KR101272606B1 - 식욕억제와 체중 감량, 지방 축적 억제의 효과를 갖는 효모 가수분해물과 이를 포함하는 식품 및 그 제조 방법 - Google Patents

식욕억제와 체중 감량, 지방 축적 억제의 효과를 갖는 효모 가수분해물과 이를 포함하는 식품 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식품에 대한 것이다. 본 발명의 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식품은 맛이 좋을 뿐 아니라 영양이 풍부한 특징이 있다.

Description

식욕억제와 체중 감량, 지방 축적 억제의 효과를 갖는 효모 가수분해물과 이를 포함하는 식품 및 그 제조 방법{YEAST HYDROLYSATE HAVING APPETITE SUPPRESSION, WEIGHT-LOSS, AND FAT ACCUMULATION INHIBITION, FOOD CONTAINING IT, AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 효모 가수분해물을 포함하는 식품에 대한 것이다.
비만에 따른 대사증후군, 당뇨병, 심혈관 질환의 발생은 인종, 성별, 연령에 관계없이 지속적으로 증가하고 있다(윤성덕, 정경렬, 김사엽, 천우광. (2010) 12주간의 근력트레이닝이 대학생의 신체구성과, 기초체력, 1RM 및 등속성 근기능에 미 치는 영향. 한국발육발달학회지, 18(3): 179-185). 우리나라 비만의 유병률은 체질량지수 25% 를 기준으로 1998년 26.2%, 2007년 31.7%로 10년간 5.7% 증가하였으며 이러한 경향은 남자에서 뚜렷하고 이는 미국 34.3% 보다는 낮은 반면, 일본의 24.0% 보다는 높은 수준 이라고 보고하였다(강은정. (2010) 우리나라 건강수준의 OECD국가들과의 비교. 보건 복지포럼, 167: 104-112.). 한국인을 대상으로 한 역학연구에서 체질량지수의 증가는 사망률 증가와 연관이 있으며 동맥경화, 심혈관 질환의 발생과 관련이 높다고 보고 하였다(이한. (2011) 12주간의 줄넘기 트레이닝이 비만 중년여성의 신체 조성, 심혈관질환 위험인자 및 인슐린 저항성에 미치는 영향. 한국발육발달학회지, 19(1): 25-31).
최근 비만 예방과 치료 및 체중 조절을 위한 식이조성 및 영양소에 대한 관심과 더불어 많은 연구들이 보고되고 있다. 그 중 체중 조절을 위해 널리 사용되고 있는 방법 중 하나인 열량제한식이(energy restricted diet)는 포만감(satiety)을 감소시키고 식욕(appetite)을 촉진시켜 열량제한식이를 지속해나가기가 어렵다는 문제점이 보고되었다(Kelley DE, Wing R, Buonocore C, Sturis J, Polonsky D,Fitzsimmons M. (1993) Relative effects of calorie restriction and weight loss in non insulin-dependent diabetes melitus. J Clin Endocrinol Metab 77: 1287-1293.).
한편, 말초로부터의 장기 및 단기 음식섭취 조절에 관한 신호는 중추신경계에 작용하여 섭식행동을 조절하게 된다. 이와 관련된 주된 부위는 시상하부, 특히 궁상핵(arcuate nucleus) 및 뇌간의 dorsal vagal complex이다(Schwartz MW, Woods SC, Porte D, Jr., Seeley RJ, Baskin DG. (2000) Central nervous system control of food intake, Nature 404:661-671). 시상하부는 불완전한 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier, BBB) 때문에 혈액 인자와의 접촉이 비교적 자유로운 부위이며 뇌의 다른 부위로 부터 신호 또한 받고 있다. 시상하부는 말초 신호 및 중추신호를 통합하여 음식 섭취, 육체적 활동의 정도, 기본적인 에너지 소비 등에 관한 항상성을 조절하는 역할을 담당한다.
시상하부는 식이섭취 조절에 중요한 역할을 담당하는 뇌내 부위이다. 시상하부내의 궁상핵(arcuate nucleus), 실방핵(paraventricular nucleus), 시상하부 복내측핵(ventromedial hypothalamic nucleus), 뇌활주위핵(perifornical area), 외측 시상하부(lateral hypothalamic area) 등이 식이섭취 조절에 관여하는 것으로 알려져 있다(Seeley & Woods, 2003). 특히, 시상하부의 궁상핵에는 렙틴(leptin)과 인슐린(insulin) 등의 호르몬이 작용하여 중추적으로 식이섭취를 조절한다. 궁상핵에는 렙틴 수용체가 발현되며 호르몬에 민감하게 반응하는 두 종류의 뉴런이 존재하는데, 하나는 neuropeptide Y(NPY)와 Agouti-related protein(AgRP)를 발현하는 뉴런이고, 다른 한 종류는 pro-opiomelanocortin(POMC)와 ***e- and amphetamine-related transcript(CART)를 발현하는 뉴런이다(Morton 등, 2006). 두 집단의 뉴런들은 말초로부터 입력된 호르몬 신호에 대해 서로 반대 방향으로 식이섭취를 조절하는데, NPY/AgRP를 발현하는 뉴런은 식이섭취를 증가시키는 방향으로, POMC를 발현하는 뉴런은 식이섭취를 억제하는 방향으로 식이섭취 조절에 관여한다(Schwartz MW, Porte Jr D. (2005) Diabetes, obesity, and the brain. Science 307:375-379).
한편, NPY(neuropeptide Y)는 에너지 항상성에 영향을 미치는 신경전달물질로서 시상하부의 궁상핵(arcuate nucleus, ARC) 내 신경세포체가 존재하며, 축삭이 뇌실곁핵 (paraventricular nucleus, PVN)으로 뻗어 있는 형태이다(O'Donohue TL, Chronwall BM, Pruss RM, Mezey EZ, Eiden LE, Massari VI, Tessel RE, Pickel VM, DiMaggio, DA, Hotchkiss AJ, Crowley WR, Grojec ZZ. (1985) Neuropeptide Y and peptide YY neuronal and endocrine systems. Peptides 6(4): 755-768). NPY 방출은 식욕을 증가시키고, 갈색지방열발생 (brown fat thermogenesis)을 감소시키는데, 렙틴은 시상하부로부터 NPY의 방출을 억제시켜 결국 지방 조직량이 감소하게 되는 것이다(Stephens TW, Basinski M, Bristow PK, Bue-Valleskey JM, Burgett SG, Crft L, Hale J, Hoffmarm J, Hsiung H M, Kriauciunas A, MacKellar W, Rosteck Jr PR, Schoner B, Smith D, Tinsley FC, Zhang XY, Heinlan M. (1995) The role of neuropeptide Y in the antiobesity action of the obese gene product. Nature, 377(6549): 530-532). CART는 신진대사를 촉진시키고, 식욕을 억제 하며 인슐린 분비를 증가시켜 에너지가 지방으로 축척되지 않고 근육세포에서 이용하도록 한다.
기존의 비만 개선을 위해 열량제한식이(energy restricted diet)를 권장하고 있으나 열량제한식은 포만감(satiety)을 감소시키고 식욕(appetite)을 촉진시켜 열량제한식이를 지속해나가기가 어렵다는 문제점이 있다. 따라서 효과적인 비만 개선을 위해 식욕억제 기능을 함유한 신물질의 개발이 필수적이다.
본 발명자들은 효모 가수분해물에 대하여 연구하던 중, 효모를 특정 효소들로 복합가수분해하여 제조한 효모 가수분해물이 식욕과 관련된 호르몬 및 신경전달물질을 조절하여 식욕을 조절하는 것을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 관능이 개선된 식품을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 식욕 억제용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 효모를 트랜스글루타미나제로 처리한 가수분해물을 포함하는 식품 및 식욕 억제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 효모를 트랜스글루타미나제로 처리한 가수분해물을 포함하는 조성물은 식욕 관련 호르몬 및 신경전달물질을 조절하여 식욕을 억제하는 효능이 있다.
도 1은 효모 가수분해물들의 투여에 따른 ICR 마우스의 식이섭취 누적량을 나타낸다.
도 2는 효모 가수분해물 투여에 따른 혈액 내 렙틴 및 그렐린 수준을 나타낸다.
도 3은 효모 가수분해물의 장기 투여에 따른 평균 식이섭취량 변화를 나타낸다.
도 4는 효모 가수분해물의 장기 투여에 따른 체중 증가량 변화를 나타낸다.
도 5는 효모 가수분해물의 장기 투여에 따른 식욕촉진 단백질(NPY)과 식욕억제단백질(CART)의 발현량 변화를 나타낸다.
본 발명은 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식욕 억제용 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하며, 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 예방 및 치료용 약학적 조성물에 대한 것이다.
또한 본 발명은 효모를 가수분해하는 단계;및
상기 효모 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는 식욕 억제용 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.
또한 본 발명은 효모를 플라보자임으로 가수분해하는 단계;
상기 효모 플라보자임 가수분해물을 트랜스글루타미나제로 가수분해하는 단계;및
상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 예방 및 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
효모
본 발명의 효모는 식품으로서 사용되는 효모이면 되고 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명의 효모에는 Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces fermentati, Saccharomyces bayanus, Saccharomyces sake, Saccharomyces mandshuricus,, Saccharomyces anamensis, Saccharomyces formosensis, Saccharomyces ellipsoideus, Saccharomyces coreanus 등이 이용될 수 있으며, 바람직하게는 Saccharomyces cerevisiae을 이용할 수 있다.
효모 가수분해물
본 발명의 효모 가수분해물은 효모에 트랜스글루타미나제(Transglutaminase: TGase)를 처리하여 제조한 가수분해물이다. 바람직하게는 본 발명의 효모 가수분해물은 효모를 플라보자임 및 트랜스글루타미나제로 복합적으로 처리하여 제조한 효모 가수분해물이며, 더욱 바람직하게는 플라보자임 및 트랜스글루타미나제를 순차적으로 처리하여 제조한 가수분해물이다. 즉, 가장 바람직하게는 본 발명의 효모 가수분해물은 효모를 플라보자임으로 가수분해한 후, 이를 트랜스글루타미나제로 가수분해하여 제조한다.
식욕 억제
본 발명에 있어서, 식욕 억제는 음식을 섭취하고 싶은 욕구, 즉, 식욕이 생기는 것을 억제하는 것을 의미한다.
식욕 억제용 조성물
본 발명의 식욕 억제용 조성물은 NPY(neuropeptide Y)의 발현을 억제하고, CART(***e- and amphetamine-related transcript)의 발현을 촉진한다. 또한 본 발명의 식욕 억제용 조성물은 렙틴(leptin) 등 포만 호르몬의 분비를 증가시키고 그렐린(ghrelin) 등 공복 호르몬의 분비를 감소시킨다. 이로써 본 발명의 식욕 억제용 조성물은 식욕을 억제하여 식이섭취를 억제하게 된다.
본 발명의 조성물은 식품 조성물 또는 사료 조성물일 수 있다. 또한 본 발명의 조성물은 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 치료제와 함께 투여될 수 있다.
식품 조성물
본 발명은 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 상기 식품이란 건강보조식품, 건강기능식품, 기능성 식품, 운동 보조제 등이나 이에 제한되는 것은 아니며, 천연식품, 가공식품, 일반적인 식자재 등에 본 발명의 효모 가수분해물을 첨가한 것도 포함된다.
본 발명의 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 조성물과 함께 사용될 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 효모 가수분해물을 식품 또는 음료의 제조시에 원료에 대하여 0.01 내지 70.00 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 30.00 중량%의 양으로 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 10.00 중량%의 양으로 첨가할 수 있다. 식품 조성물의 상기 효모 가수분해물의 유효용량은 상기 약학적 조성물의 유효용량에 준해서 사용할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제의 형태로 이용될 수 있으며, 이들 제제는 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을 사용하여 조제할 수 있다.
상기 효모 가수분해물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료, 파우더 제제 및 비타민 복합제 등을 들 수 있으나 이들 종류의 식품으로 제한되는 것은 아니다.
약학적 조성물
본 발명의 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 예방 및 치료능을 갖는다
본 발명의 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 바람직한 약제학적 제제는 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제가 있으며 이들 약제학적 제제는 약제학적으로 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을 사용하여 조제할 수 있다.
본 발명의 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물의 투여 용량은, 환자의 상태, 연령, 성별 및 합병증 등의 다양한 요인에 따라 전문가에 의해 결정될 수 있지만 일반적으로는 성인 1 kg 당 0.1 mg 내지 10 g, 바람직하게는 10 mg 내지 1 g의 용량으로 투여될 수 있다. 또, 단위 제형당 상기 약학적 조성물의 1일 용량 또는 이의 1/2, 1/3 또는 1/4의 용량이 함유되도록 하며, 하루 1 내지 6 회 투여될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
또한 본 발명은,
효모를 플라보자임으로 가수분해하는 단계;
상기 효모 플라보자임 가수분해물을 트랜스글루타미나제로 가수분해하는 단계;및
상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 예방 및 치료용 약학적 조성물의 제조 방법에 대한 것이다.
식욕 억제용 조성물
본 발명은 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하는 식욕 억제용 조성물에 대한 것이다. 상기 효모 가수분해물은 효모를 플라보자임으로 가수분해한 후, 이를 트랜스글루타미나제로 가수분해하여 제조할 수 있다. 또한 상기 식욕 억제용 조성물은 식품 조성물 또는 사료 조성물일 수 있다. 상기 식욕 억제용 조성물은 NPY의 발현 억제능 또는 CART의 발현 촉진능을 가지며, 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 예방 및 치료용 약학적 조성물로도 사용될 수 있다. 또한 상기 식욕 억제용 조성물은 동맥경화, 내장비만, 복부비만, 고지혈증, 지방간 및 비만으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 치료제와 함께 투여될 수도 있다.
또한 본 발명은 효모를 가수분해하는 단계;및 상기 효모 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는 식욕 억제용 조성물의 제조 방법에 대한 것이다. 상기 효모 가수분해 단계는 효모를 플라보자임으로 가수분해한 후, 이를 트랜스글루타미나제로 가수분해하여 수행할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
재료
본 발명에서 사용한 단백질 분해효소 KH-15는 고려대학교 식품영양학과에서 된장으로 분리하여 보존중인 바실러스 균(Bacillus sp.) KH-15를 단백질분해효소의 생산균주로 사용하여 수득한 것(한국등록특허 10-0999429호 등)이다.
효모 가수분해물(실시예 및 비교예)의 제조
효모 가수분해물은 새롬바이오(군포, 한국)에서 다음과 같은 방법에 따라 생산하였다. 효모 가수분해물 SCP-20은 Saccharomyces cerevisiea IFO 2346을 2% 포도당, 0.6%(NH4)2SO4, 0.1% MgSO4 7H2O, 0.2% KH2PO4, 0.03% K2HPO4, 0.1% NaCl로 구성된 배지를 이용하여 30oC에서 48시간 동안 배양한 후, 3,000×g에서 원심분리하여 균체를 회수하였다. 회수한 균체에 50 mM 인산 완충용액 (pH 7.0)을 균체량의 10배량 가하고, 여기에 플라보자임(Flavourzyme)(Novozymes Korea Limited, 1000 LAPU/g)을 균체량의 0.5%가 되게 가하여 30 ℃에서 6시간동안 가수분해를 실시하였다. 6시간 후 효소를 불활성화시키기 위해 100 ℃ 수욕에서 10분간 방치한 후, 8,000×g에서 원심분리하여 얻은 상징액을 한외여과기(Sartorius, Gottingen, Germany, 10 kDa cut-off)를 이용하여 10 kDa이하를 회수하여 분무건조하여 효모 플라보자임 가수분해물을 수득하고, 이를 비교예 1로 사용하였다.
한편, 플라보자임 대신 단백분해효소 KH-15를 사용한 점을 제외하고는 비교예 1의 방법과 동일한 방법으로 효모를 가수분해하여, 효모 KH-15 가수분해물을 수득하고 이를 비교예 2로 사용하였다.
상기 분무 건조한 효모 플라보자임 가수분해물(비교예 1)을 증류수에 용해하여 10% 효모 가수분해액을 제조하고, 여기에 200: 1(w/w)의 비율로 트랜스글루타미나제(TGase 1000 unit/g, Ajinomoto, Tokyo, Japan) 효소를 첨가하여 38 ℃에서 4시간 반응시켰다. 4시간 후 효소를 불활성하기 위하여 90 ℃에서 10분간 처리하여 효모 TGase 가수분해물을 수득하고 이를 실시예 1로 사용하였다.
<실험예 1> 효모 가수분해물의 분석
앞서 제조한 효모 가수분해물들의 성분들을 분석하였다. 그 결과, total nitrogen의 함량은 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1이 각각 103.8 mg/g, 104.8 mg/g, 104.2 mg/g으로 유의적인 차이는 없었다. 가수분해물의 펩타드 사슬의 길이를 간접적으로 알 수 있는 아미노태 질소량(A-N)은 비교예 1과 비교예 2가 각각 58.1 mg/g과 60.1 mg/g이었으며, TGase 처리한 효모 가수분해물인 실시예 1은 225.25 mg/g이었는바, TGase 처리로 인하여 다소 감소한 것을 알 수 있었다. 이는 TGase처리에 의해 짧은 사슬의 펩타이드의 길이가 길어짐에 따라 펩타이드 말단부분에 노출되는 아미노태 질소량이 감소한 결과로 판단된다.
또한 펩타이드의 소수성도(surface hydrophobicity)는 비교예 1 및 비교예 2가 각각 251.2과 261.2이었으나 실시예 1은 225.3로 소수성도가 감소하였다. 이는 펩타이드 표면의 소수성에 관여하는 아미노산이 TGase 처리로 인하여 안쪽으로 포집되면서 소수성도의 변화가 일어난 것으로 추정된다(표 1).
이상의 결과에 의하면 효모 플라보자임 가수분해물 및 KH-15 가수분해물에 비하여 TGase 처리 시 다소 길이가 긴 펩타이드 사슬로 전환되는 것을 알 수 있었다.
효모 가수분해물 Total nitrogen
(mg/g)
아미노태 질소량
(mg/g)
펩타이드의 소수성도
비교예 1 103.8±8.5 58.1±4.9 251.2±12.4
비교예 2 104.8±5.7 60.1±3.7 261.2±8.9
실시예 1 104.2±9.1 40.3±6.7 225.3±15.2
<실험예 2> 단기 식욕 억제 시험
실험 동물
실험 동물로는 ICR계 7주령의 수컷 마우스를 (주) 샘타코(Gyeonggi-do, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 실험동물은 고려대학교 동물 사육실에서 온도 22±2 ℃, 상대습도 50±10%, 12시간 명암주기의 조건에서 사육하였으며, 7일의 환경적응 후 체중 측정 및 육안적 건강 상태를 확인하여 적합한 마우스들을 선별하여 실험에 사용하였다.
단기 식욕 억제 시험
실험 동물을 4개 군으로 나누고, 난괴법에 준하여 마우스 분리하여 사육하였다. 12시간 절식 후 saline, 비교예 1, 비교예 2 및 시험예 1을 각각 0.5 g/kg의 양으로 복강 내에 주사하고, 0, 1, 2, 4, 24시간 간격으로 식이섭취량 및 혈액을 채취하여 렙틴(leptin) 및 그렐린(ghrelin)의 양을 측정하였다. 구체적으로는, 시험 종료일에 실험동물을 에테르로 흡입 마취한 후 주사기(21G)를 이용하여 미정맥에서 혈액을 채취하여 1,900×g에서 20분간 원심 분리하여 혈청을 분리하여 렙틴과 그렐린 측정용 시료로 사용하였다. 렙틴과 그렐린의 양은 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit (R&D Systems, Minneapolis, Minn., USA).를 이용하여 측정하였다.
<2-1> 식이섭취량
ICR mice (7주령) 을 대상으로 12시간 절식 후 생리식염수를 복강내에 주입한 대조군(control), 0.5 g/kg BW(body weight)의 효모 플라보자임 가수분해물을 복강 내에 주입한 군(비교예 1), 0.5 g/kg BW의 KH-15 효모 가수분해물을 복강 내에 주입한 군(비교예 2), 효모 가수분해물을 TGase 처리한 실시예 1로 분류하여 4시간 동안 식이 섭취를 관찰하였다.
그 결과 식이 제공 후 1시간 이후부터 관찰한 4시간까지 효모 가수분해물 투여군(비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1)은 대조군(control)에 비하여 유의적으로 식이 섭취가 적었으며(p<0.05) 이는 용량의존적으로 효모 가수분해물 투여가 많을수록 식이 섭취가 감소하는 결과를 나타내어 효모 가수분해물에 의한 식욕 억제 효과를 알 수 있었다(도 1).
<2-2> 혈중 식욕 관련 호르몬
시료 투여 30분 후에 혈액을 채취하여 혈액내 다음과 같은 식욕과 관련된 호르몬 렙틴 및 그렐린을 분석하였다 그 결과 포만 호르몬인 렙틴은 효모 가수분해물군인 비교예 1, 2 및 실시예 1이 대조군(control)에 비해 많이 분비되는 경향을 나타내었으며, 특히 실시예 1의 분비량이 가장 많았다. 한편, 공복 호르몬인 그렐린은 효모 가수분해물들이 대조군에 비하여 적게 분비되며, 특히 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 실시예 1이 적게 분비되는 것으로 측정되었다(도 2). 그러므로 효모 가수분해물이 식욕을 억제를 유도하는 경향을 가지나, 구체적인 억제 효과는 실시예 1이 뛰어난 것을 알 수 있었다.
이상의 결과에 의하면 효모 가수분해물을 복강내에 주사 시 식이섭취량은 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 모두 감소하였으며, 혈액 내에 포만 호르몬인 렙틴은 많이, 공복 호르몬인 그렐린은 적게 분비되며 이는 섭취량 감소를 유도하는 것을 알 수 있었다. 특히 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 2에 비하여 우수한 식욕 억제 효과를 보였다.
<실험예 3> 장기 식욕 억제
실험 동물
SD 7주령의 수컷 랫트를 (주) 샘타코(Gyeonggi-do, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 실험동물은 고려대학교 동물 사육실에서 온도 22±2℃, 상대습도 50±10%, 12시간 명암주기의 조건에서 사육하였으며, 7일의 환경적응 후 체중 측정 및 육안적 건강 상태를 확인하여 적합한 마우스들을 선별하여 실험에 사용하였다.
유전자 발현 분석
시상하부의 유전자 발현은 real-time PCR로 분석하였다. 먼저 RNA를 추출하는 과정을 요약하면, 1 mL TRI-reagent(Sigma Chemical Co, MO)에 시상하부 조직을 넣고 초음파를 이용하여 균질화시켰다. 여기에 200 ㎕의 chloroform을 넣고 15초간 격렬하게 흔든 뒤 실온에서 5분간 반응 시킨 다음 4 ℃, 13,200 rpm에서 15분간 원심분리하였다. 분리된 상청액에 같은 부피의 isoprophanol을 넣고 10분간 상온에서 반응을 거친 다음 다시 4 ℃, 13,200 rpm으로 10분간 원심 분리하여 RNA를 침전시켰다. 침전시킨 RNA를 차가운 75% ethanol 1 mL로 세척하고 4℃, 13,200 rpm에서 5분간 원심분리하고 침전물을 실온에서 건조 시켰다. 마지막으로 남은 RNA를 Rnase가 제거된 물 30 ㎕에 녹여 70 ℃에서 보관하였다. RNA 농도는 Nano-drop을 이용하여 260 및 280 nm 파장에서 측정하였다.
RNA를 증폭시키는 과정을 요약하면, 분리한 RNA 1 ㎍을 70 ℃에서 5분 반응 시킨 뒤, M-MuLV Reverse Transcriptase와 dNTP, oligo (dT) primer를 넣어(First Strand cDNA Synthesis Kit, Fermentas) 42℃에서 60분, 70℃에서 10분 반응시켜 cDNA 를 만들었다. 이후 FastStart Taq DNA plymerase (LightCycler FastStart DNA Master SYBR Green I, Roche)와 3 mM MgCl2, 0.4 μM primer를 첨가하여 LightCycler 1.5 Instrument에서 증폭시켰다. 그 과정은 95℃에서 10분의 전반응을 거친 다음, 변성(95℃, 10 초), 어닐링(54~60℃, 5초), 및 연장(72℃, 4~9초)의 과정을 45회 반복하는 것이었다. 반응이 끝난 뒤에 증폭의 특이도를 확인하기 위하여 온도를 65℃까지 내린 후에 점차적으로 0.2℃/초의 속도로 95℃까지 온도를 높여 형성된 PCR 산물의 동일성 여부를 분석하였다. 내부 표준으로는 β-actin을 사용하였으며 primer 서열은 다음과 같다. NPY5는 5'-AAGCTCATTCCTCGCAGA-3'(sense), 5'-GGGGGGAAACTAGGAAAA-3'(antisense), CART는 5'- CTCAAGAGTAAACGCATT-3'(sense), 5'- ACAAGCACTTCAAGAGGAAA-3'(antisense), β-actin는 5'-GTAACCAACTGGGACGAT-3'(sense), 5'-CTTGCTGATCCACATCTG-3'(antisense) 를 사용하였다.
장기 식욕 억제 시험
실험 동물을 4개 군으로 나누어, saline(대조군), 비교예 1, 비교예 2 및 시험예 1을 각각 0.5 g/kg의 양으로 경구 투여하고, 난괴법에 준하여 래트를 분리하여 사육하였다. 경구투여는 4주 동안 이루어 졌으며, 식이량과 체중 증가량은 2일 간격으로 측정하였다.
4주 간의 주입을 마친 후 12시간 절식 후 Zoletil로 마취를 시켰다. 복벽과 흉벽을 절개하여 심장을 노출시키고 좌심실에 주사기를 삽입하여 혈액을 채취한 다음 차게 한 생리식염수 50 mL를 밀어 넣어 관류시킨다. 관류 직전에 대정맥동을 절개하여 관류액을 빠져나오게 유도하였다. 뇌를 분리하여 Kim 등(Kim YW, Kim JY, Park YH, Park YH, Park SY, Won KC, Choi KH, Huh JY, Moon KH. (2006) Metformin Restores Leptin Sensitivity in High Fat Fed Obese Rats with Leptin Resistance. Diabetes 55:716-724)의 방법을 사용하여 시상하부를 적출한 다음 액체질소에 보관 하였다가 분석에 사용하였다. 적출 시료를 사용하여 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y)(NPY), anorexigenic neuropeptides(CART)의 발현량을 측정하였다.
<3-1> 식이 섭취량
4주 동안 효모 가수분해물을 경구투여하는 동안 식이섭취량의 변화를 측정하였다. 식이섭취량은 식염수 투여군인 대조군은 33.17 g/day인 반면, 효모 가수분해물인 비교예 1 및 비교예 2 투여군은 각각 31.92와 30.81 g/day였으며, 효모 TGase 가수분해물인 실시예 1 투여군은 28.80 g/day의 식이섭취량을 보였다. 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1은 모두 식이섭취량이 감소하였으며, 특히 실시예 1의 식이섭취량이 다른 효모 가수분해물보다 감소한 것을 알 수 있었다(도 3).
<3-2> 체중 증가량
4주 동안 효모 가수분해물을 경구투여하는 동안의 체중 증가량 변화를 측정하였다. 시간이 경과할수록 체중은 증가하는 경향을 보였으나, 각 실험군 사이에 증가량의 차이를 보였다. 특히 4주 실험이 종료되었을 때 대조군, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 투여군들은 체중증가량은 각각 219.8, 203.2, 204.5, 189.2 g의 증가량을 보였다. 효모 가수분해물 투여군들에서 모두 체중 감소 효과를 보였으며, 특히 실시예 1 투여군이 비교예 1 및 비교예 2보다 체중 감량 효과가 높았다(도 4).
<3-3> 식욕관련 신경전달물질의 변화
효모 가수분해물 경구 투여 시 식욕억제단백질(CART)과 식욕촉진 단백질(NPY)의 발현 양을 측정하였다. 식염수 투여군인 대조군의 식욕촉진 단백질(NPY)의 발현량을 100%로 할 때, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1의 투여군에서는 각각 97.3%, 98.1%와 93.4%의 NPY 발현량을 보였다. 그러므로 효모 가수분해물 경구 투여 시 식욕촉진에 관여하는 단백질인 NPY의 발현량이 감소하였으며, 특히 실시예 1은 비교예 1 및 2에 비하여 식욕촉진 단백질의 발현량이 유의적으로 감소한 것을 알 수 있었다(도 5(a)).
또한 식욕억제 펩타이드인 CART의 발현량 역시 식염수 투여군인 대조군의 CART 발현량을 100%로 할 때, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 투여군에서 각각 136.3%, 139.6%와 158.4%의 발현 양 증가를 보였다. 비교예 1 및 비교예 2 투여군의 CART 발현량은 대조군에 비하면 높았으나, 실시예 1 투여군의 CART 발현량은 비교예들에 비하여 높게 나타났다(도 5(b)).
즉, 비교예 1 및 비교예 2뿐 아니라 실시예 1의 경구투여군는 식욕억제 단백질 CART의 발현 증가와 식욕촉진 단백질 NPY 발현 감소 효과를 보였으며, 그 효과는 비교예 1 및 2에 비하여 실시예 1이 더 효과적이었다.
<실험예 4> 관능 평가
상기 비교예 1, 비교예 2 및 실시예의 효모 가수분해물을 시판 요구르트에 혼합하여 관능 평가를 실시하였다. 요구르트 100 중량부에 대하여 효모 가수분해물을 각각 15 중량부 씩 첨가하였으며, 패널은 8 ~ 40세의 남녀 40명을 대상으로 하여 맛, 향 및 종합적 선호도를 5점 척도법으로 조사하였다.
그 결과, 실시예 1의 효모 가수분해물은 맛 및 종합적 선호도에서 우수한 결과를 받았으며, 향은 유의한 차이가 없었다(표 2).
종합적 선호도
비교예 1 2.6 2.7 2.8
비교예 2 2.4 3.0 2.5
실시예 1 3.4 3.1 3.7

Claims (10)

  1. 효모를 플라보자임으로 가수분해한 후, 이를 트랜스글루타미나제로 가수분해하여 제조한 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하며,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에이고,
    상기 효모 가수분해물은 렙틴 분비 증진능 및 코카인-및 암페타민-관련 트랜스크립트 발현 촉진능을 갖고, 식욕 억제 및 식이 섭취량 감소를 유도하는 식욕 억제용 식품 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    뉴로펩티드 Y의 발현 억제능을 갖는 것을 특징으로 하는 식욕 억제용 식품 조성물.
  3. 효모를 플라보자임으로 가수분해한 후, 이를 트랜스글루타미나제로 가수분해하여 제조한 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하며,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에이고,
    상기 효모 가수분해물은 렙틴 분비 증진능 및 코카인-및 암페타민-관련 트랜스크립트 발현 촉진능을 갖고, 식욕 억제 및 식이 섭취량 감소를 유도하는 식욕 억제용 사료 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    뉴로펩티드 Y의 발현 억제능을 갖는 것을 특징으로 하는 식욕 억제용 사료 조성물.
  5. 효모를 플라보자임으로 가수분해한 후, 이를 트랜스글루타미나제로 가수분해하여 제조한 효모 가수분해물을 유효성분으로 포함하며,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에이고,
    상기 효모 가수분해물은 렙틴 분비 증진능 및 코카인-및 암페타민-관련 트랜스크립트 발현 촉진능을 갖고, 식욕 억제 및 식이 섭취량 감소를 유도하는,
    비만의 예방 및 치료용 약학적 조성물.
  6. 제 5항에 있어서,
    뉴로펩티드 Y의 발현 억제능을 갖는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
  7. 효모를 플라보자임으로 가수분해하는 단계;
    상기 효모 플라보자임 가수분해물을 트랜스글루타미나제로 가수분해하는 단계;및
    상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하고,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에이며,
    상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물은 렙틴 분비 증진능 및 코카인-및 암페타민-관련 트랜스크립트 발현 촉진능을 갖고, 식욕 억제 및 식이 섭취량 감소를 유도하는, 식욕 억제용 식품 조성물의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 식욕 억제용 식품 조성물은 뉴로펩티드 Y의 발현 억제능을 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 효모를 플라보자임으로 가수분해하는 단계;
    상기 효모 플라보자임 가수분해물을 트랜스글루타미나제로 가수분해하는 단계;및
    상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하고,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에이며,
    상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물은 렙틴 분비 증진능 및 코카인-및 암페타민-관련 트랜스크립트 발현 촉진능을 갖고, 식욕 억제 및 식이 섭취량 감소를 유도하는, 식욕 억제용 사료 조성물의 제조 방법.
  10. 효모를 플라보자임으로 가수분해하는 단계;
    상기 효모 플라보자임 가수분해물을 트랜스글루타미나제로 가수분해하는 단계;및
    상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물을 수득하는 단계를 포함하고,
    상기 효모는 사카로마이세스 세레비지에이며,
    상기 효모 트랜스글루타미나제 가수분해물은 렙틴 분비 증진능 및 코카인-및 암페타민-관련 트랜스크립트 발현 촉진능을 갖고, 식욕 억제 및 식이 섭취량 감소를 유도하는,
    비만의 예방 및 치료용 약학적 조성물의 제조 방법.
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