KR20100054428A - Extracts for improving glucose homeostasis fermented using lactobacillus gasseri kctc 3163 from ginseng or ginseng extract - Google Patents
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Description
본 발명은 인삼 (혹은 인삼 추출물)을 유산균 (Lactobacillus gasseri KCTC 3163)으로 발효시켜 얻은 포도당 항상성 개선용 발효물에 에탄올 또는 부탄올로 추출하여 얻은 당항상성 개선용 추출물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an extract for improving sugar resistance obtained by extracting with glucose ethanol or fermentation for improving homeostasis obtained by fermenting ginseng (or ginseng extract) with lactic acid bacteria (Lactobacillus gasseri KCTC 3163) and ethanol or butanol and a method for preparing the same.
인체가 항상 필요로 하는 포도당은 몸 속에서 혈당으로 존재하는 데 공복시에는 간, 근육 및 지방에 저장된 포도당이 다시 혈액으로 방출되고 식사를 하면 약 2-3 시간 동안 위장관에서 흡수된 다량의 포도당이 혈액을 거쳐 간, 근육 및 지방에 저장된다. 이러한 체내 에너지 대사가 자동으로 조절되는 것은 바로 췌장 베타세포에서 분비되는 인슐린의 양을 조절함으로써 이루어지게 된다 (이현철 등. 당뇨병 백과, 가림출판사, 2007년, p.34). Glucose, which is always needed by the human body, exists as blood sugar in the body. On an empty stomach, glucose stored in the liver, muscles and fats is released back into the blood, and when eaten, a large amount of glucose absorbed from the gastrointestinal tract for about 2-3 hours is consumed. Stored in the liver, muscles and fat. The automatic regulation of energy metabolism in the body is achieved by controlling the amount of insulin secreted from the pancreatic beta cells (Lee Hyun-chul et al., Encyclopedia of Diabetes, 2007, p. 34).
체내에서 혈당(blood glucose)은 80∼120mg/dL으로 항상 일정하게 유지되는데, 이 현상을 포도당 항상성 (glucose homeostasis; 이하 당항상성이라 약칭함)이라고 한다. 인체가 당항상성을 유지하는 과정에는 췌장의 베타(β)세포와 알파(α)세포에서 각각 분비되는 인슐린(insulin)과 글루카곤(glucagon)이 관여한다. 식사 직후에는 혈당이 상승하고 이 때 분비된 인슐린은 간, 근육, 지방세포 등의 말초조직에 포도당을 에너지원으로 사용할 수 있게 공급하고, 또한 간 및 근육에 포도당을 글리코겐 (glycogen)으로 저장시켜 혈당을 정상화시킨다. 공복에는 혈당이 저하되고 이 때 글루카곤이 분비되어 간에서 글리코겐이 포도당으로 분해되어 혈당을 정상화시킨다 (Miyazaki Y, Glass L, Triplitt C, Wajcberg E, Mandarino LJ, DeFronzo RA.2002. Am J Physiol Endocrinol Metab 283, E1135-43). 공복 기간이 길어지면 간의 글리코겐이 고갈되고, 아미노산 등의 당신생합성(gluconeogenesis) 전구체가 간에서 포도당으로 전환되어 혈당을 정상으로 유지시킨다.Blood glucose in the body is always maintained at 80 to 120 mg / dL, which is called glucose homeostasis (abbreviated as glucose homeostasis). In the process of maintaining the human body glycemic insulin (insulin) and glucagon (glucagon) secreted from the beta (β) cells and alpha (α) cells of the pancreas, respectively. Immediately after a meal, blood sugar rises and insulin secreted at this time supplies glucose to energy sources such as liver, muscle, and fat cells for use as a source of energy, and glucose is stored in the liver and muscle as glycogen (glycogen). Normalize Fasting lowers blood sugar and glucagon is secreted at this time to break down glycogen into glucose in the liver to normalize blood sugar (Miyazaki Y, Glass L, Triplitt C, Wajcberg E, Mandarino LJ, DeFronzo RA.2002. Am J Physiol Endocrinol Metab 283, E1135-43). When the fasting period is longer, glycogen is depleted in the liver, and gluconeogenesis precursors such as amino acids are converted to glucose in the liver to keep blood sugar normal.
당항상성을 유지하는 기능이 저하되면 공복 혈당(fasting glucose)이나 식후 혈당 (postprandial glucose)이 조금씩 오르거나 오른 상태가 되어 있는 내당능장애(耐糖能障碍; glucose intolerance)의 단계로 넘어간다. 내당능장애는 사람에 따라서 수개월간 지속되거나 수년에서 10년 이상 지속되기도 한다. 내당능장애 상태가 모두 당뇨병 단계로 진행되지는 않는다. 그러나 내당능장애 상태에서 당항상성을 유지하는 기능 저하가 계속되면 제2형 당뇨병이 발병한다.When the ability to maintain glucose always decreases, fasting glucose or postprandial glucose rises or rises to a state of glucose intolerance (耐 糖 能 障碍; glucose intolerance) is a step up. Impaired glucose tolerance lasts for months or even for years to 10 years, depending on the person. Not all glucose tolerance states progress to the diabetic stage. However,
제2형 당뇨병은 혈당이 정상 이상으로 높아진 상태를 나타내는 것으로 간, 근육, 지방세포 등의 말초조직에서 인슐린 작용의 저하와 췌장 베타세포에서의 인 슐린 분비의 균형이 깨어졌을 때 나타나는 질병이다(Miyazaki 등, 2002). 말초조직에서의 인슐린 작용의 감소는 대부분의 조직 세포에서 포도당 이용이 저하하고, 특히 간에서는 혈당이 높음에도 불구하고 글리코겐의 합성은 감소하고 당신생합성을 통한 포도당의 합성은 증가시켜 혈당을 더 상승시키는 역할을 한다(Miyazaki 등, 2002). 결과적으로 인슐린 분비가 충분히 증가하여 인슐린 저항성을 보상할 수 있으면 당뇨병으로 진전되지 않지만, 인슐린 분비가 충분치 못할 때 당뇨병으로 진전된다. 즉 정상 혈당을 유지하기 위해서는 인슐린 저항성과 인슐린 분비능이 조화를 이루어야 하는데, 제2형 당뇨병은 그 조화가 깨어졌을 때 유발되는 질병이다.
인슐린 저항성이란 인슐린의 작용세포들인 간, 근육, 지방세포에서 인슐린의 감수성(반응성)이 낮아져서 혈액 중의 포도당이 작용 세포내로 이동하지 못함으로써 포도당이 대사되지 못하는 현상을 말한다. 인슐린 저항성은 어느 한 조직의 이상에 의하여 발생하는 것이 아니라, 체내의 당항상성 유지에 관여하는 뇌에서 분비되는 β-아드레날린성 화합물(β-adrenergic compounds), 지방조직에서 분비되는 아디포넥틴 (adiponectin) 및 레티놀 결합 단백질 4(retinol binding protein 4; RBP4), 간에서 분비되는 HISS 및 IL-6 등과 같은 신호전달 분자들(signaling molecules)과 같이, 이러한 기관간 네트워크의 균형이 파괴됨으로써 인슐린 저항성이 발병한다는 이론이 우세하다.Insulin resistance refers to a phenomenon in which glucose is not metabolized because glucose in the blood cannot move into action cells because insulin's sensitivity (reactivity) is lowered in insulin, liver cells, muscle cells and fat cells. Insulin resistance is not caused by abnormality in any tissue, but β-adrenergic compounds secreted by the brain involved in the maintenance of glycemia in the body, adiponectin and retinol secreted by adipose tissue The theory that insulin resistance develops by disrupting the balance of these interorgan networks, such as retinol binding protein 4 (RPP4), signaling molecules such as HISS and IL-6 secreted from the liver Prevail
췌장의 베타세포(pancreatic β-cells)는 체내의 포도당 항상성을 조절하는데 있어 중추적인 기능을 담당하고 있을 뿐 아니라, 우리 몸의 에너지 대사를 조절하는 가장 중요한 호르몬인 인슐린을 합성 및 저장하며, 필요에 따라 분비하는 역 할을 담당하고 있다. 그러나 인간 수명의 연장, 생활 수준의 향상, 불균형적인 영양분의 과잉 공급, 도시화로 인한 운동량의 감소, 유전적 요인, 환경적 원인 등은 췌장 베타세포의 기능인 인슐린 분비에 이상을 유도하며 심지어 사멸(death)까지 유도한다. 췌장베타세포 기능 이상 및 사멸은 당뇨병의 병인중의 하나이다.Pancreatic β-cells not only play a central role in regulating glucose homeostasis in the body, but also synthesize and store insulin, the most important hormone that regulates our body's energy metabolism. It is in charge of secretion. However, prolonging human life, improving living standards, disproportionate supply of nutrients, reducing exercise due to urbanization, genetic factors, and environmental causes can lead to abnormalities in insulin secretion, a function of pancreatic beta cells, and even death. To). Pancreatic beta cell dysfunction and death is one of the etiologies of diabetes.
위에서 살펴본 바와 같이 당뇨병은 어느 한 조직(기관)의 이상에 의하여 발병하는 것이 아니라, 체내의 당항상성 유지에 관여하는 조직간 네트워크의 균형이 파괴됨으로써 발병한다. 따라서 당항상성 개선을 위하여는 당항상성 유지에 관여하는 여러 조직에 작용하는 소재를 섭취하는 것이 이상적이다. 또한 당뇨병 환자 치료를 위하여도 작용기전이 서로 보완적인 약제를 병합할 것을 권장한다(이홍규, 제2형 당뇨병 환자 혈당조절 10단계, 청년의사 2007년). 더불어 하나의 조직내에서도 단일 표적으로 인한 부작용 때문에 복합 표적을 권장한다(Agius L, Best Practice & Research Clinical Endocrinology & Metabolism, 21,587-605, 2007).As described above, diabetes is not caused by abnormality of any one tissue (organ), but is caused by a breakdown of the balance between the tissues involved in maintaining the body's sugar always. Therefore, in order to improve sugar always, it is ideal to take a material that acts on various tissues involved in maintaining sugar always. It is also recommended to combine drugs with complementary mechanisms for the treatment of diabetics (Hong-Kyu Lee, 10 Levels of Glycemic Control in Patients with
국제당뇨병연맹 (International Diabetes Federation, IDF)은 2003년 미국의 당뇨병 유병률(prevalence)은 8.0%, 우리나라는 6.4%라고 보고하였다 (International Diabetes Federation, IDF. Diabetes Atlas, 2nd edition, 2003). 그러나 우리나라 국민영양조사(2001, 2005)의 20세 이상 유병률을 적용하면, 우리나라의 유병률도 8.0%에 육박하며, 현재의 증가속도가 유지된다면 2030년이면 OECD 회원국 중에서 가장 높은 수준에 도달할 수도 있다 (당뇨병 기초통계연구 Task Force Team 보고서. Diabetes in Korea 2007. 대한당뇨병학회 2007년).The International Diabetes Federation (IDF) reported in 2003 that the prevalence of diabetes in the United States was 8.0% and 6.4% in Korea (International Diabetes Federation, IDF. Diabetes Atlas, 2nd edition, 2003). However, if the prevalence rate is over 20 years old in Korea's National Nutrition Survey (2001, 2005), the prevalence rate in Korea is also close to 8.0%, and if the current growth rate is maintained, it may reach the highest level among OECD countries in 2030. (Task Force Team Report on Diabetes Basic Statistics. Diabetes in Korea 2007. The Korean Diabetes Association 2007).
당뇨병을 예방하거나 치료하기 위하여는 당뇨병의 발병 원인인 균형 잃은 당 항상성 조절 기전을 개선시키는 방법이 효과적이다. 이 방법에 약물 치료가 있을 수 있는데, 당뇨병이 이미 진전된 경우에는 약물 치료가 불가피하지만 당뇨병을 예방하기 위한 목적으로는 약물에 대한 부작용을 감안할 때 바람직한 방법이 아니다. 당뇨 예방을 위하여는 약물보다 효과는 약하지만 부작용없는 건강기능식품이 효과적이다. 그러나 현재 국내에 시판되는 혈당강하용 건강기능식품은 탄수화물 소화 효소 저해 등 식후 혈당의 일시적 저하만을 목표로 하기 때문에 그 제품의 섭취에 의한 혈당강하효과는 일시적이며 근본적인 당뇨병의 병인 해소와는 거리가 있다.In order to prevent or treat diabetes, it is effective to improve the mechanism of controlling unbalanced glucose homeostasis, which is the cause of diabetes. There may be drug treatment in this method, which is inevitable if diabetes is already advanced, but it is not a desirable method in view of the side effects of the drug for the purpose of preventing diabetes. To prevent diabetes, health functional foods are less effective than drugs, but have no side effects. However, the current hypoglycemic functional foods in Korea target only a temporary decrease in post-prandial blood sugar, such as inhibition of carbohydrate digestive enzymes, so the hypoglycemic effect of ingesting the product is temporary and far from eliminating the underlying etiology of diabetes. .
또한 당항상성을 유지하는 상호보완적인 여러 기작을 동시에 만족시키는 복합 기능의 건강기능식품이 단일 기작에 근거한 단일 성분인 의약품에 비하여 당뇨 예방 및 치료에 가장 이상적이지만 이러한 소재는 아직 개발되지 못하였다. In addition, multi-functional dietary supplements that simultaneously satisfy several complementary mechanisms that maintain sugar tolerance are ideal for preventing and treating diabetes compared to single-component drugs based on a single mechanism, but these materials have not yet been developed.
인삼(ginseng)은 식물 분류학상 오가과 인삼속에 속하는 다년생 숙근초로서 지구상에 약 11종이 알려져 있으며, 대표적인 종으로 고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 아시아 극동 지역(한국, 북만주, 러시아 일부)에 자생하고 약효가 매우 우수하다. 인삼은 우리나라의 대표적인 생약재로서, 예로부터 약용 및 건강음료로 널리 이용되어 왔다. 인삼은 탄수화물, 아미노산, 지방산, 무기질 등의 영양소와, 인삼의 주된 약리 작용 성분인 인삼사포닌을 비롯하여 항암성분으로 주목되고 있는 폴리아세틸렌 성분, 노화억제 및 항피로효과가 보고된 페놀계 성분 등을 함유하고 있다. 인삼의 주요 효능은 간 보호와 해독, 항피로, 면역증진, 항암 및 항산화작용 등이 있다.Ginseng (ginseng) is a perennial plant root belonging to the genus Oga ginseng according to the plant taxonomy, and about 11 species are known on the earth. Korea Ginseng (Panax ginseng CA Meyer) grows in the Far East of Asia (Korea, Northern Manchuria, Russia) The drug is very good. Ginseng is a representative herbal medicine in Korea, and has been widely used as a medicinal and health drink since ancient times. Ginseng contains nutrients such as carbohydrates, amino acids, fatty acids and minerals, ginseng saponin, the main pharmacological action component of ginseng, and polyacetylene components that have been noted as anticancer ingredients, and phenolic components that have reported anti-aging and anti-fatigue effects. Doing. The main benefits of ginseng are liver protection and detoxification, anti-fatigue, immunity enhancement, anticancer and antioxidant activity.
인삼은 제1형 및 제2형 당뇨병 모델 동물에서 당항상성 개선 효과가 있다는 보고가 있다(Kimura et al., J. Pharmacobio-Dyn. 1981, 4, 410-417; Kimura et al., J. Pharmacobio-Dyn. 1981, 4, 402-409; Yokozawa et al., Chem. Pharm. Bull., 1985, 33, 869-872; Kimura et al., Phytotherpy Res. 1999, 13, 484-488 Kimura et al., Phytotherpy Res. 1999, 13, 484-488; Kimura et al., J. Pharmacobio-Dyn. 1981, 4, 907-915; Chung et al., Arch. Pharmacal. Res. 2001, 24, 214-218; Dey et al., Phytomedicine 2003, 10, 600-605). 또한, 인삼은 인체 실험에서도 당항상성 개선 효과가 있다는 보고가 있다(Sievenpiper et al., Diabetes 2003, 52(Suppl.1), A387; Vuksan et al., Diabetes 2003, 52(Suppl. 1), A137).Ginseng has been reported to have anti-diabetic effects in
인삼의 성분으로는 사포닌, 페놀성 성분, 폴리아세칠렌 성분, 알칼로이드 성분, 다당체 등이 알려져 있다. 특히 사포닌 성분은 인삼 특이 성분으로 진세노사이드 (ginsenosides)라 칭하며 30종 이상이 알려져 있으며, 인삼 약효에 있어서 가장 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(박종대, 1997. 고려인삼의 화학성분에 관한 고찰. "고려인삼 연구 20년사" 고려인삼학회 p. 69-112). 진세노사이드는 장내에서 미생물에 의하여 대사되어 흡수되기 때문에 사람마다 장내 균총에 따라 흡수율이 다르며 따라서 효능 발현이 다르다. 최근에는 인삼을 생물학적(장내 미생물이나 유용 균주에 의한 발효)(대한민국 특허공고 10-2002-0077081, 2002.12.5; 10-2002-0046668, 2002.8.7) 혹은 물리적 방법으로 전환시켜서(대한민국 특허공고 2000-058997호, 2000.10.6; 10-1996-017670, 1996.5.23) 흡수율을 증진시켜서 체내 활성을 높히려는 연구가 있다. 장내 세균을 이용하여 인삼 사포닌을 화합물 케이를 중심으로 한 대사체들을 대량 생산할 수 있는 방법 (대한민국 특허공고 10-1996-004217, 1996.2.22), 알파 갈락토시다제를 다이올계 진세노사이드와 반응시켜 진세노사이드 F2 및 화합물 케이(K)를 생산하는 방법이 개시되어 있다 (10-2005-0043187, 2005.5.23).As components of ginseng, saponins, phenolic components, polyacexylene components, alkaloid components, polysaccharides and the like are known. In particular, saponin is a ginseng-specific ingredient called ginsenosides, and more than 30 kinds are known, and it is known to play the most important role in ginseng medicinal effects (Park Jong-dae, 1997. Consideration on the chemical composition of Korean ginseng. " 20 Years of Korean Ginseng Research "Korean Ginseng Society p. 69-112). Since ginsenosides are metabolized and absorbed by microorganisms in the intestine, each person has a different absorption rate according to the intestinal flora, and therefore, the expression of efficacy is different. Recently, ginseng has been converted into biological (fermentation by enteric microorganisms or useful strains) (Korean Patent Publications 10-2002-0077081, 2002.12.5; 10-2002-0046668, 2002.8.7) or by physical methods (Korean Patent Publication 2000 -058997, 2000.10.6; 10-1996-017670, 1996.5.23) There are studies to increase the activity in the body by enhancing the absorption rate. Intestinal bacteria can be used to mass-produce ginseng saponin metabolites centered on compound K (Korean Patent Publication 10-1996-004217, 1996.2.22), and alpha galactosidase is reacted with diol ginsenosides. Is disclosed to produce ginsenoside F2 and compound K (K) (10-2005-0043187, 2005.5.23).
이에 본 발명자들은 상기와 같이 인삼의 당항상성 개선 작용이 보고된 바 있으나 그 당항상성 개선 활성이 높지 않았기 때문에, 그 활성을 강화시킬 필요가 있다고 판단하였다. 본 발명자들은 인삼 혹은 인삼 추출물을 특정 유산균으로 발효시킴으로써 당항상성 개선 활성이 증가한다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have been reported to improve the anti-sugar effect of ginseng as described above, but because the anti-sugar improvement activity was not high, it was determined that it is necessary to enhance the activity. The present inventors have found that sugar-improving activity is increased by fermenting ginseng or ginseng extract with a specific lactic acid bacteria, and completed the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 인삼을 특정 유산균으로 발효시켜 제조된 당항상성 개선용 추출물을 제공하는 데 있다.Therefore, it is an object of the present invention to provide an extract for improving sugar resistance prepared by fermenting ginseng into a specific lactic acid bacteria.
본 발명의 또 다른 목적은 (1) 인삼 분말을 증류수에 현탁하는 단계 (2) 인삼을 유산균 3163으로 발효시키는 단계 (3) 발효물을 에탄올 (주정 포함) 혹은 부탄올(1-butanol, n-butanol)로 추출한 후 여과하는 단계 및 (4) 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출조성물을 얻는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 당항상성 개선용 추출물의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is (1) suspending ginseng powder in distilled water (2) fermenting ginseng with lactic acid bacteria 3163 (3) ethanol (including alcohol) or butanol (1-butanol, n-butanol) After the extraction to the step of filtration and (4) concentrating the filtrate under reduced pressure and lyophilized to obtain an extract composition is to provide a method for producing an extract for improving sugar resistance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 인삼을 유산균으로 발효시켜 제조된 당항상성 개선용 추출물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an extract for improving sugar resistance prepared by fermenting ginseng into lactic acid bacteria.
본 발명은 또한 (1) 인삼 분말을 증류수에 현탁하는 단계, (2) 인삼을 유산균 3163으로 발효시키는 단계, (3) 발효물을 에탄올 (혹은 주정) 혹은 부탄올로 추 출한 후 여과하는 단계, (4) 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 당항상성 개선용 추출물의 제조방법을 제공한다.The present invention also comprises the steps of (1) suspending ginseng powder in distilled water, (2) fermenting ginseng with
본 발명에 따른 당항상성 개선용 추출물은 제2형 당뇨병을 가진 포유동물의 간, 근육, 지방세포에서 인슐린 저항성 관련 기능을 개선하고, 췌장 소도에서의 인슐린 분비를 증가시키며, 췌장 베타세포의 사멸을 억제하여, 인삼 자체가 나타내는 효과보다 더욱 증가된 당항상성 개선 효과를 나타낸다.The extract for improving glucose tolerance according to the present invention improves insulin resistance-related functions in liver, muscle and adipocytes of mammals with
본 발명은 당항상성 개선용 추출물 및 그의 제조방법을 나타낸다.The present invention shows an extract for improving sugar always and a method for producing the same.
본 발명은 당항상성 개선용 인삼발효 추출물 및 그의 제조방법을 나타낸다.The present invention shows a ginseng fermented extract for improving sugar resistance and a method for preparing the same.
본 발명은 (1) 인삼 분말을 정제수에 현탁하는 단계, (2) 인삼분말 현탁액을 유산균으로 발효시키는 단계, (3) 발효물을 추출용매로 추출한 후 여과하는 단계, (4) 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻는 단계를 포함하는 당항상성 개선용 인삼발효 추출물의 제조방법을 나타낸다.The present invention comprises the steps of (1) suspending ginseng powder in purified water, (2) fermenting the ginseng powder suspension with lactic acid bacteria, (3) extracting the fermented product with an extraction solvent and then filtering, (4) reducing the filtrate It shows a method for producing a ginseng fermentation extract for improving sugar resistance including the step of obtaining the extract by concentration and lyophilization.
상기에서 유산균은 Lactobacillus gasseri KCTC 3163을 사용할 수 있다.In the above lactic acid bacteria may be used
상기에서 추출용매는 탄소수가 1 내지 10개인 알코올 용매를 사용할 수 있다.The extraction solvent may be an alcohol solvent having 1 to 10 carbon atoms.
상기에서 추출용매는 에탄올 또는 부탄올을 사용할 수 있다.The extraction solvent may be ethanol or butanol.
상기에서 인삼은 백삼주근 분말, 백삼미삼 분말, 홍삼 분말 또는 선삼 분말 또는 이들의 추출물 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.In the ginseng may be any one or more selected from white ginseng root powder, white ginseng misam powder, red ginseng powder or ginseng powder or extracts thereof.
상기에서 추출은 발효물을 60℃∼80℃에서 2∼4시간 동안 탄소수가 1 내지 10개인 알코올 용매로 추출할 수 있다.In the above extraction, the fermented product may be extracted with an alcohol solvent having 1 to 10 carbon atoms for 2 to 4 hours at 60 ° C to 80 ° C.
상기에서 추출은 발효물을 60℃∼80℃에서 2∼4시간 동안 에탄올 또는 부탄올로 추출할 수 있다.In the extraction, the fermented product may be extracted with ethanol or butanol for 2 to 4 hours at 60 ℃ to 80 ℃.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 얻은 당항상성 개선용 인삼발효 추출물을 포함한다.The present invention includes a ginseng fermentation extract for improving sugar resistance obtained by the above-mentioned method.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 얻은 당항상성 개선용 인삼발효 추출물을 약제학적으로 허용하는 범위에서 의약품으로 사용할 수 있다.The present invention can be used as a medicament in the range of pharmaceutically acceptable ginseng fermentation extract for improving sugar resistance by the above-mentioned method.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 얻은 당항상성 개선용 인삼발효 추출물을 약제학적으로 허용하는 범위에서 의약품으로 사용하는 방법을 나타낸다.The present invention represents a method of using the ginseng fermentation extract for improving sugar resistance by the above-mentioned method as a pharmaceutical in a pharmaceutically acceptable range.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 얻은 당항상성 개선용 인삼발효 추출물을 식품학적으로 허용하는 범위에서 식품 또는 건강기능식품으로 사용할 수 있다.The present invention can be used as a food or health functional food within the range of food allowance ginseng fermentation extract for improving sugar resistance by the above-mentioned method.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 얻은 당항상성 개선용 인삼발효 추출물을 식품학적으로 허용하는 범위에서 식품 또는 건강기능식품으로 사용하는 방법을 나타낸다.The present invention represents a method of using the ginseng fermentation extract for improving sugar resistance by the above-mentioned method as a food or health functional food in a food acceptable range.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 진세노사이드 함량이 Rh1 5-13%, Comp. K 0-0.5%, Rh2 0-1%인 인삼주근 발효 추출물을 제조할 수 있다.The present invention has a ginsenoside content of Rh1 5-13%, Comp. Ginseng fructus fermented extract of K 0-0.5% and Rh2 0-1% can be prepared.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 진세노사이드 함량이 Rh1 5-13%, Comp. K 0-0.5%, Rh2 0-1%인 인삼주근 발효 추출물을 제조하는 방법을 나타낸다. The present invention has a ginsenoside content of Rh1 5-13%, Comp. The method of manufacturing the ginseng fructus fermentation extract of K 0-0.5% and Rh2 0-1% is shown.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 진세노사이드 함량이 Rh1 9-11%, Comp. K 0.1-0.5%, Rh2 0-2.5%인 인삼 미삼 발효 추출물을 제조할 수 있다.The present invention has a ginsenoside content of Rh1 9-11%, Comp. The ginseng misam fermentation extract of K 0.1-0.5%, Rh2 0-2.5% can be prepared.
본 발명은 상기에서 언급한 방법에 의해 진세노사이드 함량이 Rh1 9-11%, Comp. K 0.1-0.5%, Rh2 0-2.5%인 인삼 미삼 발효 추출물을 제조하는 방법을 나타낸다.The present invention has a ginsenoside content of Rh1 9-11%, Comp. The method of manufacturing the ginseng misam fermentation extract of K 0.1-0.5% and Rh2 0-2.5% is shown.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명을 상세히 기술하기 전에, 특정 구체예의 변형예들이 행해질 수 있으나 첨부된 특허 청구범위의 범주내에 포함되기 때문에, 본 발명은 이하에 기술된 본 발명의 특정한 예들에 의해 제한되지 않는다. 또한, 사용된 용어는 특정 구체예들을 설명하기 위한 것이지 한정하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 대신에, 본 발명의 범위는 첨부한 특허청구범위에 의해서 확립될 것이다.Before describing the invention in detail, modifications of the specific embodiments may be made but the invention is not limited by the specific examples of the invention described below, since they are included within the scope of the appended claims. Also, it is to be understood that the terminology used is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting. Instead, the scope of the invention will be established by the appended claims.
본 명세서와 첨부한 특허청구범위에 사용하는 단수 형태들은 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 복수 형태도 포함하는 것을 알아야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 모든 본 명세서에 사용된 전문 과학 용어들은 본 발명이 속하는 당업자에게 보편적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다.It should be understood that the singular forms used in the specification and the appended claims also include the plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
본 발명은 인삼을 유산균으로 발효시켜 제조된 당항상성 개선용 에탄올 혹은 부탄올 추출물을 제공한다.The present invention provides an ethanol or butanol extract for improving sugar resistance prepared by fermenting ginseng into lactic acid bacteria.
본 발명에서 사용된 유산균은 락토바실러스 가세리 (Lactobacullus gasseri) KCTC 3163 (이하 3163이라 칭한다)로서 한국생명공학연구원 생물자원센터에서 분양받아 사용하였다. 상기 KCTC 3163은 본 발명자들의 예비연구에서 50종의 유산균 중 고농도의 인삼 배지에서도 생장이 가능한 한편, 극성이 높은 진세노사이드들인 Rb1, Rb2, Re를 극성이 낮은 성분인 화합물 케이 (Compound K; 이하 C-K로 약칭함) 및 Rh1으로 대사시킬 수 있는 우수 균주로 선발되어 본 발명의 인삼 발효에 사용되었다. 즉 본 발명에서는 단순히 C-K 및 Rh1의 함량 증가만을 목표로 발효 조건을 설정한 것은 아니며, 유산균 발효과정 모니터링의 지표 성분들로서 C-K 및 Rh1을 설정하였다.Lactobacillus used in the present invention was Lactobacullus gasseri (Lactobacullus gasseri) KCTC 3163 (hereinafter referred to as 3163) was used by the Korea Institute of Bioscience and Biotechnology Center. In the preliminary study of the present inventors, the
본 발명에서는 수삼을 건조하여 백삼을 제조한 후 주근 (main roots; MR)과 미삼 (hairty roots; HR)으로 분리하여 발효시켰다. 그러나 주근과 미삼으로 분리하지 않고 백삼 자체를 발효시키는 방법도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한 백삼을 증숙하여 홍삼 및 선삼으로 가공한 후 KCTC 3163으로 발효시키는 방법도 본 발명의 범위에 들어갈 수 있다. 인삼 분말을 증류수에 현탁하여 KCTC 3163으로 발효시킨 후 에탄올(주정 포함) 혹은 부탄올로 추출한 후 여과하여 감압농축하여 추출조성물을 얻었다. 그 결과, 유산균에 의한 인삼의 발효로 인하여 진세노사이드의 대사가 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 인삼 분말 대신에 인삼 추출물을 KCTC 3163으로 발효시키는 것도 본 발명의 범위에 들어갈 수 있다. In the present invention, the ginseng was dried to prepare white ginseng, and then fermented by separating into main roots (MR) and hair roots (HR). However, the method of fermenting the white ginseng itself without separating into the main root and the ginseng may also be included in the scope of the present invention. In addition, steamed white ginseng and processed into red ginseng and ginseng and then fermented with
본 발명은 또한 (1) 인삼을 KCTC 3163으로 발효하는 단계, (2) 발효물을 에 탄올이나 부탄올로 추출한 후 여과하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 당항상성 개선용 추출조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method of producing an extract composition for improving sugar resistance, comprising the steps of (1) fermenting ginseng with
본 발명에 따른 추출조성물은 상기 인삼 분말을 사용한 배지 혹은 인삼 추출물을 사용한 액체 배지에 KCTC 3163을 접종하여 발효시킴으로써 얻어진다. 발효에 의하여 생성된 인삼의 KCTC 3163 발효물로부터 에탄올이나 부탄올로 추출한 후 얻어진 추출물을 여과한다. The extract composition according to the present invention is obtained by inoculating and fermenting
본 발명의 당항상성 개선용 추출조성물은 기존의 인삼 발효물에 비하여 진세노사이드 Rh1(프로토파나사트리올; protopanaxatriol)과 Rh2(프로토파나사다이올; protopanaxadiol)를 동시에 많이 함유한다는 특징이 있으며, 이는 기존의 인삼 발효물 특허에서 진일보한 것이다. Extract composition for improving sugar compatibility of the present invention is characterized in that it contains more ginsenoside Rh1 (protopanaxatriol) and Rh2 (protopanaxadiol) than conventional ginseng fermentation, which This is a step further from the existing ginseng fermentation patent.
본 발명의 당항상성 개선용 추출조성물은 간세포에서 세포내 당이용 대사를 증가시키는데 주요 역할을 하는 글루코키나제(glucokinase; hexokinase IV or D; 이하 GK라 칭한다) 활성을 증가시킨다. 간에서의 당 항상성 유지는 주로 효소에 대한 활성의 조절에 의해 달성된다. 상기 GK는 간의 당 항상성 유지에 중심이 되는 효소로서 포도당을 육-인산화된 포도당(glucose-6-phosphate; G-6-P)으로 인산화시켜 해당(glycolysis)시키거나 글리코겐(glycogen)을 합성시켜서 혈당을 제거한다.The extract composition for improving glycemic efficacy of the present invention increases the activity of glucokinase (glucokinase; hexokinase IV or D; hereinafter referred to as GK) which plays a major role in increasing intracellular glucose metabolism in hepatocytes. Maintaining sugar homeostasis in the liver is mainly achieved by modulating activity against enzymes. The GK is an enzyme that is central to the maintenance of glucose homeostasis in the liver, and phosphorylation of glucose with glucose-glucose-6-phosphate (G-6-P) to glycolyrate or synthesize glycogen to synthesize blood sugar. Remove it.
본 발명의 당항상성 개선용 추출조성물은 또한 간세포 및 골격근육세포에서 포도당을 글리코겐으로 전환시키는 데 관여하는 효소인 에이케이티[Akt; Protein Kinase B (PKB)라고도 칭함]의 인산화를 증가시킨다. 즉 인슐린(insulin)은 간세포 및 골격근육 세포 안으로 들어간 포도당을 글리코겐(glycogen) 등으로 저장되게 하는 효소들을 조절하는데 그 효소 중 하나가 에이케이티이며, 에이케이티는 인산화됨으로써 활성화된다. 활성화된 에이케이티는 간 및 근육에서의 글리코겐 신테이즈(glycogen synthase)를 저해하는 글리코겐 신테이즈 카이네이즈-삼[glycogen synthase kinase-3 (GSK-3)]를 인산화시켜서 불활성화시킨다. GSK-3가 불활성화되면 glycogen synthase가 활성화되어서 결국 골격근육세포내 포도당은 글리코겐으로 전환되는 것이 증가된다. 그러나 인슐린 저항성이 유도되면 Akt 및 GSK-3의 인산화가 낮아져서 포도당이 글리코겐으로 저장되지 못한다.The extract composition for improving glycemic efficacy of the present invention is also an enzyme that is involved in the conversion of glucose into glycogen in hepatocytes and skeletal muscle cells [Akt; Also called Protein Kinase B (PKB)]. Insulin regulates enzymes that allow glucose into hepatocytes and skeletal muscle cells to be stored as glycogen, one of which is ACT, which is activated by phosphorylation. Activated Act is inactivated by phosphorylating glycogen synthase kinase-3 (GSK-3), which inhibits glycogen synthase in the liver and muscle. Inactivation of GSK-3 activates glycogen synthase, which in turn increases the conversion of glucose into skeletal muscle cells into glycogen. Insulin resistance, however, lowers the phosphorylation of Akt and GSK-3, preventing glucose from being stored as glycogen.
혈당치가 상승하면 췌장 소도의 베타세포로부터 인슐린이 분비되어 혈당을 제거된다. 그러나 여러 병인에 의하여 혈당치가 높은데도 불구하고 적절한 인슐린이 분비되지 못하면 당항상성의 균형이 깨진다. 본 발명의 당항상성 개선용 추출조성물은 흰쥐에서 분리한 췌장 소도(pancreatic islets)에서 인슐린의 분비를 촉진시킨다.When blood sugar levels rise, insulin is secreted from the beta cells of pancreatic islets to remove blood sugar. However, even if the blood sugar is high due to various etiologies, proper insulin is not secreted, the balance of sugar always breaks. The extract composition for improving sugar resistance of the present invention promotes insulin secretion in pancreatic islets isolated from rats.
본 발명의 당항상성 개선용 추출조성물은 췌장 베타 세포에서 사이토카인 혹은 유리 지방산으로 유도된 세포사멸을 억제하여, 인삼만을 원료로 하였을 때 보다 훨씬 증가된 효과를 나타낸다.The extract composition for improving sugar resistance of the present invention inhibits apoptosis induced by cytokines or free fatty acids in pancreatic beta cells, and shows a much increased effect than when only ginseng was used as a raw material.
또한, 본 발명의 추출조성물은 당항상성을 개선함으로써 인슐린 저항성, 베타세포 이상, 내당능장애(glucose intolerance), 공복혈당장애, 당뇨병 전단계(prediabetes), 당뇨병을 예방 및 치료할 수 있다.In addition, the extract composition of the present invention can prevent and treat insulin resistance, beta cell abnormality, glucose intolerance, fasting glucose disorder, prediabetes, and diabetes by improving glycemic resistance.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다. 이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. The following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.
<종균의 제조><Production of spawn>
본 발명에 사용된 유산균은 한국생명공학연구원 생물자원센터(Korean Collection for Type Cultures: KCTC)에서 분양받아 한국식품연구원에서 보관하는 락토바실러스 가세리 케이티씨 3163 (Lactobacillus gasseri KCTC 3163; 이하 3163이라 약칭함)를 사용하였다. 종배양 배지는 tryptic soy broth를 사용하였다.Lactobacillus used in the present invention is Lactobacillus gasseri KCTC 3163 (hereinafter abbreviated as 3163) stored in the Korea Food Research Institute (KCTC) for sale at the Korea Biotechnology Center (Korea Collection for Type Cultures) ) Was used. As a culture medium, tryptic soy broth was used.
<인삼 분말의 제조><Production of Ginseng Powder>
인삼은 안성산 5년근을 잘 건조하여 백삼 주근, 백삼 미근(미삼)으로 분리하여 분말을 만들었다. 또는 96∼100℃에서 3∼5시간 동안 쪄서 건조한 후 홍삼 분말로 만들었다. 또는 110∼130℃에서 2∼3시간 쪄서 건조한 후 선삼 분말로 만들었다.Ginseng was dried 5 years old root of Anseong acid and separated into white ginseng root and white ginseng root (misam) to make powder. Or steamed for 3 to 5 hours at 96 ~ 100 ℃ dried to make a red ginseng powder. Or dried at 110 to 130 ° C. for 2 to 3 hours to obtain ginseng powder.
<인삼 증류수 추출물 분말의 제조><Preparation of Ginseng Distilled Water Extract Powder>
인삼은 안성산 5년근을 잘 건조하여 백삼 주근과 백삼 미근(미삼)으로 분리하여 분말로 만들거나, 또는 96∼100℃에서 3∼5시간 동안 쪄서 건조한 홍삼분말로 만들거나, 또는 110∼130℃에서 2∼3시간 쪄서 건조한 선삼 분말로 만들었다. 이 백삼, 홍삼 및 선삼의 분말을 각각 인삼 1kg당, 1) 물 (증류수 포함) 10리터를 가하여 60℃∼100℃에서 0.5∼10시간 추출하여 동결건조하거나, 혹은 2) 주정 10리터를 가하여 상온∼80℃에서 0.5∼10시간 추출하여 감압건조하여 분말로 제조하였다.Ginseng is dried 5 years old root of Anseong acid well and separated into white ginseng root and white ginseng root (misam) to make powder, or steamed for 3-5 hours at 96 ~ 100 ℃, or dried red ginseng powder for 110 ~ 130 ℃ The dried ginseng powder was steamed for 2-3 hours at. 1 kg of ginseng, red ginseng, and ginseng powder, 1) 10 liters of water (including distilled water) was added and extracted for 0.5 to 10 hours at 60 ℃ -100 ℃, or 2) 10 liters of alcohol was added to room temperature. Extracted at -80 ℃ for 0.5 to 10 hours and dried under reduced pressure to prepare a powder.
<인삼 에탄올 추출물 분말의 제조><Production of Ginseng Ethanol Extract Powder>
인삼은 안성산 5년근을 잘 건조하여 백삼 주근과 백삼 미근(미삼)으로 분리하여 분말로 만들거나, 또는 96∼100℃에서 3∼5시간 동안 쪄서 건조한 홍삼분말로 만들거나, 또는 110∼130℃에서 2∼3시간 쪄서 건조한 선삼 분말로 만들었다. 이 백삼, 홍삼 및 선삼의 분말을 각각 인삼 1kg당 에탄올 (주정 포함) 10리터를 가하여 60℃∼80℃에서 0.5∼10시간 추출하고 감압건조후 동결건조하여 분말로 제조하였다.Ginseng is dried 5 years old root of Anseong acid well and separated into white ginseng root and white ginseng root (misam) to make powder, or steamed for 3-5 hours at 96 ~ 100 ℃, or dried red ginseng powder for 110 ~ 130 ℃ The dried ginseng powder was steamed for 2-3 hours at. 10 liters of ethanol (including alcohol) per 1 kg of ginseng was added to extract the powders of white ginseng, red ginseng, and ginseng, respectively, at 60 ° C. to 80 ° C. for 0.5 to 10 hours, dried under reduced pressure, and lyophilized to prepare a powder.
<실시예 1> 백삼 주근 발효물의 제조Example 1 Preparation of Fermented White Ginseng Root
백삼 주근 분말 20g에 증류수 2,000㎖를 가하여 멸균하여 유산균(Lactobacillus gasseri KCTC 3163) 2g을 넣어 37℃에서 3∼10일간 (최적 조건은 7일간) 배양한 후, 발효물을 에탄올(또는 부탄올) 2,000㎖로 60℃∼80℃에서 2∼4시간 혹은 실온에서 18시간 추출하고 여과한다. 이 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다. 20 g of white ginseng root powder was added and sterilized by adding 2,000 ml of distilled water, and 2 g of lactic acid bacteria (Lactobacillus gasseri KCTC 3163) were incubated at 37 ° C. for 3 to 10 days (optimum condition was 7 days), and then the fermentation product was ethanol (or butanol) 2,000 ml The mixture was extracted at 60 ° C. to 80 ° C. for 2 to 4 hours or at room temperature for 18 hours and filtered. The filtrate was concentrated under reduced pressure and lyophilized to obtain an extract.
<실시예 2> 미삼 발효물의 제조<Example 2> Preparation of Misam fermented product
백삼의 미근(미삼) 분말 20g에 증류수 2,000㎖를 가하고 멸균하여 유산균(Lactobacillus gasseri KCTC 3163) 2g을 넣어 37℃에서 3∼10일간 (가장 좋은 조건은 7일간) 배양한 후, 발효물을 에탄올(또는 부탄올) 2,000㎖로 60℃∼80℃에서 2∼4시간 혹은 실온에서 18시간 추출하고 여과한다. 이 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다. After adding 2,000 ml of distilled water to 20 g of white ginseng root powder of white ginseng and sterilizing it, add 2 g of lactic acid bacteria (Lactobacillus gasseri KCTC 3163) and incubating at 37 ° C. for 3 to 10 days (7 days for the best conditions). Or butanol) and extracted with 2,4 hours or 60 hours at
<실시예 3> 홍삼 발효물의 제조예Example 3 Preparation Example of Red Ginseng Fermented Product
홍삼 분말 20g에 증류수 2,000㎖를 가하고 멸균하여 유산균(Lactobacillus gasseri KCTC 3163) 2g을 넣어 37℃에서 3∼10일간 (가장 좋은 조건은 7일간) 배양한 후, 발효물을 에탄올(또는 부탄올) 2,000㎖로 60℃∼80℃에서 2∼4시간 혹은 실온에서 18시간 추출하고 여과한다. 이 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다.20 g of red ginseng powder was added 2,000 ml of distilled water and sterilized. Then, 2 g of lactic acid bacteria (Lactobacillus gasseri KCTC 3163) were added and incubated at 37 ° C. for 3 to 10 days (7 days for the best conditions), followed by 2,000 ml of ethanol (or butanol). The mixture was extracted at 60 ° C. to 80 ° C. for 2 to 4 hours or at room temperature for 18 hours and filtered. The filtrate was concentrated under reduced pressure and lyophilized to obtain an extract.
<실시예 4> 선삼 발효물의 제조예Example 4 Preparation Example of Sun Ginseng Fermented Product
선삼 분말 20g에 증류수 2,000㎖를 가하고 멸균하여 유산균(Lactobacillus gasseri KCTC 3163) 2g을 넣어 37℃에서 3∼10일간 (가장 좋은 조건은 7일간) 배양한 후, 발효물을 에탄올(또는 부탄올) 2,000㎖로 60℃∼80℃에서 2∼4시간 혹은 실온에서 18시간 추출하고 여과한다. 이 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다.20 g of ginseng powder was added 2,000 ml of distilled water, sterilized, and 2 g of lactic acid bacteria (Lactobacillus gasseri KCTC 3163) were added and incubated at 37 ° C. for 3 to 10 days (7 days for the best conditions). The mixture was extracted at 60 ° C. to 80 ° C. for 2 to 4 hours or at room temperature for 18 hours and filtered. The filtrate was concentrated under reduced pressure and lyophilized to obtain an extract.
<비교예 1-4> 백삼 주근, 백삼미삼, 홍삼, 선삼 추출물의 제조예 <Comparative Example 1-4> Preparation Example of White Ginseng Main Root, White Ginseng Misam, Red Ginseng, Seonsam Extract
백삼 주근, 백삼 미삼, 홍삼 또는 선삼 분말 각 20g에 증류수 2,000㎖를 가하여 멸균한 후 에탄올(혹은 부탄올) 2,000㎖로 60℃∼80℃에서 2∼4시간 혹은 실온에서 18시간 추출하고 여과한다. 이 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다.Sterilize by adding 2,000 ml of distilled water to 20 g of white ginseng root, white ginseng, red ginseng or ginseng powder, and then sterilize with 2,000 ml of ethanol (or butanol) at 60 ℃ ~ 80 ℃ for 2-4 hours or at room temperature for 18 hours. The filtrate was concentrated under reduced pressure and lyophilized to obtain an extract.
<적용예 1-4> 백삼 주근, 백삼미삼, 홍삼, 선삼 추출물의 발효물의 제조 <Application Example 1-4> Preparation of Fermented White Ginseng Root, White Ginseng Misam, Red Ginseng, Seonsam Extract
상기의 인삼 증류수 추출물 분말의 제조 및 인삼 에탄올 추출물 분말의 제조의 방법으로 제조된 백삼 주근, 백삼 미삼, 홍삼 또는 선삼 추출물 분말 20g에 증류수 2,000㎖를 가하고 멸균하여 유산균(Lactobacillus gasseri KCTC 3163) 2g을 넣어 37℃에서 3-10일간(최적 조건은 7일간) 배양한 후 에탄올 혹은 부탄올로 추출하고 여과한다. 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 분말로 하였다.Add 20 ml of distilled water to 20 g of white ginseng root, white ginseng, red ginseng or ginseng extract powder prepared by the method of preparing the ginseng distilled water extract powder and the ginseng ethanol extract powder, and sterilize by adding 2 g of lactic acid bacteria (Lactobacillus gasseri KCTC 3163). Incubate at 37 ° C for 3-10 days (optimum condition is 7 days), extract with ethanol or butanol and filter. The filtrate was concentrated under reduced pressure and lyophilized to a powder.
<적용예 5-8> 백삼 주근, 백삼미삼, 홍삼, 선삼 추출물의 발효물의 제조Application Example 5-8 Preparation of Fermented White Ginseng Root, White Ginseng Misam, Red Ginseng, Seonsam Extract
인삼은 안성산 5년근을 잘 건조하여 백삼 주근과 백삼 미근(미삼)으로 분리하여 분말로 만들거나, 또는 96∼100℃에서 3∼5시간 동안 쪄서 건조한 홍삼분말로 만들거나, 또는 110∼130℃에서 2∼3시간 쪄서 건조한 선삼 분말로 만들었다. 이 백삼, 홍삼 및 선삼의 분말을 각각 인삼 1kg당 물 (증류수 포함) 10리터를 가하여 60℃∼100℃에서 0.5∼10시간 추출하고 냉각한 후 여기에 바로 유산균 3163 100g을 넣어 37℃에서 3-10일간 (최적 조건은 7일간) 배양한 후 에탄올 혹은 부탄올로 추출하고 여과한다. 여과액을 감압농축 및 동결건조하여 분말로 하였다.Ginseng is dried 5 years old root of Anseong acid well and separated into white ginseng root and white ginseng root (misam) to make powder, or steamed for 3-5 hours at 96 ~ 100 ℃, or dried red ginseng powder for 110 ~ 130 ℃ The dried ginseng powder was steamed for 2-3 hours at. 10 liters of water (including distilled water) per 1 kg of ginseng was extracted by adding 10 liters of water (including distilled water) to the powder of white ginseng, red ginseng, and ginseng for 0.5 to 10 hours, and then cooled. Incubate for 10 days (optimal conditions 7 days), extract with ethanol or butanol and filter. The filtrate was concentrated under reduced pressure and lyophilized to a powder.
<실험예> 함량분석 실험Experimental Example Content Analysis Experiment
상기 실시예 1, 2, 3, 4, 비교예 1-4, 적용예 1-4에 동량의 메탄올(methanol)을 넣고 원심분리하여 상등액을 얻는다. 이 중 100 ml을 감압농축하고 엑스를 각 0.2g씩 취하여 메탄올 100ml씩 3회 추출하였다. 이 추출물을 감압 농축시킨 후에 이에 물 100ml를 넣어 현탁시키고, 에테르 100ml씩으로 3회 추출하고 나머지 물분획을 다시 100ml씩으로 3회 추출하고 감압 농축시켰다. 이어서 MeOH 1ml에 용해시켜 HPLC로 분석하여 표 1과 같은 사포닌 함량 분석결과를 얻었다.In Example 1, 2, 3, 4, Comparative Example 1-4, Application Example 1-4 and the same amount of methanol (methanol) was put into centrifugation to obtain a supernatant. 100 ml of the solution was concentrated under reduced pressure, 0.2 g of each of the extracts was extracted, and 100 ml of methanol were extracted three times. The extract was concentrated under reduced pressure, suspended in 100 ml of water, extracted three times with 100 ml of ether, and the remaining water fraction was extracted three times with 100 ml each and concentrated under reduced pressure. Subsequently, it was dissolved in 1 ml of MeOH and analyzed by HPLC to obtain a saponin content analysis result as shown in Table 1.
HPLC 분석조건 :영린 에이치피엘씨 시스템: Younglin HPLC system - [Younglin SP930D quaternary pump (Seoul, Korea)와 ELSD (Attech Co., USA) detector]: Column, Develosil ODS-UG-5 Batch #10054 (NOMURA CHEMICAL, Japan); 용매, 증류수-아세토나이트릴 [0-35 min (90:10), 35-30min(5:95)] HPLC analysis conditions: Younglin HPLC system: Younglin HPLC system-[Younglin SP930D quaternary pump (Seoul, Korea) and ELSD (Attech Co., USA) detector]: Column, Develosil ODS-UG-5 Batch # 10054 (NOMURA CHEMICAL, Japan); Solvent, distilled water-acetonitrile [0-35 min (90:10), 35-30 min (5:95)]
그 결과 실시예 1 및 2에 의한 백삼 분말 3163 발효에 의하여 백삼 주근에는 함유되어 있지 않은 Rh1이 발효 백삼 주근에는 각각 5.4% 함유되었으며, 미삼에는 함유되어 있지 않은 Rh1, C-K가 발효 미삼에는 각각 9.8, 0.2% 함유되었다.As a result, by fermentation of
또한 비교예 1-4에 의한 백삼 엑스의 3163 발효에 의하여 백삼 주근에는 함유되어 있지 않은 Rh1, C-K, Rh2가 발효 백삼 주근에는 각각 11.9, 0.4, 0.7% 함유되었으며, 미삼에는 함유되어 있지 않은 Rh1, C-K, Rh2가 발효 미삼에는 각각 10.4, 0.4, 2.2% 함유되었다. 즉 3163 발효에 의하여 백삼에는 함유되지 않은 성분들이 발효 백삼에 생성되었다.In addition, Rh1, CK, and Rh2, which were not contained in the white ginseng root, were contained 11.9, 0.4, and 0.7% in the fermented white ginseng root, respectively, by the 3163 fermentation of white ginseng extract according to Comparative Example 1-4. CK and Rh2 contained 10.4, 0.4 and 2.2% in fermented rice, respectively. That is, 3163 fermentation produced ingredients not contained in white ginseng fermented white ginseng.
<시험예 1> 간세포에서의 당항상성 관련 기능 평가<Test Example 1> Evaluation of function related to glucose uptake in hepatocytes
간에서의 인슐린 저항성은 혈당치가 높은데도 불구하고 계속 당신생 반응에 의하여 당이 생성되며 혈당치가 간에 의하여 제거되지 못하는 것임. 간에서의 당 항상성의 유지는 주로 효소에 대한 활성의 조절에 의해 달성됨. 글루코키나제 [glucokinase (GK)]는 간의 당 항상성 유지에 중심이 되는 효소임. GK는 포도당을 glucose-6-phosphate (G-6-P)로 인산화시켜 해당작용(glycolysis)시키거나 글리코겐(glycogen)을 합성시켜서 혈당치를 낮춤. Cytokine의 일종인 종양괴사인자 알파[tumor necrosis factor-α(TNF-α)]는 GK 활성을 낮춤. 인삼 발효물이 간에서의 인슐린 저항성 관련 기능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 간세포에 TNF-α로 인슐린 저항성을 유발시킨 후 GK 활성에 미치는 영향 및 인슐린 신호전달 단백질 발현 (Akt 및 GSK-3β)의 인산화에 미치는 영향을 검증하였다.Insulin resistance in the liver means that even though the blood sugar level is high, sugar is continuously produced by your reaction and the blood sugar level cannot be removed by the liver. Maintenance of sugar homeostasis in the liver is mainly achieved by regulation of enzyme activity. Glucokinase (GK) is an enzyme that is central to the maintenance of sugar homeostasis in the liver. GK phosphorylates glucose with glucose-6-phosphate (G-6-P) to glycolyse or synthesize glycogen to lower blood sugar levels. Tumor necrosis factor-α (TNF-α), a type of cytokine, lowers GK activity. To evaluate the effect of ginseng fermentation on insulin resistance-related functions in liver, the effect of TNF-α on insulin resistance in hepatocytes followed by GK activity and phosphorylation of insulin signaling protein expression (Akt and GSK-3β) The impact on the system was verified.
-세포주 : 인간 원발성 간암 세포주(Human hepatocellular carcinomia cell line)인 HepG2 세포Cell line: HepG2 cell, a human primary hepatocellular carcinomia cell line
-인슐린 저항성 유도 조건 : 세포가 자라서 세포 배양 용기에 90% 정도 꽉 차면 종양괴사인자 알파 10ng/mL을 배지에 첨가하고, 24시간 동안 배양한다. Insulin Resistance Induction Condition: When cells grow and are about 90% full in the cell culture vessel, add 10 ng / mL of tumor necrosis factor alpha to the medium and incubate for 24 hours.
- 추출조성물의 첨가 방법-Method of Addition of Extract Composition
ㆍ 인슐린 민감성 작용: TNF-α와 동시에 첨가한다. Insulin Sensitive Action: Add simultaneously with TNF-α.
ㆍ 인슐린 유사 작용: TNF-α로 인슐린 저항성 유도 후 생물전환물로 10분간 반응시킨다. Insulin-like action: Induce insulin resistance with TNF-α and react with bioconversion for 10 minutes.
-GK 활성 측정: 포도당이 GK에 의하여 G-6-P로 전환되어 G-6-P 디하이드로게나아제에 의하여 NAD가 NADH로 환원되는 원리를 이용한다.-GK activity measurement: The principle is that glucose is converted to G-6-P by GK and the NAD is reduced to NADH by G-6-P dehydrogenase.
-인산화된 Akt 측정 : 웨스턴 블롯팅 이용한다.Phosphorylated Akt measurement: Western blotting is used.
-인산화된 GSK-3β 측정 : 웨스턴 블롯팅 이용한다.Phosphorylated GSK-3β measurement: Western blotting is used.
그 결과 본 발명의 백삼 주근의 3163 발효물의 에탄올 추출물은 GK의 활성을 증가시켰으며, 백삼 미삼의 3163 발효물의 에탄올 추출물은 GK의 활성을 증가시켰으며, 이를 표2, 표3에 나타내었다.As a result, the ethanol extract of the 3163 fermented white ginseng root of the present invention increased the activity of GK, the ethanol extract of the 3163 fermented white ginseng increased the GK activity, which is shown in Table 2, Table 3.
또한 백삼 주근의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 GK의 활성을 증가시켰으며, 백삼 미삼의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 GK의 활성을 증가시켰으며, 이를 도8, 도9에 나타내었다. 본 실험계에서 GK 최대 활성의 50%를 나타내는 농도 (EC50)가 백삼 주근은 33.42μg/ml인데 비하여 주근 발효물은 10.58μg/ml이어서 활성이 3배 증가하였다. 백삼 미삼은 20.60μg/ml인데 비하여 미삼 발효물은 11.54μg/ml이어서 활성이 2배 증가하였으며, 이를 표4에 나타내었다.In addition, butanol extract of 3163 fermented white ginseng root increased GK activity, but butanol extract of 3163 fermented white ginseng root increased GK activity, as shown in FIGS. 8 and 9. In this experimental system, the concentration (EC50) representing 50% of the maximum GK activity was 33.42 μg / ml in white ginseng root, whereas the root root fermentation was 10.58 μg / ml, resulting in a three-fold increase in activity. White ginseng misam was 20.60μg / ml, whereas the fermented ginseng was 11.54μg / ml, so the activity was doubled, and it is shown in Table 4.
백삼 주근의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 간세포에서 TNF-α 처리에 의하여 낮아진 인산화된 GSK-3β 및 PKB1의 발현을 증가시켰으며, 이를 도10에 나타내었다. Butanol extract of 3163 fermented white ginseng root increased the expression of phosphorylated GSK-3β and PKB1 lowered by TNF-α treatment in hepatocytes, as shown in FIG. 10.
<시험예 2> 골격근세포에서의 당 항상성 관련 기능 평가<Test Example 2> Evaluation of glucose homeostasis-related function in skeletal muscle cells
- 세포주: C2C12 (마우스 골격근 세포주 : mouse skeletal muscle cell line)Cell line: C2C12 (mouse skeletal muscle cell line)
- 분화 및 인슐린 저항성 유도 : 10% 소 혈청 (fetal bovine serum; FBS) 대신 2% 말 혈청 (horse serum)으로 교체하여 3일간 분화시킴. 이 기간 동안 인슐린 100nM을 동시에 3일간 처리하거나 혹은 티엔에프-알파 (10ng/mL)를 분화의 마지막 24시간에 처리하면 인슐린 저항성이 유도됨.Induction of differentiation and insulin resistance: Differentiation for 3 days by replacing with 2% horse serum instead of 10% fetal bovine serum (FBS). During this period, 100 nM of insulin at the same time, or TN-alpha (10 ng / mL) at the last 24 hours of differentiation, induce insulin resistance.
- 추출조성물의 첨가 방법-Method of Addition of Extract Composition
ㆍ 인슐린 민감성 작용: 분화의 마지막 24시간 동안 추출조성물을 첨가한 후 인슐린 자극에 의한 포도당 흡수작용 혹은 인슐린 신호전달 단백질의 인산화 분석한다.Insulin Sensitive Action: Add the extract composition during the last 24 hours of differentiation and analyze glucose uptake by insulin stimulation or phosphorylation of insulin signaling proteins.
ㆍ 인슐린 유사작용: 2% 말 혈청으로 3일간 분화시키면서 인슐린 100nM을 동시에 처리하여 인슐린 저항성을 유도시킴. 추출조성물을 10분간 반응시킨 후 포도당 흡수작용 혹은 인슐린 신호전달 단백질의 인산화를 측정한다.Insulin-like action: Induction of insulin resistance by simultaneous treatment of insulin 100 nM with differentiation with 2% horse serum for 3 days. After reacting the extract for 10 minutes, glucose uptake or phosphorylation of insulin signaling proteins is measured.
- 포도당 흡수작용-Glucose absorption
분화가 완료된 세포를 혈청이 없는 DMEM에서 24시간 배양하였다. 배지 제거 후 시료 20-50㎍/㎖를 동일배지에 용해하여 1시간 배양시키고, 37℃ KRP 완충액 [10mM phosphate(pH 7.2), 136mM, NaCl, 4.7mM KCl, 1.25mM CaCl2, 1.25mM MaSO4, 0.05% BSA]로 2차례 씻은 후 30분간 37℃에서 배양하였다. 완충액을 제거하고 KRP 완충액에 200μM로 녹여진 2-[N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)amino]-2-deoxy-d-glucose {2-NBDG}를 각 well에 150㎕씩 넣어주고, 37℃에서 1시간 배양하였다. 배양 후 2-NBDG를 제거하고 차가운 KRP 완충액으로 2차례 세척한 후 형광광도계를 이용하여 465nm/535nm에서 형광을 측정하였다. Differentiated cells were incubated for 24 hours in DMEM without serum. After removing the medium, 20-50 μg / ml of the sample was dissolved in the same medium and incubated for 1 hour, and 37 ° C. KRP buffer [10 mM phosphate (pH 7.2), 136 mM, NaCl, 4.7 mM KCl, 1.25
- 이뮤노블롯팅 (Immunoblotting)Immunblotting
세포의 단백질을 추출하여 p-GSK-3β(Ser 9) 및 p-AKT(P-Ser 472/473)를 분석한다. 그 결과, 본 발명의 백삼 주근의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 포도당 흡수를 증가시켰으며, 이를 표 5에 나타내었다. 또한 백삼 미삼의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 인슐린에 의한 GSK-3β 단백질의 인산화를 증가시켰으며, 이를 도 11에 나타내었다.Proteins of the cells are extracted and analyzed for p-GSK-3β (Ser 9) and p-AKT (P-Ser 472/473). As a result, butanol extract of 3163 fermented white ginseng root of the present invention increased glucose uptake compared to using ginseng extract alone, which is shown in Table 5. In addition, butanol extract of 3163 fermented white ginseng extract increased the phosphorylation of GSK-3β protein by insulin compared to the ginseng extract alone, which is shown in FIG. 11.
<시험예 3> 췌장 소도에서의 인슐린 분비에 미치는 영향Test Example 3 Effect on Insulin Secretion in Pancreatic Islets
- 포도당에 반응하는 실험계인 흰쥐 췌장 소도의 일차 배양으로 인슐린 분비 효과를 검증한다.-Insulin secretion is verified by primary culture of rat pancreatic islets, an experimental system that responds to glucose.
- 췌장 소도의 분리 및 배양Isolation and Culture of Pancreatic Islets
스프래그 돌리 흰쥐 (Sprague-Dawley rats)로부터 췌장 소도의 분리는 콜라게나제 (collagenase)를 총담관에 직접 주입하는 방법을 이용함. 떼어낸 췌장은 피콜 (ficoll) 경사를 이용하여 소도를 분리함. 소도를 크렙스 링거 이탄화 버퍼 (KRB; Krebs-Ringer bicarbonate buffer, pH 7.2)에 담아 37℃, 5% CO2 배양기에 서 1일간 배양 후 사용한다.Isolation of pancreatic islets from Sprague-Dawley rats was by direct injection of collagenase into the bile duct. The detached pancreas is isolated using a ficoll gradient. Sodium is contained in Krebs-Ringer bicarbonate buffer (KRB, pH 7.2) and used for 1 day in a 37 ° C, 5% CO2 incubator.
- 인슐린 분비의 검사Examination of insulin secretion
24시간 배양한 췌장 소도를 KRB로 2회 수세 후 각 well 당 일정 크기의 것들로 3개씩 옮긴 다음 포도당 농도에 따른 분비능과 배양 시간에 따른 분비능 그리고 생물전환물에 의한 인슐린 분비능을 측정함. 인슐린 농도의 측정은 효소면역방법 (EIA; enzyme immunoassay) 이용한 키트 사용함. 그 결과, 본 발명의 백삼 주근의 3163 발효물의 에탄올 추출물은 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 배지 농도 3.3mM에서의 (기저) 인슐린 분비를 증가시켰으며, 배지 농도 16.7mM에서의 인슐린 분비 (포도당 자극)도 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 증가시켰으며, 이를 표6, 표7에 나타내었다. 또한 백삼 주근의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 기저 인슐린 분비는 증가시켰으나 포도당 자극 인슐린 분비는 감소시켰으며, 이를 표6, 표7에 나타내었다. Pancreatic islets incubated for 24 hours were washed twice with KRB, and then transferred to three of each well with a predetermined size. The secretion ability according to the glucose concentration, the secretion ability according to the culture time, and the insulin secretion ability by the bioconversion were measured. Insulin concentration was measured using a kit using enzyme immunoassay (EIA). As a result, the ethanol extract of the 3163 fermented white ginseng root of the present invention increased the (base) insulin secretion at 3.3 mM media concentration and the insulin secretion (glucose stimulation) at the media concentration of 16.7 mM compared to the ginseng extract alone. ) Was also increased compared to the ginseng extract alone, which is shown in Table 6, Table 7. In addition, butanol extract of
또한 백삼 미삼의 3163 발효물의 에탄올 추출물은 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 기저 인슐린 분비에는 영향이 없었으나 포도당 자극 인슐린 분비는 증가시켰으며, 이를 표6, 표7에 나타내었다. 즉 백삼 미삼의 KCTC 3163 발효물의 에탄올 추출물은 그 자체만으로는 인슐린 분비를 증가시키지 않았으나 포도당에 의한 인슐린 분비는 증폭시키는 효과를 보였다.In addition, the ethanol extract of 3163 fermented white ginseng did not affect basal insulin secretion compared to ginseng extract alone, but increased glucose-stimulated insulin secretion, which is shown in Table 6 and Table 7. In other words, the ethanol extract of
또한 백삼 미삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 인삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 기저 인슐린 분비를 증가시켰으며 포도당 자극 인슐린 분비는 크게 증가시켰으며, 이를 표6, 표7에 나타내었다. 즉 백삼 미삼의 3163 발효 물의 부탄올 추출물은 그 자체만으로는 인슐린 분비를 증가시키지 않았으나 포도당에 의한 인슐린 분비는 증폭시키는 효과를 보였다.In addition, butanol extract of
또한 홍삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 홍삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 기저 인슐린 분비를 증가시켰으며, 포도당 자극 인슐린 분비에는 영향주지 않았으며, 이를 도12에 나타내었다. 즉 선삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 그 자체만으로 인슐린 분비를 증가시키는 효과를 보였다.In addition, butanol extract of
또한 선삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 선삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 기저 인슐린 분비에는 영향을 주지 않았으나 포도당 자극 인슐린 분비는 증가시켰으며, 이를 도13에 나타내었다. 즉 선삼의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 그 자체만으로는 인슐린 분비를 증가시키지 않았으나 포도당에 의한 인슐린 분비는 증폭시키는 효과를 보였다.In addition, butanol extract of
<시험예 4> 췌장 베타세포 사멸에 미치는 영향Test Example 4 Effect on Pancreatic Beta-cell Death
- 세포주 : MIN6N8 세포주 Cell line: MIN6N8 cell line
- 세포사멸 유도 조건-Apoptosis induction condition
ㆍ 사이토카인에 의한 유도 : 인터페론-γ (IFN-γ10 ng/mL), 종양괴사인자(TNF)-α (10 ng/mL), 인터루이킨-1β (10 ng/mL의 혼합물을 48시간 배지에 첨가함. 본 발명의 조성물을 사이토카인과 동시에 처리한다.Induction by cytokines: A mixture of interferon-γ (IFN-
ㆍ 유리지방산에 의한 유도 : 팔미트산 50mM을 50% 에탄올에 용해하여 0.5mM이 되도록하고, 48시간 후 배지에 첨가함. 본 발명의 조성물을 팔미트산과 동 시에 처리한다.Induction by free fatty acid: 50mM of palmitic acid is dissolved in 50% ethanol to 0.5mM, and added to the medium after 48 hours. The composition of the present invention is treated simultaneously with palmitic acid.
- 세포사멸 측정 Apoptosis measurement
사멸된 세포에서 생성되는 세포질성 히스톤단백질 관련 DNA 절편 (cytoplasmic histone associated-DNA-fragments 모노 및 올리고 뉴클레오솜)을 항히스톤 항체(anti-histone-antibody) 및 항DNA-POD(anti-DNA-POD)로접합하여 ABTS로 발색시키는 photometric enzyme-immunoassay 이용한다.Cytoplasmic histone protein-associated DNA fragments (mono and oligo nucleosomes) produced in killed cells are treated with anti-histone antibodies and anti-DNA-PODs. Photometric enzyme-immunoassay conjugated with and developed with ABTS.
- 세포독성 측정 -Cytotoxicity measurement
3-[4,5-디메틸티아졸-2-일]-2,5-디페닐-테트라졸리움 브로마이드(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide MTT)를 이용한다.3- [4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (3- [4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyl-tetrazolium bromide MTT ).
그 결과, 본 발명의 백삼 미삼의 3163 발효물의 부탄올 추출물은 사이토카인 유도 베타세포 사멸을 미삼 추출물을 단독으로 사용한 것에 비하여 더 억제하는 효과를 보였다 (도 14).As a result, butanol extract of 3163 fermentation of white ginseng misam showed more inhibitory effect on cytokine-induced beta cell death as compared to the use of rice extract alone (FIG. 14).
상기 결과를 종합하면, 본 발명의 백삼 주근의 KCTC 3163 발효물의 에탄올 추출물은 간세포 글루코키나제 활성을 증가시키며, 췌장소도에서의 기저 인슐린 분비를 증가시킨다. Taken together, the ethanol extract of
백삼 주근의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 간세포 글루코키나제 활성을 증가시키며, 간세포에서 GSK-3β 및 PKB1의 인산화를 증가시키며, 근육세포에서의 포도당 흡수를 증가시키며, 췌장소도에서의 기저 인슐린 분비를 증가시킨다. Butanol extract of
백삼 미삼의 KCTC 3163 발효물의 에탄올 추출물은 간세포 글루코키나제 활성을 증가시키며, 췌장소도에서의 기저 및 포도당 자극 인슐린 분비를 증가시킨다. Ethanol extract of
백삼 미삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 간세포 글루코키나제 활성을 증가시키며, 근육세포에서 인슐린 자극 GSK-3β의 인산화를 증가시키며, 췌장소도에서의 포도당 자극 인슐린 분비를 증가시키며, 사이토카인 유도 베타세포 사멸을 억제한다. Butanol extract of
홍삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 췌장소도에서의 포도당 자극 인슐린 분비를 증가시키며, 선삼의 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물은 췌장소도에서의 기저 인슐린 분비를 증가시킨다.Butanol extract of
상기 결과를 토대로, 본 발명의 당항상성 개선용 조성물은 약제학적 조성물로 사용되는 경우 당항상성 유지을 유지하는 기능을 회복시킬 수 있어서, 공복혈당 장애자, 내당능 장애자, 당뇨병 전단계로 진단받은 자, 당뇨병 환자의 췌장 베타세포 보호제 및 인슐린 저항성 개선제로 사용될 수 있는 효과가 있음을 확인하였다. 또한 인슐린 저항성은 당뇨병 뿐만 아니라 대사성 증후군 환자도 가지는 것으로 일반화되어 있으므로 대사성 증후군 환자의 인슐린 저항성 개선제로도 사용될 수 있을 것이다.Based on the above results, the composition for improving glycemic improvement of the present invention can restore the function of maintaining the glycemic maintenance when used as a pharmaceutical composition, impaired fasting glucose, impaired glucose tolerance, diagnosed with prediabetes, diabetic patients It was confirmed that there is an effect that can be used as a pancreatic beta cell protectant and insulin resistance improver. In addition, since insulin resistance is generalized to have metabolic syndrome patients as well as diabetes, it may be used as an insulin resistance improving agent of metabolic syndrome patients.
표 1. 인삼의 Lactobacillus gasseri KCTC 3163에 의한 발효가 진세노사이드 함량에 미치는 영향Table 1. Effect of Ginseng Fermentation with
Fermentation method
sample
(3163)Fermented rice
(3163)
분말발효
Powder fermentation
(3163)Fermented rice
(3163)
1)인삼을 증류수나 주정으로 추출한 엑기스를 유산균으로 발효시킴 1) Fermented extract extracted from ginseng with distilled water or alcohol with lactic acid bacteria
2)인삼을 바로 유산균으로 발효시킴 2) Fermented ginseng directly into lactic acid bacteria
3)- 측정할 수 없었음 (not detected). 3) -not detected.
표 2. 백삼 주근의 KCTC 3163 발효물의 에탄올 추출물 (50μg/mL)이 간세포의 글루코키나제 활성에 미치는 영향Table 2. Effect of Ethanol Extract (50μg / mL) of
(fold of TNF-α-treated group)GK activity
(fold of TNF-α-treated group)
TNF-α-untreated group : 인슐린 저항성을 유도시키지 않은 정상적인 세포TNF-α-untreated group: Normal cells that do not induce insulin resistance
TNF-α-treated group : 인슐린 저항성을 유도시킨 세포TNF-α-treated group: cells that induce insulin resistance
인삼 및 인삼 발효물은 TNF-α에 의하여 인슐린 저항성 유도시킨 세포에 처리함Ginseng and Ginseng Fermentation Treated with Insulin Resistance-induced Cells by TNF-α
제시한 값은 평균± 표준편차임(n=3). *P<0.05 (백삼주근과 비교하였을 때)The values presented are mean ± standard deviation (n = 3). * P <0.05 (compared to white ginseng root)
표 3. 백삼 미삼의 KCTC 3163 발효물의 에탄올 추출물 (50μg/mL)이 간세포의 글루코키나제 활성에 미치는 영향Table 3. Effect of Ethanol Extract (50μg / mL) of
(fold of TNF-α-treated group)GK activity
(fold of TNF-α-treated group)
TNF-α-untreated group : 인슐린 저항성을 유도시키지 않은 정상적인 세포TNF-α-untreated group: Normal cells that do not induce insulin resistance
TNF-α-treated group : 인슐린 저항성을 유도시킨 세포TNF-α-treated group: cells that induce insulin resistance
인삼 및 인삼 발효물은 TNF-α에 의하여 인슐린 저항성 유도시킨 세포에 처리함Ginseng and Ginseng Fermentation Treated with Insulin Resistance-induced Cells by TNF-α
제시한 값은 평균± 표준편차임(n=3). *P<0.05(발효시키지 않은 미삼과 비교하였을 때)The values presented are mean ± standard deviation (n = 3). * P <0.05 (compared with unfermented rice)
표 4. 티엔에프알파를 처리한 간세포(HepG2 cells)에서 락토바실러스 3163에 의한 발효물의 부탄올 추출물이 글루코키나제 EC50 에 미치는 영향Table 4. Effect of Butanol Extract of Fermentation by
EC50 (half maximal effective concentration) : 최대 활성의 50%를 나타내는 농도EC 50 (half maximal effective concentration): concentration representing 50% of the maximum activity
표 5. 백삼 주근의 3163 발효물의 부탄올 추출물 (20 μg/mL)이 근육세포의 포도당 흡수에 미치는 영향1),2) Table 5. Effect of Butanol Extract (20 μg / mL) of 3163 Fermented White Ginseng Root on Glucose Absorption of Muscle Cells 1), 2)
1)Fold of control =(data-blank) / (control- blank) 1) Fold of control = (data-blank) / (control-blank)
blank: glucose-untreatd, control: glucose-treated blank: glucose-untreatd, control: glucose-treated
2)Values are mean ± SE (n=8) 2) Values are mean ± SE (n = 8)
표 6. 인삼의 3163 발효물의 췌장 소도에서의 기저(basal) 인슐린 분비 효과Table 6. Basal insulin secretion effect in pancreatic islets of 3163 fermented ginseng
추출물ethanol
extract
추출물Butanol
extract
추출물ethanol
extract
추출물Butanol
extract
Raw ginseng
0.2696.950 ±
0.269
0.9442.700 ±
0.944
4.99112.934 ±
4.991
0.9052.768 ±
0.905
0.2451.587 ±
0.245
0.0730.968 ±
0.073
1.2432.079 ±
1.243
0.0281.007 ±
0.028
발효물3163
Fermented products
2.0719.437 ±
2.071
0.3874.085 ±
0.387
5.49011.620 ±
5.490
0.0920.618 ±
0.092
Values are mean ± SEM (n=3).Values are mean ± SEM (n = 3).
표 7. 인삼의 3163 발효물(200μg/ml)의 췌장 소도에서의 포도당 자극(glucose-stimulated) 인슐린 분비에 미치는 영향Table 7. Effect of
추출물ethanol
extract
추출물Butanol
extract
추출물ethanol
extract
추출물Butanol
extract
0.49710.019 ±
0.497
7.024 17.981 ±
7.024
2.8347.176 ±
2.834
3.5736.146 ±
3.573
3.3126.764 ±
3.312
발효물3163
Fermented products
0.3972.279 ±
0.397
Values are mean ± SEM (n=3).Values are mean ± SEM (n = 3).
표 8. 백삼 주근 KCTC 3163 발효물의 에탄올 추출물이 사이토카인 유도 베타세포 사멸에 미치는 영향 Table 8. Effect of Ethanol Extract of
표 9. 백삼 주근 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물이 사이토카인 유도 베타세포 사멸에 미치는 영향Table 9. Effect of Butanol Extract of
표 10. 백삼 미삼 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물이 사이토카인 유도 베 타세포 사멸에 미치는 영향Table 10. Effect of Butanol Extract of White
White Ginseng Misam
3163 발효물의 부탄올 추출물
Butanol Extract of
표 11. 백삼 미삼 KCTC 3163 발효물의 부탄올 추출물이 팔미틱산 유도 베타세포 사멸에 미치는 영향Table 11. Effect of Butanol Extract of White
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 인삼-3163의 발효로부터 에탄올 추출물 혹은 부탄올 추출물을 포함하는 당항상성 개선용 조성물을 제조하는 과정을 순차적으로 도시한 공정도이다(도 1a는 백삼 주근 혹은 미삼의 유산균 3163 발효물의 추출조성물의 제조공정도이고, 도 1b는 홍삼의 유산균 3163 발효물의 추출조성물의 제조공정도이고, 도 1c는 선삼의 유산균 3163 발효물의 추출조성물의 제조공정이다.).1a to 1c is a process diagram sequentially showing a process for preparing a composition for improving sugar resistance including the ethanol extract or butanol extract from the fermentation of ginseng-3163 according to the present invention (Fig. 3163 is a manufacturing process of the extract composition of the fermented product, Figure 1b is a manufacturing process chart of the extract composition of
도 2는 백삼 주근의 HPLC 크로마토그램을 도시한 도면이다.2 is a diagram showing an HPLC chromatogram of white ginseng root.
도 3은 백삼 주근의 3163 발효물의 HPLC 크로마토그램을 도시한 도면이다.3 is a diagram showing the HPLC chromatogram of 3163 fermentation of white ginseng root.
도 4는 백삼 미삼의 HPLC 크로마토그램을 도시한 도면이다.Figure 4 is a diagram showing the HPLC chromatogram of white ginseng.
도 5는 백삼 미삼의 3163 발효물의 HPLC 크로마토그램을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing an HPLC chromatogram of 3163 fermentation of white ginseng misam.
도 6은 홍삼의 HPLC 크로마토그램을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating an HPLC chromatogram of red ginseng.
도 7은 홍삼의 3163 발효물의 HPLC 크로마토그램을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a HPLC chromatogram of 3163 fermented red ginseng.
도 8는 인슐린 저항성이 유도된 HepG2 세포에 백삼 주근-3163 발효물의 부탄올 추출물 첨가에 의한 글루코카이네이즈 활성의 개선 효과를 나타낸 그래프이다. 모든 시료의 농도는 50, 20, 1 μg/mL의 농도로 TNF-α와 함께 24시간 배양함. 1 units/mL glucose-6-phosphate dehydrogenase, 0.5/100mM glucose, 0.5mM NAD, 2.5mM ATP의 농도로 96well에서 1/10의 세포 추출물과 함께 30분 반응시킴. Values are means±SEM, n=3.Figure 8 is a graph showing the effect of improving the glucokinase activity by the addition of butanol extract of white ginseng fructus-3163 fermentation to HepG2 cells induced insulin resistance. All samples were incubated with TNF-α at concentrations of 50, 20, and 1 μg / mL for 24 hours. 1 unit / mL glucose-6-phosphate dehydrogenase, 0.5 / 100mM glucose, 0.5mM NAD, 2.5mM ATP, reacted for 30 min with 1/10 cell extract in 96well. Values are means ± SEM, n = 3.
도 9는 인슐린 저항성이 유도된 HepG2 세포에 백삼 미삼-3163 발효물의 부탄 올 추출물 첨가에 의한 글루코카이네이즈 활성의 개선 효과를 나타낸 그래프이다. 모든 시료의 농도는 50, 20, 1 μg/mL의 농도로 TNF-α와 함께 24시간 배양함. 1 units/mL glucose-6-phosphate dehydrogenase, 0.5/100mM glucose, 0.5mM NAD, 2.5mM ATP의 농도로 96well에서 1/10의 세포 추출물과 함께 30분 반응시킴. Values are means±SEM, n=3.9 is a graph showing the improvement of glucokinase activity by the addition of butanol extract of white ginseng misam-3163 fermentation to insulin resistance induced HepG2 cells. All samples were incubated with TNF-α at concentrations of 50, 20, and 1 μg / mL for 24 hours. 1 unit / mL glucose-6-phosphate dehydrogenase, 0.5 / 100mM glucose, 0.5mM NAD, 2.5mM ATP, reacted for 30 min with 1/10 cell extract in 96well. Values are means ± SEM, n = 3.
도 10은 인슐린 저항성이 유도된 HepG2 세포에 백삼 주근-3163 발효물의 부탄올 추출물 첨가에 의한 GSK-3β 및 PKB1 인산화의 증가 효과를 나타낸 그래프이다. Values are means±SEM, n=3.10 is a graph showing the effect of the increase of GSK-3β and PKB1 phosphorylation by the addition of butanol extract of white ginseng fructus-3163 fermentation to HepG2 cells induced insulin resistance. Values are means ± SEM, n = 3.
도 11은 골격근세포에서 100 nM 인슐린을 3일간 처리하여 인슐린 저항성을 유도하면서 마지막 24시간 동안 백삼 미삼 3163 발효물의 부탄올 추출물 (20μg/mL)을 첨가하였을 때 인슐린 100 nM의 5분간의 자극에 의한 GSK-3β의 인산화 효과를 나타낸 그래프이다. Values are means±SEM, n=3.FIG. 11 shows GSK by 5 min stimulation of insulin 100 nM when butanol extract (20 μg / mL) of
도 12는 홍삼의 3163 발효물 (FRG; fermented sun ginseng)의 부탄올 추출물의 흰쥐 췌장 소도에서의 인슐린 분비 효과이다.12 is the effect of insulin secretion on rat pancreatic islets of butanol extract of 3163 fermented sun ginseng (FRG) of red ginseng.
도 13은 선삼의 3163 발효물 (FSG; fermented sun ginseng)의 부탄올 추출물의 흰쥐 췌장 소도에서의 인슐린 분비 효과이다.Figure 13 is the insulin secretion effect of butanol extract of 3163 fermented ginseng (FSG; fermented sun ginseng) in rat pancreatic islets.
도 14는 백삼 미삼의 3163 발효물의 부탄올 추출물의 사이토카인 유도 베타세포 사멸 억제효과이다.14 is a cytokine-induced beta cell death inhibitory effect of butanol extract of 3163 fermented white ginseng misam.
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KR20180090594A (en) * | 2017-02-03 | 2018-08-13 | 한국식품연구원 | Novel Bacillus subtilis 4-1-1 and method for fermented ginseng using the same |
KR101953072B1 (en) | 2018-11-09 | 2019-02-27 | 에스케이바이오랜드 주식회사 | Novel lactic acid bacteria Lactobacillus gasseri SKB1102, or Cosmetic composition comprising the same for anti-pollution |
KR20220045303A (en) | 2020-10-05 | 2022-04-12 | 주식회사 비티씨 | Lactobacillus acidophilus BLA-9 with biological conversion activity of saponin, a method of preparation for fermented red ginseng extracts having increased content of ginsenoside compound K using the same, fermented red ginseng extracts using thereby and health-functional food composition containing the same |
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