[논문]한방바이오소재를 이용한 식품개발 실제

배만종

문제 정의

본 연구는 우리의 전통과 경험 그리고 지혜가 함축된 한의학적 이론과 소재를 특성으로 하는 한방과학과 현대 생명공학기술이 접목된 새로운 장르의 식품산업이 웰빙건강시대를 정확히 직시함으로써, 국민건강에 올바르고, 적극적으로 기여할 수 있는 식품 산업의 기초자료가 되기를 기대하면서, 한방바이오식품의 학문적 정의와 산업적 영역 및 현황을 최대한 문헌에 근거해서 제시하고, 기술개발 사례는 저자가 연구개발을 수행한 것을 중심으로 몇 가지 소개한다.
앞에서 언급하였다. 사례 1은 우리의 전통과 경험이 축적된 문헌상에 나타난 소재의 특성에 현대 생명공학기술을 접목시켜 보다 우수한 효능과 기능을 갖는 소재를 개발 확보하고자 시도하였다. 사례 2는 복어의 영양적 특성과 한약재 중 주독과 숙취해소 및 간 기능 개선에 처방되어온 한방소재를 단순 배합해서 술로 인한 건강의 위해로부터 극복하기 위해서 음료를 개발한 사례이다.
보면 첫째 자연 자생 친화적이다. 한방식품 및 한방 관련 제품 들은 인체의 자생적 자정 능력을 나타내는 자연성을 확보하는 것을 기본으로 한다. 둘째 체질 체력강화 친화적이다.

가설 설정

한방식품 및 한방 관련 제품 들은 인체의 자생적 자정 능력을 나타내는 자연성을 확보하는 것을 기본으로 한다. 둘째 체질 체력강화 친화적이다. 항산화 및 면역기능조절을 강화함으로서 체격의 크기보다는 체질과 체력을 강화케 한다.

제안 방법

먼저 한방재료를 배지로 한 균사체 배양 생산조건을 확립하고, 기존에 균사체 생산 배지인 밀기울로 생산한 일반균사체, 한약재를 배지로 생산한 한방균사체, 균사체를 접종하지 않은 한약재, 이들 각각에 대해서 알코올 및 열수 추출하여 면역강화기능, 항알레르기 기능 간독성개 선효과, 항암효과 등의 실험을 통해서 기존의 일반균사체와 한방균사체 그리고 한약재에 대한 효능 및 기능성을 평가 비교하였다.
실험군은 기본 식이를 공급한 정상군(A), 고콜레스테롤식이를 공급한 대조군(B), 고콜레스테롤 식이와 복어추출물 병행 공급 군(C), 고콜레스테롤 식이와 한방 복어추출물병행 공급군(D)으로 나누었다.
한방 소재와 복어 추출물을 원료로 한 한방복어 추출물의 간과 혈 중 지질대사 개선에 대한 효과를 확인하기 위하여고콜레스테롤 식이와 한방 복어추출물을 병행 투여한 후 간과 혈중 지질 함량을 측정하였으며, 간 독성 완화 효과를 검증하기 위해 한방 복어추출물 투여 후 사염화탄소로 간 독성을 유발하여 간 기능 지표 효소의 활성을 측정하였고 항암작용을 관찰하기 위해 간암세포(Hep3B)에 대한 억제 효과를 측정하여 기능성을 비교하였다.
한약과 복어추출물을 재료로 개발된 음료인 한방 복어추출물에 대한 간과 혈중 지질대사 개선에 대한 효능을 검증, 간독성 완화 효과를 검증하기 위해 한방 복어추출물을 전처리한 쥐에게 사염화탄소로 간 독성을 유발한 후간 기능 지표 효소의 활성을 측정하였고, 한방 복어추출물의 항암효과를 알아보기 위해 간암 세포(Hep3B) 증식 억제 능을 관찰하였다.
항알레르기 효과 : HMC-1 cell line의 primers(FC£RI, Tryptase, c-kitX 이 용한 RT-PCR 분석과 rat peritoneal mast cells의 히스타민 분비 억제률에 의해서 항알레르기 기능성을 평가하였다. 한방 소재 추출액과 한방소재에 균사체를 배양한 것의 추출액에 대한 비교 분석 에서 Fig.

대상 데이터

사례 1은 우리의 전통과 경험이 축적된 문헌상에 나타난 소재의 특성에 현대 생명공학기술을 접목시켜 보다 우수한 효능과 기능을 갖는 소재를 개발 확보하고자 시도하였다. 사례 2는 복어의 영양적 특성과 한약재 중 주독과 숙취해소 및 간 기능 개선에 처방되어온 한방소재를 단순 배합해서 술로 인한 건강의 위해로부터 극복하기 위해서 음료를 개발한 사례이다. 본 지면을 통해서 몇 종의 한약재를 이용해서 균사체 배양 배지에 적용한 것과, 복어와 한약소재를 한방지식을 근거로 단 순배 합해서 개발한 음료를 중심으로, 지금까지 발표된 자료 중에서 면역기능과 항알레르기 및 지방대사에 미치는 영향 등에 관한 것을 중심으로 소개되었으나, 한방 바이오소재를 이용한 식품 개발 접근에서 고려할 점은 목표로 하는 기능성 및 효능, 한방 소재의 선택 그리고 바이오기술의 적용, 이 3가지 요소의 관계는 아주 중요한 핵심사항임에는 틀림이 없을 것이다.

데이터처리

Tumors were taken out of the right groin of ICR mice (6 week of age, 28±2 g) with S-180 (2x 106 cells) and weighted on the 23st day after sarcoma 180 inculation. Significantly different from control as determined by Student's t-test. CON： Saline solution, WME： Wheat Mycelium extracts, PAME： Puerariae thunbergiana Benth, Artemisiae vulgaris Folium Mycelium extracts.

성능/효과

HDL-콜레스테롤 함량은 정상군에 비해 고콜레스테롤 대조군에서 유의적으로 감소하였으며 한방 복어추출물 병행 급여 시 고콜레스테롤 대조군에 비해 유의적인 증가를 보였다. 혈중ALT, AST 활성에 있어서는 ALT가 한방 복어추출물 급여시 고콜레스테롤 대조군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다.
추출액보다 현저하게 뛰어났다. RFC 형 성능 실험 에서 rossette 형성을 관찰한 결과 대조군은 20±5/1 x 107 spleen cell개의 rossette를 형성하였으며, 밀기울배지 균사체 추출액은 32±7, 쑥, 칡 배지 균사체 추출액은 40±4로 밀기울 배지에서보다 쑥, 칡 배지 균사체 추출액이 유의한 면역세포 활성효과를 나타내었고. 이것은 T세포 활성능에 있어서도 쑥, 칡 배지 균사체가 밀 배지 균사체 추출액보다 현저하게 활성도가 높음을 보여주었다.
S-180에의 한 고형암 항암효과 : S-180 세포를 ICR 생쥐의 우측 서혜부 피하에 접종한 후 23일째에 마우스로부터 적 출한 고형 암괴의 무게는 Table 2에서 보여주는 것처럼 대조군에서 2.67±1.1 g인데 비하여 시료를 급여한 실험군인 밀배지 균사체 추출액 투여군은 1.85±0.4g, 쑥, 칡배지 균사체 추출액 투여군은 1.43±0.4 g으로 각각 31%, 46%로 유의한 고형암 억제 효과를 보였다.
。간 조직에 있어서도 중 총지질, 중성지방, 총콜레스테롤 함량은 한방 복어추출물 병행 급여시 고콜레스테롤 식이 대조군에 비해 감소하는 경향이었고 특히 총콜레스테롤의 경우 유의적인 감소를 하였고, 과산화지질 함량은 고콜레스테롤 식이 급여로 증가하였으며 한방복어추출물 병행 급여로 정상군 수준으로 감소하였다.
。간암 세포 성장 억제율은 복어추출물은 3000 ppm, 5000 ppm의 농도에서는 81% 이상의 높은 성장 억제율을 나타내 었으며 한방복어추출물군에서는 1000 ppm에서부터 78% 이상의 높은 성장 억제율을 나타났으며 3000 ppm, 5000 ppm에서도 유사한 성장 억제율을 보였다.
。사염화탄소로 간독성 유발 시 ALT, AST 및 ALP 활성이 유의적으로 증가를 홧인하고 한방 복어추출물 의전 처리 군에서 사염화탄소 단독 투여군에 비해 감소를 나타내 었고 특히 ALT 활성의 감소가 유의적 임 이 확인되었다.
。혈액 중 지질 함량에 미치는 영향 평가는 정상식이를 먹인 정상군에 비해 고콜레스테롤 식이로 총지질, 중성지방, 총콜레스테롤 함량이 유의적으로 증가한 것을 확인하고, 한방 복어추출물 병행 급여군에서 혈중지방질 함량이 감소를 나타내었으며 특히 총콜레스테롤 함량의 감소는 유의적이었다. HDL-콜레스테롤 함량은 정상군에 비해 고콜레스테롤 대조군에서 유의적으로 감소하였으며 한방 복어추출물 병행 급여 시 고콜레스테롤 대조군에 비해 유의적인 증가를 보였다.
세포성면역에 미치는 영향 : PFC형 성능을 통한 비장 세포 항체생성능은 Table 1에서 보여주는 바와 같이 대조군 145土 11/5x10° spleen cell에 비해 실험군인 밀 배지 균사체 추출액은 173土 19개/5x 1()6 spleen cell, 쑥, 칡 균사체는 204±25개/5>< 10° spleen cell로 비장세포의 항체 생산 활성에, 이들 시료 중에 쑥, 칡 배지 균사체가 밀 배지 균사체 추출액보다 현저하게 뛰어났다. RFC 형 성능 실험 에서 rossette 형성을 관찰한 결과 대조군은 20±5/1 x 107 spleen cell개의 rossette를 형성하였으며, 밀기울배지 균사체 추출액은 32±7, 쑥, 칡 배지 균사체 추출액은 40±4로 밀기울 배지에서보다 쑥, 칡 배지 균사체 추출액이 유의한 면역세포 활성효과를 나타내었고.
항산화 및 면역기능조절을 강화함으로서 체격의 크기보다는 체질과 체력을 강화케 한다. 셋째 항노화 친화적이다. 노화를 지연시키고 원기를 보충하는 건강 기능성 소재와 기술을 적용한 식품을 개발하여 한방 보약의 대중적 이용을 촉진하고 있다.
RFC 형 성능 실험 에서 rossette 형성을 관찰한 결과 대조군은 20±5/1 x 107 spleen cell개의 rossette를 형성하였으며, 밀기울배지 균사체 추출액은 32±7, 쑥, 칡 배지 균사체 추출액은 40±4로 밀기울 배지에서보다 쑥, 칡 배지 균사체 추출액이 유의한 면역세포 활성효과를 나타내었고. 이것은 T세포 활성능에 있어서도 쑥, 칡 배지 균사체가 밀 배지 균사체 추출액보다 현저하게 활성도가 높음을 보여주었다.
지방 대사 개선 효과 : 고지혈증 및 지방간의 개선효과, 사염화탄소에 의한 간독성의 개선 효과를 동물실험을 통해서 확인한 결과 밀기울을 이용한 일반배지 배양균 사체보다 쑥, 칡배지로 생산한 그룹에서 전반적으로 우수한 실험 결과를 확인하였다.
탐식능 효과 : 마우스 복강 침출 세포를 이용한 탐식 능 효과 실험 결과는 Fig. 1의 결과와 같이 대조군의 탐식 능이 32±7%에 비해 밀배지균사체추출액투여군 42±7%, 쑥, 칡균사체추출액투여군 52±8%로 탐식작용에 있어서도 쑥, 칡 균사체 추출액이 증강된 경향을 보였다.
HDL-콜레스테롤 함량은 정상군에 비해 고콜레스테롤 대조군에서 유의적으로 감소하였으며 한방 복어추출물 병행 급여 시 고콜레스테롤 대조군에 비해 유의적인 증가를 보였다. 혈중ALT, AST 활성에 있어서는 ALT가 한방 복어추출물 급여시 고콜레스테롤 대조군에 비해 유의적인 감소를 나타내었다.

후속연구

한방 소재에 바이오기술의 적용 범위는 무한히 넓고, ■기존의 소재 자체의 기능성보다 다양성과 활성도 면에서 훨씬 향상된 소재와 제품이 창출되리라고 확신한다. 또한 한방 식품의 특징이 인체의 자생적 자정 능력을 나타내는 자연성을 확보하고, 체질 체력강화를 통해서 노화를 지연시키고 원기를 보충하는 것을 기본으로 하고 있는 바, 한방바이오식품산업이 전통기술과 첨단기술, 동양 사고와 서양사고, 천연물과 인공화학품, 자연의 섭리와 인위적 기술이 조화로운 접목을 통해서 한 단계 발전한 식품산업화로 현대국민건강 나아가 인류 건강의 여러 문제점을 극복하는 데 일조하기를 기대 한다.

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