KR102204281B1 - 신규 아미노산 미네랄 복합체, 및 이를 포함하는 면역 증강용 식품 조성물 - Google Patents
신규 아미노산 미네랄 복합체, 및 이를 포함하는 면역 증강용 식품 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 신규 아미노산 미네랄 복합체, 및 이를 포함하는 면역 증강용 식품 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 하여 인간의 면역력을 증진시킬 수 있는 식품 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 신규 아미노산 미네랄 복합체, 및 이를 포함하는 면역 증강용 식품 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 하여 인간의 면역력을 증진시킬 수 있는 식품 조성물에 관한 것이다.
미네랄 영양에 있어서 아미노산 미네랄 복합체의 장점은 점막세포 및 식물세포에서 능동수송(active transport) 또는 기타 다른 기전에 의해 그것이 손쉽게 흡수가 된다는 사실이다. 즉, 운반분자로서 아미노산을 사용하여 미네랄을 흡수시키게 되면, 흡수를 위하여 활성부위에 대한 경쟁과 관련된 문제와 미네랄간의 특수미량요소의 흡수저해 기능 등을 회피할 수 있는 장점이 있다.
미네랄 아미노산 복합체는 일반적으로 알파-아미노산과 금속이온 사이의 반응에 의해 생성되며, 상기 복합체가 환구조를 갖기 위해서는 2 또는 그 이상의 원자가를 가진 금속이온이 요구된다. 이러한 반응에서, 금속이온의 양전하는 알파-아미노산의 아미노기 또는 카르복실기의 음전하와 반응하여 중화된다.
미네랄 아미노산 복합체의 구조 및 화학식 그리고 생체 이용성에 대한 관련문헌은 매우 다양한 바, 대표적으로, 애쉬 머드 등(Ashmead et al., Chelated Mineral Nutrition, (1982), Chas. C. Thomas Publishers, Springfield, Ill.), 애쉬머드 등(Ashmead et al., Intestinal Absorption of Metal Ions, (1985)), 애쉬머드 등(Ashmead et al., Foliar Feeding of Plants with Amino Acid Chelates, (1986)) 및 미국특허 제4,020,158호, 제4,167,564호, 제4,216,143호, 제4,721,644호, 제4,599,152호, 제4,774,089호, 제4,830,716호, 제4,863,898호, 제4,725,427호 등을 들 수 있다.
Ashmead et al., Chelated Mineral Nutrition, (1982), Chas. C. Thomas Publishers, Springfield, Ill. Chas. C. Thomas Publishers, Springfield, Ill.
Ashmead et al., Intestinal Absorption of Metal Ions, (1985)
Ashmead et al., Foliar Feeding of Plants with Amino Acid Chelates, (1986)
본 발명은 신규한 화학식을 갖는 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 증강용 식품 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은 상기 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 증강용 식품 첨가제 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 분자식 C4H9NO7Zn이고, 하기 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물이며, 상기 아연 아스파르트산 수화물 1 g은 25 ℃의 물 1 내지 30 ml에 용해되는 수용해성을 가지고, 사방정계 결정인 것을 특징으로 하는 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 증강용 식품 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
상기 수용해성은 상기 아연 아스파르트산 수화물 1 g이 25 ℃의 물 1 내지 30 ml에 용해되는 것, 바람직하게는 1 내지 15 mㅣ에 용해되는 특성을 의미한다.
또한 상기 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 증강용 식품 첨가제 조성물에 관한 것이다.
상기 면역 활성 증강용 식품 조성물 또는 식품 첨가제 조성물은 항바이러스용 백신과 병행해서 또는 순차적으로 투여될 수 있다.
상기 항바이러스용 백신은,
인플루엔자, A형 간염, B형 간염, C형 간염, 헤르페스 단순 바이러스(2형), 소아마비, 디프테리아, 백일해, 헤모필루스 B형 인플루엔자(Hib), 홍역, 유행성 이하선염, 풍진, 장티푸스열, 수두(치킨 폭스), 뎅그열, 엡스타인-바르 바이러스 감염, 사람 유두종 바이러스 감염, 폐렴구균 감염, 수막구균 감염, 폐렴알균 감염, 바이러스 수막염, 로타바이러스 감염, 진드기-매개 뇌염, 여행중 설사, 콜레라, 황열병 또는 결핵의 예방을 위한 인간용 백신일 수 있다.
본 발명의 아미노산 미네랄 복합체는 수용성으로 분말, 과립, 발포정 등의 정제로 제형화될 경우에도 물에 신속하게 용해될 수 있고, 액제로 제조될 경우에도 침전되지 않으며 미네랄 흡수율이 뛰어나다.
또한 본 발명의 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 하는 면역 활성 증강용 식품 조성물은 인간의 면역력을 증진시키거나, 또는 항바이러스 백신의 항체 생성율을 증대시킬 수 있다.
또한 본 발명의 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 하는 면역 활성 증강용 식품 조성물은 분뇨에서 발생하는 암모니아 및 황화수소의 발생량을 현저히 감소시키는 효과를 나타내므로, 인간의 경우 방귀 냄새, 노인 냄새를 경감시키는 소취용 조성물로 활용될 수 있다.
도 1에는 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물이 인접한 아연 아스파르트산 수화물의 아스파르트산(제2 아스파르트산)과 배위결합하는 모식도를 나타내었다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 분자식 C4H9NO7Zn이고, 하기 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물이며, 상기 아연 아스파르트산 수화물 1 g은 25 ℃의 물 1 내지 30 ml에 용해되는 수용해성을 가지고, 사방정계 결정인 것을 특징으로 하는 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 증강용 식품 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
상기 수용해성은 상기 아연 아스파르트산 수화물 1 g이 25 ℃의 물 1 내지 30 ml에 용해되는 것, 바람직하게는 1 내지 15 mㅣ에 용해되는 특성을 의미한다.
또한 본 발명은 상기 아미노산 미네랄 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 증강용 식품 첨가제 조성물에 관한 것이다.
상기 수용성 아미노산 미네랄 복합체는 아스파르트산을 물에 넣고 교반하는 단계; 상기 교반하는 단계에서 얻은 아스파르트산 수용액에 아연 전구체와 아스파르트산이 1 : 0.8 내지 2.5 몰(mole)비가 되도록 상기 아연 전구체로 산화아연을 넣고 교반하면서 50 내지 100 ℃에서 10 분 내지 24 시간 가열하여 반응시키는 단계; 및 상기 반응시키는 단계 후 불용물을 제거하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 아연 전구체는 사료에 사용될 수 있는 아연염 또는 아연산화물로서, 물에 불용성인 산화아연이 사용될 수 있고, 산화아연은 항바이러스 백신의 항체 생성율을 증대시키는 활성이 더욱 뛰어나다. 특히 종래 아연 아스파르트산 복합체의 제조에는 물에 잘 녹는 수용성 아연염을 사용하는 것이 당연시되었으나, 오히려 물에 불용성인 산화아연을 사용하면서 일정온도 및 시간 이상 가열할 경우 더욱 효과가 뛰어난 아연 아스파르트산 복합체가 형성됨을 확인하였다.
상기 아연 전구체 및 아스파르트산의 몰비는, 아연과 아스파르트산의 몰비를 의미하며, 1 : 0.8 내지 2.5 몰, 바람직하게는 1 : 1.5 내지 2.2 몰이 유리하다. 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물에서 아연과 아스파르트산의 이론적 몰비는 1:1이지만, 아연 전구체에 비해 아스파르트산을 과량으로 첨가할 때 불용성 산화아연이 줄어들면서 수용해성 아연 아스파르트산 수화물을 더 용이하게 형성할 수 있다.
상기 반응시키는 단계는 50 내지 100 ℃에서 10 분 내지 24 시간, 특히 산화아연의 경우 80 내지 100 ℃에서 1 시간 이상, 바람직하게는 1.5 시간 가열하는 것이 바람직하다. 한편 산화아연은 3 시간 이내에 대부분 약 95%, 바람직하게는 99% 이상의 아스파르트산이 반응하므로, 3 시간을 초과하여 가열하더라도 불용물 또는 미반응물의 감소는 크지 않을 수 있다. 상기 반응시키는 단계에서 반응시간을 단축시키기 위해 초음파 처리가 이용될 수 있다.
상기 단계의 반응액에서 불용물을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 불용물을 제거하는 단계는 산화아연을 아연 전구체로 사용하는 경우 더욱 필요할 수 있다.
상기 불용물을 제거하는 단계는 수 ㎛ 이하, 예를 들어 0.2 ㎛ 여과지 또는 여과포로 여과할 수 있고, 상기 여과 전에, 또는 상기 여과와 별개로 원심분리를 통해 불용물을 제거할 수 있다.
상기 제조방법은 종래 아연 아스파르트산 복합체의 제조방법과 달리 아연 전구체, 아스파르트산 및 물 이외에 별도의 첨가제를 필요로 하지 않고, 제조공정이 단순하여 공정 비용이 절감된다는 장점을 가진다.
한편, 본 명세서에서 '유효성분으로 하는'이란 본 발명의 미네랄 아미노산 복합체의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 본 발명의 한 구체예에서, 본 발명의 조성물 중에서 식품 조성물은 미네랄 아미노산 복합체가 예를 들어, 0.001 mg/kg 이상, 바람직하게는 0.1 mg/kg 이상, 보다 바람직하게는 10 mg/kg 이상, 보다 더 바람직하게는 100 mg/kg 이상, 보다 더욱 더 바람직하게는 250 mg/kg 이상, 가장 바람직하게는 0.1 g/kg 이상 포함된다. 다만 식품첨가제 조성물에서 미네랄 아미노산 복합체는 10 g/kg 이상, 바람직하게 50 g/kg 이상, 더욱 바람직하게 100 g/kg 이상 포함되고, 순수하게 미네랄 아미노산 복합체만으로 사용될 수도 있다.
본 발명의 약학 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
상기 약학 조성물은 항바이러스용 백신과 병행해서 또는 순차적으로 투여될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 약학 조성물은 항바이러스용 백신과 함께 제형화 될 수도 있고, 각각 별개로 제형화 될 수도 있다.
상기 항바이러스용 백신은, 인플루엔자, A형 간염, B형 간염, C형 간염, 헤르페스 단순 바이러스(2형), 소아마비, 디프테리아, 백일해, 헤모필루스 B형 인플루엔자(Hib), 홍역, 유행성 이하선염, 풍진, 장티푸스열, 수두(치킨 폭스), 뎅그열, 엡스타인-바르 바이러스 감염, 사람 유두종 바이러스 감염, 폐렴구균 감염, 수막구균 감염, 폐렴알균 감염, 바이러스 수막염, 로타바이러스 감염, 진드기-매개 뇌염, 여행중 설사, 콜레라, 황열병 또는 결핵의 예방을 위한 인간용 백신일 수 있다.
상기 약학 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효 성분 이외에 추가로 약학으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약학 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 약학 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약학으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다.
액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약학 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화 할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여이다.
본 발명의 약학 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 약학 조성물의 1일 투여량은 0.001-10g/㎏이다.
본 발명의 약학 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약학으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화 함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
여기에서 사용된 용어 "유효량"은 연구자, 의사 또는 기타 임상의에 의해 생각되는 조직계, 인간에서 생물학적 또는 의학적 반응을 유도하는 유효 성분 또는 약학적 조성물의 양을 의미하는 것으로, 이는 해당 질환 또는 장애의 증상의 완화를 유도하는 양을 포함한다. 본 발명의 유효성분에 대한 유효량 및 투여횟수는 원하는 효과에 따라 변화될 것임은 당업자에게 자명하다. 그러므로, 투여될 최적의 투여량은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있으며, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효성분 및 다른 성분의 함량, 제형의 종류, 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 예방, 치료 또는 개선 방법에 있어서, 성인 또는 성체의 경우, 미네랄 아미노산 복합체를 1일 1회 내지 수회 투여시, 0.001 ㎎/kg 내지 10g/kg의 용량으로 투여하는 것이 바람직하다.
상기 약학 조성물은 항바이러스용 백신과 병행해서 또는 순차적으로 투여될 수 있다. 이를 위해 항바이러스용 백신과 각각 별개로 제형화 될 수도 있다.
상기 항바이러스용 백신은, 인플루엔자, A형 간염, B형 간염, C형 간염, 헤르페스 단순 바이러스(2형), 소아마비, 디프테리아, 백일해, 헤모필루스 B형 인플루엔자(Hib), 홍역, 유행성 이하선염, 풍진, 장티푸스열, 수두(치킨 폭스), 뎅그열, 엡스타인-바르 바이러스 감염, 사람 유두종 바이러스 감염, 폐렴구균 감염, 수막구균 감염, 폐렴알균 감염, 바이러스 수막염, 로타바이러스 감염, 진드기-매개 뇌염, 여행중 설사, 콜레라, 황열병 또는 결핵의 예방을 위한 인간용 백신일 수 있다.
본 발명에 따른 식품 조성물 또는 식품 첨가제 조성물은 상기 약학 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다.
상기 약학 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약학으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다.
액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약학 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화 할 수 있다.
상기 식품 첨가제 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 알코올 음료류, 과자류, 다이어트바, 유제품, 육류, 초코렛, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등이 있다.
본 발명의 식품 조성물은 유효성분으로서 미네랄 아미노산 복합체 뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제와 음료류로 제조되는 경우에는 본 발명의 미네랄 아미노산 복합체 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 및 각종 식물 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명은 상기 미네랄 아미노산 복합체를 유효성분으로 포함하는 면역 활성 증강용 식품 조성물을 포함하는 건강기능식품을 제공한다. 건강기능식품이란, 쌀겨 추출물 또는 쌀겨 분말을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 건강기능식품은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 매우 유용하다. 이와 같은 건강기능식품에 있어서의 쌀겨 추출물 또는 쌀겨 분말의 첨가량은, 대상인 건강기능식품의 종류에 따라 달라 일률적으로 규정할 수 없지만, 식품 본래의 맛을 손상시키지 않는 범위에서 첨가하면 되며, 대상 식품에 대하여 통상 0.01 내지 50 중량%, 바람직하기로는 0.1 내지 20 중량%의 범위이다. 또한, 환제, 과립제, 정제 또는 캡슐제 형태의 건강기능식품의 경우에는 통상 0.1 내지 100 중량% 바람직하기로는 0.5 내지 80 중량%의 범위에서 첨가하면 된다. 한 구체예에서, 본 발명의 건강기능식품은 환제, 정제, 캡슐제 또는 음료의 형태일 수 있다.
이하 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
실시예 1-1: 아연 아스파르트산 복합체 (황산아연 사용) 제조
아스파르트산 60 g을 500 ㎖의 물에 넣고 교반하면서, 여기에 황산아연(아연 35 중량%)을 넣어 교반시키면서 60 ℃의 온도로 30 분 이상 충분히 반응시킨 후 원심분리하여 상등액을 동결건조하여, 약 70 g의 수용성 아연 아스파르트산 복합체를 얻었다. 단, 상기 황산아연과 상기 아스파르트산은 1 : 2 몰(mole)비의 함량으로 투입하였다.
실시예 1-2: 아연 아스파르트산 복합체 (산화아연 사용) 제조
아스파르트산 57.5 g을 500 ㎖의 물에 넣고 교반하면서, 여기에 산화아연(아연 81 중량%)을 17.5 g 넣어 교반시키면서 90 ℃의 온도로 120 분 이상 충분히 반응시킨 후 반응액을 0.2 ㎛ 여과지로 여과하고, 여과액을 65 ℃에서 3 시간 80%까지 농축한 후, 진공건조하여 수용성 아연 아스파르트산 복합체를 얻었다.
비교예 1-1: 아연 글루탐산 복합체 (황산아연 사용) 제조
글루탐산 60 g을 500 ㎖의 물에 넣고 교반하면서, 여기에 황산 아연(아연 35%)을 넣어 교반시키면서 50 내지 100 ℃의 온도로 30 분 이상 충분히 반응시킨 후 원심분리하여 상등액을 동결건조하여, 약 70 g의 수용성 아연 글루탐산 복합체를 얻었다. 단, 상기 황산 아연과 상기 글루탐산은 1 : 2 몰(mole)비의 함량으로 투입하였다.
비교예 1-2: 철 아스파르트산 복합체 (젖산철 사용) 제조
아스파르트산 60 g을 500 ㎖의 물에 넣고 교반하면서, 여기에 젓산철(철 35%)을 넣어 교반시키면서 50 내지 100 ℃의 온도로 30 분 이상 충분히 반응시킨 후 원심분리하여 상등액을 동결건조하여, 약 70 g의 젖산철 아스파르트산 복합체를 얻었다. 단, 상기 젖산철과 상기 아스파르트산은 1 : 2 몰(mole)비의 함량으로 투입하였다.
실험예 1: 반응수율 평가
실시예 1-1, 실시예 1-2, 비교예 1-1, 1-2의 반응수율을 비교하여 아래 표 1에 나타내었다. 반응수율은 생성된 미네랄 아미노산 복합체에 함유된 미네랄의 함량을 ICP 분석법으로 분석하고, 이를 투입된 미네랄 전구체의 이론적 미네랄 함량(아연 또는 철분)으로 나누어 계산하였다.
구분 | 실시예 1-1 | 실시예 1-2 | 비교예 1-1 | 비교예 1-2 |
반응수율(%) | 100 % | 100 % | 48 % | 60 % |
상기 결과, 실시예 1-1 및 실시예 1-2의 경우에는 100%의 반응수율로 모두 반응에 참여하여 수용성 아연 아스파르트산 복합체가 제조되었다. 반면에, 글루탐산을 사용한 비교예 1-1의 경우에는 상기 글루탐산이 물에 완전히 용해되지 않아 반응수율이 약 50%이하로 현저히 감소하였으며, 젖산철을 사용한 비교예 1-2의 경우에도 반응수율이 약 60%로 현저히 감소하였다.
실시예 2-1: 사료 첨가제 조성물 제조
미강 100 중량부에 상기 실시예 1-1의 아연 아스파르트산 복합체 20 중량부를 넣고 혼합한 후, 80℃의 건조기에서 건조하여 수분함량 10% 이내의 고체로 건조하여 롤밀 분쇄기에서 분쇄하여 고운 분말로 가공하여 사료 첨가제 조성물을 제조하였다.
비교예 2-1: 사료 첨가제 조성물 제조
상기 실시예 2-1와 동일하게 실시하되, 실시예 1-1 대신에 비교예 1-1의 아연 글루탐산 복합체를 사용하여 사료 첨가제 조성물을 제조하였다.
비교예 2-2: 사료 첨가제 조성물 제조
상기 실시예 2-1와 동일하게 실시하되, 실시예 1-1 대신에 비교예 1-2의 젖산철 아스파르트산 복합체를 사용하여 사료 첨가제 조성물을 제조하였다.
실험예 2: 돼지 사료효율 및 분내 악취물질 평가
사료 첨가제 조성물을 돼지에 급여하여 사료효율과 발육에 미치는 효과를 알아보기 위하여, 상기 실시예 2-1 및 비교예 2-1, 2-2에 의해서 제조된 사료 첨가제 조성물을 돼지 사료에 0.2 중량%로 혼합하여 급여한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 | 실시예 2-1 | 비교예 2-1 | 비교예 2-2 |
사육두수 | 30 마리 | 30 마리 | 30 마리 |
사료 섭취량 | 223 kg | 285 kg | 281 kg |
110 kg 도달기간 | 160.7 일 | 189.8 일 | 181.1 일 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 2-1의 사료 첨가제 조성물을 돼지 사료에 첨가했을 때 110 kg 도달기간이 약 20 일 정도 단축되는 결과를 나타내었으며, 따라서 사료 섭취량도 약 20.7% 가량 감소한 것을 알 수 있다.
또한, 돈분에서의 악취 관련된 암모니아 및 황화수소 발생량을 분석하기 위하여, 상기에서 실험 종료 시 신선한 분변을 채취하고 특수 제작된 플라스틱 용기에 100 g씩 담고 실온에서 발생되는 가스 중 암모니아와 황화수소의 농도를 시간이 경과(3시간 후, 24시간 후)함에 따라 디지털 가스 측정기(Multi Gas Monitor PGM-7800, RAE Systems Inc., USA)를 이용하여 측량하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분(ppm) | 암모니아 | 황화수소 | ||
3시간 | 24시간 | 3시간 | 24시간 | |
실시예 2-1 | 4.3 | 20.5 | 28.1 | 3.8 |
비교예 2-1 | 4.5 | 45.5 | 38.8 | 4.2 |
비교예 2-2 | 4.4 | 35.8 | 45.5 | 6.3 |
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 분뇨에서 발생되는 악취가스 중 암모니아와 황화수소의 농도는 비교예 2-1, 2-2에 비하여 실시예 2에서 현저하게 낮은 결과를 나타내는 것을 알 수 있다.
실시예 1-2: 아연 아스파르트산 복합체 (산화아연 사용) 제조
아스파르트산 57.5 g을 500 ㎖의 물에 넣고 교반하면서, 여기에 산화아연(아연 81 중량%)을 17.5 g 넣어 교반시키면서 90 ℃의 온도로 120 분 이상 충분히 반응시킨 후 반응액을 0.2 ㎛ 여과지로 여과하고, 여과액을 65 ℃에서 3 시간 80%까지 농축한 후, 진공건조하여 수용성 아연 아스파르트산 복합체를 얻었다.
실험예 3: 아연 아스파르트산 복합체의 구조 확인
Bruker SMART APEX II X-ray Crystallograph(XRC) 및 Bruker SHELXTL Structure Analysis Program을 이용하여 실시예 1-2의 아연 아스파르트산 복합체의 구조 확인하였다.
결정학적 데이터
분자식 C4H9NO7Zn
분자량 248.49
결정계 사방정계
스페이스그룹 P2(1)2(1)2(1)
Z 4
단위 셀 디멘전 a=7.8012(15)Å α=90°
b=9.3435(17)Å β=90°
c=11.576(2)Å γ=90°
부피 843.8(3) / Å 3
계산된 밀도 1.956Mg/m3
온도 296(1)K
절대적 구조 파라미터 0.00
결정 크기 0.18 x 0.12 x 0.08 mm3
F(000) 504
흡수 계수 2.920 mm-1
표 4에는 원자 좌표들(x104) 및 등가 등방성 변위(equivalent isotropic displacement) 파라미터들(Å2x103)을 나타내었다. U(eq)는 직교화된(orthogonalized) Uij 텐서(tensor)의 트레이스(trace)의 1/3로서 정의된다.
표 5에는 결합 길이(Å) 및 각도(°)를 나타내었다.
동등 원자를 생성하기 위해 대칭 변환을 사용하였다. #1 -x, y-1/2, -z+3/2; #2 -x, y+1/2, -z+3/2.
표 6에는 비등방성 변위 파라미터들(Å2x103)을 나타내었다. 비등방성 변위 인자의 지수는 -2π2[h2a*2U11+...+2hka*b*U12] 형태이다.
표 7에는 수소 좌표들(x104) 및 등가 등방성 변위(equivalent isotropic displacement) 파라미터들(Å2x103)을 나타내었다.
표 8에는 뒤틀림 각도(torsion angles)(°)을 나타내었다.
상기 결과를 종합하여 실시예 2-1의 수용성 아연 아스파르트산 복합체는 분자식 C4H9NO7Zn이고, 하기 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물로 확인되었다.
[화학식 1]
상기 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물은 아연에 2개의 물 분자가 배위결합하고, 제1 아스파르트산의 2 개의 하이드록실기에서 산소 원자 2개, 1 개의 아미노기에서 질소 원자 1개와 배위결합하며, 제2 아스파르트산의 산소 원자 1개와 배위결합하여, 총 6개의 배위결합을 가진 아연과 아스파르트산이 1:1 몰비로 결합한 신규 아연 아스파르트산 수화물로 확인되었다.
상기 화학식 1의 아연 아스파르트산 수화물이 인접한 아연 아스파르트산 수화물의 아스파르트산(제2 아스파르트산)과 배위결합하는 모식도를 도 1에 나타내었다.
비교예 3: 상용 아연 아스파르트산 복합체
분자식 C8H10N2O8Zn. 2H이고, 분자량 329.58이며 아연과 아스파르트산이 1:2몰로 결합한 착화합물(수불용성)을 사용하여 사료 첨가제 조성물을 제조하였다.
실험예 4: 돼지 구제역 항체 형성능
사료 첨가제 조성물이 돼지의 혈액 특성 및 구제역 항체 생성능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 산화아연 분말, 황산아연 분말, 상기 실시예 1-1의 아연 아스파르트산 복합체 (황산아연 사용), 실시예 1-2의 아연 아스파르트산 복합체 (산화아연 사용) 및 비교예 3의 아연 아스파르트산 복합체를 각각 사료에 첨가하여 동물실험 6주간 실시하였다. 실험 개시 시점의 체중은 25.56±2.22 kg이었다.
사료는 NRC (2012) 요구량에 따라 배합한 옥수수-대두박 위주의 사료를 사용하였고, 상기 사료에 산화아연 분말 0.1 중량%(CON 1), 황산아연 분말 0.3 중량%(CON 2), 실시예 1-1의 아연 아스파르트산 복합체 0.3 중량 %(실시예 1-1-0.3), 실시예 1-2의 아연 아스파르트산 복합체 0.1 중량%(실시예 1-2-0.1), 실시예 1-2의 아연 아스파르트산 복합체 0.3 중량%(실시예 1-2-0.3), 및 비교예 3의 아연 아스파르트산 복합체 0.3 중량%(비교예 3-0.3)을 첨가하여 3원 교잡종(Duroc x Yorkshire x Landrace) 육성돈 240 두를 4처리, 처리당 8반복, 반복당 5두씩 완전 임의 배치하였다. 상기 사료는 자유 채식하도록 하였고 물은 자동급수기를 이용하여 자유로이 먹을 수 있도록 하였다.
1) 체중 변화
사료 급여 개시시 및 종료시 체중을 측정하여 체중 변화를 표 9에 나타내었다.
구분 | CON 1 | CON 2 | 실시예 1-1-0.3 |
실시예 1-2-0.1 |
실시예 1-2-0.3 |
비교예 3-0.3 |
개시시점 | 22.56 | 22.56 | 22.56 | 22.56 | 22.56 | 22.56 |
종료시점 | 53.62b | 53.74b | 54.43ab | 55.40a | 54.76ab | 54.55a |
상기 6주 동안의 사양실험에서 체중의 현저한 변화는 관찰되지 않았으나, 실시예 1-1-0.3, 실시예 1-2-0.1, 실시예 1-2-0.3 및 비교예 3-0.3에서 CON 1 및 CON 2에 비해 다소 체중이 증가하였다.
2) 혈액 내 아연 및 면역 글로블린 함량
혈액 내 아연 및 면역 글로글린 함량을 측정하기 위해 실험 종료시점(6주) 동일개체의 경정맥(Jugular vein)에서 E3 EDTA vacuum tube(Becton Dickinson Vacutainer systems, Granklin Lakes, NJ)를 이용하여 혈액 5 ml를 채취한 후, 4 ℃에서 3000 rpm 로 15분 동안 원심분리 후 얻어진 혈청에서 아연 함량 및 면역글로블린 함량을 측정하여 표 10에 나타내었다.
구분 | CON 1 | CON 2 | 실시예 1-1-0.3 |
실시예 1-2-0.1 |
실시예 1-2-0.3 |
비교예 3-0.3 |
아연 (㎍/dL) | 100c | 98c | 158b | 177ab | 205a | 180ab |
IgG (mg/dL) | 472b | 466b | 480b | 504ab | 546a | 489b |
실시예 1-1-0.3, 실시예 1-2-0.1, 실시예 1-2-0.3 및 비교예 3-0.3에서 CON 1 및 CON 2에 비해 혈액 내 아연 함량이 유의하게 증가하였다. 특히 CON 1 및 CON 2는 실시예 1-1-0.3, 실시예 1-2-0.3 및 비교예 3-0.3에 비해서도 아연 급여량이 더 높음에도 혈액 내 아연 함량은 상기 실시예들에서 더 높다는 점에서 본 발명의 미네랄 아미노산 복합체와 비교예 3의 아연 아르파르트산 복합체의 높은 생체이용율을 보여준다.
혈액 내 면역 글로블린 함량은 실시예 1-1-0.3 및 비교예 3-0.3에서는 CON 1 및 CON 2과 비교했을 때 유의차가 없었으나, 실시예 1-2-0.3에서는 유의적으로 증가하였다. 특히 투여량을 1/3로 줄인 실시예 1-2-0.1에서도 유의차는 없으나 분명하게 증가하는 경향을 나타내었다.
3) 구제역 항체 형성율
상기 실험예 3의 2)에서 얻은 혈청에서 구제역 항체가(FMDV-O Type) 분석을 실시하였다. 구제역 항체가 검사는 SP ELISA 매회 SP 항체검사를 실시하여 측정한 개별 항체가(percentage inhibition titer, PI 수치)를 분석하여 항체가 지속정도, 백신 접종 시기별 항체가 형성 정도를 조사하였다. 결과는 simple linear regression analysis를 이용하여 검증하였다. SP 항체검사는 PrioCHECK FMDV Type O ELISA 키트(Prionics Lelystad B. V., 네델란드)를 사용하여 제조사에서 공급하는 방법에 따라 실시하였다. ELISA 결과 판정은 제조사 계산식 {100-(corrected OD450 test sample / correcte OD 450 max) x 100}dp 따라 PI 수치를 얻어 50 이상일 경우 양성, 50 미만일 경우 음성으로 판정하였다.
구분 | CON 1 | CON 2 | 실시예 1-1-0.3 |
실시예 1-2-0.1 |
실시예 1-2-0.3 |
비교예 3-0.3 |
항체 (PI) | 47.38b | 47.52b | 51.88b | 55.65b | 78.07a | 54.45b |
양성율 | 50 | 50 | 75 | 100 | 100 | 75 |
구제역 항체 형성율은 CON 1 및 CON 2에 비해 실시예 1-1-0.3, 실시예 1-2-0.1 및 비교예 3-0.3에서 다소 증가하는 경향을 나타내었으나 유의적인 차이가 없었고, 실시예 1-2-0.3에서만 CON 1 및 CON 2에 비해 유의적으로 증가하였다.
구제역 항체 양성율은 CON 1 및 CON 2에서는 50%이었으나, 실시예 1-1-0.3 및 비교예 3-0.3에서 75%, 실시예 1-2-0.1 및 실시예 1-2-0.3에서는 100%를 나타내었다.
상기 실험예 3의 모든 자료는 SAS (2013)의 General Linear Model procedure를 이용하여 첨가수준에 따른 효능을 알아보고자 linear, quadratic, cubic 분석을 통해 Duncan's multiple range test로 처리하여 평균간의 차이를 P〈0.05에서 유의성을 검정하였다.
실험예 4: 인플루엔자 H1N1 억제 효과
29±1 g의 12주된 암컷 (ICR) 마우스(Orient Bio Inc., Seoul, Korea)를 실험에 사용하였다. 실험 전 마우스는 7일간의 순화과정을 거쳐 실험에 사용하였으며, 순화과정 동안 22±1 ℃ 온도 및 55±10% 습도가 조절된 사육실에서 자유식이로 사육하였으며, 명암 주기는 12시간 주기로 조절하였다.
상기 마우스는 각 10마리씩 나누고, 바이러스 대조군, CON 1, 실시예 1-1, 실시예 1-2 및 비교예 3 투여군에 H1N1 바이러스 투여 후 5일 동안 각각의 시료를 생리식염수에 희석하여 20 ㎍/kg/d 로 경구 투여하였다. 본 실험에서 사용된 음성 대조군 생리식염수이고, 바이러스 대조군(virus control)은 바이러스에 감염되었으나 시약을 투여하지 않은 군이다.
1) 체중 변화
사료 급여 개시시 및 종료시 체중을 측정하여 체중 변화를 표 12에 나타내었다.
구분 | 음성 대조군 |
바이러스 대조군 |
CON 2 | 실시예 1-1 | 실시예 1-2 | 비교예3 | |
개시시점(0일) | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | |
종료시점(5일) | 106.0b | 99.1a | 99.9a | 104.8ab | 106.8b | 103.7ab |
바이러스 투여후 바이러스 대조군 및 CON2에서는 음성대조군에 비해 체중이 감소하였고, 다만 실시예 1-1, 실시예 1-2 및 비교예 3에서는 체중의 증가에 있어서 음성대조군과 유의적인 차이가 없었다.
2) 폐 조직 내 H1N1 바이러스 함량
마우스를 희생시킨 후 마우스의 폐 조직 내에 잔존하는 바이러스의 함량을 역가로 측정하여 표 13에 나타내었다.
구분 | 음성 대조군 |
바이러스 대조군 |
CON 2 | 실시예 1-1 | 실시예 1-2 | 비교예 3 |
Tissues virus titers (Log10 TCID50) |
0.0a | 5.2b | 4.4b | 4.1b | 2.1a | 3.9b |
폐 조직 내 바이러스 함량은 실시예 1-2에서만 유의적으로 감소되었음을 확인하였다.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20170160409 | 2017-11-28 | ||
KR1020180086355 | 2018-07-25 | ||
KR1020180086355A KR20190062142A (ko) | 2017-11-28 | 2018-07-25 | 면역 증강 활성을 가지는 아미노산 미네랄 복합체 및 이를 포함하는 식품, 약학 또는 사료용 조성물 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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