KR20110090415A

KR20110090415A - 고농축 마카추출물의 제조방법 및 그 조성물

Info

Publication number: KR20110090415A
Application number: KR1020100010165A
Authority: KR
Inventors: 박상재; 강병식; 왕윤경; 권성필
Original assignee: (주)에이지아이
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-10

Abstract

본 발명은 마카추출물의 제조방법 및 그 조성물에 관한 것으로 마카분말에 에탄올 농도 90~95.5%(v/v)의 발효주정을 가하여 10~50℃에서 1~5시간 동안 추출하고 얻어진 여액을 진공농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게하고, 여기에 물을 가하여 고형분의 농도가 10%(w/v)가 되도록 한 다음, 이를 농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게하고, 이를 5~10℃에서 24시간 이상 방치하여 상층에 지방층을 형성시키고, 이를 회수하여 건조하는 방법에 의하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 마카마이드의 함량이 0.5%(w/w)이상인 고농축 마카추출물의 제조방법 및 그 조성물을 제공한다.

Description

고농축 마카추출물의 제조방법 및 그 조성물{Preparation method for the highly concentrated extract from Maca and the composition containing the same}

본 발명은 마카를 원료로 마카마이드를 고농도로 함유하는 고농축 마카추출물의 제조방법 및 그 조성물에 관한 것이다.

마카 추출물의 제조에는 용매를 사용하여 추출하고, 이를 유기용매를 이용한 분획의 과정을 거쳐 분획물을 얻는 것이 지금까지 알려진 대부분의 추출물의 제조방법이었다. 이렇게 제조된 분획물은 사용된 유기용매의 유독성으로 인하여 통상적인 식품의 제조공정에 사용하기 어려운 문제점이 있었다. 본 발명은 유독성 유기용매를 사용하지 않고 고농축 마카추출물을 제조하는 방법을 제시하고자 한다.

KR10-2007-0003979 10; PCT/JP2005/006013 마카추출물을함유하는음료조성물로서아세트산을함유하는포도증류주에함유시킨알코올음료조성물을제시. KR10-2006-0128964 10; PCT/JP2005/001201 마카를물로추출하고남는잔사를에탄올농도20~100%의용매를사용하여20~75℃에서추출한마카추출물의제조방법을제시. 그러나이경우단순조성물만을제시하고있을뿐,그주요기능성분의함량에대한연구는전혀제시하고있지않음. KR10-2009-0009122 10 발효마카조성물및그제조방법에관한것으로미생물에의해발효된마카를주성분으로하여마카의독특한냄새및막을개선한조성물을제시 KR10-2007-0073663 10 마카추출물의제조방법으로서에탄올농도65~75%(v/v)의발효주정을가하고30~70℃에서추출하여추출물을얻고,이를분말화한다음99%(v/v)이상의에탄올로재추출하여용해되는추출액을얻는방법에의하여얻어지는마카추출물의제조방법을제시. KR10-0787527 10 마카분말및사슴또는고라니유래의뿔분말로이루어지는남성의테스토스테론의레벨을향상시킬수있는분말화된조성물을제시. KR10-0814133 10 초임계유체를이용하여마카마이드를고함유하는추출물의제조방법을제시하고있으며,유해한유기용매가잔류하지않아식품으로서의안전성확보된추출물을제시.

US

6267995

10

미국특허공보제6267995호의내용을살펴보면,마카분말을수용성용매로추출하여1차조성물을얻고,얻어진1차조성물을역상컬럼크로마토그래피를이용하여다당류가농축된조성물을얻고,컬럼을다시70%이상의알콜을함유하는용매로재용리시켜얻어진액을농축하여조성물을얻고,추출하고남은박을다시알콜농도80%이상의용매를사용하여추출하여추출물을얻는방법을제시.청구항에서는90%이상의물을함유하는용매로1차추출하고,남은박을다시90%이상의알콜을함유하는용매를사용하여2차추출하여얻어진추출액을농축하여얻어지는조성물을주장.

(논문 1) Phytochemistry, 59, 105-110, 2002 Mohammad 등은 마카의 성분을 조사하기 위하여 석유에테르로 추출한 추출물을 대상으로 크로마토그래피에 의한 성분분리 및 정제를 보고하였으며, (논문 2) Phytochemical Analysis, 16, 463-469, 2005 McCollom 등은 마카중의 마카마이드의 분석을 위하여 석유에테르로 추출하고 HPLC를 이용하는 방법을 제시하였으며, (논문 3) J. of Agricultural and Food Chemistry, 50, 5621-5625, 2002 Piacente 등은 마카를 헥산, 클로로포름, 메탄올 등을 이용하여 추출하는 방법을 제시하여 그 추출물을 이용한 함유성분을 분석한 결과를 글루코시놀레이트 성분의 분석에 의하여 행한 결과를 보고하고 있으며, (논문 4) J. Agric. Food Chem., 53, 690-693, 2005 Zhao 등은 마카에서 새로운 마카마이드의 분리 및 동정을 보고한 바, 그에 따르면 95%의 에탄올을 용매로 추출하는 방법을 제시하고 있다. (논문 5) Chem. Pharm. Bull., 50(7), 988-991 Ganzera 등은 메탄올을 이용한 추출물을 대상으로 마카마이드의 분석 및 결과를 제시하고 있다.

지금까지 마카 추출물은 마카마이드 또는 글루코시놀레이트의 함량을 증가시킨 추출물을 제조하는데 주안점이 주어져 왔으며, 유기용매를 사용하지 않고 식품용으로 사용 할 수 있는 마카마이드 고함유 추출물의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 마카 추출물을 얻고, 이를 유기용매를 사용하지 않고 분획물을 얻는 방법에 의하여 고농도의 마카마이드를 함유한 추출물을 얻는 방법을 제공한다.

본 발명은 유기용매를 사용하지 않고 식품의 재료로 사용가능한 용매를 이용하여 고농도의 마카마이드를 함유한 마카 추출물을 제공하는 방법 및 그 조성물을 제공하는 효과를 가진다.

도 1은 N-benzyl hexadecanamide의 화학구조를 나타낸 것이고,
도 2는 N-benzyl octadecenamide의 화학구조를 나타낸 것이고,
도 3은 N-benzyl octadecadienamide의 화학구조를 나타낸 것이고,
도 4는 N-benzyl octadecatrienamide의 화학구조를 나타낸 것이다.
도 5는 마카추출물의 일반적인 크로마토그램을 나타낸 것이다.

본 발명은 마카를 원료로 하여 물과 주정을 혼합하여 에탄올의 농도를 90~95.5%(v/v)로 하고, 마카 1Kg에 대하여 5~10리터로 가하고, 온도 10~50℃에서 1~5시간동안 추출하고, 여과하여 추출액을 얻고, 이를 진공농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게 하고, 여기에 물을 가하여 고형분의 농도가 10~15%(w/v)가 되도록 한 다음 이를 다시 농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게 하고, 이를 5~10℃에서 24시간 이상 방치하여 상층에 지방층을 형성시키고, 이를 회수하여 건조하는 방법에 의하여 마카마이드의 함량이 0.5%(w/w) 이상인 고농축물로서 원료 마카에 비하여 50~300배 농축된 고농축 마카추출물을 제조하는 방법을 완성하게 된다.

본 발명에서 사용된 기술적인 원리는 주된 기능성분으로 알려진 마카마이드가 고농도인 마카추출물을 얻기 위하여 마카마이드의 물리, 화학적 성질을 적절하게 개선된 공정에 응용하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에서 마카의 주요 기능성분으로 추정한 마카마이드는 N-benzyl hexadecanamide(도1 참고), N-benzyl octadecenamide(도2 참고), N-benzyl octadecadienamide(도3 참고), N-benzyl octadecatrienamide(도4 참고)로 구성되는 것을 특징으로 한다. 이들 성분들은 구조에서 알 수 있는 바와 같이 강한 소수성을 가지고 있다. 따라서 본 발명자들은 이러한 성질을 이용하여 마카마이드를 손쉽게 고농축 할 수 있는 방법을 개발하게 된 것이다.

마카에서 마카마이드를 함유한 성분들을 추출하는 과정은 일반적으로 사용가능한 용매인 주정(에탄올 함량 95%(v/v) 수준)을 사용하게 된다. 이 과정에서 지용성 성분 및 수용성 성분의 일부가 추출되게 된다. 본 발명에서는 에탄올의 농도를 90~95.5%(v/v)하여 마카 분말 대비 5~10배수 가하고 온도 10~50℃에서 1~5시간동안 추출하고, 여과하여 추출액을 얻게 되는데 이 과정에서 지표성분들은 대부분 추출되게 된다. 추출에서 가장 중요한 인자로는 에탄올의 농도를 들 수 있으며 그 다음으로 온도를 들 수 있다. 추출온도는 높을 수록 추출수율이 향상되지만 동시에 지용성 성분의 산화가능성 및 에탄올의 사용으로 인한 위험성이 있어 상한선을 섭씨 50도로 하였고, 추출시간은 원료로 사용된 마카가 미세한 분말상이므로 손쉽게 추출될 수 있다는 점을 감안하여 최대 5시간으로 설정하였으나, 이는 더 연장하여도 본 발명의 기술적인 범위를 넘어서는 것은 아니다.

추출 후 여과하여 얻어진 추출액을 진공농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게 하는데, 이 과정에서 대부분의 에탄올은 회수하게 된다. 남은 농축액에는 에탄올에 용해된 추출물이 존재하게 된다. 여기에 물을 가하여 고형분의 농도가 10~15%(w/v)가 되도록 한 다음, 이를 다시 농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게 한다. 이 과정은 첨가한 물로 인하여 추출에 사용된 에탄올이 물과 공비를 이루면서 우선적으로 증발하는 효과를 이용한 것으로 추출물이 용해된 상태로 에탄올을 선택적으로 제거하기 위한 방법이다. 이 과정을 거치고 나면 추출용으로 첨가한 용매 중의 에탄올은 대부분 제거되어 그 농도가 10%(v/v)이하로 낮아지게 된다. 또한 추출물은 대부분 현탁액의 상태로 존재하게 된다. 이를 5~10℃에서 24시간 이상 방치하면 에탄올의 농도가 낮아진 농축액의 특성으로 인하여 층분리 현상이 발생하게 되는데, 상층에 지방에 가용성인 성분들이 층을 형성시키게 된다. 이는 손쉽게 매쉬망을 이용하여 회수가능하다. 이를 회수하여 건조하는 방법에 의하여 마카마이드의 함량이 0.5%(w/w) 이상인 고농축물로서 원료 마카에 비하여 50~300배 농축된 본 발명의 고농축 마카추출물을 제조하는 방법을 완성하게 된다. 농축과정에서 다시 물을 가하여 희석 후 재농축하는 것은 에탄올을 제거하는 목적과, 층분리를 유도하기 위한 것으로 에탄올이 충분히 제거되지 않으면 층분리가 불가능하며, 이는 고순도의 에탄올로 재용해 하여 얻는 것과는 근본적으로 차이가 있을 수 밖에 없다.

본 발명의 제조공정은 기존의 제조공정이 단순히 추출시 에탄올의 농도를 변경한 것에 반하여 추출시 고농도의 에탄올로 추출하고, 이를 농축 후 다시 물을 가하여 에탄올을 제거하는 과정을 거치면서 수용성 성분과 지용성 성분이 손쉽게 유리될 수 있는 공정을 이용한 것이며, 단순한 고농도 에탄올 추출과 비교할 때 유상층과 수상층이 자연스럽게 분리되는 조건 찾아내어 본 발명을 완성하게 된 것이다. 95%이상의 고순도의 에탄올로 추출하는 공정의 경우 유상, 수상 성분의 층분리와는 달리 마카에 다량으로 함유된 당성분까지도 일부 함유되게 되어 추출물의 조성에는 현저한 차이가 발생하게 된다.

본 발명의 마카마이드의 분석을 위한 분석조건은 여러 문헌의 방법을 조합하여 개발한 것으로 HPLC를 이용하여 이동상으로 (A)물+0.03% TFA, (B)아세토니트릴+0.03%TFA 를 준비하고, gradient로서 0분에서 20% A, 80% B, 35분까지 0% A, 100% B로 변경하면서 UV 검출기로 210nm에서 검출하고, 컬럼으로 YMC-pack C18(250*4.6, 5um)을 사용하며 주입량은 10ul, 오븐온도는 40℃로 하여 분석하였다. 기준물질은 시그마에서 구입하거나 합성하여 분리정제한 후 사용하였다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예로서 상세히 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1. 추출물의 제조

페루산 마카 분말 1Kg에 대하여 에탄올 농도 94.0%(v/v)의 발효주정을 10L가하고, 45℃에서 5시간동안 추출하였다. 추출물을 여과하여 고형분을 제거하고, 얻어진 추출액을 진공농축하여 고형분 농도 40%(w/v)의 농축액을 735g을 얻었다. 여기에 고형분의 농도가 12%(w/v)가 되도록 물을 1,700ml 첨가하고, 충분히 혼합한 다음, 이를 진공농축하여 고형분의 농도가 39.4%(w/v)가 되었을 때 섭씨 10도에서 24시간 동안 방치하였다. 그 결과 상부에 유상층이 형성되면서 하부의 수상층과 20매쉬망을 이용하여 쉽게 분리 할 수 있는 있었다. 그 결과 얻어진 유상층은 고형분의 함량이 75.3%(w/w)였으며, 전체 무게는 75g 이었다. 얻어진 유상층을 동결건조하여 분말화 한다음 그 성분함량을 분석한 결과 다음의 결과를 얻었다.

마카마이드 함량 비교

성분명	원료마카분말 (%, w/w)	본 발명의 추출물 (%,w/w)	함량비(배수)
n-benzyloctadecatrienamide	0.005	0.31	62
n-benzyloctadecadienamide	0.002	0.15	75
n-benzylhexadecanamide	0.013	0.94	72
n-benzyloctadecenamide	0.0006	0.02	33
총마카마이드	0.0206	1.42	69

상기 표에 나타난 바와 같이 본 발명의 추출물은 총 마카마이드의 함량이 69배 강화된 고농축 추출물임을 알 수 있었다.

비교예 1. 일반적인 방법에 의한 추출물의 제조

마카 100g에 에탄올 농도 70, 95%(v/v)의 용매를 1L 가하고 60℃에서 4시간 동안 추출하고 여과하여 얻어진 추출액을 진공농축하여 각각 30g, 21g의 추출물을 얻었다. 이 추출물 중 70%(v/v) 에탄올로 추출한 추출물의 알카마이드 함량분석 크로마토그램을 도5에 보였다. 각각의 추출물 중 마카마이드 함량의 비교결과를 표2에 보였다.

에탄올 농도별 추출물 중 알카마이드 함량 비교

성분명	에탄올 70% (%, w/w)	에탄올 95% (%, w/w)
n-benzyloctadecatrienamide	0.007	0.03
n-benzyloctadecadienamide	0.008	0.010
n-benzylhexadecanamide	0.045	0.068
n-benzyloctadecenamide	0.004	0.005
총마카마이드 함량	0.064	0.113

비교예 2. 당함량의 비교

상기 실시예 1의 본발명의 추출물과 비교예1의 에탄올 70%, 95% 추출물의 당함량을 비교하였다. 그 결과를 다음의 표 3에 보였다.

총당함량의 비교

총당함량	에탄올 70% (%, w/w)	에탄올 95% (%, w/w)	본 발명의 추출물 (%, w/w)
	47.8	21.9	0.2

상기 표 3에 나타난 바와 같이 본 발명의 추출물은 당함량에 있어 기존의 에탄올 추출물에 비하여 절대적으로 적은 당함량의 결과를 보였다.

실시예 2. 성기능 강화 효과

성기능 강화의 효과를 정액의 양, 정자의 활동성 및 정자수의 관점에서 접근하였다. 본 발명의 실시예 1의 추출물을 건강한 성인 남성을 대상으로 1일 0.5g씩 경구투여하고, 30일 투여한 후 피시험자의 정자를 채취하였다. 부피를 측정한 후 정자를 액화 후 5ml의 Hank's Buffered Salt Solution (HBSS)액으로 희석 한 후, haematocytometer에 놓고 정자수 및 활동성을 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었다. 표3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 추출물은 정자의 수 및 정액의 양을 현저하게 증가시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.

정자의 수 증가 효과

	투여전				투여후
	정액양 (㎖)	정자수 (×10⁶/㎖)	정자의 활동성 (%)	pH	정액양 (ml)	정자수 (×10⁶/㎖)	정자의 활동성 (%)	pH
결과	2.1	29.2	12.2	8.0	2.76	66.7	43.3	7.7

실시예 3. 동물시험 결과

100마리의 60일 경과된 Sprague-Dawley 랫드(수컷 80마리, 암컷 20마리)를 오리엔트로 부터 구입하여 1주일간 안정화 시킨 후 본 발명의 추출물인 실시예 1의 추출물과 비교예 1의 95%주정 추출물을 대상으로 성기능 관련 효과를 비교하였다.

각 20마리로 구성된 4개 그룹의 성경험이 없는 수컷랫드를 50mg씩 식염수에 녹여 5일간 경구투여하고, 암컷랫드는 5일 간격으로 7회씩 성경험이 있는 수컷랫드를 이용하여 연습시켰다. 암실에서 10분간 적응시킨 다음 잘 연습된 암컷랫드를 수컷과 혼합하였다. 그 결과 마운트까지의 지연시간(ML, 짧을수록 좋다), 삽입까지의 지연시간(IL, 짧을수록 좋다), 사정주기(EL), 마운트 주기(MF, 짧을수록 좋다), 삽입횟수(IF, 많을수록 좋다)를 비교하였다.

	무처리군(식염수투여군)	95%주정추출물 투여군	본 발명의 추출물 투여군
ML	155.2±56.2	135±35.2	85±29.5
IL	687.5±158.5	354±156.4	266±158.2
EL	1800±0	1800±0	1800±0
MF	18.8±3.2	12.2±3.9	8.6±2.5
IF	3.6±2.3	25.6±12.4	32.5±15.2

그 결과 본 발명의 추출물은 95% 주정 추출물 및 식염수 투여군에 비하여 매우 뛰어난 성기능 증가 및 성욕을 강화하는 효과가 있는 것으로 나타났다.

본 발명은 성기능강화, 스태미나 증진, 면역력 향상, 기억력 향상 등의 기능성을 가진 마카 추출물을 제공하여 건강기능식품, 기능성 식품 등의 원료로 사용할 수 있으며, 고농도 마카마이드 추출물은 소량의 첨가로도 충분한 기능성을 확보할 수 있어 다양한 종류의 식품의 제조에 이용 될 수 있다.

Claims

마카분말에 에탄올 농도 90~95.5%(v/v)의 발효주정을 가하여 추출하고, 얻어진 여액을 농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게하고, 여기에 물을 가하여 고형분의 농도가 10%(w/v)가 되도록 한 다음, 이를 농축하여 고형분의 농도가 35~45%(w/v)가 되게하고, 이를 5~10℃에서 24시간 이상 방치하여 상층에 유상층을 형성시키고, 이를 회수하여 건조하는 방법에 의하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 고농축 마카 추출물의 제조방법.
제 1 항의 제조방법에 의하여 얻어진 것으로서 마카마이드의 함량이 0.5%(w/w) 이상인 고농축 마카 추출물을 주요성분으로 함유하는 식품용 조성물.
제 2 항에서 마카마이드가 N-benzyl hexadecanamide, N-benzyl octadecenamide, N-benzyl octadecadienamide, N-benzyl octadecatrienamide로 구성되는 성분 중 한가지 이상인 것을 특징으로 하는 마카 추출물.
제 1항의 방법에 의하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 고농축 마카추출물을 주요성분으로 함유하는 성기능 강화 효과를 가지는 식품용 조성물.