KR20150024159A - 가바(감마-아미노부티르산) 함량이 증가된 쌀 추출물의 제조방법 및 상기 추출물을 포함하는 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌀을 글루탐산을 함유한 용매로 추출하는 단계를 포함하는 아미노산의 제조방법 및 글루탐산을 함유한 용매로 추출하여, 가바(GABA)가 강화된 쌀 추출물 및 이의 이용에 관한 것이다.

Description

가바(감마-아미노부티르산) 함량이 증가된 쌀 추출물의 제조방법 및 상기 추출물을 포함하는 조성물{Preparation method of GABA(γ-amino butyric acid)-enriched rice extracts and a composition comprising the extracts}

본 발명은 쌀을 글루탐산을 함유한 용매로 추출하는 단계를 포함하는 아미노산의 제조방법 및 글루탐산을 함유한 용매로 추출하여, 가바(GABA)가 강화된 쌀 추출물 및 이의 이용에 관한 것이다.

가바(GABA: γ-butyric acid)는 비단백질 아미노산으로, 동물의 경우 중추신경계의 주된 억제성 신경전달물질(inhibitory neurotrasmitter)로서 잘 알려져 있다. 가바는 많은 생리적인 메카니즘의 조절에 관여하여 동물의 경우 뇌에 혈류를 활발하게 하고 산소 공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 항진시키는 것으로 알려져 있으며, 프로락틴(prolactin)의 분비와 성장호르몬의 분비 조절에도 관여하며 혈압강하 및 통증완화 등에도 효과가 있는 것으로 알려져 있어 약리적으로 매우 관심이 높은 물질이다.

가바가 고혈압의 예방, 통증의 완화 등의 중요한 역할을 하는 것으로 알려지면서, 의약품으로서의 가바 뿐만 아니라 최근에는 기능성 식품소재로서의 가바에 대한 관심이 고조되고 있다. 이와 같은 관심은 가바 고함유 식품과 식물 탐색 및 이들의 기능성 연구에 대한 동기를 부여하였고, 이에 대한 몇몇 연구결과도 발표된 바 있다. 예를 들면, 녹차 생엽을 채취 시기별로 혐기적으로 처리하여 가바 및 기타 주요성분의 함량변화를 측정한 결과 가바의 함량이 증진되는 것을 확인하였으며, 보리맥아 제조시 발아된 보리에 혐기적 처리를 가함으로써 맥아 중의 가바 함량을 약 2배 증진시킬 수 있음이 보고되었다. 또한 키토산 처리에 의해 가바 함량이 증진된 배추첨가 식이는 만성적인 알코올 섭취로 인해 증가된 쥐의 간 중의 triglyceride 및 총 지질 함량을 유의적으로 낮추어 주는 것으로 보고되었다.

하지만 이러한 가바를 포함한 아미노산의 경우, 그 추출방법에 따라 함량의 변동폭이 크게 나타나고 있으며, 건강기능식품의 원료로 사용되기 위해서는 추출물을 정제하거나 건조한 분말형태가 되도록 하는 과정이 필요하다. 또한, 현재까지 추출과정에 따른 가바의 함량변화에 대한 실질적인 분석 결과가 없는 실정이며, 추출물을 이용한 전임상이나 임상실험을 위해서는 아주 많은 양의 현미로부터 추출물을 얻어야하고, 추출물에서 가바의 함량을 효율적으로 높이기도 어려운 실정이다. 결과적으로, 현재까지 개발된 기술로는 추출물의 가바만을 따로 분리하기도 어려우며, 고도로 농축된 가바 추출물을 얻기도 어려운 문제점이 존재하였다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여 고함량의 가바를 함유한 흑찰거대배아미 추출물의 제조방법을 연구하던 중, 흑찰거대배아미 현미와 흑찰거대배아미의 도정을 통해 쌀겨를 확보하고, 글루탐산을 포함하는 용매로 상기 흑찰거대배아미 현미와 흑찰거대배아미 쌀겨를 추출한 결과, 별도의 효소처리 없이도 쌀에 포함되어 있는 글루탐산탈탄산효소 활성을 충분히 높임으로써, 고함량의 가바와 아미노산을 함유하고 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 쌀을 글루탐산을 함유한 용매로 추출하는 단계를 포함하는 아미노산의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 글루탐산을 함유한 용매로 추출한 가바(GABA)가 강화된 쌀 추출물 및 이를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물, 약학적 조성물 및 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 쌀을 글루탐산을 포함하는 용매로 추출하는 단계를 포함하는 아미노산의 제조방법을 제공한다.

가바를 포함한 아미노산의 경우 그 추출방법에 따라 함량의 변동폭이 크게 나타나고 있으며, 현재까지 개발된 기술로는 그 추출물에서 가바만을 따로 분리하거나, 고도로 농축된 가바 추출물을 얻기도 어려운 가운데, 쌀을 글루탐산이 함유된 용매로 추출할 경우, 아미노산, 특히 가바가 다량으로 함유되어 있음을 최초로 확인하였다. 따라서, 쌀로부터 글루탐산을 함유한 용매로 추출하여 추출물을 제조하면, 이로부터 다량의 아미노산, 특히 가바를 제조할 수 있다.

본 발명에서 용어, “쌀”은 벼의 열매를 일컫는 용어로서, 본 발명의 목적상 가바(GABA)를 함유하고 있거나 또는 글루탐산탈탄산효소(glutamate decarboxylase)를 함유하고 있어 글루탐산으로부터 가바(GABA)를 생산할 수 있는 것이라면, 벼의 품종이나 쌀의 형태 등에 제한되지 않으며, 바람직하게는 상기 쌀은 흑찰거대배아미, 더욱 바람직하게는 눈큰흑찰(밀양263호)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 용어, "흑찰거대배아미"는 흑찰거대배(black waxy giant embryo)를 가지는, 검정색의 쌀을 의미한다. 상기 흑찰거대배아미는 흑미이면서 찰성인 거대배아미인 것을 특징으로 하며, 그 예로 기존의 흑미이면서 찰성인 조생흑찰벼와 거대배 찰벼(YR23517Acp79)를 인공교배하여 육종 개발된 눈큰흑찰(밀양263호)이 있다. 여기서 찰성은 아밀로스가 2 내지 10%, 아밀로펙틴이 90 내지 98%로 구성된 것을 의미하며, 거대배아미란 돌연변이 육종교배를 통해 지금까지의 벼 품종에 비해 쌀눈이 3 내지 5배 이상 커진 품종으로, 쌀 영양소의 80% 이상 집중되어 있는 것으로 알려진 쌀눈이 일반 현미에 비해 3 내지 5배 이상 크기 때문에 쌀의 영양소가 매우 풍부한 품종을 의미한다.

본 발명에서 상기 흑찰거대배아미는 아미노산, 특히 가바(GABA: γ-butyric acid)를 다량으로 함유하고 있는 쌀로서, 바람직하게는 눈큰흑찰(밀양263호)이나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 흑찰거대배아미 밀양263호 및 이의 육종방법에 대해서는 대한민국 등록특허 제10-1201436호에 개시되어 있다.

또한, 상기 쌀은 현미 또는 쌀겨인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서, 용어 "현미"는 수확한 벼를 건조, 탈곡한 후 고무 롤러로 된 기계로 왕겨를 벗긴 쌀을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 현미는 흑찰거대배벼를 건조, 탈곡한 후 왕겨를 벗긴 쌀을 의미하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 용어, "쌀겨"는 현미를 도정하여 정백미를 만들 때 생기는 과피(果皮), 종피(種皮), 호분층(糊粉層) 등의 분쇄혼합물을 의미하며, 본 발명의 목적상 상기 쌀겨는 아미노산을 포함하는, 흑찰거대배아미 현미의 도정시 생기는 분쇄혼합물을 의미하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서 쌀겨는 제조예 1에서 제시한 바와 같이 도정을 통해 수득할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 용어, “아미노산”은 분자내에 아미노기(-NH₂)와 카복실기(-COOH)를 가진 화합물의 총칭하는 것으로, 천연발생 및 합성 아미노산뿐만 아니라, 천연 발생 아미노산과 유사한 방식으로 기능하는 아미노산 유사체 등을 모두 포함할 수 있다. 카복실기와 아미노기가 동일. 탄소원자에 결합되어 있는 것을 α-아미노산이라고 하며, 순차적으로 가까운 탄소원자에 아미노기가 옮겨짐에 따라 β-, γ-, δ-아미노산이라고 부른다.

본 발명에서 용어, "가바(GABA)"는 감마 아미노낙산 또는 감마 아미노부티르산으로 불리우며, 비단백질 아미노산으로 일반곡류에 존재하며 포유류의 중추신경계에 작용하는 억제 신경전달물질을 의미한다. 본 발명에서 가바는, L-글루탐산이 탈카복시화하여 가바가 되는 반응을 촉매하는 글루탐산탈탄산효소(glutamate decarboxylase)에 의해 생성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 가바의 효능에는 숙취해소, 불안감 해소, 고혈압강하, 인슐린 효과 증대, 식욕 감퇴 및 우울증 등에 효과가 있으며, 뇌세포 대사 기능을 활발하게 함으로서 중풍 치매 예방, 정신집중력 강화, 기억력 증진, 불면 등에도 효과가 있다.

본 발명에서 용어, “글루탐산”은 C₅H₉NO₄의 화학식을 가지며, Glu 또는 E로 표시되는 산성 α-아미노산의 일종으로서, 일찍이 글루텐에서 발견되어 L-글루탐산은 일반 단백질에 널리 분포하며, 특히 곡류 단백질에는 다량으로 함유되어 있는 아미노산이다. 본 발명에서의 글루탐산은 글루타메이트(glutamate)와 같은 염의 형태 또는 글루탐산의 유도체를 모두 포함할 수 있다.

추출용매는 상기 글루탐산이 용해되어 포함할 수 있는 것인 이상, 용매의 종류에 제한되지 아니한다. 상기 쌀 추출물은 현미 또는 쌀겨 등을 물, 헥산, 에틸아세테이트, 탄소수 1 내지 4인 알코올, 또는 이들의 혼합 용매로 추출하여 수득한 추출물일 수 있으며, 바람직하게는 글루탐산이 함유된 증류수 추출물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 탄소수 1 내지 4인 알코올은 메탄올, 에탄올 또는 부탄올일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는 상기 추출 이전에 현미 또는 쌀겨를 분쇄하여 추출할 수 있다.

글루탐산 또는 글루탐산염의 농도는 1 mM 내지 100 mM일 수 있으며, 바람직하게는 10 mM 내지 50 mM. 가장 바람직하게는 30 mM일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바람직하게는 상기 추출용매는 쌀 1g당 2.5 내지 10 ㎖를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 쌀 1g당 5 내지 10 ㎖를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는, 쌀과 추출용매의 비율에 따른 글루탐산탈탄산효소의 활성을 측정한 결과, 추출용매가 쌀 1g당 2.5 내지 10 ㎖의 비율일 때, 효소의 활성이 높음을 확인하였다(실시예 4).

한편, 상기 추출용매에는 인산염(phosphate) 및/또는 피리독살-5-인산(pyridoxal-5-phosphate)를 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 염을 추가로 포함함으로써, 추출용매의 pH를 조절할 수 있으며, 추출용매의 pH는 바람직하게는 4.0 내지 7.0일 수 있고, 가장 바람직하게는 5.8일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 추출물은 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 사용하여 추출한 추출물일 수 있으며, 이를 감압여과하고, 그 여과 추출물을 감압농축하여, 글루탐산을 함유한 물, 알코올, 헥산, 에틸아세테이트 또는 이들의 혼합용매에 가용한 쌀 추출물을 수득한 결과물이 될 수 있으나, 가바 등의 아미노산을 포함하는 쌀 추출물인 한, 이에 제한되지 않고, 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들 조정제물 또는 정제물을 모두 포함한다.

바람직하게는 상기 추출단계에서 쌀 추출물 내에서 글루탐산탈탄산효소에 의한 효소반응이 일어나도록 정치하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 글루탐산을 함유한 용매로 쌀을 추출할 때 일정 시간동안 놓아두어 효소의 반응시간을 충분히 부여함으로써, 쌀에 존재하는 글루탐산탈탄산효소의 활성을 높여 아미노산, 특히 가바의 함량을 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제조방법은 추가로 상기 쌀 추출물로부터 아미노산, 특히 가바를 분리 정제하는 단계를 포함할 수 있다.

이때, 아미노산의 분리 정제 방법은 공지의 다양한 화합물 분리 정제 방법을 통해 수행될 수 있으며, 그 예로 쌀 추출물을 농축시킨 후 컬럼크로마토그래피, 바람직하게는 이온교환-컬럼크로마토그래피 등을 수행하여 가바를 포함한 아미노산을 순수 분리 및 정제할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서는, 일반미 또는 흑찰거대배아미의 현미 또는 쌀겨를 글루탐산을 포함하는 용매로 추출하여 얻은 추출물이, 이들의 증류수 추출물에 비하여 가바 및 아미노산 함량이 월등히 높음을 확인하였고(실시예 1), 이는 현미 또는 쌀겨의 양이 증가할수록 가바 함량 또한 이에 의존적으로 증가함을 확인하였다(실시예 3, 도 1).

또 하나의 양태로서, 본 발명은 글루탐산을 함유한 용매로 추출한 가바가 강화된 쌀 추출물을 제공한다.

본 발명의 추출물은 상기에서 설명한 제조방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 본 발명에서 쌀은 바람직하게는 흑찰거대배아미, 더욱 바람직하게는 눈큰흑찰(밀양263호)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 쌀은 현미 또는 쌀겨인 것이 바람직하나, 역시 이에 제한되지 아니한다.

글루탐산을 함유한 용매로 추출한 쌀 추출물의 가바 함량이, 글루탐산을 함유하지 아니한 용매로 추출한 추출물에 비하여 높다는 것은 상기에서 설명하였다. 특히, 흑찰거대배아미의 현미 및 쌀겨 추출물 모두에서 일반미의 추출물에 비하여 더 높은 함량의 가바가 분석되었는 바, 본 발명의 흑찰거대배아미를 글루탐산을 함유한 용매로 추출한 추출물은, 가장 가바의 함량이 높음을 확인하였다(실시예 1).

따라서 본 발명의 추출물은 가바의 생리활성이 가장 높게 측정되어, 다양한 용도로 사용될 수 있다. 구체적으로, 항산화활성을 비롯하여 숙취해소, 불안감 해소, 고혈압강하, 우울증 해소, 중풍·치매 예방, 정신집중력 강화, 기억력 증진, 불면증 개선 등의 효능이 있으며, 이에 제한되지 않는다.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 글루탐산을 함유한 용매로 추출한 가바가 강화된 쌀 추출물을 유효성분으로 포함하는 가바(GABA)가 강화된 식품 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 쌀 추출물은 글루탐산을 포함하는 용매를 사용하여 추출함으로써 아미노산 특히, 가바의 함량이 높은 것을 확인하였으므로, 이를 포함하는 상기 식품 조성물은 기능성 식품으로서 특히 유용하게 사용될 수 있다.

상기 쌀 추출물, 글루탐산을 함유한 용매 및 가바에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.

구체적으로, 본 발명의 가바가 강화된, 쌀 추출물을 식품 조성물로 사용할 경우, 상기 추출물 또는 이의 분획물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 적합하게 결정할 수 있다.

본 발명의 식품의 종류에는 특별한 제한은 없으나, 상기 쌀 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 잡곡쌀, 레토르트 현미밥, 육류, 소세지, 빵, 초콜렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스트림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있고, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함할 수 있으며, 동물을 위한 사료로 이용되는 식품을 포함한다.

상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 천연 과일쥬스, 인공 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 또한, 상기 식품은 공지의 제조방법에 따라 정제, 과립, 분말, 캅셀, 액상의 용액 및 환 등의 제형으로도 제조될 수 있다. 본 발명의 추출물을 유효성분으로 포함하는 것 이외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가성분으로 포함할 수 있다.

상기 식품 조성물은 가바를 다량으로 함유하고 있어, 바람직하게는 항고혈압 또는 항스트레스 활성을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 용어, "항고혈압성(antihypertensive)"은, 고혈압증을 억제 또는 치료하는 효과가 있는 것으로, 구체적으로 18세 이상의 성인에서 수축기 혈압이 140 mmHg 이상이거나, 확장기 혈압이 90 mmHg 이상인 고혈압의 발생을 예방 또는 치료하는 효과가 있는 것을 의미한다. 한편, 가바는 항고혈압성 또는 혈압강하효과가 우수하다는 것은 당업자에게 자명한 사실이다(Clin Exp Hypertens. 2009 Jun;31(4):342-54.; J Agric Food Chem. 2010 Jan 13;58(1):615-9.; Biosci Biotechnol Biochem. 2007 Jan;71(1):165-73.).

본 발명에서 용어, “항산화(anti-oxidative)"은, 세포내 대사 또는 자외선의 영향으로 인한 산화적 스트레스에 따라 반응성이 높은 자유 라디칼(free radical) 또는 활성산소종(reactive oxygen species; ROS)에 의한 세포의 산화를 억제하는 기능을 의미하며, 자유 라디칼 또는 활성산소종을 제거하여 이로 인한 세포의 손상이 감소되는 것을 포함하는 의미이다. 산화적 스트레스에 의해 발생되는 활성산소종은 생체 내에서 지질 과산화를 통해 막기능을 심각하게 손상시키며 세포구조와 기능을 저하시키고 유전물질의 돌연변이를 일으킴으로써 노화, 암, 혈관순환계 질환 및 신경퇴행성 질환 등 다양한 질환을 야기하게 되는데, 본 발명의 추출물은 이러한 활성산소종을 억제하는 항산화제 효능을 가지므로, 항산화 작용에 의한 노화, 암, 혈관순환계 질환 및 신경퇴행성 질환 등의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다. 한편, 가바는 항산화 효능이 우수하다는 것은 당업자에게 자명한 사실이다(Food and Nutrition Sciences, 2012, 3, 135-140.; Food Chemistry 2010, 122(1), 271-276.; Int J Physiol Pathophysiol Pharmacol 2009;1:154-161.).

또 하나의 양태로서, 본 발명은 글루탐산을 포함하는 용매로 추출한 쌀 추출물을 유효성분으로 포함하는 항고혈압성, 항산화 또는 알코올 중독증 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

상기 쌀 및 이의 추출물, 글루탐산을 함유한 용매, 항고혈압성 및 항산화에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.

본 발명에 따른 쌀 추출물은 글루탐산을 포함하는 용매를 사용하여 추출함으로써 아미노산 특히, 가바의 함량이 월등히 높으므로 항고혈압성, 항산화 또는 알코올 중독증 예방·치료의 의약용도로서도 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에서 용어, “알코올 중독증(alcoholism)”은 알코올 남용(alcohol abuse) 또는 알코올 의존(alcohol dependence)라고도 하며, 이는 과도한 음주로 인한 정신적, 신체적, 사회적 기능에 장애가 오는 것을 일컫는 말이다. 본 발명의 목적상, 가바는 억제성 신경전달물질의 하나로서, 임상적으로 불안, 우울증, 경련 등의 치료용도로 많이 사용되어 왔으며, 뿐만 아니라 알코올 중독증의 치료용도로 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다(Cold Spring Harb Perspect Med. 2012 Dec 1;2(12),;Subst Abus. 2012;33(4):336-49,;Neuropsychopharmacology. 2012 Jan;37(1):163-77.;The role of GABA(A) receptors in the development of alcoholism.). 이에 가바함량이 월등히 높아진 본 발명의 추출물을 통해 알코올 중독증의 예방 또는 치료효과 또한 뛰어나다.

본 발명의 약학적 조성물은 투여를 위하여, 상기 기재한 유효성분 이외에 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 소르비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 이때, 상기 조성물에 포함되는 흑찰거대배아미 추출물의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 내지 50.0 중량%로, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용할 수 있다. 상세하게는, 제형화할 경우 통상 사용하는 충진제, 중량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다.

본 발명의 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여할 수 있다.

본 발명에서 용어, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 질병의 종류, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르며, 적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치의에 의해 결정될 수 있으나, 일반적으로 0.001 내지 1000 mg/kg의 양, 바람직하게는 0.05 내지 200 mg/kg, 보다 바람직하게는 0.1 내지 100 mg/kg의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다. 상기 조성물은 천식의 예방 또는 치료를 목적으로 하는 개체이면 특별히 한정되지 않고, 어떠한 개체이든 적용가능하다.

본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여 경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 글루탐산을 함유한 용매로 추출한 가바(GABA)가 강화된 쌀 추출물을 유효성분으로 포함하는, 화장료 조성물을 제공한다.

상기 쌀 추출물에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 GABA를 다량 함유하여 강한 항산화 활성을 가짐으로써, 미백 또는 주름개선을 목적으로 화장료 조성물에 첨가할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 화장료 조성물은 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형의 형태로 제조할 수 있다. 상기 유화 제형으로는 영양화장수, 크림, 에센스 등이 있으며, 상기 가용화 제형으로는 유연화장수 등이 있다. 적합한 제형은 이에 제한되지는 않으나, 예를 들어 용액, 겔, 고체 또는 반죽 무수 생성물, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 현탁액, 마이크로에멀젼, 마이크로캡슐, 미세과립구 또는 이온형(리포좀), 바이온형의 소낭 분산제의 형태, 크림, 스킨, 로션, 파우더, 연고, 스프레이 또는 콘실 스틱의 형태일 수 있다. 또한, 포말(foam)의 형태 또는 압축된 추진제를 더 함유한 에어로졸 조성물의 형태일 수 있다.

상기 화장료 조성물은 추가적으로 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제, 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 지질 소낭 또는 화장료 조성물에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다.

본 발명의 글루탐산을 함유한 용매를 이용한 쌀 추출물의 추출방법은, 별도의 글루탐산탈탄산효소 등의 처리 없이도 쌀에 포함되어 있는 글루탐산탈탄산효소 활성을 충분히 높임으로써 고함량의 아미노산, 특히 기능성 아미노산인 가바(GABA)를 함유하는 추출물을 수득할 수 있다.

따라서 기능성 식품 조성물, 약학적 조성물 및 화장료 조성물로 유용하게 사용함으로써 벼의 새로운 수요를 창출하고 쌀 산업의 경쟁력을 제고할 수 있다.

도 1은, 추출 시료량 변화에 대한 각 추출물의 가바 함량 변화를 나타낸 그래프이다.

이하, 하기 예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 하기 예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: 흑찰거대배아미로부터 쌀겨의 분리

흑찰거대배아미 중 대표적인 품종인 눈큰흑찰(밀양263호) 및 일반미로부터 각각 쌀겨를 분리하기 위하여, 도정 정도의 조정이 가능한 Sateke TM05C, Fujiara JP/VP-30T 도정기를 사용하여 도정하였다. 도정은 1분도로 눈금을 설정하고 도정을 수행하였으며, 도정이 완료된 백미에 쌀눈이 붙어있지 않음을 검정하고, 시험에 사용할 쌀겨에 쌀눈이 포함되어 있음을 확인하였다.

제조예 2: 일반미 및 흑찰거대배아미 추출물의 제조

제조예 2-1: 글루탐산을 함유한 용매를 사용한 추출물의 제조

글루탐산을 포함하는 용매로 추출한 각 추출물은 눈큰흑찰 현미, 눈큰흑찰 쌀겨, 일반미 현미 및 일반미 쌀겨 각각 0.5g, 1g, 2g 및 3g을 30 mM L-글루타민산염, 50 mM 인산염(pH 5.8) 및 20 μM 피리독살-5-인산이 포함된 버퍼 5 ㎖에 침지하여 초음파 추출하였다. 각 추출액을 원심분리기를 이용하여 4℃, 13,000 rpm으로 30분 동안 원심분리하여 상등액을 분리하고, 각 상등액을 25℃에서 30분 동안 가바 생성을 위하여 효소반응을 수행하여 각 추출물을 수득하였다.

제조예 2-2: 증류수를 사용한 추출물의 제조

증류수로 추출한 각 추출물은 눈큰흑찰 현미, 눈큰흑찰 쌀겨, 일반미 현미 및 일반미 쌀겨 각각 0.5g, 1g, 2g 및 3g을 증류수에 침지하고 초음파 추출하였다. 각 추출액을 원심분리기를 이용하여 4℃, 13,000 rpm으로 30분 동안 원심분리하여 상등액을 분리하고, 각 상등액을 25℃에서 30분 동안 가바 생성을 위하여 효소반응을 수행하여 각 추출물을 수득하였다.

실시예 1: 흑찰거대배아미 추출물의 가바 및 아미노산 함량변화 분석

상기 제조예 2에서 제조한 각 추출물의 총 아미노산 함량과 글루탐산(유리아미노산) 및 가바 함량을 UPLC를 이용하여 각각의 아미노산에 대한 검량선을 기준으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	품종	가바(mg/g)		글루타믹산(mg/g)		아미노산(mg/g)
		증류수	글루탐산 기질 용액	증류수	글루탐산 기질 용액	증류수	글루탐산 기질 용액
현미	눈큰흑찰	0.247	3.546	0.250	11.150	1.912	15.133
	일반미	0.040	1.896	0.316	9.692	1.086	12.527
쌀겨	눈큰흑찰	2.713	7.264	0.074	3.731	11.740	15.228
	일반미	0.910	2.655	1.095	10.244	7.645	13.135

그 결과, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 눈큰흑찰 현미 증류수 추출물의 가바 함량은 0.246 mg/g인데 반하여, 본 발명의 눈큰흑찰 현미의 글루탐산-함유 용매 추출물은 가바 함량이 3.546 mg/g으로 약 14배 많았다. 이와 마찬가지로, 일반미 현미에서도 증류수 추출물은 0.040 mg/g의 가바 함량을 나타내었으나, 본 발명의 글루탐산-함유 용매 추출물은 1.896 mg/g으로 약 47배 많았다.

눈큰흑찰 쌀겨의 경우에도, 증류수 추출물의 가바 함량은 2.713 mg/g이나, 글루탐산-함유 용매 추출물은 7.264 mg/g으로 약 3배 많았으며, 일반미 쌀겨도 증류수 추출물의 가바 함량은 0.910 mg/g이나, 글루탐산-함유 용매 추출물은 2.655 mg/g으로 역시 약 3배 많음을 확인하였다.

한편, 총 아미노산 함량 분석 결과에서도, 눈큰흑찰 현미의 증류수 추출물에서는 1.912 mg/g이었으나, 글루탐산-함유 용매 추출물은 15.133 mg/g으로 8배 증가된 함량을 나타내었고, 일반미 현미에서도 증류수 추출물은 1.086 mg/g임에 반해, 글루탐산-함유 용매 추출물은 12.527 mg/g으로 약12배 많았다.

눈큰흑찰 쌀겨의 경우, 증류수 추출물에는 11.740 mg/g의 아미노산을 함유하였으나, 글루탐산-함유 용매 추출물에서는 15.228 mg/g으로 약 1.3배 많았고, 일반미 쌀겨 역시 증류수 추출물에서 7.645 mg/g을 함유하였으나, 글루탐산-함유 용매 추출물에서는 13.135 mg/g으로 1.7배 더 많은 아미노산을 함유하였다.

실시예 2: 품종에 따른 현미 및 쌀겨 추출물의 글루탐산탈탄산효소 ( GAD ) specific 효소 활성 측정

상기 제조예 2에서 수득한 각 추출물을 DC protein(Bio-Rad) 방법에 의해 단백질 함량을 분석하고, 글루탐산탈탄산효소 활성을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸 바와 같다.

구분	단백질 함량(mg/g)	가바 함량(μM)	GAD 효소 활성 (μM GABA/hr/mg/protein)
일반미 현미	16.94	18.25	1.08
일반미 쌀겨	71.57	49.90	0.70
눈큰흑찰 현미	63.30	63.50	1.00
논큰흑찰 쌀겨	93.47	96.89	1.04

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 일반미 현미 및 일반미 쌀겨 추출물에 단백질 함량은 각각 16.94 mg/g 및 71.57 mg/g이었으며, 본 발명에 따른 눈큰흑찰 현미는 63.30 mg/g, 눈큰흑찰 쌀겨는 93.47 mg/g으로 일반미 현미와 쌀겨에 비하여 현저히 높은 함량을 나타내었다. 또한 각 추출물의 가바 함량은 일반미 현미 및 쌀겨는 각각 18.25 μM, 49.90 μM이었고, 본 발명의 눈큰흑찰 현미와 쌀겨는 각각 63.50 μM과 96.89 μM로 월등히 높은 가바 함량을 나타내었다.

한편, 글루탐산탈탄산효소 활성 작용에 의한 가바 생성 효과를 확인하기 위하여, 1 mg의 단백질로부터 1시간 반응조건에서의 글루탐산탈탄산효소 활성을 확인한 결과, 일반미 현미는 1.08 μM/hr/mg protein, 일반미 쌀겨는 0.70 μM/hr/mg protein, 눈큰흑찰 현미와 쌀겨는 각각 1.00 μM/hr/mg protein과 1.04 μM/hr/mg protein의 활성이 있음을 확인하였다.

실시예 3: 추출 시료량에 따른 가바 및 아미노산 함량변화 분석

눈큰흑찰 현미와 쌀겨에 포함되어 있는 쌀의 글루탐산탈탄산효소(GAD)의 반응을 최대로 이루어지게 하기 위하여, 글루탐산을 함유한 용매를 사용하여 시료(눈큰흑찰 현미, 눈큰흑찰 쌀겨, 일반미 현미 또는 일반미 쌀겨)의 양을 0.5 g부터 3 g까지(0.5 g, 1 g, 2 g 및 3 g) 증가시켜 추출물을 제조한 후 각 추출물의 가바 함량을 분석하였다. 추출 방법 및 분석 방법은 각각 제조예 2 및 실시예 1에 기재된 방법과 동일하다.

그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 일반미 현미 0.5 g을 5 ㎖의 글루탐산 포함 용매로 추출한 경우에는, 0.71 mg/g의 가바가 추출되었으며, 1 g을 추출한 경우에는 1.90 mg/g 그리고 3 g에서는 11.29 mg/g의 가바가 추출되어, 추출시료의 양에 의존적으로 증가함을 확인하였다. 일반미 쌀겨와 눈큰흑찰 현미의 경우에는 3 g을 5 ㎖의 글루탐산 포함 용매로 추출하였을 때 각각 17.06 mg/g과 16.21 mg/g의 가바가 추출되었고, 눈큰흑찰 쌀겨 0.5 g에서는 2.96 mg/g의 가바가 추출되어 동량의 일반미 현미에 비하여 4배 이상, 일반미 쌀겨보다는 3.6배 많은 가바가 추출되는 것을 확인하였다.

실시예 4: 추출 시료량(시료와 용매 비율)에 따른 현미 및 쌀겨 추출물의 글루탐산탈탄산효소( GAD ) specific 효소 활성 측정

본 발명의 눈큰흑찰 현미 및 쌀겨와 추출용매의 비율에 따른 가바 추출량과 글루탐산탈탄산효소 활성을 확인하기 위하여, 눈큰흑찰 현미 또는 쌀겨 1 g 당 글루탐산을 포함하는 용매 2.5 ㎖(1:2.5), 5 ㎖(1:5) 또는 10 ㎖(1:10)을 사용하여 각 추출물을 수득하였다. 이때 대조군으로는 일반미 현미 또는 쌀겨 1 g 당 글루탐산을 포함하는 용매 2.5 ㎖(1:2.5), 5 ㎖(1:5) 또는 10 ㎖(1:10)을 사용하여 각 추출물을 얻었다. 추출 방법 및 분석 방법은 각각 제조예 2 및 실시예 3에 기재된 방법과 동일하다.

구분	시료와 추출용매 비율
	1:10	1:5	1:2.5
일반미 현미	0.87	1.08	1.04
일반미 쌀겨	0.81	0.70	0.67
눈큰흑찰 현미	1.10	1.00	0.75
눈큰흑찰 쌀겨	1.40	1.04	0.63
글루탐산탈탄탄효소 단위: μM GABA/hr/mg protein

그 결과, 상기 표 3에 나타난 바와 같이, 시료와 추출용매 비율을 1:10으로 하였을 때 각 추출물의 글루탐산탈탄산효소 활성은 본 발명의 눈큰흑찰 쌀겨 추출물은 1.40, 눈큰흑찰 현미 추출물은 1.10, 일반미 현미 추출물이 0.87 그리고 일반미 쌀겨 추출물이 0.81로 가장 낮은 값을 보였다. 한편, 시료와 추출용매 비율을 1:5로 하여 수득한 각 추출물의 글루탐산탈탄산효소 활성은, 일반미 현미 추출물이 1.08로 가장 우수하였고, 다음으로 본 발명의 눈큰흑찰 현미 추출물과 쌀겨 추출물의 각각 1.00과 1.04로 비슷하였으며, 일반미 쌀겨 추출물은 0.70으로 가장 낮은 값을 나타내었다. 또한, 1:2.5의 비율로 추출한 각 추출물의 글루탐산탈탄산효소 활성은 일반미 현미 추출물이 1.04로 가장 우수하였고, 다음으로 본 발명의 눈큰흑찰 현미 추출물이 0.75, 일반미 쌀겨 추출물이 0.67, 그리고 본 발명의 눈큰흑찰 쌀겨 추출물이 0.63의 순으로 나타났다.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

1. 쌀을 글루탐산을 함유한 용매로 추출하는 단계를 포함하는, 아미노산의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 추출단계에서 쌀 추출물 내에서 글루탐산탈탄산효소에 의한 효소반응이 일어나도록 정치하는 단계를 포함하는 것인 제조 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 추출단계 이후 추출물로부터 아미노산을 분리 정제하는 단계를 포함하는 것인 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 글루탐산은 10 mM 내지 50 mM의 농도로 존재하는 것인 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 글루탐산을 함유한 추출용매는 쌀 1g당 2.5 내지 10 ㎖를 사용하여 추출하는 것인 제조방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 아미노산은 가바(GABA)인 것인 제조방법.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 쌀은 흑찰거대배아미인 것인 제조방법.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 흑찰거대배아미는 눈큰흑찰(밀양263호)인 것인 제조방법.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 쌀은 현미쌀 또는 쌀겨인 것인 제조방법.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 용매는 인산염(phosphate) 또는 피리독살-5-인산(pyridoxal-5-phosphate)를 추가로 포함한 것인 제조방법.
    
11. 글루탐산을 함유한 용매로 추출한 가바(GABA)가 강화된, 쌀 추출물.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 쌀은 흑찰거대배아미인 것인 추출물.
    
13. 제12항에 있어서, 상기 흑찰거대배아미는 눈큰흑찰(밀양263호)인 것인 추출물.
    
14. 제11항에 있어서, 상기 쌀은 현미쌀 또는 쌀겨인 것인 추출물.
    
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 추출물을 유효성분으로 포함하는, 가바(GABA)가 강화된 식품 조성물.
    
16. 제15항에 있어서, 상기 조성물은 항고혈압 또는 항산화 활성을 가진 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
    
17. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 추출물을 유효성분으로 포함하는, 항고혈압성, 항산화 또는 알코올 중독증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
    
18. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 추출물을 유효성분으로 포함하는, 가바(GABA)가 강화된 화장료 조성물.
    

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