KR20190028582A - 항산화 및 항당뇨 활성이 증가된 밀폐 열처리 생강 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 항산화 및 항당뇨 활성이 우수한 밀폐 열처리 생강(zinger) 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수세 및 물기를 제거한 생강 지하부를 용기에 넣어 밀폐시키고, 이를 80~90℃의 고온에서 4~8일 동안 가열처리하여 제조되는 항산화 및 항당뇨 활성이 우수한 밀폐 열처리 생강 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 생강 제조 방법은 밀폐된 용기에 생강을 넣은 후, 80~90℃에서 4~8일간 가열 처리하여 제조함으로써, 기존의 열풍건조 및 고온증숙(열수침지) 과정과 달리, 수분 및 휘발성 성분의 소실, 관능성 악화, 유용성분 손실 없이 생강을 제조할 수 있고, 이를 통해 제조된 밀폐 열처리 생강은 생강 원료보다 강력한 항산화 및 항당뇨 활성을 나타내며, 특히, 밀폐 조건에서 제조하므로 수분 손실이 없어 별도의 수화 과정 없이 그대로 식품에 적용할 수 있어 효율적이며, 또한, 상기 밀폐 열처리 생강의 추출물은 추출액, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 제약 산업, 식품 산업 및 화장품 산업상 매우 유용한 발명이다.
Description
본 발명은 항산화 및 항당뇨 활성이 우수한 밀폐 열처리 생강(zinger) 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수세 및 물기를 제거한 생강 지하부를 용기에 넣어 밀폐시키고, 이를 80~90℃의 고온에서 4~8일 동안 가열처리하여 제조되는 항산화 및 항당뇨 활성이 우수한 밀폐 열처리 생강 및 그 제조 방법에 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 화학합성 항산화제의 잠재적 위험성과 항산화제 공급의 경제적 어려움이 증가되면서 소비자들은 값싼 천연재료 유래의 항산화제를 원하게 되었고, 경제성과 안전성이 확보된 새로운 강력한 항산화제의 필요성은 지속적으로 증가되고 있다.
또한, 현대인에게 가장 흔한 질병 중 하나인 당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사 질환의 일종으로서, 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징이며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으킨다. 당뇨병은 제1형과 제2형으로 구분되는데, 제1형 당뇨병은 유전적 영향에 의해 인슐린을 전혀 생산하지 못하는 것이 원인이 되어 발생하며, 제2형 당뇨병은 인슐린 기능이 떨어진 인슐린 저항성(insulin resistance)이 원인으로 알려져 있다. 특히, 제2형 당뇨는 식생활의 서구화에 따른 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동 부족, 스트레스 등 환경적인 요인이 크게 작용하는 것으로 알려져 있다. 당뇨병의 치료를 위해서는 제1형 당뇨병의 경우에는 인슐린 주사가 필수적이며, 제2형 당뇨병의 경우에는 생활 습관 교정 및 약물 치료가 필요하며, 대표적으로 인슐린 분비 촉진제(예를 들어, 레파글리나이드, 미티글이나이드) 및 소장에서의 탄수화물 흡수 지연제(예를 들어, 아카보즈, 보글리보스) 등이 사용되고 있다.
생강(Zingiber officinale)은 생강과(Zingiberaceae)의 아열대, 열대산 다년생 초본식물의 하나로서, 지하부 근경은 특이한 맛과 향을 가지고 있어, 국내에서는 마늘, 고추와 함께 3대 향신료로 이용되고 있다. 생강은 그대로 식품으로 이용되기도 하며, 김치, 젓갈, 과자류 등의 다양한 식품산업에 양념으로도 이용되고 있다. 또한, 건조한 생강(건강 또는 건조분말), 올레오레진(생강 함유지), 생강 정유 등의 제품 형태로 가공되어 식의약 소재 및 화장품 소재로 이용되기도 한다(김선희 2013. 한양대학교 박사논문). 실제 생강은 본초강목에 백사(백가지 질병)를 방지한다고 기술될 만큼 다양한 생리활성이 알려져 있으며, 한방에서는 건위약 및 소화불량, 구토, 진통에 효과가 우수하다고 알려져 있다. 생강의 생약명은 [건강]이며, 일반인은 [새앙]으로도 많이 부른다. 고려시대에는 왕의 하사품으로 사용될 만큼 진기하였으며, 인도의 고대의학서적 [아유르데바]에는 "신이 내린 치료제"로 소개되어 있다.
생강의 주요 생산국은 인도이며, 전 세계 생산량의 50% 이상을 차지한다. 국내에서는 경북 안동, 영주지역과 충남 서산, 당진지역, 전북 완주지역에서 주로 생산되고 있다. 생강의 품종은 재래종, 개량종으로, 또한 조생종, 중생종, 만생종으로 분류하며, 크기에 따라 소생강, 중생강, 대생강 등으로 구분한다. 농촌진흥청 식품분석 DB(2006)에 따르면, 생강은 단백질 1.5%. 지방 0.2%. 탄수화물 13.9%, 회분 1.1%, 수분 83.3%를 가지고 있으며, 다양한 비타민과 미네랄, 필수 아미노산을 포함하고 있다. 특히, 생강은 100g당 344mg의 칼륨을 가지고 있어, 염분 배출에도 도움이 된다. 생강의 유효성분으로는 다양한 hydrocarbon, ketone 류의 증류성분과 zingiberene 등의 향기성분, borneol, gingiberol 등의 기름성분, 매운맛의 6-ginegerol, 6-shagaol 등이 알려져 있다. 이들 성분은 항산화 활성(이은주 외, 2011, 한국식품과학회지, 43: 469-474), 항균 작용(이명희 외, 2012. J. Fd Hyg. Safety 27: 109-116), 항 위염, 항 위궤양 작용(김신정 외, 2012, J Korean Soc Food Sci Nutr, 41: 1528-1533), 항암 작용(이예솔, 2013. 울산대학교 박사논문), 항진해 작용. 해독 진정 작용(한효선 2016, 건국대학교 박사논문), pancreatic lipase 저해 작용(Bae JS 등, 2011. Korean J. Food Preserv. 18: 390-396), 혈중 콜레스테롤 저하 작용(오수정, 2015. 이화여자대학교 석사논문), 간보호 작용(Koo SW 외, 2012, J Vet Clin 29: 441-446), 뇌세포 보호 작용(정길생 외, 2010, 생약학회지 41: 190-195) 등 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 알려져 있고, 현재 생강은 식품 부재료이면서 건강 기능성 식품 소재로 각광받고 있다.
한편, 생강은 저장성이 매우 낮아 장기간 저장이 어려우며, 국내의 경우 10월 수확기 이후 홍수출하가 반복되어 매년 가격폭락이 나타나고 있다. 또한, 어렵게 저장한 생강은 3월 이후 발아율이 매우 높게 나타나면서 저장 생강의 50% 이상이 상품성을 상실하게 된다. 따라서, 생강을 이용한 가공제품 개발 연구가 꾸준히 이루어져 왔으며, 더불어 생강의 저장성 개선과 함께 관능성을 개선하고, 기능성을 강화하려는 많은 시도가 있었다. 대표적인 연구로 생강의 효소처리(Schweiggert U 등, 2008, Journal of Food Engineering. 84: 2838), 열처리(김희수 등, 2010, 한국식품저장유통학회지, 17: 784-792), 유산균 발효(Chun, YG 등, 2011. Korean J. Food Sci. Technol., 43, 249-254), 고분자 수용성 물질(예들 들어, maltodextrin)을 이용한 탈수 건조반응(cytorrhysis) 등이 알려져 있다(김민희 외, 2009. 한국식품과학회지 41: 146-150). 이 중에서 열처리 방법은 식품의 저장기간 연장 및 관능성 개선을 위해 오래전부터 진행해 온 방법이며, 타 방법에 비해 상대적으로 경제적이며, 대량의 생강을 효율적으로 처리할 수 있어, 가장 유망한 생강 처리 방법으로 고려되고 있다.
현재까지 생강 열처리 방법은 1) 열풍건조기를 이용한 고온건조, 및 2) 열수침지에 의한 증숙과정으로 구분된다. 실제 예로서, 이명희 등(2012, J. Fd Hyg. Safety, 27: 479-486)은 생강을 항온 항습기에서 고온처리(80℃, 10~30일)한 바, 이 경우 생강의 수분함량은 초기 85% 이상에서 15%로 급격히 감소하며, 이는 열풍건조한 생강의 11.5% 수분함량과 유사하다. 또한, 항온항습기 고온건조의 경우, 생강 구성성분은 열풍건조한 생강과 유사하게 변화됨이 알려져 있다(이명희 2012, J. Fd Hyg. Safety, 27: 479-486). 즉, 밀폐 조건이 아닌 경우, 항온항습기에서 열처리하더라도, 생강의 수분증발과 함께 구성성분의 손실은 불가피하게 된다.
생강의 열풍건조 이외의 일반적인 열처리 방법은, 생강을 절편으로 만들고, 이를 고온증숙(열수침지)하는 경우이다. 이 경우, 열수 침지에 의한 유용성분의 소실 및 향미 성분의 소실로 관능성이 떨어지는 문제점이 있으며, 이후 미생물에 의한 부패를 막기 위해 침지 생강을 다시 건조시켜야 하는 문제점이 있다. 실례로서, 생강을 95℃에서 3시간 증숙한 후, 다시 50℃에서 3일간 건조시켜 제조한 증숙 생강의 경우, 열풍건조 생강보다 낮은 조단백질, 조지질, 조회분 및 아미노산 함량을 나타내어 고온증숙 과정 중에 구성성분의 소실이 나타남이 보고되어 있다(이명희 2012, J. Fd Hyg. Safety, 27: 479-486). 또 다른 예로서, 이영민(2016, 경북대학교 석사학위논문)의 열처리 제조 생강에 대한 연구에서도, 생강의 열처리 과정은 항온수조(WMB-311, Daihan Scientific, Seoul, Korea)를 이용하여 60℃, 70℃, 80℃, 90℃ 및 100℃ 조건에서 1시간 동안 침지한 생강을 사용하였으며, 김희수 등 (2010, 한국식품저장유통학회지, 17: 784-792)에서도 선도 연장을 위한 열처리 생강 연구에서, 45~60℃의 열수에 5~120분간 침지한 생강을 사용하였다. 또한, 가열처리한 관능성이 우수한 생강 제조와 관련한 연구에서도 Ban YJ 등(2010, J. Food Eng., 14, 112-117)은 93.2℃에서 6시간 열수침지 및 건조과정을 통해 생강을 제조하였다. 또한, 생강의 고온증숙(열수침지)을 통해 생강을 제조하는 과정과 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2016-0137761호 [고쇼가올 함유 발효 흑생강 추출물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 발효 흑생강 추출물 분말]에는, 생강을 100℃ 이상에서 증숙처리하고, 이를 60~100℃의 조건에서 건조하여 생강을 제조하는 방법을 제시하고 있으며, 80℃ 이상에서 24시간 이상 건조시키는 공정을 중요공정으로 제시하고 있다. 이와 같이, 상기 발명들에서는 생강을 100℃ 이상에서 증숙처리하고 난 후, 12시간 건조시 건조가 제대로 이루어지지 않고, 36시간 건조시 건조 효율이 떨어짐으로, 24시간 건조가 바람직하다고 보고하였다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1145073호 [증숙된 생강 추출물 함유 미백용 화장료 조성물 및 그 제조방법]에서도, 생강의 열처리는 100~140℃에서 10분 내지 1시간 동안 수행하는 증숙단계 및 40 내지 80℃에서 10 내지 30시간 동안 이루어지는 건조단계를 구성하고 있다.
그러나, 상기에서 지적한 바와 같이, 생강의 열풍건조 방식은 수분 및 휘발성 성분의 소실, 관능성 악화 및 유용활성 감소가 나타나며, 고온증숙(열수침지)의 경우 유용성분의 소실 및 향미 성분의 소실로 관능성이 떨어지는 문제점이 있으며, 이후 미생물에 의한 부패를 막기 위해 침지 생강을 다시 건조시켜야 하는 문제점이 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 현재까지 밀폐조건에서 가열하여 수분 및 휘발성 성분의 소실, 관능성 악화, 유용성분 손실 없이 생강을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 항산화 및 항당뇨 활성이 우수한 밀폐 열처리 생강에 대한 연구 및 특허는 알려진 바 없다.
이명희 2012, 생강의 숙성기간에 따른 품질특성, J. Fd Hyg. Safety, 27: 479-486
김희수 등, 2010, 열처리 조건에 따른 다진생강의 저장 중 품질특성, 한국식품저장유통학회지, 17: 784-792
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 밀폐된 조건에서 생강을 가열처리하여, 수분 및 휘발성 성분의 소실, 관능성 악화, 유용성분 손실 없이 생강을 제조하는 방법 및 이를 통해 제조된 항산화 및 항당뇨 활성이 우수한 밀폐 열처리 생강을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 생강(Zingiber officinale) 지하부를 용기에 넣어 밀폐시키고, 80~90℃에서 4~8일 동안 가열처리하여 제조되는 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 갖는 밀폐 열처리 생강의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 방법으로 제조되는 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 갖는 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 기능성 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 생강 제조 방법은 밀폐된 용기에 생강을 넣은 후, 80~90℃에서 4~8일간 가열 처리하여 제조함으로써, 기존의 열풍건조 및 고온증숙(열수침지) 과정과 달리, 수분 및 휘발성 성분의 소실, 관능성 악화, 유용성분 손실 없이 생강을 제조할 수 있고, 이를 통해 제조된 밀폐 열처리 생강은 생강 원료보다 강력한 항산화 및 항당뇨 활성을 나타내며, 특히, 밀폐 조건에서 제조하므로 수분 손실이 없어 별도의 수화 과정 없이 그대로 식품에 적용할 수 있어 효율적이며, 또한, 상기 밀폐 열처리 생강의 추출물은 추출액, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 제약 산업, 식품 산업 및 화장품 산업상 매우 유용한 발명이다.
도 1은 (1) 무처리 생강, (2) 열풍 건조 생강, (3) 열수 침지 생강 및 (4) 밀폐 조건에서 열처리한 생강을 나타낸다.
도 2는 (1) 무처리 생강, (2) 열풍 건조 생강, (3) 열수 침지 생강 및 (4) 밀폐 조건에서 열처리한 생강의 마쇄물을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 밀폐 조건에서의 열처리 용기 및 열처리 생강의 사진도이다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 방법으로 열처리된 생강 추출물의 항산화 활성을 평가한 것으로서, 다양한 농도의 생강 추출물의 DPPH 음이온 소거능(도 4a), ABTS 양이온 소거능(도 4b) 및 nitrite 소거능(도 4c)을 나타낸 것이다. 여기에서, ●: 무처리 생강, ○: 열풍 건조 생강, ▼: 열수 침지 생강, ▽: 밀폐 조건 가열 처리 생강, ■: 비타민 C를 각각 나타낸다.
도 2는 (1) 무처리 생강, (2) 열풍 건조 생강, (3) 열수 침지 생강 및 (4) 밀폐 조건에서 열처리한 생강의 마쇄물을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 밀폐 조건에서의 열처리 용기 및 열처리 생강의 사진도이다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 방법으로 열처리된 생강 추출물의 항산화 활성을 평가한 것으로서, 다양한 농도의 생강 추출물의 DPPH 음이온 소거능(도 4a), ABTS 양이온 소거능(도 4b) 및 nitrite 소거능(도 4c)을 나타낸 것이다. 여기에서, ●: 무처리 생강, ○: 열풍 건조 생강, ▼: 열수 침지 생강, ▽: 밀폐 조건 가열 처리 생강, ■: 비타민 C를 각각 나타낸다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 생강(Zingiber officinale)을 이용한 고부가가치 식의약품 및 화장품 소재 개발을 목표로, 수세 및 물기를 제거한 생강 지하부를 밀폐된 용기에 넣고, 이를 80~90℃의 고온에서 4~8일 가열처리하여 생강을 조제하고, 이의 추출물을 조제하여 다양한 생리 활성을 평가하였으며, 그 결과, 밀폐 열처리 생강 추출물이 무처리 생강보다 항산화 및 항당뇨 활성이 월등히 상승하여, 산화 스트레스 관련 질환 및 당뇨 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품과 기능성 화장료 조성물로 개발 가능함을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 본 발명자들은 다양한 생리 활성이 있다고 알려진 생강을 이용하여 산화 스트레스 관련 질환 및 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품과 기능성 화장료 조성물을 개발하기 위하여, 수세한 생강 지하부를 밀폐조건의 용기에 넣고, 다양한 온도에서 다양한 시간 동안 가열한 결과, 80~90℃에서 4~8일 가열하는 경우, 관능성 증대와 함께 항산화 및 항당뇨 활성이 가장 증가함을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 생강(Zingiber officinale) 지하부를 용기에 넣어 밀폐시키고, 80~90℃에서 4~8일 동안 가열처리하여 제조되는 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 갖는 밀폐 열처리 생강의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 방법으로 제조되는 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 갖는 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 기능성 화장료 조성물을 제공한다.
이하에서는, 본 발명의 밀폐 열처리 생강과 그 제조 방법 및 밀폐 열처리 생강의 추출물의 제조 방법과 이의 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발명자들은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 생강 지하부의 이물질을 수세하고, 물기를 제거하는 단계; 생강 지하부를 용기에 채우는 단계; 상기 용기를 밀폐하고, 80~90℃에서 4~8일 가열하여 밀폐 열처리 생강을 제조하는 단계; 상기 밀폐 열처리 생강으로부터 추출물을 조제하는 단계; 상기 밀폐 열처리 생강의 추출물의 항산화 및 항당뇨 활성 평가 및 관능성 평가 단계의 실험들을 수행하였다.
본 발명의 "용기"는 밀폐 가능한 용기이며, 바람직하게는, 밀폐 스테인레스 용기이다. 바람직한 구체예로서, 본 발명의 용기는 5kg 용량의 밀폐 스테인리스 용기일 수 있고, 개폐가 용이하면서도 완전히 밀봉이 가능함을 특징으로 한다.
본 발명의 용어 "밀폐 열처리 생강"이라 함은, 생강을 용기에 투입 및 밀봉하여, 80~90℃에서 4~8일 가열하여 제조되는 생강을 의미한다.
또한, 본 발명의 약학적 조성물, 건강 기능 식품 및 화장료 조성물의 성분인 "밀폐 열처리 생강의 추출물"은 본 발명에서 제조된 밀폐 열처리 생강을 회수하는 단계, 밀폐 열처리 생강을 용매로 추출하는 단계 및 상기 추출액을 0.06mm 이하의 여과망을 사용하여 여과하고, 이를 감압농축하는 단계에 의해 수득될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용매는 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1~4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 주정, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매 등을 이용할 수 있으며, 열수 또는 95% 에탄올 추출이 바람직하고, 90% 에탄올 추출이 가장 바람직하다.
본 발명의 밀폐 열처리 생강의 추출물은 감압건조 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 이들은 혈장 내의 다양한 분해효소에 분해되지 않으며, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 항산화 및 항당뇨 활성을 유지한다.
본 발명의 밀폐 열처리 생강의 추출물을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 당뇨병, 바람직하게는, 제2형 당뇨병 및 이와 관련된 비만, 고혈압, 고지혈증 등의 대사성 질환들의 예방 또는 치료용으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 밀폐 열처리 생강의 추출물을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 산화적 스트레스 관련 질환, 예를 들어, 각종의 암, 노화, 염증 등의 예방 또는 치료용으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 유효 성분을 포함하는 약학적 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사용액의 주사제 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다.
이러한 약학적 조성물에는 추가적으로 담체, 부형제 또는 희석제 등이 더 포함될 수 있으며, 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.
바람직한 구체예로서, 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 약학적 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 혼합하여 제형화한다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 등과 같은 윤활제가 사용될 수도 있다.
바람직한 구체예로서, 경구용 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 예시될 수 있으며, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면, 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액제, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제, 좌제 등을 예시할 수 있다. 비수성용제, 현탁제에는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 포함될 수 있다. 주사제에는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제, 방부제 등과 같은 종래의 첨가제가 포함될 수 있다.
본 발명의 유효 성분은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 약학적 조성물에서 유효성분의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 ㎏ 당 1 내지 5,000mg, 바람직하게는 100 내지 3,000mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 다양한 경로를 통하여 대상에 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 일반적인 모든 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 유효성분을 표적 세포로 전달할 수 있는 임의의 장치를 이용해 투여될 수도 있다.
본 발명에서 "대상"은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 인간, 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함하고, 바람직하게는 포유류, 보다 바람직하게는 인간을 의미한다.
또한, 본 발명의 밀폐 열처리 생강의 추출물을 유효성분으로 포함하는 건강 기능 식품은 당뇨병, 바람직하게는, 제2형 당뇨병 및 이와 관련된 비만, 고혈압, 고지혈증 등의 대사성 질환들의 예방 또는 개선용으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 밀폐 열처리 생강의 추출물을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 산화적 스트레스 관련 질환, 예를 들어, 각종의 암, 노화, 염증 등의 예방 또는 개선용으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 건강 기능 식품은 상기 설명된 다양한 질환의 예방 및 개선에 효과적인 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 유효성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 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 상기 화합물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 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 또는 글리시르히진과 같은 스테비아 등의 천연 향미제 및 사카린, 아스파르탐 등의 합성 향미제를 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml당 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 유효성분 100중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
또한, 본 발명의 밀폐 열처리 생강의 추출물을 유효성분으로 포함하는 기능성 화장료 조성물은 산화 스트레스 관련 피부 질환의 예방 또는 개선, 예를 들어, 피부 노화 방지, 주름 개선, 색소 침착 억제, 여드름 치료, 피부 탄력 개선, 손상된 피부 재생 등의 기능성 소재로서 사용될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물의 유효성분은 조성물 총 중량에 대해 0.01 내지 50중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 20중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10중량%이다. 이러한 함량 범위에서 적절한 제형 안정성을 확보할 수 있으며, 목적하는 항산화 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 상기 조성물은 본 발명의 유효성분 외에도 본 발명의 유효 활성을 저해하지 않는 범위에서 항산화, 피부 노화 방지 및 피부 재생 촉진의 효과를 위한 공지의 천연물 추출물이나 기타 성분을 추가로 포함시켜 이용할 수 있다.
또한, 상기 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, 예컨대, 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 에스테르가 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.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
]
실시예
1: 다양한 방법에 의한 생강의 열처리 및 열처리 생강들의 이화학적 특성 비교
2016년 경북 안동에서 재배한 생강 지하부를 구입한 후 이물질을 제거하고, 껍질을 제거하지 않은 상태로 열처리하였다. 먼저, [열풍건조 생강]의 경우 0.3cm의 생강 절편을 80℃에서 5일간 열풍건조 처리하여 제조하였으며, [열수침지 생강]의 경우 0.3cm의 생강 절편을 80℃에서 1시간 침지 후, 여액을 제거하여 제조하였으며, [밀폐조건 열처리 생강]은 밀폐된 스테인레스 용기에 생강 지하부를 넣고, 이를 80℃에서 4일 가열처리하여 제조하였다. 이때, 대조구로는 무처리 생강을 사용하였다. 각각의 생강 및 생강 마쇄물의 사진은 도 1 및 도 2에 나타내었으며, 각각의 열처리 생강의 이화학적 특성 및 색차 분석은 표 1, 표 2 및 표 3에 나타내었다.
[표 1] 다양한 방법으로 열처리한 생강의 이화학적 특성
그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 생강의 수분함량은 열수처리 생강 > 무처리 = 밀폐조건 열처리 생강 >>> 열풍건조 생강 순으로 나타났으며, 밀폐조건에서 열처리하는 경우 수분 손실 및 휘발성 물질의 손실이 거의 없음을 확인하였다. 한편, 열수침지 생강 및 열풍건조 생강의 경우, 무처리 생강에 비해, 수분함량 변화, brix(수용성 고형분) 및 산도의 심각한 감소가 나타났다. 반면, 밀폐조건 열처리 생강의 경우, pH는 6.0에서 4.6으로 감소하였으며, brix는 2.5에서 5.0으로 증가하고, 산도는 0.17에서 0.36으로 증가하였다. 이는 밀폐조건에서 생강을 열처리하는 경우 수분 및 휘발성 물질 손실 없이, 생강 성분의 큰 변화가 나타남을 의미하고 있다.
실제 다양한 방법으로 열처리한 생강들을 마쇄하고, 마쇄액 및 마쇄 상등액의 색차를 측정한 결과, 밀폐조건에서 생강을 열처리하는 경우, 무처리 및 열풍건조, 열수침지 생강에 비해 명도의 감소, 적색도의 증가, 황색도의 감소가 확인되어, 흑색의 특성을 나타내었다(표 2, 표 3).
[표 2] 다양한 방법으로 열처리한 생강
마쇄액의
색차
분석
[표 3] 다양한 방법으로 열처리한 생강
마쇄액의
상등액의
색차
분석
실시예
2: 다양한 방법으로 제조된 열처리 생강들의 추출 효율 및 추출물의 성분 분석
다양한 방법으로 제조된 열처리 생강들을 대상으로 에탄올 추출물을 제조하였으며, 에탄올 추출시에는 각각의 건조처리 전의 생강 무게의 20배의 에탄올(95%, 덕산, 한국)을 가하고, 상온에서 3회 추출한 후, 추출액을 모아 필터링하고, 감압 농축하여 분말로 제조하였다. 조제된 추출물의 성분 분석으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 당 및 환원당 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출 검액 400μl에 50μl의 Folin-ciocalteau, 100μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고, 여과한 추출 검액 400μl에 90% diethylene glycol 4ml를 첨가하고, 다시 1N NaOH 40μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다. 환원당은 DNS법으로, 총 당은 phenol-sulfuric acid법을 이용하여 정량하였다.
[표 4] 다양한 방법으로 열처리한 생강의
추출수율과
성분
그 결과, 표 4에 나타낸 바와 같이, 무처리 생강의 추출수율은 1.6%이었으나, 밀폐조건 열처리 생강의 추출수율은 3.3%로 추출효율이 약 2.06배 증가하였다. 반면, 열풍건조 및 열수침지 생강의 추출수율은 각각 0.53%, 0.67%를 나타내었는데, 이는 무처리 생강의 추출수율의 33~41% 수준에 해당되어, 상당량의 성분이 손실되었음을 확인하였다.
한편, 각각의 추출물의 총 폴리페놀 함량 분석 결과, 열수침지 및 밀폐조건 열처리 생강에서 무처리구보다 높은 총폴리페놀 함량(55~56.2mg/g)을 나타내었으며, 열풍건조 생강의 경우 37.3mg/g의 낮은 함량을 나타내었다. 이는 총 플라보노이드 함량 분석에서도 유사하게 경향을 나타내었다. 그러나, 총 당 함량 분석에서는 밀폐조건 열처리 생강이 무처리 생강의 44%를 함유하고 있었으며, 환원당 함량은 무처리 생강의 35%만을 함유하고 있었다. 가장 많은 환원당 감소는 열수침지 생강에서 나타난 바, 이는 생강의 수용성 당이 열수로 이행되어 나타나는 결과로 확인되었다.
한편, 추출효율을 감안한 열처리 생강 100g당 회수할 수 있는 유용성분의 함량은 표 5에 나타내었다. 표 5에 나타난 바와 같이, 밀폐조건 열처리 생강은 무처리 생강에 비해 2.23배의 총 폴리페놀 증가, 3.5배의 총 플라보노이드 증가가 나타났으며, 특히, 열풍건조 생강에 비해서는 9.16배의 총 폴리페놀 증가, 21.5배의 총 플라보노이드 증가가 나타났다.
[표 5] 다양한 방법으로 열처리한 생강 100g당
유용성분
함량
실시예
3: 다양한 방법으로 제조된 열처리 생강 추출물의 항산화 활성 평가
실시예 2에서 제조된 열처리 생강의 추출물을 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-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)] 양이온 소거능, nitrite 소거능 및 환원력을 측정하였으며, 그 결과는 표 6에 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, 516nm에서 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.
ABTS radical 소거능 (%) = [(C-S)/C] x 100,
C: 용매
대조구
DMSO
첨가시의 흡광도,
S, 시료 첨가시의 흡광도.
한편, nitrite 소거능 측정의 경우, 아질산염 용액(1mM)에 시료용액을 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.
NSA (
%
) = [1-(A-C)/B] x 100,
A:
1mM
nitrite 용액에 시료를 첨가하여 1시간 반응시킨 후의 흡광도,
B:
1mM
nitrite 용액의 흡광도,
C: 열처리 생강 시료의 흡광도.
환원력 평가는 Oyaizu등의 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 4,000rpm에서 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 6] 다양한 방법으로 열처리한 생강의 에탄올 추출물의 항산화 활성 평가
그 결과, 표 6에 나타낸 바와 같이, 밀폐조건 열처리 생강은 무처리 생강, 열풍건조 생강 및 열수침지 생강에 비해 강력한 활성 라디컬 소거능과 환원력을 나타내었다. 특히, 다양한 생강 추출물 농도에서 각각의 항산화력을 측정하여, RC50(50% 라디컬을 소거하는데 필요한 농도)을 계산한 결과는 도 4a 내지 도 4c 및 표 7에 나타내었다.
[표 7] 다양한 방법으로 열처리한 생강의 에탄올 추출물의 활성
라디컬
소거능
(RC
50
)
도 4a 내지 도 4c 및 표 7에 나타낸 바와 같이, 대조구로 사용된 비타민 C는 DPPH 음이온, ABTS 양이온 및 nitrite에 대해 각각 12.5, 4.8, 14.9μg/ml의 RC50을 나타내어, 무처리 및 열처리 생강에 비해 강력한 항산화 활성을 나타내었다. 한편, 밀폐조건 열처리 생강은 무처리 생강에 비해 DPPH 소거능은 1/3의 농도에서, ABTS 소거능은 1/4의 농도에서, nitrite 소거능은 1/2의 농도에서 동일한 활성 라디컬 소거능을 나타내었으며, 열풍건조 및 열수침지 생강에 비해서도 1/2~1/4 농도에서 유사한 항산화능을 나타냄을 확인하였다. 이러한 결과는 밀폐조건에서 가열처리된 생강은 산화 스트레스와 관련된 다양한 질환의 예방 및 치료에 효율적으로 사용 가능함을 제시하고 있다.
실시예
4: 다양한 방법으로 제조된 열처리 생강 추출물의
항당뇨
활성 평가
실시예 2에서 제조된 각각의 열처리 생강 추출물을 이용하여 항당뇨 활성을 in-vitro α-amylase 저해 활성, β-amylase 저해 활성 및 α-glucosidase 저해 활성을 평가하여 나타내었다. 먼저, α-amylase 저해 활성은 Lim 등이 보고한 방법(Li, CS 등, 2005. J. Kor. Soc. Appl. Biol. Chem. 48: 103-108)을 수정하여 사용하였다. 시료 2.5μL와 50mM phosphate buffer(pH 6.8)로 희석한 α-amylase(0.25U/mL) 25μL를 혼합하여 37℃에서 10분간 preincubation한 후, 0.5% soluble starch(Samchun Chemicals Co., Korea) 25μL를 가하여 37℃에서 10분간 반응하였다. 이후, 2N acetic acid를 25μL를 가하여 반응을 정지시켰으며, 반응액에 0.75% KI/I2 용액 10μL를 가하여 발색하였다. 발색액은 540nm에서 흡광도를 측정하였으며, 각각의 실험은 3반복한 후 평균값을 구하여 다음의 식으로 저해율을 계산하였다.
저해율 (
%
) = 시료
첨가구
효소활성/
대조구
첨가구
효소활성 x 100
또한, β-amylase(4-alpha-D-glucan maltohydrolase) 저해활성은 시료 2.5μL와 50mM phosphate buffer(pH 6.8)로 희석한 α-amylase(0.25U/mL) 25μL를 혼합하여 37℃에서 10분간 preincubation한 후, 0.5% soluble starch(Samchun Chemicals Co., Korea) 25μL를 가하여 37℃에서 10분간 반응한 후 100℃에서 5분간 가열하여 반응을 정지시켰으며, 반응액에 150μL의 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid, Sigma Co., st. Louis, USA) 용액을 가하여 100℃에서 5분간 가열하여 발색한 후 상온에서 방냉하였다. 발색액은 540nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
저해율 (
%
) = [1-(시료
첨가구
효소활성/
대조구
첨가구
효소활성)] x 100
마지막으로, α-glucosidase 저해 활성은 pNPG(p-nitrophenol glucoside; Sigma Co., USA)를 이용하여 평가하였으며, 생강 추출물 시료 2.5μl와 50mM Sodium acetate buffer(pH 5.6)로 희석한 α-glucosidase(0.25U/ml) 25μl를 혼합하여 37℃에서 10분간 preincubation하고, 1mM pNPG 용액 25μl를 가하여 60℃에서 10분간 반응하였다. 이후, 1M NaOH 25μl를 가하여 반응을 정지시키고, 405nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
저해율 (
%
) = [1-(시료
첨가구
효소활성/
대조구
첨가구
효소활성)] x 100
[표 8] 다양한 방법으로 열처리한 생강의 에탄올 추출물의
항당뇨
활성 평가
그 결과, 표 8에 나타낸 바와 같이, 임상에서 당뇨병 치료제로 사용하고 있는 acarbose는 농도 의존적으로 강력한 α-amylase 저해 활성, β-amylase 저해 활성, α-glucosidase 저해 활성을 나타내었다. 반면, 무처리 생강은 500μg/ml 농도에서 약한 α-amylase 저해, α-glucosidase 저해 및 β-amylase 촉진 활성을 나타내었다. 이러한 경향은 열풍건조 및 열수침지 생강에서도 유사하게 나타났다. 그러나, 밀폐조건 열처리 생강의 경우 α-amylase 저해 활성은 무처리 생강에 비해 2배 이상 증가하였으며, 또한 β-amylase 저해 활성도 인정되었다. 이러한 결과는 무처리, 열풍건조, 열수침지 생강과는 달리 밀폐조건 가열처리 생강은 당뇨병의 예방 및 치료에 이용 가능함을 제시하고 있다.
Claims (5)
- 생강(Zingiber officinale) 지하부를 용기에 넣어 밀폐시키고, 80~90℃에서 4~8일 동안 가열처리하여 제조되는 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 갖는 밀폐 열처리 생강의 제조 방법.
- 제 1항에 기재된 방법으로 제조되는 항산화 활성 및 항당뇨 활성을 갖는 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale).
- 제 2항에 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제 2항에 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품.
- 제 2항에 기재된 밀폐 열처리 생강(Zingiber officinale)의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 기능성 화장료 조성물.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170114851A KR101978507B1 (ko) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 항산화 및 항당뇨 활성이 증가된 밀폐 열처리 생강 및 이의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020170114851A KR101978507B1 (ko) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 항산화 및 항당뇨 활성이 증가된 밀폐 열처리 생강 및 이의 제조 방법 |
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| KR1020170114851A KR101978507B1 (ko) | 2017-09-08 | 2017-09-08 | 항산화 및 항당뇨 활성이 증가된 밀폐 열처리 생강 및 이의 제조 방법 |
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| KR20210008588A (ko) * | 2019-07-15 | 2021-01-25 | 경희대학교 산학협력단 | 고온고압법제생강 추출물을 포함하는 대사질환 예방 및 치료용 조성물 |
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-
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