KR20040094512A - 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품조성물 - Google Patents
항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품조성물 Download PDFInfo
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Classifications
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- A23V2250/20—Natural extracts
- A23V2250/21—Plant extracts
Abstract
본 발명은 우수한 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 녹차, 인진쑥 및 솔잎으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 생약 추출물 및 비타민 C를 포함하는 식품 조성물에 관한 것으로, 본 조성물은 특히 활성산소에 대하여 우수한 항산화 활성을 지닐 뿐만 아니라 염증을 유발하는 사이클로옥시게네이즈(Cyclooxygenase)를 저해하는 항관절염 활성 및 치매의 원인중 하나인 베타-아밀로이드(β-amyloid) 생성에 관여하는 프로릴 엔도펩티데이즈 (Prolyl endopeptidase)를 저해하는 항치매 효과를 가지므로, 기능성 식품 및 식품 첨가물로서 유용하게 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 녹차, 인진쑥 및 솔잎의 수용성 추출물 및 비타민 C를 포함하는 기능성 식품 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 조성물이 자유라디칼(Free radical)을 소거하는 항산화 효과와 염증을 일으키는 사이클로옥시게네이즈(Cyclooxygenase EC 1.14.99.1; 이하 COX)를 저해하는 항관절염 활성 및 치매 원인 중 하나인 베타-아밀로이드(β-amyloid) 생성에 관여하는 프로릴엔도펩티데이즈(Prolyl Endopeptidase EC 3.4.21.26; 이하PEP)를 저해하는 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.
인간을 포함한 모든 호기성 생물체는 산소를 이용한 에너지 대사 과정에서 항상 발생하는 활성산소의 상해에 대하여 근본적으로는 자기방어 기구를 구비하고 있지만, 조직의 방어능을 초월한 활성산소의 생성은 최근 성인병이라 불려지는 관절염, 순환기장애 뿐만 아니라 치매 등과 같은 여러 질환의 원인이 되고 있다(Halliwell et al.,Drugs,42, pp569-605, 1991; Fukuzawa et al.,J. Act. oxyg. Free Rad,1, pp55-70, 1990).
흔히 유해산소라 불려지는 활성산소는 가장 안정한 형태의 산소인 삼중항산소(3O2)가 산화, 환원과정에서 환원되어 생성되는 일중항산소인 슈퍼옥사이드 음이온(Superoxide anion;1O2 -)과 과산화수소(H2O2), 하이드록시라디칼(·OH)과 같은 짝짓지 않은 상태의 자유 라디칼로서, 이들은 단백질, DNA, 효소 및 T 세포와 같은 면역계통의 인자를 손상시켜 질환을 일으킨다(Regnstrom et al.,Lancet,16, pp1183, 1992; Gey et al.,Am. Ac. J. Cin. Nutr, 53, pp326, 1991).
이러한 이유로 항산화제의 개발 연구가 활발히 진행되어 효소계열인 예방적 항산화제인 슈퍼옥사이드 디스무테이즈(Superoxide dismutase), 카탈레이즈 (Catalase), 글루타티온페록시데이즈(Glutathioneperoxidase) 등과 같은 항산화효소와 천연항산화제인 비타민 E, 비타민 C, 카로테노이드(Carotenoid), 글루타티온 (Glutathione) 및 합성 항산화제인 부틸히드록시아니졸(t-Butyl-4-hydroxyanisole;BHA), 디부틸히드록시톨루엔(3,5-(t-Butyl)-4-hydroxytoluene; BHT) 등 많은 항산화제가 알려져 있으나, 항산화효소는 나이가 들어서 늙어감에 따라 활성산소에 대한 방어능력이 감소되며, 합성 항산화제 경우 그의 변이원성 및 독성이 지적되면서 보다 안전하고 효력이 강한 천연 항산화제의 개발이 절실히 요청되고 있는 실정이다(Hatano et al.,Natural Medicines,49, pp359-363; Masaki et al.,Biol. Pharm. Bull,18, pp162-166, 1995).
관절염 치료에 흔히 사용되던 종래의 소염진통제는 세포에 COX 라는 효소를 통하여 프로스타글란딘(Prostaglandin; 이하 PG) 생성 대사를 억제함으로써 소염진통 효과를 나타낸다. COX는 2종류의 아이소폼(Isoform)을 가지고 있는데, COX-1은 염증 부위뿐만 아니라 정상적인 인체 여러 장기와 조직, 즉 위장관 또는 신장 등에서 PG의 물질을 생성하는 데에도 관여한다. 그러나 COX-2는 염증이 있는 부위에서만 작용하는 효소로 알려져 있다. 기존의 시중에서 판매되고 있는 비스테로이성 항염증제(Nonsteroidal anti-inflammatory drugs; 이하 NSAIDs)는 COX-1과 COX-2를 동시에 억제하거나 주로 COX-1을 억제하기 때문에 염증이 있는 조직뿐만 아니라, 장기간 복용시 간, 위장관 또는 신장 등의 기능유지에 필수적인 PG를 동시에 억제하여 많은 부작용을 야기하는 것으로 알려져 있다(Isselbcher et al.,Harrison's Principles of Internal Medicine,13th Ed2, pp1543-1711). 따라서, 최근 개발되고 있는 선택적 COX-2 억제제 (Selective COX-2 inhibitor)들은 기존의 소염진통제 효과를 그대로 유지하면서 부작용을 크게 감소시킬 수 있어, 현재 그 사용이 증가되고 있는 추세이며 앞으로도 좀 더 부작용이 적은 선택적 COX-2 억제제 개발이 필요한 실정이다.
알츠하이머병(Alzheimer's disease; 이하, AD) 환자들에게 공통된 특징은 대뇌피질의 위축, 부교감신경과 다른 신경세포의 퇴화, 노인반(Neuritic plaques)의 아밀로이드(Amyloid) 섬유축적, 신경섬유덩어리(Neurofibrillary tangles)의 존재 등의 특징을 가지고 있다.
PEP는 펩타이드(Peptide)의 프롤린(Proline)잔기에 높은 기질 특이성을 나타내는 세린 프로테이즈(Serine protease)의 일종으로 베타-아밀로이드 생산에 관여하는 효소로 알려져 있으며(Walter et al.,Science,176, pp827-829, 1971), AD환자와 정상인 비교시 PEP의 활성이 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 PEP를 저해하므로서 항치매효과를 기대할 수 있을 것이다.
한편, 차나무(Camellia sinensis)는 차나무과(Theaceae)에 속하며, 차나무의 어리고 연한 잎은 퓨린계 알칼로이드와 카페인을 주로 함유하고 있으며, 그 함유량은 1 내지 5 % 이다. 이 밖에 미량이기는 하지만, 테오브로민(theobromine), 테오필린(theophylline), 잔틴(xanthine)이 함유되어 있다. 차 잎의 탄닌은 주로 갈로일-l-에피갈로카테콜(galloyl-l-epigallocatechol)이며, 이는 카페인과 함께 함유되어 있다. 차 잎의 약리작용은 주로 잔틴 유도체(카페인 및 테오필린)에 의하여 생기고, 그 밖에 대량의 탄닌산을 함유하므로 항균 및 비타민 P와 같은 작용을 한다. 약리작용으로는 중추신경계를 흥분시켜 정신기능을 촉진하고, 사고력을 높이며 피로를 없애며 관상혈관을 확장하고, 이뇨작용이 있다(정 보섭 및 신 민교, 향약대사전, pp403-405, 영림사, 1998). 차나무의 어린 잎은 가공 방법에 따라서 향미가 다른 여러 종류의 차를 제조할 수 있는데, 예로서, 후발효, 발효, 반발효, 불발효 등의 제조공법에 따라 각각 보이차, 홍차, 우롱차, 철광음, 포종차, 녹차 등을 제조할 수 있다.
인진쑥은 국내 각지에서 자생하는 사철쑥(Artemisia capillaris Thunb)으로 그 어린 줄기와 잎을 인진호 (茵陳蒿)라 하여, 이담작용, 천식억제, 구충작용, 이뇨작용 등이 알려져 있으며, 그 성분으로는 스코파론(scoparone), 클로로겐산(chlorogenic acid), 카필린(capillin) 등이 알려져 있다(정 보섭 및 신 민교, 향약대사전, pp1016-1017, 영림사, 1998).
본 발명자는 우수한 항산화 효과를 지니는 천연물을 스크리닝하던 중에 (-)-카테친((-)-Catechin), (-)-에피갈로카테친 갈레이트((-)-Epigallocatechin gallate)를 다량 함유한 녹차와 그 외 항산화 물질을 다량 함유한 인진쑥, 솔잎 및 비타민 C를 배합할 경우, 우수한 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물로의 적용이 가능함을 밝혀내어, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 녹차, 인진쑥 및 솔잎 수용성 추출물 및 비타민 C로 이루어진 것을 특징으로 하는 항산화 효과 뿐만 아니라 항관절염, 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물을 제공한다.
도 1은 본 발명의 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 조성물 및 각 양성대조군의 지질과산화 억제 효과를 나타낸 도이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 녹차, 인진쑥 및 솔잎으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식물 추출물 및 비타민 C를 필수적으로 함유하는 기능성 식품 조성물을 제공한다.
구체적으로, 본 발명의 조성물은 녹차 수용성 추출물 20-75 중량 %, 인진쑥 수용성 추출물 10-60 중량 %, 솔잎 수용성 추출물 10-60 중량 %, 바람직하게는 녹차 수용성 추출물 40-70 중량 %, 인진쑥 수용성 추출물 14-40 중량 %, 솔잎 수용성 추출물 14-40 중량 %의 조성비를 갖는 식물 추출물 및 비타민 C 2-10 중량 %로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 조성물은 상기 식물 추출물 외에 추가적으로 미나리, 가시오가피, 모과, 어성초 및 생강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물 추출물 및 비타민 C를 포함한 조성물로 제조될 수 있다.
본 발명은 녹차, 인진쑥 또는 솔잎을 80 내지 110 ℃에서 1 내지 5시간 열수 추출한 후, 고형분이 10 내지 40 %가 되도록 농축 후 건조한 건조 농축물과 비타민C를 배합하여 이루어진 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 녹차, 인진쑥, 솔잎 추출물 및 비타민 C를 필수적으로 포함하는 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 갖는 식품첨가제를 제공한다.
상기 식품첨가제는 식품 총 중량에 대하여, 0.01 중량 % 내지 20 중량 %로 포함될 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 사용된 녹차, 인진쑥 및 솔잎 추출물을 제조하기 위해서,
구체적으로는, 녹차, 인진쑥 또는 솔잎을 세척 후, 그늘에서 충분히 건조시키고 세절하거나 분쇄한 다음, 무게(㎏)의 약 1배 내지 30배의 물, 메탄올, 에탄올과 같은 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매, 바람직하게는 물로 20 내지 120 ℃, 바람직하게는 100 내지 110 ℃ 추출온도에서 약 1시간 내지 2일, 바람직하게는 약 2시간 내지 12시간 동안, 1회 내지 10회, 바람직하게는 2회 내지 5회 반복적으로 열수추출, 초음파 추출, 환류냉각 추출 등의 추출방법, 더욱 바람직하게는 80 내지 110 ℃에서 1 내지 5시간 열수 추출 방법에 의하여 물, 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매에 따른 가용추출물인 조추출물을 수득하여 여과하고, 감압농축 또는 진공농축하여 추출농축액을 수득할 수 있으며, 부가적으로 동결 건조시켜 분말형태로 수득된다.
상기의 제조방법으로 수득된 추출물들을 본 발명의 식품조성물에 사용할 수 있으며, 구입하여 사용할 수도 있으며, 추출물은 20 내지 90 % 의 고농축액의 형태 또는 분말형태로 본 식품조성물에 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 녹차 수용성 추출물 40-60 중량 %, 인진쑥 수용성 추출물 17.5-25 중량 %, 솔잎 수용성 추출물 17.5-25 중량 % 및 비타민 C 5-10중량 %로 구성된다.
본 발명의 기능성 식품 조성물은 건강을 위한 식품, 음료, 또는 음료첨가제로 사용할 수 있으며, 상기 기능성 조성물은 식품 총 중량에 대하여 0.01 % 내지10 중량%로 물에 혼합하여 항산화 효과, 관절염 또는 치매 예방을 목적으로 한 기능성 음료 또는 상기 조성 성분을 건조 분말화하여 충진한 연질 또는 경질 캡슐제의 형태로 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 유효성분을 포함하는 조성물은 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 위한 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 캔디, 과자류, 차, 비타민 복합제, 건강기능 식품류 등이 있다.
본 발명의 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 생약을 함유하는 것 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20 g, 바람직하게는 약 5 내지 12 g이다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러가지 영양제, 비타민류, 광물(전해질), 식이성분, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제,pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 본 발명은 요쿠르트 등의 유산균 제제 음료 또는 페이스트 등의 혼합제로 사용할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 녹차 수용성 추출물, 인진쑥 수용성 추출물, 솔잎 수용성 추출물 및 비타민 C는 독성 및 부작용은 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있다.
본 발명의 녹차 수용성 추출물, 인진쑥 수용성 추출물, 솔잎 수용성 추출물 및 비타민 C를 함유하는 식품 조성물은 관절염 및 치매를 예방하기 위한 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중에 본 발명의 상기 식품 조성물의 양은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 30 중량 %로 가할 수 있으며, 음료 조성물에는 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 30 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 본 발명의 식품조성물을 가할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 녹차 수용성 추출물, 인진쑥 수용성 추출물, 솔잎 수용성 추출물 및 비타민 C를 필수적으로 함유하는 식품 조성물이 제과·제빵, 면 종류, 두부, 육가공류, 김치를 포함한 발효식품 등의 식품가공 생산공정 과정이나 완제품 상에서 5 내지 50,000 ppm의 농도로 첨가되어, 항산화제의 작용으로 보존기간 및 유통기간이 연장되는 효과가 있는 천연보존료 기능을 갖는 식품첨가물을 제공한다.
또한, 본 발명은 식품첨가제를 식품에 살균제, 향신료, 조미제, 여러가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등 또는 식품소재의 필수원료로 사용하는 것을 특징으로 하는 식품첨가제의 이용방법을 제공한다.
이 때 식품첨가제는 식품에 침지, 분무 또는 혼합하여 상기 식품에 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
상기 식품은 과일, 야채, 과일이나 야채의 건조제품이나 절단제품, 과일쥬스, 야채쥬스, 이들의 혼합쥬스이거나 산성음료수를 포함하는 음료류, 쿠키, 사탕, 카라멜, 껌 등과 같은 제과류, 제빵류, 아이스크림 제품류, 다(茶)류, 요구르트와 같은 발효유식품, 유가공식품, 양념류, 주류, 통조림 또는 병조림류, 면류, 축산가공식품, 수산가공식품, 미생물발효식품, 두류식품, 곡류식품, 육가공류, 감초류, 허브류 중 어느 하나 또는 하나 이상이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 필수 식물 추출물 제조예
(주)농림생약에서 구입한 녹차, 솔잎 및 인진쑥을 각각 30 g씩을 물 600 ㎖에 넣고 110 ℃에서 3시간 열수 추출을 하여 열수 추출물을 얻었고 이를 진공농축기로 고형분이 30 %가 될 때까지 농축하고, 그 농축물을 동결 건조하여 완성된 녹차, 솔잎 및 인진쑥을 각각 2.5, 2.3 및 2.8g 건조 분말을 제조하였다.
실시예 2. 기타 식물 추출물 제조예
각 30 g씩의 미나리, 가시오가피, 모과, 어성초, 생강 및 양파를 상기 실시예 1에 기재된 제조공정과 동일한 과정을 거쳐 그 건조분말들을 각각 2.1, 1.8, 2.5, 2.8, 3.0 및 2.5g 건조 분말을 제조하였다.
실시예 3. 기능성 식품 조성물 제조예 1
상기 실시예 1에서 제조된 녹차, 인진쑥, 솔잎 수용성 추출물 및 비타민 C (Roche사)를 고형분 함량% 기준으로 각각 60 %, 17.5 %, 17.5 % 및 5 %로 배합하여 본 발명의 식품 조성물 (1)을 제조하였다.
실시예 4. 기능성 식품 조성물 제조예 2
상기 실시예 1에서 제조된 녹차, 인진쑥, 솔잎 수용성 추출물 및 비타민 C를 고형분 함량% 기준으로 각각 55 %, 15 %, 35 % 및 5 %로 배합하여 본 발명의 식품 조성물 (2)을 제조하였다.
실험예 1. 본 발명의 각 식물 추출물 및 비타민 C의 항산화 효과 실험
본 발명에서 사용된 실시예 1 및 실시예 2의 식물 추출물 및 비타민 C의 항산화 효능을 확인하기 위하여, 자유 라디칼인 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl; 이하 DPPH)을 이용하여 그 효과를 실험하였다.
DPPH는 2 ×10-4M 농도가 되도록 에탄올에 용해시켜 사용하였다. DPPH 1.5 ㎖, 실시예 1 또는 실시예 2의 추출물 시료(1000 ppm-30 ppm) 또는 비타민 C(1000 ppm)를 각각 0.15 ㎖, 증류수 1.35 ㎖을 첨가하여 30분간 실온에서 반응시킨 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 소거 효과는, 하기와 같은 수학식 1을 이용하여 계산된 DPPH 라디칼 소거활성 값이 50 % 이상인 시료에 대해서 IC50(50 % Inhibitory activity)를 비교하였다.
Acontrol: 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Asample: 시료를 첨가한 반응군의 흡광도
Bcontrol: DPPH를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Bsample: DPPH를 첨가하지 않은 반응군의 흡광도
그 결과, 하기 표 1에는 9가지 식물 추출물과 비타민 C(Roche사, Switzerland) 각각 1000 ppm 농도에서 DPPH를 이용한 자유라디칼의 소거 효과를 측정한 것을 나타내었고, 하기 표 2에는 DDPH를 이용한 자유라디칼 소거 효과가 탁월한 녹차, 인진쑥, 솔잎 및 비타민 C에 대하여 그 항산화효과를 IC50값으로 나타내었다.
| DPPH 라디칼 소거활성 (%) | |
| 녹차 | 95.03 |
| 인진쑥 | 85.43 |
| 솔잎 | 66.05 |
| 미나리 | 34.19 |
| 가시오가피 | 38.35 |
| 모과 | 43.60 |
| 어성초 | 24.87 |
| 생강 | 44.22 |
| 양파 | 41.23 |
| 비타민 C | 95.93 |
| DPPH 라디칼 소거활성 (IC50ppm (μM)) | |||
| 녹차 | 인진쑥 | 솔잎 | 비타민 C |
| 5.46 | 22.50 | 35.96 | 3.86 (21.93) |
실험예 2. 본 발명의 기능성 식품 조성물의 항산화 효과 실험
상기 실험예 1에서 얻은 결과를 참조하여 녹차, 인진쑥, 솔잎 수용성 추출물및 비타민 C를 배합한 실시예 3의 기능성 식품조성물과, 양성 대조군으로 비타민 C, 피크노제놀(Pycnogenol; Horphag사, Switzerland), 비타민 E(Sigma사, USA, T-3251), (±)-카테친((±)-Catechin; Sigma사, USA, C-1788), 베타-카로틴(β-Carotene; Sigma사, USA, C-4582), 아스타산틴 (Astaxanthin; Sigma사, USA, A-9335)에 대하여 위와 동일한 방법으로 DPPH를 이용한 자유라디칼 소거 효과를 IC50값으로 구하여 비교하였다.
실험 결과, (±)-카테친이 가장 좋은 DPPH 라디칼 소거 효과를 나타내었고 기존의 비타민 E, 베타-카로틴, 아스타산틴보다 본 발명의 실시예 3의 기능성 조성물이 더 뛰어난 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다(표 3 참조).
| DPPH 라디칼 소거활성 (IC50ppm (μM) | ||||||
| 실시예 3의 기능성조성물 | 비타민 C | 피크노제놀 | 비타민 E | (±)-카테친 | β-카로틴 | 아스타산틴 |
| 6.89 | 3.86 (21.93) | 6.38 | 9.97 (23.14) | 3.24 (11.17) | 〉50(〉93.12) | 8.83 (14.79) |
실험예 3. 슈퍼옥사이드 음이온(Superoxide anion) 라디칼 소거 효과
슈퍼옥사이드 음이온(anion) 라디칼 소거 효과 측정은 슈퍼옥사이드 디스무테이즈(Superoxide dismutase; SOD) 활성 검출 키트 (Wako사, Japan, 435-70601) 방법을 변형하여 사용하였다.
실시예 3의 기능성 조성물 또는 양성대조군의 시료 0.05 ㎖(500 ppm - 30ppm), 발색액 (0.4 mM 크산틴(Xanthin) + 0.1 M 인산염완충용액(Phpsphate buffer, pH 8.0) + 0.24 mM 니트로블루테트라졸리움(Nitroblue tetrazolium; NO2-TB)) 0.5 ㎖, 효소액 (0.048 unit/㎖ 크산틴옥시데이즈(Xanthine oxidase, from Butter milk) 용액 + 0.1 M 인산염완충용액(pH 8.0) 0.5 ㎖를 첨가하고 잘 혼합하여 37 ℃에서 20 분간 반응시킨 후, 반응정지액 (69 mM 소디움도데실 설페이트(Sodium dodecyl sulfate)) 1 ㎖를 첨가하여 효소반응을 정지시키고 560 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로 비타민 C, 피크노제놀, 비타민 E, (±)-카테친, 베타-카로틴, 아스타산틴을 사용하였고, 자세한 실험방법은 하기 표 4와 같으며, 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 소거 효과는 하기 수학식 2와 같이 계산하여 IC50값으로 비교하여 하기 표 5에 나타내었다.
= ((Acontrol-Bcontrol) - (Asample-Bsample)) / (Acontrol-Bcontrol) ×100
| 본 검 | 맹 검(Blank) | |||
| 반응군 | 대조군 | 반응군 | 대조군 | |
| 시료 | 0.05 ㎖ (시료) | 0.05 ㎖(시료를 용해한 용매) | 0.05 ㎖(시료) | 0.05 ㎖(시료를 용해한 용매) |
| 발색액 | 0.5 ㎖ | 0.5 ㎖ | 0.5 ㎖ | 0.5 ㎖ |
| 효소액 | 0.5 ㎖ | 0.5 ㎖ | - | - |
| 완충용액 | - | - | 0.5 ㎖ | 0.5 ㎖ |
| 37 ℃에서 20분간 가온 | ||||
| 반응정지액 | 1.0 ㎖ | 1.0 ㎖ | 1.0 ㎖ | 1.0 ㎖ |
| 잘 흔들어 섞은 후, 물을 대조군으로 560nm에서 흡광도 측정 | ||||
| 흡광도 | Asample | Acontrol | Bsample | Bcontrol |
하기 표 5에서 볼 수 있는 것처럼, ppm 단위로 비교시, 실시예 3의 기능성 식품조성물이 가장 좋은 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼 소거 효과를 나타내었고 피크노제놀보다는 약 2배, 비타민 C보다는 약 5배, 아스타산틴보다는 약 17배 높은 효과를 나타내었으며 비타민 E와 베타-카로틴은 소거 효과를 거의 나타내지 못하였다.
| 슈퍼옥사이드 음이온(1O2 -) 소거 활성 (IC50ppm (μM) | ||||||
| 실시예 3의 기능성조성믈 | 비타민 C | 피크노제놀 | 비타민 E | (±)-카테친 | β-카로틴 | 아스타산틴 |
| 1.17 | 6.36 (36.13) | 2.26 | 〉24.39(〉56.60) | 3.22 (11.09) | 〉24.39(〉45.43) | 20.48 (34.31) |
실험예 4. 지질과산화 억제 효과 측정
본 발명의 기능성 조성물의 지질과산화 억제능을 확인하기 위하여 하기와 같이 실험하였다. 이 때, 티오시안산염 철(Ferric-Thiocyanate; FTC) 방법을 이용한 지질과산화 억제 효과는 다케시 등의 문헌(Takeshi et al,Food Chemistry,75, pp237-40, 2001)에 기재된 실험 방법을 응용하여 사용하였다.
실시예 3의 기능성 조성물 및 양성대조군의 각 시료 0.2 ㎖, 0.2 M 인산나트륨염완충용액(Sodium phosphate buffer, pH 7.0) 0.5 ㎖, 에탄올로 용해한 2.5 % 리놀렌산(Linoleic acid) 0.5 ㎖, 0.1 M 2,2'-아조비스-2-아미디노프로판-디하이드로클로라이드(2,2'-Azobis-2-amidinopropane-dihydrochloride; 이하 AAPH) 50 ㎕ 를 혼합한 후, 37 ℃ 암소에서 반응시키면서 100분, 200분 후에 반응중인 시료 용액 0.1 ㎖을 75 % 에탄올 9.7 ㎖, 30 % 암모니움티오시안산염(Ammonium thiocyanate salt) 0.1 ㎖, 3.5 % 염산용액(HCl)으로 용해한 20 mM 염화제일철 (FeCl2)을 첨가하여 3분 동안 잘 혼합한 뒤 500 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로는 비타민 C, 피크노제놀, 비타민 E, (±)-카테친, 베타-카로틴, 아스타산틴을 사용하였다. 지질과산화 억제 활성(%)은 하기 수학식 3을 이용하여 계산하였다.
Acontrol: 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Asample: 시료를 첨가한 반응군의 흡광도
Bcontrol: 리놀산을 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Bsample: 리놀산을 첨가하지 않은 반응군의 흡광도
그 결과, 비타민 E가 100분, 200분에서 가장 뛰어난 지방과산화 억제 효과를나타내었고, 기능성조성물은 비타민 E와 (±)-카테친보다는 약간 낮은 억제 효과를 나타내었으나 다른 양성 대조군보다는 우수한 억제 효능을 나타내었다(도 1 참조).
실험예 5. 하이드록시라디칼 소거 효과 측정
본 발명의 기능성 조성물의 하이드록시 라디칼 소거 효과를 확인하기 위하여 하기와 같이 실험하였다. 이 때, 하이드록시 라디칼 소거 효과는 하이드록시 라디칼로 인한 2-데옥시리보즈(2-Deoxyribose)의 산화 저해율을 측정하는 것으로, 다케시 등의 문헌(Takeshi et al.,Food Chemistry, pp29-33, 2003)의 방법을 변형하여 사용하였다.
먼저, 10 mM 황산제일철(FeSO4)-EDTA 150 ㎕, 10 mM 2-데옥시리보즈 150 ㎕, 실시예 3의 기능성 조성물 또는 양성대조군 시료용액 300 ㎕, 0.2 M 인산나트륨염완충용액(Sodium phosphate buffer, pH 7.0) 450 ㎕, 10 mM 과산화수소(H2O2) 150 ㎕, 증류수 300 ㎕를 첨가하였다. 이 반응은 H2O2를 첨가함으로써 반응이 시작된다. 37 ℃에서 4시간 반응시킨 후 2.8 % 트리클로로아세트산(Trichloroacetic acid) 750 ㎕와 1.0 % 트리바비튜릭산(Tribarbituric acid) 750 ㎕를 첨가하여 반응을 중지시키고 10분간 끓이고 식혀 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이 때, 양성 대조군으로 증류수에 용해되는 비타민 C와 피크노제놀을 사용하였으며, 알코올 또는 디메틸설폭시드(Dimethyl sulfoxide, DMSO)에 용해되는 시료(비타민 E, (±)-카테친, 베타-카로틴, 아스타산틴)는 증류수로 용해한 시료보다 하이드록시라디칼이 적게생성되어 양성대조군에서 제외시켰다. 하이드록시라디칼 소거 효과는 하기 수학식 4를 이용하여 계산하였다.
= ((Acontrol-Bcontrol) - (Asample-Bsample)) / (Acontrol-Bcontrol) ×100
Acontrol: 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Asample: 시료를 첨가한 반응군의 흡광도
Bcontrol: 과산화수소를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Bsample: 과산화수소를 첨가하지 않은 반응군의 흡광도
그 결과, 하기 표 6에서 볼 수 있는 것처럼, 비타민 C는 200 ppm에서도 80 % 이상 저해효과를 나타내었고, 기능성 조성물은 2,000 ppm에서 피크노제놀보다 약 14 % 높은 억제 효과를 나타내었다.
| 농도 (ppm) | 하이드록시라디칼(·OH) 소거활성 (%) | |||
| 시료농도 | 전체반응시료농도 | 실시예 3의 기능성조성물 | 비타민 C | 피크노제놀 |
| 10,000 | 2,000 | 82.97 | 96.39 | 57.64 |
| 1,000 | 200 | 15.56 | 85.14 | -6.61 |
실험예 6. COX-1, COX-2 효소 저해효과 측정
본 발명의 기능성 조성물의 염증관여 효소인 COX-1, COX-2 효소에 대한 저해효능을 확인하기 위하여 하기와 같이 실험하였다. 이 때, 사이클로옥시게네이즈 저해 효과는 프로스타글란딘 G2(PG G2)에서 프로스타글란딘 H2(PG H2)로 환원되는 동안 N,N,N',N'-테트라 메틸 -p-페닐렌디아민(이하, TMPD라 함)의 산화율을 측정한 것으로 친타쿤타 등의 문헌(Chintakunta et al.,Eur. J. Med. Chem., 37. pp339-347, 2002)에 기재된 방법을 변형하였다.
1 ㎖ 속에 100 mM 트리스(Tris)-HCl 완충액 (pH 8.0), 3 μM EDTA, 15 μM 헤마틴(Hematin), 150 단위(units) 효소 (COX-1 or COX-2, Sigma사, USA, 각각 C-0733,C-0858), 실시예 3의 기능성 조성물 및 기타 각 시료를 30 pppm-3ppm 혼합하고 25 ℃에서 15분간 전반응시킨 후, TMPD와 100 μM 아라키돈산(Aarachidonic acid)를 첨가하여 603 nm에서 25초 동안 TMPD가 산화되는 초기속도를 측정한 값을 하기 수학식 5를 이용하여 IC50값으로 나타내었다.
= ((Acontrol-Bcontrol) - (Asample-Bsample)) / (Acontrol-Bcontrol) ×100
Acontrol: 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Asample: 시료를 첨가한 반응군의 흡광도
Bcontrol: 아라키돈산을 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Bsample: 아라키돈산을 첨가하지 않은 반응군의 흡광도
그 결과, 기능성 조성물의 염증관여 효소 저해효과는 COX-2 저해활성이 선택적인 COX-2 저해제인 셀레코십(Celecoxib)과 로페코십(Rofecoxib)과 비교시, 1/100배 이상 (0.01/11.67 그리고 0.1/11.67), NSAIDs계열인 인도메타신(Indomethacin)보다는 1/4.5배 (2.79/11.67)에 해당하는 것으로 나타났다. 그러나 기능성 조성물의 COX-1 저해 활성은 인도메타신과 비교시 약 100배 활성이 떨어지고 COX-2 IC50/COX-1 IC50비가 약 26배 떨어지는 것으로 보아 NSAIDs계열인 인도메타신보다는 선택적으로 COX-2를 저해하는 경향을 나타내어 부작용이 적은 염증치료에 쓰일 수 있을 것으로 사료된다(표 7 참조).
| COX 저해활성 (IC50ppm (μM)) | IC50의 비COX-2/COX-1 | ||
| COX-1 | COX-2 | ||
| 실시예 3의기능성 조성물 | 2.24 | 11.67 | 5.209 |
| *셀레코십 | 4.07 (10.7) | 0.01 (0.036) | 0.002 (0.00336) |
| *로페코십 | 〉157.18 (〉500) | 0.10 (0.321) | 0.0006 (0.0006) |
| *인도메타신 | 0.02 (0.067) | 2.79 (7.8) | 139.5 (116.4) |
| *:Eur. J. Med. Chem3. 339-347. (2002) 내의 내용 |
실험예 7. PEP 효소 저해효과 측정
본 발명의 기능성 조성물의 치매 관련효소인 프로릴 엔도펩티데이즈 효소(PEP)에 대한 저해효능을 확인하기 위하여 하기와 같이 실험하였다. 이 때, PEP 저해 효과 측정은 기무라 등의 문헌(Kimura et al.,Agri. Biol, Chem., 54(11), pp3021-3022, 1990)에 기재된 방법을 이용하였다.
먼저, 0.1 M 트리스-HCl (pH 7.0) 0.84 ㎖, PEP (0.1 unit/㎖, Seikagakukougyo Co., Japan, 120125) 0.05 ㎖, 실시예 3의 기능성 조성물 및 각 시료 0.01 ㎖을 혼합한 후 30 ℃에서 5분 동안 전반응시키고, 40 % 1,4-디옥산(Dioxane)용액에 용해시킨 2 mM Z-Gly-Pro-pNA (Seikagakukougyo Co., Japan, 451004) 0.1 ㎖을 첨가하여 30 ℃에서 30분간 반응시키고 반응정지액 (10 g 트리톤(Triton)-X)/95 ㎖ 1 M 초산염완충용액(Acetate buffer) pH 4.0) 0.5 ㎖ 첨가하여 효소 반응을 정지시킨 후, 410 nm에서 흡광도를 측정하여 하기 수학식 6을 이용하여 효소 저해 활성을 IC50값으로 나타내었다.
Acontrol: 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Asample: 시료를 첨가한 반응군의 흡광도
Bcontrol: 2 mM Z-Gly-Pro-pNA을 첨가하지 않은 대조군의 흡광도
Bsample: 2 mM Z-Gly-Pro-pNA을 첨가하지 않은 반응군의 흡광도
그 실험결과는 하기 표 8에 나타낸 것처럼, 실시예 3의 기능성 조성물의 PEP 효소저해 효과를 천연물 유래의 PEP 저해제로 알려져 있는 스타우로스포린 (Staurosporine, 분자량 466)과 프로페틴(Propetin, 분자량 2322)이 PEP효소를 저해하는 효과가 기재된 문헌들(Kimura et al.,Agri.. Biol. Chem., 54(11), pp3021-3022, 1990); Kimura et al.,The Journal of Antibiotics, 50, pp373-378, 1997))의 효과 데이터와 비교시, 실시예 3의 조성물의 저해율이 스타우로스포린 저해율의 약 1/13배 (0.359/4.55), 상대적으로 분자량이 큰 프로페틴의 저해율보다는 약 1/1.8배 (2.55/4.55)를 갖는 결과를 나타냈다.
| PEP 저해 활성 (IC50ppm (μM)) | ||
| 실시예 3의 기능성조성물 | *스타우로스포린 | **프로페틴 |
| 4.55 | 0.359 (0.77 μM) | 2.55 (1.1 μM) |
| * Agri.. Biol. Chem.54(11), 3021-3022, 1990 내의 내용** The Journal of Antibiotics50, 373-378, 1997 내의 내용 |
하기에 상기 기능성 식품 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 캡슐제의 제조
실시예 3의 기능성 조성물.............100 ㎎
유당.................................50 ㎎
전분.................................50 ㎎
탈크.................................2 ㎎
스테아린산마그네슘...................적량
통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.
제제예 2. 건강음료의 제조
실시예 3의 기능성 조성물..................1000 ㎎
구연산....................................100 ㎎
올리고당..................................100 g
정제수를 가하여 전체......................900㎖
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다.
이상 상기 실시예 및 실험예들을 통하여 설명된 바와 같이, 본 발명의 기능성 식품 조성물은 뛰어난 항산화 효과뿐만 아니라 항관절염 및 항치매 효과를 나타냈으므로 관절염이나 치매를 예방할 수 있는 기능성 음료, 건강 기능식품 등의 기능성 식품 분야에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
Claims (8)
- 녹차, 인진쑥 및 솔잎으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식물 추출물 및 비타민 C를 필수적으로 함유하는 항산화 효과와 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물.
- 제 1항에 있어서, 녹차 수용성 추출물 20-75 중량 %, 인진쑥 수용성 추출물 10-60 중량 %, 솔잎 수용성 추출물 10-60 중량 % 및 비타민 C 2-10중량 %로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
- 제 2항에 있어서, 녹차 수용성 추출물 40-70 중량 %, 인진쑥 수용성 추출물 14-40 중량 %, 솔잎 수용성 추출물 14-40 중량 % 및 비타민 C 2-10 중량 %로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
- 제 1항에 있어서, 제 1항의 식물 추출물 외에 추가적으로 미나리, 가시오가피, 모과, 어성초 및 생강으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물 추출물을 함유함을 특징으로 하는 식품 조성물.
- 녹차, 인진쑥 또는 솔잎을 80 내지 110 ℃에서 1 내지 5시간 열수 추출한 후, 고형분이 10 내지 40 %가 되도록 농축 후 건조한 건조 농축물과 비타민 C를 배합하여 이루어진 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 지니는 기능성 식품 조성물.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 건강 음료 또는 음료 첨가제로 사용됨을 특징으로 하는 식품 조성물.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 캡슐제 형태인 식품 조성물.
- 녹차, 인진쑥, 솔잎 추출물 및 비타민 C를 필수적으로 포함하는 항산화, 항관절염 및 항치매 효과를 갖는 식품첨가제.
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