Astaxanthin의 생산 방법은 무엇입니까?

아스타잔틴은 경제적, 실용적 가치가 높은 카로티노이드이다.그것은 다양한 생리 기능으로 인해 많은 관심을 끌었다.Astaxanthin보다 더 강력 한 항 산화 활동 가지고 비타민 E와 β-carotene [1], 그리고 효과적으로 산화 손상을 억제 할 수 있고 암 세포 [2]에서 바 뀝니다.이외에도 고혈압 예방, 심혈관질환 예방, 면역증강, 자외선보호 등 많은 효능이 있다.또한, 아스타잔틴은 항산화 특성과 다른 생리 및 생화학적 활동으로 인해 식품 첨가물로도 사용될 수 있다 [3].따라서 의약품, 식품, 사료, 보건품 및 화장품 분야에서 아스타잔틴의 응용은 나날이 증가하고 있다.

본 글에서는 Phafia rhodozyma 가 생산하는 astaxanthin의 생합성 경로, 발효 배양 조건, 그리고 손상된 세포로부터 astaxanthin의 추출 및 정제 방법을 중심으로 astaxanthin의 구조적 특성, 원료 및 생산 방법을 기술하여 astaxanthin의 산업적 생산을 위한 이론적 기초를 제공하였다.

astaxanthin의 성질과 구조 1

아스타잔틴은 화학명이 3,3&인 불포화 테르펜 화합물이다#39;-dihydroxy-β, β '-carotene-4, 4'-디온과 분자식 C40H52O4[4].녹는점은 216 °C, 끓는점은 100 kPa[5]에서 774 °C이다.아스타잔틴은 소수성이며 상온에서 벤젠, 클로로포름, 아세톤, 디메틸설폭사이드 등의 유기용매에 쉽게 녹고 [6], 메탄올, 에탄올, 석유에테르 등의 극성이 높은 유기용매에 약간 녹는다.Astaxanthin은 빛, 산소, 온도 및 기타 요인에 민감하고 분해 반응을 일으키기 쉬워 생물학적 활성을 잃습니다.

자연 astaxanthin로 이루어 져 있 긴 탄소 체인 4 isoprene 구조로와 근육조직은 이중 본드,과 six-membered 반지 α-hydroxy 가 매우 그룹 양쪽 끝에.의 분자 구조는 그것과 비슷하을 β-carotene다.hexamer에 6개의 메트리에 있는 두 개의 히드록시기 가 키랄 중심을 형성하며, 이들은 세 가지 다른 구성으로 아스타잔틴을 형성한다:레보로타리 (3S-3'S), dextrorotary (3R-3'R)과 racemic (3R-3' S)이다.

Haematococcus pluvialis는 1.5%~3.0% (3S-3'S) 건조 중량에 의해 astaxanthin, 주로 astaxanthindiester와 astaxanthin monoester [7]의 형태로 사용된다.1972년, 파프 H J[8]는 적색 파프 효모가 아스타잔틴을 합성하고 덱스트로테이토 (3R-3' R) astaxanthin.현재는 레드 페이프 효모만이 천연 아스타잔틴을 생성하는 것으로 알려져 있다 (3R-3'R)의 구성 (configuration) 이며, 이러한 아스타잔틴의 천연 구성 (natural configuration)은 인체 내에서 생체 이용성이 더 높다 [9].

astaxanthin의 천연 원료 및 생산 방법 2

2.1 천연자원

아스타잔틴은 동물 (수중 동물과 조류 등), 식물, 곰팡이, 조류, 박테리아에서 널리 발견된다.야생 연어는 먹이사슬에서 아스타잔틴을 얻지만, 양식 연어는 아스타잔틴을 함유한 사료 [10]에서 육질 특유의 색깔을 얻는다.플라밍고 깃털의 화려한 색깔도 아스타잔틴이 있기 때문이다.동물에서 아스타잔틴의 함량과 상태는 다양하다.례를 들면 연어의 근육, 내장과 혈장에 있는 아스타잔틴은 주로 자유상태이고 피부, 비늘, 노에 있는 아스타잔틴은 주로 에스테르화형태이다.어떤 동물도 처음부터 아스타잔틴을 합성할 수 없으며, 조류, 효모, 식물 [11]에서 얻을 필요가 있다.현재 astaxanthin은 널리 사용되고 있으며, 소비자 수요는 지속적으로 증가하고 있습니다.먹이사슬에 존재하는 아스타잔틴에만 의존하는 것은 다양한 산업의 요구를 충족시키기에 부족하다.기존의 아스타잔틴 생산 방법은 주로 화학적 합성, 천연 추출, 생합성 등이 있다.

2.2 생산방식

2.2.1 화학적 합성

화학적 합성 방법은 다단계 화학 및 생체 촉매 반응을 사용하여 아스타잔틴의 생산을 말한다.합성방법의 차이에 따라 화학합성방법은 반합성방법과 총합성방법으로 나눈다.반합성 방법은 아스타잔틴 대사 경로에 있는 전구체 물질 (루테인 및 칸타잔틴 등)을 원료로 사용하여 아스타잔틴을 제조하는 방법을 말한다;총 합성법은 화학적 합성 [12]을 이용하여 아스타잔틴을 완전히 얻는 방법을 말한다.

화학적으로 합성된 아스타잔틴은 생산비가 저렴하고, 수율이 높으며, 아스타잔틴 순도가 96% 이상 [13] 이라는 장점이 있다.그러나 화학적으로 합성된 아스타잔틴은 다양한 형질이 혼합되어 있고 부산물이 포함되어 있어 체내 흡수 및 이용률이 낮다 [14].안정성, 안전성, 항산화 활성은 자연 추출된 아스타잔틴 [15]에 비해 낮다.

자연추출법 2.2.2

천연 아스타잔틴은 대부분 해양 생물에서 발견된다.새우,게 등 아스타잔틴이 풍부한 가공 부산물을 분쇄하여 석회를 제거하고 유기용매를 사용하여 아스타잔틴을 추출하는 방법을 천연추출법이라고 한다.이 준비방법은 수산물의 폐부산물로 인한 환경오염을 줄이면서 양식업의 발전을 촉진할 수 있다.하지만 버려지는 새우와 게의 껍질은 회분과 키틴 함량이 높고 아스타잔틴 함량이 낮으면 추출 과정이 복잡해지기 때문에 [16] 추출 비용이 많이 드는 문제가 있다.

미생물 발효법 2.2.3

에 효모, 조류 및 박테리아를 사용하는 방법아스타잔틴을 생산하는 것을 미생물 발효법이라고 한다다.주요 균주로는 단세포 녹조류 Haematococcus pluvialis, Chlorella aeruginosa [11], Rhodotorula rubra, Rhodotorula glutinosa [18], Paracoccus [19~20] 등이 있다.astaxanthin의 발효 기반 생산은 구조가 명확하고 부산물이 거의 없으며 환경 친화적입니다.그러나 생산율이 낮고 문화조건이 엄격하며 문화원가가 높은 등 요소의 제약을 받고 있다.저렴한 배양재료의 사용과 고품질, 고수익 균주의 선발 및 육종을 통한 산업적 생산이 가능하게 하는 것은 아스타잔틴의 미생물 발효기반 생산에 있어 핵심적인 요소이다.

astaxanthin 생성 미생물 3

3.1 아스타잔틴을 생성하는 조류

많은 조류는 Haematococcus pluvialis, Chlamydomonas, Acetabularia, Euglena 등과 같은 astaxanthin을 생성할 수 있다.Haematococcus pluvialis는 Chlorophyta, Chlorophyceae, Haematococcus 속에 속하는 담수 단일 세포 녹색 알가이며 아스타산틴을 생산하는 주요 조류이다.Haematococcus pluvialis 세포의 astaxanthin은 주로 diesterified astaxanthin과 monoesterified astaxanthin으로 존재하며, 자유 상태에서 소량이 있습니다.그러나 Haematococcus pluvialis는 성장 시간이 길고, 배양 조건이 엄격하며, 빛을 필요로하고, 생산 장소가 제한적이며, astaxanthin은 두꺼운 벽 포자에서 발견되어 추출율이 낮고 연속성이 떨어진다 [21-23].2010년, 보건부는 헤마토코쿠스 플루비알리스를 새로운 식품 원료로 승인했다.그 이후, 헤마토코커스 플루비알리스 아스타잔틴이 풍부한 다양한 건강 식품이 주 식품 의약국의 승인을 받았습니다.이러한 조치들은 아스타잔틴 제품의 연구 및 개발을 촉진하고 산업의 빠른 발전을 촉진하는 데 긍정적인 영향을 미쳤다 [24].

클로렐라 피레노이도사는 천연 아스타잔틴을 생산하는 또 다른 녹조류다.Chlorella pyrenoidosa의 astaxanthin 함량은 Haematococcus pluvialis보다 낮지만,이 해조류는 재배에 특별한 장점이 있습니다.클로렐라 피레노이도사는 포도당을 유일한 탄소원으로 사용할 수 있는 호기성 종속영양생물이다.빨리 자라고 초고밀도 세포에 도달할 수 있으며 불리한 환경 조건에 덜 민감하고 실내 및 실외에서 재배하기 쉽습니다.

아스타잔틴을 생성하는 세균 3.2

Astaxanthin은 Brevibacterium, Corynebacterium, Mycobacterium lacticola 등의 다양한 세균에서 발견된다.대부분의 세균의 아스타잔틴 함량은 조류나 로도토룰라 글루티니스 (Rhodotorula glutinis)보다 훨씬 낮지만 [25~27], 세균에서 아스타잔틴 생성이 낮은 문제는 아스타잔틴 합성 관련 유전자를 세균에 도입함으로써 개선될 수 있다.특히 그람음성균 [28]은 세포벽이 얇고 쉽게 깨져 색소를 쉽게 추출할 수 있으며 [11] 대규모 고밀도 발효 배양에 적합하다.세균 발효에 의한 astaxanthin의 생산은 천연 astaxanthin의 생산 비용을 크게 줄일 수 있으며 향후 astaxanthin의 산업 생산에 매우 중요하다.

아스타잔틴의 효모 생산 3.3

효모 발효에 의한 아스타잔틴 생산에 사용되는 주요 균주로는 Rhodotorula glutinis, Rhodotorula rubra[29], Rhodotorula benthica[30-31], Rhodotrula glutinis 등이 있다.

홍섬유효모는 균류계의 유일한 종이며 균류의 문, 불완전균류의 아문, 크립토코쿠스과, 홍섬유효모속이다.무성생식시 싹을 틔워 번식하며 호기성 호흡과 혐기성 호흡으로 대사를 한다.현재 국내외에서 아스타잔틴을 생산하기 위한 미생물 발효에 흔히 사용되는 균이다 [32-34].로도토룰라 파파의 야생 변종의 아스타잔틴 함량은 건전지 질량의 0.05% 이고 일부 돌연변이 변종은 1.0%에 달해 전체 카로티노이드 함량의 약 80%를 차지한다.적색 효모 발효는 아스타잔틴 생산에 다음과 같은 장점이 있다:다양한 탄소 및 질소원을 이용하여 아스타잔틴을 생산할 수 있으며, 세포가 성장 및 증식속도가 빨라 고밀도 재배가 가능하다;생산 주기가 짧고 비용이 저렴합니다;세포벽은 쉽게 깨지고, 생성된 아스타잔틴은 덱스트로스트로틱 구성 (3R-3'R) 이며 인체에 쉽게 흡수되는 자유로운 상태이다.추출 후 효모 세포체를 직접 사료 첨가제로 사용할 수 있다 [4, 35].

효모에 의한 astaxanthin의 생합성 4

많은 연구들이 있 다는 것을 보여주 mevalonate (영국 측), isopentenyl pyrophosphate (IPP), farnesyl pyrophosphate (FPP), dimethylallylpy-rophosphate, geranyl-geranyl pyrophosphate (GGPP), octahydro-lycopene, tetrahydro-lycopene, β-carotene, 등은 astaxanthin의 biosynthesis 경로이다.에서 중요 한 intermediates의 생합성 경로 astaxanthin 효모 균은 두 단계로 나뉘어 져 있다:첫번 째 단계는 β의 합성-carotene;두 번 째 단계는의 생산에서 astaxanthin β-carotene 산화와을 통해 hydroxylation [36].

효모의 카로티노이드는 포도당으로부터 시작하여 해당과정을 거쳐 메티오닌 경로에서 유래한다 (embden-meyerhof pathway, EMP)를 생성하여 피루브산 (pyruvate)을 생성한 다음, 산화 및 탈탄소화하여 아세틸코엔자임 A (Acetyl-CoA)를 얻고, 3개의 3분자의 아세틸-coa 가 응결되어 MVA를 형성하며,이 MVA는 인산화 및 탈탄소화에 의해 이소펜테닐피로인산염 (isopentenyl pyrophosphate, C5)으로 전환된다.IPP는 모든 이소펜테닐 화합물 (아스타잔틴, 카로틴 및 에르고스테롤 등)의 합성 전구체입니다.IPP는 응집되어 GGPP (C20)를 형성하고, GGPP의 두 분자는 이화 과정을 거쳐 무색의 옥타하이드로 토마토 적색 색소를 형성하는데, 이는 카로티노이드 합성의 첫 번째 특이적 단계로 간주된다.이것은 뒤에 다단계 dehydrogenation 이고 one-step cyclization을 합성 β-carotene [37].마지막으로, astaxanthin에서 생산 되는 β-carotene 2 단계 효소 반응을 통해,에 ketolase catalyzes 4 위치에 두 가 매우 집단의 도입을 그리고 hydroxylase catalyzes 3 위치에서 수산기 두 그룹의 도입의 β의-carotene 분자이다.

효모 발효과정의 조절 및 최적화 5

이astaxanthin-producing 이스트대사능력이 높으며 단당류 [38], 이당류와 다당류, 유기산과 알코올을 활용할 수 있다.또한 암모늄, 질산염, 요소 또는 아미노산과 같은 간단한 질소원과 효모 추출물, 쇠고기 추출물, 맥아 추출물 또는 펩톤 같은 복잡한 혼합물을 신속하게 활용할 수 있습니다.또한 산업 폐기물을 활용할 수 있어, 설탕 생산 공정에서 나오는 폐기물, 젖은 옥수수 밀링 공정 [39]이나 목재의 효소 가수분해 용액 [40]과 같은 생산 비용을 효과적으로 줄일 수 있다.STOKLOSA R J 등 [41]은 Pichia pastoris를 첨가한 2 L 발효기에 sweet sorghum bagasse (SSB)를 사용하여 65.4 mg/L astaxanthin을 제조하였으며, 이는 전체 astaxanthin 중 2.49 mg/g을 차지하였다.그러나 저가형 매체에는 알려지지 않은 카로틴 생성 억제제가 포함되어 있어 [42] 생산 공정에 적합하지 않을 수 있다.

상기 실험을 바탕으로 한 SSB 가수분해물 존재 하에서 astaxanthin을 발효시키면 대신 astaxanthin의 함량이 53.3 mg/L로 감소하였는데, 이는 SSB의 페놀성 화합물의 저해 효과 때문인 것으로 보인다 [27, 41].대부분의 경우 배양액에 필요한 영양소가 보충되어야 하며, 카로틴 생성의 유도물질이나 전구물질도 포함될 수 있다 [43].신선한 토마토 주스 [44]와 당근 주스 [45]를 첨가하는 등 일부 재료를 첨가하면 아스타잔틴의 생산을 늘릴 수 있다.

영양소 (탄소원, 질소원, 금속이온, 비타민 등)와 물리적 요인 (온도, pH, 산소공급 등)은 세포의 성장과 아스타잔틴 생성에 영향을 줄 수 있다.문헌에 사용된 균주 또는 astaxanthin의 고생산성 돌연변이 균주에 따라 배양액의 조성 및 발효 공정 조건이 다르게 나타났으며 (표 1 참조), 동시에 돌연변이 균주는 무작위로 삽입된 유전자 단편을 포함하고 있으며, 삽입된 유전자의 양이나 위치 및 정확한 기능적 특성은 대부분의 경우 아직 알려져 있지 않아 문헌간의 비교 가능성에 영향을 미칠 수 있다.영양소와 배양방법이 세포성장과 astaxanthin 생성에 미치는 영향은 다음과 같이 요약할 수 있다.

적색효모는 생장온도 범위가 0-27 °C인 중질효모이다.사용된 돌연변이 균주에 따라, 아스타잔틴 생성과 효모 세포 성장의 최적 온도는 보통 18에서 22 °C 사이이다.아스타잔틴 합성과 효모 세포 성장의 최적 pH는 보통 5에서 6 사이이다.효모 세포 성장을 위한 최적 온도나 pH는 일반적으로 아스타잔틴 합성과 축적을 위한 최적 온도나 pH 와는 다르다.따라서 발효 중에 pH나 온도를 변화시키면 발효과정 중에 아스타잔틴 생성을 증가시킬 수 있다.돌연변이균과 야생균주 모두 배양온도와 배양액의 pH는 세포의 아스타잔틴 함량과 카로티노이드 조성에 강한 영향을 미친다 [52-53].

산소는 astaxanthin 생합성에 핵심적인 역할을 하며, 축적된 astaxanthin의 양은 산소 전달 속도와 관련이 있다.산소 공급 부족으로이 어진 β의 축적의 효율성을 줄이고-carotene β-carotene astaxanthin 산화하다.그러므로 충분한 산소는 아스타잔틴의 축적에 도움을 줄 수 있다 [54].10%~20%의 공기포도에서 중요한 용존산소 농도가 있으며, 그 이하로 용존산소 농도가 세포의 성장과 카로티노이드 형성을 억제한다.

그러나 과도한 산소 함유량은 효모 세포의 성장을 저해한다.따라서 적섬유효모세포에 적정량의 산소를 공급하면 astaxanthin 합성을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.따라서 발효설비의 속도를 조절하기 위해서는 다양한 균주를 배양할 때 세균의 산소소비량을 파악할 필요가 있다.또한 속도를 조절하고 공기 유량을 변화시켜 산소 공급을 증가시킬 뿐만 아니라, oleic acid, n-dodecane, 대두유, Tween-80, ethyl acetate와 같은 산소 전달체로서 높은 산소 용해도를 갖는 생체적합성 유기용매를 배양액에 첨가하는 것도 세포의 산소 전달률을 향상시킬 수 있다.

지수 성장 단계에서 설탕 농도 가 높 리코 펜 합성의 두 과정을 억제 β-carotene와 β-carotene 합성 astaxanthin다.따라서 높은 탄소원 농도를 사용해서는 안 된다 [54].그러나 세포 성장 후기에 높은 탄소원 농도가 카로티노이드의 축적을 촉진시킬 수 있다 [55].따라서 높은 당 농도의 길항효과는 회분식 공급공정을 이용함으로써 제거됨과 동시에 높은 바이오매스와 높은 세포내 astaxanthin 농도를 얻을 수 있다.

공업에서는 로도토룰라 글루티니스의 발효 과정을 세포 성장 단계와 성숙 단계의 두 단계로 나눈다.낮은 C/N 비 (질소원 농도에 대한 탄소원의 비율)를 제공함으로써 세포는 초기에는 빠른 성장을 보이고, 높은 세포 농도에 접근할수록 성장 속도가 점차 느려진다.이 단계 동안 세포의 성장 속도는 아스타잔틴의 형성 속도보다 높아진다.세포가 안정 성장기에 가까워지면 높은 탄소 대 질소 비율로 전환되며 아스타잔틴 합성 속도가 세포 성장 속도보다 높아진다.동일한 발효시간 내에 박테리아 발효 단계별로 탄소원 농도와 탄소 대 질소 비율을 조절함으로써 높은 세포 수율과 높은 아스타잔틴 수율을 동시에 얻을 수 있다.

사용된 (돌연변이) 균주 및 매질은 최대 공정 생산성을 달성하기 위한 공급 제어를 결정하며 여러 가지 방법으로 설정할 수 있습니다.예를 들어 Monod index에 기초한 feeding, pH-stat control [40], DO-stat culture control 또는 탄소원의 농도를 결정한 후 pulsed feeding 등이 있으며 (표 1 참조), fed-batch process의 대안으로 반연속 및 연속식 공정을 고려할 수 있다.표 1의 자료를 평가해보면 맥박공급과 fed-batch feeding이 더 나은 feeding 방법인 것 같습니다.성숙 단계에서 아스타잔틴을 증가시키는 또 다른 방법은 초기 대사 탄소원이 고갈된 후 글리세롤이나 아세트산과 같은 천천히 대사된 탄소원을 첨가하는 것이다.

다른 원천으로부터 astaxanthin에 대한 6가지 정화 방법

아스타잔틴의 세포벽을 깨는 방법 6.1

아스타잔틴은 세포 내 생성물로 일반적으로 효모세포에서 추출되기 전에 세포벽 파괴, 추출, 정제 등의 단계를 거쳐야 한다.일반적으로 사용되는 세포벽 파괴 방법에는 기계적 방법, 화학적 방법 [56], 효소적 방법, 열처리 방법 [57] 등이 있다.

기계적인 방법은 기계설비를 이용하여 세포벽을 찢고 세포내부의 삼투압을 통해 내용물을 내보낸다.주요 방법으로는 초음파 파쇄, 비드 밀링, 분무 충격 파쇄, 고압 균질화 등이 있다.기계적인 방법은 조작이 용이하기 때문에 널리 사용되고 있지만, 어떤 곳에서는 쉽게 용액 온도를 상승시켜 아스타잔틴 손실을 초래할 수 있다.

화학적 방법에는 주로 디메틸술폭사이드법, 산-염기 가열법, 유기용매 침투법 등이 있다.알칼리 추출법과 산 가수분해법은 벽을 깨기 위해 많은 양의 알칼리와 유기산을 소비해야 하는데, 이로 인해 하수배출량이 증가하여 환경오염을 유발한다.또한, 강한 산과 염기는 아스타잔틴을 손상시킬 수 있습니다.5.55 mol/L의 젖산 농도와 30 ℃의 파쇄 온도를 벽파괴 및 추출에 사용하면 아스타잔틴의 손상을 줄일 수 있다.노 최종 추출 된 astaxanthin 및 총 드 내용을 1이었294.7 μ g/g 및 1 516.0 μ g/g, 각각, 그리고 astaxanthin 총 [56] 추출의 85.4%를 차지 했다.

β-glucanase 및 해골 달팽이 효소는 세포 벽을 hydrolyze 할 수 있 구성 요소 β-glucan, 할 수 있는 세포 벽을 깨는 것보다 더 효과적으로 다른 방법의 손실을 방지하고 astaxanthin 셀에서 누출 된 하기로 예정 되어 있다.효소처리는 조건이 경미하고 장비요구량이 적으며 처리과정에 환경오염을 적게 일으킨다.또한 추출된 아스타잔틴은 다른 방법으로 얻은 것보다 안정적이다.

현재 펄스 전기장 (PEF) [58], 고압 미세유체화 (HPMF), 이온성 액체 (ionic liquids, ILs) [59] 및 기타 새로운 기술과 같은 활성 성분을 추출하기 위해 다양한 현대적인 추출 방법이 개발되었습니다.PEF의 적용은 세포막의 일시적인 투과화와 세포구획 사이의 전하 물질의 전기영동 이동을 통해 세포에 치명적인 손상을 주거나 치사이하의 스트레스를 유도할 수 있다.일부 학자들은 미세조류로부터 여러 가지 가치 있는 화합물을 추출하기 위해 PEF를 사용하는 것을 연구했다.

HPMF는 고속 충격, 강력한 쉐어링, 과도 압력 강하, 고주파 진동, 캐비테이션 및 초고압 (최대 200 MPa) 에멀젼, 거대 분자 변형 및 생체 활성 성분 추출을 위한 신흥 기술입니다.HPMF는 기존의 고압 균질화에 비해 밸브와 챔버 설계가 다르고 작동 압력은 더 높다.ILs는 느슨하게 결합된 케이션과 음이온으로 구성되며 무시할 수 있는 증기압, 낮은 용융 온도, 우수한 열 및 화학적 안정성이 특징입니다.

또한, 이들은 셀룰로오스를 용해시키는 능력이 높고, 이온성 액체의 혼합은 클로렐라의 지질 추출에 미치는 영향이 낮다.따라서 ILs는 클로렐라로부터 지질과 단백질을 회수하는데 사용될 수 있는 새로운 세포파괴기술이다.Haematococcus pluvialis 로부터 astaxanthin의 추출을 위한 세포벽 파괴 효율을 PEF, 초음파 (US), HPMF, HCl 및 ILs 등의 다양한 기술을 이용하여 비교하였다.그 결과 ILs, HCl, HPMF 처리는 astaxanthin 추출율이 80% 이상으로 세포벽 파괴에 가장 효과적이었으며, PEF와 US는 세포벽 파괴에 덜 효과적이었다 [60].기존의 세포파괴기법과 비교하여 PEF, HPMF, ILs와 같은 새로운 세포파괴기법은 astaxanthin에 미치는 영향이 적다.그들은 또한 덜 용매를 사용하고, 시간 절약, 에너지 절약 및 환경 친화적입니다.

아스타잔틴 추출법 6.2

아스타잔틴은 유기용매에는 녹지만 물에는 녹지 않는 지용성 물질이다.아세톤, 에탄올, 메탄올, 석유에테르 등의 극성 유기용매를 이용하여 추출할 수 있다.남극 크릴의 총 카로티노이드 추출율에 다른 용매가 미치는 영향을 조사한 결과, 총 카로티노이드 추출율은 73.3% [61]로 무수에탄올이 가장 좋은 추출효과를 보였다.그러나 astaxanthin은 유기용매에 용해되지만 용해도가 낮기 때문에 단일 용매 추출의 효과는 제한적이다.황개천 등 (62)은 에틸아세테이트와 에탄올을 2:1로 혼합한 혼합액을 추출액으로 사용하였으며, 산 가열에 의해 추출된 아스타잔틴 함량은 단일용액보다 월등히 높았다.

astaxanthin의 정제 및 검출 방법 6.3

astaxanthin 정제에 관해서는 thin layer chromatography (TLC)와 column chromatography 가 주로 사용된다.박층 크로마토그래피 (Thin layer chromatography)를 이용하여 간단히 조추출물의 조성을 확인할 수 있다.그러나이 방법은 해상도가 낮고, 재현성이 떨어지며, 외부 요인에 쉽게 영향을 받고, 작업자에게 높은 요구 사항을 부여하며, 정화 후 실험 작업에는 도움이 되지 않는다.다른 정제 방법과 비교하여 칼럼크로마토그래피는 고정상과 이동상을 대체하기에 저렴하고 편리하기 때문에 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.서로 다른 고정상과 이동상의 조합으로 비교적 간단한 시료의 분리와 정화가 가능하며, 다양한 응용이 가능하다.

박층 크로마토그래피와 컬럼 크로마토그래피는 예비 정제에 적합하다.이후 정제는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 수행할 수 있으며 98% 이상의 정제 효과를 얻을 수 있지만 준비 비용이 비싸다.HPLC는 고순도 astaxanthin을 얻을 수있을뿐만 아니라 적합한 이동상과 C18 또는 C30 고성능 액체 크로마토그래피 컬럼을 사용하여 astaxanthin 함량을 정확하게 결정할 수있다.실험에서는 아스타잔틴의 생성량을 빠르게 알아내기 위해 UV-Vis 분광광도법을 사용하는 경우가 많다.

결론 및 전망 7

Astaxanthin은 넓은 개발 잠재력을 가지고 있으며 큰 가치가 있으며 의약, 화장품, 보건품, 사료 첨가제 및 기타 분야에서 개발의 여지가 있습니다.천연 astaxanthin과 화학적으로 합성 된 astaxanthin 준비 과정 모두 특정 단점이 있습니다.향후 astaxanthin의 미생물 합성에 관한 연구는 안정적인 유전적 형질을 갖는 고수익 균주 개발, 저가의 배양재 이용, 간단한 생산공정 탐색, 선진적이고 신속하고 정밀한 추출 및 정제기술을 이용하여 생산비용을 절감하고 astaxanthin 수율과 순도를 향상시키는데 주력할 것이다.

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