KR20170074027A - 양파 유래 퀘세틴 비배당체의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양파 유래 퀘세틴 비배당체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 양파 유래 퀘세틴 비배당체의 제조방법, 생물전환 기술을 이용한 퀘세틴 비배당체의 함량 증진방법 및 이를 통해 제조된 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 양파 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 단순한 양파 분쇄액이 아닌 양파 열수추출물을 반응 출발물질로 하여 여기에 효소를 첨가하여 반응시키는 생물전환 기술을 이용함으로써 종래 기술 대비 퀘세틴 배당체의 비배당체 형태로의 전환 효율이 두드러지게 증대되며, 특히 효소 첨가 반응에서 특정 온도 조건에서 임계적 의의를 갖는 최적의 활성을 규명함으로써, 단시간에 고효율로 퀘세틴 비배당체 제조가 가능한 이점을 갖는다. 또한, 이러한 제조방법을 이용하는 경우 고부가가치를 갖는 기능성 퀘세틴 비배당체를 높은 효율로 생산할 수 있으며, 퀘세틴 비배당체는 건강기능식품, 의약품, 사료제 등 다양한 산업 분야에 유용한 소재로 사용될 수 있다.

Description

양파 유래 퀘세틴 비배당체의 제조방법{Manufacturing method of quercetin aglycone from onion}

본 발명은 양파 유래 퀘세틴 비배당체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 양파 유래 퀘세틴 비배당체의 제조방법, 생물전환 기술을 이용한 퀘세틴 비배당체의 함량 증진방법 및 이를 통해 제조된 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 양파 조성물에 관한 것이다.

양파는 백합과에 속하는 2년초로, 인경은 직경이 10cm에 달하며 편구형 또는 구형이다. 9월에 화경 끝에서 큰 화서가 자라고, 자루가 있는 많은 꽃이 산형으로 달리며 인경은 식용으로 사용한다. 최근 양파는 건강식품으로 알려져 소비가 늘어나면서 생산량 및 재배면적이 증가세를 보여 연 생산량 158만 9957톤 [통계청. 2014년 보리, 마늘, 양파 생산량 조사 결과. 2014.], 재배면적은 23,908ha에 달한다 [통계청. 2014년 마늘, 양파 재배면적 조사 결과. 2014.].

그러나 양파는 수요공급의 불균형으로 인해 가격이 불안정하고, 수분 함량이 높아 저장성이 낮아서 15% 정도가 폐기되고 있는 실정이다.

따라서 식품으로 소비하는 것 이외에 다양한 양파 제품을 개발함으로써 소비를 증대시킬 필요성이 절실하다.

양파의 성분으로는 주로 퀘세틴(quercetin) 배당체인 퀘세틴-3-O-모노글루코사이드(quercetin-3-O-monoglucoside), 퀘세틴-4'-O-모노글루코사이드(quercetin-4'-O-diglucoside) 및 퀘세틴-3,4'-O-디글루코사이드(quercetin-3,4'-O-monoglucoside) 등이 알려져 있으며, 매운맛을 내는 프로필 알릴다이설파이드(propylallyldisulfide) 등 황화 알릴계통의 화합물이 다수 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

퀘세틴(quercetin)은 식용 부위에는 거의 함유되어 있지 않다. 갈색의 겉껍질에 다량 함유되어 있어(건조 g당 약 8.3mg) 그 함량은 식용부위의 수십 내지 수백배에 달하는 것으로 알려져 있으며, 상기 퀘세틴(qeurcetin)은 항염증 작용, 뇌세포 보호활성, 항암작용, 항당뇨, 항비만, 항고혈압 등 각종 생리활성을 나타내는 것으로 보고되어 있는 화합물이다.

이전에 발표된 연구에서, 퀘세틴은 자유 라디칼 소거 및 지질 과산화를 방지하는 항산화능이 우수하며 [Hollman PC, van Trijp JM, Buysman MN, van der Gaag MS, Mengelers MJ, de Vries JH, Katan MB. Relative bioavailability of the antioxidant flavonoid quercetin from various foods in man. FEBS Lett. 418:152-156. 1997., Rice-Evans CA, Miller NJ, Paganga G. Structure-antioxidant activity relationships of flavonoids and phenolic acids. Free Radic Biol Med. 20:933-956. 1996.], 이상지질혈증 개선효과 [Lee HJ, Lee KH, Park EJ, Chung HK. Effect of onion extracts on serum cholesterol in borderline hypercholesterolemic participants. J Korean Soc Food Sci Nutr, 39:1783-1789. 2010., Jeong SM, Kang MJ, Choi HN, Kim JH, Kim JI. Quercetin ameliorates hyperglycemia and dyslipidemia and improves antioxidant status in type 2 diabetic db/db mice. Nutr Res Pract. 6:201-207. 2012] 및 항혈전효과가 우수한 것으로 나타났다 [Lee HJ, Lee KH, Cha YJ, Park EJ, Shin MJ. Effects of onion peel extracts on blood circulation in male smokers. J Korean Soc Food Sci Nutr, 39:1790-1799. 2010.].

그러나 양파의 퀘세틴은 대부분 배당체 형으로 존재하고 비배당체 형(aglycone)으로는 소량 존재하고 있다 [Beesk N, Perner H, Schwarz D, George E, Kroh LW, Rohn S. Distribution of quercetin-3,4′-O-diglucoside, quercetin-4′-O-monoglucoside, and quercetin in different parts of the onion bulb (Allium cepa L.) influenced by genotype. Food Chemistry, 122:566.571. 2010.].

퀘세틴 배당체는 비배당체 퀘세틴보다 낮은 항산화 활성을 나타내는 것으로 보고되어 [Manach C, Morand C, Crespy V, Cemigne C, Texier O, Reqerat F, Remesy C. Quercetin is recovered in human plasma as conjugated derivatives which retain antioxidant properties. FEBS Lett. 426:331-336. 1998.], 양파제품에 존재하는 배당체형의 퀘세틴을 비배당체형으로 전환시킬 경우 고부가가치 기능성 양파제품을 생산할 수 있다.

이에, 본 발명자는 양파에 존재하는 퀘세틴 배당체를 비배당체 형태로 효과적으로 전환시킬 수 있는 방법을 모색하였으며, 그 결과 단순한 양파 분쇄액이 아닌 양파 열수추출물을 반응 출발물질로 하여 여기에 효소를 첨가하여 반응시키는 생물전환 기술을 이용하는 경우, 퀘세틴 배당체를 비배당체 형태로 효과적으로 전환할 수 있으며, 특히 효소 첨가 반응에서 특정 온도 조건에서 임계적 의의를 갖는 최적의 활성을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

한국공개특허 제10-2006-0087245호 한국공개특허 제10-2013-0056020호

따라서 본 발명의 목적은 퀘세틴 비배당체를 효과적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 퀘세틴 비배당체 함량을 증진시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량이 증진된 양파 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계를 포함하는, 퀘세틴 비배당체 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 양파 열수추출물은 건조된 양파에 물을 첨가하여 100~120℃에서 2~10시간 동안 열수 추출하는 과정을 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 효소는 셀룰로오스(cellulase), 베타-글루코시다아제(β-glucosidase) 및 자일라나아제(xylanase)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 효소는 상업적으로 판매되는 비스코자임(Viscozyme L)일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계는, 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 40~50℃의 온도조건에서 12~36시간 동안 반응시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량이 증진된 양파 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 양파 조성물은 양파 건조중량 당 퀘세틴 비배당체를 2~5μmole/g의 함량으로 포함할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 단순한 양파 분쇄액이 아닌 양파 열수추출물을 반응 출발물질로 하여 여기에 효소를 첨가하여 반응시키는 생물전환 기술을 이용함으로써 종래 기술 대비 퀘세틴 배당체의 비배당체 형태로의 전환 효율이 두드러지게 증대되며, 특히 효소 첨가 반응에서 특정 온도 조건에서 임계적 의의를 갖는 최적의 활성을 규명함으로써, 단시간에 고효율로 퀘세틴 비배당체 제조가 가능한 이점을 갖는다. 또한, 이러한 제조방법을 이용하는 경우 고부가가치를 갖는 기능성 퀘세틴 비배당체를 높은 효율로 생산할 수 있으며, 퀘세틴 비배당체는 건강기능식품, 의약품, 사료제 등 다양한 산업 분야에 유용한 소재로 사용될 수 있다.

본 발명은 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계를 포함하는, 퀘세틴 비배당체 제조방법을 제공한다.

본 발명자는 양파에 존재하는 퀘세틴 배당체를 비배당체 형태로 효과적으로 전환할 수 있는 방법을 모색하였으며, 이에 효소 처리를 이용한 생물전환 기술을 이용하였다.

본 발명의 하기 실시예에서는 반응 출발물질로서 양파 분쇄액(건조된 양파 분쇄물에 증류수를 첨가한 용액)과 양파 열수추출물(양파에 증류수를 첨가한 후 열을 가하여 추출한 추출물)을 선정하였으며, 이들 각각을 출발물질로 하여 여기에 효소를 첨가하여 반응시킴으로써 생산되는 퀘세틴 배당체의 함량을 조사한 결과, 양파 분쇄물에 효소를 가하여 생물전환을 통해 얻어지는 퀘세틴 비배당체는 양파 건조중량 당 1.31±0.18(μmole/g dry onion)으로 나타난 반면, 양파 추출물에 효소를 가하여 생물전환을 통해 얻어지는 양파 건조중량 당 퀘세틴 비배당체는 2.60±0.15(μmole/g dry onion)로 나타나, 양파 분쇄액 대비 양파 추출물을 이용하는 경우 퀘세틴 배당체가 비배당체로 전환되는 효과가 두드러지게 우수한 것(약 198% 수준으로 증가)을 확인할 수 있었다(하기 실시예 2 및 3, 표 3 참조).

이에, 본 발명자는 퀘세틴 배당체에서 비배당체로의 전환에 있어서, 단순한 양파 분쇄액 대비 양파 열수추출물을 반응 출발물질로 사용하는 경우 현저하게 우수한 퀘세틴 비배당체 전화 효율을 이끌어 낼 수 있음을 실험을 통해 확인하였는바, 본 발명은 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계를 포함하는, 퀘세틴 비배당체 제조방법을 그 특징으로 한다.

본 발명의 상기 양파 열수추출물은 건조된 양파에 물을 첨가하여 100~120℃에서 2~10시간 동안 열수추출한 후 감압농축 또는/및 동결건조하여 제조될 수 있으며, 본 발명의 하기 실시예에서는 껍질을 제거하지 않은 양파를 깨끗하게 세척한 다음 표면의 물기를 제거한 후 양파 중량의 60%에 해당하는 물을 첨가하여 112℃에서 4시간 30분 동안 추출하였으며, 추출한 양파 추출물을 회전증발기(rotary evaporator)를 사용하여 감압농축하여, 농축 양파 추출물(25 브릭스)로 제조하였다.

본 발명에서 사용하는 효소는 셀룰로오스(cellulase), 베타-글루코시다아제(β-glucosidase) 및 자일라나아제(xylanase)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 가수분해 효소를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 이들을 모두 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 효소는 상업적으로 판매되는 비스코자임(Viscozyme L)일 수 있다.

본 발명의 제조방법은 상기 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계를 포함할 수 있으며, 자세하게는 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 40~50℃의 온도 조건에서 12~36시간 동안 반응시킬 수 있으며, 바람직하게는 50℃의 온도 조건에서 24시간 동안 반응시킬 수 있다.

본 발명의 하기 실시예에서는 양파 열수추출물의 퀘세틴 비배당체 전환을 위한 최적의 반응온도 조건을 도출하기 위하여 효소 처리 후 온도조건(35, 40, 45, 50, 55℃)에 따른 퀘세틴 비배당체 전환 정도를 조사하였으며, 그 결과 양파 열수추출물에 효소를 가하여 생물전환을 통해 얻어지는 퀘세틴 비배당체는 50℃의 반응 온도 조건에서 건조양파 중량 당 4.36±0.24(μmole/g dry onion)로 분석되어 최대로 증대된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 40℃에서 반응시킨 것(2.60±0.15 μmole/g dry onion)과 대비하여 약 168% 수준으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 한편, 양파 추출물에 효소를 가하여 생물전환 기법을 이용하는 경우, 그렇지 않은 대조군 대비 퀘세틴 배당체인 quercetin-3,4'-O-diglucoside 및 quercetin-4'-O-monoglucoside 함량이 두드러지게 감소하는 반면, 퀘세틴 비배당체 함량이 362% 수준으로 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

또한, 본 발명은 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량이 증진된 양파 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 양파 조성물은 건조중량 당 퀘세틴 비배당체를 2~5 μmole/g의 함량으로 포함할 수 있다.

본 발명에서 ‘양파 조성물’은 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량이 증진된 조성물을 의미한다.

본 발명의 상기 양파 조성물은 식품조성물, 식품첨가제 조성물, 의약품 조성물, 화장품 조성물, 사료조성물 등의 용도로 제공될 수 있으며, 상기 양파 조성물로부터 분리한 퀘세틴 비배당체도 고부가가치의 기능성 소재로서 식품, 의약품, 화장품, 사료품(사료, 사료첨가제) 등 다양한 산업 분야에 유용하게 사용될 수 있다.

특히, 퀘세틴 비배당체는 항산화 활성이 우수한바, 이러한 퀘세틴 비배당체를 다량 포함하는 본 발명의 양파 조성물은 항산화 활성이 요구되는 다양한 목적 및 용도로 사용될 수 있으며, 구체적으로는 의약품, 화장품, 식품 및 동물 사료 등 다양한 산업분야에서 적용되는 물품에 항산화 활성을 부여할 수 있는 기능성 소재로 사용할 수 있으며, 또한 의약품 보존제, 화장품 보존제, 식품 보존제, 의약품 첨가제, 화장품 첨가제, 식품첨가제 및 사료첨가제 등의 소재로도 사용될 수 있다.

아래에서는 본 발명의 조성물이 적용될 수 있는 의약품, 화장품, 식품, 동물사료 형태로 자세히 살펴보았다.

본 발명은 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 유효성분으로 포함하는 산화관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물일 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.

상기 약제학적 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약제학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.

상기 약제학적 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물이 치료효과를 나타낼 수 있는 산화관련 질환으로는, 비염, 천식, 급성통증, 만성통증, 치주염, 치은염, 염증성 장질환, 통풍, 심근경색, 동맥경화, 울혈성 심부전, 고혈압, 협심증, 위궤양, 알츠하이머병, 뇌경색, 다운증후군, 다발성 경화증, 비만, 당뇨, 치매, 우울증, 정신분열증, 결핵, 수면장애, 패혈증, 화상, 췌장염 또는 안과질환 등을 들 수 있되, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물은 또한 식품 조성물일 수 있는데, 이러한 식품 조성물은 유효성분인 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 함유하는 것 외에 통상의 식품 조성물과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 향미제는 천연 향미제 (타우마틴), 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.

본 발명의 식품 조성물은 상기 약제학적 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.

또한, 상기 식품 조성물은 유효성분 외에 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, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.

본 발명은 또한 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 유효성분으로 포함하는 산화관련 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품일 수 있다.

본 발명의 건강기능식품은 산화관련 질환 예방 또는 개선용을 목적으로, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.

본 발명에서 “건강기능식품”이라 함은 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.

본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.

상기 “식품 첨가물 공전”에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다.

예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.

캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분인 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.

환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.

과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.

본 발명의 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 유효성분으로 포함하는 건강기능식품은 퀘세틴 비배당체를 다량 포함함으로써 우수한 항산화 효과를 가지는바, 산화관련 질환의 예방 또는 개선에 효과적이다.

상기 건강기능식품은 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등일 수 있다.

또한 본 발명의 조성물은 약제학적 조성물 또는 식품 조성물 외에 화장료 조성물일 수 있다.

본 발명의 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)은 다량의 퀘세틴 비배당체를 포함함으로써 산화질소 소거활성 뿐만 아니라 활성산소종 중 가장 높은 반응성을 가진 히드록시 라디칼에 대한 소거능이 우수하여 항산화활성이 탁월함으로, 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 인간 세포의 손상을 야기하여 노화를 촉진하고 산화 관련 질환을 매개하는 활성산소종(ROS)으로부터 피부보호 및 피부치료에도 효과적이므로 화장료 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 조성물이 화장료 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 조성물은 상술한 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물) 뿐만 아니라, 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 상술한 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물) 이외에, 양파 조성물과 반응하여 피부보호 효과를 손상시키지 않는 한도에서 종래부터 사용되어오던 항산화제를 혼합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 화장료 조성물을 첨가할 수 있는 제품으로는, 예를 들어, 수렴화장수, 유연화장수, 영양화장수, 각종크림, 에센스, 팩, 파운데이션 등과 같은 화장품류와 클렌징, 세안제, 비누, 트리트먼트, 미용액 등이 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 구체적인 제형으로서는 스킨로션, 스킨 소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스처 로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 모이스처 크림, 핸드크림, 에센스, 영양에센스, 팩, 비누, 샴푸, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션, 바디클렌저, 유액, 립스틱, 메이컵 베이스, 파운데이션, 프레스파우더, 루스파우더, 아이섀도 등의 제형을 포함한다.

또한, 본 발명의 조성물은 항산화 기능성을 부여할 수 있는 사료용 조성물 또는 사료첨가제일 수 있다.

본 발명에 따른 사료 조성물은 상기 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 조성물 충 중량 기준으로 0.1~50중량%, 보다 바람직하게는 1~20중량%로 포함할 수 있으나, 특별히 이러한 범위를 한정하는 것은 아니다. 한편, 사료첨가제로 사용되는 경우 양파 조성물(양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴 비배당체의 함량이 증진된 조성물)을 사료 조성물에 배합하여 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

< 실시예 1>

양파 분쇄액 및 양파 추출물 제조

<1-1> 양파 분쇄물 제조

껍질을 제거하지 않은 양파(1,000 g)를 냉수로 세척한 후 표면의 물기를 제거하고 얇게 썬 후 동결건조한 다음, 분쇄하였다.

<1-2> 양파 추출물 제조

껍질을 제거하지 않은 양파(1,000 g)를 냉수로 세척한 후 표면의 물기를 제거하였다. 양파 중량의 60%에 해당하는 물을 첨가하여 78.4 kPa, 112 ℃에서 4시간 30분 동안 추출하였다. 상기와 같은 과정을 통해 제조된 본 발명의 양파 추출물은 회전증발기(rotary evaporator)를 사용하여 감압농축하여, 브릭스 25인 농축액으로 만들어 하기 실험의 시료로 사용하였다. 한편, 양파 추출 수율을 확인하기 위하여 추출물을 동결건조한 결과, 무게는 28g으로 나타나, 양파 추출 수율은 2.8%로 나타났다.

참고로, 양파 1000 g은 동결건조한 양파 87.7 g에 해당하며, 상기와 같이 양파 1000 g 으로 본 발명의 양파 추출물을 제조 농축하는 경우, 브릭스 25인 양파 농축액으로 만들면 112 mL 가 된다(비중을 1로 보면 112 g에 해당함). 이러한 25 브릭스 추출액으로 모든 실험을 진행하였다. 결론적으로, 양파 1000 g = 건조 양파 87.7 g = 추출물(25 브릭스 112 mL)이 되었다.

< 실시예 2>

생물전환( bioconversion ) 반응

<2-1> 양파 분쇄물을 이용한 생물전환 반응

상기 실시예 <1-1>을 통해 제조한 양파 분쇄물에 8배의 증류수를 첨가한 후, viscozyme L(Novozyme)을 상기 양파 분쇄물 건조 중량대비 12.8%(v/w)가하고, 40℃에서 24시간 동안 교반시키면서 생물전환 반응을 진행하였다. 반응이 완료된 양파 조성물 회전증발기(rotary evaporator)를 사용하여 감압농축한 후, 30 mL의 메탄올을 가해 2시간 동안 퀘세틴 배당체 및 비배당체를 추출하였다.

<2-2> 양파 추출물을 이용한 생물전환 반응

상기 실시예 <1-2>을 통해 제조한 양파 추출물(25 브릭스) 10 mL에 0.1M citrate buffer(pH 4.6) 40 mL을 가하여 혼합하고, viscozyme L(Novozyme) 1 mL를 함유한 0.1M citrate buffer(pH 4.6) 10 mL를 가한 후, 40℃에서 24시간 동안 생물전환 반응을 진행한 후, 90℃에서 30분간 가열하여 효소 반응을 멈추었다. 반응이 완료된 양파 생믈전환액을 회전증발기(rotary evaporator)를 사용하여 감압농축한 후, 30 mL의 메탄올을 가해 2시간 동안 퀘세틴 배당체 및 비배당체를 추출하였다.

참고로, 본 실험에서 양파 추출물에 처리한 효소 사용량은 상기 실시예 <1-2>을 통해 제조한 브릭스 25의 양파 추출물 1 mL 당 효소(viscozyme L) 0.1 mL를 사용하는 것으로, 따라서 양파 추출물(브릭스 25)의 10%에 해당하는 효소에 해당한다(이 양은 양파 건조 중량 1 g 당 효소 0.128 mL를 사용하는 것이므로, 양파 건조 중량 당 12.8%에 해당하는 효소에 해당함).

< 실시예 3>

생물전환 반응을 거친 양파 분쇄물 및 양파 추출물의 퀘세틴 배당체 및 비배 당체 분석

상기 실시예 2를 통해 제조된 효소 처리를 통해 생물전환 반응을 거친 양파 분쇄물(실시예 <2-1>) 및 양파 추출물(실시예<2-2>)을 대상으로 하여, 퀘세틴 배당체 및 비배당체 분석을 실시하였다.

퀘세틴 배당체 및 비배당체 분석은 Hewlett Packard HPLC system (Hewlett Packard, Agilent 1100, Palo Alto, USA)으로 실시하였다. 분석조건은 하기 표 1과 같으며, 분석용 칼럼은 C18 column (CH0-7624, 5.0μm, 25cm × 4.6mm; Shiseido, Tokyo, Japan)을 이용하였다. 시료는 0.45μm 멤브레인 필터로 필터링한 후, HPLC system에 주입하였다. 표준품은 퀘세틴 비[-배당체(quercetin aglycone)과 퀘세틴 배당체인 quercetin-3'-O-monoglucoside, quercetin-4'-O-monoglucoside, quercetin-3,4'-O-diglucoside(Sigma, USA)을 사용하였다.

퀘세틴 배당체 및 비배당체 분석용 HPLC 조건

조건	조건
컬럼오븐온도	40 ℃
이동상	gradient
유속	0.8 mL/min
디텍터(detector)	PDA (O.D. at 370 nm)

그 결과는 하기 표 2에서 자세히 나타내었다.

생물전환 양파 조성물의 퀘세틴 배당체 및 비배당체 함량 (μmole/g dry onion)*

구분	퀘세틴 비배당체	quercetin-3'-O-monoglucoside	quercetin-4'-O-monoglucoside	quercetin3,4'-O-diglucoside
대조군 1 (양파 분쇄물)	1.30 ± 0.18	-	0.20 ± 0.15	5.73 ± 0.17
대조군 2 (양파 추출물)	1.20 ± 0.05	-	0.16 ± 0.02	5.94 ± 0.14
생물전환 양파 분쇄물	1.31 ± 0.18	-	0.25 ± 0.85	3.79 ± 0.09
생물전환 양파 추출물	2.60 ± 0.15	-	0.05 ± 0.15	2.86 ± 0.06
* 평균 ± 표준편차 (3회 반복 측정) - 대조군은 viscozyme L을 90℃에서 30분간 가열하여 불활성화시켜 사용

상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 양파 분쇄물에 viscozyme L 효소를 가하여 생물전환을 통해 얻어지는 퀘세틴 비배당체는 1.31±0.18(μmole/g dry onion)으로 나타난 반면, 양파 추출물에 viscozyme L 효소를 가하여 생물전환을 통해 얻어지는 퀘세틴 비배당체는 2.60±0.15(μmole/g dry onion)로 나타나, 양파 분쇄액 대비 양파 추출물을 이용하는 경우 퀘세틴 배당체가 비배당체로 전환되는 효과가 두드러지게 우수한 것(198% 수준으로 증가)을 확인할 수 있었다.

< 실시예 4>

양파 추출물의 퀘세틴 비배당체 전환을 위한 최적의 반응온도 조건

상기 실시예 3을 통해 양파 분쇄액 대비 양파 추출물이 생물전환 반응에 따른 퀘세틴 비배당체 전환이 두드러지게 우수한 것을 확인할 수 있었는바, 본 실험에서는 양파 추출물을 이용한 생물전환 반응에 있어서, 최적의 반응온도 조건을 도출하기 위하여 온도조건(35, 40, 45, 50, 55℃)에 따른 퀘세틴 비배당체 전환 정도를 조사하였다.

상기 실시예 <2-2>과 동일하게 실험을 진행하였으며, 다만 생물전환 반응을 위한 온도 조건(35, 40, 45, 50, 55℃)만을 달리하였다. 한편, 퀘세틴 배당체 및 비배당체 분석은 상기 실시예 3과 동일하게 진행하였다.

결과는 하기 표 3에서 자세히 나타내었다.

반응 온도별 퀘세틴 배당체 및 비배당체 함량 (μmole/g dry weight)*

온도 조건	퀘세틴 비배당체	quercetin-3'-O-monoglucoside	quercetin-4'-O-monoglucoside	quercetin3,4'-O-diglucoside
대조군	1.20 ± 0.05	-	0.16 ± 0.02	5.94 ± 0.14
35℃	1.25 ± 0.08	-	0.14 ± 0.19	4.61 ± 0.04
40℃	2.60 ± 0.15	-	0.05 ± 0.15	2.86 ± 0.06
45℃	2.59 ± 0.03	-	0.05 ± 0.24	2.58 ± 0.19
50℃	4.36 ± 0.24	-	-	1.83 ± 0.10
55℃	1.36 ± 0.06	-	0.15 ± 0.03	4.89 ± 0.15
* 평균 ± 표준편차 (3회 반복 측정) - 대조군은 viscozyme L을 90℃에서 30분간 가열하여 불활성화시켜 사용하였으며, 반응 온도 조건은 40℃로 설정함

상기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 양파 추출물에 viscozyme L 효소를 가하여 생물전환을 통해 얻어지는 퀘세틴 비배당체는 50℃의 반응 온도 조건에서 4.36±0.24(μmole/g dry onion)로 분석되어 최대로 증대된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 40℃에서 반응시킨 것(2.60±0.15)과 대비하여 약 168% 수준으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. 한편, 양파 추출물에 viscozyme L 효소를 가하여 생물전환 기법을 이용하는 경우, 그렇지 않은 대조군 대비 quercetin-3,4'-O-diglucoside 함량이 31% 수준으로 감소하고 quercetin-4'-O-monoglucoside 함량이 아예 검출되지 않은 반면, 퀘세틴 비배당체 함량은 362% 수준으로 증가되었다.

결과적으로, 양파 분쇄액이 아닌 양파 추출물을 반응출발 물질로 하여 여기에 viscozyme L 효소를 처리하여 50℃의 온도에서 생물전환 반응을 시키는 경우, 퀘세틴 배당체를 비배당체로 가장 효과적으로 전환시킬 수 있음을 확인하였다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계를 포함하는, 퀘세틴 비배당체 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 양파 열수추출물은 건조된 양파에 물을 첨가하여 100~120℃에서 2~10시간 동안 열수 추출하는 과정을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 효소는 셀룰로오스(cellulase), 베타-글루코시다아제(β-glucosidase) 및 자일라나아제(xylanase)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 효소는 상업적으로 판매되는 비스코자임(Viscozyme L)인 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시키는 단계는, 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 40~50℃의 온도조건에서 12~36시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. 양파 열수추출물에 효소를 처리하여 반응시킴으로써 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량을 증진시키는 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항으로 제조된 퀘세틴(quercetin) 비배당체의 함량이 증진된 양파 조성물.
8. 제7항에 있어서,
   상기 양파 조성물은 양파 건조중량 당 퀘세틴 비배당체를 2~5μmole/g의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 양파 조성물.