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KR102040809B1 - 홍합패각 및 올리고당을 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제 및 이의 용도 - Google Patents

홍합패각 및 올리고당을 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제 및 이의 용도 Download PDF

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KR102040809B1
KR102040809B1 KR1020180032409A KR20180032409A KR102040809B1 KR 102040809 B1 KR102040809 B1 KR 102040809B1 KR 1020180032409 A KR1020180032409 A KR 1020180032409A KR 20180032409 A KR20180032409 A KR 20180032409A KR 102040809 B1 KR102040809 B1 KR 102040809B1
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인제대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 홍합패각 및 올리고당으로 이루어진 나노복합체를 유효성분으로 함유하는 수용성 칼슘복합제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홍합패각 및 올리고당을 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제는 우수한 수용성을 나타내어 칼슘 흡수율을 향상시키는 효과를 나타낼 수 있으며, 인체에 안전한 물질로 골 형성 및 골 조직 재생 효과가 우수한 것으로 확인됨에 따라, 상기 홍합패각 및 올리고당을 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제는 효과적인 골 또는 관절 질환 예방 또는 치료용 조성물로 사용될 수 있다.

Description

홍합패각 및 올리고당을 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제 및 이의 용도{Calcium complex comprising mussel shell and oligosaccharide and uses thereof}
본 발명은 홍합패각 및 올리고당으로 이루어진 나노복합체를 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제 및 이를 이용한 골 또는 관절 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
칼슘, 철, 아연 등을 비롯한 무기질은 식품 중에 미량 존재하는 물질이나 인체의 열량 및 각종 물질대사에 관여하는 조절소로서 각종 질병과 밀접한 상관관계를 갖고 있다. 미량 영양소의 섭취수준 및 화학적 형태, 흡수증진 인자와 방해물질, 다른 영양소와의 상호작용에 따라 무기질의 생체이용률이 다르게 나타나기 대때문에 적정 섭취량와 결핍에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
칼슘은 인체의 가장 중요한 무기물 중의 하나로, 섭취하는 형태, 조성, 제형에 따라 인체에 흡수되는 양에 현저한 차이를 보인다.
칼슘은 대부분 뼈와 치아를 만드는 데 사용되므로, 칼슘의 흡수 저하는 필연적으로 골다공증으로 이어지게 된다. 골다공증은 뼈에서 지속적인 칼슘의 유실로 인하여 발생하는 퇴행성 질환으로 주로 35세에서 40세 이상의 성인에게서 나타나며, 남자보다는 여자에게서 더 많이 나타난다.
성장기 어린이의 경우, 칼슘이 부족하면 키 성장이 제한되고, 기형이 초래되는 등 부정적인 결과를 불러올 가능성이 높은 만큼 반드시 충분한 칼슘이 인체 내에 보충되어야 한다.
이를 위해, 현대인들은 건강보조식품으로 칼슘제를 주로 섭취하는데, 칼슘제에는 탄산칼슘, 황산칼슘, 인산칼슘, 산화칼슘, 수산화칼슘, 질산칼슘, 구연산칼슘 및 글루콘산칼슘 등이 포함되며, 이중 글루콘산 칼슘은 체내 칼슘 흡수가 빠르나, 가격이 비싸 주로 사용되지 않으며, 탄산칼슘은 가격이 저렴하여 가장 많이 이용되고 있으나, 인체 흡수율이 현저하게 낮아 실질적으로 섭취대비 흡수율이 매우 낮은 문제점이 있다.
최근에는 천연칼슘 원료로 이용되는 난각, 우골 들의 동물성 원료는 동물의 전염성 질환 때문에 사용을 지양함에 따라, 저렴한 가격으로 칼슘 흡수율을 촉진시킬 수 있는 제품 개발의 필요성이 대두되고 있다.
다양한 패각이나 산호 등은 해양 자원으로 고온으로 소각하는 소성가공을 거쳐 탄산칼슘제 및 무기질 비료로 많이 사용되어 왔다.
그 중 홍합패각은 콘키올린 등과 같은 폴리펩타이드, 기능성 아미노산과 각종 미네랄이 풍부하고 특히, 칼슘 함량이 약 90%로 가리비나 굴 패각에 비해 높은 수준이다. 또한, 다른 원료와 비교하여 인(P) 함량이 낮고 마그네슘 함량이 높아서 칼슘의 이용도를 높이기에 유리하다.
이러한 홍합패각에 포함된 칼슘 등의 무기물과 수용성 유기물질을 보존한 기능성 원료 개발을 위한 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2003-0006199호 (2003.01.23 공개)
앞서 전술한 바와 같이 인체에 안전하고 저렴한 물질을 이용하여 칼슘 흡수율을 촉진시킬 수 있는 제품 개발의 필요성에 따라, 본 발명은 수용성 유기물질 및 칼슘이 풍부한 홍합패각과 칼슘의 흡수율을 향상시키기 위해 올리고당을 함유하는 칼슘복합제를 제공하고자 한다.
본 발명은 홍합패각 및 올리고당으로 이루어진 나노복합체를 유효성분으로 함유하는 수용성 칼슘복합제를 제공한다.
본 발명은 상기 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 또는 관절 질환 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다.
본 발명은 상기 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 또는 관절 질환 예방 또는 개선용 건강식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 첨가하여 혼합 및 교반하는 제1단계; 및 상기 혼합물을 여과하는 제2단계를 포함하는 수용성 칼슘복합제 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 홍합패각 및 올리고당으로 이루어진 나노복합체를 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제는 우수한 수용성을 나타내어 칼슘 흡수율을 향상시키는 효과를 나타낼 수 있으며, 인체에 안전한 물질로 골 형성 및 골 조직 재생 효과가 우수한 것으로 확인됨에 따라, 상기 홍합패각 및 올리고당을 유효성분으로 함유하는 칼슘복합제는 효과적인 골 질환 및 관절 질환 예방 또는 치료용 조성물로 사용될 수 있다.
도 1은 홍합패각 분말, 홍합패각/프락토 올리고당 혼합제 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제를 각각 0.01 및 0.1 mg/ml로 제브라피쉬 배아에 투여하고 제브라피쉬 배아의 심장박동수를 확인한 결과이다.
도 2는 홍합패각 분말, 홍합패각/프락토 올리고당 혼합제 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제를 각각 0.01 및 0.1 mg/ml로 제브라피쉬 배아에 투여하고 알시안 블루(골) 및 알리자린 레드(연골) 염색하여 골 및 연골 형성 정도를 확인한 결과이다.
도 3은 다양한 올리고당으로 제조된 수용성 홍합패각 및 올리고당 복합제의 용해도를 비교한 결과로, 탄산칼슘(CaCO3), 홍합패각칼슘(MsCa), 홍합패각/자일로올리고당 복합제(XOS-Ca), 홍합패각/말토올리고당 복합제(MOS-Ca), 홍합패각/이소말토올리고당 복합제(IMOS-Ca), 홍합패각/갈락토올리고당 복합제(GOS-Ca) 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)를 실온에서 30분간 용해시킨 후 12,000×g에서 15분간 원심분리하여 불용성의 잔사를 얻고 이를 고온건조하여 질량을 측정하여 증류수 100 mL에 대한 용해도%(w/v)를 확인한 결과이다.
도 4는 홍합패각/갈락토올리고당 복합제(GOS-Ca)와 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)의 혈중 칼슘 변화 수준을 확인한 결과로, 각 시료를 체중 당 칼슘이 12.5 mg 되도록 BALB/c 마우스에 5일간 하루 1번 경구투여하였으며, 마지막 투여하고 4시간 경과 후 혈액을 채취하여 혈중 칼슘 농도를 확인한 결과이다.
도 5는 홍합패각칼슘/프락토올리고당 복합제(MsCa+FOS)와 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)의 혈중 칼슘 변화 수준을 확인한 결과로, 각 시료를 체중 당 칼슘이 12.5 mg 되도록 BALB/c 마우스에 5일간 하루 1번 경구투여하였으며, 마지막 투여 후 1, 2 및 4시간 경과된 혈액을 채취하여 혈중 칼슘 농도를 확인한 결과이다.
본 발명은 홍합패각 및 올리고당으로 이루어진 나노복합체를 유효성분으로 함유하는 수용성 칼슘복합제를 제공할 수 있다.
보다 상세하게는 상기 나노복합체는 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 첨가하여 혼합 및 교반하여 제조된 것일 수 있으며, 상기 나노복합체의 크기는 100 내지 500 nm 일 수 있다.
상기 홍합패각 분말은 평균 직경 30 nm 내지 400 nm의 미세분말일 수 있다.
보다 상세하게 상기 홍합패각 분말은 당업계에서 통상적으로 사용되는 분쇄 공정을 통하여 분쇄되어 제조되는 것일 수 있고, 필요에 따라 살균 공정, 전처리 공정 및/또는 분급 공정 등을 추가로 수행될 수 있다. 상기 홍합패각은 콘키올린과 같은 수용성 유기물을 포함하고 있으며 다른 패각들보다 칼슘 함량은 높고 인 함량은 낮은 장점이 있다.
무기질 가리비 패각분말 굴 패각분말 홍합 패각분말
철분(Fe) - - -
칼슘(Ca) 26,104.8 32,516.5 34,849.7
아연(Zn) - - -
인(P) 39.2 40.0 2.6
상기 올리고당은 만난올리고당, 프락토올리고당, 대두올리고당, 갈락토올리고당, 이소말토올리고당, 자일로올리고당, 아가로올리고당 및 말토올리고당으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 칼슘복합제는 홍합패각 10 내지 90 중량% 및 올리고당 10 내지 90 중량%를 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 또는 관절 질환 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공할 수 있다.
상기 골 또는 관절 질환은 퇴행성 관절염, 류마티스성 관절염, 변형성 관절염, 골연화증, 골다공증, 구루병 및 페이젯병(Paget's disease)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 수용성 칼슘복합제는 골 형성 또는 골조직 재생 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 한 구체예에서, 상기 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 질환 및 관절 질환 예방 또는 치료용 약학조성물은 통상적인 방법에 따라 주사제, 과립제, 산제, 정제, 환제, 캡슐제, 좌제, 겔, 현탁제, 유제, 점적제 또는 액제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제형을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서, 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 질환 및 관절 질환 예방 또는 치료용 약학조성물은 약학조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제, 붕해제, 감미제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제, 향미제, 항산화제, 완충액, 정균제, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
구체적으로 담체, 부형제 및 희석제는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 사용할 수 있으며, 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제할 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용할 수 있다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 있으며 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기재로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 약학조성물은 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 대상체로 투여할 수 있다.
상기 약학조성물의 바람직한 투여량은 대상체의 상태 및 체중, 질환의 종류 및 정도, 약물 형태, 투여경로 및 기간에 따라 달라질 수 있으며 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면 이에 제한되는 것은 아니지만 1일 투여량이 0.01 내지 200 mg/kg, 구체적으로는 0.1 내지 200 mg/kg, 보다 구체적으로는 0.1 내지 100 mg/kg 일 수 있다. 투여는 하루에 한 번 투여할 수도 있고 수회로 나누어 투여할 수도 있으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 '대상체'는 인간을 포함하는 포유동물일 수 있으나, 이들 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 상기 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 또는 관절 질환 예방 또는 개선용 건강식품을 제공할 수 있다.
상기 건강식품은 상기 수용성 칼슘복합제 이외에 다른 식품 또는 식품 첨가물과 함께 사용되고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적 예를들어 예방, 건강 또는 치료적 처치에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
상기 건강식품에 함유된 화합물의 유효용량은 상기 치료제의 유효용량에 준해서 사용할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 확실하다.
상기 건강식품의 종류에는 특별한 제한이 없고, 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 첨가하여 혼합 및 교반하는 제1단계; 및 상기 혼합물을 여과하는 제2단계를 포함하는 수용성 칼슘복합제 제조방법을 제공할 수 있다.
상기 초산용액은 1 내지 30 중량%일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 수용성 칼슘복합제는 홍합패각 10 내지 90 중량% 및 올리고당 10 내지 90 중량%로 혼합될 수 있다.
보다 상세하게는 상기 제1단계는 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 투입하여 20 내지 80℃에서 혼합 및 교반하는 과정을 1 내지 10회 반복하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 수용성 칼슘복합제 제조방법은 제2단계에서 여과된 혼합물을 60 내지 90℃에서 건조하는 제3단계를 추가로 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 1> 홍합패각 및 프락토올리고당 복합제 제조
빙초산 20 mL와 증류수 180 mL를 혼합하여 10% 초산용액을 제조한 후, 상기 10% 초산용액 200 mL에 홍합패각분말 2 g과 프락토올리고당 2 g을 첨가하였다. 그 후, 60℃에서 10분간 교반하면서 기포가 다 없어질 때까지 용해시켰다. 매 10분 간격으로 홍합패각분말과 프락토올리고당을 각각 2 g씩 첨가한 후 거품 위에 놓인 홍합패각분말을 초산칼슘용액에 잘 섞이도록 거품 속으로 각 분말을 밀어넣었다.
상기 과정을 9번 반복하여 최종적으로 총 20 g의 홍합패각분말과 프락토올리고당을 각각 용해시켰다. 수득한 홍합패각분말/프락토올리고당 복합제 수용액을 여과한 후 80℃의 건조 오븐에서 건조하여 이온화 홍합패각/프락토올리고당 복합제 건조분말을 수득하였다.
또한, 상기 복합제 제조과정에서 프락토올리고당을 첨가하지 않고 상기 과정과 동일한 방법으로 홍합패각 건조분말을 제조한 후, 상기 홍합패각 건조분말과 프락토올리고당 분말을 1:1 중량비로 혼합한 다음 물에 녹여 홍합패각/프락토올리고당 혼합제를 제조하였다.
< 실시예 2> 수용성 홍합패각 및 프락토올리고당 복합제의 용해도 확인
50 mL 원심분리관에 증류수(pH 7.0) 10 mL을 취한 후 탄산칼슘, 수산화칼슘, 홍합패각/프락토올리고당 혼합제 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제 분말을 각각 10 g씩 첨가하여 25℃ 실온에서 30분간 방치하여 용해시켰다.
그 후 12,000×g에서 15분간 원심분리하여 불용성의 잔사를 얻고, 이를 고온건조하여 질량을 측정하였으며, 측정값을 통하여 증류수 100 mL에 대한 용해도 %(w/v)를 확인하였다.
실온에서 증류수에 대한 용해도를 확인한 결과, 표 2와 같이 탄산칼슘은 0.01%, 수산화칼슘은 0.17%로 물에 거의 녹지 않는 것을 확인하였다. 또한, 홍합패각/프락토올리고당 혼합제의 경우에도 용해도가 탄산칼슘에 비해 약간 높은 것으로 보였으나 상당히 낮은 수치를 나타낸 반면, 홍합패각/프락토올리고당 복합제 분말은 용해도 1.52%로 탄산칼슘과 비교하여 매우 높은 용해도를 나타내었다.
물에 대한 용해도 ( % , w/v)
탄산칼슘 분말 0.01
수산화칼슘 분말 0.17
홍합패각 / 프락토올리고당 혼합제 0.28
홍합패각 / 프락토올리고당 복합제 1.52
< 실시예 3> 홍합패각 및 프락토올리고당 복합제( FOS -Ca)의 급성 독성 확인
홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)의 급성 독성을 확인하기 위하여, 수정 후 24시간(24 hpf)된 제브라피쉬 배아의 배양액에 이온화 홍합패각/프락토올리고당 복합제를 농도별(0.01 내지 0.1 mg/mL)로 처리한 후, 48 hpf에서의 독성을 확인하기 위하여 배아의 껍질을 제거한 후 심박수를 측정하고, 형태학적 변화(phenotype)를 확인하였다.
심박수는 3번 반복하여 측정한 후 통계처리하였으며, 형태학적 변화는 출혈 유무 및 몸통(trunk)의 변형을 중심으로 확인하였다.
그 결과, 도 1과 같이 이온화 홍합패각/프락토올리고당 복합제를 0.01 내지 0.1 ㎍/mL의 농도로 제브라피쉬 배아에 처리한 경우, 심장박동수에 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 또한, 출혈 또는 머리, 배, 및 꼬리의 형성 이상 등과 같은 전형적인 형태학적 독성영향은 확인되지 않았다.
상기 결과로부터, 홍합패각/프락토올리고당 복합제는 심장박동, 출혈, 형태학적 변화를 기준으로 독성을 나타내지 않음이 확인되었다.
< 실시예 4> 홍합패각 및 프락토올리고당 복합제( FOS -Ca)의 골형성 활성 확인
제브라피쉬 배아의 난황이 사라지고 먹이에 대한 반응이 보이기 시작하면 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)를 농도별로 함유한 식이를 하루에 한 번씩 투여하였다. 투여 후 21일이 경과된 시점에 알시안 블루(Alcian blue) 및 알리자린 레드(Alizarin red)로 염색하여 골형성 차이를 비교분석하였다.
염색을 위해, 제브라피쉬를 0.016% 트리카인으로 마취하고 3.7%의 중성 완충 포름알데히드(neutral buffered formaldehyde)로 고정하였다. 1×PBS-T로 제브라피쉬를 5분간 3번 세척하고 0.1%의 알시안 블루 용액에 제브라피쉬를 옮긴 후 4시간 내지 하룻밤 동안 염색하였다.
염색 후, 70% 에탄올 및 30% PBST, 50% 에탄올 및 50% PBST, 30% 에탄올 및 70% PBST에서 탈수 과정을 수행하였다. 0.05% 트립신(trypsin)에 제브라피쉬를 옮기고 1시간 반응시킨 후 1×PBS-T로 5분간 3번 세척하였다. 0.05% 알리자린 레드 용액에 제브라피쉬를 옮기고 4시간 이상 염색하고 현미경으로 염색된 정도를 확인하였다
그 결과, 도 2와 같이 대조군에 비해 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca) 처리군에서 연골과 골에 대한 염색 정도가 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다.
< 실시예 5> 올리고당 종류에 따른 수용성 홍합패각 및 올리고당 복합제의 용해도 확인
올리고당 종류에 따른 수용성 홍합패각 및 올리고당 복합체의 용해도를 확인하기 위해, 자일로올리고당은 ㈜삼인케미칼, 말토올리고당은 ㈜인그리디언 코리아, 이소말토올리고당 ㈜대상, 갈락토올리고당은 ㈜비오팜, 프락토올리고당 ㈜삼양제넥스에서 각각 구입하고, QuantiChrom™ Calcium Assay Kit(CIDA-500)은 ㈜고마바이오텍에서 구입하여 실시예 1과 동일한 과정으로 복합체를 생산한 후 각 올리고당과 수용성 홍합패각으로 이루어진 복합체의 용해도를 확인하였다.
먼저, 50 mL들이 원심분리관에 증류수 (pH 7.0) 10 mL을 취한 후 홍합패각칼슘(MsCa), 홍합패각/자일로올리고당 복합제(XOS-Ca), 홍합패각/말토올리고당 복합제(MOS-Ca), 홍합패각/이소말토올리고당 복합제(IMOS-Ca), 홍합패각/갈락토올리고당 복합제(GOS-Ca) 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca) 분말을 각각 10g씩 가하여 실온에서 30분간 두어 용해시켰다.
그 후, 12,000×g에서 15분간 원심분리하여 불용성의 잔사를 얻고 이를 고온건조하여 질량을 측정한 후 아래와 같은 수식을 이용하여, 증류수 100 mL에 대한 용해도 %(w/v)를 확인하였다.
Calcium solubility (%) = (Sample, g - Residue, g) / Sample, g × 100
실온에서 증류수에 대한 용해도를 확인한 결과, 도 3과 같이 탄산칼슘은 0.01%, 수산화칼슘은 0.17%로 물에 거의 녹지 않는 것이 확인된 반면, 올리고당을 활용한 가용화를 통해 제조한 홍합패각 및 올리고당 복합제의 용해도는 70%를 초과하였다. 그 중에서도 홍합패각/갈락토올리고당 복합제(GOS-Ca) 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)의 용해도는 각각 79.57% 및 82.87%로 탄산칼슘과 홍합패각칼슘에 비하여 월등히 높은 용해도를 나타내었다.
< 실시예 6> 홍합패각 및 갈락토올리고당 복합제( GOS -Ca)와 홍합패각 및 프락토올리고당 복합제( FOS -Ca)의 혈중 칼슘 변화 수준 확인
홍합패각/갈락토올리고당 복합제(GOS-Ca)와 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)를 체중 당 칼슘이 12.5mg이 되도록 계산하여 BALB/c 마우스에 5일간 하루 1번 경구투여하였다. 마지막 투여 후 4시간이 지난 후, 혈청을 샘플링하고, 이를 이용하여, 혈중 칼슘 농도를 비교 분석하였다. 총 혈청 칼슘 농도는 phenolsulphonephthalein dye를 이용하여 칼슘(Ca²)의 농도를 측정할 수 있는 QuantiChrom™ Calcium Assay Kit를 이용하여 612nm에서 분석하였다.
그 결과, 도 4와 같이 용매(Vehicle)만 투여한 대조군은 9.7 mg/dl의 혈중 칼슘이 확인된 반면, 홍합패각/갈락토올리고당 복합제(GOS-Ca) 및 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca)는 각각 10.7 mg/dl 및 11.6 mg/dl의 혈중 칼슘 농도를 나타내었다.
상기 결과로부터 올리고당과 반응하에 제조한 GOS-Ca와 FOS-Ca, 모두 혈중 칼슘 농도를 증가시키는 것이 확인되었으며 특히, FOS-Ca는 매우 우수한 혈중 칼슘 농도 증가 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.
< 실시예 7> 홍합패각칼슘 및 프락토올리고당 혼합제(MsCa+FOS)와 홍합패각 및 프락토올리고당 복합제( FOS -Ca)의 혈중 칼슘 변화 수준 확인
홍합패각칼슘/프락토올리고당 혼합제(MsCa+FOS)와 홍합패각/프락토올리고당 복합제(FOS-Ca) 시료를 체중 당 칼슘이 12.5mg 되도록 계산하여 BALB/c 마우스에 5일간 하루 1번 경구투여하였다. 마지막 투여 후 1, 2, 4시간이 지난 후, 혈청을 샘플링하고, 이를 이용하여, 혈중 칼슘 농도를 비교 분석하였다. 총 혈청 칼슘 농도는 phenolsulphonephthalein dye를 이용하여 칼슘(Ca²)의 농도를 측정할 수 있는 kit인 QuantiChrom™ Calcium Assay Kit를 이용하여 612nm에서 분석하였다.
그 결과, 도 5와 같이 용매(Vehicle)만 투여한 대조군에서는 1시간째에 9.17 mg/dl의 혈중 칼슘이 존재하였고, 시간이 경과함에 따라 점차 8.4 mg/dl, 8.3 mg/dl로 혈중 칼슘 수준이 감소하였으며, 홍합패각칼슘/프락토올리고당 혼합제(MsCa+FOS)의 경우에는 혈중 칼슘 농도가 9.2 mg/dl, 9.5 mg/dl, 10.0 mg/dl로 시간이 지남에 따라 소폭 상승하였다. 반면, 홍합패각/프락토올리고당 복합제 (FOS-Ca)는 1시간째에 이미 10.2 mg/dl에 도달하였고, 시간이 경과함에 따라 10.5 mg/dl, 11.0 mg/dl로 상당히 높은 수준을 나타내었다.
상기 결과로부터 프락토올리고당을 기반으로 하여 가용화된 홍합패각 유래의 칼슘복합제(FOS-Ca)는 상당히 우수한 생체이용률을 나타내는 것이 확인되었으며, 혼합제에 비해 나타난 상당한 생체이용률의 우월성은 단순히 프락토올리고당이 장내 세균의 먹이가 되어 칼슘의 흡수를 증가시킨다는 기존의 보고된 바와는 다른 것이며, 다양한 올리고당을 활용한 용해도의 개선에 따른 것으로 제안될 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. 홍합패각 및 올리고당으로 이루어진 나노복합체를 유효성분으로 함유하며, 용해력이 향상된 수용성 칼슘복합제.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 나노복합체는 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 첨가하여 혼합 및 교반하여 제조된 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 홍합패각 분말은 평균 직경 30 nm 내지 400 nm의 미세분말인 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 올리고당은 만난올리고당, 프락토올리고당, 대두올리고당, 갈락토올리고당, 이소말토올리고당, 자일로올리고당, 아가로올리고당 및 말토올리고당으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 수용성 칼슘복합제는 홍합패각 10 내지 90 중량% 및 올리고당 10 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제.
  6. 청구항 1항의 용해력이 향상된 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 또는 관절 질환 예방 또는 치료용 약학조성물.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 골 또는 관절 질환은 퇴행성 관절염, 류마티스성 관절염, 변형성 관절염, 골연화증, 골다공증, 구루병 및 페이젯병(Paget's disease)으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 약학조성물.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 수용성 칼슘복합제는 골 형성 또는 골조직 재생 효과를 나타내는 것을 특징으로 하는 약학조성물.
  9. 청구항 1항의 수용성 칼슘복합제를 유효성분으로 함유하는 골 또는 관절 질환 예방 또는 개선용 건강식품.
  10. 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 첨가하여 혼합 및 교반하는 제1단계; 및
    상기 혼합물을 여과하는 제2단계를 포함하는 용해력이 향상된 수용성 칼슘복합제 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 초산용액은 1 내지 30 중량% 인 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제 제조방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 수용성 칼슘복합제는 홍합패각 10 내지 90 중량% 및 올리고당 10 내지 90 중량%로 혼합되는 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제 제조방법.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 제1단계는 초산용액에 홍합패각 분말 및 올리고당을 투입하여 20 내지 80℃에서 혼합 및 교반하는 과정을 1 내지 10회 반복하는 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제 제조방법.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 수용성 칼슘복합제 제조방법은 제2단계에서 여과된 혼합물을 60 내지 90℃에서 건조하는 제3단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 칼슘복합제 제조방법.
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