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기술번호
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KST2014063168
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자료제공기관
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미래기술마당
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기술공급기관
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한남대학교
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기술명
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양파자숙공정을 통한 식물유래 혈당상승억제 소재 Arginyl-fructose 생산
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기술개요
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본 발명은 양파로부터 인체에 유용한 성분, 예를 들어 페놀릭 성분 또는 아르기닐-프룩토오스와 같은 혈당강하성분의 함량이 높은 혈당강하제 조성물을 값싸고 대량으로 생산할 수 있는 제조방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 양파의 가압증자 횟수의 증가에 따라 α-글루코시다아제의 저해활성 및 혈당강하 효과가 유의적으로 증가하는 혈당강하제 조성물의 제조방법을 제공한다.따라서, 본 발명의 양파의 가압증자 공정을 통해 수득되는 신규한 혈당강하제 조성물을 이용하면 종래의 α-아밀라아제(α-amylase) 저해 약물이나 천연물 유래의 비특이적 소화효소 저해제의 과도한 α-아밀라아제 저해로 인해 발생하는 부작용인 소화되지 못한 전분의 대장 유입으로 인한 복부팽만, 설사 등을 개선할 수 있는 혈당강하제 및 건강기능식품을 제공할 수 있다.
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개발상태
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유사환경 테스트
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기술의 우수성
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1) 식품산업의 발달로 인하여 다양한 방법의 식품가공방법이 개발되어지고 이에 따른 다양한 형태의 제품들이 생산되어 지고 있음. 최근 들어서는 식품이 단순한 다이어트의 기능에서 보다 더 세분화되어 식품소재의 각종 생리활성 검증을 통한 건강기능식품으로의 개발이 러시를 이루고 있음
2) 식품산업의 발전은 식품의 대량생산에 기반을 두어 mass-production을 위한 각종 기술들의 진보를 이루어 왔으나 이제는 발달된 식품가공분야에서 더 이상 이렇다 할 기술의 진보가 가속화 되지 못하고 있는 실정임
3) 식품의 가공 중에서 가장 흔한 공정은 열처리 공정으로서 대부분의 식품이 반복된 가열과 냉각공정의 순환을 통해 이루어진다고 해도 과언이 아님. 이러한 열처리 공정 중에는 갈변이나 변성 같이 제조자가 원치 않는 제품의 변화가 빈번하므로 이를 제어하기 위한 다양한 시도가 연구되고 있음
4) 대부분의 식품은 그 구성에 있어서 기본적으로 탄수화물과 단백질이 주를 이루고 있으며, 분자량이 각기 다른 다양한 당류, 펩타이드, 아미노산등이 풍부하게 존재하고 있음
5) 이들 식품의 구성분인 당류와 아미노산은 전술한 식품의 열처리공정에서 Maillard 반응으로 명명되는 식품의 갈변과정을 거치게 되어 최종제품의 색과 향에 영향을 미침
6) 이러한 Mailard반응은 4단계의 복잡한 과정을 거쳐 최종산물인 갈변 물질을 생성하게 되는데 실온 또는 고온에서 일어나는 반응으로 아미노기를 가진 아미노산, 단백질 또는 아민등과 카르보닐기를 함유한 당류, 알데하이드 및 케톤 등과 의 상호 반응에 의하여 일어나는 갈변 반응임
7) 예를 들어 Arginine과 같은 특정 유리아미노산이 풍부한 인삼의 경우, 열처리공정(증숙)을 통한 홍삼제조시 특이적인 갈변물질들이 생성됨을 밝혀져 있음
8) 생성되는 갈변물질들을 홍삼으로부터 분리정제 한 결과 현재까지 Arginyl-fructose(AF)와 Arginyl-fructosyl-glucose(AFG) 가 보고 되어 있음
9) Arginine과 glucose의 Maillard 반응을 통해 생성되는 Arginyl-fructose(AF)와 maltose와 반응하여 생성되는 Arginyl-frucosyl-glucose(AFG)의 구조는 하기의 그림과 같았음
10) 이들 홍삼의 갈변물질인 AF와 AFG의 함량은 대표적인 인삼의 주성분인 진세노사이드와 비교하였을 때, 약 5 mg/g의 농도로 0.5%정도밖에 차지하지 않는 사포닌과 비교하면 약 2~4%로 상대적으로 갈변물질의 성분비는 높은 것으로 보고 되었음
11) 또한 이들 갈변물질들은 자체 구조특이성에 기인한 당질분해효소저해 활성이 보고되어 있어서 홍삼과 같은 증숙 제품의 항당뇨 효능에 대한 과학적 증명의 예가 되고 있음
12) 그러나 인삼을 사용하는 홍삼의 경우 원가가 고가인 관계로 값싸고 대량으로 혈당 강하제를 제조 할 수 없는 한계가 있음
13) 따라서 인체에 유용한 성분, 특히 Amadori compounds와 같은 혈당강하 성분의 함량이 높으면서 섭취가 간편하고 비 특이적 소화효소 저해 문제를 최소화하는 동시에 값싸고 대량으로 제조 할 수 있는 새로운 천연물 유래의 혈당강하제 조성물의 제공이 요구되고 있음
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응용분야
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1. 본 제안기술 개발자의 제조기술로 합성한 아르기닌 유도체(AF와 AFG)는 혈당저해능 외에 항산화기능을 포함하고 있어 건강기능식품이나 화장품제조 등에 활용이 가능함
1) 기능성화장품: 아르기닌 유도체의 항산화효능은 활성산소에 의한 피부노화를 방지하기위한 기능성화장품의 재료로 활용 가능함
2) 성기능개선식품: 최근의 발표는 홍삼제조시 생성되는 아르기닌 유도체 AF와 AFG가 남성의 성기능 개선(발기부전)에 효과가 있음을 동물실험 연구에서 규명
3) 심장병 약과 함께 복용할 경우 혈압 급강하 현상 등 부작용을 일으키는 비아그라의 문제점을 보완할 수 있는 천연 소재 강점을 활용한 시장 개척의 가능성을 제시함
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시장규모 및 동향
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1. 해외 시장동향
1) 세계 당뇨병 치료제 시장 규모는 2006년 200억 불에서 2010년 300억 불을 형성하였으며, 2019년 350억 불을 형성할 것으로 예측됨
2) 당뇨병치료제 유형별 규모
- 2형 당뇨병 시장이 약 90% 이상을 차지하고 있으며 비 인슐린 당뇨치료제는 2009년 120억 불의 매출을 기록하였으며 GLP-1 agonist 등과 같은 신규 약물이 등장하여 2019년까지 180억 불을 기록할 것으로 예측됨
3) 본 대상기술의 응용시장
- 기능성화장품 세계시장규모: 미백, 피부노화방지, 자외선차단 기능을 포함한 기능성화장품의 세계시장의 규모는 2012년 세계 화장품 시장인 2,314억 달러 중 약 7%에 해당되는 105억 달러로 추정되며 6.5%의 성장률으로 2016년에는 193억 달러에 이를 것으로 판단됨
2. 국내 시장동향
1) 우리나라는 현재 OECD 국가 중 당뇨병 및 합병증으로 인한 사망률 1위 국가로 30세 이상 국민의 10%가 당뇨병 환자로 알려져 있으며 매년 전체 당뇨병 환자의 10%씩 새로운 환자가 발생함
- 현재 당뇨병치료에 지출하는 의료비가 전체의료비의 20%에 육박함
- 2001년 당뇨병 국내시장 규모는 약 800억에서 매년 10%가 넘는 성장률을 기록하여 2010년 4,500억 원의 시장을 형성함
2) 응용 시장
- 국내 기능성화장품시장은 2006년 7,530억 원 규모에서 2012년 2조 1,500억 원으로 약 3배 가까이 커졌으며, 특히 전체 화장품 시장에서 기능성 화장품이 차지하는 비중도 2006년 18.2%에서 2012년 30.2%로 증가하였음
- 향후 고령화 트렌드가 지속되어 2024년 40~60대 여성 인구는 1,196만명, 전체 여성대비 차지 비중은 45.9%로 피크를 기록하여 기능성 화장품 시장 역시 함께 성장할 것으로 예상됨
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희망거래유형
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사업화적용실적
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도입시고려사항
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