KR20040008291A - 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베타글루칸의 비만치료 예방을 위한 용도에 관한 것으로 베타글루칸은 체중감량 뿐만 아니라 체지방 감소, 혈중 콜레스테롤 및 렙틴 저하 등 지방 축적 억제 효과와 지방 분해 효과를 나타내는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 베타글루칸의 지방 축적 억제 및 지방 분해 용도에 관한 것으로, 더욱 자세히는 효모, 버섯, 곡류 및 미생물 등으로부터 다양한 형태로 생산되는 베타글루칸의 지방 축적 억제 및 지방 분해 효능, 지방세포의 크기를 작게 함으로써 궁극적으로 체중을 효과적으로 감소시키는 용도에 관한 것이다.
현대에 와서 영양의 과잉 섭취와 생활환경의 변화에 따른 운동부족으로 비만이 사회적인 문제로 대두되고 있다. 식생활 양상이 바뀌어 1인당 동물성 식품 소비량이 현저히 늘어났으며, 식생활이 서구화되고 외식의 기회가 잦아짐에 따라 지방 함량이 많고 식이 섬유 함량은 적은 가공식품의 섭취가 증가하게 되었다. 이러한 변화는 우리 나라의 주요 사망원인에 영향을 미쳐, 최근 순환기 질환, 암 등이 주된 사망원인으로 나타나고 있으며, 특히 순환기질환을 비롯한 만성 퇴행성 질환의 비율이 점점 증가하고 있는 추세이다.
지방 축적,즉 비만이 초래하는 질환은 다음과 같다.
첫째, 체중이 늘면 필요로 하는 혈액 공급량이 많아지게 되어 심장의 혈액 공급 능력에 무리가 오므로 심장병이 유발되고, 혈액 내의 콜레스테롤이나 중성지방 등의 지방 성분이 많아져 고지혈증이 쉽게 발생하며, 그 외 고혈압, 협심증, 심근경색, 동맥경화 등의 심혈관계 질환이 생긴다.
둘째, 비만한 사람은 정상 체중인 사람에 비해 당뇨병에 걸릴 위험이 3배 이상 높은 것으로 알려져 있다. 혈당을 조절하는 인슐린이 지방으로 인해 제대로 작용을 못해 당뇨병이 생기게 된다.
셋째, 비만으로 인해 작용효과가 떨어진 인슐린은 분비량이 늘어나게 되고 이 인슐린이 과잉의 열량을 지방의 형태로 간에 저장하는 작용을 하게 되고 간에 지방이 과다하게 축적되면 간기능이 나빠지고 피로감이나 복부 불쾌감 같은 증상이 나타날 수 있다.
넷째, 비만한 사람들에게서 남자는 대장암과 전립선암, 여자는 자궁내막암, 난소암, 유방암과 담낭암이 더 잘 생긴다.
그밖에 비만은 체중을 지탱하는 관절 특히 허리와 무릎 관절에 지속적으로 무리를 주게 되므로 관절염을 유발하며, 체내 여성 호르몬의 균형이 깨지면서 생리량과 주기가 불규칙하게 되며 심할 경우 생리가 없어지거나 불임을 초래할 수도 있다.
비만을 해결하기 위한 방법으로는 감식 또는 절식하는 방법, 섭취된 지방의 흡수나 체내 지방 합성을 저해하는 방법, 포만감 등으로 식욕을 감소시키는 방법, 배변을 원활히 돕는 방법 등을 들 수 있으며, 최근에는 식이 섬유가 매우 중요한요소로 여겨지고 있다.
식이 섬유란 동물의 소화기관에서 소화되지 않는 난소화성 다당류의 총체로서 곡류의 외피나 배아, 야채 등에 많이 포함되어 있다.
식이 섬유는 섭취된 고지방 식이의 소화관 내 통과시간을 단축시키고 담즙산의 흡착과 콜레스테롤 및 중성 지방 소화물의 용해를 저하시켜 지방의 체내 흡수를 저지시킨다. 뿐만 아니라 물을 흡수하는 보수성이 뛰어나 포만감을 느끼게 하고 장의 운동을 촉진시키며 장내 불필요한 유해물질을 흡착함으로써 대장암 등 소화기 질환을 예방하는 효과가 있다고 알려져 있다.
식이 섬유는 수용성과 비수용성이 있는데 비수용성 식이 섬유는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 프로토펙틴 등이고 수용성 식이 섬유는 펙틴, 만난과 알긴산 등이다. 이러한 식이 섬유는 야채, 곡물, 콩과 미성숙한 과일 등에 많이 들어 있다.
식이 섬유를 이용하여 지방의 축적을 방지하고 비만을 해결하기 위하여 많은 결과들이 보고되어 있다. 미국특허 4892747는 곡물로부터 추출한 수용성 식이 섬유를 이용한 저칼로리 식품, 미국특허 4892748에는 메틸셀룰로스 검(methylcellulose gum)을 이용한 동물용 저칼로리 식이가 기재되어 있고, 미국특허 5324526는 알지닌(alginin)을 함유하는 식품 및 음료, 미국특허 5340315에는 귀리, 아라비아검(arabic gum), 메틸셀룰로스(methylcellulose) 등을 포함하는 식이 식품 그리고 미국특허 5932561에는 키토산과 알로에를 포함하는 식이 식품 등이 기재되어 있다.
국내의 경우에도 대한민국 공개특허2001-0103065에는 가르시니아 캄보지아추출물, 히비스커스 추출물, 카스라라 사그라다, 녹차 추출물 등을 포함하는 다이어트 조성물이 기재되어 있고, 대한민국 공개특허 2001-0103065에는 지부자피추출물, 두릅추출물, 키토산, 가르시니아 캄보시니아 추출물, 지실추출물, 결명자추출물 등을 함유하는 다이어트용 조성물 등이 보고되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 지방의 축적을 저해, 예방하고 지방세포의 크기를 줄일 수 있는 물질을 탐색함으로써 베타글루칸의 지방 축적 억제 용도를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 베타글루칸을 식이에 포함시켜 체지방을 감소시키고 지방세포의 크기를 감소시키는 효과를 확인하였다.
본 발명은 베타글루칸을 식이에 포함시켜 지방축적 억제 및 측적된 지방을 감소시키는 것을 특징으로 하는 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 베타글루칸을 식이에 포함시켜 지방세포의 크기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도에 관한 것이다.
나아가, 본 발명은 상기 베타글루칸이 효모, 버섯, 곡류 및 미생물의 발효로 생산된 것임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 베타글루칸을 총식이중량의 0.1중량%~5중량% 부가 사용하는 것을 특징으로 한다. 베타글루칸을 0.1중량% 미만으로 사용하는 경우에는 체지방 감소효과가 미미하고, 총식이중량의 5%를 초과하는 경우에는 과다복용하더라도 체지방 감소 효과의 증가가 현저하지 아니하고, 부작용 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 있어서, 지방축적 억제 및 지방 분해효과를 나타내는 베타글루칸은 일반 식사나 식이에 포함시켜 섭취할 수 있으며, 또는 별개의 보조식품 형태로 섭취할 수도 있다. 보조식품 형태로서는 일반적으로 많이 사용되는 분말 형태의 곡물 혼합물, 또는 캡슐형, 정제, 음료 등 다양한 형태로 제조 가능하다. 뿐만 아니라, 음료나 식품에 직접 베타 글루칸을 첨가하는 경우에도 지방축적 억제 및 지방 분해효과를 기대할 수 있다.
베타글루칸은 효모, 버섯, 곡류 등으로부터 다양한 형태로 생산되고 있다. 본 발명의 지방축적 감소 효과를 나타내는 베타글루칸은 특별히 그 원천(source)에 제한이 없다. 본 발명의 실시예에 사용된 베타글루칸은 아그로박테리움으로부터 설탕을 탄소원으로 사용하고, 염화암모늄을 질소원으로, 그리고 기타 무기물을 포함하는 발효배지에서 배양하여 생산하였다.
발효가 완료된 후 베타글루칸은 불용성 상태로 존재한다. 베타글루칸은 중성의 용액상태에서는 녹지 않기 때문에 발효액 중의 베타글루칸을 세포와 분리하기 위해 배양액을 염기화(pH 10 이상)시켜 베타글루칸을 용해시킨 후 원심분리 또는 필터에 의해 세포를 제거한다.
이 용액을 수용성 유기용매와 접촉시키거나 용액을 중성화시킴으로써 베타글루칸을 침전시킨 후 원심분리하고 이것을 건조시켜 정제된 분말을 얻는다.
본 발명에서는 3주령 스프래그-다우리(Sprague-Dawley) 종 숫컷 흰쥐를 실험동물로 하여 6주간 고지방식이를 공급하여 비만을 유도하고 4주간 베타글루칸을 식이중에 0.1%~ 5% 첨가한다. 4주동안의 식이량과 체중 증가량을 측정함으로써 베타글루칸에 의한 체중 감소 효과를 확인한다. 베타글루칸이 0.1중량% 미만이면 효과가 미비하고, 5중량%이상일 경우에는 베타글루칸의 첨가량에 비하여 효과에 현저한 차이가 없어 경제적이지 않다.
본 발명의 실시예에서는 베타글루칸을 첨가한 군과 첨가하지 않은 군으로부터 갈색지방 조직(interscapular brown adipose tissue), 내장 지방(visceral fat), 복막지방(peritoneal fat), 부고환 지방(epididymal fat)을 분리하여 그 중량과 크기를 측정함으로써 베타글루칸의 지방 감소효과를 살펴 보았다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 혈액 내 혈청을 분리하여 콜레스테롤 양을 측정함으로써 베타글루칸이 콜레스테롤 수치에 미치는 영향을 확인하고, 혈중 렙틴(렙틴)과 인슐린(insulin) 농도의 변화로 베타글루칸이 지질 및 에너지 대사에 미치는 영향을 살펴 보았다.
이하 본 발명의 구성을 아래 실시예를 들어 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명의 범위가 실시예의 기재 범위에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 베타글루칸에 의한 체중감소 효과
실험동물은 3주령 스프래그 다우리(Sprague-Dawley)종 숫컷 흰쥐를 구입하여 정상식이군과 고지방식이군 두 군으로 나누었다.
정상 식이군은 AIN-76A 식이 #100000 (Dyets Inc., Bethlehem, PA, USA)로 식이 총 열량의 11.7%를 지방으로 공급하였고, 고지방 식이군은 지방 급원으로 우지(beef tallow)를 사용하여 AIN-76 고지방 식이 #100496 (Dyets Inc., Bethlehem, PA, USA)으로 총 열량의 40%를 지방으로 공급하여 사육하였다.
실험동물 4주령부터 10주령까지 6주간 정상식이와 고지방 식이를 각각 공급하였으며, 10주령부터 4주간 고지방식이에 글루칸을 각각 식이 무게의 1%, 5%를 함유한 식이를 공급하여 글루칸의 효과를 관찰하였다.
실험동물은 한 마리씩 분리하여 사육하였고, 물과 식이는 제한없이 공급하였다. 실험 기간 동안 식이 섭취량과 체중은 일주일에 2회 측정하였다. 식이 효율 (Food Efficiency Ratio: FER)은 실험 식이 공급일로부터 희생일 까지를 총 실험기간으로 하여 실험 기간 동안의 체중 증가량을 실험 기간 동안의 식이 섭취량으로 나누어 산출하였다. 표 1에 각각의 실험군 별로 4 주간 체중 변화와 체중 증가량, 및 매일 체중증가를 표시하였다.
| 일당체중증가량 (A, g/day) | 일당식이섭취량(B, g/day) | 식이 효율(A/B*100) | |
| 정상식이 | 2.36 | 28.99 | 8.14 |
| 고지방식이 | 2.66 | 21.98 | 12.10 |
| 베타글루칸 1% | 2.06 | 25.63 | 8.04 |
| 베타글루칸 5% | 2.06 | 23.88 | 8.63 |
고지방식이군에 베타글루칸을 1% 이상 첨가하였을 때 고지방 섭이군에 비하여 체중증가가 20% 이상이 감소하였으며 정상적인 식이구보다도 체중증가가 적었음을 보여준다. 특히 식이효율(체중증가/식이섭취량)을 살펴보면 전기간 동안 섭취한 식이량이 고지방군의 경우가 정상군보다 적었지만 고열량의 지방 섭취로 인하여 체중이 증가하였고, 베타글루칸을 투여한 경우(1% 이상)는 고지방식이를 섭취하였음에도 체중증가가 정상식이구와 비슷하였다.
실시예 2 : 베타글루칸에 의한 지방세포 중량 및 크기 감소 효과
4주령, 6주령, 8주령, 10주령, 16주령이 된 시기에 각 실험군에서 4마리 (4, 6, 8주령), 또는 6마리 (10, 16주령) 씩 무작위 추출하여 희생시켜 혈액과 장기를 채취하였다. 갈색 지방 조직(interscapular brown adipose tissue), 내장 지방(visceral fat), 복막 지방(peritoneal fat), 부고환 지방(epididymal fat)을 분리하여 중량을 측정하였으며 표 2에 각각의 실험군의 부위별 지방 무게(100 g 체중당 지방 무게)를 표시하였다.
| 내장지방(g/100체중) | 복막지방(g/100체중) | 부고환지방(g/100체중) | 전체 지방비율(%) | |
| 정상식이 | 1.3 | 2.05 | 1.2 | 66 |
| 고지방식이 | 2.4 | 2.7 | 1.8 | 100 |
| 베타글루칸 1% | 1.6 | 1.1 | 1.35 | 59 |
| 베타글루칸 5% | 1.4 | 1.35 | 1.3 | 59 |
체중의 차이가 어디에서 기인하는 지를 지방의 부위별 무게를 통해 알 수 있었다. 고지방식이에 베타글루칸을 첨가하였을 때 지방의 무게가 40%이상의 차이가 있었으며 이것은 정상식이의 경우에 근접하는 것이었으며 특히 복막지방의 경우는 정상식이군보다 지방 축적이 감소하였다.
지방세포의 평균 크기는 적출한 부고환 지방조직을 가위로 약 30번 정도 자른 후, 4%(wt/vol) 알부민과 1.5 mg/ml 콜라지나제(collagenase)(Sigma, USA)를 함유한 배지 199 (Gibco BRL)에서 37℃에서 60분동안 균질화시킨 후, 현미경을 사용하여 약 30개 세포의 직경을 측정하여 평균을 구하였다.
| 정상식이 | 고지방식이 | 베타글루칸 1% | 베타글루칸 5% | |
| 지방세포 크기(㎛) | 10.73 ±3.03 | 18.72±4.11 | 9.74 ±0.49 | 8.46 ±1.15 |
지방 세포의 크기는 표 3에 나타낸 바와 같이 평균 직경이 정상 식이군에 비해 고지방 식이군이 1.7배 큰 값을 보이며 고지방 섭취에 의하여 지방 세포의 크기가 증가하는 것이 관찰되었다.
또한 글루칸 식이를 한 경우에 지방세포의 크기가 정상식이군 이하 수준으로 나타났다.
실시예 3 : 베타글루칸에 의한 혈중 콜레스테롤 및 중성지방 함량 변화
혈액은 희생시 심장에 구멍을 내어 채취한 후 3000 rpm에서 15분간 원심분리하여 혈청을 얻었으며 이들 시료는 분석 시까지 -70℃ 에서 보관하였다.
혈청의 총 지방함량은 Frings법(Frings 등, 1970)에 의하여 비색법으로 측정하고, 콜레스테롤과 중성지방의 함량은 키트(Sigma Chemical Co. (St.Louis, MO))를 이용한 효소비색법으로 측정하였다.
HDL 콜레스테롤은 침전시약인 덱스트란 설페이트(dextran sulfate) MgCl2을 이용하여서 LDL과 VLDL을 침전시킨 후 상등액의 콜레스테롤 함량을 키트(Sigma, USA)를 이용하여 비색정량하였다.
| 총 콜레스테롤(mg/dl) | HDL 콜레스테롤(mg/dl) | 트리글리세라이드(mg/dl) | |
| 정상식이 | 60.71 | 46.63 | 63.00 |
| 고지방식이 | 73.10 | 44.60 | 82.50 |
| 베타글루칸 1% | 66.00 | 57.00 | 60.33 |
| 베타글루칸 5% | 63.00 | 56.67 | 56.80 |
혈중 총 콜레스테롤 함량은 실험군간 차이가 없었으나, 혈중 콜레스테롤의 농도를 낮춰주는 HDL 콜레스테롤은 글루칸 식이군이 고지방 대조군보다 유의적으로 증가하였다. 혈중 중성지방은 고지방 대조군이 정상 대조군에 비해 상당히 증가한 반면, 글루칸을 공급한 군에서는 큰 폭으로 감소하여 글루칸 1% 첨가군과 5% 첨가군이 각각 고지방 대조군의 73%와 69% 수준으로, 오히려 정상 대조군보다 더 낮은 값을 보였다.
실시예 4 : 베타글루칸에 의한 혈중 렙틴 함량 변화
혈청 중 렙틴(leptin) 함량은 린코 렙틴 어세이 키트(Linco research Immunoassay, St. Charles, MO)를 이용하여 방사선 면역능을 측정하였다. 혈중 렙틴 함량은 고지방 대조군에 비해 글루칸군에서 낮은 값을 보였고, 5% 식이에 의해 고지방 대조군의 25% 수준으로 감소하였고 거의 정상 대조군 수준으로 감소했다(표5).
렙틴은 비만에 대한 억제 기전으로 작용하여 에너지가 과잉 축적될 경우 렙틴 생성이 증가하므로 렙틴 수치는 비만의 지표로 사용될 수 있다. 이러한 관점에서 볼 때 글루칸 식이에 의한 혈중 렙틴 감소는 글루칸의 비만 개선 효과를 보여주는 지표가 될 수 있다.
| 렙틴(mg/ml) | |
| 정상식이 | 1.97 |
| 고지방식이 | 5.73 |
| 베타글루칸 1% | 1.23 |
| 베타글루칸 5% | 1.45 |
베타글루칸을 식이 중에 포함시켰을 때 지방의 축적이 감소됨을 알 수 있었으며 특히 복부 지방의 경우는 정상 식이를 한 군보다 40%이상 낮은 결과를 보임으로서 특히 복부 비만에 효과적이었다.
뿐만 아니라 베타글루칸은 지질 대사와 에너지 대사 개선에 영향을 미쳐 체지방 형성과 축적을 억제함으로써 항비만 효과를 나타내었다.
이와 같은 베타글루칸의 지방축적 감소 및 지방의 분해 촉진 효능을 이용하여 비만의 예방이나 치료를 목적으로 사용될 수 있음을 보여 주는 것이다.
Claims (6)
- 지방축적을 억제하고 지방을 분해하는 것을 특징으로 하는 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도.
- 지방세포의 크기를 감소시키는 것을 특징으로 하는 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도.
- 제1항 및 제2항에 있어서, 베타글루칸은 효모, 버섯, 곡류 및 미생물의 발효로 생산된 것 중 선택된 것임을 특징으로 하는 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도.
- 제1항 및 제2항에 있어서, 총 식이 중량의 0.1중량%~5중량%의 베타글루칸을 부가, 사용하는 것을 특징으로 하는 베타글루칸의 지방축적 억제 및 지방 분해 용도.
- 지방축적을 억제하고 지방을 분해하는 것을 특징으로 하는 베타글루칸을 주요 성분으로 함유하는 보조식품.
- 제5항에 있어서, 베타글루칸은 효모, 버섯, 곡류 및 미생물의 발효로 생산된것 중 선택된 것임을 특징으로 하는 베타글루칸을 주요 성분으로 함유하는 보조식품.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009102152A3 (ko) * | 2008-02-14 | 2009-11-26 | 주식회사 발리앤오츠 | 천연물을 이용한 발효물의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 발효물을 포함하는 식품 또는 의약품 |
| EP2184086A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-12 | Stargate - Produtos Farmacêuticos, Dietéticos e Nutricionais, Lda. | Compositions incorporating agents for reducing cellulite and unaesthetic appearance associated therewith and formulations containing them |
| KR101130740B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2012-03-28 | 주식회사 한국인삼공사 | 비만 억제 또는 치료용 조성물 |
| US8318218B2 (en) | 2008-05-29 | 2012-11-27 | Medeq As | Composition comprising 1,3/1, 6 beta glucan for reducing weight |
| KR101358197B1 (ko) * | 2011-07-18 | 2014-02-06 | 한국식품연구원 | 특정 화합물을 유효성분으로 포함하는 렙틴 분비 촉진용 조성물 |
| KR20190141349A (ko) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 주식회사 글루칸 | 흑효모 발효 다당체를 유효성분으로 포함하는 장내 균총 개선 및 비만 예방, 치료용 조성물 |
-
2002
- 2002-07-18 KR KR1020020041886A patent/KR100873059B1/ko active IP Right Grant
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009102152A3 (ko) * | 2008-02-14 | 2009-11-26 | 주식회사 발리앤오츠 | 천연물을 이용한 발효물의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 발효물을 포함하는 식품 또는 의약품 |
| KR101130740B1 (ko) * | 2008-04-11 | 2012-03-28 | 주식회사 한국인삼공사 | 비만 억제 또는 치료용 조성물 |
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| EP2184086A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-12 | Stargate - Produtos Farmacêuticos, Dietéticos e Nutricionais, Lda. | Compositions incorporating agents for reducing cellulite and unaesthetic appearance associated therewith and formulations containing them |
| KR101358197B1 (ko) * | 2011-07-18 | 2014-02-06 | 한국식품연구원 | 특정 화합물을 유효성분으로 포함하는 렙틴 분비 촉진용 조성물 |
| KR20190141349A (ko) * | 2018-06-14 | 2019-12-24 | 주식회사 글루칸 | 흑효모 발효 다당체를 유효성분으로 포함하는 장내 균총 개선 및 비만 예방, 치료용 조성물 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR100873059B1 (ko) | 2008-12-09 |
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