비트 추출물은 항균성의 이점

붉은무 (Beta vulgaris L. subsp.vulgaris)는 2년생 녹색 초식 작물로 식용 가능한 뿌리와 잎 [1]이 있다.인간의 붉은 사탕무 소비는 널리 퍼져있다.현재는 영국, 그리고 북중미 지역이 레드비트 [2]의 주요 생산지이다.

레드 비트는 샐러드와 수프, 스튜, 굽고, 절이고, 잼, 와인, 주스로 가공되어 사용된다;식용 (食用) 으로도 쓰이며 익힌 시금치의 대용으로 쓰이기도 하는데, 시금치의 색깔과 식감이 시금치와 비슷하고 피토케미칼 [1, 3-5]도 풍부하다.

붉은 사탕무에서 추출한 안료는 식품, 장식예술, 회화, 화장품, 의약 등에 널리 사용된다 [6-7].붉은 사탕무 뿌리는 betanin의 농도가 높고 betaflavin의 농도가 낮으며, betalains또는 betalains로 알려진 페놀성 식물 2차 대사 산물의 그룹의 일부인 수용성 질소 화합물이다.

베타닌은 천연적이고 인간에게 독성이 없기 때문에 합성 적색 염료의 더 나은 대안으로 여겨진다 [8-9].적색 비트 색소는 미국 식품의약국 (FDA)과 유럽 연합 (EU)[10]에 의해 식품 색상으로 승인되었다.이러한 비트 안료는 상업적으로 식품공업에서는 유제품, 소스, 스프, 과자류, 아침용 시리얼, 가공육, 축산물의 색을 개량하기 위하여 사용되며 [8, 11-12], 제약공업에서는 액체 및 고체 약물 조제의 착색제로 사용된다 [12-13].

붉은 비트는 항산화 물질이 풍부하며 연구에 따르면 항산화 성분 면에서 식물 중 10위를 차지한다고 한다 [12].활성산소 소거 역할을 하며 LDL, DNA, 단백질에 대한 산화적 손상을 증진시켜 질병을 예방한다 [14-15].사탕무에는 사탕무 적색, 페놀성 화합물, 아스코르브산 등이 다량 함유되어 있으며, 이들은 모두 생리활성물질로 잘 알려져 있다 [12].로마시대부터 사탕무우는 천연약으로 사용되어왔다.비트 적색 색소와 페놀 성 화합물의 치료 가능성에 대한 많은 연구가 수행되었으며 항균, 항염증, 항궤양, 항종양, 항암 독성, 면역 odulatory 및 간 보호 특성을 보유하고 있습니다 [16-18].

1.홍무 추출물의 항균 및 항산화 활성

붉은 사탕무 추출물의 항산화 성분으로는 betalains, phenols, ascorbic acid;베탈린은 비트 적색 색소와 비트 황색 색소를 포함한 수용성 질소성 식물 색소이며, 비트 적색 색소는 비트 알다닌을 가지고 있는데, 비트 알다닌은 부분적으로 생물학적으로 활성이 있고 항산화제의 성질과 관련이 있다 [20].

반응성 산소 (ROS)와 반응성 질소 (RNS) 라디칼의 과잉 생산은 세포 대사의 부산물이며, 활성산소의 생성은 산화 스트레스를 유도하여 건강에 나쁜 영향과 관련이 있다 [21-22].예를 들어 산화 스트레스는 그람 양성, 그람 음성 세균 및 곰팡이 [23]에 의한 인체 감염에서 패혈증 (패혈증)의 원인이 된다.ROS 가 체내에서 생성될 때, 항산화제가 필요한데, 첫번째 방어선으로 작용하는데, 목표 분자에, 어떤 물질이든지 산소 발생 손상을 지연시키고 막아준다 [24].

인체는 대사과정 [12]을 통해 내인성 항산화물질을 생산하고 공급할 수 있다.그러나, 정상적인 생리학적 조건에서, 효과적인 내인성 항산화제의 양은 활성 라디칼 생성의 생리학적 비율의 정상적인 한계점에 대처하기에 충분합니다.따라서 활성산소가 정상 기준치 이상으로 너무 높을 때 [25] 식품원으로부터의 외인성 항산화제가 필요하다.

천연 원료에서 나오는 항산화제는 특정 미생물을 억제하는데 효과적이며 [23] 항균제로서의 가능성이 있다.식품 보존에서 항산화제는 산화적 손상으로 인한 부패 방지, 바람직하지 않은 맛의 감소, 효소적 갈변, 영양소 손실 방지에 효과적이며, 이는 상업적 이용에 중요한 요소이다 [26].그들의 항균성은 또한 유통기한을 연장시키고 식품 활성 포장과 기능성 첨가제, 또는 식품 [27]에 방부제의 사용을 통해 식품으로 인한 질병의 발생을 줄일 수 있다.게다가, 흠집 크림과 항균 스프레이와 같은 다른 소비자 제품도이 천연 항균제의 혜택을 받을 수 있습니다.

많은 문헌이 붉은 사탕무우의 항산화 물질을 탐구하고 있다.베타닌과 페놀성 화합물이 이용할 수 있는 주요 항산화 물질로 알려져 있으며, 붉은 사탕무 추출물의 항균 활성에 대한 관찰 평가가 수행되었다 [28].그러나 적색무 추출물의 항균활성이 특정 항산화물질과 관련이 있다는 연구결과가 몇 차례 발견되었으며, 다양한 항산화제의 억제 방식과 시너지 효과 여부를 명확히 할 필요가 있으며, 이러한 물질의 규명이 항균활성에 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

2.BeetRed의 항균 활성

홍무는 전통적으로 감염성 질환 치료를 위한 한약재로 사용되고 있으며, 홍무의 항산화 및 항균활성 추출물의 연구는 항균가능성을 탐색할 수 있는 기초자료를 제공한다.일반적으로, 붉은 사탕무 추출물은 항균 활성을 보유하고 광범위한 그람 양성 및 그람 음성 세균을 억제합니다;그러나 그들은 곰팡이와 효모를 억제하지 못한다 [12, 30].

그람 양성균이 그람 음성균보다 붉은 사탕무 추출물에 더 민감하였다 [31].높은 민감도는 추출물의 폴리페놀성 화합물이 그람양성균의 단일세포벽 구조를 교란시켜 [32] 그 억제 효과에 기인하였다.그람양성균의 바실러스 그룹은 휴면기에 내성이 있고 포자를 형성하는 상태에 있으며 혹독한 환경 조건에서도 살아남을 수 있다 [33].

예를 들어 바실러스 세레우스 (대장균cereus,B.cereus)는 식중독 물질을 원시 식품에서는 검출할 수 없는 상태로 감염시키며, 열 멸균 중에는 포자의 형태로 생존한다 [34];이 세균은 주로 고기와 유제품, 수프, 파스타, 쌀, 소스, 페이스트리, 채소 [35]를 감염시킨다.

B. 무연고 (anthracis)는 덜 익은 오염된 고기를 섭취할 때 탄저병 열을 유발할 수 있는 안정적이고 치명적인 미생물이다 [36].그 밖에 황색포도상구균이나 연쇄상구균 병원균과 같은 그람양성세균은 내열성 산포도상구균 장독소 (SEs)의 주요 원인균으로, 오염된 제품을 충분히 소독하지 않고 병원성 식품을 잘못 취급했을 때 식중독과 오염을 일으킬 수 있다 [37-38].

그람 음성 대장균 (E. coli 0157:H7)과 살모넬라 티피무륨 (S.typhimurium)은 치명적이며 [40] 식품 가공 산업에 더 높은 위험을 초래한다.이전에 2006년에 미국과 캐나다에서 대장균 0157:H7이 발병하여 어린 시금치의 신선봉지를 감염시켜 205건의 심각한 건강저하가 발생하고 3명이 사망했으며;아프리카, 유럽, 일본, 영국, 기타 국가 [41] 에서도 전염병이 발생했다.치명적인 균주인 대장균 0157:H7은 쇠고기, 생우유, 가금류, 건발효소시지, 채소, 콩나물, 신선한 사과즙, 식수 등에 흔히 기생하며 출혈성 대장염, 용혈성 요독증후군, 중증 출혈성 설사 [41]를 일으킨다.

홍무 추출물은 그람양성균인 S.epidermidis에 대해 가장 큰 원의 억제 (23 mm)를 보였다.또한 황색포도상구균 (S.epidermidis)에 대한 최소억제농도 (MIC)와 최소살균농도 (MBC)는 각각 20, 40 mg/mL 이었다 [42].다른 연구에서 Bacillus cereus (B. cereus)는 붉은 사탕무 추출물에 거의 저항성을 보였으며 (zone 의inhibitor 8 mm), 가장 저항성이 높은 것은 그람음성대장균 (E. coli)과 S.typhi[42]였다.

3. 홍무 추출물의 항균적 응용 (Antimicrobial Applications 의Red BeetExtracts

이 특성은 식품, 제약 및 화장품 산업 [8]에서 betalains 가 중성 또는 낮은 pH 응용 분야에서 사용될 수 있도록 보장합니다.미생물이 유발한 식품의 변질, 변색, 맛 외, 지질 산화, 유통기한 제한, 맛, 질감, 영양가 손실 등으로 인해 [48] 식품 산업에서 저렴하고, 안전하며, 먹을 수 있고, 생리활성 포장재의 필요성이 대두되고 있다.

여러 연구 그룹에서 붉은비트성분과 결합된 생분해성 필름의 항균 가능성을 조사했습니다.로즈마리 (rosemary), 아코르브산 (ascorbic acid), 레드비트 (붉은beet), 젖산나트륨 (sodium lactate)을 혼합하여 색소 손실 및 산화반응을 감소시켜 신선돈육 소시지의 유통기한 증가 및 미생물 생장을 8 ∼ 16 d로 확인하였으며, betalains 가 신선돈육 소시지의 색, 수분, 변하지 않는 질감, thiobarbituric acid 반응성 물질을 유지할 수 있음을 확인하였다 [49-50].사탕무 포마스 분말과 결합된 생체세포에 기반한 젤라틴 캡슐도 해바라기 오일의 1차 산화적 보호에 효과적이었다;따라서 이들 필름은 항산화 포장재 [51]로 유망하다.붉은 사탕무우 성분이 풍부한 뿌리 분말을 별 기반 바이오 엘라스토머에 혼합하는 것은 DPPH와 ABTS+ 활동에 매우 효과적이며, 따라서 [52] 식품 보존을 위한 활성 포장재를 혁신한다.

포장된 식품의 항균 및 항산화 활성은 저장기간이 경과함에 따라 감소하였으며, 지질산화에 의해 생성된 활성라디칼 분자와 베탈레인 (betalains)의 반응 및 세포막에서 식품 내로 베탈레인 (betalains)이 이동하였다 [49].또한, 이러한 베탈린 분자는 인체에 흡수될 수 있으며, 이러한 필름으로 포장된 식재료는 베탈린 섭취로 인해 건강에 이로운 점이 있음이 밝혀졌다 [53].

a. marmelos, R.cordifolia, P.emblica, B. vulgaris로 만든 허브 에너지 드링크의 항균활성이 연구되어 있으며 드링크의 항균력 검사 결과 그람음성균인 Salmonella enterica에 대해 2.1 mm 원의 억제력을 보였다.S.epidemidis, B. cereus, S.aureus와 같은 그람양성세균은 각각 2.1 mm, 1.9 mm, 1.8 mm, 1.5 mm의 억제원을 보였다;따라서이 에너지 드링크는 감염성 질환에 잠재적 치료 효과가 있는 좋은 항산화 및 항균 소스가 될 수 있을 것이다 [54]. 또한, 적색비트의 betalains는 우유계의 초기 열처리를 모사하여 furosemide 생성 감소를 증명한 바와 같이 meladic reaction products의 형성을 약화시키는데 효과적이었다.따라서 이러한 색소의 잠재적인 활용은 식품 산업에 도움이 될 수 있습니다 [55].

피부 관리 제품의 측면에서, 붉은 사탕무 추출물의 천연 활성 성분은 감염, 여드름 및 피부 방사선을 치료하는 데 효과적으로 사용될 수 있습니다.예를 들어 황색포도상구균 (S.aureus)에 의한 여드름은 체외에서 이러한 추출물에 매우 민감하다 [56].또한,이 준비물은 산화 과정으로부터 피부를 보호하고, 천연 해독제 역할을 하며, 피부를 밝게하고 피부 염증을 예방한다 [56].

붉은 사탕무 추출물의 또 다른 유망한 영역은 미생물 감염 치료와 상처의 응급 처치 분야입니다.예를 들어,은 나노 입자에 캡슐화 된 붉은 사탕무 뿌리 추출물은 Escherichia coli (E. coli), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Staphylococcus aureus (S. aureus)[57]와 같은 광범위한 스펙트럼의 미생물에 대해 극단적인 독성과 살균 특성을 보유하고 있다.

또한 적색무 색소는 Plasmodium에 감염된 적혈구 및 말라리아 기생충에 의한 감염 치료를 위한 살아있는 세포 영상 탐침으로 사용될 것으로 기대된다 [58].생쥐에서 P. berghei에 대한 붉은 사탕무 (50 mg/kg) 수용액 추출물의 항말라리아 활성을 에서vivo 모의실험한 결과, 사탕무 (B. vulgaris L.) 수용액 추출물이 D. angustifolia, B. buonopozense 및 P. amboinicus [59] 수용액 추출물보다 더 효과적이었다.

4.전망

레드 비트의 주요 단점은 흙 냄새와 맛이 떨어져 특히 음식 또는 음료 제품에서 응용 가능성을 제한합니다.이러한 문제는 당무로부터 특정 phytochemical 항산화제를 추출 및 분리한 후, 항산화제의 캡슐화를 통해 극복할 수 있다.봉지 기술은 제품의 안정성과 응용성을 향상시켜 고부가가치 제품, 기능성 식품 및 영양 보충제로 사용할 수 있습니다.

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