Utilization of Zizyphus jujuba var. spinosa and Rosa multiflora Mixed Extracts and Discovery of New Ingredients for Reduction of Insomnia : 불면증 개선을 위한 Zizyphus jujuba var. spinosa와 Rosa multiflora 혼합 추출물의 활용 및 신규소재 발견원문보기
본 연구의 목적은 식품소재인 산조인과 영실 혼합물을 이용하여 불면증 개선 기능성을 증대시키기 위한 가공공정을 표준화하고, 기능성분의 작용기전을 확인하는 것이다. 첫 번째 연구에서는 동물실험에서 산조인과 영실을 4: 6의 비율로 혼합했을 때 수면유도와 수면유지 효과가 가장 우수하였다. 주요성분과 지표물질은 HPTLC, HPLC, LC-MS, NMR을 통해 확인하였다. 산조인에서 spinosin은 주요 구성요소이자 지표물질로 확인되었다. 영실에서는 multinoside A acetate가 주요 구성요소이고, hyperoside를 지표물질로 선정하였다. 산조인은 단독으로 수면유도 기능은 있으나, 수면유지 기능은 조합별 차이가 있는 것으로 나타났고, 영실은 단독으로 수면유도 기능 및 수면유지 기능이 없는 것으로 나타났다. 하지만 산조인과 영실 혼합물에서는 수면유도 기능과 수면유지 기능을 나타내는 것으로 확인하였다. 이는 산조인은 약물이 약효발생지점에서 생체 시스템에 영향을 미치는 ...
본 연구의 목적은 식품소재인 산조인과 영실 혼합물을 이용하여 불면증 개선 기능성을 증대시키기 위한 가공공정을 표준화하고, 기능성분의 작용기전을 확인하는 것이다. 첫 번째 연구에서는 동물실험에서 산조인과 영실을 4: 6의 비율로 혼합했을 때 수면유도와 수면유지 효과가 가장 우수하였다. 주요성분과 지표물질은 HPTLC, HPLC, LC-MS, NMR을 통해 확인하였다. 산조인에서 spinosin은 주요 구성요소이자 지표물질로 확인되었다. 영실에서는 multinoside A acetate가 주요 구성요소이고, hyperoside를 지표물질로 선정하였다. 산조인은 단독으로 수면유도 기능은 있으나, 수면유지 기능은 조합별 차이가 있는 것으로 나타났고, 영실은 단독으로 수면유도 기능 및 수면유지 기능이 없는 것으로 나타났다. 하지만 산조인과 영실 혼합물에서는 수면유도 기능과 수면유지 기능을 나타내는 것으로 확인하였다. 이는 산조인은 약물이 약효발생지점에서 생체 시스템에 영향을 미치는 약력학 (Pharmacodynamics) 요소로 작용하며, 주요 구성 물질 중 spinosin은 5-HT1A 수용체길항제로 수면유도를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 산조인은 한의학 처방기준에서 주요약물인 “군”으로 작용함을 알 수 있었다. 영실은 생체 시스템에 투여된 약물의 대사와 배설에 영향을 미치는 약동학 (Pharmacokinetics) 요소로 작용하며, 지표물질인 hyperoside는 혈관확장 및 수면물질의 혈중농도 유지와 배설을 조절하는 것으로 사료된다. 영실은 한의학 처방기준에서 보조약물인 “신좌사”로 작용함을 알 수 있었다. 두 번째 연구에서는 산조인과 영실을 핵심소재로 하여 기능성 소재의 첨가품목을 최소화한 후 추출공정을 적용한 기능성물질의 최적화 설계결과는 소재분말의 비율 (20%)과 추출용매의 비율 (80%), 추출온도 (50 ℃), 추출용매 (50% 에탄올), 추출시간 (4 시간), 복합분말의 혼합 비율 (산조인4: 영실6)이였다. 복합추출물의 지표는 spinosin과 hyperoside로 설정하였으며, 복합추출물의 공정 표준화 결과는 추출물에서 수율 70.89±0.79%, 산도 5.05±0.01, 가용성 고형물의 함량 5.50±0.10%, 환원당 44.81±1.35 mg/g, 총 페놀성 화합물 함량 1.74±0.01 mg/g, 총 플라보노이드 함량 0.73±0.01 mg/g, 전자공여능 (SC50) 0.61±0.02 mg/g, spinosin 함량 0.33±0.02 mg/g, hyperoside 함량 0.04±0.001 mg/g으로 나타났다. 농축물에서 수율 30.67±0.07%, 산도 4.24±0.01, 가용성 고형물의 함량 14.93±0.21%, 환원당 94.11±1.30 mg/g, 총 페놀성 화합물 함량 2.92±0.03 mg/g, 총 플라보노이드 함량 1.23±0.04 mg/g, 전자공여능 (SC50) 0.52±0.01 mg/g, spinosin 함량 0.65±0.01 mg/g, hyperoside 함량 0.08±0.001 mg/g으로 나타났다. 분말에서 수율 12.17±0.38%, 산도 4.33±0.01, 가용성 고형물의 함량 88.33±0.58%, 환원당 518.51±6.62 mg/g, 총 페놀성 화합물 함량 7.35±0.08 mg/g, 총 플라보노이드 함량 4.61±0.08 mg/g, 전자공여능 (SC50) 0.27±0.01 mg/g, spinosin 함량 1.57±0.05 mg/g, hyperoside 함량 0.20±0.01 mg/g으로 나타났다. 복합추출물의 지표설정과 공정 표준화를 통해 기능성 성분 물질의 안정성과 안전성을 확보하여, 가공 시 지표물질 및 주요구성 물질의 안정성을 확인하였다. 복합추출물의 멜라토닌 함량은 341.89±141.03 pg/g이었고, Raw 264.7 세포를 통한 독성 농도는 IC90으로서 0.39 mg/g으로 나타났다. 동물실험 검증 결과 산조인과 영실 추출물이 수면유도 및 수면유지효과가 우수한 것으로 확인하였다. 세 번째 연구에서는 불면증 개선의 한약재로 사용되는 산조인의 구성성분 중 베툴린산의 수면 활성 기능을 조사하고 작용 기전을 확인하였다. 베툴린산은 전통의학에서 수면 관련 문제에 대한 치료제로서 오랫동안 사용한 산조인의 중요한 성분이다. 베툴린산은 5환 트리테르페노이드 구조로서 다양한 항암 및 항염 효과를 가지고 있다. 현재 시판되는 수면 보조제는 일반적으로 GABA성 조절을 사용하며 이에 대해 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 각성을 조절하는 아세틸콜린 수용체에 초점을 맞춘 연구는 거의 없다. 이 연구에서 우리는 REM 수면과 각성을 조절하는 것으로 알려진 α3β4 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 길항제로 베툴린산을 활용했다. α3β4 니코틴성 아세틸콜린 수용체에 대한 베툴린산의 효과는 농도 의존적, 가역적, 전압 독립적 및 비경쟁적이었다. 부위 지정 돌연변이 유발 및 분자 도킹 연구는 분자 수준에서 베툴린산의 결합을 확인했으며 α3 서브유닛 L257 및 β4 서브유닛 I263 잔기가 베툴린산 결합에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 데이터는 베툴린산 수용체의 리간드인 아세틸콜린의 부위와 다른 결합 부위에 결합할 수 있음을 보여주며, 베툴린산은 각성 및 REM 수면 중에 방출되는 다량의 아세틸콜린에 영향을 받지 않는 효과적인 길항제일 수 있다. 위의 실험 결과에 따르면 베툴린산은 치료에 도움이 되는 수면 보조제 및 진정제일 가능성이 높다. 네 번째 연구에서는 불면증 개선 물질을 스크리닝하는 방법으로 세로토닌 수용체를 조절할 수 있는 파이토케미컬을 확인하였다. IBS는 위장 기능 장애로 인해 복통과 불균형한 배변 패턴을 유발하는 만성 질환이다. IBS의 원인은 아직 명확하지 않으나, 장-뇌축 문제와 신경전달물질이 원인으로 제시되고 있다. 본 연구는 5-HT와 유사한 고리 구조를 갖는 파이토케미컬이 5-HT3A 수용체와 상호작용하여 IBS를 조절한다는 가설을 세웠다. In-silico 시뮬레이션은 파이토케미컬이 5-HT3A 수용체 자극을 통한 신호 전달을 억제함으로써 장의 과민성 자극에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. 이러한 발견은 파이토케미컬이 과도한 장 자극에 대한 잠재적인 항구토제이며 5-HT3A 수용체 억제 메커니즘에 대한 통찰력을 제공한다. 본 연구의 결과는 불면증 개선을 위한 신물질 발굴 및 과학적 근거 확보를 위한 기초 자료로서 활용될 것으로 기대된다.
본 연구의 목적은 식품소재인 산조인과 영실 혼합물을 이용하여 불면증 개선 기능성을 증대시키기 위한 가공공정을 표준화하고, 기능성분의 작용기전을 확인하는 것이다. 첫 번째 연구에서는 동물실험에서 산조인과 영실을 4: 6의 비율로 혼합했을 때 수면유도와 수면유지 효과가 가장 우수하였다. 주요성분과 지표물질은 HPTLC, HPLC, LC-MS, NMR을 통해 확인하였다. 산조인에서 spinosin은 주요 구성요소이자 지표물질로 확인되었다. 영실에서는 multinoside A acetate가 주요 구성요소이고, hyperoside를 지표물질로 선정하였다. 산조인은 단독으로 수면유도 기능은 있으나, 수면유지 기능은 조합별 차이가 있는 것으로 나타났고, 영실은 단독으로 수면유도 기능 및 수면유지 기능이 없는 것으로 나타났다. 하지만 산조인과 영실 혼합물에서는 수면유도 기능과 수면유지 기능을 나타내는 것으로 확인하였다. 이는 산조인은 약물이 약효발생지점에서 생체 시스템에 영향을 미치는 약력학 (Pharmacodynamics) 요소로 작용하며, 주요 구성 물질 중 spinosin은 5-HT1A 수용체 길항제로 수면유도를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 산조인은 한의학 처방기준에서 주요약물인 “군”으로 작용함을 알 수 있었다. 영실은 생체 시스템에 투여된 약물의 대사와 배설에 영향을 미치는 약동학 (Pharmacokinetics) 요소로 작용하며, 지표물질인 hyperoside는 혈관확장 및 수면물질의 혈중농도 유지와 배설을 조절하는 것으로 사료된다. 영실은 한의학 처방기준에서 보조약물인 “신좌사”로 작용함을 알 수 있었다. 두 번째 연구에서는 산조인과 영실을 핵심소재로 하여 기능성 소재의 첨가품목을 최소화한 후 추출공정을 적용한 기능성물질의 최적화 설계결과는 소재분말의 비율 (20%)과 추출용매의 비율 (80%), 추출온도 (50 ℃), 추출용매 (50% 에탄올), 추출시간 (4 시간), 복합분말의 혼합 비율 (산조인4: 영실6)이였다. 복합추출물의 지표는 spinosin과 hyperoside로 설정하였으며, 복합추출물의 공정 표준화 결과는 추출물에서 수율 70.89±0.79%, 산도 5.05±0.01, 가용성 고형물의 함량 5.50±0.10%, 환원당 44.81±1.35 mg/g, 총 페놀성 화합물 함량 1.74±0.01 mg/g, 총 플라보노이드 함량 0.73±0.01 mg/g, 전자공여능 (SC50) 0.61±0.02 mg/g, spinosin 함량 0.33±0.02 mg/g, hyperoside 함량 0.04±0.001 mg/g으로 나타났다. 농축물에서 수율 30.67±0.07%, 산도 4.24±0.01, 가용성 고형물의 함량 14.93±0.21%, 환원당 94.11±1.30 mg/g, 총 페놀성 화합물 함량 2.92±0.03 mg/g, 총 플라보노이드 함량 1.23±0.04 mg/g, 전자공여능 (SC50) 0.52±0.01 mg/g, spinosin 함량 0.65±0.01 mg/g, hyperoside 함량 0.08±0.001 mg/g으로 나타났다. 분말에서 수율 12.17±0.38%, 산도 4.33±0.01, 가용성 고형물의 함량 88.33±0.58%, 환원당 518.51±6.62 mg/g, 총 페놀성 화합물 함량 7.35±0.08 mg/g, 총 플라보노이드 함량 4.61±0.08 mg/g, 전자공여능 (SC50) 0.27±0.01 mg/g, spinosin 함량 1.57±0.05 mg/g, hyperoside 함량 0.20±0.01 mg/g으로 나타났다. 복합추출물의 지표설정과 공정 표준화를 통해 기능성 성분 물질의 안정성과 안전성을 확보하여, 가공 시 지표물질 및 주요구성 물질의 안정성을 확인하였다. 복합추출물의 멜라토닌 함량은 341.89±141.03 pg/g이었고, Raw 264.7 세포를 통한 독성 농도는 IC90으로서 0.39 mg/g으로 나타났다. 동물실험 검증 결과 산조인과 영실 추출물이 수면유도 및 수면유지효과가 우수한 것으로 확인하였다. 세 번째 연구에서는 불면증 개선의 한약재로 사용되는 산조인의 구성성분 중 베툴린산의 수면 활성 기능을 조사하고 작용 기전을 확인하였다. 베툴린산은 전통의학에서 수면 관련 문제에 대한 치료제로서 오랫동안 사용한 산조인의 중요한 성분이다. 베툴린산은 5환 트리테르페노이드 구조로서 다양한 항암 및 항염 효과를 가지고 있다. 현재 시판되는 수면 보조제는 일반적으로 GABA성 조절을 사용하며 이에 대해 많은 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 각성을 조절하는 아세틸콜린 수용체에 초점을 맞춘 연구는 거의 없다. 이 연구에서 우리는 REM 수면과 각성을 조절하는 것으로 알려진 α3β4 니코틴성 아세틸콜린 수용체의 길항제로 베툴린산을 활용했다. α3β4 니코틴성 아세틸콜린 수용체에 대한 베툴린산의 효과는 농도 의존적, 가역적, 전압 독립적 및 비경쟁적이었다. 부위 지정 돌연변이 유발 및 분자 도킹 연구는 분자 수준에서 베툴린산의 결합을 확인했으며 α3 서브유닛 L257 및 β4 서브유닛 I263 잔기가 베툴린산 결합에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 데이터는 베툴린산 수용체의 리간드인 아세틸콜린의 부위와 다른 결합 부위에 결합할 수 있음을 보여주며, 베툴린산은 각성 및 REM 수면 중에 방출되는 다량의 아세틸콜린에 영향을 받지 않는 효과적인 길항제일 수 있다. 위의 실험 결과에 따르면 베툴린산은 치료에 도움이 되는 수면 보조제 및 진정제일 가능성이 높다. 네 번째 연구에서는 불면증 개선 물질을 스크리닝하는 방법으로 세로토닌 수용체를 조절할 수 있는 파이토케미컬을 확인하였다. IBS는 위장 기능 장애로 인해 복통과 불균형한 배변 패턴을 유발하는 만성 질환이다. IBS의 원인은 아직 명확하지 않으나, 장-뇌축 문제와 신경전달물질이 원인으로 제시되고 있다. 본 연구는 5-HT와 유사한 고리 구조를 갖는 파이토케미컬이 5-HT3A 수용체와 상호작용하여 IBS를 조절한다는 가설을 세웠다. In-silico 시뮬레이션은 파이토케미컬이 5-HT3A 수용체 자극을 통한 신호 전달을 억제함으로써 장의 과민성 자극에 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다. 이러한 발견은 파이토케미컬이 과도한 장 자극에 대한 잠재적인 항구토제이며 5-HT3A 수용체 억제 메커니즘에 대한 통찰력을 제공한다. 본 연구의 결과는 불면증 개선을 위한 신물질 발굴 및 과학적 근거 확보를 위한 기초 자료로서 활용될 것으로 기대된다.
주제어
#불면증 산조인(Zizyphus jujuba var. spinosa) 영실(Rosa multiflora )
학위논문 정보
저자
정욱
학위수여기관
경북대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
식품공학부
발행연도
2022
총페이지
xii, 180 p.
키워드
불면증 산조인(Zizyphus jujuba var. spinosa) 영실(Rosa multiflora )
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