보고서 정보
주관연구기관 |
주영엔에스(주) |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2014-10 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
해양수산부 Ministry of Oceans and Fisheries |
등록번호 |
TRKO201500000603 |
과제고유번호 |
1525003226 |
사업명 |
수산실용화기술개발사업 |
DB 구축일자 |
2015-05-02
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500000603 |
초록
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Ⅲ 연구개발결과
1. 감태로부터 체지방 감소 효능이 있는 성분 추출 및 물질 확인
감태(Ecklonia cava)는 다년생(perennial) 갈조류로서 체지방 감소의 기능성을 지닌 폴리페놀류를 다량 함유하고 있다.
분말 형태 및 칩 형태의 감태로부터 효소 추출법, 열수추출법, 발효주정 추출법을 통해 폴리페놀의 추출을 연구하여, 효소추출법을 통한 제조방법이 폴리페놀 함량이 가장 많은 것을 확인하였고 이중 R+R(Rapidase+Rohament)효소 추출법에서 가장 이상적인 총폴리페놀 함량과 플로로탄닌의 함량을 확인
Ⅲ 연구개발결과
1. 감태로부터 체지방 감소 효능이 있는 성분 추출 및 물질 확인
감태(Ecklonia cava)는 다년생(perennial) 갈조류로서 체지방 감소의 기능성을 지닌 폴리페놀류를 다량 함유하고 있다.
분말 형태 및 칩 형태의 감태로부터 효소 추출법, 열수추출법, 발효주정 추출법을 통해 폴리페놀의 추출을 연구하여, 효소추출법을 통한 제조방법이 폴리페놀 함량이 가장 많은 것을 확인하였고 이중 R+R(Rapidase+Rohament)효소 추출법에서 가장 이상적인 총폴리페놀 함량과 플로로탄닌의 함량을 확인하였다.
2. 감태 유래 성분의 in vitro 및 in vivo상에서의 체지방 감소 기능성을 확인
감태효소추출물(JY202)의 in vitro 활성 평가를 위하여 지방전구세포인 3T3L1 세포주를 이용한 실험에서 glucose의 세포내 유입 억제 효과와 중성지방 형성억제 효과를 농도 의존적으로 관찰할 수 있었다. 또한 동일한 세포주를 이용한 작용기전 연구를 통해 지방 축적 억제, 지방합성 억제, 지방세포분화 억제 및 에너지 대사 조절에 관여하여 체지방 감소 기능을 확인하였다. I n vivo 에서의 체지방 감소 생리활성은 고지방식이 유도된 비만질환 동물에서 관찰하였다. 실험 결과, 유의적인 수준은 아니지만 체중감소 효과가 나타났으며, 부고환 주변 및 신장주변 지방량이 50~60% 감소하였다. 혈중 leptin, insulin, glucose의 양이 유의적으로 감소하였으며 혈중 지질의 경우 총콜레스테롤, 중성지방량의 유의적인 감소를 보였다. 간내 중성지방의 함량 또한 고지방식이군에 비하여 농도 의존적으로 감소함을 확인하였다.
3. 개별인정형 건강기능식품으로의 소재화를 위한 pilot scale의 대량공정화 가능성 검토
실험실 수준에서 효소추출법을 활용한 감태 추출법이 가장 이상적임을 확인하고 이를 대량생산 공정에 적용하기 위하여 원료의 기준 규격 설정 및 원료의 경제성을 검토하고 전처리 공정을 통한 탈염 공정을 확립하였다. 또한 추출온도, 추출액의 pH, 주정 침지 조건 등을 개선하였다. 최종 대량 생산 공정의 적합성은 추출 탱크내에서 원료기준 30kg, 20kg, 20kg, 80kg을 각각 추출하고 성상, 수율, 지표성분함량을 확인함으로써 대량 생산 공정을 확립하였다.
4. 감태 유래 폴리페놀 성분 분석 및 표준화
갈조류에서 기능성을 나타내는 주요 성분들은 폴리페놀류이며 감태에 특이적으로 존재하는 플로로탄닌류로 eckol, dieckol,
phlorofucofuroeckol-A을 확인하였다. 이 세 가지 성분 중 dieckol은 체지방 관련 기능성이 있는 성분이자 감태효소추출물의 플로로탄닌류 중 가장 많은 함량이 존재하는 물질로서 열, 빛, 습도 등의 보관조건에서 안정성이 높은 편이고, HPLC 분석 기기로 분석이 가능하며 피크 분리도 측면에서도 양호하여 지표성분 설정 조건을 충족하므로 dieckol을 감태효소추출물의 지표성분으로 하였다. 설정된 dieckol은 감태로부터 직접 분리, 정제하여 표준품으로 확보하였으며 분석 조건을 개발하고 시험법에 관한 validation을 실시했다. 또한 지표성분을 활용하여 최종 시제품 및 임상시험용 식품에 관한 품질 기준을 설정하며 품질관리에 이용하였다.
5. 감태 효소추출물의 안전성 평가
감태 효소 추출물의 안전성 평가를 위해 시험물질을 GLP기관에 공급하여 설치류에서의 단회 투여독성 시험, 14일 반복투여독성시험, 13주 반복 투여독성시험을 실시한 결과, 3g/kg BW까지 시험물질에 의한 독성이 나타나지 않았다. 비설치류인 비글견을 이용한 단회투여 독성시험에서도 안전성을 확보하였고, 유전독성시험에도 시험물질로 인한 독성이 나타나지 않아 감태추출물의 안전성을 확인하였다.
6. 감태 유래 폴리페놀 성분의 인체적용시험을 통한 체지방 감소 기능성 및 안전성 확인
과체중 및 비만인에서의 체중 및 체지방 감소에 미치는 감태 효소 추출물의 유효성 및 안전성을 평가하기 위한 이중맹검, 무작위 배정, 위약대조, 12주 임상시험을 실시 중에 있다. 현재 피험자 모집 및 시험 식품 지급이 완료되었으며 종료 및 시행 중인 피험자가 있는 상태로 통계처리 완료 예정이다.
Abstract
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IV. Result of the study
1. Verification of active compounds for body fat reduction extracted from Ecklonia cava
Ecklonia cava is perennial brown algae and contains a lot of potent polyphenolic compounds for body fat reduction. We verified the potent polyphenolic compound extracted by enzyme,
IV. Result of the study
1. Verification of active compounds for body fat reduction extracted from Ecklonia cava
Ecklonia cava is perennial brown algae and contains a lot of potent polyphenolic compounds for body fat reduction. We verified the potent polyphenolic compound extracted by enzyme, water and fermented alcohol from the power-type and chip-type Ecklonia cava. We identified the largest polyphenol content by the method of enzymatic extraction. We verified the adequate extraction method by R+R (Rapidase+Rohament) enzyme and found the highest content of total polyphenol and phlorotannin among the suggested extraction methods.
2. Verification of efficacy for body fat reduction by in vitro and in vivo experiments
Ecklonia cava extract by enzymatic method (called JY202) was used for the bioactivity evaluation. In vitro study using 3T3L1 (preadipocyte) cell line, we observed the suppression of glucose into the cell and inhibition of triglyceride (TG) formation, and the result was followed by dose-dependent. Also, we verified the mechanism of the action (body fat reduction) in JY202 through the inhibition of fat accumulation, lipogenesis and differentiation of adipocytes and the metabolic control of energy expenditure. In vivo study, the high fat diet-induced obese rats were observed for checking the body fat reduction. Though the result was not significant, there was tendency to reduce the body weight and visceral fat mass (decreased rate was 50~60%). Blood level of leptin, insulin and glucose was significantly decreased. In addition, there were significant results in reduction of total cholesterol and TG levels. We observed the dose-dependent reduction of hepatic TG level in JY202 group compared to the result of high-fat-diet group.
3. Evaluation of possibility of pilot scale (larger quantity than lab test) production for development of product-specific HFF ingredient
We verified the most adequate enzymatic extraction method in the laboratory. To apply for the mass production, we set up the standard specification of ingredient and evaluated the production cost. Also, we identified the demineralization process by pre-treatment of materials and improved the production conditions controlling by the temperature of extraction, pH of the extracted solution and the condition of alcohol soaking. To verify the possibility of final large quantity production, we extracted 30kg, 20kg, 20kg and 80kg as a standard of raw material in extraction tank, respectively. At last, we finalized the mass-production-process by checking the appearance, yield and the content of active compounds.
4. A nalysis and standardization of polyphenolic compounds from Ecklonia cava
Polyphenol is the major active compound in brown algae. Polyphenol specific in Ecklonia cava is phlorotannins including eckol, dieckol and phlorofucofuroeckol-A. Among three components, dieckol is related with body fat reduction and the largest content in JY202 (phlorotannin derivatives). Dieckol is stable in heat, light and humidity in storage condition and available to be well analyzed and be easily separated by HPLC analysis. In cytotoxicity test, the high survival rate was recorded so that dieckol was sufficient to be selected as an indicative marker in JY202. Dieckol was isolated and purified from the Ecklonia cava directly and it became a standard preparation in JY202. We also developed the analysis condition and implemented the validation test regarding the analysis method. In addition, we utilized this standard substance until we set up the quality standard for final development prototype and test materials for clinical trial.
5. Evaluation of safety in enzymatic extraction
To evaluate the safety in JY202, we supplied the test materials to the GLP lab for the single-dose toxicity study in rodent, 14-days repeated-dose toxicity study and 13-week repeated-dose toxicity study. As a result, there was none of toxicity by 3g/kg BW(body weight). Safety was also identified by single-dose toxicity study with beagle and genotoxicity studies so that the safety of JY202 was secured.
6. Verification of fat reduction efficacy and safety by clinical trials with polyphenolic compounds from E cklonia cava
To evaluate the efficacy of JY202 related with weight and body fat reduction and its safety in overweight and obese subjects, the clinical study has been implemented for 12 weeks by the double-blind, randomized and placebo-controlled trial. Currently, the enrollment of participants and the supply of study materials were completed, and a few participants were still ongoing this clinical study. The end of this study and statistical analysis will be done before long.
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