[보고서]엉겅퀴 어린잎 및 뿌리의 생리활성 검증에 따른 대사성 질환 개선 기능성 다류 개발

[국가R&D연구보고서] 엉겅퀴 어린잎 및 뿌리의 생리활성 검증에 따른 대사성 질환 개선 기능성 다류 개발 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	전주대학교 Jeonju University
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2015-06
과제시작연도	2014
주관부처	중소기업청 Small and Medium Business Administration
연구관리전문기관	한국산학연협회 Korea Association of University, Research Institute and Industry
등록번호	TRKO201600006349
과제고유번호	1425086944
사업명	산학연협력기술개발
DB 구축일자	2016-09-10

초록 ▼

1· 최종목표
○ 엉겅퀴 어린잎 및 뿌리의 생리활성 검증에 따른 대사성 질환 개선 기능성 다류 개발
· 엉겅퀴 어린잎, 꽃 봉우리 및 뿌리 원천 소재 대량 확보
· 소재의 대사성 질환 모델동물에서 효과 및 기전 규명
· 엉겅퀴 부위별 기능을 활용한 대사성 질환 개선 다류 건강식품 시제품 제작
○ 성과목표
· 항비만 등 대사성질환 개선 다류 시제품 3건, 지적재산권(특허출원) 1건
· 과학적 근거자료 확보: SCI/SCIE급 또는 전문학술지 1건

2· 개발내용 및 결과
○ 소재 개발
· 엉겅퀴 어린잎, 꽃 봉우리 및 뿌리 등 부위별 원천 소재 대량 확보: 대량재배성공(참여기업)
· 엉겅퀴 유래 대사성 질환인 비만 및 당뇨 개선 유용성 추출물의 추출방법 개발: 열수추출법
○ 효능검증 및 적용
· in vitro 평가: 항산화 기능 평가: DPPH, ABTS 등 항산화 평가 및 3T3 L1 지방세포주활용 지방생성 억제 평가
· in vivo 모델동물 평가: 고지방사료 투여에 의한 대사성질환의 대표적인 제 2형 당뇨 모델동물과 비만모델에서 경구투여에 의한 효과 검증
· 개발결과 적용 : 대사성 질환 개선 엉겅퀴 잎, 꽃 및 뿌리 다류 시제품 개발
○ 안정성평가
· 세포 독성 평가 : MTT assay
· 모델 동물 평가 : 외형 및 장기조직 평가
· 보존성 평가 : 미생물 오염도 평가(전북생물산업진흥원 평가서)
○ 시제품 개발
· 엉겅퀴 잎, 엉겅퀴 꽃차 등 티백차 및 엉겅퀴 전초를 활용한 파우치 등 3종
· 향후 비만개선 제품화로 연결 시 엉겅퀴 꽃과 엉겅퀴 잎 혼합 다류 개발 권장

3· 사업성과
○ 기술적 성과
· 학술지 게재성과
- 논문 1건: 엉겅퀴 부위별 추출물의 항비만 효능 논문투고: 동의생리병리학회지. 게재확정(2015. 8월 또는 10월호에 게재)
- 학술발표 1건: 고지방 식이유도 및 streptozotocin 유도 제 2형 당뇨 마우스에서 엉겅퀴 잎 추출물의 항당뇨효과: 한국식품영양과학회 포스터발표· 2014· 10
· 엉겅퀴 부위별 항산화 효과 및 고지방사료 투여 비만 및 당뇨개선 평가 기술을 참여 기업에 제공
· 고지방 사료 투여에 의한 비만 모델 확립 기술 참여기업에 제공
· 제 2형 당뇨모델 동물 확립기술을 참여기업에 제공
· 지적재산권 확보: 특허출원(엉겅퀴 꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 항비만 조성물· 출원번호 10-2015-0075908, 출원일 2015.05.29.
○ 경제적 성과
· 시제품제작을 다음과 같이 완료하여 계획대비 100%를 달성하였고, 기존 제품과 세트로 제작하여 매출향상에 기여하고 있음
· 본 기술개발의 소재는 고부가가치를 창출할 수 있는 소재로 참여회사가 국내에서 유일하게 대량재배한 원천기술을 활용하고 주관기관의 효능 평가에 의해서 시제품 개발을 넘어 제품개발로 이어질 수 있기 때문에 향후 경제적 성과가 기대됨
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
· 2014년도부터 가속적으로 엉겅퀴 판매로 국내 전문영업망을 확충하고 간접적 고용효과를 극대화하고 있으며, 본 기술에 의해 시제품이 제품화될 경우 매출증대와 함께 고용창출의 기회가 높을 것으로 예상됨

4· 기술개발결과 활용계획
○ 기술적 측면
· 엉겅퀴의 효능을 바탕으로 약용식물 약리기능을 가미한 우수제품 가속화
· 항산화 및 비만개선 효과 검증기술 이전으로 연구력 향상
· 향후 체지방 감소 개별인정 인체적용시험 시 전임상 및 임상 자료 제공
○ 경제적 측면
· 시제품의 산업화를 통한 지속적인 매출증대에 활용
· 다양한 소비자의 욕구충족을 위한 맞춤형 제품화 실현
○ 보건향상 측면
· 폭발적으로 증가하고 비만/당뇨 개선 대안제시와 건강사회 지향을 위한 대체건강식품 제공

5· 기술개발자료의 보안관리
○ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
· 본 기술은 참여기업이 전략적으로 요구하여 개발된 기술로 3년간 비공개 관리할 것임
○ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
· 특허출원: 특허출원(엉겅퀴 꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 항비만 조성물. 10-2015-0075908(2015.05.29)

표/그림 (28)

표 기술개발 흐름도.
표 참여기업의 엉겅퀴 대량재배 현황.
표 엉겅퀴 부위별 효능평가전 건조 전후 시료.
표 엉겅퀴 부위별 열수 및 주정추출물의 함량비교
표 부위별 엉겅퀴 추출물의 총 플라보노이드와 폴리페놀 함량
표 DPPH 라디칼 소거 활성에 미치는 엉겅퀴 부위별 열수추출물의 효과.
표 ABTS 라디칼 소거 활성에 미치는 엉겅퀴 부위별 열수추출물의 효과.
표 Reducing power에 미치는 엉겅퀴 부위별 열수추출물의 효과. Reducing power은 반응 30분에 측정하였고, ascorbic acid를 비교 항산화제로 활용하였다. 값은 평균 ± 표준편차(n=3).
표 13주간 식이급여와 투여에 따른 실험분석 스케줄. 혈꼬리정맥으로부터 채취하여 당뇨 biomarker을 분석하였다. STD: 표준사료t (10% fat calories); HFD: 고지방사료 (60% fat calories); CLE: 엉겅퀴잎 추출물; MET: 메트포민, OGTT: 경구내당능테스트; FBG: 공복혈당; SI GOT, glutamate oxaloacetate transaminase; GPT: glutamate pyruvate transaminase; ITT: 인슐린 내당능 테스트.
표 고지방 사료와 STZ으로 유도된 마우스의 체중 및 식이섭취량의 변화
표 고지방 사료와 STZ 유도 모델 마우스에서 엉걱퀴잎 추출물의 혈당 억제 효과.
표 고지방 사료와 STZ 유도 모델 마우스에서 엉겅퀴잎 추출물의 경구내당능(A) 및 인슐린 내성(B) 억제 효과. 추출물물과 메트포민을 투여하고 경구 내당능과 인슐린 내당능의 측정은 재료 및 방법에서 제시한바와 같다.
표 엉겅퀴 부위별 추출물의 총 폴리페놀 함량 및 항산화 활성
표 엉겅퀴 부위별 추출물이 3T3 L1 세포의 oil red O와 지방함량에 미치는 효과. (A) Oil Red O 염색, (B) Oil Red O 함량, (C) 총 중성지방 함량. 값은 평균 ± 표준편차. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001: 대조군과 비교.
표 비만 마우스(C57BL/1_에서 엉겅퀴 부위별 추출물이 투여에 의한 복부지방 감소 효과. 비만을 8주간 유도한 후 재료 및 방법과 같이 6 그룹으로 나누어 다시 8주간 고지방 사료와 엉겅퀴 부위별 추출물을 8주간 투여한 후 복부지방 변화를 측정하였다. 값은 평균 ± 표준편차. *p<0.05, **p<0.01: 대조군과 비교.
표 비만 마우스(C57BL/1_에서 엉겅퀴 부위별 추출물이 투여에 의한 혈중 지방 함량 감소 효과. 비만을 8주간 유도한 후 재료 및 방법과 같이 6 그룹으로 나누어 다시 8주간 고지방 사료와 엉겅퀴 부위별 추출물을 8주간 투여한 후 혈청에서 지방 함량을 측정하였다. 값은 평균 ± 표준편차. *p<0.05, **p<0.01, **p<0.001: 대조군과 비교.
표 비만 마우스(C57BL/1_에서 엉겅퀴 부위별 추출물의 공복혈당 및 내당능에 미치는 효과. 비만을 8주간 유도한 후 재료 및 방법과 같이 6 그룹으로 나누어 다시 7주간 고지방 사료와 엉겅퀴 부위별 추출물을 투여한 후 공복시혈당과 내당능을 측정하였다. 값은 평균 ± 표준편차. *p<0.05, **p<0.01, **p<0.001: 대조군과 비교.
표 비만 마우스(C57BL/1_에서 엉겅퀴 부위별 추출물의 투여가 부고환 지방조직 세포의 변화에 미치는 효과. 비만을 8주간 유도한 후 재료 및 방법과 같이 6 그룹으로 나누어 다시 8주간 고지방 사료와 엉겅퀴 부위별 추출물을 투여한 후 부고환 지방조직을 대상으로 H&E염색을 하여 현미경으로 관찰였다. (A): 100 X, (B) 400X.
표 비만 마우스(C57BL/1_에서 엉겅퀴 부위별 추출물의 투여가 간조직 지방 세포의 변화에 미치는 효과. 비만을 8주간 유도한 후 재료 및 방법과 같이 6 그룹으로 나누어 다시 8주간 고지방 사료와 엉겅퀴 부위별 추출물을 투여한 후 간 조직을 대상으로 H&E염색을 하여 현미경으로 관찰였다. (A): 100 X, (B) 400X.
표 비만 마우스(C57BL/1_에서 엉겅퀴 부위별 추출물의 투여가 췌장조직의 소도 변화에 미치는 효과. 비만을 8주간 유도한 후 재료 및 방법과 같이 6 그룹으로 나누어 다시 8주간 고지방 사료와여du 현미경으로 관찰하였다. 100 X.
표 Ingredient and chemical composition of diets
표 Total polyphenol contents and antioxidant effects of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense
표 Effect of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense on the inhibition of oil red content and intracellular triglyceride production in 3T3-L1 adipocytes. Cells were treated with 200 μg/mL flower, leaf or root extract for 72 h. (A) Oil Red O staining, (B) Oil red O contents and (C) CTriglyceride contents. Data are presented as the means ± S.D. of three independent experiments.*p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001 vs. control.
표 Effect of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense on the inhibition of body weight in C57BL/1 obesity mice. Mice were administrated with standard (normal) diet (10% fat calories) or HF diet (40% fat calories) for 8 weeks and then divided to 6 groups such as Normal, HF, HF+Extract (flowers, leaves or roots) or HF+Apigenin. (A) Body weight for 12 weeks and (B) Increasing body weight for 12 weeks. Data are presented as the means ± S.D. of n=6 mice. #p<0.001 vs normal group. *p<0.05 and **p<0.01 vs control.
표 Effect of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense on the inhibition of abdominal fat in C57BL/1 obesity mice administrated with high fat (HF) diet. Mice were administrated with standard (normal) diet (10% fat calories) or HF diet (40% fat calories) for 8 weeks and then divided to 6 groups such as Normal, HF, HF+Extract (flowers, leaves or roots) or HF+Apigenin. (A) Morphology of abdominal fat at 12 weeks and (B) weight of abdominal fat at 12 weeks. Data are presented as the means ± S.D. of n=6 mice. #p<0.001 vs normal group. *p<0.05 and **p<0.01 vs control.
표 Effects of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense on the inhibition of abdominal fat in C57BL/1 obesity mice. Mice were administrated with standard (normal) diet (10% fat calories) or HF diet (40% fat calories) for 8 weeks and then divided to 6 groups such as Normal, HF, HF+Extract (flowers, leaves or roots) or HF+Apigenin. (A) Morphology of abdominal fat at 12 weeks and (B) weight of abdominal fat at 12 weeks. Data are presented as the means ± S.D. of n=6 mice. #p<0.001 vs normal group. *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001 vs control.
표 Effects of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense on the inhibition of fasting blood glucose and oral glucose tolenence test in C57BL/1 obesity mice. Mice were administrated with standard (normal) diet (10% fat calories) or HF diet (40% fat calories) for 8 weeks and then divided to 6 groups such as Normal, HF, HF+Extract (flowers, leaves or roots) or HF+Apigenin. (A) Fasting blood glucose contents for 12 weeks per 2 weeks and (B) Fasting blood glucose contents at 12 weeks on oral glucose tolenrence test. Data are presented as the means ± S.D. of n=6 mice. #p<0.001 vs normal group. *p<0.05, **p<0.01 and **p<0.01 vs control.
표 Effects of water extracts from different organs of C. japonicum var. ussuriense on atherogenic index (AI) and cardiac risk factor (CRF) in C57BL/1 obesity mice.

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