식물 추출물의 항산화 성분 및 이들의 작용 메커니즘의 연구 발전

추상적인:산화 적 손상자유 라디칼로 인한 유기체에는 많은 질병의 발생이 발생할 수있는 반면, 많은 자연 물질은 자유 라디칼을 망칠 수있는 능력이 있습니다. 식물은 인체의 외인성 항산화 제의 가장 중요한 공급원입니다. 이 기사는 주로 폴리 페놀, 비타민, 알칼로이드, 사포닌, 다당류, 생물 활성 펩타이드 식물 등으로 구성된 식물 추출물의 산화 방지제 조성에 대한 이전에보고 된 연구를 요약합니다.

키워드 :자유 라디칼;식물 추출물;항산화 성분;기구

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자유 라디칼은 외부 궤도에 짝을 이루지 않은 전자를 가진 원자, 분자 또는 그룹을 나타냅니다. 그들은 호기성 유기체의 생명 활동에서 많은 생화학 적 반응의 중간 대사 산물입니다. 정상적인 상황에서 인체의 자유 라디칼은 지속적인 생성 및 제거의 역동적 인 균형을 유지합니다. 너무 많은 자유 라디칼이 생산되거나 너무 적다면, 과도한 자유 라디칼은 세포 조직에 산화 스트레스를 유발하여 신체에 산화 적 손상을 일으키고 동맥 경화증, 고혈압, 당뇨병, 종양, 파킨슨 병, 알츠 헤니머 병 등과 같은 많은 질병의 발생을 초래할 수 있습니다. 인체에서 외인성 항산화 물질의 가장 중요한 공급원으로서, 식물 추출물의 산화 방지제 연구 및 개발은 점점 더 많은 관심을 받았으며 많은 결과를 얻었습니다. 이 기사는 식물에서 추출한 항산화 성분과 가능한 항산화 메커니즘을 간략하게 검토합니다.

1 식물 추출물의 항산화 성분에 대한 연구

현재 식물 항산화 제에 대한 대부분의 연구는 중국 약초, 향신료, 야채, 과일, 식물 음료 및 곡물에 중점을 둡니다. 식물 추출물의 항산화 활성 성분은 주로 폴리 페놀, 비타민, 알칼로이드, 사포닌, 다당류, 폴리펩티드 등을 포함합니다.

1.1 폴리 페놀

식물 폴리 페놀 항산화 제는 화학 구조에 기초하여 플라보노이드, 페놀 산 및 탄닌의 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

1.1.1 플라보노이드

플라보노이드 화합물로도 알려진 플라보노이드는 가장 다양한 폴리 페놀이며 거의 모든 식물 조직에서 발견됩니다. 그것은 중앙 트리플 탄소 결합으로 연결된 2 개의 벤젠 고리 (A- 및 B-ring)로 구성된 일련의 화합물을 나타냅니다. 플라보노이드, 플라 보놀, 플라 바논, 디 하이드로 플라 보놀, 플라반 -3- ols (카테 킨이라고도 함), 이소 플라본, 칼콘 및 안토 시시아니딘과 같은 하위 가족으로 더 나눌 수 있습니다.
플라보노이드는 다른 항산화 활성을 가지며, 그들의 산화 방지제 활성의 크기는 화합물의 구조와 밀접한 관련이있다. 페놀 성 하이드 록실기의 위치 및 수 및 이들의 치환기 (예 : 4- 카보 닐, 하이드 록실 글리코 시드, 히드 록시 메틸화 및 Δ2 (3) 이중 결합)는 항산화 활성을 결정하는 데 중요한 요소이다 [{3}]. 일반적으로 B 고리의 오르토-디 페놀 성 히드 록 실기는 플라보노이드의 항산화 활성에서 중요한 역할을한다는 것이 일반적으로 믿고있다. 하나의 고리의 오르토-디 하이드 록실 그룹 및 다른 고리의 파라-디 하이드 록 실기는 매우 유망한 항산화 활성을 생성하고, 5, 7 및 8 위치에서 히드 록실기의 첨가는 항산화 용량을 변화시키는 데 있어서도 증가 할 수있다 [5].
많은 플라보노이드 화합물은 상당한 산화 방지제 특성을 나타내며, 대표적인 예는 아카시아틴, 케르세틴, 나링 데닌, 사이퍼 메트린, 차 폴리 페놀, 대두 이소 플라본, 트리 하이드 록시 칼콘, 시아 니딘 등을 포함합니다.

1.1.2 페놀 산 물질

페놀 산은 동일한 벤젠 고리에서 몇몇 페놀 히드 록 실기를 갖는 화합물의 클래스를 지칭한다. 천연 식물에서 발견되는 항산화 특성을 갖는 페놀 산 물질은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 범주는 하이드 록시 벤조산과 그 유도체, 예 : 프로토 카테 쿠 산, 갈산, 주사산 등; 두 번째 범주는 엘라 그산과 그 유도체, 예를 들어 3- 하이드 록시 페닐 아세트산; 세 번째 카테고리는 하이드 록시신 산 (하이드 록시 페닐 아크릴산) 및 클로로겐산, 페룰 산, 카페산, 로마 린산, 쿠마산, 시나피 산 등과 같은 유도체입니다.
페놀 산 물질의 항산화 용량은 플라보노이드와 화학 구조에서 동일한 규칙을 따릅니다. 예를 들어, 갈산 및 피로 갈롤 구조를 갖는 다양한 유도체는 2 개의 하이드 록실 그룹 만있는 것보다 강하다. 클로로겐산, 카페 산 및 로마 린산과 같은 카테콜 함유 물질의 항산화 용량은 하나의 하이드 록실 그룹을 갖는 페룰 산과시나 프 산보다 훨씬 강합니다 [1].

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1.1.3 탄닌

탄닌으로도 알려진 탄닌은 식물에 널리 분포되어 있으며 일반적으로 상대적인 분자 질량이 500 내지 3000 인 식물 폴리 페놀을 참조한다. 다른 분자 구조와 가수 분해의 어려움에 따르면, 이들은 3 가지 범주로 나눌 수있다 : 가수 분해 된 타닌 및 엘라 만닌과 같은 틸리 닌 (proanthocicanidins) (따라서 proanthocicanidins) (따라서 proanthocicanidins). Proanthocyanidins) 및 가수 분해 된 탄닌 (예 : 동백 타닌 및 구아바 탄닌)에서 응축 된 탄닌과 포도당 사이의 탄소 결합에 의해 형성된 복합 타닌. 탄닌의 항산화 활성에 영향을 미치는 세 가지 요인이있다 [6-7] : 단위의 결합 모드; 하이드 록실 그룹이 자유인지 여부; HEXAHYDROXYDIBENZOYL (HHDP), GALLOYL (GALL) 및 DEHYDROHEXAHYDROXYDIBENZOYL (DHHDP) 그룹의 유형 및 수. 탄닌 결합 단위 (예 : 카테 킨)가 가수 분해성 에스테르 결합 또는 글리코 시드 결합에 의해 결합 될 때, 분자의 항산화 용량이 향상되고, 탄소-탄소 결합에 의해 결합되어 응축 된 형태를 형성 할 때, 분자의 항산화 용량은 크게 감소된다; 페놀 성 하이드 록실 그룹이 자유 일 때, 활성의 증가에 도움이된다; HHDP, Gall 및 DHHDP 그룹의 활동은 HHDP> Gall> DHHDP의 순서입니다. 결합 단위에서,이 세 그룹이 더 많을수록 활동이 커집니다.

1.2 비타민

비타민은 필수 불가능한 음식 영양소 일뿐 만 아니라 인체에 가장 중요한 항산화 물질입니다. 식물의 항산화 비타민은 주로 VE, VC 및 카로티노이드이지만 특정 상황에서는 산화 방지제가 될 수 있습니다 [8].

1.2.1 ve

VE는 다양한 토코페롤에 대한 일반적인 용어이며, 그중 -토코페롤은 가장 큰 생물학적 활성을 갖는다. -tocopherol을 벤치 마크로 복용하면 -tocopherol, -tocopherol 및 δ -tocopherol의 생리적 활동은 각각 40%, 8% 및 20%이며 다른 사람들의 활성은 매우 약합니다 [9]. 대부분의 경우, VE의 항산화 효과는 지질 산소 자유 라디칼 또는 지질 퍼 옥시 자유 라디칼과 반응하여 수소 이온을 제공하며 지질 과산화 연쇄 반응을 방해하는 것입니다. 그것은 가장 중요한 지방-가용성 사슬-차단 산화 방지제이다 [10].

1.2.2 VC

아스코르브 산으로도 알려진 VC는 6 개의 탄소 원자를 갖는 -케톨 락톤을 함유하는 산성 폴리 하이드 록시 화합물이다. 그것은 수소 이온을 분리 할 수있는 에놀 형 하이드 록실기를 가지고 있으며 가장 중요한 수용성 포획 산화 방지제입니다. 전자를 단계별로 공급함으로써 반응성 산소 자유 라디칼을 청소할 수 있습니다. 또한 VE를 보호하고 VE의 재생을 촉진 할 수있다 [1].

1.2.3 카로티노이드

600 가지가 넘는 카로티노이드가 있으며, 모두 11 개의 이중 결합을 갖는 이소 프레 노이드 구조를 가지고 있습니다. -카로틴은 전형적인 대표입니다. 연구에 따르면 Lycopene, Astaxanthin, Lutein 및 Zeaxanthin은 또한 상당한 항산화 특성이 있음을 발견했습니다.
-카로틴은 VA의 선구자입니다. 끝에서 끝까지 연결된 4 개의 이소프렌 이중 결합으로 구성됩니다. 분자의 양쪽 끝에 -이온 링 고리가 있습니다. 주로 모든 트랜스, 9- cis, l 3- 4 가지 형태가 있습니다 : cis 및 l 5- cis. 그것은 매우 좋은 산화 방지제 특성을 가지며 전자를 제공함으로써 반응성 산소 종의 생성을 억제 할 수 있습니다.
자유 라디칼을 청소하기 위해 [11].
리코펜은 11 개의 공액 이중 결합 및 2 개의 비-접합 된 이중 결합을 함유하는 비 사이 클릭, 선형 올 트랜스 구조를 갖는 아시 클릭 카로티노이드이다. 지면 상태 산소 또는 삼중 체 산소 리코펜을 생성하기 위해 다른 전자의 여기를 받아 들일 수 있습니다. 하나의 트리플 렛 산소 리코펜은 수천 개의 단일 렛 산소 자유 라디칼을 해소화 할 수 있으며, 그 항산화 용량은 VE 및 VC의 100 배입니다. 1, 000는 더 강력하고 노화를 지연시키는 자연의 가장 강력한 항산화 제입니다 [12].
Astaxanthin은 특수한 산화 된 카로티노이드입니다. 그것은 다른 카로티노이드와 마찬가지로 분자에서 긴 공액 이중 결합을 가질뿐만 아니라 두 바이올렛 고리의 3 및 4 위치에서 하이드 록실기를 가지고있다. 및 불포화 케톤 그룹. 이 인접한 하이드 록실 그룹 및 케톤 그룹은 -하이드 록시 케톤을 구성 할 수있다. 이 매듭
이 구조는 비교적 활성 전자 효과를 가지며, 이는 전자가 자유 라디칼을 제공하거나 짝을 이루지 않은 자유 라디칼의 전자를 유치 할 수 있으며 자유 라디칼을 쉽게 포착 할 수 있습니다. 따라서, 아스 타잔 틴은 일반 카로티노이드보다 더 강한 항산화 특성을 가지고있다 [13].
루테인의 8 개의 이성질체가 있으며, 주로 양배추와 시금치와 같은 짙은 녹색 채소에서 발견되는 금잔화 및 금잔화와 같은 꽃이 있습니다. Zeaxanthin은 주로 Goji Berries, 옥수수, 시금치 및 아시아 감시금과 같은 음식에서 발견됩니다. 루테인과 제아잔틴은 항상 함께 존재하며 그 기능은 매우 유사합니다.
산화 방지제 측면에서, 그것은 눈에 산화 스트레스의 손상을 줄일 수 있습니다. 즉, 망막 황반의 빛에 의해 유도 된 산화에 저항 할 수 있으며 시각적 지점의 분해로 인한 노화를 방지 할 수 있습니다 [1 4]. 또한 렌즈에서 단백질과 지질의 산화를 방지하여 노인 백내장의 발생을 감소시킬 수 있습니다 [15].

Flavonoid 2

항산화 허브 시티 치치 (Cistanche) 포도에서 VC보다 100 배 강력합니다.

1.2.2 VC

1.2.3 카로티노이드

2 식물 추출물의 항산화 메커니즘에 대한 연구
다른 천연 식물 추출물의 특성 및 항산화 메커니즘은 동일하지 않다. 현재 연구에서보고 된 항산화 메커니즘은 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다.

2.1 직접 청소 또는 자유 라디칼 억제
식물 추출물은 수소 양성자 또는 전자 공여체로서 작용할 수 있으며, 자유 라디칼을 직접 담금질하거나 억제하고, 자유 라디칼의 연쇄 반응을 종료하며, 항산화 기능을 발휘할 수있다.

2.1.1 양성자 공급
대부분의 산화 방지제 성분은 폴리 페놀, 스테롤, VE 등과 같은 산소 자유 라디칼 스 캐빈 저입니다. 그 이유 중 하나는 소형 및 친화력이 높은 수소 양성자를 방출하여 잠재적 에너지가 높은 고도로 활성 자유 라디칼을 포착하여 비활성 또는 비교적 안정적인 화합물로 전환 할 수 있기 때문입니다. 동시에, 그들 자체는 산화 연쇄 반응에 의해 생성 된 자유 라디칼보다 더 안정적인 물질로 전환되어 연쇄 반응을 방해하거나 지연시킨다 [29].

Flavonoid 4

2.1.2 전자 제공

식물 추출물이 항산화 제 효과를 발휘하는 또 다른 이유는 폴리 페놀, 식물 다당류, 비타민 등과 같은 스케이빙 자유 라디칼로 전자 전달을 통해 전자를 직접 기증하기 때문입니다. 카로틴은 항산화 특성이 뛰어나고 스카우트를 통해 전자를 제공함으로써 반응성 산소 종의 생성을 억제 할 수 있습니다. 반면에 VC는 반응성 산소 자유 라디칼을 청소하는 목적을 달성하기 위해 점차적으로 전자를 제공함으로써 반-하이드로 아스코르브 산 및 데 하이드로 아스 코르브 산으로 변형된다 [30].

2.2 자유 라디칼과 관련된 효소에 작용

자유 라디칼과 관련된 효소는 산화 효소와 항산화 효소의 두 가지 범주로 나뉩니다. 식물 추출물의 항산화 효과는 관련 옥시 다제의 활성을 억제하고 항산화 효소의 활성을 향상시키는 데 반영된다.

2.2.1 산화 효소의 활성 억제

크 산틴 산화 효소 (XOD), p -450 효소, 미엘 로페 옥시 다제 (MPO), 리폭 시게나 제 및 시클로 옥 시게나 제와 같은 신체의 많은 산화 효소는 자유 라디칼의 생성과 관련이 있으며 많은 수의 자유 라디칼을 유도 할 수 있습니다. 또한, 유도 성 산화 질소 신타 제 (INOS)의 활성은 허혈-재관류 동안 증가하여 다량의 NO를 생성하고 산화 적 손상을 유발한다. 연구에 따르면 많은 식물 추출물은 상기 언급 된 옥시 다제에 억제 효과가있는 것으로 나타 났으며, 공급원으로부터 자유 라디칼의 생성을 억제합니다. 플라보노이드에서 케르세틴과 커큐민은 허혈-재관류 손상 동안 INOS의 활성을 억제하여 항산화 역할을 할 수있다 [31]. gynostemma pentaphyllum saponin은 비정상적으로 증가 된 XOD 및 MPO 활성을 감소시키고, 당뇨병 성 쥐의 신장에서 산화 스트레스를 개선하며, 신장 손상의 진행을 지연시킬 수 있습니다 [32].

2.2.2 항산화 효소의 활성을 향상시킨다

신체는 과산화물 디스 뮤 타제 (SOD), 글루타티온 퍼 옥시 다제 (GSH-PX), 카탈 라제 (CAT) 및 퍼 옥시 다제와 같은 과도한 자유 라디칼 손상을 보호, 제거 및 복구하는 항산화 효소를 갖는다.

SOD는 신체의 과산화물 음이온의 주요 스 캐빈 저이며 분해를 H2O2로 촉매하지만 H2O2는 산화 손상을 입히고 CAT는 O2 및 H2O로 변환합니다. 동시에, H2O2는 또한 GSH-PX의 촉매 및 감소 된 글루타티온 (GSH)과의 반응을 통해 H2O를 생성 할 수 있으며, 동시에 산화 된 글루타티온을 생성 할 수있다.
많은 연구에 따르면 식물-추출 된 산화 방지제 성분은 신체의 항산화 효소를 보호 할뿐만 아니라 신체의 항산화 효소의 활성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 플라보노이드의 케르세틴은 췌장 세포의 산화 손상을 감소시킬 수 있으며 동시에 Fe 2+- 유도 신장 세포 손상을 가진 동물에서 SOD, GSH-PX 및 CAT의 활성을 회복시킵니다 [33]. 사포닌은 산소 자유 라디칼 자체에 거의 영향을 미치지 않지만 대부분은 신체의 SOD 및 CAT와 같은 항산화 효소의 활성을 증가시켜 신체의 항산화 시스템의 기능을 향상시킬 수 있습니다 [34].
또한, 일부 천연 물질은 유전자에서 신체의 SOD와 같은 산화 방지제 효소의 발현 및 전사 수준의 발현을 유도하여 항산화 효과를 발휘할 수있다 [35].

2.3 전이 금속 이온 킬레이트 및 패시브

전이 금속 이온 (예 : Fe 2+, cu 2+ 등)은 산소 자유 라디칼 생성 과정에서 필수적입니다. 예를 들어, Fe 2+는 지질 과산화를 매개 할 수 있으며 · 오와 같은 자유 라디칼의 생성을위한 촉매이기도합니다. 식물 추출물에서의 플라보노이드는 4- keto 및 5- 하이드 록실의 분자 구조를 가지며, B 고리의 3 '및 4'위치에서의 히드 록 실기는 전자의 고독한 쌍을 함유하므로 금속 혈관을 킬레이트 할 수있다. 전자를 조정함으로써 프로 산화 방지 금속 이온을 킬레이트하고 통행 할 수있는 다른 산화 방지제 성분은 탄닌, 다당류, 활성 펩티드 [3 6], 피티 산, 구연산 등을 포함한다.

2.4 항산화 성분 간의 상보성과 시너지

식물의 항산화 성분은 서로를 보완하고 조정합니다. 이들은 전자 및/또는 양성자 전달을 통해 생체 내에서 항산화 효과를 공동으로 발휘하고, 산화 효소 및 항산화 효소에 작용하고, 전이 금속 이온을 킬레이트 화하고 통행하며, 유전자 발현에 영향을 미친다. 연구에 따르면 다른 농도의 차 폴리 페놀과 미국 인삼이 명백한 상승 효과가 있으며, 농도의 증가에 따라 상승 효과가 증가한다는 것이 밝혀졌습니다 [37]. VE와 VC는 병아리 콩 항산화 펩티드의 감소 능력에 상당한 상승 효과를 갖고, 병아리 콩 항산화 펩티드에 대한 VC의 상승 효과는 VE의 것보다 강하다. 첨가량과 행동 시간의 증가에 따라 모든 시너지 효과가 증가한다 [38].

3 결론

우리 나라의 천연 항산화 성분에 대한 현재 연구의 상당 부분은 여전히 경고되지 않거나 부분적으로 정제 된 추출물에 있습니다. 연구에서, 우리는 일련의 단량체 화합물을 분리하고 수집하고, 화학 구조와 항산화 활성 및 안정성, 항산화 메커니즘, 다 성분 시너지 등의 관계를 연구하고, 새로운 적용 가치가 있고 새롭고 효율적이며 안전한 항산화 제의 개발에 중요한 적용 가치를 갖는다. 또한 식물 항산화 활성, 납 화합물 발견, 천연 물질의 구조적 변형 및 합성에 대한 미래의 체계적인 연구를위한 이론적 근거를 제공 할 수있다.
또한, 데이터는 대부분의 현재 항산화 연구가 시험 관내 실험을 사용하고 있으며 전반적으로 또는 생체 내 실험 데이터가 거의 없으므로 천연 성분의 항산화 효과의 전체 그림을 체계적이고 정확하게 반영하기가 어렵습니다. 시험 관내 실험에 의해 보충되고, 효소, 면역학 및 약리학과 같은 다 분야 지식을 통합하여 전체 실험에 기초하여, 물질의 항산화 제 활동을 포괄적으로 평가하기 위해 포괄적이고 객관적이고 효율적이며 빠른 동물 실험 모델을 확립하기 위해 미래의 연구에서 해결해야 할 주요 문제입니다. "식품 안전법"의 공표 및 시행으로 인해 식품 첨가제에 안전한 식물 추출물 항산화 제를 적용하는 것도 더 넓은 전망을 가질 것입니다.

참조 :
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