천연 및 합성 식품 색깔에 관한 연구

중국 전통 음식문화는 색, 향, 맛의 세 가지 측면에서 음식을 평가한다.사람들은 보기 좋은 음식을 선호하고 검은 토마토, 붉은 오이, 색이 좋지 않은 음식에는 끌리지 않을 것이다.지난 수십 년간 산업적으로 생산된 식품은 식생활의 중요한 부분이 되었다.전세계에서 매일 수 톤의 인공색과 천연색이 소비된다 [1].합성안료는 빛과 열이 안정하여 색소가 높고 배합하기 쉬운 장점을 가지고 있어 식품, 의약품, 화장품 등의 색소에 성공적으로 사용되고 있다.건강한 식생활에 초점을 맞추면서 천연색소에 대한 선호도가 높아지고 있어 이들을 위한 시장이 넓어지고 있다.

사람들은 수천종의 식물에서 여러가지 색소를 얻을수 있지만 천연색소는 색소가 얻어지는 식물의 품종, 재배조건, 원산지, 생산량에 영향을 받는다.따라서 합성안료를 대체할 새로운 안료의 원료, 예를 들어 조직배양이나 유전공학 [2]을 발견하는데 점점 더 많은 연구를 쏟고 있다.10여 년 전 스페인에서 열린 제1회 국제식품색채학회 이후 생명공학을 활용해 천연색소를 생산하는 것에 관심이 집중되고 있다.제3회 국제음식 색2004년 6월 14일부터 17일까지 프랑스 타르베스에서 열린 컨퍼런스에서는 생명공학을 생산에 활용하는 것에 대해 논의했습니다colorants[3]이다.2010년 6월 20일부터 24일까지 헝가리 부다페스트에서 열린 제6회 국제 식품 색소 컨퍼런스는 식품 색소의 화학, 생물학, 기술의 세 가지 측면에 초점을 맞췄다 [1].조직 배양 외에 색소 생산에 사용될 수 있는 나머지 두 가지 바이오 기술은 미생물 발효와 미세조류 재배이다.이 글에서는이 세 가지 생명공학을 이용한 안료의 생산 및 연구의 진행과정을 나열하였다.

색소 prod를 위한 미생물 발효 1uction

미생물의 색소 생산은 자연계에서 아주 흔하다.예를 들면, 카로티노이드, 멜라닌, 플라빈, 퀴논 그리고 붉은 효모쌀 색소, 비올라신, 피코시아닌, 인디고 같은 더 많은 특별한 색소들이다.하지만 실험실 테스트 단계에서 상업적 대규모 생산 [4~5] 까지는 아직 갈 길이 멀다.오래전 중국인들은 자연속의 붉은 효모쌀을 리용하여 맛있는 음식-발효두부를 만들어 오늘날까지 전해내려오고 있다.적색효모쌀에서 산생되는 적색색소는 식품의 풍미를 높여주고 수산물을 얼룩지게 할뿐만아니라 일정한 건강효능도 있다.유럽, 미국 등 나라에서는 붉은색 효모쌀색소의 식품 사용을 제한하였는데 이는 생산과정에서 시트리닌이 함유될 가능성이 있기 때문이다.

1.1 적색 효모 쌀 발효로 색소 생성

모나스쿠스속 (Monascus)은 세 가지 범주로 형성된 복잡한 안료 혼합물을 생성한다.주황, 빨강, 노랑의 세 가지 색상으로, 붉은 효모쌀의 2차 대사산물이다.두 폴리케타이드 전구체 화합물은 이들의 전구체 화합물이다.이러한 2차 대사산물은 모두 azaphilone 골격구조를 가지고 있다.오렌지 안료에는 모나스코루브린과 락톤 고리를 포함하는 루브로punctatin이 포함되어 있습니다.적색 안료에는 모나스코루브라민, 루브로펑크 타민 등이 있다오렌지 안료의 질소 함유 유사체입니다.노란색 색소로는 모나신 (monascin)과 안카프라빈 (ankaflavin)이 있다 (그림 1 참조) [6].이 색소 중에서 적색 색소 (모나스코루브라민, 루브로punctamine) 가 특히 육류 [7]에서 아질산염을 대체하는 색소로 수요가 가장 많다.

…의 발효효모 쌀는 일반적으로 고체 매질에서 수행됩니다.고체매질에서의 접종률이 낮기 때문에 액상발효법과 침지발효법을 이용한 적색효모쌀 색소 생산에 대한 연구가 점점 더 많이 이루어지고 있다.저 우등 6)은 반응표면분석법을 이용하여 황색안료 생산을 위한 최적의 배양조건을 선정하였으며, shake flask 계에서 88.14OD의 수율을, 5L fermenter 계에서 92.45OD의 수율을 얻었다.무 커지[7]는 색소를 생산하기 위해 적색 효모 벼를 배양하기 위해 침수 발효를 사용하여 다음과 같은 구조적 특성을 가진 새로운 색소를 발견했다 (그림 2 참조):-(1-히드 록시 에틸)-3-(2-히드 록시 프로필)-6a-methyl-9,9a-dihydrofuro[2,3-h]isoquinolin-6,8(2H,6aH)-디온, 상대 분자 질량이 375이다.rubropunctamine, monascorubramine과 유사점이 많지만, C-3와 C-9의 히드록실알케인 치환기는 다르다.적색 효모쌀 색소의 생성을 증가시키기 위해 류 등 [8]은 sodium cellulose sulfate와 poly(dimethyl diallylammonium chloride)로 코팅된 polyelectrolytecomplex (PEC) 위에 적색 효모쌀을 고정시켰다.이 마이크로 캡슐화된 형태는 균사를 고정시키는데 좋은 조건을 제공하였다.이 마이크로 캡슐화된 형태로 재배된 적색 효모 벼의 생산량은 보통 형태의 3배이며, 색소 생산량도 보통 형태의 2배이다.

카로티노이드의 발효 생산 1.2

자연계에서 600개 이상의 카로티노이드가 발생하는 것으로 알려져 있다.카로 티 노이 드중합공액 이중결합 구조를 갖는 테르페노이드이며, 카로티노이드의 빛 흡수 특성을 결정하여 적색에서 황색까지의 색을 나타낸다 [9-11].카로티노이드가 식품첨가물로 사용되는 이유는 카로티노이드의 색깔 특성 뿐만 아니라 기능성 물질이기 때문이다.체내에서는 비타민 A의 합성을 위한 전구물질이며 인간의 시력에 중요한 작용을 하여 야맹증과 안구건조증을 예방한다.이외에도 카로티노이드에는 약간의 항산화 성분이 있다.이 모든 것이 식품첨가물로 카로티노이드가 널리 사용되는 데 기여했다.

카로티노이드는 합성 (synthetic)과 합성 (synthetic)으로 나뉜다자연 스러 운 카로 티 노이 드다.서로 비교해 분자구조와 화학적, 물리적 특성은 같지만 생물학적 효과는 다르다.거의 완전히 그 all-trans으로 구성 되 합성 β-carotene isomer, 반면에 자연 스러 운 제품 cis isomer 상당 한 양의이 포함 되어 있습니다.체내에서 천연물중의 여러가지 이성질체의 상호작용은 생물기능의 중요한 보장으로 된다.특정 미생물 (Dunaliell한salin한등)의 베타카로틴은 시스 이성질체를 30%까지 포함할 수 있다 [12].천연 카로티노이드는보다 다양한 식품, 의료 및 상업적 가치를 가지고 있습니다.Rhodotorula, Torulopsis 및 Rhodotorula속 미생물과 같은 basidiomycetes를 발효시켜 천연 카로티노이드를 효율적으로 얻을 수 있다.

아크 수등 (13)은 카로티노이드 생성 균주로 Rhodotorul한mucilaginosa를 사용하고 매질 내 탄소 및 질소원, 첨가제 및 당밀 첨가량을 최적화한 결과 35.0 mg/g의 건세포 중량의 카로티노이드 수율을 얻었다.류빙 등 14명은 생산균주로 적색효모를 사용하여 5가지 성장인자가 적색효모세포 성장과 카로티노이드 함량에 미치는 영향을 연구하였다.그 결과 땅콩기름과 리보플라빈이 토마토 주스보다 바이오매스 증가에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.속에 의해 생산 된 β의 상업적 생산-carotene Dunaliella은 호주에서 깨 달았되었고, 이스라엘과 미국은, 소규모 생산은 칠레에서 실시 되었을 동안, 멕시코, 이란과 대만, 중국, 다른 지역들 중에서, 그것을 또한 생산 되에 있는 작은 [15]규모이다.이리아니 [15]는 브라질 생태계의 효모에서 카로티노이드를 분리했다.이 색소들은 주로 cirrusin으로 확인 된과 β-carotene 효모에 의해 생산 된 Rhodotorula glutinis, Rhodotorula mucilaginosa과 Rhodotorula toruloides다.

멜라닌의 발효 생성 1.3

멜라닌은 폴리페놀성 헤테로폴리머의 일종으로 다양한 색상과 응용이 가능합니다.동물, 식물, 미생물에서 널리 발견된다.멜라닌의 물리적, 화학적 특성으로 항산화 작용, 항암 활성, 해독작용, 항바이러스, 간보호 및 항방사선 작용 등을 포함한 많은 생물학적 효과를 주며, 식품, 의약품 및 화장품 및 기타 분야 [16]에 널리 사용된다.구민주 [17] 등은 사천사범대학 캠퍼스 토양에서 멜라닌 생성이 높은 균주인 스트렙토마이세스 항생제 MV5002 균주를 분리하였다.배양액을 여러 차례 최적화한 결과, 수율은 3.45 g/L에 도달하였다.ShripadN.Surwase[18].등은 인도의 Shivaji 대학 캠퍼스에서 생산량이 많은 흑색균주를 분리하였다.계통학적 나무 추론 결과 새로운 박테리아인 Brevundimou로sp다.SGJ로 추정되었다.반응표면분석에 의한 최적화와 멜라닌 전구체 lysine을 간헐적으로 첨가한 후, 초기 0.401 g/L에서 6.811 g/L로 수율이 증가하였다.Ke Guanchun [19] 등이 청두 교외의 토양 시료에서 분리한 321 종의 박테리아로부터 세포 밖 멜라닌 생산량이 높은 균주를 분리하였다.이 균주를 스트렙토마이세스 균주로 확인하고 약 0.70 g/L의 수율로 확인하였다.유전공학의 발달과 응용으로 효과적인 유전자는 재조합 공학 박테리아를 통해 대장균 (Escherichiacoli)과 바실러스 튜링기엔시스 (Bacillus thuringiensis)와 같은보다 성숙한 연구 균주로 옮겨질 수 있으며, 멜라닌을 쉽고 효율적으로 생산할 수 있다.

Yali Huang[20]등이 남중국해 심해 침전물에 있는 미생물로부터 DNA를 추출하여 Fuschia plasmid에 클로닝하여 39,600개의 클로닝과 24~45 kb의 삽입부위를 생산하였다.대장균으로 옮겨지면서 적갈색 색소를 생성했는데, 멜라닌의 일종으로 밝혀졌다.멜라닌은 해빛속의 자외선을 흡수할수 있으며 인체와 미생물을 보호할수 있다.Ru한Lifang 등 [21]은 Pseudomon로maltophilia에서 멜라닌 생성 유전자 (mel 유전자)를 vect또는pHT3101에 클로닝하고, 제작된 재조합 plasmid pHTAM을 Bacillus thuringiensis BMB171 수용체 균주에 옮겨 재조합 균주 RSA를 얻었다.조건을 최적화한 후 멜라닌의 수율은 65 g/L에 달하였으며, 이는 환경의 pH 값 및 기질 농도와 밀접한 관련이 있다.

조작된 박테리아에 의해 생성된 멜라닌은 생물학적인 효과도 가지고 있다.Li Xiaoyan 등 22)은 benzoic acid hydroxylati에산물의 형광 강도에 대한 멜라닌의 소거효과를 이용하여 재조합 Bacillus thuringiensis pHTAM 균주에 의해 생성된 멜라닌의 소거효과와 hydroxyl 라디칼에 대한 표준 멜라닌의 소거효과를 비교하였다.그 결과 재조합 박테리아는 멜라닌을 생성해 활성산소를 제거하는 능력이 있는 것으로 나타나 시그마 &에 필적하는 것으로 나타났다#39;의 제품이며 생물체로부터 추출한 국내생산상용제품보다 좋다.닝화 [23]는 유전자 조작 세균 Escherichia coli (대장균)/P WSY 가 거대 분자에 생산하는 멜라닌의 광보호 효과를 연구했다.그 결과이 조작된 박테리아가 만들어내는 멜라닌이 선형 DNA 분자의 자외선 손상을 상당히 줄일 수 있다는 것을 알 수 있었다.

Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomon로maltophilia, Pseudomon로stutzeri, Nocardia nova, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus fumigatus, Pleurotus ostreatus, Auricularia auricula-judae, Cordyceps sinensis, Streptomyces 등과 같은 다양한 박테리아, 곰팡이와 몇몇 actinomycetes 가 멜라닌을 생산하는 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.일부 멜라닌 생성 박테리아의 배양 조건은 제어가 쉽지 않기 때문에, 점점 더 많은 연구가 재조합 공학 박테리아의 구축에 초점을 맞추고 있다.멜라닌 생성을 조절하는 유전자를 대장균 (Escherichia coli)과 바실러스 튜링기엔시스 (Bacillus thuringiensis)에 도입하여 대규모 배양을 용이하게하고 이를 통해 멜라닌의 수율과 품질을 향상시킨다.조작된 박테리아에 의한 멜라닌 생성이 새로운 트렌드로 자리 잡았다.

퀴논과 기타 안료 1.4

퀴논안료는 좋은 염료일 뿐만 아니라 항염증, 항종양, 항돌연변이, 항균 등 매우 중요한 약효를 가지고 있다.퀴논 화합물은 전통 한약의 중요한 성분이다.루지후아 [24] 등이 균사체 Phellinus linteus를 발효시켜 탄저퀴논 색소를 얻었으며, 총 1.72 mg/L의 수율을 보였다.후밍밍 (25) 등은 야생 Phellinus linteus stipe 로부터 무성 Phellinus linteus 균주를 걸러냈고, 배양 조건을 최적화한 결과 색소 생산량은 2.795 g/L에 달했다.

과학기술의 발전과 자연탐사에 따라 사람들은 일부 알려지지 않은 색소를 생성하는 세균을 발견하였다.이후진 [26] 등은 다야만에서 해양세균 Pseudononas sp. 균주를 채집하고,이 세균으로부터 Pseudononas red a와 dimethyl Pseudononas red B 두 가지 적색색소를 분리하였다.그들은 강한 항균성과 세포독성을 가지고 있다.피코빌린은 중요한 원색으로서 붉은색과 노란색을 부동한 비율로 혼합하여 다양한 색상을 낼수 있다.원루 (Wen Lu) [27] 등은 남중국해 해수 표면에서 해양세균 Pseudononas sp. 균주를 분리하였다.변형된 액상 매질의 지용성 분획을 이용하여 항암 특성을 갖는 phycobilin, Blue-1을 분리하였다.천민춘 [28] 등은 높은 아스타잔틴 수율을 얻기 위해 아스타잔틴 생성 균주 CHU-R의 배양 조건을 최적화하였다.

17세기에 미생물이 발견된 이래 미생물을 이용하여 항생제, 퀴논제, 알칼로이드, 펩타이드, 탄저퀴논제, 식품약 등을 생산하는 등 유익한 미생물이 많이 효과적으로 이용되고 있다.미생물이 생산하는 2차 대사산물은 식품, 의약, 농업, 석유화학 분야에서 널리 사용될 수 있다.미생물을 통한 안전하고 안정적인 2차 대사산물-안료의 생산은 천연 안료의 공급원을 확대할 뿐만 아니라,이 방법으로 얻어진 안료의 수율과 품질도 비교적 안정되어 소비자와 생산자들에게 상당히 인기가 있습니다.

2조직배양 (Tissue culture)

식물 조직 배양은 식물 세포의 totipotency 이론에 기초한다.식물조직과 세포를 적합한 배양조건에서 분리, 배양하여 생장, 증식 또는 완전한 식물로 재생시킨다.안터 및 반수체 배양, 바이러스 없는 묘목 재배, 신속한 전파 시스템 구축, 2차 대사산물 생산 및 체외 세포 보존 [29]에 사용된다.조직배양을 통한 캘러스 조직의 형성과 2차 대사산물의 생성을 촉진시키기 위한 적합한 조건의 탐색은 천연색소의 생성을 증가시키는 효과적인 방법이다.

2.1 정원사의 조직배양과 노란 색소의 생산

자스미노이드 (Gardenia jasminoides)는 루비과에 속하는 상록관목이다.그것의 열매는 흔히 볼수 있는 중국의 약초이며 노란색색소가 풍부한데 주성분은 크로신이다.니아노란색 색소색이 밝고 착색력이 강하며 안정성이 우수하고 수용성이 좋다.그것은 특정 항균 및 약리 학적 효과가 있으며 식품 생산에 널리 사용되는 좋은 식품 색소입니다.정원사는 열매를 맺기까지 3년이 걸리며 느리게 자라나 수확량과 품질이 재배조건과 환경에 쉽게 영향을 받는다.정원나무열매에서 정원나무 노란색색소를 추출하면 더는 공업생산의 수요를 충족시킬수 없다.식물세포조직배양기술을 리용하여 정원식 황색색소를 생산하면 자원부족문제를 해결할수 있을뿐만아니라 지역과 계절 등 자연조건의 제한을 받지 않고 생산주기가 비교적 짧다.가드니아 황색 색소 생산을 위한 가드니아 조직 및 세포 배양에 대한 연구는 이론적, 실무적으로 매우 중요하다 [30].

1990년대에는 종청평 [30] 등이 정원석 캘러스 조직의 형성과 정원석 황색 색소 생성을 위한 조건을 최적화했다.그 결과 B5와 MG-5기본 매체가 굳은살 조직의 성장에 도움이 되는 것으로 나타났다.중간체에 0~1.5 mg/L indoleacetic acid (IAA)와 0~0.25 mg/L kinet에서(KT)을 첨가하면 캘러스 성장과 황색 색소의 생성이 촉진되었다.이 연구는 중국에서 가장 이른 시기의 연구였다.조직배양기술의 발전에 따라 정원사를 비롯한 식물조직배양에서 이차대사산물의 생산에 관한 연구가 증가하고 있다.

맹지청 [31]은 줄기 끝, 줄기 부분, 어린 잎 등 적색정원수의 다른 부분을 explants로 사용하고 MS, 1/2 MS, 1/4 MS의 세 가지 종류의 매질에 대한 배양 실험을 수행한 결과 MS매질에 2.0 mg/L 2,4-D의 첨가가 적색정원수 줄기 끝으로부터 캘러스 조직을 유도하는데 가장 좋은 조건이었다.범청평 [32] 등이 정원석 캘러스 조직 유도에 대한 기초 연구를 진행했다.굳은살 조직을 유도하는데 NAA와 6-BA의 호르몬 조합이 가장 적합한 것으로 밝혀졌다.그러나 HPLC에서 검출된 gardenoside와 같은 2차 대사산물은 생성되지 않았다.히 코Nawa [33]등은 LS (Linsmaier-Skoog) + 1.0 mg/L IAA + 0.1 mg/L KT를 사용하여 서브컬처용 매개체로 fresh Gardenia jasminoides의 씨앗을 사용하였고, 32세대 (약 4년) 동안 어두운 곳에서 배양하면서 진한 노란색과 주황색을 가진 굳은살들을 얻었다.

원예종자조직의 배양방법은 기후와 계절 등 자연조건의 영향을 받지 않지만 목표물질을 확보하는데 오랜 시간이 소요되고, 운영에는 많은 인력과 물적 자원이 필요하다.배양조건 변화, 전구체 또는 유도제 첨가 등을 통해 정원염 캘러스 조직의 형성과 정원염 황색색소의 합성율을 향상시키는 방법은 향후 정원염 황색색소 조직배양의 산업화를 위한 돌파구이다.

컴프리의 조직배양 2.2

진딧물속, 에키놉스속, 진딧물속, 진딧물속에 속하는 식물들과 같이 보라기나과에 속하는 식물들은 진딧물인자와 그 유도체를 생산할 수 있다.시코닌은 나프톨 계열의 적색 색소로 항균, 항진균, 항알레르기, 항염증, 항부종, 항암 및 운모 치료 효과 [34]가 있다.징소리 et 알다.[35]shikonin다고 믿을 유도에서 간암을 통해 세포 사멸 ROS (산소 종)/Akt (단백질 산화효소)와 RIP1 (receptor-interacting 단백질)/NF-κ B 경로, 잠재적인 마약 할 수 있 으며 암의 치료에 간이다.천즈루 등 36명은 자색풀에서 추출한 시코닌이 급성 전골수성 백혈병 환자의 HL-60세포의 증식을 효과적으로 억제하고 세포사멸을 유도할 수 있다는 사실을 발견했다.시코닌은 백혈병에 대한 유효 성분으로 사용될 수 있다.시코닌은 좋은 색보강제이기도 해 식품, 화장품, 의약품 등에 널리 쓰인다.

조직배양을 통해 시코닌의 생산을 증가시킬 수 있어 시코닌의 상업적 생산이 가능하다.조직배양을 통한 시코닌의 생산은 1960년대로 거슬러 올라갈 수 있다.1983년에는 조직 배양을 통한 시코닌의 상업적 생산이 가능해졌다 [37].Yan Haiyan [38]은 2단계 배양법을 사용하여 다양한 배양매체, 호르몬 종류, 농도 및 영양소 조성이 컴프리로부터 캘러스 조직의 성장과 알리솔 형성에 미치는 영향을 연구하였다.그 결과 캘러스 조직의 식물성 성장과 알리솔 형성에 적합한 배양액의 조건이 다르게 나타났다.1.0 mg/L 6-BA와 0.1 mg/L IAA의 B5개조매질의 조합은 전자에 적합하며 CuSO4를 첨가한 매질중의 시코닌의 함량은 M9의 3배 농도이다.Agrobacterium rhizogenes를 이용하여 식물에 침입하여 뿌리 생성을 유도하면 생산량을 높이고 호르몬 첨가를 줄일 수 있다.

Baraneket 알다.[39]은 컴프리를 변형시키기 위해 Agrobacterium rhizogenes ATCC15834, lba9402 및 NCIB8196의 3가지 균주를 사용하였다.M9 medium에서 32일간 재배한 후 3 종류의 털뿌리 모두 comfrey 유도체의 수확량이 높았으며, 그 중 acetyl shikonin과 isobutyryl shikonin의 양은 뿌리접종에 비해 4.7배 증가하였다.Ashok [34]은 먼저 Agrobacterium rhizogenes의 야생형 균주 A4를 이용하여 소프트 컴프리에서 시코닌 생성 유도를 매개하여 배양 조건을 최적화하였다.재배 50일 후 시코닌의 함량은 신선중량 0.85 mg/g에 달했다.

1983년 일본 미쓰이석유화학회사는 처음으로 배양 컴프리를 사용해 컴프리인을 생산했다.현재까지 세계적으로 1,000여 종의 식물을 대상으로 세포배양 연구가 수행되었다.예를 들어, 니코틴은 담배 세포 조직 배양에서, 파클리탁셀은 주목의 세포 배양에서, 안토시아닌은 로셀의 세포 배양에서 생성된다.컴프리인, 진세노사이드, 파클리탁셀은 이미 산업적으로 생산되고 있다.

식물의 종자, 리좀 또는 잎에서 색소를 추출하는것은 의심할바없이의 가장 기본적인 원천의 하나이다천연 색소다.그러나 이런 방식으로 추출되는 천연색소는 환경과 계절의 영향을 받기 쉬울 뿐만 아니라 생산비용이 많이 들어 널리 사용되는 데 도움이 되지 않는다.식물세포조직배양방법은 색소생산에 대한 환경과 계절의 영향을 피면할수 있는 동시에 생산과정중의 원료수집과 운송에 소요되는 상당한 비용을 절감할수 있다.식물조직배양을 이용하여 대상색소의 대규모 공업생산을 달성하는데 있어서도 조건최적화, 긴 생산주기, 발효규모 확대의 어려움 등 기술적 돌파가 필요한 여러 핵심제어점이 있다.

미세조류에서 생성되는 3가지 색소

미세조류는 광합성을 통해 많은 가치있는 대사산물을 합성하는 비관속식물로서 이를테면 불포화지방산, 단백질, 미생물, 색소 등으로서 식품, 의약, 방직 등 분야에 널리 리용될수 있다.해조류의 대사에 의해 생성되는 색소는 적색, 녹색, 갈색의 3가지로 구분되는데, 적색 색소는 각각 Rhodophyta, Chlorophyta, Phaeophyta 과에 속하는 조류가 생성한다.엽록소, 카로티노이드와 phycobiliproteins은 해조류 [40]에서 생성되는 3대 고전적인 색소이다.미세조류에 의해 합성된 색소의 생물학적 활성과 항산화 특성이 입증됨에 따라 이들 색소는 식품, 의약, 섬유 등의 분야에서보다 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.미세조류로부터 추출된 카로티노이드의 종류는 많다 (표 1) [41].

Astaxanthin(3, 3'-dihydroxy-β, β-carotene-4, 4'-dione)은 노 keto-type 드의 원천이 되지 않은 미생 물의 a. 그것의 분자 공식은 C40H52O4과 그것의 구조는 그림 3에 나와 있습니다.아스타잔틴은 광택이 있고 녹는점이 216 °C 이며 물에 녹지 않고 이황화탄소, 아세톤, 벤젠, 클로로포름 [42] 등의 유기용매에 녹는 분홍색 바늘 같은 결정이다.Astaxanthin은 강한 항산화 특성을 가지고 있으며 효과적인 광선 보호제이며 동맥경화증 및 관련 질병을 예방할 수 있고 특정 항암 특성을 가지고 있으며 신체 &의 기능을 강화할 수 있습니다#39;의 면역 체계 및 눈과 중추 신경계의 건강을 유지하고 다양한 동물 사료에 사용할 수 있습니다.같은 농도의 합성색소와 비교했을 때 아스타잔틴은 천연 식용색소로서 착색력과 생물학적 효능 [43]이 훨씬 높다.

자연 astaxanthin주로 미세조류, 박테리아, 곰팡이 및 갑각류의 가공 폐기물에서 유래합니다.헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcuspluvialis)는 많은 양의 아스타잔틴을 축적할 수 있다.또한 Chlorella, Scenedesmus, Dunaliella 및 Nannochloropsis와 같은 녹조류도 악환경조건에서 astaxanthin이 다소 축적될 것이다.적색효모, 검적색효모, 끈적적색효모도 아스타잔틴을 생성할수 있다.동청린 [42]은 Haematococcus pluvialis와 Rhodopseudomonas palustris의 배양을 혼합하여이 둘의 시너지 효과를 이용하여 홍조류의 바이오매스와 아스타잔틴 생성을 증대시켰다.케이잉 [44]은 아스타잔틴 생성이 높은 돌연변이 균주를 걸러내기 위해 돌연변이체로 자외선 (UV), 에틸메탄설폰산 (EMS), 니트릴로트리아세트산 (NTG) 등을 사용하였다.Haematococcus pluvialis는 불리한 성장 조건 (예:고온, 건조, 강한 빛, 높은 염분 등)에서 astaxanthin을 생성할 가능성이 더 높습니다.

에스라 [45]등이 생산한 아스타잔틴의 축적을 조사하였다Haematococcus pluvialis4가지 유형의 배양 매체와 2가지 가벼운 강화에서.그 결과 아스타잔틴은 co2가 농축된 증류수를 첨가한 배양액에서 더 빨리 축적되는 것을 확인할 수 있었다.이러한 간단한 배양 조건은 대규모 산업 생산에 도움이 되는 반면, 두 광원의 사용은 아스타잔틴 축적에 아무런 영향을 미치지 않았다.

토모-히사 (tomo-hisa) [46]와 다른 사람들은 번쩍이는 파란색 다이오드 빛과 연속적인 빛이 헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis)의 성장과 아스타잔틴 축적에 미치는 영향을 연구했다.그 결과 번쩍이는 빛 사진이 연속광보다 아스타잔틴 농도가 높게 축적되는 것을 알 수 있었다.축적된 astaxanthin의 농도는 CO2가 첨가되고 청색 다이오드 빛이 반짝이는 증류수 조건에서 더 높았다.문화조건이 간단하고 에너지를 절약할수 있어 공업생산에 적합하다.피코빌리단백질 (Phycobiliproteins)은 해조류 대사에서 생성되는 천연색소이기도하다.조류의 대사에 의해 생성되는 Phycobiliproteins은 일찍이 지난 세기에 발견되었다.지금은 해조류에서 phycobiliproteins을 추출하는 방법에 대한 연구가 더 많이 이루어지고 있어서 won't는 여기서 자세히 설명한다.

미세조류는 광합성 경로를 통해 2차 대사산물을 생산할 수 있다.전자에 비해 미세조류 재배시 호르몬과 탄소원을 적게 첨가하면 대규모 산업 생산에 필요한 에너지를 절약할 수 있다.

합성안료는 생산량이 높고 자연에서 안정하며 밝은 색을 띠지만 잠재적인 안전문제가 식품첨가물시장에서 점차 사라지고 있으며 천연안료는 식품업계의 새로운 총아로서 각광받고 있다.현재 전 세계 주요 기업들은 천연색소 시장 점유율 경쟁을 위해 최선을 다하고 있다.일본은 오랫동안 적색 효모 쌀 색소 생산을 주도해 왔으며 유럽과 미국도 녹조 색소와 카로티노이드 생산에서 강세를 보이고 있다.…의 생산천연 안료 (자연색소에서China식물 자체의 추출에 더 많이 의존합니다.생산량이 비교적 많기는 하지만 자연환경의 불확실한 요소의 영향을 받기 쉬워 필연적으로 경제원가가 높아지게 된다.

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