KR20230016994A - 아메리카왕거저리 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 항당뇨 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 10~19령의 아메리카왕거저리 유충의 에탄올 추출물을 유효성분으로 함유하는 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다. 본 발명의 항당뇨 조성물의 유효성분으로서의 아메리카왕거저리 유충 추출물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 제 2형 당뇨병의 예방 또는 개선용 의약품 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있을 뿐만 아니라, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 전분분해효소 저해활성의 손실이 나타나지 않아 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
Description
본 발명은 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 항당뇨 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 10~19령의 아메리카왕거저리 유충의 에탄올 추출물을 유효성분으로 함유하는 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해를 통한 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품에 관한 것이다.
현대인에게 가장 흔한 질병 중 하나인 당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환의 일종으로서 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징이며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으킨다. 당뇨병은 제1형과 제2형으로 구분되는데, 제1형 당뇨병은 유전적 영향에 의해 인슐린을 전혀 생산하지 못하는 것이 원인이 되어 발생하며, 제2형 당뇨병은 인슐린 기능이 떨어져 인슐린 저항성(insulin resistance)이 원인으로 알려져 있다. 특히, 제2형 당뇨병은 식생활의 서구화에 따른 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동부족, 스트레스 등 환경적인 요인이 크게 작용하는 것으로 알려져 있다. 당뇨병의 치료를 위해서는 제1형 당뇨병의 경우에는 인슐린 주사가 필수적이며, 제2형 당뇨병의 경우에는 생활습관 교정 및 약물치료가 필요하며, 대표적으로 인슐린 분비 촉진제(예, 레파글리나이드, 미티글이나이드) 및 소장에서의 탄수화물 흡수 지연제[글루코바이: 성분명-아카보즈(acarbose), 베이슨: 성분명-보글리보스 (voglibose)] 등이 이용되고 있다.
한편, 아메리카왕거저리는 딱정벌레목(Coleoptera) 거저리과(Tenebrionidae)에 속하는 열대종의 대형 거저리류로 미국을 포함한 중남미에 주로 분포하며, 그 유충은 갈색거저리(Tenebrio molitor)와 매우 유사한 형태를 나타낸다. 아메리카왕거저리는 완전변태곤충으로 19에서 20령의 긴 유충기간을 갖고 있으며, 식용 및 사료용으로 사용되고 있는 갈색거저리 유충(mealworm)보다 약 3~4배 커서 통상 수퍼웜(superworm)이라 불리고 있다. 유럽 및 다양한 나라에서 아메리카왕거저리 유충은 식용으로 사용되고 있으며, 우리나라에서도 누에 번데기, 백강잠, 벼메뚜기, 갈색거저리 유충, 흰점박이꽃무지 유충, 장수풍뎅이 유충, 쌍별귀뚜라미, 수벌 유충과 함께 [아메리카왕거저리 유충 탈지 분말]이라는 이름으로 식품공전에 한시적 식품원재료로 등록되어 있다. 또한, 갈색거저리 유충보다 사육이 쉽고 크기가 커서 조류, 파충류, 작은 포유류 및 어류와 같은 동물들을 위한 사료로도 각광받고 있다.
아메리카왕거저리와 관련된 국내외 연구로는 탈지 전, 후 아메리카왕거저리 유충의 영양성분 및 유해물질 비교분석(김선영 외, 2019. 생명과학회 29, 1378~1385), 인공사료와 밀기울로 사육한 아메리카왕거저리 유충의 영양성분 비교분석(김선영 외, 2020. 생명과학회 30, 1109~1117), 새로운 식품원료인 아메리카왕거저리 유충 탈지분말의 In Vivo 독성시험(김선영 외, 한국식품영양과학회지 50, 437~444), 양조 폐기 부산물을 이용한 아메리카왕거저리 생육과 영양특성(Effects of brewer's spent grain on the growth and nutrition of the giant mealworm beetle, Zophobas atratus)(Kim, SY et al., 2018, International Journal of Industrial Entomology 37, 73~81), 아메리카왕거저리 유충에 의한 polystyrene의 분해와 미네랄화(Biodegradation and mineralization of polystyrene by plastic-eating superworms Zophobas atratus)(Yang, Yu et al, ,2020. Sci Total Environ 708, 1352332020), 탈지 아메리카왕거저리 유충의 랫트에서의 독성평가(Evaluation of Subchronic Oral Dose Toxicity of Freeze-Dried Skimmed Powder of Zophobas atratus Larvae (frpfdZAL) in Rats)(Kim, SY et al., Foods 9, 9952020), 아메리카왕거저리 유충 분변토 유래 화합물의 항산화활성 효과(신혜민, 2017. 서울대학교 석사학위 논문) 및 아메리카왕거저리 유래 항균 펩타이드 조포바신 1의 항염증 활성(신용표 외, 2020. 생명과학회 30, 804~812) 등이 보고되어 있을 뿐, 현재까지 아메리카왕거저리 유충 추출물의 강력한 항당뇨 활성에 대한 보고는 없는 실정이다.
아메리카왕거저리에 대한 특허로는 대한민국 등록특허 제10-2113850호에 아메리카왕거저리의 인공 산란방법, 제10-2113849호에 아메리카왕거저리의 인공 사육방법, 제10-2113852호에 아메리카왕거저리의 인공 부화방법이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2021-0016842호에 아메리카왕거저리의 인공 사료 조성물(Artificial Diet Composition for Zophobas atratus), 제10-2021-0066568호에 아메리카왕거저리 오일을 포함하는 항균용 조성물, 제10-2021-0067478호에 아메리카왕거저리 탈지물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물이 공개되어 있다. 그러나, 아메리카왕거저리 유충의 항당뇨 활성에 대한 특허는 전혀 없는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 아메리카왕거저리 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 항당뇨 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 유충은 10~19령의 유충인 것이 바람직하다.
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
상기 유충은 10~19령의 유충인 것이 바람직하다.
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
본 발명의 항당뇨 조성물의 유효성분으로서의 아메리카왕거저리 유충 추출물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 제 2형 당뇨병의 예방 또는 개선용 의약품 및 건강 기능 식품으로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있을 뿐만 아니라, 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성 조건 및 혈장 내에서도 전분분해효소 저해활성의 손실이 나타나지 않아 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 가공되어 상시 복용이 가능한 형태로 조제할 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로 제약 산업 및 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 실험에 사용된 갈색거저리 유충(좌) 및 아메리카왕거저리 유충(우)의 사진도이다.
도 2는 실험에 사용된 탈지하지 않은 갈색거저리 유충 분말(좌) 및 탈지하지 않은 아메리카왕거저리 유충 분말(우)의 사진도이다.
도 2는 실험에 사용된 탈지하지 않은 갈색거저리 유충 분말(좌) 및 탈지하지 않은 아메리카왕거저리 유충 분말(우)의 사진도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 아메리카왕거저리 유충을 대상으로 항당뇨 효능을 검정하기 위하여, 일정 방법으로 사육하여 제조된 유충 분말로부터 추출물을 조제하였으며, 이를 항당뇨 활성 성분으로 회수하였다. 상기 아메리카왕거저리 유충 추출물은, 전분분해효소 저해 활성이 우수할 뿐만 아니라, 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가짐을 확인함으로서 상기 아메리카왕거저리 유충 추출물을 당뇨병의 예방 또는 치료/개선용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품으로 활용하고자 하였다.
구체적으로, 본 발명자들은 항염증, 항산화 효과가 있다고 알려진 아메리카왕거저리 유충을 이용하여 항당뇨 조성물을 개발하고자, 탈지 전 및 탈지 후의 아메리카왕거저리 유충 분말을 대상으로 에탄올 추출물을 조제하고, 이의 α-amylase 및 α-glucosidase에 대한 저해 활성을 평가한 결과, 아메리카왕거저리 유충 추출물에서 강력한 α-glucosidase 저해활성을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 유충은 10~19령의 유충인 것이 바람직하다.
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품을 제공한다.
상기 유충은 10~19령의 유충인 것이 바람직하다.
상기 추출물은 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 아메리카왕거저리 유충 추출물의 제조 방법 및 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 발명자들은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 아메리카왕거저리 유충을 사육하는 단계; 16~19령의 아메리카왕거저리 유충을 절식 및 자연 배변을 유도한 후 동결건조 단계; 유충의 분말화 단계; 아메리카왕거저리 유충 추출물을 조제하는 단계; 상기 추출물의 항당뇨 활성 평가 단계; 및 활성물질의 안정성 조사 단계의 실험들을 수행하였다.
본 발명에서 사용되는 아메리카왕거저리 유충의 사육은 통상의 곤충 사육과 동일한 방법을 사용하며 25℃의 사육상자에서 밀기울과 톱밥을 혼합한 사료를 공급하여 아메리카왕거저리 유충을 사육하는 단계, 이후 16~19령의 유충을 48시간 절식 및 자연 배변을 유도하고 -20℃로 급속냉동하여 사멸시킨 다음 -50℃에서 동결건조하는 단계, 동결건조 유충을 막자사발을 이용하여 분말로 제조하여 용매로 추출하는 단계; 및 상기 추출액을 0.06mm 이하의 여과망을 사용하여 여과하고, 이를 감압농축하는 단계에 의해 수득될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용매는 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1~4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 주정, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매 등을 이용할 수 있으며, 열수, 또는 95% 에탄올 추출이 가장 바람직하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 아메리카왕거저리 유충은 열수 또는 에탄올로 추출할 수 있다. 또한, 상기 열수 또는 에탄올 추출물은 헥센, 에틸아세테이트 및 부탄올의 유기용매로 순차 또는 각각 분획하여 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 잔류물을 추가적으로 수득할 수도 있다.
본 발명의 아메리카왕거저리 유충 추출물은 감압건조 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 이들은 혈장 내의 다양한 분해효소에 분해되지 않으며, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 활성을 유지한다.
본 발명의 아메리카왕거저리 유충 에탄올 추출물은 강력한 α-glucosidase에 대한 효소 저해 활성을 나타내어, 제 1형 당뇨병, 제 2형 당뇨병 또는 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신증 등과 같은 당뇨 합병증의 예방 및 치료/개선과 관련되는 약학적 조성물 및 건강 기능 식품의 소재로 사용될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항당뇨 조성물은 약학적 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 유효 성분을 포함하는 약학적 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사용액의 주사제 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다.
이러한 약학적 조성물에는 추가적으로 담체, 부형제 또는 희석제 등이 더 포함될 수 있으며, 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.
바람직한 구체예로서, 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 약학적 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 혼합하여 제형화한다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 등과 같은 윤활제가 사용될 수도 있다.
바람직한 구체예로서, 경구용 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 예시될 수 있으며, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 여러 동애등에부형제, 예를 들면, 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액제, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제, 좌제 등을 예시할 수 있다. 비수성용제, 현탁제에는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 포함될 수 있다. 주사제에는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제, 방부제 등과 같은 종래의 첨가제가 포함될 수 있다.
본 발명의 유효 성분은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 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 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 약학적 조성물에서 유효성분의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 ㎏ 당 1 내지 5,000mg, 바람직하게는 100 내지 3,000mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물은 다양한 경로를 통하여 대상에 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 일반적인 모든 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 유효성분을 표적 세포로 전달할 수 있는 임의의 장치를 이용해 투여될 수도 있다.
본 발명에서 "대상"은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 인간, 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함하고, 바람직하게는 포유류, 보다 바람직하게는 인간을 의미한다.
또한, 본 발명의 건강 기능 식품은 당뇨병의 예방 또는 개선에 효과적인 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 유효성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다.
본 발명의 건강 기능 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다.
상기 향미제로는 타우마틴; 레바우디오시드 A 또는 글리시르히진과 같은 스테비아 등의 천연 향미제 및 사카린, 아스파르탐 등의 합성 향미제를 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다. 상기 외에 본 발명의 건강 기능 식품은 여러 동애등에영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강 기능 식품은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 유효성분 100중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 구체예일뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 아메리카왕거저리 유충의 사육, 절식, 동결건조 및 분말 조제
아메리카왕거저리 유충은 잡식성으로 사육이 용이하며, 대량사육 시스템이 이미 확립되어 있다. 국내에서는 2020년부터 식용으로 등록(2020년 1월 식품의약품안전처 보도자료)되어 식용 및 사료용으로 폭 넓게 이용되고 있는 실정이다. 본 실시예에서는 아메리카왕거저리 유충의 사육을 위해, 10령의 아메리카왕거저리 유충을 구입하여 25℃의 사육상자에서 밀기울과 톱밥을 혼합한 사료를 충분히 공급하며 1개월 이상 사육하여 16령 이상(최대 19령)으로 사육하였다(도 1). 이때, 아메리카왕거저리 유충의 평균크기는 5.5±0.5cm로 갈색거저리 유충의 1.6±0.35cm보다 3.5배 이상 큰 성장을 보였다. 사육 유충은 48시간 절식 및 자연 배변을 유도하고 -20℃로 급속냉동하여 사멸시킨 다음 -50℃에서 동결건조하였으며, 동결건조물을 막자사발을 이용하여 분말로 제조하였다. 한편, 식용으로 시판되고 있는 아메리카왕거저리 유충 탈지분말 및 갈색거저리 분말은 전문 판매장에서 구입하여 사용하였으며, 갈색거저리의 분말과 아메리카왕거저리 유충의 탈지 전 분말은 도 2에 나타내었다. 아메리카왕거저리 유충 분말은 갈색거저리 유충 분말보다 낮은 명도와 높은 적색도 및 낮은 갈색도를 나타내었다(표 1).
[표 1] 탈지하지 않은 아메리카왕거저리 유충 분말과 갈색거저리 유충 분말의 색차분석
실시예 2: 아메리카왕거저리 유충 추출물의 제조 및 추출물의 성분 분석
실시예 1에서 제조된 탈지 전 및 탈지 후 아메리카왕거저리 유충 분말과 갈색거저리 유충 분말을 대상으로 에탄올 추출물을 제조하였다. 이때, 각각의 분말 시료에 대해 20배의 에탄올을 가하고, 상온에서 2회 반복 추출한 후 추출액을 모아 필터링한 후, 감압 농축하여 분말로 제조하였다. 아메리카왕거저리 유충의 경우 탈지 전의 경우 약 40%의 지질을 함유하였으나, 탈지 후 분말은 약 20%의 지질을 함유하고 있었다(표 2). 탈지에 따른 조단백, 조회분 및 조탄수화물의 상대적 함량 증가가 나타났으며, 탈지 후 유충의 시판 분말이 영양적으로는 더욱 우수함을 확인하였다.
[표 2] 탈지 및 탈지하지 않은 아메리카왕거저리 유충 분말의 영양성 평가
한편, 추출물의 성분 분석으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, 총 당 및 환원당 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출 검액 400μl에 50μl의 Folin-ciocalteau, 100μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고, 여과한 추출 검액 400μl에 90% diethylene glycol 4ml를 첨가하고 다시 1N NaOH 40μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다. 환원당은 DNS법으로, 총 당은 phenol-sulfuric acid법을 이용하여 정량하였다.
[표 3] 아메리카왕거저리 및 갈색거저리 유충 에탄올 추출물의 추출수율 및 추출물들의 성분 분석
그 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이, 탈지 전 아메리카왕거저리 유충의 추출효율은 갈색거저리 유충보다 높았으며, 탈지 후 아메리카왕거저리 유충의 추출효율은 7.3%로 탈지 전에 비해 매우 낮은 효율을 보였다. 이는 에탄올 추출에 따라 시료 분말 내의 지용성 조지방 함량과 상관관계가 있는 것으로 판단된다. 한편, 탈지 전 아메리카왕거저리 유충 추출물의 총 폴리페놀 함량은 갈색거저리 유충과 유사한 반면, 탈지 후 추출물의 경우 탈지전 추출물보다 약 2.33배 높게 나타났다. 탈지 전 및 탈지 후 아메리카왕거저리 유충 추출물의 총당 및 환원당 함량은 각각 2.8~3.0mg/g 및 0.3mg/g으로 유사하였으며, 이는 갈색거저리 유충 추출물보다는 매우 낮은 함량을 보였다. 이러한 결과는 아메리카왕거저리 유충 추출물은 갈색거저리 유충 추출물보다 지질을 많이 함유하고 있으며 당 함량은 상대적으로 낮음을 의미하고 있다.
실시예 3: 아메리카왕거저리 유충 추출물의 항당뇨 활성 평가
실시예 2에서 제조된 아메리카왕거저리 및 갈색거저리 유충 추출물의 항당뇨 활성을 평가하였으며, in-vitro α-amylase 저해 활성 및 α-glucosidase 저해 활성을 평가하여 나타내었다. 먼저, α-amylase 저해활성은 시료 2.5μL와 50mM phosphate buffer(pH 6.8)로 희석한 α-amylase(0.25U/mL) 25μL를 혼합하여 37℃에서 10분간 1차 반응한 후, 0.5% soluble starch(Samchun Chemicals Co., Korea) 25μL를 가하여 37℃에서 10분간 2차 반응한 후 100℃에서 5분간 가열하여 반응을 정지시켰으며, 반응액에 150μL의 DNS(3,5-dinitrosalicylic acid, Sigma Co., st. Louis, USA) 용액을 가하여 100℃에서 5분간 가열하여 발색한 후 상온에서 방냉하였다. 발색액은 540nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
저해율 (%) = [1-(시료 첨가구 효소활성/대조구 첨가구 효소활성)] x 100
α-glucosidase 저해활성은 pNPG(p-nitrophenol glucoside; Sigma Co., USA)를 이용하여 평가하였으며, 유충 추출물 시료 2.5μl와 50mM Sodium acetate buffer(pH 5.6)로 희석한 α-glucosidase(0.25U/ml) 25μl를 혼합하여 37℃에서 10분간 1차 반응하고, 1mM pNPG 용액 25μl를 가하여 60℃에서 10분간 2차 반응하였다. 이후, 1M NaOH 25μl를 가하여 반응을 정지시키고, 405nm에서 흡광도를 측정하여 저해율을 계산하였다.
저해율 (%) = [1-(시료 첨가구 효소활성/대조구 첨가구 효소활성)] x 100
[표 4] 아메리카왕거저리 및 갈색거저리 유충 에탄올 추출물의 항당뇨 활성
그 결과, 표 4에 나타낸 바와 같이, 임상에서 당뇨병 치료제로 사용하고 있는 acarbose는 농도 의존적으로 강력한 α-amylase 저해활성 및 α-glucosidase 저해활성을 나타내었다. 한편, 아메리카왕거저리 유충 추출물들은 강력한 α-glucosidase 저해활성을 보였으며, 특히 탈지전 추출물에서 더욱 강력한 저해활성을 보였다. 반면, 갈색거저리 유충 추출물은 α-amylase 및 α-glucosidase 저해활성이 인정되지 않았다. 따라서, 아메리카왕거저리 유충 추출물은 제2형 당뇨병의 예방 및 치료에 이용 가능함을 확인하였다.
실시예 4: 아메리카왕거저리 추출물의 혈장, 산 및 열 안정성 평가
상기 실시예 2에서 얻은 아메리카왕거저리 유충 추출물들을 대상으로 항당뇨 활성에 대한 혈장 안정성, 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 상기 추출물들은 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서의 1시간 처리, 혈장에서 1시간 처리시에도 α-glucosidase 저해 활성의 심각한 소실 없이 우수한 활성을 유지하였다. 따라서, 아메리카왕거저리 유충 추출물은 다양한 식품가공 공정상에서도 내열성, 내산성을 유지할 것으로 예상된다.
Claims (4)
- 아메리카왕거저리(Zophobas atratus) 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 유충은 10~19령의 유충인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 추출물은 에탄올 추출물인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
- 제 1항에 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 유효성분을 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 건강 기능 식품.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210098668A KR102712983B1 (ko) | 2021-07-27 | 아메리카왕거저리 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210098668A KR102712983B1 (ko) | 2021-07-27 | 아메리카왕거저리 유충 추출물을 유효성분으로 함유하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 건강 기능 식품 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230016994A true KR20230016994A (ko) | 2023-02-03 |
| KR102712983B1 KR102712983B1 (ko) | 2024-10-07 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210066568A (ko) | 2019-11-28 | 2021-06-07 | 전라남도 | 아메리카왕거저리 오일을 포함하는 항균용 조성물 |
| KR20210067478A (ko) | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 대한민국(농촌진흥청장) | 아메리카왕거저리 탈지물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물 |
Patent Citations (2)
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| KR20210067478A (ko) | 2019-11-29 | 2021-06-08 | 대한민국(농촌진흥청장) | 아메리카왕거저리 탈지물을 유효성분으로 포함하는 항산화용 조성물 |
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