KR20200066120A - 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물 - Google Patents

홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물 Download PDF

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푸른여름팩토리 주식회사
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Abstract

본 발명은 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물에 관한 것으로, DPPH(α-디페닐-β-피크릴히드라질, α-diphenyl-β-picrylhydrazyl) 라디칼 소거 활성 및 아세틸콜린에스테라제(Acetylcholinesterase) 저해 활성에 효과가 있어 인지기능 개선에 효능을 발휘할 수 있다.

Description

홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물 {Composition comprising red ginseng extraction, Acorus gramineus extraction and Polygala tenuifolia extraction for improvement in cognitive dysfunction}
본 발명은 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 α-디페닐-β-피크릴히드라질(α-diphenyl-β-picrylhydrazyl, DPPH) 라디칼 소거 활성 및 아세틸콜린에스테라제(Acetylcholinesterase, AChE) 저해 활성에 효과가 있는 인지기능장애 개선용 조성물에 관한 것이다.
인지기능(Cognitive function)이란 지식과 정보를 효율적으로 조작하는 능력으로서, 범주화, 순서화, 비교, 요소 및 속성 파악, 관계와 유형 파악, 중심 아이디어 식별, 오류 확인, 귀납, 연역, 유추 등을 포함한다. 인지기능이 정상적으로 행해지지 않으면 추론능력의 상실, 망각, 학습장애, 집중력 문제, 지능 저하, 이외 다른 정신 기능의 감소와 같은 인지기능 장애가 나타날 수 있다.
최근 전세계적으로 평균 수명이 빠르게 높아짐에 따라 고령화 사회로의 진입이 빨라지고 있으며. 노인들의 인지기능 감퇴 및 장애의 문제가 대두되고 있다. 노인의 인지기능이 지속해서 저하되게 되면 기억력 감퇴, 우울증, 치매 등의 정신병적 증상이나 근경련증, 보행장애 등의 여러 신경학적증상을 동반할 수 있어 이를 치료하기 위한 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.
그 중에서도 대표적인 인지기능 장애인 치매 환자의 발생률이 높아지고 있는데, 우리나라 65세 이상 인구 678만명 중 치매 환자는 약 66만 명을 차지하여 고령자 10명 중 한 명이 치매환자인 비율을 나타내고 있다('대한민국 치매현황 2017'). 노인성 치매 중 50% 이상이 알츠하이머성(Alzheimer type, AD) 치매이며, 이를 치료하는 가장 효과적인 방법으로 아세틸콜린에스테라제(Acetylcholinesterase, AChE) 저해제를 적용하는 것이 알려져 있다.
AChE 저해를 위한 치료제로 에세린(eserine), 타크린(tacrine), 도네페질(donepezil), 리바스티그민(rivastigmine), 갈란타민(galantamine) 등의 치료제가 사용되고 있으나, 이들 약물은 생체 이용률이 매우 낮고, 생체 내에서 짧은 반감기를 가지며 또한 간 독성과 같은 바람직하지 못한 부작용으로 인해 임상적 사용에 제한된다고 보고되고 있다(New drug treatment for Alzheimer’disease: lessons for healthcare policy, 1998, Melzer D). 따라서, 효과적이면서도 부작용 없이 안전한 인지기능 개선용 조성물을 개발하는 것이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1725150호 (등록일자:2017.04.04)에는, 브로콜리 잎 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 하는 인지기능 또는 기억능력 개선용 조성물에 관해 기재되어 있다. 대한민국 등록특허 제10-1431798호 (등록일자:2014.08.12)에는, 검은콩 껍질 추출물의 비안토시아닌 분획물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 및 기억능력 개선용 조성물에 관해 기재되어 있다.
본 발명은 DPPH 라디칼 소거 활성 및 AChE 저해 활성을 높임으로써 인지기능장애 개선에 효능이 있는 천연물의 추출물을 발굴하고, 이를 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 홍삼 추출물, 석창포(Acorus gramineus) 추출물 및 원지(Polygala tenuifolia) 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 식품 조성물에 있어서, 상기 홍삼 추출물은, 바람직하게 홍삼에 주정을 가하여 추출함으로써 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에 있어서, 상기 홍삼 추출물은, 바람직하게 홍삼에 주정을 가하여 추출한 후, 홍삼 추출액을 수득하는 단계 (a); 상기 단계 (a)에서 얻어진 홍삼 추출액에, 비피도박테리움 브레이브(Bifidobacterium breve) 및 락토바실러스 델브룩키아이 서브스피시즈 델브룩키아이(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii) 균주를 접종하고, 호기적 환경에서 발효시키는 단계 (b);를 포함하여 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에 있어서, 상기 석창포 추출물은, 바람직하게 석창포에 물을 가하여 추출함으로써 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에 있어서, 상기 원지 추출물은, 바람직하게 원지에 물을 가하여 추출함으로써 제조된 것일 수 있다.
본 발명은 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하여 DPPH 라디칼 소거 활성 및 AChE 저해 활성을 높이는 효과를 발휘하는 인지기능장애 개선용 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)과 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B), 홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)과 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)의 α-디페닐-β-피크릴히드라질(α-diphenyl-β-picrylhydrazyl, DPPH) 라디칼 소거 활성을 나타낸 검정 곡선(Calibration curve) 결과 그래프이다.
도 2는 인지기능개선용 약제 도네페질(donepezil), 홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)과 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B), 홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)과 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)의 아세틸콜린에스테라제(Acetylcholinesterase, AChE) 저해 활성을 나타낸 결과표 및 결과그래프이다.
본 발명은 홍삼 추출물, 석창포(Acorus gramineus) 추출물 및 원지(Polygala tenuifolia) 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에서 '추출물'은 동결건조, 분무건조 등의 방법으로 추출용매를 완벽히 제거한 추출 분말, 농축시킨 농축액, 농축시키지 않은 액상 형태의 추출액을 포함하는 개념으로 정의하기로 한다.
홍삼(red ginseng)은 인삼을 원재료로 사용하여, 말리지 않은 수삼을 증기 또는 기타 방법으로 쪄서 익혀 말린 것으로 담황갈색 또는 담적갈색을 띠는 인삼이다. 홍삼은 피로회복, 면역력 증진, 혈소판 응집 억제를 통한 혈액 순환 촉진 등의 효능에 대해 알려져 있으며, 한방에서 홍삼의 효능은 사람의 체질에 따라 다르게 나타나는 것으로 보고된다.
석창포(Acorus gramineus)는 사철 푸른 잎을 가진 여러해살이 풀로, 남부의 따뜻한 고장과 제주도에 주로 분포하며, 산지나 들판의 냇가에서 나는데 습한 바위틈에 붙어산다. 석창포는 뿌리줄기를 주로 약재로 쓰며, 호흡 조절, 원활한 혈액 순환 등에 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
원지(Polygala tenuifolia)는 쌍떡잎식물 무환자나무목 원지과의 여러해살이풀로, 우리 나라 중부 이북의 낮은 산 양지 쪽에서 자라며, 주로 가을이나 봄에 뿌리를 캐 물에 씻은 다음 목질부를 뽑아버리고 햇볕에 말려 사용한다. 원지는 진정작용, 최면작용, 강심작용, 가래삭임작용, 용혈작용 등에 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 식품 조성물에 있어서, 상기 추출물은 당업계에 공지된 통상의 방법에 따라, 즉 통상적인 온도와 압력의 조건 하에서 통상적인 용매를 사용하여 제조될 수 있으며, 일 예로 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 부틸 아세테이트, 디에틸에테르, 디클로로메탄, 헥산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 추출용매를 이용한 용매추출법, 열수추출법, 주정추출법, 냉침추출법, 환류냉각추출법, 용매추출법, 수증기증류법, 초음파추출법, 용출법, 압착법 등의 방법 중 선택되는 어느 하나의 추출법을 통해 수득될 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 홍삼 추출물은, 바람직하게 홍삼에 주정을 가하여 추출하여 제조하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 얻어진 홍삼 추출액에 비피도박테리움 브레이브(Bifidobacterium breve) 및 락토바실러스 델브룩키아이 서브스피시즈 델브룩키아이(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii) 균주를 접종하고, 호기적 환경에서 발효시키는 단계를 포함하여 제조하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 석창포 추출물은, 바람직하게 물을 가하여 추출하여 제조하는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 원지 추출물은, 바람직하게 원지에 물을 가하여 추출하여 제조하는 것이 좋다. 다만, 원지 추출액은 농축 과정에서 거품이 많이 발생하여 농축물로 제조하기가 곤란하며, 원지 추출액에 분말화(과립분말화) 베이스인 덱스트린(dextrin)을 첨가하여 분말화(과립분말화)하는 것이 좋다. 구체적으로는 90%의 덱스트린을 10%의 원지추출액을 첨가하여 과립분말로 제조하는 것이 좋다. 하기 실험 결과에 의할 경우, 원지 추출액을 과립분말화한 것을 사용한 결과가 원지 추출액을 사용한 결과에 비해 높지는 않았으나, 제품화를 하지 못할 정도로 효능 차이가 나지 않고, 과립분말화하는 것이 보관이 용이하고 변이될 우려가 낮다는 장점이 있어 바람직하다.
한편, 본 발명의 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물은, 상기 원지 추출물을 '원지 추출액' 또는 '원지 추출액 과립분말'의 형태로 제조하였다. 또한, 상기 홍삼 추출물은 '홍삼' 또는 '유산균 발효 홍삼'을 사용하여 제조하였다.
이에 따라 하기 실험에서는 '홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액', '유산균 발효 홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액', '홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액 과립분말' 및 '유산균 발효 홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액 과립분말'을 함유하는 4개 조성물에 대하여, DPPH 라디칼 소거활성 및 AChE 저해 활성을 측정하였다.
하기 실험에 의하면, '홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액' 또는 '유산균 발효 홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액'을 함유하는 조성물 2개('원지 추출액'을 함유하는 조성물) 중, 유산균 발효 홍삼 추출물을 함유하는 것이 홍삼 추출물을 함유할 때보다 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈다. 또한, '홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액 과립분말' 또는 '유산균 발효 홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출액 과립분말'을 함유하는 조성물 2개('원지 추출액 과립분말'을 함유하는 조성물) 중에서는, 역시나 유산균 발효 홍삼 추출물을 함유하는 것이 홍삼 추출물을 함유할 때보다 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈다. 따라서, 홍삼 추출물은 바람직하게 유산균으로 발효한 '유산균 발효 홍삼 추출물' 사용하는 것이 좋은 것으로 판단되었다.
또한, '원지 추출액'의 첨가 형태에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성에서는, 상기 4개 조성물에 있어, '원지 추출액'을 함유하는 것이 '원지 추출액 과립분말'을 함유하는 것보다 더 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나타냈다.
한편, AChE 저해 활성에 있어서, '원지 추출액 과립분말'을 함유하는 2개 조성물의 경우, 홍삼 추출물을 함유할 때는 AChE 저해 활성이 나타나지 않았고, 유산균 발효 홍삼 추출물을 함유할 때 AChE 저해 활성이 높게 나타났다. 이는 일반적인 홍삼에는 미량의 진세노사이드가 들어있어 그 효과가 미미하였지만 유산균 발효를 통하여 특정 진세노사이드로의 생물전환이 이루어지고, 변환된 특정 진세노사이드의 함량이 증대되어 전체 추출물의 생리활성의 변화를 가져온 것으로 판단된다. 또한, '원지 추출액'을 함유하는 2개 조성물의 경우, 홍삼의 제조형태(홍삼, 유산균 발효 홍삼)와 상관없이 AChE 저해 활성이 높게 나타났다. 따라서, 홍삼 추출물은 바람직하게 유산균으로 발효한 '유산균 발효 홍삼 추출물' 사용하는 것이 좋은 것으로 판단되었다.
또한, '원지 추출액'의 첨가 형태에 따른 AChE 저해 활성에 있어서는, 상기 4개 조성물에 있어, '원지 추출액'을 함유하는 것이 '원지 추출액 과립분말'을 함유하는 것보다 더 높은 AChE 저해 활성을 나타냈다.
이상의 결과로부터, 홍삼은 '유산균 발효 홍삼'을 사용하는 것이 좋고, '원지'는 '원지 추출액'을 사용하는 것이 DHHP 라디칼 소거 활성 및 AChE 저해 활성 측면에서 바람직한 것으로 나타났다. 다만, 원지 추출액을 과립분말화한 것을 사용한 결과가 원지 추출액을 사용한 결과에 비해 높지는 않았으나, 제품화를 하지 못할 정도로 효능 차이가 나지 않고, 과립분말화하는 것이 보관이 용이하고 변이될 우려가 낮다는 장점이 있어 원지 추출액 과립분말을 사용하는 것도 좋을 것으로 판단되었다.
한편, 본 발명의 식품 조성물은 일 예로 육류, 곡류, 카페인 음료, 일반음료, 초콜렛, 빵류, 스넥류, 과자류, 피자, 젤리, 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올성 음료, 술, 비타민 복합제 및 그 밖의 건강보조식품류 중 선택되는 어느 하나일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 및 실험예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
[제조예 : 본 발명 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물 제조]
본 제조예에서는 홍삼 추출물, 석창포 추출물, 원지 추출물을 제조하였다.
1) 홍삼 추출물 제조
홍삼 100 kg에 주정 1,000 kg을 첨가하여 추출하고 68 brix (80 kg)가 될 때까지 농축하여 홍삼 추출물(RG)을 제조하였다.
2) 유산균 발효홍삼 추출물 제조
6년근 홍삼(충북 음성군 소재, 근:미 = 7 : 3)을 온도 150℃, 압력 2 kg/cm2, 시간 30 분을 전처리 한 후 홍삼 중량 대비 5배량의 농도 80％ 주정에 첨가하고 70℃에서 8시간 동안 3회 추출하여 고형분 60％로 감압농축하여 홍삼추출액을 얻었다. 이후 비피도박테리움 브레이브(Bifodobacterium breve) (KCCM 42255), 락토바실러스 델브룩키아이 서브스피시스 델브룩키아이(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii) (KCCM35468)이 혼합된 유산발효균주를 홍삼추출액 중량 대비 1 ％ 수준으로 접종하고 온도 37℃, 20일 동안 호기적 환경의 조건에서 발효시켜 유산균 발효홍삼 추출물(FRG)을 제조하였다. 상기에 두 균주는 공개된 균주로서, 한국종균협회로부터 분양받을 수 있는 균주이다(대한민국 공개특허 제10-2012-0106218호 참조)
3) 석창포 추출물 제조
석창포 100 kg에 물을 1,000 kg을 첨가하여 추출하고 24 brix (50 kg)이 될 때 까지 농축하여 석창포추출물(AG)을 제조하였다.
4) 원지 추출물 제조
원료 100 kg에 물을 1,000 kg을 첨가하여 추출하고 3 brix (600 kg)가 될 때까지 농축하여 얻은 원지 추출액(PW)을 제조하였다.
상기 원지 추출액(PW) 90%에 분말화 베이스인 덱스트린(dextrin)을 10% 수준으로 첨가하여 분무건조한 원지 추출액 과립분말(PWP)을 제조하였다. 원지추출액 소재 자체의 고유 특성으로 말미암은 거품 발생으로 인해 농축이 어려워 과립분말로 만든 것이다.
상기 홍삼 또는 유산균 발효홍삼, 석창포, 원지의 추출물을 대상으로 하여 동결건조 (TFD5503, Ilshin Biobase, Yangju, Korea)를 수행하였고, 각각의 고형물 함량에 대해서는 하기 표 1과 같이 나타내었다.
Extract concentrate Solvent Brix Solid contents
홍삼 추출물(RG) 80% EtOH 68 4.0374 g/5 g
유산균 발효홍삼 추출물(FRG) 77 3.8604 g/5 g
석창포 추출물(AG) Water 24 2.5289 g/ 10 ml
원지 추출액(PW) 3 0.2948 g/ 10 ml
[실시예 1 : 홍삼 또는 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액을 함유하는 조성물 (F-1, F-2) 제조]
본 실시예에서는 상기 제조예에서 제조한 홍삼 추출물(RG) 또는 유산균 발효홍삼 추출물(FRG), 석창포 추출물(AG) 및 원지 추출액(PW)을 첨가하여, '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)'과 '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)'을 하기 표 2 및 3과 같은 조성비로 제조하였다.
성분 중량%
홍삼 추출물(RG) 4.44
석창포 추출물(AG) 15.09
원지 추출액(PW) 80.48
성분 중량%
유산균 발효홍삼 추출물(FRG) 3.99
석창포 추출물 (AG) 15.16
원지 추출액(PW) 80.85
상기 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)과 유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)을 대상으로 하여 동결건조 (TFD5503, Ilshin Biobase, Yangju, Korea)를 수행하였고, 각각의 고형물 함량에 대해서는 하기 표 4와 같이 나타내었다.
Extract concentrate Solvent Brix Solid contents
홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1) 50% EtOH 31 0.9093 g/ 10 ml
유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2) 50% EtOH 34 0.9616 g/ 10 ml
[실시예 2 : 홍삼 또는 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하고, 원지 추출액 과립 분말을 함유하는 조성물 (F-A, F-B) 제조]
본 실시예에서는 상기 제조예에서 제조한 홍삼 추출물(RG) 또는 유산균 발효홍삼 추출물(FRG), 석창포 추출물(AG) 및 원지 추출액 과립분말(PWP)을 첨가하여 '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)'과 '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)'을 하기 표 5 및 6과 같은 조성비로 제조하였다.
성분 중량%
홍삼 추출물(RG) 16.78
석창포 추출물(AG) 21.13
원지 추출액 과립분말(PWP) 63.09
성분 중량%
유산균 발효홍삼 추출물(FRG) 16.78
석창포 추출물(AG) 21.13
원지 추출액 과립분말(PWP) 63.09
상기 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)과 유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)을 대상으로 하여 동결건조 (TFD5503, Ilshin Biobase, Yangju, Korea)를 수행하였고, 각각의 고형물 함량에 대해서는 하기 표 7과 같이 나타내었다.
Extract concentrate Solvent Brix Solid contents
홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A) 50% EtOH 61 2.9312 g/5 g
유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B) 50% EtOH 63 3.0103 g/5 g
[실험예 1 : 실시예 1 및 2에서 제조한 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 함유하는 조성물에 대한 DPPH 활성 측정]
본 실험예에서는 상기 실시예 1 및 2에서 제조한 '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)', '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)' '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)' 및 '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)'에 대한 α-디페닐-β-피크릴히드라질(α-diphenyl-β-picrylhydrazyl, DPPH) 활성을 측정하고자 하였다.
조성물 F-1, F-2, F-A, F-B는 각각 1000, 2000, 3000, 4000, 5000 ppm (㎍/㎖)으로 희석하여 시료를 준비하였으며 각각 3회 반복 실험하였다. 실험에서 아스코르브산(Ascorbic acid) 표준품과 DPPH는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였고, 용매 (water, methanol)는 J. T. Baker사 (Avantor, Center Valley, PA, USA)의 제품을 사용하였다.
먼저 각 농도별 시료 200 ㎕를 시험관에 넣고 100 mM Tris-HCl buffer (pH 7.4) 0.8㎖ 과 0.5 mM DPPH 1 ㎖를 첨가한 후 20 분간 암실에서 반응시킨 뒤 517 ㎚에서 UV/VIS spectrophotometer (Genesys 160, Thermo Fisher, USA)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 화합물을 첨가하지 않은 대조군의 값을 50% 감소시키는 화합물의 농도인 IC50 (ppm, ㎍/㎖) IC50 값을 산출하였다. Ascorbic acid 표준품은 1,000 ppm (1 ㎎/㎖)농도로 제조한 후, 각각 20, 40, 60, 80, 100 ppm (1 ㎍/㎖) 농도로 희석하여 동일하게 흡광도를 측정하였으며 IC50 값을 비교하였다 (R2 = 0.9977, IC50 = 128.30 ㎍/㎖).
그 결과, 하기 표 8과 같이 '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)'의 경우 DPPH 라디칼 소거활성의 IC50 값이 16,590.13 ㎍/㎖, '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)'의 IC50 값이 15,818.66 ㎍/㎖을 나타내어 '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)'이 더 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 일반적으로 홍삼 내 존재하는 진세노사이드 중 Rg1은 학습기능 개선의 효과와 항피로 작용을 나타내며 Rg3는 암세포 전이억제, 간보호 작용, 항암제 내성억제 효과가 우수한 것으로 알려져 있으나 홍삼 내 존재하는 이들 성분의 함량은 극히 미량이라 단독으로 충분한 생리활성이나 약리활성을 기대하기 어렵다. 그러나 상기 결과와 같이 '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)'의 경우, 유산균 발효를 통하여 인삼 사포닌 중 특정 진세노사이드로의 생물전환이 이루어지고 변환된 특정 진세노사이드의 함량이 증대되어 전체 추출물의 생리활성의 변화를 가져올 수 있을 것으로 판단된다.
또한, 이러한 결과는 원지 추출액을 함유하는 F-1 및 F-2의 DPPH 라디칼 소거활성을 측정하였을 때도 유사하게 나타났으며, IC50 값이 각각 9299.37 ㎍/㎖, 8866.41 ㎍/㎖으로 나타났다. 이는 원지 추출액 과립분말을 함유하는 F-A 및 F-B보다도 더 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나타낸 결과였고, 원지 추출액이 원지 추출액 과립분말보다 더 높은 DPPH 라디칼 소거활성을 나타내는 것에 기인한 것으로 판단된다.
Extract concentrate DPPH radical scavenging activity
(IC50 = ㎍/㎖)
홍삼 추출물, 석창포 추출물 및
원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)		 16590.13±672.61
유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및
원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)		 15818.66±692.28
홍삼 추출물, 석창포 추출물 및
원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)		 9299.37±398.48
유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및
원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)		 8866.41±156.71
[실험예 2: 실시예 1 및 2에서 제조한 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 함유하는 조성물에 대한 아세틸콜린에스테라제(Acetylcholinesterase, AChE) 저해 활성 측정]
본 실험예에서는 상기 실시예 1 및 2에서 제조한 '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-1)', '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물(F-2)' '홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-A)' 및 '유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물(F-B)'에 대한 아세틸콜린에스테라제(Acetylcholinesterase, AChE) 저해 활성을 측정하고자 하였다.
조성물 F-1, F-2, F-A, F-B는 각각 10,000, 25,000, 50,000, 75,000, 100,000 ppm (㎍/㎖) 농도로 희석하여 각각 50% EtOH과 증류수로 희석하여 시료를 준비하였다. 실험에서 Acetylcholinesterase from Electrophorus electricus 500UN/㎎, 아세틸콜린 아이오딘화물(Acetylcholine iodide), 소혈청 알부민(Bovine Serum Albumin, BSA)과 5,5'-디티오비스(2-니트로벤조익산)(5,5′-Dithiobis(2-nitrobenzoic acid), DTNB)은 SIGMA-ALDRICH(St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다. 도네페질(Donepezil) 표준품은 1,000 ppm (㎍/㎖)농도로 제조한 후, 각각 10, 100, 500, 750, 1000 ppm (㎍/㎖) 농도로 희석하여 표준곡선을 작성하였다.
Buffer A는 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) 이며, Buffer B는 Buffer A에 0.1% BSA (bonvine serum albumin)를 첨가하여 제조하였고, Buffer C는 0.1M NaCl과 0.02M MgCl2를 첨가하여 제조하였다. 15 mM 아세틸콜린 아이오딘화물(Acetylcholine iodide), 0.20U 아세틸콜린에스테라제(acetylcholinesterase)와 3mM DTNB는 Buffer C로 용해하여 사용하였다. Buffer B를 96 well plate에 140 ㎕ 넣은 후 15 mM DTNB 10 ㎕, 홍삼을 주성분으로 하는 조성물(F-A) 또는 유산균 발효홍삼을 주성분으로 하는 조성물(F-B) 20 ㎕, 0.20 U AChE 20 ㎕를 첨가하였다. 상기 혼합물을 10분 동안 상온에서 정치한 후 ELISA reader로 405 ㎚에서 흡광도를 측정하였다 (Sam 0; 시료 첨가 초기 흡광도, Con 0 : 시료 대신 buffer B 첨가 초기 흡광도). 다음으로 15 mM 아세틸콜린 아이오딘화물(Acetylcholine iodide) 10 ㎕를 첨가하여 반응을 유도하였고 반응 30 분 후 ELISA reader로 405 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. AChE에 대한 저해 활성은 다음의 수식을 이용하여 계산하였다.
Figure pat00001
그 결과, 도 2와 같이 알려진 인지기능개선용 약제인 도네페질(donepezil)의 경우는 모든 농도에서 반응 10분 후와 반응 30분 후 AChE 저해활성을 나타내는 것을 확인하였다. 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물인 F-A(홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물)와 F-B(유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액 과립분말을 함유하는 조성물)에서 AChE 저해활성을 비교한 결과, F-B에서는 AChE 저해활성이 확인되는 반면, F-A에서는 활성이 나타나지 않는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 추출물 안에 포함되어진 성분이 발효공정에 의해서 특정 진세노사이드로 변환되어지거나 새롭게 형성되는 화합물에 기인하여 AChE 저해활성이 나타나기 때문으로 판단된다.
한편, 원지 추출액을 함유하는 조성물인 F-1(홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물)과 F-2(유산균 발효홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출액을 함유하는 조성물)의 AChE 저해활성을 측정한 결과, 원지 추출액 과립분말을 첨가한 F-A 및 F-B보다 더 높은 AChE 저해활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 원지 추출액(PW)이 가지는 AChE 저해활성과 홍삼 추출물(RG) 및 유산균 발효홍삼 추출물(FRG)이 가지는 AChE 저해활성이 조합된 것에 기인한 것으로 판단된다.
또한, 양성 대조군인 도네페질(donepezil)과도 비교할 때, F-1과 F-2는 약 100,000 ㎍/㎖ 수준에서 도네페질(donepezil) 500 ㎍/㎖을 처리할 때와 유사한 수준의 AChE 저해활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이를 통해 화학적 약물 처리 대신, 경제적이면서도 부작용 없이 안전한 천연물 소재를 사용하여 인지기능장애 개선 효능을 나타내는 조성물로서의 활용 가능성을 확인할 수 있다.
이를 종합하면 본 발명에서는 인체에 부작용이 없이 안전한 천연물인 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물로부터 인지기능장애 개선 효능이 있음을 확인하였다. 따라서, 유산균 발효 공정을 통해 DPPH 라디칼 소거 활성 및 AChE 저해 활성이 증대된 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 하는 인지기능장애 개선용 조성물로서의 개발을 달성할 수 있다.

Claims (5)

  1. 홍삼 추출물, 석창포(Acorus gramineus) 추출물 및 원지(Polygala tenuifolia) 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홍삼 추출물은,
    홍삼에 주정을 가하여 추출함으로써 제조된 것임을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홍삼 추출물은,
    홍삼에 주정을 가하여 추출한 후, 홍삼 추출액을 수득하는 단계 (a);
    상기 단계 (a)에서 얻어진 홍삼 추출액에, 비피도박테리움 브레이브(Bifidobacterium breve) 및 락토바실러스 델브룩키아이 서브스피시즈 델브룩키아이(Lactobacillus delbrueckii subsp. delbrueckii) 균주를 접종하고, 호기적 환경에서 발효시키는 단계 (b);를 포함하여 제조된 것임을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 석창포 추출물은,
    석창포에 물을 가하여 추출함으로써 제조된 것임을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원지 추출물은,
    원지에 물을 가하여 추출함으로써 제조된 것임을 특징으로 하는 인지기능장애 개선용 식품 조성물.
KR1020190008864A 2018-11-30 2019-01-23 홍삼 추출물, 석창포 추출물 및 원지 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능장애 개선용 조성물 KR20200066120A (ko)

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