KR102428964B1 - 동애등에 추출물을 포함하는 항균 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동애등에(Hermetia illucens, black soldier fly) 추출물을 포함하는 항균 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 동애등에의 다양한 생육단계 중에서 유충 이후의 번데기 추출물, 용각 추출물 또는 성충 추출물을 포함하는 광범위 항균 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 광범위 항균 조성물의 유효성분으로서의 동애등에 추출물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 항균용 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가물, 각종 세정제 및 각종 청결제 등의 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 동애등에 추출물은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Description

동애등에 추출물을 포함하는 항균 조성물{ANTIMICROBIAL COMPOSITION COMPRISING THE EXTRACTS OF HERMETIA ILLUCENS}
본 발명은 동애등에(Hermetia illucens, black soldier fly) 추출물을 포함하는 항균 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 동애등에의 다양한 생육단계 중에서 유충 이후의 번데기 추출물, 용각 추출물 또는 성충 추출물을 포함하는 광범위 항균 조성물에 관한 것이다.
인류는 병원성 미생물의 침입을 방어하고, 식품 부패 미생물을 제어하기 위하여 다양한 항균제와 방부제를 사용하여 왔다. 그러나, 화학 항균제 및 방부제의 경우, 다양한 세균과 진균에 우수한 항균력을 보이는 반면, 장기간 사용시에는 알러지(allergy)에 의한 발적, 혈관성 부종, 골수 억제, 빈혈, 위염, 퇴행성 뇌질환 등의 많은 부작용이 나타나게 된다. 실제 미국에서는 클로람페니콜(chloramphenicol) 등의 부작용이 심한 항생제 사용을 금지한 바 있다. 따라서, 안전성이 확보되어 있으면서 장기간 사용 경험이 있는 천연물을 이용한 천연 항균제 개발에 관한 다양한 연구가 진행 중에 있다.
한편, 미국 질병관리예방센터(U.S. Center for Disease Control and Prevention)에 따르면, 병원 내 혈류 감염이 미국에서 주된 사망 원인 중 하나이다. 또한, 피부 및 연조직을 통한 병원성 세균 및 진균의 감염은 보편적인 의학적 질병으로 인식되어 있으며, 주로 외상 또는 수술에 의하여 유발되는 것으로 이해되고 있다. 많은 병원성 세균 및 진균의 감염은 감염의 중증도에 따라 그 처치 방법이 다르지만, 경구용 항미생물제 및 국소 청결로 성공적인 치료가 가능하다. 그러나, 근원적인 위험 인자(예를 들면, 혈관 혈류 이상, 당뇨) 및/또는 치료하기 어렵거나 다중-내성인 세균 및 진균에 의해 유발된 감염을 갖는 환자에서 흔히 발생하는 보다 심하거나 복잡한 감염은 정맥 내 항미생물제 치료 및 침입성 외과적 조직 제거 등의 조치가 필요할 수도 있다. 실례로, 글라이코펩타이드계 항생물질인 반코마이신은 다중-약물-내성 그람-양성균, 특히 MRSA, 응고효소-음성 스태필로코커스 및 엔테로코커스에 의해 야기된 심한 병원 내 감염에 대해 성공적으로 사용되어왔다. 그러나, 최근 반코마이신에 대해 내성을 갖는 균주의 분리가 증가하고 있음이 보고되고 있으며, 현재의 항생제로는 병원균 중 일부균에 의해 유발된 심한 감염에 대한 치료가 매우 제한되어 있는 것이 사실이다. 따라서, 점차 증가되고 있는 내성균에 대한 보다 효과적인 새로운 항생물질 개발의 필요성이 증가되고 있다.
한편, 동애등에(아메리카 동애등애, Hermetia illucens, Black Soldeir Fly) 는 파리목 동애등에과의 곤충으로, 몸 길이는 13~20mm 정도이며, 전체적인 색상은 흑색이다. 얼굴은 흑갈색으로 길이가 매우 짧으며, 앞이마는 작고 뚜렷이 융기했으며, 황색을 띤다. 더듬이는 흑갈색이고, 어깨의 혹과 옆 가장자리 융기선은 황갈색이며 날개는 흑색을 띤다. 작은 방패판은 짧고 뒷 가장자리는 둔각이며, 날개는 크고 흐리며, 다리는 가늘고 긴 형태로 흑색을 띄고, 가운뎃다리 발목마디 기부(基部) 2마디와 앞다리 종아리마디의 기부는 황적색이다. 동애등에는 주로 한국, 일본, 중국 등에 분포하며, 거름더미, 화장실 등지에서 서식한다. 성충은 행동이 느려 쉽게 발견되며 파리에 비해 잘 날지 않는 특징이 있다.
동애등에는 전 세계적으로도 인간에게 해를 주지 않는 곤충으로 인정하고 있으며, 잡식성으로 환경 정화, 음식 쓰레기 제거용으로 사육되고 있다. 특히, 유충의 경우 강력한 소화 능력과 빠른 생육으로 최근 급속도로 사육장이 증가하고 있으며, 사육된 유충은 단백질 사료용으로 광범위하게 사용되거나 퇴비 생산용으로도 이용되고 있다. 통상 유충 1마리가 2~3g의 음식물 쓰레기를 분해하고 있어 환경 정화용으로 전 세계적으로 관심이 집중되고 있는 실정이다. 동애등에 유충은 통상 조단백 함량 42%, 지방 35%, 조섬유 7%, 기타 회분과 물을 함유하는 것으로 알려져 있어 단백질성 사료로 유망하며, 국내에서 건조 유충 분말은 kg당 3,500~5,000원에 판매되고 있으며(2019년 기준), 미국에서는 kg당 8~40달러에 판매되고 있다. 또한, 유충과 음식물 쓰레기를 혼합 후 2~3일 정도 지나면 분변토로 이용 가능하며, 국내에서는 분변토 비료로 20kg당 8,500원에 판매되고 있는 실정이다.
동애등에의 유충 기간은 사육 환경에 따라 달라지나 통상 15~20일 소요되며, 성장에 따라 흰색-미색-흑갈색으로 변화된다. 통상 1령에서 6령까지 령당 2~3일 정도가 소요되며, 이후 6령을 거쳐 번데기로 바뀌고 성충으로 우화한다. 동애등에 성충은 먹이 활동을 하지 않으며, 약 10일의 생존기간 중 비행을 하면서 교미를 하며 이후 암컷은 매우 작은 장타원형 알(평균 크기 장경 1mm, 단경 0.2mm)을 약 1,000개 정도 산란한다. 전체 세대기간은 약 35~41일로 알려져 있다.
동애등에와 관련된 연구로는 동애등에의 생태 및 생활상에 대한 연구[국내 서식하는 아메리카 동애등에(Hermetia illucens)의 생태 특성, 김종길 외, 2008. 한국응용곤충학회지 47: 337-343; 아메리카 동애등에(Hermetia illucens)의 생태 및 유충 유래 생리 활성 물질 특성, 박관호. 2014. 경북대학교 박사논문; 아메리카 동애등에 발육에 미치는 스트레스 음파 효과, 박지영 외, 2013. 한국응용곤충학회지 52: 227-237], 동애등에의 사료학적 가치와 실제 적용에 대한 연구[국내산 동애등에 추출물 투여가 흰다리새우(Litopenaeus vannamei) 치하의 성장과 수질에 미치는 영향, 김태훈 외, 2019. 한국환경과학회지 28: 1-6; 동애등에(Hermetia illucens) 분말을 사료에 첨가 시 육계 생산성에 대한 변화, 최인학 외, 2018. 환경과학회지 27: 1299-1303; 동애등에의 급이가 육계의 생산성에 미치는 영향, 최영철 외, 2013, 한국잠사곤충학회지 51: 30-35; 물고기 사료로서 동애등에의 영양학적 가치, 박관호 외, 2013. 한국잠사곤충학회지 51: 95-98; 동애등에(Hermetia illucens) 분말을 오리 사료에 첨가 시 오리 깔짚 특성과 축산환경에 미치는 영향, 2019. 정태호. 한국환경과학회지 28: 713-717; Gariglio M 등, 2019. J Anim Sci Biotechnol. doi: 10.1186/s40104-019-0344-7] 및 동애등애 분변토에 대한 연구(동애등에 분변토의 혼합 상토가 한국잔디의 생육 및 근권 토양에 미치는 영향, 이상범 외, 2013. Weed & Turfgrass Science 2: 298-305)가 알려져 있다.
또한, 동애등에의 생리활성에 대한 연구도 일부 진행된 바, 항산화 활성(아메리카 동애등에 추출물의 항산화 활성, 박관호 외, 2014. 한국잠사곤충학회지 52: 142-146), 항균활성(세균에 의해 면역이 유도된 동애등에의 항균활성, 박관호 외, 2016. 생명과학회지 26: 1409-1414; Li Z 등, 2017. Sci Rep. doi: 10.1038/s41598-017-10839-4), 육계에서의 면역증강 활성(Lee J. 등, 2018. J Vet Med Sci. 80: 736-740)이 보고되어 있다. 또한, 장내의 amylopullulanase가 확인되어 있으며(Lee YS 등, 2016. Int J Biol Macromol. 82: 514-521), 동애등애 장내세균의 분리 및 특성연구가 진행된 바 있다(이윤엽, 2013, 경희대학교 석사논문; 김은성 외, 2014. 한국응용곤충학회지, 53: 15-26). 그러나, 현재까지 동애등에 유충에 대한 항균활성은 알려져 있으나, 동애등애 번데기, 용각(번데기 탈피각) 및 성충 추출물의 강력한 항균 활성에 대한 보고는 알려진 바 없다.
동애등에와 관련된 특허로는 대한민국 등록특허 제10-1815115호에 동애등에 산란장, 제10-1076686호에 동애등에 유충을 이용한 사료, 제10-1759518호에 동애등에 사료조성물, 제10-2026974 동애등에 유충을 이용한 유기성 폐기물 처리장치, 제10-1428157호에 동애등에 유충 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 항균용 조성물, 제10-1726951호에 동애등에 유충에서 분리한 항균펩타이드, 제10-1465096호에 동애등에 유충 추출물을 포함하는 식물 병원균 방제용 조성물, 제10-1796766호에 면역화된 동애등에 유충에서 분리된 펩타이드 분획물을 포함하는 항균성 조성물 및 제10-1504879호에 아메리카 동애등에(Hermetia illucens)의 장내에서 유래된 바실러스 속의 새로운 유용성 균주 및 이의 용도 및 제10-1491770호에 유기용매 하에서 안정성이 높은 신규 만난분해 유전자 EM17과 이의 형질전환 균주로부터 생산된 재조합 만난분해 효소가 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2017-0068752호에 동애등에 산란 유도 장치, 제10-2017-0111997호에 동애등에 유충유래 단백질 또는 단백질 분획물을 포함하는 임질 또는 임질균으로 유발되는 질환의 치료 또는 예방용 단백질 조성물, 제10-2019-0024389호에 동애등에 추출물을 포함하는 항균용 조성물, 제10-2018-0081554호에 아메리카동애등에 추출물을 함유하는 스킨케어 제품이 공개되어 있다. 그러나, 현재까지 동애등에 유충의 항균 특허는 보고되어 있으나, 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물의 강력한 광범위 항균활성에 대한 특허는 전혀 알려진 바 없는 실정이다.
KR 10-1428157 B KR 10-2019-0024389 A KR 10-2017-0111997 A
박관호 외, 2016. 생명과학회지 26: 1409-1414. 세균에 의해 면역이 유도된 동애등에의 항균활성 Li Z 등, 2017. Sci Rep. doi: 10.1038/s41598-017-10839-4 Alvarez D. et al. 2019. J Insect Sci. 2019 Nov 1;19(6). pii: 17. doi: 10.1093/jisesa/iez120. Prospecting Peptides Isolated From Black Soldier Fly (Diptera: Stratiomyidae) With Antimicrobial Activity Against Helicobacter pylori (Campylobacterales: Helicobacteraceae).
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 동애등에 추출물을 유효성분으로 함유하는 광범위 항균 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 동애등에 추출물을 포함하는 항균 조성물을 제공한다.
상기 동애등에 추출물은 동애등에 번데기의 에탄올 추출물, 용각의 에탄올 추출물 또는 성충의 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
상기 동애등에 용각의 에탄올 추출물은 동애등에 용각 에탄올 추출물의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 또는 부탄올 분획물인 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 광범위 항균 조성물의 유효성분으로서의 동애등에 추출물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 항균용 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가물, 각종 세정제 및 각종 청결제 등의 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 동애등에 추출물은 열 안정성이 우수하고, pH 2의 산성조건 및 혈장 내에서도 활성의 손실이 나타나지 않아, 액상, 크림, 분말, 환, 정 등의 다양한 형태로 손쉽게 가공될 수 있어 제약 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 실험에 사용된 동애등에 유충, 번데기, 용각 및 성충의 사진도이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은, 동애등에를 대상으로 항세균 및 항진균 효능을 검정하기 위하여, 다양한 생육시기별 유충, 번데기, 용각 및 성충을 회수한 후 에탄올 추출물을 조제하고 항균 활성을 평가하여 번데기, 용각 및 성충 추출물을 항균 활성 성분으로 회수하였으며, 특히 가장 강력한 항균 활성을 나타내는 용각 추출물의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물을 광범위 항균 활성 성분으로 회수하였으며, 상기 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 열 안정성과 산 안정성이 우수한 특징을 가짐을 확인함으로써, 상기 동애등에 추출물 및 분획물을 항균 조성물로 활용하고자 하였다.
특히, 상기 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물과 상기 용각 추출물의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 그람 양성 세균 및 그람 음성 세균에 대해 강력한 항균력을 나타내어, 다양한 세균 감염병에 대한 광범위 항균제 등으로 개발될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 본 발명자들은 항산화, 면역증강 효과가 있다고 알려진 동애등에를 이용하여 항균 조성물을 개발하기 위하여, 다양한 생육단계의 유충, 번데기, 용각 및 성충을 대상으로 에탄올 추출물을 조제하고, 이들 추출물들을 대상으로 다양한 세균 및 진균에 대한 항균력을 평가한 결과, 동애등에 번데기, 용각 및 성충의 에탄올 추출물에서는 기존에 보고되지 않은 강력한 항균 활성을 확인하였으며, 특히 동애등에 용각 추출물의 헥센, 에틸아세테이트 및 부탄올 분획물에서 강력한 항세균 및 항진균 활성을 나타내어, 상기 추출물 및 분획물이 광범위 항균제로 이용 가능함을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 동애등에 추출물을 포함하는 항균 조성물을 제공한다.
상기 동애등에 추출물은 동애등에 번데기의 에탄올 추출물, 용각의 에탄올 추출물 또는 성충의 에탄올 추출물인 것이 바람직하다.
상기 동애등에 용각의 에탄올 추출물은 동애등에 용각 에탄올 추출물의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 또는 부탄올 분획물인 것이 바람직하다.
상기 항균 조성물은 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물 및 항균 활성 분획물의 제조 방법 및 효능 실험 등을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명은 다양한 생육단계의 동애등에 유충, 번데기, 용각 및 성충을 회수하고 이의 추출물을 조제하는 단계; 상기 추출물의 항균 활성 평가 단계; 용각 추출물로부터 헥센, 에틸아세테이트, 부탄올의 순차적 유기용매 분획물 조제 및 이후 얻어지는 물 잔류물의 조제 단계; 상기 분획물의 항균 활성 평가 단계; 및 활성 추출물 및 분획물의 안정성 조사 단계를 포함한다.
본 발명의 조성물에 포함되는 "동애등에 추출물"은 동애등에 번데기, 용각 및 성충을 유기용매로 추출하는 단계 및 상기 추출액을 0.06mm 이하의 여과망을 사용하여 여과하고, 이를 감압농축하는 단계에 의해 수득될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용매는 물(냉수, 열수), 주정, 탄소수 1~4의 무수 또는 함수 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 주정, 프로판올, 부탄올 등), 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매 등을 이용할 수 있으며, 열수, 또는 95% 에탄올 추출이 가장 바람직하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 동애등에 추출물은 동애등에 번데기, 용각 및 성충을 열수 또는 에탄올로 추출할 수 있다. 또한, 상기 열수 또는 에탄올 추출물은 헥센, 에틸아세테이트 및 부탄올의 유기용매로 순차 또는 각각 분획하여 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 잔류물을 추가적으로 수득할 수도 있다.
본 발명의 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물 및 용각 추출물의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 감압건조 및 동결건조, 또는 분무건조 등과 같은 통상적인 분말화 과정을 거쳐 분말로 제조될 수 있다. 상기 활성 추출물 및 분획물은 혈장 내의 다양한 분해효소에 분해되지 않으며, 100℃의 열처리와 pH 2의 인체 위 내의 pH에서도 항균 활성을 유지한다.
본 발명의 동애등에 추출물 및 분획물은 강력한 항균 활성을 나타내어, 병원성 세균의 감염의 예방 또는 치료와 관련되는 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품, 화장품, 동물 사료용 첨가물 및 각종 청결제의 소재로 사용될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 약학적 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 각각의 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사용액의 주사제 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다. 이러한 약학적 조성물에는 추가적으로 담체, 부형제 또는 희석제 등이 더 포함될 수 있으며, 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리쓰리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 비정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물에서 항균 활성을 갖는 성분의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 당 1 내지 5,000mg, 바람직하게는 100 내지 3,000mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 다양한 경로를 통하여 대상에 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내(intra-cerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명에서 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 일반적인 모든 경로를 통하여 경구 또는 비경구 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 유효성분을 표적 세포로 전달할 수 있는 임의의 장치를 이용해 투여될 수도 있다. 본 발명에서 "대상"은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 인간, 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함하고, 바람직하게는 포유류, 보다 바람직하게는 인간을 의미한다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 건강 기능 식품의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 건강 기능 식품은 병원성 미생물의 감염 우려가 높은 대상으로부터 감염의 가능성을 낮추어 줄 수 있는 효과적인 식품 및 음료 등에 다양하게 이용될 수 있다. 본 발명의 항균 활성이 우수한 유효성분을 포함하는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있다. 본 발명의 활성 성분은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15중량%로 가할 수 있으며, 건강음료 조성물은 100 ml를 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 건강 기능 식품은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물을 함유하는 것 외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제, 예컨대, 천연 탄수화물 및 다양한 향미제 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당 등의 단당류, 말토오스, 수크로오스 등의 이당류 및 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류와 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등의 당알코올이 있다. 상기 향미제로는 타우마틴, 레바우디오시드 A, 글리시르히진, 사카린, 아스파르탐 등을 사용할 수 있다. 상기 향미제의 비율은 본 발명의 건강 기능 식품 100ml당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g을 사용한다. 상기 외에 본 발명의 건강 기능 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강 기능 식품은 천연 과일 주스 및 과일 주스 음료 및 야채 음료 등의 제조를 위한 과육을 함유할 수도 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 본 발명의 상기 활성 분획물 100 중량부 당 0.01 내지 약 20중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 화장료 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 본 발명의 항균 활성이 우수한 성분을, 예를 들어, 에센스, 영양크림, 바디로션, 린스, 샴푸, 바디클렌저, 로션, 스킨, 마스크팩 등의 형태로 제조될 수 있으며, 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 형태로의 제조는 당업자에게 알려진 다양한 제조 공정에 따라 용이하게 수행될 수 있을 것이다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 동물 사료 조성물의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 동물은 식물에 대응하는 생물군으로 주로 유기물을 영양분으로 섭취하며, 소화나 배성 및 호흡기관이 분화되어 있는 것을 말하고, 구체적으로는 극피동물, 갑각류, 연체동물, 어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류일 수 있으며, 바람직하게는 성게류 또는 해삼류와 같은 극피동물, 게, 새우, 대하 등의 갑각류를 포함하는 절지동물, 두족류, 복족류 또는 이매패류 등의 연체동물, 참돔, 도미, 대구, 가자미, 넙치 등의 어류, 꿩 또는 닭 등의 가금류를 포함하는 조류 또는 돼지, 소, 염소 등의 포유류일 수 있다.
상기 동물 사료용 조성물은 본 발명의 항균 성분을 포함하는 항균 조성물에 곡물, 식물성 단백질 사료, 동물성 단백질 사료, 당분 또는 유제품을 추가로 포함할 수 있다. 상기 곡물은 구체적으로는 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀일 수 있고, 상기 식물성 단백질 사료는 구체적으로는 평지, 콩 및 해바라기를 주성분으로 하는 것일 수 있으며, 상기 동물성 단백질 사료는 구체적으로는 혈분, 육분, 골분 및 생선분일 수 있고, 상기 당분 또는 유제품은 구체적으로는 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조성분일 수 있다.
상기 동물 사료용 조성물은 추가로 영양 보충제, 소화 및 흡수 향상제, 성창 촉진제 또는 질병 예방제와 같은 성분을 함께 사용할 수 있다.
본 발명의 동물 사료용 조성물에 포함되는 항균 조성물은 사료의 사용목적 및 사용조건에 따라 달라질 수 있으며, 일 예로 최종 생산된 사료 1kg을 기준으로 상기 항균성 조성물이 0.1g 내지 100g 포함될 수 있다.
또한, 상기 사료 조성물은 성분들의 분쇄 정도에 따라 경점성의 조립 또는 과립 물질로 제조될 수 있으며, 상기 조성물은 메쉬로 공급되거나 추가 가공 및 포장을 위해 원하는 분리된 형상으로 형성시킬 수 있으며, 저장을 위해 펠렛화, 팽창화 또는 압출 공정을 거칠 수 있으며, 저장의 용이성을 위해 바람직하게는 과잉의 물을 건조 제거될 수 있다.
바람직한 구체예로서, 본 발명의 항균 조성물은 식품, 화장품 또는 동물 사료용 첨가제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 첨가제는 사용되는 식품, 화장품 또는 동물 사료에 보존성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로서, 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 식품, 화장품 또는 동물용 사료에 안전하게 적용할 수 있다.
상기 첨가제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 첨가제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 첨가제 중 항균 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 항균 조성물은 세정제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 세정제는 바람직하게는 의류용 세제, 식기 세척제, 식품 세정제, 가전제품 세척제일 수 있다. 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 더욱 바람직하게는 주방용품 또는 식품세척 등을 포함하는 각종 생활용품의 세척이나 항균성 부여를 목적으로 사용할 수 있다.
상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 첨가물을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 세정제 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가제와 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 세정제 중 항균성 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균성 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균성 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
바람직한 구체예로서, 본 발명은 항균 조성물은 청결제의 용도로서 적용될 수 있다.
상기 청결제는 일상 생활에서 흔히 감염되기 쉬운 병원성 미생물의 체내 감염을 예방 차원에서 수행하기 위하여 간단한 방법으로 손, 구강 또는 여성용 청결제 등의 용도로 사용될 수 있다. 상기 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 손, 구강, 여성용 청결제로 사용하는 경우에도 안전하게 적용할 수 있다.
상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으나, 액상형의 경우 편리한 사용이 가능할 것이다.
또한, 상기 청결제 중 항균 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 항균 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 항균 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1: 동애등에 사육 및 유충, 번데기, 용각, 성충 분말 조제
동애등에는 잡식성으로 사육이 용이하며, 대량사육 시스템이 이미 확립되어 있다. 국내에서는 농진청에서 동애등에 사육법을 전파하여 다수의 농장에서 사육하고 있으며, 유충 및 번데기를 다양한 조류, 어류, 갑각류, 파충류의 먹이사료로 폭 넓게 이용하고 있는 실정이다. 본 실시예에서는 동애등에 사육을 위해 25℃의 사육상자에서 톱밥과 음식물을 혼합한 사료를 충분히 공급하며, 1개월 이상 사육하여 동애등에 성충으로 사육하였다. 각각의 유충, 번데기, 용각 및 성충은 도 1에, 크기와 무게는 표 1에 나타내었다. 각각의 생육시기별 동애등에 유충 및 성충을 회수한 다음 전자레인지에서 8분간 건조하였으며, 이후 막자사발을 이용하여 각각의 시료들은 분말로 제조하였다.
[표 1] 동애등에 유충, 번데기, 용각, 성충의 크기와 무게
Figure 112020063754124-pat00001
실시예 2: 동애등에 추출물 제조 및 추출물의 성분 분석
실시예 1에서 제조된 동애등에 분말을 대상으로 에탄올 추출물을 제조하였다. 이때, 각각의 생육시기에 회수된 시료에 대해 10배의 에탄올을 가하고, 상온에서 2회 반복 추출한 후 추출액을 모아 필터링한 후, 감압 농축하여 분말로 제조하였다. 조제된 동애등에 추출물의 성분 분석으로 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 함량을 측정하였다. 총 폴리페놀 함량은 추출 검액 400μl에 50μl의 Folin-ciocalteau, 100μl의 Na2CO3 포화용액을 넣고 실온에서 1시간 방치한 후 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 tannic acid를 사용하였다. 총 플라보노이드 함량은 각각의 시료를 18시간 메탄올 교반 추출하고, 여과한 추출 검액 400μl에 90% diethylene glycol 4ml를 첨가하고 다시 1N NaOH 40μl를 넣고 37℃에서 1시간 반응 후 420nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로는 rutin을 사용하였다.
[표 2] 동애등에 유충, 번데기, 용각, 성충 에탄올 추출물의 추출수율 및 추출물들의 성분 분석
Figure 112020063754124-pat00002
그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 동애등에 추출효율은 2령의 경우 8.2%에서 령수가 증가됨에 따라 점차 증가하여 4령의 경우 13.1%로 가장 높았으며, 이후 감소하여 6령의 경우 1.7%로 낮게 나타났다. 그러나, 성충의 경우 18.5%로 가장 높은 추출 수율을 나타내었다.
한편, 총 폴리페놀 함량 분석 결과, 2령의 1.8mg/g에서 령수가 증가할수록 감소하여 6령의 경우 거의 검출되지 않았으며, 용각에서 다시 증가하여 17.2mg/g의 가장 높은 함량을 나타내었다. 총 플라보노이드 함량의 경우, 오히려 령수가 증가할수록 증가하며 번데기의 경우, 가장 높은 3.4mg/g을 나타내었으며, 용각에서는 2.8mg/g으로 감소하였다. 이러한 결과로, 동애등에 번데기 및 용각 추출물이 다양한 생리활성을 나타낼 것으로 예상된다.
실시예 3: 동애등에 유충, 번데기, 용각, 성충 추출물의 항균 활성 평가
실시예 1에서 제조된 동애등에 유충, 번데기, 용각, 성충 추출물의 항균 활성을 평가하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다. 항균 활성 평가에 사용된 균주로는, 그람 음성균으로서 Escherichia coli KCTC 1682, Proteus vulgaris KCTC 2433, Pseudomonas aeruginosa KACC 10186, Salmonella typhimurium KCTC 1926을 사용하였고, 그람 양성균으로는 Staphylococcus aureus KCTC 1916, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Listeria monocytogenes KACC 10550, Bacillus subtilis KCTC 1924를 사용하였다. 한편, 항진균 활성 평가를 위해서는 Saccharomyces cerevisiae IF0 0233 및 캔디다증 진균감염증 원인균 Candida albicans KCTC 1940을 사용하였다.
먼저, 항세균 활성 평가의 경우, Nutrient broth(Difco Co., USA)에 각각의 세균을 접종하여 37℃에서 24시간 동안 배양한 후, 각 균주를 O.D.600 0.1로 조정하여 Nutrient agar(Difco Co., USA) 배지를 포함하는 멸균 petri dish(90mm, 녹십자, 한국)에 100μl씩 도말하고, 각각의 시료 5μl를 멸균 disc-paper(지름 6.5mm, Whatsman No. 2)에 가하여, 37℃에서 24시간 동안 배양하였으며, 진균의 경우에는, Sabouraud dextrose(Difco Co. USA)를 이용하여 동일한 방법으로 30℃에서 24시간 동안 배양 후, 생육저지환의 크기를 측정하여 항균활성을 평가하였다. 대조구로는 항세균제인 엠피실린(ampicillin)과 항진균제인 마이코나졸(miconazole, Sigma Co., USA)을 각각 1μg/disc 농도로 사용하였으며, 생육저지환의 크기는 육안으로 생육이 나타나지 않는 부분의 지름을 mm 단위로 측정하였고, 3회 이상 평가 후 대표 결과로 나타내었다.
[표 3] 동애등에 유충, 번데기, 용각, 성충 추출물의 항균 활성
Figure 112020063754124-pat00003
그 결과, 표 3에 나타낸 바와 같이, 임상에서 항세균제로 사용되고 있는 ampicillin 은 1μg/disc에서도 그람 양성균 및 그람 음성균에 대한 광범위한 항균 활성을 나타내었으며, Pseudomonas aeruginosaEscherichia coli에 대해서는 상대적으로 약한 생육억제환(12mm)을 나타내었다. 임상에서 항진균제로 사용되고 있는 miconazole은 1μg/disc에서도 Saccharomyces cerevisiaeCandida albicans의 생육을 강하게 저해하였다. 한편, 동애등에 유충, 번데기, 용각, 성충의 에탄올 추출물의 평가 결과, 2~3령 추출물에서는 전혀 항균 활성이 나타나지 않았으며, 4령~6령, 번데기, 용각 및 성충 추출물에서는 500μg/disc 농도에서 그람 양성균에 대한 우수한 항균 활성을 나타내었다. 특히, 번데기, 용각 및 성충 추출물은 그람 양성균 뿐만 아니라 그람 음성균인 Escherichia coliProteus vulgaris에 대해서도 항균 활성이 인정되었다. 따라서 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물은 다양한 세균의 제어에 이용 가능함을 확인하였다.
실시예 4: 동애등에 용각 추출물의 순차적 유기용매 분획물 제조 및 이들의 유용성분 분석
실시예 1에서 제조된 동애등에 용각 추출물을 대상으로 순차적 유기용매 분획을 통해 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 분획 후의 물 잔류물을 제조하였다. 제조된 분획물의 수율과 이의 유용성분 분석 결과는 표 4에 나타내었다.
[표 4] 동애등에 용각 추출물의 순차적 유기용매 분획의 분획효율 및 유용성분 분석
Figure 112020063754124-pat00004
표 4에 나타낸 바와 같이, 동애등에 용각 추출물의 분획물의 경우, 가장 높은 분획 효율은 헥센 분획물에서 나타났으며 에탄올 추출물의 60%에 해당하였다. 다음으로, 물 잔류물이 15.9%, 부탄올 분획물과 에틸아세테이트 분획물은 용각 에탄올 추출물의 10.0~10.6%를 차지하였다.
동애등에 용각 추출물의 분획물의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 에틸아세테이트 분획에서 가장 높은 함량을 나타내었으며, 물 잔류물 및 헥센 분획물은 거의 포함하지 않았다. 또한, 총 플리보노이드 함량의 경우에도, 에틸아세테이트 분획물(5.8mg/g)에서 가장 높게 나타났으며, 부탄올 분획물은 4.7mg/g 함량을 나타내었다. 통상 수용성인 총당 및 환원당은 물 잔류물에서 가장 높은 함량을 보이는 것이 일반적임에도 불구하고, 용각 분획물은 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 총당 및 환원당 함량을 나타내었다. 이러한 결과는 용각의 헥센 분획물은 대부분 지용성 지질 성분을 포함하고 있으며, 에틸아세테이트 분획물이 대부분의 insect-chemical을 포함함을 의미하고 있다.
실시예 5: 동애등에 용각 추출물의 순차적 유기용매 분획물의 항균 활성 평가
실시예 4에서 제조된 용각 추출물의 순차적 유기용매 분획물의 항세균 및 항진균 활성을 실시예 3과 동일하게 평가하였다. 그 결과는 표 5에 나타내었다.
[표 5] 동애등에 용각 추출물의 유기용매 분획물의 항균 활성
Figure 112020063754124-pat00005
그 결과, 표 5에 나타낸 바와 같이, 용각 추출물의 분획물 중에서 물 잔류물은 항균 활성을 나타내지 않았으며, 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 그람 양성균에 대해 우수한 항세균 활성을 나타내었다. 특히, 헥센 분획물은 모든 세균과 진균에 대해 광범위한 항세균 및 항진균 활성을 나타내었다. 또한, 에탄올 추출물에서 확인되지 않았던 항진균 활성이 헥센 분획물 및 부탄올 분획물에서 확인되었다. 이러한 결과는 용각 추출물이 다양한 항세균, 항진균 활성 물질을 포함하고 있으며, 특히, 헥센 분획물은 항세균, 항진균 활성을 동시에 나타내는 광범위 항균제로 개발 가능함을 알 수 있다. 따라서, 상기의 결과는 전량 폐기되고 있는 동애등에 용각의 추출물 및 활성 분획물을 조제하는 경우, 식중독 유발균, 병원성 균들의 제어에 효과적으로 이용 가능함을 제시하고 있다.
실시예 6: 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물, 및 용각 추출물의 활성 분획물의 혈장, 산 및 열 안정성 평가
상기 실시예 1 및 4에서 얻은 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물과 용각 추출물의 활성 분획물을 대상으로 항균 활성에 대한 혈장 안정성, 열 안정성 및 산 안정성을 확인하였다. 그 결과, 상기 활성 추출물 및 활성 분획물은 100℃에서 1시간 열 처리, pH 2(0.01M HCl)에서의 1시간 처리, 혈장에서 1시간 처리시에도 항균 활성의 심각한 손실이 나타나지 않아 높은 안정성을 나타내었다. 따라서, 상기의 동애등에 번데기, 용각 및 성충 추출물과 용각 추출물의 헥센 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 다양한 식품 가공 공정하에서도 우수한 항균 활성을 유지할 것으로 예상된다.

Claims (4)

  1. 동애등에 용각 에탄올 추출물의 헥센 분획물 또는 부탄올 분획물을 포함하는 항진균 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 항진균 조성물은 진균 감염증의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 건강 기능 식품, 화장료 조성물, 동물 사료 조성물, 식품 첨가물, 화장품 첨가물, 동물 사료용 첨가물, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 항진균 조성물.
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