아스트라갈루스 뿌리 추출을 위한 4가지 방법

아스트라갈루스는 주로 Astragalus membranaceus와 Astragalus mongholicus 두 종류로 나뉜다.둘다 헤이룽장, 내몽골, 장시 등 지역에 분포되어 있다.아스트라갈루스는 성질이 달콤하고 중성이며, 약간 따뜻한 온도를 가지고 있다.중국에서 2,000여년의 약용 역사를 가지고 있다.아스트라갈루스에 대한 최초의 기록은'마왕 두 이비단 필사본에서 나온 52가지 질병 처방'에 등장한다.아스트라갈루스는 모란, 감초와 함께 괴저를 치료하는데 사용될 수 있다.

아스트라갈루스에는 아스트라갈로사이드, 다당류, 단백질, 플라보노이드 등의 유효성분이 함유되어 있다.다당류는 아스트라갈루스 [1]의 주요 수용성 성분 중 하나이다.아스트라갈루스 다당류는 산화 방지, 면역 조절, 항종양 등의 생리적 기능을 가지고 있다.아스트라갈루스 다당류는 아라비노스, 자일로스, 만노즈, 람노즈, 갈락토오스, 포도당으로 구성되어 있다.아스트라갈루스 다당류는 뛰어난 생리적 기능으로 인해 의학, 식품, 육종 및 기타 분야에서 연구 거점이 되고 있다.본 논문은 아스트라갈루스 다당류의 추출, 정제 및 응용에 대해 고찰하여, 추후 아스트라갈루스 다당류의 개발 및 활용에 참고가 되는 것을 목적으로 한다.

아스트라갈루스 다당류 1 추출

에아스트라갈루스 다당류의 추출 공정, 석유 에테르와 에탄올 탈지 처리를 먼저 사용할 수 있으며, 이는 다당류를 더 잘 녹게 할 수 있습니다.아스트라갈루스 다당류의 추출방법에는 용매법, 효소보조법, 미생물발효법, 물리강화법 등이 있다.

1.1 용매법

용매법은 공업에서 흔히 사용하는 추출법이다.조작이 쉽고 비용이 저렴하지만 추출 시간이 길고 온도가 높으며 활성 성분의 불활성화를 초래할 수 있습니다.표 1은 세 가지 용매법을 이용하여 추출한 아스트라갈루스 다당류의 추출 수율을 나열하였다.

1.2 효소 보조 추출

효소는 세포벽구조를 분해하고 세포벽과 세포간질기질의 저항력을 감소시키며 추출률을 향상시킬수 있다.천 교수 등 4명은 셀룰라아제, 펙티나제 등 8개 효소에 의한 아스트라갈루스 다당류의 추출률을 비교한 결과 포도당 산화효소가 가장 좋은 효과를 보였다.

반응표면법은 추출공정을 최적화하기 위해 효소량 3.0%, 처리시간 3.44 d, 처리온도 56.9 ℃, 추출용매 pH 7.8.이러한 조건에서 아스트라갈루스 다당류의 추출율은 (29.96 ± 0.14)%에 도달하였으며, 이는 효소의 도움을 받지 않은 경우보다 250% 높은 수치이다.동링링 [5]은 마이크로웨이브 추출과 셀룰라제 추출을 병행했고, 다당류 추출률은 16.07%에 달했다.또한 식물 추출에 여러 효소를 함께 사용하는 경우가 많다 [6].보조추출을 위한 효소의 이용은 오염이 적고 간편하며 비용이 저렴하지만 효소는 환경조건에 대한 요구도가 높고 환경조건을 엄격히 통제해야 한다.

1.3 미생물 발효 추출

미생물 발효 추출은 박테리아나 곰팡이와 같은 미생물이 대사 과정에서 생성하는 다양한 효소를 이용하여 추출 기질에 작용한다.이 효소들은 세포벽의 구조를 파괴하거나 변형시켜 한의학에서 사용하는 활성 성분을 더 쉽게 방출시킬 수 있으며, 다당류를 소분자 다당류로 분해하여 다른 종류의 다당류로 전환시킬 수도 있다.

비안야빈 [7]은 Lactococcus lactis subsp로 아스트라갈루스 다당류를 발효하는 과정을 최적화했다.lactis (FGM)이다.추출시간 65분, 추출온도 80 °C, 액체 대 고체비 1:9의 조건에서 발효된 astragalus 다당류의 함량은 6.72 mg/mL 이었으며, 발효된 astragalus 다당류가 쥐의 뼈마루 유래 DCs의 성숙을 촉진할 수 있음을 확인하였다.수기동 [8]은 FGM과 Bacillus subtilis, 그리고 FGM 고체와 액체 2단계 방법 모두 발효된 아스트라갈루스 뿌리, 줄기, 잎 다당류의 수율을 높일 수 있음을 발견하였다.전통 한약의 활성 성분을 발효 및 추출하면 추출 효율이 향상될 뿐만 아니라 전통 한약의 독성 부작용을 줄일 수 있습니다.

1.4 물리적 강화 방법

최근 일반적으로 사용되는 물리적 강화 방법으로는 초음파 보조 추출, 마이크로파 보조 추출, 음압 캐비테이션 추출 등이 있다.물리적 강화 방법은 물리적 방법을 사용하여 세포 구조를 파괴하고 다당류가 세포 밖으로 흘러나오게 함으로써 추출률 향상이라는 목표를 달성합니다.최근 식물 추출에서 흔히 사용되는 방법이기도하다.초음파 및 마이크로파 보조 추출과 음압 캐비테이션 추출에 비해 추출률이 낮고 이전 연구들에 의해 자세히 검토되었기 때문에 본 논문에서는 자세히 설명하지 않을 것이다.하기 표 2는 물리적 강화 방법으로 추출된 아스트라갈루스 다당류의 추출율을 나타낸 것이다.

음압 캐비테이션 (Negative pressure cavitation)은 강한 캐비테이션 (cavitation)과 기계적 진동을 이용하여 식물 조직 내 활성 성분이 용매에 들어가는 것을 가속화하여 단기간, 저온 추출 [12]에 성공한다.식물의 열에 민감한 물질이 파괴되지 않도록 보호하는 동시에 열분해로 산생되는 단백질, 전분 등 거대분자의 불순물을 감소시킬수 있다.

Jiao 등 13)은 균질기 지원 음압 cavitation을 이용하여 아스트라갈로사이드 다당류를 추출하는 공정을 최적화 하였다.균질화 시간은 70초, 음압은 압력-0.068 MPa, 추출 온도 64.8 °C, 물 대 물질 비 1:13.4, 추출 시간 53분, 추출율은 16.74%였다.동시에 FTIR 결과는이 방법이 아스트라갈루스 다당류의 일차 구조를 변화시키지 않는다는 것을 보여주었다.음압캐비테이션 추출은 기존의 온수 추출법에 비해 추출율이 높고 조건이 온화한 장점이 있다.다른 식물의 추출에서는 음압 캐비테이션과 다른 추출 방법을 병행하여 사용합니다.Tian Li 등 14)은 초음파와 병행한 감압으로 사과포메이스에서 폴리페놀을 추출하는 과정을 최적화하였으며, 얻어진 폴리페놀 추출물의 환원력이 초음파 추출로 얻어진 환원력보다 컸다.

온수 추출법은 추출률이 낮지만 대규모 공업용 추출에 적합하다.초음파 및 마이크로파 보조 추출에는 첨단 장비가 필요하며 대규모 생산에는 적합하지 않습니다.효소를 이용한 추출은 효율적이지만, 환경 요구량이 높다.미생물 발효에서는 좋은 균주를 어떻게 선발하고 품종할 것인가의 문제가 해결되어야 한다 [15].연구에 따르면 추출 온도는 아스트라갈루스 다당류의 구조에 영향을 주어 [16] 아스트라갈루스 다당류의 생리 활성에 영향을 줄 수 있다고 한다.각 방법마다 장단점이 있습니다.장점은 최대한 살리고 단점은 피하며, 저온에 효율적인 추출을 할 수 있는 방법은 아스트라갈루스 다당류 추출에 대한 향후 연구의 초점이 되어야 할 것이다.

2. astragalus polysaccharides의 정제

2. 1 Deproteinization

crude astragalus 다당류의 단백질 함량이 15% 이상인 것으로 보고되었다.단백질 제거는 매우 활성적이고 가치있는 astragalus 다당류 제품을 얻는 데 중요한 단계입니다.일반적으로 사용되는 아스트라갈루스 다당류를 탈단백화하는 방법을 하기 표 3에 나타내었다.조업을 용이하게하고 다당류의 수율을 높이기 위하여 최근에는 효소법과 세바지법이 일반적으로 사용되고 있다.후유안 [20]은 프로테아제와 세바지 방법을 조합하여 탈단백화 과정을 최적화하였다.효소대 기질비 2.0%, pH 5.0, 50°C 수탕효소소화를 24시간 동안 하였을 때 가장 좋은 결과를 얻었으며, 단백질 제거율은 89.82%, astragalus 다당류 질량분율은 83.47% 이었다.효소법과 세비지법을 병행하여 사용하는데, 세비지법은 단백질 제거가 좋고 다당류 손실이 적으면서도 조작이 단순하다는 장점이 있다.

2.2 아스트라갈루스 다당류 정제

2.2.1 구배 강수법

다당류의 구조와 분자량에 따라 극성의 차이가 생길 수 있으며, 이는 결국 유기용매에 대한 용해도의 차이를 초래한다.이 원리에 근거하여 유기용매에서 다당류의 용해도를 연속적으로 유기용매의 농도를 증가시켜 결정할 수 있으며, 분자량이 다른 다당류를 침전시킬 수 있다.다당류의 입도 강수, 점진적 강수에서 에탄올은 일반적으로 사용되는 침전물이다.이홍파 등 [21]은 30%, 50%, 70%, 75%, 80%, 90% 에탄올 용액을 사용하여 아스트라갈루스 다당류의 등급별 강수량을 수행하여 6개의 다른 분수를 얻었다.각 성분의 구조, 조성 및 항산화 활성을 개별적으로 분석하였다.그 결과 에탄올 농도가 증가할수록 다당류의 분자량은 점차 감소하였고, 다당류 중 갈락토오스, 만노즈, 람노즈의 함량은 순차적으로 증가하였으며, 포도당의 함량은 순차적으로 감소하였다.그러나 항산화 활성은 증가하였으며, 항산화 활성은 다당류의 구조와 관련이 있었다.

2.2.2 컬럼 크로마토그래피

이온 교환 크로마토그래피와 겔 크로마토그래피는 아스트라갈루스 다당류의 분리 및 정제를 위해 가장 널리 사용되는 방법이다.이온교환 크로마토그래피는 다당류 조추출물에서 단성분 다당류의 조분리에 주로 사용된다.겔 크로마토그래피를 이용하여 다당류를 서로 다른 규격을 이용하여 구조 및 분자량에 따라 분리 또는 추가 정제할 수 있다.규징 등 22)은 탈단백화된 아스트라갈루스 다당류에 대해 SephadexCL-6B 겔 컬럼과 0.9% NaCl을 용출물로 사용하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 분자량 5,600 Da, 함량이 96.3%인 균질한 다당류를 얻었다.왕루이전 [23]은 먼저 DEA-Cellulose ion exchange column을 이용하여 0.5 mol/L NaCl을 용출물로 사용하여 아스트라갈루스 다당류를 크로마토그래피로 분리하여 두 성분을 얻었다.그리고, Seph CL-6B 겔 컬럼을, 0.15 mol/L NaCl을 용출액으로 하여, 다당류를 추가로 정제하여 4가지 분자량 (AMPSA-a, AMPSA-b, AMPSA-c, AMPSB-d)을 얻었다.

4개의 분자량과 각 성분 다당류는 상당한 항산화 활성을 가지고 있습니다.

2.2.3 막 분리

상온에서 수행되는 막 분리 공정은 유기 용매를 사용하지 않고, 분리 선택도가 높으며, 다른 방법과 함께 사용하기 쉽다는 장점이 있다.초미세여과는 1960년대에 등장한 막분리 기술이다.수율이 높고 제품의 손상이 적어 식물의 분리 · 정제에 널리 이용되고 있다.장칭레이 [24]는 아스트라갈루스 다당류의 정제를 위해 진동막 기술과 에탄올 구배강수를 이용한 초미세여과를 사용하였으며, 전자의 방법이 비교적 균일한 분자량을 갖는 다당류를 얻기 쉽다는 것을 발견하였다.탕유웨이 [25]는 cut off 값이 다른 중공 섬유막 (150, 100, 50, 20, 10, 6 kDa)을 사용하여 탈단백화된 아스트라갈루스 다당류를 7 그룹으로 분리하였다.DEAE-Cellulose와 Sephadex G-100 컬럼 크로마토그래피로 분리한 후, 6개의 다당류를 얻었다.연구 결과, 얻어진 다당류는 미세생태학적 조절 기능을 가지고 있는 것으로 나타났다.

현재 아스트라갈루스 다당류에 대한 분리 및 정제 방법은 비교적 고정되어 있으며, 다른 다당류들의 분리 및 정제 과정은 아스트라갈루스 다당류를보다 잘 정제할 수 있는 참고자료로 사용될 수 있다.예를 들어, 막 통합 기술을 사용하여 다당류를 분리 및 정제할 수 있습니다:미세 여과 및 초 여과를 사용하여 차 다당류를 분리 및 정제하여 두 개의 분수를 얻을 수 있습니다.이 외에도 일반적인 막분리 방법으로는 미세여과, 나노여과 등이 있으며, 아스트라갈루스 다당류의 정제에는 덜 사용되지만 다른 식물 다당류의 정제에 사용되어 아스트라갈루스 다당류의 분리 및 정제에 참고가 될 수 있다.

3 애플리케이션

3. 의료

아스트라갈루스 다당류는 면역작용이 좋다, 항 종양, 항 염증 및 기타 약리학적 효과.현재 아스트라갈루스 다당류는 질병 치료에서 큰 발전을 이루었다.그것들은 임상적으로 종양, 천식, 그리고 당뇨병을 치료하는데 사용되어왔다.기타 일부 질병의 치료는 아직 동물실험단계에 처해있다.

3.1.1 종양

높은 사망률로 인해 암은 전 세계적으로 인류의 건강에 큰 위협을 주고 있다.항암화학요법은 현재 암을 치료하는 주요 방법이지만 독성의 부작용을 동반하는 경우가 많으며 약제에 대한 내성도 생길 수 있다.아스트라갈루스 다당류는 보디 &를 강화할 수 있습니다#39;의 면역 체계, 종양 성장을 억제하고 사멸을 촉진하는 동시에 약물의 독성 부작용을 감소시킵니다.최근 아스트라갈루스 다당류는 암 치료에 빠르게 발전했다.연구에 따르면 아스트라갈루스 다당류는 위암 MGC-803세포, 인간 비소세포 폐암 A549세포, 인간 간암 HepG2세포에 억제 효과가 있으며 [26] 위암 MGC-803세포의 사멸을 유도할 수 있다.양샤오란 [27]은 위암 치료를 위해 주사형 아스트라갈루스 다당류와 방사선 치료를 병행했다.

복합치료군의 암 치료율과 종양 부피 감소율은 각각 63.9%, 59%로 대조군의 53%, 51.8%에 비해 높았다.동시에 복합치료군 환자의 면역, 조혈, 간과 신장 등의 기능 수준이 대조군에 비해 유의하게 향상되었다.장잉 등 [28]은 아스트라갈루스 다당류와 시토킨 유도 살상세포를 조합하여기 결핍양상을 보이는 중 · 진행성 비소세포 폐암 환자를 치료하였다.질병통제율과 Karasz 점수는 병합치료군에서 각각 69.4%, 77.8%, 대조군에서 각각 36.1%, 55.6%였다.또한, 아스트라갈루스 다당류는 췌장암 치료에 젬시타빈과 병용할 수 있으며, 간암 치료에 독소루비신 리포솜과 병용할 수 있다.

3.1.2 천식

아스트라갈루스 다당류는 면역세포의 기능과 사이토카인의 발현을 조절하고 항염증 활성을 향상시킴으로써 호흡기 질환에 이로운 효과를 줄 수 있다.천식 환자에게 기존 치료와 더불어 astragalus 다당류 주사를 투여하면 환자의 염증세포 수치를 현저히 감소시킬 수 's BALF나 sputum [29], 면역 균형을 유지, 몸을 개선 '의 면역 능력, 폐 기능을 회복하고 부작용의 위험을 줄이는 동시에.다른 연구에 따르면 아스트라갈루스 다당류는 환자의 면역 스트레스 상태를 개선하고 T 림프구에 면역 조절 효과를 발휘함으로써 면역력을 강화시켜 기관지 천식 환자의 치료율을 향상시킬 수 있다 [30].

3.1.3 당뇨

아스트라갈루스 다당류는 환자의 면역 기능을 조절하고 염증 반응을 감소시켜 환자의 신장 기능을 향상시킬 수 있습니다.등해우 등 31명은 아스트라갈루스 다당류 주사를 사용하여 노인 초기 당뇨병성 신증을 치료하였다.라이유 [32]는 아스트라갈루스 다당류와 산양 후아유탕을 함께 사용하면 초기 당뇨병성 신증 환자에서 혈청 내 염증 인자인 플라스마노겐 활성제 억제제-1의 함량을 줄일 수 있음을 보여주었다.

3.1.4 다른

또한, 아스트라갈루스 다당류는 심혈관 질환 및 신경 질환 치료에도 사용될 수 있습니다.첸 Tianhua's [33] 연구에 따르면 아스트라갈루스 다당류는 Ang i-자극 심근 세포 비대와 염증 반응에 좋은 보호 효과가 있습니다.왕아이칭 [34]은 아스트라갈루스 다당류가 급성 높은 안압을 가진 쥐에서 망막 손상을 보호하는 효과가 있음을 확인했는데, 이는 약물의 용량과 관련이 있다.

3. 2 음식

"건강 식품 재료 핸드북"이라는 책에는 아스트라갈루스 다당류가 건강 식품 재료로 사용될 수 있다고 나와 있다.Zhou Jianwei 등은 astragalus 다당류, 은행빌로바 추출물 및 셀레늄이 풍부한 흑토마토를 주요 기능성 원료로 사용하여 당뇨병 합병증 예방 효과가 있는 형태의 국수를 개발하였다.샤오바오핑 등 [35]은 아스트라갈루스 다당류를 원료로 사용해 질감이 편하고 색이 좋으며 면역력을 높이고 피로에 저항하는 기능을 가진 기능성 음료를 개발했다.

3. 농업

면역증강제3.3.1

아스트라갈루스 다당류는 혈청 환경을 개선하고, 몸을 자극 '의 면역 반응, 사이토카인의 분비를 촉진하고 body&를 강화#39;s 항체 수준은 백신의 효과를 향상.Zhu et al. [36]을 보여주 실시간 비장과 머리 속에 있는 양적 RT-PCR으로 신장 조직, 카인의 메신저 rna 표현 염증 성 IL-1 β 메신저 rna 표현 증가에 일찍 면역 반응을 자극하는 Th1 한 면역 반응이다.Cytokines IL-2과 IFN-2 γ은 높 아진 면역 기간 내내, 그리고 혈청 IgM 상당히 향상이었다.Astragalus polysaccharide는 Edwardsiella tarda 백신의 효능을 향상시킬 수 있습니다.

아스트라갈루스 다당류는 천연 사료 첨가제로서 면역 시스템을 향상시킬 수있을뿐만 아니라 신체의 생산 성능을 향상시킬 수 있습니다.천야준 [37]은 사료에 아스트라갈루스 다당류를 50~400 mg/kg 첨가했을 때 미꾸라지의 비특이적 면역력과 항산화 능력을 대폭 강화할 수 있음을 발견했다.이는 아스트라갈루스 다당류가 백혈구, 적혈구 및 혈청에서 NO의 함량을 증가시킬 수 있기 때문인 것으로 보인다.우 등 38은 브로일러에 1 g/kg의 아스트라갈루스 다당류를 공급하면 어린 브로일러의 성장을 촉진할 수 있음을 확인하였다.대조군과 비교하여 브로일러에서 아밀라아제, 리파아제 및 프로테아제의 활성은 높았으나 아스트라갈루스 다당류 함량이 너무 높은 경우 소화효소의 활성이 저하되었다.

3.3.2 생식

인공수정은 현대 양돈장에서 널리 사용되고 있다.액체질소에 저장되여있는 정액의 수명은 짧은데 얼리면 정액의 수명을 연장할수 있다.정액을 동결해동하는 과정에 어떻게 정자에 대한 강력한 항산화체계를 구축하는가 하는것은 시급히 해결해야 할 문제로 나서고있다.아스트라갈루스 다당류는 좋은 항산화 특성을 가지고 있으므로이 문제를 해결하는 좋은 선택이 될 수 있습니다.Fu 등 39)은 아스트라갈루스 다당류가 반응성 산소종이 순환 아데노신 단인산으로 들어가는 경로에 영향을 미침으로써 정자 단백질의 탈인산화를 억제할 수 있음을 보여주었다.송지안 [40]은 아스트라갈루스 다당류가 해동된 돼지 정액의 반응성 산소종 수준을 감소시킴으로써 정자의 항산화 능력을 향상시켜 체외 수정 및 배아 발육의 효율을 향상시킬 수 있음을 증명했다.

논의 및 전망 4

아스트라갈루스 다당류는 응용 가치가 매우 높습니다.아스트라갈루스 다당류에 대한 연구에서 상당한 진전이 있었지만, 여전히 다음과 같은 문제가 있습니다:(1) 현재의 많은 연구들이 구조-활성 관계를 설명하지 못하고 있어 아스트라갈루스 다당류의 제조 방법의 개선이 필요하며, 아스트라갈루스 다당류의 구조를 연구하고 유효 단편의 분자량 범위를 결정하는 등 품질 관리 계획을 수립하기 위해 fingerprinting, similarity analysis, cluster analysis 등의 기술을 사용해야 한다;(2) 아스트라갈루스 다당류는 건강 식품의 원료이지만 현재 시중에는 아스트라갈루스 다당류와 관련된 건강 제품이 많지 않습니다.아스트라갈루스 다당류의 메커니즘은 더욱 개선될 수 있으며, 식품 분야의 연구에 대한 연구;(3) 의학적 치료 측면에서 (예:신경 및 심혈관 질환), 동물 실험에서만 사용되었으므로이 분야의 추가 연구를 강화하여 임상 개발 및 응용을 더욱 촉진 할 수 있습니다;(4) 아스트라갈루스 다당류는 활성산소를 제거하는 기능 [42]을 가지고 있으며 항노화 및 항산화 화장품에 활성 성분이 될 것으로 기대된다.

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