KR20050110456A - 면역항상성을 갖는 키토산 및 이를 이용한 면역증강제 - Google Patents
면역항상성을 갖는 키토산 및 이를 이용한 면역증강제 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 면역항상성을 갖는 키토산 및 이를 이용한 면역증강제에 관한 것으로, 백혈구내 임파구의 비율을 증가시켜 과립구(granulocyte)와 임파구(lymphocyte)의 항상성을 유지함으로써 면역기능을 유지 또는 증강시키는 키토산 분자량 범위를 스크리닝하고 이를 식품 또는 의약품에 첨가함으로써 면역 항상성을 유지시키는 면역증강제에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 분자량이 5,000 내지 200,000의 키토산염은 혈중 백혈구에서 임파구와 과립구의 비율을 일정한 범위로 유지시킴으로써 면역력을 증강시키는 효과가 있으며, 이를 첨가한 식품 또한 동일한 면역증강의 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 면역항상성을 갖는 키토산 및 이를 이용한 면역증강제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백혈구 중 임파구의 비율을 증가시켜 과립구(granulocyte)와 임파구(lymphocyte) 수의 비율에 항상성을 유지함으로써 면역기능을 유지 또는 증강시키는 키토산 분자량 범위를 스크리닝한 것으로 이를 식품 또는 의약품에 첨가함으로써 면역 항상성을 유지시키는 면역증강제에 관한 것이다.
키토산은 게나 새우등의 갑각류, 곤충류의 껍질에서 추출된 천연 고분자 다당체로서 분자량이나 염의 종류, 탈아세틸화도를 달리한 많은 종류가 제조 유통되고 있다. 그 기능 또한 항균성, 보습성 및 응집성이 높고 지방흡착, 콜레스테롤 배설, 항균성, 면역증강, 식이 섬유질 기능 등 다양하여 농업, 축산, 식품, 화장품, 의약, 의료용 재료, 생화학, 환경오염물질 제어, 펄프 제지분야 등 여러 분야에 응용되고 있다. 특히 기능성 식품에 대한 관심이 급증하면서 다양한 기능을 갖는 키토산을 이용하여 키토산 쌀, 키토산 김치, 키토산 젓갈 또는 키토산을 첨가한 김 등이 생산되어 국내 시장 뿐 아니라 미국, 캐나다, 호주 등에 수출하여 외화를 벌어들이고 있다. 이러한 식품에 적용된 키토산의 기능으로서는 지방흡착, 콜레스테롤 배설, 항균성, 대식세포의 수를 부활시켜 면역력을 증강시키는 기능 및 식이 섬유질 기능 등이 알려져 있다.
한편, 동물들의 면역시스템은 자율신경계의 지배하에 있는데 스트레스를 받으면 그 스트레스를 받는 장기에 자율신경 조절이 실조되어 혈액 중 면역세포의 수 즉, 백혈구의 수에 변화를 일으킨다. 백혈구는 크게 과립구와 임파구 2가지로 나누어지며, 이들이 적절한 비율을 유지하면서 면역기능을 수행한다. 과립구는 주로 진균, 대장균 등 덩치가 큰 세균을 제거하는 역할을 담당하며, 임파구는 미세한 세균, 바이러스와 암세포를 제거하는 역할을 담당한다. 그러나, 몸이 피로하거나 스트레스를 받을 경우 교감신경이 긴장을 하게 되고 과립구의 수를 증가시킨다. 과립구는 체내에 침입한 세균을 살상하는 중요한 일을 하지만 너무 많아지면 몸에 해를 입힌다. 과잉 생산된 과립구는 진균 등을 과량으로 살상하고 역할을 다 한 후에 혈액을 타고 점막에 붙기도 하고 죽을 때는 활성산소가 만들어진다. 이 활성산소가 지나치게 많아지면 조직파괴가 확산되고 위나 장의 점막이 파괴되어 위암이나 대장암, 폐암, 자궁암등을 일으킨다. 임파구의 활동이 억제되어 바이러스성 질환과 암에 걸리기 쉽게 되며, 몸이 지나치게 안정이 될 경우에는 임파구가 비정상적으로 증가해 아토피성 피부염, 기관지천식, 알레르기성 비염 등 알레르기 질환을 일으키며, 바이러스의 침입에 과잉반응을 보여 가벼운 감기에도 심한 고열과 염증을 일으키게 된다. 따라서, 백혈구내 임파구와 과립구의 비율을 일정하게 유지시킴으로써, 면역력을 증강시킬 수 있으며 질병을 예방할 수 있다.
지금까지 키토산의 면역력 향상 기능이 있다고 하고 있으나, 이들은 키토산을 혈중에 주사하여 메크로파지 수를 늘려서 면역력을 증강시키도록 하고 있으며, 여기에 사용된 키토산은 분자량 2,500이하의 키토산 올리고당으로서 식품이 아니다. 기능성 식품에 의한 즉, 경구 투여에 의한 키토산의 면역증강 기능에 대한 연구가 필요하나 실제 키토산의 체내 흡수가 용이하지 않아 그 기능을 설명하기가 어렵고 큰 효과를 기대하기 어렵다. 따라서, 키토산을 기능성 식품으로써의 기능을 표현하려면 주로 경구 투여에 의하여 이루어지고 있으므로 경구 투여에 의한 실제적인 면역증강에 관여하는 연구데이터가 필요한 실정이다.
또한 키토산은 고기능성 섬유질로 음식에 의해 장기에 주는 스트레스 억제 기능을 할 수 있다. 키토산으로 스트레스를 억제시키고 자율신경 조절기능을 항진시키며 이로 인하여 혈중 임파구의 수를 일정하게 유지하는 것에 기여하여 면역항상성을 유지 또는 증강시키는 특정한 분자량 범위의 키토산을 스크리닝하는 것이 요구된다.
이에 본 발명은 키토산이 백혈구내 임파구와 과립구의 수를 일정비율로 유지시키고 있음을 밝혀내고 이러한 방법으로 면역력의 유지 및 증강을 가장 유의성 있게 발현시키는 키토산 분자량 범위를 스크리닝하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 면역항상성을 갖는 키토산이 첨가되어 백혈구수를 조절함으로써 면역력을 증강시키는 면역증강제를 얻는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 면역항상성을 갖는 키토산은 키토산염(수용성 키토산)을 함유하는 용액으로 상기 키토산의 분자량이 5,000 내지 200,000이며 혈중 백혈구에서 임파구의 비율이 30 내지 45% 및 과립구의 비율이 50 내지 65%의 범위로 유지시킴을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 면역증강제는 혈중 백혈구에서 임파구의 비율을 30 내지 45%및 과립구의 비율을 50 내지 65%의 범위로 유지시키는 키토산염을 도포 또는 침적 등의 방법으로 첨가된 것으로, 멸치, 새우 또는 오뎅, 어묵, 쥐포 등의 건어물을 포함하는 식품, 기능성 음료 또는 의약품등으로 그 범위는 특별히 제한되지 않는다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명자는 식품의 기능성 신소재로 알려진 키틴이나 키토산, 또는 키틴질로부터 얻어진 키틴이나 키토산을 화학적 처리 또는 효소적 처리하여 얻어진 분자량 5,000 내지 200,000의 키토산염이나 키토산 올리고당을 함유하는 용액이 백혈구내 임파구와 과립구의 수를 일정하게 유지함으로써 면역항상성을 갖거나 면역증강의 효과가 있음을 실험을 통해 확인하였다.
키틴질은 다음 화학식(1)로 표시되는 키틴(N-아세틸-D-글루코사민)과 화학식(2)로 표현되는 키토산(D-글루코사민)으로 구성되어 있고, 갑각류, 곤충류, 패류 등의 세포벽이나 외피 골격을 구성하고 있는 물질이다. 키틴, 키토산의 안전성은 그 분해물인 수용성 저분자 및 올리고당과 함께 이미 입증되었으며, 특히 화학식(2)로 표현되는 키토산은 아미노기(NH3
+)의 양이온(+)이 음이온(-)을 갖는 미생물 등과 정전기적 이온결합을 통하여 미생물의 생육을 저하시키는 항균 역할을 할 뿐 아니라 식품 중에 포함된 염분을 섭취하게 될 경우 고혈압을 유발할 가능성이 높기 때문에 소금의 염소(Cl-)이온과 결합하여 염소이온을 체외로 배설시키는 역할을 한다. 이와 같은 염소배설작용을 통하여 과다한 염분 섭취를 억제할 뿐 아니라 기타 유해한 음이온성 노폐물을 체외로 배설시켜 성인병 예방에 효과적이다.
본 발명에 따른 키토산염 또는 키토산 올리고당은 키틴 또는 키토산을 화학적 또는 효소적 처리 방법으로 N-아세틸-D-글루코사민이나 D-글루코사민의 중합도가 1 내지 15개 사이가 되도록 분해시킨 것으로, 그 물성이 모든 pH에서 수용성의 물질을 의미한다. 여기서, 화학적 처리 방법의 예로는 정제된 키틴 또는 키토산에 다량의 염을 첨가하여 가수분해한 후 중화하여 불용물을 제거하는 것을 들 수 있고, 효소적 처리 방법의 예로는 무기산 또는 유기산을 첨가하여 키토산을 용해시킨 후, 정제된 분해효소를 첨가하여 분해하고 중성에서 불용물인 키토산을 제거하는 것을 들 수 있다.
또한, 분해시 사용되는 산은, 분해효소가 최적 조건에서 키토산이 분해되도록 불용성의 키토산을 용해시키기 위하여 첨가되는 것으로, 염산, 초산, 구연산, 젖산, 아스코르빈산, 사과산, 등을 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 효소분해는 에어로모나스 속(Aeromonas) 또는 바실러스 속(Bacillus SP) 기원의 미생물에서 수득한 효소를 사용하여 24시간 이상 분해시킨 후, 70℃ 이상의 온도에서 열처리하여 효소를 불활성화 시킴으로써 반응종결 후 추가적인 분해반응을 막을 수 있다.
상기 화학적 또는 효소적 처리에 의해 얻어진 키토산염 또는 키토산 올리고당은 그 분자량이 5,000 내지 200,000의 범위인 것이 바람직하다. 상기 분자량이 5,000미만인 경우 대부분 키토산 올리고당으로 장속 여러 물질과 음식 중 지방 및 콜레스테롤, 염분 등을 흡착 배설시키는 못하거나 극히 미약하므로 식이 섬유질로써의 기능이 상실되거나 약해지기 때문에 섭취하여도 그 효과를 기대하기 어렵다. 반면에, 분자량 200,000을 넘는 키토산을 다량 섭취하는 경우에 그 효과는 뛰어나나 변비를 유발하여 불편함을 초래할 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명자는 상기한 방법으로 얻어진 키토산염 또는 키토산 올리고당 수용액을 토끼에게 경구 투여한 후 키토산의 면역활성을 측정한 결과, 종래의 혈중 투여에 의한 메크로파지 부활에 의한 면역증강과는 달리, 과립구와 임파구의 비율에 따라서 면역증강 효과가 달라짐을 확인하였다. 즉, 혈중 백혈구 내 임파구의 비율을 30 내지 45% 및 과립구의 비율을 50 내지 65%의 범위로 유지시켜준다. 자율신경 조절실조 및 음식, 약물, 환경 등에 의한 스트레스와 질병 등에 의해 상대적으로 과립구의 비율이 증가되고 임파구의 비율이 높아지게 된다. 상기 키토산을 복용하면, 임파구의 비율을 30 내지 45% 및 과립구의 비율을 50 내지 65%의 범위로 유지시켜주어 면역 기능이 유지 또는 향상됨을 확인하였다. 참고로, 자율신경조절에 있어서 교감신경이 스트레스를 받아 긴장하면 교감신경이 신경조절에서 우위를 나타내고 혈류가 악화되고 임파구가 35%이하로 떨어지며 과립구가 60%이상을 점유하게 된다. 반대로 부교감신경이 우선하여 조절되면 혈류가 많아지고 임파구는 45%이상으로 많아지고 과립구가 50%이하가 되면 각종 질병을 초래한다. 즉, 임파구의 비율을 30 내지 45% 및 과립구의 비율을 50 내지 65%의 범위로 유지하는 것이 정상적인 건강한 상태로 유지하는 것을 의미한다. 이때, 백혈구 내 임파구의 비율이 30%이하로 떨어질 경우 바이러스성 질환과 암에 걸리기 쉽게 되며, 45%를 넘을 경우에는 바이러스의 침입에 과잉반응을 보여 가벼운 감기에도 심한 고열과 염증을 일으키게 된다. 따라서, 백혈구내 임파구와 과립구의 항상성을 유지시킴으로써 면역항상성을 갖거나 면역력을 증강시킬 수 있다.
상기 면역항상성을 갖는 키토산염 또는 키토산 올리고당 수용액을 멸치 등의 건어물에 도포 또는 침적하여 만든 키토산 멸치 역시 상기 면역항상성을 기대할 수 있다. 또한, 이러한 제품은 상기 키토산이 첨가된 식품뿐 아니라 기능성 음료 또는 의약품등을 포함하며, 상기 키토산의 첨가 방법에 있어서도 수용액의 농도나 도포량 등에 특별한 제한을 두지 않는다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
<제조예 1> 키토산의 제조
게, 새우, 가재 껍질를 분쇄하고, 5% HCl 용액에 24시간 동안 침적하여 탈염을 한 후, 5% NaOH 용액에서 5시간 동안 가열 및 세척하여 탈단백질화시킨 다음에 세척 및 과망간산칼륨 또는 자외선 분해를 통해서 탈색시켜서 키틴, 키토산을 분리, 정제하였다. 정제된 키틴, 키토산을 초산, 젖산을 첨가시켜 교반 용해시키고, 바실러스 속(Bacillus SP.)기원의 미생물을 이용해서 수득한 효소를 이용하여 37 내지 50℃에서 24시간 이상 분해시켜 수용성 단당 및 올리고당을 얻고 중성에서 불용성 키토산은 여과 후 제거하여 분자량 5,000의 키토산염을 얻었다.
<실시예 1> 키토산으로 처리된 멸치의 제조
상기에서 제조한 키토산염을 물에 녹여 용액을 제조하여 멸치를 침적하거나 스프레이 도포한 다음 건조하여 면역증강 기능성 멸치를 제조하였다.
<실험예 1> 면역력 시험
키토산 올리고당, 키토산염, 키토산을 물에 용해 한 후 토끼에게 경구 투여하면서 혈액분석을 통하여 결과 변화를 관찰하였다. 토끼는 컨트롤(control), 키토산 올리고당, 키토산염, 키토산의 4그룹으로 각 그룹 당 3마리씩 총 12마리를 준비하였다. 종류별 키토산의 경구 투입량은 100mg / 3kg토끼1마리/ 1일 을 기준으로 하였으며 이는 용액으로 제조하여 투여하였다. 각 종류의 키토산을 첨가한 물을 8주간 먹이면서 사육하여 주별 체중변화와 혈액 분석을 하였다. 그룹별 체중 변화와 백혈구(WBC)에서 과립구와 임파구의 비율에 대해 관찰한 결과를 각각 표 1 및 도 1에 나타내었다.
| 주 그룹 | 0주(kg) | 1주(kg) | 2주(kg) | 3주(kg) | 4주(kg) | 5주(kg) | 6주(kg) | 7주(kg) | 8주(kg) |
| 콘트롤 | 3.07 | 3.23 | 3.17 | 3.20 | 3.23 | 3.27 | 3.30 | 3.27 | 3.30 |
| 키토산 올리고당 | 2.87 | 3.00 | 2.97 | 2.93 | 3.00 | 2.90 | 2.90 | 3.05 | 3.05 |
| 키토산염 | 3.03 | 3.20 | 3.13 | 3.33 | 3.33 | 3.30 | 3.40 | 3.40 | 3.47 |
| 키토산 | 2.83 | 3.03 | 3.00 | 3.07 | 3.13 | 3.17 | 3.23 | 3.17 | 3.17 |
표 1에서 나타난 바와 같이 네 그룹 모두 현격한 체중변화는 관찰되지 않았으며, 이 결과로부터 토끼의 신체적 변화나 특별한 질병이 없었던 것을 알 수 있다. 이로 인해 토끼의 혈중 세포의 변화는 순수한 키토산의 섭취에 의한 것임을 증명할 수 있다.
도 1은 키토산 투여 후 시간에 따른 혈중 백혈구에서 임파구와 과립구의 비율에 대해 관찰한 결과를 나타낸 것이다. 도 1에 의하면, 컨트롤 그룹은 임파구와 과립구의 비율이 약 15%:80%인데 비해, 키토산염을 먹인 토끼 그룹의 임파구와 과립구의 비율이 약 20%:70%로 유지되고 있음을 확인할 수 있다. 이는 임파구의 비율이 늘어 스트레스와 질병 등에 대한 면역 기능이 향상되는 것을 짐작할 수 있었다. 상기 실험은 토끼에게 경구 투여한 것으로 동물이기 때문에 이러한 결과를 나타내며 사람의 경우는 임파구의 비율이 30 내지 45%와 과립구의 비율은 50 내지 65%의 범위로 유지되어야 한다.
키토산염이 면역능력을 증가시켜주는 기능을 가지고 있으므로 이러한 키토산을 도포한 멸치 역시 멸치의 기본 맛에는 변화를 주지 않으면서 면역항상성을 기대할 수 있다. 또한, 멸치와 같이 건조시켜 오래 저장하는 건어물의 경우에는 건조 후에도 다량의 소금이 남아 있어 체내 흡수시 여러 가지 고혈압등 질병의 원인이 될 수 있는데, 키토산의 양이온이 이러한 소금의 염소이온을 흡착 배설시키는 효과도 있다.
본 발명에 따르면 키틴이나 키틴질을 분해하여 얻어진 수용성의 키토산염 또는 키토산 올리고당 수용액이 혈중 백혈구내 임파구와 과립구의 수를 일정하게 유지하여 면역항상성을 갖거나 면역력을 증강시키는 효과가 있으며, 이를 첨가한 식품 또한 별다른 제한없이 동일한 면역증강의 효과를 기대할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 키토산염을 식품에 첨가함으로써 염소 이온이나 체내에 존재하는 노폐물을 이온 교환 작용에 의하여 흡착 배설시키는 항염작용 및 정장작용을 갖는 기능성 식품을 섭취할 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 키토산염과 컨트롤 그룹의 시간변화에 따른 혈중 백혈구에서 임파구의 비율변화를 나타낸 그래프이고,
도 1b는 본 발명에 따른 키토산염과 콘트롤 그룹의 시간변화에 따른 혈중 백혈구에서 과립구의 비율변화를 나타낸 그래프이다.
Claims (5)
- 키토산염(수용성 키토산)이 함유되어 혈중 임파구 수의 비율이 30 내지 45% 및 과립구 수의 비율이 50 내지 65%의 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 면역항상성을 갖는 키토산.
- 제 1항에 있어서, 상기 키토산이 5,000 내지 200,000의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 면역항상성을 갖는 키토산.
- 혈중 백혈구에서 임파구 수의 비율이 30 내지 45% 및 과립구 수의 비율이 50 내지 65%의 범위로 유지시키는 키토산염이 첨가 또는 처리된 것을 특징으로 하는 면역항상성을 갖는 키토산을 이용한 면역증강제.
- 제 3항에 있어서, 상기 키토산이 5,000 내지 200,000의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 상기 면역항상성을 갖는 키토산을 이용한 면역증강제.
- 제 3항의 면역항상성을 갖는 키토산을 이용한 면역증강제가 건어물에 도포 또는 침적된 것을 특징으로 하는 면역항상성을 갖는 키토산을 이용한 식품.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020040035475A KR20050110456A (ko) | 2004-05-19 | 2004-05-19 | 면역항상성을 갖는 키토산 및 이를 이용한 면역증강제 |
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Publications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100770775B1 (ko) * | 2006-04-07 | 2007-10-26 | 주식회사 로제트 | 면역증강을 위한 기능성 음료 및 그 제조방법 |
-
2004
- 2004-05-19 KR KR1020040035475A patent/KR20050110456A/ko not_active Application Discontinuation
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