기능성 원료

기능성 식품의 원료

지난 수십 년 동안 소비자들은 신체적, 정신적으로 건강한 상태를 유지하기 위하여 건강한 식습관에 많은 관심을 가져왔습다. 연구자들은 기능적으로 활성을 나타내는 생리활성 물질들은 일반적인 영양 기능과 함께 여러 만성질환을 예방하는 데 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 증명하였고, 기능성 식품 등의 형태로 만들어 소비자들이 편리하게 섭취할 수 있도록 하였습니다. 

 

 

기능성 원료 개발

기능성 원료란 건강기능식품의 제조에 이용되는 기능성을 가진 물질로 원재료를 그대로 가공하거나, 물이나 식용 알코올 등 용매를 이용하여 물리적으로 추출한 추출물, 원재료의 특정 성분을 분리 정제한 정제물, 정제물에 화학적 반응을 일으켜서 얻은 합성물 또는 이 모든 것의 복합물로 나눌 수 있습니다. 기능성 원료를 개발하기 위해서는 시험관 시험, 동물시험, 인체적용 시험의 단계를 거쳐 기능성이 과학적으로 인증되어야 하는데, 기능성을 평가하기 위한 과정은 건강기능식품을 개발하는 여러 단계 중 가장 높은 비율의 연구개발비를 부담해야하고, 긍정적인 결과를 얻어내기 까지 오랜 시간과 노력을  투자해야하는 어려움이 있습니다. 

 

기능성 원료 표준화

표준화는 원재료의 재배에서부터 소비자에게 전달 되기 위한 여러 단계의 모든 과정을 포함해야 합니다. 표준화의 주된 이유는 제품의 재현성을 위한 것으로 건강기능식품의 경우 일반적인 재현성의 의도와 품질의 확보를 위한 사항을 모두 포함한 기준 및 규격을 설정해야 합니다. 이를 위하여 원재료 조성의 차이를 줄이고 안정적이고 일정한 원재료를 공급함으로써 제조공정의 관리가 재현성 있게 진행될 수 있도록 해야합니다. 따라서 원재료 표준화 단계에서는 대상 식물의 정확한 종을 확인하고, 유사종 및 원산지 등의 혼동이 없어야 하며, 사용 부위와 채취시기 등을 검토해야 합니다. 제조공정 및 품질관리 시에는 추출 용매, 온도, 용매비율, 추출시간, 횟수 등 추출조건을 표준화하고 농축 및 건조 방법을 최적화하여 설정된 기능 혹은 지표 성분의 함량을 분석해가면서 재현성 있는 품질을 확보해야 합니다. 또한 제조 과정 중 미생물 오염, 잔류용매, 농약, 유해물질 등 오염으로부터 기능성 원료가 안전하다는 사실을 확인해야 합니다. 

 

기능 성분과 지표 성분

기능성 원료에 함유되어있는 성분 중 기능성의 유무에 따라 기능 성분과 지표 성분으로 나눌 수 있는데, 기능 성분은 그 자체가 기능성을 나타내며, 기능 성분을 일정 수준으로 포함하고 있는 표준화된 추출물이 기능성을 나타낼 때 이 성분을 기능 성분이라 특정할 수 있습니다. 지표성분의 경우 기능성 원료에 포함된 화학적으로 규명된 성분 중에서 품질관리의 목적으로 설정한 성분을 말합니다. 따라서 표준화된 기능성 원료는 지표 성분을 일정 수준으로 함유하고 있어야 하며, 원재료에서 부터 여러 단계의 제조 공정을 거쳐 진행되는 원료 표준화 과정에서 지표 성분은 추출물을 대표하는 기준이 되어야합니다.

 

기능성 물질

기능성 원료의 기능성을 나타내는 여러 생리활성 물질은 주로 식물에 소량 존재하는 2차 대사산물로 생물체의 일반적인 성장발달 및 번식에 직접 관여하지 않으나, 장기적인 결핍 시 생명 유지와 번식 능력에 영향을 미칠 수 도 있습니다. 또한 식물의 2차 대사산물은 병충해와 같은 외부의 유해환경이나 다른 식물체와의 경쟁에서 살아남기 위해 만들어 내는 물질로 인간에게 유익한 기능성을 나타내는 것으로 알려져 있습니다.  체외 또는 생체 내 다양한 기초연구를 통해서 입증된 대표적인 생리활성 물질로는 생합성의 기원에 따라 폴리페놀 화합물, 알칼로이드, 테르펜 등으로 분류할 수 있습니다. 

 

폴리페놀

폴리페놀(polyphenol)은 1984년 부터 사용된 것으로 그 어원은 많다는 뜻의 고대 그리스어 "polus"에서 유래된 것으로 방향족 벤제노이드 고리(phenyl)가 수산기(-OH)에 부착되어 형성된 " 페놀(phenol)"이 여러 개 있는 구조를 말합니다. 일반적으로 페놀산, 플라보노이드, 스틸벤 및 리그난이 폴리페놀의 대표적인 화합물로 알려져 있으며, 페놀산(phenolic acid)은 폴리페놀의 약 30%를 차지하는 것으로 다양한 채소와 과일, 곡류로 부터 섭취할 수 있고, 식품에 풍부한 플라보노이드 (flavonoid)는 차의 catechin, 양파의 quercetin, 블루베리의 anthocyanin 등이 있습니다. 고등식물의 잎이나 목질부에서 발견되는 스틸벤(stilbene)은 주로 식물 내에서 유도체의 형태로 존재하며, 대표적인 것으로 1992년 포도주에서 처음 발견된 resveratrol이 있습니다. 리그난(lignan)은 소화 과정 중에 생리활성을 나타내는 형태로 전환이 되는 식물성 estrogen으로 참깨와 아마씨 등에 풍부한 것으로 보고되었습니다. 

 

알칼로이드, 테르펜

알칼로이드(alkaloid)는 하나 이상의 질소를 포함하고 있는 염기성 유기화합물로 강력한 독성과 약성을 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 다양한 동,식물과 미생물 등을 통해서 얻을 수 있으며, 알칼로이드가 함유되어 있는 식물은 예로부터 강력한 진통 및 진경제로 이용되었고, 대표적인 알칼로이드는 카페인(caffeine), 니코틴 (nicotine), 모르핀(morphine), 코카인(cocaine) 등이 있으며, 최근에는 알칼로이드 화합물이 천연물 의약품 개발의 출발점으로 각광 받고있습니다.  피톤치드의 주요 성분인 테르펜(terpene)은 지구상에 존재하는 천연물 중 가장 큰 비중을 차지하는 화합물로 자연계에 다양한 형태로 존재하는 것으로 보고되었습니다. 40개의 탄소를 가진 카로티노이드(carotenoid)는 10개의 탄소 원자를 가지는 terpene이4개로 구성된 것으로 대표적인 carotenoid는 carotene, lutein, lycopene 등이 있습니다.