KR20010004857A - 쇠비름 추출물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쇠비름(학명: Portulaca oleracea L.) 추출물에 관한 것으로서, 항균 및 항암, 니코틴 제거 기능등을 가진 기능성 음료의 제조에 이용하거나 항균제 또는 항암제 개발에 이용할 수 있는 쇠비름의 열수추출물 및 에탄올추출물에 관한 것이다.
즉 본 발명은 쇠비름을 열수나 에탄올 등의 용매를 사용하여 용해한 후 고 순도의 쇠비름추출물을 구하고 상기 쇠비름추출물을 각종의 음료에 균일하게 혼합하여 기능성음료를 제조하거나 항균제 및 항암제 등으로 이용할 수 있도록 한 것으로서, 본 발명의 쇠비름추출물을 함유한 기능성음료의 경우 항균이나 항암기능 뿐만 아니라 흡연자의 체내에 축척된 니코틴을 효율적으로 제거할 수 있으며, 장기간 보존하더라도 보존성을 높일 수 있는 등의 효과가 주어지는 것이다. 또한 각종 식중독 유발균이나 식품부패균에 대해 항균력을 가진 항균제 개발이나 위암, 대장암, 자궁암 및 간암 등의 암세포의 성장을 억제할 수 있는 기능을 가진 항암제 개발에 상기의 쇠비름 추출물을 이용함으로 각종 암의 예방과 치료 효과를 기대할 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 쇠비름추출물에 관한 것으로서, 항균 및 항암, 니코틴 제거 기능을 가진 기능성 음료의 제조에 이용하거나 항균제 또는 항암제 개발에 이용할 수 있는 쇠비름의 열수추출물 및 에탄올추출물에 관한 것이다.
쇠비름이란 쇠비름과의 1년생 잡초로서 오행초(五行草), 장명채(長命采), 마치채(馬齒菜) 등으로 불리기도 하는데, 주로 길가, 텃밭 등에서 자생하며, 줄기의 높이가 약 15~30cm 내외로 털이 없으며, 줄기는 갈적색이고 가지가 많이 갈라져서 땅 위로 비스듬히 퍼진다. 뿌리는 흰색이지만 손으로 훑으면 원줄기와 같이 붉은색으로 변한다. 잎은 마주 나거나 어긋나기도 하지만 끝부분의 것은 윤생(輪生)한다. 잎 형태는 거꾸러진 달걀모양이고 끝이 둥글며 밑부분이 좁아져서 짧은 잎자루가 된다. 잎의 길이는 1.5~2.5cm, 넓이는 0.5~1.5cm 로서 가장자리가 밋밋하다. 6~10월경에 꽃이 피는데 꽃은 노란색이며 양성으로서 가지 끝에 달리고 꽃받침은 두 개이며 타원형이다. 꽃잎은 다섯 개이며 한낮에 잠깐 꽃이 피었다가 곧 오무라든다. 7~12개의 수술과 한 개의 암술이 있고 자방(子房)은 중앙 부위에 위치해 있으며 암술대는 다섯 개다. 8월부터 개과가 여무는데 개과는 타원형이며 중앙부가 옆으로 갈라져서 긴 대가 달린 많은 종자가 나온다. 이러한 쇠비름은 양념 등으로 버무려서 식용하거나 약재로도 활용되고 있으나 그 효능과 용도는 아직까지는 극히 제한되어 있었던 것이다.
한편 현대인의 생활수준과 소득의 향상과 더불어 건강에 관한 관심이 높아짐에 따라 천연물이나 생약 등을 이용한 기능성 식품의 개발이 전 세계적으로 활발히 진행되고 있으며 항균제나 항암제 등의 특정효능을 목표로 한 의약품의 개발도 천연 생약제로부터 약효성분을 분리, 정제하여 제제하려는 경향이 많아지고 있다. 특히 바쁜 생활로 인한 불규칙적인 식습관으로 위장장애나 암과 같은 성인병의 발생이 증가되고 있고 이러한 질병예방에 기여할 수 있는 기능성음료의 개발이 절실히 요청되고 있다. 우리나라의 경우 생약이나 자연식품으로부터 추출된 물질을 이용하여 여러 가지 건강음료들이 개발되어 왔고 이들의 생체기능조절 및 질병의 예방에 관한 가능성이 제시되어 왔다.
인삼, 생강, 녹차, 솔잎, 쑥, 감식포, 매실 등이 그 예에 해당되지만 이러한 기존의 기능성 음료는 그 기능성이 한가지 정도로 제한되어 있는 등 일부 개선의 문제점을 안고 있었으며 쇠비름이 갖는 항균, 항암, 니코틴 제거기능 등의 특별한 기능성을 기능성 음료에 적용한 예는 아직까지 찾아 볼 수 없었던 것이다.
이에 본 발명에서는 항균효과와 항암기능 등의 기능성을 이용하여 항균제나 항암제 개발에 이용될 뿐만 아니라 각종 음료에도 첨가하여 항균, 항암 및 니코틴 제거 기능 등을 득할 수 있는 쇠비름추출물을 제공함에 본 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
1. 항균기능 (항균제 및 화장품에 이용가능)
본 발명에서는 쇠비름 추출물이 각종 유해 세균의 성장에 미치는 영향을 조사해 보기 위해서 쇠비름의 헥산(hexane), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 클로로포름(chloroform), 에탄올(ethanol), 열수 추출물을 가지고 Salmonella typhimurium, Salmonella paratyphimurium, Staphylococcus aureus, Shigella dysenteriae, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa 등의 세균에 대한 항균활성을 검색하였다.
최소성장저해농도(minimum inhibitory concentration; MIC)를 구하기 위해 tryptic soy agar 배지에 농도별로 각종 쇠비름 추출물을 넣고 하룻밤 배양된 각종 실험균주 8종을 살균된 면봉이나 백금이로 접종시키고 37℃ 배양기에 18시간 배양한 후 생육여부를 확인하였다.
고체배지에서 얻은 결과를 바탕으로 생육을 억제시키는 농도를 세분화하여 각 농도별로 쇠비름 추출물이 들어있는 액체배지를 제조하고 여기에 8종의 실험균주를 접종하여 37℃에서 16~18시간 배양한 후, 액체배지의 혼탁정도를 측정하여 생육이 저해되는 최소저해농도를 결정하였다(표 1 참조).
본 실험에 사용한 실험균주 중 살모렐라균은 장티푸스 등의 전염병을 유발하는 균이며, 이질균주들도 법정 전염병인 이질을 일으키는 세균이다. 포도상구균은 enterotoxin을 형성하여 각종 식중독을 유발할 뿐만 아니라 여드름 등의 피부염을 일으키는 원인균이기도 하다. 또한 식품위생의 지표가 되는 대장균과 대표적 식품부패균인 Pseudomonas aeruginosa를 선택하여 이들에 대한 쇠비름추출물의 항균력을 검정함으로 말미암아 쇠비름 추출물의 항균제나 기능성 화장품 원료로서의 이용가능성을 모색해 보았다.
표 1에서 보는 바와 같이 쇠비름의 열수 추출물과 에탄올 추출물 및 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 클로로포름(chloroform) 추출물 등이 각종 실험균주에 대해 강한 항균력을 나타내 보였다.
| Microorganism | Portulaca oleracea extract | ||||
| hexane | ethyl acetate | chloroform | ethanol | 열수 | |
| Salmonella typhimuriumSal. paratyphimuriumStaphylococcus aureusShigella dysenteriaeShigella flexneriShigella sonneiEscherichia coliPseudomonas aeruginosa | 10001000200020002000200010001000 | 500500500500500500500500 | 500500500500500500500500 | 505050500500505050 | 50050050500505005050 |
위의 수치는 각종 세균들의 성장이 억제된 쇠비름 추출물의 최소농도를 ug/ml단위로 표시한 것이다.
이상의 결과에서 보듯이 쇠비름의 열수추출물과 에탄올, 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 클로로포름(chloroform) 추출물이 50~500 ug/ml 농도에서 실험균주 8종 모두에 대해 강력한 항균활성을 나타내 보여 항균제나 피부염 예방, 치료를 위한 화장품 원료로 활용할 수 있음이 입증되었다.
2. 항암기능
본 발명에서는 쇠비름 추출물이 각종 암세포의 성장에 미치는 효과를 검정하기 위하여 쇠비름을 헥산에 10시간 담궈 완전히 탈지시킨 후, 탈지된 쇠비름을 ethyl acetate, chloroform, ethanol, 열수 등으로 용해, 추출하고 자궁암(HeLa), 위암(SNU-16), 대장암(SNU-C2A), 간암(SNU-449) 세포주에 대한 항암효과와 정상세포(fibroblast)에 미치는 영향을 조사해 보았다. 항암실험법으로는 96well tissue culture plate에 각종 암세포주와 10% fetal bovine serum이 들어 있는 배지 100ul를 각 well에 넣고 37℃, 5% CO2배양기에 하룻밤 배양시킨 뒤 준비된 쇠비름 추출물을 농도별로 각 well에 20ul씩 접종하였다. 이것을 다시 37℃ CO2배양기에 48시간 배양시킨 후 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide시약을 50ul 첨가하고 4시간 동안 배양시켰다. 각 well에 DMSO 100ul를 첨가하여 형성된 formazan이 녹을 때까지 잘 흔들어 준 후 ELISA reader 540nm에서 흡광도를 측정한 바 표 2와 같은 결과를 얻을 수 있었다.
| 쇠비름 추출액 (첨가한 농도:ug/ml) | 각종 세포에서 측정한 흡광도 | ||||
| 위암세포 | 대장암세포 | 자궁암세포 | 간암세포 | 정상세포 | |
| ethylacetate추출물 0 ethylacetate추출물 50 ethylacetate추출물 500 ethylacetate추출물 1000 | 1.463 0.657 0.456 0.431 | 1.305 0.736 0.478 0.369 | 1.2310.5820.4310.419 | 1.3250.6780.4850.411 | 1.0341.1791.1321.197 |
| chloroform추출물 0 chloroform추출물 50 chloroform추출물 500 chloroform추출물 1000 | 1.3590.7380.4120.465 | 1.4630.6380.3210.437 | 1.3940.6010.3430.392 | 1.2170.5980.4950.438 | 1.0991.1011.0621.117 |
| ethanol추출물 0 ethanol추출물 50 ethanol추출물 500 ethanol추출물 1000 | 1.3751.1090.4760.465 | 1.3281.0230.4480.472 | 1.4090.9480.3780.402 | 1.3990.9960.4010.407 | 1.2051.1191.2541.185 |
| 열수추출물 0 열수추출물 50 열수추출물 500 열수추출물 1000 | 1.2970.9060.3470.401 | 1.3090.8980.3020.327 | 1.3860.9210.3850.407 | 1.3590.7980.2960.305 | 1.1281.1091.1631.174 |
측정된 흡광도는 각 well에 존재하는 살아있는 세포수와 비례한다.
즉, 표 2에서 보는 바와 같이 쇠비름의 ethylacetate, chloroform, ethanol, 열수추출물은 정상세포에는 아무런 영향이 없었으나 위암, 대장암, 자궁암, 간암 등의 세포에 대해서는 500ug/ml 이상의 농도에서 50% 이상의 강력한 항암효과를 보여 쇠비름 추출물을 항암제로 활용할 수 있음을 알 수 있었다.
그리고 본 발명의 쇠비름 추출물은 농약으로 이용될 수도 있는 것이다.
즉, 본 발명에서는 쇠비름 추출물을 식품보존제로서의 이용 및 과일이나 채소 등의 병충해를 예방하는 농약으로서의 활용성을 조사해 보고자 과일이나 채소 등에서 분리되는 곰팡이에 대한 항진균성을 검정해 보았다. 감귤과 딸기에서 분리한 곰팡이 및 사과에서 분리한 Glomerella ciugulata, 고구마에서 분리한 Rhizopus nigricans에 대한 성장억제 효과를 조사하였다. 성장저해 실험방법으로 패트리 디쉬에 potato dextrose agar(PDA) 배지와 쇠비름 추출물을 농도별로 각각 넣고 굳힌 후 분리한 곰팡이 균을 지름 6mm의 크기로 중심부에 놓아 25℃ 배양기에서 3일간 배양 시켰다. 배양을 마친 후 성장한 곰팡이균의 지름을 측정하고 이것을 쇠비름 추출물을 넣지 않은 배지에 배양한 곰팡이 대조군과 비교하여 성장저해률을 구하였다. 표 3에서와 같이 ethyl acetate, chloroform, ethanol, 증류수 추출물 등이 분리된 곰팡이균에 대해 강한 항진균활성을 나타내 보였다.
| 쇠비름 추출물의 종류 (농도: 1000 ppm) | 각종 곰팡이균의 종류(성장한 지름의 길이: mm) | |||
| 감귤 | 딸기 | 사과 | 고구마 | |
| 대조군* ethyl acetate 추출물 chloroform 추출물 ethanol 추출물 열수 추출물 | 87mm15mm14mm15mm15mm | 92mm13mm14mm15mm14mm | 91mm14mm13mm14mm12mm | 93mm13mm12mm13mm12mm |
단, 상기 대조군은 PDA배지에 쇠비름 추출물을 넣지 않고 동일한 종류와 크기의 곰팡이균을 동일한 조건에서 접종 배양한 결과임
이상의 결과에서 보는 바와 같이 쇠비름의 ethylacetate, chloroform, ethanol, 열수 추출물 등은 각종 곰팡이균주에 대해 80%이상의 성장저해 효과를 나타내었다.
3. 니코틴 제거 기능
그리고 본 발명의 쇠비름 추출물이 담배의 유해 성분 가운데 하나인 니코틴을 제거하는 기능을 하기와 같이 검정하였다.
쇠비름의 각종 용매 추출물과 담배 20가치에서 추출한 니코틴 성분을 동량의 비율로 혼합한 후 36℃에서 5시간 반응시킨 후, 시료를 원심분리한 후 상층액을 HPLC를 이용하여 분석하였다. HPLC chromatogram에서 얻은 peak 면적을 이용하여 nicotine성분의 함량을 정량 분석한 결과 표 4와 같이 쇠비름의 증류수 추출물이 쇠비름 추출물을 넣지 않은 대조군에 비해 89%의 니코틴 제거효과를 보여주었다.
| 시 료 | 담배추출물중 니코틴 함량 (peak area) | 제거률(%) |
| 담배 추출물 대조군*담배추출물 +쇠비름hexane추출물담배추출물 +쇠비름ethylacetate추출물담배추출물 +쇠비름chloroform추출물담배추출물 +쇠비름methanol추출물담배추출물 +쇠비름증류수추출물 | 27318491331458198163712158151229332279949 | 0(기준면적)5127555589 |
담배추출물 대조군은 담배추출물에 쇠비름 추출물 대신 HPLC 전개용매로 사용한 메탄올을 동량의 비로 혼합한 것이다.
4. 기능성 음료로서의 사용
또한 본 발명에서는 쇠비름 추출물을 이용한 기능성음료를 제공하기 위하여 쇠비름에서 추출한 쇠비름추출물을 사용해서 기능성음료를 구체적으로 아래와 같이 제조하였다.
쇠비름(학명: Portulaca oleracea L.)은 주변에서 흔히 접할 수 있고, 구입비용이 저렴하며, 한해살이 풀인 비름과에 속하는 식물로서, 본 발명은 상기 쇠비름을 기능성 음료를 제조함에 있어서 주된 성분으로 사용하고 있다. 쇠비름의 성분은 l-노르아드레날린(C8H11O3N) 0.25%와, 거의 같은 양의 도파민(C8H11O2N), 그리고 적은 양의 도파(C9H11O4N)를 포함하고 있으며, 그외에 칼리움염(질산염, 염산염, 류산염의 형태로 있는데 K2O로 계산하여 생것에 1%, 마른 것에 10~17%), 많은 양의 유기산(사과산, 레몬산, 구연산), 아미노산(글루타민산, 아스파라긴산, 알라닌), 강심배당체, 안트라키논배당체 등의 성분들로 이루어져 있다. 그리고 신선한 전초에는 물기가 94~96%, 마른물질에는 4.5~6.6% 들어 있으며, 마른물질은 조단백 14~24%, 조지방 3.7~5.8%, 조회분 25~27%, 단당류 2~3%, 사탕 4.4~6%, 물분해되기 쉬운 다당류 9~14%, 비타민 B1과 C, 카로틴 9.4~17mg%, 니코틴산 25~50mg%, 미량원소인 아연, 동, 망간, 니켈, 철, 사포닌, 탄닌질 등을 함유하고 있다. 상기와 같은 특성과 성분들로 이루어진 쇠비름을 본 발명에서는 헥산(hexane)에 10시간 담궈 지방을 완전히 제거한 뒤 탈지된 쇠비름 잔여물을 에틸아세테이트(ethyl acetate), 클로로포름(chloroform) 및 에탄올(ethanol)등을 용매로 사용하여 용해하고, 용해 추출된 쇠비름추출물을 순도 99.9% 정도가 될 수 있도록 필터링하여 액상, 또는 분말상으로 가공한다. 이때 쇠비름의 열수 추출물은 잘 씻은 쇠비름을 90oC 압력솥에서 1시간 가열하고 압착, 추출한 후 필터링하여 액상 또는 분말상으로 가공한다. 상기의 방법으로 추출한 쇠비름 열수 추출물을 이용하여 아래의 실시예와 같이 음료를 제조한다.
(실시예 1)
쇠비름 열수 추출물과 계피 열수 추출물, 생강 열수 추출물을 3:1:1 비율로 혼합하여 음료를 제조하였다.
(실시예 2)
쇠비름 열수 추출물에 감초, 생강, 대추 열수 추출물과 박하 열수 추출물을 15:4:1:1:0.5 비율로 혼합해서 음료를 제조하였다.
(실시예 3)
쇠비름의 압착 추출물에 계피 추출물을 동일한 비율로 넣고 설탕을 7%, 모노지방산글리세린을 0.1% 첨가한 음료를 제조하였다.
이때, 쇠비름이나 계피, 생강, 감초, 박하 등의 열수 추출물은 90oC 온도의 압력솥에서 1시간 가열한 후 압착기에 짜서 추출한 액상부분을 70oC에서 20분간 살균공정을 거쳐 최종적으로 제조한 것이다.
상기와 같이 제조될 수 있는 기능성음료를 10명의 피검자를 대상으로 관능검사를 실시하였다. 관능검사법으로는 순위기호 검사법을 사용하여 상기의 3종류 쇠비름 음료를 검사원에게 3자리 숫자로 표시하여 임의로 배치한 후 검사표와 함께 제시하였다. 사용한 검사표의 내용에는 표 5와 같이 다음 사항을 기록한 바, 주어진 쇠비름 음료를 왼쪽부터 오른쪽까지 맛본 후 좋아하는 순서대로 순위를 정하라고 하고 가장 좋아하는 것을 1에 가장 좋아하지 않는 것을 4에 나타내라고 하였다. 그 결과 실시예 2의 음료가 표 5와 같이 가장 기호도가 높게 나타났으며, 상기의 음료로 항암 및 항균실험을 실시한 바 역시 표 6 및 표 7에서와 같이 실시예 2에서 가장 높은 항암, 항균효과가 나타났다.
| * 순위 기호 검사표 | ||
| 이름 ________ 날짜 _________주어진 쇠비름 음료를 왼쪽부터 오른쪽까지 맛본 후 좋아하는 순서대로 순위를 정하시오(가장 좋아하는 것을 1에, 가장 좋아하지 않는 것을 4에 나타내시오) 1 ___________ 2 ___________ 3 ___________ 4 ___________의견: | ||
| *평가결과표 | ||
| 검사물 | 순위합 | 순위 |
| 쇠비름음료 실시예 1쇠비름음료 실시예 2쇠비름음료 실시예 3 | 211128 | 213 |
쇠비름 음료의 기호성 평가를 위한 순위 기호 검사표 및 평가 결과
쇠비름음료를 진공회전농축기에 넣고 농축시킨 후 0.1g/ml의 농도가 되게 70% 에탄올에 녹인 후 자궁암(HeLa), 위암(SNU-16), 대장암(SNU-C2A), 간암(SNU-449) 세포주에 대한 항암효과와 정상세포(fibroblast)에 미치는 영향을 조사해 보았다.
항암실험법으로는 96well tissue culture plate에 각종 암세포주와 10% fetal bovine serum이 들어 있는 배지 100ul를 각 well에 넣고 37℃, 5% CO2 배양기에 하룻밤 배양시킨 뒤 준비된 쇠비름음료 농축물을 각 well에 20ul씩 접종하였다. 이것을 다시 37℃ CO2 배양기에 48시간 배앙시킨 후
3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide시약을 50ul 첨가하고 4시간 동안 배양시켰다. 각 well에 DMSO 100ul를 첨가하여 형성된 formazan이 녹을 때까지 잘 흔들어 준 후 ELISA reader 540nm에서 흡광도를 측정한 바 표 6과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
| 쇠비름 음료 종류 | 각종 세포에서 측정한 흡광도 | ||||
| 위암세포 | 대장암세포 | 자궁암세포 | 간암세포 | 정상세포 | |
| 쇠비름음료 실시예 1쇠비름음료 실시예 2쇠비름음료 실시예 3 | 1.1490.5621.256 | 1.1380.4761.426 | 1.3620.5011.354 | 1.3970.4981.327 | 1.1931.1051.038 |
측정된 흡광도는 각 well에 존재하는 살아있는 세포수와 비례한다.
즉 표 6에서 보는 바와 같이 쇠비름음료 3가지 종류가 모두 정상세포에는 아무런 영향이 없었으며, 쇠비름음료 실시예 2의 경우 위암, 대장암, 자궁암 및 간암등의 세포주에 대해서 50% 이상의 강력한 항암효과를 보여 본 실험에서 발명한 쇠비름 음료가 항암성을 지닌 기능성 음료임을 알 수 있었다.
항균실험방법으로는 각종 쇠비름음료를 진공회전 농축기에 넣고 농축시킨 후 0.1g/ml의 농도가 되게 70% 에탄올에 녹인 후 1ml를 취하여 Tryptic Soy Agar 배지 10ml와 섞어 petri dish상에 굳혔다. 여기에 하룻밤 배양된 각종 실험균주 8종을 살균된 면봉이나 백금이로 접종시키고 37℃ 배양기에 18시간 배양한 후 생육여부를 확인한 결과 표 7과 같은 결과를 얻을 수 있었다.
| Microorganism | 쇠비름 음료의 종류 | ||
| 실시예 1 | 실시예2 | 실시예3 | |
| Salmonella typhimurium Sal. paratyphimuriumStaphylococcus aureusShigella dysenteriaeShigella flexneriShigella sonneiEscherichia coliPseudomonas aeruginosa | OOOOOOOO | XXXXXXXX | OOOOOOOO |
단, O는 세균이 성장했음을 나타내며 X는 세균이 자라지 못했음을 의미한다.
이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 쇠비름을 헥산, 에탄올, 열수 등의 용매를 이용하여 추출하고 정제 및 필터링과정을 통해 고순도의 쇠비름추출물을 구한 후, 각종의 음료와 적정 비율로 혼합하여 기능성음료를 제조하므로 쇠비름이 갖는 기능성을 음료 식음 시 동시에 제공받을 수 있도록 할뿐만 아니라 쇠비름 추출물을 농약, 화장품, 항균제, 니코틴 제거제, 식품보존제 및 항암제 등의 개발에도 이용하므로 국민건강에 크게 일조할 수 있는 매우 유용한 발명이다.
Claims (2)
- 통상의 쇠비름을 열수로 가열한 뒤 압착하여 추출하고, 그 쇠비름 추출물을 액상 또는 분말상으로 가공한 것을 특징으로 하는 쇠비름 추출물.
- 제 1 항에 있어서;상기 쇠비름을 에탄올 용매로 용해한 뒤 필터링하여 추출하고, 그 쇠비름추출물을 액상 또는 분말상으로 가공한 것을 특징으로 하는 쇠비름 추출물.
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