KR20210008588A

KR20210008588A - 고온고압법제생강 추출물을 포함하는 대사질환 예방 및 치료용 조성물

Info

Publication number: KR20210008588A
Application number: KR1020190084868A
Authority: KR
Inventors: 강세찬; 정용준; 권정은; 강동호; 백현진
Original assignee: 경희대학교 산학협력단
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2021-01-25
Also published as: KR102283093B1

Abstract

본 발명은 고온고압법제생강 추출물의 대사질환 치료용 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 고온고압법제생강은 구체적으로 생강을 고온고압 처리 후 건조한 다음 추출, 농축함으로써 제조되며, 이러한 고온고압법제생강 추출물은 생강추출물보다 더 효율적으로 지방세포의 분화와 지방축적을 효율적으로 억제한다. 더 나아가 α-glucosidase를 억제하고 glucose 흡수를 높이며, PPARγ의 길항제로 작용한다. 그러므로 고온고압법제생강 추출물은 비만, 당뇨 등과 같은 대사질환의 예방 및 치료용 조성물로 유용하게 이용될 수 있다.

Description

고온고압법제생강 추출물을 포함하는 대사질환 예방 및 치료용 조성물{Composition for prevention and treatment of metabolic diseases including ginger extract}

본 발명은 고온고압법제생강 추출물을 포함하는 대사질환 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 대사 질환인 비만은 식이생활과 관련이 깊으며, 단순히 외형적 뿐만 아니라 대사장애로 인해 체내에 지방이 과잉 축적된 상태를 말한다. 즉 칼로리 섭취가 신체활동과 성장 등에 필요한 에너지보다 초과되어 중성지방의 형태로 과잉 축적되며, 이로 인한 생리적 기능의 저하뿐만 아니라, 뇌졸중, 동맥경화, 심근경색 등의 심혈관계 질환, 당뇨, 간경변증 등 만성질환의 빈도를 증가시켜 사망빈도를 증가시킨다.

지방조직에서 에너지 저장 및 내분비 물질 분비는 지방세포의 분화 및 성장과 밀접한 관련이 있으며 지방축적 과정이 함께 일어난다. 지방세포 분화는 정구지방세포가 증식되고, 이들이 지방세포로 분화되면서 중성지방이 축적되는 과정으로, 인슐린이나 IGF-1 (Insulin like growth factor-1), 성장호르몬 등이 전구지방세포에 작용하여 C/EBP (CCAAT/enhancer binding proteins) family, PPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ), aP2 (adipocyte protein 2) 등의 전사인자들이 활성화되면서 발생한다. 또한 지방세포의 성장은 지방세포 수에는 변화가 없이 이미 분화된 지방세포 내의 중성지방이 축적되면서 비대형 지방세포로 변형되며, 이러한 중성지방 축적 과정에는 ACC (acetyl CoA carboxylase), FAS (fatty acid synthase), HMG-CoA R (3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase), CD36 (cluster of differentiation 36) 등의 유전자의 발현이 유도되면서 발생하는 것으로 알려져 있다.

따라서 지방전구세포로부터 지방세포로의 분화 억제, 지방세포에서의 중성지방 축적 억제, 이에 따른 PPARγ, C/EBRα/β, PPARγ, aP2, ACC, FAS, HMG-CoA R, CD36의 발현 억제 활성을 갖는 물질은 비만 예방 및 치료용 조성물로 활용될 수 있다.

그리고 대사 질환인 당뇨는 고혈당을 특징으로 하며, 췌장의 β-세포의 파괴로 인해 인슐린이 결핍되어 발생하는 제 1형 당뇨와, 인슐린은 잘 분비가 되나 말초조직에서 인슐린 저항성이 생기면서 포도당의 유입이 세포로 일어나지 않아 혈당이 높아지는 제 2형 당뇨로 나눠진다. 이 중 2형 당뇨는 비만과 마찬가지로 식생활의 불균형과 활동량의 감소 등으로 인하여 이환율과 사망률을 증가시킨다.

혈당은 탄수화물 흡수율에 의해 영향을 받을 수 있는데, α-glucosidase는 탄수화물의 소화에서 마지막 단계를 촉진시켜 포도당으로 전환시키는 효소로서, 당뇨병 환자의 경우 α-glucosidase의 활성이 정상인에 비해 높아져있어 탄수화물 섭취 시 혈당이 상승한다. 또한 혈중에 존재하는 glucose는 각 세포로 이동되어 에너지 대사에 쓰인다. 혈중에 glucose 농도가 증가하면 인슐린 분비가 촉진되고, 인슐린은 근육, 지방, 여러 다른 조직으로 glucose 유입을 촉진시킨다. 그 중 근육은 신체에서 glucose를 처리하는 주요한 장소이며, 인슐린에 반응하여 약 75% 이상의 glucose를 처리한다. 인슐린에 의해 활성화된 glucose transporter 4(GLUT4)는 세포내로 glucose의 유입을 증가시켜 체내의 glucose 농도를 조절하는 중요한 역할을 한다. PPAR는 nutrient sensing 및 당과 지질대사의 조절에 관여한다고 알려져 있으며, 이들 중 PPARγ는 에너지 대사에서 인슐린의 감수성을 증가시키는 thiazolidinedione (TZD) 계열에 대한 수용체로서 작용한다. TZD는 PPARγ에 선택적으로 작용하는 약으로 간의 포도당 생성은 약하게 억제하지만 체내 포도당 이용률을 증가시켜 인슐린 감수성을 향상시켜 주는 당뇨치료제로 잘 알려져 있다. 그러나 TZD와 같은 혈당 강하제는 젖산 축적의 위험성, 간독성, 체중증가 등의 위험요소를 포함하고 있다.

따라서 α-glucosidase의 활성을 억제, 근육세포에서의 glucose유입증가 및 PPARγ에 특이적으로 작용하는 활성을 가진 물질은 당뇨 예방 및 치료용 조성물로 활용될 수 있다.

한편, 생강(Zingiber cassumunar Roxb.)은 생강과(Zingiberaceae) 식물에 속하는 진지버(Zingiber) 속 식물로서, 동남아시아 등지에 광범위하게 분포되어 있으며 민간요법으로 이용되어 왔다. 우리나라에서는 주로 남부쪽에서 재배되고 있고, 매운 맛과 냄새가 특징으로 주로 향신료로 식품에 사용되어 왔으며, 특히 한국, 중국, 일본 및 인도 등의 전통의학에서 소화기계, 중추신경계, 골관절계, 심혈관계 질환의 약초로 이용되어 왔으며(박종희, 한약백과도감(상), 도서출판 신일상사,pp.430-432, 2002; Ali BH et al., Some phytochemical, pharmacological and toxicological properties of ginger (Zingiber officinale Roscoe): a review of recent research, Food Chem. Toxicol., 46, pp.409-420,2008) 혈중 지질 및 당 수치를 낮추고, 항산화, 항염증, 항균 작용을 갖는 것으로 다수의 시험관내 (in vitro) 및 생체 내 (in vivo) 연구 결과에서 보고되었다. 생강의 주요성분은 gingerol, zingerone, shogaol과 parado등이 알려져 있으며 최근 이들 성분의 항산화, 항암 및 면역증진 효과가 보고되고 있다.

생강 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 암질환 예방 및 치료를 위한 조성물 (대한민국등록특허 0542587호), 생강 추출물 또는 이로부터 분리된 진저롤을 포함하는 치주질환의 예방 또는 치료용 조성물 (대한민국등록특허 0835899호), 스트레스 예방 및 치료를 위한 항스트레스제 조성물(대한민국등록특허 0373501호), 건강 추출물을 포함하는 신장암 치료용 조성물 및 건강 기능성 식품 (대한민국등록특허 0029424호)이 알려져 있으나, 고온고압법제생강을 이용한 비만, 당뇨 예방 및 치료와 관련하여 상기 문헌 어디에도 개시되거나 공개된 바가 없다.

이에, 본 발명자들은 고온고압법제생강 추출물에 의한 지방세포 분화 억제 및 지방축적 억제, α-glucosidase 억제, glucose uptake, PPARγ길항작용에 대한 지속적인 연구 결과, 고온고압법제생강 추출물이 생강추출물보다 지방세포 분화 억제와 분화된 지방세포의 축적을 억제, α-glucosidase의 억제, glucose uptake, PPARγ 길항작용에 효과가 뛰어남을 확인하였으며, 비만과 당뇨지표 유전자의 발현 조절에 효과가 뛰어남을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 고온고압법제생강 추출물의 비만, 당뇨 예방 및 치료용 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

이상에서의 본 발명에서 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이에 한정하는 것이 아니라, 후술할 실시예 및 청구범위에 기재된 사항을 통하여 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 분명하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 고온고압법제생강 추출물의 비만, 당뇨 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.

전술한 바와 같은 본 발명의 고온고압법제생강 건조 추출물의 비만, 당뇨 예방 및 치료용 조성물에 따르면, 상기 조성물은 전지방세포에서 지방세포로의 분화억제와 분화된 지방세포의 지방축적 억제, 비만 지표 유전자인 C/EBPs, PPARγ, aP2등을 억제하여 비만의 치료 및 예방이 가능하다. 또한 α-glucosidase 억제, glucose uptake, PPARγ agonist에 효과가 있으며, glucose upatake와 PPARγ agonist지표 유전자인 GLUT4, IRS, PPARγ등이 증가되어 당뇨의 치료 및 예방이 가능하다.

이상에서의 본 발명에 따른 효과는 상기에 한정되는 것은 아니며, 기타 본 발명의 효과들은 후술할 실시예 및 청구범위에 기재된 사항을 통하여 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 분명하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물의 지방세포 분화억제 (100 ㎍/ml) 효능을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물의 비만관련 유전자 발현억제 양상을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물의 α-glucosidase 억제 효능을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물의 glucose 흡수 증가 효능을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물의 당뇨관련 유전자 발현 증가 양상을 근육세포에서 확인한 것이다.
도 6은 본 발명의 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물의 당뇨관련 유전자 발현 증가 양상을 전지방세포에서 확인한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명은 비만, 당뇨억제에 효과가 있는 고온고압법제생강 추출물에 관한 것으로 비만, 당뇨의 예방 및 치료용 의약 또는 건강기능식품 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 고온고압법제생강 추출물은 생강추출물에 비교했을 때, 전지방세포(Preadipocyte)가 성숙한 지방세포(Adipocyte)로 분화해 가는 과정을 억제할 뿐만 아니라 이미 성숙한 지방세포 내의 중성지방 축적 억제에도 효과가 뛰어나다. 3T3-L1 전구지방세포는 선택적 조건하에서 성장시키면 지방세포로 분화하는 성질을 가지고 있는데 고온고압법제생강 추출물은 이러한 전구지방세포인 3T3-L1 세포를 성숙한 지방세포로 분화되는 것을 억제하고, 또한 성숙된 지방세포 내의 중성지방(Triglyceride)을 유리 지방산(Free fatty acid)과 글리세롤(Glycerol)로 분해함으로써 지방 분해를 촉진시키는 효능이 있다. 또한 이러한 지방세포에서 비만 관련 전사인자인 C/EBPs, PPARγ, aP2 등을 억제시킨다.

또한 고온고압법제생강 추출물은 생강추출물과 비교했을 때, 탄수화물의 소화에서 마지막 단계를 촉진시키는 효소인 α-glucosidase를 억제시키고, glucose의 흡수를 증가시키며 PPARγ의 특이적 작용물질로 작용하여 근육, 지방, 간에서 PPARγ의 감수성을 높여주며, 말초 포도당대사를 증가시키고 지방분해를 감소시켜주며 말초지방세포의 분화를 증가시키는 효능이 있다. 또한 근육세포와 지방세포에서 당뇨관련 전사인자인 GLUT4, IRS, PPARγ 등을 증가시키며, 당뇨 관련 전사인자들의 상위조절 인자들의 발현을 증가시킨다.

본 발명의 일실시예에서 고온고압법제생강 추출물은 비만 또는 당뇨 치료 및 예방 활성이 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따르면 고온고압법제생강 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 당뇨 예방 또는 치료용 약학조성물로서 이용될 수 있다.

또, 본 발명의 다른 일실시예에 따르면 고온고압법제생강 추출물을 함유하는 비만 예방 또는 개선용 식품조성물로서 이용될 수 있다.

본 발명에서 예방이라 함은 비만 또는 당뇨를 예방하는 것으로 지방 축적 억제, 소화 및 식욕 조절, 지방대사 조절, 체지방합성억제, 생체에너지대사조절, 지방분화세포조절 등의 비만발생을 예방하는 것 중 어느 하나 일 수 있으며, α-glucosidase 억제, glucose uptake, PPARγ agonist 등의 당뇨의 발생을 예방하는 것 중 어느 하나 일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고온고압법제생강 추출물은 생강 고온, 고압에서 찌거나 증숙시킨 후 건조시켜 추출 용매로 추출하거나 추출 용매로 추출하여 제조한 추출물을 농축시킴으로써 제조할 수 있다. 본 발명에서는 추출 용매에는 제한되지 않으나, 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올이나, 에틸아세테이트 또는 아세톤 등의 극성용매, 헥산 또는 디크로로메탄의 비극성용매 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 상기 용매로서 70% 에탄올을 이용하여 추출하여 고온고압법제생강 추출물을 제조하는 것으로 설명된다.

본 발명에서 사용되는 용어 "추출물(extract)"은 본 발명에서 고온고압법제 생강을 적절한 용매로 짜내고 추출액을 증발시켜 농축한 제제를 의미하는 것으로, 이에 제한되지는 않으나, 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 이들의 조정제물 또는 정제물일 수 있다. 상기 고온고압법제생강 추출물은 고온고압법제생강을 통상의 기술분야에 공지된 일반적인 추출방법, 농축방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 상기 추출방법으로는, 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게 열탕 추출, 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에서 제조된 고온고압법제생강 추출물은 단독으로 이용하거나 또는 다른 첨가물과 혼합한 혼합물을 이용할 수 있다. 바람직하게는 고온고압법제생강을 각각의 용매로 추출 농축한 고온고압법제생강 추출물과, 비만, 예방 또는 치료 효과가 있다고 알려진 첨가물과 혼합하여 비만 예방 또는 치료 조성물로서 사용되거나, 식품조성물로서 사용될 수 있다.

본 발명에서, 용어 "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 비만 또는 당뇨의 발생 및 이로 인한 합병증을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명에서 사용된 용어 "치료"란 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 비만 또는 당뇨 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 대한의학협회 등에서 제시된 자료를 참조하여 본 발명의 조성물이 효과가 있는 질환의 정확한 기준을 알고, 개선, 향상 및 치료된 정도를 판단할 수 있을 것이다.

본 발명에서 비만 또는 당뇨병은 비만이나 당뇨병으로 인한 합병증으로 대사성 질환을 포함하는 의미이다.

바람직하게 대사성질환은 당뇨병, 고지혈증, 뇌졸중, 동맥경화, 심혈관 질환, 비알콜성 지방간 또는 비만을 포함하여 대사성 질환의 예방 및 치료용 조성물로서 제공될 수 있다.

본 발명의 약학조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여된다. 본 발명에서 사용되는 용어, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 건강상태, 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 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, 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명에서, 상기 약학조성물은 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸의 경구형 제형, 액상, 크림상, 로션상, 페이스트상 또는 고체상의 경피 국소 도포형 제형, 좌제, 멸균 주사용액 및 분무제를 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제형일 수 있다.

본 발명의 약학조성물의 치료적으로 유효한 양은 여러 요소, 예를 들면 투여방법, 목적부위, 환자의 상태 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 인체에 사용 시 투여량은 안전성 및 효율성을 함께 고려하여 적정량으로 결정되어야 한다. 동물실험을 통해 결정한 유효량으로부터 인간에 사용되는 양을 추정하는 것도 가능하다. 유효한 양의 결정시 고려할 이러한 사항은, 예를 들면 Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed.(2001), Pergamon Press; 및 E.W. Martin ed., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed.(1990), Mack Publishing Co.에 기술되는 것에 따를 수 있다.

본 발명에서 약학조성물은 고온고압법제생강 추출물을 약제학적으로 허용 가능한 염에 추가하여 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.

본 발명의 약학조성물은 또한 생물학적 제제에 통상적으로 사용되는 담체, 희석제, 부형제 또는 둘 이상의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체는 조성물을 생체 내 전달에 적합한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc. 에 기재된 화합물, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로스 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 이용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주이용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 당 분야의 적정한 방법으로 또는 Remington's Pharmaceutical Science(Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.

본 발명의 약학조성물은 약제학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이때 약제학적으로 허용 가능한 첨가제로는 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀룰로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니톨, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바 납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당, 덱스트로스, 소르비톨 및 탈크 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 약제학적으로 허용 가능한 첨가제는 고온고압법제생강 추출물에 대해 0.1 중량부 내지 90 중량부 포함되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 비 경구 투여(예를 들어 정맥 내, 경피, 복강 내 또는 국소에 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다.

본 발명의 조성물의 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 통상적으로 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 다양한 부형제, 예컨대 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 함께 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성 용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제 등이 포함된다.

본 발명의 식품조성물은 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 통상의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 통상의 기술분야에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 다른 비만 또는 당뇨병의 개선 및 치료의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.

또한, 본 발명의 식품조성물이 사용될 수 있는 건강식품의 종류에는 제한이 없다. 아울러 본 발명의 고온고압법제생강 추출물을 포함하여 당업자의 선택에 따라 건강기능식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림 류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 추출물을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다.

본 발명의 고온고압법제생강 추출물을 제조하는 바람직한 방법으로서는 먼저, 생강의 껍질을 벗긴 뒤 100 ~ 120℃와 0.1 ~ 0.15 MPa로 설정된 autoclave에 넣고 생강을 쪄준다.

상기 고온 고압 처리를 한 생강을 건조한뒤 알코올로 추출하여 추출물을 얻는다.

상기 알코올 추출물을 여과하여 감압 농축하여 농축물을 얻는다.

이렇게 얻어진 고온고압법제생강 추출물은 전지방세포(3T3-L1)가 지방세포로 분화되는 것을 억제하고, 분화된 지방세포의 지방축적을 억제하는 효능이 생강추출물에 비해 뛰어남을 확인하였다.

또한, 고온고압법제생강 추출물은 α-glucosidase의 활성을 억제하고, 근육세포 (C2C12)에서 glucose의 흡수를 높이고, 전지방세포 (3T3-L1)에서 지방세포의 분화를 증가시켜 지방축적의 재분배를 시키는 효능이 생강추출물에 비해 뛰어남을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 고온고압법제생강 추출물은 지방세포의 분화를 억제하고 지방세포의 지방축적을 억제함으로써 비만 예방 및 치료에 효과적으로 적용될 수 있다. 또한 α-glucosidase의 활성을 억제시키고 근육세포에서의 glucose의 흡수를 높이며 전지방세포를 분화를 증가시켜 지방축적의 재분배를 시킴으로써 당뇨 예방 및 치료에도 효과적으로 적용될 수 있다.

이하, 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 고온고압법제생강 건조 추출물의 제조

서산에서 구입한 생강 500g의 껍질을 제거한 후, 100 ~ 120℃, 0.1 ~ 0.15 MPa로 설정된 autoclave를 이용해 생강을 쪘다. 고온 고압 처리한 생강은 24시간 동안 건조기를 이용해 건조시킨 후, 6시간동안 열수추출기를 이용해 70% 에탄올 2L로 추출하여 여과한 뒤, 감압 농축기를 이용해 농축하여 고온고압법제생강 추출물을 얻었다.

<실시예 2> 전지방세포 분화 억제 및 지방세포 지방축적 억제

3T3-L1 전지방세포는 10% 혈청과 항생제가 포함된 DMEM 배지를 사용하였으며, 5%의 이산화탄소의 공급과 37℃가 유지되는 배양기에서 배양하였다. 먼저 3T3-L1 세포를 1×10⁴cells/well의 농도로 96 웰 플레이트에 분주해 세포가 100%로 융합될 때까지 배양하였으며, 지방세포로 분화시키기 위하여 MDI (0.5 mM 3-isobutyl-1-methyxanthine, 1 μM dexamethason, 10 ㎍/ml insulin, Sigma) 칵테일을 처리하였다. 이틀 후에 배지를 교체하고, 인슐린(Insulin)만을 같은 농도로 처리하였으며, 이틀 후 DMEM 배지에 10% 혈청만 포함된 배양액으로 배지를 교체하여 4일 동안 배양하였다. 분화 억제 활성 시험을 위해 MDI 배지 처리 시 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 0 ~ 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, 지방축적 억제 활성 시험을 위해 DMEM 배지 처리 시에 같은 농도로 처리하였다. 총 8일 동안 분화시킨 지방세포를 4% 포름알데하이드(Formaldehyde) 용액으로 5시간 고정시킨 뒤 인산완충용액(Phosphate buffered saline, PBS)으로 2번 세척하고, 지방측정용 시약(AdipoRed)을 처리하였다. 10분 후 형광강도측정기 (Fluorometer, excitation 485 nm; emission 535 nm)로 측정하였다.

이와 같이 측정한 결과는 다음 도 1에 나타내었다.

<실시예 3> 비만지표 전사인자 억제효과

전지방세포에서 지방세포로 분화가 시작되면 분화되는 과정 중 대표적으로 C/EBPβ, C/EBPα, PPARγ 등의 전사인자들이 발현하게 되며, 최종적으로 aP2 등의 유전자가 발현이 증가하게 된다. 따라서 고온고압법제생강 추출물로 부터 이러한 비만관련 유전자들의 억제효과 양상을 측정하였다.

6웰 플레이트에 3T3-L1 세포를 1×10⁵ cells/well의 농도로 분주한 후 세포가 100%로 융합될 때까지 배양하였으며, 지방세포로 분화시키기 위하여 MDI (0.5 mM 3-isobutyl-1-methyxanthine, 1 μM dexamethason, 10 ㎍/ml insulin, Sigma) 칵테일을 처리하였다. 이틀 후에 배지를 교체하고, 인슐린(Insulin)만을 같은 농도로 처리하였으며, 이틀 후 DMEM 배지에 10% 혈청만 포함된 배양액으로 배지를 교체하여 4일 동안 배양하였다. 고온고압법제생강 추출물은 MDI 배지 처리 시 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, 총 8일 동안 분화시킨 후 Trizol을 이용하여 RNA를 추출하였다. 분리된 RNA는 260 nm에서 정량한 후 cDNA 합성 키트 (Takara)를 이용해 cDNA로 합성하였으며, SYBR Premix Ex Taq kit (Takara)를 이용하여 real-time PCR를 실시하였다. 프라이머 반응 조건은 95℃에서 10분간 전보온 시켰으며, 95℃에서 15초, 60℃에서 1분으로 총 40 cycle을 반복하였다. 프라이머의 센스와 안티센스 서열은 하기에 나타내었으며, 비만관련 유전자 발현억제 효과는 도 2에 나타내었다.

도 2에서 나타난 바와 같이 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 처리할 경우 비만관련 유전자가 모두 억제되었으며, 특히 100 ㎍/ml 농도에서 매우 우수한 억제효과를 나타내었다.

C/EBPβ 프라이머

센스 : 5′-GGGGTTGTTGATGTTTTTGG-3′(서열번호 1)

안티센스 : 5′-CAGAAACGGAAAAGGTTCTCA-3′(서열번호 2)

C/EBPα 프라이머

센스 : 5′-CGCAAGAGCCGAGATAAAGC-3′(서열번호 3)

안티센스 : 5′-CACGGCTCAGCTGTTCCA-3′(서열번호 4)

PPARγ 프라이머

센스 : 5′-CAAGAATACCAAAGTGCGATCAA-3′(서열번호 5)

안티센스 : 5′-GAGCTGGGTCTTTTCAGAATAATAAG-3′(서열번호 6)

aP2 프라이머

센스 : 5′-CATGGCCAAGCCCAACAT-3′(서열번호 7)

안티센스 : 5′-CGCCCAGTTTGAAGGAAATC-3’(서열번호 8)

CD36 프라이머

센스 : 5′-GCTTGCAACTGTCAGCACAT-3′ (서열번호 9)

안티센스 : 5′-GCCTTGCTGTAGCCAAGAAC-3′(서열번호 10)

ACC 프라이머

센스 : 5′-GAATCTCCTGGTGACAATGCTTATT-3′(서열번호 11)

안티센스 : 5′-GGTCTTGCTGAGTTGGGTTAGCT-3′(서열번호 12)

FAS 프라이머

센스 : 5′-CTGAGATCCCAGCACTTCTTGA-3′(서열번호 13)

안티센스 : 5′-GCCTCCGAAGCCAAATGAG-3′(서열번호 14)

<실시예 4> α-glucosidase의 활성 억제 효과

α-glucosidase는 탄수화물의 소화에서 마지막 단계를 촉진시켜 포도당으로 전환시키는 효소로서, 당뇨병 환자의 경우 α-glucosidase의 활성이 정상인에 비해 높아져있어 탄수화물 섭취 시 혈당이 상승한다. 그러므로 α-glucosidase억제는 탄수화물의 분해를 지연하여 약화된 췌장에서 분비되는 인슐린만으로도 체내 혈당을 조절하여 당뇨병을 치료할 수 있다. 따라서 고온고압법제생강 추출물의 α-glucosidase 억제 효과를 효소수준에서 측정하였다.

생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 96 웰 플레이트에 6.25, 12.5, 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, 효소 (α-glucosidase)와 버퍼 (0.1M sodium phosphate buffer (pH 6.8))와 기질 (50mM Para-nitrophenyl glucopyranoside)를 섞어 샘플을 처리한 웰에 처리한 뒤, 30분간 인큐베이션 하였다. 2M NaOH를 처리하여 효소의 반응을 정지시킨 다음 ELISA reader를 이용하여 405nm에서 반응을 측정하였으며, 이와 같이 측정한 결과는 다음 도3에 나타내었다.

도3에서 나타난 바와 같이 고온고압법제생강 추출물을 처리할 경우 α-glucosidase의 반응이 억제되었으며, 특히 100 ㎍/ml의 농도에서 매우 우수한 억제 효과를 나타내었다.

<실시예 5> 근육세포에서의 glucose 흡수 증가 효과

C2C12 근육세포는 10%혈청과 항생제가 포함된 DMEM 배지를 사용하였으며, 5%의 이산화탄소의 공급과 37℃가 유지되는 배양기에서 배양하였다. 먼저 C2C12 세포를 1×10³ cells/well의 농도로 96 웰 플레이트에 분주해 세포가 80%로 융합될 때까지 배양하였으며, 근육세포로 분화시키기 위해 이틀마다 2% HS (Horse serum) 칵테일을 처리하여 6일 동안 배양하였다. glucose 흡수 활성 실험을 위해 근육세포로 분화 후, 24시간 동안 혈청이 들어가지 않은 배지를 처리해 준 후, 24시간동안 20μM 2-NBDG(2-[N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino]-2-deoxy-d-glucose)와 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 동시에 처리해주었다. glucose 흡수 실험을 위해 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 0 ~ 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, 2-NBDG와 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 24시간 동안 처리한 근육세포를 인산완충용액 (Phosphate buffered saline, PBS)으로 2번 세척하고, 10분 후, 형광강도측정기 (Fluorometer, excitation 485nm; emission 525nm)로 측정하였다.

이와 같이 측정한 결과는 다음 도 4에 나타내었다.

<실시예 6> 전지방세포의 PPARγ 감수성 증가 효과

3T3-L1 전지방세포는 10% 혈청과 항생제가 포함된 DMEM 배지를 사용하였으며, 5%의 이산화탄소의 공급과 37℃가 유지되는 배양기에서 배양하였다. 먼저 3T3-L1 세포를 1×10⁴cells/well의 농도로 96 웰 플레이트에 분주해 세포가 100%로 융합될 때까지 배양하였으며, PPARγ 감수성 증가를 위하여 MD (0.5 mM 3-isobutyl-1-methyxanthine, 1 μM dexamethason, Sigma) 칵테일을 처리하였다. 이틀 후에 배지를 교체하고, DMEM 배지에 10% 혈청만 포함된 배양액으로 배지를 교체하여 6일 동안 배양하였다. PPARγ 감수성 증가를 위해 MD 배지 처리 시 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 0 ~ 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, DMEM 배지 처리 시에도 같은 농도로 처리하였다. 총 8일 동안 분화시킨 지방세포를 4% 포름알데하이드(Formaldehyde) 용액으로 5시간 고정시킨 뒤 인산완충용액(Phosphate buffered saline, PBS)으로 2번 세척하고, 지방측정용 시약(AdipoRed)을 처리하였다. 10분 후 형광강도측정기 (Fluorometer, excitation 485 nm; emission 535 nm)로 측정하였으며, 형광현미경 (488 nm)로 관찰하였다.

이와 같이 측정한 결과는 다음 표 1에 나타내었다.

샘플 농도(㎍/ml)	생강추출물	고온고압법제생강 추출물	Rosiglitazone
100	150.68±4.32	226.32±4.03	246.15±2.94
50	164.28±11.47	227.20±8.79	202.56±5.94
25	151.82±5.64	176.68±8.49	204.54±5.61
12.5	140.33±1.57	158.62±6.03	168.02±2.06
6.25	182.61±6.61	168.59±4.22	165.24±8.41
0	100±4.14	100±4.14	100±4.14

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 고온고압법제생강 추출물은 생강추출물에 비해 전지방세포에서의 PPARγ 감수성이 높게 나타났다.

<실시예 7> 당뇨지표 전사인자 억제효과

근육세포에서 당을 흡수는 과정 중 대표적으로 IRS와 GLUT4가 발현하게 되며, insulin과 glucose가 더 효과적으로 흡수된다. 따라서 고온고압법제생강 추출물로부터 이러한 당뇨관련 유전자들의 증가양상을 측정하였다.

또한 전지방세포에서 insulin의 신호를 받아 PPARγ 길항작용이 일어나면 IRS와 PPARγ같은 유전자가 발현되고 이에 따라 GLUT4가 발현되면서 말초 포도당대사를 증가시켜 지방분해를 감소시켜주며 말초지방세포의 분화를 증가시키게 된다.

따라서 전지방세포에서 역시 고온고압법제생강 추출물에 대한 당뇨관련 유전자들의 증가양상을 측정하였다.

근육세포의 경우 6웰 플레이트에 C2C12 세포를 1×10⁵ cells/well의 농도로 분주 한 후 세포가 80%로 융합될 때까지 배양하였으며, 근육세포로 분화시키기 위하여 2% HS (Horse serum) 칵테일을 처리하여 6일 동안 배양하였다. glucose 흡수 활성 실험을 위해 근육세포로 분화 후, 24시간 동안 혈청이 들어가지 않은 배지를 처리해 준 후, 24시간동안 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, 총 8일 동안 분화시킨 후 Trizol을 이용하여 RNA를 추출하였다. 분리된 RNA는 260 nm에서 정량한 후 cDNA 합성 키트 (Takara)를 이용해 cDNA로 합성하였으며, SYBR Premix Ex Taq kit (Takara)를 이용하여 real-time PCR를 실시하였다. 프라이머 반응 조건은 95℃에서 10분간 전보온 시켰으며, 95℃에서 15초, 60℃에서 1분으로 총 40 cycle을 반복하였다. 프라이머의 센스와 안티센스 서열은 하기에 나타내었으며, 당뇨관련 유전자 발현증가 효과는 도 5에 나타내었다. 도 5에서 나타난 바와 같이 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 처리할 경우 모두 당뇨관련 유전자의 발현이 모두 증가되었으며, 특히 100 ㎍/ml 농도에서 매우 우수한 증가 효과를 나타내었다.

전지방세포의 경우 6웰 플레이트에 3T3-L1 세포를 1×10⁵ cells/well의 농도로 분주한 후 세포가 100%로 융합될 때까지 배양하였으며, 지방세포로 분화시키기 위하여 MDI (0.5 mM 3-isobutyl-1-methyxanthine, 1 μM dexamethason, 10 ㎍/ml insulin, Sigma) 칵테일을 처리하였다. 이틀 후에 배지를 교체하고, 인슐린(Insulin)만을 같은 농도로 처리하였으며, 이틀 후 DMEM 배지에 10% 혈청만 포함된 배양액으로 배지를 교체하여 4일 동안 배양하였다. 고온고압법제생강 추출물은 MDI 배지 처리 시 25, 50, 100 ㎍/ml의 농도로 처리하였으며, 총 8일 동안 분화시킨 후 Trizol을 이용하여 RNA를 추출하였다. 분리된 RNA는 260 nm에서 정량한 후 cDNA 합성 키트 (Takara)를 이용해 cDNA로 합성하였으며, SYBR Premix Ex Taq kit (Takara)를 이용하여 real-time PCR를 실시하였다. 프라이머 반응 조건은 95℃에서 10분간 전보온 시켰으며, 95℃에서 15초, 60℃에서 1분으로 총 40 cycle을 반복하였다. 프라이머의 센스와 안티센스 서열은 하기에 나타내었으며, 당뇨관련 유전자 발현증가 효과는 도 6에 나타내었다.

도 6에서 나타난 바와 같이 생강추출물과 고온고압법제생강 추출물을 처리할 경우 모두 당뇨관련 유전자의 발현이 모두 증가되었으며, 특히 100 ㎍/ml 농도에서 매우 우수한 증가 효과를 나타내었다.

GLUT4 프라이머

센스 : 5′-AGAGTCTAAAGCGCCT-3′ (서열번호 15)

안티센스 : 5′-CCGAGACCAACGTGAA-3′(서열번호 16)

IRS-1 프라이머

센스 : 5′- GCCAATCTTCATCCAGTTGC -3′(서열번호 17)

안티센스 : 5′- CATCGTGAAGAAGGCATAGG -3′ (서열번호 18)

PPARγ 프라이머

센스 : 5′-CGCTGATGCATGCCTATGA-3′ (서열번호 19)

안티센스 : 5′-AGAGGTCCACAGAGCTGATTCC-3′ (서열번호 20)

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

고온고압법제생강 추출물을 포함하는 비만 또는 당뇨 예방 및 치료용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 추출물은 생강을 찌고 건조시킨 생강의 추출물인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은, 고지혈증, 뇌졸중, 동맥경화, 심혈관 질환 또는 비알콜성 지방간 중에 선택되는 대사증후군을 더 포함하는 조성물.
제1항에 있어서,
상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 또는 이들의 혼합용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 추출되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제4항에 있어서,
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서,
상기 추출물은 지방세포의 분화를 억제하고 지방세포의 지방축적을 억제하거나, α-glucosidase의 활성을 억제시키고 근육세포에서의 glucose의 흡수를 높여 전지방세포를 분화를 증가시켜 지방축적의 재분배시키는 것을 특징으로 하는 조성물.
고온고압법제생강 추출물을 포함하는 비만 또는 당뇨 예방 및 개선용 건강기능식품.