KR20240011288A - 에스트로겐 분비저하에 의한 여성 갱년기 장애 개선용 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다. 이에 의하여 콩 이소플라본에서 비배당체 함량을 현저히 향상시켜 에스트로겐 유사 활성을 높일 뿐 아니라, 콩의 발효취가 비린내를 제거하여 기능성 식품의 기호성을 높일 수 있으며, 물에 대한 용해도를 높여 식품 가공을 용이하게 할 수 있다.
Description
본 발명은 여성 갱년기 장애 개선용 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콩 발효물을 유효성분으로 포함하여 에스트로겐 유사 활성을 나타낼 수 있는 에스트로겐 분비저하에 의한 여성 갱년기 장애 개선용 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
여성의 경우 난소의 노화로 인한 에스트로겐의 분비 감소에 의해 폐경을 전후로 약 2 내지 10년에 걸쳐 갱년기 장애가 나타난다. 갱년기 장애 증상으로 고열, 안면홍조, 땀, 비만, 불면증, 우울증, 요실금, 통증, 골다공증, 당뇨, 및 고혈압과 같은 증상이 유발된다. 이와 같은 증상을 개선하기 위하여 호르몬 대체요법, 비스테로이드계 제제 등의 약물 치료법이 개발된 바 있다. 현재 호르몬 대체요법이 가장 효과적인 방법으로 사용되고 있다. 그러나 호르몬을 장기 투여하는 경우에는 발암 위험성, 두통, 체중 증가와 같은 부작용 등이 발생할 수 있다. 따라서 인체에 유해하지 않으면서 갱년기 증상을 효과적으로 개선할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
콩은 대표적인 식물성 단백질의 공급원이면서 지방, 탄수화물 및 무기질이 균형있게 포함되어 있는 식품이고, 두부, 된장, 간장, 두유, 콩기름 등의 다양한 형태로 소비되고 있다. 콩은 영양학적 측면뿐만 아니라 사포닌, 이소플라본, 레시틴과 같은 생리활성 물질을 포함하여 기능성 식품의 재료로도 각광받고 있다. 특히 콩에 포함되어 있는 이소플라본은 식품의약품안전처 건강기능식품 고시형 원료로서 폐경기 이후 뼈 건강에 도움을 줄 수 있으며 일일 섭취권장량은 비배당체 이소플라본(aglycone) 형태로 약 24 ~ 27 ㎍/g이다. 그러나 콩 이소플라본은 비배당체인 아글리콘(aglycone)의 함량이 매우 낮다.
특히 콩의 다양한 생리활성은 대부분 콩에 함유된 아글리콘 형태 즉 비배당체 이소플리본인 다이드제인(daidzein), 글리시테인(glycitein), 제니스테인(genistein)에서 나타난다고 보고되어 있다. 아글리콘 형태 중 제니스테인(genistein)은 항산화 활성뿐 아니라 유방암 등에 효과적이며 다이드제인(daidzein)은 폐경기 여성의 골다공증에 효과적인 것으로 알려져 있다. 따라서 콩의 이소플라본 함량을 증진시키는 기술과 더불어 비배당체 형태로 전환하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 콩 이소플라본에서 비배당체 함량을 현저히 향상시켜 에스트로겐 유사 활성을 높일 뿐 아니라, 콩의 발효취가 비린내를 제거하여 기능성 식품의 기호성을 높일 수 있으며, 물에 대한 용해도를 높여 식품 가공을 용이하게 할 수 있는 에스트로겐 분비저하에 의한 여성 갱년기 장애 개선용 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 하나의 측면에 따르면,
바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP) 에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물이 제공된다.
상기 콩 발효물은 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 처리된 콩 효소 분해물을 상기 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP) 에 의해 발효시킨 콩 발효물일 수 있다.
상기 콩 효소 분해물은,
β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소;
β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소;
엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소;
셀룰레이즈(cellulase); 및
펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나에 의해 효소 처리된 것일 수 있다.
상기 여성 갱년기 장애는 에스트로겐 분비 저하에 의한 여성 갱년기 장애일 수 있다.
상기 콩은 백태, 서리태, 완두, 소두, 완두, 잠두, 검정콩, 리마빈, 및 이집트빈 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 콩은 볶은 콩, 콩 알코올 추출물 및 생콩 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 콩 발효물은 이소플라본 총함량 대비 이소플라본 비배당체(aglycone) 함량이 고성능 액체크로마토그래피(HPLC) 기준으로 50 내지 80% 일 수 있다.
상기 식품 조성물은 항산화 기능성을 추가로 갖는 것일 수 있다.
상기 콩 발효물은 다공성 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면,
바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP) 에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물이 제공된다.
상기 콩 발효물은 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 처리된 콩 효소 분해물을 상기 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP) 에 의해 발효시킨 콩 발효물일 수 있다.
바람직하게는, 상기 콩 효소 분해물은, β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소;
β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소;
엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소;
셀룰레이즈(cellulase); 및
펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나에 의해 효소 처리된 것일 수 있다.
상기 여성 갱년기 장애는 에스트로겐 분비 저하에 의한 여성 갱년기 장애일 수 있다.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면,
콩 분말을 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP) 로 발효시켜 콩 발효물을 제조하는 단계;를 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법이 제공된다.
상기 단계 전에, 콩 분말을 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 효소 분해하는 단계;를 추가로 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 효소는 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소; β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소; 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소; 셀룰레이즈(cellulase); 및 펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 에스트로겐 분비저하에 의한 여성 갱년기 장애 개선용 조성물은 콩 이소플라본에서 비배당체 함량을 현저히 향상시켜 에스트로겐 유사 활성을 높일 뿐 아니라, 콩의 발효취가 비린내를 제거하여 기능성 식품의 기호성을 높일 수 있으며, 물에 대한 용해도를 높여 식품 가공을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 7종 상업효소의 2차 스크린 효소 반응에 따른 (a) TCL 및 (b) HPLC 분석 결과이다.
도 2는 최종 선택된 P2 효소는 이소플라본 기질 농도, 효소 농도, pH, 온도별로 TLC 분석한 결과이다.
도 3은 4종의 배지로 하여 (a) 균주 생장과 (b) β-glucosidase(PNPG) 활성을 측정한 결과이다.
도 4는 발효 조건에 따른 NY-OS의 이소플라본 비배당 전환 TLC 결과이다.
도 5는 실험예 1에 따른 비배당체 함량을 분석하기 위한 박막 크로마토그래피(TLC) 분석결과이다.
도 6은 실험예 1에 따른 비배당체 함량을 분석하기 위한 HPLC 분석결과이다.
도 7은 실험예 2의 SEM 이미지이다.
도 8은 실험예 2의 FTIR 분석 결과이다.
도 9 내지 도 11은 실험예 2의 전자코 크로마토그램 결과이다.
도 12는 실험에 2의 향 성분별 변화를 알아보기 위한 FTIR 분석 결과이다.
도 13은 실험예 4에 따른 세포독성조사 결과이다.
도 14는 실험예 5에 따른 에스트로겐 유사 효과 분석 결과이다.
도 15는 실험예 6에 따른 유방암 생성 억제 효과이다.
도 16은 실험예 7에 따른 에스트로겐 수용체 결합력 분석 결과이다.
도 2는 최종 선택된 P2 효소는 이소플라본 기질 농도, 효소 농도, pH, 온도별로 TLC 분석한 결과이다.
도 3은 4종의 배지로 하여 (a) 균주 생장과 (b) β-glucosidase(PNPG) 활성을 측정한 결과이다.
도 4는 발효 조건에 따른 NY-OS의 이소플라본 비배당 전환 TLC 결과이다.
도 5는 실험예 1에 따른 비배당체 함량을 분석하기 위한 박막 크로마토그래피(TLC) 분석결과이다.
도 6은 실험예 1에 따른 비배당체 함량을 분석하기 위한 HPLC 분석결과이다.
도 7은 실험예 2의 SEM 이미지이다.
도 8은 실험예 2의 FTIR 분석 결과이다.
도 9 내지 도 11은 실험예 2의 전자코 크로마토그램 결과이다.
도 12는 실험에 2의 향 성분별 변화를 알아보기 위한 FTIR 분석 결과이다.
도 13은 실험예 4에 따른 세포독성조사 결과이다.
도 14는 실험예 5에 따른 에스트로겐 유사 효과 분석 결과이다.
도 15는 실험예 6에 따른 유방암 생성 억제 효과이다.
도 16은 실험예 7에 따른 에스트로겐 수용체 결합력 분석 결과이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물은 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함한다.
바람직하게는, 상기 콩 발효물은 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 처리된 콩 효소 분해물을 상기 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효시킨 콩 발효물일 수 있다.
더욱 바람직하게는 상기 콩 효소 분해물은 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소; β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소;
엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소; 셀룰레이즈(cellulase); 및 펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나에 의해 효소 처리된 것일 수 있다.
상기 여성 갱년기 장애는 에스트로겐 분비 저하에 의한 여성 갱년기 장애일 수 있다.
상기 콩은 백태, 서리태, 완두, 소두, 완두, 잠두, 검정콩, 리마빈, 및 이집트빈 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 백태 또는 서리태를 사용할 수 있다.
상기 콩은 볶은 콩, 콩 알코올 추출물, 생콩의 형태로 사용할 수 있고, 바람직하게는 볶은 콩 또는 콩 알코올 추출물로 사용할 수 있다.
상기 콩 알코올 추출물은 탄소수 1 내지 4의 알코올의 수용액을 이용한 알코올 추출물인 것이 바람직하다.
상기 콩 발효물은 이소플라본 총함량 대비 이소플라본 비배당체(aglycone) 함량이 고성능 액체크로마토그래피(HPLC) 기준으로 50 내지 80% 인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 60 내지 80%이고, 더욱 더 바람직하게는 70 내지 80% 일 수 있다.
본 발명의 상기 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물은 항산화 기능성을 추가로 가질 수 있다.
상기 콩 발효물은 다공성 구조를 가지고 있으므로 물에 대한 용해도를 높일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 ‘추출물’은 추출물을 추가적으로 분획(fractionation)한 분획물도 포함한다. 즉, 추출물은 상술한 추출용매를 이용하여 얻은 것뿐만 아니라, 여기에 정제과정을 추가적으로 적용하여 얻은 것도 포함한다. 또한, 상기 추출물이나 분획물을 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 얻은 분획, 다양한 크로마토그래피 (크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획도 본 발명의 추출물에 포함된다.
본 명세서에서 용어 ‘유효성분으로 포함하는’이란 콩 발효물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 본 발명의 한 구체예에서, 본 발명의 조성물 내에서 콩 발효물은 예를 들어, 0.001 mg/kg 이상, 바람직하게는 0.1 mg/kg 이상, 보다 바람직하게는 10 mg/kg 이상, 보다 더 바람직하게는 100 mg/kg 이상, 보다 더욱 더 바람직하게는 250 mg/kg 이상, 가장 바람직하게는 0.1 g/kg 이상 포함된다. 콩 발효물은 천연물로서 과량 투여하여도 인체에 부작용이 없으므로 본 발명의 조성물 내에 포함되는 양적 상한은 당업자가 적절한 범위 내에서 선택하여 실시할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 상기 유효 성분 이외에 약학으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
상기 약학 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효 성분 이외에 추가로 약학으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약학 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 약학 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약학으로 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 약학 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.
본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥 내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여이다.
본 발명의 약학 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 처치 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 약학 조성물의 1일 투여량은 0.001-10 g/㎏이다.
본 발명의 약학 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약학으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화 함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물에 대한 구체적인 내용은 상술한 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물의 설명과 동일하므로 구체적인 내용은 그 부분을 참조하기로 한다.
본 발명에 따른 식품 조성물은 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 알코올 음료류, 과자류, 다이어트바, 유제품, 육류, 초코렛, 피자, 빵류 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등이 있다.
본 발명의 식품 조성물은 유효성분으로서 콩 발효물뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제와 음료류로 제조되는 경우에는 본 발명의 콩 발효물 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 및 각종 식물 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명은 상기 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물을 포함하는 건강기능식품을 제공한다. 건강기능식품이란, 콩 발효물을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 건강기능식품은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 매우 유용하다. 이와 같은 건강기능식품에 있어서의 콩 발효물의 첨가량은, 대상인 건강기능식품의 종류에 따라 달라 일률적으로 규정할 수 없지만, 식품 본래의 맛을 손상시키지 않는 범위에서 첨가하면 되며, 대상 식품에 대하여 통상 0.01 내지 50 중량%, 바람직하기로는 0.1 내지 20 중량%의 범위이다. 또한, 환제, 과립제, 정제 또는 캡슐제 형태의 건강기능식품의 경우에는 통상 0.1 내지 100 중량% 바람직하기로는 0.5 내지 80 중량%의 범위에서 첨가하면 된다. 한 구체예에서, 본 발명의 건강기능식품은 환제, 정제, 캡슐제 또는 음료의 형태일 수 있다.
이하, 본 발명의 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 콩 분말을 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 효소 분해할 수 있다.
바람직하게는, 상기 효소는 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소; β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소; 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소; 셀룰레이즈(cellulase); 및 펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 효소는 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소 일 수 있다.
다음으로, 상기 효소에 의한 콩 분말의 효소 분해물을 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주로 발효시켜 콩 발효물을 제조한다.
경우에 따라 상기 효소처리를 생략하고, 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주의 단독 처리로 콩 발효물을 제조할 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
이소플라본의 비배당화를 위한 상업효소 선발
1차 스크린을 위해 셀룰레이즈 활성이 있는 상업 효소 20종을 구매하여 모두 0.1%효소 농도로 이소플라본(isoflavone) 0.5%, pH 5.7 Na-아세테이트 버퍼 0.1M, 37℃ 온도 조건에서 3시간 동안 효소반응을 진행한 뒤 이를 TLC(Silica gel 60 F254, Merck, 200 x 200 x 0.25 mm)로 이소플라본 글리콘(Isoflavone glycone) 물질을 비배당체인 아글리콘(aglycone)으로 전환시키는 7종의 효소를 선발하였고, 2차 스크린을 위해 1차 스크린과 같은 기질, pH, 온도 조건에서 0.01% 효소, 30분 동안 반응시켰다. 선발된 7종의 효소를 0.01%로 pH 5.7 Na- 아세테이트 버퍼 0.1M 조건에서 37℃, 30분 TLC, HPLC로 정성, 정량하여 하기 식 1과 같이 총 이소플라본 함량 대비 이소플라본 비배당물질 함량이 가장 높은 P2효소를 선발하였다.
[식 1]
AG/T(비배당률)(%) = Aglycone isoflavone contents(mg/g)/Total isoflavone contents(mg/g) ⅹ100
선발된 7 종 상업효소의 목록을 아래의 표 1에 정리하였다.
| 제품 | 유래균 | 활성 |
| PU | Aspergillus niger | pectinase, glucanase, arabinase |
| SA | Aspergillus niger | β-glucanase. cellulase, hemicellulase, protease |
| P2 | Aspergillus niger | β-D-Glucosidase, cellobiase |
| LB | Trichoderma reesei | endo-1,4-β-glucanase, cellulase |
| PL | Aspergillus niger | cellulase |
| LS | Aspergillus aculeatus | cellulase |
| PF | Aspergillus niger | pectinase |
또한 선발된 7종 상업효소의 2차 스크린 효소 반응에 따른 (a) TCL 및 (b) HPLC 분석 결과를 도 1에 나타내었다. 또한, HPLC 정량분석 결과를 아래의 표 2에 정리하였다.
| 효소 | daidzin | glycitin | genistin | daidzein | glycitein | genistein | glycone | aglycone | Total Isoflavone |
| μg/g DW | mg/g DW | ||||||||
| PU | 2.06f | 1.85 | 1.36e | 1.30 | 243.50d | 1.85 | 0.01d | 0.25d | 0.25g |
| SA | 22.48c | 1.85 | 19.61d | 1.30 | 607.51a | 1.85 | 0.04c | 0.61a | 0.65b |
| P2 | 40.75a | 1.85 | 49.87a | 1.30 | 608.85a | 1.85 | 0.09a | 0.61a | 0.70a |
| LB | 2.06f | 1.85 | 1.36e | 1.30 | 607.62a | 1.85 | 0.01d | 0.61a | 0.62d |
| PL | 19.79e | 1.85 | 21.22c | 1.30 | 489.32c | 1.85 | 0.04c | 0.49c | 0.54e |
| LS | 36.24b | 1.85 | 34.29b | 1.30 | 209.73e | 1.85 | 0.07b | 0.21e | 0.29f |
| PF | 21.06d | 1.850 | 20.99c | 1.30 | 592.64b | 1.85 | 0.04c | 0.60b | 0.64c |
이에 따르면, 상업 효소 중 P2에서 가장 높은 이소플라본 비배당 활성을 보였고, 총 이소플라본 함량 또한 TLC와 HPLC 모두에서 가장 우수한 것으로 나타났다.
비배당화 효소 처리시 최적화 조건 설정
최종 선택된 P2 효소는 이소플라본 기질 농도, 효소 농도, pH, 온도별로 TLC 분석한 결과를 도 2에 나타내었다. 또한, 효소 농도에 따른 HPLC 분석 결과를 표 3에 정리하였고, 반응온도에 따른 HPLC 분석 결과를 표 4에 정리하였고, 기질(콩의 80% 에탄올 수용액 콩 추출물) 농도에 따른 HPLC 분석 결과를 표 5에 정리하였다.
이에 따르면, 효소 농도 0.1%에서 가장 높은 비배당률(AG/T) (76.60%)을 나타내었고, 40 내지 60℃에서 높은 비배당 활성을 보였으며, 가장 높은 활성을 보이는 반응 온도는 50℃였다. 또한, 0.1%-1% 기질 농도에서 높은 비배당 활성을 보였으며, 그 중 0.3% 기질 농도에서 가장 높은 비배당 활성을 나타내었고, 전체 이소플라본 함량 중 비배당체가 차지하는 비율은 99.70%. 낮은 기질 농도일수록 반응이 잘 일어나지만 실제 산업에 적용시 효율성은 기질 농도 0.5% 가 가장 적합하다고 된다.
따라서, 상업효소 처리는 기질 0.5% 효소 0.1%, 50℃, 30분 조건으로 설정하도록 한다.
바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)
발효 최적화 조건 설정
이소플라본 비배당화용 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주를 배양하기 위한 배지는 L(LB), LC (LB+CMC), E(식용LB), EC (식용LB+CMC) 4종의 배지로 하여 (a) 균주 생장과 (b) β-glucosidase(PNPG) 활성을 측정하여 그 결과를 도 3에 나타내었다. 여기서, 이소플라본 비배당화용 균주 배양의 배지 조성은 아래의 표 6에 정리하였다. 추가 기질은 1% CMC(carboxylmethylcellulose)로 추가될 수 있다.
| LB | 식용 LB | ||
| 성분 | 함량 | 성분 | 함량 |
| Tryptone | 10g/L | Malt peptone | 10g/L |
| Yeast extract | 10g/L | 효모 추출물 | 10g/L |
| NaCl | 5g/L | NaCl | 5g/L |
이에 따르면, 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 생장곡선 및 균주의 β-glucosidase(p-nitrophenyl β-glucosidase) 활성 조사 균주 생장은 24-48시간 경과시 가장 급격히 증가되었으며, 그에 따른 β-glucosidase(PNPG) 활성은 24시 경과시 가장 높은 측정치를 나타냈다.
한편, 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주의 이소플라본 발효의 기질 농도, 균주 접종량, 발효 시간을 달리하면서 비배당 효율이 가장 높은 최적화 조건을 설정하였다. 발효 조건에 따른 NY-OS의 이소플라본 비배당 전환 TLC 결과를 도 4에 나타내었고, 균주 접종량에 따른 이소플라본 함량 HPLC 결과를 표 7에 정리하였고, 기질 농도에 따른 이소플라본 함량 HPLC 결과를 표 8에 정리하였으며, 발효 시간에 따른 이소플라본 함량 HPLC 결과를 표 9에 정리하였다.
이에 따르면, 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 0.25% 이소플라본 추출물, 2.5% 균주접종, 48시간 반응시 가장 우수한 비배당 활성을 나타내었다. 이소플라본 비배당 비율은 저농도의 기질 첨가시에 높게 나타났지만, 발효의 효율적 측면을 고려하면 0.5%의 기질 첨가하는 것이 가장 효율적으로 보인다. 따라서 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 처리시 발효 조건은 0.5% 콩 추출물, 2.5% 균주접종, 48시간으로 설정하도록 한다.
실시예 1-1: 볶은 콩의 P2 효소 단독 처리(E)
볶은 백태 대두의 건조 분말을 기질로 하고, 상술한 최적화된 P2 효소의 처리 조건에 따라 볶은 백태 대두 기질 0.5%(w/v), 효소 0.1%(v/v), 50℃, 30분 조건으로 효소 처리를 수행함으로써 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 1-2: 볶은 콩의 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 단독 처리(BC)
P2 효소의 처리를 하지 않고, 상술한 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주의 최적화된 발효 조건에 따라 볶은 백태 대두 기질 0.5%(w/v), 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 접종 2.5%(v/v), 48시간 동안 발효시킴으로써 이소플라본 비배당화를 수행하였다
실시예 1-3: 볶은 콩의 P2 효소 -> 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 복합 처리(E+BC)
실시예 1-1과 동일한 조건으로 P2 효소 처리하여 생성물을 얻은 후, 그 생성물에 대하여 실시예 1-2와 동일한 조건으로 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 접종에 의해 발효시킴으로써 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 1-4: 볶은 콩의 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 -> P2 효소 복합 처리(BC+E)
실시예 1-2와 동일한 조건으로 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 접종에 의해 발효시킨 후, 발효시킨 생성물에 대하여 실시예 1-1과 동일한 조건으로 P2 효소 처리함으로써 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 2-1: 생콩의 P2 효소 단독 처리(E)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 볶지 않은 백태 대두 건조 분말을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 2-2: 생콩의 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 단독 처리(BC)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 볶지 않은 백태 대두 건조 분말을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-2와 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 2-3: 생콩의 P2 효소 -> 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 복합 처리(E+BC)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 볶지 않은 백태 대두 건조 분말을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-3와 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 2-4: 생콩의 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 -> P2 효소 복합 처리(BC+E)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 볶지 않은 백태 대두 건조 분말을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-4와 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 3-1: 콩 추출물의 P2 효소 단독 처리(E)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 백태 대두의 80% 주정 추출물의 고형분을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 3-2: 콩 추출물의 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 단독 처리(BC)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 백태 대두의 80% 주정 추출물의 고형분을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-2와 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 3-3: 콩 추출물의 P2 효소 -> 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 복합 처리(E+BC)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 백태 대두의 80% 주정 추출물의 고형분을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-3과 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
실시예 3-4: 콩 추출물의 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 -> P2 효소 복합 처리(BC+E)
볶은 백태 대두의 건조 분말 대신에 백태 대두의 80% 주정 추출물의 고형분을 기질로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-4와 동일한 조건으로 이소플라본 비배당화를 수행하였다.
비교예 1: 볶은 콩(control)
볶은 백태 대두의 건조 분말을 아무런 처리를 하지 않고 그대로 사용하였다.
비교예 2: 생콩(control)
볶지 않은 백태 대두 건조 분말을 아무런 처리를 하지 않고 그대로 사용하였다.
비교예 3: 콩 추출물(control)
백태 대두의 80% 주정 추출물의 고형분을 아무런 처리를 하지 않고 그대로 사용하였다.
[실험예]
실험예 1: 이소플라본 비배당체 함량 분석
실시예 1-1 내지 1-4, 실시예 2-1 내지 2-4, 실시예 3-1 내지 3-4, 및 비교예 1 내지 3에 따른 이소플라본 비배당화 처리 생성물에 대하여 비배당체 함량을 분석하기 위한 박막 크로마토그래피(TLC) 분석결과를 도 5에 나타내었다. 이에 따르면, 실시예 1-3, 2-3, 3-3의 E+BC 처리군이 가장 높은 비배당체 이소플라본인 아글리콘(aglycone) 함량을 나타내었다. 볶은콩을 사용한 실시예 1-3, 생콩을 사용한 실시예 2-3에서는 다이드제인(daidzein)과 제니스테인(genistein) 함량이 크게 증가했고, 콩 추출물을 사용한 실시예 3-3에서는 다이드제인(daidzein)과 글리시테인(glycitein) 함량이 크게 증가하였다. 다시 말해, P2 효소 또는 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 단독 처리한 것에 비하여 P2 효소를 선처리한 후 바실러스 코귤란스 NY-OS 균주 처리한 복합처리 실시예에서 비배당화 율이 현저히 높으며, 균주를 선처리한 후 효소 처리한 복합처리 실시예에서는 비배당화 효과가 오히려 단독처리 실시예 보다도 저하되는 결과를 나타내었다.
또한, 비배당체 함량을 분석하기 위한 HPLC 분석결과를 도 6과 아래의 표 10 내지 표 12에 나타내었다.
이에 따르면, 볶은 콩 기질을 사용한 각각의 처리군의 이소플라본 비배당 함량은 E+BC 복합처리군에서 가장 높았고, 1.84mg/g으로 무처리 대비 4배 증가한 것으로 나타났다.
생콩 기질을 사용한 각각의 처리군의 이소플라본 비배당 함량은 E+BC 복합처리군에서 가장 높았고, 3.08mg/g으로 무처리 대비 3.6배 이상 증가하였다.
콩 추출물 기질을 사용한 각각의 처리군의 이소플라본 비배당 함량도 E+BC 복합처리군에서 가장 높았고, 12.81mg/g으로 무처리 대비 2.5배 이상 증가하였다.
총 이소플라본 함량 대비 이소플라본 비배당체 함량은 E+BC 복합 처리 구에서 가장 높고, 콩 추출물 75.04% 이고, 볶은 콩 72.72%, 생콩 68.39%을 각각 나타내었다.
실험예 2: 물리적 특성 분석
(1) SEM 분석
실시예에 따른 이소플라본 비배당화 처리물 분말 입자의 형태는 주사현미경으로(ZEMINI SEM electron microscope (FEI Co., The Netherlands) 1000배 배율로 관찰하였으며, 이에 따른 SEM 이미지를 도 7에 나타내었다.
이에 따르면, 생콩과 볶은 콩 모두에서 효소 단독 처리군(E)는 다공성 구조를 보였으며, 균주 단독처리군(BC)는 표면이 녹는 듯한 형태가 나타났다. 또한, 복합처리군(E+BC)는 효소 또는 균주 단독처리군에서 나타나는 다공성 구조와 표면 녹음이 동시에 관찰되었다.
(2) FTIR 분석
효소 및 균주 복합처리에 의한 이소플라본 비배당화 처리물에 대하여 FTIR Near Infrared Spectrometer (Spectrum 400) 와 MIR TGS detector를 이용하여 4000-450 cm-1 파장에서 구조적 작용기의 변화 양상을 측정하고 그 결과를 도 8에 나타내었다.
이에 따르면, 생콩과 볶은 콩의 복합처리군(E+BC)는 무처리군(Conrtol)에 비해 피크가 크게 늘어나지 않았으나. 콩 추출물의 복합처리군(E+BC)는 모든 구간에서 무처리 대비 피크가 커지는 것으로 나타났다. 이소플라본 구조의 비배당화로 인한 결과로 해석되고, 생콩과 볶은 콩의 복합처리군에서 피크 차이가 거의 나타나지 않은 것은 최초 이소플라본 함량이 상대적으로 낮아 변화가 잘 측정되지 않았기 때문으로 판단된다. 피크 크기는 콩 추출물, 생콩, 볶은 콩 순으로 낮아졌다.
(3) 전자코 크로마토그램
전처리 과정 없이 시료 1 g을 증류수 20 ㎖ 바이알에 담아 실험에 사용하였다. 인큐베이션 온도 50℃, 시간 20분, 주입 부피 3000㎕, 주입 속도 125㎕/sec, 주입기 온도 200℃ 조건이었으며, 트랩 초기온도는 40℃, 트랩 스플릿 10mL/min, 트랩핑 지속시간 34초, 트랩 최종 온도 240℃이며, 컬럼 온도 40-250℃(2℃/sec), 디텍터 온도 260℃로 하였다. 데이터는 AlphaSoft version 14.2 프로그램을 이용하였다. 이에 따른 볶은 콩, 생콩 및 콩 추출물의 복합처리군(E+BC)의 무처리군 대비 전자코 크로마토그램 결과를 도 9 내지 도 11에 나타내었고, 향 성분별 변화를 알아보기 위한 FTIR 분석 결과를 도 12에 나타내었다.
이에 따르면, 시간별로 향기물질을 가스 크로마토그래피로 분석시 큰 피크를 나타내는 성분이 발효 후 피크가 현저히 줄어드는 양상을 나타내었다. 또한, 콩 발효시 주요 문제점인 발효취나 비린내를 조사한 결과, 무처리 볶은콩, 생콩, 콩 추출물 모두 발효취나 비린내를 유발하는 향 물질이 함량이 높았으나, 복합처리 후에는 콩의 향 성분이 거의 사라진 것을 확인할 수 있다. 따라서 복합처리 후 콩의 발효취나 비린내가 제거됨을 확인할 수 있다.
실험예 3: 항산화 효능 분석
DPPH 라디칼 소거 활성은 96 well micro plate에 1mM-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) regent 240㎕와 80% 에탄올로 추출한 시료 30㎕를 혼합하고 상온에서 10분간 반응 후 517nm 파장에서 microplate spectrophotometer (Biotek Epoch, Winooski, VT, USA)를 이용해 측정했으며, 표준용액은 아스코르브산을 사용하였다. 이에 따라 측정한 DPPH 라디칼 소거 활성 분석 결과를 아래의 표 13에 정리하였다.
| 시료 | DPPH 라디칼 소거능(%) | ||||
| Control | E | BC | E+BC | BC+E | |
| 볶음콩 | 41.75c±0.98 | 45.96b±0.78 | 46.04b±0.66 | 51.25a±1.08 | 43.22c±0.83 |
| 생콩 | 42.61b±0.71 | 40.01c±1.20 | 40.80bc±0.76 | 48.75a±1.91 | 34.48d±0.81 |
| 추출물 | 59.03c±1.52 | 61.36bc±1.10 | 69.31ab±0.64 | 72.05a±1.22 | 65.30ab±1.42 |
이에 따르면, 볶은 콩, 생콩, 콩 추출물 모두 E+BC 처리군에서 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 특히, 추출물과 볶은 콩에서는 무처리군에 비해 E+BC처리군에서 약 10% 이상 항산화 활성이 증가하였다.
실험예 4: 인체 유방암 세포(MCF-7)에서 세포독성조사
본 실험에서 사용한 인간 유래 유방암 세포주 MCF-7은 한국 세포주 은행에서 구입하여 사용하였다. MCF-7 세포주는 10% 소태아혈청(FBS; Gibco BRL. Grand Island, NY, USA)와 1% 페니실린-스트렙토마이신(p/s; Gibco BRL)를 첨가한 Dulbecco’s modified eagle medium (DMEM; Gibco)에서 37℃, 5% CO2 조건으로 배양하였고, 세포가 80% 이상 자랐을 때 계대배양 하였다.
MCF-7 세포에서 시료의 세포 독성을 측정하기 위해 MTT 분석을 진행하였다. 96 well plate에서 1×104 cells/well로 총 용적이 100 ㎕가 되도록 세포를 분주하여 24시간 배양하며 안정화시켰다. 24시간 배양 후 10% charcoal-dextran (CD; Sigma-Aldrich)-FBS와 1% p/s을 첨가한 phenol red free DMEM에 0 ㎍/㎖부터 200 ㎍/㎖ 농도로 희석한 시료를 세포에 48시간 처리하였다. 48시간 배양 후 MCF-7 세포에 1 mg/㎖의 MTT 용액을 50 ㎕ 넣고 37℃, 5% CO2 배양기에서 3시간 동안 빛을 차단하여 배양하였다. 이후 DMSO 100 ㎕를 분주하여 15분간 흔들어 준 후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.
이에 따라 인간 유래 유방암 세포주 MCF-7을 이용하고 에스트로겐(17β-estradiol)을 기준으로 하여 생콩, 콩 추출물을 농도별로 세포독성조사 결과를 도 13에 나타내었다. 이에 따르면, 0 ㎍/㎖부터 200 ㎍/㎖ 처리시 100 ㎍/㎖ 농도 이상에서 독성이 나타난 것으로 확인되었다. 따라서 이후의 실험은 독성이 없는 안전한 농도 범위인 50 ㎍/㎖ 이하에서 진행하였다.
실험예 5: 에스트로겐 유사 효과 분석
세포 독성 평가 결과 독성이 없는 농도 범위에서 시료의 에스트로겐 유사 효과를 확인하였다. 96 well plate에서 1×104 cells/well로 총 용적이 100 μL가 되도록 세포를 분주하여 24시간 배양 후 10% CD-FBS와 1% p/s을 첨가한 phenol red free DMEM에 희석한 시료를 세포에 48시간 처리하였다. 이때 양성대조군으로 10 nM~100 nM의 17β-estradiol을 처리하였다. 48시간 배양 후 MTT 분석을 진행하여 에스트로겐 유사 효과로써 세포 증식능을 확인하였으며 그 결과를 도 14에 나타내었다.
이에 따르면, 생콩, 볶은 콩, 콩 추출물의 경우 무처리군 대비 5, 10, 50 ㎍/㎖ 농도로 처리시, 농도적 차이보다는 콩 추출물 > 생콩 > 볶은 콩의 순서로 세포 생장률이 높게 나타났다. 즉, 100 nM 에스트로겐(17β-estradiol) 대비 콩 추출물 93%, 생콩 86%, 볶은 콩은 70%로 E+BC 처리군의 경우 모든 시료에서 에스트로겐 유사 효과가 가장 높았으며 이는 이소플라본 함유량과 비배당화된 이소플라본(aglycone) 함유량 비중이 높기 때문인 것으로 보인다.
실험예 6: 유방암 생성 억제 효과
에스트로겐이 충분한 상태에서 시료를 섭취했을 때 시료가 과도하게 세포를 증식시킨다면 유방암을 유발할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 17β-estradiol과 시료를 동시에 처리했을 때 유방암의 생성을 과도하게 증식시키지 않는지 확인하고자 하였다. 구체적으로, 시료의 유방암 생성 억제 효과를 확인하기 위해 MTT 분석을 수행하였다. 96 well plate에서 1×104 cells/well로 총 용적이 100 ㎕가 되도록 세포를 분주하여 24시간 배양 후 10% CD-FBS와 1% p/s을 첨가한 phenol red free DMEM에 희석한 시료를 세포에 48시간 처리하였다. 이때 각 시료와 100 nM의 17β-estradiol을 시료와 함께 처리하였으며, 양성대조군으로 10 nM~100 nM의 17β-estradiol을 처리하였다. 48시간 배양 후 MTT 분석을 진행하여 유방암 생성 억제 효과를 분석하여 그 결과를 도 15에 나타내었다.
이에 따르면, 17β-estradiol 처리후 볶은 콩, 생콩, 콩 추출물을 5, 10, 50 ㎍/㎖ 농도로 처리시, 무처리 대비 세포 생존율이 유의적으로 증가하였으며 콩 추출물의 BC, E+BC 처리군을 제외한 모든 시료에서 에스트로겐만 처리한 세포보다 생장율이 낮게 나타났다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 이소플라본 비배당화 시료는 유방암을 촉진시키는 부작용은 유발하지 않음을 알 수 있다.
실험예 7: 에스트로겐 수용체 결합력 분석
에스트로겐 수용체는 세포질에서 존재하다가 에스트로겐 및 에스트로겐 유사 물질과 결합하여 핵 내부로 들어가 전사 인자로써 작용하기 때문에 핵 내의 에스트로겐 수용체 함량을 Elisa kit로 측정하여 정량 분석 하였다. 구체적으로, 6 well plate에 MCF-7 세포를 5×105 cells/well로 총 용적이 4 mL이 되도록 분주하여 24시간 배양하여 안정화시켰다. 10% CD-FBS와 1% p/s을 첨가한 phenol red free DMEM에 희석한 시료를 세포에 48시간 처리하였다. 이때 시료는 이전의 실험의 결과를 바탕으로 설정한 농도인 10 ㎍/㎖ 농도로 처리하였고, 양성대조군으로 10 nM-100 nM의 17β-estradiol을 처리하였다. 48시간 배양 후 세포를 모아 NE-PERTM Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagent를 이용하여 균질화한 세포핵을 실험에 사용하였다. 균질화된 세포핵에서 에스트로겐 수용체의 양은 Human Estrogen receptor α ELISA kit (LSbio, Seattle, USA)로 측정하였다. ELISA용 96 well plate의 각 well에 standard 물질과 시료를 100 ㎕씩 분주하여 37℃에서 90분간 반응시킨 후 상층액을 제거하고 100 ㎕의 biotin-detection 항체를 각 well에 첨가하였다. 37℃에서 1시간 반응시키고 워싱 버퍼로 세척한 후 100 μL의 HRP-streptavidin을 첨가하고 30분간 처리했다. Washing 후 90 ㎕의 TMB substrate를 15분간 반응시킨 후 50 ㎕의 stop solution을 넣고 살짝 혼합하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 또한 균질화한 세포핵에 bradford reagent를 첨가하여 15분간 반응시키고 595 nm에서 흡광도를 측정한 후 bovine serum albumin (BSA; Sigma-Aldrich)를 표준커브로 하는 계산식에 대입하여 pg/mg protein을 표기하였다. 이에 따른 에스트로겐 결합력 분석 결과를 도 16에 나타내었다.
이에 따르면, 시료의 MCF-7 유방암 세포에서 에스트로겐 수용체 함량을 확인한 결과, 모두 무처리군에 비해 시료를 처리시 에스트로겐 수용체 함량이 높아졌으며. 특히 볶은콩이나 생콩, 추출물의 경우 E+BC와 BC, E 처리군, 무처리군 순서로 핵 내부의 에스트로겐 수용체 함량이 높게 나타났다. 생콩을 이용해 제조한 시료를 세포에 처리하였을 때 모두 무처리군에 비해 에스트로겐 수용체 함량이 높아졌다. 에스트로겐 수용체 함량은 시료 내 함유된 이소플라본 함량과 유사한 경향으로 나타났다. 100 nM 에스트로겐 대비 50 ㎍/㎖ 시료 처리시, 비배당화 이소플라본 함량이 가장 높은 E+BC의 시료의 경우 볶은 콩 21%, 생콩 65%, 콩 추출물은 87%의 에스트로겐 수용체 함량을 세포핵에서 관찰할 수 있었다.
하기에 본 발명의 담즙 추출물을 포함하는 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 산제의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 500 mg
유당 100 mg
탈크 10 mg
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.
제제예 2. 정제의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 300 mg
옥수수전분 100 mg
유당 100 mg
스테아린산 마그네슘 2 mg
상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.
제제예 3. 캅셀제의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 200 mg
결정성 셀룰로오스 3 mg
락토오스 14.8 mg
마그네슘 스테아레이트 0.2 mg
통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.
제제예 4. 주사제의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 600 mg
만니톨 180 mg
주사용 멸균 증류수 2974 mg
Na2HPO4,12H2O 26 mg
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플 당 상기의 성분 함량으로 제조한다.
제제예 5. 액제의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 7.5 g
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100g으로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.
제제예 6. 과립제의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 1,900 mg
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이트 70 ㎍
비타민 E 1.0 mg
비타민 B1 0.13 mg
비타민 B2 0.15 mg
비타민 B6 0.5 mg
비타민 B12 0.2 ㎍
비타민 C 10 mg
비오틴 10 ㎍
니코틴산아미드 1.7 mg
엽산 50 ㎍
판토텐산 칼슘 0.5 mg
무기질 혼합물 적량
황산제1철 1.75 mg
산화아연 0.82 mg
탄산마그네슘 25.3 mg
제1인산칼륨 15 mg
제2인산칼슘 55 mg
구연산칼륨 90 mg
탄산칼슘 100 mg
염화마그네슘 24.8 mg
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 과립제에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 과립제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강기능식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
제제예 7. 기능성 음료의 제조
실시예 3-3의 콩 발효물 1,900 mg
구연산 1,000 mg
올리고당 100 g
매실농축액 2 g
타우린 1 g
정제수를 가하여 전체 900 mL
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1 시간 동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 L 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 기능성 음료 조성물 제조에 사용한다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 수요계층, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
Claims (16)
- 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 콩 발효물은 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 처리된 콩 효소 분해물을 상기 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효시킨 콩 발효물인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제2항에 있어서,
상기 콩 효소 분해물은,
β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소;
β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소;
엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소;
셀룰레이즈(cellulase); 및
펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나에 의해 효소 처리된 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 여성 갱년기 장애는 에스트로겐 분비 저하에 의한 여성 갱년기 장애인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 콩은 백태, 서리태, 완두, 소두, 완두, 잠두, 검정콩, 리마빈, 및 이집트빈 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 콩은 볶은 콩, 콩 알코올 추출물 및 생콩 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 콩 발효물은 이소플라본 총함량 대비 이소플라본 비배당체(aglycone) 함량이 고성능 액체크로마토그래피(HPLC) 기준으로 50 내지 80% 인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 식품 조성물은 항산화 기능성을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 콩 발효물은 다공성 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물. - 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효된 콩 발효물을 유효성분으로 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 콩 발효물은 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 처리된 콩 효소 분해물을 상기 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)에 의해 발효시킨 콩 발효물인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물. - 제11항에 있어서,
상기 콩 효소 분해물은,
β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소;
β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소;
엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소;
셀룰레이즈(cellulase); 및
펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나에 의해 효소 처리된 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물. - 제10항에 있어서,
상기 여성 갱년기 장애는 에스트로겐 분비 저하에 의한 여성 갱년기 장애인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물. - 콩 분말을 바실러스 코뷸란스(Bacillus coagulans) NY-OS 균주(KCTC 15023BP)로 발효시켜 콩 발효물을 제조하는 단계;를 포함하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법.
- 제14항에 있어서,
상기 단계 전에, 콩 분말을 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase), 셀로비에이즈(cellobiase), β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase), 프로테이즈(protease), 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase), 셀룰레이즈(cellulase) 및 펙티네이즈(pectinase) 중에서 선택된 1종 이상의 효소로 효소 분해하는 단계;를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법. - 제15항에 있어서,
상기 효소는 β-D-글루코시데이즈(β-D-Glucosidase) 및 셀로비에이즈(cellobiase)를 포함하는 복합효소; β-글루카네이즈(β-glucanase). 셀룰레이즈(cellulase), 헤미셀룰레이즈(hemicellulase) 및 프로테이즈(protease)를 포함하는 복합효소; 엔도-1,4-β-글루카네이즈(endo-1,4-β-glucanase) 및 셀룰레이즈(cellulase)를 포함하는 복합효소; 셀룰레이즈(cellulase); 및 펙티네이즈(pectinase); 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 여성 갱년기 장애 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법.
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