KR20090109679A - 카테킨 강화 녹차 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혐기 처리된 차 잎을 이용한 카테킨 강화 녹차 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 카테킨성분이 강화되고 고지혈증 치료 또는 예방 및/또는 비만 억제 효과를 갖는 카테킨 강화 녹차 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

카테킨강화녹차, 카테킨, 항비만

Description

카테킨 강화 녹차 및 그 제조 방법{Method of preparing catechin-rich green tea and its product}

본 발명은 카테킨 강화 녹차 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차 잎을 혐기 처리하여 얻은 카테킨 강화 녹차 및 그 제조 방법 그리고 고지혈증 치료 또는 예방 및/또는 비만 억제 효과를 가진 그 녹차의 용도에 관한 것이다.

최근 삶의 수준이 향상됨에 따라 건강에 대한 관심이 높아가는 가운데 웰빙식품들이주목을 받고 있다. 세계 3대 기호 음료 중 하나인 차 또한 소비자가 선호하는 식품 중 하나이다. 특히 차는 항산화, 항암, 혈중지질억제, 항비만, 항균, 혈압상승억제, 성인병예방 등의 다양한 생리활성을 갖고 이들 기능에 기여하는 주요 성분으로 카테킨과 같은 폴리페놀, 가바(-aminobutyric acid, GABA),카페인, 테아닌(theanin) 등이 알려져 있다.

차는 보통 카메리아 시넨시스(Camellia sinensis)의 잎을 이용하여 가공된 것을 말하며, 제법에 따라 다양한 종류의 제품이 생산되고 있다. 다양한 형태의 차 제품에 따라 차가 갖는 항당뇨, 면역증강, 노화억제 등의 다양한 기능성도 큰 차이 를 나타낸다고 알려져 있다. 또한 차에 함유된 유용 기능성 성분을 추출하여 얻어진 조성물을 화장품, 의약품, 식품 등에 첨가하여 만들어진 제품들이 출시되고 있으나 차 음료 외 가공제품 등의 생산은 아직 미비한 실정이다. 그 외에도 차 품질 및 기능성을 향상시키기 위한 차 재배법 연구가 진행되고 있다.

우리나라의 차 생산량은 3309톤(2005년)으로 매년 증가하고 있고 차 소비량은 1인당 80 g(2005년)으로 매년 증가하고 있다. 최근 우리나라에서는 우롱차, 홍차, 후발효차 등과 같은 발효차 등의 소비량이 조금씩 증가하고 있으나 국내에서 소비되고 있는 것은 대부분 녹차 형태이다. 녹차가 소비자의 관심을 받는 가장 큰 이유는 우롱차나 홍차와는 달리 녹차에 함유된 카테킨과 같은 기능성 성분의 함량이 높기 때문이다. 녹차 중 독특한 제조 특성을 갖는 가바녹차는 혐기조건에 둔 차엽을 이용하여 만들어진 차로, 혈압강화, 신장 기능강화, 긴장완화와 신경안정, 학습증진효과 등을 있다고 알려져 있는 가바성분 함량이 높다고 밝혀진 바 있으나 그 외의 기능성 성분 연구는 전혀 이루어진 바가 없다. 본 발명에서는 혐기 조건에 둔 차잎을 이용하여 제조한 녹차가 일반 녹차에 비해 카테킨 함량이 높고 항비만 효과가 더 있음을 발견하였다.

본 발명은 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 고지혈증 치료 또는 예방 및/또는 비만억제 효과를 가지는 녹차의 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 생성된 녹차를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

채취한 차 잎을 혐기 환경에 넣은 후 질소가스와 함께 상온에서 4-6 시간 동안 혐기 처리하는 단계를 포함하는 카테킨 강화 녹차 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 상기의 방법은 증열, 조열, 유념, 중유, 정유, 건조 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며,

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 증열과정은 90∼110℃에서 20∼60초, 조유과정은 80∼100℃에서 40∼60분, 유념과정은 10∼25분, 중유 과정은 50∼70℃에서 20∼60분, 정유 과정은 60∼80℃, 20∼40분, 건조 과정은 75∼95℃에서 1∼3시간인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또 본 발명은 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 녹차를 제공한다.

또한 본 발명은 유효량의 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 녹차를 유효성분으로 하는 고지혈증 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기의 유효량은 일당 0.1∼0.5g/kg 체중인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

또한 본 발명은 유효량의 본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 녹차를 유효성분으로 하는 비만 억제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기의 유효량은 일당 0.1∼0.5g/kg 체중인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

본 발명의 조성물은 경구, 직장, 정맥내, 근육내, 피하, 경피 또는 에어로졸 투여가 가능할 수 있다. 적용의 예는 분말, 캡슐, 정제, 경구 투여된 현탁액 또는 용액, 연고 또는 에어로졸 형태가 가능하다.

바람직한 적용은 정맥내, 근육내 또는 경구 투여일 수 있다. 사용된 용량은 특정활성 성분의 타입, 연령, 환자의 필요 및 적용증의 종류에 의존하나, 일반적으로 매일 0.1∼0.5g/kg 체중의 용량이 고려된다.

이들 조성물들은 정제, 드라지, 젤라틴 캡슐, 현탁액, 용액 또는 에멀젼과 같은 장 또는 구강 투여, 스프레이 형태의 코 투여, 좌약 형태의 직장 투여가 가능하다. 이들 화합물들은 근육내, 비경구 또는 정맥 내 투여가능하다.

용량은 넓은 범위 내에서 변화가능하지만 특정 상황에 알맞게 조절되어야 한다. 그 용량은 바람직하게는 동량으로 하루에 1회에서 3회 투여되어야 한다. 통상적으로 아이들은 체중 및 나이에 맞추어 더 낮은 용량 투여하여야 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 채취한 차잎을 바로 밀폐된 공간에 넣은 후 질소가스와 함께 상온에서 5시간동안 혐기 처리하여 얻은 차잎을 이용한 카테킨 강화 녹차 제조 단계,

얻어진 카테킨 강화 녹차를 열수로 추출하여 얻어진 열수추출물에서 카테킨 함량이 증가함을 확인한 단계,

카테킨 강화의 열수추출물이 소장에서 지방흡수에 관여하는 리파제 저해 활성을 확인한 단계,

그리고 비만을 유도한 실험쥐에 카테킨 강화 녹차 열수조성물을 투여하여 비만 억제 효과를 확인하는 단계가 기재된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 카테킨 성분이 강화되고 고지혈증 치료 또는 예방 또는 항비만 효과를 갖는 카테킨 강화 녹차는 고지혈증 치료 또는 예방 또는 항비만 예방에 이용할 수 있으며 또한 이 제품으로부터 조카테킨 조성물을 얻어 다양한 식품 첨가물 소재로도 이용될 수 있다.

이하, 비한정적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

실시예 1: 혐기 처리된 차잎을 이용한 카테킨 강화 녹차 제조

도 1은 혐기 처리된 차 엽을 이용한 카테킨 강화 녹차 제조 공정도를 나타낸 것이다.

본 발명에 사용한 차 잎은 2006년 5월말에 전남 보성에서 재배되고 있는 재래종(Camellia sinensis var. sinensis)에서 채취된 것으로, 채취한 차잎을 바로 밀폐된 플라스틱용기(45× 30× 25㎝)에 넣은 다음 질소가스를 공급된 밀폐된 공간에 상온에서 5시간 동안 둔 다음 이를 증제차 제조 방법에 의해 카테킨 강화 녹차를 제조하였다. 즉, 얻어진 카테킨 강화 차 잎을 증제차 제조기로 100℃에서 40초 동안 증열한 다음 90℃에서 50분간 조유 과정을 거쳐 유념기에서 15분간 유념하였다. 이어 60℃에서 40분 동안 시료의 수분을 제거한 다음 중유기에서 차의 모양을 만들었으며, 70℃, 30분간 정유기에서 정유한 다음 85℃ 건조기에서 2시간 동안 건조하여 카테킨 강화 녹차를 제조하였다.

채취한 신선 차잎을 혐기 처리 공정이 없이 바로 상기의 증열 과정을 거쳐 제조된 일반녹차를 비교구로 사용하였다.

실시예 2: 카테킨 강화 녹차의 카테킨 함량

항암, 항산화, 항당뇨, 항염증 등의 다양한 생리활성을 갖는 것으로 알려져 있는 녹차는 주요 성분인 카테킨이 관여하고 있어 카테킨 함량을 조사하였다. 카테킨 강화 녹차와 일반녹차 5 g에 증류수 100 mL를 가하여 5 분간 열수로 추출한 다음 여과지(Whatman No. 1)로 여과하였다. 얻어진 여액을 클로로포름으로 분배한 후 수용액에 에칠아세테이트로 3회 분배추출한 다음 이 에칠아세테이트 용액을 감압농축하여 조카테킨 추출물을 얻었다. 얻어진 각 시료의 조카테킨 추출물을 대상으로 ODS-HPLC 분석에 의해 개별 카테킨 함량을 측정하였다.

HPLC 분석 조건은 다음과 같다. 즉, 컬럼은 아트란티스 컬럼 (Atlantis column, 4.6*250 mm, ODS, 5 ㎛, Waters, USA)을 사용하였으며 유속은 1.0 mL/min (Model 515 HPLC pump, Waters, USA)로 하였으며, 검출은 280 nm (Model 486 tunable absorbance Detector, Waters, USA)에서 검출하였다. 또한 이동상 용매는 용매 A (아세톤나이트릴/에틸아세테이트/0.05% 인산용액 = 6:2:86,v/v)와 용매 B (아세톤나이트릴/에틸아세테이트/0.05% 인산용액 = 44:1:43, v/v)로 하였으며, 용 출은 10분간 용매 A로 한 후 2분동안 용매 A/용매 B = 4:1 (v/v)로 상승시켜 8분간 동일 용매계로 유지한 다음 5분동안 용매 A/용매 B = 0:10 (v/v)로 상승시켜 5분간 동일 용매계로 행하였다.

카테킨 강화 녹차 및 일반녹차 열수추출물의 HPLC 크로마토그라피상에서는 카테킨, 에피카테킨, 에피갈로카테킨, 에피갈로카테킨갈레이트, 에피카테킨갈레이트 등의 5종 주요 성분이 검출되었으며, 이들은 표준물질의 머무름값(t _R )과 비교하여 동정되었다. 또한 표준물질의 검량곡선을 작성하여 카테킨 강화 녹차 및 일반녹차에 함유된 5종의 카테킨 성분을 정량하였다. 카테킨 강화 녹차의 총 카테킨 함량은 20.76%으로 나타나 일반녹차(14.83%)에 비해 약 140% 정도의 높은 증가를 보였다. 이들 녹차에 함유된 개별 카테킨 함량은 카테킨 < 에피카테킨 < 에피카테킨갈레이트 < 에피갈로카테킨 < 에피갈로카테킨갈레이트 순으로 높게 나타났다. 카테킨 강화 녹차는 에피카테킨갈레이트을 제외한 카테킨, 에피카테킨, 에피카테킨갈레이트, 에피갈로카테킨갈레이트가 일반녹차보다 높은 함량을 나타냈다. 특히 녹차에 함유된 개별 카테킨 중 가장 높은 함량을 갖는 에피갈로카테킨갈레이트의 경우 카테킨 강화 녹차(11.58%)가 일반녹차(7.35%)보다 약 157.6%로 증가하였으며, 카테킨의 경우 일반녹차(0.26%)에 비해 카테킨 강화 녹차(0.49%)가 약 1.8배로 가장 큰 폭으로 증가하였다. 이상의 결과로부터 혐기 조건이 차잎에서 카테킨 성분을 증가시키는 것으로 판단된다.

실험예 1: 카테킨 강화 녹차의 리파제 저해 활성

중성지방은 소장에서 리파제 작용에 의해 지방산과 모노아실글리세롤로 분해되어 체내로 흡수, 축적되는 것으로 알려져 있다. 리파제 저해 활성을 갖는 식품 섭취는 비만 억제 효과가 기대되어 일반녹차와 카테킨 강화 녹차를 대상으로 리파제 저해 활성을 비교하였다. 즉, 시료 5 g에 증류수 100 mL로 90℃, 5분간 열수추출하여 얻어진 추출용액을 제조하였다. 각 녹차 시료 중량 0.67 mg에 해당하는 추출용액 (100 μL)에 리파제 효소 용액(lipase 10,000 unit/mL, 10 mM MOPS & 1 mM EDTA, pH 6.8)의 30 μL와 반응용액 (100 mM Tris-HCl/5 mM CaCl₂, pH 7.0) 850 μL를 혼합하여 37℃에서 15분간 반응시켰다. 이 용액에 p-nitrophenyl butyrate (10 mM, dimethyl formide) 20 μL를 가하여 37℃에서 30분간 반응시킨 다음 400 nm에서 흡광도를 측정하였다.

그 결과, 일반녹차는 29.59%의 저해 활성을 보인 반면에 카테킨 강화 녹차는 12.92%로 일반녹차에 비해 2.2배 높은 활성을 나타냈다. 녹차에 함유된 카테킨은 리파제 저해 활성을 갖는다고 알려져 있으며, 특히 갈로일기(galloyl기)를 갖는 에피갈로카테킨갈레이트가 카테킨, 에피카테킨, 에피갈로카테킨 등의 다른 카테킨에 비해 높은 활성을 갖는다고 보고된 바 있다. 따라서 일반녹차에 비해 총 카테킨 함량(특히, 에피갈로카테킨갈레이트)이 높았던 카테킨 강화 녹차가 더 높은 리파제 저해 활성을 보였던 것으로 사료된다.

실험예 2: 카테킨 강화 녹차의 비만 억제 효과

일반녹차와 카테킨 강화 녹차 각각 200 g에 증류수 20 L를 가하여 5분 동안 85℃로 가열 추출한 후 여과지(Whatman No.1)로 감압 여과하였다. 얻어진 여과액을 회전강압농축기를 이용하여 농축한 다음 최종적으로 동결 건조시켜 일반녹차와 카테킨강화녹차 열수추출물 약 60 g을 얻어 항비만 동물실험에 사용하였다.

실험동물로는 4주령의 Sprague-Dawley종 수컷 흰쥐를 분양받아 동물사육실(실내온도 22±2℃, 상대습도 55±5%, 12 hour light-dark cycle)에서 1주일간 적응시켰다. 먼저 쥐의 비만을 유도하기 위해 정상군와 고지방군으로 나누어 실험 식이를 공급하였다. 비만을 유도하기 위한 고지방식이(AIN-93G diet, 한삶 R&D, 경기도, 대한민국)의 조성은 표 2에 나타냈다. 또한 그림에 나타낸 바와 같이 6주동안 비만을 유도한 결과, 고지방군의 체중이 정상군에 비해 116% 이상 증가하였으며 혈중 지질 농도 또한 유의적으로 높게 나타남을 확인하였다. 이어 비만이 유도된 쥐들을 대조군, 일반녹차처리군과 카테킨강화녹차처리군으로 각각 8마리씩 나누어 고지방식이를 자유롭게 섭취하도록 하였고 정상군은 계속 정상식이를 공급하였다. 일반녹차처리군과 카테킨강화녹차처리군은 각각의 열수추출물을 1일 체중 0.3 g/kg 체중으로 일정한 시간에 4주 동안 경구 투여하였다. 사육기간 중 실험동물의 체중과 식이섭취량은 각각 주 1회씩 일정시간에 측정하였다.

모든 실험결과는 SPSS(Statistical package for social sciences) 12.0 팩키지 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차를 구하였으며, 4주간 체중 변화는 반복측정 분산분석에 의해서, 혈액 시료와 복부지방량은 일원배치 분산분석(one-way ANOVA) 후 세페 테스트(Scheffe’s test)를 이용하여 p＜0.05 수준에서 실험군 간의 유의적 차이를 검증하였다.

1. 체중변화 및 식이효율

일반녹차와 카테킨 강화 녹차의 열수추출물을 6주동안 비만을 유도한 쥐에 고지방식이와 함께 4주 동안 경구 투여하여 체중 변화를 조사하였다(도 4). 대조군, 일반녹차처리군, 카테킨 강화 녹차 처리군의 체중은 사육기간에 따라 증가하였으며 집단간 유의적 차이를 나타냈다. 즉, 경구 투여 4주경과 후 대조군의 체중은 550 g으로 가장 높게 나타난 반면, 일반 녹차 처리군과 카테킨 강화 녹차처리군은 각각 500 g과 480 g으로 완만한 체중증가를 나타냈으며 대조군에 비해 유의적으로 낮았다(p＜0.05). 카테킨 강화 녹차처리군과 일반녹차 처리군간의 유의적 차이는 없었으나 일반녹차군에 비해 카테킨 강화 녹차처리군의 체중이 15 g정도 낮았다.

일반녹차와 카테킨강화녹차 열수추출물의 경구 투여 4주 경과 후 각 처리군의 식이섭취량을 분석한 결과(표 3), 고지방 식이를 공급한 3 그룹은 1주 동안 약 100 g이었으며 정상식이군이 150 g 이상에 비하여 유의적으로 낮았다. 카테킨강화녹차처리군, 일반녹차처리군, 대조군의 식이섭취량은 유의적인 차이가 없었다.

2. 복부지방량

복부에 축적된 지방은 당뇨, 동맥경화, 심혈관질환등의 질병을 유발할 가능성이 있다고 알려져 있다. 특히 체지방량이 같더라도 복부 지방량이 증가할수록 대사성합병증의 발생률이 증가하므로 복부 지방이 이들 질환의 독립된 위험 인자로 알려져 있다. 그러므로 카테킨 강화 녹차와 일반 녹차 열수추출물을 4주 동안 경구투여한 후 복부 지방량을 조사하였다. 즉, 실험동물을 희생 전 12시간 절식시킨 다음 에테르로 마취시킨 상태에서 부고환지방과 신장지방을 분리하여 생리식염수(0.9% NaCl 용액)로 세척한 다음 무게를 측정하였다. 그 결과, 표 4에서 알 수 있는 바와 같이 복부지방량은 대조군<일반녹차처리군<카테킨강화녹차처리군<정상군의 순으로 낮게 나타났으며 카테킨 강화 녹차처리군과 정상군 간에는 유의적인 차이가 없었다(p＜0.05).

3. 혈중 지질 수준

카테킨 강화 녹차처리군의 혈액으로부터 분리한 혈장에서 중성지질, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤의 개선 효과를 조사하였다. 즉, 실험동물을 희생 전 12시간 절식시킨 다음 에테르로 마취시킨 상태에서 심장으로부터 혈액을 채취하여 3,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 혈장을 얻었다. 얻어진 혈장의 총 콜레스테롤, 중성지질, 그리고 HDL-콜레스테롤의 농도를 혈액분석기(VITROS DT60 II system, Johnson & Johnson company, USA)에 의해 효소적 방법으로 측정하였다. 또한 LDL 콜레스테롤 (LDL-C) 농도는 Friedwald 공식 (콜레스테롤농도 - HDL-콜레스테롤농도 - 0.2 × 중성지질농도)에 의해 계산되었다.

카테킨 강화 녹차처리군의 혈장에서 중성지질, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤의 농도를 조사한 결과를 표 5에 제시하였다. 혈중 중성지질의 경우 카테킨 강화 녹차처리군(41.4 mg/dL)이 다른 군에 비해 유의적으로 가장 낮은 농도를 나타냈고(p＜0.05), 일반 녹차처리군과 정상군은 유의적인 차이가 없었으나 대조군이 가장 높게 나타났다. 카테킨 강화 녹차가 일반 녹차보다 혈중 중성지방을 감소시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 혈액 중 총 콜레스테롤 함량 또한 다른 군에 비해 카테킨강화녹차처리군이 유의적으로 낮은 수준을 나타내었다(p＜0.05). 그리고 일반녹차처리군과 정상군은 유의적인 차이가 없었고, 대조군이 가장 높게 나타나 혈중 중성지방 함량을 측정한 결과와도 일치하였다.

표 5에 나타낸 바와 같이, 카테킨 강화 녹차처리군의 혈중 HDL-콜레스테롤 농도는 모든 처리군 간에 유의적인 차이가 없었으나 혈중 LDL-콜레스테롤 농도는 대조군에 비해 카테킨 강화 녹차처리군과 일반녹차처리군이 유의적으로 매우 낮은 수준을 나타내었다(p＜0.05). 또한 카테킨 강화 녹차처리군과 일반녹차처리군의 LDL-콜레스테롤 수준이 정상군보다도 유의적으로 낮아 녹차 열수조성물의 투여가 혈중 LDL-콜레스테 수준을 낮추는 효과가 있는 것으로 판단된다.

도 1은 카테킨 강화 녹차 제조 공정도에 대한 그림;

도 2는 카테킨 강화 녹차의 리파제 저해 활성을 나타내는 그림;

도 3은 6주동안 정상식이와 고지방식이를 한 쥐의 체중 변화를 나타내는 그림; 및

도 4는 일반녹차와 카테킨 강화 녹차의 열수 추출물을 6주 동안 비만을 유도한 쥐에 고지방 식이와 함께 4주 동안 경구 투여하여 체중 변화를 조사한 그림이다.

Claims (8)

1. 채취한 차 잎을 혐기 환경에 넣은 후 질소가스와 함께 상온에서 4-6 시간 동안 혐기 처리하는 단계를 포함하는 카테킨 강화 녹차 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기의 방법은 증열, 조열, 유념, 중유, 정유, 건조 과정을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 카테킨 강화 녹차 제조 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 증열과정은 90∼110℃에서 20∼60초, 조유과정은 80∼100℃에서 40∼60분, 유념과정은 10∼25분, 중유 과정은 50∼70℃에서 20∼60분, 정유 과정은 60∼80℃, 20∼40분, 건조 과정은 75∼95℃에서 1∼3시간인 것을 특징으로 하는 카테킨 강화 녹차 제조방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 임의의 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 녹차.
5. 유효량의 제4항의 녹차를 유효성분으로 하는 고지혈증 예방 또는 치료용 조성물.
6. 제5항에 있어서, 상기의 유효량은 일당 0.1∼0.5g/kg 체중인 것을 특징으로 하는 고지혈증 예방 또는 치료용 조성물.
7. 유효량의 제4항의 녹차를 유효성분으로 하는 비만억제용 조성물.
8. 제7항에 있어서, 상기의 유효량은 일당 0.1∼0.5g/kg 체중인 것을 특징으로 하는 비만 억제용 조성물.

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