KR20170072055A

KR20170072055A - 얌빈 지하부 껍질 추출물을 포함하는 항산화용 조성물

Info

Publication number: KR20170072055A
Application number: KR1020150180422A
Authority: KR
Inventors: 김재철; 권중배; 유명숙; 손호용; 김미선
Original assignee: 경상북도(농업기술원생물자원연구소장); 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-06-26

Abstract

본 발명은 얌빈 지하부 껍질(Pachyrhizus erosus root bark) 추출물, 이의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 또는 상기 분획물들의 혼합물을 포함하는 항산화용 조성물 및 이를 포함하는 식품 조성물, 화장료 조성물, 사료 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다. 본 발명의 얌빈 지하부 껍질 추출물 및 분획물은 물, 주정, 메탄올, 에탄올 등의 다양한 용매로 추출하고, 그 추출물을 순차적 유기용매 분획하여 획득할 수 있으며, 비타민 C와 유사한 정도의 우수한 항산화 활성을 나타낼 뿐만 아니라, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 추출액, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 화장품 산업, 식품 산업 및 축산업 부분에 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

얌빈 지하부 껍질 추출물을 포함하는 항산화용 조성물{AN ANTIOXIDANT COMPOSITION COMPRISING THE PACHYRHIZUS EROSUS ROOT BARK EXTRACT}

본 발명은 얌빈 지하부 껍질(Pachyrhizus erosus root bark) 추출물, 이의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 또는 상기 분획물들의 혼합물을 포함하는 항산화용 조성물 및 이를 포함하는 식품 조성물, 화장료 조성물, 사료 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다.

산소 호흡을 하는 생명체는 산화적 스트레스를 피할 수 없으며, 이러한 산화적 스트레스는 발암, 노화, 염증 반응 등의 다양한 질병과 연관되어 있다. 따라서, 이러한 산화적 스트레스를 제거하기 위한 다양한 항산화제가 개발되어 왔으며, 대표적으로 비타민 C와 BHT(butylated hydroxy toluene), tocopherol, cysteine, glutathione 등이 알려져 있다. 그러나, 기존의 화학 합성 항산화제의 잠재적 위험성과 생체 산화제 공급의 경제적 어려움이 증가되면서 소비자들은 값싼 천연 재료 유래의 항산화제를 원하고 있어, 경제성과 안전성이 확보된 새로운 강력한 항산화제의 필요성은 지속적으로 증가되고 있다.

한편, 얌빈(Pachyrhizus erosus)은 아열대 콩과 식물의 일종으로 멕시코와 중앙 아메리카에서 유래되어 멕시칸 얌빈(Mexican Yam bean), 멕시칸 튤닙(Mexican turnip), 멕시칸 감자(Mexican potato) 또는 히카마(Jicama)로 불리고 있으며, 병충해에 강하며 재배하기 쉬워 현재는 멕시코뿐만 아니라 전 세계적으로 광범위하게 재배되고 있는 중요한 식용 뿌리 식물이다. 얌빈은 이름 그대로, 지하부에는 식용 얌(yam)이, 지상부에는 콩(bean)이 열리게 되는데, 지상부의 콩은 성숙하면서 로테논(rotenone)이라는 살충 성분을 함유하여 독성을 나타내므로 식용으로 이용할 수 없다(Estrella-Parra EA 등, 2014, Natural Product Res. 28: 1780-1785). 얌빈의 지하부 괴근은 바나나처럼 손으로도 쉽게 벗겨지는 두꺼운 껍질에 싸여 있으며, 껍질을 제거한 흰색 괴근은 아삭한 식감과 함께 사과 맛 및 배 맛이 나서, 생으로, 피클로 식용하며, 또는 가열 조리 후 다양한 식품에 이용되고 있다. 국내의 경우, 2009년 경북 안동에서 최초로 얌빈이 재배되었으며(Kim SK 등, 2009, Korean J. Plant Res. 22, 546-551), 현재는 여러 지역에서 재배하고 있으며, 다이어트 및 항당뇨 식품으로 수요가 증가되고 있는 실정이다.

현재까지, 얌빈과 관련된 학술 연구로는 얌빈의 영양성분 분석, 얌빈 종자의 독성 연구, 얌빈 재배 및 저장에 대한 연구가 대부분이며(Cantwell M 등, 1998, American Society for Horticultural Science. 84), 최근, 얌빈의 전분 이용성 및 추출물의 생리 활성 연구가 보고되고 있다. 얌빈은 저열량 다이어트 식품으로 알려진 바, 얌빈 지하부는 86-90%의 수분과 미량의 단백질, 극소량의 지질 성분을 함유하고 있으며, 다량의 식이 섬유를 함유하고 있어 100g당 37kcal를 나타내어 감자의 1/10의 열량을 나타내는 것으로 알려져 있다. 또한, 탄수화물로는 전분 이외에도 당뇨 예방 및 프리바이오틱 효과를 나타내는 이눌린을 함유하고 있으며, 100g당 317mg의 칼슘과 150mg의 칼륨, 93mg의 인을 함유하여 매우 풍부한 미네랄 함량을 나타낸다(Ramos-de-la-Pena AM et al., 2013, Trends in Food Sci % Technol. 29: 44-54). 또한, 피틴(phytin), 렉틴(lectin), HCN 등의 비영양인자를 조사한 결과, 감자와 고구마에서의 함량과 유사한 것으로 확인되어 위해성은 없는 것으로 알려져 있다(Noman ASM 등, 2007, Food Chemistry, 102: 1112-1118). 또한, 마(산약)와 유사하게 다량의 비타민 C 및 뮤신을 함유하여 피부 보호, 재생, 보습 효과가 우수하다고 알려져 있으며, 지하부 껍질은 민간에서 마스크팩으로 사용하기도 한다. 얌빈의 전분질 연구는 주로 얌빈 전분 자체의 특성 연구(Melo EA 등, 2003. Bioresource Technology, 89: 103-106) 및 전분의 분해 산물에 대한 연구(Ramos-de-la-Pena AM 등, 2012, LWT-Food Sci & Technol. 46: 232-238)로 진행되고 있으며, 주로 식품학적 특성 연구가 진행되고 있다. 한편, 얌빈 종자에 대한 연구는 식품으로서의 종자 단백질(Morales-Arellano GY. 등 J. Agric Food Chem. 49. 1512-1516) 및 종자 지질 연구가 이루어졌으나, 현재는 종자의 독성 물질인 로테논(rotenone)이 알려지면서 식품으로 사용하지 않으면서 독성 평가 연구가 진행되고 있다(Estrella-Parra EA 등, 2014, Natural Product Res. 28: 1780-1785).

또한, 얌빈의 유용 생리 활성에 대한 연구는 매우 제한적이며, 현재까지 알려진 활성은 항산화 활성 및 주름 개선 효과(권봉희, 2015, 야콘과 얌빈 추출물을 이용한 인간 섬유아세포의 주름개선과 항산화 효과, 영남대학교 석사논문), 항당뇨 활성(Park CJ and Han JS. 2015. Prev Nutr Food Sci. 20, 88-93), 항 herpes simplex virus 활성(Phrutivorapongkul A 등, 2002, Chem Pharm Bull (Tokyo), 50, 534-537), 얌빈 식이 섬유 추출물의 면역 증강 활성(Kumalasan ID 등, 2013. J. Functional Foods 5: 582-589; Kumalasari ID 등, 2014. Cytotechnology 66, 75-85.) 및 얌빈 유래 phytoestrogen의 유방암 세포 성장 억제 효과(Nurrochmad A 등, 2013. Asian Pacific J. Tropical Biomedicine. 3, 847-852) 등이 일부 알려져 있다. 그러나, 현재까지 얌빈 껍질의 강력한 항산화 활성과 관련된 연구 논문 및 발표는 보고된 바 없다.

또한, 얌빈과 관련된 국내외 특허로는 약 7건이 알려져 있으며, 얌빈의 항산화 능력, 피부 재생 능력 및 보습 효과에 기반한 화장품 조성물이 가장 많이 알려져 있다. 대한민국 공개특허 제10-2014-0079571호에는 "얌빈 추출물을 이용한 피부 외용제 조성물"이 공개되어 얌빈 추출물을 이용한 피부 재생 촉진, 콜라겐 생합성 촉진, 주름 생성 억제, 미백 및 보습 용도의 피부 외용제 조성물을 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1458887호(2014-10-31)에는 "히카마, 콜리플라워, 말로우 및 아이슬란드 이끼 천연 복합추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화, 보습, 피부 자극 완화 효과를 갖는 피부 개선용 화장료 조성물"이 알려져 있다. 또한, 일본의 경우, 일본 공개 특허 JP 2004-352658(2004, 12, 16)에 "피부외용제", 특허 JP-0354523에 "Hair tonic composition"이, 특허 JP-0028795에 "Skin cosmetic"이 알려져 얌빈의 피부 화장품 소재로의 유용성을 확인하고 있다. 최근, 얌빈의 화장품 관련 이외의 기능성으로 대한민국 공개특허 제10-2015-0006970호(2015-01-20)에는 "알리움 후커리와 파키리저서 에로서스를 유효성분으로 함유하는 변비의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품"이 공개되어 있으며, 일본 특허 JP-0236531에는 얌빈 전분을 이용한 고농축 조미료 제조법(Concentrated seasoning liquid and method for producing the same)이 공개되어 있다. 그러나, 현재까지 얌빈 껍질의 항산화 활성과 관련된 특허는 알려져 있지 않다.

KR

10-2014-0079571

A

KR

10-1458887

B

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하기 위한 과제는 얌빈 지하부 껍질로부터 항산화 활성 물질을 추출하여 분리 정제하고, 이를 식품, 화장품, 사료 및 건강 기능 식품의 제조를 위한 소재로 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 얌빈 지하부 껍질(Pachyrhizus erosus root bark) 추출물, 상기 추출물의 헥센 분획물, 상기 추출물의 에틸아세테이트 분획물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 항산화용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 항산화용 조성물을 포함하는 항산화용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 항산화용 조성물을 포함하는 항산화용 화장료 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 항산화용 조성물을 포함하는 항산화용 사료 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 항산화용 조성물을 유효성분으로 함유하는 노화 방지용 건강 기능 식품을 제공한다.

본 발명의 얌빈 지하부 껍질 추출물 및 분획물은 물, 주정, 메탄올, 에탄올 등의 다양한 용매로 추출하고, 그 추출물을 순차적 유기용매 분획하여 획득할 수 있으며, 비타민 C와 유사한 정도의 우수한 항산화 활성을 나타낼 뿐만 아니라, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 추출액, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 화장품 산업, 식품 산업 및 축산업 부분에 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 얌빈 지하부 가식부의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 DPPH 음이온 소거능 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 2는 얌빈 지하부 껍질의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 DPPH 음이온 소거능 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 3은 얌빈 지하부 가식부의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 ABTS 양이온 소거능 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 4는 얌빈 지하부 껍질의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 ABTS 양이온 소거능 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 5은 얌빈 지하부 가식부의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 nitrite 소거능 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 6은 얌빈 지하부 껍질의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 nitrite 소거능 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 7은 얌빈 지하부 가식부의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 환원력 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).
도 8은 얌빈 지하부 껍질의 에탄올 추출물 및 이의 분획물의 환원력 평가의 비교도이다(이때, -●- 에탄올 추출물, -○- 헥산 분획물, -▼- 에틸아세테이트 분획물, -▽- 부탄올 분획물, -■- 물 잔류물, -□- 비타민 C 임).

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 발명자들은 식품, 화장품, 사료, 건강 기능 식품 등의 소재로 사용 가능한 신규의 항산화 활성 물질을 탐색하던 중, 얌빈 지하부 껍질 추출물 및 이의 분획물에서 강력한 항산화 활성을 확인하였다. 이에, 본 발명자들은 다양한 용매로 얌빈 지하부 껍질 추출물을 조제한 후 순차적 유기용매 분획물을 조제하였으며, 상기 추출물 및 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물에서 강력한 항산화 활성을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 얌빈 지하부 껍질 추출물을 포함하는 강력한 항산화 활성을 나타내는 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 발명자들은 얌빈 지하부 껍질로부터 물, 주정, 에탄올, 메탄올 등의 다양한 용매로 추출한 후, 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적 유기용매 분획물과 물 잔류물을 조제하고, 이들 중 추출물과 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물의 강력한 항산화 활성을 확인하였다. 특히, 이들 중 얌빈 지하부 껍질의 에틸아세테이트 분획물은 정제된 비타민 C와 유사한 활성 음이온 소거능, 활성 양이온 소거능 및 nitrite 소거능을 나타냄을 확인하였다. 이후, 이러한 항산화 활성물질은 열, 산, 혈장에 안정하며, 인간 적혈구 용혈활성을 나타내지 않음을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 얌빈 지하부 껍질 추출물, 상기 추출물의 헥센 분획물, 상기 추출물의 에틸아세테이트 분획물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 항산화용 조성물을 제공한다.

본 발명은 얌빈 지하부 껍질로부터 활성 물질의 추출 단계; 얌빈 지하부 껍질 추출물의 순차적 유기용매 분획을 통한 활성 성분의 정제 단계; 상기 물질의 안정성 및 인간 적혈구 용혈 활성 평가 단계를 포함한다.

본 발명의 조성물에 포함되는 "얌빈 지하부 껍질 추출물"은 얌빈의 지하부의 껍질을 추출하여 얻은 것을 의미하고, 얌빈 지하부는 성숙된 덩이뿌리가 바람직하나, 미성숙 지하부도 포함할 수 있다. 성숙 덩이뿌리의 경우 껍질은 전체 덩이뿌리의 약 4~5%를 차지하며, 미성숙 덩이뿌리의 경우 6~8%를 차지한다. 바람직하게는, 성숙한 얌빈 지하부의 껍질을 바나나처럼 손으로 벗겨 회수하고, 이를 건조한 후 하기 설명되는 다양한 추출 용매로 추출하여 조제하는 것을 의미한다.

본 발명의 항산화 활성 물질을 함유하는 얌빈 지하부 덩이뿌리는 국내 식품공전상 식품 원재료로 등록되어 있으나, 껍질을 벗긴 후 식용으로 사용하며, 미성숙 덩이뿌리의 경우 껍질째 식용할 수 있다. 그러나, 통상 얌빈 지하부 껍질은 별도의 용도가 없어 거의 폐기되고 있으므로, 얌빈 지하부 껍질로부터 매우 경제적으로 항산화용 활성 물질을 분리할 수 있다.

본 발명에서 "얌빈 지하부 껍질 추출물"은 다양한 추출 용매를 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1~4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 주정, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합 용매 등을 이용할 수 있다. 바람직하게는, 에탄올 또는 주정을 사용하여 추출하는 경우 최대의 활성물질의 수율을 나타내며, 경제적 추출의 경우에는 열수를 사용하는 것이 바람직하며. 본 발명의 얌빈 지하부 껍질 추출물은 감압증류 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 이들은, 기존의 vitamin C와는 달리, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.

본 발명에서 "얌빈 지하부 껍질 추출물의 헥센 분획물 또는 에틸아세테이트 분획물"은 본 발명의 얌빈 지하부 껍질 추출물을 제조한 후, 이를 헥센 또는 에틸아세테이트의 유기 용매로 분획하여 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 기재된 바와 같이, 얌빈 지하부 껍질 추출물로부터 헥센, 에틸아세테이트 및 부탄올의 순차적 유기 용매 분획 후 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물을 회수할 수도 있다.

본 발명의 "항산화용 조성물"은 다양한 용도로 적용될 수 있다. 예를 들어, 항산화용 식품 조성물, 항산화용 화장료 조성물, 항산화용 사료 조성물 및 세포 노화 방지용 건강 기능 식품 등의 용도에 적용될 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 본 발명의 항산화용 조성물을 포함하는 식품 조성물을 제공한다.

본 발명의 식품 조성물은 산화적 스트레스와 관련된 질병의 예방 또는 개선을 위한 목적으로 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 항산화용 조성물을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 항산화용 조성물은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 음료 조성물은 100ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 항산화용 조성물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다. 상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 식품 조성물 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다. 상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 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. 그 밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 항산화용 조성물 100중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

또한, 본 발명은 본 발명의 항산화용 조성물을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명에서 항산화용 조성물은 화장료 조성물 총 중량에 대해 0.01 내지 50중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 20중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 이러한 함량 범위에서 적절한 제형 안정성을 확보할 수 있으며, 목적하는 항산화 활성을 기대할 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 본 발명의 항산화용 조성물 외에도 본 발명의 유효 활성을 저해하지 않는 범위에서 공지의 천연물 추출물이나 기타 성분을 추가로 포함시켜 이용할 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 화장료 조성물에 통상적으로 첨가되는 성분들, 예를 들면, 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온 봉쇄제 및 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제와 같은 화장품학 또는 피부과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제나 담체를 포함하여 특정 제형으로 성형될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들면, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 팩, 비누, 계면활성제-함유 클린징, 오일 및 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 구체적으로는, 유연 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 스프레이, 파우더, 팩트, 립글로즈, 립스틱, 섀도우, 샴푸 및 린스 등의 제형으로 제조될 수 있다.

본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물성유, 식물성유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용해화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예를 들어, 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르를 들 수 있다.

본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클린징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 라놀린유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 본 발명의 항산화용 조성물을 포함하는 사료 조성물을 포함한다.

본 발명의 사료 조성물에서 본 발명의 항산화용 조성물은 1 내지 90중량%의 액상, 분말 또는 과립 형태로 제조될 수 있다. 상기 사료 조성물은 구연산, 후말산, 아디픽산, 젖산, 사과산 등의 유기산이나 인산나트륨, 인산칼륨, 산성 피로인산염, 폴리인산염(중합인산염) 등의 인산염이나, 폴리페놀, 카테킨, 알파-토코페롤, 로즈마리 추출물, 비타민 C, 녹차 추출물, 감초 추출물, 키토산, 탄닌산, 피틴산 등의 천연 항산화제 중 어느 하나 또는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.

바람직한 구체예로서, 본 발명의 사료 조성물은 곡물, 예를 들면, 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀; 식물성 단백질 사료, 예를 들면, 평지, 콩, 및 해바라기를 주성분으로 하는 사료; 동물성 단백질 사료, 예를 들면, 혈분, 육분, 골분 및 생선분; 당분 및 유제품, 예를 들면, 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조 성분 등을 더 포함할 수 있으며, 이외에도 영양 보충제, 소화 및 흡수 향상제, 성장 촉진제 등을 더 포함할 수 있다.

상기 사료 조성물은 동물에게 단독으로 투여하거나 식용 담체 중에서 다른 사료 첨가제와 조합하여 투여할 수도 있다. 또한, 상기 사료 조성물은 탑 드레싱으로서 또는 이들을 동물 사료에 직접 혼합하거나 또는 사료와 별도의 경구 제형으로 용이하게 동물에게 투여할 수 있다. 상기 사료 조성물을 동물 사료와 별도로 투여할 경우, 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 약제학적으로 허용 가능한 식용 담체와 조합하여, 즉시 방출 또는 서방성 제형으로 제조할 수 있다. 이러한 식용 담체는 고체 또는 액체, 예를 들어 옥수수 전분, 락토오스,수크로오스, 콩플레이크, 땅콩유, 올리브유, 참깨유 및 프로필렌글리콜일 수 있다. 예를 들어, 고체 담체가 사용될 경우, 사료 첨가제는 정제, 캡슐제, 산제, 트로키제 또는 함당정제 또는 미분산성 형태의 탑 드레싱일 수 있다. 액체담체가 사용될 경우, 사료 첨가제는 젤라틴 연질 캡슐제, 또는 시럽제나 현탁액, 에멀젼제, 또는 용액제의 제형일 수 있다.

상기 사료 조성물은 동물의 식이 욕구를 충족시키는데 통상적으로 사용되는 임의의 단백질-함유 유기 곡분을 포함할 수 있다. 이러한 단백질-함유 곡분은 통상적으로 옥수수, 콩 곡분, 또는 옥수수/콩 곡분 믹스로 주로 구성되어 있다.

또한, 상기 사료 조성물은 보조제, 예를 들어, 보존제, 안정화제, 습윤제 또는 유화제, 용액 촉진제 등을 함유할 수 있다. 상기 사료 조성물은 침주, 분무 또는 혼합하여 동물의 사료에 첨가하여 이용될 수 있다.

본 발명의 사료 조성물은 포유류, 가금 및 어류를 포함하는 다수의 동물 식이에 적용할 수 있다. 상기 포유류로서 돼지, 소, 말, 양, 염소, 실험용 설치 동물, 및 실험용 설치 동물 뿐만 아니라, 애완 동물(예: 개,고양이) 등에게 사용할 수 있으며, 상기 가금류로서 닭, 칠면조, 오리, 거위, 꿩, 및 메추라기 등에도 사용할 수 있고, 상기 어류로서 송어 등에 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 본 발명의 항산화용 조성물을 포함하는 노화 방지용 건강 기능 식품을 제공한다.

본 발명에서는 건강 기능 식품의 용도로 노화 방지용인 것을 예시적으로 기재하고 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 항산화용 조성물이 효과를 나타낼 수 있는 것으로 통상의 기술자에게 널리 알려진 산화적 스트레스에 기인한 다양한 질환들, 예를 들어, 심혈관계 질환, 뇌혈관계 질환, 각종 암, 면역 관련 질환, 백내장 및 눈의 노화, 각종 신경 질환, 치매, 감염성 질환 등의 용도로 널리 사용될 수 있을 것이다.

본 발명의 건강 기능 식품은 산화적 스트레스와 관련된 질병의 예방 또는 개선을 위한 목적으로 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 항산화용 조성물을 포함하는 건강 기능 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 항산화용 조성물은 일반적으로 전체 건강 기능 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 음료 조성물은 100ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 건강 기능 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 항산화용 조성물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다. 상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml 당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다. 상기 외에 본 발명의 건강 기능 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 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. 그 밖에 본 발명의 건강 기능 식품은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 항산화용 조성물 100중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

실시예 1: 얌빈 지하부 괴근의 가식부 및 껍질의 추출물 제조, 이들로부터 분획물 제조 및 성분 분석

경북 안동에서 2014년 10월 수확한 얌빈 지하부를 흐르는 물에 수세하여 이물질을 제거하고 표면의 물기를 제거한 후, 바나나 껍질처럼 손으로 껍질을 제거하여 껍질 부분과 가식부 부분을 각각 회수하였다. 회수된 시료는 60℃에서 12시간 건조한 후, 시료 무게 대비 10배의 에탄올(95%)을 가하여 추출하였으며, 상온에서 24시간씩 3회 추출하였다. 이후, 추출물은 감압 농축하여 분말로 제조하였다. 제조된 각 추출물은 증류수에 현탁한 후, 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올을 이용하여 순차적으로 분획하였으며, 최종적으로 물 잔류물을 회수하였다.

조제된 얌빈 지하부 가식부 추출물 및 껍질 추출물의 총 플라보노이드(total flavonoid) 및 총 폴리페놀(total polyphenol) 함량, 총 당 및 환원당 함량을 측정하였으며, 총 플라보노이드 함량의 표준품으로는 rutin, 총 폴리페놀 함량의 표준품으로 tannic acid을 사용하였다. 환원당은 DNS법으로, 총 당은 phenol-sulfuric acid법을 이용하여 정량하였다. 각각의 추출물의 추출 효율, 분획물의 분획 효율 및 이들의 성분 분석 결과는 표 1에 나타내었다.

표 1에서 나타낸 바와 같이, 얌빈 지하부의 가식 부위가 껍질 부위보다 상대적으로 4.7배 높은 에탄올 추출 효율을 나타내었으나, 얌빈 지하부 껍질은 매우 높은 함량의 폴리페놀 성분을 함유(230.2 mg/g)하고 있어, 지하부 가식부 추출물의 6.2mg/g의 37배 이상의 높은 함량을 나타내었다. 총 플라보노이드 함량의 경우에도 껍질 추출물은 가식부 추출물보다 13배 높은 함량을 나타내었다. 반면, 껍질 추출물은 가식부 추출물보다 상대적으로 낮은 총 당과 환원당 함량을 나타내었다. 분획물의 경우, 가식부 추출물의 경우 물 잔류물이 67%, 부탄올 분획물이 29.8%, 헥센 분획물 1.9%, 에틸아세테이트 분획물 1.4%이었으나, 껍질 추출물의 경우 물 잔류물이 37.7%, 부탄올 분획물이 25.0%, 헥센 분획물 18.4%, 에틸아세테이트 분획물 18.7%를 차지하였다. 이러한 결과는 지하부 가식부 추출물보다 껍질 추출물이 보다 높은 폴리페놀 성분과 지용성 성분을 함유하고 있음을 의미한다. 일반적으로 천연물의 항산화 활성이 폴리페놀 및 플라보노이드 성분에 기인함을 고려할 때, 얌빈 지하부 껍질의 매우 높은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 강력한 항산화 활성과 관련되리라 판단되었다.

실시예 2: 얌빈 지하부 가식부 및 껍질 추출물과 이들의 순차적 분획물의 항산화 활성 평가

얌빈 지하부 가식부 추출물 및 껍질 추출물과 이들의 각 분획물들을 DMSO (dimethylsulfoxide)에 녹인 후 적당한 농도로 희석하여 항산화 활성 평가에 사용하였다. 항산화 활성으로는 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) 음이온 소거능, ABTS[2,2-azobis (3-ethylbenzo thiazoline-6-sulfonate)] 양이온 소거능, nitrite 소거능 및 환원력을 측정하였으며, 그 결과는 표 2, 표 3 및 도 1 내지 도 8에 나타내었다.

먼저, DPPH 소거능의 경우 다양한 농도로 희석한 시료 20μl에 99.5% 에탄올에 용해시킨 2x10^-4M DPPH 용액 380μl를 넣고 혼합하여 37℃에서 30분 동안 반응시킨 후, 516 nm에서 microplate reader(Asys Hitech, Expert96, Asys Co., Austria)를 사용하여 흡광도를 측정하였다. DPPH free radical 소거능은 시료첨가구와 비첨가구의 백분율로 표시하였다. ABTS 소거능의 경우 7mM ABTS(Sigma Co., USA) 5ml와 140mM potassium persulfate 88ml를 섞은 후 상온에서 16시간 빛을 차단하여 ABTS 양이온을 형성시켰으며, 이후 이 용액을 414nm에서 흡광도 값이 1.5가 되도록 에탄올로 희석하였다. 조제된 희석용액 190ml와 다양한 농도로 조제된 시료 10ml를 혼합한 후 상온에서 6분간 반응시킨 후 734nm에서 흡광도를 측정하고 다음의 식에 의해 ABTS radical 소거능을 계산하였다.

한편, nitrite 소거능 측정의 경우, 아질산염 용액(1mM)에 시료 용액을 가하고 여기에 0.1N HCl을 가해 pH 1.2로 조정한 후, 37℃에서 1시간 반응시킨 후 Griess reagent(Sigma Co., USA)를 가하고 혼합하였다. 이후 15분간 실온에서 방치 후 520nm에서 흡광도를 측정하여 잔존 nitrite 양을 측정하였다. nitrite 소거능(%)는 다음의 식에 의해 계산하였다.

환원력 평가는 Oyaizu 등의 방법을 변형하여 측정하였다(김미선 2014, 한국식품저장유통학회지 21: 727-734). 먼저, 에탄올에 용해한 시료 2.5ml에 0.2M sodium phosphate buffer(pH 6.6) 2.5ml와 10% potassium ferricyanide 2.5ml를 첨가하고 50℃에서 20분간 반응시킨 후, 10% trichloroacetic acid 2.5ml를 첨가하여 반응을 종료하고, 4,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 회수하였다. 회수한 상등액은 증류수로 2배 희석한 후, 신선하게 조제된 0.1% ferric chloride 용액과 5:1(v/v) 비율로 혼합하고 700nm에서 흡광도를 측정하여 평가하였다.

상기의 항산화 실험들에서 대조구로는 vitamin C(Sigma Co., USA)를 사용하였으며, 용매 대조구로는 DMSO를 사용하였다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 얌빈 지하부 가식부 추출물 및 이의 분획물은 500μg/ml 농도에서 미약한 항산화 활성을 나타내었으며, 의미있는 항산화 활성은 가식부 추출물의 에틸아세테이트 분획물에서 나타났다. 이 경우, 에틸아세테이트 분획물은 500μg/ml 농도에서 12.5%의 DPPH 음이온 소거능, 38.7%의 양이온 소거능, 0.135의 환원력을 나타내었으며, 200μg/ml 농도에서 30.7%의 nitrite 소거능을 나타내었다. 지하부 가식부 추출물 및 분획물 중에서 환원력은 특이하게 가식부 추출물에서 700nm 흡광도가 0.51로 가장 강력하게 나타났다.

그러나, 얌빈 지하부 껍질 추출물 및 이의 분획물은 500μg/ml 농도에서 매우 강력한 항산화 활성을 나타내었으며, 껍질의 에탄올 추출물은 90.2%의 DPPH 음이온 소거능, 90.0%의 양이온 소거능, 0.2925의 환원력을 나타내었고, 200μg/ml 농도에서 87.0%의 nitrite 소거능을 나타내었다. 또한, 이의 헥센 분획물 및 에틸아세테이트 분획물 역시 강력한 항산화 활성을 나타내었다. 이러한 강력한 항산화 활성은 순수 정제된 vitamin C에 필적하는 활성으로, 얌빈 껍질 추출물이 매우 강력한 활성 라디컬 소거능과 환원력을 가진 항산화 물질을 포함하고 있음을 의미하며, 특히, 헥센 및 에틸아세테이트 분획에서 강력한 활성을 나타냄으로 인해, vitamin C와 같은 수용성, 이열성 물질에 의한 항산화 활성과는 차별화됨을 알 수 있었다.

얌빈 지하부 시료들의 보다 정확한 항산화 활성의 비교를 위해, 활성 라디컬의 50% 소거에 필요한 시료농도(RC₅₀: μg/ml)을 결정하였다. 그 결과는 표 3에 나타내었으며, 강력한 항산화능을 나타내는 vitamin C의 경우 DPPH 음이온, ABTS 양이온, nitrite에 대해 각각 14.7μg/ml, 4.6μg/ml 및 14.9μg/ml의 RC₅₀를 확인하였다. 이후, 얌빈 가식부 추출물 및 이의 분획물의 각각의 RC₅₀를 확인한 결과, 모든 시료에서 500μg/ml 이상의 RC₅₀를 나타내어 상업적 이용 가능성이 거의 없음을 확인하였다. 반면, 얌빈 지하부 껍질 추출물의 각각의 RC₅₀를 확인한 결과, DPPH 음이온, ABTS 양이온, nitrite에 대해 각각 89.7μg/ml, 93.5μg/ml 및 63.9μg/ml의 RC₅₀를 확인하였으며, 특히, 얌빈 지하부 껍질 추출물의 에틸아세테이트 분획물에서는 DPPH 음이온, ABTS 양이온, nitrite에 대해 각각 105.2μg/ml, 10.7μg/ml 및 17.5μg/ml의 RC₅₀를 확인하였다. 또한, 얌빈 지하부 껍질 추출물의 지용성 헥센 분획물에서는 DPPH 음이온, ABTS 양이온, nitrite에 대해 각각 203.8μg/ml, 34.0μg/ml 및 49.5μg/ml의 RC₅₀를 확인하였다. 즉, DPPH 음이온 소거능은 얌빈 지하부 껍질 추출물에서 가장 강력하였으며, ABTS 양이온 소거능과 nitrit 소거능은 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물에 강력하였다. 따라서, 얌빈 지하부 껍질로부터 강력한 라디컬 음이온, 라디컬 양이온, nitrite 소거는 물론 우수한 환원력을 가진 항산화 스트레스 예방 및 치료용 활성소재 개발이 가능함을 확인하였으며, 이러한 강력한 활성 라디컬 소거능은 발암 억제, 노화 억제 등의 다양한 유용 생리 기능에 필수적으로 작용하리라 판단된다.

실시예 3: 얌빈 지하부 가식부 추출물 및 껍질 추출물 및 이들의 분획물의 인간 적혈구 용혈활성

얌빈 지하부 가식부 및 껍질 추출물 시료들의 적혈구 용혈 활성을 평가한 결과는 표 4에 나타내었다. 먼저, 대조구로 사용된 DMSO와 증류수는 용혈 활성이 없었으며, triton X-100은 1mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다. 한편, 얌빈 지하부 가식부 및 껍질의 추출물 및 분획물 시료들은 0.5mg/ml 농도까지 의미 있는 인간 적혈구 용혈활성은 나타나지 않았다.

실시예 4: 얌빈 지하부 껍질 활성물질의 안정성

상기 실시예 1의 얌빈 지하부 껍질 에탄올 추출물 및 이의 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물을 대상으로 각각 100℃에서 1시간 처리, pH 2 (0.01M HCl)에서의 1시간 처리, 혈장에서 1시간 처리 후 잔존 항산화력을 측정한 결과, 상기의 처리시에 모두 초기 활성을 유지함을 확인하여, 상기 추출물의 항산화 활성 성분들이 기존의 vitamin C와는 달리 산, 열, 및 혈장 처리시 높은 안정성을 나타냄을 확인하였다.

상기의 결과들을 종합할 때, 얌빈 지하부 껍질의 에탄올 추출물 및 이의 유기용매 분획물, 특히, 헥센 분획물과 에틸아세테이트 분획물은 강력한 항산화 활성을 나타내므로, 이를 포함하는 조성물은 화장품 산업, 식품산업 및 축산업 분야에서 널리 적용될 수 있을 것이다.

Claims

얌빈 지하부 껍질(Pachyrhizus erosus root bark) 추출물, 상기 추출물의 헥센 분획물, 상기 추출물의 에틸아세테이트 분획물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 항산화용 조성물.
제 1항의 조성물을 포함하는 항산화용 식품 조성물.
제 1항의 조성물을 포함하는 항산화용 화장료 조성물.
제 1항의 조성물을 포함하는 항산화용 사료 조성물.
제 1항의 조성물을 유효성분으로 함유하는 노화 방지용 건강 기능 식품.