• 생명과학회지
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• 제32권5호
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• pp.411-419
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• 2022

카로티노이드는 자연계에 존재하는 붉은색, 주황색, 황색의 지용성 색소이며, provitamin A, 항산화, 항염증, 항암 등 다양한 기능성을 가지는 생리활성물질로 알려져 있다. 생리 활성과 색소 활용성 때문에 카로티노이드는 식품, 화장품, 양식 산업 등에 널리 이용되고 있다. 현재 산업적으로 활용되는 카로티노이드는 대부분 생산 단가가 저렴한 합성 색소를 이용하고 있지만, 안전성과 생리활성효과 때문에 천연 카로티노이드가 각광받고 있다. 하지만 식물과 동물의 카로티노이드 생산은 경제적인 원인으로 생산에 제한이 있다. 박테리아에서 생산되는 카로티노이드는 화합 합성으로 생산되는 카로티노이드를 대체하기 위한 좋은 장점을 가지고 있다. 박테리아에서 생산되는 카로티노이드는 낮은 생산성 때문에 산업적 활용에 제한이 있으며, 지속적으로 박테리아로부터 카로티노이드의 생산성을 증가시키기 위한 연구가 이루어져 왔다. 박테리아로부터 카로티노이드 생산량을 증가시키기 위해 진행된 연구로는 박테리아의 카로티노이드 생합성 경로와 각 효소들의 활성, 돌연변이를 이용한 균주 개발, 유전공학을 통한 카로티노이드 생산성 증가 균주 구축, 스트레스 유도를 통한 카로티노이드 축적, 발효 배지의 조성과 배양 조건, 다른 균주와의 공배양 등을 포함하고 있다. 이 논문의 목적은 박테리아로부터 카로티노이드의 생산성을 증가시키기 위해 진행된 연구들을 검토하는 것이다.

• 식품기술
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• 제9권1호
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• pp.127-135
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• 1996

카로티노이드는 동식물계에 널리 분포하고 있는 황, 등, 적 혹은 자색의 대표적인 천연색소군으로서 자연계에서 약 1억톤/년 생산되고 있다. 이와 같이 막대한 량의 카로틴의 저장고는 식품의 잎, 동물플랑크톤, 조류 등이며 따라서 카로틴의 산업적 이용은 대단히 중요하다. 카로티노이드의 종류는 현재 약 600여종 정도 밝혀져 있으며 세계적으로 널리 이용되고 있는 것은 천연과 합성품을 포함하여 $\beta$-카로틴, $\beta$-아포카로테날, 칸타잔신, 아스타잔신 등과 그외 아나토추출물, 인삼유, 옥수수유, 파프리카, 사프란, 토마토추출물, 조류(algae) 등을 들 수 있으며 이들 카로티노이드 소재는 의약품, 식품, 사료등 다양한 용도로 사용되고 있다. 한편 $\beta$-카로틴, 아스타잔신 및 일부 카로티노이드 등은 30년간의 역학적 조사와 최근의 실증실험을 통해 암발생을 억제하는 물질로 규명되고 있으며 강력한 항산화성을 나타내고 있을 뿐만 아니라 동물의 번식 및 성장률 개선, 질병발생 억제, 어육의 색상개선 등 고차기능성을 나타내는 것으로 알려지고 있어 향후 다양한 분야에 이용가능성이 높아지고 있다. 본고에서는 최근 주목을 받고 있는 카로티노이드를 중심으로 생물 기능성 및 향후 이용전망에 대해 다루고자 하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권6호
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• pp.897-902
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• 2010

국내에서 개발된 유전자변형 프로비타민 A 강화 벼로부터 얻은 쌀(현미와 백미)을 열탕 또는 증자/볶음에 의해 가열조리했을때 카로티노이드의 함량에 미치는 영향을 조사하였다. 프로비타민 A 강화 쌀은 모종 쌀과 비교하여 일반성분 함량이 유사하였으며, 현미와 백미의 총 카로티노이드 함량이 각각 122.79, $125.44{\mu}g/100g$으로 분석되어 현미뿐 만 아니라 도정한 백미의 배유에도 비슷한 함량의 카로티노이드를 포함하였다. 열탕에 의해 밥 형태로 가열 조리한 프로비타민 A 강화 쌀 백미는 카로티노이드 함량이 20% 이내의 감소를 보인 반면 증자/볶음처리한 프로비타민 A 강화 쌀은 백미와 현미 모두에서 카로티노이드 함량이 원곡의 1/4 수준으로 떨어져 급격한 카로티노이드 함량의 손실을 초래하였다. 따라서 프로비타민 A 강화쌀의 조리가 공시 가열방법 및 열처리 정도는 카로티노이드의 보존을 위해 고려해야 할 중요한 요소인 것으로 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.726-737
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• 2017

Carotenoid는 isoprenoid 화합물로써 3-15개의 이중 결합이 결합된 긴 polyene 구조를 가지며, 이러한 구조적 특성에 의해 최대 흡수파장대가 결정된다. 카로티노이드는 전형적으로 $C_{40}$ 탄화수소 골격으로 이루어져 있으며, 그 중에는 산소를 포함하고 있는 작용기로 인해 cyclic 또는 acyclic의 크산토필을 형성하기도 한다. 현재 대부분의 세계 시장을 점유하고 있는 합성 카로티노이드의 대안을 찾기 위해 천연물(식물, 미생물, 갑각류 부산물) 유래의 카로티노이드를 생산 및 활용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그럼에도 불구하고, 오직 몇몇 카로티노이드(${\beta}-carotene$, lycopene, astaxanthin, canthaxanthin, lutein)만이 천연물 소재에서 분리 또는 발효되어 상업적으로 이용된다. 카로티노이드가 만성질환 예방 및 발암 억제 작용에 효과가 있음이 밝혀지면서 카로티노이드 시장이 급격히 증가하였다. 사료, 기능성 식품 및 의약품 소재로써의 카로티노이드의 중요성이 증가함에 따라 카로티노이드 생산법에 대한 연구가 진행되었으며, 이러한 관점에서 미생물 및 식물을 이용한 대사공학적 접근법에 의한 카로티노이드 대량생산법을 개발하게 되었다. 본 논문에서는 생산 균주, 대사공학 적용에 따른 대량 생산 방법, 생물학적 작용기전 및 산업적 이용을 중심으로 설명하고자 한다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제16권1호
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• pp.17-21
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• 2000

시판 녹황색 채소를 대상으로 하여 생것과 3% 끓는 소금물에 데치기한 후의 카로티노이드 색소 함량을 HPLC를 이용하여 분석한 결과는 다음과 같다. 카로티노이드 색소인 $\alpha$-carotene, $\beta$-carotene 그리고 lutein을 각각 분석한 결과 5가지 채소 모두에서 lutein과 $\beta$-carotene이 검출되었고 $\alpha$-carotene은 당근에서만 검출되었다. 또한 lutein은 미나리에서, $\beta$-carotene은 부추에서 가장 많은 함량 증가가 있었다. 실험에 사용한 시료 모두에서, 카로티노이드 색소의 구성 성분에는 변화가 없었으나 생것과 비교하였을 때 데친것에서 함량 증가가 나타났다. 이러한 결과로 미루어 보아 채소류는 끓는 3% 소금 물에 살짝 데친 후에 섭취하는 것이 카로티노이드 색소의 이용 측면에서 유용하다고 생각된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제27권1호
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• pp.1-6
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• 1984

전복 내장중에 지질단백질과 결합한 카로티노이드 색소를 추출하고, 확인하여 본 결과, 주성분은 lutein의 지방산 에스테르와 lutein임이 밝혀졌다. 에스테르를 이루고 있는 성분 지방산은 주로 lauric acid (68%)와 myristic acid (17%)였으며, 이것은 전복내의 triglyceride나 cholesterol ester의 성분 지방산과는 판이한 양상을 보여 주고 있다. 전복의 선택적 대사에 의한 간단한 카로티노이드의 양상은 전복내장의 카로티노이드를 아세톤으로 추출했을 때의 전 추출물이 보여주는, 아마도 먹이에서 유래된 다양한 카로티노이드 분포와는 대조적으로 lutein만 선택적으로 대사됨을 보여주고 있다.

• KSBB Journal
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• 제17권1호
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• pp.44-48
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• 2002

Rhodotorula giutinis KCTC 7989내에 존재하는 카로티노이드를 효율적으로 추출하기 위한 방법에 대해 연구하였다. R. glutinis에 의해 생합성되는 카로티노이드의 조성은 torularhodin 61.7%, $\beta$-carotene 28.8%, torulene 9.5%이었다. 세포 내에 존재하는 카로티노이드를 추출하기 위해 HCI로 세포를 전처리할 경우 열처리의 병행이 중요한 인자였지만, DMSO를 사용한 경우는 열처리 유무에 큰 영향을 받지 않았다. 추출용매에 따라 추출되는 카로티노이드의 조성이 영향을 받았다. 특히 벤젠과 클로로포름은 torularhodin의 추출에 효과적이었으며, 디에틸에테르를 사용했을 때 카로티노이드의 전체 추출농도가 가장 높았다. 건조된 세포나 습한 세포에 비해 냉동 건조된 세포에서 카로티노이드의 추출효율이 높게 나타났다.

• 원예과학기술지
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• 제30권2호
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• pp.107-122
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• 2012

식물에서 화색은 종자를 퍼트리기 위해 꽃가루 매개충과 초식동물을 유인하는데 매우 중요한 도구이다. 사람에게 화색은 다채로운 시각적 다양성으로 큰 심미적 가치를 지님으로써 화훼산업의 발전은 새롭고 다양한 매력을 지닌 화색을 생산하는 방향으로 꾸준히 발전되어 왔다. 카로티노이드 성분은 화색 중에서 적색, 홍색, 황색을 나타내는 천연색소로서 이러한 카로티노이드 생합성 경로는 생명공학 기술을 이용하여 화색을 변화시키려는 대사공학의 주된 대상으로 여겨져 왔다. 본 총설에서는 카로티노이드 생합성 대사관련 유전자 발현 조절에 의한 색소 표현형의 변화를 소개하고자 하며, 최근 카로티노이드의 생합성을 넘어 절단과 축적 조절이 화색 변경을 위한 대표적인 기작으로 보고됨에 따라 다양한 화색만큼이나 다양한 조절 기작에 대한 현재까지의 지식을 총 동원하여 원하는 화색을 지닌 인공적인 꽃(engineered flower)을 생산하기 위한 전략을 종합해서 제시하고자 하였다.

• 원예과학기술지
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• 제31권6호
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• pp.807-812
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• 2013

본 연구에서는 폴리스틸렌 재질의 96-well 마이크로플레이트와 ELISA 판독기를 이용하여 고추의 카로티노이드 함량을 간편하게 분석할 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 분광광도계를 이용하지 않고 450nm 필터가 장착된 ELISA 판독기로도 카로티노이드 분석이 가능하였으나, 카로티노이드 추출 시 사용하는 아세톤으로 인해 마이크로플레이트의 표면이 불투명하게 변색되었다. 그러나 아세톤 색소추출물을 메탄올로 10배 희석한 용액을 사용할 경우, 플레이트 표면과 용액 내 카로티노이드 성분의 변화 없이 카로티노이드 측정이 가능하였고, ASTA-20.1법으로 측정된 결과와도 높은 상관관계를 보였다. 한편, 카로티노이드 추출 조건으로는 고춧가루 0.1g을 아세톤 10mL에 첨가하고 실온에서 4시간 동안 교반하는 것이 적합하였다. 본 실험의 ELISA 판독기를 이용한 색소분석법(Microplate법으로 명명)은 대량의 시료를 처리할 수 있을 뿐만 아니라 아세톤 폐액의 발생량을 ASTA-20.1법의 1/10 수준으로 줄일 수 있어 실제 고추 육종에서 고색소 계통을 선발할 때 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권1호
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• pp.122-131
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• 2023

초음파와 대두유 용매를 병용하여 감 껍질 유래 카로티노이드 함유 대두유를 제조하고 그의 이화학적 특성을 파악하기 위하여, Box-Behnken design과 반응표면분석법을 이용하여 추출물의 카로티노이드 농도 기준 최적 추출조건(온도 62℃, 시간 32 min, 대두유/감 껍질 비율 3.1)을 결정하였고, 이 조건에서 얻은 추출물(카로티노이드 강화 대두유)과 무처리 대두유(control)의 이화학적 특성을 비교하였다. 추출물의 총카로티노이드 함량은 강화되었고, 이러한 카로티노이드 강화 대두유의 색도는 대조구보다 명도는 낮았지만 높은 적색도와 황색도값을 보였다. 대두유의 산화 및 가열 안정성에 대한 초음파 처리와 감 껍질 유래 카로티노이드의 영향은 미미한 것으로 나타났다. 카로티노이드 강화 대두유의 점도와 활성화 에너지는 대조구보다 약간 높았다. 이로써 감 껍질에 초음파-대두유 용매 추출법을 적용하여 황적색의 카로티노이드 강화 대두유의 제조가 가능하였고, 이는 일반 유지 대체제는 물론 첨가물로서도 활용성이 높을 것으로 기대된다.