WO2010114211A1

WO2010114211A1 - 칼슘 공급원으로서의 농작물의 재배 방법과 재배된 농작물 및 그 용도

Info

Publication number: WO2010114211A1
Application number: PCT/KR2009/007542
Authority: WO
Inventors: 김원대
Original assignee: Kim Won Dae
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2010-10-07
Also published as: KR101119272B1; KR20100108678A

Abstract

본 발명은 인체 내에서 칼슘 공급원으로 작용할 수 있는 농작물의 재배방법과 재배된 농작물 및 그 용도에 관한 것이다. 본 발명에서는, 탄산칼슘 등의 칼슘원료를 분쇄하여 얻은 미세한 칼슘분말과 비이온성 계면활성제 및 물을 포함하는 균일한 분산 상태의 액상 칼슘비료를 시비하여 재배된 농작물 및 그 재배방법, 그리고 상기 농작물을 유효성분으로 함유하는 칼슘 보충용 약학적 조성물 및 기능성식품이 제공된다. 본 발명에 따라 재배된 농작물은 농작물 내의 칼슘 함유량이 증가될 뿐만 아니라 체내에서의 칼슘 흡수율이 매우 뛰어나 이미 시작된 골밀도의 감소를 중단시키거나 골밀도를 다시 증가시킬 수 있고, 칼슘 부족과 관련된 각종 증상에 실질적인 치료 및 개선효과를 가지며, 천연식품의 형태로 칼슘을 공급하므로 부작용이 없다.

Description

칼슘 공급원으로서의 농작물의 재배 방법과 재배된 농작물 및 그 용도

본 발명은 인체 내에서 칼슘 공급원으로 작용할 수 있는 농작물의 재배방법과 재배된 농작물 및 그 용도에 관한 것이다.

칼슘은 정상적인 생명기능과 골격대사에 있어서 가장 중요한 영양소로 여러 생리작용에 관여한다. 인체 내의 칼슘은 99%가 인과 결합하여 골격과 치아를 형성하고, 나머지 1%는 혈액과 체액 속에 용해되어 체액이 산성화되는 것을 막는다. 또, 심장박동 조절, 혈액응고, 인슐린분비 자극, 여러 가지 호르몬과 효소의 생산, 근육 및 신경 조절, 면역세포의 자극응답, 백혈구의 세균탐식작용, 여러 영양소의 대사작용 등 중요한 생리기능을 담당하며, 특히 골다공증을 비롯하여 고콜레스테롤증, 동맥경화, 고지혈증, 고혈압 등의 발생을 감소시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 적정량의 칼슘이 항상 체내에 공급, 유지되어야 하는데, 문제는 칼슘의 체내 흡수율이 매우 낮아 칼슘이 함유된 식품을 섭취하여도 실제 체내에 흡수되는 칼슘량이 매우 적다는 점이다. 따라서 칼슘의 섭취량 보다는 흡수율이 중요한데, 일반적인 식생활을 통한 칼슘의 섭취로는 칼슘권장량에 크게 미치지 못하는 것으로 알려져 있다.

체내에서 칼슘의 주요한 흡수 부위는 소장 상부이다. 따라서 칼슘이 체내로 흡수되기 위해서는 칼슘이 소장 점막세포를 통과할 때 가용성 형태로 존재하여야 한다. 그러나 인체에 공급되는 대부분의 칼슘은 이때 불용성의 칼슘염을 형성하기 때문에 소장으로 흡수되지 못하고 칼슘 흡수율이 낮아지게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 칼슘의 소화관 흡수를 촉진시키는 물질로서 갈락토 올리고당(일본특허 제3179090호), 프락토 올리고당(일본 공개특허공보 평7-252156호), α-글루코시다아제 저해제(일본특허 제2531273호) 등이 알려져 있다. 그러나 이러한 물질들은 주된 작용점이 칼슘의 주요한 흡수 부위인 소장 상부가 아닌 대장 등의 소화관 후부에 있는 점 등으로 인해 그 효과는 불충분한 것으로 알려져 있다.

현재 칼슘흡수 증진을 위해 식품 등에 많이 사용되는 방법으로, 칼슘보강용 펩티드 소재인 포스포펩티드(casein phosphopeptide, CPP)와 수용성의 이온화칼슘이 있다. CPP는 섭취하였을 때 소장 내에서 이온화된 칼슘과 복합체를 형성하여 칼슘의 용해성을 증진시킴으로써 칼슘 흡수를 돕는다. 이온화칼슘은 흡수가 잘안되는 석회석 등의 광물질, 조개껍데기, 굴껍데기, 소뼈 등에 함유된 탄산칼슘을 분쇄하고 고열로 굽는 등의 가공과정을 거쳐 칼슘을 수용성의 유기산염, 즉, 젖산칼슘, 초산칼슘, 구연산칼슘 등의 형태로 만든 것으로 인체에서의 칼슘 흡수율이 좋고 다량을 장기간 섭취해도 안전한 것으로 알려져 있다.

한편, 벼, 콩, 감자, 과일 등 농작물 자체의 칼슘함량을 높이는 방법들도 제안되었다. 국내 등록특허 재495933호에서는 패각을 고온에서 소성하여 얻은 이온화칼슘을 물에 용해하여 엽면시비하는 고칼슘벼의 재배방법을 기술하고 있으며, 등록특허 제565901호에서는 패각을 원료로 한 천연이온화칼슘제를 물에 희석하여 사과과수에 특정시기에 시비하는 고칼슘 사과의 재배방법을 기술하고 있다. 등록특허 제707739호에서는 패각을 원료로 한 천연칼슘 소성분말을 물에 희석한 천연칼슘수화제를 특정 시기에 시비하여 고칼슘 콩을 재배하는 방법을, 등록특허 제707740호에서는 패각을 원료로 한 천연칼슘 소성분말을 물에 희석한 천연칼슘수화제를 특정 시기에 시비하여 고칼슘 감자를 재배하는 방법을 기술하고 있다.

상기와 같은 농작물의 칼슘함량을 높이는 종래의 방법들은 대부분 패각을 원료로 한 이온화칼슘제를 농작물에 시비하는 방법을 사용하고 있는데, 이러한 방법은 농작물 자체의 칼슘함량을 높이는 데는 어느 정도 효과가 있으나, 여전히 인체 내에서의 칼슘흡수율이 낮다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명자는 석회석을 이용한 종래 칼슘비료가 흡착력이 떨어져 농작물에 대한 칼슘 흡수율이 낮아지는 문제점을 해결하기 위하여, 칼슘원료의 미립자화 및 계면활성제를 이용하여 칼슘비료의 흡착력을 높인 「칼슘비료의 제조방법」을 특허출원하여 특허 제726385호로 등록받은 바 있다. 이 선행특허에서는 탄산칼슘, 수산화칼슘 등의 칼슘염, 특히 석회석을 칼슘원료로 사용하고 있다.

한편, 골다공증은 골 칼슘 함량 등 골염량이 감소되어 골강도가 저하함으로써 골절 리스크가 높아진 질환인데, 급속한 고령화에 수반하여 골다공증 환자수도 급증하고 있다. 사람의 뼈는 끊임없이 골조직의 유지와 보수, 재흡수 등을 위해 체액, 미량금속, 영양소 등을 교환하면서 활동한다. 이러한 활동은 평생 계속되는데 새로운 뼈의 질량 형성은 30~40세까지이며, 대부분 35세쯤부터 뼈의 생산량보다 신체의 다른 부분에서 소비되는 양이 많아진다. 그리고 이때부터 부족되는 칼슘을 뼈에서 얻어내어 쓰며, 이와 같은 뼈의 소모현상은 한번 시작되면 평생 남녀 누구나 평생 계속되는 것으로 알려져 있다. 따라서 골 밀도가 감소하기 시작하면 칼슘제를 섭취하여도 감소속도를 늦추는 역할을 할뿐 골밀도를 다시 증가시키지는 못하는 것으로 알려져 있다. 이는 인체에서 칼슘의 흡수율 자체가 낮은데다가 나이가 들수록 흡수율이 더욱 떨어지기 때문에 소모량 이상으로 칼슘을 공급하기가 어렵기 때문으로 생각할 수 있다. 따라서 칼슘의 흡수율을 크게 높일 수 있다면 소모량 이상으로 체내에 칼슘을 공급할 수 있고 골밀도의 증가 내지는 골밀도의 감소를 멈추는 것이 가능할 것이다. 그러나 아직까지는 골밀도 감소를 완전히 멈추도록 하거나 골밀도를 증가시킬 수 있는 칼슘공급제는 보고된 바 없다.

본 발명은 인체 체내에서의 칼슘 흡수율을 크게 높일 수 있는 칼슘 공급원으로서의 농작물의 재배방법과 이렇게 재배된 농작물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 본 발명은 골밀도의 감소가 시작된 인체에서 골밀도의 감소 중단 내지는 골밀도를 다시 증가시킬 수 있는 정도의 칼슘 함유율과 흡수율을 가진 농작물과 이를 이용한 골다공증 개선용 약제 및 식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 단순히 칼슘비료의 흡착성을 높이기 위한 방법으로 선행특허 「칼슘비료의 제조방법」(등록특허 제726385호)을 개발하였으나, 계속적인 연구를 통해 칼슘원료의 미립자화 및 계면활성제의 이용을 통해 얻은 칼슘비료가 농작물을 통해 사람에게 칼슘을 전달하는 뛰어난 효과, 즉 체내에 칼슘을 공급하는데 탁월한 효과가 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. 본 발명은 본 발명자의 선행특허인 칼슘비료의 예기치 못한 효과 및 용도에 관한 것이기도 하다.

본 발명에서는, 탄산칼슘; 수산화칼슘; 및 석회석으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 칼슘원료를 분쇄하여 얻은 10㎚~1,000㎚의 칼슘분말 100 중량부와, 비이온성 계면활성제 0.1~10 중량부와, 상기 칼슘분말을 균일하게 분산시킬 수 있는 양의 물을 포함하는 균일한 분산 상태의 액상 칼슘비료를 시비하여 재배된 농작물 및 그 재배방법이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 상기 농작물을 유효성분으로 함유하는 칼슘 보충용 약학적 조성물 및 기능성식품이 제공된다.

본 발명에 따라 재배된 농작물의 경우 농작물 내의 칼슘 함유량이 증가될 뿐만 아니라 체내에서의 칼슘 흡수율이 매우 뛰어나 이미 시작된 골밀도 감소의 진행을 중단시키거나 골밀도를 다시 증가시킬 수 있다. 따라서 골다공증은 물론 류머티스나 퇴행성 관절염 등 기타 칼슘부족과 관련된 여러 증상을 치료 및 개선시킬 수 있으며, 본 발명의 농작물은 천연식품의 형태로 칼슘을 공급하게 되므로 부작용이 전혀 없다는 장점 또한 있다.

본 발명에서 사용하는 농작물에 시비하는 칼슘비료는 바람직하게는 탄산칼슘; 수산화칼슘; 및 석회석으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 칼슘원료를 분쇄하여 얻은 10㎚~1,000㎚의 칼슘분말 100 중량부와, 비이온성 계면활성제 0.1~10 중량부와, 상기 칼슘분말을 균일하게 분산시킬 수 있는 양의 물을 포함하는 균일한 분산 상태의 액상 칼슘비료이다.

상기 칼슘원료는 경제성을 고려할 때 바람직하게는 석회석이다. 칼슘원료를 10㎚~1,000㎚로 미세하게 분쇄하는 이유는 일차적으로는 분산성을 높여 침강되지 않도록 하기 위함이며, 더 중요하게는 미립화된 칼슘분말이 수용액상에서 비이온성 계면활성제와 만나 미립화되기 전과는 흡수 특성이 달라지는 것으로 생각되기 때문이다. 아울러 이렇게 만든 칼슘비료를 시비하여 재배된 식물을 섭취했을 때 체내에서 칼슘 흡수율이 현저하게 높아지는 점으로 미루어볼 때 이는 식물체 내에서의 칼슘의 존재 형태에도 영향을 미치는 것으로 짐작된다.

상기 액상 칼슘비료는 바람직하게는, 옆면 시비 시 비료가 농작물 표면에 오래 체류할 수 있도록 점성을 높이기 위한 점성부여제를 더 포함할 수 있다. 점성부여제로는, 농작물에 무해하면서 점성을 부여할 수 있는 것이면 모두 사용 가능하며, 대표적으로 메틸셀룰로오스 등이 사용될 수 있다.

비이온성 계면활성제는 친수성기가 다수의 수산기, 에테르결합 또는 이들의 결합으로 되어있으며, 소수성기는 지방산 또는 알코올의 탄소사슬로 되어 있다. 이러한 비이온성 계면활성제의 특성을 갖는 것이면 모두 본 발명의 액상 칼슘비료의 제조에 사용될 수 있다. 비이온성 계면활성제로는, 예를 들어, PEG의 지방산에스테르(PEG 모노스테아레이트 등), PEG와 알코올의 에테르(PEG 올레일에테르 등), 소르비탄의 지방산에스테르(Span류 등) 및 그의 유도체(Tween 류) 등이 있다. 비이온성 계면활성제는 본 발명의 액상 칼슘비료에서 함유된 칼슘이 불용성의 염을 형성하지 않고 수용성의 이온화상태를 유지할 수 있도록 해주는 것으로 생각된다.

상기 액상 칼슘비료는, 바람직하게는 상기 칼슘원료와 비이온성 계면활성제를 물에 1차적으로 분산시킨 후 건조하여 분말화한 것을 사용 시 다시 물에 희석하여 사용한다. 이때 건조는 고온건조 또는 동결건조 등의 방법이 사용될 수 있다. 바람직하게는 분말화한 원액을 100배 내지 1000배 정도로 희석하여 사용한다.

상기 농작물은 과일, 채소, 곡물 등을 모두 포함하며, 바람직하게는 과일과 채소류이다. 더욱 바람직하게는 멜론, 참외, 포도, 사과, 무, 상추 등이 될 수 있다.

시비는 바람직하게는 옆면 시비한다. 상기 농작물이 과일 또는 과채류일 경우, 바람직하게는 개화 후 수확기까지 5일 내지 20일 간격으로 5회 이상 옆면 시비하며, 잎을 먹는 채소류의 경우에는 싹이 난 후 수확할 때까지 적당 간격으로 시비한다. 상추의 경우 바람직하게는 싹이 난 후 2~4일에 한번 정도 시비하면서 계속적으로 수확하게 되는데, 이럴 경우 수확까지 총 3~4회 정도 시비하게 된다.

본 발명에 따라 얻어진 농작물은 일반 농작물에 비해 칼슘함량이 작물에 따라 적게는 10% 정도에서 많게는 80% 이상 증가한다. 그러나 이러한 칼슘함량의 증가보다 더욱 중요한건 본 발명의 농작물의 경우 섭취 시 체내에서의 칼슘 흡수율이 매우 뛰어나 이미 시작된 골밀도의 감소를 중단시키는 것은 물론 골밀도를 다시 증가시킬 수 있으며, 칼슘부족과 관련된 여러 증상, 즉 골다공증, 류머티스나 퇴행성 관절염 등을 개선시킬 수 있다는 점이다. 또한 본 발명의 농작물은 천연식품의 형태로 칼슘을 공급하게 되므로 부작용이 전혀 없다는 장점이 있다. 종래에도 칼슘함량이 증가된 농작물이나 식품에 칼슘을 첨가시켜 칼슘함량을 증가시킨 식품들은 많이 소개되었으나, 이러한 식품들이 칼슘부족과 관련된 증상을 직접적으로 개선시키는 효과는 보고 된 바가 없다.

따라서 본 발명의 농작물은 효과적인 칼슘 공급원으로서 칼슘 보충용 약학적 조성물의 유효성분으로 사용될 수 있다. 이때 바람직하게는. 본 발명의 농작물은 농축액의 형태로 상기 칼슘 보충용 약학적 조성물에 함유된다. 상기 약학적 조성물은 약제 및 건강식품 분야에서 공지되어 있는 다양한 제제의 형태를 가질 수 있다. 일예로 한약과 같은 생약추출제의 제제방법이 적용되어, 추출액제, 중탕, 추출액의 건조 엑기스제, 환제, 캡슐제, 정제 등의 다양한 형태로 제제화될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 한약과 같은 중탕방법으로 엑기스제를 만들어 사용하였다. 또한, 본 발명의 농작물은 농축된 형태로 가공되거나 음료, 스낵, 가공식품 등 다양한 식품에 함유되어 칼슘을 공급하는 기능성식품으로 활용될 수 있다. 본 명세서에서 "기능성 식품"은 건강을 호전시키는 생리효과를 가지는 식품 및 그 성분을 가지고 제조 및 가공한 식품으로서 건강기능식품, 건강보조식품, 건강식품 등을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

[실시예]

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다.

실시예 1

액상 칼슘비료의 준비

(1) 시판되는 탄산칼슘 파우더를 건조시킨 후 20㎚ 이상으로 분쇄하여 칼슘분말을 만들었다.

(2) 비이온성 계면활성제로 글리세릴 모노스테아레이트와 메틸셀룰로오스를 각각 10 중량% 및 2 중량%로 포함하는 수용액을 제조하였다.

(3) 상기 (1)의 칼슘분말 100 중량부와 (2)의 수용액 10 중량부에 50 중량부의 물을 혼합하여 균일한 분산상태를 만들었다.

(4) (3)에서 얻은 분산상태의 혼합물을 고온에서 건조시킨 후 분말화하여 액상 칼슘비료 원액을 만들었다.

실시예 2

칼슘비료를 이용한 농작물의 재배

상기 실시예 1에서 얻은 분말화한 칼슘비료 원액을 500배로 희석하여, 아래 표 1과 같은 방법으로 멜론, 참외, 포도, 상추의 4가지 작물에 옆면 시비하였다.

[표 1]

실시예 3

칼슘함량 분석

상기 실시예 2의 방법으로 재배 수확한 본 발명의 농작물과, 칼슘비료를 시비하지 않고 통상적인 방법으로 재배한 일반 농작물의 칼슘함량을 비교 분석하였다. 분석은 영동대학교 바이오지역혁신센터에 의뢰하여 수행하였다. 분석방법은 시료를 전처리 후 ICP(Spectrometer Model : ICP Optima 4300 DV, S/N 069N-Na)를 이용하여 분석하였다. 칼슘함량(방출파장 317.933 nm) 결과는 아래 표 2와 같다.

[표 2]

실시예 4

멜론을 이용한 칼슘 보충용 제제

상기 실시예 2의 방법으로 재배 수확된 멜론 100g을 중탕방법으로 60분간 가온하여 액상의 추출제를 만들었다.

실시예 5

복용예 및 효과

상기 실시예 4에서 만든 액상 추출제를 성인 14명에게 1일 2회, 1회 70~80 ㎖씩 복용시켰다. 복용기간은 개인별로 차이가 있으나 최소 30일 이상 복용하도록 한 후 효과를 관찰하였다. 복용기간 및 결과는 다음의 표 3과 같다. 개인별로 정도의 차이는 있으나, 14명 모두에서 복용 후 증상의 뚜렷한 개선 효과를 확인할 수 있었다. 표 3에서 호전도는 처음의 증상 정도를 10, 완치된 상태를 0으로 할 때 환자가 느끼는 현재의 상태를 숫자로 표시한 것이다.

[표 3]

본 발명에 따른 칼슘공급원으로서의 농작물은 골다공증은 물론 류머티스나 퇴행성 관절염 등 기타 칼슘부족과 관련된 여러 증상을 치료 및 개선시킬 수 있으며 천연식품의 형태로 칼슘을 공급하게 되어 부작용이 없으므로, 기존의 칼슘보충용 약제나 건강식품을 대신하여 유용하게 이용될 수 있다.

Claims

탄산칼슘; 수산화칼슘; 및 석회석으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 칼슘원료를 분쇄하여 얻은 10㎚~1,000㎚의 칼슘분말 100 중량부와, 비이온성 계면활성제 0.1~10 중량부와, 상기 칼슘분말을 균일하게 분산시킬 수 있는 양의 물을 포함하는 균일한 분산 상태의 액상 칼슘비료를 시비하여 재배되는 것을 포함하는 칼슘 공급원으로서의 농작물.
제1항에 있어서, 상기 농작물은 과일 또는 채소류인 칼슘 공급원으로서의 농작물.
제2항에 있어서, 상기 농작물은 멜론; 참외; 포도; 사과; 무 및 상추 중 어느 하나인 칼슘 공급원으로서의 농작물.
탄산칼슘; 수산화칼슘; 및 석회석으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 칼슘원료를 분쇄하여 얻은 10㎚~1,000㎚의 칼슘분말 100 중량부와; 비이온성 계면활성제 0.1~10 중량부와; 상기 칼슘분말을 균일하게 분산시킬 수 있는 양의 물을 포함하는 균일한 분산 상태의 액상 칼슘비료를 시비하는 것을 포함하는 칼슘 공급원으로서의 농작물의 재배 방법.
제4항에 있어서, 상기 농작물은 과일 또는 과채류이며, 개화 후 수확기까지 5일 내지 20일 간격으로 5회 이상 옆면 시비하는 것을 포함하는 칼슘 공급원으로서의 농작물의 재배 방법.
제1항의 농작물을 유효성분으로 함유하는 칼슘 보충용 약학적 조성물.
제1항의 농작물을 포함하는 칼슘 보충용 기능성식품.