KR20220013627A - 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents

코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 코코넛수 발효 식초는 고지방 식이 동물모델에서 체중 및 백색지방의 감소효과, 혈당 강하효과, 혈중 AST 및 ALT와 중성지방 함량 감소효과, 간 조직 무게 감소효과가 있어, 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 본 발명의 조성물은 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 건강기능식품 또는 의약품 개발 소재로서 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Description

코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물{Composition for preventing, ameliorating or treating metabolic diseases comprising fermented coconut water vinegar as effective component}
본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
대사성 질환은 당질, 지질, 단백질, 비타민, 미네랄, 수분 등의 불균형에 의한 질환을 총칭하며, 이 중 지질 관련 대사성 질환은 생체 내 과도한 지질 축적에 의해서 발생하는 질환을 의미하고 구체적으로 비만, 당뇨 등이 있다. 즉 고열량, 고지방 및 고당질 식사에 의한 체내 에너지 대사의 불균형은 비만을 초래하고 인슐린 저항성과 대사성 염증을 유도하여 지질대사 이상, 제2형 당뇨병 등의 질환을 일으킬 수 있으므로 생활습관형 질환이라고 할 수 있다. 우리나라 또한 식생활의 변화로 인한 고혈압, 심장병, 동맥경화증, 당뇨병 등의 대사성 질환의 발병률이 높아짐에 따라 이에 따른 사회적 비용 또한 꾸준히 증가하고 있는 실정이다.
코코넛(coconut; Cocos nucifera L.)은 코코스야자의 열매로, 즙이 많아 음료로 마시며 열매 안쪽의 젤리처럼 생긴 과육은 그대로 먹거나 기름을 짜는데 이용하며, 열매를 감싸고 있는 섬유층은 카펫이나 산업용 로프, 차량시트 등을 만드는 데 쓰이며, 단단한 껍데기는 생활용품이나 공예품 재료로 이용된다. 코코스야자는 말레이제도 원산으로 열대와 아열대 지방에 퍼졌으며, 열대 지방에서 중요한 경제식물로 용도가 다양하다. 열대와 아열대 지방에 널리 자라며 태국을 비롯한 동남아시아의 농장에서 대규모로 재배한다. 1년에 4회 정도 수확하는데, 나무 1그루당 50~60개의 열매가 달린다.
한편, 한국공개특허 제2019-0078448호에는 '코코넛 오일을 포함하는 다이어트용 패치'에 대해 개시하고 있으나, 본 발명의 '코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물'에 대해서는 아직까지 개시된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하고, 고지방 식이 동물모델에서 상기 코코넛수 발효 식초가 비만, 당뇨, 지방간 및 고지혈증을 개선하는 효과가 우수하다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 기능성 식초 음료를 제공한다.
또한, 본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 코코넛수 발효 식초는 고지방 식이 동물모델에서 체중 및 백색지방의 감소효과, 혈당 강하효과, 혈중 AST 및 ALT와 중성지방 함량 감소효과, 간 조직 무게 감소효과가 있어, 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 본 발명의 조성물은 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 건강기능식품 또는 의약품 개발 소재로서 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 체중 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군.
도 2는 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 백색지방 무게 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; *은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05이다.
도 3은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 간 조직 형상(A) 및 무게(B) 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; **, ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소한다는 것을 의미하며, **은 p<0.01, ***은 p<0.001이다.
도 4는 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 공복 혈당 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군.
도 5는 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 혈중 총 콜레스테롤(total cholestrerol), 고밀도 콜레스테롤(HDL), 저밀도 콜레스테롤(LDL) 및 중성지방(triglyceride) 함량 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; *, **, ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소 또는 증가한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05, **은 p<0.01, ***은 p<0.001이다.
도 6은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 혈중 AST(Aspartate aminotransferase) 및 ALT(Alanine aminotransferase) 활성 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소한다는 것을 의미하며, ***은 p<0.001이다.
도 7은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 혈중 인슐린 함량 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; *, **은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05, **은 p<0.01이다.
도 8은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 간에서 Akt(protein kinase B, PKB), C/EBPα(CCAAT-enhancer-binding protein α), G6Pase(Glucose 6-phosphatase), PEPCK(Phosphoenolpyruvate carboxykinase) 및 PKA(protein kinase A) 유전자의 발현 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; *, **, ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 증가한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05, **은 p<0.01, ***은 p<0.001이다.
도 9는 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 췌장에서 Insr(Insulin receptor) 및 p53(Tumor protein p53) 유전자의 발현 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; *, ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05, ***은 p<0.001이다.
도 10은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 백색지방에서 Akt(protein kinase B, PKB), GLUT4(Glucose transporter type 4), IL-1β(Interleukin 1β) 및 IL-6(Interleukin 6) 유전자의 발현 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군; *, **, ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 감소 또는 증가한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05, **은 p<0.01, ***은 p<0.001이다.
도 11은 본 발명의 코코넛수 발효 식초를 섭취한 고지방 식이 동물모델의 백색지방에서 IRS1(Insulin receptor substrate 1), IRS2(Insulin receptor substrate 2), PPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor) 및 TNFα(tumor necrosis factor α) 유전자의 발현 변화를 확인한 것이다. ND+DW: 정상군(일반 식이 및 증류수 섭취); HFD+DW: 고지방 식이군(고지방 식이 및 증류수 섭취); HFD+1%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군; HFD+5%: 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 투여군; *, ***은 HFD+DW에 비해 HFD+1% 및 HFD+5%의 값이 유의미하게 증가 또는 감소한다는 것을 의미하며, *은 p<0.05, ***은 p<0.001이다.
도 12는 본 발명의 코코넛수 발효 식초의 제조공정 모식도를 나타낸 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에서, 상기 코코넛수 발효 식초는,
1) 코코넛수에 과실 농축액을 첨가하고 효모를 접종한 후 알코올 발효하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 획득한 알코올 발효물에 초산균을 접종한 후, 초산 발효하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있으며, 더욱 바람직하게는
1) 코코넛수에 사과 농축액을 첨가하여 당도 10~20°brix로 조절하고 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주를 접종한 후 24~32℃에서 3~9일 동안 알코올 발효하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 획득한 알코올 발효물에 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) 균주를 접종한 후, 26~34℃에서 9~15일 동안 초산 발효하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있으며, 더 더욱 바람직하게는
1) 코코넛수에 사과 농축액을 첨가하여 당도 15°brix로 조절하고 기탁번호가 KCTC10121BP인 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) M1 균주를 접종한 후 28℃에서 6일 동안 알코올 발효하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)에서 획득한 알코올 발효물에 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) 균주를 접종한 후, 30℃에서 12일 동안 초산 발효하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 대사성 질환은 비만, 당뇨, 고지혈증 및 지방간으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 지방간은 비알코올성 지방간일 수 있으며, 바람직하게는 상기 비알코올성 지방간은 단순 지방간, 영양성 지방간, 기아성 지방간, 비만성 지방간, 당뇨성 지방간, 지방간염, 간섬유화 및 간경화로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 건강기능식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 코코넛수 발효 식초를 함유하는 건강기능식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 떡류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
상기 건강기능식품은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽, 발포정 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 코코넛수 발효 식초를 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 코코넛수 발효 식초를 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. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 코코넛수 발효 식초는 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양의로 첨가된다. 그러나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 안전성 면에서 아무런 문제가 없는 범위의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 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, 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 기능성 식초 음료를 제공한다.
본 발명은 또한, 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
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 코코넛수 발효 식초를 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 이외에 여러가지 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.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
1. 재료 및 사용균주
본 발명에 사용된 코코넛수는 (주)오케이바이오랩에서 제공받았다. 알코올 발효에 사용된 균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) M1 균주(KCTC10121BP)를 YPD(Peptone 5g/L, Yeast extract 5g/L, Dextrose 5g/L) 평판배지에 계대배양 후, YM(Yeast extract 3g/L, Malt extract 3g/L, Peptone 5g/L, Dextrose 5g/L) 액체배지에서 24℃, 24시간 정치 배양하여 사용하였으며, 초산균은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM12644 균주를 표 1의 배지 조성으로 30℃, 72시간 배양하여 사용하였다.
초산균 배양을 위한 배지 조성
액체배지 조성(%)
Yeast extract 0.5
Glucose 0.5
Glycerin 1.0
MgSO4·7H2O 0.02
Ethanol 5.0
Acetic acid 1.0
2. 코코넛수 발효 식초 제조
코코넛수에 사과 농축액(72°brix)을 첨가하여 당도 약 15°brix로 조절한 후 OD600 1.6~2.0의 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) M1 균주(기탁번호: KCTC10121BP)를 10%(v/v)로 접종하여 28℃에서 6일 동안 알코올 발효를 수행하였다. 이후에, 상기 수득한 알코올 발효물(pH 4.78, 4.9°brix, 알코올 7%, 산도 0.44%)을 여과한 여액에 OD600 1.4~1.6의 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) KCCM12654 균주를 10%(v/v)로 접종한 후, 30℃에서 12일 동안 초산 발효하여 최종적으로 코코넛수 발효 식초(pH 3.02, 산도 5.18%)를 제조하였다(도 12).
3. 동물실험
동물실험을 위하여 C57BL/6 마우스 8주령 수컷을 ㈜샘타코바이오코리아에서 구입하였다. 동물실험은 동아대학교 동물실험윤리심의위원회(승인번호: DIACUC-19-16)의 규정에 따라 진행하였다. 일반 식이(ND; 400100, SajoDongAOne Co., 충남, 한국) 또는 고지방 식이(HFD; D12451, Research Diets Inc., New Brunswick, NJ, 미국)한 마우스에 멸균수(DW) 또는 코코넛수 발효 식초가 함유된 멸균수를 급이하였다. 실험은 4개 그룹인 정상군(ND + DW); 고지방 식이군(HFD + DW); 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 1% 섭취군(HFD + 1%); 고지방 식이 및 코코넛수 발효 식초 5% 섭취군(HFD + 5%)으로 나누어 진행하였다. 마우스는 4개의 그룹(그룹당 6마리)으로 무작위로 분리하였으며, 자유식이 및 자유급이로 공급하였다. 각 마우스의 체중 및 공복혈당은 12주동안 매주 측정하였으며, 12주 후에 각 마우스의 혈액 및 내부 기관에 대한 분석을 실시하였다.
4. 혈액의 생화학적 분석
혈액샘플을 4℃에서 15,000 ×g에서 10분 동안 원심분리하고 혈청을 -80℃에보관하였다. 총 콜레스테롤(Total cholesterol), 중성지방(Triglyceride), 저밀도 콜레스테롤(LDL, Low density lipoprotein), 고밀도 콜레스테롤(HDL, high density lipoprotein), AST(aspartate transaminase) 및 ALT(alanine transaminase)의 수준은 Chemical Chemistry Analyzer(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)를 사용하여 측정하였으며, 공복 혈당 및 혈청 인슐린은 Ultra Sensitive Insulin ELISA Kit(Crystal Chem., Chicago, IL, 미국)로 분석하였다.
5. 간 조직 형상, 무게 및 백색 지방 무게 측정
각 실험동물에서 적출된 간 조직 및 백색 지방조직은 조심스럽게 적출하여 생리식염수로 세척한 다음 여과지로 수분을 제거한 후 간 조직 및 백색 지방 조직의 중량을 측정하였다.
6. RT-PCR 분석
총 RNA 추출 키트(Promega, Madison, WI, USA)를 사용하여 마우스 간 및 췌장으로부터 총 RNA를 분리하였다. RT-PCR을 실시하기 위하여 표 2에 개시한 프라이머를 사용하였으며, RT-PCR 수행 조건은 다음과 같다: 50℃에서 60분, 95℃ 5분, 35회 반복주기의 증폭(95℃에서 1분, 55℃에서 1분, 72℃에서 1분 30초), 및 72℃에서 5분. cDNA는 아가로즈 전기영동(1.0 % 아가로스)에 의해 분석되었다. 발현 수준은 GAPDH 발현의 비율로 결정하였다.
프라이머 정보
정방향(5'-3') 역방향(5'-3')
C/EBPα CAAGAAGTCGGTGGACAAGA
(서열번호 1)		 TCAACTCCAGCACCTTCTGT
(서열번호 2)
p53 ACATCATCCCTGCATCCACT
(서열번호 3)		 AGATCCACGACGGACACATT
(서열번호 4)
PEPCK GACCCTGCGAGTGCTTAGTG
(서열번호 5)		 AGGGTCAGTGTGGCAGTATTCTC
(서열번호 6)
G6Pase GCTGGAGTCTTGTCAGGCATT
(서열번호 7)		 AAACAAGAAGATGGTGATGAGACAAT
(서열번호 8)
Insr CTGAACAAAGATGACAACGAGGAA
(서열번호 9)		 CTTACAGATGGTTGGGCAAACTT
(서열번호 10)
TNF-α CTCAGATCATCTTCTCAAAATTCGAGTGACA
(서열번호 11)		 CTTCACAGAGCAATGACTCCAAAGT
(서열번호 12)
IL-6 GCTACCTGGAGTACATGAAG
(서열번호 13)		 CTGTGACTCCAGCTTATCTG
(서열번호 14)
IL-1β ATGAGGACATGAGCACCTTC
(서열번호 15)		 CATTGAGGTGGAGAGCTTTC
(서열번호 16)
IRS-1 GAGAAGAGACTGGCTCGGAAGA
(서열번호 17)		 GCCTATTCTGCCCAACTCAACT
(서열번호 18)
IRS-2 GGCCCGAACCTCAATAACAA
(서열번호 19)		 CCGCGCAACACGAAAAAG
(서열번호 20)
GLUT-4 GCCCCACAGAAGGTGATTGA
(서열번호 21)		 AGCGTAGTGAGGGTGCCTTGT
(서열번호 22)
GAPDH ACATCATCCCTGCATCCACT
(서열번호 23)		 AGATCCACGACGGACACATT
(서열번호 24)
AKT ATTCAGACTGTGGCAGATGGACT
(서열번호 25)		 CTTCAGGTACTCAAACTCGTT
(서열번호 26)
PKA GGTTTTGCCAAGCGTGTGA
(서열번호 27)		 CAGCCTTGTTGTAGCCTTTGC
(서열번호 28)
PPARγ GCTTGTGAAGGATGCAAGGGT
(서열번호 29)		 CCTGATGGCATTGTGAGACAT
(서열번호 30)
7. 통계분석
결과는 평균±표준편차로 표시하였으며, Shapiro-Wilk 테스트는 정규 분포를 분석하는데 사용되었다. 결과들은 independent, unpaired 2-tailed Student’t-test 방법으로 분석하였다. 모든 통계적 분석은 Windows용 SPSS PASW 22.0 Package(IBM, Chicago, IL, USA)를 사용하여 수행하였다. 통계적 유의성은 *: P <0.05, **: P <0.01 및 ***: P <0.001로 나타내었다.
실시예 1. 고지방 식이 동물모델에서 코코넛수 발효 식초 섭취에 의한 체중, 백색지방 및 간 조직 무게 증가 측정
본 발명의 코코넛수 발효 식초가 고지방 식이에 의한 체중, 백색지방 및 간 조직 무게 증가에 미치는 효과를 확인하였다. 그 결과, 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이 고지방 식이에 의해 마우스의 체중 및 백색지방 무게가 증가하는 것을 확인하였고, 코코넛수 발효 식초 섭취에 의해 체중 및 백색지방 무게의 증가량이 감소하였으며, 코코넛수 발효 식초의 농도가 증가함에 따라 그 효과도 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 고지방 식이로 인해 동물모델의 간 조직 무게가 증가할 뿐만 아니라, 증가된 지방 생성으로 인해 간 조직 색이 옅어진 것을 확인하였으며, 코코넛수 발효 식초 섭취에 의해 간 조직 무게가 감소하고 간 조직 색이 정상군(ND+DW)과 유사해진 것을 확인하였다(도 3).
실시예 2. 고지방 식이 동물모델에서 코코넛수 발효 식초 섭취에 의한 혈액의 생화학적 분석
본 발명의 코코넛수 발효 식초가 고지방 식이 동물모델의 공복 혈당과 혈중 콜레스테롤, AST 및 ALT 함량에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 고지방 식이에 의해 증가된 공복 혈당이 코코넛수 발효 식초 섭취에 의해 감소하는 것을 확인하였고(도 4), 마찬가지로 고지방 식이로 인해 증가된 혈중 총 콜레스테롤, 저밀도 콜레스테롤 및 중성지방의 함량도 코코넛수 발효 식초 섭취에 의해 감소하고, 고지방 식이로 인해 감소된 고밀도 콜레스테롤 함량은 증가하는 것을 확인하였다(도 5). 또한, 일반적으로 간 손상 정도를 판단하는 가장 기본적인 지표는 혈중 AST(Aspartate aminotransferase) 및 ALT(Alanine aminotransferase)의 함량이다. 혈중 AST 및 ALT 함량은 고지방 식이에 의해 증가하였으며, 코코넛수 발효 식초를 섭취한 경우 감소하였다(도 6). 이를 통해 코코넛수 발효 식초는 간 손상을 보호하는 효과가 있다는 것을 확인하였다.
실시예 3. 고지방 식이 동물모델에서 코코넛수 발효 식초 섭취에 의한 혈중 인슐린 함량 변화
본 발명의 코코넛수 발효 식초가 고지방 식이 동물모델의 혈중 인슐린 함량에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 도 7에 개시한 바와 같이 혈중 인슐린 함량은 고지방 식이에 의해 증가하였으며, 코코넛수 발효 식초 섭취에 의해 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 코코넛수 발효 식초의 섭취 농도가 증가함에 따라 혈중 인슐린 함량 감소효과도 증가하는 것을 확인하였다.
실시예 4. 고지방 식이 동물모델에서 코코넛수 발효 식초 섭취에 의한 비만 및 당뇨 관련 유전자의 발현 변화
본 발명의 코코넛수 발효 식초가 고지방 식이 동물모델의 간, 췌장 및 백색지방에서 비만 및 당뇨 관련 유전자들의 발현에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 고지방 식이로 인해 동물모델의 간에서 Akt(protein kinase B, PKB), C/EBPα(CCAAT-enhancer-binding protein α), G6Pase(Glucose 6-phosphatase), PEPCK(Phosphoenolpyruvate carboxykinase) 및 PKA(protein kinase A) 유전자의 발현이 감소되었으나, 코코넛수 발효 식초 섭취로 인해 증가하는 것을 확인하였으며(도 8), 췌장에서도 고지방 식이로 인해 증가된 Insr(Insulin receptor) 및 p53(Tumor protein p53) 유전자의 발현이 코코넛수 발효 식초 섭취에 의해 감소하는 것을 확인하였다(도 9).
또한, 백색지방에서 Akt(protein kinase B, PKB), GLUT4(Glucose transporter type 4), IL-1β(Interleukin 1β) 및 IL-6(Interleukin 6) 유전자의 발현 변화는 고지방 식이로 인해 증가 또는 감소하였으나, 코코넛수 발효 식초 섭취로 인해 감소 또는 증가하는 것을 확인하였다(도 10). IRS1(Insulin receptor substrate 1), IRS2(Insulin receptor substrate 2), PPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor) 및 TNFα(tumor necrosis factor α) 유전자의 발현 변화도 마찬가지로 고지방 식이로 인해 감소 또는 증가하였으나, 코코넛수 발효 식초 섭취로 인해 증가 또는 감소하는 것을 확인하였다(도 11).
한국생명공학연구원 KCTC10121BP 20011119
<110> OKBIOLAND Co., Ltd. <120> Composition for preventing, ameliorating or treating metabolic diseases comprising fermented coconut water vinegar as effective component <130> PN20189 <160> 30 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 caagaagtcg gtggacaaga 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 tcaactccag caccttctgt 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 acatcatccc tgcatccact 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 agatccacga cggacacatt 20 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 gaccctgcga gtgcttagtg 20 <210> 6 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 agggtcagtg tggcagtatt ctc 23 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 gctggagtct tgtcaggcat t 21 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 aaacaagaag atggtgatga gacaat 26 <210> 9 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 ctgaacaaag atgacaacga ggaa 24 <210> 10 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 cttacagatg gttgggcaaa ctt 23 <210> 11 <211> 31 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 ctcagatcat cttctcaaaa ttcgagtgac a 31 <210> 12 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 cttcacagag caatgactcc aaagt 25 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 gctacctgga gtacatgaag 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 ctgtgactcc agcttatctg 20 <210> 15 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 15 atgaggacat gagcaccttc 20 <210> 16 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 16 cattgaggtg gagagctttc 20 <210> 17 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 17 gagaagagac tggctcggaa ga 22 <210> 18 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 18 gcctattctg cccaactcaa ct 22 <210> 19 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 19 ggcccgaacc tcaataacaa 20 <210> 20 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 20 ccgcgcaaca cgaaaaag 18 <210> 21 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 21 gccccacaga aggtgattga 20 <210> 22 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 22 agcgtagtga gggtgccttg t 21 <210> 23 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 23 acatcatccc tgcatccact 20 <210> 24 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 24 agatccacga cggacacatt 20 <210> 25 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 25 attcagactg tggcagatgg act 23 <210> 26 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 26 cttcaggtac tcaaactcgt t 21 <210> 27 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 27 ggttttgcca agcgtgtga 19 <210> 28 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 28 cagccttgtt gtagcctttg c 21 <210> 29 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 29 gcttgtgaag gatgcaaggg t 21 <210> 30 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 30 cctgatggca ttgtgagaca t 21

Claims (7)

  1. 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코코넛수 발효 식초는
    1) 코코넛수에 과실 농축액을 첨가하고 효모를 접종한 후 알코올 발효하는 단계; 및
    2) 상기 단계 1)에서 획득한 알코올 발효물에 초산균을 접종한 후, 초산 발효하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 효모는 기탁번호가 KCTC10121BP인 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) M1 균주인 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 초산균은 아세토박터 아세티(Acetobacter aceti) 균주인 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 대사성 질환은 비만, 당뇨, 고지혈증 및 지방간으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  6. 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 개선용 기능성 식초 음료.
  7. 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
KR1020200092789A 2020-07-27 2020-07-27 코코넛수 발효 식초를 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 KR20220013627A (ko)

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