KR20190122319A - 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents
발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 발효굼벵이 추출물은 항산화 활성 및 혈전용해 활성이 우수하고, 천연 재료로부터 얻어진 물질로 부작용을 유발하지 않으므로, 혈전형성을 수반하는 질환의 예방 및 치료에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.
Description
본 발명은 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공한다.
전 세계적으로 굼벵이, 거저리 및 번데기 등과 같은 여러 곤충들의 우수한 영양학적 및 생리학적 가치가 보고됨에 따라, 국내에서도 여러 곤충들이 식용 및 약용 자원으로 주목 받고 있다. 아프리카에서는 메뚜기, 흰개미 및 산누에나방과 애벌레, 한국과 일본에서는 누에 번데기, 멕시코에서는 나비 애벌레를 통조림으로 제조하여 식용곤충식품으로 수출하고 있다.
굼벵이(흰점박이꽃무지 유충, Protaetia brevitarsis seulensis larvae)는 흙 속에 사는 풍뎅이류의 유충으로 꽃벵이라고 불리며, 단백질이 풍부하고 간 기능 개선 또는 당뇨병 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 이 외에도 다양한 약리적인 효과를 가지고 있어 국내에서는 기능성 식품의 대체 재료로 사용되고 있다. 굼벵이의 유효성분으로는 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid) 등의 불포화 지방산, 동물성 식이섬유인 키틴질, 각종 미네랄 또는 비타민 등을 포함하고 있다. 현재 굼벵이의 유효성분 및 생리활성 효능에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 민간요법 및 대량생산을 모색하여 산업화를 서두르고 있는 실정이다.
또한, 소비자들이 점차적으로 친환경 제품을 선호함에 따라 발효와 같은 생물학적 방법을 통해 생산된 친환경 제품이 자연스럽게 각광을 받고 있다. 발효는 유산균, 곰팡이, 효모, 바실러스 등의 유익한 미생물을 이용하는 것으로, 기존 식품의 효능에서 새로운 생리활성 부여, 여러 가지 유용성분의 증가, 흡수율 증가 또는 유용한 장내 미생물의 증가 등과 같은 다양한 이점이 있다.
유산균을 이용한 천연물 발효 공정은 천연 소재 추출물의 활성 성분 및 생리 활성을 쉽게 극대화 할 수 있는 방법으로, 많은 연구를 통해 널리 알려져 있다. 곰팡이의 한 종류인 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii)는 흑국균(Aspergillus niger)의 백색변이주로, 구연산과 내산성 당화 효소 및 유기산을 생산할 수 있어 입국(粒麴)을 제조하기에 용이하고 pH를 산성으로 변화시켜 안전하게 해주는 장점이 있다. 효모는 진핵세포 구조를 가진 고등 미생물로, 이미 오래 전부터 주류, 빵 등의 발효 식품에 매우 유용하게 이용되어 왔다. 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)는 발효 과정에서 균생육을 촉진시킴과 동시에 균주가 생산하는 효소의 작용으로 가용성 추출물의 함량을 증가시킬 수 있고, 고분자 단백질이 저분자 단백질로 전환되는 이화작용 등과 같은 다양한 생리활성을 나타낸다.
한편, 한국공개특허 제2017-0049922호에는 '배암차즈기 추출물을 유효성분으로 포함하는 혈전증 예방 및 치료용 약학적 조성물'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2018-0019839호에는 '흰점박이꽃무지 유충 및 홍삼 추출물을 유효성분으로 하는 면역 강화 조성물'이 개시되어 있으나, 본 발명의 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 굼벵이(흰점박이꽃무지 유충)의 분말을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F3, 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5, 락토바실러스 가세리(L. gasseri) JBMI Ba9, 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii) KCCM 32819, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) KACC 93023 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KACC 91157로 발효시킨 굼벵이의 추출물이 발효하지 않은 굼벵이 추출물에 비해, 혈전용해 활성, 항산화 활성 및 효소기질 분해 활성이 증가된 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 흰점박이꽃무지 유충(Protaetia brevitarsis seulensis larvae)의 분말을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 균주로 고상 발효시키는 단계를 포함하는 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 활성이 증진된 발효굼벵이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 발효굼벵이 추출물은 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 활성이 우수하므로, 혈전으로 인해 유발될 수 있는 관상동맥질환, 심장병, 뇌졸중 등의 성인병의 예방 및 개선을 위한 의약품 또는 건강기능식품 조성물의 신규한 천연 소재로 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물의 DPPH 라디칼 소거능 활성(DPPH radical scavenging activity)을 측정한 결과이다. BHT(Butylated hydroxytoluene); 양성대조군, N; 비발효 굼벵이의 물 추출물, F3; 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F3 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, F5; 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) JBMI F5 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, Ba9; 락토바실러스 가세리(L. gasseri) JBMI Ba9 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, Ak; 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii) KCCM 32819 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, Sc; 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) KACC 93023 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, Bs; 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KACC 91157 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물.
도 2는 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물의 혈전용해 활성(fibrinolytic activity)을 측정한 결과이다. A, B; 혈전용해(항혈전) 활성이 나타난 클리어 존(clear zone), C; 상기 클리어 존을 정량화한 그래프. 0; 비발효 굼벵이의 물 추출물, 1; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F3 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 2; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 3; 락토바실러스 가세리 JBMI Ba9 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 4; 아스퍼질러스 가와치 KCCM 32819 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 5; 사카로마이세스 세레비지애 KACC 93023 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 6; 바실러스 서브틸리스 KACC 91157 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물.
도 3은 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물의 효소기질 분해 활성을 측정한 결과이다. 0; 비발효 굼벵이의 물 추출물, 1; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F3 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 2; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 3; 락토바실러스 가세리 JBMI Ba9 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 4; 아스퍼질러스 가와치 KCCM 32819 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 5; 사카로마이세스 세레비지애 KACC 93023 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 6; 바실러스 서브틸리스 KACC 91157 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물.
도 2는 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물의 혈전용해 활성(fibrinolytic activity)을 측정한 결과이다. A, B; 혈전용해(항혈전) 활성이 나타난 클리어 존(clear zone), C; 상기 클리어 존을 정량화한 그래프. 0; 비발효 굼벵이의 물 추출물, 1; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F3 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 2; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 3; 락토바실러스 가세리 JBMI Ba9 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 4; 아스퍼질러스 가와치 KCCM 32819 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 5; 사카로마이세스 세레비지애 KACC 93023 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 6; 바실러스 서브틸리스 KACC 91157 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물.
도 3은 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물의 효소기질 분해 활성을 측정한 결과이다. 0; 비발효 굼벵이의 물 추출물, 1; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F3 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 2; 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 3; 락토바실러스 가세리 JBMI Ba9 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 4; 아스퍼질러스 가와치 KCCM 32819 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 5; 사카로마이세스 세레비지애 KACC 93023 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물, 6; 바실러스 서브틸리스 KACC 91157 균주로 발효시킨 굼벵이의 물 추출물.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 발효굼벵이는 흰점박이꽃무지 유충(Protaetia brevitarsis seulensis larvae)의 분말을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 균주로 발효시킨 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 발효굼벵이 추출물은 발효굼벵이를 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매를 이용하여 추출한 것일 수 있고, 바람직하게는 물, 에탄올 또는 메탄올을 이용하여 추출한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 발효굼벵이 추출물은 발효시키지 않은 굼벵이 추출물에 비해 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 효과가 우수한 것을 특징으로 한다. 상기 효소기질은 전분일 수 있으며, 본 발명의 발효굼벵이 추출물은 α-아밀라아제 활성을 가진다.
본 발명의 용어, "혈전증"이란, 혈전에 의해 발생되는 질환으로, 혈전색전증이라고도 하며, 특히 혈전에 의해 혈관이 막힌 질환을 일컫는다.
용어 "혈전"은 주로 혈소판과 세포성분을 둘러싼 섬유소로 구성된 혈액성분의 응집을 말하며, 혈액의 기타 형성된 혈액 요소와 뒤섞인 것으로 주로 혈소판 및 피브린의 응집물로 이루어진다.
본 발명의 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 포함하는 항혈전 약학 조성물이 예방 또는 치료 효과를 가지는 질병은 다양하고, 예를 들어 고혈압, 심장병, 뇌졸증, 심근경색 등이 있으나, 이에 제한되지 않으며, 혈전 및 혈소판의 응집으로 유발되는 질병은 모두 이에 포함될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 약학 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제제, 외용제, 좌제 및 주사제의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
본 발명의 발효굼벵이 추출물을 포함하는 약학 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 발효굼벵이 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로오스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이 외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔, 마크로골, 트윈 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 발효굼벵이 추출물은 발효시키지 않은 굼벵이 추출물에 비해 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 효과가 우수한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 건강기능식품 조성물은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽, 발포정 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 건강기능식품 조성물은 혈전증을 예방하거나 개선하기 위해 섭취할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 건강기능식품 조성물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 건강기능식품 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분은 그의 사용 목적(예방 또는 개선)에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 그러나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 안전성 면에서 아무런 문제가 없는 범위의 양으로 사용될 수 있다. 상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 건강기능식품 조성물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 건강기능식품 조성물은 식품, 특히 기능성 식품으로 제조될 수 있다. 본 발명의 기능성 식품은 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분 이외에 천연 탄수화물 또는 향미제를 추가 성분으로서 포함시킬 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등), 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등), 올리고당, 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등) 또는 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)인 것이 바람직하다. 상기 향미제는 천연 향미제(예컨대, 타우마틴, 스테비아 추출물 등)와 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)를 이용할 수 있다. 상기 건강기능식품 조성물 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 더 함유할 수 있다.
본 발명은 또한, 흰점박이꽃무지 유충(Protaetia brevitarsis seulensis larvae)의 분말을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 균주로 고상 발효시키는 단계를 포함하는 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 활성이 증진된 발효굼벵이의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 발효굼벵이의 제조방법은 구체적으로는, 흰점박이꽃무지 유충의 분말 10g에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F3, 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5, 락토바실러스 가세리(L. gasseri) JBMI Ba9, 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii) KCCM 32819, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) KACC 93023 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KACC 91157 균주를 접종하고, 아스퍼질러스 가와치, 사카로마이세스 세레비지애 및 바실러스 서브틸리스 균주는 30℃, 락토바실러스 플란타룸 및 락토바실러스 가세리 균주는 37℃에서 3일 동안 각각 고상 발효시켜 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 실험 재료 및 발효 조건
본 발명에 사용된 건조 굼벵이는 2017년 6월 토종마을(경주, 대한민국)에서 구입하여 분말화시킨 후 냉장보관하였다. 굼벵이의 발효에는 전주농생명소재연구원(Jeonju AgroBio-Materials Institute)으로부터 분양 받은 3종의 유산균인 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F3(이하, F3), 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) JBMI F5(이하, F5) 및 락토바실러스 가세리(L. gasseri) JBMI Ba9(이하, Ba9); 1종의 곰팡이인 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii) KCCM 32819(이하, Ak); 1종의 효모인 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) KACC 93023(이하, Sc); 및 1종의 고초균인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) KACC 91157(이하, Bs);의 총 6개의 균주가 사용되었다.
상기 6종의 균주를 전배양하고 각각 원심분리하여 10%(v/w) 만큼의 균체만 수득한 후 굼벵이 분말 10 g에 접종하고 Ak, Sc 및 Bs 균주는 30℃에서, F3, F5 및 Ba9 균주는 37℃에서 3일간 고상발효하였다. 발효과정 중 발효물의 건조를 막기 위해 멸균된 증류수로 촉촉하게 버무려 주었으며, 3일간의 발효가 끝난 후 발효물을 2일 동안 자연 건조한 다음 분말화하여 냉장 보관하였다.
실시예 2. 발효굼벵이 추출물 및 비발효 굼벵이 추출물의 제조
발효굼벵이 분말 및 굼벵이 분말 100 g에 10배의 정제수를 각각 혼합한 후 37℃ 항온수조에서 3시간씩 교반하면서 3회 반복 추출하였으며, 상기 수용성 추출물과 동일한 방법으로 95% 에탄올 및 95% 메탄올 추출물을 제조하여 Adventec 110 mm No.2 여과지(Toyo 2A; Toyo Roshi, Tokyo, Japan)로 여과하여 실험에 사용하였다.
실시예 3. 당도, pH 및 산도 측정
6종의 균주로 각각 발효된 발효굼벵이 추출물 및 비발효 굼벵이 추출물의 당도를 확인하기 위해, 상기 실시예 2에서 제조한 10%(w/v) 농도의 각 추출물에서 500 ㎕를 취하여 당도계(Hand refractormeter, Kruss, 독일)로 전가용성 고체(total soluble solids, °Brix)를 측정하였다. pH는 pH meter(SevenCompactTM pH/Ion S220, Mettler-Toledo Ag, 스위스)로 측정하였다. 적정 산도는 삼각 플라스크에 3차 정제수 25 ㎖과 추출물 100 ㎕을 각각 첨가한 후 1% 페놀프탈레인(phenolphthalein) 용액 3방울을 떨어뜨리고 0.1 N 수산화나트륨(NaOH)으로 적정한 다음 그 소모량을 총 산도로 환산하였다. 각 추출물의 총 산도는 아세트산(acetic acid) 값인 0.0006을 계산식에 적용하였다.
총 산도(%, W/V) = [(적정된 0.1 N NaOH ㎖ⅹ0.0006) / 시료 ㎖]ⅹ100
당도 측정 결과, 비발효 굼벵이의 물 추출물은 2.8 °Brix로 확인된 반면, 발효굼벵이의 물 추출물은 3.8~5 °Brix로 확인되어, 발효굼벵이 추출물에서 당도가 현저하게 증가한 것을 알 수 있었으며, 발효굼벵이의 에탄올 추출물은 비발효 굼벵이의 에탄올 추출물과 비교하여 당도가 조금 증가하였으며, 메탄올을 추출 용매로 사용한 발효굼벵이 및 비발효 굼벵이의 메탄올 추출물은 모두 0 °Brix로 확인되었다(표 1).
또한, pH 측정 결과, Bs로 발효된 발효굼벵이의 물 추출물을 제외한, 발효굼벵이의 물 추출물이 비발효 굼벵이의 물 추출물에 비해 pH가 조금 증가하였으나, 발효굼벵이의 에탄올 및 메탄올 추출물은 비발효 굼벵이의 에탄올 및 메탄올 추출물과 대비하여 pH가 유사한 수준으로 확인되었다(표 2).
또한, 적정산도를 측정한 결과, F5 및 Ba9 균주로 발효된 굼벵이의 물 추출물을 제외한, 나머지 발효굼벵이의 물 추출물은 비발효 굼벵이의 물 추출물에 비해 증가된 것으로 확인되었다. 발효굼벵이의 에탄올 추출물의 경우 비발효 굼벵이의 에탄올 추출물에 비해 Ak 및 Sc 균주로 발효된 굼벵이의 에탄올 추출물에서는 적정산도가 감소한 반면, Ba9 및 Bs 균주로 발효된 굼벵이의 에탄올 추출물에서는 적정산도가 증가한 것으로 확인되었다. 발효굼벵이 메탄올 추출물의 경우 F3 및 Bs 균주로 발효된 굼벵이 메탄올 추출물을 제외한 나머지 발효굼벵이의 메탄올 추출물이 평균 1.27%로 비발효 굼벵이의 메탄올 추출물(1.02%)에 비해 산도가 증가되었다(표 3).
실시예 4. 항산화 활성 분석
4-1. DPPH 자유 라디칼 소거능 측정
DPPH 자유 라디칼 소거능(α,α'-diphenyl-β-picrylhydrazyl free radical scavenging activity)은 굼벵이 분말 1%(w/v)의 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물을 분광 광도계(spectrophotometer, Spectramax Plus 384, Molecular Devices Corp, 미국)로 528 nm에서 흡광도 값을 측정한 후 발효 전/후 굼벵이의 추출물에 대한 흡광도 차를 백분율(%)로 표시하여 나타내었다. 양성 대조군은 합성 항산화제인 BHT(Butylated hydroxytoluene)를 0.05% 농도로 첨가하여 상기와 동일한 방법으로 측정하였다.
그 결과, 라디칼 소거능은 비발효 굼벵이의 물 추출물(약 14.05%)에 비해 6종의 균주로 각각 발효된 발효굼벵이의 물 추출물(약 46.33~57.8%)에서 현저하게 증가된 것을 알 수 있었다(도 1).
4-2. 총 페놀 함량 측정
총 페놀 함량은 Folin-Denis 방법을 이용하여 측정하였다. 굼벵이 분말 10%(w/v)의 발효굼벵이 추출물과 비발효 굼벵이 추출물에 페놀용액(Folin-ciocalteu's phenol reagent)을 처리하면 페놀성 물질이 인몰리브덴산(phosphomolybdic acid)과 반응하여 청색으로 변하게 되며, 이를 760 nm에서 흡광도를 측정하여 측정하였다. 이 때 표준 검량 곡선은 탄닌산(tannic acid)을 일정 농도(0-500 μg/㎖)로 하여 상기와 동일한 방법으로 측정 한 후, 함량을 mg/100 g로 나타내었다.
또한, 총 플라보노이드 함량은 굼벵이 분말 1%(w/v)의 발효굼벵이 추출물 및 비발효 굼벵이 추출물에 정제수와 5% 아질산나트륨(NaNO2) 용액 및 10% 염화알루미늄·6수화물(AlCl3·6H2O)을 각각 혼합하여 반응시킨 용액을 510 nm에서 흡광도 값을 측정하여 산출하였다. 이 때 총 플라보노이드 함량은 표준물질로서 (+)-카테킨 수화물(catechin hydrate)을 일정 농도(20~200 μg/㎖)로 상기와 동일한 방법으로 측정한 후 작성한 표준 검량 곡선으로부터 계산하였고, mg/100 g으로 나타내었다.
그 결과, 비발효 굼벵이의 물, 에탄올 및 메탄올 추출물에 비해 발효굼벵이의 물, 에탄올 및 메탄올 추출물에서 총 페놀 및 총 플라보노이드의 함량이 증가하였으며, 특히 추출 용매로 물을 사용한 추출물에서 총 페놀 및 총 플라보노이드의 함량이 현저하게 증가된 것을 확인하였다(표 4).
4-3. 구리(Cu) 환원력 측정
굼벵이 분말 1%(w/v) 농도의 발효굼벵이 물 추출물 및 비발효 굼벵이 물 추출물에 0.01 M 염화구리(CuCl2), 7.5 mM 에탄올 네오쿠프로린 용액(ethanolic neocuprorine solution) 및 1 M 아세트산아모늄 버퍼(NH4OAc buffer)를 각각 혼합하여 상온에서 30분 동안 반응시킨 후 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 환원력 비교를 위해 1.00%, 0.50%, 0.10%, 0.05% 및 0.01% 농도의 합성 항산화제 BHT에 상기와 같은 과정을 수행하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 구리 환원력이 증가할수록 진한 주황색/노란색을 나타낸다.
그 결과, 비발효 굼벵이의 물, 에탄올 및 메탄올 추출물에 비해 발효굼벵이의 물, 에탄올 및 메탄올 추출물에서 구리 환원력이 증가하였고, 특히 발효굼벵이의 물 추출물에서 구리 환원력이 현저하게 증가되었으며 그 중에서도 Bs 균주로 발효된 굼벵이의 물 추출물에서 구리 환원력이 가장 많이 증가된 것을 알 수 있었다(표 5).
실시예 5. 혈전용해 활성 분석
0.6% 피브리노겐(fibrinogen, Sigma, 미국)을 0.05 M 붕산나트륨(sodium borate) 버퍼(pH 7.5)에 첨가하여 37℃에서 1시간 동안 용해시킨 후 페트리 디쉬에 10 ㎖씩 분주하고, 트롬빈(thrombin, 1000 unit, Sigma)을 40 unit/㎖의 농도로 희석한 후 총 20 unit이 되도록 페트리 디쉬에 가하여 균일하게 혼합되도록 잘 흔들어준 후 상기 혼합물을 약 15분 동안 굳혀 피브린 응고물(fibrin clot)을 형성시킨 후에 사용하였다. 상기 피브린 배지에 페이퍼 디스크(paper disc)를 올려두고, 굼벵이 분말 10%(w/v) 농도의 발효굼벵이의 물 추출물 및 비발효 굼벵이의 물 추출물을 각각 50 ㎕씩 점적(dripping)하여 37℃ 배양기에서 반응시킨 후 일정한 시간 간격을 두고 최대 6시간까지 피브린이 분해되어 생기는 투명대(환)의 면적을 측정하였다. 직경은 서로 수직인 두 개의 지름을 측정하였고, 투명대가 타원인 경우에는 가장 긴 지름과 가장 짧은 지름을 측정하여 투명대의 면적을 구하였다. 굼벵이 추출물의 혈전용해 활성은 대조구인 혈장 단백질 분해효소인 플라스민(plasmin)의 투명대와 비교하였으며, 다음과 같은 식에 의해 산출되었다.
혈전용해 활성(%)=시료의 용해 영역/양성 대조구의 용해 영역×100
그 결과, 추출물을 점적하고 1시간 후부터 혈전용해 현상이 나타났으며, 6시간 후에 환의 면적을 측정한 결과, 발효굼벵이의 물 추출물(33.8~64.8 %)이 비발효 굼벵이의 물 추출물(2.88 %)에 비해 혈전용해 활성이 현저하게 증가되었고, 특히 Bs 균주로 발효된 굼벵이의 물 추출물에서 가장 많이 증가된 것을 확인하였다(도 2). 다만, 발효굼벵이 또는 비발효 굼벵이의 에탄올 및 메탄올 추출물에서는 혈전용해 활성이 전혀 나타나지 않았다.
실시예 6. 효소 기질 분해능
발효굼벵이 추출물의 효소 기질 분해활성을 분석하기 위해 전분 분해능을 가지는 α-아밀라아제(amylase)의 활성도를 측정하였다. 1%(w/v) 농도의 전분을 약한 불에서 저어주면서 녹여주었고, 2% 아가로오스는 따로 녹인 후에 상기 녹여준 전분과 혼합하여 멸균한 후 배지로 제조하였다. 페이퍼 디스크에 6종의 균주로 각각 발효된 발효굼벵이의 물 추출물 및 비발효 굼벵이의 물 추출물을 각각 50 ㎕씩 점적하고 30분 뒤에 떼어낸 후, KI+I(2% 요오드화칼륨(KI), 0.2% 아이오딘(I2)) 용액을 10분 동안 처리하고 용액을 버린 다음 클리어 존(clear zone)의 크기를 측정하였다.
그 결과, 6종류의 발효굼벵이 물 추출물 모두에서 클리어 존이 형성되었으나, 비발효 굼벵이의 물 추출물을 처리했을 때에는 클리어 존이 형성되지 않았다(도 3). 상기 결과를 통해, 유익 미생물로 발효된 굼벵이의 추출물에 효소 기질 분해능이 있음을 알 수 있었다.
Claims (8)
- 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 발효굼벵이는 흰점박이꽃무지 유충(Protaetia brevitarsis seulensis larva)의 분말을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 균주로 발효시킨 것을 특징으로 하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합 용매를 이용하여 추출한 것을 특징으로 하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 발효굼벵이 추출물은 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 외용제, 좌제 및 주사제 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 혈전증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 발효굼벵이 추출물을 유효성분으로 함유하는 혈전증의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 조성물은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽, 발포정 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조는 것을 특징으로 혈전증의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
- 흰점박이꽃무지 유충(Protaetia brevitarsis seulensis larva)의 분말을 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 가세리(L. gasseri), 아스퍼질러스 가와치(Aspergillus kawachii), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 균주로 고상 발효시키는 단계를 포함하는 항혈전, 항산화 및 효소기질 분해 활성이 증진된 발효굼벵이의 제조방법.
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