마리골드 꽃 추출물 루테인 분말의 사용에 관한 연구

잔토필은 VA 측면에서 활성화되지 않는 천연 카로티노이드 색소의 일종으로"phyto-lutein"으로도 알려져 있으며 자연에서 널리 발견됩니다.이 천연색소는 색이 밝고 착색력이 강하며 안전성과 무독성이 있고 항산화능력이 강하며 인체노화를 방지하는 능력이 있고 부작용이 없는 영양가치가 있어 갈수록 많은 사람들의 관심을 끌고있다.현재 국제적으로 일정한 량의 루테인을 식품에 첨가하여"루테인 채식"을 만드는것이 유행되고있는데 이는 인체장기의 노화로 인한 일련의 질병을 예방할수 있다.대량의 역학 증거를 보면 루테인은 시력 보호 효과가 있고 백내장, 동맥경화증 예방, 면역력 강화 등의 효과가 있다.특히 암의 발생을 예방하고 암의 발생을 지연시키는 중요한 역할을 한다.현재 국제적으로 기능성 식품 원료 연구에 있어 각광받고 있는 분야이다.그러므로 신형의 건강식품첨가물로서 루테인은 21세기 건강식품가공에서 넓은 발전전망을 갖고있다.본 논문은 국내외 루테인의 연구 진행 상황을 요약하고 향후 적용 가능성을 전망하고자 한다.

루테인의 생리학적 효과와 준비 1

1.1 루테인의 조성

루테인, 일명 3'3-디 하이드 록시-알파-카로틴은, 분자식이 C40H56O2 이고 분자량은 568.85이다.연구에 따르면 루테인의 기본구조는 18개 탄소원자가 결합된 이중결합을 포함하는 긴 사슬로 연결된 2개의 육각형 탄소고리이다.8개의 입체 이성질체와 함께 3개의 키랄 중심을 가지고 있어 화학적으로 합성하기 어렵다.현재까지 천연식물에서만 추출할 수 있다.

1. 2 Lutein' s 효과

시력 보호 1.2.1

루테인은 망막의 황반에서 중요한 보호 역할을 합니다.루테인이 부족하면 황반이 쉽게 변성을 일으켜 시야가 흐려지고, 결국 시력 저하, 근시 등의 증상이 나타날 수 있다.루테인은 VA의 전구체로 인체에서 VA로 전환될 수 있다.눈 속 루테인의 주요 생리 기능은 항산화 작용과 광선 보호를 위한 것입니다.시신경은 재생성이 없어 유해한 활성산소에 극도로 취약하다.Lutein's 항산화 효과는 유해 활성 산소의 형성을 억제 할 수 있습니다.루테인은 대량의 청색광을 흡수할수 있다.청색 가시광선의 파장은 자외선에 가깝고, 망막에 도달할 수 있는 가시광선 중 가장 잠재적으로 유해한 종류입니다.망막의 민감한 세포에 도달하기 전에 빛은 루테인의 농도가 가장 높은 부위를 먼저 통과합니다.황반 내 루테인 함량이 높으면 이러한 손상을 최소화할 수 있습니다.

1.2.2 항산화 효과

루테인 가루강력한 항산화 효과가 있어 활성산소 활성산소의 활성을 억제하고 정상 세포를 손상시키지 않습니다.실험결과 활성산소는 DNA, 단백질, 지질과 반응해 생리기능을 손상시키고 암, 동맥경화증, 눈의 황반변성 등 만성질환을 유발할 수 있는 것으로 나타났다.루테인은 물리적 또는 화학적 차단작용을 통해 단일성 산소를 불활성화시켜 인체를 손상으로부터 보호하고 면역 기능을 강화시킬 수 있습니다.

1.2.3 착색효과

루테인은 밝은 노란색을 띠며 물에 용해되지 않고 기름과 에탄올에 용해되며 착색력이 강하고 빛, 열, 산, 알칼리에 강하다.페이스트리, 캔디, 양념, 피클, 사료에 색을 입히는 데 널리 사용될 수 있다.또 보건품, 알약도료, 캡슐에 색을 입히는데 사용할수 있다.이미 중국의 사료첨가제에서 천연색소로 사용되고 있다.유럽과 미국의 일부 나라들에서는 또 루테인을 식용색소로 지정하여 식품에 아름다운 금황색을 띠게 하였다.

동맥경화증 방지 효과 1.2.4

최근 연구 결과에 따르면 루테인은 동맥경화의 초기 단계를 지연시키는 효과가 있다.주요 요인은 주요 동맥 내벽의 두께 변화와 혈액 내 루테인 함량과의 관계이다.혈액 속의 루테인 함량이 낮으면 동맥벽이 두꺼워질 가능성이 매우 높다.루테인 함량이 점차 증가함에 따라 동맥벽이 두꺼워지는 경향은 감소하고, 동맥막힘도 현저히 감소한다.동시에 동맥벽의 세포에 있는 루테인은 LDL 콜레스테롤의 산화도 감소시킬 수 있다.

항암효과 1.2.5

많은 연구에서 루테인이 유방암, 전립선암, 직장암, 피부암 등과 같은 다양한 암에 억제 효과가 있다는 것이 밝혀졌습니다.뉴욕대학교 약학대학의 최근 연구에 따르면, 유방암 발생률이 낮아지는 것과 루테인 섭취 사이에는 강한 상관관계가 있다.연구결과 루테인 섭취량이 적은 실험군의 유방암 발생률은 루테인 섭취량이 많은 실험군의 2.08~2.21배였다.이 효과는 다른 장기 조직과의 상승 작용으로 간접적인 면역 조절 효과를 수반할 수 있다.이 연구는 식이 루테인 섭취가 종양을 억제할 뿐만 아니라 심지어 종양 발생을 막을 수도 있다는 결론을 내렸다.관련 기관에서는 1인당 매일 400~600 g의 과일과 채소를 섭취하면 암에 걸릴 상대적 위험을 50% 낮출 수 있다고 권고하고 있다.

당뇨망막병증의 예방과 치료 1.2.6

당뇨망막병증은 고혈당에 의해 눈의 망막의 모세혈관이 장기적으로 손상되여 생긴다:혈류속도가 느려지고 조직이 산소가 결핍되며 모세혈관벽이 퇴화되여 부서지기 쉽고 미세동맥류, 점 또는 양판 같은 출혈, 면울과 같은 삼출물이 망막의 뒤극 (fundus)에 나타나 시력소실을 초래한다.즉시 치료를 시작하지 않으면, 손상은 더 진행될 것이다.산소의 부족으로 망막에 새로운 혈관이 형성되며, 이로 인해 유리체 출혈, 증식성 망막병증, tractional retinal detachment, secondary 녹내장 등이 유발되고 실명을 유발할 수 있습니다.루테인은 혈관의 저항력을 현저히 향상시키고 혈관 안팎의 삼투압의 균형을 회복시키며 혈관의 투과성을 낮추고 혈관 내 물질의 누출을 억제하며 눈 속 혈관의 온전성을 보장하고 눈에 충분한 혈액 공급을 보장한다.또한 활성산소가 눈의 콜라겐에 결합하는 것을 막고, 망막의 콜라겐 구조를 강화시켜 당뇨망막병증, 망막색소병증, 출혈성 및 고혈압성 망막병증, 황반변성 등 다양한 망막질환의 치료율을 향상시키고, 이러한 질환으로 인한 시력 저하를 개선하고 회복시킵니다.

1.3 루테인 분리 및 추출

루테인은 채소, 꽃, 과일 및 특정 해조류에서 널리 발견되는 천연 색소입니다.옥수수, 채소, 과일, 꽃에 들어있는 식물 색소의 주성분이다.루테인은 1831년 하인리히 빌헬름 페르디난트 바켄로더가 당근 뿌리에서 처음 추출했다.이후, Berzdlius는 1837년 가을 노란 잎에서 루테인을 추출했다.이어서 다른 연구자들도 케일, 케일, 시금치 등과 같은 짙은 녹색 채소와 마리골드와 같은 꽃, 해초나 계란 노른자에서 루테인을 추출했다.최근 루테인에 대한 수요가 증가함에 따라 국내외 연구자들은 더 높은 수율을 갖는 추출 방법을 찾기 위해 노력하고 있습니다.현재 루테인을 추출하는 방법에는 주로 다음과 같은 방법들이 있다.

1.3.1 유기용매 추출법

유기용매 추출은 루테인을 추출하는 데 가장 널리 사용되는 방법은 단연히이다.일반적으로 사용되는 유기용매로는 헥산, 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 석유에테르 등이 있다.마리골드의 황색 색소는 중성 조건에서는 물에 녹지 않는 반면 에탄올에 대한 용해도는 크게 증가한다.그러므로, 그러나 Jixing [1]은 알칼리 조건에서 추출하기 위해 에탄올을 용매로 사용했다.추출물은 갈색을 띤 황색을 띠었으며, 진공증류, 농도, 강수, 건조 등을 통해 갈색 고체를 얻었다.

저우옌팡 등 2명은 마리골드 입자로부터 색소를 추출하기 위해 Soxhlet 추출기와 역류 공동조리법을 사용하였으며, 물질-액비 1:4로 7시간 후 마리골드 황색소의 추출 수율은 22.6%에 이를 수 있었다.송하오 등 3명은 마리골드에서의 루테인의 용해도를 테트라하이드로퓨란, 석유에테르, 헥산, 아세톤 등의 여러 유기순수용매와 이들 용매와 에탄올의 이원혼합물에 대하여 연구하였다.그 결과 적절한 2 성분 혼합용매가 순수용매보다 루테인 추출효과가 우수함을 알 수 있었다.또 다른 연구에서는 옥수수 황색 과육에서 옥수수 황색 색소를 추출할 때 헥산 질량 분율이 최대 74%에서 80%인 용매 오일을 선택했습니다.액체-고체 추출의 원리에 따르면, 액체상과 고체상 사이에 농도 차이가 있을 때는 분자 확산에 의해, 펌프 사이클에 의해 외력이 가해질 때는 대류 확산에 의해 색소 침적의 목적이 달성된다.

마이크로파 추출법 1.3.2

현재 마이크로파 추출기술은 피플&에서 점점 더 널리 사용되고 있다#39;의 생산과 생활, 그리고 특히 천연 색소 추출에서 좋은 결과를 얻었다.마이크로파 추출은 효율이 높고 선택성이 강할 뿐만 아니라 조작이 간편하고 부산물이 거의 발생하지 않으며 수율이 높고 제품의 정화가 용이한 장점을 이용한다.전자관에서 산생되는 초당 24억 5,000만회의 빠른 진동하에서 식물체내의 분자들은 서로 충돌하고 압착되면서 천연색소의 침출을 가속화한다.이 제품의 장점은 장비 투자 및 운영 비용을 절감할 뿐만 아니라 환경 보호 요구 사항을 충족하는 데에도 있습니다.그러므로 마이크로파추출은 천연안료의 추출에서 넓은 응용전망을 갖고있다.

리잔잉과 덩위 [4]는 식물 원료인 감귤 껍질에서 루테인을 추출하고 전자레인지를 이용한 차를 연구했다.마이크로웨이브 파워, 추출 용매, 재료비, 추출 시간, 추출 순서, 시료 입자 크기 등의 요인이 제품 추출률에 미치는 영향을 탐색하였으며, 최종적으로 주요 영향 순서는 마이크로웨이브 파워>물질과 액체의 비율>추출 시간이다.Zhao Zhiguo와 Zhang Hua [5]도 감귤껍질을 원료로 사용하고 마이크로파 가열로 루테인을 추출하여 추출제로 용매유 6번, 마이크로파 전력 800 W, 추출시간 25분, 재료비 1/10 이라는 최적의 조건을 얻었다.감귤 껍질에서 루테인 추출율이 74.12%에 달해 가장 높았다.

초임계 이산화탄소 추출 1.3.3

초임계 유체 기술은 지난 20년간 발전해온 새로운 화학 분리 기술이다.무독성과 무해한 특성, 강한 용해성, 낮은 용매 잔류 및 높은 제품 순도 때문에 천연 제품 추출에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.그것은 중요한 유체의 용해도에 대한 압력과 온도의 영향을 이용합니다.분리할 고체나 액체의 혼합물을 고압 상태에서 초임계 유체와 접촉시킨 다음, 압력을 줄이고 온도를 높여 초임계 유체를 정상 기체로 바꾸는 방식으로 진행된다.이를 통해 다양한 성분을 극성, 끓는점 및 상대 분자 질량 순으로 선택적으로 추출할 수 있으므로 분리 및 정제라는 목표를 달성할 수 있습니다.초임계 추출에 의한 루테인 정제 방법이 공개되었는데, 추출 주전자에서 마리골드 추출물을 예비 추출하고 이후 추출 후 최종 생성물인 루테인으로 구성됩니다.본 발명은 악취를 제거하고 루테인 함량을 200 mg/kg 이상으로 증가시킬 뿐만 아니라, 생산 공정이 간편하고, 생산 주기가 짧으며, 생산 효율이 높은 것을 특징으로 한다.

이가봉 등 6명은 초임계 이산화탄소 추출에 의해 마리골드 건조된 꽃 입자로부터 루테인을 추출하였고 최적의 공정 조건은 추출 압력 45 MPa와 온도 50 °C;8 MPa의 분리 I 압력 및 55 °C의 온도, 분리 I 조에 수득된 주추출물을;및 분리 II 압력 4 MPa 및 온도 20 °C, 분리 II에서 수집 된 불순물과.이러한 조건에서, 루테인 추출물은 높은 추출율을 보입니다.Liang Lin [7]은 초임계 CO2 추출기술을 이용하여 바다벅손포메스에서 루테인을 추출하였으며, 최적의 공정조건은 온도 48 °C, 압력 35 MPa, 분리압력 15 MPa, 내포제 용량 9 mL로 결정되었다.

1.3.4 효소처리

효소 방식은 세포 구조의 무결성을 파괴하여 추출시 세포 내부의 물질이 더 많이 노출되어 오일의 투과성을 높입니다.식물 세포벽은 주로 다당류로 구성되어 있기 때문에 다당류를 분해하는데 셀룰라아제와 헤미셀룰라아제가 활성이 가장 높고 가장 좋은 결과를 낸다.하지만 실제 생산에서는 더 좋은 결과를 얻기 위해 셀룰라아제를 포함한 여러 효소를 함께 사용하는 경우가 많다.마투석 [8]은 신선한 마리골드 꽃을 물 (10%, w/v)에 녹여 셀룰라아제로 먼저 처리한 후 유기용매 (클로로포름 또는 헥산)로 추출하는 방법을 연구하였다.효소가 없는 대조군과 비교할 때 수율은 36% 증가했다.

Delgado-Vargas와 Paredes-Lopez [9].가 마리골드 꽃 분말의 수용성 효소처리를 연구한 후, hexane-ethanol-acetone-toluene (10:6:7:7)의 혼합물로 추출한 결과, 루테인의 추출율이 유의적으로 증가하였다.마리골드 꽃의 효소분해는 루테인 이성화를 일으키지 않으며, 효소분해로 처리한 마리골드 분말은 올 트랜스 루테인 함량이 최대 25.1 g/kg 건조중량 [10]으로 가장 높다.그러나 효소처리 방법의 긴 반응시간으로 인해 용매 추출 전에 효소처리 공정에서 다량의 수분을 제거해야 하며, 이는 상기 방법의 실용화에 한계가 있다.

바르자네 등 11)은 주로 유기용매와 수분함량이 낮은 매질에서 세포벽 성분을 분해하기 위해 일련의 가수분해효소를 이용하여 효소반응과 유기용매 추출을 동시에 수행하는 방법을 제안하였다.가수분해효소의 선발에 있어서 NAVARRETE-BOLANOS JL 등 12~13)이 마리골드 꽃에서 루테인 추출에 미치는 비상업적 효소 조제의 효과를 연구하였다.이 효소는 담금질 과정에서 생성되는 종균 미생물에 의해 합성되었으며, 셀룰라아제 활성이 높고 추출 효과가 좋았다.리 Xiuxia et al. [14]의 ultrasonic-enzymatic 조력 추출 과정을 연구 했 루테인에서 옥수수 단백질 가루, 및 결정 루테인의 효소 하기 위한 최적의 공정 모를 추출이 옥수수 단백질 파우더에서 효소의 농도 7682 U/g, 818%의 농도 가 기질과 212 h의 시간 지구 효소이 있다.이 과정의 수율 65 μ g/g,였었던 예측 된 결과과 일치 한다.

막 분리 기술 1.3.5

세라믹 막 미세여과 (MF)를 이용해 추출액을 정제 · 정제하고, 여과액을 농축하기 위해 역삼투 (RO) 막을 이용한다.이 공정은 막 분리 기술을 주요 방법으로 사용하여 전통적인 알코올 정제와 증발 농도를 대체합니다.공정이 간단하고, 안료 용액은 기본적으로 상온에서 작동되므로 에너지를 절약하고 안료 제품의 품질을 보장합니다.따라서 비용 절감과 제품 품질 향상의 관점에서 천연 안료의 추출을 위한 막 분리 기술의 사용은 매우 가치가 있습니다.

건조에 의한 루테인 추출 1.3.6

해외에서 건조 및 박음질을 위한 새로운 유형의 회전식 드럼 건조기가 개발되었습니다루테인을 추출할 수 있는 마리골드나 마리골드의 꽃잎다.박리율이 다를 때 박리효율은 70%에서 90% 사이에서 변동한다.건조 시간에 따라 루테인의 양이 달라지지만, 같은 건조 시간에 대해 70 °C에서 건조하여 추출한 루테인은 60 °C에서 추출한 루테인보다 적습니다.

루테인 2 적용

천연색소 루테인은 색이 밝고 착색력이 강하며 항산화성이 좋고 안전성과 무독성이 있으며 영양가치가 풍부하여 현재 동물사료, 식품, 보건품, 화장품, 담배 등 여러 분야에서 점점 더 널리 사용되고 있다.

2.1 사료 첨가제의 루테인

2.1.1 색소

대나무 잎 등 [16] 닭 사료에 루테인을 일정량 첨가하면 달걀 노른자의 색이 좋아지고 달걀 노른자와 흰자의 질이 좋아진다.루테인은 또 생선의 알껍질, 피부, 근육에 계란 노른자 노랑, 주황, 붉은 색을 낼수 있다.량상준 등은 사료에 루테인을 첨가하여 금붕어의 체색을 대폭 개선하고 비늘, 피부, 근육, 꼬리지느러미의 루테인 함량을 증가시켰으며 금붕어 ', s 바디컬러가 더 생기 넘친다.양식 사료에 흔히 쓰이는 색소는 루테인의 일종인 아스타잔틴이다.아스타잔틴이 연어와 송어의 고기를 분홍색으로 만들 수 있다는 사실이 처음 알려졌다.비슷하게, 아스타잔틴 또한 새우 사료의 착색제로 흔히 사용된다.

2.1.2 난자의 수정과 부화성을 향상시킨다

연구에 따르면 루테인 함량이 높은 난자에서 배아의 순환계와 혈관구역이 더 빨리 발달하는 것으로 나타났다.또한 계란 노른자에 있는 루테인은 배아에 많은 양의 VA와 글리코겐의 축적을 촉진한다#39;의 간은, 배아에서 지질의 흡수를 촉진 's 간, 그리고 난자 수정과 부화 능력을 향상시킨다.외국학자들의 심도있는 연구에 의하면 어떤 해역에서다 자란 연어와 송어가 자손을 번식하지 못하는 원인은 알과 프라이에 아스타잔틴이 부족하기때문이라고 한다.연어와 송어알의 아스타잔틴 함량은 부화율과 양의 상관관계가 있다.

2.1.3 면역력을 향상시킨다

루테인은 가축, 물고기, 새우의 번식, 생존, 면역능력을 증강시킬수 있으며 지질이 산화되지 않도록 보호해주기도 한다.외국의 연구에 의하면 루테인은 알을 낳는 암탉을 자극하여 기관지염바이러스에 대한 항체반응을 일으킨다고 한다.Tian Heshan 등 18)은 루테인을 첨가하면 병아리의 간에서 항산화 효소의 활성을 향상시키고 과산화지질 MDA의 함량을 줄일 수 있음을 보여주었다.

식품첨가물의 루테인 2.2

루테인은 독성이 없고 안전하며, 생리효과가 뛰어나며,"천연","영양가"및"다기능"이라는 식품 첨가물의 특성을 충족합니다.다른 유익한 보완 영양소와 함께 음식에 첨가되면 좋은 영양 및 건강 증진 효과가 있습니다.국제시장에서 루테인 1 g의 가격은 금 1 g과 맞먹으며"야채금"으로 불리운다.식품에 일정량의 루테인을 첨가하면 인체내 장기의 노화로 인한 일련의 질병을 예방할수 있으며 인체노화, 노화관련 황반변성, 백내장 등을 예방하는데 좋은 효과가 있다.

다만 루테인 자체는 물에 녹지 않고 기름에 약간 녹으며 산화에 매우 취약하다.또한 가열 및 빛과 같은 일부 처리 조건에서는 산화되어 활성을 잃게 되므로 건강 효과를 발휘할 수 없습니다.현재 시중에서 개발된 루테인 제제는 루테인 첨가의 편의성을 크게 향상시키며 활성 또한 유지합니다.크림이나 식용유와 같은 유류 매체에 직접 사용하거나 마이크로 캡슐 내장 기술을 이용해 식물유, 전분, 젤라틴 등 매트리에 루테인을 함유 및 분산시키고 빛과 공기로부터 분리시켜 안정성을 향상시킨다.현재,이 준비물은 음료, 유제품, 사탕, 비스킷, 아이스크림, 잼 및 씹을 수 있는 정제에 널리 사용되어 눈을 보호하는 다양한 식품의 미래 개발에 새로운 아이디어를 열어주고 있습니다.

제약 및 보건품의 루테인 2.3

Lutein'의 망막에 대한 보호 효과:루테인은 인간의 망막에서 발견되는 유일한 카로티노이드입니다.황반과 망막 전체에 선택적으로 침전되며, 이러한 황색 색소는 망막의 산화 반응을 효과적으로 방지합니다.루테인 기반 황반 색소는 황반 변성이나 망막의 손상을 치료하고 예방하는데 효과적이며, 유일한 효과적인 약입니다.

루테인은 백내장에 상당한 치료 및 예방 효과가 있다.루테인은 인체 수정체의 투명도와 관련이 있으며, 루테인의 섭취량과 혈중 루테인 함량은 백내장 발생과 음의 상관관계가 있다.

(1) 루테인은 눈의 수정체에 침전될 수 있습니다;

(2) 루테인은 백내장 발병에 억제 효과가 있다;

(3) 루테인 섭취량이 많으면 백내장의 발병을 늦출 수 있다.

이밖에 루테인은 일정한 항암효과가 있다.루테인은 많은 종류의 암 (예:유방암, 전립선암, 직장암, 대장암, 피부암 등)에 억제 효과가 있습니다.그 독립적인 효과는 암세포의 성장 속도를 25% 감소시키고 세포막 지질의 산화를 억제하고 세포 손상을 유도할 수 있습니다.

화장품 속 루테인 2.4

루테인은 인체 피부에 대한 자외선 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.항산화제로서 활성산소 활성산소의 활성을 억제하고 활성산소 활성산소로 인한 정상피부의 손상을 예방할 수 있다.따라서 루테인 단량체는 피부의 건강을 지키고 피부 손상을 예방하기 위해 다양한 피부 관리 제품 및 화장품을 만드는 데 사용될 수 있습니다.

3 전망

루테인 연구는 10년 이상의 역사를 가지고 있다.비록 중국이 루테인의 추출, 분리, 분석, 검출, 개발, 응용 등 분야에서 관련 연구사업을 진행하고 있지만 외국과 비교하면 아직도 상당한 격차가 있다.현재 루테인을 함유한 건강식품과 영양제 가격은 국제시장에서 비교적 높으며 이윤도 아주 락후하다.따라서 고순도 루테인의 개발과 연구, 응용 분야의 확대는 향후 중국 연구자들의 중점 과제가 될 것이다.

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