초록 ▼

○ 연구결과
1. 제1세부과제 (주관연구기관)
‘잣잎 소재 기능성식품 개발을 위한 품질관리 및 제품화’의 주요 연구개발결과는 다음과 같다.
1. 잣잎 추출물의 성분평가를 위한 지표물질을 확립하기 위하여 잣잎 추출물에 대한 TLC를 실시한 결과 잣잎 추출물에는 phenolic compound와 flavonoid 계통의 물질이 많이 포함되어 있는 것으로 확인되었다.
2. 여러 종류의 잣잎 추출물에서 HPLC 및 TLC 분석을 실시하여 그 성분을 비교하면서 함량이 적절하고 효능에 영향을 줄 수 있는 성분을 조사한 결

○ 연구결과
1. 제1세부과제 (주관연구기관)
‘잣잎 소재 기능성식품 개발을 위한 품질관리 및 제품화’의 주요 연구개발결과는 다음과 같다.
1. 잣잎 추출물의 성분평가를 위한 지표물질을 확립하기 위하여 잣잎 추출물에 대한 TLC를 실시한 결과 잣잎 추출물에는 phenolic compound와 flavonoid 계통의 물질이 많이 포함되어 있는 것으로 확인되었다.
2. 여러 종류의 잣잎 추출물에서 HPLC 및 TLC 분석을 실시하여 그 성분을 비교하면서 함량이 적절하고 효능에 영향을 줄 수 있는 성분을 조사한 결과 ferulic acid, gallic acid, 3,4-Dihydroxybenzoic acid의 peak를 확인하였다. Flavonoid 중에서는 gallic acid, (+)chatechin, caffeic acid, valinic acid, ρ-coumaric acid 등의 물질을 확인할 수 있었다.
3. 잣잎 수추출물과 80% EtOH 추출물의 수율과 분석결과를 비교한 결과 항산화 활성이 강한 것으로 나타난 잣잎 수추출물을 건강기능식품의 원료로 개발하는 것이 원료에 대한 수율과 비용면에서 유리하다고 판단되어 잣잎 수추출물 위주로 분석법 확립 및 안정성 시험을 진행하였다.
4. 잣잎 추출물의 기능을 규명하기 위하여 여러 가지 문헌과 예비실험들을 통하여 검토한 결과 항산화 및 항염, 항혈전 개선효과 쪽에 초점을 맞추어 연구한 결과 잣잎 추출물의 항산화 및 항염 효과는 뚜렷한 반면 항혈전 효과는 약하게 나타났다.
5. 잣잎 추출물의 활성을 이용한 건강식품 개발하기 위해 잣잎 추출물의 안전성을 조사했는데, 잣잎추출물의 중금속함량을 조사한 결과 식품공전에서 규제하는 납(Pb)은 1ppm 수준으로 허용치인 2.0㎎보다 낮아 안전함이 확인되었다.
6. 잣잎 추출물을 활용한 항산화, 항염증 건강식품을 생산하기 위한 대량생산공정과정을 연구하여 품질 유지를 위한 개별 공정의 최적 조건을 확립하였다.
7. 잣잎 추출물의 기능을 강화하기 위하여 여러 부재료를 이용하여 성능을 개선하고 가장 좋은 formula를 확립하였다. 제형은 정제 type으로 하기로 결정하였다.
8. 동물실험 결과 임상에서의 하루 섭취량은 2,000㎎ 수준으로 1회 2정씩 (500㎎ × 2정) 2회를 복용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
9. 위의 연구 결과들에 따라 잣잎 추출물을 핵심원료로 하는 건강보조식품의 조성을 결정하였고 시제품을 OEM 방식으로 생산하였다.
2. 제2세부과제 (협동연구기관)
‘잣잎 추출물의 대사성질환 개선소재 가능성에 대한 연구’의 주요 연구개발결과는 다음과 같다.
1. 잣잎 분획의 항산화 효능을 in vitro 간세포주를 이용하여 검증하였다. 항세포독성정도 측정은 세포 생존율을 통하여 비교되었다. 에탄올, 물, 부탄올 분획물 중 물과 에탄올 추출물이 t-butylhydroperoxide에 의해 유도된 산화스트레스 환경에서 높은 세포방어능력을 보였으나 제품 소재의 대량생산방법을 고려하여 동물실험에서 유용물질 가능성 연구의 분획으로 물 추출물을 선택하여 in vivo 동물 실험에 이용하였다.
2. 1차 및 2차의 동물실험모델에서는 고지방식이에 의해 유도된 산화스트레스에 대한 잣잎물추출물의 항산화 효능 및 지질지표 개선 효능을 확인하였다. 잣잎 추출물은 고지방식이를 통하여 비만이 유도된 후 동물에 투여하였을 경우에 항산화 효능이 더 높음을 보였다.
3. 렙틴 수용체의 결함에 의해 유전적으로 대사성질환이 유도된 당뇨동물모델 (db/db mouse)에서 잣잎 추출물은 혈당과 중성지방을 감소시키는 경향을 보였으며, 항산화지표들을 관련 효소활성도 및 단백질 발현수준에서 유의적으로 개선시켜 대사성 질환 발병 모델에서 항산화 효능이 입증되었다. 또한 최근 대사성 질환의 발병에 관여하는 것으로 알려진 소포체 스트레스 지표와 인슐린 신호전달기전 관련 지표가 잣잎 추출물에 의하여 분자수준에서 개선되었다.
4. 본 연구에서 fructose 식이 섭취에 의해 유도되는 대사성질환에서의 기능성물질의 효능 탐색은 기존 연구모델에 반한 새로운 동물실험모델로 시도되었다. Fructose 식이섭취 모델은 대사성질환 가운데 특히 심혈관질환 관련 모델로서 유용하게 사용되는 동물모델이다. 잣잎 추출물은 본 연구에서 혈중 콜레스테롤을 낮추는 경향을 보여 추후 심혈관질환 개선 효능에 관한 가능성을 시사하였다.

Abstract ▼

Pinus Koraiensis Sieb. et Zucc. is widely distributed in Asia, particularly, Korea, China, and Russia. Its nuts are used as the traditional medicines for health promotion in Korea. However, most studies related to Pinus Koraiensis have been focused on nuts and its abundant needles are treated as was

Pinus Koraiensis Sieb. et Zucc. is widely distributed in Asia, particularly, Korea, China, and Russia. Its nuts are used as the traditional medicines for health promotion in Korea. However, most studies related to Pinus Koraiensis have been focused on nuts and its abundant needles are treated as wastes. In our preliminary study, the antioxidant efficacy of extracts of Pinus Koraiensis were compared with that of Pinus densidlora. Phenolic compound content and in vitro antioxidant activity was higher in Pinus Koraiensis. Therefore, the purpose of this study was to investigate the possibility of Pinus Koraiensis needles as the potential ingredient of powerful functional food, and the final objective of the study was to develop the commercial goods for increasing economic benefits of the local market area. To evaluate the function of Pinus Koraiensis, this study developed several procedures and assay methods.
1. To establish the analysis methods of the ingredient evaluation, the comparison of the chemical components in Pinus Koraiensis needles extract was performed on thin-layer chromatography (TLC). The phenolic compounds and flavonoids were abundantly existed in Pinus Koraiensis needles extract. The amounts of the phenolic compounds and flavonoids of Pinus Koraiensis needles extract were analyzed using high-performance liquid chromatography (HPLC) and TLC. Major components of the phenolic compounds were ferulic acid, gallic acid, and 3,4-dihydroxybenzoic acid.
Gallic acid, (+)chatechin, caffeic aicd, valinic acid, and ρ-coumaric acid were determined as the high peak compound among flavonoids.
2. To determine the standard quality control procedure, the three extract fraction types, ehtanol, water, and butanol, of Pinus Koraiensis needles were examined through several safety tests. Among them, water extract type was chosen for the method of making the commercially bulk production considering the money and manufacture procedure. Thereafter, the water fraction was prepared in bench scale to analyze contents of heavy metals. In result, the amounts of the heavy metals including Pb were in the safety range within the Food Codex. Also, the extract method in bench scales was verified by the repeated analysis.
3. The present in vivo and in vitro studies showed that Pinus Koraiensis needle extract had significant antioxidant and anti-inflammatory potential, but not antithrombotic potential.
4. To evaluate antioxidant effect of Pinus Koraiensis needle extract, cell cytotoxicity was induced by tert-butylhydroperoxide (t-BHP) in HepG2 cell lines, and cell viability was measured using MTT assay. Cells treated with ethanol and water extract, not butanol, of Pinus Koraiensis needle were significantly resistant against the hepatoxicity induced by t-BHP. Particularly, the oxidative stress induced by t-BHP was strongly inhibited by water extract.
5. To investigate the bioactivity of Pinus Koraiensis needle extract against the metabolic syndrome, the present study adopted various effective animal models to induce the oxidative stress. Oral administration of Pinus Koraiensis significantly increased antioxidant potential in mice fed high-fat Genetically manipulated type 2 diabetic animal model (db/db mice) was used to induce insulin resistance closely related to the oxidative stress. Pinus Koraiensis needle extract improved insulin sensitivity and antioxidant capacity. Recently, fructose consumption has sharply increased in worldwide. Past decades, researchers have reported the relationship between increased fructose intake and non-alcoholic fatty liver disease. They showed that high-fructose diet increased free fatty acids output and accumulated triglycerides in liver. So, we introduced a new study model for the induction of metabolic syndrome.
6. To improve the nutritional function of Pinus Koraiensis needle extract, additionally other popular nutraceutical ingredients were fortified in the final product, so we established the best product formula as the tablet type. Based on our animal study, recommended amount of Pinus Koraiensis needle extract will be 2000 mg per daily intake per person. Commercial goods of Pinus Koraiensis needle extract as the functional foods was produced by OEM method, and it will be introduced by Medvill Co. Ltd. in the near future.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 12
• 목 차 ... 14
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 17
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 17
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 19
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 1 절 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 2 절 본 과제의 기술과 관련된 선행연구 결과 (본 연구팀의 선행 연구) ... 24
• 제 3 절 과제진행 중 국내외 관련분야 연구 환경변화 ... 25
• 1. 건강기능식품 관련 법규 현황 ... 25
• 2. 본 연구관련 기능성 식이소재 연구 및 산업화 동향 ... 26
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 제 1 절. 잣잎추출물(MDC304)에 대한 분석 및 품질관리방안 연구 ... 27
• 1. 국내 잣나무 분포 및 종류에 따른 잣나무의 성분 조사 ... 27
• 2. 잣잎 원료 확보 및 추출물 제조 ... 28
• 3. 추출물의 성분 분석 ... 29
• 4. 추출물의 HPTLC 및 HPLC 분석 ... 31
• 5. 잣솔의 에탄올 추출물 및 그 분회의 분석 ... 37
• 6. 잣잎 수추출물 분석조건 확립 ... 39
• 7. 잣잎 추출물의 지표물질 선정 ... 48
• 8. MDC304(M) 분획과 전처리 시료 비교 분석 ... 51
• 9. MDC304(M) 분석법 밸리데이션 ... 53
• 10. 잣잎 수추출물(MDC304) 장기안정성 시험 ... 60
• 제 2 절. MDC304를 이용한 항산화 효과 동물실험 ... 62
• 1. CCl4에 의한 간독성유발과 회복 실험 ... 62
• 2. MDC304 자체의 독성에 대한 동물 시험 ... 63
• 3. MDC304 항산화 효과에 대한 단회투여 동물실험 ... 64
• 4. MDC304 항산화 효과에 대한 2주 반복투여 동물실험 ... 65
• 제 3 절. MDC304를 이용한 항혈전 효과 동물실험 ... 67
• 1. MDC304의 항혈전 효과에 대한 동물실험 ... 67
• 제 4 절 세포실험모델을 이용한 잣잎 추출물의 항산화효능 평가 ... 68
• 제 5 절 고지방식이섭취 동물모델을 이용한 잣잎추출물의 항산화효능 평가 ... 70
• 1. 고지방식이 및 실험물질을 동시에 섭취시킨 동물모델 ... 70
• 2. 비만동물모델을 이용한 잣잎추출물의 항산화효능 평가 ... 77
• 제 6 절 제 2형 당뇨동물실험모델을 이용한 잣잎 추출물의 항산화효능 평가 ... 83
• 제 7 절 Fructose 식이섭취 동물모델을 이용한 잣잎추출물의 항산화효능 평가 ... 92
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 102
• 제 1 절 목표달성도 ... 102
• 제 2 절 관련분야 기여도 ... 104
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 106
• 제 1 절 연구개발 성과 ... 106
• 1. 논문 및 학술발표 실적 ... 106
• 2. 특허등록 실적 ... 106
• 3. 인력 활용 및 양성 성과 ... 106
• 제 2 장 성과활용 계획 ... 107
• 1. 추가연구, 타연구에 활용 ... 107
• 2. 기업화의 소재개발 ... 107
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 109
• 제 1 절 산업화 관련 해외과학 기술정보 ... 109
• 제 2 절 연구방법 관련 해외과학 기술정보 ... 109
• 1. HepG2 cell line에서의 세포생존률 실험방법 (MTT assay) ... 109
• 2. 고지방유도기간 설정 동물실험모델 ... 109
• 3. Fructose 식이 유도성 대사성질환동물실험 모델 ... 109
• 제 7 장 참고문헌 ... 111
• 부 록 ... 115
• 끝페이지 ... 139