스위스로슈는 화학적 합성방법을 사용하는데, 이는 아래 3.5에서 소개하고 있다
라이코펜의 추출방법
현재 시판되고 있는 라이코펜 제품은 크게 나누어진다 (1) 화학적 방법에 의해 합성된 인공 합성 제품, (2) 미생물(Borillomyces trispora)의 발효 방법에 의해 생산된 생합성 제품, (3) 천연 생물학적 자원으로부터 제조된 리코펜 천연 제품. 그 중 제조 공정에 따라 (1) 유기 용매를 추출 매체로 사용하여 제조한 제품, (2) 초임계 유체(이산화탄소 등)를 추출 매체로 사용하여 제조한 제품으로 나눌 수 있습니다. 제품의 주요 형태로는 식품 착색제 및 식품 영양 보충제로 사용되는 라이코펜 결정, 토마토 올레오레진 및 라이코펜 캡슐이 있습니다. 국제 시장에는 100가지 이상의 리코펜 제품이 있습니다. 현재 우리나라의 공업적 생산방식은 주로 용매법과 추출법이다. 전반적으로 우리나라의 리코펜 생산과 연구는 최근 들어 급속한 발전을 이루었지만 아직 초기 단계에 불과하며 발전 여지가 많다.
현재 라이코펜의 주요 추출 방법은 다음과 같습니다.
3.1 직접 분쇄 방법
라이코펜은 토마토 껍질의 하층 표피 세포에 있기 때문에 리코펜 함량은 일반적으로 10~15mg/100g으로 비교적 높습니다. 따라서 토마토 껍질을 사용하여 리코펜을 추출할 수 있습니다. 말린 토마토 껍질을 으깨서 직접 착색제로 먹을 수도 있습니다. 이는 가장 간단하고 실용적인 추출 및 사용 방법입니다.
3.2 유기용매 추출법
리코펜은 지용성 카로티노이드이며 물에 녹지 않고 메탄올과 에탄올에 녹지 않으며 에테르와 석유에 녹는다. 에테르, 헥산, 아세톤은 쉽게 용해된다. 클로로포름, 이황화탄소, 벤젠 및 기타 활성 용매에 용해됩니다. 이 특성을 활용하여 친유성 유기 용매를 사용하여 토마토 또는 토마토 제품 폐기물에서 이 색소를 추출할 수 있습니다. 일반적인 단계는 다음과 같습니다: 신선한 토마토 또는 토마토 껍질을 전처리하고, 건조하고, 분쇄하고, 유기 용매 또는 혼합 용매를 고액 추출을 위한 추출액으로 선택하고, 마지막으로 추출액을 진공 농축하여 조 라이코펜 제품을 얻습니다. 이 방법은 간단하고 실시하기 쉽지만, 이 방법으로 얻은 생성물의 순도가 낮고 수율도 낮기 때문에 라이코펜 함량이 5~15 정도이고, 보통 라이코펜 결정이 생성되지 않고 유성 형태의 물질이다. 라이코펜 올레오레진입니다. 또한, 유기용매 잔류물 등의 문제도 대중화 및 사용에 영향을 미치고 있다. 유럽특허에서는 95% 에탄올을 용매로 사용하여 78℃에서 5시간 동안 역류추출하여 색소액을 얻고, 용매를 제거하기 위해 진공농축한 후 분말형태의 색소제품을 얻는다. 최근 Hu Wenzhong 등은 추출 온도, 고액 비율, 추출 시간, 추출 시간의 4가지 단일 요인 조건에서 추출 효과를 연구한 결과 에틸아세테이트가 리코펜을 만드는 데 사용된다는 사실을 발견했다고 보고되었습니다. 추출용매는 물질 대 액비 1g:3ml, 온도 55°C, 시간 55분, 추출은 탈수, 교반 방법을 사용하며 3번 연속 추출하는 것이 가장 좋다. 또한 셀룰라아제(0.3~0.5%)를 사용하면 토마토 펄프의 셀룰로오스 성분을 분해하여 세포벽을 파괴하고 세포에서 라이코펜의 용해 속도를 높이고 추출 횟수를 줄일 수 있다는 것도 실험에서 밝혀졌습니다. 추출 효과를 향상시키는 시간과 추출제의 복용량.
3.3 초임계 유체 추출 방법
초임계 유체 추출 기술은 식품 산업의 새로운 추출, 분리 및 정제 기술로 기존 유기 용매 추출 방법과 비교하여 다음과 같은 특징을 갖습니다. 간단하게, 추출제는 저렴하고 무독성이며 재활용이 쉽고 화학 용매 소비 및 잔류물이 없으며 고온에서 추출물의 균열을 방지하고 오염이 없습니다. 특히 추출 공정이 저온 공정이기 때문에 라이코펜 등 열에 민감한 물질의 추출에 특히 적합합니다. Cang Jiuna 등은 초임계 CO2 추출 기술을 사용하여 토마토 껍질에서 리코펜을 추출했습니다. 그들은 단일 요소 실험과 직교 실험을 통해 다양한 추출 압력, 추출 온도, CO2 유량 및 추출 시간이 추출 속도에 미치는 영향을 연구하고 이를 결정했습니다. 최적의 추출속도는 추출압력 26MPa, 추출시간 3.0h, 추출온도 40℃, CO2유량 30kg/h이다. 이 조건에서 라이코펜의 추출 수율은 26.34mg/100g이다.
일본 연구자들은 토마토 껍질에서 리코펜의 초임계 CO2 추출을 연구했습니다. 원료를 미분쇄하거나 펙티나아제와 셀룰라아제로 처리한 후 추출 압력은 270kg/cm2, 추출 온도는 40°C, 추출 속도는 40°C에 이릅니다. 95.
3.4 마이크로파 방사선 추출법
마이크로파 방사선 추출법이란 마이크로파와 적절한 용매를 사용하여 마이크로파 반응기 내에서 다양한 물질로부터 다양한 화학성분을 추출하는 기술 및 방법을 말한다. 리코펜은 지용성 색소이기 때문에 유기용매는 이러한 유형의 물질의 세포벽과 막을 쉽게 통과할 수 없으므로 추출 시간이 길어집니다. 최근 몇 년 동안 Li Fang 등은 마이크로파 방사선이 리코펜 추출에 미치는 영향을 연구하기 위해 토마토 페이스트를 사용했습니다. 연구 결과에 따르면 마이크로파 방사선은 리코펜의 추출 속도를 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 최적의 추출 조건은 추출 용매로 에틸아세테이트 사용, 추출 전력 360W, 추출 시간 15초, 고액비 1g입니다. 2ml로 3회 추출이 가능하며 추출율은 90% 이상에 달할 수 있습니다. 실험을 통해 초임계 CO2와 비교하여 마이크로파 방사선 추출 방법은 저비용, 저투자, 높은 추출 속도 등의 장점이 있으며 천연 색소 추출 과정에서 넓은 응용 전망을 가지고 있음을 발견했습니다.
3.5 화학적 합성 방법
1831년 당근에서 카로틴을 최초로 분리한 후 1950년 최초로 베타카로틴 합성이 완료되기까지 100년이 걸렸다. 현재까지 화학적으로 합성할 수 있는 카로티노이드가 많이 있습니다. 현재 스위스 로슈(Swiss Roche), 독일 BASF Chemical Company 등의 회사에서 해당 리코펜 제품을 생산하고 있습니다. 생산량은 VA와 유사하며 일반적으로 β-ionone을 원료로 하여 합성된다. 다른 보고서에 따르면 테르피넨 아세테이트를 원료로 사용하여 일련의 화학 반응을 통해 리코펜의 대사 산물인 2,6-사이클로리코펜-1,5-디올과 5,6-디하이드록시-5가 합성됩니다. 최근 몇 년간의 연구에 따르면 인체 혈액의 주요 카로티노이드이며 항암 및 항암 효과가 좋습니다.
3.6 효소 반응 방법
현재 효소 반응 방법에는 두 가지 주요 처리 방법이 있습니다. 하나는 토마토 자체 효소의 작용을 사용하여 리코펜을 추출하고 알칼리를 첨가하는 것입니다. 토마토 껍질과 잔류물을 pH 7.5~9.0으로 설정하면 토마토 껍질의 펙티나제와 셀룰라제가 반응하여 펙틴과 셀룰로오스를 분해하고 세포에서 라이코펜 단백질 복합체가 용해되어 생성되는 색소가 수분산성 색소가 됩니다. 다른 하나는 외부효소법을 이용하여 라이코펜을 추출하는 방법으로 토마토 원료(토마토페이스트, 토마토퓨레 등)를 50°C에서 펙티나제와 셀룰라제(0.2%~0.5%)로 처리하여 리코펜을 추출하는 방법이다. 3시간 후 펙틴이 90% 제거되고, 셀룰로오스 및 기타 비색소 물질을 원심분리하여 침전시키고, 96% 에탄올로 세척한 후 여과한 후 에탄올과 식물성 기름으로 추출분리하여 해당 생성물을 얻는다.
3.7 미생물 발효 방법
라이코펜을 함유한 물질에서 라이코펜을 추출하거나 라이코펜을 화학적으로 합성하는 것 외에도 조류, 곰팡이 및 효모 발효를 통해 라이코펜을 생산할 수도 있습니다. 이것은 Botrytis로부터 카로티노이드를 얻는 새로운 방법입니다. 주된 이유는 트리스포린산을 첨가하면 라이코펜의 수율을 높일 수 있기 때문이다. 이 방법은 야생 균주 또는 이의 돌연변이체로부터 시작하여 개별 또는 혼합 배양으로 수행됩니다. 트리스포린산의 첨가는 발효 초기 또는 도중에 수행될 수 있으며, 출발 물질은 부분적으로 정제된 제제일 수도 있고 정제되지 않은 공급원일 수도 있다. 또한, B. trispora 균주는 독특한 대사 과정을 가지고 있습니다. 식물성 기름, 계면활성제, 항산화제 및 다양한 구조적 유사체를 첨가하면 β-카로틴 생산을 증가시킬 수 있지만, 다른 발효 촉진제를 첨가하면 다른 카로티노이드 생산에 도움이 될 수 있습니다. 주로 β-카로틴을 함유하고 있는 Botrytis trispora의 성장 조건을 변화시키고 보조제(Na2CO3, 피리딘 등)를 첨가하면 박테리아의 β-카로틴 생합성 경로를 차단할 수 있으며 최종 2단계 고리화 반응은 축적으로 이어집니다. 리코펜.
Xiu Yu 등은 Boulardii trispora의 48시간 발효 동안 3.6mmol/L 2-(4-메틸페녹시)-트리에틸아민(MPTA)을 첨가하면 카로틴의 β-합성을 96% 효과적으로 억제할 수 있음을 발견했습니다. 15g/L 담배는 총 카로티노이드(170mg/L) 생성을 촉진할 수 있으나 베타카로틴 합성 저해 효과는 MPTA에 비해 낮다. L27(313) 직교 실험에서는 억제제 첨가 시간, 첨가량, 두 억제제 간의 상호 작용 측면에서 MPTA와 담배를 동시에 첨가했을 때 라이코펜 생산에 미치는 영향을 조사했습니다. 10g/L의 담배와 2.2mmol/L의 MP-TA를 동시에 첨가하여 48시간 동안 발효시켰을 때 라이코펜 생산량은 205mg/L(전체 카로티노이드 생산량의 94%를 차지)에 도달할 수 있었습니다.
제품 품질, 생산 기술, 자원 비용 및 기타 요소를 분석하여 미생물 기술을 사용하여 리코펜 및 기타 천연 카로티노이드를 생산하는 것이 향후 개발 방향이 될 것입니다.
3.8 기타 방법
여러 나라 학자들의 지속적인 노력으로 많은 첨단 생산 기술이 개발되었습니다. 현재 리코펜 함량을 높이기 위한 육종 연구는 기존 육종과 유전공학 육종 모두에서 중요한 결과를 얻었습니다. 미국 농무부 농업연구청(ARS) 과학자들이 옥수수 섬유질을 원료로 리코펜을 생산하는 새로운 방법을 개발했다. 그들은 옥수수 섬유질에서 직접 리코펜을 추출하기 위해 유전자 변형 푸사리움 박테리아를 사용했다. 토마토에서 라이코펜을 추출하는 데 드는 비용.
라이코펜은 우수한 생리기능으로 인해 전 세계적으로 천연색소로 널리 받아들여지고 있으며, 기능성 식품소재에 대한 국제적 연구에서도 뜨거운 반응을 얻고 있다. 본 제품은 유럽 경제 공동체와 영국에서 사용이 허용된 식용 색소에 포함되어 있습니다. 현재 식량농업기구(FAO)와 세계보건기구(WHO)는 리코펜을 식품첨가물 목록에 공식적으로 포함시켰습니다. 앞으로는 세계시장에서 가장 많이 팔리는 건강식품첨가물로 거듭날 것으로 기대된다. 우리나라는 토마토 자원이 풍부합니다. 어떻게 경제적이고 합리적인 추출 방법을 사용하여 토마토나 토마토 제품 폐기물에서 고부가가치 라이코펜을 추출하고, 나아가 국내외 시장을 개척할 것인가는 학자들의 활발한 연구와 탐구가 필요한 문제입니다.