KR20150047987A

KR20150047987A - 참깨박 추출물의 용도

Info

Publication number: KR20150047987A
Application number: KR1020130128126A
Authority: KR
Inventors: 백현동; 이경아; 조성준; 정원대; 장경훈; 민근영
Original assignee: 씨제이제일제당 (주)
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-05-06

Abstract

본 발명은 참깨박 추출물의 용도에 관한 것으로 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 식품 조성물 및 사료 첨가제 조성물에 관한 것으로 참깨박의 친수성 유기용매 추출물을 제공하는 효과가 있을 뿐 아니라, 영양학적, 기능적, 품질 측면에서 상기 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 식품 첨가제 조성물 및 사료 첨가제 조성물을 제공하는 효과가 있고 나아가 폐기물인 참깨박의 재활용으로 환경오염의 문제를 해결하고 참깨박의 이용도를 극대화할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

참깨박 추출물의 용도{A use of extract of sesame cake}

본 발명은 참깨박 추출물의 용도에 관한 것으로 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 식품 조성물 및 사료 첨가제 조성물에 관한 것이다.

참깨(sesame, Sesamun indicum L.)는 중앙아프리카 사바나 지대를 원산지로 하는 일년생 초본으로서 45 ~ 55%의 기름이 들어있으며 36%의 단백질, 비타민 등의 성분으로 구성되어 우리나라를 포함한 여러 나라에서 중요한 식품재료로 이용하고 있다.

참깨의 기능으로는 페놀성 리그난류가 식품 및 생체 내 지방산화 방지 작용과 고도불포화지방산 대사의 조절(Fukuda Y., History and science of sesame, 1996, Study of Traditional Food, 7, 9-14), 간의 해독작용과 생체 내의 과산화지질 생성억제, 혈중 콜레스테롤 운반단백질인 리포단백질 산화 억제, 장내 콜레스테롤 흡수억제 작용(Kang M. H. et al., Antioxidative effects of dietary defatted sesame flour in hypercholesterolemia rabbits, 1999, J. Nutr., 129, 1111-1119) 등 체내 생리활성 조절기능을 갖는 것으로 알려져 있다.

참기름은 참깨를 적정 온도로 볶음 처리 후 착유하는 기름으로 0.4 ~ 1.1%의 sesamin과 0.3 ~ 0.6%의 sesamolin 및 미량의 sesamol 등을 함유하고 있어 항산화 작용이 강하여 참기름의 저장, 유통, 조리과정 중에 항산화 작용으로 산패뿐만 아니라 탈취 및 탈색을 방지한다고 알려져 있다(Beroza M. et al., Sesamin, sesamolin, and sesamol content of the oil of sesame seed as affected by strain, location frown, ageing, and frost damage, 1955, J. Am. oil Chem. Soc., 32, 348-353). 이때, 필수적으로 수반되는 부산물인 참깨박에는 sesamolinol, sasaminol, sasamin, pinoreisnol과 같은 lignan 성분들이 존재하여 참깨박에서도 항산화 효과가 있다고 보고되어 있다(Namiki M. The chemistry and physiological functions of sesame, 1995, Food Rev. Intern., 11, 281-329).

최근 미국산 쇠고기의 수입 재개와 국제적인 원자재, 곡물 가격의 상승으로 인한 사료 가격 인상 등의 요인으로 축산 농가의 부담이 가중되고 있다. 특히, 성장 촉진제로서의 항생제 사용은 질병 예방 및 증체율 향상 등을 통해 경제적 이익을 얻을 수 있는 축산 농가와 축산 농가의 요구에 따라 사료를 제조해야 하는 사료 제조업체, 그리고 더 나아가 건강한 축산 식품생산 동물관리를 통한 안전한 축산물을 제공 받을 수 있는 소비자 모두에게 필수 불가결의 과제이다. 항생제 내성의 문제가 세계적으로 주요 관심사가 되면서, 세계 각국이 축산용 항생제의 신중한 사용을 요구하기에 이르렀으며(Casewell M. et al., The European ban on growth-promoting antibiotics and emergins consequences for human and animal health, 2003, J. Antimicrob. Chemother, 52, 159-161) 항생제에 과잉 노출된 미생물과 세균과 바이러스에 의해 내성이 강해진 인체, 동물의 장내 미생물을 억제하기 위해서 항생제 대체용으로 항산화제의 필요성이 요구되고 있다.

항산화제는 산화로 인한 여러 가지 바람직하지 않은 화합물의 형성을 방지하기 위해 지질 시스템 내에 첨가되는데 합성 항산화제로서 가장 널리 사용되고 있는 BHA(butylated hydroxyanisole) 및 BHT(butylated hydroxytoluene)는 높은 안정도, 낮은 비용, 그리고 매우 높은 효율을 나타내지만 합성 식품첨가물의 부작용으로 인한 일반적인 기피현상 뿐만 아니라 기타 부작용에 기인해 일정한 규제 하에 사용되고 있는 실정이다(Sanchez-Gallego J. I. et al., Comparative antioxidant capacities of quercetin and butylated hydroxyanisole in cholesterol-modified erythrocytes damaged by tert-butylhydroperoxide, 2011, Food Chem. Toxicol., 49, 2212-2221). 따라서 이러한 추세와 더불어 최근 천연물, 특히 인간이 오랫동안 먹어온 식물에서 항산화 효과가 있는 물질을 분리하고 이용하려는 시도가 활발하다.

한편, 참깨박을 이용하여 동설맥 및 참깨박을 함유하는 돈육용 사료의 제조방법은 대한민국 등록특허 10-0424407에 개시된 바 있으며, 세사민을 유효성분으로 함유하는 혈관신생 촉진제 제조방법이 대한민국 등록특허 10-1124621에 개시된 바 있다. 또, 참기름 또는 참깨박으로부터 리그난 분말 및 그 리그난 분말을 식육 및 육가공 제품에 첨가하여 산화를 방지하는 방법에 대해서는 대한민국 등록특허 제10-0414185호에 개시된 바 있다.

그러나, 지금까지 참깨박을 이용하여 항산화활성을 평가하고 그 용도를 개시한 바는 없다. 나아가 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 조성물에 대하여는 당업자가 예측하거나 암시 또는 교시된 바가 전혀 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 식품 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 사료용 첨가제 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 목적은 참깨박 추출물을 제조하는 단계와; 상기에서 얻은 참깨박 추출물의 polyphenol 함량을 측정하는 단계와; flavonoid 함량을 측정하는 단계와; DPPH free radical 소거능을 측정하는 단계와; ferric thiocyanate(FTC) test에 의한 항산화 활성을 측정하는 단계와; β-carotene 표백 억제에 의한 항산화 활성을 측정하는 단계 및 그 용도를 평가함으로써 달성하였다.

본 발명은 목적은 참깨박의 친수성 유기용매 추출물을 제공하는 효과가 있을 뿐 아니라, 영양학적, 기능적, 품질 측면에서 상기 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 식품 첨가제 조성물 및 사료 첨가제 조성물을 제공하는 효과가 있고 나아가 폐기물인 참깨박의 재활용으로 환경오염의 문제를 해결하고 참깨박의 이용도를 극대화할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 참깨박 추출물의 polyphenol 함량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 참깨박 추출물의 flavonoid 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 참깨박 추출물의 DPPH free radical 소거능을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 참깨박 추출물의 ferric thiocyanate(FTC) test에 의한 항산화 활성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 참깨박 추출물의 β-carotene 표백 억제에 의한 항산화 활성을 나타낸 그래프이다.

본 발명에 있어서 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 기능성 식품 조성물 및 사료 첨가제 조성물을 제조하기 위하여 사용한 재료 중 참깨는 미얀마(Myanmar)산이며, 참깨박은 참기름을 제조한 후 생산된 부산물로 (주)CJ제일제당으로부터 제공받아 사용하였다.

이하, 본 발명을 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하므로 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 의도되지는 않는다.

본 발명에 따른 참깨박 추출물은 물, 에탄올과 같은 친수성 유기용매 또는 이들의 혼합 용매를 사용하여 제조하는 단계로 가장 바람직하게는 30 ~ 70% 에탄올 추출물이다.

본 발명에 따른 상기 추출방법에 의해 수득되는 추출물은 추출물의 희석액 또는 농축액, 상기 추출물을 건조하여 수득되는 분말 또는 조정제물 및 정제물일 수 있다. 본 발명의 조성물은 식품학적으로 허용가능한 담체, 보조제, 응고제, 희석액 또는 생리활성 성분을 포함시킬 수 있고 분말제, 정제, 캡슐 등 다양하게 제형화 할 수 있다. 또, 본 발명의 조성물은 상기 담체를 포함하는 제형으로 제조되어 항산화 기능성 식품 조성물 또는 사료 첨가제 조성물로 사용될 수 있다.

< 실시예 1> 본 발명 참깨박 추출물의 제조

40 g의 참깨박을 500 mL flask에 400 mL의 에탄올과 혼합하여 60℃ water bath에서 3시간 동안 추출하였다. 이 때 에탄올은 10%, 30%, 50%, 70%, 90% 농도로 제조하여 사용하였다. 추출 후 Whatman No. 2 filter paper로 여과하였고, 여과 후 남은 잔류물을 같은 조건에서 두 번 더 반복 추출하였다. 추출한 에탄올 추출물은 감압농축기(EYELA N-1000V, Tokyo, Japan)를 사용하여 용매를 제거, 농축하고 추출물은 동결 건조하여 냉동보관하며 실험에 사용하였다.

열수 추출은 40 g의 참깨박을 500 mL flask에 400 mL의 물과 혼합하여 80℃에서 3시간 동안 추출하였으며, 1회 추출 후 Whatman No. 2 filter paper로 여과하였고, 남아있는 고형분은 상기 열수 추출방법과 동일한 조건에서 2회 반복 추출하였다. 열수 추출 후 감압농축기를 사용하여 농축한 후 동결 건조하여 사용하였다.

< 실험예 1> 본 발명 참깨박 추출물의 polyphenol 함량 측정

Phenol 함량은 Folin-Denis법에 따라 비색 정량하였다. 상기 본 발명 실시예에 따른 추출 분말의 희석액(1 mg/mL in DMSO) 0.1 mL과 2% Na₂CO₃ 2 mL과 혼합하여, 실온에서 3분간 방치한 후 Folin-Ciocalteau 시약(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 0.1 mL을 첨가하여 혼합하였다. 상기 혼합액을 30분 후에 spectrophotometer를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 농도 별로 조제하여 얻은 표준 검량곡선으로부터 시료 추출물의 총 phenol 함량을 산출하였다.

실험결과, 도 1에서 보는 바와 같이 에탄올의 농도가 증가할수록 polyphenol의 함량이 증가하였으나, 90% 에탄올 추출물에서 약 89.42 mg로 70% 에탄올 추출물에 비해 추출물 1 g당 21.46 mg로 낮은 함량을 나타내었다.

< 실험예 2> 본 발명 참깨박 추출물의 Flavonoid 함량 측정

총 flavonoid 함량은 aluminum colorimetric법에 따라 비색 정량하였다. 상기 본 발명 실시예에 따른 추출분말의 희석액(1 mg/mL in DMSO) 0.5 mL을 95% ethanol 1.5 mL, 10% aluminum chloride 0.1 mL, 1 M potassium acetate 0.1 mL과 혼합하고 증류수 2.8 mL을 첨가하였다. 상기 혼합액을 25℃에서 30분 동안 반응시킨 후 분광광도계를 이용하여 415 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로써 quercetin을 사용하여 검량 곡선을 작성한 후 시료 추출물의 총 flavonoid 함량을 산출하였다.

실험결과, 도 2에서 보는 바와 같이 에탄올의 농도가 증가할수록 flavonoid의 함량이 증가하였으나, 90% 에탄올 추출물에서 70% 에탄올 추출물에 비해 낮은 함량을 나타내었다.

< 실험예 3> 본 발명 참깨박 추출물의 DPPH free radical 소거능 측정

DPPH법은 DPPH free radical에 대한 추출물의 환원력을 측정하는 것으로 DPPH free radical을 제거하여 DPPH 용액의 색의 변화를 관찰하는 비색법이다. 상기 본 발명 실시예에 따른 추출분말의 희석액(1, 2.5 and 5 mg/mL in DMSO) 0.2 mL과 100 μM DPPH 용액 1 mL과 균질하게 혼합하였다. 상기 균질액을 실온에서 15분 간 방치한 후 혼합물을 Spectrophotometer(Optizen 2120 UV, Daejeon, Korea)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.

실험결과, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 참깨박 추출물의 라디칼 흡착능 측정 결과 5 mg/mL의 경우 90% 에탄올 추출물은 약 84%로 가장 높은 항산화능을 보였으며, 2.5 mg/mL 농도에서도 90% 에탄올 추출물이 65% 흡착능을 보여 같은 농도의 70% 에탄올 추출물에 비해 5% 높은 흡착능을 보였다. 또, 1 mg/mL 농도에서는 70% 추출물이 32%의 흡착능을 나타내었다.

< 실험예 4> 본 발명 참깨박 추출물의 Ferric thiocyanate ( FTC ) test 에 의한 항산화 활성 측정

상기 본 발명 실시예에 따른 추출분말의 희석액(0.5 mg/mL in DMSO) 50 μL와 ethanol에 용해시킨 linoleic acid 용액(25 mg/mL in ethanol) 0.2 mL, 40 mM phosphate buffer(pH 7.0) 0.4 mL, 증류수 0.2 mL를 혼합하였다. 상기 혼합물을 갈색 vial에서 37℃에서 4일 동안 저장하면서 흡광도 변화를 측정하였다. 저장 중 0.1 mL 혼합물과 70% ethanol 4 mL, 30% ammonium thiocyanate 0.1 mL을 첨가하여, 3.5% hydrochloric acid에 용해시킨 20 mM ferrous chloride 0.1 mL과 함께 3분 간 반응시킨 후, 형성된 붉은 색 화합물은 spectrophotometer를 사용하여 500 nm 에서 측정하였다.

실험결과, 도 4에서 보는 바와 같이 참깨박 추출물 첨가구의 경우 모든 추출물에서 0.25 이하로 낮은 흡광도 증가율을 보였으며 참깨박 추출물 중 30%, 50% 에탄올 추출물의 경우 5일 이후에도 0.1 이하로 추출물 중에서도 낮은 흡광도를 보여, 높은 항산화능을 나타내었다.

< 실험예 5> 본 발명 참깨박 추출물의 β- Carotene 표백 억제에 의한 항산화 활성 측정

Chloroform 10 mL에 β-carotene 2 mg을 혼합한 용액에 40 mg linoleic acid 및 200 mg Tween 40을 첨가하여 β-carotene 용액을 제조하였다. 제조한 용액 5 mL을 round flask에 옮겨 40℃에서 감압 농축하여 chloroform을 제거하고 잔류 emulsion에 2차 증류수 100 mL를 첨가하여 강하게 진탕한 용액 4.8 mL에 상기 본 발명 실시예에 따른 추출분말의 희석액(5 mg/mL in DMSO) 0.2 mL를 가하였다. 상기 제조한 시료를 50℃에서 8 시간동안 흡광도를 470 nm에서 측정하여, β-carotene 잔류량을 측정하였다. 대조군으로는 추출물과 동량으로 DMSO를 처리하였다.

실험결과, [표 1]에 나타낸 바와 같이 반응 4시간 후, β-carotene의 잔류량은 50% 에탄올 추출물이 71.57%로 가장 높은 항산화능을 보였다. 이는 합성 항산화제인 BHT 100 ppm(72.85%)과 유사한 활성으로 참깨박 추출물이 정제된 항산화제가 아니라는 점을 감안할 때 합성 항산화제의 대체 물질로서 바람직하였다.

β- Carotene 표백 억제에 의한 항산화 활성 측정 결과

Extraction condition	Antioxidant activity(%)¹⁾
Ethanol 10%	58.64±2.61
Ethanol 30%	69.14±2.20
Ethanol 50%	71.57±3.01
Ethanol 70%	63.53±2.05
Ethanol 90%	58.42±3.43
Hot water	43.00±2.06

¹⁾Antioxidant activity (%) = (β-carotene content after 4 h of assay / initial β-carotene content) × 100

< 실험예 6> 본 발명 참깨박 추출물의 thiobarbituric acid ( TBA ) 방법에 의한 지질과산화 억제 활성 측정

Tris-maleate buffer(pH 6.8) 100 mL에 corn oil 1.0 g, Tween 20 0.1 mL을 첨가하여 균질기(Ika ultra-turrax T25, Staufen, Germany)로 4분 간 균질하여 oil emulsion stock 용액을 제조하였다. 상기 용액 8 mL에 0.2% ascorbic acid, 200 ppm FeCl₃을각각 0.5 mL씩 넣어주고, 상기 본 발명 실시예에 따른 추출분말의 희석액(2.5 mg/mL in DMSO)을 농도 별로 0.5 mL씩 첨가하여 37℃에서 배양하면서 일정 간격으로 흡광도를 측정하였다. 농도 별 시료 용액 1 mL에 thiobarbituric acid/trichloroacetic acid(20 mM TBA/15% TCA, w/v) 용액 2 mL, 10% butylated hydroxyanisole solution(10% BHA in 90% ethanol) 50 μL을 첨가하여 90℃에서 15분 간 시료가 발색되도록 하였다. 이를 흐르는 물에 냉각시킨 후 원심분리(3,000 rpm, 15 분)하여 상층액을 532 nm에서 흡광도를 측정하였다.

실험결과, 도 5에서 보는 바와 같이 시료 대신 증류수를 첨가한 대조구에 비하여 참깨박 추출물을 첨가구는 낮은 TBA 값을 나타내었으며 반응 48시간의 경우 대조군의 흡광도는 0.588까지 증가하였으나, 10% 에탄올 추출물 및 열수 추출물을 제외한 추출물에서 낮은 TBA 값을 확인할 수 있었다. 그 중에서도 50%, 90% 에탄올 추출물의 경우 각각 0.114, 0.081 정도로 낮은 흡광도를 보였으므로 높은 지질 산화 억제능을 나타내었다.

본 발명은 신규한 항산화 기능성 식품 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있으며 영양학적, 기능적, 품질 측면에서 신규한 사료용 첨가제 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있어서 참깨박의 이용도를 극대화할 수 있으므로 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

참깨박의 물, 친수성 유기용매 또는 이들의 혼합 용매 추출물.
제 1항 기재의 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 항산화 기능성 사료 첨가제 조성물.
제 2항 기재의 조성물의 제형은 분말제, 정제, 캡슐제 중 어느 하나의 제형인 것이 특징인 사료 첨가제 조성물.