식품전반

아스타잔틴(Astaxanthin)이란?

곡산 2006. 12. 7. 14:22
강력 항산화 활성 가진 천연색소
아스타잔틴(Astaxanthin)

아스타잔틴(Astaxanthin)이란?

아스타잔틴은 슈퍼비타민 E라는 별명이 붙을 만큼 강력한 항산화력을 가진 천연 색소이다. 연어의 살이 선홍색을 띠고 있는 것과 게나 새우를 삶거나 구우면 색이 빨갛게 변하는 것은 바로 아스타잔틴의 붉은색 때문.
아스타잔틴의 존재는 오래 전부터 알려져 있었으나 건강에 미치는 유용한 효과에 대해서는 근래에 이르러 주목받기 시작하였다.


아스타잔틴의 구조

이 색소는 유리된 형태로 존재할 경우 화학적으로 상당히 불안정하여 자연계에서는 연어 근육이나 게의 외골격처럼 단백질과 결합하거나 1~2개의 지방산과 결합하여 안정화된 상태를 유지한다. 특히 헤마토코커스(Heamatococcus pluvialis)라는 미세조류 속에 다량 함유되어 있는 아스타잔틴은 모노에스테르(monoester)형태가 대부분이며, 다양한 이성질체들이 존재한다.


아스타잔틴의 기능

▶ Vit. E 550배의 항산화 기능
▶ LDL 산화 억제해 동맥경화 예방
▶ 망막 보호해 눈건강에 좋아
▶ 헬리코박터균 감소로 위염증 등 개선

- 항산화 활성
아스타잔틴은 산화적 스트레스를 줄여주는 기능 중 특히 일중항산소(single oxygen)을 제거하는 능력이 탁월하여 산화 반응으로부터 세포를 보호해 준다.
1996년 시미즈(Shimidzu)의 연구에 의하면 아스타잔틴이 보여주는 항산화능력은 비타민 E와 비교하여 550배에 이른다고 한다. 비타민 E는 생체의 지용성 항산화제 중에 중요한 자리를 차지하고 있는데, 아스타잔틴은 비타민 E가 결핍된 쥐에서 지질 과산화로 인한 손상으로부터 생체를 보호하는데 도움을 주었다. 또한 미토콘드리아 내의 지질 과산화 억제 실험에서도 아스타잔틴은 비타민 E보다 100배 가량 큰 활성을 나타내었다.

- 항암 활성
아스타잔틴은 다양한 종류의 암에 대해 항암 활성을 가진 것으로 나타났다.
동물실험에서 방광암, 대장암 등의 발암 과정을 저해하였다는 실험들이 보고되었고 카로티노이드계 색소들이 지닌 유방암에 대한 항암 활성을 연구한 결과들이 있는데, 쥐에서 유방암의 종양 성장을 억제하는 아스타잔틴의 효과는 베타카로틴이나 칸타크산틴보다 더 높은 것으로 나타났다. 반면 시험관 실험시 사람의 유방암세포주에 대한 연구에서는 베타카로틴과 라이코펜의 항암 활성이 더 높았다는 보고도 있다.

- 심혈관계 질환의 예방
동맥경화의 발생 위험은 나쁜 콜레스테롤로 알려져 있는 저밀도지단백(LDL)에 결합되어 있는 콜레스테롤의 함량과 관계가 높으며 높은 수치의 LDL은 심혈관계 질환의 발병률을 높인다고 알려져 있다.
항산화제들이 동맥경화의 발생을 방지하는 메커니즘의 하나로 LDL의 산화를 억제하는 효과를 들 수 있는데 전문가들은 아스타잔틴과 같은 항산화제의 섭취가 LDL의 산화를 억제시켜 동맥경화나 허혈성 심장질환을 예방할 수 있을 것이라 말하고 있다.
- 눈의 건강
카로티노이드는 눈의 건강 유지에 매우 중요한 성분이며 카로티노이드 섭취는 산화적 손상으로부터 망막을 보호하는데 도움이 된다. 시험관 실험에서 사람의 수정체 상피 세포에 아스타잔틴을 함유하는 복합체를 미리 넣어준 다음 자외선을 조사시키자 자외선에 의한 손상을 크게 감소시켰다는 연구결과가 나왔다. 이때 아스타잔틴과 같은 잔토필류가 알파 토코페롤보다 자외선으로부터 수정체 상피 세포를 보호하는 활성이 더 크게 나타났다.
또한 망막 속에 존재하는 감광색소인 로돕신의 농도가 광손상에 의해 변화하는 정도를 측정한 실험에서는 아스타잔틴 섭취시의 경우 광손상이 있은 후 6일 동안 로돕신의 농도가 전혀 감소하지 않았고 오히려 회복기간 동안 증가하는 결과를 보여 눈의 건강에 아스타잔틴이 긍정적인 영향을 할 수 있음을 보여주었다.

- 피부 건강
피부는 생체 내부에서 끊임없이 일어나는 산화적 반응 뿐만 아니라 외부 환경에서부터 오는 산화적 자극에 노출되어 있다. 이러한 산화적 스트레스는 DNA, 세포막 지질, 단백질과 같은 세포를 구성하는 물질들에 손상을 입히게 된다.
아스타잔틴이 이러한 산화적 손상으로부터 피부를 보호한다는 연구들이 수행되었는데, 시험관 실험에서 사람의 피부세포주에 아스타잔틴을 넣어준 경우 세포내에서 자외선에 의한 DNA 손상에 대해 보호 작용이 나타났다.
자외선에 의한 광산화는 피부에서 홍반, 광노화, 광과민성 질환, 피부암 등의 원인이 되므로 자외선의 유해한 영향으로부터 피부를 보호하는 것이 피부 건강에 있어 매우 중요하다.
- 면역 기능 증진
일중항산소는 자유라디칼의 생성을 촉진하는 능력을 가지고 있어 면역계에 대해서도 세포 독성을 나타내는데, 이는 대식 세포의 막이 손상되는 것을 촉진하여 면역계 이상과 식세포 작용 효율을 저하시키는 결과를 가져올 수 있다. 카로티노이드계 색소는 비특이적 및 특이적 면역계 모두를 강화시켜주며 면역 세포들의 세포막을 보호하고 DNA의 돌연변이가 생기지 않도록 막아준다는 연구 결과들이 보고되었다.
또한 헬리코박터 파이로리는 위 상피에서 번식하며 위염 및 위궤양, 위암의 원인이 되는 유해균으로 알려져 있는데, 이러한 발병 과정은 인체가 헬리코박터 파이로리에 대응하는 면역 반응과 부분적으로 관련이 있다.
위 점막이 균에 의해 감염되면 인체의 면역계가 반응하여 식균 세포가 활성화되며 이러한 반응은 점막의 염증과 손상에 기여하게 된다.
헬리코박터 파이로리에 감염시킨 마우스에 아스타잔틴 함량이 높은 헤마토코커스를 섭취시킨 연구에서 균의 수가 감소하였고 그 결과 위 염증과 지질 과산화도 감소하였다.


아스타잔틴의 안전성

많은 연구 통해 천연 아스타잔틴 안전성 규명

건강상의 유용성이나 영양학적 기능으로 인해 아스타잔틴에 대한 관심이 증가한 만큼 안전성 문제는 간과할 수 없는 부분이 되었다.
동물실험시 아스타잔틴 섭취 후 체중, 장기 무게, 효소 활성, 임신 등에 있어 해가 없음이 밝혀졌으며, 천연 아스타잔틴의 주공급원인 헤마토코커스에 대한 안전성 실험들도 수행되었는데 단위체중당 과량의 헤마토코커스를 섭취시킨 급성독성 시험에서 아무런 이상도 나타나지 않는 등 지금까지의 연구에서는 아스타잔틴의 부작용은 보고되지 않았다. 따라서 이를 함유한 헤마토코커스의 경우 식품 성분 및 어류 사료의 원료로도 안전성을 인정받아 널리 사용되고 있다.


활용 사례 및 향후 전망

일본, 미국 등에서는 건강식품소재로 활용하나
국내서는 사료와 색소로밖에 사용 못해

일본의 건강기능성식품 업계에서는 2006년 건강식품 소재의 유망주로 아스타잔틴을 뽑았다.
일본서는 아스타잔틴이 항산화 소재 뿐만 아니라 눈 보호 및 스포츠 보조식품 등 다방면에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
아스타잔틴은 인체에 미치는 다양한 영향만큼 활용 분야도 넓다. 식품첨가물이나 건강기능식품과 같은 식품 분야 뿐만 아니라 활성산소 제거 기능으로 의약품에서 활용되며, 어류나 양계의 사료에 첨가하는 성분으로도 많이 쓰이고 있다.
그러나 국내에서는 식품의 착색물질 및 사료용으로만 허가되었고 기능성식품으로는 부원료로만 사용 가능토록 되어 있다. 즉 카로티노이드계 색소나 비타민 E 등의 항산화 영양소들과 복합시킨 제품들로 그 기능성에 대하여는 기술이 불가하도록 되어 있다.
아스타잔틴은 화장품에서도 신소재로 각광받으며 기능성 제품에 활용되고 있는데 특히, 자외선으로부터 피부를 보호하는 기능 뿐 아니라 피부 미백 및 항노화 제품에서도 기능성 소재로 쓰이고 있다.
최근 아스타라이프(대표:윤민진) 등 국내 기업에서도 아스타잔틴을 고농도로 농축하는 기술을 보유하고 응용 제품을 출시하는 등 아스타잔틴에 대한 투자가 증가하고 있다.
아스타잔틴이 여느 항산화 물질을 능가하는 강한 항산화 활성을 가지고 있다는 연구 결과들이 알려지고, 아스타잔틴의 공급문제 즉, 대량 생산 기술 및 추출 수율이 개선되고 있으므로 향후 아스타잔틴 소재 시장의 발전과 다양한 제품들을 볼수 있기를 기대해 본다.