KR20240063733A - 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물에 관한 것으로, 8종의 효모를 사용하여 가장 발효가 잘되는 효모인 Saccharomyces cerevisiae 효모를 발굴해내었으며, Saccharomyces cerevisiae 효모로 발효를 진행한 양배추는 항산화 또는 항염증 효과가 있으므로, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물, 화장료 조성물 및 약학 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물{Antioxidant or anti-inflammatory composition containing fermented cabbage as an active ingredient}
본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물에 관한 것이다.
양배추(Brassica oleracea var. capitata)는 브로콜리, 컬리플라워 등과 함께 십자화과 식물에 속하며, 재배 역사가 가장 오래된 작물로 장수식품 중 하나이다. 양배추는 섬유, 비타민, 폴리페놀, 플라보노이드 및 글루코시놀레이트의 공급원으로 건강에 유익하다. 글루코시네이트는 비활성 상태로 채소가 가공되는 과정에서 채소 내 미로시나아제(myrosinase)에 의해 분해되며 분해된 물질들이 인체 내에서 생리활성을 나타내는데, 생리활성 물질에는 항산화, 항암효과가 있는 설포라판(sulforaphane)이 속한다.
효모는 산업 응용 분야에 사용되는 가장 일반적인 미생물이며, 식품, 바이오 연료 및 다양한 바이오 제품 생산에 중요한 역할을 한다. 효모 세포벽의 베타글루칸 및 만난올리고당은 식균작용 및 사이토카인 생성을 증가시키므로, 효모는 잠재적인 면역 조절제이다.
현재 시중에서 판매되고 있는 양배추를 발효한 대표적인 식품으로는 사우어크라우트가 있으며, 이는 젖산 발효로 만들어진 제품이다. 최근 유산균을 이용한 양배추의 발효 추출물의 항산화 및 항염 효과가 연구되고 있다.
그러나 효모로 발효한 양배추에 대한 연구는 미미한 실정이다. 이에, 본 발명에서는 발효에 따른 양배추의 이화학적 특성을 조사하여 양배추 발효에 적합한 효모를 찾고, 발효에 따른 설포라판(sulforaphane) 및 항산화 활성 증가, 항염증 효과를 확인하여, 본 발명을 확립하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1992336호(2019.06.18.)
본 발명이 목적은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 조성물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물의 발효 균주는 사카로마이세스 속 균주인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 사카로마이세스 속 균주는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이세스 유바룸(Saccharomyces uqvarum), 사카로마이세스 엘립소이데우스(Saccharomyces ellipsoideus), 사카로마이세스 카를스베르겐시스(Saccharomyces carlsbergensis), 사카로마이세스 사케(Saccharomyces sake), 사카로마이세스 코레아누스(Saccharomyces coreanus), 사카로마이세스 리폴리티카(Saccharomyces lipolytica) 사카로마이세스보울라디(Saccharomyces boulardii) 또는 사카로마이세스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus), 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 균주일 수 있으며, 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 양배추 및 증류수를 1:7~13의 중량비로 혼합하여 발효하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발효는 15 내지 45 ℃에서, 200 내지 300 rpm으로 20 내지 28시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 설포라판(sulforaphane) 생성을 촉진하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 아질산염(nitrite) 생성을 억제하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 유도형 일산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthetase, iNOS) 활성을 억제하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물을 제공한다.
마지막으로, 본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 산화스트레스에 의한 질환 또는 염증성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 산화스트레스로 인한 질환은 동맥경화증, 심부전증, 고혈압성 심장질환, 부정맥 심근경색증, 고지혈증, 피부노화, 면역질환 및 암으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 염증성 질환은 염증성 장질환, 염증성 콜라겐 혈관 질환, 사구체신염, 염증성 피부 질환, 유육종증, 망막염, 위염, 간염, 장염, 관절염, 편도선염, 인후염, 기관지염, 폐렴, 췌장염, 패혈증, 방광염, 신장염 및 신경염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 양배추 발효물을 함유하는 항산화 또는 항염증용 조성물에 따르면, 8종의 효모를 사용하여 발효가 우수한 효모인 Saccharomyces cerevisiae 효모를 발굴해내었으며, Saccharomyces cerevisiae 효모로 발효를 진행한 양배추는 항산화 또는 항염증 효과가 있으므로, 건강기능식품 조성물, 화장료 조성물 및 약학 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 10% 양배추 발효물의 효모 세포의 생균수 변화를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 8종의 효모에 의한 양배추 발효물의 수용성 고형분 함량과 pH 또는 생균수의 상관관계를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 8종 효모의 발효 프로파일을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양배추 발효물의 세포독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양배추 발효물의 항산화 활성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양배추 발효물의 ROS 생성 억제 효능을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양배추 발효물의 nitrite 생성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 양배추 발효물의 단백질 발현을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현 예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현 예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허 청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 '%'는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는(w/w) %, 고체/액체는(w/v) %, 그리고 액체/액체는(v/v) %이다.
일 측면에서, 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물의 발효 균주는 사카로마이세스 속 균주인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아닌다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 사카로마이세스 속 균주는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae), 사카로마이세스 유바룸(Saccharomyces uqvarum), 사카로마이세스 엘립소이데우스(Saccharomyces ellipsoideus), 사카로마이세스 카를스베르겐시스(Saccharomyces carlsbergensis), 사카로마이세스 사케(Saccharomyces sake), 사카로마이세스 코레아누스(Saccharomyces coreanus), 사카로마이세스 리폴리티카(Saccharomyces lipolytica) 사카로마이세스보울라디(Saccharomyces boulardii) 및 사카로마이세스 파스토리아누스(Saccharomyces pastorianus)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 균주일 수 있으며, 바람직하게는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 양배추 분말 및 증류수를 1:7~13, 바람직하게는 1:9~11, 더 바람직하게는 1:9.5~10.5의 중량비로 혼합하여 발효하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발효는 15 내지 45 ℃, 바람직하게는 20 내지 40 ℃, 더 바람직하게는 25 내지 35 ℃에서, 200 내지 300 rpm, 바람직하게는 230 내지 270 rpm, 더 바람직하게는 245 내지 255 rpm으로 20 내지 28시간, 바람직하게는 22 내지 26시간, 더 바람직하게는 23 내지 25시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 설포라판(sulforaphane) 생성을 촉진하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 아질산염(nitrite) 생성을 억제하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양배추 발효물은 유도형 일산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthetase, iNOS) 활성을 억제하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어 “유도형 일산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthetase, iNOS)”는 다양한 세포에서 감염 또는 전염증성 자극에 의해 유도되며, 염증 관련 질환을 가진 환자의 대식세포와 단핵구에서 가장 쉽게 관찰되는 효소이다. iNOS는 만성 염증성 질환의 치료에 매우 중요한 표적이다.
본 발명의 건강기능식품 조성물은 유효성분인 양배추 발효물을 함유하는 것 외에 통상의 식품 조성물과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨,소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 향미제는 천연 향미제 (타우마틴), 스테비아 양배추 발효물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 상기 약학 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
또한 상기 건강기능식품 조성물은 유효성분인 양배추 발효물 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
본 발명의 건강기능식품 조성물은, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공될 수 있다. 본 발명에서 '건강기능성 식품 조성물'이라 함은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다. 상기 '식품 첨가물 공전'에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초양배추 발효물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료 제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다. 예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다. 캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다. 환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다. 과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분의 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 양배추 발효물을 포함하는 조성물은 항생제 내성균 감염성 피부 질환의 예방 또는 개선용 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 조성물을 첨가할 수 있는 제품으로는, 예를 들어, 각종 크림, 로션, 스킨, 에센스 등과 같은 화장품류와 샴푸, 린스, 클렌징, 세안제, 비누, 트리트먼트, 팩, 미용액 등이 있다.
본 발명의 화장료는 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 추출물로 이루어진 군에서 선택된 조성물을 포함한다.
수용성 비타민으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 피리독신, 염산피리독신, 비타민 B12, 판토텐산, 니코틴산, 니코틴산아미드, 엽산, 비타민 C, 비타민 H 등을 들 수 있으며, 그들의 염 (티아민염산염, 아스코르빈산나트륨염 등)이나 유도체 (아스코르빈산-2-인산나트륨염, 아스코르빈산-2-인산마그네슘염 등)도 본 발명에서 사용할 수 있는 수용성 비타민에 포함된다. 수용성 비타민은 미생물 변환법, 미생물의 배양물로부터의 정제법, 효소법 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 수득할 수 있다.
유용성 비타민으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 비타민 A, 카로틴, 비타민 D2, 비타민 D3, 비타민 E (d1-알파 토코페롤, d-알파 토코페롤, d-알파 토코페롤) 등을 들 수 있으며, 그들의 유도체(팔미틴산아스코르빈, 스테아르산아스코르빈, 디팔미틴산아스코르빈, 아세트산dl-알파 토코페롤, 니코틴산dl-알파 토코페롤비타민 E, DL-판토테닐알코올, D-판토테닐알코올, 판토테닐에틸에테르 등) 등도 본 발명에서 사용되는 유용성 비타민에 포함된다. 유용성 비타민은 미생물 변환법, 미생물의 배양물로부터의 정제법, 효소 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 취득할 수 있다.
고분자 펩티드로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 콜라겐, 가수 분해 콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 가수 분해 엘라스틴, 케라틴 등을 들 수 있다. 고분자 펩티드는 미생물의 배양액으로부터의 정제법, 효소법 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 정제 취득할 수 있으며, 또는 통상 돼지나 소 등의 진피, 누에의 견섬유 등의 천연물로부터 정제하여 사용할 수 있다.
고분자 다당으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 히드록시에틸셀룰로오스, 크산탄검, 히알루론산나트륨, 콘드로이틴 황산 또는 그 염 (나트륨염 등) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 콘드로이틴 황산 또는 그 염 등은 통상 포유 동물이나 어류로부터 정제하여 사용할 수 있다.
스핑고 지질로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 세라미드, 피토스핑고신, 스핑고당지질 등을 들 수 있다. 스핑고 지질은 통상 포유류, 어류, 패류, 효모 또는 식물 등으로부터 통상의 방법에 의해 정제하거나 화학 합성법에 의해 취득할 수 있다.
해초 추출물로는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 바람직하게는 갈조 엑기스, 홍조 엑기스, 녹조 엑기스 등을 들 수 있으며, 또, 이들의 해초 엑기스로부터 정제된 칼라기난, 아르긴산, 아르긴산나트륨, 아르긴산칼륨 등도 본 발명에서 사용되는 해초 엑기스에 포함된다. 해초 엑기스는 해초로부터 통상의 방법에 의해 정제하여 취득할 수 있다.
본 발명의 화장료에는 상기 필수 성분과 더불어 필요에 따라 통상 화장료에 배합되는 다른 성분을 배합해도 된다. 이외에 첨가해도 되는 배합 성분으로서는 유지성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및무기안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다. 유지 성분으로서는 에스테르계 유지, 탄화수소계 유지, 실리콘계 유지, 불소계 유지, 동물 유지, 식물 유지 등을 들 수 있다.
에스테르계 유지로서는 트리2-에틸헥산산글리세릴, 2-에틸헥산산세틸, 미리스틴산이소프로필, 미리스틴산 부틸, 팔미틴산이소프로필, 스테아르산에틸, 팔미틴산옥틸, 이소스테아르산이소세틸, 스테아르산부틸, 리놀레산 에틸,리놀레산이소프로필, 올레인산에틸, 미리스틴산이소세틸, 미리스틴산이소스테아릴, 팔미틴산이소스테아릴, 미리스틴산옥틸도데실, 이소스테아르산이소세틸, 세바신산디에틸, 아디핀산디이소프로필, 네오펜탄산이소알킬, 트리(카프릴, 카프린산)글리세릴, 트리2-에틸헥산산트리메틸롤프로판, 트리이소스테아르산 트리메틸롤프로판, 테트라2-에틸헥산산펜타엘리슬리톨, 카프릴산세틸, 라우린산데실, 라우린산헥실, 미리스틴산데실, 미리스틴산미리스틸, 미리스틴산세틸, 스테아르산스테아릴, 올레인산데실, 리시노올레인산세틸, 라우린산이소스테아릴, 미리스틴산이소트리데실, 팔미틴산이소세틸, 스테아르산옥틸, 스테아르산 이소세틸, 올레인산이소데실, 올레인산옥틸도데실, 리놀레산옥틸도데실, 이소스테아르산이소프로필, 2-에틸헥산산세토스테아릴, 2-에틸헥산산스테아릴, 이소스테아르산헥실, 디옥탄산에틸렌글리콜, 디올레인산에틸렌글리콜, 디카프린산프로필렌글리콜, 디(카프릴, 카프린산)프로필렌글리콜, 디카프릴산프로필렌글리콜, 디카프린산네오펜 틸글리콜, 디옥탄산네오펜틸글리콜, 트리카프릴산글리세릴, 트리운데실산글리세릴, 트리이소팔미틴산글리세릴, 트리이소스테아르산글리세릴, 네오펜탄산옥틸도데실, 옥탄산이소스테아릴, 이소노난산옥틸, 네오데칸산헥실데실, 네오데칸산옥틸도데실, 이소스테아르산이소세틸, 이소스테아르산이소스테아릴, 이소스테아르산옥틸데실, 폴리글리세린올레인산에스테르, 폴리글리세린이소스테아르산에스테르, 시트르산트리이소세틸, 시트르산트리이소알킬, 시트르산트리이소옥틸, 락트산라우릴, 락트산미리스틸, 락트산세틸, 락트산옥틸데실, 시트르산트리에틸, 시트르산아세틸트리에틸, 시트르산아세틸트리부틸, 시트르산트리옥틸, 말산디이소스테아릴, 히드록시스테아르산 2-에틸헥실, 숙신산디2-에틸헥실, 아디핀산디이소부틸, 세바신산디이소프로필, 세바신산디옥틸, 스테아르산콜레스테릴, 이소스테아르산콜레스테릴, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 올레인산콜레스테릴, 올레인 산디히드로콜레스테릴, 이소스테아르산피트스테릴, 올레인산피트스테릴, 12-스테알로일히드록시스테아르산이소세틸, 12-스테알로일히드록시스테아르산스테아릴, 12-스테알로일히드록시스테아르산이소스테아릴 등의 에스테르 계 등을 들 수 있다.
탄화 수소계 유지로서는 스쿠알렌, 유동 파라핀, 알파-올레핀올리고머, 이소파라핀, 세레신, 파라핀, 유동 이소파라핀, 폴리부덴, 마이크로크리스탈린왁스, 와셀린 등의 탄화수소계 유지 등을 들 수 있다.
실리콘계 유지로서는 폴리메틸실리콘, 메틸페닐실리콘, 메틸시클로폴리실록산, 옥타메틸폴리실록산, 데카메틸폴리실록산, 도데카메틸시클로실록산, 디메틸실록산 및 메틸세틸옥시실록산 공중합체, 디메틸실록산 및 메틸스테알록시실록산 공중합체, 알킬 변성 실리콘유, 아미노 변성 실리콘유 등을 들 수 있다.
불소계 유지로서는 퍼플루오로폴리에테르 등을 들 수 있다.
동물 또는 식물 유지로서는 아보카도유, 아르몬드유, 올리브유, 참깨유, 쌀겨유, 새플라워유, 대두유, 옥수수유, 유채유, 행인(杏仁)유, 팜핵유, 팜유, 피마자유, 해바라기유, 포도종자유, 면실유, 야자유, 쿠쿠이너트유, 소맥배아유, 쌀 배아유, 시아버터, 월견초유, 마커데이미아너트유, 메도홈유, 난황유, 우지(牛脂), 마유, 밍크유, 오렌지라피유, 호호바유, 캔데리러왁스, 카르나바왁스, 액상 라놀린, 경화피마자유 등의 동물 또는 식물 유지를 들 수 있다.
보습제로서는 수용성 저분자 보습제, 지용성 분자 보습제, 수용성 고분자, 지용성 고분자 등을 들 수 있다.
수용성 저분자 보습제로서는 세린, 글루타민, 솔비톨, 만니톨, 피롤리돈-카르복실산나트륨, 글리세린, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜B(중합도 n = 2 이상), 폴리프로필렌글리콜 (중합도 n = 2 이상), 폴리글리세린B(중합도 n = 2 이상), 락트산, 락트산염 등을 들 수 있다.
지용성 저분자 보습제로서는 콜레스테롤, 콜레스테롤에스테르 등을 들 수 있다.
수용성 고분자로서는 카르복시비닐폴리머, 폴리아스파라긴산염, 트라가칸트, 크산탄검, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 수용성키틴, 키토산, 덱스트린 등을 들 수 있다.
지용성 고분자로서는 폴리비닐피롤리돈 및 에이코센 공중합체, 폴리비닐피롤리돈 및 헥사데센 공중합체, 니트로셀룰로오스, 덱스트린지방산에스테르, 고분자 실리콘 등을 들수 있다. 에몰리엔트제로서는 장쇄아실글루타민산 콜레스테릴에스테르, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 12-히드록시스테아르산, 스테아르산, 로진산, 라놀린지방산콜레스테릴에스테르 등을 들 수 있다.
계면 활성제로서는 비이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다.
비이온성 계면 활성제로서는 자기 유화형 모노스테아르산글리세린, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 글리세린 지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, POE(폴리옥시에틸렌)솔비탄지방산에스테르, POE 솔비트지방산에스테르, POE 글리세린지방산에스테르, POE 알킬에테르, POE 지방산에스테르, POE 경화피마자유, POE 피마자유, POE 및 POP (폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌) 공중합체, POE 및 POP 알킬에테르, 폴리에테르변성실리콘, 라우린산알카놀아미드, 알킬아민옥시드, 수소첨가대두인지질 등을 들 수 있다.
음이온성 계면 활성제로서는 지방산비누, 알파-아실술폰산염, 알킬술폰산염, 알킬알릴술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬황산염, POE 알킬에테르황산염, 알킬아미드황산염, 알킬인산염, POE 알킬인산업, 알킬아미드 인산염, 알킬로일알킬타우린염, N-아실아미노산염, POE 알킬에테르카르복실산염, 알킬술포숙신산염, 알킬술포아세트산나트륨, 아실화 가수분해 콜라겐펩티드염, 퍼플루오로알킬인산에스테르 등을 들 수 있다.
양이온성 계면 활성제로서는 염화알킬트리메틸암모늄, 염화스테아릴트리메틸암모늄, 브롬화스테아릴트리메틸암모늄, 염화세토스테아릴트리메틸암모늄, 염화디스테아릴디메틸암모늄, 염화스테아릴디메틸벤질암모늄, 브롬화베헤닐트리메틸암모늄, 염화벤잘코늄, 스테아르산 디에틸아미노에틸아미드, 스테아르산디메틸아미노프로필아 미드, 라놀린 유도체 제 4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 양성 계면 활성제로서는 카르복시베타인형, 아미드베타인형, 술포베타인형, 히드록시술포베타인형, 아미드 술포 베타인형, 포스포베타인형, 아미노카르복실산염형, 이미다졸린 유도체형, 아미드아민형 등의 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다.
유기 및 무기 안료로서는 규산, 무수규산, 규산마그네슘, 탤크, 세리사이트, 마이카, 카올린, 벵갈라, 클레이, 벤토나이트, 티탄피막운모, 옥시염화비스무트, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화아연, 산화티탄, 산화알루미늄, 황산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화철, 군청, 산화크롬, 수산화크롬, 칼라민 및 이들의 복합체등의 무기 안료; 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 비닐수지, 요소수지, 페놀수지, 불소수지, 규소수지, 아크릴수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리카보네이트 수지,디비닐벤젠 및 스티렌 공중합체, 실크파우더, 셀룰로오스, CI 피그먼트옐로우, CI 피그먼트오렌지 등의 유기 안료 및 이들의 무기 안료와 유기 안료의 복합 안료 등을 들 수 있다.
유기 분체로서는 스테아르산칼슘 등의 금속비누; 세틸린산아연나트륨, 라우릴린산아연, 라우릴린산칼슘 등의 알킬인산금속염 ; N-라우로일-베타-알라닌칼슘, N-라우로일-베타-알라닌아연, N-라우로일글리신칼슘 등의 아실아미노산 다가금속염 ; N-라우로일-타우린칼슘, N-팔미토일-타우린칼슘 등의 아미드술폰산 다가금속염 ; N-엡실론-라우로일-L-리진, N-엡실론-팔미토일리진, N-알파-파리토일올니틴, N-알파-라우로일아르기닌, N-알파-경화우지지방산아실아르기닌 등의 N-아실염기성아미노산 ; N-라우로일글리실글리신 등의 N-아실폴리펩티드 ; 알파-아미노카프릴산, 알파-아미노라우린산 등의 알파-아미노지방산 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 디비닐벤젠 및 스티렌 공중합체, 사불화에틸렌 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제로서는 파라아미노벤조산, 파라아미노벤조산에틸, 파라아미노벤조산아밀, 파라아미노벤조산옥틸, 살리실산에틸렌글리콜, 살리신산페닐, 살리신산옥틸, 살리신산벤질, 살리신산부틸페닐,살리신산호모멘틸, 계피산벤질, 파라메톡시계피산-2-에톡시에틸, 파라메톡시계피산옥틸, 디파라메톡시계피산모 노-2-에틸헥산글리세릴, 파라메톡시 계피산 이소프로필, 디이소프로필 및 디이소프로필계피산에스테르 혼합물, 우로카닌산, 우로카닌산에틸, 히드록시메톡시벤조페논, 히드록시메톡시벤조페논술폰산 및 그 염, 디히드록시메톡시벤조페논, 디히드록시메톡시벤조페논디술폰산나트륨, 디히드록시벤조페논, 테트라히드록시벤조페논, 4-tert-부틸-4'-메톡시디벤조일메탄, 2,4,6-트리아닐리노-p-(카르보-2'-에틸헥실-1'-옥시)-1,3,5-트리아진, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
살균제로서는 히노키티올, 트리클로산, 트리클로로히드록시디페닐에테르, 크로르헥시딘글루콘산염, 페녹시에탄올, 레조르신, 이소프로필메틸페놀, 아줄렌, 살리칠산, 진크필리티온, 염화벤잘코늄, 감광소 301 호, 모노니트로과이어콜나트륨, 운데시렌산 등을 들 수 있다.
산화 방지제로서는 부틸히드록시아니솔, 갈릭산프로필, 엘리소르빈산 등을 들 수 있다.
pH 조정제로서는 시트르산, 시트르산나트륨, 말산, 말산나트륨, 프말산, 프말산나트륨, 숙신산, 숙신산나트륨, 수산화나트륨, 인산일수소나트륨 등을 들 수 있다.
알코올로서는 세틸알코올 등의 고급 알코올을 들 수 있다.
또한, 이외에 첨가해도 되는 배합 성분은 이에 한정되는 것은 아니며, 또, 상기 어느 성분도 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 배합 가능하다.
본 발명의 화장료는 용액, 유화물, 점성형 혼합물 등의 형상을 취할 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물에 포함되는 성분은 유효성분으로서 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제 및 담체를 포함한다.
본 발명의 피부 미백 및 피부 노화방지용 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어 유액, 크림, 화장수, 팩, 파운데이션, 로션, 미용액, 모발화장료 등을 들 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 화장료 조성물은 스킨로션, 스킨소프너, 스킨토너, 밀크 로션, 아스트린젠트, 로션, 모이스쳐 로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 모이스처크림, 핸드크림, 파운데이션, 에센스, 영양에센스, 팩, 비누, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 헤어로션, 헤어토닉, 헤어에센스, 헤어샴푸, 헤어린스, 헤어트리트먼트, 바디로션 및 바디클린저의 제형을 포함한다.
본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화 아연 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.
본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액의 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다.
본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클린징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산디에탄올아미드, 식물성 유, 리놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 양배추 발효물을 유효성분으로 포함하는 산화스트레스에 의한 질환 또는 염증성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 산화스트레스로 인한 질환은 동맥경화증, 심부전증, 고혈압성 심장질환, 부정맥 심근경색증, 고지혈증, 피부노화, 면역질환 및 암으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 염증성 질환은 염증성 장질환, 염증성 콜라겐 혈관 질환, 사구체신염, 염증성 피부 질환, 유육종증, 망막염, 위염, 간염, 장염, 관절염, 편도선염, 인후염, 기관지염, 폐렴, 췌장염, 패혈증, 방광염, 신장염 및 신경염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 약학 조성물에는 양배추 발효물 이외에 보조제(adjuvant)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 보조제는 당해 기술분야에 알려진 것이라면 어느 것이나 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들어 프로인트(Freund)의 완전 보조제 또는 불완전 보조제를 더 포함하여 그 면역성을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 양배추 발효물을 약학적으로 허용된 담체에 혼입시킨 형태로 제조될 수 있다. 여기서, 약학적으로 허용된 담체는 제약 분야에서 통상 사용되는 담체, 부형제 및 희석제를 포함한다. 본 발명의 약학 조성물에 이용할 수 있는 약학적으로 허용된 담체는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀전, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
제제화할 경우에는 통상 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 그러한 고형 제제는 유효성분에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 칼슘 카르보네이트, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 일반적으로 사용되는 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함된다. 비수용성용제, 현탁제로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브유와 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 개체에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식이 예상될 수 있는데, 예를 들면 경구, 정맥, 근육, 피하, 복강내 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물의 투여량은 개체의 연령, 체중, 성별, 신체 상태 등을 고려하여 선택된다. 상기 약학 조성물 중 포함되는 양배추 발효물의 농도는 대상에 따라 다양하게 선택할 수 있음은 자명하며, 바람직하게는 약학 조성물에 0.01 ~ 5,000 ㎍/ml의 농도로 포함되는 것이다. 그 농도가 0.01 ㎍/ml 미만일 경우에는 약학 활성이 나타나지 않을 수 있고, 5,000 ㎍/ml를 초과할 경우에는 인체에 독성을 나타낼 수 있다.
상기 약학 조성물은 다양한 경구 또는 비경구 투여 형태로 제형화될 수 있다.
경구 투여용 제형으로는 예를 들면 정제, 환제, 경질, 연질 캅셀제, 액제, 현탁제, 유화제, 시럽제, 과립제 등이 있는데, 이들 제형은 양배추 발효물 이외에 희석제(예: 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 만니톨, 솔비톨, 셀룰로즈 및/또는 글리신), 활택제(예: 실리카, 탈크, 스테아르산 및 그의 마그네슘 또는 칼슘염 및/ 또는 폴리에틸렌 글리콜)를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 정제는 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분 페이스트, 젤라틴, 트라가칸스, 메틸셀룰로즈, 나트륨 카복시메틸셀룰로즈 및/또는 폴리비닐피롤리딘과 같은 결합제를 함유할 수 있으며, 경우에 따라 전분, 한천, 알긴산 또는 그의 나트륨 염과 같은 붕해제 또는 비등 혼합물 및/또는 흡수제, 착색제, 향미제 및 감미제를 함유할 수 있다. 상기 제형은 통상적인 혼합, 과립화 또는 코팅 방법에 의해 제조될 수 있다.
또한, 비경구 투여용 제형의 대표적인 것은 주사용 제제이며, 주사용 제제의 용매로서 물, 링거액, 등장성 생리식염수 또는 현탁액을 들 수 있다. 상기 주사용 제제의 멸균 고정 오일은 용매 또는 현탁 매질로서 사용할 수있으며 모노-, 디-글리세라이드를 포함하여 어떠한 무자극성 고정오일도 이러한 목적으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 주사용 제제는 올레산과 같은 지방산을 사용할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<준비예 1> 효모 균주 및 양배추 분말 시료 준비
1-1. 효모 균주 및 배양 조건
본 발명에서 사용한 효모 균주는 야로위아 리폴리티카(Yarrowia lipolytica)(미생물 수탁번호: ATCC 18942), 데바리오마이세스 한세니(Debaryomyces hansenii)(미생물 수탁번호: ATCC 36239), 한세니아스포라 우바룸(Hanseniaspora uvarum), 피치아 클루이베리(Pichia kluyveri), 위커하모마이세스 아노말러스(Wickerhamomyces anomalus), 사카라마이세스 보울라디(Saccharomyces boulardii)(미생물 수탁번호: ATCC MYA-796), 클루이베로마이세스 막시아누스(Kluyveromyces marxianus)(미생물 수탁번호: KCCM 17694), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae EC-1118)(구매처: LALVIN, Canada)의 8종의 효모 균주가 사용되었다. H. uvarum, P. kluyveri, W. anomalus의 세 균주는 복숭아에서 분리동정한 균주를 사용하였다. YPD(1% yeast extract, 2% peptone, 2% glucose) agar 배지에 도말하여 30 ℃에서 48시간 동안 배양된 single colony를 YPD broth 배지에 접종하였다. 이를 30 ℃에서 250 rpm의 조건으로 24시간 동안 대량배양하여 사용하였다.
1-2. 양배추 분말 시료 준비
본 발명에서 사용한 양배추(Brassica oleracea var. capitata)는 적절한 크기로 잘라 세척한 후, 60 ℃에서 3일 동안 건조하였다. 건조된 양배추는 분쇄하여 양배추 분말 시료로 제조하였으며 -80 ℃에서 보관하여 사용하였다. 양배추 분말의 수분 함량은 14.8%이며, 상압가열건조법으로 측정하였다.
<실시예 1> 양배추 발효물 제조
상기 준비예 1-2에서 제조한 양배추 분말 시료에 증류수를 혼합하여 10%(w/w) 양배추 분말 용액을 제조한 후, 121 ℃에서 15분 동안 열수처리하였다. 상기 준비예 1-1에서 대량배양한 효모 균체를 초기 세포 농도 0.5g/L로 접종한 후, 30 ℃에서 250 rpm의 조건으로 24시간 동안 발효하여 양배추 발효물을 제조하였다.
<실험예 1> 8종 효모의 생존율 측정
상기 실시예 1에서 제조한 양배추 발효물의 효모 생존율을 측정하여 도 1에 나타내었다.
도 1에서 보듯이, 8종의 효모를 이용하여 24시간 동안 양배추 분말 용액을 발효한 결과, 발효 전과 비교하여 24시간 발효 후 효모 생존율을 Log값으로 나타냈을 때, Yarrowia lipolytica(YL)는 109%, Debaryomyces hansenii(DH)는 121%, Hanseniaspora uvarum(HU)은 102%, Pichia kluyveri(PK)는 134%, Wickerhamomyces anomalus(WA)는 115%, Saccharomyces boulardii(SB)는 114%, Kluyveromyces marxianus(KM)는 113%, Saccharomyces cerevisiae(SC)는 113% 증가하는 것으로 나타났다. 이를 통해, 열수처리한 양배추 분말 용액에서 발효가 가능함을 확인하였다.
<실험예 2> 양배추 발효물의 pH, 수용성 고형분 함량(°BX) 및 생균수 측정
발효 전 후의 양배추 분말 용액 0.5 mL을 1.5 mL에 각각 담아 pH meter(SevenCompact pH meter S220, Mettler Toledo, Columbus, OH, USA)를 사용하여 양배추 분말의 pH를 측정하였다.
발효 전 후의 양배추 분말 용액을 13,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상등액 0.3 mL를 Hand refractometer(Atago Pocket Pal-1, Atago Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 양배추 분말의 수용성 고형분 함량을 측정하였다.
발효한 양배추 분말 용액을 단계희석하여 YPD agar 배지에 도말하였다. 이를 30 ℃에서 24시간 동안 배양하여 형성된 집락을 계수한 후, CFU/mL로 환산하여 생균수를 측정하였다.
측정한 pH, 수용성 고형분 함량 및 생균수를 하기 표 1 및 도 2에 나타내었다.
pH soluble solids(°BX) Log N/N 0
10% 양배추 분말 용액 5.01 ± 0.02 8.43 ± 0.35 -
Y. lipolytica 5.19 ± 0.06 8.10 ± 0.10 0.50
D. hansenii 4.72 ± 0.04 7.73 ± 0.06 1.32
H. uvarum 4.65 ± 0.00 6.63 ± 0.06 0.14
P. kluyveri 4.63 ± 0.09 5.23 ± 0.06 2.14
W. anomalus 4.28 ± 0.03 5.13 ± 0.21 1.08
S. boulardii 4.34 ± 0.04 5.07 ± 0.06 0.96
K. marxianus 4.44 ± 0.04 4.97 ± 0.06 0.90
S. cerevisiae 4.51 ± 0.10 4.83 ± 0.21 0.94
N: 24시간 발효 후 살아있는 세포 수
N0: 발효 전 살아있는 세포 수
Log N/N0: 생균수의 변화
표 1 및 도 2에서 보듯이, 양배추 발효 후 Y. lipolytica를 제외한 모든 효모에서 수용성 고형분 함량과 pH가 감소하는 경향을 보였으며, 수용성 고형분의 함량이 낮을수록 pH가 낮아지는 경향성을 보였다. 생균수는 발효에 따라 증가하였으나, 생균수의 증가 정도와 수용성 고형분 감소 정도의 상관관계는 없었다.
이를 통해, 8종의 효모 모두 양배추의 수용성 고형분을 효과적으로 발효하여 수용성 고형분의 함량과 pH가 감소함을 확인하였다.
<실험예 3> 양배추 발효물의 유리당 소모 측정
효모의 기질소비와 대사산물 생성 정도를 확인하기 위해 발효를 진행한 10% 양배추 분말 용액의 glucose, fructose, glycerol, acetate 및 ethanol의 농도를 Rezex-ROA Organic Acid H+ column(8%, 150 mm × 4.6 mm; Phenomenex Inc., Torrance, CA, USA)이 장착된 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC 1260 series, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)를 통해 분석하였다. 시료를 0.005 N의 H2SO4로 0.6 mL/min 및 50 ℃로 용출하여 분석하여 하기 표 2 및 도 3에 나타내었다. 도 3의 (i)는 S. cerevisiae를 10배 희석하여 발효를 진행한 것이다.
Metabolities
(g/L) 		Glucose Fructose Glycerol Acetate Ethanol
Y. lipolytica 15.73 ± 0.38 17.00 ± 0.04 - - -
D. hansenii 16.44 ± 1.15 17.42 ± 0.08 0.68 ± 0.02 0.40 ± 0.03 1.78 ± 0.19
H. uvarum 5.22 ± 0.10 - 1.62 ± 0.07 0.88 ± 0.06 9.19 ± 0.10
P. kluyveri 2.91 ± 0.39 - 0.93 ± 0.14 - 10.35 ± 1.52
W. anomalus 0.42 ± 0.73 - 0.41 ± 0.42 1.35 ± 0.16 12.60 ± 1.98
S. boulardii - - 1.96 ± 0.08 1.46 ± 0.21 15.75 ± 1.77
K. marxianus 0.37 ± 0.05 - 2.29 ± 0.07 1.03 ± 0.16 15.21 ± 1.46
S. cerevisiae 0.29 ± 0.12 - 2.04 ± 1.04 1.10 ± 1.50 17.82 ± 1.96
표 2 및 도 3에서 보듯이, 10% 양배추 분말 용액에는 약 36%(w/v)의 유리당이 glucose와 fructose로 존재하였다. Y. lipolytica, D. hansenii 균주는 양배추 유리당을 거의 소비하지 못하고 대사산물도 생성하지 못하였다. H. uvarum, P. kluyveri 균주는 12시간 안에 fructose를 모두 소비하였으나 glucose는 모두 소비하지 못하였다. H. uvarum의 ethanol 최대 생산량은 약 10.8 g/L이고 P. kluyveri는 약 13.5 g/L였다. W. anomalus 균주는 발효 18시간 안에 glucose와 fructose를 모두 소비하였으며, 약 14.2 g/L의 ethanol을 생성하였다. S. boulardii, K. marxianus, S. cerevisiae 균주는 발효 12시간 안에 glucose와 fructose를 모두 소비하였으며, 각각 17.8 g/L, 17.3 g/L, 20.1 g/L의 ethanol을 생성하였다. S. cerevisiae의 농도를 10배 희석하여 발효를 수행(도 3 (i))하여도 발효 12시간 내에 모든 당을 소비하였으며, 약 18.6 g/L의 ethanol을 생성하였다.
이를 통해, 양배추의 유리당인 glucose와 fructose를 효과적으로 이용하여 발효한 균주는 W. anomalus, S. boulardii, K. marxianus, S. cerevisiae이다. 상기 균주 중, 10배 희석한 S. cerevisiae는 glucose와 fructose를 효과적으로 이용하여 발효되었으므로, S. cerevisiae 균주가 양배추의 수용성 고형분 발효에 효과적이라는 것을 확인하였다.
<실험예 4> 양배추 발효물의 설포라판(sulforaphane) 생성 측정
양배추는 심혈관 질환 및 암 위험을 줄이는 데 도움이 되는 채소로, 글루코시놀레이츠(glucosinolates)의 분해 산물인 글루코라파닌(glucoraphanin)과 설포라판(sulforaphane)은 이러한 건강상의 이점에 기인한다. 글루코라파닌(glucoraphanin)은 채소에서 조직 손상이 발생할 때, 미로시나아제(myrosinase)에 의해 자발적으로 설포라판(sulforaphane)으로 전환된다.
121 ℃에서 15분 동안 멸균한 10% 양배추 분말 용액에 S. boulardii를 접종하고, 30 ℃에서 250 rpm의 조건으로 12시간 동안 발효시켰다. 발효 양배추 분말 용액을 동결건조하여 분말화하였으며, 양배추 분말 시료 2 g, 디클로로메탄 50 mL 및 무수황산나트륨 2.5g을 혼합하여 30 ℃에서 5분 동안 초음파 추출한 후, 원심분리하여 상등액을 얻었다. pellet을 50 mL 디클로로메탄에 재수화하여 추출을 한 번 더 진행하였다. 상기 제1 상등액 및 제2 상등액은 모두 회전식 증발기를 이용하여 30 ℃에서 진공 여과 및 탈수하였다. 잔류물을 4 mL 아세토니트릴에 용해하여 0.2 ㎛ 실린지 필터로 여과하였다. 설포라판은 Kinetex C18 100A column(5μ, 150mm x 4.6mm: Phenomenex Inc.)에 연결된 2996 photodiode array detector(Waters, Alliance 2796 Separation System)를 사용하여 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 분석하였다. 설포라판 검출에는 205 nm 파장의 UV/Vis 분광 광도계(Optizen NanoQ, Mecasys Co., Daejae, Korea)를 사용하였다. 설포라판 검출결과를 하기 표 3에 나타내엇다.
설포라판(sulforaphane) 함량
Cabbage(control) 0.51 ± 0.25 mg/100 g powder
Fermented by S . boulardii 0.91 ± 0.18 mg/100 g powder
Fresh cabbage 4.1~13.9 mg/100 g dry basis
Hot air-dried cabbage 7.7~16.7 mg/100 g dry basis
Pressurized cabbage 99.7 umol/kg fresh weight
Raw broccoli puree(control) 14.98 ± 1.24 mg/100 g dry basis
Fermented by L. plantarum 28.67 ± 0.18 mg/100 g dry basis
설포라판의 함량은 S. boulardii로 발효한 양배추가 발효 전 양배추에 비해 1.7배 이상 증가하였다. 선행연구에 따르면, L. plantarum으로 발효한 브로콜리는 발효 전의 생 브로콜리 퓨레에 비해 설포라판 함량이 1.9배 이상 증가하였다고 보고되었으며, 이와 유사한 수치를 보였다.
유산균을 이용한 양배추 발효는 글루코라파닌의 설포라판으로의 전환을 돕고 발효 후 설포라판의 함량을 증가시킨다. 따라서, 본 실험에서 양배추 발효 과정에서 글루코라파닌이 설포라판으로 전환되어 설포라판 함량이 증가된 것을 확인하였다.
<실험예 5> 양배추 발효물의 세포독성 측정
5-1. 샘플 준비
양배추 발효물의 기능성을 시험관 및 세포 수준에서 분석하기 위해, 실험예 3에서 양배추의 유리당인 glucose와 fructose를 가장 빠르게 발효한 효모 S. cerevisiae와 S. boulardii를 선정하여 분석을 진행하였다. 발효는 실시예 1과 동일하게 진행하였으며, 12시간 안에 모든 당류가 소모되었으므로 발효 시간은 12시간으로 단축하여 발효를 진행하였다. 시료는 양배추 발효물을 원심분리하여 상등액을 얻은 후, 동결건조하여 제조하였다. 대조군은 발효하지 않은 10% 양배추 용액을 원심분리하여 상등액을 얻은 후, 동결건조하여 제조하였다.
5-2. 세포 배양
Mouse macrophage RAW 264.7 cell line은 Korean cell line bank(Korean Cell Line Research Foundation, Seoul, Republic of Korea)에서 구입하였다. RAW 264.7 cell은 10% FBS와 1% penicillin이 첨가된 DMEM 배지에서 37 ℃의 5% CO2 humidified atmosphere incubator에서 배양되었다. Cell confluency가 80~90%에 도달했을 때, 계대배양이 2 x 105 cells/mL으로 수행되었으며, 상기 과정을 2일 주기로 반복하였다.
5-3. 양배추 발효물의 세포독성 측정
5 ㎍/mL 농도로 배지에 희석시킨 양배추 발효물을 대식세포인 RAW 264.7 cell에 처리하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후, thiazolyl blue(MTT) 시약 10 ㎕를 첨가하였다. 2시간 후, 세포 배양액 중 80 ㎕를 제거하고 100 ㎕의 DMSO를 처리하여 암실 조건에서 100 rpm으로 30분 동안 혼합하였다. 혼합 후, microplate reader(Bio-Rad Inc., Hercules, CA, USA)를 이용하여 595 nm에서 흡광도를 측정하여 도 4에 나타내었다.
도 4에서 보듯이, S. cerevisiae와 S. boulardii로 발효한 양배추 용액을 배양한 대식세포 RAW 264.7 cell의 생존율 감소는 대조군에 비해 일어나지 않은 것을 확인하였다. 이를 통해, 5 ㎍/mL 농도의 S. cerevisiae와 S. boulardii로 발효한 양배추 발효 용액은 대식세포인 RAW 264.7 cell에서 세포 독성이 없다는 것을 확인하였다. 따라서, 5 ㎍/mL 농도의 Saccharomyces cerevisiae(SC)와 Saccharomyces boulardii(SB)로 발효한 양배추 발효 용액에서 항산화 활성 효과 및 항염증 효과를 측정하였다.
<실험예 6> 양배추 발효물의 항산화 활성 효과 측정
6-1. 자유 라디칼 소거 활성 확인
자유 라디칼 소거 활성 확인을 위하여, ABTS 라디칼 소거 활성 시험을 수행하였다. ABTS(2,2-azompbos-(3-ethylbenzothiazoline-sulfonic acid)) 라디칼 소거 활성은 sterilized PBS에 녹인 양배추 발효물 100 ㎕를 437.5 nM의 ABTS 시약 100 ㎕와 암실 조건에서 30분 동안 반응한 후, 595 nm에서 흡광도를 측정하였다. 하기 수학식 1을 이용하여 백분율으로 ABTS 라디칼 소거 활성을 계산하였다. 측정한 ABTS 라디칼 소거 활성을 도 5에 나타내었다.
도 5에서 보듯이, 10%가 넘는 ABTS 라디칼 소거 활성이 S. cerevisiae와 S. boulardii 균주에서 검출되었으며, 이는 양성대조군인 Ascorbic acid 1 ㎍/mL와 유사한 수치이다.
이를 통해, Saccharomyces cerevisiae(SC)와 Saccharomyces boulardii(SB)의 ABTS 라디칼 소거 활성을 확인하였으며, 이는 발효한 양배추가 항산화 활성이 우수하다는 것을 의미한다.
6-2. ROS 생성 억제 효능 확인
양배추 발효가 ROS 생산에 미치는 영향을 확인하기 위하여, RAW 264.7 cell은 3 x 105 cells/mL 밀도로 200 ㎍씩 96-well plate에 1일 동안 배양하였다. 양배추 발효물은 5 ㎍/mL 농도로 배지에 희석되어 처리되었으며, 1시간 후 LPS 1 ㎍/mL을 처리하였다. 24시간 후, sterilized PBS로 2회 wash를 하고 형광 물질인 DCFH-DA를 intracellular ROS generation을 측정하기 위하여 phenol-free DMEM에 20 μM로 희석시켜 cell에 200 ㎕를 처리하여 암실에서 배양하였다. 30분 후, sterilized PBS 2회 wash를 거쳐 fluorescence microscope(Leica-Microsystems, Wetzlar, Germany)를 측정하였고, 이미지 분석은 MetaMorphsoftware(Molecular Devices, Danville, PA, USA)를 이용하여 수행되었다. 측정한 ROS 생성 억제 효능을 도 6에 나타내었다.
도 6에서 보듯이, 대조군에 비하여 S. cerevisiae의 ROS 생성량은 26.05%감소하였으며, S. boulardii은 34.91% 감소한 것을 보아, S. cerevisiae와 S. boulardii로 발효한 양배추 시료에서 ROS 생성이 감소하는 것을 확인하였다. 이를 통해, Saccharomyces cerevisiae(SC)와 Saccharomyces boulardii(SB)로 발효한 양배추가 ROS 생성을 억제시켜, 항산화 활성이 우수하다는 것을 확인하였다.
<실험예 7> 양배추 발효물의 항염증 활성 효과 측정
7-1. Nitrite 생성 억제 효능 확인
양배추 발효물이 nitrite(아질산염) 생산에 미치는 영향을 확인하기 위하여, RAW 264.7 cell을 3 x 105 cells/mL 밀도로 200 ㎕씩 96-well plate에 1일 동안 배양하였다. 양배추 발효물은 5 ㎍/mL 농도로 배지에 희석되었으며, 1시간 후 LPS 1 ㎍/mL를 처리하였다. 24시간 후, 세포 배양액 100 ㎕에 Griess reagent A(1% 4-aminobenzenesulfonamide, 0.2% N1-(naphthalenl-yl)ethane-1,2-diamine dihydrochloride)와 Griess reagent B(5% phosphoric acid)의 1:1 혼합액 100 ㎕를 처리한 후 100 rpm에서 30분 동안 반응하였다. 흡광도는 microplate reader를 이용하여 550 nm에서 측정하여 측정한 흡광도를 도 7에 나타내었다.
도 7에서 보듯이, 대조군에 비하여 S. cerevisiae의 nitrite 생성량은 2.22%감소하였으며, S. boulardii은 14.67% 감소한 것을 보아, S. cerevisiae와 S. boulardii로 발효한 양배추 시료에서의 nitrite 생성이 억제된 것을 확인하였다. 이를 통해, Saccharomyces cerevisiae(SC)와 Saccharomyces boulardii(SB)로 발효한 양배추가 nitrite 생성을 억제시켜, 항염증 활성이 우수하다는 것을 확인하였다.
7-2. iNOS 단백질 발현 억제 효능 확인
Nitrite를 생성하는 효소인 iNOS 단백질 발현을 확인하기 위하여, 단백질 흡입법을 실행하였다. RAW 264.7 cells(3 x 105 cells/mL)는 6 cm plate에 1일 동안 배양하였다. Cell confluency가 50~60%에 도달한 후, 양배추 발효물 5 ㎍/mL를 세포에 처리하고, 1시간 후 1 ㎍/mL의 LPS를 처리하여 24시간 동안 배양하였다. 세포 내 단백질은 phosphatase inhibitor cocktail과 protease(Thermo FisherScientific Inc., Waltham, UT, USA)가 첨가된 lysis buffer(Cell Signaling Technologies, Danvers, MA, USA) 100 ㎕를 첨가해 얻었으며, 이는 SDS-PAGE gel을 이용하여 분리되었다. 이후 transferred membrane은 5% skim milk가 첨가된 TBS-T buffer룰 이용하여 blocking 과정을 수행하였고, 1시간 후 iNOS, COX-2(cell signaling) 항체와 β-actin(Santa cruz) 항체를 overnight 동안 4 ℃에서 반응시켰다. 이후, 2차 항체를 membrane과 반응시켰으며, 단백질의 발현 정도는 EzWest Lumi plus(ATTO, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하여 도 8에 나타내었다.
도 8에서 보듯이, S. cerevisiae 양배추 발효물 처리군에서 iNOS 단백질 발현이 감소하는 것을 확인하였다. iNOS 단백질 감소를 통해, nitrite의 생성이 감소되므로, 이는 Saccharomyces cerevisiae(SC)로 발효한 양배추가 항염증 활성이 우수하다는 것을 의미한다.
이러한 결과를 통해, 10%(w/w) 양배추 분말 용액을 8종의 효모로 발효시켰으며, Saccharomyces cerevisiae로 발효를 한 양배추 발효물이 설포라판(sulforaphane) 생성, 항산화 활성, 항염증 강화 등에서 효과가 현저히 우수하다는 것을 확인하였다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예, 실험예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 양배추(Brassica oleracea var. capitata) 발효물을 유효성분으로 포함하는, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양배추 발효물의 발효 균주는 사카로마이세스 속 균주인 것을 특징으로 하는, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사카로마이세스 속 균주는 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)인 것을 특징으로 하는, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양배추 발효물은 양배추 및 증류수를 1:7~13의 중량비로 혼합하여 발효하는 것을 특징으로 하는, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발효는 15 내지 45 ℃에서, 200 내지 300 rpm으로 20 내지 28시간 동안 수행되는 것인, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양배추 발효물은 설포라판(sulforaphane) 생성을 촉진하는 것인, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양배추 발효물은 아질산염(nitrite) 생성을 억제하는 것인, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양배추 발효물은 유도형 일산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthetase, iNOS) 활성을 억제하는 것인, 항산화 또는 항염증용 건강기능식품 조성물.
  9. 양배추(Brassica oleracea var. capitata) 발효물을 유효성분으로 포함하는, 항산화 또는 항염증용 화장료 조성물.
  10. 양배추(Brassica oleracea var. capitata) 발효물을 유효성분으로 포함하는, 산화스트레스에 의한 질환 또는 염증성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산화스트레스로 인한 질환은 동맥경화증, 심부전증, 고혈압성 심장질환, 부정맥 심근경색증, 고지혈증, 피부노화, 면역질환 및 암으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 산화스트레스에 의한 질환 또는 염증성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 염증성 질환은 염증성 장질환, 염증성 콜라겐 혈관 질환, 사구체신염, 염증성 피부 질환, 유육종증, 망막염, 위염, 간염, 장염, 관절염, 편도선염, 인후염, 기관지염, 폐렴, 췌장염, 패혈증, 방광염, 신장염 및 신경염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 산화스트레스에 의한 질환 또는 염증성 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
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