KR20240058622A - 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물(asc복합물)을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물 - Google Patents

아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물(asc복합물)을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물 Download PDF

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김소영
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Abstract

본 발명은 아쉬아간다(Withania somnifera) 추출물 및 구절초(Chrysanthemum zawadskii Herbich var. latilobum (Maxim.) Kitamura) 추출물의 복합물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
본 발명으로부터 제공되는 복합물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과가 매우 우수하기 때문에, 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품 조성물로 활용 가능하다.

Description

아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물(ASC복합물)을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물 {Composition for enhancing exercise performance comprising a complex of Withania Somnifera extract and Chrysanthemum zawadskii Herbich var. latilobum (Maxim.) Kitamura extract (ASC complex) as an active ingredient}
본 발명은 천연 추출물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
운동수행능력이란 일상생활이나 스포츠에서 수행되는 신체동작을 빠르고, 강하고, 오래, 능숙하게 할 수 있는 능력을 말한다. 운동수행능력을 향상시키는 것은 운동과 연관되지 않은 일상적인 신체활동을 하는 사람에게도 유리한 생리학적 효과를 부여한다. 이러한 운동수행능력에 영향을 미치는 요인은 운동 및 신체동작의 종류에 따라 다르지만 크게 근피로 회복, 지구력 및 근신경계 활성화로 구분될 수 있다. 근피로(muscle fatigue)란 강도가 강한 운동 후 또는 장기간의 운동으로 인해 신체활동 수행능력이 일시적으로 감소된 상태를 의미하며, 근수축력의 저하 등이 수반된다. 지구력(endurance)은 피로에 대한 저항력으로 정의할 수 있다. 이는 최대하로 지속되는 운동 또는 강렬하게 운동하는 동안 발생하는 피로에 대한 저항을 의미하며, 보통 지구력 운동은 30분 또는 그 이상으로 지속된다. 근신경계의 활성화는 운동 관련 대뇌 피질의 활동 및 척수를 포함하는 감각 및 운동 관련 신경계의 활동을 지칭하며, 평형성, 협응성, 반응시간 등 기본적인 운동능력과 연관된다. 근육은 운동 신경 말단 이외에 몇 종류의 감각신경 말단을 갖고 있는데, 이들 감각신경 말단은 모두 기계적 수용체로서 작용하며 이러한 모든 수용체는 정교한 움직임과 관련된 근육에 더 많은 밀도로 존재하며 이러한 작용들을 통해 근신경의 활성화가 조절된다. 근피로 감소와 지구력 증진 및 근신경계의 활성화는 운동을 수행할 때 유익한 효과를 가져오므로 운동수행능력 증진에 도움을 줄 수 있다.
일상생활을 수행함에 있어서 운동수행능력의 저하는 정상적인 움직임을 방해할 수 있기 때문에, 정상적인 건강한 생활을 하기 위해서는 운동수행능력을 향상시키는 것이 필요하다. 운동수행능력을 증진시키기 위한 방법으로는, 운동능력 향상을 위한 기능성 보조제(스테로이드 또는 카페인 등) 섭취, 운동 종목에 따른 과학적인 훈련 및 식이요법 등이 사용되고 있다. 상기 방법 중, 운동능력 향상을 위한 기능성 보조제는 대부분 부작용을 나타내기 때문에 사용상 제한이 필요하다. 이에, 최근에는 인체에 독성이나 부작용이 없는 안전한 천연물을 이용하여 기능성 물질 을 개발하고자 하는 연구가 수행되고 있으나 그 수가 적은 실정이다. 따라서 인체에 부작용이 없으면서도 운동수행능력을 효과적으로 증진시킬 수 있는 천연물 기능성 물질에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1778773호
본 발명의 목적은 근피로 개선 및 지구력 향상을 통한 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 건강기능식품 및 식품을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물이 우수한 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 나타내어, 근피로 개선 및 지구력 향상 효능을 부여함으로써 운동수행능력을 증진시키는 효과를 나타낼 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명은 아쉬아간다(Withania somnifera) 추출물 및 구절초(Chrysanthemum zawadskii Herbich var. latilobum (Maxim.) Kitamura) 추출물의 복합물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 운동수행능력 증진은 근피로 개선 및 지구력 향상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물은 물, 유기용매 또는 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매로 추출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물은 40 내지 100℃, 더 바람직하게는 40 내지 80℃에서 저온 추출한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 건조 분말인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 아쉬아간다 추출물 대비 구절초 추출물을 1:1 내지 3:1 (아쉬아간다 추출물 : 구절초 추출물)의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 건강기능식품 및 식품을 제공한다.
본 발명으로부터 제공되는 복합물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과가 우수하기 때문에, 근피로 개선 및 지구력 향상을 통한 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품 조성물로 활용 가능하다.
도 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 근육세포(C2C12 cell)의 크레아틴인산화효소(creatine kinase) 활성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 근육세포(C2C12 cell)에서 젖산 생성량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 근육세포(C2C12 cell)의 글리코겐 생성량을 나타낸 그래프이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 아쉬아간다(Withania somnifera) 추출물 및 구절초(Chrysanthemum zawadskii Herbich var. latilobum (Maxim.) Kitamura) 추출물의 복합물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 상기 운동수행능력 증진은 근피로 개선과 지구력 향상을 포함할 수 있다.
아쉬아간다(Ashwagandha)는 네팔, 중동 등의 건조 지대에서 자생하는 가지과의 상록 식물로써 학명은 Withania somnifera이다. 아쉬아간다 추출물은 항산화, 항염증, 심혈관 보호 등 다양한 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.
구절초(Siberian chrysanthemum)는 한국 등 북동아시아 지역의 산과 들에 널리 자생하는 여러해살이풀이다. 구절초는 소화불량 해소, 부인과 질환 치료 효능의 효과를 갖는 것으로 알려져 한약재로도 사용되는 식물이다.
본 발명에 따른 아쉬아간다 및 구절초 추출물은 본 발명이 속한 분야에 공지된 다양한 추출방법을 통해 얻어질 수 있고, 구체적으로는 물, 유기용매 또는 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매로 추출되는 것일 수 있다.
상기 물은 알칼리 물일 수 있고, 상기 유기용매는 탄소수 1 내지 4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 아세톤 등의 극성 유기용매; 에테르, 헥산, 벤젠, 클로로포름, 에틸아세테이트 등의 비극성 유기용매; 콩기름, 참기름 등의 식물성 유기용매; 및 이들의 혼합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 유기용매는 1종을 단독으로 사용하거나 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 추출 시 사용되는 용매로서 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올 및 아세톤 중 하나 이상의 유기용매 또는 이들의 용매에 물을 포함하여 혼합용매로 사용할 수 있다. 그 중에서도 물과 에탄올의 혼합용매로 추출되는 것이 유효 성분을 안정적으로 추출할 수 있는 측면에서 더욱 바람직하다. 상기 물과 에탄올의 혼합용매에서 에탄올의 농도는 10 내지 90%일 수 있고, 바람직하게는 30 내지 90%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 50 내지 80%일 수 있다.
구체적으로, 추출용매의 함량은 추출 물질의 고형분 중량의 1 내지 300배, 더욱 바람직하게는 5 내지 150배, 가장 바람직하게는 10 내지 50배인 것일 수 있다.
또한, 상기 추출물은 추출물의 유효 성분이 파괴되지 않거나 파괴가 최소화된 조건에서 실온 또는 가온하여 추출할 수 있다. 추출 방법은 특별히 제한되지 않고 추출물의 종류와 추출하는 방법에 따라 예를 들어, 저온추출, 중탕추출, 환류냉각추출, 초음파추출, 냉침추출 방법을 이용할 수 있다.
상기 추출하는 단계에서 추출 횟수는 구체적으로 1 내지 5회 반복될 수 있다. 이러한 경우, 유효성분의 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다.
일 예로, 상기 추출하는 단계는 추출 물질에 추출 용매를 투입한 후, 40 내지 100℃, 더 바람직하게는 40 내지 80℃에서 2 내지 80시간 동안 저온에서 추출할 수 있다. 이때 상기 저온 추출 방법은 열을 가하여 저온에서 추출하는 방법인데, 저온 추출 방법을 이용할 경우, 열에 의한 유효 성분 파괴를 최소화할 수 있어 바람직하다.
다른 방법으로 상기 추출하는 단계는 추출 물질에 추출 용매를 투입한 후, 80 내지 100℃에서 0.5 내지 72시간 동안 중탕하여 추출할 수 있다.
다른 방법으로 상기 추출하는 단계는 환류 냉각기가 달린 추출기에 추출 물질 및 추출 용매를 투입한 후, 70 내지 100℃에서 4 내지 20시간 동안 환류 냉각 추출하는 것일 수 있다. 이때 상기 환류 냉각 추출 방법은 가열하면서 환류한 후, 냉각하여 추출하는 방법인데, 구체적으로 가열로 인해 기화현상이 발생하여 용매 손실이 발생할 수 있기 때문에 냉각과정을 함께 실시함으로써, 용매 손실을 최소화하는 추출 방법을 의미한다.
또 다른 방법으로 상기 추출하는 단계는 추출 물질에 추출 용매를 투입한 후, 5 내지 37℃에서 1 내지 15일간 침적시켜 냉침하여 추출할 수 있다.
또 다른 방법으로 상기 추출하는 단계는 추출 물질의 건조 고형물 기준으로 상기 추출 물질 중량의 10 내지 50배의 에탄올을 가하고, 20 내지 80℃에서 1 내지 72시간 동안 추출하고, 필터여과 및 농축하여 농축물 상태의 추출액을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 추출 물질은 상술한 추출 용매에 의해 추출된 추출 물질뿐만 아니라, 통상적인 정제 과정을 거쳐 추출된 추출 물질도 포함한다. 예컨대, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 얻은 분획, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친수성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 활성 분획도 본 발명의 추출물에 포함되는 것이다.
여과는 추출액으로부터 부유하는 고체 입자를 제거하는 과정으로 면, 나일론, 종이 등을 이용하여 입자를 걸러 내거나 한외여과법, 냉동여과법, 원심분리법 등을 이용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
여액을 농축한 다음 건조하는 단계는 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 감압건조, 포말건조, 고주파건조, 적외선건조 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라 최종 건조된 추출물을 분쇄하는 공정을 추가할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 추출물은 추출액, 상기 추출액을 건조시킨 분말, 상기 추출액을 여과 및 농축한 농축물 등 다양한 형태로 가공되어 이용될 수 있다. 또한, 상기 추출물은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 함수 알코올을 침출 용매로 포함하는 틴크, 농축물, 엑기스, 유동엑기스 등의 형태로 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기와 같이 제조한 아쉬아간다 추출물은 3 내지 9 mg/g의 위타노사이드 IV(Withanoside IV)를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기와 같이 제조한 구절초 추출물은 15 내지 50 mg/g의 리나린(Linarin)을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물을 1:1 내지 3:1 (아쉬아간다 추출물: 구절초 추출물)의 중량비로 혼합하여 이루어진 것이 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 동시에 향상시킬 수 있다는 측면에서 바람직하고, 1:1 (아쉬아간다 추출물: 구절초 추출물)의 중량비로 혼합하여 이루어진 것이 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 현저히 향상시킬 수 있다는 측면에서 가장 바람직하다. 만일, 상기 범위를 벗어날 경우에는 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과가 감소하여 운동수행능력 증진용 조성물로서의 기능이 떨어지기 때문에 바람직하지 않다.
상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 동시에 부여할 수 있기 때문에 단순히 근육의 피로 물질 감소를 통한 근피로 개선뿐만 아니라, 근육에 에너지원 공급을 통한 지구력을 향상시킴으로써 운동수행능력을 증진시키는 효과를 구현할 수 있다.
전술된 바와 같이, 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과가 우수하기 때문에 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품 조성물로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 건강기능식품 및 식품 조성물은 식품, 식품첨가제, 음료, 음료첨가제, 발효유, 건강기능식품 등으로 사용될 수 있다. 식품, 식품첨가제, 음료, 음료첨가제, 또는 건강기능식품으로 사용되는 경우, 각종 식품류, 발효유, 육류, 음료수, 초콜릿, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올 음료, 비타민 복합제, 주류 및 그 밖의 건강기능식품일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물이 건강기능식품 및 식품 조성물로 제조되는 경우, 유효성분으로서 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있다.
상기 첨가 성분은 예컨대 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상기 탄수화물로는 단당류(예를 들어 포도당, 과당 등), 이당류(예를 들어 말토스, 수크로스, 올리고당 등) 및 다당류(예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등)와 같은 통상적인 당과 자일리톨, 소르비톨 및 에리스리톨 등의 당알코올이다. 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오사이드 A, 글리시르히진 등)) 및 합성 향미제(사카린, 아스파탐 등)를 사용할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 건강기능식품 및 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 유효성분인 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물 이외에 펙틴, 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산 및 과즙 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명의 건강기능식품 및 식품 조성물은 식품, 기능성 식품(functional food), 영양보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 천연 소재의 가공 형태를 포함한다. 상기 유형의 건강기능식품 및 식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있다.
예를 들면, 건강식품으로는 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물을 차, 주스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용하도록 하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 식품으로는 음료(알코올성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예를 들어 과일통조림, 과일병조림, 잼, 마말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예를 들어 햄, 소시지, 콘비프 등), 빵류 및 면류(예를 들어 우동, 메밀국수, 라면, 스파게티, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예를 들어 요거트, 발효유, 버터, 치즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예를 들어 된장, 간장, 소스 등) 등 본 발명의 천연 추출물을 첨가하여 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명의 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품 조성물의 사용량은 연령, 건강 상태 정도 등의 개인차나 제형, 형태에 따라 적절하게 조절될 수 있으며, 운동수행능력 증진을 위한 건강기능식품 및 식품 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.
상기와 같은 방법으로부터 수득된 조성물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 나타내어 우수한 운동수행능력 증진용 건강기능식품 및 식품을 제공할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<실시예 1 내지 3> 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물 제조
건조된 아쉬아간다의 뿌리 20g를 분쇄기로 분쇄한 후, 상기 아쉬아간다 중량의 15배로 80% 에탄올을 첨가하여 60℃에서 8시간 동안 저온 추출 방법으로 2회 추출하였다. 얻어진 추출액을 각각 혼합한 다음, 400 mesh 필터로 여과하여 얻은 여과액을 회전진공농축 장치에서 60 brix로 농축하여 동결 건조하였으며, 분말 형태의 아쉬아간다 추출물을 제조하였다. 또한, 건조된 구절초의 전초(全草) 20g 및 상기 건조된 구절초 전초 중량의 10배로 50% 에탄올을 첨가하여 80℃에서 4시간 동안 저온 추출 방법으로 2회 추출하였다. 얻어진 추출액을 각각 혼합한 다음, 400 mesh 필터로 여과하여 얻은 여과액을 회전진공농축 장치에서 60 brix로 농축하여 동결 건조하였으며, 분말 형태의 구절초 추출물을 제조하였다. 상기와 같이 제조한 분말 형태의 아쉬아간다 추출물과 구절초 추출물을 아래 표 1과 같은 중량비로 배합하여 최종 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물을 제조하였다.
구분 아쉬아간다 : 구절초
복합비율		 아쉬아간다 추출물
(중량%)		 구절초 추출물
(중량%)
실시예 1 1:1 50 50
실시예 2 2:1 66.67 33.33
실시예 3 3:1 75 25
<비교예 1 내지 7> 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물 제조
상기 실시예와 동일한 방법으로 각각의 추출물을 제조하여, 아래 표 2와 같은 중량비로 배합하여 최종 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물을 제조하였다.
구분 아쉬아간다 : 구절초
복합비율		 아쉬아간다 추출물
(중량%)		 구절초 추출물
(중량%)
비교예 1 5:1 83.33 16.67
비교예 2 7:1 87.5 12.5
비교예 3 1:7 12.5 87.5
비교예 4 1:5 16.67 83.33
비교예 5 1:3 25 75
비교예 6 1:0 100 0
비교예 7 0:1 0 100
<실험예 1> 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 성분 확인
아쉬아간다 추출물과 구절초 추출물의 주요성분 함량 분석 및 원료 표준화를 위하여 아쉬아간다 추출물(비교예 6-1, 비교예 6-2, 비교예 6-3) 및 구절초 추출물(비교예 7-1, 비교예 7-2, 비교예 7-3) 각각의 원료에 대해 3가지의 시료를 제조하였다.
상기 아쉬아간다 추출물의 성분은 고속액체크로마토그래피 방법을 이용하여 분석하였고, 주요성분은 ‘위타노사이드 IV(Withanoside IV)'로 설정하였다. 컬럼으로는 Capcellpak C18 MG (4.6 ㎜ X 250 ㎜, 5 ㎛)를 이용하였으며, 이동상으로는 1mM 인산칼륨용액(A) 및 아세토니트릴(B)을 이용하여 그레이디언트(gradient) 방법으로 분석하였다. 검출기는 UV 검출기로 227 nm의 파장에서 Withanoside IV를 검출하였다. 그 결과, 아래의 표 3에 나타난 바와 같이 상기 비교예 6에 따라 제조 된 아쉬아간다 추출물 내 Withanoside IV의 함량은 3 내지 9 mg/g 범위로 확인되었다.
구분 Withanoside IV의 함량(mg/g)
비교예 6-1 3.07
비교예 6-2 5.25
비교예 6-3 8.97
상기 구절초 추출물의 성분은 고속액체크로마토그래피 방법을 이용하여 분석하였고, 주요성분은‘리나린(Linarin)'으로 설정하였다. 컬럼으로는 Zorbax Eclipse plus C18 (4.6 ㎜ X 250 ㎜, 5 ㎛)를 이용하였으며, 이동상으로는 0.1% 포름산이 함유 된 정제수(A) 및 0.1% 포름산이 함유된 아세토니트릴(B)을 이용하여 그레이디언트(gradient) 방법으로 분석하였다. 검출기는 UV 검출기로 310 nm의 파장에서 Linarin을 검출하였다. 그 결과, 아래의 표 4에 나타난 바와 같이 상기 비교예 7에 따라 제조 된 구절초 추출물 내 Linarin의 함량은 15 내지 50 mg/g 범위로 확인되었다.
구분 Linarin의 함량(mg/g)
비교예 7-1 14.98
비교예 7-2 25.85
비교예 7-3 50.39
<실험예 2> 세포독성 시험 : WST(Water-soluble tetrazolium salt) assay
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 이용하여 근육 세포에 대한 독성을 나타내는지 확인하기 위해 마우스 유래 근육세포주인 C2C12 세포를 이용하여 세포독성 실험을 진행하였다.
마우스 유래 근육 세포주인 C2C12 세포에 독성을 미치는지 확인하기 위해 DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium) 배지를 이용하여 96-well plate에 1X104 cell/well의 농도로 세포를 분주한 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간 동안 배양하였다. 24시간 배양한 cell에 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 농도별로 배지와 혼합하여 각 well에 처리하였고, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간 동안 배양한 다음, 배양액을 제거하고 각 well에 WST-1 assay solution을 처리하여 배양기에서 2시간 반응시킨 후 micro-plate reader기로 450nm에서 흡광도를 측정하였으며, 아래의 수학식 1과 같이 세포 생존율을 계산하였다.
[수학식 1]
세포 생존율(%)=[(시료 처리군의 흡광도/무처리군의 흡광도) X 100]
시료(복합비) 처리농도 세포 생존율(%)
실시예 1(1:1) 50 ㎍/mL 101.36±0.54
실시예 2(2:1) 50 ㎍/mL 102.03±0.39
실시예 3(3:1) 50 ㎍/mL 101.74±0.51
비교예 1(5:1) 50 ㎍/mL 101.63±1.12
비교예 2(7:1) 50 ㎍/mL 103.59±0.51
비교예 3(1:7) 50 ㎍/mL 99.24±0.25
비교예 4(1:5) 50 ㎍/mL 101.36±0.28
비교예 5(1:3) 50 ㎍/mL 98.88±0.36
비교예 6(1:0) 50 ㎍/mL 104.55±0.27
비교예 7(0:1) 50 ㎍/mL 101.63±1.12
그 결과, 상기 표 5에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 50㎍/mL 처리 농도에서 세포 독성이 나타나지 않아 식품에 안전한 소재로 사용이 가능함을 확인하였다.
<실험예 3> 근피로 개선 : 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 이용하여 크레아틴인산화효소(CK) 억제 활성을 세포 수준에서 알아보기 위하여 마우스 유래 근육 세포주인 C2C12 세포를 이용하여 CK 활성을 확인하였다.
근육 세포의 CK 활성은 근피로의 지표로 creatine kinase activity assay kit(biovision)를 이용하여 다음과 같이 측정하였다. C2C12세포를 DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium) 배지를 이용하여 6-well plate에 2X105 cell/well의 농도로 세포를 분주한 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 세포가 plate에 90% confluency 상태가 될 때까지 배양하였다. C2C12 세포가 90% confluency 상태가 되었을 때, 근관세포로 분화를 유도하기 위해 2% HS(horse serum)이 함유된 DMEM 분화 유도 배지를 각 well에 처리 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간마다 배지를 교환하며 5일 동안 배양하였다.
근관 세포로 분화가 완료된 후, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 농도별로 배지와 혼합하여 각 well에 처리하였고, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후, 세포를 DPBS로 1회 세척한 뒤 CK assay buffer를 넣어 sonication 방법으로 lysis하였다. Lysis 된 시료를 14,000×g에서 5분 동안 원심분리하여 얻어낸 상층액을 단백질 정량 후 실험에 사용하였다. 96-well plate에 상층액 50μL와 reaction mix solution 50μL를 넣어준 후 450nm 파장에서 10분 동안 1분 간격으로 흡광도를 측정하였다. 단백질 농도는 Bio-Rad protein assay kit(Bio-Rad)를 이용하여 595nm 파장에서 측정하였다. CK 활성은 표준용액의 정량곡선을 기준으로 계산하였고, 아래의 수학식 2와 같이 반응시간에 따른 NADH를 생성하는 효소의 활성을 계산하여 mU/mg protein으로 표기하였다. 1mU의 CK는 37℃에서 1분 동안 1μmol의 NADH를 생성하는 효소의 활성을 의미한다.
[수학식 2]
CK activity(mU/mg protein) = {[시료 처리군의 NADH 생성량(nmol)/(총 반응 시간(min)×시료 부피(mL))]/시료 처리군의 단백질 양(mg/mL)}
시료(복합비) 처리농도 CK activity(mU/mg protein)
Control 0 ㎍/mL 990.40±13.64
실시예 1(1:1) 50 ㎍/mL 664.35±16.49
실시예 2(2:1) 50 ㎍/mL 738.81±10.23
실시예 3(3:1) 50 ㎍/mL 768.93±8.09
비교예 1(5:1) 50 ㎍/mL 872.29±12.98
비교예 2(7:1) 50 ㎍/mL 968.14±11.62
비교예 3(1:7) 50 ㎍/mL 868.87±8.15
비교예 4(1:5) 50 ㎍/mL 918.77±15.41
비교예 5(1:3) 50 ㎍/mL 894.22±10.93
비교예 6(1:0) 50 ㎍/mL 903.69±5.91
비교예 7(0:1) 50 ㎍/mL 856.57±23.65
그 결과, 표 6 및 도 1에서 확인할 수 있듯이 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 처리농도가 50 ㎍/mL일 때의 CK 활성을 측정하였을 때, 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 7 보다 근육세포의 CK 활성이 현저하게 감소한 것을 확인하여 근피로 개선 효과가 있음을 확인하였다.
<실험예 4> 근피로 개선 및 지구력 향상 : 젖산(Lactate) 생성 감소 효과
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 이용하여 젖산(lactate) 생성 감소 효과를 세포 수준에서 알아보기 위하여 마우스 유래 근육 세포주인 C2C12 세포를 이용하여 젖산 농도를 측정하였다.
젖산은 고강도 운동 시 작용하는 무산소성 해당작용의 최종 산물로 근피로의 원인 물질이며, 젖산 축적은 운동 에너지의 급원이 되는 당신생합성을 억제하기 때문에 지구력 저하를 나타내는 지표이다. 따라서 젖산 농도는 근피로 및 지구력의 지표로서 다음과 같이 측정하였다. C2C12세포를 DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium) 배지를 이용하여 24-well plate에 5X104 cell/well의 농도로 세포를 분주한 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 세포가 plate에 90% confluency 상태가 될 때까지 배양하였다. C2C12 세포가 90% confluency 상태가 되었을 때, 근관세포로 분화를 유도하기 위해 2% HS(horse serum)이 함유된 DMEM 분화 유도 배지를 각 well에 처리 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간마다 배지를 교환하며 5일 동안 배양하였다.
근관 세포로 분화가 완료된 후, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 농도별로 배지와 혼합하여 각 well에 처리하였고, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후, 배양액을 회수하여 lactate assay kit(biovision)를 사용하여, kit 내 manual에 따라 젖산 농도를 측정하였다. 젖산 농도는 표준용액의 정량곡선을 기준으로 계산하였고, 아래의 수학식 3과 같이 세포의 lactate 함량을 계산하여 nmol/μL로 표기하였다.
[수학식 3]
Lactate contents(nmol/μL) = (시료 처리군의 lactate 농도(nmol)/시료 부피(μL))
그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 처리농도가 50 ㎍/mL일 때 젖산 생성량을 측정하였을 때, 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 7 보다 젖산 생성 감소 효과가 더 우수한 것으로 나타나, 근피로 개선 및 지구력 향상에 효과가 있음을 확인하였다.
<실험예 5> 지구력 향상 : 글리코겐(glycogen) 생성 증가 효과
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 이용하여 글리코겐(glycogen) 생성 증가 효과를 세포 수준에서 알아보기 위하여 마우스 유래 근육 세포주인 C2C12 세포를 이용하여 글리코겐 농도를 측정하였다.
글리코겐은 운동을 하는 동안 근육에 에너지를 공급하는 기질로서 글리코겐 저장량이 증가하면, 글리코겐 저장량이 적을 때보다 주어진 운동 강도에서 더 오랫동안 운동을 할 수 있게 하는 지구력 향상을 나타내는 지표로 glycogen assay kit(biovision)를 이용하여 다음과 같이 측정하였다. C2C12세포를 DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium) 배지를 이용하여 6-well plate에 2X105 cell/well의 농도로 세포를 분주한 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 세포가 plate에 90% confluency 상태가 될 때까지 배양하였다. C2C12 세포가 90% confluency 상태가 되었을 때, 근관세포로 분화를 유도하기 위해 2% HS(horse serum)이 함유된 DMEM 분화 유도 배지를 각 well에 처리 후, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간마다 배지를 교환하며 5일 동안 배양하였다.
근관 세포로 분화가 완료된 후, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7을 농도별로 배지와 혼합하여 각 well에 처리하였고, 37℃ 및 5% CO2 조건에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후, 세포를 DPBS로 1회 세척한 뒤 DPBS를 넣어 sonication 방법으로 lysis한 후, 효소 불활성화를 위해 100℃로 가열하였다. Lysis 된 시료를 14,000×g에서 10분 동안 원심분리하여 얻어낸 상층액을 단백질 정량 후 실험에 사용하였다. 96-well plate에 상층액 50μL와 hydrolysis enzyme mix 2μL를 넣은 후 30분 동안 상온에서 반응시키고, reaction mix solution 48μL를 넣어준 후 30분 동안 추가로 반응시켜 450nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 단백질 농도는 Bio-Rad protein assay kit(Bio-Rad)를 이용하여 595nm 파장에서 측정하였다. glycogen 함량은 표준용액의 정량곡선을 기준으로 계산하였고, 아래의 수학식 4와 같이 세포의 glycogen 함량을 계산하여 μg/mg protein으로 표기하였다.
[수학식 4]
glycogen contents(㎍/mg protein) = [(시료 처리군의 glycogen 농도(㎍)/시료 부피(μL))/시료 처리군의 단백질 양(mg/mL)]
시료(복합비) 처리농도 글리코겐 생성량 (㎍/mg protein)
Control 0 ㎍/mL 22.50±0.16
실시예 1(1:1) 50 ㎍/mL 68.00±2.81
실시예 2(2:1) 50 ㎍/mL 54.57±0.89
실시예 3(3:1) 50 ㎍/mL 50.82±1.31
비교예 1(5:1) 50 ㎍/mL 33.36±0.13
비교예 2(7:1) 50 ㎍/mL 35.11±1.07
비교예 3(1:7) 50 ㎍/mL 25.73±0.48
비교예 4(1:5) 50 ㎍/mL 29.09±2.21
비교예 5(1:3) 50 ㎍/mL 34.54±1.07
비교예 6(1:0) 50 ㎍/mL 35.41±1.52
비교예 7(0:1) 50 ㎍/mL 30.88±2.19
그 결과, 표 7 및 도 3에서 확인할 수 있듯이 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 7의 처리농도가 50 ㎍/mL일 때의 글리코겐 함량을 측정하였을 때, 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 7 보다 근육세포의 글리코겐 생성량이 현저하게 증가한 것으로 나타나 운동 에너지 공급을 통한 지구력 향상에 효과가 있음을 확인하였다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 아쉬아간다(Withania somnifera) 추출물 및 구절초(Chrysanthemum zawadskii Herbich var. latilobum (Maxim.) Kitamura) 추출물의 복합물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 운동수행능력 증진은 근피로 개선 및 지구력 향상을 특징으로 하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 용매로 추출되는 것을 특징으로 하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물은 40 내지 100℃에서 추출한 것을 특징으로 하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 건조 분말인 것을 특징으로 하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 아쉬아간다 추출물 대비 구절초 추출물을 1:1 내지 3:1 (아쉬아간다 추출물 : 구절초 추출물)의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아쉬아간다 추출물 및 구절초 추출물의 복합물은 근육세포의 크레아틴인산화효소(CK, creatine kinase) 억제 활성, 젖산 생성 감소 효과 및 글리코겐 생성 증가 효과를 갖는 것을 특징으로 하는 운동수행능력 증진용 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 건강기능식품.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 식품.
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