KR20160112704A

KR20160112704A - 아글리콘인 ppd 및/또는 ppt를 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물

Info

Publication number: KR20160112704A
Application number: KR1020150038910A
Authority: KR
Inventors: 김대응; 배현아; 정승경; 정혜인; 조미나; 양현봉; 정경훈; 허병석
Original assignee: 샘표 주식회사
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-09-28
Also published as: KR101750779B1

Abstract

본 명세서에는 아글리콘(aglycone)인 PPD(20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol)) 및 PPT(20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol)) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물 및 아글리콘인 PPD 및 PPT 중 하나 이상의 함량이 증진된 인삼을 유효성분으로 포함하고 상기 인삼은 효소로 생물전환된 것인 항피로용 조성물이 개시된다. 상기 조성물은 혈중 젖산 농도를 감소시켜 육체적 피로를 예방, 완화 및 제거하는 효과가 있다.

Description

아글리콘인 PPD 및/또는 PPT를 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물{COMPOSITION FOR ANTI-FATIGUE CONTAINING AGLYCONE PPD AND/OR PPT}

본 명세서에는 아글리콘(aglycone)인 PPD(20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol)) 및 PPT(20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol)) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물 및 아글리콘인 PPD 및 PPT 중 하나 이상의 함량이 증진된 인삼을 유효성분으로 포함하고 상기 인삼은 효소로 생물전환된 것인 항피로용 조성물이 개시된다.

피로는 정신적, 육체적 피로로 나누어지며 일반적으로 육체적 피로는 근 수축 활동에 요구되는 힘을 충분히 발휘 또는 유지하지 못하는 상태, 과로 또는 에너지 고갈로 인해 휴식에 의해 회복되지 않을 만큼 신체적 또는 정신적 능력이 감소한 상태, 작업 능률 또는 운동 수행 능력이 저하된 상태로 정의되며, 나른함, 지침, 기진맥진함, 졸림, 집중력 저하, 두통, 근육통 등과 같은 증상이 나타난다.

육체적 피로의 원인은 체내 저장되어 있는 에너지원의 결핍 또는 이용 불능, 대사 작용에 의한 피로 물질의 축적, 체내의 항상성 실조 등으로 구분되나 한 가지 요인으로 생기는 것이 아니라 많은 요인의 상승 작용에 의해 이루어지는 특징이 있다. 연속된 운동은 피로를 일으키고 이것은 영양 보조물의 섭취에 의해 억제될 수 있으며 피로관련 인자(fatigue relevance factors)를 억제한다(Keuchi, M. et. al., J. Nutr. Sci. Vitaminol., 51, 40-44(2005)). 운동 중 많은 조직들은 혈액에서 젖산을 제거하는 것을 돕지만, 고강도의 운동은 조직의 젖산 제거 속도보다 생성율이 높기 때문에 이것은 피로의 원인이 된다(Bonen, A. et. al., Med. Sci. Sports Exerc., 32, 778-789(2000)). 혈액의 젖산량은 피로관련 인자(fatigue relevance factors)이다.

이러한 육체적 피로의 회복을 위해서는 충분한 에너지원의 공급과 휴식, 체내 피로물질의 생성 억제 및 제거 등이 요구되나, 실제로 바쁜 현대사회에서 충분한 영양섭취와 휴식은 이루어지고 있지 않다. 따라서, 피로를 회복시켜 주거나 억제시켜 줄 수 있는 기능성 물질의 개발이 필요하다.

경구 투여된 진세노사이드는 혈액 내로 흡수되기 전에 소화관 미생물에 의해 컴파운드 K(20-O-β-D-글루코피래노실-20(S)-프로토파낙사디올)/20(S)-프로토파낙사디올 및 진세노사이드 Rh1/20(S)-프로토파낙사트리올로 각각 대사되고, 이 대사산물은 위장관으로부터 혈액으로 흡수된다. 그러므로, 인삼의 약학적 효능을 이해하기 위해서는 이러한 대사산물의 생물학적 활성이 연구되어야 한다. 그러나, 진세노사이드 대사산물, 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올의 약학적 활성은 그 연구가 미흡한 실정이다.

한국 등록특허 제10-0526631호

일 측면에서, 본 명세서는 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다른 측면에서, 본 명세서는 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올 중 하나 이상의 함량이 극대화된 인삼을 유효성분으로 포함하고 상기 인삼은 효소로 생물전환된 것인 항피로용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 다른 측면에서, 본 명세서는 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올 중 하나 이상의 함량이 극대화된 인삼을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는, 항피로용 조성물을 제공한다.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 중 하나 이상의 함량이 증진된 인삼을 유효성분으로 포함하고, 상기 인삼은 효소로 생물전환된 것인, 항피로용 조성물을 제공한다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 생체, 건체, 분말, 추출물 및 농축물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 형태일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 산삼배양근일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 0.1 내지 5.0 (mg/g) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 0.1 내지 5.0 (mg/g)을 포함하는 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 0.5 내지 2.5 (mg/g) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 0.5 내지 2.5 (mg/g)을 포함하는 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 락타아제, 베타글루코시다아제 및 나린지나제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 효소 처리가 된 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 유효성분의 1일 섭취량은 0.1 내지 100 mg/kg인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 혈중 젖산 농도를 감소시키는 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 육체적 피로에 의한 질환을 예방 또는 치료하는 약학 조성물일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 육체적 피로에 의한 증상을 예방 또는 완화하는 건강식품 조성물일 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 효소 처리된 인삼을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물의 제조방법으로서, 원재료 인삼에 셀룰라아제 및 헤미셀룰라아제 중 하나 이상의 효소를 처리하는 제1단계; 상기 제1단계를 거친 인삼에 락타아제를 처리하는 제2단계; 상기 제2단계를 거친 인삼에 인삼에 베타글루코시다아제를 처리하는 제3단계; 및 상기 제3단계를 거친 인삼에 나린지나제를 처리하는 제4단계;를 포함하고, 상기 효소 처리된 인삼은 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 중 하나 이상의 함량이 증진된 것인, 항피로용 조성물의 제조방법을 제공한다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 제1단계 내지 제4단계는 pH 조건 3~6 및 산소 조건 1.00~2.50 vvm에서 효소 처리가 된 것일 수 있다.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물을 제공하는 효과가 있다.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올 중 하나 이상의 함량이 극대화된 인삼을 유효성분으로 포함하고 상기 인삼은 효소로 생물전환된 것인 항피로용 조성물을 제공하는 효과가 있다.

또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올 및 20(S)-프로토파낙사트리올 중 하나 이상의 함량이 극대화된 인삼을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 발효 인삼(fermented ginseng; FG) 추출물, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT)에 대한 체중 부하 수영 실험(weight-loaded swimming test) 결과를 나타낸다. 마우스는 FG 추출물(25. 50 mg/kg), PPD(5, 10 mg/kg) 및 PPT(5, 10 mg/kg)를 5일 동안 하루에 한번 경구 투여하였다. 데이터는 평균±S.E.M.(n=7)으로 표기하였다(** p < 0.01, * p < 0.05 vs. control group).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 명세서에서 "아글리콘(aglycone)"은 글리코시드를 구성하는 것으로서 당과 결합한 알코올류 또는 아민류를 의미한다.

본 명세서에서 "항피로"란 육체적 피로의 누적을 방지 또는 지연시켜 피로를 예방하거나 육체적 피로를 완화, 회복 또는 제거하는 것을 의미한다. 육체적 피로의 예시로는 근 수축 활동에 요구되는 힘을 충분히 발휘 또는 유지하지 못하는 상태, 과로 또는 에너지 고갈로 인해 휴식에 의해 회복되지 않을 만큼 신체적 또는 정신적 능력이 감소한 상태, 작업 능률 또는 운동 수행 능력이 저하된 상태를 들 수 있으며, 나른함, 지침, 기진맥진함, 졸림, 집중력 저하, 두통, 근육통 등과 같은 증상이 나타날 수 있다.

예시적인 일 구현예에 있어서, 상기 인삼은 인삼속(Panax species) 식물의 뿌리, 줄기, 잎 및 열매로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것으로서, 구체적인 인삼속 식물로는 고려인삼(Panax ginseng), 화기삼(Panax quinquefolium), 전칠삼(Panax notoginseng), 죽절삼(Panax japonicum), 삼엽삼(Panax trifolium), 히말라야삼(Panax pseudoginseng) 또는 베트남삼(Panax vietnamensis) 등이 있고, 가공여부와 생육환경에 따른 홍삼, 수삼, 백삼, 재배삼, 장뇌삼 또는 산양산삼, 산삼배양근을 포함하는 산삼 등도 이용 가능하다. 구체적으로 일 측면에 있어서, 상기 인삼은 산삼배양근일 수 있다.

본 명세서에서 인삼 "배양근" 또는 삼(蔘) "배양근"은 자연상태로 자생하는 인삼 등을 조직배양기술을 이용하여 배양한 것으로서, 자생하는 인삼과 그 성분 및 DNA 배열이 동일하여 동일한 유전적 성질을 가지는 인삼을 대량 생산한 것을 의미한다. 예를 들어, 산삼 배양근은 원래 천종 또는 지종 산삼 조직에서 조직배양기술을 이용하여 배양된 것이며 천종산삼과 그 성분 및 DNA 배열이 같다. 또한, 산삼과 산삼배양근의 배수성검정에서 DNA함량과 핵수가 일치하고 있는데 이는 산삼배양근이 다년간 배양을 해도 변이의 발생이 이루어지지 않고 산삼과 유전적으로 동일하다는 것을 증명하는 것이다.

본 명세서에 개시된 "산삼배양근"은 산삼부정근이라고도 하며, 자연에서 채취한 80년에서 120년 정도 된 인삼인 산삼으로부터 산삼조직을 분리하여 배양된 산삼원료일 수 있다. 일 측면에서 산삼배양근은 100년 이상 된 산삼의 뿌리를 잘게 쪼개 세포 배양을 거쳐 뿌리를 생성한 후에 생물 배양기 속에서 45일간 자라게 하여 얻어질 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 0.1 내지 5.0 (mg/g) 구체적으로, 0.1 내지 3.0 (mg/g) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 0.1 내지 5.0 (mg/g) 구체적으로, 0.1 내지 2.5 (mg/g)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 진세노사이드인 Rh1 0.1 내지 4.0 (mg/g), F1 0.1 내지 3.0 (mg/g) 및 C-K(Compound-K) 0.1 내지 4.0 (mg/g)을 더 포함하는 것일 수 있다.

다른 예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 0.5 내지 2.5 (mg/g) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 0.5 내지 2.5 (mg/g) 구체적으로, 0.5 내지 2.0 (mg/g)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 진세노사이드인 Rh1 0.5 내지 3.5 (mg/g), F1 0.5 내지 2.0 (mg/g) 및 C-K(Compound-K) 0.5 내지 3.5 (mg/g)를 더 포함하는 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 인삼은 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 락타아제, 베타글루코시다아제 및 나린지나제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 효소 처리가 된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 효소는 일측면에서 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) 또는 페니실리움 속(Penicillium sp.)으로부터 유래된 베타글루코시다아제, 셀룰라아제, 나린지나제, 헤미셀룰라아제, 및 락타아제일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 유효성분의 1일 섭취량은 0.1 내지 100 mg/kg, 구체적으로 0.1 내지 80 mg/kg, 구체적으로 1 내지 50 mg/kg, 더욱 구체적으로 5 내지 10 mg/kg인 것일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 육체적 피로에 의한 증상 및 질환을 예방 또는 치료하는 약학 조성물일 수 있다. 또 다른 예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 육체적 피로에 의한 증상 및 질환을 예방 또는 완화하는 건강식품 조성물일 수 있다.

상기 육체적 피로는 스포츠 활동에 의한 육체적 피로일 수 있으며, 육체적 피로에 의한 질환은 근피로, 관절통, 근육통 및 만성 피로 증후군으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있다. 만성 피로 증후군은 원인모를 중증 피로가 적어도 연속 6개월 동안 지속되고, 직업, 사회, 또는 개인 활동 수치가 상당히 감소되는 특징을 나타내기도 한다. 이에 따라 전신 피로감, 권태감, 관절통, 근육통, 두통, 림프절 압통, 인후통, 기억력 저하, 집중력 저하 등의 증세가 나타난다.

상기 "원재료 인삼"은 본 명세서에 개시된 방법으로 아직 효소 처리가 되지 않은 인삼을 의미하는 것으로서, 어떠한 가공도 처리하지 않은 인삼일 수도 있으며 당해 기술분야에서 통상의 기술자가 적의 선택하여 전처리한 인삼일 수도 있다.

예시적인 일 구현예에 있어서, 상기 인삼은 인삼에 효소를 처리하기 전에 인삼을 전처리하는 단계를 더 포함하여 제조된 것일 수 있다. 상기 전처리하는 단계는 일측면에서 0.5-3 atm, 다른 일측면에서 1-2 atm, 또 다른 일측면에서 1.3-1.8 atm의 가압조건 하에서 이루어질 수 있다. 또한, 상기 전처리하는 단계는 일측면에서 온도 100~140℃, 다른 일측면에서 110~130℃, 또 다른 일측면에서 115~127℃일 수 있다. 또한, 전처리 시간은 일측면에서 5분~120분, 다른 일측면에서 10분~90분, 또 다른 일측면에서 30분~70분일 수 있다.

예시적인 일 구현예에 있어서, 상기 전처리 후에 제1단계 내지 제4단계에서 각각의 효소를 처리하는 단계는 적정한 온도와 pH 및 산소를 변화시켜 최적의 조건에서 이루어질 수 있다. 상기 pH는 일측면에서 2-7, 다른 일측면에서 3-6, 또 다른 일측면에서 4-5.5일 수 있다. 또한, 상기 산소 조건은 0.50-3.00 vvm, 다른 일측면에서 1.00-2.50 vvm, 또 다른 일측면에서 1.25-1.75 vvm 일 수 있다.

셀룰라아제 및 헤미셀룰라아제 중 하나 이상의 효소를 처리하는 단계는 일측면에서 투입 원료 중량 당 0.1~20%를 접종할 수 있으며, 다른 일측면에서 0.5~10%, 또 다른 일측면에서 1~5%를 접종할 수 있다. 반응온도는 일측면에서 20~90℃, 다른 일측면에서 30~85℃, 또 다른 일측면에서 40~80℃일 수 있다. 반응시간은 일측면에서 30분~20시간, 다른 일측면에서 1~15시간, 또 다른 일측면에서 1~12시간일 수 있다.

일측면에서 셀룰라아제(cellulase)는 셀룰로오스의 가수분해 반응을 촉진하는 효소를 총칭하며, 일측면에서 셀룰로오스의 β-1,4 글리코시드 결합을 가수분해하는 효소를 의미한다. 상기 셀룰라아제는 일측면에서 엔도-β-1,4-글루카나아제(endo-β-1,4-glucanase, EG, EC 3.2.1. 4), 엑소-β-1,4-글루칸 셀로바이오히드로라아제(exocellobiohydrolase, CBH, EC 3.2.1.91), 셀로비아제(β-glucosidase G, EC 3.2.1.21)를 포함한다.

일측면에서 헤미셀룰라아제(hemicellulase)는 헤미셀룰로오스를 가수분해하는 효소를 총칭하며, 자일라나아제(xylanase), 아라비나나아제(arabinanase), 만나나아제(mannanase) 등을 포함한다.

락타아제를 처리하는 단계는 일측면에서 투입 원료 중량 당 0.1~30%를 접종할 수 있으며, 다른 일측면에서 0.1~20%, 또 다른 일측면에서 1~10%를 접종할 수 있다. 반응온도는 일측면에서 10~80℃, 다른 일측면에서 20~70℃, 또 다른 일측면에서 30~60℃일 수 있다. 반응시간은 일측면에서 30분~72시간, 다른 일측면에서 30~48시간, 또 다른 일측면에서 1~36시간일 수 있다.

일측면에서 락타아제(lactase)는 β-D-갈락토실(1, 4)-D-글루코스의 구조를 가지고 있는 락토오스(젖당)를 포도당과 갈락토스로 가수분해할 때 촉매로 사용되는 효소를 총칭한다.

베타글루코시다아제를 처리하는 단계는 일측면에서 투입 원료 중량 당 0.1~30%를 접종할 수 있으며, 다른 일측면에서 0.1~20%, 또 다른 일측면에서 1~10%를 접종할 수 있다. 반응온도는 일측면에서 20~80℃, 다른 일측면에서 30~70℃, 또 다른 일측면에서 40~60℃일 수 있다. 반응시간은 일측면에서 30분~72시간, 다른 일측면에서 30분~48시간, 또 다른 일측면에서 1~36시간일 수 있다.

일측면에서 베타글루코시다아제(β-glucosidase)는　셀룰로오스를 분해하는 효소를 의미하며, 안토시아닌의 글루코사이드 결합(glucoside bond, 단당류 2분자가 결합하는 과정에서 물이 빠지면서 축합되어 산소를 사이에 두고 결합된 상태)을 분해하는 성질이 있다.

나린지나제를 처리하는 단계는 일측면에서 투입 원료 중량 당 0.1~40%를 접종할 수 있으며, 다른 일측면에서 0.1~30%, 또 다른 일측면에서 1~20%를 접종할 수 있다. 반응온도는 일측면에서 20~80℃, 다른 일측면에서 30~70℃, 또 다른 일측면에서 40~60℃일 수 있다. 반응시간은 일측면에서 10분~120시간, 다른 일측면에서 30분~108시간, 또 다른 일측면에서 1~96시간일 수 있다.

일측면에서 나린지나제(naringinase)는 나린긴(naringin) 가수분해효소를 총칭한다.

본 명세서에 개시된 효소로 생물전환된 인삼은, 진세노사이드인 PPD 계열과 PPT 계열의 효소적 대사경로를 정확히 파악하여 최적의 효소를 탐색하고 효소를 각각의 대사경로에 단계적으로 적용하여 생체이용율(bioavailability)이 뛰어난 생물전환 진세노사이드 및 아글리콘으로의 전환율을 최대화한 것으로서, 생물전환 진세노사이드 및 어글리콘 함량이 극대화된 것을 의미한다. "생물전환 진세노사이드"란 효소를 이용하여 제조되는 진세노사이드를 모두 포함하는 것으로서, 일 측면에 있어서, 상기 생물전환 진세노사이드는 Rh1, F1, Rg3, 및 C-K로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

종래 미생물을 이용한 방법은 베타글루코시다아제의 활성에 따라 생물전환 진세노사이드 함량이 매우 불안정하고, 특히 미생물 효소에 의해 진세노사이드 기본 골격에 하나의 당을 가지고 있는 즉, PPD 계열의 C-20의 β-글루코오스 뿐만 아니라 PPT 계열의 Rh1에 결합되어 있는 C-6의 β-글루코오스를 분해하지 못하기 때문에 어글리콘으로의 전환율이 매우 낮다. 또한, 미생물 발효를 통하여 진행되기 때문에 대량 생산 시 투자비가 매우 높은 단점이 있고, 식품으로 미생물 발효를 통하여 2차 대사산물에 의한 독성 문제도 야기될 수가 있어 식품 소재로써 제한적일 수 있다. 게다가, 진세노사이드의 강한 항균력으로 인한 미생물 생육 저하로 초기 진세노사이드 기질 함량을 적게 해야 한다는 단점이 있다. 반면, 본 명세서에 개시되는 생물전환 진세노사이드 및 어글리콘이 강화된 인삼을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물의 제조방법은 일측면에서 상기의 문제점 내지 단점을 해결할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 약학 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 연질 또는 경질 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 조성물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다. 상기 염으로는 약학적으로 허용되는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 염산, 황산, 질산, 인산, 불화수소산, 브롬화수소산, 포름산 아세트산, 타르타르산, 젖산, 시트르산, 푸마르산, 말레산, 숙신산, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, 톨루엔술폰산, 나프탈렌술폰산 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 조성물은 목적하는 바에 따라 비경구 투여하거나 경구 투여할 수 있으며, 하루에 체중 1 ㎏당 0.1~500 ㎎, 바람직하게는 1~100 ㎎의 양으로 투여되도록 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 특정 환자에 대한 투여용량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강 상태, 식이, 투여 시간, 투여 방법, 배설률, 질환의 중증도 등에 따라 변화될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 연질 또는 경질 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 연고, 크림 등의 피부 외용제, 좌제, 주사제 및 멸균 주사용액 등을 비롯하여 약제학적 제제에 적합한 어떠한 형태로든 제형화하여 사용될 수 있으며, 바람직하게는 주사제 또는 피부 외용제의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 조성물은, 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 비경구, 경구 등의 다양한 경로로 투여될 수 있으며, 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 경피(trandermally), 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 조성물은, 통상의 기술자가 용이하게 적용할 수 있는 다양한 경로로 투여될 수 있다. 특히 본 발명의 일 측면에 따른 약학 조성물은 피부 외용제로서 피부 표면에 도포되는 경로로 투여될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 건강식품 조성물의 제형은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 정제, 과립제, 분말제, 드링크제와 같은 액제, 캐러멜, 겔, 바 등으로 제형화될 수 있다. 각 제형의 식품 조성물은 유효 성분 이외에 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 성분들을 제형 또는 사용 목적에 따라 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합할 수 있으며, 다른 원료와 동시에 적용할 경우 상승 효과가 일어날 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 식품 조성물에 있어서, 상기 유효 성분의 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 이의 1일 투여 용량은 예를 들어 0.1 mg/kg/일 내지 5000 mg/kg/일, 보다 구체적으로는 1000 mg/kg/일 내지 5000 mg/kg/일이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 투여하고자 하는 대상의 연령, 건강 상태, 합병증 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 식품 조성물은, 예를 들어, 츄잉껌, 캐러멜 제품, 캔디류, 빙과류, 과자류 등의 각종 식품류, 청량 음료, 미네랄 워터, 알코올 음료 등의 음료 제품, 비타민이나 미네랄 등을 포함한 건강기능성 식품류일 수 있다.

상기 외에 본 발명의 일 측면에 있어서, 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 증진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 일 측면에 있어서, 기능성 식품 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 일 측면에 있어서, 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 포함되는 것이 일반적이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예.

효소처리로 진세노사이드 및 아글리콘이 강화된 발효 인삼(fermented ginseng, FG)의 제조는 아래와 같다.

산삼배양근을 ㈜비트로시스(Young-ju, South Korea)에서 구입하여 실험을 진행하였으며, 모두 생체를 사용하였다. 상기 산삼배양근은 산에서 자연상태로 자란 인삼인 산삼의 뿌리를 잘게 쪼개어 세포배양을 거쳐 얻어진 것으로서 시판되는 제품에 해당한다.

효소는 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae) 및 페니실리움 속(Penicillium sp.)으로부터 유래된 베타글루코시다아제, 셀룰라아제, 나린지나제, 헤미셀룰라아제, 및 락타아제를 사용하였다. 상기 효소들은 노보자임사(Basgsvaerd, Denmark) 또는 시그마알드리치사(Missouri, United States)에서 구입하여 사용하였다.

(1) 구입한 산삼배양근의 생체를 깨끗하게 수세하여 파일럿 믹서기를 이용하여 분쇄하였다. 이때 분쇄는 산삼배양근의 평균 입자 크기가 1,000μm 이하가 되도록 조분쇄(crude-pulverization)하였다. 분쇄 후 산삼배양근의 분쇄물 2kg를 정확하게 칭량하여 5L 발효조에 투입하였다.

(2) 발효조 투입 후, 전처리 공정으로서 산삼 배양근 효소 분해물에 1.5 atm의 가압조건 하에서 125℃로 40분간 처리하는 전처리 공정을 수행하였다.

(3) 상기 전처리 공정 후, 산삼 배양근 분쇄물에 1차 효소인 셀룰라아제와 헤미셀룰라아아제를 투입 원료 중량 당 2.5중량%를 접종하여 55℃에서 8시간 동안 반응시켰다. 반응 시 pH 5 및 산소 1.50vvm의 조건으로 효소 생물전환을 수행하였다.

(4) 전처리 공정을 수행한 후, 2차, 3차, 및 4차 효소를 순차적으로 처리하여 반응시켰다. 2차 효소인 락타아제는 투입 원료 중량 당 5%를 접종하여 온도 45℃에서 12시간 반응시켰다. 3차 효소인 베타글루코시다아제는 투입 원료 중량 당 5%를 접종하여 온도 45℃에서 12시간 반응시켰다. 4차 효소인 나린지나제는 투입 원료 중량 당 12%를 접종하여 온도 40℃에서 72시간 반응시켰다. 이때, 효소 반응은 모두 pH 5 및 산소 1.50vvm의 조건으로 효소 생물전환을 수행한 것이다.

(5) 효소 생물전환 반응을 모두 진행한 뒤, 분쇄기를 통하여 나노입자화(nano-pulverization)하였다. 이때 평균 입자 크기가 1μm 이하가 되도록 나노입자화를 수행하였다. 이후, 자동멸균기(auto-clave)를 사용하여 121℃에서 15분간 멸균함으로써 구입한 산삼배양근을 원료로 하여 효소 처리가 된 산삼배양근, 즉 효소로 생물전환된 인삼을 제조하여 실험에 이용하였다.

그 결과, 생물전환 진세노사이드 및 아글리콘의 함량이 통상적인 발효홍삼에 포함된 함량 대비 최대 16.3배 높아졌으며, 생체 이용율이 뛰어난 생물전환 진세노사이드 중 Rh1, F1, C-K와 아글리콘인 20(S)-프로토파낙사디올, 20(S)-프로토파낙사트리올의 전환율이 극대화되어 양산 표준화를 확립하였다. 하기 표 1은 0.5톤 발효조를 이용한 양산 표준화된 발효 산삼배양근의 진세노사이드 함량과 백삼, 홍삼, 발효홍삼의 일반적인 진세노사이드 함량을 비교하여 나타낸 것이다.

[표 1]

상기 제조된 발효 인삼(FG)을 이용하여 하기 시험에 이용하였다. 또한, 20(S)-프로토파낙사디올(HPLC에 의한 순도 98% 이상)과 20(S)-프로토파낙사트리올(HPLC에 의한 순도 98% 이상)은 Ambo Institute(Daejeon, Korea)로부터 구입하여 시험에 이용하였다.

시험예.

실험동물

수컷 ICR 마우스(7주령, 26~28g)를 Samtako Biokorea(Seoul, Korea)로부터 구입하여 사용 전 1주간 적응시켰다. 모든 동물은 12시간의 명암 주기를 갖고 일정한 온도 24±2℃ 및 습도 60±10% 조건 하에서 유지시켰다. 자유로이 이용 가능한 수돗물과 함께 표준 실험 사료(Samyang Co., Seoul, Korea)를 급여하였다. 모든 실험은 실험 동물 사육 및 관리에 관한 국립보건원 및 경희대학교 가이드에 따라 수행되었다.

모든 실험에서 각 그룹은 7마리로 구성하고, 항피로 효과를 실험하기 위해 마우스를 8그룹으로 나누었다: 그룹 1 및 2(normal 및 control)는 0.5% 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 용액을 제공하였다; 그룹 3 및 4는 발효 인삼(FG, fermented ginseng) 25 또는 20 mg/kg을 제공하였다; 그룹 5 및 6은 PPD 5 또는 10 mg/kg을 제공하였다; 그룹 7 및 8은 PPT 5 또는 10 mg/kg을 제공하였다. 각 샘플은 5일 동안 하루에 한번 경구 투여하였다. Normal 그룹(그룹 1)을 제외하고 샘플 투여 후 2일에 한번 30분간 체중 부하 수영 실험(WST; weight-loaded swimming test)을 실시하였다.

WST

체중 부하 수영 실험(WST; weight-loaded swimming test)은 이전에 보고된 방법(Tan et al. (2012))에 약간의 변형을 가하여 실시하였다. 구체적으로, 마우스의 무게를 측정한 후 납 블록(신체 무게의 10%)을 마우스 꼬리에 부하하여 18±1℃로 유지되는 깨끗한 물로 채워진 아크릴 플라스틱 욕조(40×25×25cm)에 마우스를 각각 따로 넣었다. 수영 시작부터 탈진에 이르기까지 마우스의 수영 시간을 측정하였으며, 이는 조화된 동작의 손실과 3초 이내 수면으로 돌아오지 못하는 현상으로 결정되었다.

혈청(serum) 분석

최종 WST 1시간 후 마우스를 희생시켰다. 혈액 샘플을 경동맥으로부터 수집하여 4℃에서 5분간 3000×로 원심분리하였다. 혈청을 분리하고 생화학적 파라미터 글루코스, 락테이트, LDH(젖산탈수소효소), FFA(유리지방산)를 측정하였으며, 크레아티닌 수치를 제조사의 프로토콜에 따라 상업적 키트를 이용하여 측정하였다.

시험결과.

육체적 피로 개선여부 실험방법 중 강제수영방법을 이용하여 항피로 효능을 분석한 결과, 발효 인삼(fermented ginseng; FG) 추출물, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT) 투여 실험군은 대조군에 비하여 수영 시간이 증가하고 유의적으로 지구적 운동능력이 향상되어 우수한 항피로 효과가 있음을 알 수 있었다.

특히, 어글리콘 중 PPT의 경우 PPD에 비해 특이적으로 항피로 효과가 더욱 우수한 것으로 나타났으며, PPT 함량에 따라 항피로 효과가 증감됨에 따라 PPT와 이의 함량이 항피로의 주요한 인자로 작용함을 확인하였다.

하기 [표 2]는 발효 인삼(fermented ginseng; FG) 추출물, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT)에 대한 체중 부하 수영 실험 후 혈청 생화학적 파라미터를 측정한 결과를 나타낸다. 데이터는 평균±S.E.M.(n=7)으로 표기하였다(## p < 0.01 vs. normal group; ** p < 0.01, * p < 0.05 vs. control group).

[표 2]

체중 부하 수영 후 육체적 피로에 대한 바이오마커로서 대표적인 글루코스, 락테이트, LDH(젖산탈수소효소), FFA(유리지방산), 크레아티닌의 수치를 비교한 결과, 발효 인삼(fermented ginseng; FG) 추출물, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT) 투여 실험군은 대조군에 비하여 증가된 혈중 글루코스 농도, 감소된 혈중 락테이트, LDH, FFA, 크레아티닌 농도를 나타내어 우수한 항피로 효과가 있음을 알 수 있었다.

수영 시간은 육체 건강 상태와 운동 조절 능력과 밀접한 관련이 있다. 본 명세서에 개시된 발효 인삼, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT)이 수영 시간을 현저하게 증가시켰다는 것은 동물의 항피로 능력을 높였다는 것을 의미한다.

또한, 동물이 긴 시간 동안 격렬한 운동을 하면 체내에 젖산이 많이 생겨 쌓이게 되는데 이는 육체적 피로를 일으키는 중요한 원인 중 하나로 작용한다. 체내에 젖산이 너무 많이 쌓이면 유기체의 내환경이 파괴되고 안전성과 정상 물질대사가 영향을 받아 쉽게 피로감을 느끼게 된다. 본 명세서에 개시된 발효 인삼, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT)이 운동 후의 혈중 젖산량을 감소시켰다는 것은 바로 동물의 수영 시간을 연장하고 항피로 능력을 증강시켰다는 증거로 볼 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 발효 인삼, 20(S)-프로토파낙사디올(PPD) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(PPT)은 체내 에너지원인 글루코스를 증가시키고 피로를 일으키는 대사산물인 젖산을 감소시킴으로써 피로의 발생을 지연 또는 완화하거나 피로 제거를 가속할 수 있는 항피로 효과가 있음을 알 수 있다.

본 발명의 일측면에 따른 조성물의 제형예를 아래에서 설명하나, 다른 여러 가지 제형으로도 응용 가능하며, 이는 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

[제형예 1] 연질 캡슐

발효 인삼 추출물 8mg, 비타민 E 9mg, 비타민 C 9mg, 팜유 2mg, 식물성 경화유 8mg, 황납 4mg 및 레시틴 9mg을 혼합하고, 통상의 방법에 따라 혼합하여 연질 캡슐 충진액을 제조하였다. 1 캡슐당 400㎎씩 충진하여 연질 캡슐을 제조하였다. 그리고, 상기와 별도로 젤라틴 66 중량부, 글리세린 24 중량부 및 솔비톨액 10 중량부의 비율로 연질 캡슐 시트를 제조하고 상기 충진액을 충진시켜 본 발명의 일 측면에 따른 조성물 400mg이 함유된 연질 캡슐을 제조하였다.

[제형예 2] 정제

발효 인삼 추출물 8mg, 비타민 E 9mg, 비타민 C 9mg, 갈락토올리고당 200㎎, 유당 60㎎ 및 맥아당 140㎎을 혼합하고 유동층 건조기를 이용하여 과립한 후 당 에스테르(sugar ester) 6㎎을 첨가하였다. 이들 조성물 500mg을 통상의 방법으로 타정하여 정제를 제조하였다.

[제형예 3] 드링크제

발효 인삼 추출물 8mg, 비타민 E 9mg, 비타민 C 9mg, 포도당 10g, 구연산 0.6g, 및 액상 올리고당 25g을 혼합한 후 정제수 300㎖를 가하여 각 병에 200㎖씩 되도록 충진하였다. 병에 충진한 후 130℃에서 4∼5초간 살균하여 드링크제를 제조하였다.

[제형예 4] 과립제

발효 인삼 추출물 8mg, 비타민 E 9mg, 비타민 C 9mg, 무수결정 포도당 250㎎ 및 전분 550㎎을 혼합하고, 유동층 과립기를 사용하여 과립으로 성형한 후 포에 충진하여 과립제를 제조하였다.

[제형예 5] 주사제

하기 표 3에 기재된 조성에 따라 통상적인 방법으로 주사제를 제조하였다.

[표 3]

[제형예 6] 건강기능식품

하기 표 4에 기재된 조성에 따라 통상적인 방법으로 건강기능식품을 제조하였다.

[표 4]

상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강기능식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

[제형예 7] 건강 음료

하기 표 5에 기재된 조성에 따라 통상적인 방법으로 건강음료를 제조하였다.

[표 5]

통상의 건강 음료 제조 방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균하였다.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims

아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 중 하나 이상을 유효성분으로 포함하는, 항피로용 조성물.
아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 중 하나 이상의 함량이 증진된 인삼을 유효성분으로 포함하고,
상기 인삼은 효소로 생물전환된 것인, 항피로용 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 인삼은 생체, 건체, 분말, 추출물 및 농축물로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 형태인, 항피로용 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 인삼은 산삼배양근인, 항피로용 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 0.1 내지 5.0 (mg/g) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 0.1 내지 5.0 (mg/g)을 포함하는, 항피로용 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 인삼은 인삼 전체 중량을 기준으로 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 0.5 내지 2.5 (mg/g) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 0.5 내지 2.5 (mg/g)을 포함하는, 항피로용 조성물.
제 2항에 있어서,
상기 인삼은 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 락타아제, 베타글루코시다아제 및 나린지나제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 효소 처리가 된, 항피로용 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 유효성분의 1일 섭취량은 0.1 내지 100 mg/kg인, 항피로용 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 조성물은 혈중 젖산 농도를 감소시키는 것인, 항피로용 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 조성물은 육체적 피로에 의한 질환을 예방 또는 치료하는 약학 조성물인, 항피로용 조성물.
제 10항에 있어서,
상기 육체적 피로에 의한 질환은 근피로, 관절통, 근육통 및 만성 피로 증후군으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인, 항피로용 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 조성물은 육체적 피로에 의한 증상을 예방 또는 완화하는 건강식품 조성물인, 항피로용 조성물.
효소 처리된 인삼을 유효성분으로 포함하는 항피로용 조성물의 제조방법으로서,
원재료 인삼에 셀룰라아제 및 헤미셀룰라아제 중 하나 이상의 효소를 처리하는 제1단계;
상기 제1단계를 거친 인삼에 락타아제를 처리하는 제2단계;
상기 제2단계를 거친 인삼에 인삼에 베타글루코시다아제를 처리하는 제3단계; 및
상기 제3단계를 거친 인삼에 나린지나제를 처리하는 제4단계;를 포함하고,
상기 효소 처리된 인삼은 아글리콘(aglycone)인 20(S)-프로토파낙사디올(protopanaxadiol) 및 20(S)-프로토파낙사트리올(protopanaxatriol) 중 하나 이상의 함량이 증진된 것인, 항피로용 조성물의 제조방법.
제 13항에 있어서,
상기 제1단계 내지 제4단계는 pH 조건 3~6 및 산소 조건 1.00~2.50 vvm에서 효소 처리가 된, 항피로용 조성물의 제조방법.