KR20200130032A - 인진쑥 추출물에 의한 식후 혈중포도당 농도상승 억제 요구르트 제조방법 - Google Patents

인진쑥 추출물에 의한 식후 혈중포도당 농도상승 억제 요구르트 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 인진(茵蔯)쑥 에탄올 및 유기용매 추출물을 제조하여, in vitro 실험에서 추출물의 알파글루코시데이즈 저해활성이 우수함을 확인하였다. in vivo 실험에서 정상쥐와 당뇨쥐에 있어서 인진쑥 추출물(400mg/kg)을 맥아당(2 g/kg)과 함께 경구 투여한 경우, 맥아당 투여한 경우에 비해 식후혈당증가를 유의적으로 감소시켰다. 또한 제작한 플레인요구르트에 인진쑥 추출물을 섞어 경구투여한 경우 대조군에 비해 식후혈당증가를 유의적으로 감소시켰다. 따라서 인진쑥 추출물은 식후 혈중 포도당 농도의 급격한 상승을 억제하여 인체나 동물의 당뇨병 예방 및/또는 치료에 이용할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있다.

Description

인진쑥 추출물에 의한 식후 혈중포도당 농도상승 억제 요구르트 제조방법{Method of preparation of post-dinner glucose suppression yoghurt by phosphorus worm extract}
본 발명은 혈당 강하 효과를 갖는 인진쑥 추출물을 이용하여 식후 혈중 포도당 농도상승 억제 요구르트에 관한 것이다.더욱 구체적으로 본 발명은 인진쑥을 알코올(에탄올)로 추출하여 수득한 추출물을 유효성분으로 함유하며, 유효성분의 추출물은 장에서 알파-글루코시데이즈 (alphaglucosidase)활성을 저해하여 인체의 당흡수를 억제하는 혈당강하제로 유용한 인진쑥 추출물을 이용한 요구르트 제조방법에 관한 것이다.
당뇨병에는 인슐린(insulin)을 비롯한 글루카콘(glucagon), 글루코콜티코이드(glucocorti-coid) 등의 호르몬(hormone) 불균형으로 탄수화물을 비롯한 단백질, 지질 및 전해질 대사등 생리적 대사 조절 기능의 이상이 발생하여 고혈당, 당뇨 등의 특징적인 증세를 나타내며 이러한 당뇨증세가 지속되면 혈액순환 장애를 비롯한 심각한 만성적 합병증을 가져오게 된다.당뇨병은 크게 발생하는 기전에 따라, 췌장 베타세포(pancreas β-cell)를 파괴하는 자가면역 과정이 주원인 되어 인슐린 분비 부족현상이 발생하는 인슐린 의존형 당뇨병과 유전적 원인, 인슐린 저항성, 베타세포 기능저하 등의 상호작용으로 인한 인슐린 비의존형 당뇨병으로 분류한다.인슐린 의존형 당뇨병은 심한 인슐린 결핍상태에 있으므로, 케톤증과 사망을 예방하기 위해 인슐린에 절대적으로 의존적이 되며 주로 아동기에 발생함으로 소아 당뇨병이라고 한다.그러나 인슐린 비의존형 당뇨병은 췌장의 인슐린 분비 능력은 비교적 유지되지만 비만, 운동부족, 스트레스, 노화 등 여러 가지 이유로 분비된 인슐린이 작용을 못하게 되는 것으로 성인 당뇨병이라고도 하는데, 당뇨병의 가장 흔한 형태로서 당뇨병 환자의 90% 이상을 차지하고 있다.
당뇨병 환자는 세계적으로 2억 5천만명 정도이다.당뇨병 치료의 최선의 목표는 당뇨병 환자들의 혈당을 가능한한 정상 혈당에 이르도록 하는 것이다.그러나 실제적으로 혈당의 정상화는 어려운 과제이며 현재 공복혈당 뿐 아니라 식후과혈당(postprandial hyperglycemia)의 조절이 점차 강조되고 있다(Jenkins, DJA, Wolever, TMS : Starchy foods and glycemic index Diabetes Care., 11, 149-159; Menendez, CM, Stoecker, BJ : The role of diet in improving glycemic control In Nutrition and Diabetes : Javanovic, L and Peterson, CM (ed), Alan R Liss Inc, New York, p15-36 (1995))현재 식후과혈당의 조절을 위하여 당뇨병 환자들은 식이요법과 의약품들을 이용하고 있다.식후과혈당에 가장 효과 있는 의약품들은 인슐린 리스프로(insulin lispro), 인슐린 유사화합물(insulin analogues), 알파-글루코시데이즈 저해제(alpha-glucosidase inhibitor)가 있다.우리는 식이 중의 탄수화물 중 대부분을 전분 형태로 섭취하게 되는데, 전분은 알파아밀라제 및 알파글루코시다제에 의해 소화된 후 흡수된다. 따라서 알파아밀라제 또는 알파글루코시다제 저해활성을 가진 물질은 식후 혈당조절 효과를 기대할 수 있다. 당뇨병 환자들의 탄수화물 소화 효소작용을 억제하여 식후과혈당을 저하시키는 알파-글루코시데이즈 저해제(alpha-glucosidase inhibitor)로는 아카보스(acarbose), 미글리톨(miglitol), 보글리보스(voglibose)가 의약품으로 이용되고 있으나 사용자에 따라 부작용이 빈번히 발생하고 있다.따라서 국내외적으로 증가일로에 있는 당뇨병을 적절히 치료하여 당뇨병환자들과 그 가족들의 삶의 질을 개선하기 위해서는 보다 부작용이 적고 안전한 혈당강하제의 개발이 필요하다.
쑥은 우리나라 전역에 자생하는 식용식물로 단백질, 지방질, 섬유질, 당질 칼슘, 인, 비타민 A, B, C가 풍부한 식품자원으로 예로부터 나물, 쑥국, 죽 및 쑥떡 등의 음식으로 널리 섭취되어 왔다. 이 중 인진 (茵蔯)은 국화과 쑥속에 속하는 다년생 초본형 낙엽관목으로, 생당쑥, 애당쑥, 사철쑥(Artemisia capillaries THUNB), 인진초, 더위지기 (Artemisia iwayomogi), 흰산쑥 ( Artemisa sacrorum subspKitamura), 털산쑥( Artemisa sacrorum subsp manshuria varvestita Kitamura) 등으로 불리워지며 특히, 어린잎을 인진 또는 더위지기라 부르는데 그 특유의 향기와 약효로 인하여 전통적으로 민간에서 식용, 약용, 단방약으로 애용하여 왔다. 인진(茵蔯)은 국화과의 여러해살이풀 사철쑥 의 어린싹이며, 성미(性味)는 고미한(苦微寒)하고 청열(淸熱), 이습(利濕), 퇴황(退黃)하여, 급성간염, 만성간염, 간경변증, 간암 등에 널리 사용되고 있으며, 눗, 담낭결석 등의 질환에도 사용되고 있다. 약리작용으로는 담즙분비촉진작용, 간 기능 보호작용 특히 간세포의 재생작용이 탁월하다. 지질의 분해작용, 관상동맥 확장 작용과 혈압 강하 작용이 나타나고, 해열, 이뇨, 항균작용도 보인다. (지형준: 대한약전 및 대한약전외 한약규격주해, 서울, 한국메디칼인덱스사, P638, 1998) 인진쑥은 열을 내리고 습을 제거하는 효과가 있어, 습열 황달, 소변이 잘 나오지 않는 증상을 치료하는데 효과가 있는 것으로 알려져 있는데, 이의 약리작용으로는 간손상 억제 작용(이치호 외 2명, 한국축산식품학회 제22차 추계학술발표회 초록집, 1998), 항암효과 (정차권 외 3명, 학국식품과학회 춘계 공동학술발표회 초록집, 1998), 항산화 작용, 혈중지질 감소 및 간기능 개선효과(한은경 외 4명, 학국식품영양과학회 춘계학술대회, 1997), 항돌연변이 효과 (최동성 외 5명, 한국생물공학회지, 2000), 항균효과(장매희 및 조연희, 인진쑥, 사철쑥, 사자발쑥의 정유성분 및 항균효과) 등이 알려져 있다. 그러나 지금까지 인진쑥의 식후혈당 저해효과는 보고된 바가 없다. 또한 인진을 이용한 가공품으로는 생당쑥엿, 편, 환 또는 추출차, 과립차 등의 제품이 개발되어 있는 실정이다.
이에 본 발명자들은 식후의 혈당강하약물을 개발할 목적으로 수십 종의 생약에 대하여 추출물을 제조하고 알파-글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 저해력을 측정한 결과 인진쑥의 추출물이 식후혈당 저해효과과 탁월함을 규명하여 본 발명을 완성하게 되었다.
상기와 같이 본 발명자들은 생체에 부작용이 없으면서 식후혈당 억제작용이 우수한 물질을 제공하고자 인진쑥으로 부터 에탄올로 추출하여 수득되는 추출물에 대해 약리학적 효과를 시험한 결과, 정상쥐 및 당뇨쥐에 있어서 식후혈당 저하효과가 뛰어난 것을 확인하였다. 즉, 본 발명 방법에 의한 인진쑥 추출물은 알파글루코시다제 효소의 활성을 억제하여 혈중 포도당 농도를 현저히 감소시키는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 혈당강하용 약리학적 조성물 또는 혈당강하용 건강기능식품으로 인진쑥추출물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상기 인진쑥 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 제공하는 것이다
본 발명은 인체와 동물에서 당질 대사를 조절함으로써 식후 탄수화물의 소화흡수를 억제하여 당뇨병을 억제하는데 유효한 인진쑥 및 이의 제조방법 그리고 상기 추출물을 유효성분으로 하여 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약학적 조성물 및 당뇨치료/예방 기능성 식품에 관한 것이다.
본 발명 인진쑥 추출물의 제조방법으로는 공지방법을 사용하는 것이 가능하다. 예컨대 인진쑥을 채취하여 생 또는 건조된 상태의 것을 에탄올, 에탄올, 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물 등의 용매들을 가한 후 실온에서 침적 추출하거나 가온 추출할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 있어서 인진쑥을 부탄올 용매하에서 얻은 추출물이 혈당강하효과가 특히 뛰어났다.
본 발명 인진쑥 추출물은 흰쥐에 아주 많은 양을 경구투여 하여도 전혀 급성 독성을 나타내지 않았다. 또한 식품의약품안정청 고시식품주원료로 사용가능한 품목으로 지정 되어있어 인진쑥 추출물은 부작용이나 독성 등의 문제가 없어 스트레스, 지방과다섭취, 당 과다 섭취 및 운동부족 등으로 인한 당뇨병 유발을 임상적으로 예방 또는 치료할 수 있는 치료제로 이용하거나 기능성 식품의 유효성분으로도 이용할 수 있는 것으로 판단되었다.
본 발명에 따른 인진쑥 추출물은 실질적으로 부작용이나 독성이 없이 안전하게 투여할 수 있는 약제로 판단되며, 약학적 조성물을 임상적으로 이용시 약제학적 분야에서 통상적인 방법에 따라 통상적인 약제학적 제제로 제형화시켜 이용할 수 있다. 또한, 본 발명 인진쑥 추출물은 요구르트, 음료수, 아이스크림, 양념, 인스턴트 식품 등의 식품이나 가축사료 등에 혼합하여 고상, 액상 또는 젤리 형태로 혈당을 강하시킬 수 있는 기능성 식품의 제조에 이용될 수도 있으며, 특히 요구르트의 경우 식후에 먹는 경향이 많은 점을 들어 손쉽게 정상인이나 당뇨환자들의 식후 급격한 혈당의 상승을 막을 수 있는 당뇨 환자용, 당뇨예방용 기능성식품으로 활용될 수 있다. 본 발명 조성물 또는 기능성 식품에는 필요에 따라 인진쑥 추출물 이외에 인체의 당흡수를 억제하여 당뇨병을 예방 및/또는 치료하는데 사용되는 공지 물질 또는 새로운 물질을 추가로 포함하여 상승작용을 발휘할 수도 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명 인진쑥 추출물은 알파-글루코시데이즈 효소활성을 억제하여 식후 탄수화물의 소화를 저해함으로서 혈당의 급격한 상승을 억제하고, 당뇨병을 예방 및/또는 치료에 이용할 수 있는 매우 뛰어난 효과가 있으며, 식후에 많이 복용하는 요구르트에 첨가함으로써 손쉽고 안전하게 식후과혈당을 조절할 수 있고, 인진쑥은 식품의약품안정청고시 식품원료 중 주원료로 사용할 수 있어 본 발명은 의약식품산업상 매우 유용한 발명인 것이다
도 1은 스트렙토조토신으로 당뇨병을 유발한 흰쥐에서 인진쑥 추출 (400mg/kg)을 맥아당과 함께 투여한 경우, 대조군에 비해 식후혈당 상승억제효과를 나타내는 그림.
도 2는 정상쥐에 있어서 인진쑥 추출물 섭취 후 식후혈당 상승억제효과를 나타내는 그림.
도 3은 정상쥐에서 인진쑥요구르트 섭취 후 식후혈당 상승억제효과를 나타내는 그림.
본 발명의 구성 및 작용효과를 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적일 뿐 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않는다.
실시예 1: 인진쑥 추출물 (extract)의 제조
인진쑥을 건조약재의 상태로 경동약령시장에서 구입하여 추출용 재료로 사용하였다. 인진쑥 건조약재와 에탄올(ethanol)을 각각 1 : 3(W/V)의 비율로 섞어 7일 동안 냉침하여 추출한 후, 여과종이필터을 이용하여 여과한 후 여과액을 감압농축기로 40℃에서 농축하였다.농축물을 70% 메탄올로 다시 녹인 후, 극성도에 따라 4가지 용매(헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물)를 이용하여 순차적으로 추출하여 감압농축기를 사용하여 40℃에서 농축하였으며, 물층은 동결건조기를 이용하여 동결건조하여 추출물 시료로 사용하였다.
실시예 2: 인진쑥 추출물의 알파-글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 저해활성 검색 16시간동안 절식시킨 수컷 스프라그-도올리(Sprague-Dawley)계 흰쥐의 소장 상피층을 취하여 01 M 인산완충용액(pH70)으로 현탁한 후 초음파로 15초간 3회 분쇄하고 4℃, 10,000 rpm에서 30분간 원심분리하여 상등액을 조효소액으로
사용하였다. 알파-글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 효소 활성 측정시에 이용할 글루코스(glucose) 시약은 페닐렌다이아민(O-phenylenediamine) 125 ㎍/ml, 페록시데이즈(peroxidase) 5 units/ml 그리고 글루코스 옥시데이즈(glucoseoxidase) 096 units/ml로 만들어 사용하였다.조효소액, 01 M 인산완충용액(pH 70), 2 mM 맥아당(maltose) 그리고 시료액을 최종 농도가 20 ㎍/ml 첨가하여 40분간 37℃에서 배양한 다음,항온수조(80 ℃, 3분)에서 효소를 불활성화 하였다.
반응 용액 중 100 ㎕를 새로운 96 웰 플레이트에 옮겨주고, 글루코스(glucose) 시약을 동량 가하여 준 후, 37℃에서 30분간 배양하여 발색시킨 후, 3 N 염산(HCl)을 가하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다.저해활성 정도는 양성대조구(positive control)와 비교하여 상대적인 저해 퍼센트를 구하고 50% 억제하는 농도(IC50)를 구하였다.
인진쑥 추출물의 알파글루코시데이즈 저해활성(microg/ml)
추출물 인진쑥 (IC50) 복분자 (IC50) 작약 (IC50)
에탄올 추출물 20.7 30 69
헥산 추출물 >50 >50 >50
에틸 아세테이트 추출물 18.6 39 16
부탄올 추출물 11.5 36 75
물 추출물 >50 >50 >50
기존에 효과가 있다고 보고된 복분자(한국공개특허공보 제 2003-0091178)나 작약(한국공개특허공보 제 2003-0017092) 에 비해서 훨씬 효과가 좋았으며, 특히 인진쑥의 부탄올 추출물이 가장 효과가 좋았다. 또한 에탄올 추출물의 경우에도 다른 약재 추출물에 비해 효과가 더 좋았다.
실시예 3: 당뇨쥐에 있어서 식후 혈당 저하효과체중 250-300g의 수컷 스프라그-도올리(Sprague-Dawley) 흰쥐 (혈당 80 -120 mg/dl 사이) 12 마리에게01M 구연산 완충용액에 용해시킨 스트렙토조토신을 대퇴부 근육에 1회 주사(75 mg/kg 체중)하여 당뇨병을 유발하였다. 1주일 후 동물을 12시간 절식시키고 꼬리에서 채혈하여 혈당측정기(SUPER GLUCOCARDTM II, KDK사)로 측정한 혈당이 200 mg/ml 이상으로 나타나 당뇨병이 유발되었음을 확인하였다. 실험 동물을 평균체중을 유사하게 두 군으로 나누었다 (대조군 266.2
Figure pat00001
4.1 g, 인진쑥군 269.5 + 4.3 g) 당뇨병이 유발된 대조군에서는 맥아당(maltose)을 2 g/kg 경구투여한 후 식후
0, 30, 60, 120, 180 분에 꼬리정맥에서 채혈하여 혈당측정기로 혈당을 측정하였다.맥아당(maltose)이 쥐의 소장에 존재하는 알파-글루코시데이즈 (alpha- glucosidase)에 의해 포도당으로 분해 되어 혈액내로 흡수되어 60분 후 혈당상승치가 121 mg/dl의 높은 혈당을 보였다.그러나 맥아당(maltose)과 함께 투여한 인진쑥 부탄올 추출물을 400 mg/kg 경구투여한군은 알파-글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 활성을 저해하여 매우 유의성 높게 혈당강하 효과를 나타냈다.따라서 따라서 인진쑥 추출물의 섭취는 당뇨쥐에 있어서 뚜렷한 식후혈당 상승억제 효과를 나타내었다.
실시예 4: 정상쥐에 있어서 식후 혈당 저하효과
체중 120-140g의 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐 20마리를 체중을 측정하여 평균체중이 유사하게 두 군으로 나누었다(대조군 128.0
Figure pat00002
2.4 g, 인진쑥이군 130.0 + 2.8 g, 평균 + 표준오차) 동물에게 투여하는 용액은 당뇨쥐의 경우와 동일한 양을 경구투여하여 실험하였다. 식후 0, 30, 60, 120, 180 분에 꼬리정맥에서 채혈하여 혈당측정기로 혈당을 측정하였다. 대조군에서는 맥아당(maltose)을 2 g/kg 경구투여한 후 맥아당(maltose)이 쥐의 소장에 존재하는 알파-글루코시데이즈(alpha-glucosidase)에 의해 포도당으로 분해 되어 혈액내로 흡수되어 30분 후 혈당상승치가 56 mg/dl의 높은 혈당을 보였다.그러나 맥아당(maltose)과 함께 투여한 인진쑥 부탄올 추출물군은 알파-글루코시데이즈(alpha-glucosidase) 활성을 저해하며 30분 후 혈당이 35 mg/dl 혈당강하 효과를 나타냈다.따라서 인진쑥 추출물의 섭취는 정상쥐에 있어서 뚜렷한 식후혈당 상승억제 효과를 나타내었다.
실시예 5 : 인진쑥 요구르트의 식후 혈당 저하효과
체중 120-140g의 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐 16마리를 체중이 평균체중이 유사하게 두 군으로 나누었다(대조군 130.0
Figure pat00003
3.3 g, 인진쑥이군 131.2
Figure pat00004
2.8 g, 평균 + 표준오차) 엔유씨 유산균발효기(주식회사 엔유씨전자)를 이용하여 우유로 요구르트로 발효시킨 후 인진쑥 추출물 20 %과 맥아당(maltose)을 2 g/kg 섞어인진쑥 요구르트를 만들었다. 12시간 절식한 동물에게, 70ml/체중kg 에 해당하는 양을 경구투여하였다. 식후 0, 30, 60, 120, 180분에 꼬리정맥에서 채혈하여 간이혈당계(Glucotrend)로 혈당을 측정하였다. 인진쑥요구르트군의 경우혈당증가치가 식후30분에 42
Figure pat00005
38 mg/dL로, 대조군(61
Figure pat00006
51 mg/dl)에 비해 유의적으로 낮았다(P < 0.01) 인진쑥요구르트의 섭취는 정상쥐에 있어서 식후혈당 증가를 현저히 낮추었다.

Claims (1)

  1. 인진쑥을 물 또는 메탄올 또는 에탄올로 추출한 조추출물, 또는 이 조추출물에서 에칠아세테이트, 부탄올로 추출한 추출물을 유효성분으로 하는 식후과혈당 억제용 식품인 요구르트 제조방법.
KR1020190055327A 2019-05-10 2019-05-10 인진쑥 추출물에 의한 식후 혈중포도당 농도상승 억제 요구르트 제조방법 KR20200130032A (ko)

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