힌디어로 아스타잔틴의 용도는 무엇인가요?

아스타잔틴은 갑각류,조류 및 기타 해양 생물 및 미생물에서 널리 발견된다.붉은 카로티노이드 [1-3]의 일종으로 수생동물의 면역력을 높이고 산화에 저항하며 생성을 증가시키고 항생제를 대체하는 효과가 있다 [4-5].수생동물은 아스타잔틴을 스스로 합성할 수 없고 물속의 조류를 먹어서 얻어야 한다.양식업에서 아스타잔틴은 보통 사료를 통해 동물에게 보충된다.아스타잔틴은 자연 추출과 인공 합성으로 나뉜다.천연 아스타잔틴 추출에는 갑각류 폐기물에서 추출, 홍섬유효모법, 헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis) [6] 재배 등이 있다.갑각류 폐기물 추출은 원료가 다양하지만, 추출 과정에서 부패하기 쉽고 독성물질 [7]이 생성된다.

적색 효모 발효법은 속도는 빠르지만 기술적인 문제로 대규모로 적용하기는 어렵다.녹조 추출법은 현재 천연 아스타잔틴을 얻는 가장 이상적인 방법이며, 생성된 아스타잔틴은 최상의 품질이지만 얻기가 극히 어렵다.현재 시판되는 아스타잔틴은 대부분 합성이며 [8], 스위스 호프만-라로슈 (Hoffmann-L한Roche) 사는 5%~10%의 올트랜스 아스타잔틴 [9]을 생산하고 있다.무지개송어의 astaxanth에서증착에 대한 실험결과 천연 astaxanthin이 합성 astaxanthin보다 증착특성이 우수한 것으로 나타났다 [10].본 논문은 astaxanthin의 물리 · 화학적 특성과 이를 이용한 양식장에 대한 고찰로, 친환경적이고 건강한 양식장이라는 새로운 시대에 따른 astaxanthin의 활용방안에 대한 자료를 제공하고자 하였다.

1. astaxanthin의 물리화학적 성질

카로티노이드는 700개 이상의 유기 지용성 색소 [11]로 이루어진 그룹이다.서로 다른 카로티노이드들은 밀접한 관련이 있으며 [12] 보통 서로 공존하거나 변신할 수 있다.아스타잔틴 (Astaxanthin)은 분자식 C40H32O40, 녹는점 215 °C,끓는점 773 °C, 밀도 1.071 g/mL[13]의 카로티노이드이다.Astaxanthin은 유기용매에 매우 잘 용해되며 클로로포름, 아세톤, 디클로로메탄 및 디메틸설폭시드에 각각 10.0, 0.2, 30.0 및 0.5 g/L의 용해도를 갖는다.

Astaxanthin는 six-membered α-hydroxy-cyclopentadione 반지 구조가운데 아이소프렌 단위로 이루어진 4개의 공액 이중결합으로 양 끝에.C-3와 C-3'키랄 센터 (chiral center) 가 있다.왜냐하면 두 개의 결합체가 두 개의 키랄 탄소 원자 C-3과 C-3&를 가진 아스타잔틴이라는 키랄 중심을 형성할 수 있기 때문이다#39;R 또는 S 형태로 존재할 수 있으며,3개의 이성질체를 형성한다:(3S,33'), (3R, 3R')와 (3R, 3S'), 그 중 거울상 이성질체 (3S, 3S')와 (3R, 3R') 쌍으로 존재하며 반대 광활성을 가지고 있어 평면 편광이 왼쪽이나 오른쪽으로 회전하는 반면 (3R, 3S')는 광학적 활성이 없다 [13].아스타잔틴은 자연계에 에스테르화 형태와 자유 형태 둘다 존재한다.자유 형태의 대부분은 합성 아스타잔틴 (3S, 3R'), 천연 아스타잔틴은 일반적으로 에스테르화 이성질체 (3R, 3R')와 (3S, 3 S')는 Rhodopseudomon로palustris의 주요 astaxanth에서생성물이며, Haematococcus pluvialis는 주로 astaxanthin을 하나의 트랜스 (3S, 3S') 에스터 [14].

동물 생산에 astaxanthin의 적용에는 몇 가지 단점이 있습니다:(1) 소수성.아스타잔틴은 지방성 물질로 비극성 용매에 녹기가 극히 어렵다.양 끝에 있는 두 개의 히드록시기가 지방산과 상호작용하여 아스타잔틴을 에스테르화 시킬 수 있는데, 아스타잔틴은 자유 아스타잔틴보다 소수성이 높다 [15].(2)다.아스타잔틴은 독특한 불포화 공액 이중결합 구조로 인해 매우 불안정하다.astaxanthin은 빛, 산소 및 온도 변화에 노출되면 가공 및 저장 중에 활성이 떨어지고 퇴색되며 최종 제품의 품질과 색상에 영향을 미치기 매우 쉽습니다.연구에 따르면 수생 동물의 피부와 껍질에 있는 아스타잔틴은 대부분 에스테르화 형태로, 체내에 있는 아스타잔틴은 심장과 근육에 자유로운 상태로 분포되어 있다 [16].례를 들면 연어고기중의 아스타잔틴은 자유상태이지만 자유상태의 아스타잔틴은 극히 불안정하여 쉽게 산화된다.

astaxanthin의 생물학적 기능 2

아스타잔틴은 천연 항산화제이다그것은 활성산소를 제거하는 다른 카로티노이드와 비타민 E보다 500배 더 효과적이다.Astaxanthin은 항당뇨, 산화적 손상 감소, 면역 체계 강화, 운동 능력 향상, 심혈관 및 뇌혈관 질환 예방, 항종양 및 항염증 활동 [17]과 같은 생물학적 기능을 가지고 있다.

2. 1 항 염증

염증은 외부 자극에 대한 신체의 방어 반응이다.일정 한도 내에서는 몸에 이롭지만 염증이 주체할 수 없을 때는 [18] 몸에 상당한 손상을 입힌다.아스타잔틴은 만성 염증, 치은각질형성세포로 인한 염증, 피부염 및 기타 염증 [19]에 상당한 효과가 있다.체내에서 astaxanthin의 작용 기전은 pro-inflammatory factor-related genes의 발현을 억제하고 염증 반응의 신호 경로에서 효소 활성을 감소시키는 것이다.

2. 2 Anti-tumor

천연 카로티노이드는 항암 측면에서 어느 정도 효과가 있다 [20].단백질과 지방의 과산화는 세포의 노화와 퇴화의 직접적인 원인이며, 암을 더욱 악화시킬 수 있다.아스타잔틴의 항산화 효과는 과산화를 억제하고 암의 가능성을 줄일 수 있습니다.Zhang 등 (21)은 천연 아스타잔틴이 K562 백혈병 세포의 증식을 억제하고 사멸을 유도할 수 있다는 것을 발견하였다.세포간의 비정상적인 의사소통은 종양과 전이를 유발할 수 있다.아스타잔틴은 세포간 통신을 촉진하고 통신 단백질 유전자의 발현을 상향조정할 수 있다 [22].

2.3 면역력 향상

세포막에 풍부한 다불포화지방산은 활성산소의 공격에 매우 취약하다.천연 아스타잔틴은 이러한 활성산소를 제거하고 면역체계를 보호함으로써 면역력을 강화시킬 수 있다.헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis)에서 추출한 천연 아스타잔틴은 단세포-대식세포 기능을 강화시키는 한편 [23], 혈장 면역글로불린 G (IgG)와 면역글로불린 M (IgM) 수치를 급격히 증가시키고, 자연살해세포의 활성도 증가시켜 신체 's 면책 [24].

양식장에서 아스타잔틴 3

Astaxanthin은 양식업에 광범위하게 응용되며 수생동물의 성장과 번식을 촉진하고 착색하며 생존율을 향상시키는데 아주 중요한 작용을 한다.아스타잔틴은 항산화, 항스트레스, 착색, 생식선 발달 촉진, 면역력 증진 및 항염증 효과가 있다.현재 아스타잔틴은 새우,게, 송어 등의 대규모 양식에 널리 사용되고 있으며, [25] 많은 국가의 식품 안전 감시 기관에 의해 효율적이고 안전한 사료 첨가제로 정의되고 있다.

3.1 색칠효과

갑각류의 색소는 아스타잔틴과 분리할 수 없지만, 갑각류 자체는 처음부터 아스타잔틴을 합성할 수 없다 [26].갑각류는 서로 다른 색을 보이는데, 이는 단백질과 아스타잔틴이 복합체로 결합되어 있기 때문이다.우렌푸 등 (27)은 사료에 아스타잔틴을 26.27 mg/kg 첨가하면 무첨가에 비해 암컷 강게의 조직 내 총 카로티노이드 함량을 유의적으로 증가시킬 수 있으며, 이는 아스타잔틴이 강게의 색을 개선하는 효과가 있음을 의미한다.사료첨가제로서 새우의 껍질과 살에서의 astaxanthin의 증체율은 각각 75.5%와 66.4% 증가하였다.

새우의 껍질과 고기에 아스타잔틴이 침착되면 새우와 고기가 더욱 윤기가 난다 [28].아스타잔틴은 관상어 양식에도 널리 사용된다.예를 들어 무지개송어 사료에 아스타잔틴을 첨가하면 근육색 [29]과 체내에 축적된 카로티노이드 총량을 대폭 개선할 수 있다 [30].적색도 값은 점박이 시클리드 배양을 위한 중요한 지표입니다.사료에 아스타잔틴을 첨가하면 적색가를 효과적으로 높일 수 있다 [31].장주봉 등 [31]은 천연아스타잔틴을 사료에 첨가한 4주 이후 점박이시클리드의 체색이 점차 증가하다가 8주부터는 체색이 상당히 밝아지는 것을 발견하였다.150 mg/kg의 첨가시 가장 우수한 색도 향상 효과를 얻을 수 있었다.

왕신 등 (32)은 아스타잔틴 투여량이 100~250 mg/kg 일 때 고체붕어의 눈, 지느러미, 피부, 근육 등의 조직의 카로티노이드 함량과 꼬리지느러미 색도값이 유의하게 증가하였으며;astaxanthin투여량이 200 mg/kg 일 때 눈과 지느러미의 카로티노이드 함량이 가장 높았다;astaxanth에서투여량이 250 mg/kg 일 때 고체질붕어의 피부와 근육의 카로티노이드 함량이 가장 높았다.일반적으로 강게 양식용 사료의 색소 조성은 불안정하고 종류도 거의 없다.아스타잔틴을 첨가하면 부족한 색소를 어느 정도 보완할 수 있지만 아스타잔틴은 가격이 비싸다.사료 비율과 공정은 비용을 제어하고 동물에서 astaxanthin의 증착률을 증가시키기 위해 개선되어야합니다.Astaxanthin은 지용성 카로티노이드이며, 사료에 인지질을 첨가하면 Astaxanthin의 체내 소화 및 흡수와 간과 췌장에 침착되는 데 도움이 된다 [33].

갑각류 생식선의 발달 촉진 3.2

아스타잔틴을 사료에 첨가하면 모종 새우의 난소 발육을 보호하고 생식능력을 향상시킬수 있다.새우의 아스타잔틴 함량은 배아의 유충의 질에 영향을 미치며, 아스타잔틴이 부족하면 유충의 질이 저하될 수 있다 [34].아스타잔틴은 활성 물질로서 핵에 들어갈 수 있으며 전구체 로서 호르몬 수용체에 접수되어 호르몬을 활성화하고 난모세포의 가속 발달을 촉진한다 [35].수영게는 중국의 주요 수생종으로 광둥 연안에서 많이 재배되고 있으나 연못 양식 조건의 한계로 인해 암컷 게의 난소 발육과 껍데기의 색이 자연산 수영게에 비해 떨어진다 [36].사료에 아스타잔틴을 첨가하면 익힌 게의 붉음과 난소의 크기를 증가시켜 시장에서 품질과 가격을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

마난 등 (37)은 합성 아스타잔틴을 사료에 다른 양을 첨가하여 30일간 먹인 결과 암컷 게의 생식선자극지수 (GSI)와 간극지수 (HSI)에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.각 군별 게의 GSI는 3.64%에서 4.27%, HSI는 10.25%~11.16%;사육 60일 후 GSI는 8.25%~8.63%로 유의적으로 증가하였고, HSI는 8.00%~8.85%로 감소하였다.이러한 결과는 구천유 [38]의 결과와 다르다.그 이유는 마난 등 [37]은 무게가 90 g 정도 나가는 성숙한 암컷 게를, 구천유 [38]는 27 g 정도 나가는 푸른 게를 사용했기 때문인 것으로 보인다.Astaxanthin은 껍질 벗김을 촉진하여 생식선 발달을 촉진시킬 수 있다.마난 등 [37]은 다양한 아스타잔틴 이성질체를 사용했는데,이 중 올 트랜스 아스타잔틴은 25% 밖에 차지하지 않았다.구천유 [38]는 헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis) 분말에서 천연 아스타잔틴을 추출했는데, 주로 올 트랜스 아스타잔틴이다.이 두가지가 생식선발육에 미치는 영향은 아직 명확하지 않습니다.난세포 발생 과정에서 아스타잔틴은 노른자 단백질과 축적되어 결국 노른자 단백질의 중요한 성분이 된다.

3.3 성장과 생식 공능을 향상시킨다

사료에 아스타잔틴을 첨가하면 수생동물의 성장과 생식능력을 향상시킬 수 있다.Jiang 등 (39)은 60 mg/kg의 미세조류 astaxanthin이 효과적으로 강게의 성장능과 생존율을 향상시킬 수 있고, 항산화 및 암모니아 질소 스트레스 측면에서도 상당한 효과가 있음을 발견했다.구춘유 [38]는 강게의 사료첨가제로 Haematococcus pluvialis 비누 80 mg/kg을 첨가한 것이 어린강게의 체중 증가와 생존율에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 발견하였다.

류샤오후이 [40]는 새우에 헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis)를 보충한 식단을 35일 동안 지속적으로 먹이면 새우의 평균 체중과 길이가 증가하며, 헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis) 가 생산한 천연 아스타잔틴이 합성 아스타잔틴보다 성장 촉진 효과가 더 좋다는 것을 발견했다.주 등 [41]은 헤마토코쿠스 플루비알리스 (Haematococcus pluvialis)를 단백질 원료 대신 사료 첨가제로 새우에게 56일 동안 먹였고, 새우 '의 사료계수는 유의적으로 감소하였고 성장률은 유의적으로 증가하였다.왕등 42)은 사료에 astaxanthin의 첨가가 흰다리새우의 체내 피루브산 대사량의 유의적 증가를 촉진하였으며, 당화/당화혈색소 관련 경로 유전자의 발현도 유의적으로 증가하였음을 확인하였다.

3.4 면역기능 강화

아스타잔틴은 비영양소 첨가제로 비특이적 면역 반응에서 일부 사이토카인의 독성을 줄이고 보완 및 리소자임 (lysozyme)의 활성을 증가시킬 수 있다 [31].아스타잔틴은 어류, 새우 및 갑각류 질병의 예방 및 제어에 상당한 효과가 있으며 양식 동물의 면역력, 생존율 및 생식율을 향상시킬 수 있으며 수생 동물의 정상적인 성장과 건강에 긍정적인 영향을 미친다 [43].일반적으로 활성산소로 인한 신체의 손상은 신체&에 의해 회복된다#39;의 총 항산화 방어 시스템.활성산소는 정상적인 생리조건하에서 동물의 체내에서 끊임없이 생성되고 끊임없이 제거되여 동적균형을 이룬다.

산화에 의한 응력은 아스타잔틴이 Nrf2/Keap1 경로를 활성화시킴으로써 완화시킬 수 있다 [44].총 항산화 방어 시스템은 superoxide dismutase 및 catalase와 같은 효소계와 astaxanthin, 비타민, 아미노산 등을 포함하는 비 효소 반응으로 구성됩니다.첫째, 비효소적 방어체계의 일환으로 astaxanthin's의 독특한 긴 불포화 및 외부 불안정한 전자 궤도의 결합 시스템은 세포 내 활성산소를 신속하게 제거하고 신체를 손상으로부터 보호 할 수 있습니다.둘째, 아스타잔틴은 세포막 투과도를 낮추고, 아스코르브산, 과산화수소 등 지방 산화시 생성되는 물질이 지질 체내로 들어가는 것을 감소시키며, 또한 하이드록시기 라디칼의 산화로 인한 부정적인 영향을 제거하여 인지질 [38]을 보호하고 면역력을 강화시킬 수 있다.

마 등 45)은 식이에 astaxanthin을 첨가할 경우 전복 Haliotis rugosa의 혈청 superoxide dismutase 및 catalase 활성을 현저히 증가시키고 propylene glycol 함량을 감소시킬 수 있음을 발견하였다.superoxide dismutase와 catalase 활동이 높을수록 강한 body's 활성산소를 보완하는 능력과 항산화 능력이 강할수록.

유 등 [46]은 아스타잔틴이 간과 췌장의 손상을 줄이고 흰새우의 간을 보호할 수 있다는 것을 발견했다.저우위판 등 [47]은 대조군 및 다른 첨가량 군과 비교하여 아스타잔틴을 매일 50 mg/kg으로 섭취하는 군의 유전자 발현이 유의적으로 높다고 밝혔다.또한 50 mg/kg의 아스타잔틴과 100 mg/kg의 티트리 기름을 식이에 첨가함으로써 가재의 총 항산화능, 특이성장속도 및 체중증가율이 유의적으로 개선되었다.서창봉 등 48명 연구원은 아스타잔틴의 첨가는 농어의 항산화 및 면역 능력을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 발견했다.150 mg/kg 투여군에서 농어의 혈청 lysozyme 활성은 대조군에 비해 유의적으로 높았으며, 각 astaxanth에서투여군에서 농어의 혈청 보완 C3 함량은 대조군에 비해 유의적으로 높았다.

하천게의 병 발병은 수환경, 병원균, crabs& 등 많은 요인과 관련이 있다#39;면역 력이 있다.곰팡이, 기생충, 미생물, 박테리아, 바이러스 등은 하천게에서 피해와 폐사를 일으키는 주범이며, 수환경의 스트레스 변화는 하천게에서도 질병을 유발할 수 있다.마원위안 (Ma Wenyuan) 등은 astaxanthin이 강게의 면역력을 향상시키고 Aeromonas hydrophila에 대한 질병 저항성을 강화할 수 있다는 것을 발견했다.사료에 함께 첨가된 아스타잔틴과 비타민 C는 비브리오 수확을 막는 데 사용될 수 있다.아스타잔틴은 염증을 퇴치하는 데도 매우 효과적이다 [50].아스타잔틴은 염증을 유도하는 사이토카인에 매우 큰 억제 효과가 있으며, 장염과 같은 질병 퇴치에 매우 효과적이다.이밖에 아스타잔틴은 갑각류의 생식선의 발육을 촉진하고 생식공능을 향상시킬수 있다.

4 전망

Astaxanthin은 독특한 기능으로 인해 양식 산업에 널리 사용됩니다.그러나 현재 astaxanthin의 난소 발달에 대한 면역 보호 및 효과에 대한 연구는 거의 없는 실정이며, astaxanthin의 항산화 효과의 기작에 대한 연구도 거의 없는 실정이다.astaxanthin은 빛과 산소 함량의 영향을 쉽게 받기 때문에 부적절한 사료 처리 및 운송 방법은 astaxanthin의 효과를 줄일 수 있습니다.따라서 사료 가공 기술이 향상되어야하고, 기밀성이 더 우수한 포장재를 선택해야 하며, 가공에서 사료공급까지의 과정을 기껏해야 30일 이내에 완료해야 아스타잔틴의 활용을 극대화할 수 있다.

또한, 다른 연구에서 아스타잔틴의 근원과 순도는 시험 결과의 차이를 초래할 수 있습니다.다양한 육종, 단계 및 환경에 따른 astaxanthin의 최적 투여량에 대한 종합적인 연구와 함께 수생생물의 친환경적이고 건강한 육종에 응용할 수 있는 자료를 제공하기 위해 astaxanthin의 최적 투여량, 첨가 방법 및 작용기작에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

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