Curcumin Powder 란?

분자식이 C21H20O6인 커큐민 (Curcumin)은 강황, 사프란, 갈랑갈과 같은 생강과에 속하는 식물의 리좀이나 칼라무스 [1]와 같은 아룸과에 속하는 식물의 리좀에서 발견되는 천연 활성 폴리페놀 화합물이다.커큐민 화합물의 주요 형태는 커큐민, 데메틸커큐민 및 비스데메틸커큐민이 있으며, 이들은 유사한 구조를 가지고 있습니다 (그림 1과 같이). 이들은 녹는점이 183°C 이고, 물에 녹지 않으며, 알칼리 용액이나 에탄올 및 아세톤과 같은 유기 용매에 쉽게 녹습니다.커큐민은 ph에 민감하며, 일반적으로 산성 환경에서 더 안정적이다.그러나 중성 및 알칼리성 환경에서는 더 쉽게 분해됩니다.pH에 따라 색이 변하며, 산성 및 중성 환경에서는 황색, 알칼리성 환경에서는 적갈색으로 나타난다.pH 지시약으로 사용할 수 있다.커큐민에 대한 연구가보다 심층적으로 진행됨에 따라 커큐미노이드 화합물은 염증을 제거하고 박테리아를 억제하며 활성산소 생성에 저항하고 암세포 성장을 억제하는 등 많은 생물학적 활성을 가지고 있음이 밝혀졌다 (표 1에서 보듯이).

강황 추출물은 독성이 낮고 사람이나 동물에서 부작용이 거의 없어 식품, 의약품, 보건품, 화장품 등 세계 여러 분야에서 사용된다.예를 들어 일본 에서는 차 첨가제, 태국 에서는 화장품 첨가제, 중국 에서는 음료 첨가제, 한국과 말레이시아 에서는 방부제, 인도와 파키스탄 에서는 항염증제, 미국 [16] 에서는 겨자, 치즈, 버터, 감자튀김의 첨가제로 사용된다.현재 커큐민은 높은 정화비용, 낮은 생물이용성, 낮은 수용성 등의 문제로 인해 주로 효율적으로 사용되지 못하고 있다.국내외 연구자들은 이와 관련된 과학문제에 대해 많은 연구를 해왔다.이를 위해 다음에서는 커큐민의 적용사례, 준비방법, 수정연구 등을 검토하고자 한다.

식품 및 사료 산업에 커큐민 적용 1

식품산업에서의 커큐민 활용 1.1

강황 추출물은 특정 건강 혜택뿐만 아니라 좋은 방부제, 항균 및 항산화 특성을 가지고 있습니다.또한 천연 황색 색소로 강황과 비슷한 맛을 내며, 담백하고 매운 맛이며 뒷맛은 씁쓸하다.따라서 강황 추출물은 여러 종류의 식품에서 착색제, 방부제 및 향료로 사용됩니다.

강 황 추출착색제로서 안전하고 신뢰할 수 있으며, 육류 제품, 통조림 식품, 파스타 제품, 삶은 식품 등을 착색하는 데 널리 사용됩니다.그것은 세계 각국에서 사용되는 7가지 천연 안료 중의 하나이다.장백준 등 [17]은 라면 제품에서 동일한 착색효과를 얻기 위해 커큐민의 양은 카로틴, 가드니아 옐로우, 옥수수 옐로우 및 기타 색소보다 현저히 적으며 착색력은 다른 대부분의 색소보다 크다는 것을 증명했다.

curcumin의 독특한 conjugated structure는 좋은 항산화 특성을 제공합니다.소시지나 커틀릿 같은 육류 제품에 첨가하면 지질 산화를 효과적으로 줄일 수 있고 [18], 식품의 산화적 변질을 효과적으로 줄일 수 있다.또한 커큐민은 튜불린에 결합하여 세균의 성장을 억제하여 세균의 분열과 단백질 합성을 억제하여 세균의 세포벽이나 세포막의 온전성 등을 파괴한다.이를 식품에 첨가하면 식품중의 세균의 생장을 효과적으로 방지할수 있다.Teow 등 [19]은 커큐민이 겐타마이신, 아미카신, 시프로플록사신 세 가지 항생제와 시너지 효과를 내어 항균 효과를 대폭 강화시켰다.노래 et al. [20]에서 그는 커 100 μ mol의 농도 발견과 결합/L 노출 30분의 빛의 속도를 줄 일 수 있의 생산과 생존 Penicillium 포 자, 항진 균 성 응용프로그램에서 커의 가치를 보여주고 있습니다.

사료 산업에서의 커큐민 적용 1.2

2006년 유럽 연합은 동물성 사료에 항생제를 첨가하는 것을 포괄적으로 금지하기 시작했고 [21], 이어서 중국을 포함한 많은 국가들도 항생제를 금지했다.수산 양식업, 가금 및 축산 양식업에서 커큐민은 사료 내 항생제의 대안으로 사용될 수 있으며, 이는 항생제 사용을 줄이고 동물의 생존율 및 안전성을 향상시키는 긍정적인 효과가 있다.따라서 커큐민은 동물 사료에서도 큰 가치를 보여준다.

양식업에서 커큐민은 일반적으로 소비되는 많은 종류의 어류의 양식에 사용되어 왔다 [22].어린 물고기는 폐사나 질병을 유발할 수 있는 다양한 요인에 취약하다.연구에 따르면 풀잉어 양식에 적절한 양의 커큐민을 첨가하면 체중 증가율과 생존율을 효과적으로 높일 수 있다 [23];사료에 적절한 양의 커큐민을 첨가하면 혈청 transaminase의 활성을 효과적으로 조절하고 어린 장어 (24)의 체색을 개선할 수 있다;장유안 등 [25,26]이 틸라피아와 잉어를 대상으로 실험한 결과 60 mg/kg의 커큐민을 사료에 첨가하면 틸라피아의 성장능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.또한, 커큐민은 간세포암세포에서 레티노이드 2 계 (Nfr2)와 관련된 핵인자를 매개함으로써 잉어의 간 손상 회복 능력을 향상시킨다.

가금사육에 관한 연구에서 커큐민이 브로일러의 면역수준을 향상시키고 영양수준을 조절하여 생산능과 육질을 대폭 향상시킬수 있다는것이 밝혀졌다 [27,28].또한 쿠앙춘타오 [29]의 연구에 따르면 강황 사료 첨가제는 T3, T4, GH, TG 및 CHO의 분비를 조절함으로써 단백질 및 지질 대사를 조절하여 브로일러의 가슴과 다리 근육의 아미노산 및 지방 함량을 증가시키고 도축능을 향상시키는 것으로 나타났다.

커큐민은 돼지 사육에서 항생제 사용을 효과적으로 줄이고 돼지 성장 성능과 사료 이용률을 향상시킬 수 있다 [30].저우밍 등 [31]은 실험을 통해 커큐민이 사료의 퀴놀론을 대체할 수 있음을 발견했다.돼지를 살찌우는 사료에 300~400 mg/kg의 커큐민을 첨가하면 체중 증가율, 사료 전환율, 돼지 혈청 내 혈당 및 총 혈청 단백질 등의 지표를 다양하게 개선할 수 있으며 돼지 건강에 유익한 효과가 있다.왕하 등 [32]은 실험에서 커큐민을 새끼돼지 사료에 첨가하면 돼지 사체의 살코기율을 대폭 증가시킬 수 있고 눈근육의 면적을 증가시켜 새끼돼지 생산 실적에 긍정적인 영향을 준다는 것을 발견했다.

커큐민의 준비 2

2.1 식물 추출

커큐민 (Curcumin)은 천연 화합물이다강황과 같은 식물의 리좀에서 널리 발견된다.커큐민을 얻는 가장 직접적인 방법은 식물 추출이다.전통적인 식물 추출법에는 효소법 [33], 마이크로파 추출법 [34], 초임계 이산화탄소 추출법 [35], 산-염기법, 초음파 추출법 [36] 등이 있다.이 방법들 중에서 효소법과 초음파추출법은 매우 효율적이지만, 둘다 고품질의 장비와 대규모 투자가 필요하다는 공통적인 특징을 가지고 있다 [33, 36].마이크로파 추출 방법은 물질 추출에 매우 까다롭지만, 마이크로파 방사선은 누출의 위험이 있으며 [34] 인체에 쉽게 손상을 줄 수 있다.커큐민의 초임계 CO2 추출은 생물학적 활성을 효과적으로 유지할 수 있지만,이 방법은 대규모 생산에 투입하기 어렵습니다.산-염기 추출 방법은 공정이 간단하고 안전하며 장비에 대한 요구사항은 낮지만 커큐민이 분해되는 원인이 매우 쉽고 환경에 미치는 영향이 더 큽니다.다른 방법보다 추출율이 낮습니다.

최근 새롭게 등장하고 있는 플래시 추출 공정은 식물의 특정 성분을 효과적으로 추출할 수 있어 효율이 높고, 시간이 짧으며, 에너지 소모가 적은 장점이 있다.둥칭페이 등 37명이 커큐민의 플래시 추출 공정을 이용 및 최적화해 마이크로파를 이용한 효소가수분해, 초음파 추출 등 기존 방법에 비해 커큐민의 수율을 대폭 향상시켰다.

2.2 화학적 합성

강황 추출물은 항염증 및 방부제 특성이 우수하기 때문에 식품, 의약품, 보건품, 사료 및 기타 분야에서 널리 사용되는 천연 색소입니다.그러나 커큐민을 함유한 강황 및 기타 식물의 수율은 제한적이며, 식물 추출만으로는 시장 수요를 충족시킬 수 없습니다.따라서 커큐민의 화학적 합성은 그 생산을 보충하는 수단이다.일찍이 1997년에 tributyltin borane을 원료로 커큐민을 합성하는 고전적인 방법이 해외에서 개발되었다 [38];종연 [39]은 상술한 커큐민의 클래식 합성 방법을 최적화 및 개선하였으며, 트리뷰틸틴 보란의 높은 가격 및 가연성 등 클래식 합성 방법의 단점을 극복한 바닐린과 아세틸아세톤을 원료로 사용하여 커큐민을 제조하는 방법을 얻었다.주춘양 등 (40)은 바닐린과 아세틸아세톤으로부터 커큐민을 합성하는 공정을 최적화 하였으며, 그 결과 백 그램 수준까지 사료량이 증가하였고, 화학적으로 합성된 커큐민의 전체 수율이 증가하였다.

티안타이핑 [41]은 바닐린과 아세틸아세톤을 원료로 사용하고 마이크로파 복사를 이용하여 화학적으로 커큐민을 합성하는 효율을 더욱 향상시켜 반응 공정이 더 깨끗하고 부드러우며 효과적이었다.커큐민의 화학합성은 원료를 구하기 쉽고 비교적 저렴하다는 장점이 있지만 합성되는 양이 많지 않고, 사용되는 화학시약은 환경오염을 유발할 수 있으며 인체에 숨겨진 위험을 가지고 있기 때문에 커큐민을 생산하는데 이상적인 방법은 아니다.

2.3 미생물의 합성

최근 합성생물학의 급속한 발전에 따라 대사공학 기술을 바탕으로 미생물을 변형시켜 다양한 천연물을 생산하는 방법이 대두되고 있다.화학 합성 방법과 비교하여 더 깨끗하고 효율적이며, 대규모 대량 생산에 적합한 장점이 있습니다.생물체의 커큐민 합성은 페닐프로파노이드 경로를 통해 이루어진다.커큐민을 합성하기 위한이 경로의 주요 효소로는 페닐알라닌 암모니아 리아제 (PAL), 티로신 암모니아 리아제 (TAL), cinnamate-4-hydroxylase (C4H), cinnamate-3-hydroxylase (C3H), O-methoxy transferase (OMT), diketide-CoA synthetase (DCS), 4-coumate-COA ligase (4CL) 가 있다.OMT), diketide-CoA synthetase (DCS), 4-coumate-COA ligase (4CL), 커synthase (CURS) 등이 있으며,이 중 DCS와 curcumin은 커합성에 있어서 핵심적인 속도 제한 효소이다 [42].최근 연구자들은 Escherichia coli, Yarrowia lipolytica, Pseudomonas putida 및 Aspergillus oryzae [43]에서 그것의 생합성 경로를 재공학함으로써 이형 생합성에 성공적으로 성공했다.

2.3.1 Escherichia coli 에서의 Curcumin 생합성

대장균은 배양이 간단하고 분자연전학의 배경이 명확한 매우 성숙한 유전공학 숙주이다.국내외 대부분의 연구는 대장균 발현 시스템을 구축하여 커큐민의 생합성에 성공했다.쌀로부터 CURS, 자주풀로부터 4CL, Bacillus glutamicum 으로부터 acetyl-coenzyme A carboxylase (ACC)를 도입하여 E. coli vector에 도입하였으며, ferulic acid 로부터 curcumin을 합성하였다.Rodrigues et al. [45]은 강황식물로부터 DCS와 CURS, 4CL은 Arabidopsis, TAL은 Rhodotorula glutinis, C3H는 Saccharothrix espanaensis와 alfalfa 로부터 caffeoyl-CoA-3-O-methoxytransferase (CCOAOMT)를 도입하여 tyrosine 으로부터 curcumin을 합성하였다.

게다가 팀 ' 가장 최근의 연구는 최적 화합의 첫 번 째 모 듈이 경로,-dopa에서 ferulic 산에 이르기까지, 얻 으며 ferulic 산 역의 1,325.1 μ mol/L, 그것은 산을이 가장 높은 ferulic 역 가 데이트를 보도 했다.나중에, 두 번 째 모 듈의 경로는 더 최적화 된 ferulic 산을 기판으로 사용, 달성의 가장 높은 농도 날짜에 보고 된 curcuminoids의 1,529.5 μ mol/L.또한 공동배양 방법을 사용하여 세포의 대사 부담을 줄여 커큐미노이드의 생산을 더욱 증가시켰다.즉, 티로신을 페룰산 (ferulic acid)으로 전환할 수 있는 대장균 균주를 사용하였고, 첫 번째 균주에서 생성된 하이드록시신남산 (hydroxycinnamic acid)을 커큐미노이드로 전환할 수 있는 또 다른 균주를 사용하였다.단일문화시스템에 비해 공동문화전략은 총 커큐미노이드를 6.6배 증가시켰다.이러한 결과는 티로신 [46] 으로부터 커큐민 및 기타 커큐미노이드 생산을 위한 모듈러 공동배양 공학의 큰 가능성을 보여준다.장르 등 [47]은 DCS-encoding 유전자와 CURS-encoding 유전자를 비자연적인 융합으로 발현시켜 4CL-encoding 유전자와 함께 대장균에 도입시켰다.ferulic acid를 전구체로 이용하여 curcumin의 미생물 합성에 비천연 융합 유전자인 DCS:CURS를 적용하였으며, curcumin 수율이 높은 대장균 균주를 얻었으며, 이는 향후 대사 네트워크를 더욱 최적화하고 더 강한 조작균을 구성하는데 참고가 된다.

다른 미생물에서의 커큐민의 생합성 2.3.2

또한 효모는 유전공학에 흔히 사용되는 차대세포로서 강한 스트레스 저항성과 유전적 안정성의 장점을 가지고 있다.오늘날, 많은 효모는 식품 및 제약 산업에 사용됩니다.예를 들어, Saccharomyces cerevisiae는 진세노사이드 (ginsenoside)와 레스베라트롤 (resveratrol)을 생산하는 데 이용되었다.Claire 등은 S. cerevisiae에서 curcumin synthase를 발현하고 외인성 4-coumaric acid를 첨가하여 bisdemethoxycurcumin 합성에 성공하였다.이는 효모를 섀시세포로 이용한 커큐민 생합성에 대한 첫 보고이다.

Aspergillus oryzae는 간장, 쌀식초 등의 발효식품 생산에 많이 사용된다.2차 대사산물을 적게 생산하는 장점이 있으며 유전공학에 이상적인 섀시세포이다.Kan 등 [49]은 Aspergillus oryzae에서 curcumin synthase를 과발현 시켜 feruloyl-N-acetylcysteine을 함유한 agar 매질에서 curcumin analog를 성공적으로 합성하였다.이는 Aspergillus oryzae 가 curcumin의 생합성을 위한 차대세포로 사용된 최초의 사례로, Aspergillus oryzae에 의한 curcumin과 다른 폴리케타이드의 이형 합성에 매우 참고적인 의미가 있다.

Pseudomonas putida는 다양한 탄소 대사 네트워크와 강한 용매 내성을 가지고 있어 대사공학에 이상적인 숙주입니다.Incha 등 (50)은 Pseudomonas putida에 내생성이 있는 coumaroyl-CoA synthase를 이용하여 coumaroyl-CoA를 합성하는 한편, 내생성이 있는 enoyl-CoA hydratase를 제거하여 coumaroyl-CoA의 분해를 억제하고, rice 로부터 curcumin synthase를 도입하였으며, coumaric acid를 외생적으로 첨가함으로써 bisdemethoxycurcumin을 성공적으로 합성하였다.

커큐민의 3개조

커큐민의 많은 생물학적 활동은 식품, 의약, 보건품 등 많은 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지게 한다.그러나 낮은 수용성, 화학적 불안정성, 낮은 생물이용성, 빠른 대사율 및 광분해성 등의 단점 또한 시급히 해결되어야 한다.최근 몇 년 간,이 러한 문제들을 극복 하기 위해 서, 연구원들은 수행 캡슐화 같은 몇몇의 수정에 대한 연구, 수정, 그리고 emulsification, 함유 준비와 다른 개발 해 같은 고체 연구, liposomes, 나노 입자, 폴리머 정자 microspheres, 그리고 β-cyclodextrin 복합 포함 돼 있습니다.

3.1 고분자 미셀

고분자 미셀은 양친성 고분자 물질을 용액에서 조립하여"소수성 core-친수성 쉘 구조"를 형성하며 잘 용해되지 않는 약물의 용해도를 높이는 데 사용할 수 있습니다.일반적인 준비 방법에는 유기 용매의 증발, 유화, 투석 등이 있다.그 중 유화법은 지방용해성이 좋은 약물에 적합하지만 유기용매에 대한 요구도가 높다;■ 투석 방법은 조작이 간단하고 약제량이 크지만 대규모 재배에는 사용되지 않는다;유기용매 증발법은 수용성 약물에 적합하며 조작이 간단하고 대량생산이 가능하다.단점은 유기용매가 남아있을 가능성이 높다는 것 [51].

장친 등 [52]은 디스테아로일포스페이티딜에탄올라민-폴리에틸렌글리콜을 운반체로 사용하여 프리커큐민보다 생체적합성이 높은 커큐민 미셀을 제작하였다.그들은 유의 한 개선 시키는 효과에 산화 스트레스로 인한 피해 β 1-42과 좋은 전망 Alzheimer&의 처우에 대한#39; s 질병이다.Fan Ziliang et al. [53]은 undecenoic acid와 polylysine을 가지고 curcumin을 캡슐화 한 새로운 graft polymer를 제작하였다.이 연구는 고분자 미셀이 C6 신경교종 세포에 의해 커큐민이 차지되도록 돕고 종양 세포를 효과적으로 죽일 수 있다는 것을 보여 주어 종양 치료에 커큐민의 적용에 영감을 주고 있습니다.

3. 2 Liposomes

리포솜은 내부 수용액 환경을 둘러싸고 있는 지질 이중층에 의해 형성된 소포체이다.그들은 종종 소수성 또는 친수성 약물의 전달 시스템으로 사용됩니다.이들은 활성 물질을 외부 환경과의 접촉으로부터 효과적으로 보호하여 산화를 방지함으로써 안정성과 생체 이용성을 향상시킬 수 있다 [54].또 캡슐화율이 높고 피부 자극이 적은 장점이 있다.다양한 커큐민 리포좀이 커큐민의 생체 이용성을 향상시키는데 괄목할 만한 결과를 얻었음이 실천으로 증명됐다.예를 들어 자오징 등 (55)은 에탄올 주입법을 이용하여 커큐민 에탄올 리포솜을 제조하였고 쥐에서 경구 투여 실험을 통해 커큐민 에탄올 리포솜이 자유 커큐민보다 흡수가 높음을 증명하여 커큐민 경구 제조의 기초를 마련하였다.Meng et al. [56]은 저밀도 지단백질을 이용하여 커큐민이 적재된 나노지질 운반체를 모사하고 이를 Alzheimer& 가 있는 쥐에게 표적으로 하였다#39;의 질병모델, 그리고 실험을 통해 상당한 지속효과가 있음이 입증되었다.또한 Mao Qian 등은 curcumin 나노리포좀이 당뇨병으로 인한 심근세포 사멸과 섬유화에 효과적인 예방 효과가 있음을 증명하였다 [57].

3.3 고체분산 (Solid dispersions)

임상에서 고체분산법은 가장 일반적인 약물조제방법이다.잘 용해되지 않는 약물의 용해도를 높이고 용해속도를 가속시키기 위해 약물을 분자, 콜로이드 또는 초입자 형태로 불활성 운반체에 분산시키는 것을 포함한다.이 기술은 우연히 물에 용해도가 떨어지는 커큐민의 특성을 다룰 수 있게 되었고 [58], 커큐민의 흡수력과 생체이용성을 향상시키는데 도움이 된다.커큐민 분산제의 연구에서는 폴리에틸렌 피롤리돈, 코포비돈, 폴록사머 188 등이 대부분 운반체로 사용되며 [59], 준비 방법에는 공강수, 마이크로파 분쇄, 동결건조, 그리고 최근 부각되고 있는 핫멜트 압출법과 전기방사 기술 등이 있다 [60].Shi Nianqiu et al. [61]은 다양한 공정으로 제조된 커큐민 고체분산체의 용해도와 용해도에 상당한 차이가 있으며, 그 중 마이크로파 퀜징 방법이 커큐민의 용해도를 향상시키는데 더욱 큰 영향을 미치는 것을 발견하였다.따라서 필자는 향후 커큐민 고체분산체에 대한 연구에서 여전히 새로운 준비 공정과 전통적인 공정의 비교 연구가 필요하다고 생각하며, 커큐민 고체분산체의 가치를 극대화할 수 있는 준비 공정을 지속적으로 업데이트하고자 한다.

34 Cyclodextrin

Cyclodextrin은 Cyclodextrin glucanotransferase 가 전분을 촉매하여 형성된 사이클릭 올리고당이다.친수성 표면과 소수성 내강구조 [62]를 가지기 때문에 다양한 소수성 소분자 화합물을 캡슐화하는데 사용될 수 있으며, 이는 활성 물질의 수용성 및 안정성 향상에 도움을 준다.그것은 의학, 식품, 생물학 및 기타 분야에서 성공적으로 사용되고 있습니다.연구에 따르면 시클로 덱스트린 커큐민 전달 차량은 무료 커큐민보다 용해도가 더 우수합니다.β-Cyclodextrin 함유 연마에는 약이 준비 한 자유는 커,보다 100배는 더나은 용해도는 동안 β-Cyclodextrin 함유 용매 증발이 준비 한과 냉동 건조는 1, 000배나 더 이상의 용해도 [63].

3. 5 Microspheres

약물 적재 마이크로스피어는 활성 물질이 전분, 키토산 또는 젤라틴 등의 원료로 만들어진 구형 캐리어에 캡슐화되어 있는 약물 전달 시스템입니다.사이의 입자 크기는 0. 3에서 300 μ m.응용 면에서는 여러 약물 전달 경로, 혈중 약물 농도의 유지, 안전성 [64] 등의 장점이 있다.연구에 따르면 커큐민 마이크로스피어는 커큐민의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.예를 들어, 왕후아유 등 [65]은 옥수수 다공성 전분을 운반체로 사용하여 커큐민 미립자를 준비하였으며, 이를 통해 커큐민의 분해율이 현저히 향상되고 커큐민의 생물학적 이용성이 증가하였다.Cai Jiehui 등 66)은 PCL-PEG-PCL copolymer를 운반체로 사용하여 curcumin 및 유도체에 대한 지속방제 효과가 우수하고, microspheres는 활성산소에 대한 제거 효과가 우수하다.

3. 6 나노 입자

나노입자 전달 시스템 (Nanoparticle delivery system)은 활성물질을 10~1000 nm의 운반체에 캡슐화하여 물질 전달 속도를 높이는 시스템이다 [67].이들은 적재율이 높고, 독성이 낮으며, 운반체의 특정 표면적이 크다는 장점이 있어 식품 산업에서 자주 사용됩니다.나노입자는 표적이 되며 내분비를 통해 세포에 의해 직접 섭취될 수 있으며, 활성 물질의 더 나은 치료 효과에 이롭다 [68].

Poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA)는 가장 일반적으로 사용되는 나노물질 중 하나이다.생체 적합성이 우수하고 자극이 적어 커큐민에 좋은 보균제입니다.Zhu D. b. [69]와 Yang D. et al. [70]은 커큐민을 적재하기 위해 PLGA를 운반체로 이용하였는데, 두 가지 방법 모두 PLGA 나노입자가 커큐민의 수용성을 효과적으로 향상시켰으며 지속방제 효과가 좋은 것으로 나타났다.

커큐민의 구조적 수정 3.7

커큐민과 그 유도체가 암 예방에 중요한 역할을 하기 때문에 최근 많은 학자들이 커큐민의 낮은 수용성, 낮은 안정성, 낮은 생물학적 이용성의 문제를 극복하고자 커큐민의 구조적 변형 또는 변형에 힘을 기울이고 있다.

Aggarwal et al. [71]은 curcumin 구조 수정을 위한 장소를 철저하게 설명했습니다.주요 구조 개질 방법으로는 벤젠 고리 치환기의 추가, 삭제 또는 치환, 카보닐 사슬의 길이 변경, 디케톤 구조의 변경, 방향족 고리를 헤테로고리기로 치환, 불포화 결합의 환원 등이 있다.커큐민의 탄소 사슬이 C-7에서 C-5로 짧아진 후, 물에 대한 용해도와 안정성이 상당히 향상되었고, [72] 항암 활성이 상당히 향상되었다는 것이 밝혀졌다.베버 등 [73]은 커큐민의 방향족 고리를 헤테로 다환 고리로 치환하였다.종양세포에 대한이 유도체의 IC50 (half-inhibitory concentration)은 약 3.9 mol/L로 curcumin 자체의 8.2 mol/L보다 훨씬 좋았다.따라서 커큐민을 구조적으로 변형시키면 생물학적 이용성을 어느 정도 향상시킬 수 있다.쑤자린 등 [74]은 8 종의 모노카보닐커큐민 유사체를 화학적으로 합성하여 체외 항산화 실험에서 실험하였다.그 결과 교체의 β-diketone monoketone 구조를 가 진 단위 analogues,의 안정성을 효과적으로 향상시 킬 수 있는 반면에 수산기 대체 사이트에 analogues은 중요 한 요소는 항 산화 활동에 영향을 미치고 있다.

미생물 형질전환은 미생물 세포에서 서로 다른 기능을 가진 효소를 이용하여 표적 화합물의 구조를 변형시켜 서로 다른 유도체를 얻는 방법이다.상영 Xu Fucheng et al. [75]과 얻을 생산하는 유산균의 변종 β-glucosidase, 및 사용이 박테리아의 역 반응 활동 β-glucosidase glycosylation의 함유 분자을 촉진시 킵니다.이 제품은 curcumin diglucoside와 curcumin monoglucoside로 확인되었다.천빙송 [76]은 대장균에서 Vincaleia grandiflora 로부터 glucosyltransferase를 발현시키고 전세포 시스템에서 커큐민 및 그 환원된 산물의 글루코실화를 촉매하였다.최종적으로 glucosylated tetrahydrocurcumin과 glucosylated hexahydrocurcumin을 성공적으로 제조하고 분리하였다.Li Yixuan [77]은 Bacillus subtilis Bs168로부터 glycosyltransferase 유전자를 대장균에 이형적으로 발현시켜 정제된 glycosyltransferase와 catalysed curcumin을 얻어 궁극적으로 curcumin보다 수용성 및 항산화 특성이 현저히 높은 두 가지 curcumin 유도체를 얻었다.

4 결론

강황 추출물은 생물학적 활성이 좋아 여러 분야에서 응용 가능성이 높지만 높은 정제비용과 불안정한 성질로 인해 효율적인 응용에 한계가 있다.이 논문은 이와 관련된 문제를 해결하기 위한 연구 진행 과정을 검토한다.커큐민은 전통적인 식물추출과 화학합성외에도 재조합 미생물을 구성하여 대량으로 합성할수 있다.정화 비용이 저렴하고 친환경적입니다.또한 커큐민의 생체이용성과 안정성을 어느 정도 향상시킬 수 있는 수정방법에 대한 연구 보고들이 많이 있었지만, 방법의 안전성 및 안정성에 대해서는 아직 추가적인 연구가 필요하다.

커큐민의 생리 기능에 대한 연구가 계속 깊어지면서 커큐민 제품 시장도 커지고 있다.향후 연구 방향으로는 커큐민의 미생물 합성 수준을 향상시키거나 강황 내 커큐민 함량을 높이고 추출 공정을 최적화하는 것을 고려할 수 있다.또한, 새로운 재료의 도입 또한 커큐민 변형 응용을 위한 뜨거운 연구 방향 중 하나이다.향후 의학적 응용의 측면에서 볼 때, 많은 세포실험과 임상실험을 통해 커큐민의 기전이 서로 다른 세포내 신호경로와 관련이 있음이 밝혀졌음에도 불구하고, 다양한 신호경로와 상호작용하는 커큐민의 분자적 기전은 아직 구체적으로 해명되지 않았다.따라서 그 작용 메커니즘에 대한보다 심도 있는 연구가 이루어져야 할 것이다.향후 식품 응용 측면에서 커큐민은 현재 착색제나 방부제로 여전히 존재하며, 향후에는 이러한 식품의 부가가치를 높이기 위한 생리학적 기능으로 특징화 할 수 있다.

참조:

[1]MURRAY-STEWARTT, CASERO R A. 암 예방 및 치료를 위한 curcumin에 의한 폴리아민 대사 조절 (J.의과학, 2017, 5(4):38.

[2] 왕 T  Y, 첸 J X다. 효과 커의 에 선박 형성 통찰력 에 프로- 그리고 antiangiogenesis 커의 [J]다.증거기반 보완대체의학, 2019, 2019:1390795.

[3]CELIK H, AYDIN T, SOLAK K, 그 외." 하늘을 나는 카펫" 위에서 커큐민암에 있어서 서로 다른 신호전달의 폭포를 조절하기 위하여:차세대 접근법 (bridge translational gaps) [J].세포생화학회지, 2018, 119(6):4293-4303.

[4]WANG Y, LU Z X, WU H 등이 있다.식품매개 병원균에 대한 마이크로캡슐 커큐민의 항생제 활성에 관한 연구 (J.한국식품미생물학회지 2009, 136(1):71-74.

[5] 판시젠, 왕웬지, 유보하이.커큐민의 항바이러스 효과에 대한 연구 진행.현대통합의학회지 2020, 29(24):2734-2736.

쑨양, 펑쯔이, 자오유신 등 中韓 스타들의 쌩얼 사진 대공개 (6)질병치료에서 커큐민의 항염증 효과에 대한 연구 진행 [J.중국의료혁신, 2021, 18(27):181-184.

[7] 쉬잉, 리슈핑.임상치료에서 커큐민의 연구 진행 [J.요녕한의대학교 논문집 2019, 21(6):175-178.

[8]SHARIFI-RAD J, RAYESS YE, RIZK A A 외.강황 및 그 주요 화합물 커큐민이 건강에 미치는 영향:식품, 제약, 생명 공학 및 약용 응용 분야에 대한 생물 활성 효과 및 안전 프로파일.프론트 파솔, 2020, 11:1021.

[9]XU Y, KU B S, YAO H Y 등.에 curcumin의 항우울제 효과 강제 수영 테스트와 쥐의 우울증 후각 팽대 절제술 모델.약리학, 생화학 및 거동, 2005, 82(1):200-206.

[10] 파라수라만 S, 잔 K M, 바니쿠.sprague-dawley 쥐에서 curcumin onolanzapine-induced 비만 개선 효과 (J.약리학연구, 2017, 9(3):247-252.

[11] 라스무센 H B, 크리스텐센 S B, 크비스트 L P 외.curcuma longa [J]의 antiprotozoal 성분인 curcumins를 간단하고 효율적으로 분리합니다.Planta Medica, 2000, 66(4):396-398.

[12]KOWLURU R, KANWAR M. curcumin이 당뇨병에서 망막산화스트레스와 염증에 미치는 영향 (J.영양 &신진대사, 2007, 4(1):8.

[13] 쟈게티아 G C, 아그가왈 B B."Spicing up";curcumin [J]에 의한 면역체계의.대한임상면역학회지 2007, 27(1):17.

[14] 바이에른 사드 K, 바레토 G E, 하자데 M 등.신경계에서의 허혈-재관류 손상에 대한 커큐민의 보호효과 (Protective effects of curcumin the herchemia-reperfusion injury in the nervous system)Molecular Neurobiology, 2019, 56(2):1391-1404.

[15]PAN K, ZHONG Q, BAEK S J. 카세인 나노캡슐 (casein nanocapsules)에 캡슐화하여 커큐민의 분산성 및 생리활성을 향상시켰다.한국농식품화학학회지, 2013, 61(25):6036-6043.

[16]HEWLINGS S J, KALMAND S. Curcumin:a review of its effects on human health [J].식품, 2017, 6(10):92.

[17] 장백준, 장위.커큐민의 생리학적 기능과 라면의 응용.중국식품첨가물, 2001(04):37-38.

[18] 구잉희, 이홍준, 싱게난 외.육가공품 및 신선육에서 curcumin의 추출, 생리적 특성 및 응용에 관한 연구 진행.식품 및 발효산업, 2023, 49(20):339-345.

[19]TEOW S, ALI S A. 황색포도상구균에 대한 항생제와 curcumin의 시너지 항균활성 [J].Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 2015, 28(6):2109.

[20]SONG L L, ZHANG F, YU J S 외.Penicillium expansum [J]에 대한 curcumin을 매개로 한 광역학 기술의 항진균 효과 및 가능한 메커니즘.Postharvest Biology 그리고Technology, 2020, 167(C):111234.

[21] 양구화, 양유정, 장규량.돼지 사료에서 항생제 대체제로서 curcumin의 응용 가능성 (J.북방축산업, 2016 (21):28-29.

[22] 치바 옥시아, 치상희, 챠오 신구.친환경 첨가제 커큐민의 양식장 이용.Scientific Fish Farming, 2019 (10):68.

[23] 푸차오, 류중희, 케이신 외.curcumin이 잔디잉어의 성장능에 미치는 영향 (Effect of curcumin on the growth performance of grass carp [J])장시수산과학기술, 2022(5):23-24.

[24] 주후닝, 양준, 자이샤오웨이.사료에 첨가된 커큐민이 어린 미국장어의 간건강 및 체색에 미치는 영향 (Effect of curcumin added to liver health and body color of American eels)사료연구, 2020, 43(9):46-49.

[25] 장유안, 송립, 후빈 외.사료에 첨가한 curcumin이 나일틸라피아의 성장과 사염화탄소에 의한 간손상에 미치는 영향 (J.중국수산과학회지 2018년, 25(6):1271-1280.

[26] 장유안, 송립, 구휘 외.Curcumin' 잉어의 사염화탄소에 의한 간손상에 대한 s 회복 효과 [J.광동해양대학교 논문집 2020년, 40(5):1-11.

[27] 천민하, 팡신링, 류샹수.curcumin의 생리적 기능 및 육계 생산에의 응용에 관한 연구 진행 [J.헤이룽장 축산업과 수의학 2020년 (11):43-46.

[28] 왕민, 왕홍뱌오, 마샤오루이 등.육계 생산에 있어서 curcumin의 추출, 생리적 기능 및 응용에 관한 연구 진행 [J.중국축산학회지, 2022, 58(10):59-64.

[29] 쿠앙춘타오.캡슐화, 구조 변형 및 강황 사료 첨가제에 대한 연구 [D].창사:중남임업기술대학, 2012.

[30] 양구화, 양유정, 장규량 외.돼지 생산에 있어서 커큐민의 적용과 촉진 (J.북방축산업, 2020 (3):20-21

[31] 주명, 장정, 심휴 등.돼지 살찌우기에 있어서 curcumin의 적용 효과에 대한 연구.Chinese Journal of Cereals, Oils and Foodstuffs, 2014, 29 (3):67-73.

[32] 왕하, 긴휘소, 주가.사료 첨가제로서의 커큐민이 돼지 복용 상시 샤오황장의 생육에 미치는 영향 (J.「 스마트농업가이드 」, 2022, 2(19):27-29.

[33] 닝나, 한잔준, 후율리 외.강황으로부터 curcumin의 마이크로파 보조 효소 추출에 대한 공정 연구.중국수의학회지 2015, 49(12):20-26.

류카이친, 자오단, 주민. 커큐민의 마이크로파 추출공정 및 항산화 활성에 관한 연구.식품산업과학기술, 2012, 33(10):302-305.

[35] 황휘팡, 천육신, Lv 핑 외.커큐민 공정의 초임계 CO_2 추출에 관한 시험적 연구 (J.외식산업, 2011, 32(1):32-33.

[36] 후루이화, 허우동옌, 이티쿤 외.천연색소 curcumin의 초음파 추출방법에 관한 연구.안산사범대학논문집 2019, 21(6):39-42.

[37] 동칭페이, 수항, 소지용 외.반응표면 방법론을 이용한 커큐민의 플래시 추출 공정 최적화 [J.외식산업, 2022, 43(2):115-119.

[38] 한다.NN, M. S R, H T, 외.일부 대칭적인 curcumin 유도체의 합성과 그들의 항염증 활성 [J].European Journal of Medicinal Chemistry, 1997,32(4):321-328.

[39] 종이닝.커큐민 합성법의 개선에 관한 연구.장시사범대학 (자연과학편), 2007 (3):282-284.

[40] 주춘양, 왕펑취, 티안지밍.천연물 커큐민의 합성과정에 관한 연구 (Research on the synthesis process of the natural product curcumin [J.대한한의학회지 2011, 29 (9):2101-2103.

[41] 티안태평, 서준, 류연화 외.마이크로파 조사시 커큐민의 합성 조건을 최적화하기 위한 직교 설계 [J.한국장시 (江西) 한의학연구논문집 2017년, 29(3):79-81.

[42] 카츠야마 Y, 키타 T, 푸나 N 등.herb Curcuma longa [J]에서 두 type III polyketide synthases에 의한 Curcuminoid 생합성.The Journal of Biological Chemistry, 2009, 284(17):11160-11170.

[43] 왕 L, 한 X, 왕 F 등.커큐미노이드의 생합성 연구 진행.중국생명공학저널 2021, 37(2):404-417.

[44] 요헤이 K, 유타카 H, 노부타카 F 외.Escherichia coli [J]에서 curcumin 유사체의 precursor directed 생합성.「 생명공학, Biotechnology, and Biochemistry 」, 2010, 74(3):641-645.

[45] RODRIGUES J L, ARAUJO R G, PRATHER K L J 외.중간체로 caffeicacid를 이용하여 대사적으로 조작된 대장균에 의한 tyrosine 으로부터 curcuminoids 생산 [J.생명공학회지, 2015, 10(4):599-609.

[46]RODRIGUES J L, GOMES D, RODRIGUES L R. A Combinatorial approach to tyrosine from curcuminoids in Escherichia coli [J]에서 커큐미노이드의 생산을 최적화하기 위한 방법.「 Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 」, 2020,8(59):1-15.

[47] 장르, 딩닝, 하이옌 등.curcumin [J]을 생산하는 공학적인 대장균 균주의 건설.2021년 중국생명공학저널, 37(6):2077-2084.

[48] 클레어 M P, 켈리 K M, 앤킴엔 외.공학적 polyketide 파생 4-coumaroyl-CoA 생산에 Yarrowia lipolytica β를 통해-oxidation 전략 [J] 중재 했다.대사공학, 2020, 57(C):174-181.

[49] 칸 E, 가츠야마 Y, 마루야마 J 외.Aspergillus oryzae의 식물체 polyketide curcumin 생산:수율 향상을 위한 malonyl-CoA 공급 강화 [J.생명공학, Biotechnology, and Biochemistry, 2019, 83(7):1372-1381.

[50] 매튜 R I, 미첼 G T, 재클린 M B 외.Pseudomonas putida [J]에서 bisdemethoxycurcumin 생산을 위해 숙주 대사를 활용하고 있다.대사공학 커뮤니케이션, 2020, 10(C):119.

[51] 리리, 천허, 쿠앙양칭 등.커큐민 준비 연구 진행 [J.Guangzhou Chemical Industry, 2021, 49(16):1-3.

[52] 장 Q, Kuang Y, Li f. 보호의 효과는 커에 정자 β _ (1-42)-induced HT22 세포을 손상시 킨다.해부학연구 2019년, 41(2):81-87.

[53] 판지량, 진빈희, 상방 외.curcumin-loaded nanomicelles의 제조 및 in vitro 항암 평가 [J.원주의대논문집 2017, 47(9):625-630.

[54] 동홍천, 푸꽁, 양상청 외.카로티노이드 리포좀의 특성, 준비 및 평가에 대한 연구 진행.식품발효산업, 2022, 48(14):303-310.

[55] 자오징, 리위안, 쉬밍신 등.쥐에서 curcumin ethyl ester liposome의 약리학적 연구 (J.사천대학교 (의과학), 2017, 48(2):290-294.

[56]MENG F F, SAJID A, GAO S Y 등.알츠하이머 &를 치료하기 위해 커큐민을 뇌로 표적 전달하기 위한 새로운 ldl 모방 나노 캐리어#39;s 병 [J].Colloids and Surfaces B:Biointerfaces, 2015, 134:88-97.

[57] Mao Qian, Tian Weiqiang, Ding Wei.당뇨병성 심근병증에 대한 커큐민 나노리포좀의 예방효과 [J.메디컬헤럴드, 2018, 37(11):1316-1320.

[58] 장린하이.전통 중국 의학 준비에서 고체 분산 기술의 응용 개요 [J].내몽골한의학 (Inner Mongolia Traditional Chinese Medicine), 2015, 34(11):98-99.

[59] Pu Lili, Gao Jie, Lai Xianrong.강황 추출물의 고체분산 (Preparation and in vitro evaluation of solid dispersion of turmeric extract [J])한방의학, 2022, 53(1):99-106.

[60] 장충청.고체분산기술 [J.중남약국, 2017, 15(1):81-84.

[61] 쉬니 안큐, 장용, 풍보 등.비교연구 (a Comparative study on the properties of curcumin solid dispersions prepared by different preparation processes)중국약학저널 2016, 51(10):821-826

[62] 셴유미오, 왕취안, 궈유 등.식품산업에서 cyclodextrin과 그 유도체 기반 전달시스템의 연구 진행 [J.식품산업과학기술, 2022, 43(24):496-505.

[63] 간호리아 R, 케샤와니 P, 아가셰 H B 외.cyclodextrin-solubilized의 경피 전달 curcumin  [J]다.약물전달과 이동연구 (Drug Delivery and Translational Research), 2013, 3(3):272-285.

[64] 한민, 서수하, 이종진.약물 적재 마이크로스피어 연구 진행 [J.응용화학공업, 2007(5):493-495.

[65] 왕후아유, 셴차오루, 위안위 외.curcumin-loaded corn porous starch microspheres의 preparation, physicochemical properties and release of curcumin-loaded corn porous starch microspheres의 Optimization (J)식품 및 발효산업, 2023, 49(3):182-188.

[66] 카이지휘, 양잉캉, 정옌페이.curcumin-loaded PCL-PEG-PCL microspheres의 제조 및 약물방출 및 항산화특성 [J.현대화학공업, 2022, 42(7):201-206.

[67]SOUTO E B, BALDIM I, OLIVEIRA WP 외.국소, 진피, 경피 약물 전달을 위한 SLN 및 NLC.약물전달에 대한 전문가 의견, 2020, 17(3):357-377.

[68] 왕주링, 쑨자슈, 쉬싱화.나노입자와 세포의 상호작용 [J.「 한국과학학회보 」, 2015, 60(21):1976-1986.

[69] Zhu Di-bing, Zhao Hai-yan, He Jian-dan 등.curcumin PLGA 나노입자의 제조 및 특성 (J.아시아-태평양 전통의학, 2020, 16(3):46-49.

[70] 양단, 위안잉, 야오 샤오린 등.Curcumin 나노입자 구축 및 in vitro 세포 흡수 [J.식품과학, 2023, 44(16):42-49.

[71] 프리에타, 쉐린 G T, 아자이쿠마르 BK 외.curcumin의 생물학적 활동과 인간과 대자연이 만든 유사체 (Congeners).생화학약리학, 2008, 76(11):1590-1611.

[72] 팡 X B, 팡 L, 구 S H 등.dimethylaminomethyl-치환 된 curcumin 유도체/유사체의 설계 및 합성:강력한 항암 및 항 산화 개선 활동, 안정 and  수용액을 용해도 비교 와 curcumin  [J]다. Bioorganic & 약용화학편지, 2013, 23(5):1297-1301.

[73] 웨일런 M W, 루시아, C. N R 외.B의 활성화 NF κ은 함유로 억제 및 관련 enones다 [J다]Bioorganic &약용화학, 2005, 14(7):2450-2461.

[74] 슈자이린.[D] 커큐민 화합물의 추출, 합성 및 활성 연구.항저우:저장공과대학교, 2019.

[75] 쑤푸청, 우추안차오, 구규야 외.수용성 커큐민 (J)을 생산하는 발효법.식품발효산업, 2019, 45(11):46-51.

[76] 천빙송.curcumin의 glycosylated 유도체의 Biotransformation과 그 유사체 [D].톈진:톈진한의과대학 2021.

[77] 리이쉬안.연구논문:농림 폐기물에서 리그닌 자원의 생물형질전환을 통한 커큐민 합성 (Research on the biotransformation of lignin resources from agriculture and forestry waste to curcumin)장강:2022년 장쑤대학.