KR20110002392A - 함초 추출물을 포함하는 스포츠 음료 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 함초 추출물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무산소성역치 도달시간 및 최대운동지속시간을 측정한 결과, 운동능력 개선 효과가 뛰어나고, 혈압 유지 및 최대운동 시 혈청 젖산(lactic acid)의 생성 억제 효과로부터 지구력을 증진 및 피로회복 효과가 유도될 수 있을 뿐만 아니라 인체에도 무해한 천연물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.
운동능력개선, 피로회복, 함초

Description

함초 추출물을 포함하는 스포츠 음료 조성물{SPORTS BEVERAGE COMPOSITION COMPRISING SALICORNIA HERBACIA EXTACTS}
본 발명은 운동능력 증진과 지구력 향상을 증진시키는 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.
장시간 높은 강도의 운동을 지속할 때, 운동수행능력을 제한시키는 요인이 피로 (fatigue)라는 것은 의심할 바 없으나, 피로가 유발되는 과정에서의 근본적인 원인은 다양한 생리적 요인에 의해서 영향을 받게 된다. 이러한 피로유발 요인 중 가장 중요한 것은 개개인의 능력과 관계가 있는 운동강도(Exercise intensity)라고 보고되고 있지만, 피로의 시작을 지연시키는 가장 효율적인 방법 및 운동수행능력을 개선시키는 요인은 역시 트레이닝에 의해서라는 것이 많은 연구자들에 의해서 설명되고 있다.
체계적이고 규칙적인 트레이닝은 심혈관계와 근육 적응에 결과가 되며, 이것은 근육과 간에 저장된 탄수화물을 절약하면서 상대적으로 지방을 에너지원으로 사용하게 하는데 유용할 것이다. 1시간 이상 혹은 4~5시간 이내의 운동을 지속할 때 피로에 대한 주원인은 탄수화물 저장량의 고갈이며, 또 다른 요인으로서 실내온도 와 습도가 높은 환경적 조건하에서 탈수(dehydration)와 열 조절(Thermoregulatory problem)문제가 피로의 원인이 될 것이다. 안정시에는 신체에서 발현되는 열 생성이 낮으나, 높은 작업률에서는 대사적 열 생성이 80 kJ/min (20 kcal/min)을 초과하며, 고도로 훈련된 운동선수들은 이러한 작업률에서 2시간 이상을 유지하는 것으로 보고된 바 있다.
이러한 높은 열 생성 조건에서 체내의 열을 손실시키기 위한 땀(sweating)은 전해질 손실과 관계가 있는 신체의 수분을 급속하게 손실시키는 결과가 되며, 결과적으로 운동수행능력을 제한시키게 될 것이다.
한편, 일시적 운동시 생성되는 Nitric oxide(NO)이나 활성 산소를 포함한 자유 라디칼에 대한 다수의 연구에서는 운동 시 생성된 NO 또는 활성산소를 포함한 자유 라디칼이 관상혈류 및 말초혈관 혈류를 통제하고 신진대사율을 조절 하지만, 비교적 불안정하여 독성이 있으며 두 개의 원자로 이루어진 유리기(free radical)로서, 신경세포에서는 알츠하이머 병, 헌팅톤씨 병, 파킨슨씨 병, 근위축성 경화증 등과 같은 신경 퇴행성 질환과 뇌졸중, 경련, 외상으로 인한 뇌손상 등과 같은 신경질환의 흥분성 신경 독성효과와 밀접한 관련성이 있다고 보고되고 있다.
한편, 2001년 발표된 조사결과에 의하면, 우리나라 국민 한 사람이 한해 동안 마신 음료는 1.5L 페트병으로 약 46개에 해당한다. 소비된 음료는 주로 탄산음료였고, 그 외 주스 음료가 주종을 이루는 것으로 나타났다. 한편, 기호성이 확실한 틈새 시장의 기타 음료군은 2001년도에 전년 대비 43% 정도의 비약적인 시장 확대가 있었으며, 성장 속도가 탄산 음료나 주스 시장에 비해 훨씬 빠른 것으로 조사 되어, 연간 약 2,000억원 규모의 시장으로 성장하고 있다.
특히, 기타 음료군에 속하는 기능성 식품는 국제적 행사 및 마케팅에 발맞춰 시장이 대폭 증가하고 있는 추세로, 최근 생활 스포츠에 관한 관심의 증대와 함께 생활 음료로서 자리 매김하고 있다.
기능성 식품에 해당하는 스포츠 음료는 땀을 많이 흘리는 운동을 하거나, 중노동 또는 더운 환경에서 일하는 사람들에게 체중감소 또는 탈수현상을 막기 위해 체액의 전해질(이온)평형을 유지시켜 주는 전해질 보충음료에서 출발하여 연구 및 생산되고 있다.
시판되고 있는 대부분의 스포츠 음료의 성분을 보면 에너지 보충을 위하여 여러 종류의 당질들을 6 내지 8% 정도 포함하고 있고, 스포츠 음료에 포함된 당질의 농도가 8%를 넘게 되면 음료의 장내 흡수 속도가 지연된다는 보고가 있다.
이온보충과 수분보충을 위하여 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 등 전해질을 함유하고 있으며, 약간의 비타민 C 등도 포함되어 있는 경우도 있다. 또한, 파랑, 노랑, 빨강 등 착색료의 첨가로 시원함을 눈으로 느끼게 하는 스포츠 음료들도 있다. 기능성 식품는 제품의 특성에 따라 당, 전해질 외에도 알긴산, 카르니틴, 타우린 또는 분지아미노산 등을 첨가하여 건강기능성과 근육형성, 운동력의 향상을 도모하기도 한다.
이와 관련하여, 최근 기능성 식품의 개발은 기존 이온 음료가 갖는 수분과 전해질의 보급이라는 기본 기능 외에 고기능성 역할이 추가된 고기능성 스포츠 음료와 관련하여 진행되고 있다.
상기 고기능성 스포츠 음료와 관련해서 연구방향은 운동 전후 동안의 대량의 신속한 에너지공급이 요구되는 상황에서 에너지원으로 유용한 조성물을 포함하는 음료에 대한 것이다. 이들은 주로 전해질을 주성분으로 하여 포도당, 과당 및 올리고당 등의 감미료와 몇 가지 수용성 비타민 또는 아미노산을 첨가한 제품들이다. 즉, 최근에 개발되는 스포츠 음료는 단순히 갈증해소만을 만족시키는 단계에서, 피로회복, 지구력증진을 비롯한 다양한 기능을 확장시킨 스포츠 음료들이 개발되고 있다.
특히, 최근에 운동과 스포츠 현장에서 영양소와 에너지를 빠르고 간편하게 효율적으로 얻기 위하여 만든 식품인 Ergogenic Adis는 경기력 향상을 위해 보조약물 또는 보조물질로 사용되고 있으나, 단백질보조식품, 탄수화물보조식품 또는 단백동화스테로이드(anabolic steroid)와 같은 근육증강제와 관련하여 위법적일 수 있으므로, 천연물 유래의 스포츠기능성 음료의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 무산소성역치 도달시간 및 최대운동지속시간을 측정한 결과, 운동능력 개선 효과가 뛰어나고, 혈압 유지 및 최대운동 시 혈청 젖산(Lactic acid)의 생성 억제 효과로부터 지구력을 증진 및 피로회복 효과가 유도될 수 있을 뿐만 아니라 인체에도 무해한 천연물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 함초 추출물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 발명자들은 피로회복 효과가 뛰어나고, 지구력을 증진시킬 수 있는 기능성 식품 조성물을 인체 안전성이 확보된 천연물 유래의 물질로부터 연구하던 중, 함초 추출물이 무산소성역치 도달시간 및 최대운동지속시간을 측정한 결과, 운동능력 개선 효과가 뛰어나고, 혈압 유지 및 최대운동 시 혈청 젖산의 생성 억제 효과로부터 지구력을 증진 및 피로회복 효과가 유도될 수 있다는 것을 확인하였으며, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서, 기능성 식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관 한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 기능성 식품은 기능성 음료를 포함하는 의도이다.
또한, 본 발명에 있어서, 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며, 기능성 음료를 포함하는 의도이다.
또한, 본 발명에 있어서, 기능성 음료란 음료에 물리적, 생화학적 또는 생물공학적 방법등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미하며, 스포츠 음료를 포함하는 의도이다.
본 발명에 있어서, 스포츠 음료란 스포츠 드링크 또는 아이소토닉 음료(isotonic drink)라고도 하며, 운동이나 노동 등으로 인해 체내에 빠져나간 수분과 전해질을 보충해주는 기능성 음료 또는 적절한 수분공급과 에너지원의 부분적인 보충을 목적으로 하여 제조된 당분 및 전해질 등이 포함된 기능성 음료를 의미한다.
본 발명은 함초 추출물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물에 관한 것이다. 상기 기능성 식품 조성물은 바람직하게는 음료 조성물일 수 있고, 더욱 바람직하게는 기능성 음료 조성물일 수 있으며, 가장 바람직하게는 스포츠 음료 조 성물일 수 있다.
본 발명에 있어서, 함초(Salicornia herbacea)란 명아주과에 속하는 한해살이풀로, 퉁퉁마디라고도 한다. 함초는 한국 특히, 한국의 서해안, 일본, 중국 및 인도 등지에 분포하며, 주로 바닷가에서 자란다. 줄기는 육질이고 원기둥 모양이며, 가지가 마주 달리고, 퇴화한 비늘잎이 마주 달리며, 마디가 튀어나와 있어서, 이 때문에 퉁퉁마디라고 불리운다. 꽃은 8 내지 9월에 녹색으로 피고, 가지의 위쪽 마디 사이의 오목한 곳에 3개씩 달린다. 열매는 포과로서, 납작한 달걀 모양이고 10월에 익는데, 화피로 싸이고 검은 종자가 들어 있다.
상기 함초 추출물은 추출용매 또는 초음파 추출기를 이용한 식물 추출물일 수 있으며, 추출용매에 의해 수득된 추출물이거나 추출용매 및 분획용매를 이용하여 추출 및 분획하여 제조된 분획물이거나 초음파 추출법에 의해 제조된 추출물일 수 있다.
추출대상인 상기 함초는 줄기, 잎, 뿌리, 꽃 및 열매로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 함초는 일 예로 함초 줄기, 잎 및 꽃으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 건조한 함초 건조물일 수 있다.
상기 추출용매는 물, 50% 내지 100%의 메탄올, 에탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 알콜, 에틸아세테이트 등의 극성용매와 헥산, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드 또는 디클로로메탄과 같은 비극성용매 및 이들의 혼합용매일 수 있으며, 바람직하게는 50% 내지 100%의 메탄올, 에탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 알콜, 더욱 바람직하게는 물일 수 있다.
상기 분획용매는 물 또는 메탄올, 에탄올 등의 탄소수 1 내지 5의 알코올, 에틸아세테이트 등의 극성용매와 헥산 또는 디클로로메탄의 비극성용매와 같은 유기용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있다. 일 예로, 상기 극성 용매 또는 비극성 용매는 탄소수 1 내지 5의 알코올, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 아세톤, 메틸렌 클로라이드, 이들의 희석수 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 함초 추출물은 통상의 식물 추출물의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있으며, 구체적으로는 용매추출법, 수침추출법, 냉침추출법, 온침추출법, 열수 추출법 또는 초음파 추출법 등일 수 있으며, 통상의 추출기기, 초음파분쇄 추출기 또는 분획기를 이용할 수 있다. 상기 추출법은 바람직하게는 열수 추출법일 수 있다.
또한, 상기 용매로 추출한 추출물은 이후, 헥산, 메틸렌클로라이드, 아세톤, 에틸아세테이트, 에틸에테르, 클로로포름, 물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매로 분획과정을 더욱 실시할 수 있다.
상기 제조된 추출물 또는 상기 분획과정을 수행하여 수득한 분획물은 이후 여과하거나 농축 또는 건조과정을 수행하여 용매를 제거할 수 있으며, 여과, 농축 및 건조를 모두 수행할 수 있다. 구체적으로 상기 여과는 여과지를 이용하거나 감압여과기를 이용할 수 있으며, 상기 농축은 감압 농축기, 일예로 회전 증발기를 이용하여 감압 농축할 수 있으며, 상기 건조는 일예로 동결건조법으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 추출물은 열수추출법으로 제조된 추출물을 농축시킨 후, 물을 첨 가하여 희석한 희석물일 수 있으며, 상기 희석배수는 일 예로 1:15 내지 1:60 또는 1:15 내지 1:30(농축물:물)일 수 있다.
일 예로, 상기 함초 추출물은 함초를 80 내지 150℃, 바람직하게는 90 내지 120℃로 1시간 내지 10시간, 바람직하게는 3시간 내지 7시간 동안 열수추출법으로 추출하여 함초 열수추출물을 제조하는 단계; 상기 함초 열수추출물을 50 내지 200 mesh, 바람직하게는 80 내지 120 mesh의 여과막을 이용하여 여과법을 수행하여 농축물을 제조하는 단계; 상기 농축물에 물을 첨가하여 희석하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 농축물은 20 내지 50 brix, 바람직하게는 30 내지 40 brix, 더욱 바람직하게는 35 내지 45 brix로 농축된 것일 수 있다. 또한, 상기 희석하는 단계는 상기 농축물의 중량을 기준으로 1:15 내지 1:60(농축물:물) 범위로 물을 첨가하여 농축물을 희석하는 방법으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 수득한 함초 추출물 또는 분획물은 사용 시까지 급속 냉동고(deep freezer)에 보관할 수 있다. 또한, 상기 함초 추출물 또는 분획물은 상기 수득된 추출액을 농축 및 동결건조 등을 통하여 용매 성분을 완전히 제거시킨 것일 수 있으며, 상기 용매 성분을 완전히 제거시킨 함초 추출물은 분말형태로 사용하거나 상기 분말을 증류수 또는 통상의 용매에 녹여 사용할 수 있다.
본 발명의 함초 추출물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물을 이용하여 인체 실험을 한 결과, 무산소성역치 도달시간 및 최대운동지속시간에서 유의한 효과가 있었으며, 혈압을 유지하는데 긍정적인 변화를 나타냄과 동시에, 최대운 동 시 젖산 생성을 억제하고 제거를 촉진하는 효과가 있음이 확인되었다.
상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 기능성 식품은 기능성 음료를 포함하는 개념이다.
상기 본 발명에서 기능성 음료는 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료로, 스포츠 음료 조성물을 포함하는 개념이다.
상기 기능성 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 유효성분을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스 , 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기한 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 5 내지 12 g이다.
또한, 지구력 증진 및 피로회복 개선을 목적으로 하는 기능성 식품 조성물에 있어서, 상기 유효성분의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 포함할 수 있으며, 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 포함할 수 있다.
상기 스포츠 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 함초 추출물을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 본 발명의 효과를 유지하는 범위 내에서 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가성분으로서 함유할 수 있다.
상기한 향미제는 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 또는 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)일 수 있다. 상기의 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예를 들어 포도당, 과당 등) 디사카라이드(예를 들어 말토스, 수크로스 등) 및 폴리사카라이드( 덱스트린, 시클로덱스트린 등)과 같은 통상적인 당 또는 당알코올(예를 들어 자일리톨, 소르비톨 또는 에리트리톨 등)일 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), pH 조절제, 방부제, 탄산화제 또는 안정화제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 추가성분의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 일 예로 본 발명의 유효성분 전체 100 중량부를 기준으로 0 내지 20,000 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 함초 추출물이 포함된 기능성 식품 조성물은 현저하게 개선된 지구력 향상 효과뿐만 아니라, 피로회복 효과와 유산소 운동능력 향상 효과가 있을 뿐만 아니라 인체에 부작용을 발생시키지 않는 천연물 유래 물질로 구성된 것이므로 건강기능식품 특히, 기능성 식품 조성물로 널리 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예 : 유효성분( 함초 추출물)의 제조
본 발명의 유효성분인 함초 추출물은 전라남도에서 수득한 함초를 하기의 방법으로 추출하여 제조하였다.
1. 용매 추출조건별 제조
상기 수득한 함초(Salicornia Herbacia)의 경우, 일부분은 열풍건조법을 이용하여 건조하였고, 일부분은 수득한 상태로 보관하였으며, 상기 열풍건조법을 이용하여 건조된 건조 함초 중에서 일부분은 마쇄기를 이용하여 함초 마쇄물(Salicornia Herbacia powder)을 제조하였다.
(1) 열수 추출물의 제조(추출물 1)
상기 수득한 함초(wet Salicornia Herbacia) 2.5kg에 물 10L을 첨가하고, 120℃에서 12시간 동안 열수추출법으로 제조하였다. 상기 제조방법에 의해 제조된 열수 추출물은 3.5 brix의 10.6L이었다.
(2) 열수 추출물의 제조(추출물 2)
상기 건조 함초(dry Salicornia Herbacia) 1kg에 물 3L을 첨가하고, 120℃에서 12시간 동안 열수추출법으로 제조하였다. 상기 제조방법에 의해 제조된 열수 추출물은 10 brix의 2.0L이었다.
(3) 열수 추출물의 제조(추출물 3)
상기 건조 함초(dry Salicornia Herbacia) 250g에 물 10L을 첨가하고, 120℃에서 12시간 동안 열수추출법으로 제조하였다. 상기 제조방법에 의해 제조된 열수 추출물은 0.7 brix의 9.1L이었다.
(4) 열수 추출물의 제조(추출물 4)
상기 건조 함초(dry Salicornia Herbacia) 2kg에 물 80L을 첨가하여, 120℃에서 8시간 동안 열수추출법으로 추출을 수행한 뒤, 상기 추출물(2 brix)을 가마(GAMA)에서 2시간 동안 농축하였다(4.5brix). 상기 농축된 결과물을 스프레이 드라이법(spray dryer)으로 파우더를 제조하였다.
2. 농축 조건( Concentrated condition )에 따른 추출(추출물 5)
상기 건조 함초(dry Salicornia Herbacia) 38kg에 물 1,450L을 첨가하여, 100℃에서 5시간 동안 열수추출법으로 추출을 수행하여, 추출물(1.0 brix) 38 L를 제조하였다. 상기 추출물을 100 mesh의 막을 이용하여 여과한 후, 80℃에서 4시간 동안 가열하여 농축함으로써, 농축물(35 brix) 23.7L을 제조하였다.
상기 제조된 농축물을 원액 및 물을 첨가하여, 각 중량을 기준으로 1:15, 1:30 및 1:60(농축물:물)로 희석시킨 결과물을 실험에 사용하였다.
3. 초음파 추출조건별 제조(추출물 6 및 추출물 7)
상기 건조 함초(dry Salicornia Herbacia) 또는 상기 함초 마쇄물(powder) 100 g에 물 2L을 첨가하고, 추출조건(24 kHz 또는 48 kHz) 및 추출시간(30분 또는 1시간)에 따라 각각 추출과정을 수행한 뒤, 상기 추출에 의해 수득한 추출물을 여과지(whatman No. 1)를 이용하여 여과하고, 냉동건조를 수행하였다.
4. 수침법 조건별 제조(추출물 8 및 추출물 9)
상기 건조 함초(dry Salicornia Herbacia) 또는 상기 함초 마쇄물(powder) 100 g에 물 2L을 첨가하고, 추출시간(30분 또는 1시간)을 달리하여, 수침법을 수행한 뒤, 상기 추출에 의해 수득한 추출물을 여과지(whatman No. 1)를 이용하여 여과하고, 냉동건조를 수행하였다.
실시예 1: 추출법에 따른 함초 추출물의 미네랄 함량 분석
상기 제조예에서 제조된 각 추출물에 대하여, 하기 표 1의 조건으로 조절된 A4-6501GS(SIMADZU, 일본) 및 ICP-Mass(ICP-M-8500, Shimadzu, 일본)를 이용하여 각 주요 미네랄의 함량을 분석하고, 당 함량을 측정하였다.
[표 1]
Figure 112009040354762-PAT00001
상기 분석 결과를 하기 표 2 내지 5에 기재하였다. 각각 측정값은 3회 반복하여 평균한 값을 기재하였다.
[표 2]
Figure 112009040354762-PAT00002
[표 3]
Figure 112009040354762-PAT00003
[표 4]
Figure 112009040354762-PAT00004
[표 5]
Figure 112009040354762-PAT00005
상기 표 2 및 표 3에 나타낸 바와 같이, 열수 추출법에 의한 경우에는 추출물 1 내지 4에 비하여 추출물 5에서 더 높은 미네랄 함량이 확인되었다. 또한, 추출물 5의 경우 최종 제조된 추출물을 희석하는 것에 비례하여, 미네랄 함량이 감소하는 것을 확인하였다.
또한, 초음파 추출법에 의하는 경우, 건조 함초를 사용하는 것에 비하면 건조 함초 분쇄물을 사용하는 것이 미네랄 함량이 더 높았다. 또한, 28 kHz 조건에서 추출을 수행한 경우, 1시간 처리한 경우가 더 미네랄 함량이 높아 평균적인 것으로 확인되었으나, 40 kHz 조건에서 추출을 수행한 경우, 건조 함초에서는 28 kHz 조건와 유사한 경향을 나타내었으나, 함초 분쇄물에서는 30분 처리한 경우가 더 미네랄 함량이 높은 것으로 확인되어 기존의 경향과 상이한 것으로 확인되었다.
또한, 수침법의 경우, 건조 함초의 경우 미네랄 함량이 함침 시간이 증가하면 미네랄 함량도 증가하였으나, 함초 분쇄물의 경우, 30분 함침한 결과가 1시간 함침시킨 결과보다 미네랄 함량이 더 높은 것으로 확인되었다.
또한, 당 함량을 분석한 결과를 하기 표 6 내지 8에 기재하였다. 각각 측정값은 3회 반복하여 평균한 값을 기재하였다.
[표 6]
Figure 112009040354762-PAT00006
[표 7]
Figure 112009040354762-PAT00007
[표 8]
Figure 112009040354762-PAT00008
상기 표 6은 실시예 6 및 실시예 7의 당 함량을 측정한 결과이고, 상기 표 7 은 실시예 8 및 실시예 9의 당 함량을 측정한 결과이며, 상기 표 9는 실시예 5의 결과를 측정한 결과이다. 상기 실시예 5의 경우, 희석 정도에 따라 전체적인 당 함량이 감소하는 것으로 확인되었고, 1:60으로 희석한 경우에도 다른 결과에 비하여 당 함량이 높은 것으로 확인되었다.
실시예 2: 추출법에 따른 함초 추출물의 아미노산 함량 분석
유리아미노산은 상기 제조예에서 제조된 각 추출물 시료 2g을 취하여, 70% 에탄올을 50㎖ 가하고, 환류냉각장치에 연결하여 100℃에서 1시간동안 가열환류 시킨 후, 여과지(Whatman No.3)를 이용하여 흡입여과를 수행하였다. 상기 여액을 40℃에서 2 내지 3㎖ 까지 감압농축시키고, 농축액과 농축수기는 소량의 증류수로 세척하여 분액깔대기로 옮긴 후, diethyl ether 20㎖를 가해 2회 탈지시킨 하층을 농축수기로 옮겨 농축 및 건조시켰다.
상기 건조시킨 시료용액을 리튬 시트레이트 완충용액(lithium citrate buffer, pH2.2)으로 용해하고, 25㎖로 정용한 것을 자동아미노산자동분석기(Biochrom 30, Amersham Biosciences Ltd., 영국)로 하기 표 9의 조건에 따라 분석하였다.
[표 9]
Figure 112009040354762-PAT00009
구성아미노산은 상기 제조예에서 제조된 각 추출물 시료 0.1g을 가수분해용 튜브에 취하여 6N HCl을 10㎖에 가하고 질소가스로 치환한 다음 밀봉하여 110℃에서 24시간 가수분해하였다. 완전히 가수분해 후, 약간의 순수로 튜브를 씻어 농축수기로 옮기고 산 냄새가 나지 않을 때까지, 완전히 건조되게 감압농축하였다. 건조시킨 시료용액을 Sodium Citrate Loading Buffer(pH 2.2)로 25㎖로 정용한 것을 자동아미노산자동분석기(Biochrom 30, Amersham Biosciences Ltd., 영국)로 하기 표 10의 조건에 따라 분석하였다.
[표 10]
Figure 112009040354762-PAT00010
상기 측정방법에 의해 측정된 유리아미노산 및 구성아미노산의 함량을 하기 표 11 내지 표 16에 나타내었다. 보다 상세하게는, 하기 표 11 내지 표 13에는 추출법에 따른 함초 추출물의 유리아미노산 함량을 나타내었고, 하기 표 14 내지 표 16에는 추출법에 따른 함초 추출물의 구성아미노산 함량을 나타내었다.
[표 11]
Figure 112009040354762-PAT00011
[표 12]
Figure 112009040354762-PAT00012
[표 13]
Figure 112009040354762-PAT00013
[표 14]
Figure 112009040354762-PAT00014
[표 15]
Figure 112009040354762-PAT00015
[표 16]
Figure 112009040354762-PAT00016
상기 함초 추출물의 유리아미노산 및 구성아미노산 함량과 관련하여, 상기 미네랄과 유사한 패턴을 보였으며, 특히, 상기 실시예 5의 경우, 희석 정도에 따라 전체적인 미네랄 함량이 감소하는 것으로 확인되었다.
실시예 3: 항산화능 측정
상기 미네랄 함량을 측정한 결과, 우수한 것으로 확인된 실시예 5의 추출물을 이용하여, 각 희석조건에 따른 항산화능을 측정하였다.
상기 항산화능은 DPPH 라디칼 소거능을 통하여 확인하였고, 상기 DPPH 라디칼 소거능은 Blios의 방법을 이용하여 수행하였다.
보다 상세하게는, 4.0x10-4 M의 농도로 에탄올에 녹여 제조한 DPPH 반응액과 시료 80 ㎕를 첨가하여, 최종 부피가 400 ㎕가 되게 혼합하고, 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하여 소거율(%)을 산출하였으며, 그 결과를 하기 표 17에 나타내었다.
[표 17]
Figure 112009040354762-PAT00017
상기 표 17에 나타낸 바와 같이, 1:30의 희석비의 경우 항산화능이 유사한 것으로 확인되었으나, 1:60의 희석비 이상으로 묽게 희석한 경우 항산화능이 현저하게 감소하여, 본 발명의 희석비는 1:30 이상인 것이 바람직한 것으로 확인되었 다.
실시예 4: 함초 추출물이 운동능력에 미치는 영향
본 연구에 참여한 피험자는 대학 대표급 운동선수 8명을 대상으로 하였고, 이들을 1주일 간격으로 상기 실시예 5에서 제조된 함초 추출액을 투여한 투여군과 비투여군을 구분하여 1주일 간격으로 반복 측정하였다. 본 연구에 참여한 피험자들의 연령, 신장 및 체중은 각각 약 21(세), 176(cm) 및 70(kg)으로 보다 자세한 결과는 하기 표 18과 같다.
[표 18]
Figure 112009040354762-PAT00018
2-2. 운동부하검사
상기 표 18의 조건의 피 실험자들을 대상으로 실험을 수행하였고, 상기 함초 추출물 투여에 대한 인체의 생리생화학적 효과를 평가하기 위해서, 모든 피험자들에게 트레드밀을 이용한 운동부하검사(Graded Exercise Testing; GXT)를 실시하였으며, 함초추출액 음료 투여집단의 경우 운동부하검사 20분전 350ml를 섭취하게 하였고, 비투여집단의 경우 생수만을 섭취하게 하였다.
모든 피험자들은 트레드밀을 이용하여 사전 점진적 운동부하검사를 수행하였고, 1주일 간격으로 반복적인 운동부하 검사를 실시하였으며, 그 결과를 표 19에 나타내었다.
상기 검사 중, 안정시와 무산소성역치(Anaerobic Threshold; AT) 수준 및 최대운동시 호흡개수 변인을 측정하였고, 생리적 변인으로서 신체구성 및 혈압의 변화를 측정하여, 그 결과를 표 20에 나타내었다.
보다 구체적으로, 최대산소섭취량 및 무산소성역치 수준을 결정하기 위한 운동부하 검사는 Bruce protocol을 이용하였으며, 이러한 검사 중 호흡가스분석은 안정시와 운동 전체를 통해서 Medical Graphics(System 2001, U.S.A)를 이용, breath-by-breath 방법으로 측정하였다. 이와 같은 대사분석 시스템은 매 검사마다 3리터 실린지를 이용하여 즉각적으로 보정(calibration)하여 실시하였다. 산소와 이산화탄소 분석기는 12.00% 산소, 5.00% 이산화탄소, 이하 질소로 채워진 Calibration gas와 Reference gas를 이용하여 조절하였고, 또한 심박수와 혈압의 변화는 심전도(E.C.G System, Schller, Swiss)와 시스템에 부착된 마이크로 사운드 시스템을 이용하여 지속적으로 분석하였다. 안정시와 운동 전체를 통해서 측정한 호흡개스 교환 변인은 산소섭취량 (VO2), 이산화탄소 배출량 (VCO2), 환기량 (VE), 산소 및 이산화탄소 당량 (VO2/VE & VCO2/VE), 심박수 (HR), 호흡교환율 (RER) 등을 30초 간격으로 측정, 평균하여 산출하였다.
또한, 최대운동부하 검사 시, 안정시와 최대운동직후 및 회복기가 1, 3, 5, 10 및 30분 경과시에 Finger tip 방법에 의해 모세혈관 튜브를 이용하여 혈액을 채혈하였으며, 상기 채혈된 혈액으로부터 젖산분석기(YSI 1500, USA)를 이용하여 혈중 젖산 농도를 분석하였으며, 그 결과를 표 21 및 도 1에 나타내었다.
상기 실험결과는 고도로 훈련된 대학 운동선수들을 피험자로 하여, 함초 추출물의 일시적 섭취에 따른 효과를 평가하기 위해서 1주일 간격으로 반복 실험을 실시하였으며, 이의 평균값을 하기 표에 기재하였다.
[표 19]
Figure 112009040354762-PAT00019
[표 20]
Figure 112009040354762-PAT00020
[표 21]
Figure 112009040354762-PAT00021
상기 표 19 내지 표 21에 나타낸 바와 같이, 함초 추출물 투여와 비투여에 따른 체중당 산소섭취량(VO2, ml/kg/min), 절대치 산소섭취량(VO2, ml/min), 이산화탄소배출량(VCO2, ml/min), 호흡교환율(RER, ratio), 호흡빈도수(RR), 환기량(VE, l/min), 산소당량(VE/VO2), 이산화탄소당량(VE/VCO2), 심박수(HR, beat/min) 및 환 기역치에 대한 상대적 운동강도(%VT/VO2max)는 최대상태 (Max)에서 투여와 비투여 간에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 특히, 상기 실험이 고도로 훈련된 운동선수들을 대상으로 한 것이므로, 일반인들을 대상으로 하는 경우, 호흡순환기능의 변화에 있어서 더욱 차이가 있을 것으로 예상되었다.
특히, 표 21 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 운동 전 함초 추출물 투여와 비투여에 따른 최대운동부하 시 혈중 젖산 농도를 비교한 결과, 함초 추출물을 투여한 경우에서는 혈중젖산농도가 유의적으로 낮게 나와 과도한 운동과 같이 피로가 발생하는 경우에도 혈중젖산의 생성을 억제하는 효과가 있고, 최대운동부하 후 회복기 시간경과와 관련해서도, 함초 추출물을 투여하는 경우에 혈중 젖산농도의 축적 억제 뿐만 아니라 젖산 제거 효과도 뛰어나, 피로회복 효과가 우수한 것으로 확인되었다.
제조예 : 기능성 음료 조성물
함초 추출물 800 ㎎
당밀(78 brix) 4 g
염화나트륨 1 g
흑설탕 60 g
구연산나트륨(Na3Citrate 2H2O) 450 ㎎
구연산칼륨(K3Ciitrate H2O) 460 ㎎
염화칼슘(CaCl2 2H2O) 70 ㎎
염화마그네슘(MgCl2 6H2O) 90 ㎎
상기의 전해질의 종류 및 함량은 비교적 기능성 식품에 적합한 성분 및 함량을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 종류 및 배합비는 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 기능성 식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하여 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 함초 추출물의 섭취에 따른 혈중 젖산(Lactic aced) 농도의 변화를 비교한 것으로, 함초 추출물의 섭취 전 및 섭취 후에 따른 혈중 젖산 농도의 변화를 비교한 그래프이다.

Claims (4)

  1. 함초 추출물을 유효성분으로 포함하는 지구력 증진 및 피로회복 개선용 기능성 식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함초 추출물은 열수추출법, 용매추출법, 초음파 추출법 및 수침추출법으로 이루어진 군중에서 선택된 어느 하나의 방법으로 제조된 것인 기능성 식품 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 함초 추출물은 함초를 열수추출법으로 추출하여 함초 열수추출물을 제조하는 단계; 상기 함초 열수추출물을 여과법을 이용하여 30 내지 40 brix로 농축하여 농축물을 제조하는 단계; 중량을 기준으로 1:15 내지 1:60(농축물:물) 범위의 물을 상기 농축물을 희석하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것인 기능성 식품 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기능성 식품 조성물은 스포츠 음료 조성물인 기능성 식품 조성물.
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