KR101942079B1 - 약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 예방 및 개선용 조성물 - Google Patents

약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 예방 및 개선용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물 및 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 약콩 유산균 발효물은 약콩 유산균 비발효물보다 LPS로 유도된 혈관내피세포에 단핵구의 유착을 효과적으로 억제하여, 더욱 우수한 심혈관 질환 개선, 예방 또는 치료 효과를 발휘한다.

Description

약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 예방 및 개선용 조성물{Composition with Yak-Kong soybean (Glycine max) fermented by lactic acid bacteria against atherosclerosis}
본 발명은 약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 예방 및 개선용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 약콩에 유산균을 접종하여 발효시켜 수득한 발효물을 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물 및 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
통계청의 '2015년 사망원인통계' 자료에 따르면 2015년 한국인의 사망원인 순위는 암이 1위, 2위와 3위는 각각 심장 질환, 뇌혈관 질환이 차지했다. 또한, 70세까지 성인 인구의 사망원인은 암이 가장 높지만, 70세 이후부터는 동맥경화가 제1의 사망원인이 된다. WHO 통계자료에서도 2020년에는 전세계적으로 동맥경화가 주요 사망원인이 될 것이라고 전망하고 있다. 70년도와 비교했을 때도 관상동맥 심장병의 환자는 10배 정도로 80년대 초에 비해 7배 정도이다. 서구화된 식습관과 높아진 생활습관은 많은 칼로리와 기름기를 섭취하게 하고 동맥경화로 인한 혈관질환을 야기시키고 있다.
한편, 혈액은 산소와 영양소를 각 장기에 전달하는 역할을 한다. 동맥이 혈액을 정상적으로 운반하기 위해서는 혈액의 흐름이 원활히 이루어져야 하고, 동맥벽의 탄력성이 요구된다. 그러나 지질이나 활성 산소 등에 의하여 동맥 증강이 약화되고, 벽이 두꺼워지면서 혈관 내강이 좁아지게 되며 이를 동맥경화라고 한다. 동맥경화는 여러 가지 요인에 의해 발견되며, 가족력, 나이 등이 원인이 될 수 있지만 관리 가능한 원인으로는 주로 고지혈증, 흡연, 고혈압, 당뇨병, 비만 등이 있다(Nimbe Torres et al., Archives of Medical Research, 46(5), 408-426, 2015). 동맥경화로 인해 혈관이 완전히 막히게 되면 혈액을 공급받지 못한 조직은 죽게 된다. 이로 인해 심근경색, 뇌경색 등 급성 사망에 이르게 하는 합병증이 발생한다. 관상동맥경화증으로 인해 급성심근경색, 뇌경색이 생긴 경우 혈관부위를 확장하거나 항혈전제를 사용하는 등의 외과적 수술을 동반해야 한다. 그러나 빠른 시간 내에 대처해야 하고, 수술 이후에도 많은 관리를 요구하기 때문에 무엇보다 조기 치료와 예방이 중요하다고 할 수 있다.
건강보험심사평가원에 따르면 2016년 10월까지 가장 많이 사용된 약물은 동맥경화용제로 1조 536억 3600만원이며, 수량은 15억 3832만 8368개이다. 상위 10순위에는 혈관건강에 관련되는 혈압강하제, 기타 순환계용 약 등이 포함되어 있다. 심혈관계 질환 환자가 증가하면서 관련 의약학 시장도 지속적으로 상승하고 있다. 그러나 현재 동맥경화 치료에 쓰이는 스타틴 계열의 약물은 높은 혈당, 정신 혼란 등의 부작용을 낳고 있어 부작용을 최소화할 수 있는 천연물 기반 예방 및 치료제가 필요하다. 최근 식품회사에서 항동맥경화 기능성을 가진 기능성 식품 개발을 시도하고 있으며, 혈행 개선, 혈중 콜레스테롤 개선 등 개별인정형 기능성 원료 등록 건수도 증가하고 있다. 따라서 오랫동안 섭취해 온 식품으로 안전성이 입증된 소재를 이용하여 새로운 식의약 소재의 발굴이 요구된다.
대한민국 등록특허 제10-1585159호(등록일자: 2016.01.07)에는, 발효 작두콩 추출물을 유효성분으로 함유하는 염증 또는 알러지 질환의 예방 및 치료용 조성물에 대해 기재되어 있다. 대한민국 등록특허 제10-1672431호(등록일자:2016.10.28)에는, 동백나무 추출물을 유효성분으로 포함하는 심혈관계 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 대해 기재되어 있다.
본 발명은 약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물, 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 개발하여 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 약콩에 유산균을 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 약콩에 유산균을 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 함유하는 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 식품 조성물 또는 약학 조성물에 있어서, 상기 유산균은, 바람직하게 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)인 것이 좋다.
본 발명의 식품 조성물 또는 약학 조성물에 있어서, 상기 심혈관 질환은, 바람직하게 동맥경화증인 것이 좋다.
본 발명의 약콩 유산균 발효물을 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물 및 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물은 우수한 심혈관 개선, 예방 또는 치료 효과를 발휘한다. 본 발명의 약콩 유산균 발효물은 LPS로 유도된 혈관내피세포에 단핵구의 유착을 효과적으로 억제하여, 염증반응에 근거한 동맥경화의 발행을 초기에 억제시킬 수 있다.
도 1은 약콩 유산균 발효물 처리군과 약콩 유산균 비발효물 처리군의 혈관내피세포의 단핵구 유착 정도를 확인한 결과이다.
최근, 식품의 색깔이 가지는 기능성이 주목을 받으면서 검은색 성분이 골다공증, 당뇨, 비만 등에 대한 효능이 있다는 연구결과가 발표되고 있다. 평소 식품으로 활용도가 높은 검은콩의 기능성에 주목하면서 식품회사들이 검은콩 두유, 검은콩 두부 등 다양한 제품을 개발하였다.
한국 토종콩인 약콩에는 이소플라본 계열 유용성분인 제니스테인 (genistein)과 다이드제인 (daidzein)이 다른 검은콩보다 월등히 많이 포함되어 있어 새로운 건강기능성식품 소재로 주목을 받고 있으며, 이를 이용한 제품도 다양하게 출시되고 있다. 특히 검은콩의 일종으로서 검은콩 특유의 색을 나타내는 안토시아닌 성분이 풍부하게 함유되어 항산화 효능을 나타낸다.
하지만, 아직까지 약콩의 유산균 발효물에 대한 항동맥경화 효능은 알려진 바가 없다. 본 발명에서는 약콩 소재를 한국산 균주를 활용해 발효시킨 발효물이 염증으로 유도된 초기 동맥경화 발병 예방 효능이 있음을 밝혔으며, 이를 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물 및 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을개발하여 제공하였다.
한편, 아래에서는 약콩에 유산균을 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 '약콩 유산균 발효물'이라고 지칭하였고, 약콩에 유산균을 접종하고 발효시키지 않은 것을 '약콩 유산균 비발효물'이라고 지칭하였다.
본 발명은 약콩에 유산균을 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 함유하는 심혈관 질환 개선용 식품 조성물을 제공한다.
아래 본 발명의 실험예에 의하면, 약콩 유산균 발효물은 약콩 유산균 비발효물보다 LPS로 유도된 혈관내피세포에 단핵구의 유착을 더욱 효과적으로 억제하여, 염증반응에 근거한 동맥경화의 발행을 초기에 억제시킬 수 있다. 이에, 본 발명의 약콩 유산균 발효물을 함유하는 식품 조성물은 심혈관 질환 개선 효과가 매우 탁월하다.
본 발명의 심혈관 질환 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 유산균은, 바람직하게 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)인 것이 좋다. 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)는 김치 유산균 중 하나로서, 식품원료로서 사용가능하다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 발효는, 바람직하게 약콩에 유산균을 접종한 후, 35~38℃에서 20~30시간 수행되는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 심혈관 질환은, 바람직하게 동맥경화증이며, 더욱 바람직하게는 동맥경화증에 의한 합병증인 협심증, 심근경색증까지를 포함한다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 약콩 유산균 발효물은, 바람직하게 식품 조성물 대비 0.00001~50 중량% 포함되는 것이 좋다. 0.00001 중량% 미만일 경우에는 그 효과가 미비하고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 사용량 대비 효과 증가가 미미하여 비경제적이다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 개선용 식품 조성물은 일 예로, 육류, 곡류, 카페인 음료, 일반음료, 초콜렛, 빵류, 스낵류, 과자류, 사탕, 피자, 젤리, 면류, 껌류, 유제품류, 아이스크림류, 알코올성 음료, 술, 비타민 복합제 및 그 밖의 건강보조식품류 중 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 약콩에 유산균을 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 함유하는 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
아래 본 발명의 실험예에 의하면, 약콩 유산균 발효물은 약콩 유산균 비발효물보다 LPS로 유도된 혈관내피세포에 단핵구의 유착을 더욱 효과적으로 억제하여, 염증반응에 근거한 동맥경화의 발행을 초기에 억제시킬 수 있다. 이에, 본 발명의 약콩 유산균 발효물을 함유하는 약학 조성물은 심혈관 질환 예방 또는 치료 효과가 매우 탁월하다.
본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 유산균은, 바람직하게 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)인 것이 좋다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 발효는, 바람직하게 약콩에 유산균을 접종한 후, 35~38℃에서 20~30시간 수행되는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 심혈관 질환은, 바람직하게 동맥경화증이며, 더욱 바람직하게는 동맥경화증에 의한 합병증인 협심증, 심근경색증까지를 포함한다.
또한, 본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 약콩 유산균 발효물은, 바람직하게 약학 조성물 대비 0.00001~50 중량% 포함되는 것이 좋다. 0.00001 중량% 미만일 경우에는 그 효과가 미비하고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 사용량 대비 효과 증가가 미미하여 비경제적이다.
한편, 본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물은 약콩 유산균 발효물 이외에 약제학적으로 허용 가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 더욱 포함할 수 있다. 사용가능한 담체, 부형제 또는 희석제로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유가 있으며, 이중 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 약학 조성물이 약제인 경우 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 또는 방부제 중 선택되는 하나 이상을 추가적으로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물의 제형은 사용방법에 따라 바람직한 형태일 수 있으며, 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화 하는 것이 좋다. 구체적인 제형의 예로는 경고제(PLASTERS), 과립제(GRANULES), 로션제(LOTIONS), 리니멘트제(LINIMENTS), 리모나데제(LEMONADES), 방향수제(AROMATIC WATERS), 산제(POWDERS), 시럽제(SYRUPS), 안연고제(OPHTHALMIC OINTMENTS), 액제(LIQUIDS AND SOLUTIONS), 에어로솔제(AEROSOLS), 엑스제(EXTRACTS), 엘릭실제(ELIXIRS), 연고제(OINTMENTS), 유동엑스제(FLUIDEXTRACTS), 유제(EMULSIONS), 현탁제(SUSPENSIONS), 전제(DECOCTIONS), 침제(INFUSIONS), 점안제(OPHTHALMIC SOLUTIONS), 정제(TABLETS), 좌제(SUPPOSITORIES), 주사제(INJECTIONS), 주정제(SPIRITS), 카타플라스마제(CATAPLSMA), 캅셀제(CAPSULES), 크림제(CREAMS), 트로키제(TROCHES), 틴크제(TINCTURES), 파스타제(PASTES), 환제(PILLS), 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
한편, 본 발명의 심혈관 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물의 투여량은 투여방법, 복용자의 연령, 성별, 체중 및 질환의 중증도 등을 고려하여 결정하는 것이 좋다. 일 예로, 본 발명의 심혈관 질환 예방 및 치료용 약학 조성물은 유효성분을 기준으로 하였을 때 1일 0.00001 내지 100 ㎎/㎏(체중)으로 1회 이상 투여가능하다. 그러나 상기의 투여량은 예시하기 위한 일 예에 불과하며, 복용자의 상태에 따라 의사의 처방에 의해 변화될 수 있다.
이하, 실시 예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 단, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
[ 실시예 1: 약콩 유산균 발효물의 제조]
분쇄기를 이용하여 약콩을 60 mesh 수준의 입도로 미분쇄하였다. 분쇄된 약콩 50 g에 정제수 1 L를 첨가하여 잘 섞어 약콩액을 제조하였다. 상기 약콩액을 오토클레이브 장비를 이용하여 121℃에서 15분간 멸균하였다. 멸균된 약콩액을 MRS 미생물 배지에 OD600= 0.6 수준으로 키운 뒤, PBS로 세척된 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) 균주를 1%의 중량만큼 접종하였다. 그 후, 24시간 동안 37℃에서 발효시켜 '약콩 유산균 발효물'을 제조하였다. 그 후, 동결건조하여 하기 실험에 사용하였다.
이때, 상기 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus) 균주 접종 후, 발효하지 않은 것을 '약콩 유산균 비발효물'이라고 지칭하였으며, 아래 실험에서 사용하였다.
[ 실험예 1: 혈관내피세포에서 약콩 유산균 발효물의 단핵구 세포유착 억제 효과 확인]
본 실험예에서는 상기 실시예에서 제조된 약콩 유산균 발효물의 혈관내피세포에서의 단핵구 세포유착 억제 효과를 확인하고자 하였다.
혈관내피세포 (human umbilical vein endothelial cells, 입수처: Lonza, Walkersville, MD, USA)에 칼세인-AM(calcein-AM, 입수처: Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)으로 염색한 THP-1세포주(THP-1 monocytic leukemic cells, 입수처: 한국세포주은행)를 동시 배양시킨 후, 인산완충식염수 (phosphate buffered saline)로 세척한 다음 형광 현미경으로 THP-1 단핵구의 혈관내피세포 유착 정도를 측정하였다.
혈관내피세포는 HEPES를 포함하는 미디엄(Medium) 199배지 (입수처: Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)에 10% (v/v) 소태반혈장(fetal bovine serum, 입수처: Gibco, Grand Island, NY, USA), 2mM L-글루타민(glutamine, 입수처: Gibco, Grand Island, NY, USA), 1 ng/㎖ 재조합 인간 상피세포 성장인자(recombinant human epidermal growth factor, 입수처: Gibco, Grand Island, NY, USA), 2 ng/㎖ 섬유아세포 성장 인자(basic fibroblast growth factor, 입수처: Gibco, Grand Island, NY, USA), 1 ng/㎖ 하이드로코르티존(hydrocortisone, 입수처: Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), 1% (v/v) 스트렙토마이신/페니실린(streptomycin/penicillin, 입수처: Corning, Corning, NY, USA)을 더 첨가한 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 배양기(입수처: Forma Scientific Co., Marietta, OH, USA)에서 융합(confluent)한 상태로 자랄 때까지 배양시켰다.
THP-1세포주는 10% (v/v) 소태반혈장(fetal bovine serum, 입수처: Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), 0.05 mM 2-메르캅토에탄올(2-mercaptoethanol, 입수처: Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA), 1% (v/v) 스트렙토마이신/페니실린을 첨가한 RPMI-1640 배지(입수처: Welgene, Daegu, Korea)에서 2~20×105개/㎖ 농도 안에서 배양시켰다.
융합(confluent)한 상태로 자란 혈관내피세포를 96-웰 플레이트(well plate)에 씨딩(seeding)하고 24시간 배양한 후 약콩 유산균 비발효물과 약콩 유산균 발효물을 40 ㎍/㎖, 80 ㎍/㎖ 농도로 배양액에 각각 1시간 동안 전처리하였다. 이때, 약콩 유산균 발효물은 디메틸설폭시드 (Dimethyl sulfoxide)에 녹여서 50 ㎎/㎖ 농도로 녹여서 사용하였다. 1시간 전처리 후, 100 ng/㎖ LPS를 처리하여 5시간 동안 활성화 시켰다. RMPI-1640 배지에서 배양한 THP-1 단핵구는 멸균된 인산완충식염수 (phosphate buffered saline)로 옮겨 2 μM 칼세인-AM을 첨가해 15분간 37℃, 5% CO2 배양기에 두고 염색시켰다. 염색된 THP-1을 미디엄(Medium) 199 배지에 옮겨 5시간 LPS로 활성화된 혈관내피세포 96 웰(well) 당 5×105 개씩 동시 배양시켰다. 1시간 후 인산완충식염수로 세척한 다음 'Infinite 200 PRO (입수처: Tecan group Ltd., Mannedorf, Switzerland)'로 485 nm 여기, 538 nm 방출 파장으로 THP-1 단핵구의 혈관내피세포에 유착정도를 측정하였다.
측정결과, 약콩 유산균 발효물 처리군은 약콩 유산균 비발효물 처리군보다 LPS로 유도된 혈관내피세포에 단핵구의 유착을 효과적으로 억제함을 확인하였다 (도 1).
도 1은 약콩 유산균 발효물 처리군과 약콩 유산균 비발효물 처리군의 혈관내피세포의 단핵구 유착 정도를 확인한 결과이다.

Claims (6)

  1. 약콩액에 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)를 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 함유하며,
    상기 발효물은 혈관내피세포에서의 단핵구 세포유착 억제 효과가 있는 것을 특징으로 하는 염증성 동맥경화증 개선용 식품 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 약콩액에 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus)를 접종하고 발효시켜 수득한 발효물을 함유하며,
    상기 발효물은 혈관내피세포에서의 단핵구 세포유착 억제 효과가 있는 것을 특징으로 하는 염증성 동맥경화증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
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KR102128253B1 (ko) 2020-01-31 2020-06-30 주식회사 에스엘 뼈 건강 및 여성 호르몬과 관련 있는 이소플라본을 함유한 서목태 음료

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