KR20220097317A - 체지방 연소 촉진용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 체지방 연소 촉진, AMPK활성화, 및 UCP-1 발현 활성화 용도에 관한 것이다.

Description

체지방 연소 촉진용 조성물{Composition for reducing body fat}

본 발명은 체지방이나 내장 지방의 저하 효과가 우수하고 안전한 체지방 감소 방법 및 조성물에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 체지방 감소용 식품 조성물에 관한 것이다.

체지방과 다양한 성인병과의 관계에 대해서 연구가 진행되어, 특히 복강 내 지방이나 내장 지방의 축적은 비만뿐만 아니라 당뇨병, 고지혈증, 간질환, 고혈압증 등과 높은 상관관계가 있는 것이 나타나고 있다. 따라서 체지방을 저하시키는 것은 이들의 질환을 예방 및 치료하는데 중요하다.

체지방을 저하시키기 위해 운동 및 식사가 중요하지만 꾸준한 식단 관리나 운동 관리가 힘들기 때문에 많은 사람들이 어려움을 겪고 있다. 또한, 좀더 쉬운 방법으로 약물 요법에 의해 체지방을 저하 시키려고 하는 시도도 있다. 비만치료제를 작용기전 별로 크게 분류하면 식욕억제제, 음식물 흡수 억제제, 열생성촉진제 등으로 구분할 수 있다. 현재 국내외 비만치료제 시장은 음식물 흡수 억제제인 Orlistat 와 식욕억제제인 Phentermine 이 대부분을 차지하고 있다. 그러나 이러한 비만치료제들은 두통, 구갈, 식욕부진, 불면, 복부팽만감 등의 부작용이 보고되고 있는 실정이다. 따라서, 약물들의 안전성이 문제가 되는 실정이다.

이에 안전성이 우려되는 기존의 약물과 달리 체지방 연소를 촉진하여 체지방을 감소시키는 기능성 소재의 개발을 진행해 왔다.

알룰로스로 과당의 3번 탄소의 에피머로서, 설탕의 70%에 해당하는 감미도를 가지고 있어 단맛을 내면서도, 섭취 시에 체지방이나 내장 지방의 저하 효과가 우수하고 안전한 체지방 연소 촉진 방법 및 조성에 관한 것이다.

본 발명의 일 예는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는, 인체에 안전한 체지방 감소용 조성물 또는 체지방 감소 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 예는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는, 인체에 안전하고 체지방 저하 효과가 높은 체지방 연소 촉진제 및 체지방 연소 촉진 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 예는 알룰로스의 하루 섭취량이 섭취 개체의 체중 60㎏ 당 5 내지 80g이 되도록 배합된 식품의 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 추가 일 예는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 인산화 AMP-activated protein kinase (AMPK)을 증가시켜 AMPK 신호를 활성화, 퍼옥시좀 증식 활성 수용체 감마 보조활성인자-1알파 (peroxisomal proliferator-activated receptor gamma coactivator1-α, PGC-1) 및 언커플링 단백질-1 (UCP-1)로 이루어지는 군에서 선택된 열생성 단백질의 발현을 증가, 체내 열생성(Thermogenesis)의 증가, 지방세포의 크기 또는 양을 감소, 및 갈색지방 활성화의 증가로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 용도를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 고지방식이 포유동물에서 여러 종류의 감미료의 섭취 시험을 통해 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 조성물에 의해서만 유의적인 체지방 감소, 체지방 연소 촉진, 지방세포의 크기 또는 양의 감소, 또는 AMPK 활성화를 달성함을 확인하고, 또한 알룰로스는 체지방 연소 촉진, 열생성 항진, 체지방 저감화, 지방 축적의 예방, 감소 또는 개선활성이 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 일 예는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 체지방 저감화 및 체지방 증가 억제 용도, 예를 들면 체지방 축적 억제 및/또는 체지방의 연소 촉진용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 일 예는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 내장지방 저감화제 또는 내장지방의 축적 억제제를 제공한다.

본 발명의 일 예는, 알룰로스를 유효성분으로 하는 백색지방 감소 또는 갈색지방 활성화를 통한 체지방 연소 촉진 조성물을 제공한다.

본 발명의 또 다른 일 예는 알룰로스를 유효성분으로 하는 체내 열생성(Thermogenesis) 증가를 통한 체지방 연소 촉진 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 예는, 알룰로스를 유효성분으로 하는 AMPK 활성화용 조성물을 제공한다. 구체적으로 갈색 지방 내 인산화 AMPK을 증가시켜 AMPK 신호를 활성화하여 체내 열생성(Thermogenesis)의 증가시켜 체지방 연소 촉진, 열생성 항진, 체지방 저감화, 지방 축적의 예방, 감소 또는 개선활성을 제공하거나, 또는 AMPK 활성화를 통한 당뇨병 예방, 개선 또는 치료 용도를 제공한다. 본 발명의 또 다른 일예는 알룰로스를 유효성분으로 포함하는, 항당뇨병제 또는 항비만제를 제공한다.

본 발명의 일 예는 알룰로스 또는 알룰로스를 포함하는 조성물을, 대상에게투여하는 단계를 포함하는 체지방 감소 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 알룰로스 또는 알룰로스를 포함하는 조성물을, 대상에게 투여하는 단계를 포함하는 체지방 저하 효과가 높은 체지방 연소 촉진 방법을 제공하는 것이다. 상기 대상은 동물 및 인간을 포함하는 포유동물일 수 있다.

본 명세서에서 알룰로스는 체지방 감소, 체지방 축적 억제, 및 체지방 연소 촉진으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 특성을 것이다. 상기 체내 열생성 증가는 체지방 연소 촉진을 포함한다.

본 명세서에 열생성 또는 에너지 대사는 세포 대사 및 미토콘드리아 생물발생을 포함한 신체에서의 생화학적 반응을 동반하는 에너지의 변환을 지칭한다. 에너지 대사는 본원에 기재된 다양한 측정, 예를 들어 제한 없이 체중-감소, 지방-감소, 인슐린 감수성, 지방산 산화, 글루코스 이용, 트리글리세리드 함량, Sirt 1 발현 수준, AMPK 발현 수준, 소포체 스트레스, 산화성 스트레스 및 미토콘드리아 바이오매스를 사용하여 정량화될 수 있다.

에너지 섭취 및 소비의 불균형은 에너지 섭취 및 소비의 불균형은 비만, 인슐린 저항성, 및 제2형 당뇨병과 같은 만성 대사성 질환 및 노화 관련 질환의 병인에 기여하는 미토콘드리아 장애로 연결된다. 골격근(Skeletal muscle)은 미토콘드리아 기능 부전 및 인슐린 저항성에 있어 중요한 조직이다. 골격근에서 미토콘드리아 기능의 저하가 인슐린 저항성 및 제2형 당뇨병 발생과 관련이 있는 것으로 알려져 있으며, 인슐린 저항성은 지방 축적에 의한 비만 유도 및 골격근의 손상된 산화 능력과 강하게 연관되어 있다.

잉여 에너지를 효과적으로 제거하기 위해서는 대사의 활성을 높이는 것이 필수적이며, 이를 위해서는 지방합성 억제, 당신생 억제, 당소비 촉진, 지방산화 촉진, 에너지 대사의 핵심인 미토콘드리아의 생성 촉진 및 활성화에 관여하는 인자들을 활성화시키는 것이 필수적이다. 대사 촉진과 관련된 활성화인자는 AMPK(AMP-activated protein kinase), PGC-1α(peroxisomal proliferator-activated receptor gamma coactivator1-α), GLUT4(Glucose transporter), UCP-1 (uncoupling protein)가 관련되며 에너지 대사에 중요한 역할을 한다.

본 발명에 따른 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물은, 하루 섭취량이 섭취 개체의 체중 60㎏ 당 3 내지 30g (10 내지 80g/60kg/day)이 되도록 배합된 조성물일 수 있다. 상기 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물을, 식전, 식후 또는 식사와 동시에 섭취할 수 있다. 상기 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물을, 4 내지 20 주(weeks), 바람직하게는 8 내지 12 주(weeks) 기간 섭취하는 방법일 수 있다. 본 발명에 따른 조성물을 단 회 섭취하는 것만으로도 유효한 효과를 도출할 수 있지만, 상기 기간으로 섭취하면 효과를 더욱 극대화할 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.

본 발명은 알룰로스를 함유하는 체지방 저감화 및/또는 체지방 연소 촉진용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 알룰로스를 함유하는 조성물은 백색 지방의 축적을 억제하여 백색 지방을 감소, 및/또는 갈색 지방을 감소시키거나 갈색 지방의 활성화를 증가시켜 열생성 및 지방 연소를 촉진할 수 있다. 상기 조성물은 갈색지방 활성화 증가를 통해 개체의 체지방량(body fat mass, BFM)의 감소량이 고지방식이 대비 5 내지 50%인 것일 수 있다.

본 발명에 따른 알룰로스를 함유하는 AMPK활성화용 조성물에 관한 것으로서, 구체적으로 갈색 지방 내 인산화 AMPK을 증가시켜 AMPK 신호를 활성화하는 것이다.

본 발명에 따른 알룰로스는, 갈색 지방 내 인산화 AMPK을 증가시켜 AMPK 신호를 활성화, 및/또는 체내 열생성(Thermogenesis)관련 유전자, 예를 들면 PGC-1 및 UCP-1로 이루어지는 군에서 선택된 열생성 단백질의 발현을 증가시키는 활성을 갖는 것이다.

알룰로스는 인산화 AMPK(AMP-activated protein kinase)을 증가시켜 AMPK 신호를 활성화함으로써 지방합성을 억제하고 지방세포의 분화를 감소시켜 결국 체지방을 감소시키거나 체지방 생성 또는 축적을 억제할 수 있다.

상기 조성물은 AMPK의 활성을 증가시켜 혈액 내 당의 세포 흡수를 촉진함으로써 혈당을 강하는 것, AMPK의 활성을 증가시켜 비만 억제 활성을 나타내는 것, 및/또는 AMPK의 활성을 증가시켜 혈중 지질 농도에 대한 강하활성을 나타내는 것일 수 있다.

AMPK는 인슐린과 상관없이 간에서 포도당의 방출을 억제함으로써 혈당조절에 관여하는 당대사, 지방대사 및 미토콘드리아의 생성 및 에너지 대사에 관여하는 것으로 알려져 있다. AMPK는 미토콘드리아의 생성(biogenesis)에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PGC-1α의 유전자발현을 증가시키는 것으로　알려져 있다.

AMPK는 대부분의 세포 및 전신 수준에서 에너지 균형의 조절에 중요한 요소이며, serine/threonine kinase로서 지질과 포도당 대사의 조절인자로 알려져 있으며, AMPK의 조절 작용은 비만, 당뇨, 및 각종 대사 증후군의 연구 분야에서 주목되고 있다. AMPK는 ATP를 소비하는 동화 작용을 억제하고, ATP를 생산하는 이화 작용(포도당 흡수, 해당과정, 글리코겐 분해, 지방산 산화)를 촉진하는 작용을 하므로 간이나 골격근 등의 조직에서 AMPK가 활성화되면 지방산 산화와 포도당 흡수가 증가된다. 세포, 동물의 간, 근육 조직에서 AMPK 인산화 정도를 웨스턴 블랏(western blotting) 또는 ELISA 방법으로 측정할 수 있다.

근육조직 및 심장근육에서 AMPK는 근육수축을 촉진시켜 포도당의 흡수를 촉진시키는데, 이는 인슐린의 작용과 상관없이 GLUT1을 활성화시키거나 GLUT4의 혈장막으로의 이동을 유도하여 포도당의 세포 안으로의 전달을 증가시킨다.

지방대사와 관련하여, AMPK는 acetyl-CoA carboxylase의 인산화를 유도하여 지방합성을 억제하며 따라서 지방합성의 중간체이며 CPT I(carnitine palmitoyltransferase I)의 저해제인 malonyl-CoA의 세포내의 농도를 낮추어 지방산화를 촉진시키는 것으로 알려지고 있다. 또한, AMPK는 콜레스테롤과 triacylglycerol의 합성에 관여하는 HMG-CoA reductase와 GPAT(glycerol phosphate acyl transferase)의 인산화를 통하여 활성을 억제하는 것으로 알려져 있다. 지방세포의 분화에 중요한 역할을 하는 스테롤 조절원소 결합 단백질(sterol-regulated-element binding protein-1, SREBP-1) 역시 AMPK에 의하여 활성이 저해되어 지방세포의 분화가 억제된다.

또한, 본 발명에 따른 알룰로스를 함유하는 조성물은 백색 지방의 축적을 억제하여 백색 지방을 감소, 및/또는 갈색 지방을 감소시키거나 갈색 지방의 활성화를 증가시켜 열생성 및 지방 연소를 촉진할 수 있다.

상기 알룰로스는 갈색 지방세포와 베이지색 지방세포에서 열생성 및/또는 지방 연소를 촉진하며, 구체적으로 상기 열생성 및/또는 지방 연소 촉진은 UCP-1 및/또는 PCG-1α의 발현을 증가시켜 수행될 수 있다. 이에 알룰로스는 항비만제, 내장축적지방 저감화제, 또는 내장지방축적 억제제의 용도를 가진다.

열생성(Thermogenesis)은 에너지 항상성 조절에 중요한 역할을 하며 비만에 대한 방어기전이 될 수 있으며, 열 생성의 기전은 추위에 대한 개체를 보호하거나 식이 변화에 의한 에너지 균형을 목적으로 일어난다.

인간의 지방조직은 에너지를 저장하는 백색 지방조직(white adipose tissue, WAT)과 에너지를 소비하는 갈색 지방조직 (brown adipose tissue, BAT)으로 구분된다. 갈색 지방조직은 지방대사조절 기능 이외에도 체내 에너지 대사 조절을 통한 체중조절과 당 대사 조절에 중요한 기능을 수행한다. 일부 백색 지방조직은 갈색 지방조직과 유사한 대사 표현형으로 수정할 수 있는 "갈변"특성을 가지며, 이와 관련된 지방 세포를 "베이지색 지방 세포"라고 한다. 백색 지방조직의 베이지색 지방 세포는 더 높은 미토콘드리아 함량과 PGC-1α 및 UCP-1과 같은 갈색 지방조직에서 특정 유전자의 발현을 포함하여 갈색 지방조직과 유사한 특성을 가지고 있다.

갈색 지방조직 및 베이지색 지방세포에 존재하는 UCP-1이 미토콘드리아 막에 존재하며 양자를 수송하는 캐리어로 작용하며, 막 전위를 감소시키고 열생성을 증가시키므로 비만 및 제2형 당뇨병과 관련성이 있는 것으로 알려져 있다.

퍼옥시좀 증식 활성 수용체 감마 보조활성인자 알파(peroxisomal proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α, PGC-1α)는 포도당대사, 미토콘드리아의 생성(biogenesis), 근육섬유형성(muscle fiber specialization), 순응 열생성(adaptive thermogenesis)에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. PGC-1α의 발현량의 증가는 미토콘드리아 DNA 복제수 증가, 미토콘드리아 증식을 촉진하는 것으로 알려져 있다. PGC-1α의 발현을 촉진하는 물질은 미토콘드리아의 생성을 촉진하게 되고 이는 결국 미토콘드리아에 의한 지방산 산화를 촉진하며 ATP 에너지를 생성하여 신체 에너지 소비를 촉진할 수 있다. 미토콘드리아는 포도당의 수송과 지방의 산화를 활성화시킴으로써, 에너지 대사에 있어 중요한 역할을 수행한다.

PGC-1α는 열량대사에 관여하는 유전자들을 조절하는 전사조절 co-activator (transcriptional coactivator)이며 미토콘드리아 생합성 및 기능을 조절하는 역할을 한다.

구체적으로, 고지방식이 투여군에 비해, 알룰로스 투여군에서 간지방, 복부지방, 및 부고환부근 지방량이 모두 감소하였으며, 알룰로스의 액상형과 분말형 투여군에서는 각각 농도의존적으로 감소하여 유의하게 실험동물의 체지방축적을 감소시켰다(표 1).

DXA 측정법으로 분석한 마우스 체지방 결과에서, 정상식이군과 비교하여 고지방식이군의 복부지방 및 전체 체지방의 부피가 약 32% 증가하여 현저하게 지방축적이 증가하였다. 또한, 고지방식이군에서 체중의 현저한 증가 및 이와 관련된 지방 축적이, 액상형 알룰로스와과 분말형을 투여한 마우스에게서, 체중 및 지방 축적이 현저히 저해되는 것이 체중 조사 분석 및 in live DEXA 이미지에서 각각 관찰되었다(표 2, 도 4 및 도 5).

BAT에서 P-AMPK, AMPK, PGC-1α, UCP-1 및 β-액틴의 단백질 수준 평가 결과를 보면, 고지방식이군은 AMPK의 인산화가 감소하였으며, 액상형 알룰로스와과 분말형 처리시 모두 농도 의존적으로 인산화 AMPK의 발현이 증가함을 확인하였다. 구체적으로, 고지방식이로 비만이 유도된 동물모델에 알룰로스를 투여한 경우, 갈색지방내의 AMPK의 발현을 증가시켜 용량 의존적 방식으로 AMPK 신호 활성화를 유도하였다. 또한 정상식이군에 비해 고지방식이군은 갈색지방에서의 열생성 관련 단백질(PGC-1 및 UCP-1)의 발현이 감소하였고 액상형 알룰로스와과 분말형 투여군에서 농도의존적으로 PGC-1 및 UCP-1을 포함하여 열생성과 관련된 단백질 발현이 증가함을 확인하였다. P-AMPK(인산화 AMPK)의 증가에 따른 갈색지방의 활성화를 통해 마우스의 백색지방 크기를 감소시켰다(도 7).

또한, 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 부고환 백색지방조직의 지방세포 크기가 뚜렷하게 증가한 것이 관찰되었으며, 고지방식이군에서 액상형 알룰로스와과 분말형군에서는 농도의존적으로 지방세포의 크기가 상대적으로 감소한 것으로 나타났다(도 8).

본 발명에 따른 알룰로스를 함유하는 조성물은 개체의 체지방량(body fat mass, BFM)의 감소량을, 고지방식이 대비 1%이상, 2.5%이상, 5%이상, 또는 10%로 달성할 수 있으며, 예를 들면, 2.5 내지 50%, 2.5 내지 40%, 2.5 내지 30%, 2.5 내지 25%, 2.5 내지 20%, 2.5 내지 17%, 2.5 내지 15%, 5 내지 50%, 5 내지 40%, 5 내지 30%, 5 내지 25%, 5 내지 20%, 5 내지 17%, 5 내지 15%, 10 내지 50%, 10 내지 40%, 10 내지 30%, 10 내지 25%, 10 내지 20%, 10 내지 17%, 10 내지 15%로 달성할 수 있다.

상기 체지방 감소량 평가는 고지방식이를 주입한 마우스 동물 모델을 이용하여 수행할 수 있으며, 예를 들면 6 내지 8주령의 C57BL/6J 마우스에 고지방식이(high-fat diet, HFD, 60% high fat energy)를 5 내지 10주간 1일 1회 공급하여 고지방식이로 인한 비만동물모델을 제조하여 수행할 수 있다.

본 명세서에서 대상에게 투여되는 알룰로스의 양은, 하루 섭취량이 섭취 개체의 체중 60㎏ 당 3 내지 30g, 3 내지 25g, 3 내지 20g, 3 내지 15g, 5 내지 30g, 5 내지 25g, 5 내지 20g, 5 내지 15g, 7 내지 30g, 7 내지 25g, 7 내지 20g, 7 내지 15g, 10 내지 30g, 10 내지 25g, 10 내지 20g, 또는 10 내지 15g일 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 알룰로스를 포함하는 조성물은 하루 섭취량이 섭취 개체의 체중 60㎏ 당 3 내지 30g, 3 내지 25g, 3 내지 20g, 3 내지 15g, 5 내지 30g, 5 내지 25g, 5 내지 20g, 5 내지 15g, 7 내지 30g, 7 내지 25g, 7 내지 20g, 7 내지 15g, 10 내지 30g, 10 내지 25g, 10 내지 20g, 또는 10 내지 15g가 되도록 알룰로스를 포함하는 조성물일 수 있다.

본 발명에 따른 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물을 투여 또는 섭취하는 대상 또는 개체는 사람을 포함한 동물이며, 예를 들면 사람, 마우스, 래트, 원숭이등을 포함한다.

본 발명에 따른 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물은, 식전, 식후 또는 식사와 동시에 섭취할 수 있으며, 특별히 섭취 조건을 한정하는 것은 아니다.

상기 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물을, 체지방 저감화를 달성하는 데 유효한 기간 동안 섭취할 수 있으며, 예를 들면 4 내지 20 주(weeks), 바람직하게는 8 내지 12 주(weeks) 기간 섭취하는 방법일 수 있다. 본 발명에 따른 조성물을 단 회 섭취하는 것만으로도 유효한 효과를 도출할 수 있지만, 2회 이상 섭취할 수 있다.

상기 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물의 섭취를 위한 제제 단위는, 예를 들면 개별 섭취량의 1, 2, 3 또는 4배를 함유하거나 또는 1/2, 1/3 또는 1/4배를 함유하도록 제조될 수 있다. 개별 섭취량은 바람직하기로는 유효 성분의 1일 1회에 투여되는 양을 함유하며, 이는 통상 1일 투여량의 전부, 1/2, 1/3 또는 1/4배에 해당하는 양으로 제제화될 수 있다.

본 발명에 따른 알룰로스를 포함하는 조성물은 식품 조성물 또는 약학 조성물일 수 있다.

본 발명에 따른 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법， 투여 방식， 환자의 연령， 체중， 성， 병적 상태， 음식， 투여 시간, 투여 경로，. 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다.

본 발명에 따른 알룰로스를 유효성분으로 하는 조성물은 식품, 식품 첨가제, 음료, 음료 첨가제, 건강 식품, 또는 기능성 식품일 수 있다. 본 발명에서 "건강기능식품' '이라 함은 건강기능식품에 관한 법률에 따라 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 (가공을 포함함)한 식품을 말하며， "기능성' '이란 인체의 정상적인 기능을 유지하거나 생리기능 활성화를 통하여 건강을 유지하고 개선하는 둥과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 말한다. 상기 알룰로스를 일반식품에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조할 수 있다. 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오고 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하였기 때문에 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다.

본 발명의 알룰로스를 식품 첨가물로 사용할 경우에는, 상기 알룰로스를 그대로 첨가하거나, 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용하거나, 그 외의 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.

상기 식품은 알를로스 적용 가능한 식품이면 특별히 제한되지 않으며， 예를들면, 곡류 가공품, 두류가공품. 서류가공품, 당류가공품, 수산물가공품， 기타가공품， 과자, 캔디류 (예, 하드캔디, 젤리류， 구미류)， 빵류， 만두류, 식육가공품(예, 육류, 소세지), 낙농제품(예, 유산균 발효유, 아이스크림류), 알가공품， 묵류， 가공유지， 기타면류， 유탕면류， 고형차， 액상차， 커피, 과채 주스， 과채음료， 기타 발효음료， 인삼 흥삼음료， 흔합음료, 음료베이스, 조미된장， 고추장， 청국장, 소스류, 복합조미식품， 배추김치, 양념젓갈, 절임류， 당절임, 농산물조림， 축산물조림， 조미건어포류, 건어포류, 땅콩 또는 견과류가공품, 과 채 가공품， 조미김. 추출식품， 즉석섭취식품， 찐쌀, 버섯자실체 가공식품음료류. 육류가공품류, 초코렛, 과자류， 피자， 면류 (라면, 국수 등)，껌류, 아이스크림류， 알코올 음료류 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일예는 알룰로스를 유효성분으로 하는 정제, 분말, 캡슐, 과립, 시럽, 젤리, 바, 페이스트, 겔, 음료, 차 형태를 포함하는 체지방 연소 촉진용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 둥에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.

일 예에서, 충전제를 제외한 조성물 중 알룰로스의 중량(wt)%는 다양하게 설정할 수 있으며, 예를 들면 조성물 고형분 함량을 기준으로 알룰로스를 약 0.1 내지 99.9 중량%로 또는 5 내지95 중량%로 포함할 수 있거나, 상기 알룰로스는 총고형분을 기준으로 80(w/w) % 이상, 바람직하게는 90(w/w) % 이상, 더욱 바람직하게는 95(w/w)% 이상, 96 (w/w)% 이상, 97(w/w)% 이상, 98(w/w)% 이상 또는 99 (w/w)% 이상의 함량을 갖는 조성물일 수 있다.

본 발명에 적용되는 알룰로스는 특별한 제한이 없으며, 알룰로스를 포함하는 액상 알룰로스 (알룰로스 시럽), 분말 알룰로스, 결정형 알룰로스 및 비결정형 알룰로스를 포함한다. 상기 알룰로스는 화학적으로 합성하거나 생물학적으로 제조된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 조성물에 포함되는 알를로스를 포함하는 분말 또는 시럽 형태이거나， 예를 들면 알를로스는 순도 80(w/w) % 이상, 바람직하게는 90(w/w) % 이상, 더욱 바람직하게는 95(w/w)% 이상, 96 (w/w)% 이상, 97(w/w)% 이상, 98(w/w)% 이상 또는 99 (w/w)% 이상의 알를로스를 분말, 이를 이용하여 다양한 농도로 제조한 용액 또는 과당 -함유 용액으로 화학적 또는 생물학적 방법으로 알룰로스로 전환한 용액일 수 있다.

상기 알룰로스 시럽은 상기 알룰로스 단독 또는 혼합당으로부터 분리, 정체 및 농축 공정을 통해 얻어진 것일 수 있다. 본 발명의 일예에서 분리 및 정제 공정을 거친 알룰로스 시럽은 전기 전도도 1 내지 50 μS/cm 이고, 무색 또는 미황색의 감미를 가지는 액상 알룰로스 시럽일 수 있다. 상기 알룰로스 함유 혼합당의 구체적인 예는 혼합당의 전체 고형분 함량 100중량부를 기준으로, 알룰로스 5 내지 95 중량부, 과당 1 내지 50 중량부 및 포도당 1 내지 55 중량부, 및 올리고당 1 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있으며, 올리고당은 포함하지 않을 수도 있다. 상기 알룰로스, 과당 및 포도당은 바람직하게는 모두 D형-이성질체인 것이다.

본 발명의 일 예에 의하면, 식생활이나 운동생활을 바꾸지 않고, 무리없이 소량의 섭취로 안전하고 효율적으로 체지방이 현저히 저하하고 내장 지방이 현저하게 감소하는 효과가 있다.

도 1은 실시예 2에 따라 액상형 알룰로스를 10주간 투여한 동물모델의 체중(body weight)을 정상식이 및 고지방식이 투여군과 비교한 그래프이다.
도 2는 실시예 3에 따라 분말형 알룰로스를 10주간 투여한 동물모델의 체중(body weight)을 정상식이 및 고지방식이 투여군과 비교한 그래프이다.
도 3은 비교예 1 및 2에 따라 수크랄로스 및 에리쓰리톨을 각각 10주간 투여한 동물모델의 체중(body weight)을 정상식이 및 고지방식이 투여군과 비교한 그래프이다.
도 4는 고지방식이를 먹인 마우스의 체중과 체지방량에 미치는 알룰로스의 영향을 평가한 결과를 나타내는 InAlyzer DXA 측정법으로 분석된 이미지다.
도 5 및 도 6은 고지방식이를 먹인 마우스의 체중과 체지방량에 미치는 알룰로스의 영향을 평가한 결과를 나타내는, DXA법에 따른 체지방의 밀도 측정 결과이다.
도 7은 갈색지방조직의 브라우닝과 AMPK 활성화의 관련성을 나타내는 결과로서, 고지방식이를 먹인 마우스에서 분리한 갈색지방조직에서 단백질 발현량을 측정하고, 비히클 대조군, 알룰로스, 수크랄로스 및 에리쓰리톨을 경구로 투여한 결과이다.
도 8은 비히클 대조군, 알룰로스, 수크랄로스 및 에리쓰리톨을 각각 10주간 투여한 동물모델의 지방세포(epididymal WAT) 크기를, 정상식이 및 고지방식이 동물모델의 지방세포(epididymal WAT) 크기와 비교할 결과로서, H&E 염색 결과 및 지방(adipocytes)의 평균 지름 크기를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 고지방식이로 인한 비만 동물모델(HFD)

8주령의 C57BL/6J 마우스 총 120마리를 고지방식이(high-fat diet, HFD, 60% high fat energy) 또는 정상식이(normal diet, ND)로 사육하였다. 정상식이와 60% 고지방식이는 ㈜새론바이오(경기도 안양 소재)로부터 구입하여 공급하였다.

식이는 매일 오전 9-10시 사이에 물과 함께 공급하였으며, 10주간 공급하였으며, 식이 섭취량과 체중은 매주 측정하였다. 상기 정상식이를 투여한 실험동물을 정상식이 투여군 (NCD)으로 명명하고, 고지방식이를 투여한 실험동물을 고지방식이 투여군 (HDD)으로 명명하였다.

상기 식이 공급기간이 종료한 후 실험동물을 12시간 이상 금식시킨 후, 케타민 마취한 상태에서 혈액, 간, 부위별 내장지방조직(부고환지방, 신장주변지방, 장간막지방 및 후복강지방), 피하지방 조직 및 근육조직을 채취하여 0.1 M 생리식염수(pH 7.4)로 세척한 후, 무게를 측정하였다. 상기 실험동물의 복부대동맥으로부터 채혈한 혈액은 1000×g에서 15분간 원심분리하여 혈장을 분리하였다.

실시예 2: 액상 알룰로스 투여군 (AL)

실시예 1에 따라 동일한 방법으로 고지방식이로 비만 모델동물을 구축하기 위해 고지방식이와 함께 액상형 알룰로스를 10주간 함께 투여하였다. 구체적으로, 액상형 알룰로스를, 각각 고형분 함량을 기준으로 1.06 g/kg (low), 3.07 g/kg(medium) 및 5.16 g/kg (high)의 3가지 투여 용량을 설정하여, 10 마리로 구성된 그룹에 대해 각각 개별 그룹에 10주간 경구 투여하여 체중변화를 관찰하였다.

상기 저용량(1.06 g/kg)의 액상 알룰로스 투여군을 AP-L로 명명하고, 상기 중용량(3.07 g/kg)의 액상 알룰로스 투여군을 AP-M로 명명하고, 상기 고용량(5.166 g/kg)의 액상 알룰로스 투여군을 AP-H로 명명하였다.

실시예 3: 분말 알룰로스 투여군 (AP)

실시예 1에 따라 동일한 방법으로 고지방식이로 비만 모델동물을 구축하기 위해 고지방식이와 함께 분말형 알룰로스를 10주간 함께 투여하였다. 구체적으로, 분말형 알룰로스를, 각각 1.06 g/kg (low), 3.07 g/kg(medium) 및 5.16 g/kg (high)의 3가지 투여 용량을 설정하여, 10 마리로 구성된 그룹에 대해 각각 개별 그룹에 10주간 경구 투여하여 체중변화를 관찰하였다.

상기 저용량(1.06 g/kg)의 분말 알룰로스 투여군을 AL로 명명하고, 상기 중용량(3.07 g/kg)의 분말 알룰로스 투여군을 AL-M로 명명하고, 상기 고용량(5.166 g/kg)의 분말 알룰로스 투여군을 AL-H로 명명하였다.

비교예 1 및 2: 수크랄로스 또는 에리쓰리톨 투여군

실시예 1과 동일한 방법으로 고지방식이로 인한 비만 동물모델 구축하고, 알룰로스를 대신하여 비교예 1로서 0.007 g/kg 수크랄로스(sucralose) 투여군과, 비교예 2로서 5.16 g/kg 에리쓰리톨(erythritol) 투여군을 설정하여 10 마리로 구성된 그룹에 대해 각각 10주간 경구 투여하여 체중변화를 관찰하였다.

실시예 2 및 3에서 마우스를 대상으로 알룰로스의 하루 섭취량 1.06, 3.07 과 5.16 g/kg을 설정하였으나, 이를 사람으로 환산하면 섭취 개체의 체중 60㎏ 당 5, 15 와 25g이 된다. 이 때 Sucrolose는 알룰로스와 동일한 감미도를 맞추어 투여량을 설정하여 경구투여하고, 에리쓰리톨은 알룰로스와 동량 투여하였다.

시험예 1: 실험동물의 체중 및 체지방(fat mass )분석

(1)실험동물의 체중 분석

액상형 알룰로스와과 분말형을 고지방식이와 함께 급여한 C57BL/6J 마우스에서 10주 동안 체중 변화를 관찰한 결과는 도 1에 나타낸 바와 같이, 투여 시간(week)에 따른 실험 동물의 체중 증가는 고지방식이군(HFD)에서 가장 높고, 정상식이군(NCD)에서 가장 낮게 나타났으며, 실시예 2에 따라 액상 알룰로스를 투여한 실험군에서는 정상식이군(NCD)과 고지방식이군의 중간 정도의 체중 증가를 나타냈다. 또한 알룰로스 투여량에 따르면, 고함량 알룰로스를 투여한 군이 저함량 알룰로스 투여군에 비해 체중증가가 낮게 나타났으며, 따라서, 고지방식이와 알룰로스를 함께 투여한 경우, 고지방식이로 인한 체중증가를 농도 의존적으로 유의하게 감소시켰다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3에 따른 분말 알룰로스를 투여한 실험군에서는 정상식이군(NCD)과 고지방식이군의 중간 정도의 체중 증가를 나타냈다. 또한 알룰로스 투여량에 따르면, 고함량 알룰로스를 투여한 군이 저함량 알룰로스 투여군에 비해 체중증가가 낮게 나타났으며, 따라서, 고지방식이로 인한 체중증가를 농도 의존적으로 유의하게 감소시켰다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 및 2에 따른 Sucralose와 Erythritol투여군에서 체중감소효과는 보이지 않았다.

요약하면, 10 주간의 60% 고지방식이를 공급한 고지방식이군(HFD)의 실험동물은 체중이 꾸준히 증가하는 것으로 나타난 반면, 실시예 2에 따른 액상형 알룰로스와과 실시예 3에 따른 알룰로스 분말 투여군에서 고지방식이로 인한 체중증가를 농도 의존적으로 유의하게 감소시켰다. 반면, 비교예 1 및 2에 따른 Sucralose와 Erythritol투여군은 고지방식이 투여군과 거의 동일한 체중으로 측정되었으며, 이에 체중감소효과는 보이지 않았다(도 3).

또한, 식이섭취량은 고지방식이군에 비해 군간 유의성은 관찰되지 않았다.

(2)체지방 분석

실시예 2 및 3와, 비교예 1 및 2에 따른 실험동물에 대해 이중 에너지 X 선 흡수 측정법 (DXA)을 이용하여, 10주 식이 기간 동안 매주 마우스의 체지방을 비교하였다. 초고해상도 X-선 영상은 전이성 암에서 관절염 및 골다공증에까지 다양한 질병상태를 조사하는데 중요한 도구이다.

실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 2에 따라 10주간의 실험 후 모델 동물의 복부지방조직, 부고환지방조직 및 간 조직을 적출하여 무게를 측정하였다. 상기 조직의 측정 무게는 하기 표 1에 나타낸다.

Liver weight(g)			복부지방량(g)		부고환부근지방량(g)
	average	SEM	average	SEM	average	SEM
NCD	1.08	0.02	5.66	0.83	0.13	0.02
HFD	1.26	0.04	21.55	1.40	0.56	0.08
AP-L	1.22	0.06	14.84	2.11	0.41	0.05
AP-M	1.12	0.04	13.15	0.72	0.35	0.03
AP-H	1.06	0.05	13.10	1.05	0.33	0.03
AL-L	1.17	0.08	15.28	1.11	0.37	0.04
AL-M	1.07	0.07	13.23	1.16	0.38	0.04
AL-H	1.05	0.04	12.71	0.66	0.31	0.03
Sucralose	1.21	0.08	20.73	1.01	0.46	0.06
Erythritol	1.31	0.08	19.46	1.04	0.50	0.05

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고지방식이 투여군에 비해, 알룰로스 투여군에서 간지방, 복부지방, 및 부고환부근 지방량이 모두 감소하였으며, 알룰로스의 액상형과 분말형 투여군에서는 각각 농도의존적으로 감소하여 유의하게 실험동물의 체지방축적을 감소시켰다. 비교예 1 내지 2에 따른 수크랄로스 또는 에리쓰리톨 투여군은 고지방식이 투여군과 동등한 지방량을 보여 유의한 차이가 없었다.

시험예 2: 알룰로스의 체지방 축적 감소효과

시험예 1의 방법과 동일하게 이중 에너지 X 선 흡수 측정법 (DXA) 측정을 사용하여 고지방식이를 투여한 마우스에서 체지방을 측정 및 비교하였다. 상기 비교 결과를 하기 표 2 및 도 4 내지 도 6에 나타낸다. 하기 표 2에서 체지방량(body fat mass, BFM)은 지방의 중량이고, 체지방률은 (% body fat)은 체중 중에서 지방이 차지하는 비율이다.

체지방률(%)			체지방량(g)
	average	SEM		average	SEM
NCD	22.95	1.83	NCD	2.2	0.17
HFD	32.09	1.27	HFD	10.44	0.61
AP-L	29.82	0.8	AP-L	7.79	0.78
AP-M	27.47	1.09	AP-M	7.43	0.67
AP-H	26.83	1.19	AP-H	6.67	0.72
AL-L	28.68	0.72	AL-L	7.43	0.58
AL-M	27.21	0.79	AL-M	7.21	0.67
AL-H	27.04	0.7	AL-H	6.64	0.86
Sucralose	30.04	1.13	Sucralose	8.51	0.71
Erythritol	33.04	1	Erythritol	10.98	0.69

표 2에서 따른 DXA 측정법으로 분석한 마우스 체지방 결과에서, 정상식이군과 비교하여 고지방식이군의 복부지방 및 전체 체지방의 부피가 약 32% 증가하여 현저하게 지방축적이 증가하였다.

도 4 내지 도 6은 고지방식이를 먹인 마우스의 체중과 체지방량에 미치는 알룰로스의 영향을 평가한 결과를 나타내며, 도 4는 DXA 이미지를 나타내며, 도 5 및 도 6는 DXA법에 따른 체지방의 밀도 측정을 나타낸다. 실험 결과는 8 개의 개별 실험에서 ± SEM을 의미한다. (n = 8, #P <0.05 vs. NCD- 그룹, * P <0.05 vs. HFD- 그룹)

도 5은 정상식이군과 고지방식이군 마우스에서 얻은 전신 DEXA 이미지가 있는 대표적 전신 및 복부 지방체를 나타낸다. 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 체중의 현저한 증가 및 이와 관련된 지방 축적이, 정상 지방식이 대조군과 비교하여 고지방식이 대조군에게서 나타나있다. 그러나 액상형 알룰로스와과 분말형을 투여한 마우스에게서, 체중 및 지방 축적이 현저히 저해되는 것이 체중 조사 분석 및 in live DEXA 이미지에서 각각 관찰되었다. 한편, 수크랄로스와 에리스리톨을 투여한 마우스는 고지방식이군 마우스와 비교하여 체중, 전신 지방 밀도가 각각 현저하게 변화하지 않았다.

시험예 3: 알룰로스의 갈색지방내 AMPK활성화와 Thermogenesis 증가

본 시험은 알룰로스가 갈색지방내 AMPK 신호를 활성화하는지 여부 및 Thermogenesis 증가 여부를 단백질 발현을 통해 평가하였다.

실시예 2 내지 3과 비교예 1 내지 2에서 얻어진 실험동물에 대해, 상기 실시예 1의 방법에 따라 적출한 조직을 1X PBS로 수세한 후 1x RIPA buffer로 lysis 하여 12,000 x g 에서 30분간 원심분리한 후 상층액을 수득하여 정량하였다.

정량한 단백질은 sample buffer와 혼합하여 95℃에 5분간 가열하고, 4~12% SDS-PAGE로 분리하였다. 분리 후 SDS-PAGE를 Semi-dry transfer system을 이용하여 15 V에서60분으로 PVDF membrane으로 단백질을 이동시켜 Blocking buffer (5% Skim mlik in 1 X TBST)에 1시간 이상 반응하고, primary antibody를4℃에서 overnight 반응시킨 후 1 X TBST로 7분 간격으로 5번 washing 하였다. secondary antibody를 실온에서 1시간 이상 반응시킨 후 1 X TBST로 7분 간격으로 5번 washing 하였고, ECL reagent로 발색한 후 X-ray flim에 현광을 감광하였다. 상기 결과를 도 7에 나타낸다. 도 7은 BAT의 브라우닝과 AMPK 활성화와 관련성을 나타내는 결과로서, 단백질 발현은 고지방식이를 먹인 마우스에서 분리한 BAT에서 측정하고 하루에 비히클 대조군 또는 알룰로스, 수크랄로스 및 에리쓰리톨을 경구로 투여한 것이다. BAT에서 P-AMPK, AMPK, PGC-1, UCP-1 및 β- 액틴의 단백질 수준을 나타낸다.

도 7에 나타낸 BAT에서 P-AMPK, AMPK, PGC-1, UCP-1 및 β-액틴의 단백질 수준 평가 결과를 보면, 고지방식이군은 AMPK의 인산화가 감소하였으며, 액상형 알룰로스와과 분말형 처리시 모두 농도 의존적으로 인산화 AMPK의 발현이 증가함을 확인하였다. 고지방식이로 비만이 유도된 동물모델에 알룰로스를 투여한 경우, 갈색지방내의 AMPK의 발현을 증가시켜 용량 의존적 방식으로 AMPK 신호 활성화를 유도하였다. 또한 정상식이군에 비해 고지방식이군은 갈색지방에서의 열생성관련 단백질(PGC-1, UCP-1)의 발현이 감소하였고 액상형 알룰로스와과 분말형 투여군에서 농도의존적으로 PGC-1 및 UCP-1을 포함하여 열생성 단백질과 관련된 단백질 발현이 증가함을 확인하였다. P-AMPK의 증가에 따른 갈색지방의 활성화를 통해 마우스의 백색지방 크기를 감소시켰다.

또한, 정상 식이군 및 고지방 식이군들 (HFD, 액상형 알룰로스, 분말형 알룰로스, 수크랄로스, 에리스리톨)의 마우스로부터 부고환 백색지방조직 (epididymal WAT)을 제거하고, 10% 포르말린 완충용액으로 부고환 백색지방조직을 고정하였다. 고정된 부고환 백색지방조직을 파라핀으로 포매하고, 4 mm의 부고환 백색지방조직 절편을 준비하였다. 부고환 백색지방조직 절편의 횡단면을 헤마톡실린 및 에오신으로 염색하고, 염색된 부분을 광학 현미경 (Nikon, Tokyo,Japan)을 이용하여 실험을 수행하였으며, 그 결과를 도 8에 나타낸다. 도 8은 비교예 및 실시예에 따라 알룰로스, 대조구, 수클랄로스 및 에리쓰리톨을 각각 10주간 투여한 정상식이 및 고지방식이 동물모델의 지방세포(epididymal WAT) 크기를 비교하기위한 H&E 염색 결과 및 지방(adipocytes)의 평균 지름 크기를 나타낸 그래프이다.

도 8에 나타낸 것과 같이 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 부고환 백색지방조직의 지방세포 크기가 뚜렷하게 증가한 것이 관찰되었으며, 액상형 알룰로스와과 분말형군에서는 다른 고지방식이군들보다 농도의존적으로 지방세포의 크기가 상대적으로 감소한 것으로 나타났다.

Claims (9)

1. 알룰로스를 유효성분으로 포함하는 체지방 축적 억제 및 연소 촉진용 식품 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 백색 지방의 축적을 억제하여 백색 지방을 감소시키는 것인 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 갈색 지방의 연소를 촉진하여 갈색 지방을 감소시키는 것인 조성물.
4. 제1항에 있어서, 체내 열생성(Thermogenesis)의 증가, 지방세포의 크기 또는 양 감소, 및 갈색지방 활성화의 증가로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 특성을 것인 조성물.
5. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 갈색지방 활성화 증가를 통해 체지방량(body fat mass, BFM)을 고지방식이 대비 5 내지 50% 감소시키는 것인 조성물.
6. 제1항에 있어서, 지방조직에서 인산화 AMPK의 증가, AMPK 발현 증가, PGC-1α 발현 증가, 및 UCP-1 발현 증가로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상에 의한 것인, 조성물.
7. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 내장지방 저감화 또는 내장지방축적 억제 활성을 갖는 것인 조성물.
8. 제1항에 있어서, 알룰로스의 하루 섭취량이 섭취 개체의 체중 60㎏ 당 3 내지 30g이 되도록 배합된 조성물.
9. 제1항에 있어서, 상기 조성물은, 정제, 분말, 캡슐, 과립, 시럽, 젤리, 바, 페이스트, 겔, 음료, 차 형태를 포함하는 조성물.

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