[보고서]치자와 홍삼 복합추출물의 상승효과를 이용한 기억력 향상 웰니스 식품 개발

김형서

[국가R&D연구보고서] 치자와 홍삼 복합추출물의 상승효과를 이용한 기억력 향상 웰니스 식품 개발
Development of wellness food using synergy effect of Gardenia jasminoides Ellis and Korean ginseng complex extracts for enhancing memory 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	(주)다움
연구책임자	김형서
참여연구자	신동훈
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2021-06
과제시작연도	2020
주관부처	중소벤처기업부 Ministry of SMEs and Startups
연구관리전문기관	한국산업기술진흥원 Korea Institute for Advancement of Technology
등록번호	TRKO202100022316
과제고유번호	1425147864
사업명	지역특화산업육성+(R&D)
DB 구축일자	2021-11-06
키워드	치자.홍삼.웰니스.상승효과.기억력 향상.Gardenia jasminoides Ellis.Korean ginseng.wellness foods.synergy effects.memory improvement.

초록 ▼

□ 연구개발목표 및 내용
○ 최종 목표
치자와 홍삼 복합추출물의 상승효과를 이용한 기억력 향상 웰니스 식품 개발

○ 전체 내용
웰니스 건강식품시장의 성장에 따른 건강한 기능성 식품 개발 연구필요에 따라 주관기관 ㈜다움이 가진 장비와 실무 수행 능력과 공동연구기관 고려대학교 세종산학협력단의 지식정보(연구능력, 특허, 제품화 경험)의 융합을 통하여 우수한 산화적스트레스 저해 활성과 기억력 개선 효과를 가진 치자를 알츠하이머형 치매의 예방용 활성물질을 생리활성 원료로 소재화시키고 기존의 기억력 개선효과에 대한 고시형 원료인 홍삼과의 상승효과를 이용하여 기억력 개선 효과를 가진 식품 개발을 목표로 함.

□ 연구개발성과
- 치매 예방 및 기억력 개선용 phytochemicals의 in vitro, in vivo assay계 확립
- 치자 홍삼 복합추출물의 간단한 분리공정을 통한 뇌질환에 대한 효과적인 예방 및 개선제의 생산(공업적 추출조건 확립, 공업적 순도 수준의 신속 대량 정제법 확립)
- 치자 홍삼 복합추출물을 이용한 액상, 젤리, 정제 형태의 시작품 제작
- 인지능력 및 기억력 관련 시장조사 및 시장 반응 조사
- 치자 홍삼 복합추출물의 상승효과 최적의 비율 탐색 확인과 기능성 평가 및 분자 생물학적 기전 연구

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
‘ 치자와 홍삼 복합추출물의 상승효과를 이용한 기억력 향상 웰니스 식품 개발’연구개발을 통하여 기술적인 부분에서는 천연물, 생리활성물질의 라이브러리 구축과 더불어 in vitro, in vivo 활성측정계 도입과 1차 산물로부터의 생리활성물질 추출 및 정제를 위한 최적의 조건을 확립하였다. 기능성 생리활성물질로 부터의 신속하고 간편한 정제법 개발과 미량 성분의 농축기술을 확립하였으며 이를 통해 정제물질의 구조 또는 고분자를 규명하였다. 이로부터 기존의 특허물질과 마찰을 일으키지 않는 치자, 홍삼 복합물질에 대한 특허 출원을 신청하였다. 또한 노인성 뇌질환 개선용 기능성 물질의 제품화 체계 확립과 국내 식용식물자원으로부터 약리, 생리활성 신규후보 물질의 개발모델 제시와 더불어 오랫동안 이용되어 온 천연자원의 효능을 현대 과학기술을 이용한 항치매 활성 물질의 제품화 체계확립으로 기존 약물들의 한계점을 보완 할 수 있는 방법 대안이 될 수 있다고 생각된다. 천연식용식물자원인 치자와 홍삼으로부터 퇴행성 뇌신경질환 예방 및 개선용 파이토케미컬을 의약, 식품의약, 건강기능성 중간 원료로 소재화 및 기억력 인지능력 향상의 건강기능식품 개발을 목표로 연구를 진행 할 수 있으며 식물자원으로부터 유래한 고기능성 기억력 개선용 소재의 개발은 자원의 고기능성 및 생리학적 우수성을 증명하여 제품화함으로서 농가 소득 및 수출증대에 기여하고 이를 수출 품목으로 개발하는데에 후속 연구개발이 이루어질 것이다.

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

표지 ... 1
제 출 문 ... 2
최종보고서 ... 3
보고서 요약 ... 4
목차 ... 6
1. 연구개발과제의 개요 ... 7
(1) 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 7
(2) 국내·외 관련 기술의 현황 ... 13
(3) 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 18
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 19
1) 목표 ... 19
(1) 종합목표 ... 19
(2) 기술개발 목표 ... 19
(3) 경제적 성과목표(사업기간내) ... 20
2) 기술개발 수행 과정 및 수행 내용 ... 21
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 40
1) 연구수행 결과 ... 40
(1) 정성적 연구개발성과 ... 40
(2) 정량적 연구개발성과 ... 99
(3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 100
(4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 102
2) 목표 달성 수준 ... 102
4. 목표 미달 시 원인분석 ... 104
1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 104
2) 자체 보완활동 ... 104
3) 연구개발 과정의 성실성 ... 104
5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 105
6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 105
별첨1. 성실이행 서약서 ... 107
별첨2. 자체보안관리진단표 ... 108
끝페이지 ... 108

표/그림 (96)

표 세계 치매 환자 수 및 비용 예측 (World Alzheimer Report, 2018)
표 우리나라 노인 인구 및 치매 인구 증가 추이 (보건복지부, 통계청 2017)
표 대한민국 치매환자 및 치매부담 현황 (중앙치매센터 ‘대한민국 치매현황 2018’ 보고서)
표 치매의 원인 및 분류. Alzheimer’s Association
표 건강한 사람과 알츠하이머병 환자의 뇌 구조 비교
표 국내 주요 제품별 시장점유율 (주요 질환별 R&D 조사 분석 보고서, 2014년)
표 국내 알츠하이머형 치매 치료제 청구액 추이 (보건의료 빅 데이터 개방시스템)
표 건강기능식품 국내 시장 규모 동향 분석, 2015
표 개별인정원료 고시형원료
표 기억력 개선 관련 개별인정원료
표 인지능력 향상 관련 개별인정원료
표 알츠하이머병 치료제 분류와 제품 (GBI Research 2015)
표 알츠하이머 치료제 글로벌 시장규모 및 전망 (Datamonitor Healthcare 2016)
표 알츠하이머병 치료제 글로별 매출액 규모 및 전망 (Datamonitor Healthcare 2016)
표 산화적스트레스에 대한 여러 식물 추출물들의 보호 효과
표 Analysis of intracellular oxidative stress using DCF-DA
표 치자 추출물의 PC12세포에서 과산화수소에 의해 유도된 산화적 스트레스 저해 활성
표 치자 분획물의 PC12세포에서 아밀로이드 베타 펩타이드에 의해 유도된 산화적 스트레스의 저해 활성
표 치자 분획물로부터 분리한 활성 물질인 팔미트산을 HPLC로 분석
표 치자 에틸아세테이트 분획물로부터 분리한 29개의 치자 소분획물의 A. 산화적스트레스, B. 세포 생존율
표 치자추출물의 세포 생존률 평가
표 PC12cell에서 세포독성을 유도하는 아밀로이드 베타에 대한 치자추출물과 그 정제 활성물질P의 효과 (A) 정상대조군 (B) 10μM Aβ25-35 (C) 100μM Vit. C + 10μM Aβ25-35 (D) 치자추출물 + 10μM Aβ25-35 (E) 치자의 정제 활성물질 P + 10μM Aβ25-35
표 치자 정제 활성물질 P의 농도별 세포생존률 평가
표 치자 정제 활성물질 P의 농도별 산화적스트레스 저해 활성 평가
표 아밀로이드 베타를 주사한 동물 모델에서의 농도별 치자추출물(400, 800, 1200mg/kg of body weight per day)에 대한 Y미로 실험 결과 C : injected with 410 pmol of Aβ42-1 A : injected with 410 pmol of Aβ1-42 G : 농도별 치자추출물 (400, 800, 1200mg/kg of body weight per day)
표 아밀로이드 베타를 주사한 실험쥐에서의 농도별 P샘플(5, 10, 20, 40mg/kg of body weight per day)에 대한 Y미로 실험 결과 C : injected with 410 pmol of Aβ42-1 A : injected with 410 pmol of Aβ1-42 P : 치자의 정제 활성물질
표 아밀로이드 베타를 주사한 실험쥐에서의 농도별 P샘플(5, 10, 20, 40mg/kg of body weight per day)에 대한 수동회피실험 결과 C : injected with 410 pmol of Aβ42-1 A : injected with 410 pmol of Aβ1-42 P : 치자의 정제 활성물질
표 건조방법에 따른 치자의 수율 및 수분함량
표 건조방법에 따른 치자의 비교
표 건조방법에 따른 치자의 미생물 분석
표 온도 및 배합별 Palmitic acid 결과
표 추출시간 및 주정별 Palmitic acid 결과
표 반응표면분석법에 의한 추출 실험 디자인
표 치자의 추출조건에 따른 Palmitic acid(µg/g)
표 치자 추출조건에 따른 주효과, 교효효과 및 입방체 플롯
표 인자(온도,시간,농도)에 따른 통계분석 결과
표 치자추출조건의 반응표면분석 설계 및 값
표 인자(온도,농도)에 따른 통계분석 결과
표 치자 추출조건 최적화 및 조건에 따른 등고선 플롯
표 팔미트산 설계조건에 따른 실측값
표 팔미트산 관리 함량 산정 결과
표 산지별 홍삼의 수분함량
표 시간에 따른 Rg1+Rb1+Rg3 함량
표 산지에 따른 Rg1+Rb1+Rg3 함량
표 근함량에 따른 Rg1+Rb1+Rg3 함량
표 단회투여독성시험 실시기관 및 기간
표 단회독성실험의 동물시험군 구성
표 홍삼 추출조건 및 HPLC 분석 조건
표 치자추출물로부터 분리된 활성 성분의 HPLC 분석 정제 조건
표 치자 홍삼 복합추출물의 혼합 농도에 따른 산화적 스트레스 저해 활성 효과. Control group; 무 처리, H2O2 group; 200 mM H2O2, Vitamin C group; 100 μM 비타민C, Sample group; 치자:홍삼 비율 (100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, 10:90, 0:100, w/w)의 농도 1 mg/ml
표 치자 홍삼 복합추출물의 혼합 농도에 따른 세포생존률 측정. Control group; 무 처리, H2O2 group; 200 mM H2O2, Vitamin C group; 100 μM 비타민C, Sample group; 치자:홍삼 비율 (100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, 10:90, 0:100, w/w)의 농도 1 mg/ml
표 ABTS radical scavenging activity of extract G. Vit C group; L-ascorbic acid (0.1 mg/ml), the sample groups (치자 추출물: 0.5, 1, 2, 3 mg/ml). Each value represents the means ± SD (n=4)
표 DPPH radical scavenging activity of extract G. Vit C group; L-ascorbic acid (0.1 mg/ml), the sample groups (치자 추출물: 0.5, 1, 2, 3 mg/ml). Each value represents the means ± SD (n=4)
표 Antioxidant capacity of G extract. Total phenolics of extract G
표 Memory ameliorating effects of the complex extracts against Aβ1-42-induced cognitive impairment in the Y-maze test. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmolof Aβ1-42 per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H= 100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight). The sample was fed with diet. The spontaneous alternation behaviors were measured during 8min. Each value represents the mean±S.D.(N=4-8)
표 The number of arm entries in the Y-maze test. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmol of Aβ1-42 per mouse. All sample groups (sample G:H= 100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H=100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight)
표 Memory ameliorating effects of the complex extracts against Aβ1-42-induced cognitive impairment in the passive avoidance test. The control group was injected with Aβ 42-1. The Negative group was injected with 410 pmol of Aβ1-42 per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H=100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight). The sample was fed with diet. The step- through latency measured during 5 min. Each value represents the mean±S.D.(N=4-8)
표 Aspartate aminotransferase activity in the serum of ICR mice. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmol of Aβ1-42 per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H= 100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight)
표 Alanine aminotransferase activity in the serum of ICR mice. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmol of Aβ1-42 per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H= 100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight)
표 PC12세포주에서 산화적스트레스를 유도한(H2O2) 치자∙홍삼 복합추출물의 DNA fragmentation 테스트. DNA extracts from PC12 cells exposed to H2O2 with various concentrations of the extract were subjected to agarose gel electrophoresis. Lane 1, 0.5–10.0 kb DNA ladder marker; lane 2, control; lane 3, 200 lM H2O2 alone; lanes 4–5, extract treatment+200 lM H2O2
표 AChE inhibition by RG extract. Tacrine was used as a positive control. Data represent the mean (n=4) ± SD
표 치자 홍삼 복합추출물을 식이한 실험 쥐의 뇌 조직을 이용한 ACh 함량 측정. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmolof Aβ1-42per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H= 100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight)
표 Aβ를 주사한 실험 쥐의 뇌 조직을 이용한 치자 홍삼 복합추출물의 지질과산화 효과. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmolof Aβ1-42per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H= 100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight)
표 치자∙홍삼 복합추출물을 식이 한 실험 쥐의 뇌 조직을 이용한 Catalase 활성 측정. The control group was injected with Aβ42-1. The Negative group was injected with 410 pmolof Aβ1-42per mouse. All sample groups (sample G:H=100:0, 0:100, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight) were injected with Aβ1-42 followed by feeding with the complex extracts (sample G:H= 100:0_400, 0:100_400, 60:40_400, 60:40_800 mg/kg body weight)
표 ‘건강식품’ 관련 인기검색어
표 ‘홍삼’ 분야 클릭량
표 건강기능식품 시장 품목별 점유율 현황
표 ‘건강식품’ 연관어
표 ‘건강식품’ 감성연관어 및 랭킹
표 ‘기억력개선’ 감성연관어 및 랭킹
표 ‘치자’ 감성연관어 및 랭킹
표 ‘홍삼’ 감성연관어 및 랭킹
표 기억력개선 시중 제품(액상형, 분말형)
표 기억력개선 시중 제품(젤리형)
표 시장반응조사 대상 및 방법
표 시장반응조사 설문 항목
표 시작품(액상차) 배합비율
표 치자-홍삼 액상차 시작품
표 시작품(젤리형) 배합비율
표 시작품(스틱젤리형) 배합비율
표 치자-홍삼 스틱 젤리 시작품
표 시작품(정제형) 배합비율
표 건조효모(MNY)의 Vitamin B 함량
표 치자-홍삼 정제 시작품
표 제조공정도
표 시제품(액상차)의 영양성분 분석
표 시제품(액상차)의 식품규격 항목
표 시제품(액상차)의 식품규격 분석
표 액상차 진세노사이드 Rg1, Rb1, Rg3의 합 규격에 따른 측정값
표 액상차 팔미트산 개발목표치에 따른 측정값
표 시제품(액상차)의 지표성분 분석
표 시제품(액상차)의 포장디자인
표 시제품(액상차) 디자인
표 젤리 진세노사이드 Rg1, Rb1, Rg3의 합 규격에 따른 측정값
표 시제품(젤리)의 포장디자인
표 시제품(젤리) 디자인

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