보고서 정보
주관연구기관 |
(주)웰파인 |
연구책임자 |
배정식
|
참여연구자 |
김대중
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2020-02 |
과제시작연도 |
2019 |
주관부처 |
중소벤처기업부 Ministry of SMEs and Startups |
등록번호 |
TRKO202100022311 |
과제고유번호 |
1425137024 |
사업명 |
지역특화산업육성(R&D) |
DB 구축일자 |
2021-11-06
|
키워드 |
천연물.웰니스.숙취해소.항산화.건강지향식품.
|
초록
▼
3. 기술개발 결과요약
□ 최종목표
지역특산자원을 활용한 숙취해소 웰니스 제품개발
□ 개발내용 및 결과
1. 1차년도
연구개발 수행 내용
▪숙취해소 후보소재 추출법 확립
연구결과
o 아로니아, 곰취, 어성초, 갈근의 추출법 설정
- 교반추출
연구개발 수행 내용
▪최적추출조건 확립
(시료 전처리, 추출 조건 등, 반응표면분석법 이용)
ㅇ 최적추출조건 선정 기준
- 폴리페놀 함량 50mg/g 이상
- 추출수율 30% 이상
연구결과
3. 기술개발 결과요약
□ 최종목표
지역특산자원을 활용한 숙취해소 웰니스 제품개발
□ 개발내용 및 결과
1. 1차년도
연구개발 수행 내용
▪숙취해소 후보소재 추출법 확립
연구결과
o 아로니아, 곰취, 어성초, 갈근의 추출법 설정
- 교반추출
연구개발 수행 내용
▪최적추출조건 확립
(시료 전처리, 추출 조건 등, 반응표면분석법 이용)
ㅇ 최적추출조건 선정 기준
- 폴리페놀 함량 50mg/g 이상
- 추출수율 30% 이상
연구결과
o 소재 전처리 조건 설정 : 건조 소재 분쇄
o 아로니아 조건 설정
- 상온, 주정농도 30%, 추출시간 66분, 용매배수 13배
- 결과 : 추출수율: 39.5% / 폴리페놀함량: 113.02 mg/g
o 곰취 조건 설정
- 추출온도 60℃, 추출시간 60분, 용매배수(물) 11배
- 결과 : 추출수율: 32.28% / 폴리페놀함량: 181.38 mg/g
o 어성초 조건 설정
- 추출온도 60℃, 추출시간 120분, 용매배수(물) 7배
- 결과 : 추출수율: 31.4% / 폴리페놀함량: 101.96 mg/g
o 갈근 조건 설정
- 추출온도 44℃, 추출시간 60분, 용매배수(물) 5배
- 결과 : 추출수율: 30.29% / 폴리페놀함량: 133.78 mg/g
연구개발 수행 내용
▪지표성분 함량 분석
ㅇ 지표성분 함량 기준
- 곰취: Caffeoylquinic acid 5.0 mg/g
- 어성초: Quercetin 7.0 mg/g
- 갈근: Puerarin 15.0 mg/g
연구결과
o 지표성분 함량 분석 결과
(자체분석)
- 아로니아: 26.13 mg/g
- 곰취: 58.71 mg/g
- 어성초: 10.95 mg/g
- 갈근: 21.86 mg/g
o 공인분석기관 결과
- 아로니아: 22.86mg/g
- 곰취: 49.16mg/g
- 어성초: 8.11mg/g
- 갈근: 15.2mg/g
연구개발 수행 내용
▪숙취해소 효능소재 선정
ㅇ 숙취해소 효능소재 선정 기준
- ADH 활성, ALDH 활성
연구결과
o 후보소재 4종에 대한 숙취해소 효능소재 선정
- ADH 활성 소재: 곰취
- ALDH 활성 소재: 아로니아
연구개발 수행 내용
▪숙취해소 소재 조성비 연구
ㅇ 숙취해소 효능소재 선정 기준
- 폴리페놀함량, ADH 활성, ALDH 활성
연구결과
o 숙취해소 최적 조성비 설정
- 곰취 9 : 아로니아 1
- 결과 : 폴리페놀함량: 212.39 mg/g
: ADH 활성: 312.0% , ALDH 활성: 297.2%
연구개발 수행 내용
▪원료 소재 대량생산 (Pilot scale)
ㅇ 규격확인시험: 3Lot3반복
- 폴리페놀함량 ± 20%이내
- 지표성분함량 ± 20%이내
- ADH, ALDH 활성 ± 20%이내
연구결과
o 아로니아
- 폴리페놀함량:
1Lot 118.5mg/g, 2Lot 111.8mg/g, 3Lot 110.8mg/g
- 지표성분함량
1Lot 26.24mg/g, 2Lot 26.72mg/g, 3Lot 27.88mg/g
o 곰취
- 폴리페놀함량:
1Lot 164.5mg/g, 2Lot 171.5mg/g, 3Lot 158.2mg/g
- 지표성분함량:
1Lot 53.9mg/g, 2Lot 57.76mg/g, 3Lot 54.02mg/g
o ADH(곰취) 활성(% of control)
- 1Lot 282.5%, 2Lot 263.3%, 3Lot 267.0%
o ALDH(아로니아) 활성(% of control)
- 1Lot 210.6%, 2Lot 232.4%, 3Lot 215.3%
연구개발 수행 내용
▪복합소재에 대한 숙취해소 효능평가(in vitro)
연구결과
o 복합소재에 대한 숙취해소 효능평가(in vitro) 확인
- ADH 활성: 31.7% 증가 (양성대조군 대비)
- ALDH 활성: 39.6% 증가 (양성대조군 대비)
연구개발 수행 내용
▪복합소재에 대한 숙취해소 효능평가(in vivo)
ㅇ 숙취해소 효능 선정 기준
- ADH 활성
- ALDH 활성
- 혈중 에탄올 농도
- 혈중 아세트알데히드 농도
- 혈중생화학분석: ALT,AST,ALP,γ-GT
연구결과
o 복합소재에 대한 숙취해소 효능평가(in vivo) 확인
- ADH 활성: 129.0% 증가
- ALDH 활성: 43.0% 증가
- 혈중 에탄올 농도: 34.1% 감소
- 혈중 아세트알데히드 농도: 44.7% 감소
- 혈중생화학분석:
- ALT: 4.5% 감소 / AST: 0.3% 감소
- ALP: 11.5% 증가 / γ-GT: 31.7% 증가
연구개발 수행 내용
▪안전성 평가
ㅇ 숙취해소 안전성 평가 기준
- MTT assay
- 단회투여독성시험
- 복귀돌연변이시험
연구결과
- MTT assay
- 단회투여독성시험
- 복귀돌연변이시험
o 복합소재에 대한 안전성 평가(GLP기관)
- MTT assay: 세포생존율 128.38%(0.5mg/mL농도)
- 단회투여독성시험 : 한계용량 5,000 mg/kg
- 복귀돌연변이시험 : 음성
연구개발 수행 내용
▪제품유형별 가공적성 테스트
연구결과
o 음료type, 분말type, 과립type 가공적성 개발
- 결과 : 곰취:아로니아 복합물 30 brix, pH 4.1
연구개발 수행 내용
▪제품개발을 위한 선호도 조사
연구결과
o 소비자의 숙취해소 제품에 대한 인식 및 선호도 조사
- 대상 : 성인 20명
- 장소 : 2018 메가쇼 시즌 2 푸드쇼
연구개발 수행 내용
▪인체적용시험 프로토콜 개발
연구결과
o 인체적용시험 프로토콜 개발
- 인체적용시험 요약본, 연구일정 등 프로토콜 개발
- CRO 용역 (헬스케어크레임스)
2. 2차년도
연구개발 수행 내용
▪원료 소재 대량생산(양산scale)
ㅇ 원료소재 확인시험
: 3Lot 3반복
- 폴리페놀함량 ± 20%이내
- 지표성분함량 ± 20%이내
연구결과
o 아로니아 폴리페놀 함량 및 지표성분 함량
- 폴리페놀함량:
1Lot: 114.6mg/g, 2Lot: 112.3mg/g, 3Lot: 104.8mg/g
- 지표성분함량:
1Lot: 25.7mg/g, 2Lot: 24.4mg/g, 3Lot: 25.7mg/g
o 곰취 폴리페놀 함량 및 지표성분 함량
- 폴리페놀함량:
1Lot: 149.7mg/g, 2Lot: 150.7mg/g, 3Lot: 148.8mg/g
- 지표성분함량:
1Lot: 49.3mg/g, 2Lot: 47.9mg/g, 3Lot: 47.7mg/g
연구개발 수행 내용
▪복합소재에 대한 간기능개선 기전 연구 (in vitro)
연구결과
o Nrf2 활성에 미치는 영향
- 에탄올처리군 대비 128.7%
o HO-1 활성에 미치는 영향
- 에탄올처리군 대비 121.6%
o catalase 활성에 미치는 영향
- 에탄올처리군 대비 116.0%
연구개발 수행 내용
▪복합소재에 대한 간기능개선 기전 연구 (in vivo)
ㅇ 측정항목
- ALT, AST, ALP, γ-GT
- 혈중 지질성분
- ADH 활성, ALDH 활성
- 혈중에탄올 농도
- 간의 항산화효소 활성
- 간의 지질과산화도 측정
- 간조직의 mRNA 전사
- 간조직의 지질성분
연구결과
o 간손상지표
- ALP: 양성대조군 대비 저농도 170.2%, 고농도 149.5%
- ALT: 양성대조군 대비 저농도 61.9%, 고농도 48.3%
- AST 및 γ-GT는 모든군에서 유의적인 차이가 없음
o 혈중 에탄올 농도
- 양성대조군대비 저농도 80.5%, 고농도 88.6%
o ADH 및 ALDH 활성
- ADH: 양성대조군대비 저농도 92.1%, 고농도 102.2%
- ALDH: 양성대조군대비 저농도 93.3%, 고농도 121.0%
o 간의 항산화효소 활성
- SOD활성: 양성대조군대비 저농도 66.7%, 고농도 83.3%
- CAT활성: 양성대조군대비 저농도 116.7%, 고농도 212.2%
- GPx활성: 양성대조군대비 저농도 100.1%, 고농도 79.5%
o 간조직의 지질과산화도 (TBARS)
- 양성대조군대비 저농도 46.2%, 고농도 28.0%
o 간조직의 mRNA 전사
- COX-2: 양성대조군대비 고농도 100.6% (저농도 효과없음)
- iNOS: 양성대조군대비 고농도 143.9%, 저농도 50.3%
- TNF-α: 양성대조군대비 고농도 269.6%, 저농도 161.6%
- IL-6: 양성대조군대비 고농도 95.6%, 저농도 47.3%
- MCP-1: 양성대조군대비 고농도 129.7%, 저농도 89.2%
- CYP2E1: 양성대조군대비 고농도 141.8%, 저농도 10.4%
o 간조직의 지질성분
- 복합물 투여로 인한 효과 없음
연구개발 수행 내용
▪안전성 평가
ㅇ 숙취해소 안전성 평가 기준
- 염색체이상시험(in vitro)
- 소핵시험(in vivo)
- 28일 DRF 용량설정시험(in vivo)
- 90일 반복투여 독성시험(in vivo)
연구결과
o 복합소재에 대한 안전성 평가(GLP기관)
- 염색체 이상을 유발하지 않음
- 설치류의 조혈모세포에서 소핵을 유발하지 않음
- NOEL(최대무영향용량): 5,000 mg/kg/day
- NOAEL(최대무독성용량): 4,000 mg/kg/day
연구개발 수행 내용
▪개발시제품의 관능평가
연구결과
o 개발시제품(숙취에 모과좋아) 관능평가
- 7점척도법 종합기호도 평가: 5.50점 (조금 좋다)
연구개발 수행 내용
▪시제품 개발
연구결과
o 시제품 3종 개발
연구개발 수행 내용
▪개발 시제품의 가공적성 확인
연구결과
o 일반성분
o 용해도
o 색도
o 미생물
연구개발 수행 내용
▪개발시제품의 숙취해소 효능
평가 (in vitro)
(목표치:양성대조군대비 ≥20%)
연구결과
o 개발 시제품의 숙취해소 효능평가(in vitro)
- ADH 활성: 양성대조군 대비 141.6%
- ALDH 활성: 양성대조군 대비 151.9%
연구개발 수행 내용
▪개발시제품의 숙취해소 효능 평가 (in vivo)
(목표치:양성대조군대비 ≥20%)
연구결과
o 개발 시제품의 숙취해소 효능평가(in vivo)
- 혈중 에탄올 농도: 양성대조군대비 94.5%
- 혈중 아세트알데히드 농도: 양성대조군대비 96.1%
- ADH 활성: 양성대조군대비 87.0%
- ALDH 활성: 양성대조군대비 96.4%
연구개발 수행 내용
▪IRB 승인 신청
연구결과
o IRB 심의 신청 및 승인 완료
□ 기술개발 배경
▪ 현대사회는 정신적인 스트레스나 바이러스, 과음 등으로 인한 간손상으로 인해 간질환 환자가 증가하고 있음. 알코올은 간질환의 주요 원인으로 알코올 과량섭취시 활성산소가 생성되어 간세포 독성을 유발할 수 있음
▪ 알코올 대사로 인해 생성된 활성산소를 억제하고, 간세포의 독성을 막아 숙취해소에 대한 기능성을 나타내는 항산화 효능이 우수한 신규 소재의 개발이 필요함
▪ 본 연구에서는 항산화 효능이 우수한 천연물 소재를 선별하여 안전성이 확보된 숙취해소 원료 제조공정을 표준화하였으며, 시제품 3종을 개발하였음
□ 핵심기술개발의 의의
▪ 곰취아로니아추출복합물의 지표성분 고함량 추출공정 표준화 및 원료 표준화
▪ 곰취아로니아추출복합물의 숙취해소 효능 평가 및 기전연구 (in vitro, in vivo)
▪ 곰취아로니아추출복합물의 독성시험을 통한 안전성 평가 (GLP기관 독성시험)
▪ 인체적용시험을 위한 IRB 심의 신청 및 승인
□ 적용분야
일반식품(숙취해소 음료), 건강기능식품(알콜성간기능개선 개별인정형 원료 등록)
(출처 : 요약(초록) - 3. 기술개발 결과요약 6p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제 출 문 ... 3
- 보고서 요약(초록) ... 4
- 연구개발사업 주요 연구 성과 ... 13
- 목차 ... 17
- 제 1 장 서론 ... 18
- 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 18
- 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 25
- 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 28
- 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 29
- 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 29
- 제 2 절 개발 내용 및 개발 범위 ... 33
- 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 72
- 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 72
- 1. 연구개발 추진 일정 ... 72
- 2. 연구개발 추진 실적 ... 73
- 3. 연구개발 수행 세부 결과 ... 79
- 4. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 212
- 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 245
- 1. 각 기관별 역할 및 추진 내역 ... 245
- 제 3 절 시장 현황 및 사업화 계획 ... 246
- 1. 기술개발 관련 시장 현황 ... 246
- 2. 사업화 계획 및 마케팅 전략 ... 250
- 3. 사업화에 따른 수익성 자체분석 결과 ... 259
- 별첨1. 성과활용현황 및 계획 ... 261
- 별첨2. 성실이행 서약서 ... 264
- 별첨3. 자체보안관리진단표 ... 265
- 끝페이지 ... 266
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