크랜베리 프로안토시아니딘 추출 방법에는 무엇이 있나요?

크랜베리 (Vacciniummacrocarponn) 또는 링곤베리 (lingonberries)는 북아메리카 일부 지역에서 널리 재배되는 에리카과 (Ericaceae)에 속하는 초본식물이다.차이나&에는 야생 크랜베리가 많습니다#39;s 대 칭간 산맥 지역, 헤이룽장성 푸위안에는 약 3,000에서 4,000 헥타르가 경작되고 있다.크랜베리는 비타민 C함량이 높고 약효가 있는 것으로 알려져 있다 [1].

연구에 따르면 크랜베리의 프로안토시아니딘은 산화 방지, 활성산소 제거 등의 기능을 가지고 있으며, 식품, 화장품, 의약품 및 기타 분야에 널리 사용되고 있다 [1-2].프로안토시아니딘 (PC)은 서로 다른 양의 카테킨 또는 에피카테킨이 결합하여 형성된 폴리페놀성 화합물이다.식물에서 흔히 볼 수 있으며 [2] 식물 줄기에서 발견되는 천연 항산화제이다.그들은 또한 응축된 탄닌으로 알려져 있다.21세기에 들어 생물의약과 영양학의 발전과 더불어 프로안토시아니딘의 연구와 응용이보다 폭넓은 주목을 받고있다.2021년 12월 7일, 중국 연구팀은 특정 포도 씨앗에서 프로안토시아니딘 C1을 추출했는데, 프로안토시아니딘 C1은 senescent 세포를 효과적으로 제거할 수 있다 [3].

국내외 연구진이 크랜베리 프로안토시아니딘의 정화 과정과 기능을 탐구한 연구에서 크랜베리에 들어 있는 안토시아닌이 요로 감염 예방, 구강 세균 억제, 항암 및 산화 방지 등의 효과가 있다는 것이 밝혀졌으며 폭넓은 응용 가능성이 있다 [4].본 논문은 크랜베리 프로안토시아니딘의 추출 및 정제과정과 기능에 대해 고찰하여 추후 크랜베리 프로안토시아니딘의 개발 및 활용에 대한 이론적 근거를 제시하였다.

크랜베리 프로안토시아니딘의 추출기술 1

크랜베리 프로안토시아니딘에 대한 연구가 깊어지면서 크랜베리 프로안토시아니딘의 추출 방법이 점점 많아지고 있다.현재 국내외에서 주로 사용되는 추출 방법은 에탄올 추출, 반류 추출, 초음파 보조 추출이다.

1.1에탄올 추출

에탄올 추출법은 활성 식물 성분을 추출하는 일반적인 방법입니다.에탄올은 유기용매로 식물의 활성성분을 에탄올에 녹여 사용하고, 에탄올을 증발시켜 원하는 성분을 얻는다.Ke Chunl에서등 5)은 에탄올 추출법을 이용하여 크랜베리 프로안토시아니딘을 추출하고 에서체외항산화 실험을 통해 이들의 항산화 활성을 측정하였다.실험결과 크랜베리 프로안토시아니딘의 최적 추출조건은 에탄올 농도 65%, 물질 대 액비 1:15 (g/mL), 추출시간 30분, 추출온도 70 °C로 나타났다.또한 크랜베리 프로안토시아니딘 추출물은 superoxide 음이온 청소 및 환원능력이 우수한 것으로 확인되었다.에탄올 추출 방식은 조작이 간단하고 비용이 저렴하지만 몇 가지 한계도 있다.

예를 들어 에탄올은 일부 활성 성분에 대해 용해도가 제한되어 있어 추출 효과에 영향을 줄 수 있으며 일부 활성 성분이 불활성화 또는 분해될 수 있다.

1.2 반류 추출

반류추출은 원하는 물질을 분리하기 위해 물질과 용매의 동시적이지만 반대로 이동하는 원리를 이용하는 일반적인 추출 및 분리 기술이다.대향류 추출은 기존 방법에 비해 재료 처리가 간단하고 용매를 절약할 수 있으며 추출 효율이 높고 비용이 저렴하여 산업 생산에 적합한 장점이 있다.지진준 [6]은 크랜베리에서 프로안토시아니딘 추출물을 제조하는 방법을 공개했는데, 크랜베리 열매를 채취하여 으깬 후 pH 1.0~3.0, 질량분율 65%~85%의 에탄올 용액을 첨가한다.혼합물을 30~60 °C에서 4~6 h 동안 대향류로 추출하여 여과하고 여과액을 모으고 농축하여 크랜베리로부터 프로안토시아니딘 추출물을 얻는다.특허받은이 대향류 추출법은 크랜베리의 프로안토시아니딘 성분을보다 완벽하게 추출할 수 있다.

1.3 유기용매 탈지 추출법

유기용매는 식물의 지질을 용해시킬수 있으며 식물추출물의 지질은 증발로 제거할수 있다.유기용제는 탈지과정을 거치는 동안 확산에 의해 물질 표면의 기름에 접촉하여 용매에 기름을 녹인다.그런 다음 용매와 용해 된 기름은 기름 제거 목적을 달성하기 위해 세척 또는 휘발성에 의해 물질 표면에서 제거됩니다.유기용매 탈지 및 추출은 탈지 속도가 빠르고 기판의 부식이 거의 또는 전혀 없는 장점이 있지만 불완전한 탈지, 인화성, 폭발성, 독성 용매 등 일부 단점도 있어 사용 중 안전에 특별히 주의를 요한다;용매는 휘발성이 있어 환경오염을 일으킬 수 있다.쉬통 등 7)은 크랜베리를 아세톤 70%, 메탄올 30%, 구연산 0.1 g/100 mL 가 함유된 추출액에 넣고, 탈지용 유기용매인 석유 에테르를 첨가하여 크랜베리 추출물을 수득하였다.크랜베리 추출물과 지용성 유기용매의 부피비는 1:1:3이다.이 추출 공정은 프로안토시아니딘의 추출률을 현저히 향상시킬 수 있다.

초음파 보조 추출법 1.4

초음파 보조 추출법은 추출률이 높고 조작이 간단한 특징을 가지고 있다.유기용제의 협조로, 추출률은 더욱 높다.프로안토시아니딘을 추출하는 동안 초음파는 강한 기계적 진동과 열 에너지를 생성한다.이러한 진동은 크랜베리 조직에 작용하여 입자 변위, 충돌 및 파단을 일으킬 수 있으며, 이에 따라 크랜베리 조직의 표면적을 증가시키고;열 에너지의 발생은 온도를 증가시키며, 이는 프로안토시아니딘의 용해도와 확산 속도를 변화시키는데 도움을 주고 용매에서의 분해와 추출을 촉진한다.용매와 크랜베리 프로안토시아니딘 사이의 접촉면적을 늘리면 프로안토시아니딘의 분해와 방출에 이롭다 [8].Qi한Yuling et9)는 크랜베리 프로안토시아니딘을 추출하기 위해 초음파 보조 추출법을 사용하였다.물질 대 액비 1:20, 에탄올 부피분율 50%로 70°C에서 40분간 추출을 수행하였을 때 가장 높은 수율인 11.65%의 프로안토시아니딘을 얻었다.왕카이인 [10]은 초음파와 용매추출을 병행하여 프로안토시아니딘을 추출하였다.최적화 및 검증 결과, 최적 공정 조건은 에탄올 농도 70%, 재료 대 액비 1:20 (g/mL), 초음파 파워 180 W, 초음파 온도 75 °C, 초음파 시간 50분이었으며, 프로안토시아니딘 추출율은 2.0278% 이었다.

2. 크랜베리 프로안토시아니딘의 정제 및 분리 기술

크랜베리에서 추출한 프로안토시아니딘은 다양한 불순물을 함유하고 있어 정제할 필요가 있다.크랜베리 프로안토시아니딘의 주요 정제방법에는 대성 수지법, 막 분리 및 여과법, 겔 크로마토그래피법 등이 있다.

2.1대 성 수지 방법

대성 수지는 대성 구조를 갖는 유기 고분자 공중합체로 만들어진 합성 흡착제이다.다공성 3차원 구조로 인해 선택성과 흡착 특성을 갖는다.대성 수지법은 흡착량이 크고 용출률이 높은 특성을 가지고 있으므로 산업폐수처리, 비타민정제, 화학제품의 탈색 등에 널리 사용되고 있다.He 신화 등은 HPD600 macroporous res에서column을 이용하여 크랜베리 잔류물로부터 프로안토시아니딘을 정제하고 분리하였다.최적의 공정은 500 mL의 수지를 적재하는 것으로 시료용액 10 mg/mL,용출유량 2.0 BV/h, 해상도를 위해 75% 에탄올을 600 mL 투입하였다.용출물을 채취, 농축, 건조시켰다.이 공정은 크랜베리 포 마스 프로안토시아니딘을 정화하고 분리하는 데 사용할 수 있으며 ≥95%의 순도로 크랜베리 프로안토시아니딘을 정화할 수 있습니다.크랜베리 프로안토시아니딘의 수율은 1.5%이다.

막분리와 여과 2.2

막 분리 및 여과는 상온 및 저압에서 수행할 수 있으며, 고효율 및 에너지 절약이 특징이다.막분리는 거대분자들이 막에 의해 차단되어 정제되고 분리되는 동적인 교차흐름 과정이다.크랜베리 주스의 pH 2.54에서 프로안토시아니딘과 안토시아닌은 항상 음극 방향으로 이동하기 때문에 양전하를 띤다.막 분리 시스템의 구성 2를 사용할 때, 프로안토시아니딘과 안토시아닌의 이동 수율이 더 높다.무처리 주스와 비교했을 때, 농축된 크랜베리 주스는 더 강렬한 맛을 가지고 있습니다.막여과 시스템으로 처리한 크랜베리 주스의 프로안토시아니딘과 안토시아닌의 총 질량분획은 각각 34.8%, 52.9% 증가하였다.또한 농축 크랜베리 즙의 항산화능은 막여과 방법으로 처리한 후 18% 증가하였다.막여과는 크랜베리 주스 [12]의 페놀성 물질을 농축하는 데 사용될 수 있다.

2.3 겔 크로마토그래피

겔 크로마토그래피는 1960년대 초에 개발된 정제 및 분리 방법이다.이는 분리를 달성하기 위해 크기가 다른 분자에 대한 다공성 겔 물질의 배제 효과에 기초한다.Elizr한[13]는 Sephadex LH-20 겔 크로마토그래피 컬럼을 이용하여 메탄올을 이용한 경사 용출로 포도 씨로부터 프로안토시아니딘을 분리, 정제하였다.포도씨 추출물은 극성이 다른 유기용매로 추출하였다.추출된 성분 중 에틸아세테이트가 가장 강한 항산화 및 비효소적 당화 억제효과를 보였다.대식성 수지로 분리 후 얻어진 성분들 중 30% 에탄올로 용출된 성분의 항산화 활성과 비효소적 당화 억제효과가 분리된 다른 성분들보다 높았다.겔크로마토그래피를 이용하여 크랜베리에서 프로안토시아니딘을 추출할 수도 있으나 지금까지 이에 대한 보고는 거의 없었다.

크랜베리 프로안토시아니딘의 3가지 기능

크랜베리는 인체에 많은 이로운 효과가 있다.페놀성 화합물은 크랜베리 추출물에서 분리되어 연구되었으며, 크랜베리 프로안토시아니딘은 항균, 유착 방지, 항산화 및 항염증 특성을 가지고 있는 것으로 추론된다 [14-15].

3. 항균

연구에 따르면, 그 결과크 랜 베리 proanthocyanidinsP.aeruginosa의 뇨상피유착을 억제하여 [16] 요로감염을 예방할 수 있다.왕 등 (Wang etal.)은 MEDLINE, 엠베이스 (EMBASE), 통제된 실험의 코크란 중앙등록부 (Cochrane Central Register)를 체계적으로 검색한 결과 크랜베리가 전통적으로 요로감염을 예방하기 위해 사용되었다는 사실을 발견했다.바바 등 [18]은 요로 감염 재발 병력이 있는 여성 145명을 모집해 대상자들에게 표준화된 크랜베리 프로안토시아니딘의 고용량 또는 저용량의 대조구를 24주 동안 섭취하도록 무작위로 배정했다.그 결과 프로안토시아니딘을 다량 투여할 경우 연간 감염자가 5명 이하인 여성에서 증상성 요로감염 재발 예방 효과가 있을 것으로 나타났다.현재 임상 증거에 따르면 크랜베리를 섭취하면 세균이 요로 상피세포에 부착하는 것을 막아 요로 감염 관련 증상을 감소시킬 수 있다;또한 세균의 침습에 대한 면역반응인 염증성 폭포반응을 억제하여 요로감염 관련 증상을 감소시킬 수 있다 [19].

프로안토시아니딘과 플라반-3 올과 같은 식물에서 발견되는 독성이 없고 매우 효과적인 천연 성분은 치주염에 항염증 효과를 줄 수 있다 [20-21].포르피로모나스 치은발리스 (Porphyromon로gingivalis)에 의한 치은하 조직의 식민화는 치주염 발생의 핵심적인 첫 단계이다.연구에 따르면 크랜베리 프로안토시아니딘은 포르피로모나스 진기발리스를 죽이거나 성장 또는 번식을 억제할 수는 없지만, 치은 생체 세포의 형성을 강하게 억제하여 박테리아가 잇몸을 식민화하는 능력을 감소시킬 수 있다고 한다.제라늄 뿌리 추출물에서 프로안토시아니딘을 분리하여 전체 추출물과 비교하였다.그 결과 크랜베리 프로안토시아니딘은 뿌리 추출물보다 항산화 능력이 강하고 독특한 항균 효과를 나타내는 것으로 나타났다 [22].연구자들은 포도 씨에서 프로안토시아니딘을 추출했고 [23] 쥐에서 내독소 (대장균)에 의해 유도된 실험용 치주염에 프로안토시아니딘이 상당한 치료 효과가 있음을 증명했다.

3. 2 항암

연구에 따르면 크랜베리는 세포 내 산화 및 염증 과정을 억제해 암 발생 위험을 줄이는 화학 예방 물질로 사용될 수 있다.또한 세포 증식과 혈관 생성을 억제하고, 세포 사멸을 유도하며, 종양 세포의 침범 및 전이 능력을 감소시켜 잠재적인 항암 활성을 더욱 입증할 수 있다 [24].Zulfiqar 등 [25]은 프로안토시아니딘이 치료제로 사용될 수 있음을 보여주었다.크랜베리 프로안토시아니딘은 항암작용이 뚜렷하며 크랜베리에서 프로안토시아니딘을 더 추출하면 병용 또는 단독요법을 통해 난소암을 치료할 수 있다.

3. 3 노화 방지

영양은 노화에 중요한 역할을 한다.따라서 식이요법뿐만 아니라 영양소 흡수 및 대사가 노화 관련 질환에 영향을 미치는 중요한 요인이다.노인의 영양 필요량은 약물-영양소 상호작용, 노화와 관련된 질병, 사회경제적 요인 [26] 등의 요인으로 젊은 사람들과는 다르다.연구자들은 한형의 프로안토시아니닌 (PACs)이 풍부한 크랜베리 농축액 (CBC)이 노화 방지 및 산화 환원 상태 조절 효과가 있는지 조사하고, 그 효과를 b 형의 PACs 가 풍부한 포도씨 추출물 (GSE)과 비교하여 이러한 연구 결과는 잘 알려진 b 형 PAC-rich GSE에 비해 A 형 PAC-rich CBC 가 노화 방지 및 산화 환원 상태 조절에 상당한 잠재력을 가지고 있다는 획기적인 생체 내 증거를 제공한다 [27].

심혈관 질환의 예방법 3.4

현대 사회에서 혈관 건강은 결정적이며, 혈관 문제를 치료하기 위해 약물을 사용하는 것은 혈압 문제의 치료에 대한 일상적인 접근이다.연구자들은 비만 중년을 대상으로 실험을 진행했고, 크랜베리 주스 [28]를 이용한 식품 기반 중재를 통해 신종 심혈관 질환 위험 인자를 수정할 수 있음을 증명했다.Thim6teo 등 [29].은 크랜베리 제품이 다른 심혈관 위험 표지자를 고려하는 일차적 중재에 기반해 유착 분자, 호모시스테인, 동맥 강도와 같은 심혈관 위험 및 증상의 여러 지표를 크게 개선할 수 있다는 사실을 발견했다.폴리페놀은 산화에 대한 저밀도 지단백의 저항성을 증가시키고, 혈소판 응집을 억제하고, 혈압을 낮추고, 기타 항혈전 및 항염증 기전을 통해 심혈관 질환의 위험을 줄일 수 있다는 연구들이 늘어나고 있습니다 [30-31].비록 대부분의 연구가 에서vitro 연구와 동물 모델에서 유래되었지만, 연구는 이러한 피토케미컬이 생물학적으로 이용 가능하고 생물학적으로 활성이라는 것을 보여주고 있다.특히 염증, 인슐린 저항성, 혈관 반응성 및 혈관 리모델링 [32]과 같은 임상적으로 의미 있는 변수들, 심혈관 질환 위험 인자에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 크랜베리 폴리페놀의 생체 이용성과 대사, 크랜베리 복용량과 사용 기간 간의 관계에 대한 더 많은 연구가 필요하다.

3. 5 항 산화

프로안토시아니딘은 비타민 E의 20배, 비타민 c의 50배의 항산화력을 가지고 있다는 연구 결과가 있으며 프로안토시아니딘은 햇볕 손상으로부터 몸을 보호하고 시력을 향상시키며 관절, 동맥, 심장 등의 신체 조직의 유연성을 높이고 모세혈관, 동맥, 정맥을 강화시켜 혈액 순환을 개선한다 [33].세포 모델에서 ARPE-19세포에 450 nm 파장의 청색광을 10 h 동안 조사하였고, MTT assay (reparative effect)를 이용하여 세포 생존성 또는 증식율을 평가하였다.본 연구는 프로안토시아니딘을 함유한 크랜베리 주스 추출물이 라디칼 소거 활성을 더 잘 나타내어 ARPE-19세포를 효과적으로 보호하여 AMD의 진행을 방해할 수 있음을 보여주었다.크랜베리 주스가 청색광에 노출된 인간의 망막색소상피세포에 미치는 영향, ARPE-19세포는 나이관련황반변성을 모방한다 [34].

4 전망

연구자들은의 추출률을 향상시켰다크 랜 베리 proanthocyanidins크랜베리 프로안토시아니딘의 추출 및 정제방법의 장단점과 최적추출비를 분석하여.다음 단계는 추출 및 정제과정에 대한 연구를 강화하고 크랜베리 프로안토시아니딘에 대한 세균성 및 항기능성 측면에서 기능성 연구를 수행하며, 지속적으로 기능성을 개발하여 크랜베리 주스 및 각종 비주 식품에 적용하여 산업의 발전을 도모하고자 한다.

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