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Chapter 3. 건강기능식품의 정의 및 법규
(1) 건강기능식품이란 - 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조(가공을 포함)한 식품 - 식품에서의 ‘기능성’이란 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것
(2) 건강기능식품의 명칭
- Designer Foods - Functional Foods - Nutritional Foods - Nutraceutics - Medical Foods - Pharmafoods - Therapeutic Food - Fitness Foods - Vitafoods
(3) 건강기능식품의 조건
① 제조 목표가 명확해야 한다.
② 식이를 통해 효과가 나타나야 한다.
③ 화학구조가 규명되어 있는 기능성 성분을 함유하고 있어야 한다.
④ 식품 중에서 결합형 또는 유리형으로서 존재 형태가 명확해야 한다.
⑤ 기능 성분의 작용 메커니즘이 밝혀져 있어야 한다.
⑥ 식품 중에 안전하게 존재해야 한다.
⑦ 식품으로서 누구에게라도 받아들여져야 한다.
(1) 건강기능식품의 구분
(2) 건강기능식품의 분류
① 기능성식품(funtional food)과 약효식품(nutraceutical) - 기능성식품 : 기본적인 영양학적 역할 외 생리학적으로 유익, 만성질환의 위
해를 감소시키는 효과가 있는 것으로 입증된 식품 - 약효식품 : 의약 형태로 제조, 판매되는 제품, 생리학적으로 유익하거나
만성질환에의 보호 효과가 입증된 식품 ② 식이보조제(dietary supplement) - 비타민이나 미네랄을 제공하기 위한 순수 영양 성분 제제 ③ 환자용 식품(medical food) - 환자의 상태에 따른 영양 요구 조건을 충족시키기 위해 조제된 식품, 또는 질병을 특정 식이로 개선할 수 있도록 조제된 식품 ④ 특수 식이용 식품(food for special dietary use) - 특별한 식이 조건의 필요를 충족시키기 위해 조제된 식품
- 고시형 기능성 원료
- 개별인정형 기능성 원료
- 개별인정형 원료로 인정받은 후 2년 경과, 또는 3개 이상의 업체가 동일한 원
료에 대해 인정받은 경우 고시형 기능성 원료 전환
- 우수 건강기능식품(Good Manufactureing Practice, GMP) 제조 및 품질 관리 기준
- 건강기능식품의 안전성 확보 및 품질 향상과 건전한 유통, 판매를 도모함으로써 국민의 건강 증진과 소비자 보호에 이바지함을 목적 -안정성과 기능성 확보
- 식품의약품안전청장이 품목별로 기준, 규격을 고시하는 건강기능식품
- 식약청에서 고시한 품목 이외에 대해 개별적으로 검사를 거쳐 인정받은 건강기능식품
항산화 효과
CHAPTER 4.
1. 항산화의 정의 및 개요
1) 활성산소 및 산화 스트레스
(1) 활성산소의 의미
- 정의 : 분자 내 산소를 가지며 반응성이 강하여 다른 유기물과 반응하는 물질
- 종류
라디칼형 : 초과산화물 라디칼(O2-), 하이드록시 라디칼(OH•), 산화질소(NO•),
퍼옥시 라디칼(ROO•)
비라디칼형 : 과산화수소(H2O2), 일중항산소(1O2), 차아염소산(HOCl),
퍼옥시나이트라이트(ONOO-)
(2) 활성산소의 발생 과정
- 초과산화물 라디칼 : 미토콘드리아 전자전달계에서 발생, 효소 또는 비효소적 반응에
의해 과산화수소와 일중항산소로 바뀜
- 하이드록시 라디칼 : 가장 반응성이 강함, 펜톤반응(Fenton reaction)에 의해 생성
- 산화질소 : 아르지닌이 산화질소 합성효소에 의해 시트리닌으로 되면서 발생, 초과
산화물 라디칼과 반응하여 퍼옥시나이트라이트로 변함
- 이 밖에도 담배연기, 매연, 오존, 자외선 등의 세포 외적인 요인에 의해 발생
(3) 활성산소의 역할과 산화 스트레스
- 세포 내에서 세포와 세포 사이의 신호전달, 평활근 확장 등의 생리적 기능 나타냄 - 산화 스트레스 : 활성산소의 발생과 항산화체계와의 불균형에 의해 생성 - 과생성된 활성산소는 세포 내 유기물질과 반응 - 심혈관계질환
2) 항산화 활성과 항산화제
- 항산화 활성(antioxidant activity) : 활성산소의 발생을 저지하거나 소거하는 능력
- 항산화제(antioxidant) : 항산화 활성을 갖고 있는 물질
- 효소 항산화제 : 초과산화물 변환효소(superoxide dismutase, SOD), 글루타티온
과산화효소(glutathione peroxidase), 글루타티온 환원효소(glutathione
reductase), 카탈레이스(catalase)
- 비효소 항산화제 : 합성 항산화제(BHA, BHT, TBHQ, PG)와 천연 항산화제(비타민 C,
토코페놀, 플라보노이드, 페놀산)으로 구분
3) 체내 항산화체계
- 효소 항산화체계와 비효소 항산화체계로 분류
- 효소 항산화체계 : 초과산화물 전환효소, 클루타티온 과산화효소, 글루타티온 환원효
소, 카탈레이스
- 비효소 항산화체계 : 비타민 C, 비타민 E, 베타-카로틴, 요산, 글루타티온, 멜라토닌,
코엔자인 큐
4) 산화적 스트레스와 생활습관병(질병)
(1) 심혈관계질환
- 혈액 내 저밀도지단백 콜레스테롤의 산화 및 당화에 따라 심혈관질환 발생
- 예방 : 혈중 저밀도지단백 콜레스테롤의 산화 억제
(2) 암
- 세포 내 DNA(푸린,피리미딘), 지질, 단백질에 손상
- 소변의 DNA 대사물인 8-하이드록시데옥시구아노신의 함량 분석을 통해 확인
(3) 당뇨병
- 고농도의 혈당은 여러 경로를 통해 활성산소 발생을 증가시킴
- 당뇨환자의 경우 산화지표는 높지만 항산화 방어체계는 낮음
2. 기능성 평가 방법
1) 시험관 내 실험
- 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 시험법을 위시한 다양한 시험법이 사용되고 있음
- 항산화 활성을 나타내는 원리는 크게 hydrogen atom transfer(HAT), single electron
transfer(SET)에 따라 두 가지로 분류 되며, 각각 세부적인 시험법으로 나누어 짐
ANTIOXIDANT CAPACITY (AOC) DETERMINATION
Hydrogen Atom Transfer (HAT)
X•+ AH XH + A•
Measure the classical ability of an antioxidant to quench free radicals by hydrogen donation (AH = any H donor)
Single Electron Transfer (SET)
Detect the ability of a potential antioxidant to transfer one electron to reduce any compound, including metals, carbonyls and radicals
X•+ AH X- + AH•+
AH•+ A• + H3O+
X-+ H3O+ XH + H2O
M(III) + AH AH+ + M(II)
(1) ORAC 시험법
- 퍼옥시 라디칼에 의해서 야기된 산화에 대한 항산화물질의 저해 정도를 측정하는 방법
- 현재 사용 중인 시험관 내 실험법 중에서 임상 시험법과 상관관계가 가장 높은 항산화 시험
법 중 하나이다.
(2) TRAP 시험법
- AAPH 또는 ABAP로부터 생성된 퍼옥시 라디칼과 탐침과의 반응을 저해하는 항산화물질의
활성을 측정하는 시험법
- 비효소적 항산화제의 활성을 측정할 수 있음
(3) TOSC 시험법
- 하이드록시 라디칼, 퍼옥시 라디칼, 퍼옥시나이트라이트 같은 강력한 산화제에 대한 항산화
물질의 흡수 능력을 정량할 수 있음
- GC로 여러 번의 주사가 요구되는 정도 관리, 품질 관리분석에는 현실적으로 사용하기 어렵
다는 단점을 가지고 있음
Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC) is a method of measuring antioxidant capacities of different foods. Foods with higher ORAC values are more effective in fighting the damages of daily living caused by free radicals.
The assay measures the loss of fluorescein fluorescence over time due to peroxyl-radical formation by the breakdown of AAPH (2,2'-azobis-2-methyl-propanimidamide, dihydrochloride). Trolox [6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid], a water soluble vitamin E analog, serves as a positive control inhibiting fluorescein decay in a dose dependent manner. The ORAC assay is a kinetic assay measuring fluroescein decay and antioxidant protection over time.
Q) Which one has a stronger Antioxidant activity?
• Antioxidant activity of hydrophilic (solid bars) and lipophilic (open bars) extracts of 22 genotypes of broccoli was estimated by the chemical ORAC assay
(4) FRAP 시험법
- ferric 2,4,6-tripyridyl-s-triazine이 착색물질로 환원되는 것을 측정하는 방법
- 간단하고 빠르며 고가의 장비가 필요하지 않음
(5) Copper reduction 시험법
- FRAP 시험법의 변형된 형태
- 철 대신에 구리를 이용하는 항산화 시험법으로 반응이 철보다 빠름
(6) DPPH 시험법
- 보라색을 띠는 DPPH라디칼에 대한 항산화물질의 환원능력에 근거하고 있음
- 비교적 안정한 질소 라디칼
(7) TEAC 시험법
- 수명이 긴 양이온 라디카인 ABTS∙+에 대한 항산화물질의 소거능력에 기초를 둠
- 수용성과 지용성 용매 모두 잘 녹음
DPPH test
According to the DPPH test of the active ingredients extracted from the DAMO Herbal Institute, the more antioxidant powerful antioxidant capacity is , the lighter purple color is .
2) 생체 외 시험
- 배양된 세포를 이용하여 항산화물질의 생체이용도 등을 측정하는 방법 (1) CAC 시험법 - 2’,7’-dichlorofluorescindi-acetate(DCFH-DA)라는 탐침을 이용하여 산화제와 반응하여 나타 나는 형광을 측정
(2) Comet 시험법 - 세포 내에서 발생하는 활성산소에 의해서 세포핵 DNA에 생긴 손상 정도를 분석하는 방법 - 림프구에서 일어나는 산화 스트레스에 관련된 문제를 연구하는데 유용
DCF test
Q) Which one has a stronger Antioxidant activity?
Effect of broccoli extracts on H2O2-induced DNA damage. Human hepatoma HepG2 cells were pretreated for 24 h with hydrophilic (solid bars) or lipophilic (open bars) extracts of 11 genotypes of broccoli equivalent to 0.5 mg of broccoli/mL and then subjected to 50 μM H2O2 treatment for 30 min.
Q) Which one has a stronger Antioxidant activity?
3) 동물 실험 및 임상 시험
(1) DNA 손상 분석
- 일정 기간 항산화 시료를 투여한 다음 산화 스트레스에 대한 시료의 항산화 작용을 분석하
는 방법
(2) 항산화효소 활성 분석
- 카탈레이스, 초과산화물 변환효소, 글루타티온 과산화효소, 글루타티온 등의 환원효소의
활성을 측정하여 분석하는 방법
(3) 항산화능 분석
- 혈소판을 제거한 혈장을 사용하여 항산화 능력을 측정
GSH/GSSG ratio is reduced in neurodegenerative diseases, such as Parkinson's disease (PD) and Alzheimer's disease (AD). (True or false)
(4) GSH/GSSG
- GSH/GSSG의 비율은 분석하고자 하는 시료에 의한 생체 내 항산화 활성을 잘 나타내 주는
지표
(5) 지질과산화물 분석
- 생체 구성 성분 지질의 산화물인 지질과산화물을 분석하는 방법
(6) Comet 시험법
- 동물 또는 사람의 혈액을 가지고 분석하는 방법
3. 면역 증진 건강기능식품 및 효능
1)고시형 건강기능식품
(1) 영양소
① 베타-카로틴(β-carotene)
- 신체 보호 기능을 하는 항산화제
- LDL-콜레스테롤 산화의 감소, 혈청 지질과산화물가 감소, DNA 사슬 절단 등
② 비타민C
- 합성 불가능, 식품형태로 섭취
- 활성산소종(ROS), 활성질소종(RNS)등 자유기 제거
③ 비타민 E
- 알파-토코페롤
- 세포막을 구성하는 불포화지방산의 과산화 억제
④ 구리
- 철분의 흡수 및 이용 도움
- 구리 부족 시, 철의 이용률 감소, 적혈구 합성저하, 빈혈 발생, 신경장애, 골다공증
⑤ 셀레늄
- 글루타티온 과산화효소, 티오레독신 : 체내 생성된 과산화수소 분해
- 셀레늄 결핍 시, 근육통, 근육소모, 심근증 등
⑥ 망간
- 주로 미토콘드리아에 존재(간, 신장, 췌장 등)
- 초과산화물 변환효소 : 초과산화물 라디칼 파괴
- 아르지네이스 : 요소 형성 반응 촉매
- 글루타민 합성효소 : 체내 암모니아 제거 반응 촉진
(2) 페놀류
① 녹차 추출물
- 대표적 항산화 성분(카테킨,EGCG)
- 섭취 시 흡연자와 비흡연자의 혈장 항산화능증가
② 프로폴리스 추출물
- 꿀벌에 의해 채집된 화분 및 분비물 혼합
- 적혈구의 초과산화물 변환효소 활성 증가
③ 코엔자임 Q10
- 세포 기능을 유지하기 위한 대사물질
- 저밀도지질단백질(LDL)의 산화에 대한 보호작용
(2) 터핀류
① 엽록소 함유 식물
- 엽록소a,b는 과산화수소로 유발된 DNA 손상 감소
- 항산화 비타민,카탈레이스, 초과산화물 변환효소의 활성이 증가
② 클로렐라
- 활성산소 등 자유 유리기 생성을 저해
- 직접적인 항산화작용, 항산화효소 활성을 촉진시킴으로 세포 내 산화 스트레스 감소
에 도움
③ 스피루리나
- 카로티노이드 등의 색소와 리놀렌산 등의 필수지방산이 풍부
- 엽록소 분해 산물 총페오포르바이드 0.1% 이하로 관리
2) 개별인정형 건강기능식품
(1) 끼꼬망 포도종자 추출물
- 포도종자 추출물 섭취 시, 프로안토시아니딘 증가
- 인체의 항산화능 증진에 도움을 줄 수 있음
(2) 피크노제놀(picnogenol)- 프랑스 해안송껍질 추출물
- 피크노제놀이 항산화 관련 효소 활성 증가 확인
- 혈소판 응집 감소됨
- 유해한 활성산소를 제거하는데 도움을 줄 수 있습니다
(3) 복분자 주정추출 폴리페놀 EA108
- 지표성분-엘라그라산(ellagic acid)
- 항산화능 증진에 도움을 줄 수 있으나 임상 시험에서의 확인이 필요합니다
(4) 유니벡스 대나무잎 추출물
- 염증치료 및 해열, 뇌졸중에 효능
- 지표성분 –트리신, 파라-쿠마르산
- 혈중 콜레스테롤과 중성지질 감소
- 항산화 효능
reference
• Funtional food 이형주 외 수학사
• http://www.foodnara.go.kr/hfoodi/
