KR20190073912A

KR20190073912A - 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물과 그 제조방법

Info

Publication number: KR20190073912A
Application number: KR1020170175154A
Authority: KR
Inventors: 이강삼; 최정화; 송원영; 전성식
Original assignee: 한국국제대학교 산학협력단; 슬로푸드주식회사농업회사법인
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-27
Also published as: KR102137470B1

Abstract

본 발명은 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물과 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 물과 혼합하여 열수 추출한 뒤 감압 농축하여 제조함으로써 배의 과육뿐만 아니라 과피 및 과심에 포함된 생리활성물질 또한 유효성분으로 포함할 수 있기 때문에 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 높고 자유 라디칼 소거능이 뛰어나 항산화 활성이 우수하며, 산화질소의 생성을 효과적으로 억제하여 항염증 활성이 우수한 장점이 있는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물과 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물과 그 제조방법{ANTI-OXIDANT AND ANTI-INFLAMMATORY COMPOSITION COMPRISING A PEAR PROCESSING BYPRODUCTS, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

식품가공부산물은 농산물을 이용하여 식품의 형태로 가공하는 과정에서 생산되는 중간산물을 가리키며, 일반적으로 수거 및 처리의 어려움으로 인해 대부분이 이용되지 못하거나 일부분이 퇴비로 사용되는 등 대부분 소각 등으로 처리되는 경우가 많다. 농산물의 가공부산물은 해당 농산물에 포함된 생리활성물질이 포함되어 있으므로, 이를 재활용 할 경우 새로운 식품, 식품 첨가제, 약제적 조성물 또는 화장료 조성물로 사용될 수 있어 부가가치를 높일 수 있을 것으로 기대되며, 생산성 증진과 함께 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있을 것으로 기대되어 진다.

이에 따라, 가공부산물을 식품 첨가제, 약제적 조성물 또는 화장료 조성물로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2006-0083280호는 농산 부산물의 이용을 증대시키기 위하여 농산 부산물을 원적외선 또는 열처리 하여 천연 항산화 물질을 유리 활성화시켜 추출하는 것을 특징으로 하는 천연 항산화 추출물의 제조방법에 대해 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1101189호는 항산화 및 혈전용해능이 뛰어난 양파가공부산물 추출물을 효율적으로 추출하는 방법에 대해 개시하고 있다.

과일의 경우에는 액체상태의 주스 식품으로 가공하는 경우가 많은데, 과일을 착즙하여 주스로 제조하는 경우 과육, 과심 및 과피 등이 포함된 다량의 가공부산물이 발생하게 된다.

특히, 배의 경우 착즙주스로 가공되는 경우가 대부분인데, 이 경우에 하기 도 1에 도시된 바와 같이 원료 배의 20 내지 30중량%에 해당하는 상당량의 부산물(배의 과피, 과육 및 과심 포함)이 발생하게 된다. 그러나, 배의 과피는 과일 전체의 약 10% 정도에 해당하나, 과피에 함유된 기능성 성분은 배 4개의 과육에 포함된 성분의 양과 비슷하다고 알려져 있어 과피에 다량의 생리활성물질이 포함되어 영양성이 우수한 것으로 알려져 있다.

배의 식품성분은 수분함량이 85-88%, 주성분인 탄수화물은 10-13%, 단백질 함량은 0.3% 내외로서 다른 과실과 큰 차이가 없으며, 지질은 0.2%, 섬유소는 0.5%, 무기질은 나트륨, 칼슘, 마그네슘 함량이 75%를 차지하고 있어 강한 알칼리 식품으로 건강 지향적인 식품으로 잘 알려져 있다(Shin YU, Yun MS, Kim TC, Kim YS, Lee KK. A study on the processing suitability of pear and Chinese jujube cultivars. RDA J. Agric. Sci. 34: 58-65 (1992)).

또한, 배는 전국적으로 재배되고 있는 4대 과실 중의 하나로 기호도가 좋아 대부분 생과로 소비되고 있다(Choi C et al. Studies on Investigation into Biologically Activated Substances from Korean Pear and Development of Versatile Processing Technology for Value Added Pear Product. The R&D Annual Report, Ministry for Food, Agriculture, Forestry and Fisheries (2002)). 1966년부터 배의 가공품인 음료수로 상품화되어 그 시장성을 확대해 나가고 있는데, 이는 배 과실에 함유된 당, 유기산 및 비타민 C 등에 의해 발현되는 독특한 맛 때문인 것으로 판단되며, 과즙이 풍부하여 주스, 넥타와 같은 음료뿐만 아니라 여러 가지 디저트 식품의 주된 원료로도 널리 이용되고 있다. 통계청 자료에 의하면, 배 가공식품은 전체 7,197톤이 생산되었는데, 이 중 음료로 이용된 양이 2,803톤, 넥타로 이용된 양이 2,071톤이었다. 특히 넥타는 과실을 갈아 만든 액즙에 설탕과 물을 가하여 마시기 편하게 만든 음료로 2007년부터 꾸준히 증가추세에 있다(Statistics Korea. Available from: http://kostat.go.kr. Accessed April 24, 2012).

하지만, 최근 웰빙과 건강을 생각하는 소비자들로 인해 사과와 포도 등의 과일들은 껍질째 섭취 하려는 경향이 강해지고 있는 반면, 아직까지 배 과피의 유용성분에 대한 인지도가 높지 않아 배를 껍질째 섭취하려는 분위기는 좀처럼 조성되지 못하고 있는 실정이다.

주로 생과로 소비되고 있는 배는 과실 이외에 잎과 과피에도 다양한 유용물질이 존재할 것이라고 사료된다. 배에 관한 연구로는 배의 유용성분(Lee DS, Woo SK, Yang CB. Studies on the chemical composition of major fruits in korea: on non-volatile organic acid and sugar contents of apricot maesil, peach, grape, apple and pear and its seasonal variation. Korean J. Food Sci. Technol. 4(2), 134-139 (1972)), 향기성분(Lee HJ, Park ER, Kim SM, Kim KY, Lee MY, Kim KS. Volatile flavor components in various varieties of pear (Pyrus pyrifolia N.). Korean J. Food Sci. Technol. 30(5), 1006-1011 (1998)), 저장 및 품질(Kang K, Yoo YK, Lee SK. Effects of prestorage heat treatment on changes of phenolic compound contents and incidence of skin blackening in 'Niitaka' pear fruits during cold storage. J. Kor. Soc. Hort. Sci. 44(2), 197-200 (2003)), 당 성분(Jiluan C , Zhengfu W , Jihong W , Q iang W , X iaosong H. Chemical compositional characterization of eight pear cultivars grown in China. Food Chem. 104, 268275 (2007)), 항산화효과(Zhang YB, Bae JM, An BJ, Bae JH, Kim S, Choi C. Effect of antioxidant activity and change in quality of chemical composition and polyphenol compound during long-term storage. Korean J. Sci. Technol. 35(1), 115-120 (2003)), 총콜레스테롤 및 중성지질 감소 효과(Choi, HJ, Park JH, Han HS, Son JH, Choi C. Effect of polyphenol compounds from Korean pear on ligid metabolism. J. Korean. Soc. Food Sci. Nutr. 33(2), 299-304 (2004))에 대한 연구 보고 등이 있다. 그러나 이들 대부분이 배의 저장 중 과피의 흑변현상, 과실의 품질, 생리적 특성의 변화를 비교한 내용과 총 페놀성 화합물의 함량 변화에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 지금까지 이루어진 배에 관한 연구들을 참고로 하였을 때 배에는 매우 다양한 기능성 물질이 함유되어 있기 때문에 잎과 과피에도 다양한 유용물질이 존재하고 있을 것으로 생각되어진다.

이에 따라, 배의 과피와 같은 배의 가공부산물을 활용하기 위한 연구 또한 일부 진행되고 있다. 대한민국 등록특허 제10-1439321호는 청징배 제조공정 중에서 착즙 후 수득되는 부산물인 착즙 고형분을 원료로 사용하여 효모, 유산균 또는 효소를 이용하여 발효 제조되는 배고형분 발효액 및 이를 응용하여 제조할 수 있는 배환, 배유과 분말 또는 배막걸리에 대해 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제10-1506296호는 배석세포를 포함하는 스크럽 화장료 조성물에 관한 것으로, 피부자극이 없고, 사용감이 양호하며, 균일하고 우수한 각질제거 및 모공크기축소 효과를 나타내는 효과가 있으며, 배석세포를 스크럽 입자로서 첨가시키되, 석세포의 크기에 따라 스크럽의 강도를 조절할 수 있는 장점이 있다고 개시하고 있다.

다만, 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 열수 추출한 뒤 농축하여 제조함으로써 배의 과육뿐만 아니라 과피 및 과심에 포함된 생리활성물질 또한 유효성분으로 포함할 수 있기 때문에 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 높고 자유 라디칼 소거능이 뛰어나 항산화 활성이 우수하며, 산화질소의 생성을 효과적으로 억제하여 항염증 활성이 우수한 장점이 있는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물에 대한 개발은 미비한 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2006-0083280호 대한민국 등록특허 제10-1101189호 대한민국 등록특허 제10-1439321호 대한민국 등록특허 제10-1506296호

본 발명은 상술한 것과 같은 문제점을 해결하고 필요한 기술을 제공하기 위하여 안출된 것으로서,

본 발명은 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 물과 혼합하여 열수 추출한 뒤 감압 농축하여 제조함으로써 배의 과육뿐만 아니라 과피 및 과심에 포함된 생리활성물질 또한 유효성분으로 포함할 수 있기 때문에 총 페놀 및 플라보노이드 함량이 높고 자유 라디칼 소거능이 뛰어나 항산화 활성이 우수하며, 산화질소의 생성을 효과적으로 억제하여 항염증 활성이 우수한 장점이 있는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물과 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태로서,

본 발명은 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물을 제공한다.

이때, 상기 배가공부산물은 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 물과 혼합하여 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출한 뒤, 추출물을 감압 농축하여 제조된 농축물인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 항산화 및 항염증용 조성물은 식품 첨가제, 약제학적 조성물 또는 화장료 조성물로 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 수득하는 가공부산물수득단계; 상기 가공부산물수득단계에서 수득된 가공부산물 100중량부에 대해 물을 80 내지 120중량부의 비율로 첨가하여 혼합물을 제조하는 추출전처리단계; 상기 추출전처리단계에서 제조된 혼합물을 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출하여 추출물을 제조하는 추출단계; 및 상기 추출단계에서 제조된 추출물을 감압 농축하여 농축물을 제조하는 농축단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 가공부산물수득단계에서 착즙액에 대한 착즙 수율은 75 내지 85중량%인 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 농축단계에서 농축물에 대한 농축 수율은 7 내지 9중량%인 것을 특징으로 할 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 고형분 또는 분말의 형태로 가공되어 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 총 페놀(phenol) 및 총 플라보노이드(flavonoid) 함량이 높으며, DPPH(1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능 및 ABTS(2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-6-sulphonate)) 라디칼 소거능이 뛰어나 항산화 활성이 우수한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 산화질소(Nitric oxide, NO)의 생성을 효과적으로 억제함으로써 항염증 활성이 우수한 장점이 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 배 가공 식품 제조 과정에서 대량 발생되는 배가공부산물을 폐기처리하지 않고 재활용할 수 있어 수거 및 처리의 어려움이 있는 배가공부산물의 부가가치를 높일 수 있는 장점이 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 천연 항산화 소재 또는 천연 항염증 소재로써 식품 첨가제, 약제학적 조성물 또는 화장료 조성물로 사용될 수 있다.

도 1은 배 가공 식품 제조 과정에서 대량 발생되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 제조방법을 공정 단계 별로 나타낸 순서도이다.
도 3은 배가공부산물 시료와 배착즙액 시료의 총 페놀(phenol) 함량 및 총 플라보노이드(flavonoid) 함량을 비교 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 배가공부산물 시료와 배착즙액 시료의 DPPH(1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능을 측정하여 비교 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 배가공부산물 시료와 배착즙액 시료의 ABTS(2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-6-sulphonate)) 라디칼 소거능을 측정하여 비교 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 배가공부산물 시료와 배착즙액 시료의 NO(Nitric oxide) 소거능을 측정하여 비교 분석한 결과를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시형태를 들어 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미한다.

본 발명의 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 “상에” 또는 “전에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함할 수 있다.

본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

본 발명은 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물 (이하, ‘항산화 및 함염증용 조성물’이라고도 함)을 제공한다.

또한, 본 발명은 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 항산화 및 항염증용 조성물은 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 물과 혼합하여 열수 추출한 뒤 감압 농축하여 제조함으로써 배의 과육뿐만 아니라 과피 및 과심에 포함된 생리활성물질 또한 유효성분으로 포함할 수 있기 때문에 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량이 높으며, 자유 라디칼 소거능이 우수하여 체내 항상성을 유지하는 능력이 높을 것으로 기대된다. 또한, 산화질소의 생성을 효과적으로 억제하여 항염증 활성이 우수할 것으로 기대된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 천연 항산화 소재 및 천연 항염증 소재로써, 식품 첨가제, 약제학적 조성물 및 화장료 조성물로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 물과 혼합하여 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출한 뒤, 추출물을 감압 농축하여 제조된 농축물인 것을 특징으로 할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 도 2에 도시된 바와 같이 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 수득하는 가공부산물수득단계(S₁₀₀); 상기 가공부산물수득단계에서 수득된 가공부산물 100중량부에 대해 물을 80 내지 120중량부의 비율로 첨가하여 혼합물을 제조하는 추출전처리단계(S₂₀₀); 상기 추출전처리단계에서 제조된 혼합물을 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출하여 추출물을 제조하는 추출단계(S₃₀₀); 및 상기 추출단계에서 제조된 추출물을 감압 농축하여 농축물을 제조하는 농축단계(S₄₀₀);를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 가공부산물수득단계(S₁₀₀)에서는 배를 착즙하여 착즙액을 제조하되, 배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 수득하는 것을 특징으로 하는 바, 착즙액에 대한 착즙 수율이 75 내지 85중량%가 되도록 착즙하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 추출전처리단계(S₂₀₀)에서는 가공부산물수득단계에서 수득된 가공부산물 100중량부에 대해 물을 80 내지 120중량부의 비율로 첨가하여 혼합물을 제조하는 것이 바람직한데, 이는, 가공부산물과 물의 혼합비율이 상기 중량비의 범위를 벗어나는 경우, 추출물에 가공부산물(배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물)의 유효성분이 적은 양으로 추출될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 추출단계(S₃₀₀)에서는 추출전처리단계에서 제조된 혼합물을 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출하여 추출물로 제조할 수 있다.

이때, 추출단계(S₃₀₀)에서 가공부산물(배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물)의 유효성분을 최대한 많이 도출시키기 위하여 2 내지 4회 반복 추출할 수 있다. 상기 반복 추출은 가공부산물에 물을 첨가하여 열수 추출한 추출물에 다시 물 및 가공부산물을 첨가하여 추출하는 것을 의미할 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 상기와 같이 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 농축물 형태의 조성물 자체로 이용하거나 사용이 편리하도록 고형분이나 분말로 제조되어 사용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 상기 농축물을 감압하의 진공상태에서 농축시키는 과정을 추가로 더 수행하여 수분이 90% 이상 제거된 고형분으로 만들거나, 동결 건조하여 분말화 할 수 있다.

아울러, 상기 농축단계(S₄₀₀)에서는 추출단계에서 제조된 추출물을 감압 농축하여 농축물을 제조하는 것을 특징으로 하는 바, 농축물에 대한 농축 수율은 7 내지 9중량%가 되도록 농축하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 식품 첨가제, 약제학적 조성물 또는 화장료 조성물로 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 우수한 항산화 활성 및 항염증 활성을 가지는 것으로, 이를 목적으로 하는 식품에 첨가될 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 본 발명의 항산화 및 항염증용 조성물은 식품의 주원료, 부원료, 식품 첨가제, 기능성 식품 또는 음료에 사용될 수 있다.

본 발명에서 ‘식품’이라 함은 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하고, 통상적인 의미로서 식품, 식품 첨가제, 건강 기능성 식품, 건강 보조식품 및 음료 등을 모두 포함한다.

본 발명의 항산화 및 항염증용 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료 형태로 제제화될 수 있다.

본 발명에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 산화 상태를 억제 또는 제거하여 질환 또는 질병을 예방 또는 치료하기 위한 약제학적 조성물로 사용될 수 있다.

본 발명의 항산화 및 항염증용 조성물을 약제학적 조성물로 사용할 수 있는 질환 또는 질병은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 테롬성 동맥경화증, 관상동맥질환, 심장동맥 재협착, 재관류 손상, 파키슨병 또는 알츠하이머 질환과 같은 신경 변성 질환, 뇌졸중, 암, 노화, 심혈관 질환, 골다공증, 중추신경계 장애, 말초혈관 질환 및 호흡곤란 등이 있을 수 있다.

또한, 이외에 노화의 예방 또는 치료를 위한 약제학적 조성물로 사용될 수 있다.

본 발명의 항산화 및 항염증용 조성물을 약제학적 조성물로 사용하는 경우 약제학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 항산화 및 항염증용 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 화장료 조성물로 사용될 수 있다.

본 발명의 항산화 및 항염증용 조성물이 화장료 조성물로 사용되는 경우, 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이 등으로 제형화 될 수 있다. 보다 상세하게는, 유연 화장수(스킨), 영양 화장수(밀크로션), 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이크림, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 항산화 활성은 총 페놀(phenol) 함량, 총 플라보노이드(flavonoid) 함량, DPPH(1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능, ABTS(2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-6-sulphonate)) 라디칼 소거능에 의해 유도되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 항염증 활성은 NO(Nitric oxide) 소거능에 의해 유도되는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예에 따라 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시로 하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실험 준비

1. 배착즙액 제조

배를 착즙하여 착즙액을 제조한다. 이때, 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서는 배 100%를 사용하여 착즙하였으며, 착즙액에 대한 착즙수율은 80중량%로 설정하여 제조하였다.

상기 방법으로 제조된 배착즙액은 하기 실험에서도 ‘배착즙액’ 시료로 표기하였다.

2. 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물 제조

배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 수득한다. 가공부산물 100중량부에 대해 물을 100중량부의 비율로 첨가하여 혼합물을 제조한 뒤, 105℃의 온도에서 12시간 동안 열수 추출하고, 추출물을 감압 농축하여 농축물 형태의 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물 제조한다.

이때, 배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서는 배 100%를 사용하여 착즙하였으며, 착즙액에 대한 착즙수율은 80중량%로 설정하고, 추출물을 감압 농축하되 농축물에 대한 농축 수율을 8중량%가 되도록 공정조건을 설정하여 제조하였다.

상기 방법으로 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 하기 실험에서 ‘배가공부산물’ 시료로 표기하였다.

3. 통계처리

하기 실시예 2 내지 실시예 5의 실험 결과들은 3회 반복 측정하여 평균값±표준편차로 나타내었으며, 모든 자료의 통계처리는 SPSS(Statistical Package for Science, version 18,0 SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 사용하여 처리하였다. 각 실험 농도 별 표준차이를 검증하기 위해 분산분석을 수행하였으며, 유의성이 발견된 경우 Tukey’s HSD test(Sreel RGD and Torrie JH. 1990. Principles and procedures of statistics. Mcgrow Hill, New York, NY, USA)에 의해 농도 간의 유의성을 분석하였다.

총 페놀(phenol) 및 총 플라보노이드(flavonoid) 함량 분석 실험

1. 총 페놀(phenol) 함량 분석 실험 방법

총 페놀 함량은 Folin-Denis법(Folin O and W. Denis. 1912. On phosphotungasticphospho molybdic compounds as color reagent. J Biol chem. 12: 239-243)에 따라 상기 실시예 1에서 제조된 각각의 ‘배착즙액’ 및 ‘배가공부산물’ 시료 1㎖에 Folin-Ciocalteu 시약 및 10% Na₂CO₃용액을 각 1㎖씩 차례로 가한 다음, 실온에서 1시간 정치시킨 후 ELISA reader(VERSA, USA)를 사용하여 700㎚에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 사용하여 시료와 동일한 방법으로 분석하여 얻은 검량선으로부터 총 페놀 함량을 산출하였다.

2. 총 플라보노이드(flavonoid) 함량 분석 실험 방법

총 플라보노이드 함량은 Moreno 등의 방법(Moreno MI, Isla MI, Sampietro AR and Vattuone WA. 2000. Comparison of the free radical-scavenging activity of propolis from several regions of Argentina. J Ethnopharmacol. 71: 109-114)에 따라 상기 실시예 1에서 제조된 각각의 ‘배착즙액’ 및 ‘배가공부산물’ 시료 0.5㎖에 10% aluminum nitrate 및 1M potassium acetate를 각 0.1㎖, ethanol 4.3㎖를 차례로 가하여 혼합하고, 실온에서 40분간 방치시킨 후 ELISA reader(VERSA, USA)를 이용하여 415㎚에서 흡광도를 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 하여 얻은 검량선으로부터 총 플라보노이드 함량을 산출하였다.

3. 총 페놀(phenol) 및 총 플라보노이드(flavonoid) 함량 분석 실험 결과

페놀화합물은 이차대사물질로 식물계에 널리 분포되어 있으며 폴리페놀은 항산화 작용을 통하여 노화를 억제해주고 활성산화를 제거하여 활성산소로 인해 유발되는 노화, 심장질환, 암, 면역력감소, 백내장 등 각종 질환을 예방하고 증상을 완화시켜 준다. 또한, 플라보노이드는 생체 내에서 자유기의 생성과 전파를 억제하는데 참여하며 항산화 기능과 산화촉진인자의 금속이온과 착염을 형성하는 기능으로 인해 free radical이나 electrophiles의 소거효과, 노화방지, 심혈관 순환계질환의 예방효과가 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 페놀 화합물과 플라보노이드는 식물성 성분의 항산화 활성에 기여할 수 있다고 볼 수 있다.

‘배가공부산물’ 시료와 ‘배착즙액’ 시료를 가지고 페놀 및 플라보노이드 함량을 500㎍/㎖의 농도에서 측정하여 비교하였으며, 그 결과는 하기 도 3과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, ‘배가공부산물’ 시료가 ‘배착즙액’ 시료에 비해 약 15배 정도 높은 페놀함량을 나타내는 것으로 확인되었다. 또한, 플라보노이드의 경우 500㎍/㎖의 농도에서 ‘배가공부산물’ 시료가 ‘배착즙액’ 시료에 비해 2.8배 높은 함유량을 나타내는 것으로 확인되었다.

상기의 실험 결과를 통해 ‘배가공부산물’ 시료는 ‘배착즙액’ 시료에 비해 항산화에 효과적인 페놀 및 폴라보노이드를 풍부하고 함유하고 있는 것으로 판단된다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물(‘배가공부산물’ 시료)에 포함된 총 페놀 및 총 플라보노이드의 함량이 일반적인 방식으로 배를 착즙하여 제조한 ‘배착즙액’ 시료에 비해 증가하는 것으로 나타남에 따라 항산화 활성 또한 증가할 것으로 예측된다.

DPPH(1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl) radical 소거능 측정

1. DPPH radical 소거능 측정 실험 방법

DPPH radical 소거능은 Blois 법(Blois MS. 1958. Antioxidant determination by the use of a stable free radical. Nature. 181: 1199-1200)을 변형하여 측정하였다. 상기 실시예 1에서 제조된 각각의 ‘배착즙액’ 및 ‘배가공부산물’ 시료 1㎖에 1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl(DPPH, 5㎎/100㎖ methanol) 2㎖를 혼합하여 실온에서 10분 반응시킨 후, ELISA reader(VERSA, USA)를 사용하여 525㎚에서 측정하였다. 이를 3회 반복 실험을 통해 얻은 결과를 백분율(%)로 나타내었으며, 전자공여능(%)은 하기의 계산식 1을 이용하여 측정값을 계산하여 나타내었다.

[계산식 1]

전자공여능(%)=(1-시료첨가군의 흡광도/무첨가군의 흡광도)X100

2. DPPH radical 소거능 측정 실험 결과

항산화 활성 효과를 관찰하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정하였다. DPPH radical을 이용한 소거 활성 측정은 짙은 보라색을 띄는 비교적 안정한 free radical로서 가시적인 DPPH의 보라색은 안정해지면 탈색되어 항산화물질의 활성을 육안으로 용이하게 관찰 할 수 있다. 즉, DPPH는 Proton-radical scavenger에 의하여 탈색되는 특성을 가지고 있어 항산화 활성을 육안으로 관찰 할 수 있음에 따라 다양한 식물성 천연소재에 함유된 항산화 성분의 전자 공여능을 측정하는 데 많이 활용되어지고 있다. 이때, 전자 공여능은 인체 내에서 활성 라디칼에 의한 노화를 억제하는 작용을 한다고 알려져 있다.

상기에서 설명한 바와 같은 DPPH를 50 내지 500㎍/㎖의 농도에서 측정하여 ‘배가공부산물’ 시료와 ‘배착즙액’ 시료의 DPPH radical 소거능을 측정하였으며, 그 결과는 하기 도 4와 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 측정한 모든 농도에서 ‘배가공부산물’ 시료가‘배착즙액’ 시료에 비해 DPPH radical을 소거능이 높은 것으로 나타났다.

상기의 결과를 토대로, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물(‘배가공부산물’ 시료)이 일반적인 방식으로 배를 착즙하여 제조한 ‘배착즙액’ 시료에 비해 DPPH radical 소거능이 더 우수함을 확인할 수 있다.

ABTS(2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-6-sulphonate)) 라디칼 소거능 측정

1. ABTS 라디칼 소거능 측정 실험 방법

Re 등의 방법(Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M and C. Rice-Evans, 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med. 26: 1231-1237)을 변형하여 측정하였다. 7mM ABTS[2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-6-sulphonate)] 용액 50㎖에 potassium persulfate를 2.4mM이 되도록 용해시켜 암실에서 12 내지 16시간 동안 반응시킨 후, 415㎚에서 흡광도가 1.5가 되도록 증류수로 희석시킨 ABTS 용액 3㎖에 상기 실시예 1에서 제조된 각각의 ‘배착즙액’ 및 ‘배가공부산물’ 시료 0.5㎖를 가한 후, ELISA reader(VERSA, USA)를 사용하여 415nm에서 흡광도를 측정하였다. 이를 3회 반복 실험을 통해 얻은 결과를 백분율(%)로 나타내었으며, 라디칼 소거능(%)은 하기의 계산식 2를 이용하여 측정값을 계산하여 나타내었다.

[계산식 2]

라디칼 소거능(%)=(1-시료첨가군의 흡광도/무첨가군의 흡광도)X100

2. ABTS 라디칼 소거능 측정 실험 결과

ABTS radical은 DPPH와 같은 radical의 일종이지만, free radical인 DPPH에 비해 ABTS는 peroxidase, H₂O₂와 반응시킨 활성 양이온 라디칼이라는 점에서 차이가 난다. ABTS radical은 항산화능의 차이에 의해 청록색이 탈색되는데 이를 흡광도 수치로 나타내어 항산화 활성을 확인할 수 있다.

‘배가공부산물’ 시료와 ‘배착즙액’ 시료의 APTS radical 소거능 또한 50 내지 500㎍/㎖의 농도에서 측정하였으며, 그 결과는 하기 도 5와 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, ‘배착즙액’ 시료의 경우에는 50 내지 250㎍/㎖의 농도에서는 ABTS radical 소거능이 관찰되어지지 않았으며, ‘배가공부산물’ 시료의 경우에는 500㎍/㎖의 농도에서 ABTS radical 소거능이 감소되어졌으나, 모든 농도에서 ‘배가공부산물’ 시료가 ‘배착즙액’ 시료에 비해 ABTS radical 소거능이 높은 것으로 나타났다.

DPPH radical 소거능을 측정한 실시예 3 및 ABTS Radical 소거능을 측정한 실시예 4의 결과는 ‘배가공부산물’ 시료와 ‘배착즙액’ 시료에 함유된 총 페놀 및 총 플라보노이드 함량을 분석한 실험인 실시예 2의 결과와 유사한 경향을 나타내는 것으로 확인되었다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물(‘배가공부산물’ 시료)에 포함된 페놀 및 플라보노이드와 더불어 여러 생리활성 성분이 항산화기능에 탁월하게 작용될 수 있을 것이라 기대되며, 항산화 기능에 관여할 수 있는 천연 식물소재로서 활용가치가 있는 것으로 사료된다.

NO(Nitric oxide) 소거능 측정

1. NO 소거능 측정 실험 방법

Kato 등의 방법(Kato H, Lee IE, Chyuen NV, Kim SB and Hayase F. 1987. Inhibitory of nitrosamine formation by non-dialyzable melanoidins. Agric Biol Chem. 51: 1333-1338)을 변형하여 측정하였다. 상기 실시예 1에서 제조된 각각의 ‘배착즙액’ 및 ‘배가공부산물’ 시료 0.5㎖와 10mM sodium nitroprusside를 혼합하여 실온에서 180분간 방치한다. 이후에 반응 혼합액을 1% sulphanilamide(in 5% phosphoric acid)와 0.1% naphthyl ethylene diamide dihydrochloride를 넣어 실온에서 10분간 방치시킨 후, ELISA reader(VERSA, USA)를 사용하여 540㎚에서 흡광도를 측정하였다.

2. NO 소거능 측정 실험 결과

Nitric oxide(NO)는 L-arginine으로부터 산화질소 합성효소(nitric oxide synthase)에 의하여 생성되는 물질로 생체 내에서 미토콘드리아의 기능 억제, FeS 함유 효소 기능 저하, DNA 손상유발 및 각종 효소 작용을 억제하는 것으로 알려져 있으며, 염증 유발에도 관여하는 중요한 작용을 하는 것으로 알려져 있다.

‘배가공부산물’ 시료와 ‘배착즙액’ 시료의 NO 소거능(소거 활성)을 관찰한 결과는 하기 도 6과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, ‘배가공부산물’ 시료와 ‘배착즙액’ 시료로 각각 100㎍/㎖부터 1000㎍/㎖의 농도까지 측정한 결과, 모든 농도에서 ‘배가공부산물’ 시료에 비해 ‘배착즙액’ 시료에서 유의적으로 낮은 NO 소거능을 나타내는 것으로 확인되었다.

상기의 결과를 토대로, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물(‘배가공부산물’ 시료)이 일반적인 방식으로 배를 착즙하여 제조한 ‘배착즙액’ 시료에 비해 생체 내에서 아질산염과 아민반응에 의한 nitrosamine 생성을 억제하는데 더 큰 효과가 있는 것으로 사료된다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시형태에 따라 제조된 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 경우 항염증 활성 또한 더 우수할 것으로 기대되며, 항염증 기능에 관여할 수 있는 천연 식물소재로서 활용가치가 있는 것으로 사료된다.

결론적으로, 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 총 페놀(phenol) 및 총 플라보노이드(flavonoid) 함량이 높으며, DPPH(1,1-dipicryl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능 및 ABTS(2,2-azinobis-(3-ethylbenzo-6-sulphonate)) 라디칼 소거능이 뛰어나 항산화 활성이 우수한 장점이 있으며, 산화질소(Nitric oxide, NO)의 생성을 효과적으로 억제함으로써 항염증 활성이 우수한 장점이 있다는 점에서, 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물은 천연 항산화 소재 또는 천연 항염증 소재로 사용될 수 있다.

이상, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다. 또한, 청구범위의 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims

배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 배가공부산물은,
배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 수득되는 배의 과피, 과심 및 과육이 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 물과 혼합하여 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출한 뒤, 추출물을 감압 농축하여 제조된 농축물인 것을 특징으로 하는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 항산화 및 항염증용 조성물은,
식품 첨가제, 약제학적 조성물 또는 화장료 조성물로 사용되는 것을 특징으로 하는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물.
배를 착즙하여 착즙액을 제조하는 과정에서 배의 과피, 과심 및 과육이 모두 포함된 고형분 형태의 가공부산물을 수득하는 가공부산물수득단계;
상기 가공부산물수득단계에서 수득된 가공부산물 100중량부에 대해 물을 80 내지 120중량부의 비율로 첨가하여 혼합물을 제조하는 추출전처리단계;
상기 추출전처리단계에서 제조된 혼합물을 100 내지 110℃의 온도에서 10 내지 14시간 동안 열수 추출하여 추출물을 제조하는 추출단계; 및
상기 추출단계에서 제조된 추출물을 감압 농축하여 농축물을 제조하는 농축단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 가공부산물수득단계에서 착즙액에 대한 착즙 수율은 75 내지 85중량%이며, 상기 농축단계에서 농축물에 대한 농축 수율은 7 내지 9중량%인 것을 특징으로 하는 배가공부산물을 유효성분으로 포함하는 항산화 및 항염증용 조성물의 제조방법.