면 1 내지 10중량%일 수 있다. 영양배지의 용매는 물일 수 있다. 물은 해양 심층수일 수 있다.
추출물은 추출 대상 물질을 용매에 녹여 분리한 물질일 수 있고, 구체적으로 추출 대상의 추출 처리에 의하여 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 동결건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등의 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함할 수 있다.
추출물은 추출에 이용되는 용매의 종류, 추출 방법 등에 따라 추출되는 성분 또는 해당 성분의 함량이 상이할 수 있다.
고상발효된 오미자 박 추출물은 물, 또는 C1 내지 C4의 저급 알코올을 추출 용매로 이용하여 추출된 것일 수 있다. C1 내지 C4의 저급 알코올은 C1 내지 C4의 저급알코올과 물이 혼합된 혼합물인 C1 내지 C4의 저급 알코올 수용액일 수 있다. C1 내지 C4의 알코올 수용액은 40 부피% 내지 80 부피%, 45 부피% 내지 75 부피%, 50 부피% 내지 70 부피% 또는 55 부피% 내지 65부피%의 C1 내지 C4의 저급알코올 수용액일 수 있다. 일 실시예에 있어서, C1 내지 C4의 저급 알코올은 에탄올일 수 있다. 추출 용매는 예를 들면 물일 수 있다. 추출물은 공지된 방법으로 추출되어 얻어진 것일 수 있고, 예를 들면 가열 추출(용매로 물 사용시는 열수 추출), 초음파 추출 등에 의한 것일 수 있다.
가열 추출의 구체적인 예를 들자면, 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 50 내지 150℃, 50 내지 120℃, 80 내지 120℃, 80 내지 110℃¸90 내지 110℃ 등일 수 있다. 추출 시간은 예를 들면 30분 내지 24시간, 30분 내지 12시간, 30분 내지 6시간, 1시간 내지 6시간, 2시간 내지 6시간, 2시간 내지 4시간, 2시간 내지 3시간 등일 수 있다.
초음파 추출은 예를 들면 고상발효 오미자 박 대비 5 내지 20배, 5 내지 15배, 8 내지 15배, 8 내지 12배, 8 내지 10배 중량의 용매를 첨가하여 수행될 수 있다. 추출 온도는 예를 들면 40 내지 100℃, 40 내지 90℃, 40 내지 80℃, 50 내지 70℃ 등일 수 있다. 초음파 처리 시간은 예를 들면 5분 내지 3시간, 10분 내지 2시간, 10분 내지 1시간, 10분 내지 50분, 20분 내지 40분 등일 수 있다. 초음파 처리는 1회 이상 수행될 수 있다. 예를 들면 1회 내지 10회, 1회 내지 5회, 2회 내지 4회 등 수행될 수 있다.
얻어지는 추출물에는 감마아미노부트리산이 다량 함유되어 있다. 본 발명의 방법은 이를 추가로 분리/정제하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이는 당 분야에 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명한다.
실시예
1. 고상발효 오미자 및 고상발효 오미자 박의 제조
(1) 고상발효에 적합한 균주 선별 및 결과
고상발효(Solid state fermentation)는 고상배지(오미자 및 오미자 박)에 액상 배양물을 접종하는 방식으로 진행한다. 고상발효는 적은 양의 수분이 필요하고 버섯균의 경우 세균이나 효모균보다 낮은 수분 활성도가 필요하므로 고상발효에 사용되는 미생물로 버섯균도 선정하였다. 구체적으로, 하기 표 1의 유용 미생물(상황, 영지, 표고, 동충하초, 낫토, 유산균)을 표준 배지(PDA, PDB, MRS, NR 배지) 상에 접종하여 24℃ 항온기에서 배양하면서 활성화시켰다. 균사생장이 빠르면서 고상 발효 후에 유효 물질이 많을 것으로 예상되는 균주를 선별하였다.
일반명 학명
1 상황 Phellinus linteus
2 영지 Ganoderma sp
3 표고 Lentinus edodes
4 동충하초 Cordyceps militaris
5 낫토 Bacillus subtilis
6 유산균 Lactobacillus plantarum
각 균주를 한천 배지 상에 도말하여 균주의 활성 및 다른 균에 의한 오염 정도를 확인하였다(도 1). 상기 6종의 유용 미생물의 균주 활성을 확인한 결과, 모든 균의 활성이 활발하여 6종 모두를 고상발효에 이용하였다.
또한, 1차 기초 시험을 위해 표준배지를 이용하여 버섯균 4종(상황, 영지, 표고, 동충하초), 낫토균 및 유산균을 적합한 생장 조건에 따라 액상 배양(도 2의 seed 배양)을 수행하였다(도 2). 전배양(seed 배양) 진행 후 본 배양을 진행하여 고상발효를 위한 액상 배양물을 제조하였다.
(2) 오미자 박 고상발효
오미자 박의 고상발효는 다음 과정에 의해 수행하였다. 오미자 박을 건조 후 분쇄기를 이용하여 분말화 후 영양배지(2.5~5% 당류를 물에 녹인 상태)를 첨가하고 버섯균(상황, 영지, 표고 또는 동충하초), 낫토균 또는 유산균을 접종하였다. 버섯균을 접종한 경우 고상발효는 6주간 수행하였으며, 낫토균 또는 유산균을 접종한 경우에는 5주간 수행하였다.
영양배지의 용매로는 물 또는 경도 200의 해양 심층수를 사용하였다.
버섯균을 이용한 오미자 박 고상발효 결과, 모든 균의 활성을 확인하였으며 이는 육안으로도 확인 가능하였다(도 5).
낫토균, 유산균을 이용한 오미자 박 고상발효 결과, 낫토균의 활성은 3주차부터 확인이 가능하였고 발효 5주 후에도 균의 활성을 확인하였다. 유산균의 경우 일반적으로 육안으로 균의 생장을 확인하기 어려운데, 5주 후 유산균 특유의 향을 보이며 균의 활성을 확인하였다. 낫토, 유산균을 이용한 오미자 고상발효의 경우에는 버섯균을 이용한 경우와 동일하게 오미자 박에 비해 균의 생장 활성 정도가 느렸다.
2. 고상발효 오미자 박의 100% DW(증류수) 추출물의 제조
(1) 100% DW 열 추출물의 제조
100% DW 열 추출물은 하기 ① 내지 ②의 과정에 의해 제조하였다.
① 고상발효 오미자 박 3 kg과 3차 증류수 27 L를 추출기(COSMOS660)에 넣고 100℃의 상압 조건 하에서 2시간 30분 동안 추출하였다.
② 추출된 고상발효 오미자 박 추출액을 106 um 체로 거른 후 냉동실에 보관하였다.
(2) 100% DW 초음파 추출물의 제조
100% DW 초음파 추출물은 하기 ① 내지 ⑤의 과정에 의해 제조하였다.
① 고상발효 오미자 박(위 제조예 1의 방법으로 제조됨) 100 g에 3차 증류수 900 mL를 가한 후 초음파 파쇄기(sonicator)에서 60℃를 유지하며 30분 동안 초음파 추출하였다.
② 초음파 파쇄기로부터 추출물을 꺼낸 후 상온에서 10분 동안 휴지하였다.
③ 위 ① 및 ② 과정을 2번 더 반복하였다.
④ 추출이 끝난 추출물을 Glass Buchner Funnel를 이용하여 여과하였다.
⑤ 이후, 0.45 μm syringe filter를 이용하여 여과 후 냉동실에 보관하였다.
3. 고상발효 오미자 박의 60 부피% EtOH(60 부피% EtOH+ 40 부피% DW) 추출물의 제조
위 2-(2)와 동일한 방법에 의해 제조되었으나, 3차 증류수 900 mL 대신 60% 에탄올 900 mL(99.9% 에탄올 540 mL 및 3차 증류수 360 mL)를 이용하였다.
4. 감마아미노부티르산(GABA) 함량 분석
오미자 박의 고상발효를 통하여 생성된 감마아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA)을 다양한 추출방법을 이용해 추출하고 유도체화한 후 HPLC를 이용해 함량을 분석하였다. 유도체화를 진행하지 않을 경우 GABA 함량 분석이 용이하지 않다. 도 4는 GABA의 유도체화 유무에 따른 검출 정도의 차이를 나타내는 것으로, 유도체화 이후에 검출이 용이한 것을 확인할 수 있다.
GABA 유도체와 방법은 하기와 같다.
① 시료 10μL를 LC vial에 담음② AccQ-Fluor Borate Buffer 70μL를 sample tube에 넣고 재빨리 vortexing 시켰다.
③ 20 μL AccQ-Fluor Reagent를 LC vial에 가하고 몇 초간 vortexing하였다.
④ 상온에서 1분간 방치하였다.
⑤ 예열된 Heating block(55℃)을 사용하여 vial을 10분간 가열하였다.
유도체화 샘플 분석조건은 하기와 같다.
① Injection volume: 10μL
② Column: AccQ-Tag C18(3.9x150mm I.D, 4 μm, Waters)
③ Mobile phase
Time(min) Eluent(%)
Eluent A Acetonitrile(60%)/D.W(40%)
Initial 100 0
0.5 98 2
15 93 7
19 90 10
22 80 20
32 67 33
33 67 33
34 0 100
37 0 100
43 100 0
④ Column temperature: 37℃⑤ Flow rate: 1.0mL/min
⑥ Excitation wavelength: 250nm
⑦ Emission wavelength: 390nm
GABA 함량 분석 결과는 하기와 같다.
100% D.W. 열추출방법에 따른 고상발효 오미자 박 GABA 성분분석
100% D.W. 초음파 추출방법에 따른 고상발효 오미자 박 GABA 성분분석
60% EtOH 초음파 추출방법에 따른 고상발효 오미자 박 GABA 성분분석
오미자 박의 고상발효를 통하여 생성된 감마아미노부티르산(γ-aminobutyric acid, GABA)을 다양한 추출방법을 이용해 추출해 본 결과, 100% D.W. 용매로 열추출방법에 따라 추출한 경우가 초음파 추출방법에 한 경우보다 함량이 높음을 알 수 있으며, 60% EtOH 용매보다 100% D.W. 용매에서 추출한 것이 GABA 함량이 높음을 알 수 있다. 이는 GABA가 수용성 물질로 EtOH보다 D.W.에 잘 추출되었음을 알 수 있다.
5. 고상발효 오미자 박 추출물의 수면건강 개선 효능 분석
고상발효 오미자 박 유효성분의 수면개선 효능을 평가하기 위해 샘플 3종(100% D.W. 열추출 고상발효 상황 오미자 박, 100% D.W. 열추출 해양심층수 경도 200 고상발효 상황 오미자 박, 100% D.W. 열추출 오미자 박, 도 5)의 농도별(100mg/kg, 300mg/kg) 수면건강 개선 행동평가 및 혈청 내 멜라토닌 함량을 측정하였다.
실험 방법은 다음과 같다.
시험물질 조제: 수면건강 개선 효능 분석을 위한 시험물질은 식염수를 이용하여 샘플 3종 추출물을 농도별(100mg, 300mg/kg b.w.)로 조제하여 distilled water(D.W.)에 녹여 사용하였음
시험에 사용한 mouse 정보
계통 및 종 : ICR mouse
공급원 : (주)샘타코
구입시 동물수 및 성별 : 수컷
구입시 동물 주령 및 체중범위 : 6주령, 25g ~ 28g
투여시 동물수(수컷) : 수면개선 80마리
투여시 동물 주령 및 체중범위 : 7주령, 28g ~ 30g
사육 환경[청정사육실]: 본 시험의 환경은 온도(22 ± 3)℃, 상대습도(50 ± 20)%, 환기횟수(10 ∼ 15)회/시간, 조명주기 12시간(8:00 ~ 20:00), 조도(150 ∼ 300)Lux의 사육환경으로 설정된 동물사육실에서 사료와 음용수를 급여하여 사육하였으며, 순화 및 시험기간 동안 격리 사육하였다.
사육 조건: 순화 및 시험기간 중 청정사육실내 플라스틱제 사육상자 [270(W)×500(D)×300(H)㎜]에 10마리씩 넣어 사육하였다.
시험군의 구성
① 군분리
Group (mice) 시험물질 Dose
(ml/kg B.W.)		 투여
방법		 No. of animal
Control Saline 0 경구 1001~1007
P.cont Diazepam (2mg/kg b.w.) 2 경구 3001~3007
Sample 1 (A) 오미자 박 (100mg/kg b.w.) 100 경구 3001~3010
Sample 1 (A) 오미자 박 (300mg/kg b.w.) 300 경구 4001~4010
Sample 2 (B) 고상발효 상황 오미자 박 (100mg/kg b.w.) 100 경구 5001~5010
Sample 2 (B) 고상발효 상황 오미자 박 (300mg/kg b.w.) 300 경구 6001~6010
Sample 3 (C) 해양심층수 고상발효 상황 오미자 박 (100mg/kg b.w.) 100 경구 7001~7010
Sample 3 (C) 해양심층수 고상발효 상황 오미자 박 (300mg/kg b.w.) 300 경구 8001~8010
시험물질의 투여 경로 및 방법
시험물질투여
① 반복 투여 (4주) : 1주일간의 순화기간 후, 샘플 분말 3종(diazepam, sample 1-100, -300, sample 2-100, -300, sample 3-100, 300mg/kg)을 1일 1회 총 4주 동안 반복 투여하였다. Diazepam의 경우, 2mg/kg b.w. 농도로 경구 투여하였다. 각 시험군에 투여로 인해 유발되는 스트레스를 동일하게 하기 위하여, control군 및 양성대조군 diazepam군에 샘플 분말 3종 투여군들과 같은 양의 생리식염수를 경구 투여하였음. 실험 마지막 날 경구 투여 45분 후, 행동평가를 실시하였다.
시험방법
- 수면 유도 역치 농도의 펜토바비탈에 의한 수면 유도시간 및 수면 지속시간 측정: 수면유도 실험 전날 절식시켜 오후 1시에 실험을 진행하였다. 시료군과 함께 양성 대조군인 Diazepam을 경구 투여하였고, 45분 후 수면 유도제인 pentobarbital(45mg/kg b.w.)을 복강투여 하여 수면유도시간(sleep latency)을 측정하였음. 이후 각 군당 깨어나는 시간을 측정하였고, 깨어나는 시간에서 수면이 유도된 시간을 빼줘서 수면 지속시간(sleep duration)을 측정하였다.
- 혈청 내 멜라토닌 함량 측정: 행동평가가 끝난 후 1시간 이내에 안락사하여 혈액을 채취하였으며, 3000rpm x 15min 원심 분리를 통해 혈청을 분리하였다. 혈청 내 멜리토닌 함량은 Mouse melatonin ELISA kit(LSBio, cat. LS-F25779) 매뉴얼에 따라 측정하였다.
통계처리: 본 시험에서는 체중 데이터에 대한 분산의 동질성을 비교하기 위하여 SPSS 통계프로그램(ver 10.1)을 이용하여 F 검정을 실시하였고, 분산의 동질성이 인정되어 student t-test를 실시하였다.
수면건강 효능평가를 위한 고상발효 오미자 박 유효성분 농도
쥐에서 펜토바르비탈 나트륨 염의 최면 용량(45 mg/kg, I.p.)에 의해 유도된 수면 잠복기(좌) 및 수면 지속 시간(우)에 대한 고상발효 오미자 박 유효성분의 효과
쥐의 혈청 내 멜라토닌 함량
수면건강을 위한 샘플 3종(100% D.W.에서 추출한 오미자 박, 고상발효 상황 오미자 박, 해양심층수 경도 200 고상 발효 상황 오미자 박 추출물)의 수면 건강 개선 효능을 평가하기 위해 펜토바비탈을 이용하여 수면 유도한 후 깨어나기까지의 시간을 측정한 결과 무처리군과 비교했을 때 고상 발효 상황 오미자 박 추출물 및 해양심층수 고상 발효 상황 오미자 박 추출물에서 수면 유도시간이 가장 많이 단축되었으며, 수면 유지시간도 고상 발효 상황 오미자 박 추출물 및 해양심층수 고상 발효 상황 오미자 박 추출물에서 유의성 있게 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 혈청 내 멜라토닌 함량을 측정한 결과 고상 발효 상황 오미자 박 추출물 300mg 및 해양심층수 고상 발효 상황 오미자 박 300mg 추출물에서 control 대비 멜라토닌 함량이 증가하는 것을 확인하였다. 위 결과들을 바탕으로 고상 발효 상황 오미자 박 추출물 및 해양심층수 고상 발효 상황 오미자 박 추출물에서 수면촉진 및 수면 유지 효과가 우수한 것으로 확인되었다. 이는 오미자의 고상발효로 얻어진 GABA가 작용 활성이 비슷한 수면 유도호르몬에도 영향을 줄 것이라고 예상되며, GABA 천연 수면유도제로서 GABA의 적용 가능성함을 보여주는 것이다.

Claims (12)

  1. 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함하는 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인, 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 또는 유산균 스타터를 처리하여 수행된 것인 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품.
  4. 고상발효된 오미자 박 추출물을 포함하는 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인, 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 발효는 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 또는 유산균 스타터를 처리하여 수행된 것인 수면 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  7. 오미자 박에 스타터 균을 접종하고 고상발효시키는 단계; 및
    고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는 단계;를 포함하는 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 스타터균은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인, 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인, 수면의 질 개선에 도움을 주는 건강기능식품의 제조 방법.
  10. 오미자 박에 스타터 균을 접종하고 고상발효시키는 단계; 및
    고상발효된 오미자 박의 용매 추출물을 얻는 단계;를 포함하는 감마아미노부티르산의 추출 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 스타터 균은 상황버섯균, 영지버섯균, 표고버섯균, 동충하초균, 낫토균 및 유산균으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 감마아미노부티르산의 추출 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인 감마아미노부티르산의 추출 방법.
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