KR20070029309A

KR20070029309A - 초피 추출물의 제조방법 및 초피 추출물을 함유한 항충치물질

Info

Publication number: KR20070029309A
Application number: KR1020050083949A
Authority: KR
Inventors: 김영호; 박해선; 전도연; 우미희; 이인구
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-14
Also published as: KR100749086B1

Abstract

본 발명은 초피 추출물의 제조방법 및 초피 추출물을 함유한 항충치 물질에 관한 것으로, 그 구성은 초피 종자 및 과피로부터 선택된 1종 이상에 유기용매를 가하여 진공추출한 다음 물을 혼합하고 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, 및 n-부탄올로 차례로 추출한 다음 농축시켜 각 분획을 얻고, 남은 수층 또한 농축시켜 수층 분획을 얻거나, 초피의 종자와 과피에 물을 혼합하고 환류시켜 정유성분을 분리해냄으로써 이루어진다.

본 발명에 의하면, 우수한 치아우식균에 대한 성장억제 효과를 갖는 천연 활성 물질로서 초피 추출물을 제공할 수 있으며, 또한 본 발명에 의한 초피 추출물을 치약에 첨가함으로써 충치를 억제할 수 있는 제품의 공급이 가능하다.

치아 우식균, 초피

Description

초피 추출물의 제조방법 및 초피 추출물을 함유한 항충치 물질{A Method for Preparing Extract of Xanthoxylum piperitum and Anti-cariogenic Products Containing Extract of Xanthoxylum piperitum}

도 1은 본 발명의 초피추출물의 제조공정도,

도 2는 치아 우식균 S.Mutants에 대한 초피 추출물의 항균 활성성분 분포도로서, A: 100mg/ml 농도 10μ, B: 20μ, C: 30μ이고, 대조군으로는 DMSO를 적용하며,

도 3은 치아 우식균 S.Mutants에 대한 초피 종자와 과피 추출물의 항균 활성성분 분포도로서, A: 100mg/ml 농도의 DMSO에 용해된 모액 10μ, B: 20μ, C: 30μ이고, 대조군으로는 DMSO를 적용하며,

도 4는 치아 우식균 S.Mutants에 대한 초피 종자와 과피 추출물의 항균 활성성분 분포도로서, A: 100mg/ml 농도에서 DMSO에 용해시킨 정유 10μ, B: 20μ이고, 대조군으로는 DMSO를 적용하며,

도 5는 치아 우식균 S.Mutants에 대한 초피 과피 추출물의 메틸클로라이드 추출물중 TLC 분획에 대한 항균 활성성분 분포도로서, A: 100mg/ml 농도의 DMSO내 용해된 메틸렌 클로라이드 추출물 TLC 분획 10μ, B: 20μ, C: 30μ이고, 대조군으로는 DMSO를 적용하며,

도 6은 치아 우식균 S.Mutants에 대한 초피 종자 추출물로부터 얻어진 정유의 성장억제 효과를 도시한 그래프이고,

도 7은 치아 우식균 S. Mutants에 대한 실시예와 비교예 치약별 디스크 확산법에 의한 항균활성 검정실험 결과를 대비한 도면이다.

본 발명은 초피 추출물의 제조방법 및 초피 추출물을 함유한 항충치 물질에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초피 종자 및 과피로부터 선택된 1종 이상에 유기용매를 가하여 진공추출한 다음 물을 혼합하고 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, 및 n-부탄올로 차례로 추출한 다음 농축시켜 각 분획을 얻고, 남은 수층 또한 농축시켜 수층 분획을 얻거나, 혹은 물을 혼합하고 환류시켜 정유성분을 분리해내는 초피추출물의 제조방법 및 상기 방법에 의해 추출된 초피 추출물이 함유된 항충치 물질에 관한 것이다.

치과 질환은 인체의 다른 부위 질환과는 달리 저절로 낫거나 복구되는 경우가 없어 질환 예방이 치료보다 더 중요하다. 따라서 적극적인 예방법은 칫솔질 과 구강 세척제등을 이용하여 구강 내 미생물의 증식을 억제하거나 감소시키는 것이다. 이러한 목적으로 불소, 알코올, 계면활성제 및 항균 물질을 이용한 구강 청정제와 치약 등이 개발되어 이용되고 있다. 그러나 최근 이들의 부작용이 대두되면서 부작용의 염려가 적은 천연물질 유래의 대체재 개발에 주력하고 있다.

현재까지 알려진 구강 미생물로는 스트렙토 뮤탄트(Streptococcus mutans), 스트렙토 소브리누스(Streptococcus sobrinus), 포르피로모나스 긴기발리스(Porphyromonas ginggivalis), 액티노바실러스 액티노마이세템코미탄스(Actinobacillus actinomycetemcomitans)와 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum) 등이 보고되었고, 이 중 스트렙토코쿠스 뮤탄트(Streptococcus mutans)와 스트렙토코쿠스 소르비누스(Streptococcus sobrinus)는 플라그 형성균으로 알려져 있다.

특히 스트렙토 뮤탄트(Streptococcus mutans)는 덱스트란수크라제(dextransucrase)의 작용으로 수크로스(sucrose)를 기질로 이용하여 점성이 높은 다당류인 덱스트란(dextran)을 생성할 수 있다.

이때 치아 표면에 형성된 덱스트란 점질층은 치아 표면에 스트렙토코쿠스(Streptococcus) 자신들 뿐만 아니라 랙토바실루스(Lactobacillus)와 같은 산 생성능을 지닌 타 구강미생물의 부착을 용이하게 하므로, 스트렙토코쿠스 뮤탄트(Steptococcus mutans)는 대표적인 치아 우식균으로 알려져 있다.

미국을 포함한 유럽인들 중 80∼90%의 경우는 구강에서 이 균을 확인할 수 있을 정도로 치과 위생에 있어서는 매우 중요한 미생물이며, 이 균을 대상으로 항 치아 우식을 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.

한편, 초피나무 (Xanthoxylum piperitum DC)는 운향과 (Rutaceae)에 속하는 낙엽 활엽 관목으로 근연식물로는 황초피 (Xanthoxylum coreanum), 개 산초나무 (Xanthoxylum planispinum), 산초나무 (Xanthoxylum schinifolium) 등이 있으며 이들은 주로 한국을 중심으로 중국 본토와 일본 남부 지역에 걸쳐 자생하는 식물이다. 초피나무는 신미 성분을 가지기도 하나 정유성분 중 향과 관련하여 많이 이용된다.

중국 등지에서는 초피, 계피, 회항, 진피, 정향 등의 오향 중에서 초피를 으뜸의 향신료로 이용하여 왔고, 일본에서도 어류와 육류 식품에 있어서의 특유의 비린내 제거와 풍미 가미를 위하여 오랫동안 천연 향신료로 사용하여 왔다. 특히 최근 들어 식품 첨가물로 인정된 인공 식품 보존제의 독성과 안전성이 문제시 되면서 인체에 무해한 대체 식품 보존제 개발의 일환으로 천연물질에 존재하는 항균 물질 선별을 위해 식용ㆍ약용으로 오랫동안 이용하여 온 약용 및 식용 작물로부터 항균관련 새로운 생리 활성물질 개발하고자 하는 노력과 관련되어 항균물질 보고가 있는 초피에 대한 관심이 높은 실정이다.

이에 본 발명자들은 초피로부터 효과적인 천연항균물질에 대하여 탐색하던 중 치아 우식균에 대한 항균활성성분을 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명은 초피 추출물을 제조하고 이 초피 추출물을 유효성분으로 함유하는 치아 우식균에 대한 항균 활성을 갖는 물질을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 초피추출물 제조방법은 도 1과 같이, 초피 종자 및 과피로부터 선택된 1종 이상에 총초피무게의 3-10배의 유기용매를 가하여 50∼90℃의 온도에서 3∼10시간동안 3∼5회 진공추출하는 제1 단계;

진공추출한 초피를 초피 무게의 10-30배의 물을 혼합하고 5∼25배 무게의 메틸렌 클로라이드로 3∼8회 추출한 다음 농축시켜 메틸렌 클로라이드 분획을 얻는 제2 단계;

상기 메틸렌 클로라이드 분획을 분리하고 남은 수층을 5∼25배 무게의 에틸 아세테이트로 3∼8회 추출한 다음 농축시켜 에틸 아세테이트 분획을 얻는 제3 단계;

상기 에틸 아세테이트 분획을 분리하고 남은 수층을 5∼25배 무게의 n-부탄올로 3∼8회 추출한 다음 농축시켜 n-부탄올 분획을 얻는 제4단계; 및

상기 n-부탄올 분획을 분리하고 남은 수층을 농축시켜 수층 분획을 얻는 제5 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 초피 추출물 제조방법은 초피 종자 및 과피로부터 선택된 1종이상과 선택된 총 초피무게의 10∼30배 무게의 물을 혼합하는 단계; 및

상기 혼합물을 130∼150℃의 온도에서 3∼6시간동안 환류시켜 정유성분을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 방법으로 제조한 초피 추출물을 유효 성분으로 함유한 치약,껌,사탕,구강청정제등 구강 치료용 의료용 제재를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

상기에서 초피 부위로는 종자와 과피를 사용하는 것이 바람직하다. 진공추출 단계에서는 여러 가지 방법으로 실험한 바 50∼90℃의 온도에서 3∼10시간동안 3∼5회 진공추출시 가장 좋은 초피 추출물을 얻을 수 있다.

유기 용매는 에탄올, 메탄올, 부탄올, 프로판올, 에틸 아세테이트, 아세톤, 클로로포름, 헥산등을 사용할 수 있으며, 유기 용매를 선택된 총 초피무게 대비 3배 미만으로 사용시에는 충분한 추출이 이루어지지 않으며, 10배 초과 사용시에는 추출효율에 비하여 용매 사용량이 지나치게 과다하므로 유기용매는 선택된 총 초피무게 대비 3∼10배를 유지하는 것이 좋다.

이같은 진공추출 공정을 거친 초피에 물을 초피무게 대비 10배 미만 사용시에는 초피가 충분히 물에 잠기지 못하며, 30배를 초과하면 초피가 과대 희석되므로 바람직하지 않다.

그런다음 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, n-부탄올 순으로 차례로 수층에 넣고 계속 분획한다. 즉, 잔류하는 수층은 메틸렌 클로라이드를 사용하여 추출한 다음 농축시켜 메틸렌 클로라이드 분획을 얻어내었고, 남은 수층에 동량의 에틸 아세테이트로 추출한 다음 농축시켜 에틸 아세테이트 분획을 얻어내고, 남은 수층에 n-부탄올으로 추출한 다음 농축시켜 n-부탄올 분획을 얻어내고, 잔류하는 수층은 농축시켜 수층 분획을 얻는다.

이때 메틸렌 클로라이드를 적용하기에 앞서 헥산을 사용하여 물에 녹지 않는 부분을 우려내면 더욱 효과적이며, 또한 메틸렌 클로라이드로 씻어도 효과적이다.

사용한 각 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, n-부탄올 및 헥산의 함량은 총 초피(분획)무게 대비 5배 미만에서는 추출 효율이 충분하지 못하며, 25배를 초과하면 추출효율대비 사용량 과다로 바람직하지 않다. 또한 각각의 추출 횟수는 3∼8회 정도이면 충분하다.

또한 종자 및/또는 과피를 사용하여 물을 초피무게대비 10∼30배의 물을 혼합한 다음 130∼150℃의 온도에서 3∼6시간동안 환류시킴으로써 정유성분만을 취하여 그 추출물을 얻어낼 수도 있다. 사용되는 물의 함량은 환류 효율을 감안해볼 때 추출 분획의 무게대비 10∼30배 정도이면 충분하며, 이때 정류를 효과적으로 수행하기 위해서, 이에 한정하는 것은 아니나 130∼150℃의 온도에서 3∼6시간동안 환류시키는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에 의한 초피 추출물은 치약뿐 아니라 껌, 사탕등 가공식품 혹은 구강 치료에 사용할 수 있는 의료용 제재에도 적용가능하다.

이하, 본 발명을 실험예에 기초하여 설명한다. 그러나 본 발명을 예시하고자 하는 것일 뿐 본 발명의 기술적 사상을 이에 한정하려는 것은 아니다.

<실험예 1: 초피부위별 물질추출 및 분획과정>

① 초피 뿌리

초피 뿌리의 계통분획과정은 초피 뿌리 3 kg을 80 ℃에서 100 % 메탄올(18 L × 3회, 1회 10시간씩 추출)로 추출하여 그 추출액을 로타리 진공 증발기로 농축하여 메탄올 농축액

(CR-1) 138.5g을 얻었다. 활성측정용으로 메탄올 농축액 27.0 g을 남기고 111.5 g은 물 1000 mL에 녹였다. 이때녹지 않는 부분은 10 % 메탄올 용액 20 mL에 녹여 수층에 합하였다.

그런 다음 메틸렌 클로라이드(600 mL × 3회)로 추출한 후 메틸렌 클로라이드 층을 농축하여 메틸렌 클로라이드 분획(CR-2) 37.4 g을 얻었다.

이어서 수층을 에틸 아세테이트(600 mL × 7회)로 추출하고 그 추출액을 농축하여 에틸 아세테이트 분획(CR-3) 6.5 g을 얻었다.

잔류하는 수층은 다시 n-부탄올(600 mL × 8회)로 추출한 다음 n-부탄올 층을 농축하여 n-부탄올 분획

(CR-4) 38.9g을 얻었으며, 수층은 농축하여 수층분획(CR-5) 31.8 g을 얻었다.

② 초피 줄기

초피 줄기의 계통분획과정은 초피 줄기 3 kg을 80 ℃에서 100 % 메탄올(18 L × 3회, 1회 10시간씩 추출)로 추출하여 그 추출액을 로타리 진공 증발기로 농축하여 메탄올 농축액(CST-6) 174.4 g을 얻었다. 활성측정용으로 메탄올 농축액 34.8g을 남기고 나머지 139.6 g을 물 1000 mL에 녹였다. 이때 녹지 않는 부분은 100 % 메탄올 용액 20 mL에 녹여 수층에 합하고 분획하였다.

그런다음 메틸렌 클로라이드(600 mL × 3회)로 추출한 후 메틸렌 클로라이드 층을 농축하여 메틸렌 클로라이드 분획(CST-7) 39.2 g을 얻었다.

이어서 수층을 에틸 아세테이트(600 mL × 5회)로 추출하고 추출액을 농축하여 에틸 아세테이트 분획(CST-8) 4.1 g을 얻었다.

수층은 다시 n-부탄올(600 mL × 7회)로 추출한 다음 n-부탄올 층을 농축하여 n-부탄올 분획

(CST-9) 35.3 g을 얻었으며, 수층은 농축하여 수층분획(CST-10) 51.3 g을 얻었다.

③ 초피 잎

초피 잎의 계통분획과정은 초피 잎 3 kg을 상온에서 80 % 메탄올(15 L× 3회, 1회 72시간씩 추출)로 추출하여 그 추출액을 로타리 진공 증발기로 농축하여 메탄올 농축액(CL-11) 668.7 g을 얻었다. 활성측정용으로 메탄올 농축액 51.1 g을 남기고 남은 농축액 중에서 198.5 g을 취하여 물 1000 mL에 녹였다.

전부 녹지 않아도 녹지 않는 부분을 작은 덩어리로 만들고 계속 분획하였다.

그런 다음 메틸렌 클로라이드(600 mL × 3회)로 추출한 후, 메틸렌 클로라이드 층을 농축하여 메틸렌 클로라이드 분획(CL-12) 18.4 g을 얻었다.

이어서 수층을 에틸 아세테이트(600 mL × 5회)로 추출하고 추출액을 농축하여 에틸 아세테이트 분획(CL-13) 17.2 g을 얻었다.

수층을 다시 n-부탄올(600 mL × 7회)로 추출하여 n-부탄올 층을 농축하여 n-부탄올 분획

(CL-14) 36.1 g을 얻었다. 나머지 수층에는 침전이 있었으므로 여과후 자연 건조시켜 수층침전(CL-16) 3.2 g을 얻었으며, 수층은 농축하여 수층분획

(CL-15) 122.6 g을 얻었다.

④ 초피 종자

초피 종자의 계통분획과정은 초피 종자 100 g을 70 ℃에서 100 % 메탄올(300 mL × 3회, 1회 10시간씩 추출)로 추출하여 로타리 진공 증발기로 농축하여 메탄올 농축액(CS-17) 20.7 g을 얻었다. 활성측정용으로 2.0 g을 남기고 나머지 18.7 g을 물 300 mL에 녹였다. 녹지 않는 부분은 헥산에 녹여 수층에 넣고 계속 분획하였다. 헥산(200 mL × 3회)으로 추출한 다음 헥산층을 농축하여 헥산분획

(CS-18) 5.31 g을 얻었다. 이어서 수층을 메틸렌 클로라이드(200 mL × 3회)로 추출하였으며, 얻어진 메틸렌 클로라이드층을 농축하여 메틸렌 클로라이드 분획(CS-19) 0.97 g을 얻었다.

수층은 에틸 아세테이트(200 mL × 3회)로 추출하고 추출액을 농축하여 에틸 아세테이트 분획(CS-20) 0.26 g을 얻었다.

그런다음 수층은 n-부탄올(200 mL × 3회)로 추출하고, n-부탄올층을 농축하여 n-부탄올분획

(CS-21) 0.56 g을 얻었으며, 수층은 농축하여 수층분획(CS-22) 1.54 g을 얻었다.

⑤초피 과피

초피 과피의 계통분획과정은 초피 과피 100 g을 70 ℃에서 100 % 메탄올(300 mL × 3회, 1회 10시간씩 추출)로 추출하여 그 추출액을 로타리 진공 증발기로 농축하여 메탄올 농축액(CP-23) 22.9 g을 얻었다. 활성측정용으로 2.0 g을 남기고 나머지 메탄올 농축액 20.9 g을 물 300 mL에 녹여서

녹지 않는 부분을 메틸렌 클로라이드로 씻어서 수층에 넣고 추출하였다.

메틸렌 클로라이드(200 mL × 3회)로 추출한 후, 얻어진 메틸렌 클로라이드 층을 농축하여 메틸렌 클로라이드 분획 (CP-24) 8.07 g을 얻었다.

이어서 수층을 에틸 아세테이트(200 mL × 3회)로 추출하고 추출액을 농축하여 에틸 아세테이트 분획(CP-25) 1.28 g을 얻었다.

다시 수층을 n-부탄올(200 mL × 3회)로 추출하고 n-부탄올층을 농축하여 n-부탄올 분획

(CP-26) 5.85 g을 얻었으며, 수층은 농축하여 수층분획(CP-27) 3.50 g을 얻었다.

<실시예 2: 초피 과피 및 종자로부터 정유성분 분리 과정>

① 초피 과피 정유성분의 분리

초피 과피 30 g을 1 L의 공통으로 갈아 맞춘 경질 유리 플라스크에 넣고 300 mL의 물을 넣은 다음, 정유정량기를 장치하여 정량기의 상단에 환류냉각기를 달고 가열 맨틀에서 조심스럽게 130~150 ℃로 가열하였다. 5시간 동안 끓인 다음 몇 분 방치한 후 환류냉각기를 떼어내고 조심스럽게 정유를 취해 약 0.8 g을 얻었다.

② 초피 종자 정유성분의 분리

초피 종자 30 g을 1 L 용량의 공통으로 갈아 맞춘 경질 유리 플라스크에 넣고 300 mL의 물을 넣은 다음 정유정량기를 장치하여 정량기의 상단에 환류냉각기를 달고 가열 맨틀에서 조심스럽게 130~150 ℃로 가열하였다.

5시간 동안 끓인 다음 몇 분 방치한 다음 환류냉각기를 떼어내고 조심스럽게 정유를 취해 약 0.08-0.09 g을 얻었다.

<시험예 1: Streptococcus mutans 에 대한 항균력>

치아 우식균 S. mutans에 대한 항균 활성성분 분포를 실시예 1에서 각각 제조한 초피의 잎, 줄기, 뿌리, 종자 과피와 종자 부위를 사용하여 조사하였다. 즉, 멸균된 7mm 직경의 종이 디스크에 100mg/ml의 각 용매 추출물 10, 20, 30μ씩 적용하였으며, 대조균으로는 DMSO(dimethyl solfoxide)를 사용하였다. 대상 균주로는 스트렙토코쿠스 뮤탄트(Streptococcus mutans) KCTC3289 와 대장균(Escherichia coli) ATCC15489를 각각 사용하여 초피 유래 항균 물질 활성을 조사하고 그 결과를 하기표 1 및 도 2에 도시하였다.

시료		클리어 존 (mm)
시료		1 mg/disk	2 mg/disk	3 mg/disk
뿌리	CR-메탄올 분획	-	-	-
	CR-메틸렌 클로라이드 분획	-	-	-
	CR-에틸 아세테이트 분획	-	-	-
	CR-n-부탄올 분획	-	-	-
	CR-수층	-	-	-
줄기	CST-메탄올 분획	-	-	-
	CST-메틸렌 클로라이드 분획	-	-	-
	CST-에틸 아세테이트 분획	-	-	-
	CST-n-부탄올 분획	-	-	-
	CST-수층	-	-	-
잎	CL-메탄올 분획	-	-	-
	CL-메틸렌 클로라이드 분획	-	-	-
	CL-에틸 아세테이트 분획	-	-	-
	CL-n-부탄올 분획	-	-	-
	CL-수층	-	-	-
	CL-수층 침전물	-	-	-
과피	CP-메탄올 분획	-	-	-
	CP-메틸렌 클로라이드 분획	-	-	-
	CP-에틸 아세테이트 분획	-	-	-
	CP-n-부탄올 분획	-	-	9.5
	CP-물 분획	-	-	-
종자	CS-메탄올 분획	-	8.5	13.2
	CS-메틸렌 클로라이드 분획	-	8.5	14.4
	CS-에틸 아세테이트 분획	-	8.5	9.3
	CS-n-부탄올 분획	-	-	-
	CS-물 분획	-	-	9.0

상기 표 1 및 도 2에서 보듯이, 잎, 줄기, 뿌리 부위에서는 항균 활성을 확인할 수 없었고, 종자와 과피 추출분획에서만 S. mutans 의 생육을 저해하는 활성이 확인되었다.

그런다음 초피 종자와 과피로 부터 S. mutans의 생육저해 활성물질을 분리하기 위해, 극성이 낮은 유기용매부터 극성이 강한 용매로 추출하여 각 분획에 대한 항균활성을 조사하였다.

즉, 멸균된 7mm 직경의 종이 디스크에 100mg/ml의 DMSO에 용해시킨 모액 10, 20, 30μ씩 적용하였으며, 대조균으로는 DMSO(dimethyl solfoxide)를 사용하고 그 결과를 하기표 2 및 도 3에 도시하였다.

시료		클리어 존(mm)
시료		1 mg/disk	2 mg/disk	3 mg/disk
과피	CP-메탄올	-	-	-
	CP-에틸 아세테이트	-	-	-
	CP-헥산	-	-	-
	CP-메틸렌 클로라이드	-	-	-
	CP-정유	-	-	20.0
종자	CS-메탄올	-	-	11.6
	CS-에틸 아세테이트	-	-	13.2
	CS-헥산	-	-	15.6
	CS-메틸렌 클로라이드	-	8.0	16.4
	CS-정유	-	9.5	23.6

상기표 2 및 도 3에서 보듯이, 실시예 1중 최피 종자와 과피 유기용매 추출물에 대해서 항균 활성을 조사한 결과, 종자에서는 n-부탄올 외에 각 분획 간의 큰 활성 차이 없이 S. mutans에 대한 항균력을 나타내는데 반해 과피의 경우 수증기 증류 분획에서만 항균 활성이 확인되었다.

강한 항균 활성을 나타내는 초피 종자와 과피의 수증기 증류 분획의 항균 활성 정도를 항생제인 암피실린(ampicillin)의 항균활성과 비교해 보기 위해, 암피실린을 0.5mg/ml 의 농도로 녹인 후 역시 디스크에 10, 20, 30μ씩 적용하고, 대조균으로는 DMSO(dimethyl solfoxide)를 사용하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.

그 결과, 종자의 수증기 증류 분획의 항균 활성 정도는 0.1mg/ml 의 암피실린의 그 효과와 비교될 만큼 높은 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 초피 과피로 부터 얻은 유기용매 추출물들 중 항균 활성이 가장 높게 나타난 메틸렌 클로라이드 추출물을 다시 TLC로 분획하여 항균 활성 성분을 조사하였다. 즉, 멸균된 7mm 직경의 종이 디스크를 100mg/ml의 농도에서 DMSO 용해시킨 메틸렌 클로라이드 추출물중 TLC 분획중 10, 20, 30μ씩 적용하였으며, 대조균으로는 DMSO(dimethyl solfoxide)를 사용하고 그 결과를 하기표 3 및 도 5에 도시하였다.

[표 3]

(* CS-MC: 초피 종자의 메틸렌 클로라이드 추출물)

그 결과, A와 C 분획 외에는 항균 활성이 전혀 나타나지 않았다.

또한 초피 과피 정유성분의 S. mutans 에 대한 최소저해농도를 조사하였다.

즉, 전 배양한 S. mutans를 BHI broth 20 ㎖ 에 OD₆₀₀ 값이 0.01∼0.02가 되게 접종하고 초피 과피의 수증기 증류 분획 성분 (정유성분)을 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ㎎/㎖ 농도로 처리한 후 14 시간동안 배양하면서 2 시간마다 OD 값을 600 nm에서 측정하여서 14 시간이 경과 될 때까지 균이 자라지 못하는 해당 농도를 생육 저해 최소 농도로 결정하고 그 결과를 도 6에 그래프로서 도시하였다. 그 결과, 0.03% 농도에서도 완전한 생육 저해효과를 보여 초피 정유성분의 치아 우식균 S. mutans에 대한 항균활성이 매우 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.

<시험예 2: 항균활성 물질의 성분분석>

실시예 2에서 얻어진 초피의 종자와 과피의 정유성분의 물질을 HP 6890 가스 크로마토그래피와 HP 5903N 질량 분석계를 사용하여 GC-MS로 분석하고 그 결과를 하기표 4 및 5에 정리하였다.

구체적으로, 칼럼은 5% 페닐 메틸 실록산을 충진한 모세컬럼 HP-5MS이었고, 헬륨 충진가스 유속은 0.7 ㎖/min으로 60℃에서 15 분간 방치한 후 검출 온도를 28℃로 하였으며, 분획비는 30:1로 하였다. MS 부분은 전자 충격(IM) 모드로 50-800 mass 단위로 하였다. 시료의 각 성분은 실험에서 얻은 질량 스펙트럼과 문헌 검색으로 찾아낸 질량 스펙트럼을 비교하여 확인하였으며, 사용한 프로그램은 NIST/EPA/MSDC이었다.

[표 4]

^a휘발성 성분은 유지 시간 순서별로 나열되었다.

^bKI: HP-5MS 상에서의 Kovats 지수

^cPA (피크 영역): 총 피크 영역 n=3의 상대적 평균%

[표 5]

^a휘발성 성분은 유지 시간 순서별로 나열되었다.

^bKI: HP-5MS 상에서의 Kovats 지수

^cPA (피크 영역): 총 피크 영역 n=3의 상대적 평균%

상기표 4 및 5에서 보듯이, 초피 종자와 과피의 정유성분 분석 결과 종자시료에서는 51종의 물질이, 그리고 과피에서는 44종의 물질이 검출되었다. 이때 두 시료에서 공히 검출되는 물질로는 사비넨(sabinene), 2-β-피넨(pinene), 펠란드렌(phellandrene), γ-테르피넨(terpinene), 테르피놀렌(terpinolene), 리날올(linalool), 시트로넬랄(citronellal), 이소푸레골(isopulegol), L-시트로넬롤(citronellol), 큐미닉 알데히드(cuminic aldehyde), 펠란드랄(phellandral), 시트로넬일 아세테이트(citronellyl acetate), α-휴무렌(humulene), α-모르펜(morphene)과 나프탈렌 등이었고, 초피 종자에서는 γ-테르피넨(terpinene) (19.1%), 시트로넬랄(citronellal) (12.2%), 라반둘일 아세테이트(lavandulyl acetate) (11.1%), 1-β-피넨(pinene) (7.5%), 시트로넬일 아세테이트(citronellyl acetate) (5.0%)이 주성분으로 확인된데 반해, 초피 과피 정유성분의 주 성분은 γ-테르피넨(terpinene) (42.2%), 게란일 아세테이트(geranyl acetate) (14.4%), 시트로넬랄(citronellal) (10.7%)로 확인되었다.

상기 결과를 고려해 볼때, 초피 종자와 과피 성분들 중 공통적으로 검출되는 성분들중 함량에 있어 높은 비율을 차지하는 γ-테르피넨(terpinene)이 항균 후보 물질로 추정된다.

<시험예 3: 초피 정유성분을 첨가한 치약의 S. mutans 에 대한 항균력 검정>

상기 실시예에서 제조한 초피 과피의 정유성분을 0.1% 함유한 치약 시제품을 제조한 다음 경북대학교 자연대 미생물학과와 대구가톨릭대 생활과학대학 식품영양학과 학생과 교수를 대상으로 기호도 조사와 항균 활성 실험을 행하였다.

관능 및 기호도 조사 결과 처음 입에 가까이 가져갔을 때 느껴지는 향이 너무 강한 것이 아주 큰 단점으로 나타났으나 이를 닦을수록 향은 점점 없어져 나중엔 느껴지지 않음으로 첫 향만 조금 약하게 하는 것이 필요하였다.

그러나 하기표 6에서 보듯이, 양치시의 부드러움이나 개운함 특히 양치 이후의 개운함이 다른 일반 치약들과는 확연하게 비교될 만큼 오래간다는 결과를 확인할 수 있었다.

No.	연령	성별	냄새	수용정도	부드러움	매운 맛	상쾌감
1	만 22	F	+※	+++	++	+	+++
2	만 22	F	+	+	+++	+	+++
3	만 22	F	+++	+++	++	+	+++
4	만 22	F	++	+++	+++	+	+++
5	만 23	F	+++	+++	+++	+	+++
6	만 24	F	+	++	++	+	+++
7	만 24	M	++	++	++	+	++
8	만 25	F	+	++	++	+	++
9	만 25	F	++	+++	+++	+	+++
10	만 25	M	+	+	++	+	++
11	만 26	F	+	+	+++	+	+++
12	만 26	F	++	++	+++	+	++
13	만 26	M	+	+	++	+	+++
14	만 26	M	+	+	++	+	++
15	만 27	M	+	++	++	+	+++
16	만 27	M	+	++	+++	+	++
17	만 45	F	++	+++	+++	+	+++
18	만 45	M	+++	+++	+++	+	+++
19	만 47	M	+++	+++	++	+	+++

+: 불만족, ++: 보통, +++: 만족

한편, 양치이후의 오랜 개운함이 치약내의 항균 성분에 기인하는 지 조사하기 위하여 치약 내에서의 초피 유래 물질의 항균력은 시중에서 팔고 있는 치약 제품들 중 가장 항균 효과가 높다고 알려진 제품들, 즉 LG 생활건강사의 자일리톨을 함유한 페리오 치약, 동회사 제품인 녹차 추출물을 함유한 페리오 치약, 그리고 태평양사의 한방생약성분을 함유한 오복치약을 대조구로 하여 Streptococcus mutants를 대상으로 Disc 확산법으로 항균 활성 비교 실험을 행하였다.

즉, 초피 추출물의 치아 우식균인 Streptococcus mutans에 대한 항균활성 검정 실험을 위해서 디스크 확산법을 이용하였다. 이때 사용된 배지로는 BHI (brain heart infusion) 한천 배지였으며, 그 방법을 간략히 서술하면 다음과 같다. 미리 준비된 BHI 한천 평판배지 상에, OD₆₀₀값이 0.5∼0.6에 해당되는 균 배양액을 15 ㎕ 와 혼합한 BHI 소프트 한천 배지를 붓고 한천을 굳힌 다음, 정제한 각각의 초피추출물에 적신 disc (1, 2, 3 mg/disc)를 배지 표면에 올려놓고 배양기로 옮겨서 24 시간 동안 배양시켰다. 배양 후 디스크 주위에 나타나는 클리어 존(clear zone)의 직경을 측정하여 해당 물질에 대한 항균활성 정도를 도 7에 나타내었다.

그 결과, 실시예 및 대조예 각각의 치약 1, 2, 4% 농도에서는 4 가지 모두 항균 활성이 나타나지 않고, 6% 농도에서 항균 활성이 약하게 나타나기 시작했으며, 8% 농도에서는 본 초피 과피의 정유 성분을 함유한 시제품에서 가장 높은 항균 활성이 나타났고, 그 다음으로 페리오>녹차 함유 페리오>오복치약의 순으로 활성이 나타났다.

한편, 이때 E. coli DH5α 균을 동시에 조사해 보았는데, 조사한 농도 하에서는 E. coli의 생육 저해능은 시제품을 포함시 모든 대조구에서 전혀 확인되지 않았다.

상기 시험예에서 보듯이, 본 발명에 의해 제조된 초피 추출물은 우수한 치아 우식균에 대한 성장억제 효과를 갖는 천연 활성 물질로서, 본 발명에 의한 초피 추출물을 우효성분으로 사용하여 충치를 억제할 수 있는 제품의 공급이 가능하다.

Claims

초피 종자 및 과피로부터 선택된 1종 이상에 총초피무게의 3-10배의 유기용매를 가하여 50∼90℃의 온도에서 3∼10시간동안 3∼5회 진공추출하는 제1 단계;

진공추출한 초피를 초피 무게의 10-30배의 물을 혼합하고 5∼25배 무게의 메틸렌 클로라이드로 3∼8회 추출한 다음 농축시켜 메틸렌 클로라이드 분획을 얻는 제2 단계;

상기 메틸렌 클로라이드 분획을 분리하고 남은 수층을 5∼25배 무게의 에틸 아세테이트로 3∼8회 추출한 다음 농축시켜 에틸 아세테이트 분획을 얻는 제3 단계;

상기 에틸 아세테이트 분획을 분리하고 남은 수층을 5∼25배 무게의 n-부탄올로 3∼8회 추출한 다음 농축시켜 n-부탄올 분획을 얻는 제4단계; 및

상기 n-부탄올 분획을 분리하고 남은 수층을 농축시켜 수층 분획을 얻는 제5 단계;를 포함하여 이루어지는 초피 추출물 제조방법
제1항에 있어서, 상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 부탄올, 프로판올, 에틸 아세테이트, 아세톤, 클로로포름, 헥산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 초피 추출물 제조방법
제1항에 있어서, 상기 제1 단계는 진공추출한 다음 얻어진 유기용매 분획에 헥산을 분획대비 5∼25배 무게를 사용하여 3∼5회 추출하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 초피 추출물 제조방법
제1항에 있어서, 상기 제1 단계는 진공추출한 다음 얻어진 유기용매 분획을 메틸렌 클로라이드로 씻는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 초피 추출물 제조방법
초피 종자 및 과피로부터 선택된 1종 이상에 총초피무게의 10∼30배 무게의 물을 혼합하는 단계; 및

상기 혼합물을 130∼150℃의 온도에서 3∼6시간동안 환류시켜 정유성분을 분리하는 단계;를 포함하여 이루어지는 초피 추출물 제조방법
청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한항의 방법으로 제조한 초피 추출물을 유효성분으로 함유하는 치약
청구항 제1항 내지 제5항중 어느 한항의 방법으로 제조한 초피 추출물을 유효성분으로 함유하는 껌
청구항 제1항 내지 제5항중 어느 한항의 방법으로 제조한 초피 추출물을 유효성분으로 함유하는 사탕
청구항 제1항 내지 제5항중 어느 한항의 방법으로 제조한 초피 추출물을 유효성분으로 함유하는 구강치료용 제재