KR20220000235A - 참깨박 추출물의 제조방법 및 이를 유효성분으로 포함하는 대장염 예방 또는 개선용 식품 조성물 - Google Patents
참깨박 추출물의 제조방법 및 이를 유효성분으로 포함하는 대장염 예방 또는 개선용 식품 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 물을 용매로 하여 참깨박을 초음파 추출하는 항대장염 효능이 있는 참깨박 추출물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 참깨박 추출물은, 체중감소를 억제시키고 분변이상, 직장출혈과 대장 길이의 감소를 억제시키고, 염증매개 사이토카인인 IL-6, IL-1β, TNF-α의 발현을 억제시키는 효과를 갖는바, 이를 유효성분으로 포함하는 조성물은 염증질환, 특히 대장염 질환을 예방/개선하거나 치료할 수 있는 조성물로서 의약품이나 기능성 건강식품과 같은 다양한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 참깨박 추출물은, 체중감소를 억제시키고 분변이상, 직장출혈과 대장 길이의 감소를 억제시키고, 염증매개 사이토카인인 IL-6, IL-1β, TNF-α의 발현을 억제시키는 효과를 갖는바, 이를 유효성분으로 포함하는 조성물은 염증질환, 특히 대장염 질환을 예방/개선하거나 치료할 수 있는 조성물로서 의약품이나 기능성 건강식품과 같은 다양한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 참깨박 추출물의 제조방법, 이를 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 건강기능식품, 이를 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
참깨박(sesame oil meal, 胡麻粕)은 기름을 짜고 남는 갈색의 부산물(물질)로서 호마박이라고 한다. 참깨박은 조단백질 함량이 40-50% 정도로 높으며, 단백질 외에도 칼슘과 인의 함량이 높고 모든 가축의 기호에 알맞으며 장기간의 저장도 가능하다.
참깨박에는 단백질, 식이섬유, 무기질 등 영양성분 뿐 아니라 항산화 물질로 잘 알려진 리그난 성분이 다량 함유되어 있다. 특히, 참깨박에 포함된 리그난의 일종인 세사미놀 배당체는 항산화, 뇌세포 손상 억제 등 다양한 기능성을 가지는 것으로 알려져 있다.
한편, 면역의 70%는 장에서 결정된다. 장에 있는 세균은 우리가 먹은 음식을 분해하고 소화할 수 있도록 만들어주며 면역계를 훈련하는 역할도 한다. 반면에 암이나 설사 등을 유발하기도 한다. 따라서, 장내세균 균형이 잘 맞아야 장이 건강하고 신체가 건강하다. 최근 연구를 통해서도 비만과 각종 난치병들이 이들 장내세균 및 장관면역과 관계가 깊다는 것이 속속 밝혀지고 있다.
염증은 유해한 요소를 제거하고 세포 및 조직을 회복시킴으로써, 손상 또는 감염으로부터 보호하는 중요한 면역 반응이다. 하지만, 과도한 급성 또는 만성 염증은 대장염, 관절염, 천식, 대장염, 파킨슨병, 알츠하이머병, 및 패혈증과 같은 심각한 장애를 일으킬 수 있다.
염증성 질환 중에서도 대장염(colitis)은 대장에 염증이 발생하는 질환으로, 감염, 열악한 혈액 공급 및 자가면역 반응 등 다양한 원인에 의해 발생한다. 복부팽만감, 하복 부통, 설사 등이 주요 증상으로 나타나고, 분변 중에 점액, 고름이나 혈액이 섞이는 경우도 있다. 대장염은 원인에 따라 크게 감염성 대장염과 비감염성 대장염으로 구분될 수도 있고, 발병 기간에 따라 급성 대장염과 만성 대장염으로 구분될 수도 있다. 급성 대장염에는 아메바성이질, 세균성이질, 살모넬라나 항생물질에 의한 위막성 대장염(pseudomembranous enteritis) 등이 있고 만성 대장염에는 궤양성 대장염, 크론병, 결핵, 매독, X선 등에 의한 것이 있다. 또한, 대장염은 염증성 대장 질환(inflammatory bowel disease; IBD) 뿐만 아니라 과민성 대장염 증후군(irritable bowel syndrome, IBS)등을 포함한다.
참깨박에서 다양한 효능이 있다는 사실은 이미 상당 수 연구가 진행되었으나, 이를 상용화하기 위한 추출공정의 개발에 어려움을 겪어 그 활용가능성에도 불구하고 참기름 찌꺼기는 여전히 폐기되고 있는 실정이다. 참깨박은 일부가 사료나 비료로 이용되기도 하지만 대부분은 폐기되고 있는 실정으로 이로 인한 추가 처리 비용, 환경오염 등의 문제가 발생되고 있다.
이처럼 참깨박은 고부가가치 소재로서 충분한 활용 가능성이 기대되어 왔지만 추출물의 생산에 어려움을 겪어 왔으며, 이와 관련된 특정 질환 치료용 의약품 또는 기능성식품 소재로서의 용도로는 연구가 미미한 실정이다.
본 발명의 일 목적은 물을 추출 용매로 사용하여 참깨박 추출물의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 다른 목적은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은 또 다른 목적은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는데 있다.
본 발명은 또 다른 목적은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 참깨박 추출물의 제조방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 참깨박에 용매를 첨가하여 참깨박 혼합물을 제조하는 단계; 상기 참깨박 혼합물을 초음파 추출하는 단계; 상기 초음파 추출한 추출액을 여과한 후 농축하는 단계; 및 상기 농축액을 건조하는 단계를 포함하는 참깨박 추출물의 제조방법을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 용매는 물일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 초음파 추출 단계에서 주파수 10~50 kHz의 주파수, 20℃~30℃의 온도, 3~5시간 및 70~90% 진폭 조건으로 초음파 처리할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 초음파 추출 단계를 1~5회 반복하여 수행할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 참깨박 혼합물은 참깨박 대 용매를 1:10~1:30의 중량비(w/v)로 혼합한 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조되는 참깨박 추출물을 제공한다.
또한, 본 발명은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 식품은 건강기능식품일 수 있다.
또한, 본 발명은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 건강기능식품은 음료류, 육류, 초코렛, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 건강기능식품은 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 바 등의 건강기능식품 제제류, 음료류, 껌류 및 캔디류로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제형일 수 있다.
또한, 본 발명은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 추출물은 체중감소, 분변이상, 직장출혈 및 대장 길이의 감소를 억제시키고, 염증매개 사이토카인인 IL-6, IL-1β, TNF-α의 발현 감소 효과를 가질 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 염증 질환은 대장염일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 대장염은 급성 장염, 세균성 대장염, 세균성 이질, 콜레라, 장티푸스, 여행자 설사, 바이러스성 대장염, 위막성 대장염, 아메바성 대장염, 염증성 장질환, 궤양성 대장염, 교원성 대장염, 림프성 대장염, 허혈성 대장염, 전환성 대장염, 크론씨 병, 베체트 증후군, 약제 유발 대장염, 현미경적 대장염, 림프구성 대장염, 방사선 대장염 및 불확정 대장염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 참깨박 추출물은, 체중감소, 분변이상, 직장출혈 등과 같은 대장염의 증상을 완화시키고, 대장 길이의 감소를 억제시키며, 염증매개 사이토카인인 IL-6, IL-1β, TNF-α의 발현을 억제시키는 효과를 갖는바, 이를 유효성분으로 포함하는 조성물은 염증 질환, 특히 대장염 질환을 예방/개선하거나 치료할 수 있는 조성물로서 의약품이나 기능성 건강식품과 같은 다양한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 참깨박은 식량작물로서 식용이 가능하므로 이로부터 유래한 추출물을 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 장기간 사용에도 안전한 이점을 가진다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 참깨박 추출물의 제조방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 참깨박 추출물의 제조방법에 의한 참깨박의 대량 추출 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 체중을 측정하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 음수량을 측정하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 분변이상정도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 직장출혈정도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 대장 길이를 측정하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 대장 조직 H＆E 염색 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 IL-6를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 IL-1β를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 IFN-γ를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 TNF-α를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 참깨박 추출물의 제조방법에 의한 참깨박의 대량 추출 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 체중을 측정하여 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 음수량을 측정하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 분변이상정도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 직장출혈정도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 대장 길이를 측정하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 대장 조직 H＆E 염색 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 IL-6를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 IL-1β를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 IFN-γ를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 DSS 대장염 마우스 모델의 TNF-α를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 참깨박에 용매를 첨가하여 참깨박 혼합물을 제조하는 단계; 상기 참깨박 혼합물을 초음파 추출하는 단계; 상기 초음파 추출한 추출액을 여과한 후 농축하는 단계; 및 상기 농축액을 건조하는 단계를 포함하는 참깨박 추출물의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 "참깨박"은 참깨로부터 압착공정을 거친 후 참기름을 제외하고 수득된 부산물이다. 상기 참깨로는 저온 또는 고온에서 가열 처리된 참깨 또는 가열 공정을 거치지 않은 생참깨 제한없이 사용 가능하다.
일 실시형태에 따르면, 상기 용매는 참깨박을 효율적으로 추출할 수 있는 용매를 사용하는 것이 바람직한데, 예를 들면 물, 탄소수 1 내지 4의 수용성 알코올 또는 이들의 혼합용매부터 선택하여 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 물 100%이다. 물을 용매로 사용할 경우 고가의 에탄올 용매 사용이 필요없고 에탄올 기화를 위한 가열과정 및 중화를 추가 공정, 폐수 처리를 위한 경제적 비용 부담이 줄어드는 장점이 있다.
본 발명에서 용어, "추출물"은 상기 추출물을 추가적으로 분획(fractionation)한 분획물도 포함한다. 즉, 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 비극성용매 또는 이들의 혼합용매의 추출물 뿐만 아니라, 상기 용매들로 재분획한 분획물, 또는 다양한 크로마토그래피나 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 통해 얻은 분획물을 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 초음파 추출 단계에서 10~50 kHz의 주파수, 20℃~30℃의 온도, 3~5시간 및 70~90% 진폭 조건으로 초음파 처리할 수 있다.
종래 천연물로부터 생리활성 물질의 수득을 위한 방법으로 열수 추출, 초음파 추출 등의 공정이 사용되고 있으나, 대상 물질의 특성에 따라 최적의 추출 조건이 달라지므로 대상 물질에 따른 최적 추출 조건의 확립이 필요하다.
한편, 종래 초음파 추출 공정은 주정과 산의 사용으로 중화 및 폐수처리에 따른 환경적 비용 부담이 발생하고 있으며, 장시간의 추출시간이 필요하므로 경제성이 매우 낮은 방법이었다.
본 발명에 따른 참깨박 추출물의 제조방법은 유기용매를 전혀 사용하지 않고 물만을 사용하였기에 중화를 위한 추가 공정이 필요 없고, 폐수 처리를 위한 경제적 비용 부담도 줄어들 수 있는 특징이 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 참깨박 추출물의 다량 생산과 안정성 유지 및 추출물의 생리활성 기능 유지를 위한 최적 추출 조건은 10~50 kHz의 주파수, 20℃~30℃의 온도, 3~5시간 및 70~90% 진폭 조건으로 수행함이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20 kHz의 주파수, 25℃의 온도, 4시간 및 80% 진폭 조건으로 수행할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 초음파 추출 단계를 1~5회 반복하여 수행할 수 있고 바람직하게는 3~5회 반복하여 초음파 추출할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 참깨박 혼합물은 참깨박 대 용매를 1:10~1:30의 중량비(w/v)로 혼합한 것일 수 있다. 구체적으로, 건조된 참깨박에 상기 참깨박 중량의 약 10배 내지 30배(w/v), 바람직하게는 20배 내지 30배(w/v)의 정제수를 포함한 물을 가하여 혼합한 것일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 초음파 추출한 추출액을 여과포로 여과하여 동결 건조하거나 또는 하우징 필터 (100 μm → 50 μm)를 이용하여 여과 후 동결 건조할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 농축 조건은, 50℃~60℃의 온도, 15~25의 교반 RPM, -9~-7torr의 진공도, 170~190L/hr의 증발속도 조건으로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 온도 55℃~60℃, 교반 RPM 20, 진공도 -8torr, 증발속도 180L/hr 조건으로 수행할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 농축 방법은, 다이아프램펌프를 사용하여 교반형 농축기로 여과액을 이송하고, 이송 완료 후 상기 농축 조건에서 농축을 시작한다. 이후 농축이 완료되면 가압하여 액 모바일탱크로 이송한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 건조는, 동결 건조, 분무 건조, 저온 냉풍 건조 등과 같은 방법으로 건조할 수 있다. 바람직하게는, -50℃~-40℃의 온도, 5~7시간의 냉동조건; 25℃~35℃의 온도, 48~52시간의 건조조건으로 수행할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 온도 -45℃, 6시간의 냉동조건; 온도 30℃, 51시간의 건조조건으로 수행할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 건조 방법은, 트레이를 선반에 세팅한 후 비커에 농축액을 넣은 후, 상기 조건에서 동결 및 건조시킨다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 제조되는 참깨박 추출물을 제공한다. 상기 참깨박 추출물은 대장염 증상을 억제하거나 증상을 개선하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 식품은 건강기능식품일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 염증 질환은 대장염일 수 있다.
본 발명에서 용어, "예방"은 본 발명에 따른 참깨박 추출물을 포함하는 조성물의 투여로 특정 질환(예를 들어, 대장염)의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 말한다.
본 발명에서 사용되는 용어, "개선"은 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 용어, "염증 질환"은 전신성 홍반성 루푸스, 경피증, 궤양성 대장염, 크론병, 아토피성 피부염, 건선, 아나필랙시스, 피부염, 당뇨병성 망막증, 망막염, 황반 변성, 포도막염, 결막염, 뇌졸증, 관상동맥질환, 동맥경화증, 죽상동맥경화증, 심근경색, 불안정 협심증, 맥관염, 혈관협착, 가와사키병, 거대세포 동맥염, 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 골관절염, 골다공증, 알레르기, 당뇨, 당뇨성 신장병, 신염, 신장염, 쇼그렌 증후군, 자가 면역 췌장염, 치주질환, 천식, 이식편 대 숙주 질환, 만성 골반 염증 질환, 자궁내막염, 비염, 종양전이, 이식 거부 및 만성 전립선염 등을 예시할 수 있다.
본 발명에서 용어, "대장염"은 대장에 염증이 발생한 상태를 의미하며, 예를 들어, 급성 장염, 세균성 대장염, 세균성 이질, 콜레라, 장티푸스, 여행자 설사, 바이러스성 대장염, 위막성 대장염, 아메바성 대장염, 염증성 장질환, 궤양성 대장염, 교원성 대장염, 림프성 대장염, 허혈성 대장염, 전환성 대장염, 크론씨 병, 베체트 증후군, 약제 유발 대장염, 현미경적 대장염, 림프구성 대장염, 방사선 대장염 또는 불확정 대장염일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 용어, "식품 조성물"은 그를 섭취하는 대상체에 제공되는 영양소에 관계없이, 그 생물의 하나 이상의 기능에 유리하게 작용하여 보다 나은 건강 상태를 제공하는 식품을 의미한다. 결과적으로, 상기 식품 조성물은 질병 또는 질병-유발 인자의 예방, 개선 또는 치료를 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 참깨박 추출물을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물일 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 상기 참깨박 추출물은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 ~ 99.9중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 유효성분인 참깨박 추출물을 함유하는 것 외에 통상의 식품 조성물과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 향미제는 천연 향미제 (타우마틴), 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 식품 조성물은 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 식품학적으로 허용 가능하거나 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 식품 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 식품 조성물의 제제 형태는 정제, 캡슐제, 분말, 과립, 액상, 환, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 또는 점적제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 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 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
상기와 같은 방식으로 제제화된 본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가될 수 있다.
본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
또한, 상기 식품 조성물은 유효성분인 참깨박 추출물 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
본 발명의 유효성분인 참깨박 추출물은 천연물질로서 화학약품과 같은 부작용은 거의 없으므로 항산화 기능성 부여를 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 염증 질환은 대장염일 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 염증 관련 질환 예방 또는 개선용을 목적으로, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.
본 발명에서 용어, "건강기능식품"은 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
상기 식품 첨가물 공전에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다.
예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 참깨박 추출물을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.
캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분인 참깨박 추출물을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 상기 추출물을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.
환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 참깨박 추출물과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.
과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 참깨박 추출물과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
본 발명의 참깨박 추출물은 우수한 항염증, 특히 항대장염 효과를 실험적으로 입증하였는바, 염증 관련 질환의 예방 또는 개선에 효과적이다.
일 실시형태에 따르면, 상기 건강기능식품은 음료류, 육류, 초코렛, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등일 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 상기 건강기능식품은 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 바 등의 건강기능식품 제제류, 음료류, 껌류 및 캔디류로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제형일 수 있다.
또한, 본 발명은 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
일 실시형태에 따르면, 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 대장염의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 참깨박 추출물과 약학적으로 허용되는 염을 포함하여 제조될 수 있으며, 체중감소, 분변이상, 직장출혈 및 대장 길이의 감소를 억제시키고, 대장염의 치료 및 예방을 위한 용도로 사용될 수 있다.
본 발명에서 용어, "약학적으로 허용되는 염"이란 통상적인 방법으로 제조한 염을 의미하며, 당업자에게 공지된 방법으로 제한없이 사용될 수 있다. 상기 약학적으로 허용되는 염은 약리학적 또는 생리학적으로 허용되는 다음 무기산과 유기산 및 염기로부터 유도된 염을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는다. 적합한 산의 예로는 염산, 브롬산, 황산, 질산, 과염소산, 푸마르산, 말레산, 인산, 글리콜산, 락트산, 살리실산, 숙신산, 톨루엔-p-설폰산, 타르타르산, 아세트산, 시트르산, 메탄설폰산, 포름산, 벤조산, 말론산, 나프탈렌-2-설폰산, 벤젠설폰산 등을 포함할 수 있다. 적합한 염기로부터 유도된 염은 알칼리 금속, 예를 들어, 나트륨, 알칼리코금속, 예를 들어, 마그네슘, 암모늄 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 용어, "치료"는 본 발명에 따른 참깨박 추출물을 포함하는 조성물의 투여로 특정 질환(예를 들어, 대장염)의 증세가 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 말한다.
본 발명에서 용어, "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 본 발명의 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있으며, 구체적으로, 구강, 직장, 국소, 정맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 경피, 비측내, 흡입, 안구 내 또는 피내경로를 통해 통상적인 방식으로 투여될 수 있다. 본 발명의 치료방법은 본 발명의 조성물을 약학적 유효량으로 투여하는 것을 포함한다. 적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치의에 의해 결정될 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 일이다. 특정 환자에 대한 구체적인 치료적 유효량은 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 경우에 따라 다른 제제가 사용되는 지의 여부를 비롯한 구체적 조성물, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 구체적 조성물과 함께 사용되거나 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자와 의약 분야에 잘 알려진 유사 인자에 따라 다르게 적용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명의 목적에 적합한 조성물의 유효량은 전술한 사항을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
일 실시형태에 따르면, 상기 참깨박 추출물은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 ~ 99.9중량%로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 대장염 질환의 치료 및 예방이 필요한 임의의 동물에 적용 가능하며, 동물은 인간 및 영장류뿐만 아니라, 소, 돼지, 양, 말, 개 및 고양이 등의 가축을 포함한다.
본 발명의 약학적 조성물은 임상 투여시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며, 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 산제, 과립제, 정제, 경질 캡슐제, 연질 캐슐제 또는 주사제의 형태로 제형화되는 것을 특징으로 할 수 있다.
보다 상세하게는, 각각 통상적인 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 멸균 주사용액, 사전 충전식 주사 용액제의 형태 또는 동결건조된 형태로 제형화할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제형화할 경우에는 통상 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조될 수 있다.
경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 유효 성분에 적어도 하나 이상의 부형제, 예컨대, 전분, 칼슘 카르보네이트, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 혼합하여 제조할 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에도 마그네슘 스테아레이트, 탈크와 같은 윤활제도 사용될 수 있다.
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 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 증상의 정도, 약물 형태, 투여 경로 및 기간에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명의 참깨박 추출물은 체중감소, 분변이상, 직장출혈 등을 억제시키고, 대장 길이의 감소를 억제시킨다. 또한, 상기 추출물은 염증매개 사이토카인인 IL-6, IL-1β, TNF-α의 발현을 감소시키는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 DSS(Dextran Sodium Sulfate)를 이용한 대장염 마우스 모델에서 참깨박 초음파 추출물의 항대장염 효능을 확인하기위해 체중, 음수량, 분변이상정도, 직장출혈정도, 대장 길이, 조직 염색, 사이토카인을 측정하였다. 양성대조군은 항대장염에 효능이 있는 것으로 알려져 있는 chlorogenic acid를 사용하였다. 본 발명의 실시예에 따르면, 참깨박 초음파 추출물은 DSS 단독 처리군보다 대장염 증상을 억제하거나 증상을 개선하는 효과를 확인할 수 있었다.
마우스의 대장염의 주요 증상은 체중감소, 대장의 축소 점막 궤양 등이 발생하여 사람과 유사한 증상을 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 마우스의 염증성 장질환 유도를 위하여 DSS를 사용하였다. DSS는 장막(intestinal flora)에 변화를 주어 점막 내 염증반응을 유도하고, 대장염 초기에는 혈변이나 체중감소, 대장 길이의 감소을 유발한다. 대장염이 만성으로 진행함에 따라, 점막에 다양한 면역반응이 일어나면서 장내 염증을 일으킨다. 본 발명의 실시예에서는 참깨박 추출물의 성분 중 sesamin과 sesamolin을 지표물질로 설정하여 참깨박 추출물과 함께 DSS로 유도된 대장염 모델 마우스에서 항대장염 효능이 있는지를 실험하였다.
본 발명의 실시예에 따르면, DSS단독 처리군은 CON(정상)군과 비교하여 체중감소, 분변이상, 직장출혈, 대장 길이 감소, 조직 괴사, 염증성 사이토카인의 증가를 나타냈다. 반면에, 참깨박 추출물을 처리한 군에서는 DSS단독 처리군과 비교하였을 때, 체중감소를 억제시키고 분변이상, 직장출혈과 대장 길이의 감소를 억제하였다.
일반적으로 DSS는 상피세포에 직접적인 독성효과를 나타내고 대식세포와 T cell의 활성화를 유도하여 Th1, Th2 사이토카인과 다른 염증 매개체들을 모두 증가시켜 대장염을 유발하는 것으로 알려져 있다. Th1과 Th2가 관여하는 염증매개 사이토카인인 IL-6, IL-1β, TNF-α에서는 참깨박 추출물을 처리한 군에서 감소하는 것을 확인하였고 특히, TNF-α에서 유의성있는 사이토카인 감소를 보였다. 이를 통해 참깨박 추출물은 Th1 pathway를 통한 항염증 효능을 보일 가능성이 있는 것으로 생각된다. 대장의 염증반응이 감소함에 따라, 대장길이가 감소하는 것을 억제하고 조직 괴사가 줄어들었다고 할 수 있다. 조직괴사가 줄어들어 분변이상과 항문출혈도 감소하였으며, 이러한 대장의 항염증 효능은 체중감소를 억제하는 것에 효과를 나타냈다.
따라서, 본 발명에 따른 참깨박 추출물은 Th1 pathway를 통한 항염증 효능을 통해여 염증성 장질환을 개선하고 장 건강에 도움을 줄 수 있는 가능성을 가지고 있다고 할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예 및 실험예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 실험예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예
1. 재료 및 방법
1.1 참깨박 초음파 추출물의 제조
본 발명에 사용된 참깨는 국립식량과학원의 종자를 받아 전북 고창 농가와 계약재배를 통해 생산한 것이다. 상기 참깨를 세척하여 40~70℃ 온도로 스크류식 압착기를 사용하여 기름이 분리된 후의 참깨박을 시료로 사용하였다.
수득한 33 kg의 참깨박에 1 ton의 물을 첨가하여 교반기를 이용하여 혼합하였다. 초음파 발진기와 순환펌프를 가동하여, 주정농도 0%, 20 kHz의 주파수, 25℃의 온도, 4시간 및 80% 진폭 조건에서 추출 공정을 시작한 후 추출물의 분석을 위하여 시료의 일부를 샘플링하였다. 이때, 배출펌프를 통하여 시료를 일부 배출하였다. 이후, 초음파 추출한 추출액을 여과포로 여과하였고, 일부는 하우징 필터 (100 μm → 50 μm)를 이용하여 여과하였다.
여과액을 다이아프램펌프를 사용하여 교반형 농축기로 이송하고(슬러지로 인해 백필터(20mesh, 40mesh) 사용 필터링, 통 하단 침전된 슬러지는 이송안함), 이송 완료 후 온도 55℃~60℃, 교반 RPM 20, 진공도 -8torr, 증발속도 180L/hr 조건으로 농축을 시작하였다. 액량을 확인 후 액량이 200L 전후, 교반기 하단 고무파킹 아래 볼트까지가 되면 농축을 종료하였다. 이후 가압하여 액 모바일 탱크로 이송하였다. 장비는 CIP (가성소다)로 진행하였다.
이후, 트레이를 선반에 세팅한 후 비커에 농축액을 2~2.5L씩 넣으면서 농축액을 다 넣은 후, 온도센서를 확인하여 샘플링하였다. 냉동조건은 온도 -45℃, 6시간으로 설정하고, 건조조건은 온도 30℃, 51시간으로 설정한 후 장비를 가동하였다. 동결건조 완료 후 소분용비닐(대)에 원료를 회수하였다. 장비는 CIP (트레이, 본체, 고압수로 세척)로 진행하였다.
1.2 비교예의 제조
추출방법별 최적의 참깨박 추출물을 탐색하고자 참깨박의 열수 추출물, 상온 추출물 추출물을 비교예로 제조하였다.
(비교예 1: 열수추출) 참깨박 대 물을 1:30 비율로 혼합하고 100℃에서 4시간 동안 열수추출 한 후, 상온에서 30분간 방랭하였다.
(비교예 2: 상온추출) 참깨박 대 물을 1:30 비율로 혼합하고 상온(25℃)에서 4시간 동안 추출하였다.
상기 열수 추출물과 상온 추출물을 감압여과시스템과 필터페이퍼(현대마이크로, KOREA)를 이용하여 여과한 후, 감압회전농축기를 이용하여 1/4 (v/v)으로 농축하였다. 이후, 농축액을 동결건조기(일신, KOREA)를 이용하여 4일동안 건조하여 분말형태로 만들어 비교예 1 및 2를 제조하였다.
2. 참깨박 추출물의 효능평가
2.1 실험동물 및 투여방법
8주령의 C57BL/6 mouse 수컷을 일주일동안 순화시킨 후 실험에 사용하였다. 실험기간 중 사료와 음수는 자유로이 섭취시켰으며 사육실의 온도는 22±2℃, 습도는 55±15% 그리고 명암은 12시간 주기를 유지한다. 참깨박 추출물 표준물질 Sesamin(Sigma aldrich, USA), Sesamolin(Sigma aldrich, USA)을 사용하였다. 실험군은 증류수를 투여한 정상군 10마리, 2.5% DSS(Dextran Sodium Sulfate, MPBIO, CANADA)를 음수에 섞어 투여한 DSS 단독 처리군 10마리, 2.5% DSS와 함께 각각 10, 100, 1000mg/kg 참깨박 초음파 추출물을 투여한 참깨박 추출물 저, 중, 고 처리군 각각 10마리, 2.5% DSS와 함께 각각 120 mg/kg Sesamin, 120 mg/kg Sesamolin을 투여한 Sesamin, Sesamolin 처리군 각각 10마리, 2.5% DSS와 함께 200 mg/kg Chlorogenic acid을 투여한 양성대조군 10마리, 이렇게 총 8개 군으로 나눠 1일 1회 투여하였다. 시험 기간은 예비실험의 결과를 토대로 마우스 체중의 20%가 줄어드는 8일로 설정하였다(표 1).
표 1. 실험군 설정
2.2 시료의 제조
추출 분말은 상온에서 보관하였으며, 경구투여 직전 5% Dimethyl Sulfoxide(Sigma aldrich, USA)가 포함된 1차 증류수에 녹여 사용하였다.
2.3 대장염 증상 측정
각 실험군의 대장염 유도에 따른 마우스 체중, 음수량, 분변 이상 정도, 직장 출혈 정도를 측정하였다. 마우스 체중 및 음수량은 매일 같은 시간에 측정하였다. 분변 이상 정도는 DSS 투여 8일차에 개별 케이지에 옮겨놓고 배변을 유도하여 분변 상태를 관찰하였다. 분변의 묽은 정도, 혈변의 유무로 점수를 Kim et al., 2013, Gastroenterology 논문의 측정방식을 참고하여 산정하고 수치화하였다. 직장 출혈 정도는 DSS 투여 8일차에 배변 직후 분변과 항문에서의 출혈 정도를 Hema-screen kit를 활용한 fecal occult blood test를 실시하여 색의 변화를 수치화하였다.
2.4 대장길이 측정
각 실험군의 대장염 유도에 따른 대장 길이를 측정하였다. DSS 투여 8일차에 실험동물을 희생시킨 후 부검을 통해 맹장에서 항문까지 이르는 장기를 적출하여 사진을 촬영하고 대장 길이를 측정하였다.
2.5 대장의 조직학적 검사
각 실험군의 대장염 유도에 따른 점막 조직의 비후, 발적, 염증 세포 증가, 조직괴사로 인한 궤양 등의 대장병변의 정도를 관찰하기 위하여 조직학적 검사를 실시하였다. DSS 투여 8일차에 실험동물을 희생시킨 후 부검을 통해 맹장에서 항문까지 이르는 장기를 적출하여 Phosphate-buffer saline(PBS, Gibco, USA)로 세척 후 4% formaldehyde에 2일 동안 고정시켰다. 그 후, 조직 슬라이드를 제작하여 Hematoxylin＆Eosin(H＆E) 염색을 통해 조직을 관찰하였다.
2.6 전염증성 사이토카인 측정(IL-6, IL-1β, IFN-γ, TNF-α)
각 실험군의 대장염 유도에 따른 전염증성 사이토카인 정도를 관찰하기 위하여 ELISA를 실시하였다. DSS 투여 8일차에 실험 동물을 희생시킨 후 부검을 통해 맹장에서 항문까지 이르는 장기를 적출하여 PBS로 세척 후 Lysis buffer를 넣어 조직을 용해시키고 원심분리를 통해 상층액을 회수하였다.
조직의 Interleukin(IL)-6 농도는 ELISA를 통해 측정하였다. 조직을 용해시켜 얻은 상층액은 sample로 하여 각 well에 RD1-14 Assay Diluent를 50 uL씩 넣고 Standard, sample, control를 각각 50 uL씩 넣고 2시간 상온에서 반응 시킨다. 그 후, 100 uL의 Mouse IL-6 Conjugate를 넣고 상온에서 2시간, 100 uL Substrate Solution을 넣고 차광상태에서 상온에서 30분간 반응 시킨 뒤, 50 uL씩 Stop Solution을 넣고 spectrophotometer를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 과정 사이에는 washing buffer를 사용하여 각 well의 세척을 3번 진행하였다.
조직의 Interleukin(IL)-1β 농도는 ELISA를 통해 측정하였다. 조직을 용해시켜 얻은 상층액은 sample로 하여 각 well에 RD1N Assay Diluent를 50 uL씩 넣고 Standard, sample, control를 각각 50 uL씩 넣고 2시간 상온에서 반응 시킨다. 그 후, 100 uL의 Mouse IL-1β Conjugate를 넣고 상온에서 2시간, 100 uL Substrate Solution을 넣고 차광상태에서 상온에서 30분간 반응시킨 뒤, 50 uL씩 Stop Solution을 넣고 spectrophotometer를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 과정 사이에는 washing buffer를 사용하여 각 well의 세척을 3번 진행하였다.
조직의 Inferferon(IFN)-γ 농도는 ELISA를 통해 측정하였다. 조직을 용해시켜 얻은 상층액은 sample로 하여 각 well에 RD1-21 Assay Diluent를 50 uL씩 넣고 Standard, sample, control를 각각 50 uL씩 넣고 2시간 상온에서 반응 시킨다. 그 후, 100 uL의 Mouse IFN-γ Conjugate를 넣고 상온에서 2시간, 100 uL Substrate Solution을 넣고 차광상태에서 상온에서 30분간 반응시킨 뒤, 50 uL씩 Stop Solution을 넣고 spectrophotometer를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 과정 사이에는 washing buffer를 사용하여 각 well의 세척을 3번 진행하였다.
조직의 Tumor necrosis factor(TNF)-α 농도는 ELISA를 통해 측정하였다. 조직을 용해시켜 얻은 상층액은 sample로 하여 각 well에 RD1-63 Assay Diluent를 50 uL씩 넣고 Standard, sample, control를 각각 50 uL씩 넣고 2시간 상온에서 반응 시킨다. 그 후, 100 uL의 Mouse TNF-α Conjugate를 넣고 상온에서 2시간, 100 uL Substrate Solution을 넣고 차광상태에서 상온에서 30분간 반응 시킨 뒤, 50 uL씩 Stop Solution을 넣고 spectrophotometer를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였 다. 각 과정 사이에는 washing buffer를 사용하여 각 well의 세척을 3번 진행하였다.
2.7 통계분석
실험의 모든 결과는 평균±표준오차로 표기하였다. 각 군별 유의성 검증을 위하여 one-way analysis of variance(ANOVA) test를 수행하였고, 통계적 유의성은 p* < 0.05, p** < 0.005, p*** < 0.001 vs CON, p# < 0.05, p## < 0.005, p### < 0.001 vs DSS,로 나타내었다.
3. 결과 분석
3.1 참깨박 추출물 제조 결과
쿠엔즈버킷에서 제공한 참깨박을 이용하여 참깨박 열수 추출물(비교예 1)과 상온 추출물(비교예 2)을 제조하였으며, 동결건조 완료한 최종 수율은 열수추출 8.1%, 상온추출 7.8%로 확인됐다.
4. 참깨박 추출물 효능평가
4.1 대장염 증상 측정
4.1.1 마우스 체중 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위해 매일 체중을 측정하였다. 도 2를 참조하면, 체중 측정 결과, DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 5일차부터 마우스 체중 감소를 억제하는 경향을 나타냈지만, 8일차 체중은 유의성있는 변화는 없었다.
4.1.2 마우스 음수량 측정
도 3을 참조하면, 음수량 측정 결과, DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 처리군은 유의성있는 차이를 나타내지 않았다. 본 실험 결과를 토대로, 동일한 음수량을 통해 DSS로 인한 대장염 유발은 군 별로 차이가 없이 진행되었다고 볼 수 있다.
4.1.3 분변이상정도 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스의 분변 이상 정도를 측정하였다. DSS로 인하여 대장염이 유발되면 묽은 변이 나오며 증상이 심해지면 혈변이 나오는 것으로 알려져 있다. 도 4를 참조하면, 측정 결과, DSS 단독 처리군은 모든 마우스가 혈변을 나타냈으며, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 혈변 증상의 마우스가 유의성있게 감소하였다.
4.1.4 직장출혈정도 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 대장에서 염증반응 시 발생하는 직장출혈을 측정하였다. 도 5를 참조하면, 측정 결과, CON(정상)군과 비교하였을 때, DSS를 투여한 모든 군은 직장출혈 증상이 증가하였다. DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 직장출혈정도가 감소하였다.
4.2 대장 길이 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스를 부검하여 맹장부터 항문까지의 길이를 측정하였다. 대장에서 염증반응이 과도하게 일어나면 길이가 짧아진다고 알려져있다. 도 6을 참조하면, 측정 결과, CON(정상)군과 비교하였을 때, DSS를 투여한 모든 군은 대장의 길이가 감소하였다. DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 대장길이가 감소하는 것을 억제하였다.
4.3 대장의 조직학적 검사
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스를 부검하여 대장 조직을 적출하고 조직 슬라이드 절편을 만들어 H＆E 염색을 하였다. DSS를 투여하면 대장에서 점막 조직의 비후, 발적, 염증세포가 증가, 조직괴사로 인한 궤양 등의 대장병변이 증가하는 것으로 알려져 있다. 도 7을 참조하면, 측정 결과, DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 점막 조직의 비후, 발적, 염증세포 증가, 조직괴사로 인한 궤양 등의 대장병변의 정도가 감소하는 경향을 나타냈다.
4.4 전염증 사이토카인(IL-6, IL-1β, IFN-γ, TNF-α) 측정
4.4.1 IL-6 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스를 부검하여 대장 조직을 용해시켜, 조직 내 전염증성 사이토카인(IL-6) 농도를 측정하였다. IL-6는 Th2 세포에서 주로 생산되고 체액성 면역을 담당하며 과도하게 분비되면 염증을 유발한다고 알려져 있다. 도 8을 참조하면, 측정 결과, CON(정상)군과 비교하였을 때, DSS를 투여한 모든 군은 IL-6가 증가하였다. DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 IL-6 농도가 감소하였다.
4.4.2 IL-1β 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스를 부검하여 대장 조직을 용해시켜, 조직 내 전염증성 사이토카인(IL-1β) 농도를 측정하였다. IL-1β는 세포 적응 면역에 관여하며 대장염 유발 시, 증가한다고 알려져 있다. 도 9를 참조하면, 측정 결과, CON(정상)군과 비교하였을 때, DSS를 투여한 모든 군은 IL-1β가 증가하였다. DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 IL-1β 농도가 유의성있게 감소하였다. 본 실험 결과를 토대로, 참깨박 추출물은 세포 적응 면역을 담당하는 IL-1β 증가를 억제함으로써 항대장염의 효능을 가지고 있다고 볼 수 있다.
4.4.3 IFN-γ 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스를 부검하여 대장 조직을 용해시켜, 조직 내 전염증성 사이토카인(IFN-γ) 농도를 측정하였다. IFN-γ는 Th1 세포에서 주로 생산되고 세포성 면역을 담당하며 과도하게 분비되면 염증을 유발한다고 알려져 있다. 도 10을 참조하면, 측정 결과, DSS를 투여한 군에서도 IFN-γ가 증가가 나타나지 않았으므로, DSS를 투여한 마우스 모델에서 IFN-γ 분비가 유도되지 않았다고 볼 수 있다.
4.4.4 TNF-α 측정
참깨박 추출물이 항대장염 효능이 있는지 알아보기 위하여 실험 8일차 마우스를 부검하여 대장 조직을 용해시켜, 조직 내 전염증성 사이토카인(TNF-α) 농도를 측정하였다. TNF-α는 Th1 세포에서 주로 생산되고 세포성 면역을 담당하며 과도하게 분비되면 염증을 유발한다고 알려져 있다. 도 11을 참조하면, 측정 결과, CON(정상)군과 비교하였을 때, DSS를 투여한 모든 군은 TNF-α가 증가하였다. DSS 단독 처리군과 비교하였을 때, 참깨박 추출물 중농도(100 mg/kg) 처리군에서 TNF-α 농도가 유의성있게 감소하였다. 본 실험 결과를 토대로, 참깨박 추출물은 체액성 면역을 담당하는 Th1의 TNF-α 분비를 조절으로써 항대장염의 효능을 가지고 있다고 볼 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (20)
- 참깨박에 용매를 첨가하여 참깨박 혼합물을 제조하는 단계;
상기 참깨박 혼합물을 초음파 추출하는 단계;
상기 초음파 추출한 추출액을 여과한 후 농축하는 단계; 및
상기 농축한 농축액을 건조하는 단계를 포함하며,
상기 용매는 물인 것을 특징으로 하는 참깨박 추출물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 추출 단계에서, 10~50 kHz의 주파수, 20℃~30℃의 온도, 3~5시간 및 70~90% 진폭 조건으로 초음파 처리하는 것을 특징으로 하는 참깨박 추출물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 추출 단계를 1~5회 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 참깨박 추출물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 참깨박 혼합물은 참깨박 대 용매를 1:10~1:30의 중량비(w/v)로 혼합한 것을 특징으로 하는 참깨박 추출물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 농축 단계에서, 50℃~60℃의 온도, 15~25의 교반 RPM, -9~-7torr의 진공도 및 170~190L/hr의 증발속도 조건으로 농축하는 것을 특징으로 하는 참깨박 추출물의 제조방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 건조 단계에서,
-50℃~-40℃의 온도, 5~7시간의 조건으로 냉동하고,
25℃~35℃의 온도, 48~52시간의 조건으로 건조하는 것을 특징으로 하는 참깨박 추출물의 제조방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 참깨박 추출물.
- 제 7 항의 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제 8 항에 있어서,
상기 식품은 건강기능식품인 식품 조성물. - 제 8 항에 있어서,
상기 염증 질환은 대장염인 식품 조성물. - 제 10 항에 있어서,
상기 대장염은 급성 장염, 세균성 대장염, 세균성 이질, 콜레라, 장티푸스, 여행자 설사, 바이러스성 대장염, 위막성 대장염, 아메바성 대장염, 염증성 장질환, 궤양성 대장염, 교원성 대장염, 림프성 대장염, 허혈성 대장염, 전환성 대장염, 크론씨 병, 베체트 증후군, 약제 유발 대장염, 현미경적 대장염, 림프구성 대장염, 방사선 대장염 및 불확정 대장염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물. - 제 7 항의 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.
- 제 12 항에 있어서,
상기 건강기능식품은 음료류, 육류, 초코렛, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 건강기능식품. - 제 12 항에 있어서,
상기 건강기능식품은 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 바의 건강기능식품 제제류, 음료류, 껌류 및 캔디류로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 제형인 것인 건강기능식품. - 제 12 항에 있어서,
상기 염증 질환은 대장염인 건강기능식품. - 제 15 항에 있어서,
상기 대장염은 급성 장염, 세균성 대장염, 세균성 이질, 콜레라, 장티푸스, 여행자 설사, 바이러스성 대장염, 위막성 대장염, 아메바성 대장염, 염증성 장질환, 궤양성 대장염, 교원성 대장염, 림프성 대장염, 허혈성 대장염, 전환성 대장염, 크론씨 병, 베체트 증후군, 약제 유발 대장염, 현미경적 대장염, 림프구성 대장염, 방사선 대장염 및 불확정 대장염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 건강기능식품. - 제 7 항의 참깨박 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제 17 항에 있어서,
상기 염증 질환은 대장염인 약학적 조성물. - 제 18 항에 있어서,
상기 대장염은 급성 장염, 세균성 대장염, 세균성 이질, 콜레라, 장티푸스, 여행자 설사, 바이러스성 대장염, 위막성 대장염, 아메바성 대장염, 염증성 장질환, 궤양성 대장염, 교원성 대장염, 림프성 대장염, 허혈성 대장염, 전환성 대장염, 크론씨 병, 베체트 증후군, 약제 유발 대장염, 현미경적 대장염, 림프구성 대장염, 방사선 대장염 및 불확정 대장염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물. - 제 17 항에 있어서,
상기 추출물은 체중감소, 분변이상, 직장출혈 및 대장 길이의 감소를 억제시키고, IL-6, IL-1β, TNF-α의 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
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