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KR102751456B1 - Method for producing low-molecular protein hydrolysate from hemp seed defatted meal and composition for preventing or improving muscular atrophy or sarcopenia containing the prepared low-molecular protein hydrolysate - Google Patents

Method for producing low-molecular protein hydrolysate from hemp seed defatted meal and composition for preventing or improving muscular atrophy or sarcopenia containing the prepared low-molecular protein hydrolysate Download PDF

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KR102751456B1
KR102751456B1 KR1020230117649A KR20230117649A KR102751456B1 KR 102751456 B1 KR102751456 B1 KR 102751456B1 KR 1020230117649 A KR1020230117649 A KR 1020230117649A KR 20230117649 A KR20230117649 A KR 20230117649A KR 102751456 B1 KR102751456 B1 KR 102751456B1
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KR
South Korea
Prior art keywords
hemp seed
defatted
low
protein hydrolysate
molecular
Prior art date
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Active
Application number
KR1020230117649A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김준호
김주희
황보엽
김유정
Original Assignee
주식회사 마일포스트
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Publication date
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Abstract

본 발명은 햄프씨드 탈지박으로부터 저분자 단백가수분해물의 제조방법 및 상기 제조된 저분자 단백가수분해물을 함유하는 근위축 또는 근감소증 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 (1) 햄프씨드 탈지박에 증류수를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시키고, 원심분리하여 상등액만을 수득한 후, 상기 상등액을 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시켜 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계; (2) 상기 (1) 단계의 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가한 후, 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행하는 전처리 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 전처리가 완료된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 가수분해효소를 첨가하고 반응시켜 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는 근위축 또는 근감소증의 개선 또는 근육강화 활성을 갖는 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 식품 조성물 및 근위축 또는 근감소증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate from defatted hemp seed meal and a composition for preventing or improving muscular atrophy or sarcopenia containing the produced low-molecular-weight protein hydrolysate. Specifically, the present invention comprises: (1) a step of adding distilled water to defatted hemp seed meal, adjusting the pH to 10 to elute proteins, centrifuging to obtain only the supernatant, and then adjusting the pH of the supernatant to 5 to precipitate the eluted proteins to obtain a protein extract of defatted hemp seed meal; (2) a pretreatment step of adding distilled water to the protein extract of the defatted hemp seed meal of step (1), and then sequentially performing ultrasonic treatment and heat treatment; And (3) a method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal having activity for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscle, comprising a step of adding a hydrolytic enzyme to a protein extract of hemp seed defatted meal, which has undergone the pretreatment of step (2), and reacting the same, and obtaining a low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal; a food composition for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscle, and a pharmaceutical composition for preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia, comprising the low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal produced by the method as an effective ingredient.

Description

햄프씨드 탈지박으로부터 저분자 단백가수분해물의 제조방법 및 상기 저분자 단백가수분해물을 함유하는 근위축 또는 근감소증 예방 또는 개선용 조성물{Method for producing low-molecular protein hydrolysate from hemp seed defatted meal and composition for preventing or improving muscular atrophy or sarcopenia containing the prepared low-molecular protein hydrolysate}Method for producing low-molecular protein hydrolysate from hemp seed defatted meal and composition for preventing or improving muscular atrophy or sarcopenia containing the prepared low-molecular protein hydrolysate}

본 발명은 햄프씨드 탈지박으로부터 저분자 단백가수분해물의 제조 및 상기 제조된 저분자 단백기수분해물을 함유하는 근위축 또는 근감소증 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to the production of a low-molecular-weight protein hydrolysate from defatted hemp seed meal and a composition containing the produced low-molecular-weight protein hydrolysate for preventing or improving muscle atrophy or sarcopenia.

근위축(muscle atrophy)은 근육이 쇠약해져서 나타나는 증상으로 근조직의 손실을 의미하며 가장 흔한 원인은 운동 부족에 의한 것이지만 부상이나 질병으로 인한 신체 활동의 감소, 영양 결핍, 유전적인 요인 등이 근 위축을 유발하는 원인이 되는 것으로 알려져 있고, 노화로 인한 신체 내 단백질 합성 저하가 근 위축을 유발할 수 있으며 다이어트에 의한 영양부족도 원인이 되고 있다.Muscle atrophy is a symptom that appears when muscles become weak, meaning the loss of muscle tissue. The most common cause is lack of exercise, but it is known that muscle atrophy is caused by reduced physical activity due to injury or illness, nutritional deficiencies, and genetic factors. A decrease in protein synthesis in the body due to aging can cause muscle atrophy, and nutritional deficiencies due to dieting are also causes.

또한 근육감소와 근 위축은 밀접한 상관관계가 있으며 노화에 따른 근감소증 및 근 위축 개선 치료 산업의 현황을 보면 척추질환, 암, 노화 등으로 인한 근육이 위축되거나 내외과적인 문제로 노인들의 신체 기능 및 근력의 저하는 고령화 시대의 주요 문제이다. 노화로 인한 근육의 기능 저하 방지 즉 근육의 위축을 막고 수축기능 및 근 탄성도를 유지하는 것이 노년의 건강한 신체 활동과 독립적인 일상생활을 하는데 중요한 요인이다.In addition, muscle loss and muscle atrophy are closely related, and when looking at the current status of the treatment industry for improving sarcopenia and muscle atrophy due to aging, muscle atrophy due to spinal disease, cancer, aging, etc., or decline in physical function and muscle strength in the elderly due to internal and external problems are major problems in the aging society. Preventing decline in muscle function due to aging, that is, preventing muscle atrophy and maintaining contractile function and muscle elasticity, is an important factor for healthy physical activity and independent daily life in old age.

따라서 고령화 사회가 진행되고 있는 세계적인 추세에 따라 노년층의 근골격 기능을 유지하여 삶의 질과 건강 수명을 증가시키고자 하는 노력이 필요하며, 근력 개선 및 근 위축 개선을 위한 연구 및 관련 제품의 개발이 필요하다.Therefore, in line with the global trend of an aging society, efforts are needed to maintain the musculoskeletal function of the elderly to increase their quality of life and healthy life expectancy, and research and development of related products to improve muscle strength and muscle atrophy are needed.

다양한 근 감소 문제에 대한 적극적인 대처방안의 하나로 근 건강 개선 기술 개발을 통해 더욱 근본적인 근 건강 관리방법이 요구되고 있으며 근 기능 저하의 방지 및 근 위축의 회복을 위해 기능성 소재의 개발은 고령화 사회로 인한 근력 감소 관련 질병 예방 및 개선을 위한 대응책이 될 수 있다.As one of the proactive countermeasures to various muscle loss problems, a more fundamental muscle health management method is required through the development of muscle health improvement technology, and the development of functional materials to prevent muscle function decline and recover muscle atrophy can be a countermeasure for preventing and improving diseases related to muscle strength loss due to an aging society.

한편, 근 위축 개선과 관련하여 개발된 기술로는 오미자 추출물, 홍해삼 효소 가수분해물, 당귀추출물, 천궁추출물, 작약추출물, 등골나물 추출물 등 천연추출물을 이용한 근 위축 개선용 제품 개발이 진행 중에 있으나, 그 효과가 미비한 실정이다.Meanwhile, in terms of technology developed in relation to improving muscle atrophy, products for improving muscle atrophy using natural extracts such as Schisandra chinensis extract, red sea ginseng enzyme hydrolysate, angelica root extract, Cnidium officinalis extract, peony root extract, and Echinococcus amurense extract are being developed, but their effectiveness is minimal.

이에 근 위축 개선 효과가 우수하면서 다른 부작용을 유발하지 않는 새로운 근력 개선 또는 근 위축 개선 효과를 갖는 소재의 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop a new material that has an excellent muscle atrophy improvement effect and does not cause other side effects while improving muscle strength or muscle atrophy.

한국등록특허 10-2403795Korean Patent Registration No. 10-2403795 한국공개특허 10-2022-0134101Korean Patent Publication No. 10-2022-0134101

이에 본 발명에서는 햄프씨드 탈지박으로부터 우수한 근력 개선 또는 근 위축 개선 효과를 갖는 저분자 단백가수분해물의 제조방법을 확립하였고, 상기 방법으로 수득한 저분자 단백가수분해물이 근 위축(muscle atrophy) 및 근 감소증(sarcopenia)의 개선 효과가 우수하다는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, in the present invention, a method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate having an excellent muscle strength improvement or muscle atrophy improvement effect was established from defatted hemp seed meal, and the present invention was completed by confirming that the low-molecular-weight protein hydrolysate obtained by the method has an excellent effect of improving muscle atrophy and sarcopenia.

따라서 본 발명의 목적은 (1) 햄프씨드 탈지박에 증류수를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시키고, 원심분리하여 상등액만을 수득한 후, 상기 상등액을 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시켜 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계; (2) 상기 (1) 단계의 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가한 후, 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행하는 전처리 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 전처리가 완료된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 가수분해효소를 첨가하고 반응시켜 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는, 근위축 또는 근감소증의 개선 또는 근육강화 활성을 갖는 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 제조방법을 제공하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal having an activity for improving muscular atrophy or sarcopenia or strengthening muscle, the method comprising the steps of: (1) adding distilled water to defatted hemp seed meal and adjusting the pH to 10 to elute proteins, centrifuging to obtain only the supernatant, and then adjusting the pH of the supernatant to 5 to precipitate the eluted proteins to obtain a protein extract of defatted hemp seed meal; (2) a pretreatment step of adding distilled water to the protein extract of the defatted hemp seed meal of the step (1), and then sequentially performing ultrasonic treatment and heat treatment; and (3) a step of adding a hydrolytic enzyme to the protein extract of the defatted hemp seed meal, of which the pretreatment of the step (2) is completed, and reacting the hydrolysate to obtain a low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal.

본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 식품 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a food composition for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles, comprising a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention as an effective ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia, comprising a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal prepared by the method of the present invention as an effective ingredient.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 햄프씨드 탈지박에 증류수를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시키고, 원심분리하여 상등액만을 수득한 후, 상기 상등액을 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시켜 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계; (2) 상기 (1) 단계의 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가한 후, 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행하는 전처리 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 전처리가 완료된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 가수분해효소를 첨가하고 반응시켜 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득하는 단계를 포함하는, 근위축 또는 근감소증의 개선 또는 근육강화 활성을 갖는 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal having an activity for improving muscular atrophy or sarcopenia or strengthening muscle, the method comprising: (1) a step of adding distilled water to defatted hemp seed meal and adjusting the pH to 10 to elute proteins, centrifuging to obtain only the supernatant, and then adjusting the pH of the supernatant to 5 to precipitate the eluted proteins to obtain a protein extract of defatted hemp seed meal; (2) a pretreatment step of adding distilled water to the protein extract of the defatted hemp seed meal of the step (1), and then sequentially performing ultrasonic treatment and heat treatment; and (3) a step of adding a hydrolytic enzyme to the protein extract of the defatted hemp seed meal, of which the pretreatment of the step (2) is completed, and reacting the hydrolysate to obtain a low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (2) 단계에서 초음파 처리는 250~350W에서 10~20분 동안 수행하고, 상기 (2) 단계의 열처리는 90~110℃에서 10~20분 동안 수행하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ultrasonic treatment in step (2) may be performed at 250 to 350 W for 10 to 20 minutes, and the heat treatment in step (2) may be performed at 90 to 110°C for 10 to 20 minutes.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (3) 단계의 가수분해효소를 첨가하고 반응시키는 것은 알칼라제(alcalase) 및 플라보자임(flavourzyme)을 순차적으로 처리하여 반응시키되, 상기 효소는 기질 중량 대비 3~5중량%로 첨가하고, 45~55℃의 온도 및 pH 7~8에서 1~2시간 동안 가수분해하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the addition and reaction of the hydrolytic enzyme in step (3) may be performed by sequentially treating alcalase and flavourzyme, adding the enzyme in an amount of 3 to 5 wt% relative to the weight of the substrate, and hydrolyzing at a temperature of 45 to 55°C and a pH of 7 to 8 for 1 to 2 hours.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물은 3kDa 이하의 가수분해된 저분자 펩타이드를 함유하고 있는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal may contain a hydrolyzed low-molecular-weight peptide of 3 kDa or less.

또한 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 식품 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a food composition for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles, comprising a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention as an effective ingredient.

나아가 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia, comprising a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention as an effective ingredient.

본 발명은 햄프씨드 탈지박으로부터 근위축 또는 근감소증 예방, 개선 및 치료효과를 갖는 최적의 저분자 단백가수분해물의 제조방법을 확립하였고, 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 근위축이 유발된 마우스에 투여한 결과, 근력 및 운동력이 향상되고, 근력저하에 따른 체중감소도 개선시키며, 그립강도의 증진 및 근육강화 효과가 우수한 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물은 근위축 또는 근감소증의 개선과 함께 근육 강화를 위한 기능성 식품 및 의약품의 제조에 유용하게 사용할 수 있는 효과가 있다.The present invention establishes a method for producing an optimal low-molecular-weight protein hydrolysate from defatted hemp seed meal having an effect of preventing, improving, and treating muscle atrophy or sarcopenia, and when the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention was administered to mice induced with muscle atrophy, it was confirmed that muscle strength and motor skills were improved, weight loss due to muscle strength decline was also improved, and grip strength was enhanced and muscle strengthening effects were excellent. Therefore, the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention can be usefully used in the production of functional foods and pharmaceuticals for improving muscle atrophy or sarcopenia and strengthening muscles.

도 1은 본 발명의 일실시예에서 햄프씨드 탈지박의 단백질추출물을 대상으로 처리 조건별 가수분해도를 분석한 것으로, HLPC 크기 배재 크로마토그래피의 결과를 나타낸 것이다(HPI: 햄프씨드 단백질 추출물, CON: 효소첨가 없이 동일하게 처리한 햄프씨드 단백질 추출물군, AF: 햄프씨드 단백질 추출물의 효소처리군(알칼라제 및 플라보자임), HEAT: 햄프씨드 단백질 추출물의 열처리 후 효소처리군, SONIC: 햄프씨드 단백질 추출물의 초음파 처리 후 효소처리군, HEAT+SONIC: 햄프씨드 단백질 추출물의 열처리 및 초음파 처리 후 효소처리군).
도 2는 본 발명의 일실시예에서 햄프씨드 탈지박의 단백질추출물을 대상으로 처리 조건별 수득한 단백가수분해물에 함유된 저분자(3kDa 이하) 펩타이드 및 고분자(3kDa 초과) 펩타이드의 함량을 HPLC 분석 그래프의 면적%로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 햄프씨드 탈지박의 단백질추출물을 대상으로 처리 조건별 수득한 단백가수분해물에 함유된 유리아미노산의 함량을 TNBS 분석으로 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에서 햄프씨드 탈지박의 단백질추출물을 대상으로 처리 조건별 수득한 단백가수분해물의 SDS-PAGE 겔 전기영동 및 Coomassie Brilliant Blue 시약으로 염색한 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에서 본 발명에 따른 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 근위축 개선 효과를 확인하기 위하여, 마우스 동물실험에 대한 과정의 모식도를 나타낸 것이다.
도 6은 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX), 햄프씨드 탈지박 단백질추출물 투여군(HPI), 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 저용량 투여군(250mg/kg 투여군: HPH-L) 및 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스에 대한 체중변화 및 근력 변화를 시기별로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX) 및 본 발명의 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스에 대한 자율운동량 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX), 햄프씨드 탈지박 단백질추출물 투여군(HPI), 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 저용량 투여군(250mg/kg 투여군: HPH-L) 및 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스에 대한 근육 사진 및 근육 무게 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 9 및 도 10은 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX), 햄프씨드 탈지박 단백질추출물 투여군(HPI), 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 저용량 투여군(250mg/kg 투여군: HPH-L) 및 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스로부터 종아리 근육(도 9) 및 허벅지 근육(도 10)을 분리 후, 종아리 근육 및 허벅지 근육에 대한 근섬유의 현미경 관찰사진 및 근섬유의 단면적을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX), 햄프씨드 탈지박 단백질추출물 투여군(HPI), 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 저용량 투여군(250mg/kg 투여군: HPH-L) 및 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스로부터 종아리 근육을 분리한 후, 단백질 용해물을 수득하고 웨스턴 블럿을 통해 근육분해(MuRF1, MAFbx) 및 근육합성(Myf5, MyoD, MyHC)에 관여하는 단백질들의 발현수준을 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 12는 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX), 햄프씨드 탈지박 단백질추출물 투여군(HPI), 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 저용량 투여군(250mg/kg 투여군: HPH-L) 및 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스로부터 허벅지 근육을 분리한 후, 단백질 용해물을 수득하고 웨스턴 블럿을 통해 근육분해(MuRF1, MAFbx) 및 근육합성(Myf5, MyoD, MyHC)에 관여하는 단백질들의 발현수준을 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 13은 정상군(NC), 근위축 유발군(DEX), 햄프씨드 탈지박 단백질추출물 투여군(HPI), 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 저용량 투여군(250mg/kg 투여군: HPH-L) 및 햄프씨드 탈지박 단백가수분해물 고용량 투여군(500mg/kg 투여군: HPH-H)의 각 마우스로부터 종아리 근육을 분리한 후, 단백질 용해물을 수득하고 웨스턴 블럿을 통해 세포사멸 관련 단백질들의 발현수준을 분석한 결과를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the results of HLPC size exclusion chromatography in which the degree of hydrolysis according to the treatment conditions is analyzed for the protein extract of defatted hemp seed meal in one embodiment of the present invention (HPI: hemp seed protein extract, CON: hemp seed protein extract group treated in the same manner without enzyme addition, AF: hemp seed protein extract enzyme treatment group (alcalase and flavozyme), HEAT: hemp seed protein extract heat treatment followed by enzyme treatment, SONIC: hemp seed protein extract sonication followed by enzyme treatment, HEAT+SONIC: hemp seed protein extract heat treatment and sonication followed by enzyme treatment).
Figure 2 is a graph showing the content of low molecular weight (3 kDa or less) peptides and high molecular weight (over 3 kDa) peptides contained in protein hydrolysates obtained under different treatment conditions from protein extracts of defatted hemp seed meal in one embodiment of the present invention, expressed as area % of an HPLC analysis graph.
Figure 3 shows the results of analyzing the content of free amino acids contained in protein hydrolysates obtained under different treatment conditions from protein extracts of defatted hemp seed meal in one embodiment of the present invention using TNBS analysis.
FIG. 4 shows SDS-PAGE gel electrophoresis and Coomassie Brilliant Blue staining images of protein hydrolysates obtained under different treatment conditions from protein extracts of defatted hemp seed meal in one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram of the process for mouse animal testing to confirm the muscle atrophy improvement effect of the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal according to the present invention in one embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the results of measuring the change in body weight and muscle strength by period for each mouse in the normal group (NC), muscle atrophy-induced group (DEX), hemp seed defatted protein extract administration group (HPI), hemp seed defatted protein hydrolysate low-dose administration group (250 mg/kg administration group: HPH-L), and hemp seed defatted protein hydrolysate high-dose administration group (500 mg/kg administration group: HPH-H).
Figure 7 shows the results of measuring the amount of autonomous exercise for each mouse in the normal group (NC), the muscle atrophy-induced group (DEX), and the high-dose administration group of the hemp seed defatted protein hydrolysate of the present invention (500 mg/kg administration group: HPH-H).
Figure 8 shows the muscle photographs and muscle weight measurement results for each mouse in the normal group (NC), muscle atrophy-induced group (DEX), hemp seed defatted protein extract administration group (HPI), hemp seed defatted protein hydrolysate low-dose administration group (250 mg/kg administration group: HPH-L), and hemp seed defatted protein hydrolysate high-dose administration group (500 mg/kg administration group: HPH-H).
Figures 9 and 10 show the results of microscopic observation of muscle fibers and measurement of the cross-sectional area of muscle fibers in the calf muscles (Figure 9) and thigh muscles (Figure 10) isolated from each mouse of the normal group (NC), muscle atrophy-induced group (DEX), hemp seed defatted meal protein extract administration group (HPI), hemp seed defatted meal protein hydrolysate low-dose administration group (250 mg/kg administration group: HPH-L), and hemp seed defatted meal protein hydrolysate high-dose administration group (500 mg/kg administration group: HPH-H).
Figure 11 shows the results of isolating calf muscles from each mouse of the normal group (NC), muscle dystrophy-induced group (DEX), hemp seed defatted meal protein extract administration group (HPI), hemp seed defatted meal protein hydrolysate low-dose administration group (250 mg/kg administration group: HPH-L), and hemp seed defatted meal protein hydrolysate high-dose administration group (500 mg/kg administration group: HPH-H), obtaining protein lysates, and analyzing the expression levels of proteins involved in muscle breakdown (MuRF1, MAFbx) and muscle synthesis (Myf5, MyoD, MyHC) via Western blotting.
Figure 12 shows the results of isolating thigh muscles from each mouse of the normal group (NC), muscle dystrophy-induced group (DEX), hemp seed defatted meal protein extract administration group (HPI), hemp seed defatted meal protein hydrolysate low-dose administration group (250 mg/kg administration group: HPH-L), and hemp seed defatted meal protein hydrolysate high-dose administration group (500 mg/kg administration group: HPH-H), obtaining protein lysates, and analyzing the expression levels of proteins involved in muscle breakdown (MuRF1, MAFbx) and muscle synthesis (Myf5, MyoD, MyHC) via Western blotting.
Figure 13 shows the results of isolating calf muscles from each mouse of the normal group (NC), muscle atrophy-induced group (DEX), hemp seed defatted meal protein extract administration group (HPI), hemp seed defatted meal protein hydrolysate low-dose administration group (250 mg/kg administration group: HPH-L), and hemp seed defatted meal protein hydrolysate high-dose administration group (500 mg/kg administration group: HPH-H), obtaining protein lysates, and analyzing the expression levels of apoptosis-related proteins via Western blotting.

본 발명은 근위축 또는 근감소증의 개선 또는 근육강화 활성을 갖는 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 제조방법을 확립한 점에 특징이 있다.The present invention is characterized in that it establishes a method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal having muscle strengthening activity or improving muscle atrophy or sarcopenia.

구체적으로 본 발명에 따른 상기 근위축 또는 근감소증의 개선 또는 근육강화 활성을 갖는 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 제조방법은, (1) 햄프씨드 탈지박에 증류수를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시키고, 원심분리하여 상등액만을 수득한 후, 상기 상등액을 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시켜 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계; (2) 상기 (1) 단계의 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가한 후, 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행하는 전처리 단계; 및 (3) 상기 (2) 단계의 전처리가 완료된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 가수분해효소를 첨가하고 반응시켜 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득하는 단계를 포함한다.Specifically, the method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal having the activity of improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscle according to the present invention comprises: (1) a step of adding distilled water to defatted hemp seed meal and adjusting the pH to 10 to elute proteins, centrifuging to obtain only the supernatant, and then adjusting the pH of the supernatant to 5 to precipitate the eluted proteins to obtain a protein extract of defatted hemp seed meal; (2) a pretreatment step of adding distilled water to the protein extract of the defatted hemp seed meal of step (1), and then sequentially performing ultrasonic treatment and heat treatment; and (3) a step of adding a hydrolytic enzyme to the protein extract of the defatted hemp seed meal, which has undergone the pretreatment of step (2), and reacting the same to obtain a low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal.

상기 방법에 대한 보다 구체적인 설명은 다음과 같다.A more detailed description of the above method is as follows.

먼저, 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득한다.First, a protein extract from defatted hemp seed meal is obtained.

상기 햄프씨드는 삼(대마)의 씨앗으로 단백질과 아미노산 등의 영양소를 많이 가지고 있어 슈퍼푸드의 하나로 평가받고 있고, 칼로리가 낮으며 단백질이 풍부한 식품으로 오메가 3, 오메가 6 등 불포화지방산을 고등어보다 많이 함유하고 있으며, 다양한 필수 아미노산도 함유하고 있다.The above hemp seed is a seed of the hemp plant and is considered a superfood because it contains many nutrients such as protein and amino acids. It is low in calories and rich in protein, and contains more unsaturated fatty acids such as omega 3 and omega 6 than mackerel, and also contains various essential amino acids.

따라서 햄프씨드의 유용한 생리활성에 대한 연구가 보고되면서 이를 이용한 기능성 소재의 제조에 대한 관심이 증가하고 있으나, 아직까지 햄프씨드의 탈지박을 이용하여 근위축 또는 근감소증을 예방, 개선 및 치료할 수 있는 소재에 대해서는 보고된 바가 없다.Accordingly, as studies on the useful physiological activities of hemp seeds are reported, interest in the production of functional materials using them is increasing. However, there has been no report yet on materials that can prevent, improve, and treat muscle atrophy or sarcopenia using defatted hemp seeds.

또한, 상기 탈지박은 기름을 짜고 남은 종자의 찌꺼기를 의미하는 것으로, 본 발명에서는 햄프씨드의 탈지박을 이용하였다.In addition, the above-mentioned defatted residue refers to the residue of seeds after oil is squeezed, and in the present invention, the defatted residue of hemp seeds was used.

햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계는, 햄프씨드 탈지박에 증류수를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시키고, 원심분리하여 상등액만을 수득한 후, 상기 상등액을 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시키는 단계를 포함한다.The step of obtaining a protein extract from defatted hemp seed meal includes the steps of adding distilled water to defatted hemp seed meal, adjusting the pH to 10 to elute the protein, centrifuging to obtain only the supernatant, and then adjusting the pH of the supernatant to 5 to precipitate the eluted protein.

여기서 상기 증류수는 햄프씨드 탈지박의 중량 기준 20배에 해당되는 증류수를 첨가할 수 있고, 염기 조건이 되도록 pH 10으로 조정하여 햄프씨드 탈지박으로부터 단백질을 용출시킨다. 용출된 단백질은 원심분리를 통해 상등액으로 수득한 후, 상기 상등액의 pH를 산성 조건이 되도록 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시켜 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득한다.Here, distilled water can be added in an amount equivalent to 20 times the weight of the hemp seed defatted meal, and the pH is adjusted to 10 so as to be a basic condition to elute proteins from the hemp seed defatted meal. The eluted proteins are obtained as a supernatant through centrifugation, and the pH of the supernatant is adjusted to 5 so as to be an acidic condition to precipitate the eluted proteins, thereby obtaining a protein extract of the hemp seed defatted meal.

추가로 상기 pH 5로 조정하여 용출 및 침전된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물은 다시 원심분리하여 침전된 단백질 추출물을 수득한 다음, pH를 7로 조정하고 동결건조하는 단계를 수행할 수 있다.Additionally, the protein extract of the defatted hemp seed meal, which has been eluted and precipitated by adjusting the pH to 5, can be centrifuged again to obtain a precipitated protein extract, and then the pH can be adjusted to 7 and freeze-dried.

상기와 같이 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계가 완료되면, 다음으로, 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가한 후, 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행하는 전처리 단계를 수행한다.When the step of obtaining a protein extract from the defatted hemp seed meal as described above is completed, a pretreatment step is performed in which distilled water is added to the protein extract from the defatted hemp seed meal, and then ultrasonic treatment and heat treatment are sequentially performed.

상기 전처리 단계를 수행하기 위해 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가할 때, 상기 증류수는 햄프씨드 탈지박 단백질 추출물의 중량 기준 20배에 해당되는 증류수를 첨가한다.When adding distilled water to the protein extract of the defatted hemp seed meal to perform the above pretreatment step, the distilled water is added in an amount corresponding to 20 times the weight of the protein extract of the defatted hemp seed meal.

또한, 전처리는 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행할 수 있으며, 초음파 처리는 250~350W에서 10~20분 동안 수행하고, 상기 (2) 단계의 열처리는 90~110℃에서 10~20분 동안 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the pretreatment can be performed sequentially by ultrasonic treatment and heat treatment, and it is preferable that the ultrasonic treatment is performed at 250 to 350 W for 10 to 20 minutes, and the heat treatment in step (2) is performed at 90 to 110°C for 10 to 20 minutes.

본 발명의 일실시예에서는 상기 초음파 처리를 300W에서 15분 동안 수행하였고, 상기 열처리는 100℃에서 15분 동안 수행하였다.In one embodiment of the present invention, the ultrasonic treatment was performed at 300 W for 15 minutes, and the heat treatment was performed at 100°C for 15 minutes.

상기 초음파 처리 및 열처리를 상기 기술된 조건의 범위를 벗어나서 수행하게 되면, 가수분해 활성이 저하되거나 단백질이 변성되어 생리학적 활성이 떨어지게 되는 문제점이 발생하게 된다.If the above ultrasonic treatment and heat treatment are performed outside the range of conditions described above, problems such as decreased hydrolytic activity or protein denaturation resulting in decreased physiological activity may occur.

다음으로, 전처리가 완료된 후에는, 전처리된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 가수분해효소를 첨가하고 반응시켜 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득한다.Next, after the pretreatment is completed, a hydrolytic enzyme is added to the protein extract of the pretreated hemp seed defatted meal and reacted to obtain a low-molecular-weight protein hydrolysate of the hemp seed defatted meal.

상기 가수분해효소를 첨가하고 반응시키는 것은 알칼라제(alcalase) 및 플라보자임(flavourzyme)을 순차적으로 처리하여 반응시키되, 상기 효소는 기질 중량 대비 3~5중량%로 첨가하고, 45~55℃의 온도 및 pH 7~8에서 1~2시간 동안 가수분해 할 수 있다.Adding and reacting the above hydrolytic enzyme is carried out by sequentially treating alcalase and flavourzyme, and the enzyme is added in an amount of 3 to 5 wt% relative to the weight of the substrate, and hydrolysis can be carried out at a temperature of 45 to 55°C and a pH of 7 to 8 for 1 to 2 hours.

본 발명의 일실시예에서는, 전처리된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 알칼라제(alcalase) 효소를 기질 대비 4중량%로 첨가하고 50℃의 온도 및 pH 8에서 1시간 동안 가수분해를 수행하였고, 반응이 완료된 후, 플라보자임(flavourzyme) 효소를 기질 대비 4중량%로 첨가하고 50℃의 온도 및 pH 7에서 2시간 동안 가수분해를 진행하였다.In one embodiment of the present invention, an alcalase enzyme was added in an amount of 4 wt% based on the substrate to a protein extract of pretreated hemp seed defatted meal, and hydrolysis was performed at a temperature of 50°C and pH 8 for 1 hour. After the reaction was completed, a flavourzyme enzyme was added in an amount of 4 wt% based on the substrate, and hydrolysis was performed at a temperature of 50°C and pH 7 for 2 hours.

상기 가수분해 반응이 완료된 후에는 90℃의 온도에서 15분 동안 열처리하여 효소들을 불활성화시키는 단계를 추가로 더 진행할 수 있다.After the above hydrolysis reaction is completed, an additional step of inactivating the enzymes by heat treatment at a temperature of 90°C for 15 minutes can be performed.

상기 기술된 방법에 의해 햄프씨드 탈지박으로부터 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득할 수 있다.A low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal can be obtained from the defatted hemp seed meal by the method described above.

본 발명자들은 본 발명의 방법으로 수득한 최종 단백가수분해물에 함유된 가수분해물의 특성을 분석하였는데, HPLC 크기 배재 크로마토그래피 분석을 통해 효소 처리에 의해 저분자, 구체적으로 3kDa 이하의 저분자 펩타이드가 가수분해물에 다량 함유되어 있는 것으로 확인하였고, 특히, 초음파 처리 및 열처리의 전처리를 수행하고 효소 처리한 군이 다른 실험군에 비해 3kDa 이하의 저분자 펩타이드 함량이 가장 높은 것으로 나타났고, 유리 아미노산 함량도 매우 높은 것을 확인하였다.The inventors of the present invention analyzed the characteristics of the hydrolysate contained in the final protein hydrolysate obtained by the method of the present invention, and confirmed through HPLC size exclusion chromatography analysis that a large amount of low-molecular-weight peptides, specifically low-molecular-weight peptides of 3 kDa or less, were contained in the hydrolysate due to enzyme treatment. In particular, the group that underwent pretreatment with ultrasonication and heat treatment and then enzyme treatment showed the highest content of low-molecular-weight peptides of 3 kDa or less compared to the other experimental groups, and confirmed that the free amino acid content was also very high.

이를 통해 초음파 처리 및 열처리에 의한 전처리가 가수분해도를 더욱 증진시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.Through this, it was found that pretreatment by ultrasonic treatment and heat treatment could further increase the degree of hydrolysis.

나아가 본 발명자들은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물이 근위축 또는 근감소증을 개선, 예방 또는 치료하는 활성이 있는지를 확인하였다.Furthermore, the inventors of the present invention confirmed whether the low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention has the activity of improving, preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia.

이를 위해, 덱사메타손(dexamethasone)을 투여하여 근위축 또는 근감소증을 유발시킨 마우스에 본 발명의 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 투여한 결과, 근위축 또는 근감소로 인해 감소된 체중이 회복되고, 그립 강도도 개선되며, 저하된 운동량도 개선되는 것으로 나타났으며, 근육량의 증가와 근육강화 효과가 있는 것으로 나타났다.To this end, when the low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal of the present invention was administered to mice in which muscle atrophy or sarcopenia was induced by administering dexamethasone, it was shown that the body weight decreased due to muscle atrophy or sarcopenia was recovered, grip strength was improved, and reduced exercise volume was also improved, and it was shown that there was an effect of increasing muscle mass and strengthening muscles.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에서는 본 발명의 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 투여에 의해 근위축 또는 근감소에 의한 근섬유 감소 증상이 개선되어 근섬유 감소가 효과적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 효과는 햄프씨드 탈지박으로부터 추출한 단백질 추출물 처리군(가수분해 처리 전; HPI)에 비해 가수분해 처리하여 수득한 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물을 처리한 군이 더 효과적인 것으로 나타났다.In addition, in another embodiment of the present invention, it was confirmed that muscle fiber reduction symptoms due to muscle atrophy or muscle loss were improved by administration of the low molecular weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal of the present invention, and muscle fiber reduction was effectively inhibited. In addition, this effect was shown to be more effective in the group treated with the low molecular weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal obtained by hydrolysis treatment than in the group treated with the protein extract extracted from the defatted hemp seed meal (before hydrolysis treatment; HPI).

뿐만 아니라 본 발명의 다른 일실시예에서는, 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물이 근육분해 및 근육합성에 관여하는 단백질의 발현에도 영향을 미치는지 분석하였다.In addition, in another embodiment of the present invention, it was analyzed whether the low molecular weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal of the present invention affects the expression of proteins involved in muscle decomposition and muscle synthesis.

그 결과, 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물을 처리한 군에서는 근위축을 유도하는 유비퀴틴 리가제(Ubiquitin ligase E3) 전이효소인 MuRF1과 MAFbx의 단백질 발현 수준이 감소되는 것으로 나타난 반면, 근육분화 및 합성에 관여하는 Myf5, MyoD 및 MyHC의 발현은 증가되는 것으로 나타났다. As a result, in the group treated with the low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal of the present invention, the protein expression levels of MuRF1 and MAFbx, which are ubiquitin ligase E3 transferases that induce muscle atrophy, were found to decrease, whereas the expression of Myf5, MyoD, and MyHC, which are involved in muscle differentiation and synthesis, was found to increase.

따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물이 근위축 유도 단백질들의 발현은 억제하고 동시에 근육분화 및 근육합성을 유도하는 단백질들의 발현은 증진시켜, 근위축 또는 근감소증과 같은 근육질환을 예방, 개선 및 치료할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, through these results, the inventors of the present invention were able to determine that the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed of the present invention can prevent, improve, and treat muscle diseases such as muscle atrophy or sarcopenia by inhibiting the expression of proteins that induce muscle atrophy and simultaneously promoting the expression of proteins that induce muscle differentiation and muscle synthesis.

나아가 본 발명자들은 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물이 근육 조직에서 세포사멸과 관련된 단백질의 발현에도 영향을 미치는지를 분석하였다.Furthermore, the inventors of the present invention analyzed whether the low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed of the present invention also affects the expression of proteins related to apoptosis in muscle tissue.

그 결과, 근위축이 유발된 군의 근육 내 세포에서는 세포사멸을 유도하는 것으로 알려진 Bax 및 세포사멸이 일어날 때 발생하는 절단된 caspase-3의 발현 수준이 정상군에 비해 현저하게 증가되는 것으로 나타난 반면, 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물이 처리된 군에서는 Bax 및 절단된 caspase-3의 발현수준이 억제되는 것으로 나타났다.As a result, in the muscle cells of the group in which muscle atrophy was induced, the expression levels of Bax, known to induce apoptosis, and cleaved caspase-3, which occurs when apoptosis occurs, were found to be significantly increased compared to the normal group, whereas in the group treated with the low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal of the present invention, the expression levels of Bax and cleaved caspase-3 were found to be suppressed.

동시에 근위축이 유발된 군에서는 세포사멸을 억제하는 기능을 하는 것으로 알려진 Bcl-2 의 발현은 정상군에 비해 감소되어 있는 것으로 나타난 반면, 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물이 처리된 군에서는 Bcl-2 의 발현이 증가되어 있는 것으로 나타났다.At the same time, in the group in which muscle atrophy was induced, the expression of Bcl-2, which is known to have the function of inhibiting apoptosis, was found to be decreased compared to the normal group, whereas in the group treated with the low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal of the present invention, the expression of Bcl-2 was found to be increased.

이러한 결과는 본 발명의 햄프씨드 탈지박 저분자 단백가수분해물이 근육 내 세포사멸과 관련된 단백질들의 발현을 조절함을 통해, 근위축 또는 근감소증에 의한 근육세포의 사멸을 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 의미한다. These results imply that the low-molecular-weight protein hydrolysate of hemp seed defatted meal of the present invention can effectively suppress muscle cell death caused by muscle atrophy or sarcopenia by regulating the expression of proteins related to muscle cell death.

이상의 결과를 통해 본 발명자들은 본 발명의 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 포함하는 조성물을 근위축 또는 근감소증 개선, 예방 또는 치료를 위한 소재로 사용 가능함을 알 수 있었다.Through the above results, the inventors of the present invention were able to find out that a composition containing a low molecular weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal of the present invention can be used as a material for improving, preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia.

그러므로 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 식품 조성물을 제공할 수 있다.Therefore, the present invention can provide a food composition for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles, which comprises a low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention as an effective ingredient.

본 발명에 따른 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 식품 조성물은 유효성분인 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 함유하는 것 외에 통상의 식품 조성물과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.The food composition for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles according to the present invention may contain, in addition to containing the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal as an effective ingredient, various flavoring agents or natural carbohydrates as additional ingredients, like a conventional food composition.

상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 향미제는 천연 향미제 (타우마틴), 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.Examples of the above-mentioned natural carbohydrates are monosaccharides, for example, glucose, fructose, etc.; disaccharides, for example, maltose, sucrose, etc.; and polysaccharides, for example, dextrin, cyclodextrin, etc., common sugars, and sugar alcohols, for example, xylitol, sorbitol, erythritol, etc. As the above-mentioned flavoring agent, natural flavoring agent (thaumatin), stevia extract (for example, rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.) and synthetic flavoring agent (saccharin, aspartame, etc.) can be advantageously used.

본 발명의 식품 조성물은 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.The food composition of the present invention can be formulated and used as a functional food or added to various foods. Foods to which the composition of the present invention can be added include, for example, beverages, meat, chocolate, foods, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, candy, ice cream, alcoholic beverages, vitamin complexes, and health supplements.

상기 식품 조성물은 본 발명의 유효성분 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제 (치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. The above food composition may contain, in addition to the effective ingredient of the present invention, various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), flavoring agents such as synthetic flavoring agents and natural flavoring agents, coloring agents and thickeners (cheese, chocolate, etc.), pectic acid and its salts, alginic acid and its salts, organic acids, protective colloid thickeners, pH regulators, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol, carbonating agents used in carbonated beverages, etc. In addition, the food composition of the present invention may contain fruit pulp for the production of natural fruit juice and fruit juice drinks and vegetable drinks.

또한, 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 건강기능식품을 제공한다.In addition, the present invention provides a health functional food for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles, which contains a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal prepared by the method of the present invention as an effective ingredient.

본 발명의 건강기능식품은근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용을 목적으로, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.The health functional food of the present invention can be manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, etc. for the purpose of improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles.

본 발명에서 "건강기능식품"이라 함은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.In the present invention, “health functional food” refers to a food manufactured and processed using raw materials or ingredients having functionality useful to the human body according to Act No. 6727 on Health Functional Foods, and means consumption for the purpose of obtaining useful effects for health purposes such as regulating nutrients for the structure and function of the human body or physiological effects.

본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.The health functional food of the present invention may contain conventional food additives, and its suitability as a food additive is determined by the specifications and standards for the relevant item according to the general provisions and general test methods of the Food Additive Code approved by the Ministry of Food and Drug Safety, unless otherwise specified.

상기 "식품 첨가물 공전"에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다.Items listed in the above "Food Additives Codex" include, for example, chemically synthesized substances such as ketones, glycine, calcium citrate, nicotinic acid, and cinnamic acid; natural additives such as persimmon pigment, licorice extract, crystalline cellulose, high-molecular-weight pigment, and guar gum; and mixed preparations such as sodium glutamate preparations, alkaline agents added to noodles, preservative preparations, and tar color preparations.

예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.For example, a health functional food in tablet form can be made by mixing the active ingredient of the present invention with excipients, binders, disintegrants, and other additives, granulating the mixture using a conventional method, adding a lubricant, etc., and then compressing and molding the mixture, or by directly compressing and molding the mixture. In addition, the health functional food in tablet form can contain a maturing agent, etc., if necessary.

캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 본 발명의 유효성분을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.Among health functional foods in capsule form, hard capsules can be manufactured by filling a mixture of the effective ingredient of the present invention with additives such as excipients into a conventional hard capsule, and soft capsules can be manufactured by filling a mixture of the effective ingredient of the present invention with additives such as excipients into a capsule base such as gelatin. The soft capsules may contain a plasticizer such as glycerin or sorbitol, a coloring agent, a preservative, etc., as necessary.

환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.A health functional food in the form of a ring can be prepared by mixing the effective ingredient of the present invention with an excipient, a binder, a disintegrant, etc., and molding the mixture using a conventionally known method. If necessary, the mixture can be coated with white sugar or another coating agent, or the surface can be coated with a substance such as starch or talc.

과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.A health functional food in granular form can be manufactured into a granular form by mixing the effective ingredient of the present invention with an excipient, a binder, a disintegrant, etc. using a conventionally known method, and may contain a flavoring agent, a flavoring agent, etc., as needed.

상기 건강기능식품은 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등일 수 있다.The above health functional foods may include beverages, meat, chocolate, food, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, candy, ice cream, alcoholic beverages, vitamin complexes, and health supplements.

또한 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a pharmaceutical composition for preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia, which comprises a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention as an effective ingredient.

본 발명의 약학적 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be manufactured using pharmaceutically suitable and physiologically acceptable excipients in addition to the above-mentioned effective ingredients, and the excipients can include excipients, disintegrants, sweeteners, binders, coating agents, swelling agents, lubricants, glidants, or flavoring agents.

상기 약학적 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약제학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.The above pharmaceutical composition may be preferably formulated as a pharmaceutical composition by additionally including one or more pharmaceutically acceptable carriers in addition to the above-described effective ingredients for administration.

상기 약제학적 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화 할 수 있다.The pharmaceutical composition may be in the form of granules, powders, tablets, coated tablets, capsules, suppositories, solutions, syrups, juices, suspensions, emulsions, drops or injectable solutions. For example, for formulation in the form of tablets or capsules, the active ingredient may be combined with an oral, non-toxic, pharmaceutically acceptable inert carrier such as ethanol, glycerol, water and the like. In addition, suitable binders, lubricants, disintegrants and coloring agents may also be included in the mixture, if desired or necessary. Suitable binders include, but are not limited to, natural sugars such as starch, gelatin, glucose or beta-lactose, natural and synthetic gums such as corn sweetener, acacia, tracheacanth or sodium oleate, sodium stearate, magnesium stearate, sodium benzoate, sodium acetate, sodium chloride and the like. Disintegrants include, but are not limited to, starch, methyl cellulose, agar, bentonite, xanthan gum, and the like. Acceptable pharmaceutical carriers for compositions formulated as liquid solutions include sterile and biocompatible ones, such as saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and one or more of these components can be mixed and used, and other conventional additives such as antioxidants, buffers, and bacteriostatic agents can be added as needed. In addition, diluents, dispersants, surfactants, binders, and lubricants can be additionally added to formulate the compositions as injectable formulations such as aqueous solutions, suspensions, and emulsions, pills, capsules, granules, or tablets. Furthermore, the compositions can be preferably formulated according to each disease or component using a method appropriate to the field, such as that disclosed in Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA.

본 발명의 약학 조성물의 투여량은 치료받을 대상의 연령, 성별, 체중과 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여경도 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 일반적으로 투여량은 0.01mg/kg/일 내지 대략 2,000mg/kg/일의 범위이다.The dosage of the pharmaceutical composition of the present invention will vary depending on the age, sex, and weight of the subject to be treated, the specific disease or pathological condition to be treated, the severity of the disease or pathological condition, the dosage intensity, and the judgment of the prescriber. Determination of the dosage based on these factors is within the level of those skilled in the art, and generally the dosage ranges from 0.01 mg/kg/day to about 2,000 mg/kg/day.

더 바람직한 투여량은 1mg/kg/ 일 내지 500mg/kg/일이다. 투여는 하루에 한번 투여할 수 있고, 수회 나누어 투여 할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.A more preferred dosage is 1 mg/kg/day to 500 mg/kg/day. Administration may be once a day or divided into several doses. The above dosage does not limit the scope of the present invention in any way.

본 발명의 약학 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사에 의해 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered to mammals such as mice, livestock, and humans by various routes. All modes of administration can be envisaged, for example, oral, rectal, or intravenous, intramuscular, subcutaneous, intrauterine, epidural, or intracerebrovascular injection.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. These examples are only intended to explain the present invention more specifically, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

<실시예 1><Example 1>

햄프씨드 탈지박으로부터 저분자 단백질 가수분해물의 제조Preparation of low molecular weight protein hydrolysate from defatted hemp seed meal

<1-1> 햄프씨드 탈지박으로부터 단백질의 추출<1-1> Extraction of protein from defatted hemp seed meal

시중에서 구입한 햄프씨드의 탈지박을 증류수에 1:20(탈지박:증류수)의 중량비율로 혼합한 후, 2N NaOH를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시켰다. 이후 이를 원심분리하여 침전된 불순물은 제거하였고, 상등액만을 취한 후, 2N HCl을 첨가하고 등전점인 pH 5로 조정한 후, 동결건조 하였다.The defatted hemp seed residue purchased on the market was mixed with distilled water at a weight ratio of 1:20 (defatted seed residue: distilled water), 2N NaOH was added, and the pH was adjusted to 10 to elute the protein. Afterwards, the residue was centrifuged to remove precipitated impurities, and only the supernatant was collected, 2N HCl was added, and the pH was adjusted to 5, which is the isoelectric point, and then freeze-dried.

<1-2> 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 대한 초음파, 열처리 및 가수분해 처리<1-2> Ultrasonic, heat and hydrolysis treatment of protein extract from defatted hemp seed meal

상기 <1-1>에서 수득한 햄프씨드의 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가하여 혼합한 후(단백질 추출물: 증류수=1:20 중량비로 혼합), 하기 표 1의 각 그룹으로 나누어 전처리를 수행하였다. 이때 전처리는 초음파 처리 후, 열처리 순으로 진행하였고, 전처리가 모두 완료된 후, 효소 처리를 통한 가수분해를 수행하였다.Distilled water was added to the protein extract of the defatted hemp seed obtained in the above <1-1> and mixed (protein extract: distilled water = 1:20 weight ratio), and then pretreatment was performed by dividing into each group in Table 1 below. At this time, the pretreatment was performed in the order of ultrasonic treatment and then heat treatment, and after all pretreatments were completed, hydrolysis through enzyme treatment was performed.

또한, 상기 효소 처리는 alcalase 및 flavourzyme의 순서로 2종류의 효소를 순차적으로 처리하였고, alcalase 처리는 기질 대비 4중량%의 양으로 첨가 후, 50℃, pH 8에서 1시간 동안 처리하였으며, 반응이 완료된 후, flavourzyme 효소를 기질 대비 4중량%의 양으로 첨가 후, 50℃, pH 7에서 1시간 동안 처리하였다. 2종류의 효소 처리 반응이 완료되면 90℃에서 15분간 가열처리로 효소를 불활성화 시켰다. 이후 반응이 완료된 시료는 동결건조하여 이후 실험에 사용하였다.In addition, the enzyme treatment was performed sequentially with two types of enzymes in the order of alcalase and flavourzyme, and the alcalase treatment was added in an amount of 4 wt% relative to the substrate, and the treatment was performed at 50°C, pH 8 for 1 hour. After the reaction was completed, the flavourzyme enzyme was added in an amount of 4 wt% relative to the substrate, and the treatment was performed at 50°C, pH 7 for 1 hour. After the two types of enzyme treatment reactions were completed, the enzymes were inactivated by heat treatment at 90°C for 15 minutes. Afterwards, the samples with completed reactions were freeze-dried and used in subsequent experiments.

<실시예 2><Example 2>

햄프씨드 탈지박으로부터 제조된 단백질 가수분해물의 특성분석Characterization of protein hydrolysate prepared from defatted hemp seed meal

<2-1> HPLC size exclusion 분석<2-1> HPLC size exclusion analysis

상기 실시예 <1-2>를 통해 제조된 햄프씨드 탈지박 유래 단백질 가수분해물에 대한 특성 분석을 수행하였는데, 먼저 HPLC 컬럼 크로마토그래피 분석을 통해 각각의 단백질 가수분해물에 대한 크기 분석을 수행하였으며, HPLC(High Performance Liquid Chromatography, Waters, USA)를 이용한 시료 분석용 컬럼은 Shodex SUGAR KS-804 (8.0mm×300mm, 7 ㎛)을 사용하였으며, 시료 주입량은 20μL로 하여 시차굴절검출기(Refractive Index detector, RI)로 검출하였다. 이동상은 100% 증류수로 사용하였고, 하기 표 2의 조건으로 분석하였다.The characteristics of the protein hydrolysate derived from defatted hemp seed meal manufactured through the above Example <1-2> were analyzed. First, the size of each protein hydrolysate was analyzed through HPLC column chromatography analysis. Shodex SUGAR KS-804 (8.0 mm × 300 mm, 7 μm) was used as the column for sample analysis using HPLC (High Performance Liquid Chromatography, Waters, USA), and the sample injection amount was 20 μL and detected with a refractive index detector (RI). 100% distilled water was used as the mobile phase, and the analysis was performed under the conditions of Table 2 below.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, alcalase 및 flavourzyme의 효소를 처리한 군들은 효소를 처리하지 않은 군에 비해 저분자 펩타이드에 해당하는 피크가 증가한 것으로 나타났고, 특히 3kDa 이하에 해당되는 저분자 펩타이드의 피크가 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Fig. 1, the groups treated with enzymes such as alcalase and flavourzyme showed an increase in peaks corresponding to low-molecular-weight peptides compared to the group not treated with enzymes, and in particular, it was confirmed that the peaks of low-molecular-weight peptides corresponding to 3 kDa or less increased significantly.

또한, 본 발명자들은 HPLC 분석 결과를 토대로 각 실험군들에 대한 가수분해물에 대해 3kDa 이하 저분자 펩타이드 및 3kDa 초과 고분자 펩타이드의 경향을 분석하기 위해 면적%의 값을 그래프로 전환하여 분석하였다.In addition, the inventors of the present invention converted the area% values into a graph to analyze the trend of low-molecular-weight peptides of 3 kDa or less and high-molecular-weight peptides of more than 3 kDa in the hydrolysates of each experimental group based on the HPLC analysis results.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, alcalase 및 flavourzyme의 효소 처리를 수행한 실험군들에서는 저분자 펩타이드의 비율이 증가한 것으로 나타났고, 반면 고분자 펩타이드의 비율은 감소한 것으로 나타났다. 특히 효소 처리 전, 초음파와 열처리의 전처리를 수행한 군의 경우, 3kDa 이하 저분자 펩타이드의 함량이 가장 높은 것으로 나타났고, 반면 3kDa을 초과하는 고분자 펩타이드의 함량이 가장 낮은 것으로 나타났다.As a result, as shown in Fig. 2, in the experimental groups that underwent enzymatic treatment with alcalase and flavourzyme, the proportion of low-molecular-weight peptides increased, while the proportion of high-molecular-weight peptides decreased. In particular, in the group that underwent pretreatment with ultrasound and heat treatment before enzymatic treatment, the content of low-molecular-weight peptides of 3 kDa or less was found to be the highest, while the content of high-molecular-weight peptides exceeding 3 kDa was found to be the lowest.

이러한 결과는 햄프씨드 탈지박으로부터 단백질 가수분해물 제조 시, 효소 처리 전 초음파와 열처리의 전처리를 수행하는 경우, 효소의 가수분해 효율이 증가되어 3kDa 이하의 저분자 펩타이드를 가장 많은 함량으로 수득할 수 있음을 의미한다.These results imply that when performing pretreatments including ultrasonication and heat treatment prior to enzyme treatment when producing protein hydrolysate from defatted hemp seed meal, the hydrolysis efficiency of the enzyme increases, allowing the highest amount of low-molecular-weight peptides of 3 kDa or less to be obtained.

<2-2> TNBS(2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid) 분석<2-2> TNBS (2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid) analysis

다음으로 상기 실시예 <2-1>에서 사용한 각 시료에 대해, 시료에 함유된 유리 아미노산의 함량을 측정하기 위해 TNBS 분석을 수행하였다. 상기 분석은 유리 아미노기를 정량적으로 측정함으로써 시료 내 함유된 유리 아미노산의 함량을 분석할 수 있다. 구체적으로 TNBS 분석을 위해, 시료 및 표준시약 용액을 0.1M sodium bicarbonate pH 8.5에 20~200ug/ml로 용해시켰다. TNBSA 0.01%(w/v) 용액 250ul를 각 시료 및 표준시약 용액 500ul과 혼합하였다. 이후 37℃ 배양기에서 2시간 동안 반응시켰고, 이후 반응 정지를 위해 각 반응액에 10% SDS 250ul와 1N HCl 125ul를 첨가하였으며, 유리 아미노산의 측정은 335nm 파장에서 흡광도를 측정하여 분석하였으며, 시료의 흡광도 값을 leucine 표준곡선에 대입하여 값으로 나타내었다.Next, for each sample used in the above Example <2-1>, TNBS analysis was performed to measure the content of free amino acids contained in the sample. The analysis can analyze the content of free amino acids contained in the sample by quantitatively measuring free amino groups. Specifically, for TNBS analysis, the sample and standard reagent solutions were dissolved in 0.1 M sodium bicarbonate pH 8.5 at 20 to 200 ug/ml. 250 ul of a 0.01% (w/v) TNBSA solution was mixed with 500 ul of each sample and standard reagent solution. Afterwards, the reaction was performed in an incubator at 37°C for 2 hours, and then 250 ul of 10% SDS and 125 ul of 1 N HCl were added to each reaction solution to stop the reaction. The free amino acids were analyzed by measuring the absorbance at a wavelength of 335 nm, and the absorbance values of the samples were expressed as values by substituting them into the leucine standard curve.

분석결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 효소를 처리하지 않은 군에 비해 효소 처리로 가수분해를 수행한 군이 유리 아미노산의 함량이 증가하여 가수분해도가 증가한 것으로 나타났으며, 초음파와 열처리의 전처리를 수행한 군에서 가수분해도가 더 증가한 것을 확인할 수 있었다.As a result of the analysis, as shown in Fig. 3, the group that underwent hydrolysis by enzyme treatment showed an increase in the content of free amino acids and an increase in the degree of hydrolysis compared to the group that was not treated with enzyme, and it was confirmed that the degree of hydrolysis increased further in the group that underwent pretreatment with ultrasound and heat treatment.

<2-3> SDS-PAGE 분석<2-3> SDS-PAGE analysis

나아가 본 발명자들은 실시예 <2-1>에서 사용한 각 시료에 대해, SDS-PAGE 전기영동을 통해 햄프씨드 탈지박으로부터 제조한 단백질 가수분해물의가수분해 정도를 분석하였다. SDS-PAGE 분석은 15% 겔을 사용하였고, 각 시료는 10mg/ml의 농도로 희석한 후, 20ul을 겔에 로딩하였고, 85 V에서 약 2시간 동안 전기영동을 수행하였으며, 이후 Coomassie Brilliant Blue 시약을 사용하여 염색 후, 10% 아세트산이 함유된 30% 메탄올을 이용하여 탈색시켰다.Furthermore, the inventors of the present invention analyzed the degree of hydrolysis of protein hydrolysate prepared from defatted hemp seed meal for each sample used in Example <2-1> through SDS-PAGE electrophoresis. SDS-PAGE analysis used a 15% gel, and after each sample was diluted to a concentration of 10 mg/ml, 20 ul was loaded onto the gel, and electrophoresis was performed at 85 V for about 2 hours, followed by staining using Coomassie Brilliant Blue reagent and decolorization using 30% methanol containing 10% acetic acid.

그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 효소 처리를 수행하지 않은 햄프씨드 단백질 추출물(HPI)군에서는 진한 단백질 밴드가 확인되었고, 반면 효소처리를 통한 가수분해 수행 군들에서는 단백질 밴드가 거의 나타나지 않았다. 이러한 결과는 효소 처리에 의해 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 함유된 단백질들이 모두 저분자 펩타이드로 효과적으로 가수분해 되었음을 의미한다.As a result, as shown in Fig. 4, a dark protein band was confirmed in the hemp seed protein extract (HPI) group that was not subjected to enzyme treatment, whereas in the groups that were subjected to hydrolysis through enzyme treatment, protein bands were barely observed. These results imply that all proteins contained in the protein extract of defatted hemp seed meal were effectively hydrolyzed into low-molecular-weight peptides by enzyme treatment.

<실시예 3><Example 3>

햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물의 근위축 보호 효과분석Analysis of the muscle atrophy protective effect of low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from defatted hemp seed meal

<3-1> 마우스 실험군 준비<3-1> Preparing the mouse experimental group

상기 실시예들의 결과를 통해 가수분해도가 가장 높아 저분자 펩타이드를 다량 함유하고 있는 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 초음파 및 열처리로 전처리 하고 효소 처리를 통해 수득한 가수분해물(햄프씨드 탈지박의 단백 가수분해물인 제조예 4)을 이용하여 근 위축 보호 효과 여부를 분석하였다.Based on the results of the above examples, the protein extract of defatted hemp seed meal, which has the highest degree of hydrolysis and therefore contains a large amount of low-molecular-weight peptides, was pretreated with ultrasonic and heat treatment, and a hydrolysate obtained through enzyme treatment (Production Example 4, protein hydrolysate of defatted hemp seed meal) was used to analyze whether it has a muscle atrophy protection effect.

실험동물은 ㈜코아텍(Pyeongtaek, Korea)에서 수컷 7주령 C57BL/6N 마우스를 구입하여 사용하였으며, 통제된 온도(23±2℃), 습도(50±5%) 및 12시간 명암주기 하에서 사육되었다. 모든 실험동물은 1주 적응기간 후 무작위법으로 1) 정상 대조군, 2) dexamethasone 투여군, 3) dexamethasone + 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물(500mg/kg) 투여군, 4) dexamethasone + 햄프씨드 탈지박의 단백 가수분해물(250mg/kg) 투여군, 5) 햄프씨드 탈지박의 단백 가수분해물(500mg/kg) 투여군으로 분류하였다. 실험기간 동안(28일) 상기 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물 또는 햄프씨드 탈지박의 단백 가수분해물은 매일 경구투여하였고, 각 대조군은 동량의 식염수(salin)을 급여하였다. 마우스의 근위축 유도를 위해, 경구투여 시작 2주 후, 식염수에 녹인 dexamethasone을 10mg/kg body weight 농도에서 2주 동안 매일 복강투여 하였으며, 대조군은 동일 방법으로 식염수만 처리하였다. 실험기간동안 모든 실험동물은 일반 식이와 음용수를 자유롭게 섭취하도록 하였고, Avertin(2,2,2-tribromoethanol; Sigma-Aldrich Co.) 주사에 의한 마취 후 심장채혈 방법으로 혈액을 채취하였으며, 각 마우스의 대퇴사두근, 전경골근, 비복근 및 비장근 총 4개의 다리근육을 적출하여 -40℃에 보관하였다. 상기 기술한 동물실험에 대한 모식도는 도 5에 나타내었다.Experimental animals were purchased from Pyeongtaek Co., Ltd. (Korea), 7-week-old male C57BL/6N mice, and were raised under controlled temperature (23±2℃), humidity (50±5%), and a 12-h light/dark cycle. After a 1-week acclimation period, all experimental animals were randomly divided into the following groups: 1) normal control group, 2) dexamethasone administration group, 3) dexamethasone + protein extract of defatted hemp seed meal (500 mg/kg) administration group, 4) dexamethasone + protein hydrolysate of defatted hemp seed meal (250 mg/kg) administration group, and 5) protein hydrolysate of defatted hemp seed meal (500 mg/kg) administration group. During the experimental period (28 days), the protein extract of the defatted hemp seed meal or the protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal was orally administered daily, and each control group was fed the same amount of saline. To induce muscle atrophy in the mice, 2 weeks after the start of oral administration, dexamethasone dissolved in saline was intraperitoneally administered daily for 2 weeks at a concentration of 10 mg/kg body weight, and the control group was treated only with saline in the same manner. During the experimental period, all experimental animals were allowed to freely consume their normal diet and drinking water, and after anesthesia by injection of avertin (2,2,2-tribromoethanol; Sigma-Aldrich Co.), blood was collected by cardiac bleed method, and a total of four leg muscles (quadriceps femoris, tibialis anterior, gastrocnemius, and peroneus longus) of each mouse were excised and stored at -40℃. A schematic diagram of the animal experiment described above is shown in Fig. 5.

<3-2> 체중 및 그립강도 분석<3-2> Weight and grip strength analysis

본 발명에 따른 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물이 근위축 동물 모델에서 체중저하와 근력저하를 억제시킬 수 있는지를 분석하였다. 이를 위해 상기 <3-1>에서 준비한 각 마우스 실험군을 대상으로 체중 측정 및 그립강도 분석을 수행하였다. 상기 분석은 1주 적응기간 이후 0, 7, 14. 21, 23, 25, 28일째에 각각 측정하였고, 그립강도(Grip strength)는 kgf 단위로 측정하였으며, 스테인리스 스틸 그물판을 측정기에 부착하여 사용하였다. 실험동물이 모든 다리로 실험 도구의 그물판을 잡은 것을 확인한 뒤, 그립이 해제 될 때까지 꼬리를 일정한 속도로 잡아당겨 그립 강도를 측정하였다. 각 동물에 대한 3개의 측정값을 얻은 후 평균 값을 계산하였다.According to the present invention, it was analyzed whether the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal can suppress weight loss and muscle strength loss in a muscular atrophy animal model. To this end, body weight measurement and grip strength analysis were performed on each mouse experimental group prepared in the above <3-1>. The above analysis was measured on days 0, 7, 14, 21, 23, 25, and 28 after a 1-week adaptation period, and the grip strength was measured in kgf, using a stainless steel mesh plate attached to the measuring device. After confirming that the experimental animal grabbed the mesh plate of the experimental tool with all legs, the grip strength was measured by pulling the tail at a constant speed until the grip was released. After obtaining three measurement values for each animal, the average value was calculated.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 근위축에 따른 마우스의 체중 감소 현상이 본 발명에서 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 투여한 군(HPH-L)이 가장 효과적으로 억제되는 것으로 나타났고(6a), 그립 강도 분석에서도 본 발명의 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 투여한 군이 우수한 것으로 나타났으며, 상기 저분자 단백가수분해물을 500mg/kg의 농도로 투여한 군은 정상 대조군에 비해 더 우수한 그립강도 효과를 보이는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Fig. 6, the phenomenon of weight loss in mice due to muscular atrophy was most effectively suppressed in the group (HPH-L) administered the low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal manufactured by the present invention (6a), and the grip strength analysis also showed that the group administered the low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal of the present invention was superior, and the group administered the low-molecular-weight protein hydrolysate at a concentration of 500 mg/kg showed a better grip strength effect than the normal control group.

<3-3> 운동량 저하 억제 효과분석<3-3> Analysis of the effect of suppressing the decrease in exercise volume

본 발명에 따른 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물이 근위축 동물모델에서 관찰되는 운동량 저하 증상을 개선시킬 수 있는지를 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 상기 실험은 Voluntary wheel running 측정으로 수행하였는데, 마우스 동물모델 적응 21일차에 실시하였으며 마우스가 24시간동안 자유롭게 쳇바퀴를 탄 횟수를 측정하였다.An experiment was conducted to confirm whether the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal according to the present invention can improve symptoms of decreased exercise capacity observed in a muscular atrophy animal model. The experiment was conducted by measuring voluntary wheel running, and was conducted on the 21st day of adaptation to the mouse animal model, and the number of times the mouse freely ran on the wheel for 24 hours was measured.

그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, dexamethasone을 투여하여 근 위축을 유발시킨 마우스의 경우, 운동량이 정상군에 비해 저하되는 것으로 나타난 반면, 본 발명의 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 투여한 군(500mg/kg 투여군:HPH-H)은 근위축 마우스에서 나타난 운동량 감소 증상이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Fig. 7, in the case of mice in which muscle atrophy was induced by administration of dexamethasone, the amount of exercise was found to be decreased compared to the normal group, whereas in the group administered the low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal of the present invention (500 mg/kg administration group: HPH-H), it was confirmed that the symptoms of decreased exercise amount shown in the mice with muscle atrophy were improved.

<3-4> 근육감소 억제 효과분석<3-4> Analysis of muscle loss inhibition effect

나아가 본 발명자들은 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물이 근육 감소를 억제시킬 수 있는지를 확인하기 위해, 각 마우스 실험군에 대한 근육의 무게를 측정하였고, 근육을 관찰하였다. 근육 사진촬영 및 무게측정은 실험기간(28일) 후 해부와 동시에 진행되었고, 사진촬영은 카메라를 고정시켜 근육 간의 거리가 일정하게 유지하며 실시하였으며, 무게측정 값은 체중(body weight)으로 보정하였다.Furthermore, the inventors of the present invention measured the muscle weight of each mouse experimental group and observed the muscles to confirm whether the low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal can suppress muscle loss. Muscle photography and weight measurement were performed simultaneously with dissection after the experimental period (28 days). Photography was performed by fixing the camera and maintaining a constant distance between muscles, and the weight measurement value was corrected to body weight.

그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 각 마우스로부터 분리한 대퇴사두근, 전경골근, 비복근 및 비장근의 4개의 근육에 대한 조사 결과, 정상군에 비해 dexamethasone 투여로 근감소증이 유발된 군은 4개의 근육 모두에서 근 감소가 발생한 것으로 나타났다. 한편, 본 발명의 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 투여한 군의 경우(HPH-L; 250mg/kg 및 HPH-H; 500mg/kg), 근 감소가 개선되어 근육량이 다시 정상 수준과 유사하게 개선되는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Fig. 8, the results of examining four muscles (quadriceps femoris, tibialis anterior, gastrocnemius, and soleus) isolated from each mouse showed that, compared to the normal group, the group in which sarcopenia was induced by dexamethasone administration showed muscle loss in all four muscles. Meanwhile, in the case of the group administered the low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal of the present invention (HPH-L; 250 mg/kg and HPH-H; 500 mg/kg), muscle loss was improved and muscle mass was improved again to a level similar to the normal level.

<실시예 4><Example 4>

햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물의 근섬유 감소 억제 효과 분석Analysis of the effect of low molecular weight protein hydrolysate obtained from defatted hemp seed meal on muscle fiber reduction

상기 실시예에서 실험에 사용한 마우스 실험군을 대상으로 종아리 및 허벅지 근육을 분리하였다. 종아리 및 허벅지 근육은 조직고정을 위해 해부 직후 10% 포르말린에 냉장보관 하였고, 조직 염색을 위해 각각의 근육을 4~5um 두께로 얇게 잘라낸 후 헤마톡실린 2분, 에오신 1분 순서로 염색을 하였다. 이후 조직학적 분석을 위해 광학 현미경(Leica Microsystems, Wetzlar, Germany)으로 촬영을 하였고, 근섬유의 단면적(Cross sectional area ; CSA) 측정은 Image j software(64-bit Java 1.8.0_172)를 사용하여 정량하였다.In the above examples, the calf and thigh muscles were separated from the mouse experimental group used in the experiment. The calf and thigh muscles were refrigerated in 10% formalin immediately after dissection for tissue fixation, and for tissue staining, each muscle was thinly sliced into 4–5 μm thicknesses and stained in the order of hematoxylin for 2 minutes and eosin for 1 minute. Afterwards, photographs were taken under an optical microscope (Leica Microsystems, Wetzlar, Germany) for histological analysis, and the cross-sectional area (CSA) of the muscle fibers was quantified using Image j software (64-bit Java 1.8.0_172).

그 결과, 정상군에 비해 근위축이 유발된 마우스의 종아리 및 허벅지 근육에서는 근섬유의 감소가 현저하게 증가한 것으로 나타난 반면, 본 발명의 햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물을 투여한 군에서는 근섬유의 감소가 효과적으로 억제되는 것을 나타났으며, 특히 햄프씨드 탈지박으로부터 추출한 단백질 추출물 처리군(가수분해 처리 전; HPI)에 비해 가수분해한 저분자 단백가수분해물을 처리한 군이 더 효과적으로 종아리와 허벅지 모두에서 근섬유 감소가 억제되는 것을 확인할 수 있었고, 상기 저분자 단백가수분해물 처리 농도 의존적으로 근섬유의 감소가 억제되는 것으로 나타났다(도 9 및 도 10).As a result, it was shown that the decrease in muscle fibers was significantly increased in the calf and thigh muscles of mice in which muscle atrophy was induced compared to the normal group, whereas the group administered the low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from the defatted hemp seed meal of the present invention showed effective inhibition of the decrease in muscle fibers, and in particular, it was confirmed that the group treated with the hydrolyzed low-molecular-weight protein hydrolysate showed more effective inhibition of muscle fiber decrease in both the calf and thigh than the group treated with the protein extract extracted from the defatted hemp seed meal (before hydrolysis treatment; HPI), and it was shown that the decrease in muscle fibers was inhibited in a concentration-dependent manner by the low-molecular-weight protein hydrolysate treatment (Figs. 9 and 10).

이상의 결과를 통해 본 발명자들은 본 발명의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물이 근 위축 또는 근 감소를 효과적으로 개선, 예방 또는 치료할 수 있음을 알 수 있었다.Through the above results, the inventors of the present invention were able to find out that the low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal produced by the method of the present invention can effectively improve, prevent or treat muscle atrophy or muscle loss.

<실시예 5><Example 5>

햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물에 대한 근육분해 및 근육합성 관련 단백질 발현에 미치는 영향분석Analysis of the effect of low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from defatted hemp seed meal on the expression of proteins related to muscle breakdown and muscle synthesis

본 발명에 따른 햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물에 대하여 근육분해 및 근육합성 관련 단백질 발현에 미치는 영향을 웨스턴 블럿 분석을 통해 수행하였다.The effect of the low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from the defatted hemp seed meal according to the present invention on the expression of proteins related to muscle decomposition and muscle synthesis was performed through Western blot analysis.

이를 위해 각 마우스 실험군으로부터 채취한 종아리 및 허벅지 근육(-40℃ 이하에서 보관된 시료)에 RIPA 버퍼를 첨가하고 균질화시킨 후 원심분리하여 상등액을 수득하였고, 상등액에 함유된 단백질의 농도를 BCA 단백질 어세이 방법을 통해 정량분석하였다. 이후 8% 또는 12% SDS-PAGE 상에서 전기영동을 수행하였고, 이후 0.45 μm 폴리비닐리덴 디플루오라이드 막(polyvinylidene difluoride membranes)으로 단백질을 이동시켰다. 이후 상기 막을 3% BSA와 0.1% Tween-20 용액으로 실온에서 1시간 동안 블록킹 처리 후, 1차 항체를 첨가하여 4°C에서 밤새도록 반응시켰으며, TBS-T로 세척하고 horseradish peroxidase 2차 항체를 첨가하여 1시간 동안 반응시켰다. 이후 발현된 단백질 수준은 Fusion Solo 6S EDGE imaging system(Vilber, Marne-la-Vallee, France)을 이용하여 확인하였고, Fusion-capt software(Vilber)를 통해 정량화하였다.To this end, RIPA buffer was added to the calf and thigh muscles (samples stored at -40℃ or lower) collected from each mouse experimental group, homogenized, and centrifuged to obtain the supernatant, and the concentration of protein contained in the supernatant was quantitatively analyzed using the BCA protein assay method. Afterwards, electrophoresis was performed on 8% or 12% SDS-PAGE, and the proteins were transferred to 0.45 μm polyvinylidene difluoride membranes. After the membranes were blocked with 3% BSA and 0.1% Tween-20 solution for 1 hour at room temperature, primary antibodies were added, and reacted overnight at 4°C, washed with TBS-T, and horseradish peroxidase secondary antibodies were added and reacted for 1 hour. The expressed protein levels were then confirmed using a Fusion Solo 6S EDGE imaging system (Vilber, Marne-la-Vallee, France) and quantified using Fusion-capt software (Vilber).

이때 사용한 1차 항체로는, Myf5(ab125078; Abcam, Cambridge UK), MyoD(MA1-41017; Invitrogen, USA), MHC(sc-376157; Santa Cruz Biotechnology, USA) MuRF1(ab183094; Abcam, Cambridge, UK), MAFbx(ab168372; Abcam, Cambridge, UK)을 사용하였다.The primary antibodies used at this time were Myf5 (ab125078; Abcam, Cambridge UK), MyoD (MA1-41017; Invitrogen, USA), MHC (sc-376157; Santa Cruz Biotechnology, USA), MuRF1 (ab183094; Abcam, Cambridge, UK), and MAFbx (ab168372; Abcam, Cambridge, UK).

분석 결과, 종아리 근육의 경우, 햄프씨드 단백가수분해물(HPH)을 처리한 군에서는 근위축을 유도하는 유비퀴틴 리가제(Ubiquitin ligase E3) 전이효소인 MuRF1과 MAFbx의 단백질 발현 수준이 처리 농도 의존적으로 감소되어 있는 것으로 나타났으며, 반면 근육분화 및 합성에 관여하는 Myf5, MyoD 및 MyHC의 발현은 증가되어 있는 것으로 나타났다(도 11).The analysis results showed that in the case of calf muscles, the protein expression levels of MuRF1 and MAFbx, which are ubiquitin ligase E3 transferases that induce muscle atrophy, were decreased in a treatment concentration-dependent manner in the group treated with hemp seed protein hydrolysate (HPH), whereas the expression of Myf5, MyoD, and MyHC, which are involved in muscle differentiation and synthesis, was increased (Fig. 11).

또한, 허벅지 근육의 경우, 종아리 근육의 결과와 유사하게 햄프씨드 단백가수분해물(HPH)을 처리한 군에서 근위축 조절 인자의 단백질 발현 수준은 감소되어 있는 것으로 나타난 반면, 근육분화 및 합성에 관여하는 단백질의 발현 수준은 증가되어 있는 것으로 나타났다(도 12).In addition, in the case of thigh muscles, similar to the results for calf muscles, the protein expression levels of muscle atrophy regulatory factors were found to be decreased in the group treated with hemp seed protein hydrolysate (HPH), whereas the expression levels of proteins involved in muscle differentiation and synthesis were found to be increased (Fig. 12).

또한 상기와 같은 결과는, 햄프씨드 단백질 가수분해전의 시료인 햄프씨드 탈지박 단백질추출물을 처리한 군(HPI)에 비해 햄프씨드 단백질 가수분해물을 처리한 군(HPH)에서 확연히 증가되어 있는 것으로 확인되었다.In addition, the results as above were confirmed to be significantly increased in the group treated with hemp seed protein hydrolysate (HPH) compared to the group treated with hemp seed defatted protein extract (HPI), which is a sample before hemp seed protein hydrolysis.

<실시예 6><Example 6>

햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물에 대한 세포사멸 관련 단백질 발현에 미치는 영향 분석Analysis of the effect of low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from defatted hemp seed meal on the expression of apoptosis-related proteins

나아가 본 발명자들은 본 발명의 햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물이 세포사멸과 관련된 단백질의 발현에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다.Furthermore, the inventors of the present invention analyzed the effect of low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from the defatted hemp seed meal of the present invention on the expression of proteins related to apoptosis.

이를 위해 상기 <실시예 5>에서 종아리 근육 시료들을 대상으로, 동일 방법으로 수득한 웨스턴 블롯용 시료에 대해, 1차 항체로서 Bax(2772, Cell signaling, USA), Bcl-2(ab692; Abcam, Cambridge UK) 및 Cleaved Caspase-3(Asp175, Cell signaling, USA)을 각각 사용한 것을 제외하고는 <실시예 5>와 동일한 방법으로 웨스턴 블롯을 수행하여, Bax. Bcl-2 및 Cleaved Caspase-3 단백질의 발현수준을 분석하였다.To this end, Western blot was performed in the same manner as in <Example 5> for calf muscle samples obtained using the same method, except that Bax (2772, Cell signaling, USA), Bcl-2 (ab692; Abcam, Cambridge UK), and Cleaved Caspase-3 (Asp175, Cell signaling, USA) were used as primary antibodies, respectively, to analyze the expression levels of Bax, Bcl-2, and Cleaved Caspase-3 proteins.

그 결과, 도 13에 나타낸 바와 같이, 근위축 유발군(DEX)의 경우, 정상군(NC)에 비해 세포사멸 유도인자인 caspase-3의 발현이 현저하게 증가한 것으로 나타난 반면, 본 발명의 햄프씨드 단백가수분해물을 처리한 군(HPH-L, HPH-H) 처리군에서는 caspase-3 발현이 감소된 것으로 나타났고, 세포사멸 유도인자인 Bax의 발현도 효과적으로 억제되는 것으로 나타난 반면, 세포사멸을 억제하는 인자로 알려진 Bcl-2의 발현을 증가되는 것으로 나타났다. 한편, 햄프씨드 단백질 가수분해전의 시료인 햄프씨드 탈지박 단백질추출물을 처리한 군(HPI)에서는 햄프씨드 단백가수분해물을 처리한 군과 같은 유의한 효과는 확인되지 않는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Fig. 13, in the case of the muscle atrophy-induced group (DEX), the expression of caspase-3, an apoptosis-inducing factor, was found to significantly increase compared to the normal group (NC), whereas in the groups treated with the hemp seed protein hydrolysate of the present invention (HPH-L, HPH-H), the expression of caspase-3 was found to decrease, and the expression of Bax, an apoptosis-inducing factor, was found to be effectively inhibited, whereas the expression of Bcl-2, known as a factor that inhibits apoptosis, was found to increase. On the other hand, in the group treated with the hemp seed defatted protein extract, which is a sample before hemp seed protein hydrolysis (HPI), no significant effect, similar to the group treated with the hemp seed protein hydrolysate, was found.

이러한 결과는 본 발명에 따른 햄프씨드 탈지박으로부터 수득한 저분자 단백가수분해물이 근위축 또는 근감소증이 발병된 부위에서 발생하는 세포사멸을 효과적으로 억제하여 근육량을 유지시키고 및 근력을 개선시킬 수 있음을 의미한다.These results imply that the low-molecular-weight protein hydrolysate obtained from the defatted hemp seed meal according to the present invention can effectively inhibit cell death occurring in areas where muscle atrophy or sarcopenia has occurred, thereby maintaining muscle mass and improving muscle strength.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof. Those skilled in the art will appreciate that the present invention may be implemented in modified forms without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated by the claims, not the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the present invention.

Claims (6)

(1) 햄프씨드 탈지박에 증류수를 첨가하고 pH 10으로 조정하여 단백질을 용출시키고, 원심분리하여 상등액만을 수득한 후, 상기 상등액을 pH 5로 조정하여 용출된 단백질을 침전시켜 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물을 수득하는 단계;
(2) 상기 (1) 단계의 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 증류수를 첨가한 후, 초음파 처리 및 열처리를 순차적으로 수행하는 전처리 단계; 및
(3) 상기 (2) 단계의 전처리가 완료된 햄프씨드 탈지박의 단백질 추출물에 가수분해효소를 첨가하고 반응시켜 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 수득하는 단계를 포함하되,
상기 (2) 단계에서 초음파 처리는 250~350W에서 10~20분 동안 수행하고, 상기 (2) 단계의 열처리는 90~110℃에서 10~20분 동안 수행하며,
상기 (3) 단계의 가수분해효소를 첨가하고 반응시키는 것은 알칼라제(alcalase) 및 플라보자임(flavourzyme)을 순차적으로 처리하여 반응시키되, 상기 효소는 기질 중량 대비 3~5중량%로 첨가하고, 45~55℃의 온도 및 pH 7~8에서 1~2시간 동안 가수분해하는 것을 특징으로 하는,
근위축 또는 근감소증의 개선 또는 근육강화 활성을 갖는 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물의 제조방법.
(1) A step of adding distilled water to defatted hemp seed meal, adjusting the pH to 10 to elute protein, centrifuging to obtain only the supernatant, and then adjusting the pH of the supernatant to 5 to precipitate the eluted protein to obtain a protein extract of defatted hemp seed meal;
(2) a pretreatment step of sequentially performing ultrasonic treatment and heat treatment after adding distilled water to the protein extract of the defatted hemp seed meal of step (1); and
(3) A step of adding a hydrolytic enzyme to the protein extract of the defatted hemp seed meal, which has undergone the pretreatment of step (2) above, and reacting the same to obtain a low-molecular-weight protein hydrolysate of the defatted hemp seed meal,
In the above step (2), ultrasonic treatment is performed at 250 to 350 W for 10 to 20 minutes, and heat treatment in the above step (2) is performed at 90 to 110°C for 10 to 20 minutes.
The step (3) of adding and reacting the hydrolytic enzyme is characterized by sequentially treating and reacting alcalase and flavourzyme, adding the enzyme in an amount of 3 to 5 wt% relative to the substrate weight, and hydrolyzing at a temperature of 45 to 55°C and pH 7 to 8 for 1 to 2 hours.
A method for producing a low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal having muscle strengthening activity or improving muscle atrophy or sarcopenia.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물은 3kDa 이하의 가수분해된 저분자 펩타이드를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
In the first paragraph,
A method characterized in that the low-molecular-weight protein hydrolysate of the above defatted hemp seed meal contains a hydrolyzed low-molecular-weight peptide of 3 kDa or less.
제1항의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증 개선 또는 근육강화용 식품 조성물.A food composition for improving muscle atrophy or sarcopenia or strengthening muscles, comprising a low-molecular-weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal manufactured by the method of claim 1 as an effective ingredient. 제1항의 방법으로 제조된 햄프씨드 탈지박의 저분자 단백가수분해물을 유효성분으로 포함하는, 근위축 또는 근감소증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating muscle atrophy or sarcopenia, comprising a low molecular weight protein hydrolysate of defatted hemp seed meal manufactured by the method of claim 1 as an effective ingredient.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102403795B1 (en) 2020-03-31 2022-05-30 강원대학교산학협력단 Composition for anti-allergy or anti-oxidation comprising hemp seed extract
KR20220134101A (en) 2021-03-26 2022-10-05 대원식품 주식회사 Pharmaceutical composition for preventing or treating muscle diseases containing oyster hydrolysate as an active ingredient
KR20230079158A (en) * 2020-09-28 2023-06-05 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크. Cannabis plant-derived extracellular vesicles and treatment method using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102403795B1 (en) 2020-03-31 2022-05-30 강원대학교산학협력단 Composition for anti-allergy or anti-oxidation comprising hemp seed extract
KR20230079158A (en) * 2020-09-28 2023-06-05 유니버시티 오브 플로리다 리서치 파운데이션, 인크. Cannabis plant-derived extracellular vesicles and treatment method using the same
KR20220134101A (en) 2021-03-26 2022-10-05 대원식품 주식회사 Pharmaceutical composition for preventing or treating muscle diseases containing oyster hydrolysate as an active ingredient

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Combined ultrasound and heat pretreatment improve the enzymatic hydrolysis of clam (Aloididae aloidi) and the flavor of hydrolysates." Innovative Food Science& Emerging Technologies. (2021.1.2.)* *
Rodriguez-Martin, Noelia M., et al. "Hemp (Cannabis sativa L.) protein hydrolysates promote anti-inflammatory response in primary human monocytes." Biomolecules. vol.10. (2020.5.22.)* *
Wang, et al. "Effects of heating or ultrasound treatment on the enzymolysis and the structure characterization of hempseed protein isolates." Journal of food science and technology. vol.56.(2019.6.6.)* *

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