KR20110081435A

KR20110081435A - 원적외선 건조로 항염증 활성이 증진된 감국 추출물 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20110081435A
Application number: KR1020100001602A
Authority: KR
Inventors: 진쳉우; 조동하; 김현삼; 장태균; 쿠말 기머리 아말; 유창연; 김원우
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2011-07-14

Abstract

본 발명은 본 발명은 감국을 원적외선 처리로 건조하여 항염증 활성을 증가시킨 후 용매를 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물, 이의 제조 방법, 상기 감국 추출물을 함유한 항염증 활성을 증가시키기 위한 감국 허브차 및 식품에 관한 것이다.

Description

원적외선 건조로 항염증 활성이 증진된 감국 추출물 및 이의 제조 방법{Chrysanthemum indicum extract with improved anti-inflammatory activity by far infrared ray drying process and production method thereof}

본 발명은 감국을 원적외선 처리로 건조하여 항염증 활성을 증가시킨 후 용매를 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

감국(Chrysanthemum indicum L.)은 다년생 야생화의 일종인 허브로 대한민국의 낮은 야산지대나 바닷가에 많이 분포하고 있다. 건조된 꽃잎은 허브차, 주류, 그리고 한약제제로 널리 사용되고 있다. 한약제의 효능으로는 시력보호, 염증제거, 항균, 치통, 치매 방지 등이 있는 것으로 알려져 있다. 또한 국화과 식물들의 꽃에는 강력한 항산화 효과를 보이는 항 산화물질들이 함유되어 있다고 보고되어 있다.

현재까지 보고된 많은 연구에 의하면, 식물을 가공하여 이용하는 과정에서 건조 조건에 따라 내재한 기능성 물질들이 다른 물질로 전환되거나 용출 시 용출 함량의 변화를 가져오는 것으로 알려져 있다. 원적외선은 파장이 4~15 ㎛ 범위의 전자기파를 포함하는 것으로, 원적외선의 식물세포에 대한 처리는 세포 구조의 비파괴 효과가 있고 다배체의 폴리페놀 화합물의 공유결합을 끊어 줌으로 인한 세포로부터 용출도가 증가뿐만 아니라 단리 된 화합물들의 항산화 능의 증가를 가져올 것이라고 보고되었다(Niwa et al. 1988, Inflammation. 10: 79-91). 그러나 현재까지 원적외선을 이용하여 감국 내의 항염증 활성을 증가시킨 종래기술은 없는 실정이다.

한국특허공개 제2009-0120114호에는 원적외선 건조로 항 폐암 활성이 증진된 감국에 대해서 개시하고 있으나, 본 발명의 원적외선 건조로 항염증 활성이 증진된 감국과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명에서는 감국을 원적외선을 이용하여 건조 처리하여 감국의 항염증 활성을 지니는 물질을 증가시켜 기능성이 증가된 감국 추출물을 제공함으로써 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 원적외선 건조를 이용하여 건조함으로써 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 감국 추출물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 감국 추출물을 함유한 항염증 활성을 증가시키기 위한 감국 허브차를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 감국 추출물을 함유한 항염증 활성을 증가시키기 위한 식품을 제공한다.

본 발명에 따르면 감국을 원적외선을 이용하여 건조 처리함으로써, 감국 내에 항염증 활성을 지니는 물질을 증가시켜 건강 지향의 새로운 형태의 기능성 식품을 제공하여 기존의 감국과 차별화된 감국을 제공할 수 있고, 효율적인 항염증 활성을 가지는 식품류 및 차 등의 새로운 기능성 식품에 유용하게 쓰일 수 있으며, 이를 통해 농가의 생산력 향상 및 부가가치 증대를 기대할 수 있다.

도 1은 건조 조건별로 감국 추출물의 NO 발생율을 비교한 것이다. SD MeOH: 음건한 감국 추출물, HD MeOH: 열풍건조한 감국 추출물, FIRD MeOH: 원적외선 건조한 감국 추출물.
도 2는 LPS 활성화된 RAW264.7 세포에서 TNF-α의 발현에 대한 건조 조건별 감국 잎 추출물의 효과를 웨스턴 블롯을 통해 발현량을 측정한 것이다. SD MeOH: 음건한 감국 추출물, HD MeOH: 열풍건조한 감국 추출물, FIRD MeOH: 원적외선 건조한 감국 추출물.
도 3은 LPS 활성화된 RAW264.7 세포에서 건조 조건별 감국 잎 추출물 처리에 의한 COX-2 발현 및 그들 산물에 해당되는 prostaglandin E2 (PGE2)의 생성 결과이다. SD MeOH: 음건한 감국 추출물, HD MeOH: 열풍건조한 감국 추출물, FIRD MeOH: 원적외선 건조한 감국 추출물.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 감국을 원적외선 처리로 건조하여 항염증 활성을 증가시킨 후 용매를 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 항염증 활성이 증가된 감국 추출물에서, 상기 원적외선 처리는 40-99℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 45-55℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있으며, 가장 바람직하게는 50℃에서 이루어질 수 있다. 또한, 상기 원적외선 처리는 20~60분간 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30~50분간 이루어질 수 있으며, 가장 바람직하게는 40분간 이루어질 수 있다. 상기 원적외선은 2~14 ㎛의 범위의 파장일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 항염증 활성이 증가된 감국 추출물에서, 상기 용매는 알코올, 물 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 알코올이며, 더욱 바람직하게는 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올이며, 더 더욱 바람직하게는 메탄올이며, 가장 바람직하게는 80% 메탄올이다.

따라서, 본 발명은 바람직하게는 감국 꽃잎을 채취하고, 50℃로 조절된 원적외선 건조기에서 40분간 건조하여 항염증 활성을 증가시킨 후 메탄올을 용매로 사용하여 추출하고 농축한 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물을 제공한다.

본 발명은 또한,

감국 꽃잎을 채취하는 단계;

상기 감국을 원적외선 처리로 건조하여 항염증 활성을 증가시키는 단계; 및

상기 건조된 감국을 용매로 추출한 후, 농축하는 단계를 포함하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법에서, 상기 원적외선 처리는 40-99℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 45-55℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있으며, 가장 바람직하게는 50℃에서 이루어질 수 있다. 또한, 상기 원적외선 처리는 20~60분간 이루어질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30~50분간 이루어질 수 있으며, 가장 바람직하게는 40분간 이루어질 수 있다. 상기 원적외선은 2~14 ㎛의 범위의 파장일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법에서, 상기 용매는 알코올, 물 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 알코올이며, 더욱 바람직하게는 메탄올, 에탄올 등의 저급 알코올이며, 더 더욱 바람직하게는 메탄올이며, 가장 바람직하게는 80% 메탄올이다.

본 발명은 또한, 본 발명의 감국 추출물을 함유한 항염증 활성을 증가시키기 위한 감국 허브차를 제공한다. 상기 감국 추출물을 함유한 감국 허브차를 음용함으로써 항염증 활성을 증가시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 또한, 본 발명의 감국 추출물을 함유한 항염증 활성을 증가시키기 위한 식품을 제공한다. 상기 식품은 항염증 활성을 증가시키기 위해 섭취할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 상기 감국 추출물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 감국 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.

본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 0.01~0.04 g, 바람직하게는 약 0.02~0.03 g 이다.

상기 외에 본 발명의 감국 추출물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 감국 추출물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 실험 재료

실험에 이용된 감국은 9월에서 10월 사이에 춘천 서면 지역에서 채취하였다. 채취 후 꽃잎은 -80℃ 냉장고에 보관하여 실험에 이용하였다.

본 실험에 사용된 항체들은 Santa Cruz Biotechnology Inc. (Santa Cruz, CA, USA) 및 Calbiochem (Cambridge, MA, USA)에서 구입하였으며, 이차 항체로 사용된 horseradish peroxidaselabeled donkey anti-rabbit immunoglobulin 및 peroxidaselabeled sheep anti-mouse immunoglobulin은 Amersham Corp. (Arlington Heights, IL, USA)에서 구입하였다.

2. 실험 방법

(1) 건조 방법

(a) 음건: 감국 꽃잎을 햇볕이 들지 않는 실내에서 (실온 18~28℃)에서 건물 중이 생체 중의 10% 무게가 되도록 3일간 건조하였다.

(b) 열풍 건조: 감국 꽃잎을 50℃ 건조기에서 건물 중이 생체 중의 10% 무게가 되도록 8시간 건조하였다.

(c) 원적외선 건조: 감국 꽃잎을 원적외선 2~14 ㎛ 파장 방출범위인 원적외선 건조기(Korean Energy Co., Seoul, Korea)를 이용하여 50℃에서 건물 중이 생체 중의 10% 무게가 되도록 40분간 건조하였다.

(2) 건조 감국의 추출 방법

(a) 건조된 감국 꽃잎을 18~28℃에서 시료량의 20배의 80% 메탄올을 첨가하여 24시간 추출하였다.

(b) 상기 추출물을 여과지(Whatman No.2)를 이용하여 용매 층을 취한 후 잔류 층을 동일 조건으로 한번 더 추출하였다.

(c) 상기 추출물을 여과지(Whatman No.2)를 이용하여 감압 여과한 후 농축기로 40℃에서 감압 농축하였다.

(3) in vitro 내에서 세포 배양 및 약물 처리

Murine macrophage cell line인 RAW264.7 세포를 페니실린(100 IU/㎖) 및 스트렙토마이신(100 ㎍/㎖)과 10%의 FBS를 함유한 DMEM 배지를 이용해서 1 × 10⁶세포/㎖로 조절한 후, 96 웰 플레이트에 접종하고, 5% CO₂ 및 37℃에서 24시간 동안 전 배양하였다. 이후 배지를 제거하고 새로운 배지를 100 ㎕ 처리 후 실험에 이용된 샘플을 농도별로 50 ㎕씩 처리하였다. 30분간 CO₂ 인큐베이터에서 배양 후 50 ㎕의 LPS(최종농도 1 ㎍/㎖)를 함유한 배지를 처리하여 인큐베이터(5% CO₂, 37℃)에서 24시간 동안 배양하였다.

실시예 1: 건조 조건에 따른 산화질소( nitric oxide )의 정량과 세포 증식 평가

산화질소의 정량은 Cho 등의 방법으로 Raw 264.7 세포(1 × 10⁶ 세포/㎖)를 이용하여 실시하였다. 상기 배양 배지 100 ㎕와 Griess 시약[5%(v/v) 인산 용액 내 1%(w/v) 설파닐아미드 및 0.1%(w/v) 나프틸에틸렌디아미드] 100 ㎕를 혼합한 후 상온에서 10분 동안 방치한 후에 발색된 정도를 570 ㎚에서 microplate reader를 이용하여 측정하였다. 표준 정량곡선은 sodium nitrite를 적정한 농도로 희석하여 동일 방법으로 흡광도를 측정하였다.

MTT assay에 의한 세포 증식 평가는 LPS 처리 24시간 후, MTT 용액(5 ㎎/㎖) 10 ㎕를 첨가하고 다시 4시간 동안 CO₂ 인큐베이터에서 배양하였다. 발색은 10% SDS 용액을 첨가하여 유도하였으며 흡광도는 570 ㎚에서 microplate reader를 이용하여 측정하였다.

항염 활성을 측정하기 위하여 NO 및 MTT assay를 통해 감국 추출물의 활성을 비교한 결과, 125 ㎍/㎖의 농도에서 건조 조건별 추출물의 NO 발생률은 자연 건조, 열풍 건조 및 원적외선 건조가 각각 71.0, 37.1, 34.1%의 NO 발생률을 보였다 (도 1). 이를 통해 감국 이용시 열처리를 하는 것이 자연 건조에 비해 높은 NO 억제율을 나타냈고, 특히 원적외선 건조 처리시에 가장 높은 NO 억제율을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 2: 건조 방법에 따른 단백질 발현의 분석

단백질 발현의 분석은 웨스턴 블롯 분석(Western blot analysis)에 의해 수행하였는데, 정상 및 감국 추출물이 처리된 배지에서 자란 세포들을 PBS로 씻어내고 0.05% trypsin-EDTA를 처리하여 부유시킨 다음 원심분리를 하여 세포를 모았다. 이렇게 모아진 세포에 적당량의 lysis buffer로 용해한 후, 세포 내 잔사물을 분리시키고 동량의 단백질을 SDS-polyacrylamide gel 전기영동으로 분리하였다. 분리된 단백질을 nitrocellulose membrane (Schleicherand Schuell, Keene, NH, USA)으로 전이시킨 후, 특정 단백질에 대한 항체와 그에 대한 이차 항체 반응을 실시한 후 enhanced chemiluminoesence (ECL) 용액(Amersham Life Science Corp., Arlington Heights, IL, USA)을 적용시킨 다음 X-ray film에 감광시켜 단백질의 발현 정도를 분석하였다.

NO 생성 억제 기작인 TNF-α와 COX-2 단백질의 관련성을 확인하기 위하여 웨스턴 블롯을 통해 발현량을 측정한 결과, 본 실험에서 LPS는 이러한 TNF-α의 분비를 촉진시켰지만 LPS와 감국 추출물을 동시에 처리하였을 경우 줄어드는 것을 확인할 수 있었다 (도 2). 또한 열처리한 추출물이 자연 건조 추출물에 비해 조금 더 적은 TNF-α의 발현율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

또한 감국 추출물 처리에 의한 COX-2 발현 및 그들 산물에 해당되는 prostaglandin E2 (PGE2)의 발현과의 상관성을 조사한 결과, 도 3에서 볼 수 있듯이 LPS 처리시 COX-2 단백질이 강하게 유도되었으나 감국 추출물 처리시 발현량이 감소되었음을 알 수 있었다. 또한 COX-2에 의해 생성이 조절되는 prostaglandin E2 (PGE2) 역시 감국 추출물 처리시 감소하는 것으로 나타났다(도 3). 특히 원적외선 건조한 감국 추출물이 가장 높은 PGE2의 생성 억제를 보였다.

감국 추출물의 항염 활성을 측정한 결과, 감국 추출물이 세포에 영향을 주지않는 농도 내에서 NO의 생성을 억제하였으며, 이러한 억제 작용에는 TNF-α와 COX-2 단백질이 연관되어 있음을 확인하였다. 또한 감국 이용시에 자연 건조가 아닌 열처리를 함으로써 더 높은 항염증 활성을 나타내었고, 그 중 원적외선 건조 처리시에 가장 높은 항염증 능력을 보였다.

실시예 3: 관능검사

상기 자연건조, 열풍건조 및 원적외선 건조를 통해서 건조하고 마쇄하여 분말로 제조된 감국차 분말을 80℃의 물에 약 2%(w/v) 농도로 첨가하여 우려내어 훈련된 관능검사 요원 20명을 대상으로 3회의 반복에 의한 관능 평가를 실시하였다. 관능검사 항목은 향, 맛, 색, 전체적인 기호도에 대하여 실시하였으며 5점 평점법에 의해 감국차에 대한 미감 및 기호도를 테스트하였다: 1:나쁘다, 2:조금 나쁘다, 3: 보통이다, 4: 조금 좋다, 5: 좋다.

감국차의 관능검사 결과

	향	맛	색	전체적인 기호도
자연건조 감국차	3.84	3.62	3.64	3.72
열풍건조 감국차	3.90	3.72	3.60	3.78
원적외선 건조 감국차	4.52	4.38	3.72	4.28

본 발명의 원적외선 건조 처리된 감국차가 자연건조와 열풍건조 감국차보다 맛과 향에서 우수한 점수를 보였으며, 색에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 원적외선 건조 처리가 감국차의 색에 영향을 주지 않으면서, 맛과 향을 증진시킨다는 것을 알 수 있었다. 전체적인 기호도에서도 원적외선 건조 감국차가 다른 건조 처리에 비해 높은 기호도를 나타내었다.

없음.

Claims

감국을 원적외선 처리로 건조하여 항염증 활성을 증가시킨 후 용매를 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물.
제1항에 있어서, 상기 원적외선 처리는 40 - 99℃의 온도 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물.
제1항에 있어서, 상기 원적외선 처리는 30~50분간 이루어지는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물.
제1항에 있어서, 상기 용매는 알코올, 물 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물.
제1항에 있어서, 상기 용매는 메탄올인 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물.
감국 꽃잎을 채취하고, 50℃로 조절된 원적외선 건조기에서 40분간 건조하여 항염증 활성을 증가시킨 후 메탄올을 용매로 사용하여 추출하고 농축한 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물.
감국 꽃잎을 채취하는 단계;
상기 감국을 원적외선 처리로 건조하여 항염증 활성을 증가시키는 단계; 및
상기 건조된 감국을 용매로 추출한 후, 농축하는 단계를 포함하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 원적외선 처리는 40 - 99℃의 온도 범위에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 원적외선 처리는 30~50분간 이루어지는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 용매는 알코올, 물 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 용매는 메탄올인 것을 특징으로 하는 항염증 활성이 증가된 감국 추출물의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 감국 추출물을 함유한 항염증 활성 증가용 감국 허브차.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 감국 추출물을 함유한 항염증 활성 증가용 식품.