Astaxanthin과 Astaxanthin-Cyclodextrin 포접화합물의 생리활성

• Published in: KSBB Journal Vol. 24; no. 6; pp. 570 - 578
• Main Authors: 김소영, 조은아, 유귀재, 유지민, 손석민, 인만진, 김동청, 채희정
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국생물공학회 2009
• Subjects: 생물공학; biological activity; Astaxanthin; Inclusion complex; Haematococcus pluvialis
• ISSN: 1225-7117; 2288-8268

아스타잔틴 (astaxanthin)은 인체내에서 vitamin A의 전 구체 역할을 하며, 다른 카로티노이드보다 최소 10배, 비타 민 E (vitamin E)인 알파-토코페롤 (α-tocopherol)보다 500배 이상의 항산화 활성을 가지고 있는 물질로 알려져 있다 [1-4]. 아스타잔틴의 강력한 항산화활성은 구조의 C-4, C-4'에 위치 한 oxo-group 때문이라고 보고되어 있고 [5], 아스타잔틴의 항산화 기작은 일중항 산소 (singlet oxygen)를 제거하거나 [6] 자유라디컬 소거능 [7,8], 과산화물 연쇄반응 (peroxide chain reaction)을 정지시키는 것으로 알려져 있다 [9,10]. 아스타잔틴의 항산화 작용은 일중항 산소의 제거에 의해 항암에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그 예로 아 스타잔틴의 활성산소 (oxygen radical) 제거에 의한 개시 (cancer initiation)와 진행 (propagation)의 과정을 감소시켜 난소암, 간암에 대한 예방효과 등이 보고된 바 있다 [11-13]. 이 외에도 아스타잔틴의 항암효과에 대한 많은 연구결과가 보고되었다 [14-18]. 또한 아스타잔틴은 면역기능에 활성 이 있는 것으로 알려져 있고 [2,19-23], 심장질환에 대한 치료효과도 보고되었다 [24,25]. 이 외에도 항염증 효과 [26], 자외선 차단 효과 [27], 눈 기능과 관련된 효과 [28-31], 간 기능에 대한 영향 [32]이 보고된 바 있다. 또한, 아스타잔 틴의 미백활성이 미백제로 알려진 kojic acid와 비슷한 활 성을 지니는 것으로 보고된 바 있다 [33]. 그러나 현재 아스타잔틴 (astaxanthin)은 다양한 생리활 성에도 불구하고 산업적으로 응용이 미비한 실정이다. 이러 한 이유는 아스타잔틴의 구조에 기인하는 결과이다. 아스 타잔틴은 구조적으로 이중결합을 가진 불포화화합물로 제조 나 저장시 열과 산화 (빛)에 의해 쉽게 파괴되어 활성이 감소 하며, 또한 지용성 물질로서 단일 또는 단백질과 에스터 (ester) 결합 구조를 가지고 있어 물에서 용해가 잘 되지 않 는다 [34]. 이러한 아스타잔틴의 불안정성과 수불용성이 응용에 제한으로 작용한다. 현재 국내외적으로 아스타잔틴의 안정성과 용해도 개선을 위한 제형화 연구는 미비한 실정이다. 국내에서는 아스타 잔틴을 수용화하기 위한 방법으로 키토산 등 수용성 고분자 를 이용한 연구를 진행하였으나, 현재 실용화되지 않은 상 태이고, 그 안정성이나 효능 또한 입증되지 않았다 [35]. 또한 안정성 향상의 측면에서 아스타잔틴 유액제조에 의 한 안정성 향상이 보고된 바 있고 [36], chitosan matrix를 이용하여 아스타잔틴을 캡슐화하여 온도에 대한 저장성 개선 [37], 키토산을 이용하여 헤마토코커스로부터 추출한 아스타잔틴을 캡슐화하여 산화안정성 개선과 저장에 따른 항산화활성이 보고된 바 있다 [38]. 현재까지 국내외적으로 아스타잔틴 제형화 연구는 초기 상태이고 안정성과 용해도를 동시에 높일 수 있는 기술은 미비한 상태라 할 수 있겠다. 본 연구팀에서는 지용성 물질의 안정화와 용해도 향상 을 위해 널리 사용되는 수종의 싸이클로덱스트린 (β- cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, hydroxypropyl- γ-cyclodextrin)을 이용한 포접화합물을 제조하였고 안정성 과 용해도를 향상시킨 아스타잔틴 제형을 얻을 수 있었다. β-CD를 이용하여 포접시켰을 경우 자외선, 산화, 산성조건 및 열처리에 대한 안정성이 크게 향상되었고, 물에 대한 용해도는 아스타잔틴에 비해 pH 6.5에서 110배, 25℃에서 13배 증가된 것을 확인하였다 [39]. 본 연구에서는 아스타잔틴의 항산화 기작을 확인하고자 다양한 항산화 활성의 측정법을 통해 항산화 활성을 확인 하였다. 또한 유방암, 폐암 및 자궁경부암에 대한 항암효과 를 측정하였고, 미백기능과 함께 숙취해소에 대한 효과를 검토하였다. 특히 cyclodextrin과의 포접화합물을 조제하 였을 경우에도 유리형 아스타잔틴과 비슷한 생리활성을 나 타내는지 확인하였다.