KR20120107254A

KR20120107254A - 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물

Info

Publication number: KR20120107254A
Application number: KR1020110024836A
Authority: KR
Inventors: 성수일; 황교열; 이재연; 강경돈; 박영식; 조용석; 육원정
Original assignee: (주)바이오토피아
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2012-10-02
Also published as: KR101302652B1

Abstract

본 발명은 알파-글루코시다아제 저해제 함유 조성물 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 및 식품 첨가제에 관한 것으로, 본 발명의 약학 조성물 및 식품 첨가제는 식후 혈당을 크게 낮출 뿐만 아니라 지속적으로 섭취하였을 때 내당능, 당화혈색소, 혈중인슐린 등의 효능을 크게 증진시킬 수 있으므로 당뇨병을 예방 또는 치료하기 위한 다양한 건강기능식품 및 의약품에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물{PHARMACEUTICAL COMPOSITION FOR PREVENTING OR TREATING DIABETES MELLITUS COMPRISING α-GLUCOSIDASE INHIBITOR AND BREWER'S DRIED YEAST}

본 발명은 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 및 식품 첨가제에 관한 것이다.

당뇨병은 전 세계 모든 나라에서 주목하고 있는 만성질환이며, 대부분의 나라에서 사망원인의 5번째 이상을 차지하는 중요한 질환이다.

당뇨병 환자의 경우, 탄수화물과 같은 음식물을 섭취하였을 때 식후 2시간이내에 급격하게 혈당이 올라가게 된다. 이러한 급격한 식후 혈당 상승을 막아주는 물질로 알려진 것이 바로 알파-글루코시다아제 저해제(α-glucosidase inhibitor)이다. 일반적으로 알파-글루코시다아제 저해제는 소장내 이당류 분해효소인 말타아제(maltase), 수크라제(sucrase) 및 이소말타아제(isomaltase) 등의 소화작용을 억제하여 체내로 혈당이 급격하게 들어오는 것을 억제해주는 물질로 알려져 있다. 이러한 알파-글루코시다아제 저해제로 상품화된 물질로는 아카보즈(acarbose), 보글리보즈(voglibose) 및 미글리톨(miglitol) 등이 있다.

식물 및 미생물과 같이 자연계에서 천연적으로 존재하는 다양한 알파글루코시다아제 저해물질 중 대표적인 예는 1-데옥시노지리마이신(1-deoxynojirimycin, DNJ)이다. DNJ는 뽕잎, 상백피 등의 식물체 내에 존재할 뿐만 아니라 바실러스(Bacillus), 스트렙토마이세스(Streptomyces) 등의 미생물에서도 생산되는 물질로 잘 알려져 있다. DNJ를 함유한 천연물질들의 경우 당뇨병을 예방 또는 치료하기 위한 기능성을 보유하기 때문에 건강기능식품 및 천연물 신약 등의 다양한 용도로 적용할 수 있다. 하지만, DNJ는 의약품으로서 효과를 나타내기에는 생체내 효능이 다소 떨어지는 단점이 있다. 따라서 이러한 효능을 갖는 알파-글루코시다아제 저해제, 상세하게는 DNJ를 함유하는 천연물질들의 생체내 효능을 극대화시키기 위한 최적화된 제형화 기술이 요구된다.

한편, 맥주효모(brewer's dried yeast)는 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 효모균을 사용하여 맥주를 발효시키고 남은 균체를 건조한 것으로서, 생물적으로는 불활성이지만 영양학적인 관점에서는 양질의 단백질, 비타민 및 미네랄 등을 풍부하게 함유하고 있다. 특히 미네랄 중에서도 항산화효과가 우수한 필수미네랄인 셀레늄이 다량 함유되어 있다.

또한, 당뇨병과 관련된 알려진 물질로는 미네랄 중 크롬을 함유하고 있는 포도당 내성인자(glucose tolerance factor)가 있다(Schwarz K., Arch Biochem Biophys., 85:292-295, 1959). 이러한 포도당 내성인자는 3가 크롬이 생물학적으로 활성을 가져 당뇨 마우스에서의 혈당을 낮춘다고 보고되었다(Tuman R.W., Diabetes, 26:820-826, 1977). 또한, 글라이신, 시스테인 및 아스파트산 등으로 구성된 약 1,500 달톤의 올리고펩타이드인 저분자량크롬(low molecular weight chromium; LMWCr)이 인슐린대사에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다(Vincent J.B., Acc Chem Res., 33:503-510, 2000). 당뇨병 환자의 혈액 내에는 크롬이 정상인보다 현저히 적은 양으로 존재하여 포도당 대사장애가 심하게 나타날 뿐만 아니라, 체내에 크롬이 결핍될 시에는 내당능 장애 이외에 콜레스테롤 및 중성지질의 증가도 초래하게 된다. 크롬은 크롬이 부족한 당뇨병 환자에게 있어 당뇨병의 개선에 도움을 줄 수 있는 것으로 알려져 있으나, 크롬 투여에 따른 당뇨병에 관한 효능에 대한 임상적 결과가 투여농도에 따라 일정하게 나타나지 않고, 효능 및 작용기전 등이 아직 불분명하다.

이에, 본 발명자들은 식후 혈당을 억제시켜 당뇨병을 예방 또는 치료하는 것으로 알려진 알파-글루코시다아제 저해제 중에서 바실러스 서브틸리스 유래의 DNJ를 함유하는 대두발효물과, 당뇨에 있어서는 불분명한 효능을 갖는 맥주효모를 최적의 비율로 혼합하여 제조한 혼합 조성물이 식후 혈당을 크게 낮출 뿐만 아니라, 지속적으로 섭취하였을 때 내당능, 당화혈색소, 혈중인슐린 등의 효능을 크게 증진시킬 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 포함하며, 생체 내에서 식후 혈당 기능을 증진시켜 당뇨병을 예방 또는 치료할 수 있는 약학 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 포함하는 식품 첨가제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 식품 첨가제를 포함하는 건강 증진용 식품을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는 식품 첨가제를 제공한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 식품 첨가제를 포함하고 혈당 강하 효과를 나타내는 건강 증진용 식품을 제공한다.

본 발명의 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는 약학 조성물 및 식품 첨가제는, 식후 혈당을 크게 낮출 뿐만 아니라 지속적으로 섭취하였을 때 내당능, 당화혈색소, 혈중인슐린 등의 효능을 크게 증진시킬 수 있으므로 당뇨병을 예방 또는 치료하기 위한 다양한 건강기능식품 및 의약품에 유용하게 적용될 수 있다.

도 1은 제1형 당뇨 랫 모델에서 맥주효모 단독 또는 혼합조성물 1, 3, 4 및 5를 전분과 함께 동시에 투여한 후 식후 혈당을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2 내지 도 8은 각각 제2형 당뇨 마우스 모델에서 대두발효물 단독 또는 대두발효물+맥주효모(혼합조성물 2)를 투여한 후의 공복 혈당, 식후 2시간 혈당, 포도당 경구 당부하 시험 결과, 수크로스 및 말토스에 대한 식후 혈당 억제능, 당화 혈색소 및 혈중 인슐린 함량을 나타내는 그래프이다.

본 발명은 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

상기 알파-글루코시다아제 저해물질은 다음과 같이 다양한 알파-글루코시다아제 저해제들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 1) 의약품 용도로 사용되는 알파-글루코시다아제 저해제(예를 들면, 아카보즈, 보글리보즈 및 미글리톨); 2) 알파글루코시다아제 저해능을 보유하여 식후 혈당을 억제하는 건강기능식품으로 알려진 물질(예를 들면, 대두 발효물, 콩 발효추출물, 토치대두 발효추출물, 솔잎증류 농축액, 구아바잎 추출물, 탈지달맞이꽃종자 추출물, 바나바주정 추출물, 난소화성 말토덱스트린, 노팔 추출물, 동결건조누에분말 및 이눌린); 3) 알파글루코시다아제 억제기능을 보유하는 곤충 및 식물체 등의 천연 물질(예를 들면, 누에, 뽕잎, 상백피 및 닭의 장풀의 추출물 및 건조 분말); 및 4) 알파글루코시다아제 억제기능을 보유하는 미생물(예를 들면, 세균으로는 바실러스 속(Bacillus sp .), 예컨대, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 메센테리쿠스(Bacillus mesentericus), 바실러스 리첸니포미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 퍼물리스(Bacillus pumilis), 액티노마이세테스 속(Actinomycetes sp.), 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 등, 곰팡이로는 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp.), 예컨대, 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger) 및 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 등)을 포함할 수 있다.

상기 알파-글루코시다아제 저해제는 각종 식물로부터 추출하는 방법(Yagi et al., Nippon Nogeikagaku Kaishi., 50: 571-572(1976)), 각종 미생물을 이용한 발효 생산법(Murao et al., Agric. Biol. Chem., 44: 219-221(1980)) 또는 효소 합성법(Wong et al., Tetrahedron Lett., 32: 4867-4870(1991))을 통해 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에 따르면, 본 발명의 알파-글루코시다아제 저해물질은 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호: KCCM 10450P)를 이용하여 대두를 발효시킨 대두발효물을 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 실시양태에 따르면, 본 발명의 알파-글루코시다아제 저해물질은 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호: KCCM 10450P)를 이용하여 대두를 발효시킨 대두발효물과 뽕잎을 혼합한 뽕잎 함유 대두발효물을 포함한다. 본 발명에서 유효성분중 하나로 사용되는 뽕잎 함유 대두발효물은, 뽕잎 자체가 알파-글루코시다아제 저해물질인 DNJ를 포함하기 때문에 대두발효물보다 더 우수한 혈당 강하 효과를 나타낼 수 있다. 상기 뽕잎 함유 대두발효물은, 뽕잎과 대두발효물을 1:0.1 내지 1:0.8, 바람직하게는 1:0.2 내지 1:0.5의 중량비로 혼합하여 제조할 수 있다(황교열외 9인, 한국식품영양과학회지, 37(4), 452~458, (2008)). 상기 대두발효물은 액상 형태의 대두발효물을 뽕잎과 혼합하여 건조하여 제조하거나, 건조된 형태의 대두발효물을 뽕잎과 혼합하여 제조할 수도 있다.

본 발명에서 상기 알파-글루코시다아제 저해물질은 바람직하게는 1-데옥시노지리마이신(DNJ)인 것을 특징으로 하며, 본 발명에서 사용된 바실러스 서브틸리스 MORI 균주는 DNJ를 생산한다.

상기 대두발효물은, 대두를 용매 추출한 추출액에 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호: KCCM 10450P)를 접종하여 배양시키는 단계를 거쳐 제조될 수 있다. 대두의 추출방법은 당 기술 분야에 알려져 있는 추출 방법을 이용할 수 있으며 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 물, 주정, 클로로포름, 헥산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매로 추출하여 제조할 수 있으며, 이렇게 얻어진 추출물을 열처리, 멸균, 감마선 등과 같은 통상적인 살균처리한 후, 미생물을 접종할 수 있다. 상기 미생물은 배양액 부피를 기준으로 0.1% 내지 10%(w/v)의 양으로 대두 추출물에 접종하여 28℃ 내지 40℃, 바람직하게는 35℃ 내지 37℃의 온도에서, 3 내지 7일, 바람직하게는 4 내지 5일 동안 배양될 수 있다.

상기에서 수득한 대두발효물로부터 원심분리, 막분리 장치 또는 여과법으로 침전물을 제거하고, 상등액을 회수한 후, 회수한 상등액은 그 자체로서 액상으로 사용하거나, 이를 농축 및 동결건조하여 고상, 분말, 과립 등의 형태로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 맥주효모로는 사카로마이세스 세레비지에 균주를 사용하여 맥주를 발효시킨 후 남은 균체를 건조한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 약학 조성물은 알파-글루코시다아제 저해물질과 맥주효모를 20:80 내지 60:40의 중량비로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 33:67 내지 50:50의 중량비로 포함할 수 있다. 이러한 알파-글루코시다아제 저해물질과 맥주효모의 혼합 비율은 각 알파-글루코시다아제 저해제의 적정 투여 용량에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명이 상기 혼합 비율로 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시양태에 따르면, DNJ를 함유하는 바실러스 서브틸리스 MORI 균주를 이용한 대두발효물 또는 상기 대두발효물과 뽕잎을 혼합한 뽕잎 함유 대두발효물을 맥주효모와 혼합한 본 발명의 조성물을 제1형 및 제2형 당뇨 설치류 모델에 경구로 투여한 결과, 전분, 수크로스 등의 탄수화물을 동시에 경구투여하였을 때 식후 혈당의 증가를 크게 억제시켰으며, 지속적으로 경구투여하였을 때 공복 혈당 및 식후 2시간 혈당 감소, 내당능장애 개선, 당화혈색소 및 혈중 인슐린 증가 등의 효능을 나타내어 당뇨병 질환을 크게 개선할 수 있음을 알 수 있었다.

본 발명에서는 상기 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호: KCCM 10450P)를 이용하여 발효시킨 대두발효물을 포함하는 조성물 이외에도 상기에서 언급한 바와 같은 알파글루코시다아제 저해 기능을 갖는 의약품, 건강기능식품, 천연 물질 및 미생물을 사용함으로써 유사한 기능적인 효과를 거둘 수 있다.

본 발명의 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 담체, 부형제 및/또는 희석제를 포함할 수 있는데, 이러한 예로는 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리트리톨, 말디톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.

본 발명의 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으며, 제제화할 경우에는 통상적으로 사용되는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 첨가하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 유효성분에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 칼슘카보네이트, 전분, 수크로스, 락토스, 젤라틴 등을 혼합하여 조제한다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 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, 비수용성제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마이크로골, 트윈(tween)61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 약학 조성물은 일반적으로 5 내지 90 ㎎/체중 kg, 바람직하게는 10 내지 50 ㎎/체중 ㎏의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있으나, 이는 투여경로, 질병의 중증정도, 환자의 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있는 것으로 상기 투여량이 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는 식품 첨가제를 제공한다.

상기 식품 첨가제는 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모의 혼합물을 분무-건조 또는 동결-건조하여 제조된 분말 형태로 함유할 수 있다. 또한, 필요에 따라 담체와 혼합하여 분말화할 수도 있다.

본 발명에 따른 식품 첨가제는 혈당 저하를 통한 당뇨병의 예방을 목적으로 식품 또는 음료에 첨가되어 기능성식품 또는 건강보조식품으로 제공될 수 있는데, 이러한 경우 상기 식품 첨가제를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 통상적인 방법에 따라 적절하게 혼합하여 사용될 수 있다.

본 발명의 식품 첨가제가 적용될 수 있는 식품의 종류에 특별한 제한은 없으며, 육류, 소세지, 빵, 초코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 핏자, 라면, 기타 면류, 아이스크림류를 포함하는 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등을 예로 들 수 있고, 통상적인 의미에서의 기능성 식품 및 건강보조식품을 모두 포함한다. 본 발명에 따른 식품 첨가제의 양은 일반적으로 식품의 경우에는 전체 식품 중량의 0.1 내지 80중량％로 가할 수 있고, 음료의 경우에는 100 ㎖를 기준으로 0.5 내지 10 g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 식품 첨가제는 유효성분으로서 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 함유하는 것 이외에는 여러가지 영양제, 탄수화물, 비타민, 미네랄(전해질), 풍미제, 착색제 및 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 필요에 따라 선택적으로 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 두 가지 이상의 성분을 혼합하여 사용할 수 있으며, 이러한 성분들의 비율은 본 발명의 조성물 100 중량부 당 약 30 내지 80 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

또한 본 발명은 상기 식품 첨가제를 포함하고 혈당 강하 효과를 나타내는 건강 증진용 식품을 제공한다.

[실시예]

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

실시예 1: 혼합 조성물의 제조

본 발명에 사용한 알파-글루코시다아제 저해물질은 (주)바이오토피아(Biotopia Co., Ltd., 대한민국)에서 제조된 대두발효물을 시험에 사용하였다. 상기 대두발효물은 2.5톤 발효조(복성, 한국)에 1톤 용량의 미리 멸균된 0.5% 내지 10% 탈지대두분이 함유된 배지에 알파-글루코시다아제 저해제 중 하나인 DNJ를 생산하는 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호 : KCCM 10450P)를 1 내지 5%(v/v)의 양으로 접종하여 37℃에서 4일 동안 발효시켰다. 상기에서 수득한 대두발효물의 상등액에 옥수수전분, 결정셀룰로오스 등의 건조 부형제와 혼합한 후, 농축 및 건조하여 제조되었다. 상기 대두발효물은 DNJ를 0.6 내지 1.5% 함유하고 있었다.

이어, 상기에서 제조된 대두발효물과 맥주효모(Overseal natural ingredient(오버실 내츄럴 인그레디언트)사, 영국)를 40:60의 중량비로 혼합하여 혼합조성물 1을 제조하고, 대두발효물과 맥주효모를 50:50의 중량비로 혼합하여 혼합조성물 2를 제조하였다.

또한, 뽕잎 분말을 상기 제조된 대두발효물과 1:0.3의 중량비로 혼합하여 뽕잎 함유 대두발효물을 제조하였으며(참조: 황교열외 9인, 한국식품영양과학회지, 37(4), 452~458, (2008)), 상기 뽕잎 함유 대두발효물과 맥주효모를 각각 50:50, 40:60 및 33.5:66.5의 비율로 혼합하여 혼합조성물 3 내지 5를 제조하였다.

실험예 1: 제1형 당뇨시험

샘타코사(한국)로부터 구매한 8주령된 수컷 스프라그-다우리 랫(SD rat)을 스트렙토조토신을 이용하여 제1형 당뇨를 유발시켰다. 구체적으로, 스트렙토조토신(Streptozotocin; 시그마(Sigma)사, 미국)을 0.1 M 구연산 완충액(pH 4.5) 1 ml에 60 mg/kg의 농도로 용해하여 상기 SD 랫의 복강에 주사하였다. 12시간 공복상태에서 꼬리 정맥으로부터 채혈하여 측정한 혈당이 200 mg/dL 이상인 쥐를 당뇨병 유발 쥐로 간주하여 실험에 사용하였다.

이어, 당뇨대조군, 아카보즈 투여군, 대두발효물 단독 투여군 및 혼합조성물 1 투여군으로 실험군을 나누고 각 군당 4마리씩 구성하여 아카보즈(글루코바이 정, (주)한독약품), 실시예 1에서 제조한 대두발효물 및 혼합조성물 1을 각각 20 mg/kg씩 제1형 당뇨 랫에 기질과 함께 동시에 경구투여하였다. 아카보즈 투여량은 구입한 정제에 표시된 함량에 근거하여 실제 아카보즈 함량을 계산하여 투여하였다. 이때 기질은 제1형 당뇨 랫의 체중에 기초하여 전분 1.5 g/kg 및 수크로스 2 g/kg을 경구투여하였다. 이어, 식후 60분 후에 식후 혈당 억제율(%)을 하기 식에 따라 계산하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

<식>

식후 혈당 억제율(%) = 1-[(당뇨대조군 혈당치 - 각 시험군 혈당치)/당뇨대조군 혈당치]× 100

그 결과, 본원 발명의 혼합조성물 1 투여군이 대두발효물 단독 투여군에 비해 수크로스 및 전분에 대한 식후 혈당을 크게 억제시키는 것을 알 수 있었다.

또한, 실시예 1에서 제조한 본원 발명의 혼합조성물 1, 3, 4 및 5 투여군과 맥주효모 단독 투여군으로 실험군을 나누고 각 군당 4마리씩 구성하여 혼합조성물 1, 3, 4 및 5, 및 맥주효모를 각각 20 mg/kg씩 제1형 당뇨 랫에 전분과 함께 경구투여한 후, 30분, 60분 및 90분이 되는 시점에 식후 혈당을 측정하여 그 결과를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다.

표 2에서 나타난 바와 같이, 알파글루코시다아제 저해능을 보유하는 대두발효물 또는 뽕잎 함유 대두발효물과 맥주효모를 유효성분으로 포함하는 본 발명의 혼합조성물 1, 3, 4 및 5 투여군에서는 맥주효모 단독투여군보다 식후 혈당이 상승적으로 억제됨을 확인할 수 있었다.

또한, 대두발효물을 포함하는 혼합조성물 1보다는 뽕잎을 더 함유하는 혼합조성물 3 내지 5가 식후 혈당을 더 억제함을 알 수 있는데, 이는 뽕잎 자체가 알파글루코시다아제 저해물질인 DNJ를 포함하여 동량을 처리했을 때 뽕잎을 함유하는 혼합 조성물이 대두발효물을 단독으로 포함하는 혼합 조성물보다 더 우수한 상승 효과를 나타내는 것으로 사료된다. 본 실험에서 전분에 대한 식후 혈당억제를 위한 뽕잎 함유 대두발효물과 맥주효모의 최적 혼합 중량비는 50:50이었다.

실험예 2: 제 2형 당뇨시험

C57BL/6J종 마우스에서 렙틴(leptin) 유전자 변이가 일어나 제2형 당뇨가 자발적으로 일어나는 제2당뇨 모델 마우스로 널리 사용되고 있는 7주령된 수컷 db/db 마우스를 중앙시험동물(주)에서 구매하여 1주간 안정시킨 후 실험에 사용하였다. 당뇨대조군, 대두발효물 단독 투여군 및 혼합조성물 2 투여군으로 실험군을 나누고 각 군당 8마리씩 구성하였다. 시료 투여 용량 및 방법 시료투여 농도는 당뇨대조군(CON)은 증류수를 투여하고, 이어, 실시예 1에서 제조한 대두발효물 및 혼합조성물 2를 체중대비 500 mg/kg 용량으로 존데 니들(zonde needle)을 사용하여 8주간 위내 경구투여하였다. 혈당 측정은 측정 전날 오후 9시부터 절식시키고, 다음날 아침 9시에 안와청맥총에서 혈액을 채취한 후, 혈당측정기 아큐첵 액티브(ACCU-CHEK active, 로슈(Roche), 독일)를 사용하여 측정하였다. 공복 혈당 및 식후 2시간 혈당은 격주단위로 측정하였으며, 12시간 절식시킨 후 측정하였다. 획득된 시험 결과에 대해서는 T-검정을 통해 P < 0.05 유의수준에서 통계학적 유의차를 검증하였다.

2-1) 공복 혈당

투여 8주간의 공복 혈당을 측정한 결과를 하기 표 3 및 도 2에 나타내었다. 그 결과, 두 군 모두 당뇨대조군과 비교하여 유의적으로 공복 혈당을 감소시켰으며(P <0.05), 투여 8주째 대두발효물 단독 투여군보다 혼합조성물 2 투여군이 공복 혈당을 더 감소시키는 결과를 나타냈다.

2-2) 식후 2시간 혈당

투여 8주간의 식후 2시간 혈당을 비교한 결과를 하기 표 4 및 도 3에 나타내었다. 그 결과, 대두발효물 단독 투여군보다 혼합조성물 2 투여군이 6주째부터 8주째까지 식후 2시간 혈당을 뚜렷하게 감소시키는 것을 알 수 있었다. 또한, 혼합조성물 2 투여군은 당뇨대조군과 비교하여 6주째 및 8주째에 유의적으로 식후 2시간 혈당을 더 감소시켰다(P <0.05). 그러나 대두발효물 단독 투여군은 당뇨대조군과 비교하여 식후 2시간 혈당을 유의적으로 감소시키지 않았다.

2-3) 포도당 경구 당부하 시험

8주간 투여 후 시험물질들의 포도당에 대한 내성 증진을 확인하기 위하여, 포도당 경구 당부하 시험(oral glucose tolerance test; OGTT)을 다음과 같이 수행하였다. 시험물질들은 8주간 투여한 후, 측정 전날 저녁 9시에 절식 시켰다. 다음날 아침 9시까지 18시간 절식 후 혈당을 측정하고 나서, 포도당을 체중대비 2 g/kg의 용량으로 경구투여하고 0분, 30분, 60분, 120분 및 180분 후에 채혈하여 혈당측정기 아큐첵 액티브를 이용하여 혈당을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5 및 도 4에 나타내었다.

하기 표 5 및 도 4에서 나타난 바와 같이, 본원 발명의 혼합조성물 2 투여군은 대두발효물 단독 투여군에 비해 내당능 장애가 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 혼합조성물 2 투여군은 60분 이후부터 당뇨대조군에 비하여 유의적으로 혈당이 크게 감소됨을 확인할 수 있었다.

2-4) 수크로스 식후 혈당 억제능

8주간 투여 후 이당류인 수크로스 투여에 대한 시험물질들의 식후 혈당 억제능을 확인하기 위하여, 수크로스를 체중대비 2 g/kg의 용량으로 준비하고 각 시험물질들을 체중대비 500 mg/kg로 하여 동시에 경구투여한 후, 0분, 30분, 60분, 120분 및 180분 후에 채혈하여, 혈당측정기 아큐첵 액티브로 혈당을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 6 및 도 5에 나타내었다.

하기 표 6 및 도 5에서 나타난 바와 같이, 본원 발명의 혼합조성물 2 투여군은 대두발효물 단독 투여군에 비해 30분 이후에 수크로스 투여로 인한 식후 혈당의 상승을 유의적으로 억제하는 것을 알 수 있었다(P < 0.05).

2-5) 말토스 식후 혈당 억제능

8주간 투여 후 이당류인 말토스 투여에 대한 시험물질들의 식후 혈당 억제능을 확인하기 위하여 말토스를 체중대비 2 g/kg의 용량으로 준비하고 각 시험물질들을 체중대비 500 mg/kg로 하여 동시에 경구투여한 후, 0분, 30분, 60분, 120분 및 180분 후에 채혈하여, 혈당측정기 아큐첵 액티브로 혈당을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 7 및 도 6에 나타내었다.

하기 표 7 및 도 6에 나타난 바와 같이, 본원 발명의 혼합조성물 2 투여군은 대두발효물 단독 투여군에 비해 60분 이후에 말토스 투여로 인한 식후 혈당의 상승을 유의적으로 억제하는 것을 알 수 있었다(P < 0.05).

2-6) 당화혈색소

8주간 투여 후 당뇨병의 예방 및 치료에 있어서 매우 중요한 지표 중에 하나인 당화혈색소 분석(Glycated hemoglobin, Hb_A1c)을 수행하였다. 당화혈색소 분석은 당화혈색소 분석기(HLCr-723GHb G7, Tosoh(토소)사, 덴마크)를 사용하여 8주에 걸쳐 진행하였으며, 그 결과를 하기 표 8 및 도 7에 나타내었다.

하기 표 8 및 도 7에서 나타난 바와 같이, 대두발효물 단독투여군과 본원 발명의 혼합조성물 2 투여군은 6주 이후에 당뇨대조군과 비교하여 유의적으로 낮은 당화혈색소 함량을 나타내었으며(P < 0.05), 본원 발명의 혼합조성물 2 투여군이 대두발효물 단독 투여군에 비해 당화 혈색소를 더 감소시키는 것을 알 수 있었다.

2-7) 혈중 인슐린

8주간 투여 후 당뇨병의 악화로 인하여 혈중 인슐린이 크게 감소되는데, 이러한 혈중 인슐린함량 분석을 수행하였다. 혈중 인슐린 농도를 측정하기 위해 혈청을 분리하여 트라시올(trasylol)을 1:10으로 섞어 -20℃에 보관한 후 마우스 인슐린 엘리사 키트(Shibayagi(시바야끼)사, 일본)를 사용하여 8주 동안 투여 후에 측정하였다. 그 결과를 표 9 및 도 8에 나타내었다.

표 9 및 도 8에서 나타난 바와 같이, 대두발효물 단독 투여군과 혼합조성물 2 투여군은 당뇨 대조군과 비교하여 유의적으로 높은 혈중 인슐린 함량(ng/ml)을 나타내었으며(P < 0.05), 대두발효물 단독투여군보다는 혼합조성물 2 투여군이 혈중 인슐린함량이 더 증진되는 것을 알 수 있었다.

상기 결과들을 살펴보면, 공복 혈당, 식후 2시간 혈당, 내당능시험(OGTT), 수크로스 및 말토스에 대한 식후 혈당 억제능, 당화혈색소 및 인슐린 함량 등의 당뇨관련 지표들에서 대두발효물 단독 투여군보다 본원 발명의 혼합조성물 2 투여군이 우수한 효능을 나타내었다.

Claims

알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는, 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모가 20:80 내지 60:40의 중량비로 포함되는, 약학 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이, 아카보즈(acarbose), 보글리보즈(voglibose) 및 미글리톨(miglitol); 대두발효물, 콩 발효추출물, 토치대두 발효추출물, 솔잎증류 농축액, 구아바잎 추출물, 탈지달맞이꽃종자 추출물, 바나바주정 추출물, 난소화성 말토덱스트린, 노팔 추출물, 동결건조누에분말, 및 이눌린; 누에, 뽕잎, 상백피 및 닭의 장풀의 추출물 및 건조 분말; 바실러스 속(Bacillus sp.), 액티노마이세테스 속(Actinomycetes sp.), 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 및 아스퍼질러스 속(Aspergillus niger sp.)의 미생물; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 약학 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이, 대두를 용매 추출한 추출액에 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호: KCCM 10450P)를 접종 및 배양한 대두발효물을 포함하는, 약학 조성물.
제 4 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이 대두발효물과 뽕잎 분말의 혼합물인, 약학 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이 1-데옥시노지리마이신(1-deoxynojirimycin, DNJ)인, 약학 조성물.
알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모를 유효성분으로 포함하는 식품 첨가제.
제 7 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질 및 맥주효모가 20:80 내지 60:40의 중량비로 포함되는, 식품 첨가제.
제 7 항에 있어서,
상기 식품 첨가제가 혈당강하 효과를 나타내는 것을 특징으로 하는, 식품 첨가제.
제 7 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이, 아카보즈, 보글리보즈 및 미글리톨; 대두발효물, 콩 발효추출물, 토치대두 발효추출물, 솔잎증류 농축액, 구아바잎 추출물, 탈지달맞이꽃종자 추출물, 바나바주정 추출물, 난소화성 말토덱스트린, 노팔 추출물, 동결건조누에분말, 및 이눌린; 누에, 뽕잎, 상백피 및 닭의 장풀의 추출물 및 건조 분말; 바실러스 속, 액티노마이세테스 속, 스트렙토마이세스 속 및 아스퍼질러스 속의 미생물; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 식품 첨가제.
제 10 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이, 대두를 용매 추출한 추출액에 바실러스 서브틸리스 MORI 균주(기탁번호: KCCM 10450P)를 접종 및 배양한 대두발효물을 포함하는, 식품 첨가제.
제 11 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이 대두발효물과 뽕잎 분말의 혼합물인, 식품 첨가제.
제 7 항에 있어서,
상기 알파-글루코시다아제 저해물질이 1-데옥시노지리마이신(1-deoxynojirimycin, DNJ)인, 식품 첨가제.
제 7 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항의 식품 첨가제를 포함하고 혈당 강하 효과를 나타내는 건강 증진용 식품.