흑미 추출물 안토시아닌에 관한 연구 Anti Fatigue

흑미는 중국에서 귀한 쌀 품종으로 한때 조공 상품으로 여겨졌다.흑미에는 단백질, 필수아미노산, 망간, 아연, 철분 등 미량원소가 풍부할뿐만아니라 흑미 안토시아닌도 들어있다.연구결과 흑미 추출물은 안토시아닌의 일종인 플라보노이드 색소로 6.4 g/100 g²의 함량으로 강력한 활성산소소거능 및 항산화능을 나타내었다 (13-5).그것은 건강에 유익한 천연 식용색소 자원입니다.흑미 추출물의 건강 혜택은 오늘날 영양 및 건강 연구의 핫스팟 중 하나가 되었습니다.그러나 흑미 추출물을 스포츠 분야에 적용한 연구는 현재 부족한 실정이다.스포츠 과학자들의 심도 있는 연구로 흑미 안토시아닌 (플라보노이드)을 스포츠 영양 보충제 개발에 있어서 피로를 지연시키고 피로회복을 촉진하는 기능성 인자로 응용하는 것은 이론적, 실무적으로 매우 중요하다.본 논문은 주로 대량의 관련 자료를 검토한 기초에서 흑미 추출물의 항피로 생화학적 기전을 분석, 논의하여 차후 흑미 추출물 스포츠 영양 보충제 개발에 기초를 마련하였으며 또한 흑미 안토시아닌의 추가 개발에 참고자료를 제공하였다.

운동으로 유발된 피로의 자유radical-lipid 과산화 기전 1

운동으로 인한 피로는"몸 's의 생리적 과정이 특정 수준에서 기능을 유지할 수 없거나 미리 정해진 운동 강도를 유지할 수 없는 기관".이것은 1982년 제5차 국제스포츠생화학대회에서 한 운동으로 인한 피로에 대한 설명이다.이후 운동으로 인한 피로의 메커니즘에 대한 연구는 세계 각국의 학자들에게 큰 관심의 대상이 되고 있으나 아직까지 확실한 결론은 내리지 못하고 있다.분명한 것은 장시간, 고강도 작업이나 운동시 피로의 주요 원인은 체내에 에너지 물질이 많이 소비되고, 대사산물인 젖산이 많이 축적되어 pH 가 떨어지며, 활성산소가 증가하는 것이다.운동을 하는 동안, 활성산소의 생성이 증가한다.적절한 운동 훈련으로 신체는 적응적 변화를 겪게 되는데, 활성산소의 생성과 제거를 균형을 이루게하고 신체의 손상을 방지한다.그러나 신체의 이런 적응변화는 어디까지나 상대적일따름이다.운동 강도나 지속시간이 너무 높으면 활성산소의 증가는 여전히 조직의 손상을 초래하고 운동 피로도를 유발한다.

운동 중 증가된 활성산소의 가능한 원인은 다음과 같습니다:a. 미토콘드리아 전자 수송 사슬:운동 중, 신체 's 대사 수준이 증가하고, 에너지 소비가 증가하며, ATP 재합성이 촉진되어 body', s 대사 필요.미토콘드리아 산화적 인산화 작용이 향상되어 미토콘드리아 전자수송 과정 중 유리효소의 작용으로 요산을 생성하고, 또한 지질과산화를 심화시키는 활성산소를 생성한다;b. A 항산화효소의 활성도의 상대적 저하:고강도 운동시 신체는 저산소상태가 되고, 당화혈색소가 증진되며, 젖산 생성이 증가하여 감소된 세포솔릭 코엔자임 I (NADH)과 감소된 코엔자임 II (NADPH)의 농도를 감소시켜 신체를 손상's 항산화 효소, 항산화 시스템의 능력이 감소합니다.6. 활성산소의 주요 위해성은 다음과 같다:a. 생물막에 대한 손상:세포 생물막의 인지질에 있는 다불포화지방산은 활성산소의 작용으로 지질과산화가 극히 쉬우며, 이로 인해 미토콘드리아 막의 이동도가 감소하고, 투과도가 증가하며, 미토콘드리아가 팽창하고, lysosomal 효소의 방출과 효소 불활성화와 기타 손상;b. 단백질과 효소의 손상:지질과산화중에 생성된 활성산소는 단백질을 변성시킬 수 있다;c. 핵산의 손상:지질과산화는 염기 변형을 일으키고 폴리뉴클레오타이드가 끊어져 복제, 전사, 번역 과정에 오류가 생길 뿐 아니라 핵산의 무결성 및 형질 손상을 일으켜 세포사멸을 초래할 수 있다.운동 후 지질과산화의 변화는 산소 라디칼 생성과 항산화 능력의 복합적 효과에 의존함을 알 수 있다.

그 body's 항산화 시스템은 항산화 효소 (superoxide dismutase SOD, catalase CAT, glutathione peroxidase GSH-Px, peroxiredoxin PRX 등), 항산화 비타민 및 그 전구물질 (베타카로틴 등), glutathione (GSH) 및 기타 작은 분자 항산화 제 (셀레늄, 구리, 망간 등)로 구성됩니다.항산화시스템을 구성하는 항산화제는 내인성과 외인성을 동시에 가지고 있다.각각의 항산화 성분은 세포 내에서 고유한 기능과 성분 간의 상호 보완적인 효과를 모두 가지고 있다.항산화체계의 항상성의 장애는 운동 중이나 운동 후에 발생하는 피로, 근육통, 면역계 기능의 손상 등 많은 생리적 장애와 관련이 있다.보디 &의 능력#39; 활성산소를 제거하는 s 항산화계는 적절하게 외인성 항산화제를 증가시킴으로써 증가시킬 수 있다.

흑미 추출&의 메카니즘 및 진행과정 2#39;s 항산화 및 자유 라디칼 청소 특성

2.1 흑미 추출법의 기작 's 항산화 및 자유 라디칼 청소 특성

장 Mingwei's 연구에 따르면 흑미의 안토시아닌 화합물 (플라보노이드의 일종)은 항산화 효과에 가장 중요한 물질 기초입니다.항산화 효과를 담당하는 주요 활성 성분을 분리하여 malvin, pelargonidin-3,5-diglucoside, cyanidin-3-glucoside 및 cyanidin-3,5-diglucoside로 확인하였으며 (그림 1 참조), 총 항산화능을 측정한 결과 내림차순으로 나타났다:c>d>a>b.

흑미 안토시아닌 's 3-고리가 공중합계를 형성하여, 생물학적 활성도가 높은 다공중합 방향족인다.1그것의 항산화 활성의 메커니즘은 페놀-퀴논 균형과 안정적인 활성산소의 형성과 관련이 있다.한편으로는 공중합 효과로 인해 페놀성 하이드록시기의 수소 원자가 더욱 활발해져 쉽게 제거되어 수소 공여체가 되고, 퀴논 반응이 일어나 페놀-퀴논 균형을 이룬다 (그림 2 참조) [12].

반면 수소 공여체로서 지질 화합물 라디칼과 반응하여 페놀성 라디칼을 형성할 수 있다.페놀성 라디칼 산소 원자의 쌍이 없는 전자는 공액계 전체에 분산되어 안정하므로 autoxidation 연쇄 반응의 이동 속도를 감소시키고 지질의 추가 산화를 억제합니다.작용 메커니즘은 다음과 같습니다:

AH+RO0·→ROOH+A · AH+RO·→ROH+A · 라디칼인 RO·와 RO0·는 전기적인 라디칼이므로 방향족 고리에 있는 전자 공여 치환기는 페놀성 히드록시기에 대한 수소 원자의 활성을 증가시킨다.반면, 전자 인출 치환기는 페놀성 카르복실기의 수소 원자의 활성을 감소시킨다.항산화 효과의 강도는 phenolic carboxyl radical에 대한 수소 원자의 활성과 phenolic radical의 steric hindrance의 두 가지 요인에 따라 달라진다.큰 steric 장애물은 phenolic radical의 자체 산화 속도를 늦추어 연쇄 반응을 방해하고 항산화 효과를 향상시킵니다.이상에서 알 수 있듯이 흑미 색소의 항산화 활성의 구조적 기반은 세 가지 방향족 고리에 의해 형성된 공액계이다.

흑미 추출물의 항산화 및 활성산소 소거특성에 대한 연구 진행 2.2

장평 등은 흑미 안토시아닌, 검은콩 안토시아닌, 자색배추 안토시아닌의 항산화 활성을 연구한 결과 흑미 안토시아닌이 항산화 활성이 가장 강한 것으로 나타났는데 이들은 주로 cyanidin-3-glucoside와 관련이 있는 것으로 보았다 [14].또한 토끼와 Apolipoprotein-E (Apo-E) 유전자 결핍 생쥐에게 흑미점을 5% 첨가한 고지방 식이를 먹인 결과,이 두 실험동물에서 활성산소 활성산소를 효과적으로 제거하며, 저밀도 지단백 (LDL) 15-16J의 산화를 억제한다는 것이 보고되었다.카네다는 Cy-3-G (cyanidin-3-glucoside)이 흑미겨]의 주요 항산화 성분이라고 분석했다.Tsuda 가 이끄는 연구 그룹은 안토시아닌 Cy-3-G이 쥐 혈청 내 지질과산화물의 생성을 현저히 감소시키고, 쥐 간 허혈-재관류에 의한 활성산소 손상을 감소시키며, 혈청 내 비타민 C를 산화로부터 보호할 수 있음을 연속적으로 증명했다 [8-191].흑미 안토시아닌은 강력한 활성산소 소거 능력 외에도 쥐 간의 superoxide dismutase (SOD)와 catalase (CAT)의 활성을 크게 증가시키는 것으로 밝혀졌는데, 이는 안토시아닌이 체내에서 항산화 효과를 발휘하는 또 다른 메커니즘일 수 있다 [20].

또한 흑찹쌀의 효소가수분해물은 간의 superoxide dismutase와 전혈의 glutathione peroxidase의 활성을 크게 증가시키고, 간의 지질과산화물의 함량을 감소시킬 수 있다고 보고되었다.이는 흑미 추출물이 생체 내 내인성 항산화 효소 시스템을 통해 간접적으로 활성산소 (oxygen free radicals)를 제거할 수 있음을 나타낸다 [21].Lonsenjing] 화학발광 분석법을 이용하여 흑미 색소의 항산화 활성을 연구하였다.그 결과 흑미 추출물은 전혈 화학발광에 대한 억제효과가 더 큰 것으로 나타나, 세포계에서 생성되는 활성산소종 (OH, RO0)에 대한 소거효과가 더 큰 것으로 나타났으며, 비세포계에서 생성되는 활성산소종에 대해서도 일정한 소거효과가 있는 것으로 나타났다.또 다른 연구에서는 흑미 추출물의 활성 라디칼 소거 효과가 in vivo 실험 결과와 일치하여 흑미 겨에 있는 활성 성분이 강력한 항산화 성질을 가지고 있으며 체내 과도한 활성 산소 활성산소를 제거할 수 있음을 함께 증명했습니다.

활성산소의 많은 생성과 혈장 지질과산화 (LPO)의 현저한 증가는 운동피로의 중요한 원인이다 123].그러므로, 온건 한흑미 추출물을 보충하면 과산화로 생성되는 활성산소를 제거할 수 있다, 손상으로부터 근육과 같은 조직을 보호하고 피로를 지연시키며 피로로부터 회복을 촉진한다.

흑미 추출물을 스포츠 음료 개발에 적용하기 위한 아이디어 3가지에 대한 자료입니다

관련 기술자료를 검토한 결과, 흑미 추출물을 스포츠음료 개발에 효과적으로 적용하기 위해서는 4단계의 작업이 필요한 것으로 분석되었다.

3.1자료수집 및 실험계획 수립

흑미 안토시아닌의 추출, 항산화 특성 및 활성산소 소거능 등의 물리, 화학적 특성, 스포츠 음료 제조법, 스포츠 음료의 효능에 대한 실험 등에 관한 국내외 이론 및 기술 연구 자료를 수집한다.현재 존재하는 문제점과 참고자료로 활용할 수 있는 실험방법을 중심으로 스포츠영양학 분야에서 흑미 추출물의 개발 및 적용 현황에 대한 심층적인 분석과 논의를 진행한다.이를 바탕으로 흑미 스포츠 음료 개발 계획을 수립하라.

흑미 추출물의 제조 3.2

흑미 씨앗 코트 → 흑미 안토시아닌 추출 → 고체-액체 분리 → 초산 → 농도 → 흑미 안토시아닌 농축 페이스트.

흑미 추출물 스포츠 음료를 위한 포뮬러 디자인 3.3

참고한 스포츠드링크 제조법과 흑미 안토시아닌의 기능성 연구 자료를 토대로 스포츠드링크 제조법의 기초 제조법을 제안하였다.이를 바탕으로 맛 적응성 실험을 수행하였다;사용할 기능인자의 최적량을 선별하기 위한 실험;음료의 안정성 실험 및 예비 효능 평가 실험에 대한 자료입니다.흑미 색소 스포츠 음료의 공식 디자인은 처음에 결정되었습니다.

흑미 추출물 스포츠 음료의 인체효능 평가 3.4

자원봉사 참가자를 모집하여 신체운동과 피로개선 실험을 통해 실험 전 · 후의 혈중 젖산 등의 생리 · 생화학적 지표의 변화를 비교하였다.평가방법 수립 및 개선을 위해 통계분석을 활용하였다.

상기 4단계의 핵심은 흑미 추출물 스포츠 음료의 제형 설계 및 효능 평가이며, 기술적 난점은 음료의 안정성에 있으며, 이는 당사의 후속 작업입니다.

4 결론

흑미 추출물 (Black rice extract)건강을 증진시키는 특성을 가진 천연 색소 자원입니다.흑미 추출물의 안토시아닌은 세 가지 방향족 고리를 가진 공액계를 가지고 있으며 강력한 항산화 활성과 활성산소를 제거하는 능력을 가지고 있다.활성산소의 대량 생성과 혈장 지질과산화 (LPO)의 현저한 증가는 운동 피로의 중요한 원인이다.적당한 양의 흑미 추출물은 과산화로 생성되는 활성산소를 제거하고, 피로를 지연시키며 피로 회복을 촉진할 수 있다.기존 자료에 의하면 흑미 추출물을 스포츠음료에 적용하여 건강증진 스포츠음료 개발이 가능한 것으로 나타났다.이 과정을 거치면 제형, 흑미 색소 추출, 제형 설계 실험, 효능 평가 등 상호 연관된 4개 단계가 필요하다.스포츠 음료는 현재 음료 산업의 다링이며, 건강에 이로운 스포츠 음료의 개발이 유망하다.

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