KR20060006074A - 법랑질의 탈석회화 억제물질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 치석의 형성을 억제함과 동시에 치아우식을 억제하는 효과적인 항충치성 물질을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 치석의 형성뿐만 아니라, 균의 번식, 균에 의한 산성화, 법랑질의 탈석회화로 이어지는 치아우식의 형성과정을 효과적으로 억제하는 물질에 관한 것이다. 호프 포엽 또는 애사과로부터 유래하는 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀을 유효성분으로 하는 법랑질 탈석회화 억제물질에 관한 것이다. 또한 이 물질을 법랑질 탈석회화 억제물질로 이용한 음식품과 구강용제에 관한 것이다.
호프 포엽, 법랑질 탈석회화 억제물질, 프로안토시아니딘, 충치, 치석

Description

법랑질의 탈석회화 억제물질{MATERIAL FOR INHIBITING ENAMEL DECALCIFICATION}
본 발명은 프로안토시아닌 유사 폴리페놀, 특히 애사과 또는 호프의 포엽으로부터 유래하는 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀을 유효성분으로 하는 법랑질 탈석회화 억제물질 및 그 용도에 관한 것이다.
후생노동성에 의한 평성 11년의 치과질환 실태조사에 의하면, 영구치를 가지는 일본인의 약 8할이나 어느 정도의 치아우식, 즉, 충치가 있으며, 이에 국민병의 하나로 일컬어지고 있다.
치아우식은 세균에 의하여 발생하는 질환이다. 먼저 구강 중에 존재하는 우식성 세균인 S. mutans, S. sobrinus 등의 뮤턴스 스트렙토코시(Mutans Streptococci)구균, 즉 「충치균」이 자당(sucrose)을 이용하여 점착성, 비수용성의 글루칸을 생성하고, 균체와 함께 균의 표면에 부착하여 치석을 형성한다. 이어서 이 치석 중에서 충치균 등의 여러 종류의 균이 번식하며, 균의 대사에 의하여 생성된 유기산 때문에 치아 표면의 pH가 저하되고, 치아의 법랑질(에나멜질)이 녹아 나와(제거) 구멍이 비는 치아우식이 생기는 것으로 여겨진다.
즉, 치아우식은 치석의 형성, 균의 번식, 균에 의한 산의 생성, 법랑질의 탈 석회화로 이어지는 연속한 과정을 거쳐 발병하는 것이라고 말할 수 있다.
치아우식을 예방하는 방법으로서는 불소를 사용하여 치아막의 강화를 도모하는 방법, 충치균에 대한 항균물질을 사용하는 방법, 자당을 대신하여 글루칸을 생성하지 않는 대체당을 사용하는 방법, 비수용성 글루칸을 생성하는 효소의 저해제를 사용하는 방법 등이 모두 알려져 있다.
그러나 어느 쪽의 방법도 효과, 비용, 영양학(nutrition)적 효과 등의 면에서 일장일단이 있으며, 치아우식 환자의 비율이 실제로 별로 감소하고 있지 않은 것을 생각하여도 완전한 방법이라고 말하기는 어려운 것이 현실이다.
최근 일본에서의 의료 진료비의 총액은 약 30조엔을 나타내며, 치과의 의료 진료비는 2조 5000억엔에 달한다. 건강증진에 의한 QOL의 향상뿐만 아니라 의료비의 억제·삭감의 관점에서 보아도, 치아우식의 발병을 효과적으로 예방하는 간편하고 우수한 방법이 개발된다면 산업적으로 커다란 의의가 있는 것이다.
폴리페놀에 의하여 방지되는 치아우식 효과에 대해서는 이미 녹차 추출물(특개평 01-9922호 공보, 특개평 01-90124호 공보, 특개평 01-265010호 공보), 우롱차 추출물(특개평 03-284625호 공보) 등의 보고가 있다. 또 애사과 및 호프의 포엽에서 유래하는 폴리페놀에 대해서도 이미 본 발명의 발명자들이 치석 형성 억제 효과를 명백히 한 바 있다(특개평 07-285876호 공보, 특개평 09-295944호 공보).
이들의 치아우식 억제효과는 폴리페놀이 충치균에 대하여 항균 활성을 가지는 것(특허문헌 1-3), 또는 폴리페놀이 비수용성 글루칸을 생성하는 효소(GTF)를 저해하는 것(특허문헌 4-6)에 의하여 치석의 형성을 억제하는 것을 그 효과의 근거 로서 하고 있다.
그러나 먼저 언급한 것과 같이 치아우식은 치석의 형성, 균의 번식, 균에 의한 산의 생성, 법랑질의 탈석회화로 이어지는 연속한 과정의 결과로 나타나는 것이다. 예를 들면, 항균 활성을 가지는 폴리페놀에 의하여 충치균을 완전하게 제거하는 것은 어렵고, 시간이 경과하면 충치균은 다시 입속에서 증식하며, 또 GTF를 저해하여 치석형성을 크게 억제하여도 조금 형성된 치석에 의하여 그 후의 스텝이 진행되어 치아우식을 일으키기 때문에, 입속의 충치균 수를 일시적으로 감소시킨다든가 치석의 형성을 효과적으로 억제한다고 하여도 치아우식을 억제할 직접의 증거는 되지 않았다.
따라서 본 발명은 치석형성 억제와 동시에 치아우식을 억제할 수 있는 효과적인 항 충치 물질을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기의 과제에 대하여 검토한 결과, 호프의 포엽 또는 애사과에서 유래하는 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀(proanthocyanidin-like polyphenol)이 치석의 형성뿐만 아니라, 균의 번식, 균에 의한 산의 생성, 법랑질의 탈석회화로 이어지는 치아우식 과정을 효과적으로 억제하는 물질인 것을 알아내었다. 또한 이 물질을 항 충치물질로서 음식품과 구강용제에 이용함으로써 본 발명을 완성하기에 이르었다.
여기서 말하는 폴리페놀이라는 것은 주로 식물체에 포함되어 있는 분자내에 복수의 페놀성 수산기를 가지는 화합물의 총칭이며, 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀이라는 것은 폴리페놀이고, 가수분해에 의하여 적색계의 색소인 안토시아니딘(시아니딘 또는 데르피니딘 또는 프로퍼아르고닌)을 생성하는 화합물을 말한다.
즉 본 발명의 제 1은 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀인 법랑질 탈석회화 억제물질에 관한 것이며, 제 2는 애사과에서 유래하는 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀인 법랑질 탈석회화 억제물질에 관한 것이고, 제 3은 호프의 포엽에서 유래하는 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀인 법랑질 탈석회화 억제물질에 관한 것이다.
도 1은 인공구강장치 중심부의 단면도.
도 2는 S. mutans에 의한 시험 후의 법랑질 치편에 대한 비수용성 글루칸(인공적으로 형성시킨 치석에 대응하는) 양의 비교를 나타낸 그래프. 대조군(좌)에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 비수용성 글루칸 양이 감소하고 있다.
도 3은 S. sobrinus에 의한 시험 후의 법랑질 치편에 대한 비수용성 글루칸(인공적으로 형성시킨 치석에 대응하는) 양의 비교를 나타낸 그래프. 대조(좌)에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 비수용성 글루칸 양이 감소하고 있다.
도 4는 S. mutans에 의한 시험 후의 법랑질 치편에 대한 충치균(S.mutans) 균체량의 비교를 나타낸 그래프. 대조(좌)에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 충치균의 균체량이 감소하고 있다.
도 5는 S. sobrinus에 의한 시험 후의 법랑질 치편에 대한 충치균 (S.sobrinus) 균체량의 비교를 나타낸 그래프. 대조(좌)에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에는 충치균의 균체량이 감소하고 있다. 이것은 인공치석 중에서의 충치균의 정착 및 증식이 억제될 수 있는 것을 나타낸다.
도 6은 S. mutans에 의한 시험에 있어서, 형성된 인공치석 바로 아래에 직접적으로 형성된 평면전극의 pH 변화를 나타낸 그래프. 대조에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 pH 변화의 경우가 적다(pH가 그다지 낮아지지 않음). 이것은 인공치석에서 충치균에 의한 산의 생성량이 감소하고 있는 것을 나타낸다.
도 7은 S. sobrinus에 의한 시험에 있어서, 형성된 인공치석 바로 아래에 직접적으로 형성된 평면전극의 pH 변화를 나타낸 그래프. 대조에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 pH 변화의 경우가 적다(pH가 그다지 낮아지지 않음). 이것은 인공치석에서 충치균에 의한 산의 생성량이 감소하고 있는 것을 나타낸다.
도 8은 S. mutans에 의한 시험에 있어서, 시험 전후의 법랑질 치편의 경도변화를 나타낸 그래프. 대조(좌)에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 법랑질의 경도변화가 억제되었다.
도 9는 S. sobrinus에 의한 시험에 있어서, 시험 전후의 법랑질 치편의 경도변화를 나타낸 그래프. 대조(좌)에 비교하여 실시예 3에서 얻은 법랑질 탈석회화 억제물질을 첨가한 경우(우)에서는 법랑질의 경도변화가 억제되었다.
본 발명의 원료가 되는 애사과라는 것은 사과의 과실이 성숙하기 전에 인위적으로 딴 것, 또는 낙하 등에 의하여 자연적으로 사과나무에서 탈락한 것을 말한다.
또 본 발명의 원료가 되는 호프의 포엽이라는 것은 호프의 구과(열매)로부터 루풀린(lupulin) 부분을 제거하여 얻어진 것이며, 일반적으로 호프의 구과를 분쇄후 흔들어 분리함으로써 루풀린 부분을 제거하여 호프의 포엽을 얻는다. 그러나 최근 맥주의 양조에 있어서는 호프의 포엽을 흔들어 분리하여 제거하는 단계를 생략하기 위하여 맥주 양조에 불필요한 호프의 포엽을 제거하지 않고 호프의 포엽을 그대로 펠렛(pellet)으로 형성하고, 그렇게 얻어진 호프 펠렛을 맥주 양조에 이용하는 경향이 있다.
본 발명의 원료로서는 호프균을 함유한 것이면 특별히 한정하지 않고, 호프균을 함유한 호프 구과와 호프 펠렛을 원료로 하여도 아무런 문제가 없다.
이들의 원료는 즙을 짜내기 위해 압착하거나 또는 법랑질 탈석회화 억제물질을 함유한 용액을 얻기 위하여 알콜 수용액 등으로 추출하거나 그대로 분말로 사용할 수도 있고, 필요에 따라서 법랑질 탈석회화 억제물질을 폴리페놀에 친화성인 분말 형상의 수지 등으로 충진한 컬럼 등을 사용하여 정제하여 정제도를 높여서 사용할 수도 있다.
얻어진 법랑질 탈석회화 억제물질은 과자류, 식품류, 음료 등의 음식품, 특 히 바람직하게는 캔디, 쵸코렛, 카라멜, 츄잉껌 등, 구강체류 시간이 비교적 긴 음식품에 사용할 수가 있다. 또 양치액, 치마제(치분, 치약제; dentifrice) 등의 구강용제에 첨가하여 사용할 수도 있다. 이들 음식품, 구강용제에 항 충치성 물질을 첨가할 때에는 항 충치성 물질을 분말 형태로 첨가해도 되지만, 바람직하게는 항 충치성 물질을 1 ~ 2%의 수용액 또는 알콜 수용액의 용액 또는 알콜 용액에 첨가하여 음식품 또는 구강용제에 대하여 최종농도가 1 ~ 5000ppm, 바람직하게는 100 ~ 2000ppm으로 되도록 하는 것이 바람직하다.
이하 실시예를 나타내지만, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 (애사과로부터 법랑질 탈석회화 억제물질의 제조)
애사과(평균중량 5.03g) 400g에 1% 메탄올염산(200ml)을 첨가하여 균질화한후 가열 환류하면서 추출하고(3회), 추출액을 감압농축하여 메탄올을 제거하고, 200ml의 클로로포름을 첨가하여 분배(2회)한다. 수층을 회수하여 여과후 증류수로 200ml로 조정하였다.
그 용액을 Sep-pal C18를 이용한 고상추출법(固相 抽出法)에 의하여 정제하고 동결건조하여 황색의 법랑질 탈석회화 억제물질 0.5g을 얻었다.
실시예 2 (호프 포엽으로부터 법랑질 탈석회화 억제물질의 제조)
호프 포엽 50g에 1000ml의 40% 에탄올 수용액을 첨가하고 50℃에서 60분간 교반하여 추출하였다. 여과후 용적이 500ml이 될 때까지 감압농축하고, 그 농축액을 스틸렌다이비닐벤젠(styrene-divinyl benzene) 수지(미쓰비시 화학사 제조, 세파비드 70) 150ml을 충진한 컬럼에 통과시키고, 이어서 500ml의 물로 세척하였다. 또한 동 컬럼에 50% 에탄올 수용액 600ml을 통과시켜 용출액을 회수하고, 동결건조하여 법랑질 탈석회화 억제물질 1.7g을 무취의 약간 쓴맛을 가진 담황색의 분말로서 얻었다. 호프 포엽으로부터의 회수율은 3.4%이었다.
실시예 3 (한외여과막을 이용한 법랑질 탈석회화 억제물질의 추가정제)
실시예 2와 동일한 방법으로 얻어진 법랑질 탈석회화 억제물질 5g을 500ml의 50% 에탄올 수용액에 용해하고, 분획분자량이 10,000인 한외여과막에서 처리하였다.
이 막을 통과하지 못하고 남은 액을 농축하여 동결건조하고, 정제된 법랑질 탈석회화 억제물질 2.2g을 황색에서 갈색의 분말로서 얻었다.
실시예 4 (치마제)
제 2 인산 칼슘 42.0
글리세린 18.0
캐러지난 0.7
라우릴황산나트륨 1.29
부틸 p-히드록시벤조산염 0.005
실시예 1에서 얻은 물질 0.005
향료 1.0
물 37.0
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 치마제를 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 치마제도 동일하게 얻었다.
실시예 5 (세정액)
글리세린 7.0
솔비톨 5.0
에틸알콜 15.0
라우릴황산나트륨 0.9
1-멘톨 0.05
향료 0.045
실시예 1에서 얻은 물질 0.005
물 72.0
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 세정액(구강청결제)을 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에 서 얻은 물질을 첨가한 세정액도 동일하게 얻었다.
실시예 6 (트로치)
아라비아 고무 6.0
마그네슘 스테아린산염 3.0
자일리톨 73.0
말티톨 17.6
인산 제 2 칼륨 0.2
인산칼륨 0.1
향료 0.095
실시예 1에서 얻은 물질 0.005
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 트로치를 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 트로치도 동일하게 얻었다.
실시예 7 (엿)
자일리톨 20.0
말티톨 70.0
물 9.5
착색료 0.45
향료 0.045
실시예 1에서 얻은 물질 0.005
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 엿을 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 엿도 동일하게 얻었다.
실시예 8 (츄잉껌)
껌 베이스 20.0
탄산칼슘 2.0
자일리톨 77.0
스테비오사이드 0.095
실시예 1에서 얻은 물질 0.005
향료 0.9
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 츄잉껌을 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 츄잉껌도 동일하게 얻었다.
실시예 9 (쥬스)
자일리톨 20.0
구연산 0.2
향료 0.1
색소 0.15
아스코르빈산 나트륨 0.048
실시예 1에서 얻은 물질 0.002
물 79.5
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 쥬스를 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 쥬스도 동일하게 얻었다.
실시예 10 (쿠키)
박력분 32.0
계란전체 16.0
버터 16.0
말티톨 25.0
물 10.8
베이킹 파우더 0.198
실시예 1에서 얻은 물질 0.002
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 쿠키를 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 쿠키도 동일하게 얻었다.
실시예 11 (카라멜)
자일리톨 31.0
말티톨 20.0
분유 40.0
경화유 5.0
식염 0.6
향료 0.025
실시예 1에서 얻은 물질 0. 005
물 3.37
합계 100.0
상기 각 중량부의 각 성분을 사용하고, 일반적인 방법에 의하여 카라멜을 준비하였다. 또 실시예 1에서 얻은 물질 대신에 실시예 2 및 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가한 카라멜도 동일하게 얻었다.
실시예 12 (인공구강장치를 이용한 치아우식 형성의 일련의 단계에 대한 평가시험)
소의 치편을 가지고 인공구강장치(M. Hinoide, et al., Jpn. J. Oral Biol., 26, 288-291(1984)를 사용하여, 대표적인 충치균인 S.mutans 및 S.sobrinus에 의한 치석형성, 균의 증식, 산성화에 의한 pH의 저하 및 법랑질(에나멜 석회질)의 탈석회화에 대한 실시예 3에서 얻은 물질의 효과를 검토하였다.
인공구강장치의 개요를 도 1에 나타낸다. 이 장치는 소의 법랑질 절편 (3.5 x 3.5 x 1.5mm) 4매를 전극의 주위에 장착하고, 장치 위쪽에 배치된 5개의 튜브 A ~ E 로부터 절편으로 아래의 액체를 떨어뜨리면서 첨가한다. 이 장치를 이용하여, 구강내에서의 충치 형성을 재현할 수 있다.
떨어뜨리면서 첨가하는 물질
튜브 A,C HI + 2.5% 자당(전극상에서 1% 자당)(냉각)
튜브 B,D 전극 1 PBS(냉각)
전극 2 0.125% HBT의 PBS(전극상에서 0.05% HBT)
(튜브 E가 S.mutans ATCC25175인 경우)
또는 0.05% HBT의 PBS(전극상에서 0.02% HBT)
(튜브 E가 S.sobrinus 6715인 경우)
튜브 E S.mutans ATCC25175 또는 S.sobrinus 6715의 PBS 현탁액
(0D500=2.0)(냉각하면서 교반)
유속 : 6ml/hr/튜브
온도 : 37℃ (워터 자켓의 수온은 37.5℃)
평가와 관련하여, 법랑질 절편상에 형성된 바이오 필름을 회수하여 비수용성 글루칸의 양과 충치균의 양을 측정하였다. 또 산성화에 의한 전극 평면상의 pH 저하 상태 및 회수한 법랑질 절편의 경도 변화를 평가하였다. 비수용성 글루칸의 양은 페놀황산법으로, 충치균 양은 540nm에서의 탁도로, 법랑질 절편의 경도는 경도계((주) 아카시 제품 MS-5 형)로 측정하였다.
그 결과를 도 2에서 도 9에 나타내었다. 실시예 3에서 얻은 물질의 첨가에 따라, 실험된 균을 대조군과 비교하니, 법랑질 치편상의 비수용성 글루칸 양(치석의 양에 상응, 도 2, 도 3) 및 충치균의 균체량(도 4, 도 5)가 감소하고, 치편상의 pH 저하는 억제되었다(도 6, 도 7). 또한 이때 법랑질의 경도는 대조군에서는 크게 저하된데 비하여 저하정도가 작았고(도 8, 도 9), 법랑질의 탈석회화가 주목할만할 정도로 억제되었다. 다시 말해, 실시예 3에서 얻은 물질을 첨가함에 의해, 균의 증식, 균에 의한 산성화 및 법랑질의 제거를 포함하는 치아우식의 모든 단계가 효과적으로 억제되는 것이 명백하다.

Claims (9)

  1. 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀을 유효성분으로 포함하는 법랑질 탈석회화 억제물질.
  2. 애사과에서 유래한 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀을 유효성분으로 포함하는 법랑질 탈석회화 억제물질.
  3. 호프 포엽에서 유래한 프로안토시아니딘 유사 폴리페놀을 유효성분으로 포함하는 법랑질 탈석회화 억제물질.
  4. 제 1항의 법랑질 탈석회화 억제물질을 포함하는 음식품.
  5. 제 2항의 법랑질 탈석회화 억제물질을 포함하는 음식품.
  6. 제 3항의 법랑질 탈석회화 억제물질을 포함하는 음식품.
  7. 제 1항의 법랑질 탈석회화 억제물질을 포함하는 구강용제.
  8. 제 2항의 법랑질 탈석회화 억제물질을 포함하는 구강용제.
  9. 제 3항의 법랑질 탈석회화 억제물질을 포함하는 구강용제.
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