KR20180006612A - 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 혈당조절, 당뇨병의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 식품 조성물, 및 상기 약학적 조성물을 이용한 당뇨병의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다.
본 발명의 벌개미취 추출물은 지방세포의 포도당 흡수를 촉진하여 혈당을 강하하는 효과를 나타내므로, 당뇨병의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 천연물로부터 유래한 것이므로, 혈당조절, 당뇨병의 예방, 치료 및 개선에 부작용 없이 안전하게 사용할 수 있다.

Description

벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 혈당조절, 당뇨병의 예방 또는 치료용 조성물{Compositions for preventing or treating diabetes mellitus comprising extract of Aster koraiensis or fraction thereof}

본 발명은 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 혈당 조절용, 또는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 식품 조성물, 사료 조성물 및 상기 약학적 조성물을 이용한 당뇨병의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다.

당뇨병은 비정상적으로 혈중 포도당 농도가 지속적으로 증가하는 질환이다. 제1형 당뇨병은 자가면역질환으로 인하여 췌장의 인슐린을 생산하는 베타세포가 파괴되는 것이 그 원인이며, 제2형 당뇨병은 췌장 베타세포의 인슐린 분비 장애와 간, 근육, 지방조직과 같은 인슐린 표적 세포의 인슐린 저항성(인슐린에 대한 반응성 손상) 등이 병인에 관계된다. 당뇨병은 전 세계적으로 유병률이 높은 성인병 중의 하나로, 2009년 미국의사협회(JAMA)는 현재 전 세계적으로 당뇨병 발병인구는 2억 4천 만 명이 넘었으며, 2025년에는 3억 8천 만 명으로 증가할 것임을 발표하였다. 최근 우리나라에서도 급속한 경제 성장과 더불어 당뇨병 유병률이 10%에 달하며, 특히 당뇨병 발병시기가 청·중·장년으로 당겨지고 있다.

한편, 반려동물 등을 대상으로 하는 동물용 의약품의 국외 시장 및 연구 진행이 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 즉, 국외 동물용 의약품 시장은 2014년 기준 $230 억불 (약 25조원)의 규모를 형성하고 있고, 이는 국내 시장규모의 40배에 해당하며, 매년 4% 가량 성장하고 있다. 반려동물 또한 사람과 동일한 질병에 의해 고통 받고 있으나, 전문적이고도 적절한 대응책이 없어 인간을 대상으로 하는 의약품을 사용하고 있는 실정이다.

또한, 반려동물도 사람과 마찬가지로 아파트와 같은 폐쇄공간에서 거주하고 있으며, 서구화된 식습관, 운동부족, 비만, 탄수화물 등 당분이 높은 음식 섭취로 인해 반려동물의 당뇨 발병율이 증가하고 있으나, 특히 한국의 경우 반려동물에게 필요한 제품들을 대부분 수입하는 상황이다.

한편, 당뇨병이 만성적으로 지속될 때 당뇨합병증의 유력한 유발인자 중의 하나인 최종당화산물(Advanced Glycation Endproducts; AGE)이 비가역적으로 생성된다. 즉 당뇨병을 제 때에 치료하지 않고 시간이 흐르면, 최종당화산물이 비정상적으로 과도하게 생성되어 특정조직의 단백질이나 지질등과 결합하여 다양한 당뇨합병증으로 진전된다. 또한 최종당화산물 생성 억제제가 혈당을 정상적으로 조절할 수 없음이 이미 확인·보고되었다 (J. of Diabetes Mellitus, 2014, 4, 107~114; Diabetes Research and Clinical Practice, 1999,43, 81~89; Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2008, 28(8), 1432~1438).

그러므로 과도한 최종당화산물의 생성되기 전에 당뇨 발병 초기에 혈당을 정상적으로 유지하기 위하여 꾸준한 관리가 당뇨병의 예방 또는 치료에 필수적이다.

현재 당뇨병 환자들에게 주로 처방되는 인슐린은 저혈당 쇼크란 부작용과 전신에 부종과 울혈성 심부전을 야기할 수 있다. 또한, 지속적인 인슐린 주사로 인한 피부의 국소 알레르기 반응을 보이기도 한다. 이에 따라, 당뇨병 예방, 개선 및 치료를 위한 후보 물질로서 천연 소재에 대한 연구가 활발히 진행되어, 인삼 열매 추출물(한국 공개특허 제2016-0000041호) 등을 천연추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방, 개선 또는 치료용 조성물 등이 개발되고 있다.

한편, 벌개미취(Aster koraiensis)는 국화과에 속하는 여러살이 국내 자생식물로서, 관상용으로 식재되고 있다. 주로 습지에서 자라며, 높이는 50∼60cm로, 뿌리에 달린 잎은 꽃이 필 때 진다. 줄기에 달린 잎은 어긋나고 바소꼴이며, 가장자리에 잔 톱니가 있고 위로 올라갈수록 작아져서 줄 모양이 된다. 꽃은 6∼10월에 피는데, 두화(頭花)는 연한 자줏빛이며, 지름 4∼5cm로서 줄기와 가지 끝에 1송이씩 달린다. 열매는 수과(瘦果)로서 바소꼴이고 11월에 익는다. 어린 순은 샐러드, 나물로 식용되고 있으며, 해수, 가래, 천식 등의 치료에 약용으로 사용되고 있으나, 혈당강하 또는 혈당조절에 따른 당뇨병 치료 효과에 대해서는 보고된 바 없다.

이러한 배경하에, 본 발명자들은 천연물을 이용한 당뇨병의 예방 또는 치료제를 개발하고자 연구 노력한 결과, 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물이 혈당강하 또는 조절 효과를 나타냄으로써 당뇨병을 치료할 수 있음을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 하나의 목적은 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 사료 첨가제를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양태는 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명에서는, 벌개미취 추출물은 지방세포의 포도당 흡수를 촉진하여 혈당을 강하하는 효과를 나타냄을 확인함으로써, 상기 추출물은 당뇨병 치료제의 유효성분으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

본 발명의 용어, "벌개미취"는 Aster koraiensis의 학명을 갖는 국화과에 속하는 여러살이 국내 자생식물을 의미한다. 어린 순은 샐러드, 나물로 식용되고 있으며, 해수, 가래, 천식 등의 치료에 약용으로 사용되고 있다. 그러나, 상기 벌개미취의 혈당강하 또는 혈당조절에 따른 당뇨병 치료 효과에 대해서는 지금까지 전혀 알려져 있지 않았고, 본 발명자에 의하여 최초로 규명되었다.

본 발명에서, 상기 벌개미취의 뿌리, 줄기, 잎, 열매, 꽃 등이 당뇨병의 예방 또는 치료에 사용될 수 있으며, 더욱 구체적으로 잎 및/또는 줄기가 사용될 수 있으나, 당뇨병의 예방 또는 치료효과를 갖는 한, 특별히 이에 제한되지 않는다.

상기 벌개미취는 상업적으로 판매되는 것을 구입하거나, 자연에서 채취 또는 재배된 것을 사용할 수 있다.

상기 벌개미취는 개미취속에 속하는 식물로, 개미취속에는 왕해국, 참취 등이 속해 있는 것으로 알려져 있으나, 상기 왕해국, 참취 추출물과의 비교 실험을 진행한 결과, 벌개미취 추출물이 왕해국 추출물 또는 참취 추출물에 비하여 더 우수한 혈당 강화 효과를 나타내어, 당뇨병 치료 효과가 더욱 현저함을 확인하였다 (도 3 및 도 4).

본 발명의 용어, "추출물"은 상기 벌개미취를 추출 처리하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다.

상기 벌개미취를 추출하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.

본 발명에서 상기 벌개미취를 추출하는데 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다.

상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 또는 이들의 혼합 용매 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 구체적으로 에탄올이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 에탄올은 0.1 내지 99.99%(v/v), 구체적으로 30 내지 90%(v/v), 더욱 구체적으로 80%(v/v) 에탄올일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서, 상기 벌개미취 추출물은 벌개미취 80%(v/v) 에탄올 추출물 또는 물 추출물일 수 있다.

상기 벌개미취 에탄올 추출물을 제조하는 일 예로, 벌개미취 잎 단독, 또는 벌개미취 잎 및 줄기 분쇄물을 에탄올로 추출한 뒤, 감압농축하고 동결건조하여 벌개미취 에탄올 추출물을 제조할 수 있다.

본 발명의 용어, "분획물"은 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다.

본 발명에서 상기 분획물을 얻는 분획 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 분획 방법의 비제한적인 예로는, 다양한 용매를 처리하여 수행하는 용매 분획법, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 수행하는 한외여과 분획법, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)를 수행하는 크로마토그래피 분획법, 및 이들의 조합 등이 있다. 구체적으로, 본 발명의 벌개미취를 추출하여 얻은 추출물에 소정의 용매를 처리하여 상기 추출물로부터 분획물을 얻는 방법을 들 수 있다.

본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데 사용되는 분획 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 등의 극성 용매; 헥산(Hexan), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 비극성 용매; 또는 이들의 혼합용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 구체적으로, 헥산, 에틸 아세테이트, 부탄올(butanol) 또는 물이 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 추출물 또는 분획물은 추출 후 건조 분말 형태로 제조되어 사용될 수 있지만, 이제 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 용어, "당뇨병"은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사질환을 의미한다. 혈중 포도당의 농도가 높아지는 고혈당을 특징으로 하며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 일으키고 소변으로 포도당을 배출하게 된다.

본 발명의 용어, "예방"은 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 본 발명의 약학적 조성물의 투여에 의해 당뇨병을 억제시키거나 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명의 용어, "치료"는 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 당뇨병이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 지방세포에 벌개미취 추출물을 처리한 결과, 지방세포의 포도당 흡수가 농도 의존적으로 증가됨을 확인하였다(도 1, 2). 이는, 본 발명의 벌개미취 추출물은 지방세포의 포도당 흡수를 촉진시켜 혈당을 정상적으로 조절하므로, 당뇨병 치료제의 유효성분으로 사용될 수 있음을 시사하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 벌개미취의 효능을 같은 국화과인 왕해국 또는 참취와 비교한 결과, 벌개미취의 효능이 왕해국 및 참취에 비해 현저히 우수함을 입증하였다 (도 3; 왕해국 추출물 대비 ### P<0.001 / 도 4; 참취 추출물 대비 ### P<0.001).

본 발명의 약학적 조성물은 총 조성물의 중량 대비 상기 벌개미취 추출물을 0.0001 내지 80 중량%로 포함할 수 있으며, 구체적으로 0.01 중량% 내지 40 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 담체는 비자연적 담체(non-naturally occuring carrier)를 포함할 수 있다.

상기 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.

상기 "약학적으로 허용가능한"은 상기 조성물에 노출되는 세포나 인간에게 독성이 없는 특성을 나타내는 것을 의미한다.

구체적으로, 상기 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되고 약학적으로 허용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다. 상기 담체의 비제한적인 예로, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사 용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 또한, 필요한 경우 항산화제, 완충액 및/또는 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가하여 사용할 수 있으며, 희석제, 분산제, 계면 활성제, 결합제, 윤활제 등을 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제 등으로 제제화하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 투여 방식은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방식에 따를 수 있다. 상기 투여 방식의 비제한적인 예로, 조성물을 경구 투여 또는 비경구 투여 방식으로 투여할 수 있다. 또한, 본 발명의 당뇨병의 예방, 개선 또는 치료용 조성물은 목적하는 투여 방식에 따라 다양한 제형으로 제조될 수 있다.

다른 하나의 양태는 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.

이때, 상기 당뇨병, 예방 및 치료의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.

본 발명의 용어, "투여"는 적절한 방법으로 개체에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미한다.

본 발명의 용어, "개체"는 당뇨병이 발병하였거나, 발병할 수 있는 인간을 포함한 쥐, 생쥐, 가축 등의 모든 동물을 의미한다. 구체적인 예로, 인간을 포함한 포유동물일 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 “개체”는 반려동물을 포함할 수 있다. 상기 반려동물은 인간과 함께 더불어 사는 동물을 의미하며, 구체적인 종류로서 개, 고양이, 햄스터, 기니피그 등의 포유류, 앵무새, 카나리아 등의 조류 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

구체적으로, 본 발명의 당뇨병의 예방 또는 치료 방법은 개체에 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 약학적 조성물을 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 성별, 연령, 체중, 건강상태, 질병의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로, 및 배출 비율, 치료 기간, 배합 또는 동시에 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 고형분을 기준으로 1일 0.0001 내지 500 mg/체중 kg으로, 더욱 구체적으로 0.01 내지 500 mg/체중kg으로 투여할 수 있다. 투여는 상기 권장 투여량을 하루에 한 번 투여할 수도 있고, 수 회 나누어 투여할 수도 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여되거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 또한, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용을 유발하지 않으면서 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명의 당뇨병의 예방 또는 치료 방법에서, 상기 조성물을 투여하는 투여 경로 및 투여 방식은 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 해당 부위에 상기 조성물을 포함하는 조성물이 도달할 수 있는 한 임의의 투여 경로 및 투여 방식에 따를 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있으며, 그 투여 경로의 비제한적인 예로는, 구강, 직장, 국소, 정맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 경피, 비측내 또는 흡입 등을 통하여 투여되는 것을 들 수 있다.

본 발명의 또 다른 하나의 양태는 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

이때, 상기 벌개미취, 추출물, 분획물, 당뇨병 및 예방의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.

본 발명의 용어, "개선"은 본 발명의 조성물의 투여로 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명의 용어, "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능 식품 및 건강 식품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.

본 발명의 식품 조성물은 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 높은 당뇨병 개선 효과를 기대할 수 있으므로, 건강 증진 목적으로 매우 유용하게 사용될 수 있다.

상기 건강 기능(성) 식품(functional food)이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)과 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 여기서 '기능(성)'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 식품의 제형은 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 천연물을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나므로, 본 발명의 식품은 당뇨병 개선 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.

상기 건강 식품(health food)은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강 기능 식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 호용된다.

구체적으로, 상기 건강 기능 식품은 본 발명의 화합물을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품 소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용이 없는 장점이 있다.

상기 식품 조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.

또한, 상기 식품 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄; 및 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.

또한, 상기 식품 조성물은 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 포함할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용될 수 있다.

본 발명의 식품 조성물의 일 예로 건강음료 조성물로 사용될 수 있으며, 이 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강음료 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.001 ~ 0.4 g, 구체적으로 약 0.002 ~ 0.3 g이 될 수 있다.

상기 외에 건강음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강음료 조성물 100 중량부당 0.001 ~ 0.10 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

본 발명의 또 다른 하나의 양태는 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 사료 조성물을 제공한다.

상기 벌개미취, 추출물, 분획물, 예방 및 개선에 대해서는 상기 설명한 바와 같다.

본 발명의 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 조성물은 가축, 또는 반려동물과 같이 인간 이외의 개체의 당뇨병 발병 예방 또는 치료를 위하여 사용될 수 있으며, 기능성 사료첨가제, 또는 사료용 조성물로 활용할 수 있다.

본 발명에 따른 사료 조성물 내 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물의 함량은 적용 가축의 종류 및 연령, 적용 형태, 목적하는 효과 등에 따라서 적절하게 조절 가능하며, 예컨대 1 내지 99 중량%, 바람직하게는 10 내지 90 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 80 중량%로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 사료 조성물은 투여를 위해서 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물 이외에 추가로 구연산, 푸마르산, 아디프산, 젖산 등의 유기산; 인산칼륨, 인산나트륨, 중합 인산염 등의 인산염; 폴리페놀, 카테친, 토코페롤, 비타민 C, 녹차 추출물, 키토산, 탄니산 등의 천연 항산화제 중 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 또는 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.

또한, 본 발명의 사료 조성물은 보조성분으로 아미노산, 무기염류, 비타민, 항산화제, 항진균제, 항균제 등과 같은 각종 보조제 및 분쇄 또는 파쇄된 밀, 보리, 옥수수 등의 식물성 단백질 사료, 혈분, 육분, 생선분 등의 동물성 단백질 사료, 동물성 지방 및 식물성 지방 같은 주성분 이외에도 영양 보충제, 성장 촉진제, 소화 흡수 촉진제, 질병 예방제와 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 사료 조성물을 사료 첨가물로 사용할 경우, 상기 사료 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 사료 조성물의 투여 형태는 비독성 제약상 허용 가능한 담체와 조합하여 즉시 방출 또는 서방성 제형으로 제조할 수 있다. 이러한 식용 담체는 옥수수 전분, 락토스, 수크로스, 프로필렌 글리콜일 수 있다. 고체형 담체의 경우에는 정제, 산제, 토로키제 등의 투여 형태일 수 있으며 액체형 담체의 경우에는 시럽제, 액체 현탁액제, 에멀젼제, 용액제 등의 투여 형태일 수 있다. 또한, 투여제는 보존제, 윤화제, 용액 촉진제, 안정화제를 함유할 수 있으며 다른 염증 질환 개선제 및 바이러스 예방상 유용한 물질을 함유할 수도 있다.

본 발명의 사료 조성물은 포유류, 가금류, 어류 및 갑각류를 포함하는 다수의 동물 식이 즉, 사료에 적용할 수 있다. 상업용으로 중요한 돼지, 소, 염소 등의 포유류, 코끼리, 낙타 등의 동물원 동물, 개, 고양이 등의 가축에게 사용할 수 있다. 상업적으로 중요한 가금류에는 닭, 오리, 거위 등이 포함되며, 송어와 새우와 같은 상업적으로 사육되는 어류 및 갑각류를 포함 할 수 있다.

본 발명에 따른 사료 조성물은 가축사료에 건조 중량 기준으로 1 ㎏ 당 약 10 내지 500 g, 바람직하기로는 10 내지 100 g의 양으로 혼합될 수 있고, 완전히 혼합한 후 매쉬로 공급하거나, 추가 가공 공정을 통하여 팰렛화, 팽창화, 압출 공정을 거치는 것이 바람직하다.

본 발명의 벌개미취 추출물은 지방세포의 포도당 흡수를 촉진하여 혈당을 강하 효능 나타내므로, 당뇨병의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 천연물로부터 유래한 것이므로, 당뇨병의 예방, 치료 및 개선에 부작용 없이 안전하게 사용할 수 있다.

도 1은 벌개미취 30% 에탄올 추출물(ASKO-30)과 열탕추출물(ASKO))의 지방세포의 포도당 흡수 촉진 효과를 보여주는 그래프로서, ***는 음성 대조군(CON) 대비 p<0.001임을 의미한다(N=15).
도 2는 벌개미취 에탄올 추출물(KIOM83A)과 그 분획물들의 포도당 흡수 촉진 효과를 보여주는 그래프로서, **는 음성 대조군(CON) 대비 p<0.001임을 의미한다(N=15).
도 3은 벌개미취 추출물(ASKO, ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80)과 왕해국 추출물의 포도당 흡수 촉진 효과를 비교한 그래프로서, ***는 음성 대조군(CON) 대비 p<0.001, **는 음성 대조군(CON) 대비 p<0.01의 효능을, ###은 왕해국 추출물 대비 p<0.001 임을 의미한다(N=8).
도 4는 벌개미취 추출물(ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80)과 참취 추출물의 포도당 흡수 촉진 효과를 비교한 그래프로서, ***는 음성 대조군(CON) 대비 p<0.001, **는 음성 대조군(CON) 대비 p<0.01, ###은 참취 추출물 대비 p<0.001임을 의미한다(N=8).

이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 벌개미취 열탕 추출물의 제조

벌개미취의 잎 및 줄기를 세절한 후, 100% 물로 100℃에서 열탕 추출하였다. 상기 추출액을 여과하여 감암상태에서 농축, 동결건조하여 벌개미취 물추출물(ASKO)을 수득하였다.

실시예 2. 벌개미취 수용성 에탄올 추출물의 제조

벌개미취의 잎 및 줄기를 세절한 후, 30% 에탄올, 50% 에탄올, 80% 에탄올로 각각 상온 추출한 후 여과하여 감암 농축, 건조하여 각각의 벌개미취 수용성 에탄올 추출물(ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80)을 각각 수득하였다.

실시예 3. 벌개미취 추출물 및 분획물의 제조

벌개미취의 잎과 줄기를 세절한 후, 80%(v/v) 에탄올에서 상온 추출하였다. 상기 추출액을 여과하여 감암상태에서 농축, 건조하여 벌개미취 알코올 추출물(KIOM83A)을 수득하였다. 이후, 상기 KIOM83A를 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 및 물로 계통분리하여 벌개미취 추출물의 헥산 층(KIOM-83H), 에칠아세테이트 층(KIOM-83EA), 부탄올 층(KIOM-83Bu), 물 층(KIOM-83W)의 분획물을 획득하였다.

실시예 4. 참취 추출물의 제조

참취(Aster scaber Thunb.; 날개잎참취)를 충북 충주의 산유화식물원에서 2016년 7월에 구입하여 사용하였으며, 한국한의학연구원(대전, 한국) 시료보관용 저온실에 보관하였다.

구체적인 참취 추출물 제조과정으로서, 참취 5 g을 중량의 10배에 해당하는 1차 증류수 50 mL에 넣어 100℃에서 열수 추출, 여과, 농축 동결 건조한 추출물을 제조하였다.

실시예 5. 왕해국 추출물의 제조

왕해국 (Aster spathulifolius var. pharai)를 충북 충주의 산유화식물원에서 2016년 7월에 구입하여 사용하였으며, 한국한의학연구원(대전, 한국) 시료보관용 저온실에 보관하였다. 왕해국은 해국(Aster spathulifolius)의 동속식물이다.

구체적인 왕해국 추출물 제조과정으로서 왕해국 5 g을 중량의 10배에 해당하는 1차 증류수 50 mL에 넣어 100℃에서 열수 추출, 여과, 농축 동결 건조한 추출물을 제조하였다

실시예 6. 지방전구세포(preadipocyte)의 배양

지방전구세포인 3T3-L1은 American Type Culture Collection(ATCC, Manassas, VA, USA)에서 구입하여 사용하였고, 세포배양에 사용된 모든 배지는 웰진(WELGENE)에서 구입하여 사용하였다. 상기 지방전구세포는 1% P/S(penicillin-streptomycin)와 10% FBS가 첨가된 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium)을 사용하여 37℃, 5% CO₂ 조건에서 배양하였다. 배양은 3일 간격으로 하였고, 100 mm 플레이트 바닥에 세포가 80% 정도 자랐을 때, PBS(phosphate buffered saline)로 세척한 후, 0.25% 트립신-EDTA 용액을 넣어 37℃, 5% CO₂ 조건에서 3분간 처리함으로써 세포를 탈착시켜 계대배양하여 유지하였다.

실시예 7. 벌개미취 추출물들( ASKO , ASKO -30, ASKO -50, ASKO -80, KIOM83A , KIOM-83H, KIOM - 83EA , KIOM - 83Bu , KIOM -83W) 혈당 강하 효과

ASKO, ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80, KIOM83A, KIOM-83H, KIOM-83EA, KIOM-83Bu, KIOM-83W의 혈당 강하 활성을 분석하기 위하여, 지방세포의 포도당 흡수에 미치는 영향을 확인하였다.

우선, 지방세포는 지방전구세포인 3T3-L1을 분화시켜 준비하였다. 지방전구세포인 3T3-L1을 지방세포로 분화시키기 위하여, 96 웰 플레이트에 상기 3T3-L1 세포를 1×10⁴ 세포/웰의 수로 분주하였고, 5% CO₂ 인큐베이터에서 5일 동안 배양하였다. 분화된 상기 지방세포는 FBS가 첨가되지 않은 저농도 글루코스 배지로 배양하였고, ASKO, ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80, KIOM83A, KIOM-83H, KIOM-83EA, KIOM-83Bu, KIOM-83W들을 농도별로 처리하였으며, Glucose Uptake Cell-Based Assay Kit(Cayman Chemical Company, MI, USA)를 이용하여 포도당 흡수도를 분석하였다. 이때, 형광분석기 485/535 nm에서 결과값을 측정하였다.

그 결과, 도 1과 2 에서 볼 수 있듯이, ASKO, ASKO-30, KIOM83A, KIOM-83H, KIOM-83Bu은 지방세포의 포도당 흡수를 농도 의존적으로 증가시킴을 확인하였다. 상기 결과를 통해, ASKO, ASKO-30, KIOM83A, KIOM-83H, KIOM-83Bu는 혈당 상승 시에 지방세포의 포도당 흡수를 촉진시켜 혈당을 정상적으로 유지시키는 우수한 혈당 조절 활성을 가짐을 알 수 있었다.

실시예 8. 벌개미취 추출물들과 왕해국 추출물과 혈당강하 비교 검증

상기 실시예 1, 2 및 5에서 제조한 벌개미취 추출물들과 왕해국 추출물의 혈당 강하 효과를 비교하였다. 구체적인 혈당강하 효과 측정 방법은 상기 실시예 7과 같다.

그 결과, 도 3 에서 볼 수 있듯이, 벌개미취 추출물들이(ASKO, ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80)이 왕해국 추출물 보다 지방세포의 포도당 흡수 효능이 현저히 우수함을 확인하였다. 즉, 음성대조군(CON)과 비교할 경우 왕해국 추출물은 유의미한 효능을 나타내지 않았으나, 벌개미취 추출물들은 모두 그 효능이 매우 우수하였다 (**P<0.01, ***P<0.001).

또한, 왕해국과 벌개미취 추출물들의 혈당 강하 효능을 비교한 결과, 벌개미취 추출물들은 왕해국 추출물 보다 더욱 우수한 혈당 강하 효과를 나타냄을 알 수 있다 (### P<0.001).

실시예 9. 벌개미취 추출물들과 참취 추출물과 혈당강하 비교 검증

상기 실시예 1, 2 및 4에서 제조한 벌개미취 추출물들과 참취 추출물의 혈당 강하 효과를 비교하였다. 구체적인 혈당강하 효과 측정 방법은 상기 실시예 7과 같다.

그 결과, 도 4에서 볼 수 있듯이, 벌개미취 추출물들이(ASKO-30, ASKO-50, ASKO-80)이 참취 추출물 보다 지방세포의 포도당 흡수 효능이 현저히 우수함을 확인하였다. 즉 음성대조군(CON)과 비교 시 참취 추출물은 유의미한 효능을 나타내지 않았으나, 벌개미취 추출물들은 모두 그 효능이 매우 우수하였다(**P<0.01, ***P<0.001).

또한, 참취 추출물과 벌개미취 추출물들과 혈당 강하 효능을 비교한 결과, 벌개미취 추출물들은 참취 추출물 보다 더욱 우수한 혈당 강하 효과를 나타냄을 알 수 있다 (### P<0.001).

상기 실시예 7 및 8의 결과를 통해, ASKO, ASKO-30, KIOM83A, KIOM-83H, KIOM-83Bu와 같은 벌개미취 추출물은 혈당 상승 시에 지방세포의 포도당 흡수를 촉진시켜 혈당을 정상적으로 유지시키는 우수한 혈당 조절 활성을 가지므로, 당뇨병의 예방 및 치료용 조성물로 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다. 뿐만 아니라 동일한 속에 속하는 식물인 황해국 및 참취 보다도 그 효과가 현저히 우수함을 알 수 있다.

Claims (8)

1. 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 벌개미취 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 및 이들의 혼합용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 추출하여 제조되는 것인, 약학적 조성물.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 당뇨병의 예방 또는 치료는 혈당조절에 의한 것인, 약학적 조성물.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 분획물은 벌개미취 추출물을 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 헥산(Hexane), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 및 이들의 혼합용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 분획하여 제조한 것인, 약학적 조성물.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 벌개미취 추출물은 벌개미취 추출물 0.5~80% (v/v) 에탄올 추출물인 약학적 조성물.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 약학적 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료 방법.
   
7. 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
8. 벌개미취 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 개선용 사료 조성물.
   

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