KR20040017891A - Dietary composition including levan for prevention and treatment of obesity - Google Patents

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KR20040017891A
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김철호
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강순아
장기효
홍경희
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주식회사 리얼바이오텍
한국생명공학연구원
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    • A23G3/42Sweetmeats, confectionery or marzipan; Processes for the preparation thereof characterised by the composition containing organic or inorganic compounds characterised by the carbohydrates used, e.g. polysaccharides

Abstract

PURPOSE: Provided is a dietary composition for prevention and treatment of obesity using levan or levan oligosaccharide. The dietary composition inhibits the formation and accumulation of body fat and increases UCP expression in adipose tissue. CONSTITUTION: A dietary composition for prevention and treatment of obesity is characterized by containing levan or levan oligosaccharide as an active ingredient, wherein solid levan is contained in the amount of 0.1-20 wt.% and liquid levan is contained in the amount of 0.1-8 wt.%. The composition is applied to dietary foods, medicaments and the like for improving obesity.

Description

레반을 이용한 비만 개선 식이 조성물{Dietary composition including levan for prevention and treatment of obesity}Dietary composition including levan for prevention and treatment of obesity

본 발명은 레반을 이용한 비만개선 식이 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레반 또는 레반 올리고당이 포유동물의 에너지대사(호흡)에 관여하여 탈공역단백질(UCP)에 의해 야기되는 탈공역호흡 내지 미토콘드리아 내막의 양성자누출을 특이적으로 증강시키는 작용과 비만개선효과(내장지방 및 복막지방의 감소)를 밝힘으로써 일상식이로 야기된 식이비만의 비만해소를 위한 치료제 수준의 다이어트 식품 및 의약품으로 사용할 수 있는 레반을 이용한 비만개선 식이 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an obesity-enhancing dietary composition using levan, and more particularly, leban or levan oligosaccharides are involved in energy metabolism (breathing) of mammals, resulting in de-respiratory respiration to mitochondrial lining caused by decomposed protein (UCP). Levan can be used as a dietary food and medicine to treat obesity caused by daily diet by improving the proton leakage and the effect of improving obesity (reduction of visceral fat and peritoneal fat) It relates to a diet for improving obesity.

비만은 산업화된 국가에서 가장 심각한 영양문제이며 최근 비만의 발생율은 우리 나라에서도 크게 증가하고 있다. 비만의 원인은 아직 명확히 밝혀져 있지 않으나 에너지 섭취와 소비의 불균형으로 인한 체지방 축적이 그 주된 원인으로 알려져 있으며[Grundy, Am. J. Clin. Nutr. 67(suppl): s563-s572, 1998], 지방 섭취와 유전적 요인 등 복합적인 요인이 비만의 원인이 된다고 보여진다[Albu et al., Nutr. Rev. 55:150-156, 1997]. 비만은 사람뿐만 아니라, 애완 동물에서도 증가하고 있다. 비만의 심각성은 각종 성인병(동맥경화증, 당뇨병, 고혈압 등)등과도 밀접한 상관관계가 있어 문제가 되고 있다. 비만은 신체에 지방이 과다하게 축적된 상태로, 식이로 공급되는 탄수화물 또는 지방의 과잉섭취가 원인을 제공한다. 당질을 과다하게 섭취함으로써 발생하는 비만의 원인은 아직 명확하지 않지만, 음식물 중에 함유되는 당질이 소화되어 단당이 되고, 소장을 통하여 체내로 흡수되며, 혈당이 상승하여 그 자극으로 분비되는 인슐린이 지방세포에 작용해서 혈액중의 단당을 지방세포에 받아들이게 해서 지방으로 축적되는 것이다. 생체내의 잉여에너지는 우선적으로 내장지방(특히, 장관막지방)으로서 축적되고, 또한 이 내장지방은 다른 부위의 지방(특히, 피하지방)에 비교하여 쉽게 축적되고 신속하게 분해되고 소비된다. 이 내장지방은 생활습관병(성인병)의 다중 위험인자로 간주되고 있는데, 이는 백색지방조직(white adipose tissue, WAT)의 백색지방세포에서의 분비지방산이 문맥을 경유하여 직접 간장에 유입하여 인슐린저항성과 지방합성을 증강하여, 그 결과 당뇨, 고혈압, 고지혈증을 야기하여 최종적으로는 이들이 합병하여 동맥경화를 발병하는데 중요한 원인이 된다. 사람에게서 비만은 유전적인 인자와 환경적인 인자의 복합적인 영향에 의하여 발생된다고 알려져 있으나, 주된 발생기전은 에너지 섭취와 소비의 불균형으로, 에너지 소비 효율이 나쁘면 지방축적에 의하여 비만이 발생하게 되며, 이러한 체중변화의 1/3 이상은 유전적인 소인에 의하여 설명될 수 있다[Albu et al., Nutr. Rev. 55:150-156, 1997]. 최근 비만의 유전적인 소인을 분자생물학적인 방법으로 규명하고자 하는 연구가 진행되어, 설치류에서 비만의 원인이 되는 렙틴(leptin), 랩틴 수용체 및 카르복시펩티데이즈 E(carboxypeptidase E) 유전자의 변이가 발견되었고, 이러한 유전자의 상동체가 사람에게서 발견되었다. 렙틴은 ob 유전자에서 생성되는 식욕과 에너지 소비율을 조절하는 호르몬으로 백색지방조직에서 분비되며 뇌의 시상하부(hypothalamus)의 뉴로펩타이드(neuropeptide) Y의 발현을 조절함으로써 식욕과 포만 중추를 조절하여 체내 지방축적과 체중 증가를 억제하는 기능을 한다. 지방조직에서 발열반응을 통하여 에너지의 소비에 관여하는 조직은 갈색지방조직 (brown adipose tissue, BAT)으로, 갈색지방조직 미토콘드리아의 내막에 존재하는 탈공역단백질(uncoupling protein, UCP)이 적응성 열발생(adaptive thermogenesis)에 관여한다. UCP는 세포막에서 산화적 인산화 과정에 의해 발생된 양성자가 미토콘드리아에서 ATP 합성에 사용되는 것을 방해하고 열을 생산하는데 이용되도록 하여, 발열반응을 일으킴과 동시에 에너지 소비율을 증가시켜 체중조절에 관여한다. 갈색지방조직에 주로 존재하는 탈공역단백질-1(UCP-1)은 약 300개의 아미노산으로 이루어진 분자량 32 KD의 단백질로 존재한다. UCP-1은 약 100개의 아미노산으로 이루어진 도메인이 3회 반복하는 구조로 이루어져 있으며, 각 도메인에2군데씩 총 6군데의 채널을 형성하는 막 관통부위가 있다. 따라서, UCP-1은 양성자를 수송하는 전달체로 작용하여 열을 방출하는 기능을 발현시킨다. UCP-2는 UCP-1과 59%의 염기상동성을 나타내고, 폐, 췌장, 심장, 간장, 뇌, 신장, 정소, WAT, BAT, 골격근 등, 전신조직에 광범위하게 발현되고 있으며[Fleury C. et al., Nature Genet. 269-272, 1997; Gimeno R. et al., Diabetes, 900-906, 1997], 근육에서 주로 발견되는 UCP-3등과 함께 에너지 대사를 조절하는 것으로 인정되어 있다 [Matsuda J. et al. FEBS Lett. 418:200-204, 1997; Boss O. et al. FEBS Lett. 408:39-42, 1997]. 이들 유전자와 관련하여, 영양요인에 의하여 렙틴과 UCP 유전자의 발현이 조절된다는 연구들과[Rippe C. et al., Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 279:293-300, 2000; Watson P. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 279:356-365, 2000] UCP 유전자 발현을 증가시켜 항 비만 효과를 갖는 물질들에 대한 연구들이 진행되고 있다[Oi Y. et al., J. Nutr. 129:336-342, 1999; Cha S. et al., J. Nutr. 131:2636-2642, 2001].Obesity is the most serious nutritional problem in industrialized countries, and the incidence of obesity has recently increased significantly in our country. The cause of obesity is not yet clear, but body fat accumulation due to the imbalance between energy intake and consumption is known as the main cause [Grundy, Am. J. Clin. Nutr. 67 (suppl): s563-s572, 1998], combined factors such as fat intake and genetic factors have been shown to cause obesity [Albu et al., Nutr. Rev. 55: 150-156, 1997. Obesity is increasing not only in humans but also in pets. The severity of obesity has been closely related to various adult diseases (arteriosclerosis, diabetes, high blood pressure, etc.), which is a problem. Obesity is a condition in which the body has an excess of fat, which is caused by an excess intake of carbohydrates or fats supplied in the diet. The cause of obesity caused by excessive intake of sugar is not yet clear, but the sugars contained in food are digested to become monosaccharides, absorbed into the body through the small intestine, and the blood sugar rises to secrete insulin from its stimulation. It acts on the monosaccharides in the blood to be accepted by the fat cells accumulate in fat. Surplus energy in the living body is primarily accumulated as visceral fat (particularly, intestinal fat), and this visceral fat is easily accumulated and rapidly decomposed and consumed as compared to fat in other parts (particularly, subcutaneous fat). This visceral fat is considered to be a multi-risk factor for lifestyle disease (adult disease), which secretes fatty acids from white adipose tissue (WAT) in white fat cells directly into the liver via the portal vein, leading to insulin resistance. It enhances liposynthesis, resulting in diabetes, hypertension, and hyperlipidemia, which eventually become an important cause for the atherosclerosis to develop. In humans, obesity is known to be caused by the combined effects of genetic and environmental factors, but the main mechanism of occurrence is an imbalance between energy intake and consumption. When energy efficiency is poor, obesity occurs due to fat accumulation. More than one-third of body weight changes can be explained by genetic predisposition [Albu et al., Nutr. Rev. 55: 150-156, 1997. Recently, studies on the molecular predisposition of genetic predisposition to obesity have been carried out, and mutations of leptin, laptin receptor and carboxypeptidase E genes that cause obesity have been found in rodents. Homologs of these genes have been found in humans. Leptin is a hormone that regulates appetite and energy expenditure produced by the ob gene. It is secreted by white adipose tissue and regulates the appetite and satiety center by regulating the expression of the neuropeptide Y in the hypothalamus of the brain. It inhibits accumulation and weight gain. The tissues involved in energy consumption through exothermic reaction in adipose tissue are brown adipose tissue (BAT), and the uncoupling protein (UCP) present in the inner membrane of the brown adipose tissue mitochondria is adaptive heat generation ( is involved in adaptive thermogenesis. UCP prevents protons generated by oxidative phosphorylation in cell membranes from being used for ATP synthesis in the mitochondria and is used to produce heat, causing exothermic reactions and increasing energy expenditure, which contributes to weight control. Deconjugated protein-1 (UCP-1), which is mainly present in brown adipose tissue, exists as a protein of molecular weight 32 KD consisting of about 300 amino acids. UCP-1 has a structure consisting of repeating a domain consisting of about 100 amino acids three times, there is a membrane penetrating site forming a total of six channels, two in each domain. Thus, UCP-1 expresses the function of releasing heat by acting as a transporter for transporting protons. UCP-2 has 59% homology with UCP-1 and is widely expressed in systemic tissues such as lung, pancreas, heart, liver, brain, kidney, testis, WAT, BAT, skeletal muscle [Fleury C. et al., Nature Genet. 269-272, 1997; Gimeno R. et al., Diabetes, 900-906, 1997], along with UCP-3, which is found primarily in muscles, has been recognized to regulate energy metabolism [Matsuda J. et al. FEBS Lett. 418: 200-204, 1997; Boss O. et al. FEBS Lett. 408: 39-42, 1997. In relation to these genes, studies have shown that nutritional factors regulate the expression of leptin and UCP genes [Rippe C. et al., Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 279: 293-300, 2000; Watson P. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 279: 356-365, 2000] Studies are underway on substances with anti-obesity effects by increasing UCP gene expression [Oi Y. et al., J. Nutr. 129: 336-342, 1999; Cha S. et al., J. Nutr. 131: 2636-2642, 2001.

본 발명자들은 본 발명에 앞서 미생물유래의 레반이라는 신규 과당 폴리머를 99% 이상의 고순도로 생산하였다[대한민국 특허공고 제 176410 호 및 제 145946 호].Prior to the present invention, the inventors have produced a novel microsaccharide-derived fructose polymer called Levann with high purity of 99% or higher (Korean Patent Publication Nos. 176410 and 145946).

과당 폴리머인 레반에 관한 일반적인 특성은 다음과 같다.General characteristics of the fructose polymer Levan are as follows.

과당 폴리머로는 레반과 이눌린이 알려져 있으며, 이들은 과당 잔기들의 결합방법에서 다르게 구성되어 있다. 이눌린은 베타-2,1결합으로 구성되어 있으며 중합도(degree of polymerization: DP)에 있어서 20-60으로 비교적 작은 분자량을 나타내는 저장탄수화물로서 돼지감자, 치커리, 다알리아 등에 다량 함유되어 있다. 이에 반하여, 레반은 Glu-(Fru)n(여기에서, Glu는 포도당 잔기, Fru는 과당 잔기, n은 약 105의 수를 나타낸다)으로 나타내어지는 수용성 과당 폴리머로서 주로 베타-2,6결합으로 구성되어 있으며, 레반슈크라제의 과당 전이반응에 의해 설탕으로부터 생산된다. 레반슈크라제를 이용하여 레반을 제조하는 방법들은 다수 보고된 바 있는데, 예를 들어, 미국특허 제 4,879,228 호 및 국제특허 공개 제 86-4091 호에서는 대사과정에서 활동하는 미생물을 이용하여 설탕으로부터 레반을 생산하고자 한 바 있으며, 본 발명자들은 지모모나스 모빌리스(Zymomonas mobilis)와 슈도모나스 오랜티아카(Pseudomonas aurantiacaS-4380)의 레반슈크라제 유전자를 이용하여 형질전환된 대장균에서 대량발현된 재조합 레반슈크라제를 이용하여 레반을 생산한 바 있다[대한민국 특허공고 제 176410 호 및 제 145946 호; 및 대한민국 특허출원 제 2001-41532호].Fructose polymers are known as levan and inulin, and they are composed differently in the method of binding fructose residues. Inulin is composed of beta-2,1 bonds and is a storage carbohydrate having a relatively small molecular weight of 20-60 in the degree of polymerization (DP). It is contained in a large amount of pork, chicory, and dahlia. In contrast, Levan is a water-soluble fructose polymer represented by Glu- (Fru) n, where Glu represents a glucose residue, Fru represents a fructose residue, and n represents a number of about 10 5 . It is made from sugar by the fructose transfer reaction of levanschkrase. A number of methods for preparing levans using levanschkrase have been reported. For example, US Pat. No. 4,879,228 and International Patent Publication No. 86-4091 disclose leban from sugar using microorganisms that act in metabolic processes. In the present invention, the present inventors have proposed a recombinant levansch that is largely expressed in E. coli transformed using the Levanschkrase gene of Zymomonas mobilis and Pseudomonas aurantiaca S-4380. Levan was produced using Kraje [Korean Patent Publication Nos. 176410 and 145946; And Korean Patent Application No. 2001-41532.

체중 감량 및 고지혈증에 이눌린의 생리적 효과에 대한 연구는 보고된 것이 있으나[Delzenne N. et al., Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 11:118-121, 2001; Mortensen A. et al. Nutr. Res. 22:473-480, 2002], 레반 또는 레반 올리고당에 의한 비만 연구 및 특허는 전무한 실정이다.Studies on the physiological effects of inulin on weight loss and hyperlipidemia have been reported [Delzenne N. et al., Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 11: 118-121, 2001; Mortensen A. et al. Nutr. Res. 22: 473-480, 2002], there are no studies of obesity and patents by levan or levan oligosaccharides.

이에, 본 발명자들은 비만 유전자의 발현 억제 인자를 개발하기 위하여 위의연구를 한 결과, 천연 다당류인 레반으로 이루어진 식이를 공급시, 체지방 형성과 축적을 억제하고, 지방조직에서의 UCP 발현을 증가하는 사실을 발견하여 레반에 의한 항 비만 효과를 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors conducted the above study to develop the expression inhibitory factor of the obesity gene, and when the diet consisting of the natural polysaccharides levane, suppressing the formation and accumulation of body fat, increase the expression of UCP in adipose tissue The present invention was completed by finding the fact and confirming the anti-obesity effect by Levan.

따라서, 본 발명은 레반 또는 레반 올리고당을 함유한 비만 개선 식이 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a diet for improving obesity containing levane or levane oligosaccharides.

또한, 본 발명은 상기 조성물로 이루어진 다이어트 식품 및 의약품을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is another object to provide a diet foods and pharmaceuticals consisting of the composition.

도 1은 정상식이로 성장된 쥐와 고지방식이로 유도된 비만쥐에서 분말상태의 레반이 포함된 식이를 이용하여 6주간 투여한 쥐의 (A)갈색지방조직, (B)골격근육, (C)백색지방조직에서의 탈공역단백질(UCP)의 mRNA 발현량 변화를 나타낸 것이다.1 is a (A) brown adipose tissue, (B) skeletal muscle of rats administered for 6 weeks using a diet containing powdered Levan in rats grown on a normal diet and obese mice induced by a high fat diet. C) mRNA expression level of deconjugated protein (UCP) in white adipose tissue is shown.

본 발명은 레반 또는 레반 올리고당을 함유한 비만개선 식이 조성물을 그 특징으로 한다.The present invention is characterized by an obesity-enhancing dietary composition containing Levan or Levan oligosaccharides.

또한, 상기 조성물로 이루어진 다이어트 식품 및 의약품을 또 다른 특징으로 한다.In addition, diet foods and pharmaceuticals made of the composition is another feature.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

레반은 장내 유산균을 포함한 다양한 식품미생물 및 식물에 의하여 생산되는 안전한 생체 폴리머로서 효율적으로 대장에 도달하여 장내미생물에 의하여 에너지원으로 이용된다. 레반은 산가수분해 또는 열처리로 완전하게 분해시에 과당 및 극소량의 포도당만을 생성하므로, 레반을 섭취한 동물에서 예상되는 부작용은 거의 없다. 아울러 레반은 동물의 소장에서 일부 분해되어 열량원으로 이용이 되지만, 대부분의 레반은 장에 도달하여 장내유산균에 의하여 발효되므로 동일한중량의 단당류와 비교시 흡수되는 열량의 감소를 기대할 수 있다.Levan is a safe biopolymer produced by various food microorganisms and plants, including enteric lactic acid bacteria, and efficiently reaches the large intestine and is used as an energy source by the intestinal microorganisms. Levan produces only fructose and very small amounts of glucose upon complete degradation by acid hydrolysis or heat treatment, so there are very few side effects expected in animals that have ingested levan. In addition, Levan is partially decomposed in the small intestine of the animal is used as a calorie source, but most Levan reaches the intestine and fermented by the intestinal lactic acid bacteria can be expected to reduce the calorie absorbed compared to the same weight of monosaccharides.

레반의 비만 예방 및 치료효과는 레반을 파우더 상태 또는 펠렛상 등의 분말상태나 물에 용해시킨 액상으로 투여시에 모두 확인된다. 액상의 레반 농도는 0.1 내지 8중량%에서, 바람직하게는 7 중량%에서 비만 예방 및 개선효과를 기대할 수 있다. 액상의 경우에는 농도 6중량%에서는 약간의 점성의 증가가 있으나, 섭취에 큰 문제가 없다. 0.1 중량% 미만일 경우 레반 첨가효과가 감소될 수 있고, 8 중량%를 초과하면 낮은 수분함유량으로 혼합이 어려워진다. 고형의 레반은 0.1 내지 20 중량%를 사용함이 바람직하다. 0.1 중량% 미만일 경우 레반 첨가효과가 감소될 수 있고, 20 중량% 초과할 경우 기호성이 떨어지기 때문이다.The anti-obesity and therapeutic effects of Levan are confirmed both when the Levan is administered in a powder state such as powder state or pellet form or in a liquid dissolved in water. Lebanese concentration of the liquid can be expected to prevent and improve the obesity at 0.1 to 8% by weight, preferably 7% by weight. In the case of liquid phase, there is a slight increase in viscosity at a concentration of 6% by weight, but there is no big problem in intake. If it is less than 0.1% by weight, the effect of the addition of levane may be reduced. If it exceeds 8% by weight, mixing with low water content becomes difficult. It is preferable to use 0.1 to 20% by weight of the solid levan. If it is less than 0.1% by weight, the effect of the levane addition may be reduced, and if it exceeds 20% by weight, the palatability is inferior.

고형인 레반의 경우에는 식이와 혼합하여 공급하는 경우에 흰쥐에서는 레반의 농도 10중량% 에서도 설사와 출혈 등의 뚜렷한 부작용이 관찰되지 않았다.In the case of solid Levan, no significant side effects such as diarrhea and bleeding were observed in the rats at 10% by weight.

레반을 액상의 경구투여 및 분말상의 식이로 공급하여 쥐의 체지방 형성, 렙틴, UCP 유전자 발현 등, 에너지 대사와 관련된 변화들에 식이 레반이 미치는 영향을 관찰함으로써 효과를 확인하였다.Levan was supplied as a liquid oral and powdered diet to observe the effects of dietary Levan on changes in energy metabolism such as body fat formation, leptin and UCP gene expression in rats.

레반 올리고당은 레반을 열처리, 산가수분해 또는 효소법에 의하여 합성되는 물질로 레반과는 화학적인 구조는 동일하고 다만 크기가 감소된 올리고당이다. 따라서, 레반 올리고당 또한 본 발명에서 제시하는 비만 예방 및 개선 효과를 가진다. 제조되는 음식물의 형태로는 고형식품, 크림상 또는 잼상의 반 유동식품, 겔상식품, 음료 등 온갖 식품형태로 이는 캅셀제, 과립제, 정제, 드링크제 등의 형태나, 상용되고 있는 임의의 기재를 사용하여 음료류(청량음료, 주스, 커피, 홍차,우유, 보리차, 유산균 음료), 제과류(과자, 빵, 츄잉검, 초콜릿, 아이스크림, 푸딩, 물양갱) 등을 포함한다. 상기에서 언급하였듯이, 레반 또는 레반 올리고당은 수용성이고, 다른 용액과 혼합하여도 배합상에서 어려움이 없으며, 균질성을 유지하므로 고형과 동일하게 비만개선 효과를 나타낸다.Levan oligosaccharide is a substance synthesized by heat treatment, acid hydrolysis or enzymatic method of levan. It is an oligosaccharide whose chemical structure is the same as that of levan and is reduced in size. Therefore, levan oligosaccharide also has the effect of preventing and improving obesity proposed in the present invention. The foods to be prepared include all kinds of foods such as solid foods, creamy or jam-like semi-flowing foods, gel foods, beverages, etc., which are in the form of capsules, granules, tablets, drinks, etc. Beverages (soft drinks, juices, coffee, tea, milk, barley tea, lactic acid bacteria beverages), confectionery (sweets, bread, chewing gum, chocolate, ice cream, pudding, water yolk) and the like. As mentioned above, the levan or levan oligosaccharides are water-soluble and have no difficulty in mixing even when mixed with other solutions, and maintain homogeneity, thus exhibiting the same effect of obesity as solids.

레반 또는 레반 올리고당 이외에도 약학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제를 사용하여 정제, 산제, 과립, 캅셀제, 현탁액, 유화액 또는 비경구 투여용의 단위투여형 또는 수회 투여형 제제로 제형화하여 사용할 수 있다.In addition to levane or levane oligosaccharides, pharmaceutically acceptable carriers or excipients may be used in the form of tablets, powders, granules, capsules, suspensions, emulsions or parenteral or multi-dose formulations for parenteral administration.

상기 활성분획물로 표시되는 유효성분의 유효투여량은 환자의 나이, 신체적 조건, 몸무게 등에 의해 다양화될 수 있지만, 일반적으로 1 내지 100 ㎎/㎏(몸무게)/1일 범위 내에서 투여된다. 그리고, 1일 유효투입량 범위 내에서 하루에 한번 또는 하루에 여러 번 나누어 투여한다.The effective dose of the active ingredient represented by the active fraction may vary depending on the age, physical condition, weight, etc. of the patient, but is generally administered within the range of 1 to 100 mg / kg (weight) per day. In addition, the dose is administered once a day or divided several times a day within the effective dosage range per day.

이하, 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited thereto.

참조예Reference Example

(1) 시료의 제조(1) Preparation of Sample

레반은 본 발명자들의 연구실에서 지모모나스 모빌리스를 사용하여 제조되었다(대한민국 특허공고 제 176410 호 및 제 145946호).Levans were prepared in the laboratory of the inventors using Jimonas mobilelis (Korean Patent Publication Nos. 176410 and 145946).

(2) 레반 정량법(2) Levan Assay

레반용액을 0.45 ㎛ 여과막으로 여과한 다음, 여액 20 ㎕를 HPLC[System Gold, 벡크만사 제품]에 주입하여 레반함량을 정량하였다. HPLC 분석조건은 50 ℃로 유지시킨 칼럼[Ionpak KS-802, Shodex사 제품]을 이용하여 증류수를 분당 0.4 ㎖의 속도로 흘려주면서 나오는 당농도를 굴절율(refractive index)에 의해 검출하였다. 레반시료는 99.9% 이상의 과당과 미량의 포도당으로 구성되어 있으며, 분자량은 백만 이상이었다.The Levan solution was filtered through a 0.45 μm filter membrane, and then 20 μl of the filtrate was injected into HPLC [System Gold, Beckman Corporation] to quantify the Levan content. HPLC analysis conditions were detected by the refractive index (refractive index) of the sugar concentration while flowing distilled water at a rate of 0.4 ml per minute using a column maintained at 50 ℃ (Ionpak KS-802, Shodex). Levante was composed of more than 99.9% fructose and traces of glucose, with a molecular weight of more than one million.

(3) 실험동물의 사육 및 식이(3) Breeding and diet of experimental animals

3주령 Sprague-Dawley 종 수컷 쥐를 사용하여 1주일간 적응시킨 후 실험 동물 4주령부터 6주간 고지방 식이를 공급하여 비만을 유도하였다. 비만 유도 후 10주령부터 6주간 레반 분말을 각각 0 중량%, 3 중량% , 5 중량% 함유한 식이를 공급하여 고지방 대조군, 3% 레반군, 5% 레반군으로 하였다. 정상 대조군은 4주령부터 12주의 실험 기간 동안 AIN-76A diet # 100000[Dytes사, 미국]를 공급하였고, 고지방 식이군은 지방 급원으로 우지(beef tallow)를 사용하여 AIN- 76A 고지방식이 # 100496[Dytes사, 미국]으로 총 열량의 40%를 지방으로 공급하여 사육하였다[표 1]. 각 실험군은 6마리로 하였다.Three-week-old Sprague-Dawley male rats were used for 1 week, followed by feeding a high-fat diet for 4 weeks to 6 weeks. A diet containing 0% by weight, 3% by weight, and 5% by weight of the Levan powder, respectively, was administered for 10 to 6 weeks after the induction of obesity. The normal control group was fed AIN-76A diet # 100000 [Dytes, USA] during the 12-week experimental period from 4 weeks of age, and the high-fat diet group used bee tallow as a fat source to feed AIN-76A high-fat diet # 100496 [Dytes Inc., USA] was fed to feed 40% of the total calories to fat [Table 1]. Each experimental group was six.

구 분division 정상식이Normal diet 고지방식이High-fat diet 카제인Casein 200200 200200 메티오닌Methionine 33 33 옥수수전분Corn starch 150150 150150 슈크로오즈Sucrose 500500 345345 셀룰로오스cellulose 5050 5050 옥수수기름Corn oil 5050 -- 우지Uji -- 205205 혼합무기질Mixed inorganic 3535 3535 혼합비타민Mixed Vitamin 1010 1010 콜린 비타르테이트Choline Bitartate 22 22 지방함량 % (전체열량중)Fat content% (of total calories) 11.711.7 40.040.0

실험동물은 한 마리씩 분리하여 사육하였고, 물과 식이는 제한 없이 공급하였다. 실험 기간 동안 식이 섭취량과 체중은 일주일에 2회 측정하였다. 식이 효율(FER)은 실험식이 공급일로부터 희생일 까지를 총 실험기간으로 하여 실험 기간 동안의 체중 증가량을 실험 기간 동안의 식이 섭취량으로 나누어 산출하였다.Experimental animals were separated and bred one by one, and water and diet were supplied without restriction. Dietary intake and body weight were measured twice a week during the experiment. The dietary efficiency (FER) was calculated by dividing the weight gain during the experiment period by the dietary intake during the experiment period from the experimental diet supply day to the sacrifice day.

(4) 시료수집 및 분석방법(4) Sample Collection and Analysis

1) 시료수집1) Sample Collection

실험동물을 16주령에 희생하여 혈액과 장기를 채취하였다. 갈색지방 조직(interscapular brown adipose tissue), 부고환 지방(epididymal fat), 내장 지방(visceral fat), 복막 지방(peritoneal fat), 가자미근(soleus) 근육을 분리하여 중량을 측정하였고, 추출 즉시 액체 질소로 동결하였다. 혈액은 희생 시 심장 채혈(heart puncture) 방법으로 채취한 후 3000 rpm에서 15분간 원심분리하여 혈청을 얻었으며 이들 시료는 분석시까지 -70 ℃에서 보관하였다.Experimental animals were sacrificed at 16 weeks of age to collect blood and organs. Interscapular brown adipose tissue, epididymal fat, visceral fat, peritoneal fat, and soleus muscle were separated and weighed, and immediately frozen with liquid nitrogen. It was. Blood was collected by sacrificial heart puncture and centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes to obtain serum, and these samples were stored at -70 ° C until analysis.

2) 지방 세포 크기 측정2) fat cell size measurement

16 주령의 실험 동물에서 추출한 내장지방조직을 분해하여 지방 세포의 크기를 측정하였다. 지방 조직을 콜라게네이즈를 함유한 NaCl-버퍼로 37 ℃에서 1시간 동안 분해한 후 여과하여 지방 세포를 얻고, 눈금을 가진 현미경으로 지방 세포의 크기를 관찰하였다. 각 조직마다 세포 30개의 직경을 측정하여 평균값을 구하였다.The size of fat cells was measured by digesting visceral adipose tissue extracted from 16-week-old experimental animals. Adipose tissue was digested with NaCl-buffer containing collagenase at 37 ° C. for 1 hour and filtered to obtain fat cells, and the size of the fat cells was observed under a scaled microscope. The average value was obtained by measuring the diameter of 30 cells for each tissue.

3) 혈중 지질 분석3) Blood Lipid Analysis

혈청의 총 콜레스테롤 및 HDL 콜레스테롤, 중성지방의 함량을 시그마 Chemical사의 키트를 이용하여 측정하였다.The total cholesterol, HDL cholesterol, and triglyceride contents of the serum were measured using a kit of Sigma Chemical.

4) 혈중 렙틴 및 인슐린 함량 분석4) Blood Leptin and Insulin Content Analysis

혈청 중 렙틴 함량은 린코 렙틴 분석 키트(Linco leptin assay Kit)[Linco사, 미국]를 이용하여 방사선 면역능을 측정하였고, 인슐린 함량은 래트 인슐린 기준치(rat insulin standards)[Linco사]를 이용하여 방사선 면역능을 측정하였다.Serum leptin content was measured by using the Linco leptin assay Kit (Linco, USA) to measure the radioimmunity, and insulin content by rat insulin standards (Linco) Was measured.

5) 탈공역단백질 mRNA 분석5) Decomposed protein mRNA analysis

역전사효소와 PCR을 이용하여 탈공역단백질의 발현량을 측정하였다. 발열반응의 주요 담당 조직인 갈색지방조직에서 UCP-1, UCP-2, UCP-3 mRNA 발현량을 측정하였고, 지방 축적과 대사의 주요 조직인 백색지방조직의 분석을 위해 부고환 지방조직에서 UCP-2 mRNA 발현량을 측정하였으며, 체구성의 대부분을 차지하고 있는 근육의 UCP mRNA함량 측정을 위해 뒷다리 근육에서 UCP-2, UCP-3 mRNA 함량을 측정하였다.Reverse transcriptase and PCR were used to measure the expression level of the de-conjugated protein. The expression levels of UCP-1, UCP-2 and UCP-3 mRNA were measured in brown adipose tissue, a major tissue for exothermic reactions, and UCP-2 mRNA in epididymal adipose tissue for analysis of white adipose tissue, a major tissue for fat accumulation and metabolism. Expression levels were measured and UCP-2 and UCP-3 mRNA contents were measured in the hind limb muscles to determine the UCP mRNA content of the muscles that occupy most of the body composition.

실험동물에서 분리한 조직으로부터 RNA를 분리하고 정량하였다. 분리된 총 RNA로 부터 cDNA의 합성을 위하여 2 ㎍의 RNA를 70 ℃에서 5분간 열처리한 후 4 ℃에서 5분동안 방치하고 여기에 M-MLV[Promega사, 제품번호M1705] 200 U, dNTP(each 2.5 mM) mix 2 ㎕, RNasin[Promega사, 제품번호 N2111] 40 U, oligo (dT) 프라이머[Promega사, 제품번호 C1101] 1 ㎕를 혼합한 후 DEPC-water로 25 ㎕를 맞추어 42 ℃ 1시간, 75 ℃ 30분 조건 하에서 cDNA를 합성하였다.RNA was isolated and quantified from tissues isolated from laboratory animals. For the synthesis of cDNA from the isolated total RNA, 2 μg of RNA was heat-treated at 70 ° C. for 5 minutes and then left at 4 ° C. for 5 minutes, and M-MLV [Promega, Product No. M1705] 200 U, dNTP ( each 2.5 mM) mix 2 μl of RNasin [Promega, product No. N2111] 40 U, 1 μl of oligo (dT) primer [Promega, product No. C1101], adjust 25 μl with DEPC-water, and adjust to 42 ℃ 1 CDNA was synthesize | combined under the conditions for 30 hours and 75 degreeC.

합성된 cDNA로부터 UCP의 발현량을 측정하기 위하여 프라이머를 제작하였고, 비교유전자로는 β-actin을 이용하였다. 실험에 사용한 프라이머와 획득된 DNA 크기는 다음과 같다.Primers were prepared to measure the expression level of UCP from the synthesized cDNA, and β-actin was used as a comparative gene. The primers used in the experiment and the obtained DNA size are as follows.

UCP-1 5'-프라이머: 5'-TAC CCA CAT CAG GCA ACA G-3'(서열번호 1)UCP-1 5'-primer: 5'-TAC CCA CAT CAG GCA ACA G-3 '(SEQ ID NO: 1)

3'-프라이머: 5'-TCA TTG CAC AGC TGG GTA C-3', (서열번호 2)3'-primer: 5'-TCA TTG CAC AGC TGG GTA C-3 ', (SEQ ID NO: 2)

획득된 DNA 크기: 842 bpDNA size obtained: 842 bp

UCP-2 5'-프라이머: 5 -ACA GCA GCC TGT ATT GCA G-3' (서열번호 3)UCP-2 5'-primer: 5 -ACA GCA GCC TGT ATT GCA G-3 '(SEQ ID NO: 3)

3'-프라이머: 5'-TTG TAG GCT TCG ACA GTG C-3', (서열번호 4)3'-primer: 5'-TTG TAG GCT TCG ACA GTG C-3 ', (SEQ ID NO: 4)

획득된 DNA 크기: 428 bpDNA size obtained: 428 bp

UCP-3 5'-프라이머: 5'-ACC ATG GTT GGA CTT CAG C-3' (서열번호 5)UCP-3 5'-primer: 5'-ACC ATG GTT GGA CTT CAG C-3 '(SEQ ID NO: 5)

3'-프라이머: 5'-AGT TCC CAG CGT ATC CAT G-3' (서열번호 6)3'-primer: 5'-AGT TCC CAG CGT ATC CAT G-3 '(SEQ ID NO: 6)

획득된 DNA 크기: 450 bpDNA size obtained: 450 bp

유전자의 발현량을 측정하기 위한 PCR 조건은 다음과 같다.PCR conditions for measuring the expression level of the gene is as follows.

Tag 중합효소[TaKaRa사] 0.125 ㎕, 10 ×PCR 버퍼 2.5 ㎕, dNTP mix 2 ㎕, 프라이머, 샘플, 증류수로 25 ㎕를 맞춘 후 94 ℃ 3분, 94 ℃ 30초, 60 ℃ 1분, 72 ℃ 1분 30초, 30회 반복한 후 94 ℃ 30초, 60 ℃ 1분, 72 ℃ 10분, 1회 PCR을 수행하였다. PCR 산물은 1.5% 아가로즈겔을 사용하여 100 V 하에서 전기 영동하여 분리한 후, 흡광도 304 nm에서 밴드를 검출하였다. 사진상의 밴드의 농담으로 유전자의 발현정도를 확인하였다.Tag polymerase [TaKaRa Co., Ltd.] 0.125 μl, 10 × PCR buffer 2.5 μl, dNTP mix 2 μl, 25 μl with distilled water, 94 ℃ 3 minutes, 94 ℃ 30 seconds, 60 ℃ 1 minute, 72 ℃ After repeating 1 minute 30 seconds, 30 times, PCR was performed once at 94 ° C. 30 seconds, 60 ° C. 1 minute, 72 ° C. 10 minutes, and once. PCR products were separated by electrophoresis at 100 V using 1.5% agarose gel, and then bands were detected at absorbance 304 nm. The expression of the gene was confirmed by the shade of the band on the photograph.

5. 자료의 처리5. Processing of data

각 식이군간의 차이를 one-way ANOVA에 의하여 검정하고 α=0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다. 유의성은 α=0.05, α=0.01 수준에서 검정하였고, 모든 통계 분석은 SAS 프로그램을 이용하여 처리하였다. 결과는 평균(mean) ±표준편차(stnadard deviation, SD)로 표시하였다.One-way ANOVA was used to test the differences between the diets and Duncan's multiple range test was performed at α = 0.05. Significance was tested at α = 0.05 and α = 0.01 levels, and all statistical analyzes were processed using SAS program. Results are expressed as mean ± standard deviation (SD).

실시예 1: 식이 섭취, 체중 증가량 및 식이효율Example 1: Dietary Intake, Weight Gain and Dietary Efficiency

정상식이로 성장된 쥐와 고지방식이로 유도된 비만쥐에서 분말상태의 지모모나스 레반이 포함된 식이를 이용하여 6주 동안 투여한 쥐의 식이 섭취량, 체중 증가량 및 식이효율 변화를 다음 표 2에 나타내었다. 식이 섭취량은 각 실험군간에 차이를 보이지 않았고, 체중 증가량과 식이효율은 정상 대조군에 비해 고지방 식이군에서 높은 경향을 보였으나 레반 식이군의 영향은 통계적 유의성을 보이지않았다[동일행의 수치에서 공통의 부호가 붙어있지 않는 그룹간에서 유의차가 있다(p<0.05)].Table 2 shows the changes in dietary intake, weight gain and dietary efficiency of rats administered for 6 weeks using a diet containing powdered Jimonas levan in rats grown on a normal diet and obese rats fed with a high-fat diet. Indicated. There was no difference in dietary intake between groups, and weight gain and dietary efficiency were higher in the high-fat diet group than in the normal control group, but the effects of the Levan diet group did not show statistical significance. There was a significant difference between the groups without the (p <0.05)].

구 분division 사료섭취량(g/day)Feed Intake (g / day) 체중증가량 (g/day)Weight gain (g / day) 식이효율Dietary efficiency 정상 대조군Normal control 21.10 ±3.1821.10 ± 3.18 1.33 ±0.801.33 ± 0.80 0.059 ±0.0340.059 ± 0.034 고지방 대조군High fat control 25.13 ±3.0725.13 ± 3.07 2.74 ±0.462.74 ± 0.46 0.109 ±0.0110.109 ± 0.011 5% 레반군5% Leban 26.35 ±3.7626.35 ± 3.76 2.45 ±0.832.45 ± 0.83 0.094 ±0.0220.094 ± 0.022 3% 레반군3% Leban 24.09 ±3.8724.09 ± 3.87 2.39 ±1.362.39 ± 1.36 0.096 ±0.0530.096 ± 0.053 P-valueP-value 0.15310.1531 0.14460.1446 0.17130.1713

실시예2: 지방 조직의 무게Example 2 Weight of Adipose Tissue

식이 지방과 레반 공급에 따른 갈색지방조직, 부고환지방, 내장 지방, 복막 지방 무게를 비교한 결과는 다음 표 3과 같으며 각 지방 조직 모두 단위 체중에 대한 조직무게로 환산하여 표시하였다. 갈색 지방 조직의 무게는 고지방 식이를 공급한 쥐에서 정상 식이를 공급한 쥐보다 증가하였고, 이러한 증가는 레반 식이공급에 의해 감소하였다. 부고환 지방 무게는 고지방 식이에 의해 증가하는 경향을 보였으나 통계적 유의성은 보이지 않았다. 고지방 식이에 의해 정상 대조군보다 2배 이상 증가한 내장 지방 무게는 레반 식이 공급에 의해 감소하였으며 이러한 효과는 3% 레반군보다 5% 레반군에서 더 크게 나타났다. 복막 지방 무게도 정상 대조군(1.28 ±0.51g/100g 체중)보다 고지방 대조군(2.78 ±0.25g/100g 체중)이 컸으며 5% 레반군(2.07 ±0.55g/100g 체중)으로 고지방 대조군보다 적었다. 본 실험 결과, 레반 함유 식이를 공급받은 쥐의 내장 지방과 복막 지방 증가가 고지방 식이만 공급한 쥐에 비해 감소하는 것을 볼 수 있어 식이 레반이 체지방 축적을 억제함을 나타내었다[동일행의 수치에서 공통의 부호가 붙어있지 않는 그룹간에서 유의차가 있다 (p<0.05)].The results of comparing the brown fat tissue, epididymal fat, visceral fat, and peritoneal fat weight according to dietary fat and levan supply are shown in Table 3 below, and each adipose tissue was expressed in terms of tissue weight for unit weight. The weight of brown adipose tissue was increased in the rats fed the high fat diet than the rats fed the normal diet, and this increase was decreased by the Levan diet. The epididymal fat weight tended to increase with high fat diet, but there was no statistical significance. Visceral fat weight, which was more than doubled by the high-fat diet, was reduced by the Leban diet, and this effect was greater in the 5% Leban group than in the 3% Leban group. Peritoneal fat weight was higher in the high fat control group (2.78 ± 0.25g / 100g body weight) than in the normal control group (1.28 ± 0.51g / 100g body weight) and was less than the high fat control group in the 5% Levan group (2.07 ± 0.55g / 100g body weight). The results showed that the increase in visceral and peritoneal fat of rats fed a Levan-containing diet decreased compared to rats fed only a high-fat diet, indicating that dietary Levan inhibited body fat accumulation. There is a significant difference between groups that do not have a common sign (p <0.05)].

구 분division 갈색지방조직(mg organ/100 g 체중)Brown adipose tissue (mg organ / 100 g body weight) 부고환조직(mg organ/100 g 체중)Epididymal tissue (mg organ / 100 g body weight) 내장지방(mg organ/100 g 체중)Visceral fat (mg organ / 100 g body weight) 복막지방(mg organ/100 g 체중)Peritoneal Fat (mg organ / 100 g body weight) 정상 대조군Normal control 0.89 ±0.42c 0.89 ± 0.42 c 1.66 ±0.611.66 ± 0.61 1.79 ±0.81b 1.79 ± 0.81 b 1.28 ±0.51b 1.28 ± 0.51 b 고지방 대조군High fat control 1.51 ±0.49a 1.51 ± 0.49 a 2.10 ±0.442.10 ± 0.44 3.68 ±1.12a 3.68 ± 1.12 a 2.78 ±0.25a 2.78 ± 0.25 a 5% 레반군5% Leban 1.42 ±0.19ab 1.42 ± 0.19 ab 2.24 ±0.692.24 ± 0.69 2.79 ±0.71ab 2.79 ± 0.71 ab 2.07 ±0.55ab 2.07 ± 0.55 ab 3% 레반군3% Leban 1.01 ±0.32bc 1.01 ± 0.32 bc 2.27 ±0.732.27 ± 0.73 3.52 ±0.71bc 3.52 ± 0.71 bc 2.20 ±0.46a 2.20 ± 0.46 a P-valueP-value 0.03290.0329 0.43700.4370 0.01020.0102 0.00390.0039

실시예 3: 지방 세포의 크기Example 3: Size of Fat Cells

내장 지방 조직에서 지방 세포를 분리하여 크기를 측정하였을 때 레반 함유 식이에 의한 체지방 감소와 유사한 결과를 나타내어 고지방 식이에 의해 증가한 지방 세포 크기 증가가 레반 식이군에서 감소한 것으로 다음 표 4에 나타내었다[동일행의 수치에서 공통의 부호가 붙어있지 않는 그룹간에서 유의차가 있다 (p<0.05)].When fat cells were separated and measured in visceral adipose tissue, they showed similar results to body fat reduction by Levan-containing diet, and the increase in fat cell size increased by high-fat diet was shown in Table 4 below. There is a significant difference between groups that do not have a common sign in a group (p <0.05)].

구 분division 지방세포크기(um)Fat cell size (um) 정상 대조군Normal control 74.8 ±14.1c 74.8 ± 14.1 c 고지방 대조군High fat control 120.3 ±28.4a 120.3 ± 28.4 a 5% 레반군5% Leban 98.0 ±6.7b 98.0 ± 6.7 b 3% 레반군3% Leban 100.2 ±16.8b 100.2 ± 16.8 b P-valueP-value 0.03240.0324

실시예 4: 혈중 지질 함량Example 4: Blood Lipid Content

혈중 총 콜레스테롤 함량은 실험군간 차이가 없었으나 HDL 콜레스테롤은 고지방 대조군이 정상 대조군보다 낮았고, 레반 식이군이 고지방 대조군 보다 유의적으로 증가하였다[표 5]. 혈중 트리글리세리드(중성지방)는 고지방 대조군이 139.62 ±106.32 mg/㎗로 정상 대조군의 78.49 ±11.84 mg/㎗ 에 비해 상당히 증가한 반면, 레반을 공급한 군에서는 큰 폭으로 감소하여 60.50 ±9.82 mg/㎗, 54.26 ±10.81 mg/㎗ 로 고지방 대조군의 50% 수준에도 못 미칠 뿐 아니라 오히려 정상 대조군보다 더 낮은 값을 보였다. 본 실험 결과 고지방 식이 공급 후 레반 식이는 혈중 총 콜레스테롤에는 영향을 미치지 않았으나 HDL 콜레스테롤의 증가를 가져왔고, 또한 혈중 중성지방은 레반 공급에 의해 큰 폭으로 감소하여 정상 식이를 공급한 쥐보다 더 감소하였는데, 이는 레반이 혈중 지질 개선에 탁월한 효과가 있음을 보여주었다[동일행의 수치에서 공통의 부호가 붙어있지 않는 그룹간에서 유의차가 있다 (p<0.05)].Serum total cholesterol was not different among the experimental groups, but HDL cholesterol was lower in the high fat control group than the normal control group, and the Leban diet group was significantly increased than the high fat control group [Table 5]. Serum triglycerides (triglycerides) were significantly increased in the high-fat control group at 139.62 ± 106.32 mg / dL compared to 78.49 ± 11.84 mg / dL in the normal control group, while significantly decreased in the levane fed group at 60.50 ± 9.82 mg / dL, 54.26 ± 10.81 mg / dL, which is less than the 50% level of the high fat control group, was lower than the normal control group. The Leban diet after high fat diet did not affect the total cholesterol in blood, but increased HDL cholesterol, and the triglyceride in blood was significantly decreased by the Leban supply, which was more decreased than the normal diet. This shows that Levan has an excellent effect on improving blood lipids (there are significant differences between groups that do not have a common sign in the same group) (p <0.05).

구 분division 혈장 총 콜레스테롤(mg/㎗)Plasma total cholesterol (mg / dl) 혈장 HDL 콜레스테롤(mg/㎗)Plasma HDL Cholesterol (mg / dl) 혈장 트리글리세리드(mg/㎗)Plasma Triglycerides (mg / dl) 정상 대조군Normal control 78.33 ±20.3578.33 ± 20.35 58.82 ±7.42a 58.82 ± 7.42 a 78.49±11.84ab 78.49 ± 11.84 ab 고지방 대조군High fat control 72.53 ±7.5172.53 ± 7.51 42.86 ±3.90b 42.86 ± 3.90 b 139.62±106.32a 139.62 ± 106.32 a 5% 레반군5% Leban 76.51 ±15.2876.51 ± 15.28 51.50 ±10.94ab 51.50 ± 10.94 ab 60.50±9.82b 60.50 ± 9.82 b 3% 레반군3% Leban 72.97 ±15.9172.97 ± 15.91 52.59 ±10.05ab 52.59 ± 10.05 ab 54.26±10.81b 54.26 ± 10.81 b P-valueP-value 0.90920.9092 0.06470.0647 0.05570.0557

실시예 5: 혈중 렙틴 및 인슐린 함량Example 5: Leptin and Insulin Content in Blood

혈중 렙틴 함량은 고지방 대조군에 비해 5% 레반군에서 유의적으로 낮은 값을 보여, 5% 레반 식이에 의해 고지방 대조군(10.53 ±1.82 ng/㎖)의 50%수준(5.24 ±2.84 ng/㎖)으로 감소하였고 거의 정상 대조군 수준으로 감소함을 나타냈다[표 6]. 혈중 인슐린 함량도 레반 식이에 의해 감소하였는데 3% 레반군에서 고지방 대조군보다 감소하였고, 5% 레반군은 정상 대조군 수준으로 감소하였다. 본 연구 결과, 레반 공급에 의해서도 혈중 인슐린이 감소하는 것으로 나타나 레반은 지질 및 에너지 대사에 관여하는 홀몬인 인슐린의 분비를 조절하는 것을 알 수 있었다. 또한, 내장 지방 축적은 인슐린 저항성 증가와 관련되는데, 본 실험 결과 레반 식이에 의해서 내장 지방 감소와 함께 혈중 인슐린 감소가 나타났다. 혈중 인슐린과 같이 혈중 렙틴도 레반 식이를 공급한 쥐에서 감소하였는데 렙틴 생성은 체지방 생성에 따라 변화하며 체지방 비율 및 지방 세포 증가와 양의 상관성을 가지고, 인슐린과 렙틴은 서로 생성을 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 실험 결과 나타난 혈중 렙틴의 감소는 레반 식이에 의하여 체지방 축적이 감소되고 혈중 인슐린의 분비가 억제된 결과에 기인하는 것으로 판명되었다. 렙틴은 비만에 대한 억제 기전으로 작용하여 에너지가 과잉 축적될 경우 렙틴 생성이 증가하여 비만의 지표로 사용될 수 있는데 이러한 관점에서 볼 때 레반 식이에 의한 혈중 렙틴 감소는 레반의 비만 개선 효과를 보여주는 증거가 되었다[동일행의 수치에서 공통의 부호가 붙어있지 않는 그룹간에서 유의차가 있다(p<0.05)].The blood leptin content was significantly lower in the 5% Leban group compared to the high fat control group, and the 50% level (5.24 ± 2.84 ng / ml) of the high fat control group (10.53 ± 1.82 ng / ml) by the 5% Leban diet. Decreased to nearly normal control levels [Table 6]. Blood insulin content was also decreased by the Levan diet, which was lower in the 3% Leban group than the high fat control group, and the 5% Leban group was reduced to the normal control level. As a result of this study, Leban supply decreased blood insulin, indicating that Levan regulates the secretion of insulin, a hormone that is involved in lipid and energy metabolism. In addition, visceral fat accumulation is associated with an increase in insulin resistance. The Leban diet showed a decrease in visceral fat along with a decrease in visceral fat. Blood leptin, like blood insulin, was also reduced in rats fed Levan's diet. Leptin production varies with body fat production and is positively correlated with body fat percentage and fat cell growth. . Therefore, the decrease of leptin in blood was found to be due to the reduction of body fat accumulation and suppression of insulin in blood by Leban diet. Leptin acts as an inhibitory mechanism for obesity, and when energy is accumulated excessively, leptin production increases, which can be used as an indicator of obesity. (There was a significant difference between the groups with no common sign in the same figure (p <0.05)).

구 분division 렙틴(ng/㎖)Leptin (ng / ml) 인슐린(ng/㎖)Insulin (ng / ml) 정상 대조군Normal control 3.74 ±0.62b 3.74 ± 0.62 b 1.55 ±0.56b 1.55 ± 0.56 b 고지방 대조군High fat control 10.53 ±1.82a 10.53 ± 1.82 a 2.74 ±0.77a 2.74 ± 0.77 a 5% 레반군5% Leban 5.24 ±2.84b 5.24 ± 2.84 b 1.60 ±0.60b 1.60 ± 0.60 b 3% 레반군3% Leban 8.40 ±2.31a 8.40 ± 2.31 a 2.30 ±0.62ab 2.30 ± 0.62 ab P-valueP-value 0.00040.0004 0.16520.1652

실시예 6: UCP mRNA 발현Example 6: UCP mRNA Expression

실험동물에서 분리한 갈색지방 조직, 백색 지방 조직, 뒷다리 근육의 UCP 발현량을 RT-PCR을 이용하여 측정한 결과는 도 1과 같다. 갈색지방 조직의 UCP-1, UCP-2, UCP-3 발현은 고지방 식이에 의해 유도되는 것을 볼 수 있는데, 레반 함유 식이에 의해 이러한 발현량 증가가 더 유도되었음을 보였다. 또한, 이러한 발현량 증가는 3% 레반군보다 5% 레반군에서 더 뚜렷하게 나타났다. 골격 근육의 UCP 발현량 측정을 위하여 뒷다리 근육의 UCP-2와 UCP-3을 측정한 결과 UCP-2의 발현량은 실험군 간에 큰 차이를 보이지 않았으나 UCP-3의 발현은 5% 레반 군에서 증가하였다. 부고환지방의 UCP-2 mRNA 함량은 레반 식이군에서 약간 증가하는 경향을 보였으나 그리 큰 차이는 나타내지 않았다. 골격 근육에서 특이적으로 발현되는 UCP-3의 발현은 5% 레반을 공급한 쥐에서 증가하여 레반 섭취가 에너지 소비율 증가에 상당 부분 기여할 수 있음을 나타내었다.The results of UCP expression of brown adipose tissue, white adipose tissue, and hind limb muscles isolated from experimental animals using RT-PCR are shown in FIG. 1. The expression of UCP-1, UCP-2, and UCP-3 in brown adipose tissue can be seen to be induced by a high fat diet, which was further induced by the Levan-containing diet. In addition, this expression increase was more pronounced in the 5% Levan group than in the 3% Leban group. UCP-2 and UCP-3 of the hind limb muscle were measured to determine the expression level of UCP-2 in skeletal muscle. . The UCP-2 mRNA content of epididymal fat tended to increase slightly in the Levan diet group, but there was no significant difference. The expression of UCP-3, which is specifically expressed in skeletal muscle, increased in rats fed 5% Levan, indicating that Levan intake could contribute significantly to increased energy consumption.

실시예 7: 정제의 제조Example 7: Preparation of Tablets

레반 88 gLevan 88 g

Ca(유청) 5 g5 g of Ca (whey)

Fe 0.7 g0.7 g of Fe

비타민 D3(100.00 IU/g) 0.04 g0.04 g of vitamin D3 (100.00 IU / g)

비타민 B1 0.09 g0.09 g of vitamin B1

비타민 B2 0.09 g0.09 g of vitamin B2

비타민 B6 0.09 g0.09 g of vitamin B6

녹차추출물 2 g2 g green tea extract

부형제 3.99 gExcipient 3.99 g

총 량 100 gTotal amount 100 g

상기에서 나열된 성분들을 잘게 부숴 혼합한 후 직타법(direct tableting method)에 의해 정제를 제조하였다. 각 정제의 총량은 300 ㎎이고, 그 중 유효성분의 함량은 264 ㎎이다.The tablets were prepared by direct tableting method after mixing the ingredients listed above finely. The total amount of each tablet is 300 mg, of which the active ingredient content is 264 mg.

실시예 8: 음료의 제조Example 8: Preparation of Beverages

본 발명의 레반 10g 을 적당량의 물에 용해시킨 후에 글루코즈, 환원맥아당과 구연산, 구연산나트륨을 적당량 가하고, 방향제 물질(aromatic substance)을 첨하였다. 위의 혼합물을 골고루 잘 섞은 후 100 ㎖로 만들어 음료용 조성물을 제조하였다. 이 혼합물은 100 ℃에서 15분간 열을 가한 후에 저칼로리 음료를 만들기 위해 차가운곳에 보관하였다. 이때 타우린이나 마이오 이노시톨, 엽산, 판토텐산 등을 단독으로 혹은 함께 첨가할 수 있다.After dissolving 10 g of Levan of the present invention in an appropriate amount of water, an appropriate amount of glucose, reduced maltose, citric acid and sodium citrate was added thereto, and an aromatic substance was added thereto. After mixing the above mixture evenly well to make 100ml to prepare a beverage composition. The mixture was heated at 100 ° C. for 15 minutes and then stored in a cold place to produce a low calorie beverage. At this time, taurine, myo-inositol, folic acid, pantothenic acid, etc. may be added alone or together.

실시예 9: 식빵의 제조Example 9: Preparation of Bread

제빵반죽물의 구성은 다음과 같다. 배합비는 밀가루 100% 기준으로 다음 각각의 재료들을 배합하였고 레반 첨가는 제빵시 사용되는 급수 60%에 대하여 최종 농도가 10 % 되게 첨가하였다.The composition of the baking dough is as follows. The blending ratio was formulated with each of the following ingredients based on 100% flour, and the leban was added so that the final concentration was 10% relative to the 60% water supply used for baking.

이스트 6%East 6%

설탕 8%8% sugar

소금 1.8%Salt 1.8%

마가린 8%Margarine 8%

전분우유 4%Starch Milk 4%

물 60%60% of water

제빵공정은 직접반죽법에 준하여 실시하였다. 제빵 반죽물을 식빵용 틀에 넣고 오븐에서 구워낸 후 상온에서 냉각시켰다.The baking process was performed according to the direct kneading method. Baking dough was put in a baking mold and baked in an oven and cooled at room temperature.

실시예 10: 독성시험Example 10 Toxicity Test

레반(레반올리고당)을 멸균증류수에 용해하여 이를 마우스(군당 10마리)에 각각 100 ㎎/㎏(150mg/kg)을 매일 구강투여하였으며, 2주간 계속하였다. 14일간 관찰하였으며, 비정상적인 것은 발견되지 않았으며 생화학적 비증상도 혈액에서 관찰되지 않았다.Levan (levan oligosaccharides) was dissolved in sterile distilled water and 100 mg / kg (150 mg / kg) each was orally administered to mice (10 mice per group) for 2 weeks. Observations were made for 14 days, no abnormalities were found, and no biochemical symptoms were observed in the blood.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레반 또는 레반 올리고당을 함유한 식이 조성물은 내장 지방 무게와 복막 지방 무게, 지방세포의 크기를 감소시켜 체지방 축적을 억제하며, 혈중 HDL 콜레스테롤 수준을 증가시켜 지질 대사를 개선시키며, 혈중 렙틴과 인슐린 농도를 감소시켜 지방 세포 및 체지방 형성에 영향을 준다. 또한, 갈색 지방 조직의 UCP와 근육의 UCP-3 mRNA 발현량을 증가시켜 체내 에너지 소비율이 증가 효과에 따른 비만 개선 효과를 제공한다.As described above, the dietary composition containing levan or levan oligosaccharide according to the present invention suppresses body fat accumulation by reducing visceral fat weight, peritoneal fat weight, and fat cell size, and increases blood HDL cholesterol level to increase lipid metabolism. It improves and decreases blood leptin and insulin concentrations affects the formation of fat cells and body fat. In addition, by increasing the amount of UCP-3 mRNA expression of the muscle and UCP of brown adipose tissue provides an effect of improving obesity according to the effect of increasing the energy consumption in the body.

Claims (6)

레반을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 비만개선 식이 조성물.An obesity-enhancing dietary composition comprising levan as an active ingredient. 제 1 항에 있어서, 상기 레반은 레반 올리고당을 포함하는 것을 특징으로 하는 비만개선 식이 조성물.The diet of claim 1, wherein the levan comprises levan oligosaccharides. 제 1 항에 있어서, 상기 레반이 고형일 경우에는 0.1 내지 20 중량% 함유하는 것임을 특징으로 하는 비만개선 식이 조성물.The diet of claim 1, wherein when the levan is solid, it contains 0.1 to 20% by weight. 제 1 항에 있어서, 상기 레반이 액상일 경우에는 0.1 내지 8 중량% 함유하는 것임을 특징으로 하는 비만개선 식이 조성물.The diet of claim 1, wherein the levan is present in an amount of 0.1 to 8% by weight. 청구항 1 내지 4의 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 다이어트 식품.A diet food comprising the composition of claims 1 to 4. 청구항 1 내지 4의 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 비만 예방 및 치료제.An obesity prevention and treatment agent containing the composition of claims 1 to 4.
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