| 초록 |
핵심기술 비파잎 주정 및 열수 추출 기술, 지표성분 분석기술, 퓨레 형태의 유자차 개발, 골다공증 개선 효능검증 기술 최종목표 비파와 유자로부터 골다공증 개선 소재를 개발하여 건강지향형 식품을 제품화 개발내용 및 결과 ∘ 개발기술 - 비파잎 및 유자에서 골다공증 개선 소재 개발 - 비파잎에서 골다공증 개선 물질 추출 최적화 조건 확립 - 유자에서 골다공증 개선 물질 추출 최적화 조건 확립 - 비파잎/유자 추출물의 성분 분석 및 골다공증 개선 효능 평가 - 세포 모델을 이용하여 세포 독성 평가를 통한 개발 물질의 안전성 확보 - 세포실험을 통한 비파와 유자의 골다공증 개선 효능 확인 - 동물실험을 통한 개발 물질의 안정성 확인 및 골다공증 개선 효능 검증 - 유자과육이 없는 퓨레 형태의 유자차 제품 개발 - 비파잎 주정 및 열수 추출물의 첨가 농도 확립 - 대량생산 체계 확립 및 작업표준서 확립 - 골다공증 개선 원료 소재의 중금속, 미생물, 잔류농약 확인 - 유효소재의 분리/정제 및 구조 동정 - 지표성분 설정 및 분석법 개발 ∘ 제품에 대한 기술적인 원리 - 골다공증질환 유도(OVX) 동물모델에서 정상군(SHAM) 대비 음성대조군(N.C)의 ALP(Alkaline phosphatase) 수치 상승에 의한 OVX 모델을 확인하였으며, 음성대조군 대비 양성대조군 및 모든 시험군에서 유의적인 ALP 수치 감소를 확인 - 골다공증 질환시 중요인자인 Ca과 P의 경우 정상군 대비 음성 대조군의 부족함을 확인하였으며, 양성대조군을 비롯한 샘플의 모든 투여군에서 개선됨을 확인 - 소동물용 단층촬영(DEXA) 분석에서는 정상군 대비 음성대조군은 bone whole, ROI 좌, 우측 Femur 분석에서 BMD, BMC는 유의적으로 감소하였고, FAT(%) 에서는 증가하여 OVX 수술에 의한 질환모델 유도를 확인하였고, 음성대조군(N.C) 대비 모든 시험물질 군에서 ROI 좌, 우측 Femur 에서 BMC(g) BMD(g/cm2) 증가대비 FAT(%)에서 감소하였으나 유의성 있는 결과를 보임 ∘ 연구내용 - 비파잎/유자의 원료를 확보하여 골다공증 개선 소재에 대한 추출 방법 확립 - 원료(비파잎)의 생산 표준화 확립 - 비파잎 추출물의 성분 분석 및 골다공증 개선 효능 평가 - 비파잎의 골다공증 개선 효능 최적화 추출조건(시간, 온도, 비율, 농도) 확립 및 개발 - 동물실험 및 관능시험을 통한 비파잎 추출물 첨가 농도 확립 - 섭취가 용이한 유자 과육이 없는 퓨레형태의 펌프식 용기 제품 개발 - 골다공증 개선 유효소재의 분리/정제 - in vitro 실험을 통한 비파잎과 유자의 골다공증 개선 효능 분석 - in vivo 양성대조군 비교평가를 통한 비파잎과 유자의 골다공증 개선 효능 확인 - 골다공증 개선 유효소재의 구조 분석 - 대량생산 체계확립 및 제품표준서 확립 - 원료 배합비 설정 및 제품의 제형개발 기술개발배경 ∘ 현대의학기술과 경제발달로 인해 노령인구가 급격히 증가하고 있고, 이에 따라 노년의 건강한 삶을 지속적으로 유지하기 위해 건강에 대한 인식 확산으로, 질병 및 질환 예방을 위한 식생활 개선 및 건강기능식품에 대한 요구가 급격히 증가하고 있음 ∘ 골다공증은 남성보다 여성에서 주로 5배 이상 발생되는 질병으로 아시아 여성의 발병 빈도가 5배 이상 높으며, 국내 골다공증 환자는 2백만명 이상으로 주로 폐경기의 중년 여성의 비중이 높지만, 고령화의 진전으로 중장년층이 증가하면서 골다공증관련 시장 규모가 급속하게 확대되고 있음 ∘ 주요 국가의 골다공증 시장은 2005~2009년 동안 연평균 성장률 2%로 성장하여, 2009년 그 시장 규모가 약 70억 달러 달성하였으며, 2019년이 되면서 95억 달러로 성장할 것으로 전망됨 ∘ 현재 골다공증 치료제는 '골흡수 억제제'와 '골생성 촉진제'로 구분되는데, 기존의 치료제는 주로 약물처리에 의한 선택적 에스트로겐 조절제, 부갑상성 호르몬 조절제 또는 칼시토닌 제제와 비스포스포네이트 제제가 사용되고 있음 ∘ 기존의 호르몬 조절 치료제는 부인암의 발병률을 높이며, 칼시토닌 제제는 위장장애를 일으키며, 비스포스포네이트 제제는 턱이 썩는 심각한 부작용을 가지고 있어 대체 치료제의 개발이 절실함 따라서, 새로운 작용 및 골격구조를 가지면서 독성 및 부작용이 적고 골다공증의 예방 및 치료에 효과적인 유효물질의 개발이 절실히 요구됨 또한 이러한 신물질은 민간요법으로 예로부터 적용되어 온 천연물에서 발견될 가능성이 매우 높기 때문에 천연물로부터 신약을 제조하려는 시도가 활발히 진행되고 있음 ∘ 이에 기업에서는 천연물 소재를 이용하여 유용한 물질의 탐색과 활용에 초점을 맞추고 있으며, 특히 국내는 전통한방이 발달하여 천연물 연구 분야에서 다른 선진 국가에 비해 우위에 있어 이런 강점을 살려 천연물을 이용한 신약 및 기능성 식품의 개발 등 고부가가치 산업에 집중 할 필요가 있음 ∘ 기능성 중에서도 천연재료, 친환경적 재료, 질병예방식품, 즉 발효식품, 웰빙식품, 천연향장품, 기능성향장품 소재 등에 대한 관심은 갈수록 증대되고 있음 ∘ 국내에서는 비파 과실의 성분분석이나 비파 부위별 용매추출물의 항산화 및 균활성에 관한연구, 비파잎의 특정성분을 이용한 peroxynitrite 소거능에 대한 연구, nitrite 소거능 및 항돌연변이 효과에 관한 연구가 진행됨 ∘ 새로운 기능성 소재로의 개발 잠재성이 높으나 국내외적으로 비파의 기능성에 대한 연구는 아직 미흡한 실정임. 또한, 비파에 대한 골대사 저해제 및 작용 기전은 아직 연구된 바가 없으므로, 파골세포 저해 활성을 갖는 새로운 신물질의 분리 정제만이 아니라 기존 물질에 대한 새로운 약리 활성의 발견이 가능하다고 볼 수 있음 ∘ 유자는 한국, 중국, 일본에서 생산되는데 한국산이 가장 향이 진하고 껍질이 두터우며, 국내 주요 산지로는 전라남도 고흥, 완도, 장흥, 진도와 경상남도 거제, 남해, 통영 등에서 자람 ∘ 주요 성분으로는 비타민 C가 100g당 105mg으로 레몬보다 3배나 많이 들어있어 감기와 피부미용에 좋고, 노화와 피로를 방지하는 유기산이 많이 들어 있음. 그 밖에도 비타민 B와 당질, 단백질 등이 다른 감귤류 과일 보다 많고 모세혈관을 보호하는 헤스페리딘이 들어 있어 뇌혈관 장애와 품을 막아주며, 배농 및 배설작용을 해서 몸 안에 쌓여 있는 노폐물을 밖으로 내보내는 작용을 함. ∘ 특히, 유자는 여러 가지 영양성분 중 칼슘이 100g당 49mg이나 들어 있으며, 과육에는 51mg, 과피에는 84mg이나 들어있어 사과나 배와 같은 일반적인 과일에 비해 칼슘 함량이 10~20배나 많이 들어있는 칼슘의 보고라 할 수 있음. ∘ 이렇게 칼슘이 풍부한 유자에 골다공증의 개선 활성을 지닌 천연물질을 첨가하여 식품을 제조한다면 골다공증 개선에 시너지효과를 가져올 수 있을 것으로 예상됨 핵심기술개발의 의의 ∘ 천연물 추출은 추출 방법 및 조건에 따라 지표성분, 유효성분 등의 함량이나 활성이 다르게 나타나므로 천연물의 종류 및 유효성의 종류에 따라 최적의 추출조건 확립이 필요함. 본 연구에서는 비파잎의 주정 및 열수 추출조건을 확립하였음 ∘ 비파잎 추출물 및 유자 추출물의 골다공증 개선 효능 검증을 위해 ALP(alkaline phosphatase) assay 실험 수행 및 유전자 분석(RT-PCR)을 통화여 BMP2, RUNX2의 유전자 발현을 확인였으며, RANKL (Receptor acticvator of nuclear factor kappa-B ligand) assay를 통하여 골다공증 개선 효능을 검증함. ∘ 난소를 절제한 골다공증 질환동물 랫트를 이용하여 각각의 추출물 및 혼합한 물질을 투여하여 골다공증 개선 효능을 확인함. 적용분야 골다공증 개선관련 건강기능식품 시장 (출처 : 요약 5p) |
