KR20150016838A

KR20150016838A - 수수 겨 추출물을 포함하는 항산화제용 약학적 조성물 및 건강 기능성 식품

Info

Publication number: KR20150016838A
Application number: KR1020130092788A
Authority: KR
Inventors: 고지연; 우관식; 김현영; 송석보; 이재생; 김정인; 정기열; 정태욱; 김기영; 곽도연; 오인석
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-02-13
Also published as: KR101498075B1

Abstract

본 발명은 수수 겨 추출물을 포함하고 항산화 활성을 갖는 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수수의 통곡 추출물 또는/및 수수의 알곡 추출물보다 항산화 활성이 뛰어난 수수의 겨 추출물을 포함하여 항산화 활성이 향상된 항산화제용 약학적 조성물 및/또는 건강 기능성 식품에 관한 것이다.

Description

수수 겨 추출물을 포함하는 항산화제용 약학적 조성물 및 건강 기능성 식품{Composition and health functional food containing extracts of sorghum bran}

수수(Sorghum bicolor L. Moench, sorghum)는 외떡잎식물 벼목 화본과의 한해살이풀로 주로 식용으로 소비되고 있다. 열대아프리카가 원산지로 건조지대에서 가장 많이 재배되고 용도에 따라서 곡용수수(grain sorghum), 단수수(sorgo), 소경수수(장목수수; broom-corn)가 재배되고 있으며, 아시아, 아프리카 및 중미 지역에서 재배되고 있는 식량자원이다. 수수는 세계적으로 생산량이 57,772 천톤으로 곡류 중에서 쌀, 보리, 밀, 옥수수에 이어 5위를 기록하고 있으며, 식이섬유, 페놀화합물(phenolic compounds) 등의 유효성분이 다량 함유되어 있다. 페놀화합물은 축합형 탄닌(Condensed tannin), 플라보노이드(Flavonoid), 페놀산(Phenolic acid) 등으로 구성되어 있고, 대부분은 플라보노이드(flavonoid)로 알려져 있다. 이러한 파이토케미칼들은 인체에 유익한 다양한 건강기능 활성을 나타내는 것으로 알려져 있는데 수수의 폴리페놀(polyphenol) 추출물은 강한 항돌연변이성을 가지는 것으로 보고되었다.

또한, 수수에 있는 페놀릭 성분(phenolic compound)은 품종에 따라 함량의 정도가 매우 다양하고, 나타내는 건강 기능 활성도 다양한 것으로 보고되고 있다. 종래에는 국내산 토종수수 22품종을 대상으로 전자공여능, 환원력, 항균활성 및 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 저해활성을 비교해본 결과, 품종간 생리활성의 차이가 커서 메수수, 붉은장목수수 추출물이 BHT, BHA와 같은 합성 항산화제보다도 전자공여능이 컸다는 보고가 있다. 또한, 종래 연구에서는 25종의 수수를 메탄올 추출하여 순차적 용매 분획한 후 항산화 및 항균활성을 검정한 결과 수수종류에 따라 활성이 매우 다양하게 나타났다고 보고하여 품종간 기능성의 차이를 보고한 바 있다.

항산화(antioxidation)란 체내에서 일어나는 여러 산화작용을 방지하는 것을 말한다. 산화작용은 체내에 존재하는 여러 종류의 불포화 지방산이 산소에 의해 산화되면 과산화 지질이라고 하는 물질이 생성되고 이것이 증가하면 노화 현상이 촉진되는 현상을 말한다. 인간의 질병 및 노화는 체내 대사과정 중 발생하는 O₂ ^-(superoxide), NO·(nitric oxide), NO2·(nitrogen dioxide), OH·(hydroxyl), ROO·(proxyl), RO·(alkoxyl), NO₃·(peroxynitrite) 라디칼(radical) 등의 산화반응에 기인하며 생체 내에서는 이런 유해한 라디칼인 유리기로부터 생체를 방어하기 위한 수단으로써 수퍼옥사이드 디스무타제(SOD, superoxide dismutase), 카탈라제(CAT; catalase), 글루타치온 퍼옥시다제(GSHpx; glutathione peroxidase) 등의 항산화 효소나 비타민 E, 글루타치온 등의 항산화 물질이 존재하여 유리기를 제거함으로써 생체를 산화적 손상으로부터 보호한다. 그러나 이러한 항산화 방어계가 유리기 생성을 조절할 수 없을 정도로 저하될 때 조직의 산화적 스트레스와 손상이 촉진되며 체내에서 생성된 과잉의 유리기와 지질 과산화물은 단백질의 산화, DNA 손상과 같은 산화적 스트레스에 의한 상해를 증가시킨다. 그러므로 이러한 산화적 스트레스의 감소를 위해 많은 항산화 물질이 개발되어 왔다.

이러한 항산화 물질은 피부염, 인후염, 편도염, 섬유근통, 류마티스 관절염, 견관절주위염, 근육염, 간염, 방광염, 신장염 등의 염증성 질환 예방, 노화방지, 피로 회복, 백혈병, 유방암, 결장암, 전립선암, 폐암, 안암, 피부암, 비세포성 폐암, 자궁암, 흑색동, 대장암, 중추신경계암 등의 암 질환을 예방하는 효과가 있다.

그러나, 종래의 합성 항산화제의 경우 항산화제로서 높은 항산화 활성을 보였으나, 약제로서 인체에 안전성의 문제가 있어, 최근에는 각종생약 또는 식용식물 추출물 등에서 보다 안전하며 항산화 효과가 뛰어난 천연 항산화제를 개발하기 위한 노력을 하고 있다. 하지만, 종래의 천연물 유래 항산화제는 인체에 안정성의 문제는 없으나, 항산화 활성이 낮아 약제로서 활용하기에 적합하지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 종래의 합성 항산화제보다 인체에 무해하며, 종래 천연물 유래 항산화제보다 향상된 항산화 활성을 갖는 항산화제 조성물을 제공하려는 목적이 있다. 또한, 수수 중 항산화 활성이 높은 부분을 포함하여 탄닌 및 폴리페놀의 함량이 높은 항산화제 조성물 및/또는 건강 기능성 식품을 제공하려는 목적이 있다.

본 발명은 수수 겨 추출물을 포함하는 항산화제 조성물을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 수수 겨 추출물은 탄닌(tannin), 플라보노이드(flavonoid) 및 폴리페놀(polyphenol)로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 항산화제 조성물 중량 중 수수 겨 추출물 10 ~ 70 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 수수 겨 추출물은 농업 유전자원 센터에 기탁번호 KACC98013P인 수수의 겨 추출물일 수 있다.

또한, 본 발명은 수수 겨 추출물을 포함하는 항산화 건강 기능성 식품을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 수수 겨 추출물은 ABTS 라디칼 활성이 50 ~ 120 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 수수 겨 추출물은 탄닌(tannin) 10 ~ 30 ㎎ 및 폴리페놀(polyphenol) 20 ~ 80 ㎎를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 항산화 건강 기능성 식품은 노화방지 또는 피로회복 활성을 가질 수 있다.

나아가, 본 발명은 수수 겨 및 추출 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 1단계; 및 상기 혼합물에서 추출물을 추출하는 2단계; 를 포함하는 수수 겨 추출물 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 추출 용매는 물, 아세톤 및 저급 알코올로 구성된 군 중 1종 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 추출물을 추출하는 방법은 혼합물에 40 ~ 80 ㎐의 초음파로 1 ~ 5시간 동안 처리하는 것일 수 있다.

이하, 본 발명의 용어를 설명한다.

본 발명의 "수수 겨"는 수수 이삭을 탈곡한 다음 알곡을 도정하는 과정에서 생기는 부산물을 의미하는 것으로, 알곡을 도정하는 과정에서 생성되는 모든 부산물을 포함할 수 있다.

본 발명의 "저급 알코올"은 C₁ ~ C₄ 알코올로 이루어진 군 중 어느 1종 이상의 알코올을 의미한다.

본 발명은 수수의 겨 추출물을 포함하여 종래의 합성 항산화제보다 인체에 무해하며, 종래 천연물 유래 항산화제보다 향상된 항산화 활성을 갖는 항산화제 조성물을 제공하려는 목적이 있다.

또한, 수수 중 항산화 활성이 높은 부분을 포함하여 탄닌 및 폴리페놀의 함량이 높은 항산화제 조성물 및/또는 건강 기능성 식품을 제공하려는 목적이 있다.

게다가, 항산화 활성 물질의 함량이 다양한 수수의 품종 중 항산화 활성 물질의 함량이 월등한 수수 품종을 제공할 수 있다.

나아가, 종래에는 특별하게 사용되는 용도가 없어 폐기되었던 수수의 겨를 활용한다는 점에서 장점 및 항산화 활성을 갖는 항산화제용 약학적 조성물 및/또는 건강 기능성 식품을 제공할 수 있다.

도 1은 실험예 1에서 측정한 ABTS 라디컬 소거활성 결과이다.
도 2는 실험예 2에서 측정한 폴리페놀, 탄닌 및 항산화 활성 결과이다.
도 3은 실험예 3-1에서 측정한 수수 겨 추출물의 항산화 활성 물질 함유량이다.
도 4는 실험예 3-2에서 측정한 수수 겨 추출물의 ABTS 항산화 활성 및 DPPH 항산화 활성 결과이다.
도 5는 실험예 4에서 측정한 수수 겨 추출물의 ABTS 항산화 활성 및 폴리페놀 함량 결과이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

상술한 바와 같이, 수수는 곡물 중에서 폴리페놀과 항산화성분 함량이 가장 높아 항산화활성이 높은 작물로서 상기와 같이 수수의 건강기능성에 대한 연구가 다양하게 수행되고 있다. 하지만, 수수의 항산화활성을 산업적 측면에서 효과적으로 이용하기 위해서는 항산화활성이 더욱 탁월한 수수 추출물 또는 수수 가공품의 개발이 절실히 필요한 실정이다.

이에 본 발명은 수수 겨 추출물을 포함하는 항산화제용 약학적 조성물 및/또는 건강 기능성 식품을 제공하여, 수수의 항산화 활성을 산업적 측면에서 효과적으로 이용할 수 있는 방법을 제공하며, 종래의 특별한 용도가 없어 폐기되었던 수수의 겨를 활용한 장점 및 항산화 활성을 갖는 항산화제용 약학적 조성물 및/또는 건강 기능성 식품을 제공할 수 있다.

본 발명의 항산화제 조성물 및/또는 건강 기능성 식품은 수수 겨 추출물을 포함한다.

상기 수수 겨는 수수 이삭을 탈곡한 다음 알곡을 도정하는 과정에서 생기는 부산물을 의미하는 것으로, 알곡을 도정하는 과정에서 생성되는 모든 부산물을 포함할 수 있다.

도 1에서 확인되는 바와 같이, 상술한 바와 같은 수수 겨를 사용하여 추출물을 수득한 경우, ABTS(2,2'-Azino-bis-3-ethylbenzo- thiazoline-6-sulfonic acid) 라디칼 활성은 13.9 ~ 25.4 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료(g sample)의 수수 통곡 추출물 또는 3.9 ~ 4.7 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료(g sample) 수수 알곡 추출물보다 3 ~ 25 배 높은 추출물을 수득할 수 있다.

또한, 상기 수수는 통상적으로 재배 및 구매할 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 기탁기관 농업 유전자원 센터에 2012년 10월 15일에 기탁한 기탁번호 KACC98013P인 수수를 사용할 수 있다.

도 2는 여러 품종의 수수 겨 추출물의 항산화 활성 성분 및 항산화 활성 측정 결과인데, 상기 기탁번호 KACC98013P인 수수를 사용할 경우, 다른 품종의 수수를 사용하여 수수 겨 추출물을 추출한 것보다 1.2 ~ 8 배 많은 타닌 및/또는 폴리페놀을 포함하는 수수 겨 추출물을 수득할 수 있다.

게다가, 상기 수수 겨 추출물은 통상적으로 식물체에 존재할 수 있는 항산화 활성 물질을 포함하는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 탄닌(tannin), 플라보노이드(flavonoid) 및/또는 폴리페놀(polyphenol)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 수수 겨 추출물은 타닌을 10 ~ 30 ㎎ 포함할 수 있고, 폴리페놀을 20 ~ 80 ㎎ 포함할 수 있다.

게다가, 상기 수수 겨 추출물의 항산화 활성은 ABTS 라디칼 활성이 50 ~ 120 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료(g sample)일 수 있다. 이는 도 1에서 확인되는 바와 같이, 13.9 ~ 25.4 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료(g sample)의 수수 통곡 추출물 또는 3.9 ~ 4.7 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료(g sample) 수수 알곡 추출물보다 3 ~ 25 배 높은 수치이다.

또한, 상기 ABTS 라디칼 활성은 도 2에서 확인되는 바와 같이, 다른 품종의 수수를 사용한 수수 겨 추출물보다 기탁번호 KACC98013P인 수수, 밀양1호 또는 밀양4호를 사용한 수수 겨 추출물의 ABTS 라디칼 활성이 1.2 ~ 22 배 높은 수치이다.

상기 항산화제 조성물은 수수 겨 추출물을 포함하는 것이라면 이의 함량을 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 상기 항산화제 조성물 중량 중 수수 겨 추출물 10 ~ 70 중량% 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 항산화제 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.

상세하게는, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다.

경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 수수 겨 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다.

경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.

비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.

좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween)61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 수수 겨 추출물은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 0.01 내지 500 ㎎/㎏의 양, 바람직하게는 0.1 내지 100 ㎎/㎏의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다. 또한 수수 겨 추출물의 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있다. 따라서 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 수수 겨 추출물을 포함하는 항산화 건강 기능성 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 또한, 상기 수수 겨 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용할 수 있고 통상적인 의미에서의 건강 기능성 식품을 모두 포함한다.

이때, 식품 또는 음료 중 수수 겨 추출물의 양은, 일반적으로 본 발명의 항산화 건강 기능성 식품의 경우, 항산화 건강 기능성 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물의 경우 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 10 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 수수 겨 추출물을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예로는 모노사카라이드(예를 들어, 포도당, 과당 등), 디사카라이드(예를 들어 말토스, 슈크로스 등), 폴리사카라이드(예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린) 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜을 사용할 수 있다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제 (타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.

상기 외에 본 발명의 건강 기능성 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.

그밖에 본 발명의 건강 기능성 식품들은 천연 과일 쥬스, 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

나아가, 본 발명은 수수 겨 및 추출 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 1단계; 및 상기 혼합물에서 추출물을 추출하는 2단계;를 포함하는 수수 겨 추출물 제조방법을 제공한다.

먼저, 1단계로 수수 겨 및 추출 용매를 혼합하여 혼합물을 제조한다.

상기 수수 겨 및 추출 용매로 혼합비는 통상적으로 식물 추출물 제조에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 수수 겨 100 중량부에 대하여 추출 용매 50 ~ 1,000 중량부를 혼합할 수 있으며, 보다 바람직하게는 수수 겨 100 중량부에 대하여 70 ~ 500 중량부를 혼합할 수 있다.

또한, 상기 추출 용매는 통상적으로 식물 추출물 제조에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 아세톤, 저급 알코올 및 물로 이루어진 군 중 1종 이상을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 아세톤 또는 에탄올을 사용할 수 있다.

실험예 3-3의 표 1에서 확인되는 바와 같이, 에탄올 또는 아세톤을 추출 용매로 사용하는 것이 헥산을 추출 용매로 사용하는 것보다 바람직하며, 가장 바람직하게는 에탄올을 사용하여 추출한 수수 겨 추출물이 항산화 활성 및 항산화 활성 물질이 다량 포함하고 있는 것을 알 수 있었다.

다음으로, 2단계는 상기 혼합물에서 추출물을 추출한다.

상기 추출물을 추출하는 방법은 통상적으로 식물 추출물 제조에 사용되는 방법이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 수수 겨에 포함되어 있는 항산화 활성 물질을 추출해내기 위해 진탕 추출, 초음파 추출, 환류 추출 및 정치 추출로 이루어진 군 중 1종의 방법으로 추출될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 진탕 추출 또는 초음파 추출을 사용하여 추출할 수 있으며, 가장 바람직하게는 초음파 추출할 수 있다.

또한, 상기 추출 방법 중 초음파 추출 방법을 사용하여 추출할 경우, 바람직하게는 40 ~ 80 ㎐의 초음파 및 1 ~ 5 시간 동안 추출할 수 있다.

만약, 40 ㎐ 미만의 초음파를 사용할 경우, 수수 겨에 함유되어 있는 항산화 활성 및 항산화 활성 물질을 추출하는데 어려운 문제가 발생할 수 있으며, 80 ㎐를 초과하는 초음파를 사용할 경우, 수수 겨에 함유되어 있는 항산화 활성 및 항산화 활성 물질의 파괴가 일어나는 문제가 발생할 수 있다.

더불어, 상기 추출 방법 중 진탕 추출 방법을 사용하여 추출할 경우, 바람직하게는 15 ~ 60 ℃에서 24 ~ 96 시간 동안 진탕 배양하여 추출할 수 있다.

만약, 15 ℃ 미만의 온도에서 진탕 배양을 수행할 경우, 수수 겨에 함유되어 있는 항산화 활성 및 항산화 활성 물질의 추출 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있으며, 60 ℃를 초과하는 온도에서 진탕 배양을 수행할 경우, 추출이 수행되는 동안 전분의 호화에 의한 탁도가 증가하거나 항산화 활성 물질 중 열에 약한 성분이 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 동안메 수수 겨 에탄올 추출물 제조

기탁기관 농업 유전자원 센터에 2012년 10월 15일에 기탁한 기탁번호 KACC98013P인 신품종 수수인 동안메 수수를 시험구 탈곡기를 이용하여 탈곡하여 알곡을 수득하였다. 이후 알곡을 시험구도정기로 도정하는 과정에서 수득한 과피인 수수 겨 2 g에 100% 에탄올 10 ㎖를 첨가하여 DAIHAN SCIENTIFIC CO. Ltd의 WiseClean 을 이용하여 50 ~ 60 ㎐의 초음파를 사용하여 1시간 초음파추출 후 에탄올 10 ㎖를 더 첨가하여 여과를 거쳐 20 ㎖로 정용하여 동안메 수수 겨 에탄올 추출물을 수득하였다.

실시예 2. 동안메 수수 겨 아세톤 추출물 제조

추출 용매로 100% 아세톤을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 동안메 수수 겨 아세톤 추출물을 수득하였다.

실시예 3. 진탕 추출물 제조

수수 겨에 에탄올을 첨가한 후 25 ℃에서 48시간 동안 진탕 추출하는 과정을 더 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 동안메 수수 겨 진탕 추출물을 수득하였다.

상기 진탕 추출은 DAIHAN SCIENTIFIC CO. Ltd의 WiseShaker(SHO-2D)를 이용하여 240 ~ 250 RPM의 속도로 진탕 추출하였다.

비교예 1. 동안메 알곡 추출물

실시예 1에서 수득한 동안메 수수의 알곡을 사용하여 추출물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 동안메 알곡 추출물을 수득하였다.

비교예 2. 동안메 통곡 추출물

실시예 1의 도정하기 전 동안메 수수의 통곡을 사용하여 추출물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 동안메 통곡 추출물을 수득하였다.

비교예 3. 황금찰수수 겨 추출물

동안메 수수 대신 황금찰수수(광복농산에서 구매)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 황금찰수수 겨 추출물을 수득하였다.

비교예 4. 황금찰수수 통곡 추출물

비교예 3의 도정하기 전 황금찰수수의 통곡을 사용하여 추출물을 제조한 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 황금찰수수 통곡 추출물을 수득하였다.

비교예 5. 황금찰수수 알곡 추출물

비교예 3에서 수득한 황금찰수수의 알곡을 사용하여 추출물을 제조한 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 황금찰수수 알곡 추출물을 수득하였다.

비교예 6. 동안메 수수 겨 헥산 추출물

추출 용매로 헥산(hexane)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 동안메 수수 겨 헥산 추출물을 수득하였다.

비교예 7. 밀양2호 겨 추출물

동안메 수수 대신 밀양2호를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 밀양2호 겨 추출물을 수득하였다.

비교예 8. 흰찰수수 겨 추출물

동안메 수수 대신 흰찰수수(괴산잡곡에서 구매)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 흰찰수수 겨 추출물을 수득하였다.

비교예 9. 밀양1호 겨 추출물

동안메 수수 대신 밀양1호를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 밀양1호 겨 추출물을 수득하였다.

비교예 10. 밀양4호 겨 추출물

동안메 수수 대신 밀양4호를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 밀양4호 겨 추출물을 수득하였다.

실험예 1. 항산화 활성 측정

실시예 1 및 비교예 1 내지 5에서 수득한 수수 추출물들의 항산화 활성을 알아보기 위해 ABTS 라디컬 소거활성을 측정하였다.

상기 ABTS 라디컬 소거활성은 ABTS cation decolorization assay 방법에 의하여 측정하였다. ABTS(2,2'-Azino-bis-3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulfonic acid) 7.4 mM 및 2.6 mM 과황산칼륨(potassium persulphate)을 혼합한 ABTS 용액을 하루 동안 암소에 방치하여 ABTS 양이온을 형성시킨 후 상기 ABTS 용액을 735 ㎚에서 흡광도 값이 1.4 ~ 1.5가 되도록 몰 흡광계수(ε=3.6×10⁴ M^-1cm^-1)를 이용하여 에탄올로 희석하였다. 희석한 ABTS 용액 1 ㎖에 상기 수수 추출물 50 ㎕를 첨가하고 30분 후 흡광도의 변화를 측정하였다. 측정한 ABTS 항산화 활성은 도면 1에 나타냈다.

도 1에서 확인되는 바와 같이, 황금찰수수 및 동안메 수수 모두 알곡 추출물(비교예 1 및 비교예 5), 통곡 추출물(비교예 2 및 비교예 4), 겨 추출물(실시예 1 및 비교예 3)의 순으로 항산화 활성을 나타내었으며, 알곡 추출물에 비하여 통곡 추출물에서 3 ~ 6배, 통곡 추출물에 비하여 수수 겨 추출물에서 3 ~ 4배 높은 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 동안메 수수 겨 추출물는 황금찰수수 통곡 추출물에 비하여 7.4배, 동안메 수수 통곡 추출물에 비하여 4.0배 높은 항산화 활성을 보였다.

상기 결과를 통해 알 수 있듯이, 수수 겨 추출물이 수수 알곡 추출물 및 수수 통곡 추출물에 비해 높은 항산화 활성을 보였으며, 이로 인해 수수의 항산화 활성을 이용하기 위해서는 알곡 또는 통곡보다 수수의 겨를 이용하는 것이 보다 바람직한 것을 알 수 있었다.

실험예 2. 품종별 항산화 물질 및 항산화 성분의 함량 측정

실시예 1, 비교예 3 및 비교예 7 내지 10에서 수득한 수수 겨 추출물들의 항산화 물질인 탄닌(tannin) 및 폴리페놀(polyphenol)의 함량을 측정하였다.

총 폴리페놀(polyphenol) 함량은 폴린-시오칼토 페놀 시약(Folin-Ciocalteu phenol reagent)가 상기 수수 겨 추출물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다. 상기 수수 겨 추출물 50 ㎕에 2% Na₂CO₃ 용액 1 ㎖를 가한 후 3분간 방치하고, 이후 50% Folin-Ciocalteu reagent(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 50 ㎕를 가하여 반응액을 제조하였다. 이후 30분 후, 상기 반응액의 흡광도 값을 750 ㎚에서 측정하였고, 표준물질인 갈산(gallic acid; Sigma-Aldrich사 제품)를 사용하여 검량선을 작성하였으며, ㎎ 갈산 당량(gallic acid equivalent; GAE)/g(건조 시료; dry basis)로 나타내었다.

총 탄닌(tannin) 함량은 탄닉산(tannic acid)를 표준물질로 하여 검량선을 작성하였다. 즉, 상기 수수 겨 추출물 1 ㎖에 95% 에탄올(ethanol) 1 ㎖ 및 증류수 1 ㎖를 가하여 잘 흔들어 주었다. 이후 5% Na₂CO₃ 용액 1 ㎖ 및 1 N Folin-ciocalteu reagent 0.5 ㎖를 가한 후 실온에서 60분간 발색시킨 다음 725 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.

항산화 활성은 ABTS cation decolorization assay방법에 의하여 측정하였으며, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 수행하였다.

측정한 폴리페놀, 탄닌 및 항산화 활성 결과는 도면 2에 나타냈다.

도 2에서 확인되는 바와 같이, 모든 품종 중에서 동안메 수수 겨 추출물(실시예 1)이 가장 높은 ABTS 항산화 활성을 나타내며, 황금찰수수 겨 추출물(비교예 3)의 1.9배, 흰찰수수 겨 추출물(비교예 8)의 22배 높은 것을 확인할 수 있었다.

또한, Tannin 및 polyphenol 함량도 ABTS 항산화활성과 같은 경향을 보여 동안메 수수 겨 추출물(실시예 1)이 황금찰수수 겨 추출물(비교예 3)에 비하여 약 1.9배, 흰찰수수 겨 추출물(비교예 8)의 8배 많이 포함하는 것을 확인할 수 있었다.

상기 결과를 통해, 동안메 수수는 다른 품종에 비해 뛰어나게 높은 항산화 활성 및 다량의 항산화 활성 물질을 포함하는 것을 알 수 있었다. 따라서, 수수의 항산화 활성을 이용하기에 적합한 품종은 동안메 수수가 가장 바람직하다는 것이라는 점을 확인할 수 있었다.

실험예 3. 유기용매별 추출 효율 측정

실시예 1 내지 2 및 비교예 6에서 수득한 동안메 수수 겨 에탄올 추출물, 동안메 수수 겨 아세톤 추출물 및 동안메 수수 겨 헥산 추출물(이하, '수수 겨 추출물들'로 통칭함)의 추출 효율을 측정하였다.

실험예 3-1: 항산화 활성 물질 함유량 측정

상기 수수 겨 추출물들에 포함되어 있는 폴리페놀의 함량은 상기 실험예 2와 동일한 방법으로 측정하였고, 측정 결과는 도면 3에 나타냈다.

또한, 플라보노이드의 함량은 추출물 250 ㎕에 증류수 1 ㎖와 5% NaNO₂75 ㎕를 가한 다음, 5분 후 10% AlCl₃6H₂O 150 ㎕를 가하여 6분 방치하고 1 N NaOH 500 ㎕를 가하였다. 11분 후, 반응액의 흡광도 값을 510 ㎚에서 측정하였다. 표준물질인 (+)-catechin(Sigma-Aldrich)를 사용하여 검량선을 작성하였으며, ㎎ catechin equivalent(CE)/g(dry basis)로 나타내는 방법으로 측정하였고, 측정 결과는 도면 3에 나타냈다.

도 3에서 확인되는 바와 같이, 에탄올을 사용하여 추출한 실시예 1의 동안메 수수 겨 에탄올 추출물이 아세톤(실시예 2)에 비해 1.1 ~ 1.3배, 헥산(비교예 6)에 비해 5 ~ 10배 다량의 폴리페놀 및 플라보노이드를 포함하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 아세톤을 사용하여 추출한 수수 겨 추출물(실시예 2)는 헥산을 사용하여 추출한 수수 겨 추출물(비교예 6)에 비해 5 ~ 8배 많은 폴리페놀 및 플라보노이드를 포함하는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 3-2: 항산화 활성 측정

상기 수수 겨 추출물들의 항산화 활성을 측정하기 위해 ABTS 항산화 활성 및 DPPH 항산화 활성을 측정하였다.

ABTS 항산화 활성은 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. 또한, DPPH 항산화 활성은 0.2 mM DPPH용액(99.9% 에탄올에 용해) 0.8 ㎖에 시료 0.2 ㎖를 첨가한 후 520 ㎚에서 정확히 30분 후에 흡광도의 변화를 측정하였다. DPPH radical의 소거활성은 ㎎ TE(Trolox equivalent antioxidant capacity)/g(dry basis)으로 표현하는 방법으로 측정하였다. 측정한 항산화 활성은 도면 4에 나타냈다.

도 4에서 확인되는 바와 같이, 에탄올을 사용하여 추출한 실시예 1의 동안메 수수 겨 에탄올 추출물이 아세톤(실시예 2)에 비해 1.4 ~ 2.0배 높은 항산화 활성을 확인할 수 있었다. 또한, 헥산을 이용하여 추출한 수수 겨 추출물(비교예 6)은 ABTS 항산화 활성 및 DPPH 항산화 활성 측정방법에서 항산화 활성이 측정되지 않았다.

실험예 3-3: 추출 효율 측정

상기 수수 겨 추출물들의 추출 효율을 수수겨 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1 내지 2 및 비교예 6과 동일한 방법으로 추출 후 추출액을 감압건조와 동결건조과정을 거쳐 잔류물의 무게를 측정하는 방법으로 계산하였다. 계산한 추출 효율은 하기 표 1에 나타냈다.

구분	실시예 1 (추출 용매: 에탄올)	실시예 2 (추출 용매: 아세톤)	비교예 6 (추출 용매: 헥산)
추출 효율(%)	10.1 ± 0.117	5.8 ± 0.353	4.5 ± 0.127

상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 추출 용매로 에탄올을 사용하여 추출물을 추출한 실시예 1이 아세톤 또는 헥산을 사용한 것보다 추출 효율이 높은 것을 확인할 수 있었으며, 아세톤을 사용하여 추출물을 추출한 실시예 2는 헥산을 추출 용매로 사용한 비교예 6보다 1.3배 높은 추출 효율을 보였다.

상기 실험들을 통해 알 수 있듯이, 수수의 항산화 물질 추출 용매로는 에탄올을 사용하는 것이 가장 바람직하며, 아세톤 또한 수수 겨의 항산화 물질을 추출하는데 바람직한 것을 확인할 수 있었다.

실험예 4. 추출방법별 항산화 활성 및 폴리페놀 함량 측정

실시예 1 및 실시예 3에서 수득한 수수 겨 추출물의 ABTS 항산화 활성 및 폴리페놀 함량을 측정하였다.

상기 ABTS 항산화 활성은 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 수행하였고, 폴리페놀 함량은 상기 실험예 2와 동일한 방법으로 측정하였다. 측정한 ABTS 항산화 활성 및 폴리페놀 함량은 도면 5에 나타냈다.

도 5에서 확인되는 바와 같이, 진탕 추출하여 수득한 추출물(실시예 3)에 비하여 초음파 추출하여 수득한 추출물(실시예 1)이 약 1.2 ~ 1.3 배 많은 항산화 활성 성분(폴리페놀) 및 항산화 활성(ABTS 항산화 활성)이 증가한 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 수수의 항산화 활성 물질을 추출하는 방법으로는 초음파 추출이 진탕 추출보다 바람직한 것을 알 수 있었다.

실시예, 비교예 및 실험예를 통해 확인할 수 있듯이, 수수의 항산화 활성 물질인 폴리페놀, 폴리플라보노이드 및 탄닌은 통곡 또는 알곡에 비해 수수 겨에 다량 함유되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 수수에서 항산화 활성 물질을 추출하는 용매로는 에탄올이 가장 바람직하며, 아세톤도 수수의 항산화 활성 물질을 추출하는데 바람직한 것을 알 수 있었다. 나아가, 여러 품종의 수수 중 동안메 수수, 밀양1호 및 밀양4호에 항산화 활성 물질이 다량 함유되어 있어 이들을 활용하여 수수의 항산화 활성 물질을 얻는 것이 바람직하며, 또한 이 중 동안메 수수를 사용하는 것이 가장 바람직한 것을 확인할 수 있었다. 게다가, 수수의 항산화 활성 물질을 추출하는 방법에는 초음파 추출이 진탕 추출하는 것이 더 바람직한 것을 알 수 있었다.

[ 제조예 ]

제조예 1 : 약학적 조성물의 제조

수수 겨 추출물을 포함하는 약학적 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

하기 제조예에서 사용한 수수 겨 추출물은 실시예 1에서 제조한 동안메 수수 겨 추출물을 사용하였다.

제조예 1-1. 산제의 제조

실시예 1의 수수 겨 추출물 2 g

유당 1 g

상기의 성분을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.

제조예 1-2. 정제의 제조

실시예 1의 수수 겨 추출물 100 ㎎

옥수수전분 100 ㎎

유 당 100 ㎎

스테아린산 마그네 2 ㎎

상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.

제조예 1-3. 캡슐제의 제조

실시예 1의 수수 겨 추출물 100 ㎎

옥수수전분 100 ㎎

유 당 100 ㎎

스테아린산 마그네슘 2 ㎎

상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 캡슐제의 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.

제조예 1-4. 환의 제조

실시예 1의 수수 겨 추출물 1 g

유당 1.5 g

글리세린 1 g

자일리톨 0.5 g

상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 방법에 따라 1환 당 4 g이 되도록 제조하였다.

제조예 2 : 건강 기능성 식품의 제조.

본 발명의 수수 겨 추출물을 포함하는 건강 기능성 식품의 제조예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

제조예 2-1. 건강 기능성 식품의 제조

실시예 1의 수수 겨 추출물 3000 ㎎

비타민 A 아세테이트 70 ㎍

비타민 E 1.0 ㎎

비타민 B1 0.13 ㎎

비타민 B2 0.15 ㎎

비타민 C 10 ㎎

비오틴 10 ㎍

엽산 50 ㎍

판토텐산 칼슘 0.5 ㎎

황산제1철 1.75 ㎎

산화아연 0.82 ㎎

탄산마그네슘 25.3 ㎎

제1인산칼륨 15 ㎎

구연산칼륨 90 ㎎

상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 제조예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.

제조예 2-2. 건강 음료의 제조

실시예 1의 수수 겨 추출물 3 g

구연산 1000 ㎎

올리고당 100 g

매실농축액 2 g

타우린 1 g

정제수를 가하여 전체 900 ㎖

통상의 건강 음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강 기능성 음료 조성물 제조에 사용한다.

상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 제조예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

Claims

수수 겨 추출물을 포함하는 항산화제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수수 겨 추출물은 탄닌(tannin), 플라보노이드(flavonoid) 및 폴리페놀(polyphenol)로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함하는 항산화제 조성물.
제1항에 있어서, 상기 항산화제 조성물 총 중량 중 수수 겨 추출물 10 ~ 70 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수수 겨 추출물은 농업 유전자원 센터에 기탁번호 KACC98013P의 수수의 겨 추출물인 것을 특징으로 하는 항산화제 조성물.
수수 겨 추출물을 포함하는 항산화 건강 기능성 식품.
제5항에 있어서, 상기 항산화 건강 기능성 식품은 노화방지 또는 피로회복 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 항산화 건강 기능성 식품.
제5항에 있어서, 상기 수수 겨 추출물은 탄닌(tannin) 10 ~ 30 ㎎ 및 폴리페놀(polyphenol) 20 ~ 80 ㎎ 포함하는 것을 특징으로 하는 항산화 건강 기능성 식품.
제5항에 있어서, 상기 수수 겨 추출물은 ABTS 라디칼 활성이 50 ~ 120 ㎎ 트로록스 당량(trolox equivalent)/ g 시료인 것을 특징으로 하는 항산화 건강 기능성 식품.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수수 겨 추출물은 농업 유전자원 센터에 기탁번호 KACC98013P의 수수의 겨 추출물인 것을 특징으로 하는 항산화 건강 기능성 식품.
수수 겨 및 추출 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 1단계; 및
상기 혼합물에서 추출물을 추출하는 2단계;
를 포함하는 수수 겨 추출물 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 추출 용매는 물, 아세톤 및 저급 알코올로 구성된 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수수 겨 추출물 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 2단계의 추출은 40 ~ 80 ㎐의 초음파로 1 ~ 5시간 동안 처리하여 수행하는 것을 특징으로 하는 수수 겨 추출물 제조방법.