식품화학 건강기능식품 소재, '식물 색소'에 들어있는 기능성 물질 - 카로티노이드와 플라보노이드

지금까지는 정말 다양한 탄수화물, 단백질, 지방 유래의 기능성 식품 화학 소재에 대해서 모두 알아보았습니다! 이때 특히나 정말 많은 부분의 기능성을 가지고 있는 source는 식물유래 소재로, 여러분이 많이 들어본 기능성 소재일 겁니다. 그만큼 유명하고 효능이 확실한 기능성 성분들, 어떤 것들이 있을까요?

- 카로티노이드
첫 번째로 소개해 드릴 식품 화학 유래 식물성 소재 성분은 카로티노이드입니다. 카로티노이드는 주황색에서 적색을 띠는, 지용성의 색소 기능성 물질입니다. 처음에는 당근에서 발견되었기 때문에 카로티노이드라는 이름이 붙게 되었습니다. 식품 화학적인 구조상 아이소프렌 기본 unit이 여러 개 결합하여 구성되어 있으며, 이러한 구조를 가진 것을 모두 카로티노이드라고 부릅니다. 카로티노이드는 카로틴과 잔토필로 분류할 수 있습니다. 카로틴은 C와 H만으로 구성된 물질입니다. 이 카로틴에 H가 작용기로서 붙어 있는 구조를 한 것이 잔토필입니다. 카로틴은 다시 그 구조의 종류가 네 가지로 나뉘는데, 그것이 바로 알파, 베타, 감마 카로틴, 그리고 리코펜입니다. 이들 중에서 베타카로틴을 많이 들어보셨을 겁니다. 베타카로틴은 비타민 A의 전구체로서 가장 그 역할을 크게 맡고 있습니다. 베타카로틴 역시도 당근에 다량 들어있고, 알파나 감마 상태의 카로틴도 당근, 그리고 토마토에는 리코펜이 많이 들어있습니다. 카로티노이드의 또 다른 분류인 잔토필에도 다양한 기능성 성분이 있습니다. 눈에 좋기로 유명한 루테인은 계란의 노른자에 아주 들어있고, 제아 산 틴은 옥수수에, 그리고 캡 산 틴은 고추에 아주 들어있습니다.

카로티노이드에서 가장 큰 기능성 특징은 바로 항산화입니다. 앞서 말씀드린 것처럼 비타민 A의 전구체이기 때문에 이를 통해 항산화 효과를 일으킬 수도 있습니다. 천연으로 생성된 카로티노이드는 그 기능성이 정말 높기 때문에 천연 상태로 섭취하는 것을 가장 권장합니다. 특히 베타카로틴은 그 기능성도 뛰어나지만 안에서 흡수되는 정도도 매우 높기 때문에 기능성 소재로써 많이 사용됩니다. 이를 통해 다양한 질환을 예방할 수 있고, 항산화를 통해 노화도 예방할 수 있습니다. 눈에 좋은 루테인은 눈뿐만 아니라 폐의 기능을 활성화하는 기능성도 가지고 있습니다.

- 플라보노이드
두 번째 소재는 플라보노이드입니다. 식물 소재에 가장 다량으로 존재하는 성분이라고 할 수 있습니다. 플라보노이드는 노란색을 띠는 색소입니다. 플라보노이드 중 가장 유명한 성분은 폴리페놀입니다. 그 물질의 식품 화학적 구조에 따라서 플라바놀과 플라바논, 아이소플라본과 플라본, 플라보놀, 안 토사의 아미딘으로 분류됩니다. 이 종류들은 서로 모두 다른 건강 기능성을 가지고 있습니다. ‘폴리’라는 단어는 여러 개라는 뜻을 가지고 있기 때문에, 즉 페놀 ring을 여러 개 가지고 있는 구조를 띠고 있는 물질이며 이때 플라본을 기본 unit으로 하여 ring의 개수가 3개를 가지고 있는 것을 말합니다. 폴리페놀 물질들은 비타민 P라고도 합니다. 

플라바놀은 홍차나 녹차 등에 많이 들어있으며, 이 외에도 포도나 사과, 딸기와 같은 과일에도 아주 들어있습니다. 여러분들이 많이 들어보셨을 것은 바로 카테킨인데요, 카테킨이 플라바놀의 대표적인 성분 물질 중 하나입니다. 카테킨의 구조적 변화에 따라 에피카테킨, 거로 카테킨, 에피 갈로카테킨과 같이 점차 다양한 형태를 띠게 됩니다. 이 플라바놀 물질들은 식품에 존재할 때 배당체로 존재합니다. 그리고 heat-stable 한 특징이 있기 때문에 차에 활용하여 섭취하여도 흡수가 용이합니다. 과일 같은 경우에는 레몬, 오렌지 등과 같은 종류의 과일에 헤스 페리틴으로 존재합니다. 플라본은 초록색 채소에 존재하는 플라보노이드 물질로서, 아피제닌이 있습니다. 콩에 존재하는 아이소플라본은 제니스테인, 다이 그 제인 등이 있으며 이들의 식품 화학 구조가 여성호르몬 에스트로젠과 매우 비슷하기 때문에 그 활성을 대신하여 주기도 합니다. 그래서 노화 여성의 골다공증과 같은 질환을 예방하는 데에도 유명한 기능성 소재입니다. 아이소플라본 또한 배당체로 식품에 결합하여 있기 때문에 이를 발효하면 당이 분해됩니다. 플라보놀에도 유명한 기능성 물질이 많습니다. 양파에 들어있는 유명한 성분이 퀘르세틴은 대표적인 플라보놀 성분입니다. 이 외에도 메밀, 와인 등에도 아주 들어있습니다. 안 토사의 아미딘도 와인에 많이 들어있는 물질인데요, 포도나 블루베리, 체리와 같은 베리류에 아주 들어있습니다. 가장 유명한 시아니딘이 바로 안토시아닌의 기능성 물질이며, 숙성 정도에 따라서 양이 더욱 높아집니다.

플라보노이드의 대표적인 기능성 또한 항산화 기능입니다. 활성산소가 인간의 몸에 필연적으로 생성될 수밖에 없는데, 이것은 몸 안을 돌아다니면서 산화에 따른 스트레스를 유발하여 세포들을 공격하고 손상을 일으키기 때문에 이에 따라 노화, 질환 등이 발생하게 됩니다. 플라보노이드는 이러한 활성산소를 제거하는 기능을 가지고 있기 때문에 노화와 질환을 예방할 수 있으며 앞서 설명해드린 다양한 물질들은 모두 이러한 기능을 가지고 있다고 해도 과언이 아닙니다. 
또한 이들은 항염증의 기능도 있습니다. 염증이 유발될 때 대식세포가 가장 활발하게 활동하게 되는데, 이때 대식세포가 nitric oxide를 만들어 냅니다. 이 NO는 몸 안의 세포를 직접 공격하기 때문에 염증을 유발하게 되며, 이들을 억제하기 위해서 플라보노이드 물질을 섭취하면 NO의 활성을 억제하여 세포 손상을 억제합니다.