식물유래 기능성 소재의 탐색과 활용.

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1 식물유래 기능성 소재의 탐색과 활용

2 천연물 탐색 필요성 ○ 천연물(식용 동·식물, 한약재류)에 다양한 Phytochemical 존재
○ 천연 지향적 소비자 기호에 따른 식품 첨가물로서 항산화제 및 보존제 개발 필요 ○ 천연물질로부터 다양한 기능성확인

3 기능성식품의 중요성 식품의 기능 제 1 차 기능 : 영양기능 (5대 영양소) 제 2 차 기능 : 기호기능(복합개념)
제 3 차 기능 : 생리활성기능(비영양 미량성분) 식품과 건강관계 만성질환의 70-80%는 식품과 직간접으로 관계가 있음 균형 잡힌 우수 식품 섭취를 통하여 상당한 질병예방이 가능함 건강하게 장수하는 비결은 좋은 식품을 섭취하고 운동을 하는 것임

4 고령화사회로의 초고속 진입에 의한 GDP대비 국민의료비 비중증대 기능성식품을 이용한 국민건강증진 및 국가경쟁력 증대 도모
의학적 중요성 고령화사회로의 초고속 진입에 의한 GDP대비 국민의료비 비중증대 기능성식품을 이용한 국민건강증진 및 국가경쟁력 증대 도모 65세이상 노인인구 310만명 467만명 633만명 자료: 매일경제 / 서울대 보건대학원 `공공병원 확충방안개발에 관한 최종 보고서’

5 건강기능식품 세계시장 현황 건강기능식품 세계시장에서의 한국의 위치 년 도 1997 1998 1999 2000 2001 2002
2007 시장규모(억불) 650 1,090 1,280 1,380 1,501 2,023 3,771 자료 : Nutrition Business Journal, USA (2003), Food Technology, USA (2003) 건강기능식품 세계시장에서의 한국의 위치 미국 EU 일본 캐나다 한국 아시아1) 기타2) 계 매출액 (억불) 708 647 364 60 10 139 95 2,023 % 35.0 32.0 18.0 3.0 0.5 6.9 4.6 100 자료 : Nutrition Business Journal, USA (2003) 주 1) : 일본, 한국 제외 주 2) : 라틴아메리카 등

6 기능성식품 시장현황 국가 시장규모 비고 세계기능성식품시장 2005년 1500억 달러 추정 미국 약 53조원 (2005)
1994년 DSHEA법 시행 후 효능효과 표시가능으로 매년 폭발적인 성장거듭(연 평균 18% 이상 성장) 유럽 약 35조원 (2003) 일본 약 18조원 (2003) 2001년 FOSHUI법안이 정착하여 “기능성”표현이 사실상 자유로이 사용가능 한국 약 3.4조원 (2004) 2004년 건강기능성식품법 발효(효능효과표시 가능)에 따른 시장 성장 세계기능성식품시장 2005년 1500억 달러 추정

7 시장 성장성 미국 기능성식품 시장 발전 추이 세계시장규모는 매년 2자리수 증가 2010년에 5000억불 예상 60 50 40
$50.58 $44.37 50 $39.61 $34.75 40 $30.48 $25.40 $ billion 30 $21.17 $17.84 $14.70 20 $11.91 $13.23 10 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005년 자료: 2002 보건산업백서 / 시장예측: Health Food 2002 세계시장규모는 매년 2자리수 증가 2010년에 5000억불 예상

8 신 생 성 장 포 화 미국의 생리활성 물질에 대한 시장현황 비타민C 비타민A 칼슘 비타민E 엽산 저지방 이소후라본
신 생 성 장 포 화 비타민C 비타민A 칼슘 비타민E 엽산 저지방 이소후라본 오메가-3-지방산 프로바이오틱 대두 단백질 미국의 생리활성 물질에 대한 시장현황

9 건강기능성식품 시장규모 추이 및 전망 (한국)
(억원) 1997 1998 2002 2003 건강보조식품(24개 품목군) 9,800 6,200 15,000 18,000 비타민 1,000 인삼제품(15개 품목군) 1,250 1,200 특수영양제품(2개 품목군) 634 600 기능성식품 13,200 13,000 합계 25,884 22,000 30,800 33,800

10 국내 시장현황 및 업체현황 - 기능성식품 중 건강보조식품의 시장현황 - - 기능성식품 중 건강보조식품 관련 업체현황 -
(억원) 년도 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 매출규모 9,700 11,200 9,800 6,200 8,700 10,500 12,000 15,000 18,000 증감율(%) - 15.5 -12.5 -36.7 40.3 20.7 14.3 20.0 16.7 - 기능성식품 중 건강보조식품 관련 업체현황 - 구분 식품업체 제약업체 인삼제품업체 조합 기타 계 업체수 35 33 8 7 179 262 증감율 13.4 12.5 3.1 2.7 68.3 100 (Health Food, 2002) 건강기능식품법 발효로 업체 위축 - 기능성식품 국내 생산업체 2000년 2234업체에서 2004년도 말 2000 여 업체로 감소 - 감독강화, 일정기준에 미달되는 중소업체는 정상적인 영업활동이 불가능해짐, 시장신뢰도 제고 - 기준규격강화 : 기술력, 제품력, 유통망에서 우위를 가진 대기업이나 바이오벤처, 제약회사 위주로 시장재편

11 주요 기능성식품 품목별 수출입 현황 (한국) 미국 OTC 제품, 검증되지 않은 중국 제품의 수입증가
품목명 수출액 (억원) 수입액 (억원) 정제어유 7 147 스쿠알렌 44 유산균 1 36 조류식품 27 24 알로에 28 146 베타카로틴 키토산 21 17 기타 영·유아식 영양보충용식품 32 893 인삼 790 전체합계 905 1,719 일반의약품 처방의약품 (Health Food, 2002) 미국 OTC 제품, 검증되지 않은 중국 제품의 수입증가 건강기능식품법 발효 후 중국 OEM 증가

12 최근 우리 식생화의 변화 쌀 소비 감소 : 130kg(80년대)→78kg/1인/년(2003년) 육류의 소비증가
불균형 영양섭취(과도한 지방섭취) 농후 식품 섭취와 운동부족 정제된 식품 섭취로 식이섬유 섭취 감소

13 소비자의 인식 변화 가. 식품과 질병 발생에 깊은 관련 나. 질병은 식품으로 관리 가능 다. 노년층에서 관심 고조
라. 정부도 의료비용 절감을 위한 건강식에 큰 관심 - Nutritional labeling - Healthy diet 교육 강화 (의대) - 기술개발 (맛좋고 건강에 좋은 제품 개발) 마. 건강 관련 제품의 수요 급증 바. Self-health maintenance

14 한국인의 주요사인 순위 사망원인 연 도 1992 2002 단위 : 10만명당 사망자수 1 신생물 112.1 131.9 2
연 도 1992 2002 1 신생물 112.1 131.9 2 순환기계통질환 156.6 127.8 3 호흡기계통질환 22.7 34.5 4 소화기계통질환 42.6 29.4 5 내분기계통질환 14.7 26.8 6 특정감염성 및 기생충질환 13.9 11.9 (통계청자료 참조) 미국인의 허혈성 심질환 사망률: 300/100,000 암은 예방뿐, 정복되지 않을 것(Michael Bishop, 캘리포니아 주립대)

15 사망환자의 원인분석 심혈관 질환(심장과 동맥), 암, 비만이 사망원인의 70%차지
암의 1/3, 심혈관 질환 및 고혈압의 1/2 : 식품관련 관련식품 : 과다한 지방(특히 포화지방), 과소한 섬유, 채소 및 과실 80년대 초부터 기능성 물질에 의한 질병예방 효과 인정 항산화제, 어유 : 동맥경화 등 순환기계질환 예방 β-carotene, Licopene : 암 예방 Ca : 골다공증, 월경전 불안 예방 섬유소 : 대장암 예방, 관상동맥증상 예방 불포화지방산 : 관상동맥질환 사망률 감소 콜린 : 혈압강하 나이아신 : 고지혈증 치료 아연 : 전염성질환 저항력 증진 및 면역력 증강

16 기능성 성분의 생체내 역할 면역부활작용 알레르기 작용 생체의 방어 기 타 당뇨병의 방지작용 고혈압의 방지작용 질병의 방어
항종양작용 기 타 혈기능조절 작용 콜레스테롤 제어작용 질병의 회복 혈소판 응고 방지작용 기 타 섭취기능조절 작용 흡수기능조절 작용 생체리듬의 조절 신경계조절 작용 기 타 과산화지질 억제작용 노화의 억제 기 타

17 건강기능식품 법적 세계 동향 미국 1990 : 영양 표시 및 교육법(NLEA) ⇒ 영양표시 의무화(Health claim)
1994 : 식이보충재 건강 및 교육법(DSHEA) ⇒ 식이보충제의 건강기능 표시가능 현재 : 제조업자가 영양표시, 신고 및 건강 기능성 입증 요구 일본 1969 : 건강식품산업 시작(1986 : 기능성식품 용어 사용) 1991 : 특정보건용 식품 제도 실시 ⇒ 특정 보건용도에 적합 표시 2001 : 보건기능식품 제도 도입 ⇒ 영양기능식품 추가 중국 1996 : 보건기능 식품관리법 대만 1999: 건강 식품관리법 한국 : 영양 식품 제도 도입 : 건강보조식품제도 도입(21개 품목), 특수영양식품과 구별 : 건강기능식품법 공포(법률 제6727호) : 건강기능식품법 시행령 공포(대통령령 제18164호) : 건강기능식품의 기준 및 규격(식약청고시 제 호)

18 Examples of functional substances grouped by food source
Plants Animals Microbials β­Glucan Ascorbic acid γ­Tocotrienol Quercetin Luteolin Cellulose Lutein Gallic acid Perillyl alcohol Indole­3­carbonol Pectin Daidzein Glutathione Potassium Allicin d­Limonene Genestein Lycopene Hemicellulose Lignin Capsaicin Geraniol β­Ionone α­Tocopherol β­Carotene Nordihydrocapsaicin Selenium Zeaxanthin Conjugated Linoleic Acid(CLA) Eicosapentaenoic acid(EPA) Docosahexaenoic acid(DHA) Sphingolipids Choline Lecithin Calcium Ubiquinone(coenzyme Q10) Zinc Saccharomyces boulardii(yeast) Bifidobacterium bifidum B. longum B. infantis Lactobacillus acidophilus(LCI) L. acidophilus(NCFB 1748) Streptococcus salvarius (sub. Thermophilus)

19 Examples of functional Substances grouped by mechanisms of action
Anticancer Positive influence on blood lipid profile Antioxidation Anti-inflammatary Osteogenetic or Bone protective Capsaicin Genestein Daidzein α­Tocotrienol γ­Tocotrienol CLA Lactobacillus    acidophilus Sphingolipids Limonene Diallyl sulfide Ajoene α­Tocopherol Enterolactone Glycyrrhizin Equol Curcumin Ellagic acid Lutein Carnosol L. bulgaricus β­Glucan δ­Tocotrienol MUFA Quercetin ω­3 PUFAs Resveratol Tannins β­Sitosterol Saponins Ascorbic acid β­Carotene Polyphenolics Tocopherols Tocotrienols Indole­3­carbonol Lycopene Glutathione Hydroxytyrosol Luteolin Oleuropein Catechins Gingerol Chlorogenic acid Linolenic acid EPA DHA Soy protein Calcium

20 Examples of functional substances grouped by chemical nature
기 능 성 물 질 이소프레노이드 (테르페노이드) 페놀성 화합물 단백질/ 아미노산 탄수화물 및 그 유도체 지방산 및 구조지질 무기질 미생물 probiotics prebiotics carotenoids saponins tocotrienols tocophenols simple terpenes coumarins tannins lignin anthocyanins isoflavones flavonones flavonols amino acids allyl-S compds capsaicinoids isothiocyanates indoles folate choline Ascorbic acid oligosa ccharides non-starch PS n-3 PUFA CLA MUFA sphingolipids lecithin Ca Se K Cu Zn

21 천연소재를 이용한 건강기능식품 관련 국내특허의 분야별 비율
가공기기 등 (17%) 일반식품 (29%) 기타 (5%) 건강기능식품 (32%) 기능성소재 (17%) 자료 : 보건산업기술동향 / 여름

22 연도별 천연소재를 이용한 건강기능식품 관련 국내특허출원 건수의 추이
30 18 13 12 2 자료 : 보건산업기술동향 / 여름

23 천연소재를 이용한 건강기능식품의 기능별 출원건수
항스트레스 2 함염 1 항산화 5 항균 숙취해소 장기능개선 면역기능강화 4 혈압강하 비만억제 3 니코틴분해 항암 콜레스테롤분해 자료 : 보건산업기술동향 / 여름

24 기능성식품 시장이 성장할 요인 식품과 질병 발생에 깊은 관련 질병은 식품으로 관리 가능 노년층에서 관심 고조
정부도 의료비용 절감을 위한 건강식에 큰 관심 영양 표시제 도입 건강식 교육 강화 (의대) 기술개발 (맛좋고 건강에 좋은 제품 개발) 건강 관련 제품의 수요 급증 자가 건강 유지 확산

25 건강기능성식품을 위한 천연물 탐색 필요성 지구상에 25~50만종 식품 중 1~10%만 식용, 약용으로 이용
건강기능성식품을 위한 천연물 탐색 필요성 지구상에 25~50만종 식품 중 1~10%만 식용, 약용으로 이용 천연물(식용 동·식물, 한약재 류)에 다양한 Phytochemical 존재 천연 지향적 소비자 기호에 따른 소비자 욕구 증대 각종 식품기원 생리활성 물질이 만성질환 억제 효능 입증

26 식물 기원 기능성 화학물질 식 물 기 능 성 화 학 물 질 백합과 식물 (마늘, 양파, 골파, 부추)
Alkyl sulfides 평지과 식물 (브록코리,코리후라워, 양배추, 꽃양배추, 케일, 순무, 꼭두서니, 구경양배추) Indoles/glucosinolates Sufaforaphand Isothiocyanates/thiocyanates Thiols 가지과 식물 (토마토, 후추) Lycopene 미나리과 식물 (당근, 셀러리, 고수풀, 파슬리) Carotenoids Phthalides Polyacetylenes 엉겅퀴 Silymarin 감귤류 (오렌지, 레몬, 그레이프후루트) 구루카레이트 Monoterpenes(limonene) 기타 과일 (포토, 베리, 체리, 사과, 참외, 수박, 석류) Ellagic acid Phenols Flavonoids(quercetin) 콩, 곡류, 종실 (대두, 귀리, 보리, 현미, 밀, 아마씨) Flavonoids(isoflavones) Phytic acid Saponins 향신료 (생강, 민트, 로스마리, 오리가노, 타임, 사지, 바질, 가라왜이, 회향풀) Gingerols, Curcumin Flavonoids 감초, 녹차 Glycyrrhizin Catechins

27 주요 기능성식품과 기능성인자 성분 주 요 작 용 함유식품 또는 원료 식이섬유 변비 방지 야채류, 해조류 콜레스테롤 저하 두류
Polydextrose 상 동 포도당 키틴 · 키토산 갑각류 EPA 혈전 및 동맥경화 방지 어류 혈압 저하 DHA 뇌기능 개선 어유 순환기계 기능 개선 타우린 간기능 개선, 담석 예방 어패류 α-리놀렌산 고지혈증 개선 달맞이꽃 종자유, 모유 아토피성 피부염 개선 레시틴 콜레스테롤 저하, 혈압 저하 대두 및 난황 CCP(casein phospho peptide) 칼슘 흡수 촉진 우유 OPP(opioid peptide) 진통 및 신경 안정 모유 올리고당류 비피더스균의 증식 대두, 야채 장내환경 개선 햄철 빈혈 예방 간, 패류 김네만산 당분 흡수억제 Gymneme sylvestre β-카로틴 비타민A 전구체 및 함암작용보고 당금 등 녹황색야채 옥타코사놀 체력증강, 운동기능 향상 쌀과 소맥의 배아 파라티노스 충치 예방 설탕 아스파탐 칼로리 섭취 제한 아미노산 유산균 · 비피더스 균 정장작용, 면역향상 요구르트

28 현재 건강기능식품공전에 수록되어 있는 품목(한국)
건강 보조식품 품목 1. 영양보충용제품 2. 인삼제품 3. 홍삼제품 4. 뱀장어유제품 5. EPA 및 DHA 함유제품 6. 로얄젤리제품 7. 효모제품 8. 화분제품 9. 스쿠알렌 함유제품 10. 효소 함유제품 11. 유산균 함유제품 12. 클로렐라 제품 13. 스피루리나 제품 14. 감마리놀렌산 함유제품 15. 배아유 제품 16. 배아 제품 17. 레시틴 제품 18. 옥타코사놀 함유제품 19. 알콕시글리세롤함유제품 20. 포도씨 유제품 21. 식물추출물발효 제품 22. 뮤코다당, 단백 제품 23. 엽록소 함유제품 24. 버섯 제품 25. 알로에 제품 26. 매실추출물 제품 27. 자라 제품 28. 베타카로틴 함유제품 29. 키토산 함유제품 30. 키토올리고당 함유제품 31. 글루코사민함유제품 32. 프로폴리스 추출물제품

29 잠정적으로 인정한 건강기능식품별 기능성 내용
품      목 기능성 내용 1. 인삼제품 원기회복, 면역력증진, 자양간장에 도움 2. 홍삼제품 3. 뱀장어제품 건강증진 및 유지, 영양보급 4. EPA 및/또는 DHA함유제품 EPA제품 : 콜레스테롤개선에 도움, 혈행을 원활히 하는데 도움 DHA제품 : 두뇌·망막의 구성성분, 두뇌영양공급에 도움 5. 로얄제리제품 영양보급, 건강증진 및 유지, 고단백식품 6. 효모제품 영양의 불균형개선, 영양공급원, 건강증진 및 유지, 신진대사기능 7. 화분제품 영양보급, 피부건강에 도움, 8. 스쿠알렌제품 산소공급의 원활화, 피부건강에 도움, 신진대사기능 9. 효소제품 신진대사기능, 건강증진 및 유지 연동작용 및 배변에 도움, 체질개선 10. 유산균함유식품 유익한 유산균의 증식, 장내 유해 미생물의 억제, 장내 연동운동, 정장작용 11. 클로렐라제품 단백질 공급원, 체질개선, 영양보급, 핵산 및 단백질, 엽록소, 섬유소등 성분함유, 건강증진 및 유지 12. 스피루리나제품 필수아미노산의 공급원, 단백질공급, 영양공급, 생리활성성분함유, 건강증진 및 유지 13. 감마리놀렌산함유제품 필수지방산의 공급원, 콜레스테롤의 개선에 도움, 혈행을 원활히 하는데 도움, 생리활성물질 함유

30 품      목 기능성 내용 14. 배아유제품 15. 배아제품(밀배아제품에 한함) 항산화작용, 생리활성성분함유, 신진대사기능 16. 레시틴제품 콜레스테롤개선에 도움, 두뇌영양공급, 항산화작용, 혈행을 원활히 하는데 도움 17. 옥타코사놀함유제품 건강증진 및 유지, 지구력 증진 18. 알콕시글리세롤함유제품 유아 성장에 도움, 생리활성성분 함유, 신체저항력 증진 19. 포도씨유제품 항산화작용, 필수지방산 공급원 20. 식물추출물발효제품 건강증진 및 유지, 체질개선, 영양공급원 21. 뮤코다당∙단백제품 연골의 구성성분, 건강증진 및 유지, 영양공급 22. 엽록소함유제품 SOD함유, 유해산소의 예방, 피부건강에 도움, 건강증진 및 유지 23. 버섯제품 혈행을 원활히 하는데 도움, 생리활성물질 함유, 건강증진 및 유지 24. 알로에제품 장운동에 도움, 면역력증강기능, 위와 장건강에 도움, 피부건강에 도움(알로에베라), 배변활동에 도움(아보레센스) 25. 매실추출물제품 유해균의 번식 억제, 피로회복에 도움, 유기산작용, 알칼리성 생성식품 26. 자라제품 건강증진 및 유지, 영양공급, 단백질공급원, 신체기능의 활성화, 체력증진, 체력보강 27. 베타카로틴함유제품 비타민A의 전구체, 항산화작용, 유해산소의 예방, 피부건강 유지 28. 키토산함유제품 콜레스테롤개선에 도움, 항균작용, 면역력증강기능

31 품      목 기능성 내용 29. 키토올리고당함유제품 콜레스테롤개선에 도움, 항균작용, 면역력증강기능 30. 글루코사민함유제품 관절 및 연골의 구성성분, 관절 및 연골건강에 도움 관절 및 연골을 튼튼히 하는데 도움을 줌 31. 프로폴리스추출물제품 항균작용, 항산화작용 32. 영양보충용제품 1) 단백질보충용제품 근육, 결합조직등 신체조직의 구성성분, 영양부족 개선 건강증진 및 유지, 단백질대사균형에 도움, 영양보급 2) 비타민A보충용제품 ∙동물성식품에 함유되어 있으며 녹황색의 식물성식품에는 체내에서 비타민A의 전구체인 카로티노이드의 형태로 들어 있음 ∙눈의 간상세포에서 물체를 볼 수 있게 해주는 색소(로돕신)를 합성하는데 비타민A가 필요 ∙눈의 영양보급 3) 비타민B1보충용제품 ∙곡류(당질)섭취량이 많을수록 비타민B1의 필요량이 증가 ∙에너지대사에 관여 4) 비타민B2보충용제품 ∙탄수화물, 단백질, 지방 등이 산화되어 에너지를 발생할 때 작용하는 효소작용을 도움 5) 비타민B6보충용제품 ∙아미노산대사에 관여, 헤모글로빈의 구성성분인 헴합성과정에 관여함 6) 비타민B12보충용제품 핵산합성과 조혈작용에 관여함 적혈구형성에 보조적인 역할을 함 7) 비타민C보충용제품 항산화작용, 항산화작용을 하며 균형적인 식사를 통해 적절한 비타민C를 섭취하도록 권장하고 있음 8) 비타민D보충용제품 뼈의 형성에 도움, 장관에서 칼슘의 흡수를 도움, 칼슘의 대사를 촉진시켜 칼슘이 체외로 배설되지 않도록 칼슘의 재흡수를 도움

32 품      목 기능성 내용 9) 비타민E보충용제품 항산화작용, 비타민E첨가시 지방산들의 산화를 막음 10) 비타민K보충용제품 비타민K공급이 충분치 않으면 혈액응고가 지연됨 11) 나이아신보충용제품 에너지대사에 관여, 산화환원작용 12) 비오틴보충용제품 지방, 단백질, 글리코겐합성에 관여 13) 엽산보충용제품 세포, 특히 적혈구형성에 필요한 장관의 기능 유지 14) 판토텐산보충용제품 Coenzyme A와 acyl carrier protein의 구성성분으로 체내에서 지방산의 합성과 대사 및 pyruvate 및 α-ketoglutarate산화 등의 반응에 관여 15) 마그네슘보충용제품 골격, 체액의 구성성분 16) 셀레늄보충용제품 항산화영양소로서 비타민E와 함께 체내에서 지질의 산화를 방지하고 세포막을 보호해줌 17) 아연보충용제품 인체의 모든 조직에 존재하는 미량원소, 핵산과 아미노산의 대사에 관여 18) 요오드보충용제품 갑상선호르몬의 구성성분 19) 철보충용제품 적혈구의 성분으로 산소를 운반함 헤모글로빈, 미오글로빈의 성분 20) 칼슘보충용제품 ∙체내칼슘의 대부분(99%)은 골격과 치아에 존재하고 극히 일부(1%)가 세포와 세포내외의 체액에 존재하면서 신체의 조절기능을 수행함 ∙골격과 치아의 구성성분 ∙칼슘부족예방, 성장발육에 도움 21) 식이섬유보충용제품 배변활동 원활, 체중감량에 도움, 지방흡수 저하, 지방합성 저해, 체지방 분해

33 식물의 특수 성분들 많은 식물, 특히 향신료에 강한 생리활성물질 함유 마늘 정향(Clove)
로마 시대, Hippocrates에 의해 상처 치유에 이용 식중독 미생물 (Shigella dysentriae, Staphylococcus aureus) 부패성 효모, mycotoxin 생성 저지에 효과 항암 효과 입증 정향(Clove) 정유 성분이 강력한 항균성 발현 (식중독 미생물 포함) 곰팡이 중 발암성 물질 생성 저지 Eugenol이 주 유효성분

34 기능성이 알려진 향신료 Achite Allspice Almond Angelica Basil Bay Bergamit Calmus
Canaga Cinnamin Citronella Dill Elecampane Fenne Garlic Ginger Lemon Licorice Lime Mace Nutmeg Onion Paprika Parsley Pennyroyal Pepper Peppermint Rosemary Sage Sassafras Spearmint Slar anise Tarragon Thyme Turmeric Verbena Wintergreen * 향신료중 유효성분; Cinnamic aldehyde, Thymol, Menthol, Eugenol, Vanillin, Anethole

35 기타 식물성분 (www.alric.org/fplant/ )
식물색소 및 관련물질 : Flavonol과 proanthocyanidines(tannins), anthocyanin 등 효모 및 일부 세균에 증식 저지효과, 시력 보호 기타 식물성분 ( ) Humulones and lupulones Hop에 존재 G(+)bacteria에 효과 Hydroxycinnamic acid and derivatives 고등식물과 과실, 야채, 곡류 및 견과류에 존재 예 : caffeic, chlogenic, p-coumaric, ferulic, quinic acid 광범위한 미생물에 저지효과 Oleuropein 주로 phenolic compound로서 올리브에 많이 존재 L. plantarum, L. mesenteroids, fungi에 효과 Caffein Coffee와 cocoa에 존재, mycotoxin 생성저지 Theophylline and theolvromine 홍차에 존재, 식중독 미생물(Salmonella 등) 효과 Phytoalexins 살아있는 식물 세포에서 생성 -미생물 침입시,상처 발생시 보통 fungi와 세균에 효과

36 한약재 황백(黃柏) - B. subtilis, L. plantarum 최신방약합편에 수록된 항균성 약재
황기 (黃耆) 제니 (濟泥) 적전 (赤箭) 백급 (白芨 ) 승마 (升摩) 고삼 (苦蔘 ) 산자고 (山慈菰) 용담초 (龍膽草) 사상자 (蛇床子) 백지 (白芷) 택란엽 (澤蘭葉) 누토 (漏吐) 청력자 (淸力子) 백질려 (白黎) 곡정초 (穀精草) 초오 (草烏) 상육 (商陸) 낭독 (狼毒) 송지 (松脂) 사삼 (沙蔘) 곤포 (昆布) 조각자 (조角刺) 수양 (水楊) 상심자 (桑甚子) 상백피 (桑白皮) 저령 (猪笭) 목별자 (木鼈子) 견우자 (牽牛子) 천화분(天花粉) 백염 (白염) 산두근 (山豆根) 인동 (忍冬) 금은화(金銀花) 사과(絲瓜) 택사(澤瀉) 부평 (浮萍) 대산 (大蒜) 운대(蕓臺) 마치현(馬齒) 목과 (木果) 화마 (禾麽) 오배자 (五倍子) 백강잠(白殭蠶)

37 식물기원화학물질과 암억제 기능 암 전구 물질 발암 물질 개시단계 DNA 손상 증식단계 종양 Polyphenols
(Watson, 1994) 암 전구 물질 Polyphenols 발암 물질 개시단계 Polyphenols Indole Sulfide Flavonoids Protease inhibitors DNA 손상 Carotenoids Polyphenols Flavonoids Terpenes Protease inhibitor Sulfide Indole 증식단계 종양

38 천연물로부터 유효 물질 분리 실험대상의 선정 항균성 부문 : 문헌조사, 민간 요법 참조
항균성 비교 : Disk method 도입, Turbidity 측정 Screening 방법 항산화성 분야 : 유지함유 식물의 탐색, Phenol성 화합물 검색 항산화성 비교 : AOM, DPPH, Bleaching method 물질 분리 용매 분획, Column chromatography, TLC 물질 확인 IR, MASS, NMR 장애들 Screening 결과의 신뢰성, 정제 과정에서 효과감소 신물질 발견의 어려움, 물질확인의 전문성

39 천연물 중 유효 물질의 분리과정 기존 논문 동의보감 문헌조사 한의서 항균, 만성질환 억제기능 확인 한약재로 이용 여부 확인
식용여부확인 대상 식물 선발 약초시험장 수목원 시료 확보 약재상 세척건조 분쇄 시료 제조 시료 저장(-20℃) 조추출 방법 결정

40 원인 물질의 추출 및 물질 분리 과정 Column chromatography를 이용한 항균 활성물질의 분리 체계도(운향 )
Ruta graveolens Linne (800 g) Chloroform fra.(15 g) EtOH ext.(74 g) Residue 75 % EtOH Silica gel column chromatography CHCl3 : MeOH(100 : 1→MeOH) R3 R2 R5 R4 R7 R8 R6 R10 R9 R12 R11 2.47g 1.43g 1.35g 0.64g 0.51g 1.70g 0.59g 0.57g 0.6g 0.22g 0.50g CHCl3 : MeOH(70 : 1→ 20 : 1) R1 0.18g

41 기능성 식품의 개발 기본 방향 기존 식품의 기능성 확인, 활용 원료 자체를 이용(콩, 녹차, ) 식이보조제로 이용
특성성분보강(Luten, 포도색소, 식이섬유) 특정기능성성분 분리, 정제 분말, 캡슐, 액체(칼슘제제, 카로티노이드, 휴코이딘) 유해성분의 제거, 이용 엘러지, 독성원인물질제거(옻나무, 복어독, 목화씨 등)

42 대두로부터 얻을 수 있는 기능성 성분 Isoflavone Lecithin Saponin Phytosterol Raffinose
Stachyose Soy Oligosaccharide Soy Protein Soy Fiber

43 대두 기능성 성분의 활용 기능성 식품 가공 추출 기능성 성분 Phytosterol Soy Oligo Isoflavone
식이보충식품 기능성 식품

44 기능성 식품의 연구 개발 단계 생리활성기능물질의 분리, 확인(선발 단계) 기존 문헌 기준
개발 목적 설정(항암, 노화, 순환기계, 보존제) 활성 물질의 기작 구명 원인 물질의 작용 기작 구조 조작에 따른 효과 제고 독성 연구 및 동물 시험(생체시험) 실험관(in vitro) 시험 동물적용(in vivo) 시험 대량 생산 공정 개발 경제적 생산 공정 수립 경제적 타당성 검토 제품 개발 시험 소비자 선호도 시험 저장, 포장 시험

45 향후 개발 가능한 제품들 정장 및 장관 운동 촉진 식품 – 변비, 설사개선, 식이 섬유제품 항 노화 식품 – 세포기능 개선
당뇨병 예방식품 – 인슐린 분비 개선 면역 개선 식품 – 면역 체계 개선 각종 암 발생 억제 식품 – 주로 항산화제 관절 개선 식품 – collagen, 휴코이딘 등 순환기계 질환 억제 – 항혈전, 혈압 상승 억제 비만 억제 식품 – 비소화성 소재, 지방 분해 촉진 칼슘 흡수 촉진 – 흡수율 제고, 젖산 칼슘 시력 보존 식품 – 각종 천연 색소 물질 비건강인 식품 – 성기능 개선, 잠재 만성병 개선

46 1. 노화제어 기능성 생물소재 1-1 노화란?, 1-2 인간의 수명, 1-3 노화의 여러 가지 설, 1-4 장수의 비결과 단명의 원인, 1-5 장수를 위한 식생활 및 장수 식품 1-6 노화 제어 식품 소재 2. 천연물 화학연구법 2-1 생약-한약- 제재의 지표 성분에 대한 평가 2-2 천연물질로부터 성분별 추출과정 연구 (천연물 화학적 접근) 3. 천연물 유래 기능성 화장품 소재 3-1 화장품이란? 3-2 피부과학 3-3 천연 화장품 소재의 개발, 3-4 기능성 화장품의 소재 및 미래 4. 동물 및 해양 기능소재 4-1 동물 소재를 이용한 바이오 산업, 4-3 해양 생물를 이용한 생물 소재, 4-2 생물소재 건강보조식품 사업 –한국의 사례, 4-4 외국의 사례 5. 기능성 환경소재 5-1 생물환경 소재기술, 세균의 구조 및 에너지 대사 5-3 미생물과 유기오염물질, 미생물과 금속오염

47 1. 동물을 이용한 바이오 산업 바이오 산업 소개 동물을 이용한 바이오 산업의 기술과 응용 1. 동물 세포의 융합기술
2. 우량종 육성 3. 치료제 개발 위한 동물의 제조 4. 가축의 성별 제어 5. 세포 배양 6. 곤충의 이용 7. 어류 이용 8. 동물 배아 복제 9. 유전자 형질 전환 동물 10. 동물 산업

48 곤충 곤충 유래 기능성 물질과 산업적 이용 1. 물질대사와 기능이 고등동물과 유사 (상대적으로) 2. 연중사육 및 취급이 용이
3. 대량 생산 가능 (경제적) 4. etc. II. 여러 가지 예들 1. 동충하초 2. 천연 색소의 생산: 화장품 립스틱-가네보 사의 예 3.누에 베큘로 바이러스 이용: 4. 미국 Invitrogen 사 AcNPV Protein Sciences 사 5. 일본: 발현벡터 BmNPV 6. etc.

49 건강보조식품의 중요성분 및 생리 작용 클로렐라: 카로틴, CGF-면역증강작용, 혈액정화작용 로얄젤리: 제지표성분 10-HAD
프로폴리스: 면역증강작용, 항균, 항염작용 게, 새우, 굴: 키틴, 키토산, 항산화작용 녹색홍합, 정제어: Ω-3 지방산 불가사리: 칼슘 상어:스쿠알렌,콘드로이틴 황산,항산화,간장보호,관절성분 연어, 홍어, 가오리, 오징어: 콘드로이틴 황산,관절성분, EPA, DHA 붕어: 장 치료 및 강장 효과 달팽이: 콜라겐, 글루코사민 누에: 실크 펩타이드 자라 가공품: 단백질 풍부, 지방산(해양동물성분과 유사)

50 cosmetics Lipstick is a cosmetic product containing pigments, oils, waxes, and emollients that applies color and texture to the lips. There are many varieties of lipstick. "Lippy" is a common British colloquialism for lipstick.[1] 50

51 Hyaluronan, Hyaluronic acid, Hyaluronate
Hyaluronan (also called hyaluronic acid or hyaluronate) is a non-sulfated glycosaminoglycan distributed widely throughout connective, epithelial, and neural tissues. It is one of the chief components of the extracellular matrix, contributes significantly to cell proliferation and migration, and may also be involved in the progression of some malignant tumors. The average 70-kg man has roughly 15 grams of hyaluronan in his body, one-third of which is turned over (degraded and synthesised) every day.[1] Shiseido Company, Ltd. (株式会社資生堂, The Bio-Performance Advanced Super Revitalizer and Advanced Super Restoring Cream are two of Shiseido's most popular anti-aging reams. The Bio-Performance line was introduced in 1987 following the synthesis of hyaluronic acid (sodium hyaluronate). Shiseido was the first to formulate and synthesize hyaluronic acid and owns the patent rights Hyaluronan is a common ingredient in skin care products. In 2003 the FDA approved hyaluronan injections for filling soft tissue defects such as facial wrinkles. Restylane is a common trade name for the product. Hyaluronan injections temporarily smooth wrinkles by adding volume under the skin, with effects typically lasting for six months. People who have been on any blood medication with in the last five years should not inject this drug until the five year span is over. This drug is also not good for the elderly because it can cause memory loss. Hyaluronan (also called hyaluronic acid or hyaluronate) is a non-sulfated glycosaminoglycan distributed widely throughout connective, epithelial, and neural tissues. It is one of the chief components of the extracellular matrix, contributes significantly to cell proliferation and migration, and may also be involved in the progression of some malignant tumors. The average 70-kg man has roughly 15 grams of hyaluronan in his body, one-third of which is turned over (degraded and synthesised) every day.[1] [edit] Functions Until the late 1970s, hyaluronan was described as a "goo" molecule, a ubiquitous carbohydrate polymer that is part of the extracellular matrix. For example, hyaluronan is a major component of the synovial fluid and was found to increase the viscosity of the fluid. Along with lubricin, it is one of the fluid's main lubricating components. Hyaluronan is an important component of articular cartilage, where it is present as a coat around each cell (chondrocyte). When aggrecan monomers bind to hyaluronan in the presence of link protein, large highly negatively-charged aggregates form. These aggregates imbibe water and are responsible for the resilience of cartilage (its resistance to compression). The molecular weight (size) of hyaluronan in cartilage decreases with age, but the amount increases.[2] Hyaluronan is also a major component of skin, where it is involved in tissue repair. When skin is excessively exposed to UVB rays, it becomes inflamed (sunburn) and the cells in the dermis stop producing as much hyaluronan, and increase the rate of its degradation. Hyaluronan degradation products also accumulate in the skin after UV exposure.[3] While it is abundant in extracellular matrices, hyaluronan also contributes to tissue hydrodynamics, movement and proliferation of cells, and participates in a number of cell surface receptor interactions, notably those including its primary receptor, CD44. Upregulation of CD44 itself is widely accepted as a marker of cell activation in lymphocytes. Hyaluronan's contribution to tumor growth may be due to its interaction with CD44. Receptor CD44 participates in cell adhesion interactions required by tumor cells. Although hyaluronan binds to receptor CD44, there is evidence that hyaluronan degradation products transduce their inflammatory signal through Toll-like receptor 2 (TLR2), TLR4 or both TLR2, and TLR4 in macrophages and dendritic cells. TLR and hyaluronan play a role in innate immunity. High concentrations of hyaluronan in the brains of young rats, and reduced concentrations in the brains of adult rats suggest that hyaluronan plays an important role in brain development.[4] 51

52 International Nomenclature of Cosmetic Ingredients
Common name INCI name Vitamin E Tocopherol[1] Beeswax Beeswax*[1] Vegetable Glycerin Glycerin[1] Oat Bran Avena Sativa (Oat) Bran[1] Shea Butter Butyrospermum Parkii (Shea Butter)[1] Passion Fruit Juice Passiflora Edulis Fruit Juice[1] Red Rose Water Rosa Damascena Flower Water[1] Raspberry Extract Rubus Idaeus (Raspberry) Fruit Extract[1] Tea Tree Oil Melaleuca Alternifolia (Tea Tree) Leaf Oil[1] Peppermint Leaf Oil Mentha Piperita (Peppermint) Oil[1] Spearmint Leaf Oil Mentha Viridis (Spearmint) Leaf Oil[1] Wintergreen Leaf Oil Gaultheria Procumbens (Wintergreen) Leaf Oil[1] Lavender Oil Lavandula Angustifolia (Lavender) Oil[1] Cinnamin Leaf Oil Cinnamomum Cassia Leaf Oil[1] Lemon Peel Oil Citrus Medica Limonum (Lemon) Peel Oil[1] Valencia Orange Peel Oil Citrus Aurantium Dulcis (Orange) Peel Oil[1] Pink Grapefruit Peel Oil Citrus Paradisi (Grapefruit) Peel Oil[1] Roman Chamomile Oil Anthemis Nobilis Flower Oil[1] Jasmine Oil Jasminum Officinale (Jasmine) Oil[1] Sunflower Oil Helianthus Annuus (Sunflower) Seed Oil[1] Hemp Seed Oil Cannabis Sativa Seed Oil[1] Extra Virgin Olive Oil Olea Europaea (Olive) Fruit Oil[1] Saponified Oil of Coconut Sodium Cocoate[1] Saponified Oil of Palm Sodium Palmate[1] Jojoba Seed Oil Simmondsia Chinensis (Jojoba) Seed Oil[1] Aloe Vera Leaf Gel Aloe Barbadensis Leaf[1] Yucca Herbal Extract Yucca Schidigera Extract[1]

53 Western honey bee on Geraldton wax flower
Eastern honey bee (Apis cerana) from Hong Kong. 53

54 Beewax cake Beeswax is a natural wax produced in the bee hive of honey bees of the genus Apis. Beeswax is produced by young worker bees between 12 and 17 days old in the form of thin scales secreted by glands on the ventral surface of the abdomen. Worker bees have eight wax-producing mirror glands on the inner sides of the sternites (the ventral shield or plate of each segment of the body) on abdominal segments 4 to 7. The size of these wax glands depends on the age of the worker and after daily flights begin these glands gradually atrophy. The new wax scales are initially glass-clear and colourless (see illustration), becoming opaque after mastication by the worker bee. The wax of honeycomb is nearly white, but becomes progressively more yellow or brown by incorporation of pollen oils and propolis. The wax scales are about 3 mm across and 0.1 mm thick, and about 1100 are required to make a gram of wax.[1] Beeswax is a tough wax formed from a mixture of several compounds. Wax Content Type Percent hydrocarbons 14% monoesters 35% diesters 14% triesters 3% hydroxy monoesters 4% hydroxy polyesters 8% acid esters 1% acid polyesters 2% free acids 12% free alcohols 1% unidentified 6% The main components are palmitate, palmitoleate, hydroxypalmitate[1] and oleate esters of long-chain (30-32 carbons) aliphatic alcohols, with the ratio of triacontanylpalmitate CH3(CH2)29O-CO-(CH2)14CH3 to cerotic acid[2] CH3(CH2)24COOH, the two principal components, being 6:1. Beeswax has a high melting point range, of 62 to 64 °C (144 to 147 °F). If beeswax is heated above 85 °C (185 °F) discoloration occurs. The flash point of beeswax is °C (400 °F), there is no reported autoignition temperature.[2] Density at 15 °C is to g/cm³. Bee wax can be classified generally into European and Oriental types. The ratio of saponification value is lower (3-5) for European beeswax, and higher (8-9) for Oriental types. Hydroxyoctacosanyl hydroxystearate can be used as a beeswax substitute as a consistency regulator and emulsion stabilizer. Japan wax is another substitute. [edit] Uses as 54

55 Fresh wax scales (in the middle of the lower row)
Beeswax is a natural wax produced in the bee hive of honey bees of the genus Apis. Beeswax is produced by young worker bees between 12 and 17 days old in the form of thin scales secreted by glands on the ventral surface of the abdomen. Worker bees have eight wax-producing mirror glands on the inner sides of the sternites (the ventral shield or plate of each segment of the body) on abdominal segments 4 to 7. The size of these wax glands depends on the age of the worker and after daily flights begin these glands gradually atrophy. The new wax scales are initially glass-clear and colourless (see illustration), becoming opaque after mastication by the worker bee. The wax of honeycomb is nearly white, but becomes progressively more yellow or brown by incorporation of pollen oils and propolis. The wax scales are about 3 mm across and 0.1 mm thick, and about 1100 are required to make a gram of wax.[1] Beeswax is a tough wax formed from a mixture of several compounds. 55

56 곤충에 유래한 기능성 성분들 및 그 응용성 봉침: 가축치료에 적용 굼벵이: 간질환 개선
누에산물(누에, 백강잠 등): cytarabine- 발모제 물방개 진딧물 매미허물 말벌집

57 곤충에 유래한 기능성 성분들 및 그 응용성 똥파리, 노란초파리, 서양벌, 누에: 생체방어 메커니즘으로 항균성 단백질 연구
체체파리: 원충 trypanosoma 방어 누에똥: 클로로포피린(chlorophorpirin),항암치료보조 딱정벌레 및 나방 애벌레: 세균감염여부 진단시약 멕시코: 영양곤충 1,300여종 중 60여종 곤충: 통조림, 과자, 사탕, 꿀로 가공상품 등 미국, 프랑스 등에 수출. 프랑스: 메뚜기, 개미 등 키틴(chitin)에서 고단백질 식료품 미국, 일본, 유럽의 여러 나라: 숫벌 번데기 가공품

58 우리나라산 거머리로부터 신기능 생물소재탐색 및 개발 KAIST 강계원, 1996, (현재 한스바이오메드㈜ 연구소장)
▷ Elastase inhibitor, Guamerin : - 거머리 cDNA로 염기서열을 밝혔다. 거머리 유전자를 조작하여 대장균에서 발현시켰다. 거머리의 disulfide bridge 위치를 확인하였고, 개략적인 3차 구조를 예측하였다. 활성부위의 19개 아미노산으로 이루어진 펩타이드가 elastase 및 subtilisin에 대해 저해 활성을 가짐을 보였고, 생쥐를 이용한 임상실험에서 췌장염 억제 효과가 있음을 보였다. ▷ 거머리 점액질의 특성 분석 : 거머리 점액질을 이루는 당단백질의 조성 분석을 통해, 뛰어난 보습효과를 가짐을 보였다. ▷ Trypsin-plasmin inhibitor, Bdellin-KL : Trypsin-plasmin 저해제를 분리하여 생화학적 특성을 분석하였고, 유전자 조작을 통해 전체 아미노산 서열을 밝혔다. ▷ Kallikrein inhibitor, Piguamerin : 새로운 anticoagulant 활성을 지닌 kallikrein 저해제를 분리, 분석하였다. ▷ Factor Xa inhibitor, Tenestasin : 혈액응고에 관여하는 factor Xa 저해제를 분리하여 그 특성을 분석하였다. 거머리에 관한 상식 거머리는 자웅을 한 몸에 갖고 있으면서도 서로 짝짓기를 하영 알을 낳고 알이 부화하여 새끼가 되며   새끼를 보살피는 천륜의 연체동물입니다. 거머리의 침 속에는 상처를 마비시키는 마취성분이 있어서 거머리가 살 속으로 파고 들어가 피를 한참   빨때까지도 거의 아픔을 느끼지 못하게 됩니다.   따라서 통증이 거의 없이 굳은 피와 나쁜 피를 제거할 수 있습니다. 거머리의 침 속에는 다양한 성분이 존재합니다.   첫째는 혈관을 팽창시키는 생화학적 효소가 있어서 상처를 낸 부위의 혈관을 팽창시킴으로써 상처로   혈액이 빠르게 흐르게 합니다.   둘째로는 혈액이 응고하지 못하도록 하는 혈액 응고 억제 단백질인 “히루딘”이 있어서 거머리가 계속해서   피를 빨아낼 수 있는 것입니다.   이러한 혈액응고 억제인자와 팽창성분은 거머리가 떨어져 나간 이후에도 물린 자리에서 계속해서 피가   흐르게 합니다.   또한, 혈액 응고 억제 인자는 혈액이 거머리 소화기관 내에서 응고되지 않게 하는 것입니다.   이러한 생화학적 분해효소들이 고혈압이나 중풍병 환자들에게는 매우 유용한 인자인 것입니다.   한방에서는 혈자리에 침 대신에 거머리를 붙이면 거머리가 혈자리에서 피를 흡혈하면서 거머리의 침샘에   있는 혈관 팽창 효소와 굳은 피를 녹이는 항응고제 효소들이 혈관을 통하여 투입되게 되어 고혈압 환자나   중풍환자를 안전하고도 효과적으로 치료하게 되는 것입니다. 거머리의 빨판에는 3개의 턱이 있고 각 턱에는 100여개씩의 이빨이 있습니다   이 이빨로 상처를 내어 피를 빠는 것입니다. 의료용 거머리는 자신의 몸 무게의 5~7배에 해당하는 양의 피를 20분 안에 섭취할 수 있습니다. 영국에서는 눈 주위가 피로 까맣게 멍들었을 때 거머리를 붙여서 부기를 가라 앉히고 시력을 회복시키는데   사용하고 있습니다. 거머리의 침샘에서 나오는 단백질 중에 히멘틴(Haementin)이라는 단백질은 혈관벽에 형성된 굳은 피를   용해 시키므로 각종 심장질환을 치료하는데 이용되고 있습니다. 미국의 필라델피아에 있는 병원에서는 안티스타신(Antistasin)이라는 물질을 거머리로부터 분리하였는데   이 단백질은 쥐의 폐암이 확산되는 것을 억제하거나 암세포의 전이속도를 느리게 만들고 혈액의 응고를   억제 합니다. 58

59 치료생물 Hirudin Medicinal Live Leech
1995년 인공배양: 영국 Biopharm Limited, 학명Hirudo medicinalis 1996년 한국과학기술원 강계원 교수팀: 국산 의료용 거머리 발견 양식 적용: 미세성형 접합술, 유리피판술 후 울혈 제거용 접합부위의 피부손상을 감소시키며, 국소적인 미세혈관의 응혈을 줄이고, 과도한 출혈을 방지하여 수혈을 최소화시키고, 혈관재개통 전의 응혈로 정맥배액이 중단되는 것을 방지할 수 있다.  한스바이오메드(주)는 1995년에 세계최초로 인공배양에 성공한 영국의 BIOPHARM LIMITED와  대리점 계약을 체결하고, 1996년부터 한국과학기술연구원(KAIST)의 기술지원을 받아 살아있는  의료용 거머리를 무균상태로 공급하고 있습니다.  또한, 현재 KAIST 명예교수로 치료생물 개발 및 동물 추출물을 이용한 건강치료 분야의 연구를 주도하고  있는 강계원 박사(현재 한스바이오메드 대덕연구소 연구소장)가 국산 의료용 거머리를 발견,  국내 최초로 의료용 거머리 양식에 성공하였습니다.  한스바이오메드(주)는 Distilled Water와 Hirudosalt등을 이용한 여과과정을 통한 엄격한 품질관리의  과정을 거친 양질의 Hirudin Medicinal Live Leech만을 공급하고 있습니다.  전국의 대학병원 및 로컬에서 미세성형 접합술이나 유리피판술 뒤에 따라오는 고여있는 나쁜피와  울혈을 살아있는 의료용 거머리를 붙여서 빨아냄으로써 수술성공률을 높이고 있습니다.  거머리가 흡혈하는 동안은 사람의 혈관에 머리를 박고 있기 때문에 야생의 거머리를 사용할 수 없습니다.  또한 거머리를 한 환자에게 사용한 후 그 거머리를 다른 환자에게 재사용하면 안됩니다.  감염의 위험이 있을 수 있습니다. 59

60 사례3. 입술접합술후 의료용 거머리 이용 미국 시카고대학병원에서 Labrador사냥개에게 물려 윗입술의 2.5X3.0cm2 가 떨어져 나간  33세의 여성에게 실시한 입술재접합술 후 생긴 venous congestion을 의료용 거머리를 이용하여  효과적으로 제거하여 수술을 성공시킨 사례.  (왼쪽 위) 접합술후 12시간 경과시 venous congestion이 생김.  (오른쪽 위)거머리를 이용하여 venous congestion을 효과적으로 제거함.  (왼쪽아래)거머리 이용을 중지한지 3일이 지나자 거머리를 물린 자리가 화살표처럼 아뭄.  (오른쪽아래)2년후 의미한 흉터만 남은 상태로 완전히 회복됨. (출처: ‘PLASTIC AND RECONSTRUCTIVE SURGERY' AUGUST 1998-The Section of Plastic & Reconstructive Surgery The University of Chicago)  (왼쪽 위) 접합술후 12시간 경과시 venous congestion이 생김.  (오른쪽 위)거머리를 이용하여 venous congestion을 효과적으로 제거함.  (왼쪽아래)거머리 이용을 중지한지 3일이 지나자 거머리를 물린 자리가 화살표처럼 아뭄.  (오른쪽아래)2년후 의미한 흉터만 남은 상태로 완전히 회복됨. (출처: ‘PLASTIC AND RECONSTRUCTIVE SURGERY' AUGUST 1998-The Section of Plastic & Reconstructive Surgery The University of Chicago) 60

61 거머리로부터 신기능 생물소재 탐색 및 개발 거머리: 자웅동체이나 짝짓기를 하여 알을 낳고 부화한 새끼를 보호하는 연체동물
거머리 빨판: 3개의 턱이 있고 각 턱에는 약 100개의 이빨 의료용 거머리: 자신의 무게의 5~7배 에 해당하는 피를 20분 안에 섭취할 수 있다. 히루딘 (hirudin): 혈액응고억제 단백질 히멘틴 (haementin) : 거머리 침샘에서 분비: 혈관 벽에 형성된 굳은 피를 용해 - 각 종 심장 질환을 치료하는데 이용 안티스타신(antistasin) : 미국 필라델피아 병원, 거머리에서 분리한 단백질, 쥐의 폐암이 확산되는 것을 억제하거나 암세포 전이 속도를 느리게 만들고 혈액의 응고를 억제 거머리에 관한 상식 거머리는 자웅을 한 몸에 갖고 있으면서도 서로 짝짓기를 하영 알을 낳고 알이 부화하여 새끼가 되며   새끼를 보살피는 천륜의 연체동물입니다. 거머리의 침 속에는 상처를 마비시키는 마취성분이 있어서 거머리가 살 속으로 파고 들어가 피를 한참   빨때까지도 거의 아픔을 느끼지 못하게 됩니다.   따라서 통증이 거의 없이 굳은 피와 나쁜 피를 제거할 수 있습니다. 거머리의 침 속에는 다양한 성분이 존재합니다.   첫째는 혈관을 팽창시키는 생화학적 효소가 있어서 상처를 낸 부위의 혈관을 팽창시킴으로써 상처로   혈액이 빠르게 흐르게 합니다.   둘째로는 혈액이 응고하지 못하도록 하는 혈액 응고 억제 단백질인 “히루딘”이 있어서 거머리가 계속해서   피를 빨아낼 수 있는 것입니다.   이러한 혈액응고 억제인자와 팽창성분은 거머리가 떨어져 나간 이후에도 물린 자리에서 계속해서 피가   흐르게 합니다.   또한, 혈액 응고 억제 인자는 혈액이 거머리 소화기관 내에서 응고되지 않게 하는 것입니다.   이러한 생화학적 분해효소들이 고혈압이나 중풍병 환자들에게는 매우 유용한 인자인 것입니다.   한방에서는 혈자리에 침 대신에 거머리를 붙이면 거머리가 혈자리에서 피를 흡혈하면서 거머리의 침샘에   있는 혈관 팽창 효소와 굳은 피를 녹이는 항응고제 효소들이 혈관을 통하여 투입되게 되어 고혈압 환자나   중풍환자를 안전하고도 효과적으로 치료하게 되는 것입니다. 거머리의 빨판에는 3개의 턱이 있고 각 턱에는 100여개씩의 이빨이 있습니다   이 이빨로 상처를 내어 피를 빠는 것입니다. 의료용 거머리는 자신의 몸 무게의 5~7배에 해당하는 양의 피를 20분 안에 섭취할 수 있습니다. 영국에서는 눈 주위가 피로 까맣게 멍들었을 때 거머리를 붙여서 부기를 가라 앉히고 시력을 회복시키는데   사용하고 있습니다. 거머리의 침샘에서 나오는 단백질 중에 히멘틴(Haementin)이라는 단백질은 혈관벽에 형성된 굳은 피를   용해 시키므로 각종 심장질환을 치료하는데 이용되고 있습니다. 미국의 필라델피아에 있는 병원에서는 안티스타신(Antistasin)이라는 물질을 거머리로부터 분리하였는데   이 단백질은 쥐의 폐암이 확산되는 것을 억제하거나 암세포의 전이속도를 느리게 만들고 혈액의 응고를   억제 합니다. 61

62 히루딘 hirudin Hirudin is the most potent natural inhibitor of thrombin.
made up of 65 amino acids It is difficult to extract large amounts of hirudin from natural sources, so a method for producing and purifying this protein using recombinant biotechnology has been developed. This has led to the development and marketing of a number of hirudin based anticoagulant pharmaceutical products such as lepirudin (Refludan®) and Desirudin (Revasc/Iprivask®). Several other direct thrombin inhibitors are derived chemically from hirudin. A key event in the final stages of blood coagulation is the conversion of fibrinogen into fibrin by the serine protease enzyme thrombin.[4] Thrombin is produced from prothrombin, by the action of an enzyme, prothrombinase, in the final states of coagulation. Fibrin is then cross linked by factor XIII to form a blood clot. The principal inhibitor of thrombin in normal blood circulation is antithrombin III.[3] Similar to antithrombin III, the anticoagulatant activity of hirudin is based on its ability to inhibit the pro-coagulant activity of thrombin. Hirudin is the most potent natural inhibitor of thrombin. Unlike antithrombin III hirudin binds to and inhibits only the activity of thrombin forms with a specific activity on fibrinogen.[3] Therefore, hirudin prevents or dissolves the formation of clots and thrombi (i.e. it has a thrombolytic activity), and has therapeutic value in blood coagulation disorders, in the treatment of skin hematomas and of superficial varicose veins, either as an injectable or a topical application cream. In some aspects, hirudin has advantages over more commonly used anticoagulants and thrombolytics, such as heparin, as it does not interfere with the biological activity of other serum proteins and can also act on complexed thrombin. It is difficult to extract large amounts of hirudin from natural sources, so a method for producing and purifying this protein using recombinant biotechnology has been developed. This has led to the development and marketing of a number of hirudin based anticoagulant pharmaceutical products such as lepirudin (Refludan®) and Desirudin (Revasc/Iprivask®). Several other direct thrombin inhibitors are derived chemically from hirudin. 62