리코펜은 어떤 작용을 하나요?

리코 펜 is currently 이most effective single-molecule oxygen radical scavenger among 이natural antioxidants discovered, 그리고is known 로이“plant gold” [1]다. 리코 펜is mostly found 에서red, pink 그리고orange ripe fruits 그리고vegetables, including tomatoes, carrots, papayas, watermelons 그리고cranberries [2-3]. It h로attracted much attenti에due to its 생물학적activities such as anti-oxidation, anti-inflammati에그리고anti-cancer, 그리고has been applied 에서이food industry. 이Dietary Reference Intakes 을Chinese Residents (2023 Edition) mentions that the recommended daily intake 의리코 펜을adults is 15 mg/d, but the human body cannot synthesize it 그리고it can only be ingested 에서food [4]. Therefore, it is crucial to 연구efficient extracti에methods to meetthe growing demand.

연구 결과, 다양한 추출 방법과 조건을 이용하여 리코펜을 추출할 때 리코펜의 시스 이성질체와 트랜스 이성질체의 함량이 변화하며, 이는 결국 리코펜의 생체이용성과 생물학적 활성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.또한, 식품 분산 시스템 및 식품 성분과 리코펜의 상호작용 또한 리코펜의 생체 이용성에 중요한 영향을 미친다 [5].이 글은 기존 연구 결과를 체계적으로 수집, 분석, 종합하여 리코펜의 다양한 생물학적 활성과 기전을 요약하고 있다.다양한 추출방법의 원리와 특성을 비교하고, 추출방법 및 조건이 이성화에 미치는 영향과 식품산업에의 응용을 요약하며, 리코펜을 이용한 고품질 기능성 식품 개발을 위한 이론적 근거를 제공한다.

리코펜의 성질과 구조 1

리코펜 (C40H56)은 카로티노이드의 일종이다상대 분자량이 536.85 이고 녹는점이 174 °C[6]이다.물에 잘 녹지 않고 알코올에 적게 녹으며 테트라하이드로퓨란, 트리클로로메탄, 헥산, 아세톤, 석유에테르 등의 유기용매에 쉽게 녹는다.리코펜은 산화제, 산, 열, 빛, 구리나 철 같은 금속 현탁제 [7]에 민감하다.매우 불안정하므로 잘못된 처리 방법 및 저장 조건은 리코펜을 쉽게 분해하여 제품 내 함량을 줄이고 효능을 약화시킬 수 있습니다.

리코펜은 11개의 공액 이중결합과 2개의 비공액 이중결합을 포함하는 직선 사슬 탄화수소이다.아이소프렌 화합물족 [8]에 속하며 시스-트랜스 이성질체를 다수 가지고 있다.빛, 열 또는 촉매의 영향으로 리코펜의 올 트랜스 구성은 시스 이성질체 [9]로 전환된다.리코펜의 올 트랜스 분자는 완전히 늘어진 평면 구성입니다 (구조는 그림 1 참조).이중 결합에 인접한 탄소 원자의 메틸기와 수소 원자는 겹치기 쉽고, 직선 사슬의 첫 번째와 네 번째 위치의 원자는 결합하지 않는 상호작용을 한다.이 둘의 상호 인력으로 인해 분자 구조가 다른 각도로 구부러지고 뒤틀리게 되어 리코펜 이성질화가 일어난다.그러나 steric hindrance, 방해되는 분자 내 회전과 제한된 수의 분자 재배열 때문에 72개의 서로 다른 유리한 결합체만 형성될 수 있다 [10].

가장 일반적인 cis 이성질체는 5-cis, 9-cis, 13-cis, 15-cis 리코펜이며, 가장 안정적인 결합체는 5-cis 리코펜이다 [11].리코펜의 올트랜스 구조는 가장 안정적인 열역학적 형태이므로, 대부분의 자연 발생하는 리코펜은 올트랜스 구성 [12]이다.그러나 올 트랜스 리코펜의 생체 이용성은 매우 낮다.이것의 특수한 아이소프렌 구조는 추출 과정 중 환경적인 요인에 의해 산화되기 매우 쉬우며 [13], 이는 리코펜의 추출률과 생체이용성을 감소시킨다.연구에 따르면 [14] 다음과 같다리코펜의 cis-이성질체트랜스 이성질체 [15]보다 쉽게 소화, 흡수되기 때문에 생체 이용성이 높다.따라서 리코펜은 주로 인체 조직 내 cis-configurati에(>50%)에 있다.

리코펜의 생물학적 활성 2

최근 리코펜의 생물학적 활성에 대한 연구는 항산화, 항염증, 암 예방 및 수면 조절 효과에 초점을 맞추고 있다.

2.1 항산화 효과

리코 펜 가루식물에서 가장 강력한 항산화제 중 하나이다 [16].그 분자 내 공액이중결합계는 카로티노이드 중에서 단일산소 [17]를 끊는데 가장 효과적인 물질로 만든다.리코펜은 베타카로틴보다 싱글릿 산소를 끊는 데 2배 더 효과적이다 [18].산소 활성산소를 직접 제거할 수 있으며, 핵 인자인 erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) 신호 경로의 활성화를 촉진함으로써 지질 과산화를 억제하고 내인성 항산화 효소 시스템을 활성화하여 세포 및 조직에 대한 산화 스트레스 손상을 줄일 수 있습니다 (그림 2) [19-20].또한, 리코펜의 항산화 활성 또한 연구되어 왔다.예를 들어, PATARO 등 [21]은 Fe2+ (ferric i에reducing 항산화 power, FRAP) 시험을 이용하여 토마토 껍질에서 리코펜의 항산화 능력을 측정하였다.의 항산화 활성을 펄스 전기장으로 전처리all-trans 리코 펜향상 되었다.WANG 등 [22]은 시스 이성질체를 5%, 30%, 55% 함유한 리코펜의 항산화 활성을 비교하였다.DPPH 및로 ABTS지표를 이용 하여, 50 퍼센트 억제 농도 (IC50)의 검 체는 140, 110,와 80 μ g/mL,그리고 80, 60, 그리고 35 μ g/mL,각각의 항 산화 활동이 나타내는 리코 펜 cis isomer 콘 텐 츠의 증가로 증가 했다.

2.2 항염증 효과

현재, 라이코펜의 메커니즘에 대한 연구 '의 항염증 효과는 아직 탐색 단계에 있다.예를들어, 장 댄 et알다.[23]을 발견하는 동물 실험을 통해 리코 펜을 억제 하여 염증을 감소시 킨 핵 요인의 활성화 κ B(핵 요인 kappa-B,NF-κ B) 단백질에 염증 성 경로;또한 혈청 염증 인자 수치를 감소시키고 신장을 보호한다.자 오 Qinx et알다.[24] 리코 펜의 치료 효과에서 공부 했 케 르 세 틴과 조합 함유 만성 성 전립선염에 쥐와 리코 펜의 표현 수준을 줄 일 수 있 다는 것을 발견 염증 성 요인, NF의 인산 화을 억제-κ B,그리고의 transcriptional 활동을 향상시 킬 Nrf2 쥐에 있어서 성 전립선염 치료하였다.

SHEN 등 25)은 특정 병원체 프리 (SPF) 등급 생쥐의 심장에서 di(2-ethylhexyl) 프탈레이트에 의해 유도된 심혈관 질환에 대한 라이코펜의 효과를 연구하였다.그 결과 리코펜은 심인성 글루타치온 페록시다아제 (GSH-Px) 활성 증가와 심인성 글루타치온 (GSH) 수치 증가를 유발해 di(2-ethylhexyl) 프탈레이트로 인한 산화적 스트레스를 억제하고 만성 염증으로 인한 심혈관 질환을 예방한다는 것을 알 수 있었다.

또한, 리코펜은 보디 &를 조절하기도 합니다#39;의 다양한 기전을 통한 면역 기능.연구에 따르면 리코펜은 신체 &를 촉진시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다#39; s 체액과 세포 면역 력, 포식 세포, 산화 손상 으로부터 보호의 활성화를 억제 NF-κ B 신호 경로 [26] 그리고 염증 성 cytokines의 생산 (그림 3) [27].이러한 메커니즘은 함께 body&를 촉진합니다#39; s면역 균형, 염증을 저항하는 데 도움이되며 건강을 유지하고 질병을 예방하는데 중요한 역할을합니다.하지만 리코펜의 지용성 특성상 물에 용해도가 낮고 추출이 어려워 생물학적 이용성이 낮다.따라서 일부 연구에서는 지질 미세입자 [28]와 같은 리코펜 전달 시스템을 구성하여 안정성과 수용성을 대폭 향상시키고 생체이용성을 높였다고 한다.또한 리코펜과 플라보노이드로 구성된 공동 소화 시스템은 체내 흡수율과 생체 이용성을 효과적으로 향상시킬 수 있다 [29].

2.3 항암효과

리코펜은 천연 화합물이다잠재적인 항암 효과가 있습니다.세포 주기에 영향을 주고, 인산화한 세포 밖 신호 조절 키나아제 단백질의 발현을 조절하며, 장내 식물체를 변화시키고, 암 발생에 영향을 주며, [30] 대장암을 예방할 수 있다.또한 리코펜은 전립선암세포의 증식을 효과적으로 억제하고, 세포사멸을 촉진하며, 간극접합분자를 차단하고 군체 형성을 억제하여 전립선암을 예방하거나 치료하며, 세포의 부착과 이동에 영향을 주고, 항산화 및 항증식 효과를 증가시키며, 염증성 사이토카인을 감소시킨다 [31].

또한, 리코펜이 식도암을 예방하는 가능한 기전은 주로 다음과 같다:poly (ADP-ribose) 중합체 변형 단백질 (PARylation, PARy)의 발현 수준 향상;표현을 크게 단축시 스 테인이 있는 염증 성 cytokines의 효소 단백질, 억제 NF-κ B와 cyclooxygenase, 암세포의 사멸과 홍보 [32]다.주윤첸 등 33명은 리코펜이 유방암 줄기세포의 줄기세포에 미치는 영향을 연구했다.그 결과 리코 펜 NF-κ B 신호를 통한 억제 산소 종을 억제 함 으로써, 그렇게 함 으로써 억제 유방암 줄기 세포 stemness와 치료 민감성을 증대 한다.요약하면, 리코펜은 여러 기전을 통해 항암효과를 발휘하므로 관련 질병을 예방하고, 일상 식단에서 관심과 홍보가 필요하다.

2.4 수면을 조절한다

리코펜이 풍부한 식품을 장기간 섭취하면 [34] 노인의 인지능력과 기억능력을 효과적으로 향상시키고 알츠하이머&와 같은 신경퇴행성 질환을 예방할 수 있다#39;s 병, 파킨슨 's 병과 헌팅턴 's 병 [35].리코펜은 산화 스트레스 억제, 미토콘드리아 기능 개선, 염증 반응 조절, 세포 사멸 억제 [36~37] 등 다양한 기전을 통해 뇌의 중추신경계를 보호하는 동시에 수면 장애 개선에도 일정한 효과가 있다.

엘모르시 등은 리코펜이 불면증의 지표인 뇌 유래 신경영양인자 (BDNF) 경로를 활성화하고, 신경세포 사멸을 억제하며, 시냅스 가소성을 강화한다는 사실을 발견했다.리코 펜도 줄 일 수 있의 퇴위를아 밀 로이드 β-protein을 억제 하여 (β)의 활성화 toll-like 수용체 4 (TLR4)와 NF-κ B (그림 4) [39], 그것에 의해 neuro염증 성응답 유도를 향상시 킬 수 있습니다.KHAN 등 (40)은 수면 시간과 리코펜이 풍부한 식단 섭취량의 관계를 조사했고, 그 결과 리코펜이 풍부한 식단은 수면 조절에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다 [41].신경생물학적 관점에서 볼 때 이는 라이코펜의 항염증 효과에 의한 것으로 볼 수 있으며, 그 기전은 산화적 스트레스를 개선하고 미토겐 활성화 단백질 키나아제 (MAPK)/세포외 신호조절 키나아제 (ERK) 신호전달 경로를 활성화시키는 것으로 볼 수 있다 [42-43].스트레스 상태에서는 시상하부-뇌하수체-부신 (HPA) 축과 교감신경계가 장기간 활성화되어 HP한축 기능 부전이 일어나고 [44] 불면증이 나타나는데, 리코펜과 수면 조절의 상관관계를 나타낸다.

리코펜 추출 기술 3

최근 리코펜은 우수한 특성으로 인해 다양한 식품에 사용되고 있으며,이 때문에 리코펜의 추출 기술에 대한 관심이 확산되고 있다.따라서, 하기 표 1과 같이 리코펜의 추출 기술들의 원리, 장단점 등을 요약하여 비교한다.

As can be seen 에서Table 1, there are currently six comm에technologies 을extracting lycopene, 의which the organic 용매extracti에method is the most widely used. In industrial producti에그리고laboratory 추출의lycopene, organic solvents such as petroleum ether 그리고acetone are often used [54]. However, organic solvents are harmful to the human body 그리고therefore cannot be used 에서the food industry. Super중요 한이산화탄소추출is a green 그리고safe method for extracting 리코 펜그리고is expected to be used 에서the food 그리고pharmaceutical industries. Secondly, auxiliary 추출techniques can improve the quality 의리코 펜그리고increase its 추출efficiency.

또한 추출 방법과 조건에 따라 리코펜 이성질체의 비율에 미치는 영향이 다르다.예를 들어, 추출 공정에 사용되는 온도, 압력, 용매 종류 등의 인자들은 리코펜의 이성질화에 영향을 미칠 수 있다 [55]:고온과 긴 추출 조건은 보통 열이성질화를 촉진시키는 반면, 저온이나 특정 용매는 리코펜의 원래 이성질화 구조를 유지하는데 도움을 줄 수 있다.예를 들어 등아이화 등 56명은 초임계 추출 파라미터가 리코펜의 수율과 활성에 미치는 영향을 연구했다.그들은 리코펜을 추출할 때 온도가 40 °C에서 시작하고 20-40 MPa의 압력에서 리코펜의 수율이 증가한다는 것을 발견했다.초임계 추출 온도가 70 °C를 초과했을 때, 리코펜 이성질체의 항산화 활성과 조성에 상당한 영향을 미칠 것이다.따라서 응용요건에 따라 추출조건 및 가공기술을 최적화하여 리코펜 이성질체의 비중과 생물학적 활성을 증가시켜야 하며,보다 효율적인 천연식품 원료 개발 및 식품분야 응용을 도모하고자 한다.

4. 리코펜의 식품 분야 적용

일반식품중의 리코펜의 함량이 낮아 모든 류형의 사람들의 수요를 만족시킬수 없기에 리코펜이 풍부한 건강식품의 개발이 나타나게 되였다.

4. 건강보조식품의 경우 1

Dietary supplements are used as a supplement to the diet. They are nutritional health products that use vitamins, minerals, plant extracts, etc. as the ma에서raw materials to supplement essential nutrients 그리고bioactive substances for specific groups 의people, to balance nutrient intake 그리고regulate body functions [57]. At present, most dietary supplements 와리코 펜as the main active ingredient are in the form 의soft capsules. Consuming lycopene soft capsules can effectively reduce diseases caused 에 의해free radical damage, improve immunity, and prevent 질병and 노화[58]. For example, Sui Jingjing et알다.[59] studied the 효과리코 펜의ganoderma 휘스 포기름soft capsules 에면역function. The results showed that consuming the soft capsules is safe and harmless, and can improve the body'의 면역 기능, 새로운 제품 개발에 강력한 과학적 근거를 제공.Zhao Wenfa et알다.[60]은 실험용 고지혈성 쥐에 대한 sea buckthorn 기름lycopene 연질캡슐의 저혈성 효과를 조사하였다.그 결과 연질캡슐은 고지혈성 쥐의 혈청 내 총 혈청 콜레스테롤, 혈청 중성지방 및 저밀도 콜레스테롤 수준을 유의적으로 감소시킬 수 있는 반면, 고밀도 지단백 콜레스테롤 수준에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.이는 씨벅손 오일 라이코펜 연질 캡슐이 저염 효과가 있다는 것을 증명한다.

4.2 구운 물건의 경우

구운 상품에 리코펜을 첨가하면 항산화 특성을 개선하고 생산, 포장, 운송 및 저장 중 영양 품질의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다 [61].AHMAD BHATet알다.[62]은 리코펜이 통밀 밀가루 비스킷의 영양적 품질과 유통기한에 미치는 영향을 연구했다.그 결과 활성성분의 첨가 후 반죽과 비스킷의 물리적, 감각적 특성에 불리한 변화는 없었으며, DPPH free radical 소거활성과 제품의 지질과산화 억제력이 유의적으로 향상되었다.루이자 가르시아 (LUIS한GARCIA) 등 [63]은 리코펜이 풍부한 햄버거 육류 제품을 생산했고 햄버거 육류 제품에 리코펜을 첨가하면 독특한 색을 낼 뿐만 아니라 좋은 감각적 특성을 유지한다는 것을 발견했다.또한 구운 음식을 리코펜으로 보충하는 것은 리코펜의 강력한 항산화 능력이 지질대사를 개선시키고 과산화지질의 형성을 막아주므로 [64] 비만을 예방하기 위한 잠재적인 영양 중재이다.

식품 첨가물로 사용 4.3

Lycopene is used in the producti에의meat products as a preservative substitute. Adding it to chicken not only reduces oxidation, but also effectively improves its color and texture, extending the shelf life [65]. Secondly, lycopene can also be 결합와nitrites to convert nitrates into nitric oxide, reducing the residue 의toxic additives in food [66]. Thirdly, lycopene can also be used as a food coloring agent in sports drinks, compound fruit juice drinks and the development 의new drinks [67]. BOCKUVIENE et알다.[68] developed a new water-soluble lycopene delivery sy줄기에 의해complexing lycopene 와low-molecular-weight chitosan, expanding its 응용 프로그램in food processing. Furthermore, lycopene is also used as a natural coloring agent instead 의synthetic dyes in food [69].

체르니쇼바 (Chernyshova) 등은 리코펜 아이스크림을 만들어 본 결과이 제품이 체내 염증을 완화하고 여드름 위험을 줄일 수 있다는 사실을 발견했다.또한, 산화스트레스는 과산화물을 형성하는 중요한 요인이다.STOLL 등 (71)은 카로티노이드 추출물 폴리 (산) 막이 식용유의 저장에 미치는 영향을 연구하였다.그 결과 라이코펜과 같은 천연 항산화제를 사용하여 활성 포장을 준비하는 것이 과산화물의 형성을 억제하는 효과적인 방법임을 알 수 있었다.마지막으로 리코펜은 합성 방부제를 대체하고 장기 보관 중 산화를 억제하는 효과적인 식이 안정제로서 식용유에 첨가할 수도 있다 [72].

4.4기타 응용 프로그램

Lycopene is insoluble in water and is easily degraded by environmental influences. The use of microencapsulati에기술can improve its stability, so that lycopene can maintain better color and storage 안정during the extrusion of rice flour, cake processing and other processes. In addition, this technology can also achieve controlled or targeted release of functional ingredients. Wang Deping et알다.[73] used lycopene as the core material, and cassava starch, potato starch, and high-acyl vegetable gel as the wall material ingredients to develop a new type of high-physiological-함수lycopene pearl powder round soda water, which has the 효과of neutralizing stomach acid. In addition, in food industry applications, it extends the 토마토industry chain and promotes the comprehensive utilization and development of lycopene.

요약 및 전망 5

요약하면, 리코펜은 다양한 생물학적 활동과 건강 기능을 가진 중요한 천연 식물 추출물입니다.이러한 특성은 리코펜으로 하여금 식품 산업, 특히 식품 분야에서 광범위한 응용 전망을 갖게 합니다.이처럼 다양한 응용이 가능해 리코펜의 추출 기술에 대한 관심이 확산되고 있다.리코펜을 추출할 때, 매우 효과적인 천연 기능성 식품 원료를 준비하는 것을 목적으로, 리코펜의 cis-이성질체 비율을 높이기 위해 추출 방법 및 조건을 종합적으로 고려할 필요가 있다.

동시에 리코펜은 생산과 응용에서 일부 문제와 도전에 직면해 있다:1) 생산 기술 제약 [74]:리코펜의 생산은 여전히 추출 효율이 낮고 원가가 높아 대규모 응용을 제한하는 등 기술적 어려움이 있다;2) 시장 수용 [75]:리코펜의 건강상 이점이 과학적으로 인정되었지만, market'의 새로운 기능성 성분에 대한 수용은 다양하며, 특히 다른 문화 및 지역에 따라 다를 수 있기 때문에;3) 규정 및 기준 [75]:국가 및 지역에 따라 식품첨가물에 대한 안전성 기준이 상이하여 리코펜 제품의 국제적 홍보에 어려움이 있다;4) 단일 제품 형태 및 기능:현재 리코펜을 주요 기능성 성분으로 한 제품은 주로 연질 캡슐의 형태로 존재하며, 그 기능은 주로 바디 &를 강화하는데 집중되어 있다#면역 력 39; s다.그 밖에 생리활성 응용이 가능한 식품도 추가 개발이 시급하다.리코펜의 추출 기술과 메커니즘에 대한 추가 연구로 더욱 새로워졌습니다 건강식품의 종류는 미래에 나타날 것입니다.

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