KR20190017114A - 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항염증제 조성물에 관한 것이며, 천연 유기탄산칼슘을 이용함으로써 식품으로 섭취가능하여 인체에 전혀 해가 없고 인체 및 동물 세포의 염증을 획기적으로 치료하거나 완화시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 항염증제 조성물은 염증을 치료함과 동시에 세포의 신진 대사를 촉진하고, 체내의 활성산소를 제거할 수 있는 장점 또한 갖는다. 또한 본 발명에 따른 항염증제 조성물은 주변 환경, 예를 들면, 온도의 변화에 민감하지 않고, 공기에 노출되더라도 변성되지 않아 보존이 용이하므로, 각종 음료 또는 각종 식자재에 첨가되어 식품으로 사용될 수 있으며, 또한 과일, 채소, 어류 및 육류와 같은 식자재에 첨가되어 이들의 산화를 방지하여 높은 신선도를 오랫동안 유지하도록 할 수 있는 장점을 가지며 산화된 피부와 외상을 입은 피부를 환원 작용으로 회복시킬 수 있는 효과 또한 갖는다.
Description
본 발명은 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 천연 유기탄산칼슘을 이용함으로써 식품으로 섭취가능하여 인체에 전혀 해가 없고 인체 및 동물 세포의 염증을 치료하거나 완화시킬 수 있는 비스테로이드성 항염증제 조성물에 관한 것이다.
기존에 사용되는 항염증제는 글루코코르티코이드를 포함한 많은 스테로이드류 화합물이고, 이들 약물을 코르티코스테로이드라고 칭하고 이는 세포의 글루티코르티코이드 수용체에 결합하여 세포에 발생한 붓기와 염증을 줄여주는 역할을 수행한다.
그러나, 이와 같은 스테로이드계 항염증제는 세포에 다양한 부작용을 초래하는 문제가 있었으며, 이에 따라 특허문헌 1과 같은 비스테로이드성 항염증제 (Non-Steroidal anti-inflammatory drugs/NSAIDs)가 개발되었다.
비스테로이드성 항염증제는 시클로옥시나제(COX; cyclooxygenase) 효소를 저해하여 통증을 완화시키게 된다. 즉, COX효소는 프로스타글란딘을 합성하는데, 프로스타글란딘이 바로 염증을 일으키는 원인이다. 모든 NSAIDs가 프로스타글란딘의 합성을 저해하기 때문에 통증 완화가 가능하다.
NSAIDs 약물의 대표적인 예로 아스피린, 이부프로펜 그리고 나프록센등이 있다. 후에 등장한 COX 특이적인 약물들은 NSAIDs와 그 작용이 비슷하지만 고전적인 NSAIDs와 구분한다. 고전적인 NSAIDs는 상시 발현되는 COX1 과 염증이 있을 때 만 나타나는 COX2를 가리지 않고 억제한다.
따라서, 이와 같은 NSAIDs 약물은 염증에만 작용하는 것이 아니며, 결국 다양한 부작용을 나타낼 수 있는 잠재적인 가능성을 지니고 있고, 대표적인 부작용 중 하나로 아스피린의 위장장애를 들 수 있으며, 이를 해결하기 위해, 셀레콕시브와 로페콕시브등의 COX2 특이적 저해제가 등장했으나, 이는 완전한 해결책은 아닌 것으로 평가된다.
또한, 장기간동안 NSAIDs를 사용할 경우, 위장 장애를 일으킬 수 있고, 이는 위궤양을 초래 할 수 있으며, 또한 천식을 악화시킬 수 있으며 신장에 문제를 일으키기도 한다. 또한, 아세트아미노펜 또한 과량 복용 시 간에 위험을 초래할 수도있다.
따라서, 천연 유기재료를 이용함으로써 인체에 전혀 해를 끼치지 않고 식품 형태로 섭취 가능한 항염증제를 개발이 절실히 요구되고 있으며, 본 출원인은 특허문헌 2인 대한민국 특허 제10-1405431호의 수소 음이온 함유물이 세포 염증을 치료할 수 있는 항염성을 지니고 있음을 우연히 발견하게 되었으며, 본 발명은 이러한 우연할 발견에 기초한다.
특허문헌 1: 한국 공개특허 제10-2007-0071534호 (2007.07.04)
특허문헌 2: 한국 등록특허 제제10-1405431호.06.11)
본 발명의 목적은 인체에 전혀 해를 끼치지 않고 식품 형태로 섭취가 가능한 항염증제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 항염증제 조성물은 천연 유기탄산칼슘을 이용하는 점에 특징이 있으며, 구체적으로 난각칼슘, 진주칼슘, 패각칼슘 및 해조칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 유기탄산칼슘을 포함하는 알칼리 토금속 화합물을 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1 소성단계; 상기 제 1 소성체를 포함하는 알칼리 토금속 산화물을 수소 분위기 하에서 소성하여 제 2 소성체를 제조하는 제2 소성단계; 및 상기 제 2 소성체와 유기산을 배합하는 단계;를 통하여 제조되어 수소 음이온을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 항염증제 조성물에 있어서, 상기 제 1 소성단계는 알칼리 토금속 화합물을 300 내지 1000℃에서 2 시간 내지 10 시간 소성하는 과정으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 항염증제 조성물에 있어서, 상기 알칼리 토금속 화합물은 베릴륨 화합물, 마그네슘 화합물, 바륨 화합물 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 항염증제 조성물에 있어서, 상기 제 2 소성단계에서 베릴륨 산화물, 마그네슘 산화물, 바륨 산화물 또는 이들의 혼합물을 첨가하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 항염증제 조성물에 있어서, 상기 알칼리 토금속 산화물은 칼슘 산화물 100 몰에 대하여 1 내지 60몰의 베릴륨 산화물, 마그네슘 산화물, 바륨 산화물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 항염증제 조성물에 있어서, 상기 제 2 소성단계는 알칼리 토금속 산화물을 수소 분위기 하에서 300 내지 1000℃에서 2 시간 내지 10 시간 소성하는 과정으로 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 구현 예에 따른 항염증제 조성물에 있어서, 상기 제 2 소성체는 제 2 소성체에 포함된 칼슘이온 100몰에 대하여 0.5 내지 10몰의 유기산과 배합되는 과정으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 항염증제 조성물은 물에 용해 직후 pH (수소이온농도)가 6 내지 12이거나; 물에 용해 직후 -0.1mV 내지 -900mV의 산화환원전위를 가지거나, 또는 1 내지 150 시간의 환원력 지속시간을 갖는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 항염증제 조성물은 천연 유기탄산칼슘을 이용함으로써 식품으로 섭취가능하여 인체에 전혀 해가 없고 인체 및 동물 세포의 염증을 획기적으로 치료하거나 완화시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 항염증제 조성물은 염증을 치료함과 동시에 세포의 신진 대사를 촉진하고, 체내의 활성산소를 제거할 수 있는 장점 또한 갖는다. 또한 본 발명에 따른 항염증제 조성물은 주변 환경, 예를 들면, 온도의 변화에 민감하지 않고, 공기에 노출되더라도 변성되지 않아 보존이 용이하므로, 각종 음료 또는 각종 식자재에 첨가되어 식품으로 사용될 수 있으며, 또한 과일, 채소, 어류 및 육류와 같은 식자재에 첨가되어 이들의 산화를 방지하여 높은 신선도를 오랫동안 유지하도록 할 수 있는 장점을 가지며 산화된 피부와 외상을 입은 피부를 환원 작용으로 회복시킬 수 있는 효과 또한 갖는다.
도 1은 본 발명의 항염증성 조성물을 용해시킨 수용액의 사진이다.
도 2는 본 발명의 항염증성 조성물의 세포독성 유무를 실험한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 항염증성 조성물의 항염효능 을 확인하기 위한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 항염증성 조성물의 세포독성 유무를 실험한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 항염증성 조성물의 항염효능 을 확인하기 위한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
스테로이드성 항염제의 부작용은 널리 알려져 있으며, 이러한 문제를 보완하기 위하여 비스테로이드성 항염제 (NSAIDs)가 개발되었으나, 장기간동안 NSAIDs를 사용할 경우, 위궤양 등의 위장장애 및 천식을 악화시킬 수 있으며 신장에 문제를 일으키기도 한다.
따라서, 본 출원인은 천연 유기재료를 이용함으로써 인체에 전혀 해를 끼치지 않고 식품 형태로 섭취 가능한 항염증제를 개발하게 되었으며, 이러한 개발은 본 출원인에 의하여 출원되고 등록된 대한민국 특허 제10-1405431호의 수소 음이온 함유물에 기초한다.
본 출원인은 대한민국 특허 제10-1405431호의 수소 음이온 함유물이 인체 및 동물의 세포에 생긴 염증을 치료할 수 있는 항염성을 지니고 있음을 우연히 발견하게 되었으며, 본 발명은 이러한 우연할 발견에 기초하여 완성되었다.
최근 음이온의 항산화 작용으로 인하여, 다양한 형태의 제품들이 판매되고 있다. 예를 들면, 실내 공기를 정화할 수 있는 이온 발생기, 수돗물의 석회 냄새를 제거하고, 미네랄화 할 수 있는 음이온 제품들이 개발되고 있다.
또한, 상기와 같이 단순히 생활 환경의 개선 수준에 머물러 있던 음이온은 이제 식용 제품으로도 개발되고 있고, 시중에 먹는 음이온 제품들이 판매되고 있다. 그러나, 시판되는 음이온 제품들은 물에 대한 용해도가 열악하여 체내에서 원활한 항산화 작용을 도모하지 못하고 있다. 또한, 시판되는 음이온 제품들은 장시간 보존이 용이하지 못하고, 음이온 제품을 제조하기 위하여 사용되는 밀가루 등으로 인하여 많은 부작용을 초래하고 있다. 이에 따라 본 출원인은 대한민국 특허 제10-1405431호로 특허등록된 섭취 가능한 음이온 제품을 개발하였으며, 이에 대한 상세한 내용은 상기 특허 제10-1405431호에 상세하게 설명되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 항염제 조성물은 다음과 같은 방법으로 제조된다.
즉, 유기탄산칼슘을 포함하는 알칼리 토금속 화합물을 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1 소성단계; 상기 제 1 소성체를 포함하는 알칼리 토금속 산화물을 소성하여 제 2 소성체를 제조하는 제 2 소성단계; 및 상기 제 2 소성체와 유기산을 배합하는 단계를 포함한다.
상기 유기탄산칼슘은 탄산칼슘을 포함하는 유기물로, 광물과 같은 무기물에서 채취하는 탄산칼슘과는 구별된다. 유기탄산칼슘은 광물과 같은 무기물에서 채취하는 탄산칼슘 대비 매우 미량의 중금속을 포함하거나 또는 중금속을 전혀 포함하지 않는다. 또한, 유기탄산칼슘은 광물과 같은 무기물에서 채취하는 탄산칼슘에 비하여 풍부한 미네랄을 포함하고 있다. 따라서, 유기탄산칼슘은 식용 수소 음이온 함유물을 제조하는데 매우 적합하다.
상기 유기탄산칼슘으로는, 예를 들면, 난각칼슘, 진주칼슘, 패각칼슘 및 해조칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 난각칼슘은 계란 껍질 등으로부터 얻을 수 있고, 패각칼슘은 굴, 조개, 전복 또는 어류의 뼈 등으로부터 얻을 수 있으며, 상기 해조칼슘은 불가사리 또는 산호 등으로부터 얻을 수 있다. 이들 중 입수 용이성 면에서 난각칼슘, 패각칼슘 및 이들의 혼합물을 유기탄산칼슘으로 사용할 수 있다.
상기 수소 음이온 함유물의 제조 방법은 크게 두 가지 방식으로 수행될 수 있다. 제 1 실시 형태는 알칼리 토금속 화합물로 유기탄산칼슘과 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 화합물을 물리적으로 배합한 것을 사용하는 것이고, 제 2 실시 형태는 알칼리 토금속 화합물로 유기탄산칼슘을 사용하는 것이다.
상기 제 1 실시 형태에서 상기 알칼리 토금속 화합물은 유기탄산칼슘 외에 베릴륨 화합물, 마그네슘 화합물, 바륨 화합물 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 칼슘 외의 다른 알칼리 토금속을 포함하는 화합물들은 제조된 수소 음이온 함유물의 환원력에 영향을 미치므로, 적절한 화합물을 채용하여 수소 음이온 함유물의 환원력을 조절할 수 있다.
하나의 예시에서 알칼리 토금속 화합물은 유기탄산칼슘 외에 마그네슘 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 마그네슘 화합물은 수소 음이온 함유물의 환원력을 효율적으로 제어할 수 있다. 그리고 칼슘과 상호작용을 통해 나트륨의 체외 배출을 돕고, 산화질소 생성을 촉진하여 혈류의 증가를 도울 수 있으며, 아세트알데히드 등을 감소시켜 숙취 및 피로를 해소시킬 수 있다.
상기 마그네슘 화합물의 종류는 제 1 소성단계를 거쳐 마그네슘 산화물을 생성할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 마그네슘 화합물로는 마그네슘(Mg), 염화마그네슘(MgCl2), 스테아린산마그네슘(Mg(C18H35O2)2), 탄산마그네슘(MgCO3), 황산마그네슘(MgSO4), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 제3인산마그네슘(Mg3(PO4)2), 제2인산마그네슘(MgHPO4), 규산마그네슘(MgSiO3), 글루콘산마그네슘(C12H22MgO14), L-젖산 마그네슘(Mg(C3H5O3)2·2H2O), 산화마그네슘(MgO) 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다.
상기 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 화합물은 목적하는 수소 음이온 함유물의 환원력, 환원력의 지속시간 및/또는 수소 음이온의 농도를 고려하여 적절한 함량으로 사용될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 화합물은 유기탄산칼슘에 함유되어 있는 탄산칼슘 100 몰에 대하여 1 내지 60 몰, 1.6 내지 57몰, 1.6 내지 50몰, 1.6 내지 40몰, 1.6 내지 30몰, 5 내지 20몰 또는 5 내지 15몰로 포함될 수 있다. 만일 상기 화합물의 함량이 상기 범위 미만인 경우 수소 음이온 함유물의 환원력이 너무 약하거나 또는 환원력 지속시간이 너무 짧으며, 상기 범위를 초과하는 경우 복용하기에 적합하지 않을 정도로 너무 큰 환원력을 가지는 수소 음이온 함유물이 얻어질 수 있으며, 이러한 수소 음이온 함유물은 체내의 대사 작용을 방해할 수 있다.
하나의 예시에서 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 화합물로 마그네슘 화합물을 사용하는 경우 유기탄산칼슘에 함유되어 있는 탄산칼슘 80 내지 99.5 중량부에 대하여 마그네슘 화합물을 0.5 내지 20 중량부로 사용할 수 있다. 그 결과 상술한 효과를 나타내는 수소 음이온 함유물을 제공할 수 있다.
상기 제 1 소성단계는 알칼리 토금속 화합물을 약 300 내지 1000℃, 약 400 내지 900℃, 약 500 내지 800℃, 약 600 내지 800℃, 약 650 내지 800℃, 약 600 내지 750℃ 또는 약 650 내지 750℃에서 소성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 알칼리 토금속 화합물의 소성은 약 2 시간 이상, 약 3 시간 이상 또는 약 4 시간 이상 동안 진행될 수 있다. 소성시간의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 시간 이하로 조절될 수 있다. 만일 상기 소성이 상기 범위 미만의 온도에서 상기 범위 미만의 시간 동안 수행되는 경우 알칼리 토금속 화합물이 목적하는 수준으로 산화되지 않을 수 있으며, 상기 소성이 상기 범위를 초과하는 온도에서 상기 범위 이상의 시간 동안 수행되는 경우 막대한 에너지가 낭비될 수 있다.
상기 제 1 소성단계는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 대기 하에서 진행될 수 있다.
상기 수소 음이온 함유물의 제조 방법은 제 1 소성단계 이후에 제 1 소성체를 냉각시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제 1 소성체를 냉각시키는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 자연 냉각시킬 수 있다. 상기 자연 냉각은 가열된 용기에 담긴 제 1 소성체의 온도가 상온 또는 목적하는 온도에 도달할 때까지 방치하여 수행할 수 있다. 본 명세서에서 상온은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도를 의미한다.
제 1 실시 형태에 따라 제 1 소성단계를 거치면 제 1 소성체는 유기탄산칼슘으로부터 얻어진 칼슘 산화물(CaO)과 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 화합물로부터 얻어진 베릴륨 산화물(BeO), 마그네슘 산화물(MgO), 바륨 산화물(BaO) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 화합물로 마그네슘 화합물을 사용한 경우 제 1 소성체는 칼슘 산화물과 마그네슘 산화물을 포함할 수 있다.
반면, 제 2 실시 형태에 따라 제 1 소성단계를 거치면 제 1 소성체는 유기탄산칼슘으로부터 얻어진 칼슘 산화물(CaO)을 포함한다. 따라서, 이 경우에는 제 1 실시 형태에 따라 제조된 제 1 소성체와 동일한 구성을 가지도록 제 2 소성단계에서 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 산화물을 첨가할 수 있다. 상기 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 산화물은 베릴륨 산화물(BeO), 마그네슘 산화물(MgO), 바륨 산화물(BaO) 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
하나의 예시에서 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 산화물은 마그네슘 산화물일 수 있다. 즉, 제 2 실시 형태에서는 제 1 소성체와 마그네슘 산화물을 알칼리 토금속 산화물로 사용할 수 있다. 따라서, 제 1 실시형태든 제 2 실시형태이든 알칼리 토금속 산화물은 동일한 구성을 가질 수 있다.
상기 알칼리 토금속 산화물은 칼슘 산화물 100 몰에 대하여 1 내지 60 몰, 1.6 내지 57몰, 1.6 내지 50몰, 1.6 내지 40몰, 1.6 내지 30몰, 5 내지 20몰 또는 5 내지 15몰의 칼슘을 제외한 알칼리 토금속을 포함하는 산화물을 포함할 수 있다. 그 결과, 적절한 환원력을 가지는 수소 음이온 함유물을 제조할 수 있다.
또한, 제 1 실시 형태 및 제 2 실시 형태의 제 1 소성체는 상술한 성분들 외에 유기탄산칼슘으로부터 유래하는 각종 미네랄을 포함한다. 그 결과, 최종 생성물인 수소 음이온 함유물도 유기탄산칼슘으로부터 유래하는 각종 미네랄을 포함할 수 있다.
상기 제 2 소성단계는 알칼리 토금속 산화물을 약 300 내지 1000℃, 약 300 내지 900℃, 약 400 내지 900℃, 약 400 내지 800℃, 약 500 내지 800℃, 약 500 내지 700℃ 또는 약 600 내지 700℃에서 소성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 알칼리 토금속 산화물의 소성은 약 2 시간 이상, 약 3 시간 이상 또는 약 4 시간 이상 동안 진행될 수 있다. 소성시간의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 시간 이하로 조절될 수 있다. 만일 상기 소성이 상기 범위 미만의 온도에서 상기 범위 미만의 시간 동안 수행되는 경우 알칼리 토금속 산화물이 목적하는 만큼 환원되지 않을 수 있으며, 상기 소성이 상기 범위를 초과하는 온도에서 상기 범위 이상의 시간 동안 수행되는 경우 막대한 에너지가 낭비될 수 있다.
상기 제 2 소성단계는 수소 분위기 하에서 진행될 수 있다. 따라서, 알칼리 토금속 산화물의 소성이 진행되는 동안 수소 가스가 공급될 수 있다. 상기 수소 가스는 단독으로 주입될 수 있고, 또는 다른 운반 가스와 함께 주입될 수도 있다. 상기 운반 가스로는 상기 소성온도 범위에서 반응성이 없는 것이면 특별한 제한 없이 통상적으로 사용되는 가스가 모두 사용 가능하다. 상기 운반 가스로는 질소, 헬륨 또는 아르곤 등이 예시될 수 있다.
본 발명에 따른 항염제 조성물의 제조 방법은 제 2 소성단계 이후에도 제 2 소성체를 냉각시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제 2 소성체를 냉각시키는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 제 1 소성체를 냉각시킨 방법과 같이 냉각시킬 수 있다.
상기 수소 음이온 함유물의 제조 방법은 제 2 소성단계 이후에 제 2 소성체와 유기산을 배합하는 단계를 포함한다.
상기 제 2 소성체는 칼슘 수소화물(CaH2) 및 칼슘을 제외한 알칼리 토금속의 수소화물(MH2, M은 Be, Mg 또는 Ba이다)을 포함한다. 본 명세서에서 「제 2 소성체」와 그리고 「유기산과 배합된 제 2 소성체」를 구별하기 위하여, 전자는 제 2 소성체로 호칭하고, 후자는 수소 음이온 함유물이라고 호칭한다.
이러한 제 2 소성체에 유기산을 배합하는 것은 제 2 소성체를 담은 용기에 유기산을 첨가하여 물리적으로 혼합하여 수행할 수 있다.
상기 유기산으로는, 예를 들면, 개미산(formic acid), 초산(acetic acid), 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 주석산(tartaric acid), 호박산(succinic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 사용될 수 있다. 하나의 예시에서 유기산으로는 상온에서 고체인 것이 사용되어 분말 형태의 수소 음이온 함유물을 제조할 수 있다. 따라서, 유기산으로는 구연산, 젖산, 주석산, 호박산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 제 2 소성체와 유기산을 배합하는 단계에서 상기 제 2 소성체는 제 2 소성체에 포함되어 있는 칼슘이온 100 몰에 대하여 0.5 내지 10몰, 0.88 내지 10몰, 1 내지 9몰, 2 내지 8몰, 3 내지 8몰, 3 내지 7몰 또는 3 내지 6몰의 유기산과 배합될 수 있다. 이러한 범위에서 수소 음이온 함유물은 체내에서 적절한 항산화 작용을 일으키는 적절한 환원력 및 적절한 환원력 지속시간을 가진다. 상기에서 환원력의 지속시간은 수소 음이온 함유물을 용해시킨 수용액이 음의 값의 산화환원전위(Oxidation-Reduction Potential, ORP)를 나타내는 동안의 시간을 의미한다.
또한, 수소 음이온 함유물은 상기 범위의 함량으로 유기산을 포함하여 체내에 적합한 pH를 가질 수 있다. 하나의 예시에서 제 2 소성체 400 mg을 물 300 mL에 넣어 측정된 pH가 대략 10 내지 12 정도일 경우라면, 이러한 제 2 소성체에 유기산을 상기 범위로 배합하여 pH를 대략 6 내지 11 정도로 낮출 수 있다. 따라서, 체내에 무리를 주지 않고, 본 발명의 목적하는 효과를 발휘하는 수소 음이온 함유물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 항염제 조성물은 물에 용해 직후 pH (수소이온농도)가 6 내지 12, 7 내지 12, 8 내지 12, 8 내지 11 또는 9 내지 11일 수 있다. 또한, 상기 수소 음이온 함유물은 물에 용해 직후-0.1mV 내지 -900mV, -0.1mV 내지 -800mV, -0.1mV 내지 -700mV, -0.1mV 내지 -600mV -0.1mV 내지 -500mV, -10mV 내지 -450mV, -100mV 내지 -400mV, -150mV 내지 -300mV, -180mV 내지 -250mV, -190mV 내지 -230mV 의 산화환원전위를 나타내 적절한 환원력을 가질 수 있다. 그리고 상기 환원력의 지속 시간은 1 내지 150시간, 5 내지 120시간, 10 내지 100시간, 30 내지 100시간, 50 내지 100시간 또는 70 내지 100시간일 수 있다. 상기 물성들은 물 300 mL에 수소 음이온 함유물을 400 mg 첨가하여 측정한 것들이다.
하나의 예시에서 상기 제조 방법에 따라 제조된 항염제 조성물은 물에 용해 직후 pH가 9 내지 11일 수 있다. 또한, 상기 항염제 조성물은 물에 용해 직후 산화환원전위가 -190mV 내지 -230mV일 수 있다. 그리고 환원력의 지속 시간은 50 내지 100 시간 정도 일 수 있다. 이러한 물성을 가지는 수소 음이온 함유물은 체내에 무리가 없이 섭취가 가능하며, 세포의 신진대사를 촉진하고, 체내에서 원활하게 활성산소를 제거할 수 있다. 상기 물성을 가지는 항염제 조성물은 적절한 함량의 알칼리 토금속 화합물 또는 산화물을 사용하여 생성할 수 있다.
상기 제조 방법에 의하여 제조되는 항염제 조성물은 주위 환경 변화에 민감하지 않은 특징이 있다.
이와 같이 제조된 항염제 조성물은 예를 들어 과일, 채소, 어류 및 육류의 산화 작용을 방지하기 위하여 첨가하는 것도 가능하다.
이와 같이 제조된 항염제 조성물은 인체 및 동물 세포에 발생된 염증을 치료 및 완화시키는 항염성을 지닐뿐만 아니리 산화된 피부와 외상을 입은 피부를 환원 작용으로 회복시킬 수도 있다. 그 외에 이러한 항염제 조성물은 식품으로 섭취 가능하여 미용재료, 건강식품 및 숙취해소음료 등의 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
[
제조예
: 항염제 조성물
의
제조]
실시예
1
세척한 굴 껍질 100g을 대기 분위기 하에서 700℃의 온도로 4 시간 동안 소성하여 제 1 소성체를 얻었다. 상기 제 1 소성체에는 칼슘 산화물이 56.08g이 포함되어 있었다.
이어서, 상기 제 1 소성체가 담긴 반응용기에 4.45g의 마그네슘 산화물(CaO : MgO = 92.6 중량% : 7.4 중량% = 100 mol : 11 mol)을 첨가하였다. 그 후, 제 1 소성체와 마그네슘 산화물을 포함하는 알칼리 토금속 산화물을 수소 분위기 하에서 650℃의 온도로 4 시간 이상 소성하여 제 2 소성체를 얻었다.
이어서 상기 제 2 소성체에 전체 수소 음이온 함유물에 대하여 17.5 중량%의 비율로 구연산을 혼합하여 분말 형태의 항염제 조성물을 제조하였다.
실시예
2
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1에서 마그네슘 산화물의 함량을 0.66g으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 항염제 조성물을 제조하였다.
실시예
3
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1에서 마그네슘 산화물의 함량을 9.53g으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 항염제 조성물을 제조하였다.
실시예
4
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1에서 마그네슘 산화물의 함량을 22.95g으로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 항염제 조성물을 제조하였다.
실시예
5
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1에서 제 2 소성체에 배합되는 구연산의 함량을 전체 수소 음이온 함유물에 대하여 12.5 중량%의 비율로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 항염제 조성물을 제조하였다.
실시예
6
하기 표 1과 같이 상기 실시예 1에서 제 2 소성체에 배합되는 구연산의 함량을 전체 수소 음이온 함유물에 대하여 25.0 중량%의 비율로 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 항염제 조성물을 제조하였다.
| CaO:MgO(1) | CaH2:MgH2 (2) | 제2소성체:유기산(3) | 칼슘이온:유기산(4) | |
| 실시예 1 | 92.6wt% : 7.4wt% 100 mol : 11 mol |
93.54wt% : 6.46wt% | 82.5wt% : 17.5wt% | 100 mol:5 mol |
| 실시예 2 | 98.84wt% : 1.16wt% 100 mol : 1.64 mol |
98.99wt% : 1.01wt% | 82.5wt% : 17.5wt% | 100 mol:4.7 mol |
| 실시예 3 | 85.48wt% : 14.52wt% 100 mol : 23.64 mol |
87.12wt% : 12.88wt% | 82.5wt% : 17.5wt% | 100 mol:5.3 mol |
| 실시예 4 | 70.96wt% : 29.04wt% 100 mol : 59.94 mol |
73.74wt% : 26.26wt% | 82.5wt% : 17.5wt% | 100 mol:6.3 mol |
| 실시예 5 | 92.6wt% : 7.4wt% 100 mol : 11 mol |
93.54wt% : 6.46wt% | 87.5wt% : 12.5wt% | 100 mol:3.35 mol |
| 실시예 6 | 92.6wt% : 7.4wt% 100 mol : 11 mol |
93.54wt% : 6.46wt% | 75.0wt% : 25.0wt% | 100 mol:7.8 mol |
| (1) 알칼리 토금속 산화물에서 칼슘 산화물과 마그네슘 산화물의 비율 (2) 제 2 소성체에서 칼슘 수소화물과 마그네슘 수소화물의 비율 (3) 수소 음이온 함유물에서 제 2 소성체와 유기산의 비율 (4) 제 2 소성체에 함유되어 있는 칼슘 이온에 대한 유기산의 비율 |
||||
[
실험예
: 항염제 조성물의 물성 측정]
상기 실시예에서 제조한 항염제 조성물의 산화환원전위(ORP) 변화, pH 변화 및 환원력 지속 시간을 측정하고, 상기 항염제 조성물이 용해된 수용액의 탁도를 관찰하였다. 그리고, 실시예의 항염제 조성물의 물성을 수돗물(비교예 1) 및 제 1 소성체(비교예 2: 실시예 1의 제 1 소성체 사용)의 물성과 비교하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| ORP(단위: mV) 및 pH의 변화(1) | 환원력 지속시간(2) |
수용액의 탁도(3) |
||||||||
| 경과(시간) | 초기값 | 4 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | |||
| 비교예 1 | ORP | 523 | 187 | 161 | 150 | 147 | 184 | 194 | - | - |
| pH | 8.1 | 8.2 | 8.4 | 8.5 | 8.4 | 8.5 | 8.6 | |||
| 비교예 2 | ORP | 267 | 66 | 48 | 80 | 98 | 107 | 120 | - | 혼탁 |
| pH | 9.5 | 9.5 | 9.4 | 9.2 | 9.0 | 8.8 | 8.6 | |||
| 실시예 1 | ORP | -219 | -197 | -149 | -86 | -34 | 12 | 59 | 74 시간 | 맑음 |
| pH | 8.1 | 9.9 | 10.0 | 10.1 | 10.0 | 10.1 | 9.8 | |||
| 실시예 2 | ORP | -16 | -1 | 54 | 101 | 157 | 165 | 179 | 4시간 | 맑음 |
| pH | 8.9 | 10.7 | 11.0 | 11.3 | 11.2 | 11.3 | 11.0 | |||
| 실시예 3 | ORP | -403 | -427 | -364 | -270 | -202 | -142 | -60 | 110 시간 | 맑음 |
| pH | 8.3 | 10.1 | 10.3 | 10.3 | 10.1 | 10.2 | 9.9 | |||
| 실시예 4 | ORP | -737 | -823 | -663 | -423 | -222 | -10 | 239 | 82 시간 | 맑음 |
| pH | 7.8 | 9.6 | 10.1 | 10.6 | 10.5 | 10.5 | 10.2 | |||
| 실시예 5 | ORP | -216 | -186 | -162 | -120 | -64 | 19 | 85 | 75 시간 | 맑음 |
| pH | 8.8 | 9.4 | 10.3 | 10.4 | 10.2 | 10.1 | 10.0 | |||
| 실시예 6 | ORP | -204 | -154 | -154 | -139 | -80 | 50 | 139 | 71 시간 | 맑음 |
| pH | 6.3 | 7.1 | 8.6 | 9.6 | 9.7 | 9.5 | 9.5 | |||
(1) ORP(단위: mV) 및 pH의 변화: 8개의 비이커에 수돗물 300mL 각각 투입하고, 하나의 비이커는 아무것도 첨가하지 않고(비교예 1), 다른 하나의 비이커에는 실시예 1에서 제조한 제 1 소성체 400mg을 용해시키고(비교예 2), 나머지 6개의 비이커에 각각 실시예 1 내지 6의 항염제 조성물 400mg을 용해시켰다(실시예 1 내지 6). 아무것도 첨가되지 않은 수돗물과 상기에서 제조한 각 수용액에 대하여, 제 1 소성체 또는 수소 음이온 함유물을 용해한 시각(초기값), 이 시각으로부터 4시간, 20시간, 40시간, 60시간, 80시간, 100시간이 경과된 시점에 ORP 및 pH를 측정하였다.
(2) 환원력의 지속시간: 상기에서 제조한 수용액들이 음의 값의 산화환원전위를 유지하는 동안의 시간을 환원력의 지속시간으로 규정하고, 제 1 소성체 또는 수소 음이온 함유물을 용해한 시각으로부터 산화환원전위가 0의 값이 되기까지의 시간을 측정하였다.
(3) 수용액의 탁도: 제 1 소성체 또는 수소 음이온 함유물을 용해시킨 수용액을 육안으로 관찰하여 뿌옇게 관찰되면 '혼탁'으로 표기하고, 투명하게 관찰되면 '맑음'으로 표기하였다. 대표적으로, 실시예 1의 수용액 사진은 도 1에 개시하였다.
다음으로 항염제 조성물의 항염성을 측정하는 실험을 수행하였다.
이와 같은 실험에서 세포배양을 위하여 이산화탄소 인큐베이터 (CO2 incubator) (HERACELL 150i)를 사용하였고, 희석에 필요한 초순수 (de-ionized water)를 제조하기 위하여 초순수제조장치 (Sartorius Arium 611VF)를 사용하였고, 실험 기자재의 멸균을 위하여 고압멸균기 (AC-14)를 사용하였다.
실시예 1 내지 6을 통하여 제조된 조성물을 0.45㎛ filter로 여과 후 사용하였으며, 이와 같이 여과된 원액과 원액을 2배로 희석한 것, 원액을 4배로 희석한 것을 시료로 하여 배지 : 시료 = 90 : 10로 처리하여 실험하였다 (즉, 최종적으로 시료는 10배, 20배, 40배 희석된 것임).
다음과 같은 실험재료가 사용되었다.
- 대식세포주 Raw 264.7 cell (TIB-71)
- DMEM 배지 (+10% FBS, 1% Antibiotics)
- 37℃ CO2 incubator
- PBS(Phosphate buffered saline) pH 7.4
- LPS(Lipopolysaccharide) stock solution (1㎎/㎖)
- Griess reagent system (제조사: Promega)
- Cell counting kit-8 (제조사: Dojindo)
- Cell culture flask(75㎠), 24 well plate, 96 well plate
실험은 다음의 순서로 수행되었다.
a. DMEM 배지 (+10% FBS, 1% Antibiotics)에 Raw 264.7 세포를 배양하였다.
b. 배양한 세포를 24 웰 플레이트에 2.5×105 cells/well로 분주하여 24시간 배양하였다.
c. 배양액 제거 후 LPS(최종농도 1㎍/㎖)가 포함된 배지 450㎕와 시료 50㎕를 첨가하여 24시간 배양하였다 (즉, 최종적으로 시료는 10배 희석됨).
d. 배양액을 취하여 96 웰 플레이트에서 Griess reagent system을 이용 nitrite 함량 측정하였다.
e. 실험이 끝난 24 웰 플레이트는 새 배지로 교환하여 CCK-8 assay를 이용하였으며, 세포 독성 여부를 측정하고 독성이 없다고 판단되는 값 {Cell viability(% of control) ≥ 80%}에 대해서만 항염 효능 평가하였다.
[실험예: 항염제 조성물의 세포독성 유무 측정 실험]
본 발명에 따른 항염제 조성물을 Raw 264.7 세포에 처리하여 세포 활성 (Cell Viability)을 평가함으로써 항염제 조성물이 세포 독성을 지니고 있는지 여부를 평가하는 실험을 수행하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 실험결과는 실시예 1 내지 6의 시료의 평균결과 값을 나타낸다.
도 2에서 대조구 (control)는 미처리 대조구이며, 각각의 세포는 시료의 농도를 달리한 조건에서 24시간 동안 배양되었다. 각각의 막대는 실험 (n=6)의 평균 ±SD 값을 나타낸다.
도 2에서 *, **, ***는 각각 대조구 값에 대하여 * p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001를 의미한다.
도 2의 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 항염제 조성물의 희석배수 (×40, ×20, ×10)에 관계 없이 대조구와 거의 동일한 세포 활성 (cell viability)보임을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 항염제 조성물은 세포에 전혀 독성을 나타내지 않음을 확인할 수 있다.
한편, 각각의 시료를 모두 이용하여 다음과 같은 항염성 검증 실험을 수행하였다.
[실험예: 항염제 조성물의 항염성 확인 실험]
본 발명에 따른 항염제 조성물을 LPS (lipopolysaccharideS)로 자극된 Raw 264.7 세포에 처리하고, 세포의 산화 질소 (Nitrite Oxide) 생성량 (μM)을 측정함으로써 항염제 조성물의 항염성을 확인하는 실험을 수행하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
염증을 유발하는 물질로 LPS를 사용하였고, 도 3에서 대조구 (control)는 LPS 미처리 대조구이며, 각각의 세포는 LPS (1㎍/㎖)로 자극된 (stimulated) 시료의 농도를 달리한 조건에서 24시간 동안 배양되었다. 각각의 막대는 실험 (n=6)의 평균 ±SD 값을 나타낸다.
도 3에서 *, **, ***는 각각 LPS 단독 처리구에 대하여 * p<0.05, ** p<0.01, *** p<0.001를 의미한다.
도 3의 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 항염제 조성물의 항염 효능평가 (NO assay) 결과, 항염 지표물질인 Nitrite의 생성량이 LPS 단독처리군에서 48.5μM, 40배 희석액에서 42.7μM, 20배 희석액에서 41.3μM, 10배 희석액에서 39.6μM로 나타났으며, 명확하게 농도 의존적으로 감소하는 경향을 보임을 확인할 수 있다.
즉, 이와 같이 NO 생성량은 본 발명의 항염제 조성물의 농도가 증가 (즉, 희석 배수가 감소)함에 따라 비례하여 감소하는 것을 확인하였으며, 이는 본 발명에 따른 항염제 조성물이 살아있는 세포에 대하여 항염성을 나타낸다는 것을 의미하는 것으로 평가할 수 있다.
Claims (8)
- 난각칼슘, 진주칼슘, 패각칼슘 및 해조칼슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 유기탄산칼슘을 포함하는 알칼리 토금속 화합물을 소성하여 제 1 소성체를 제조하는 제 1 소성단계;
상기 제 1 소성체를 포함하는 알칼리 토금속 산화물을 수소 분위기 하에서 소성하여 제 2 소성체를 제조하는 제2 소성단계; 및
상기 제 2 소성체와 유기산을 배합하는 단계;를 통하여 제조되며, 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 소성단계는 알칼리 토금속 화합물을 300 내지 1000℃에서 2 시간 내지 10 시간 소성하는 것을 포함하는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 알칼리 토금속 화합물은 베릴륨 화합물, 마그네슘 화합물, 바륨 화합물 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함하는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 소성단계에서 베릴륨 산화물, 마그네슘 산화물, 바륨 산화물 또는 이들의 혼합물을 첨가하는 것을 포함하는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 알칼리 토금속 산화물은 칼슘 산화물 100 몰에 대하여 1 내지 60몰의 베릴륨 산화물, 마그네슘 산화물, 바륨 산화물 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 소성단계는 알칼리 토금속 산화물을 수소 분위기 하에서 300 내지 1000℃에서 2 시간 내지 10 시간 소성하는 것을 포함하는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 소성체는 제 2 소성체에 포함된 칼슘이온 100몰에 대하여 0.5 내지 10몰의 유기산과 배합되는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물. - 청구항 1 내지 7의 어느 한 항에 있어서,
상기 항염성 조성물은 물에 용해 직후 pH가 6 내지 12이거나; 물에 용해 직후 -0.1mV 내지 -900mV의 산화환원전위를 가지거나, 또는 1 내지 150 시간의 환원력 지속시간을 갖는 것인 수소 음이온을 갖는 항염증제 조성물.
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