Chapter 3. 건강기능식품의정의및법규
(1) 건강기능식품이란 - 인체에유용한기능성을가진원료나성분을사용하여제조 ( 가공을포함 ) 한식품 - 식품에서의 기능성 이란인체의구조및기능에대하여영양소를조절하거나생리학적작용등과같은보건용도에유용한효과를얻는것 (2) 건강기능식품의명칭 - Designer Foods - Functional Foods - Nutritional Foods - Nutraceutics - Medical Foods - Pharmafoods - Therapeutic Food - Fitness Foods - Vitafoods
(3) 건강기능식품의조건 1 제조목표가명확해야한다. 2 식이를통해효과가나타나야한다. 3 화학구조가규명되어있는기능성성분을함유하고있어야한다. 4 식품중에서결합형또는유리형으로서존재형태가명확해야한다. 5 기능성분의작용메커니즘이밝혀져있어야한다. 6 식품중에안전하게존재해야한다. 7 식품으로서누구에게라도받아들여져야한다.
(1) 건강기능식품의구분
(2) 건강기능식품의분류 1 기능성식품 (funtional food) 과약효식품 (nutraceutical) - 기능성식품 : 기본적인영양학적역할외생리학적으로유익, 만성질환의위해를감소시키는효과가있는것으로입증된식품 - 약효식품 : 의약형태로제조, 판매되는제품, 생리학적으로유익하거나만성질환에의보호효과가입증된식품 2 식이보조제 (dietary supplement) - 비타민이나미네랄을제공하기위한순수영양성분제제 3 환자용식품 (medical food) - 환자의상태에따른영양요구조건을충족시키기위해조제된식품, 또는질병을특정식이로개선할수있도록조제된식품 4 특수식이용식품 (food for special dietary use) - 특별한식이조건의필요를충족시키기위해조제된식품
- 고시형기능성원료 - 개별인정형기능성원료 - 개별인정형원료로인정받은후 2년경과, 또는 3개이상의업체가동일한원료에대해인정받은경우 고시형기능성원료전환
- 우수건강기능식품 (Good Manufactureing Practice, GMP) 제조및품질관리기준
- 건강기능식품의안전성확보및품질향상과건전한유통, 판매를도모함으로써국민의건강증진과소비자보호에이바지함을목적 - 안정성과기능성확보
- 식품의약품안전청장이품목별로기준, 규격을고시하는건강기능식품 - 식약청에서고시한품목이외에대해개별적으로검사를거쳐인정받은건강기능식품
CHAPTER 4. 항산화효과
1. 항산화의정의및개요 1) 활성산소및산화스트레스 (1) 활성산소의의미 - 정의 : 분자내산소를가지며반응성이강하여다른유기물과반응하는물질 - 종류라디칼형 : 초과산화물라디칼 (O2 - ), 하이드록시라디칼 (OH ), 산화질소 (NO ), 퍼옥시라디칼 (ROO ) 비라디칼형 : 과산화수소 (H2O2), 일중항산소 ( 1 O2), 차아염소산 (HOCl), 퍼옥시나이트라이트 (ONOO - )
(2) 활성산소의발생과정 - 초과산화물라디칼 : 미토콘드리아전자전달계에서발생, 효소또는비효소적반응에의해과산화수소와일중항산소로바뀜 - 하이드록시라디칼 : 가장반응성이강함, 펜톤반응 (Fenton reaction) 에의해생성 - 산화질소 : 아르지닌이산화질소합성효소에의해시트리닌으로되면서발생, 초과산화물라디칼과반응하여퍼옥시나이트라이트로변함 - 이밖에도담배연기, 매연, 오존, 자외선등의세포외적인요인에의해발생
(3) 활성산소의역할과산화스트레스 - 세포내에서세포와세포사이의신호전달, 평활근확장등의생리적기능나타냄 - 산화스트레스 : 활성산소의발생과항산화체계와의불균형에의해생성 - 과생성된활성산소는세포내유기물질과반응 - 심혈관계질환
2) 항산화활성과항산화제 - 항산화활성 (antioxidant activity) : 활성산소의발생을저지하거나소거하는능력 - 항산화제 (antioxidant) : 항산화활성을갖고있는물질 - 효소항산화제 : 초과산화물변환효소 (superoxide dismutase, SOD), 글루타티온과산화효소 (glutathione peroxidase), 글루타티온환원효소 (glutathione reductase), 카탈레이스 (catalase) - 비효소항산화제 : 합성항산화제 (BHA, BHT, TBHQ, PG) 와천연항산화제 ( 비타민 C, 토코페놀, 플라보노이드, 페놀산 ) 으로구분
3) 체내항산화체계 - 효소항산화체계와비효소항산화체계로분류 - 효소항산화체계 : 초과산화물전환효소, 클루타티온과산화효소, 글루타티온환원효소, 카탈레이스 - 비효소항산화체계 : 비타민 C, 비타민 E, 베타-카로틴, 요산, 글루타티온, 멜라토닌, 코엔자인큐 4) 산화적스트레스와생활습관병 ( 질병 ) (1) 심혈관계질환 - 혈액내저밀도지단백콜레스테롤의산화및당화에따라심혈관질환발생 - 예방 : 혈중저밀도지단백콜레스테롤의산화억제 (2) 암 - 세포내 DNA( 푸린, 피리미딘 ), 지질, 단백질에손상 - 소변의 DNA 대사물인 8- 하이드록시데옥시구아노신의함량분석을통해확인 (3) 당뇨병 - 고농도의혈당은여러경로를통해활성산소발생을증가시킴 - 당뇨환자의경우산화지표는높지만항산화방어체계는낮음
1) 시험관내실험 2. 기능성평가방법 - 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 시험법을위시한다양한시험법이사용되고있음 - 항산화활성을나타내는원리는크게 hydrogen atom transfer(hat), single electron transfer(set) 에따라두가지로분류되며, 각각세부적인시험법으로나누어짐
ANTIOXIDANT CAPACITY (AOC) DETERMINATION Hydrogen Atom Transfer (HAT) Measure the classical ability of an antioxidant to quench free radicals by hydrogen donation (AH = any H donor) X + AH Single Electron Transfer (SET) XH + A Detect the ability of a potential antioxidant to transfer one electron to re duce any compound, including metals, carbonyls and radicals X + AH X - + AH + AH + A + H 3 O + X - + H 3 O + XH + H 2 O M(III) + AH AH + + M(II)
SET Vs. HAT
(1) ORAC 시험법 - 퍼옥시라디칼에의해서야기된산화에대한항산화물질의저해정도를측정하는방법 - 현재사용중인시험관내실험법중에서임상시험법과상관관계가가장높은항산화시험법중하나이다. (2) TRAP 시험법 - AAPH 또는 ABAP로부터생성된퍼옥시라디칼과탐침과의반응을저해하는항산화물질의활성을측정하는시험법 - 비효소적항산화제의활성을측정할수있음 (3) TOSC 시험법 - 하이드록시라디칼, 퍼옥시라디칼, 퍼옥시나이트라이트같은강력한산화제에대한항산화물질의흡수능력을정량할수있음 - GC로여러번의주사가요구되는정도관리, 품질관리분석에는현실적으로사용하기어렵다는단점을가지고있음
ORAC
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-methylpropanimidamide, 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-triazine 이착색물질로환원되는것을측정하는방법 - 간단하고빠르며고가의장비가필요하지않음 (5) Copper reduction 시험법 - FRAP 시험법의변형된형태 - 철대신에구리를이용하는항산화시험법으로반응이철보다빠름 (6) DPPH 시험법 - 보라색을띠는 DPPH 라디칼에대한항산화물질의환원능력에근거하고있음 - 비교적안정한질소라디칼 (7) TEAC 시험법 - 수명이긴양이온라디카인 ABTS + 에대한항산화물질의소거능력에기초를둠 - 수용성과지용성용매모두잘녹음
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) 생체외시험 - 배양된세포를이용하여항산화물질의생체이용도등을측정하는방법 (1) CAC 시험법 - 2,7 -dichlorofluorescindi-acetate(dcfh-da) 라는탐침을이용하여산화제와반응하여나타나는형광을측정 (2) Comet 시험법 - 세포내에서발생하는활성산소에의해서세포핵 DNA 에생긴손상정도를분석하는방법 - 림프구에서일어나는산화스트레스에관련된문제를연구하는데유용
DCF test
Q) Which one has a stronger Antioxidant activity?
Q) Which one has a stronger Antioxidant activity? Effect of broccoli extracts on H 2 O 2 -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 H 2 O 2 treatment for 30 min.
3) 동물실험및임상시험 (1) DNA 손상분석 - 일정기간항산화시료를투여한다음산화스트레스에대한시료의항산화작용을분석하는방법 (2) 항산화효소활성분석 - 카탈레이스, 초과산화물변환효소, 글루타티온과산화효소, 글루타티온등의환원효소의 활성을측정하여분석하는방법 (3) 항산화능분석 - 혈소판을제거한혈장을사용하여항산화능력을측정
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/GSSG 의비율은분석하고자하는시료에의한생체내항산화활성을잘나타내주는 지표 (5) 지질과산화물분석 - 생체구성성분지질의산화물인지질과산화물을분석하는방법 (6) Comet 시험법 - 동물또는사람의혈액을가지고분석하는방법
3. 면역증진건강기능식품및효능 1) 고시형건강기능식품
(1) 영양소 1 베타-카로틴 (β-carotene) - 신체보호기능을하는항산화제 - LDL-콜레스테롤산화의감소, 혈청지질과산화물가감소, DNA 사슬절단등 2 비타민 C - 합성불가능, 식품형태로섭취 - 활성산소종 (ROS), 활성질소종 (RNS) 등자유기제거
3 비타민 E - 알파 - 토코페롤 - 세포막을구성하는불포화지방산의과산화억제 4 구리 - 철분의흡수및이용도움 - 구리부족시, 철의이용률감소, 적혈구합성저하, 빈혈발생, 신경장애, 골다공증
5 셀레늄 - 글루타티온과산화효소, 티오레독신 : 체내생성된과산화수소분해 - 셀레늄결핍시, 근육통, 근육소모, 심근증등 6 망간 - 주로미토콘드리아에존재 ( 간, 신장, 췌장등 ) - 초과산화물변환효소 : 초과산화물라디칼파괴 - 아르지네이스 : 요소형성반응촉매 - 글루타민합성효소 : 체내암모니아제거반응촉진
(2) 페놀류 1 녹차추출물 - 대표적항산화성분 ( 카테킨,EGCG) - 섭취시흡연자와비흡연자의혈장항산화능증가 2 프로폴리스추출물 - 꿀벌에의해채집된화분및분비물혼합 - 적혈구의초과산화물변환효소활성증가 3 코엔자임 Q 10 - 세포기능을유지하기위한대사물질 - 저밀도지질단백질 (LDL) 의산화에대한보호작용
(2) 터핀류 1 엽록소함유식물 - 엽록소a,b는과산화수소로유발된 DNA 손상감소 - 항산화비타민, 카탈레이스, 초과산화물변환효소의활성이증가 2 클로렐라 - 활성산소등자유유리기생성을저해 - 직접적인항산화작용, 항산화효소활성을촉진시킴으로세포내산화스트레스감소에도움 3 스피루리나 - 카로티노이드등의색소와리놀렌산등의필수지방산이풍부 - 엽록소분해산물총페오포르바이드 0.1% 이하로관리
2) 개별인정형건강기능식품 (1) 끼꼬망포도종자추출물 - 포도종자추출물섭취시, 프로안토시아니딘증가 - 인체의항산화능증진에도움을줄수있음
(2) 피크노제놀 (picnogenol)- 프랑스해안송껍질추출물 - 피크노제놀이항산화관련효소활성증가확인 - 혈소판응집감소됨 - 유해한활성산소를제거하는데도움을줄수있습니다 (3) 복분자주정추출폴리페놀 EA108 - 지표성분 - 엘라그라산 (ellagic acid) - 항산화능증진에도움을줄수있으나임상시험에서의확인이필요합니다 (4) 유니벡스대나무잎추출물 - 염증치료및해열, 뇌졸중에효능 - 지표성분 트리신, 파라-쿠마르산 - 혈중콜레스테롤과중성지질감소 - 항산화효능
reference Funtional food 이형주외수학사 http://www.foodnara.go.kr/hfoodi/