눈 건강기능식품 원료 메소지아잔틴, 화학합성 최대 75%까지 상승

고려대학교 연구팀, 메소지아잔틴 합성조절 조건 규명

루테인으로부터 화학적으로 합성되는 이성체인 메소지아잔틴의 생성 조건과 시중 유통 제품의 함유량에 대한 국내 연구 결과가 나왔다.

루테인·지아잔틴 제품에 함유된 루테인, 지아잔틴은 카로티노이드(Carotenoid) 중에서 잔토필(Xanthophyll)계 이성체로 구분된다. 지아잔틴은 천연 지아잔틴인 ‘트랜스 지아잔틴’과 합성 지아잔틴인 ‘메소지아잔틴’으로 나뉜다. 마리골드꽃 등과 같은 식물에서 천연적으로 발견되는 루테인과 트랜스지아잔틴과는 달리, 메소지아잔틴은  루테인을 알칼리와 혼합해 고열에서 비누화(Saponification, 검화)반응을 시키면 화학적으로 합성할 수 있다.

미국 등 여러 나라에선 천연(트랜스지아잔틴)과 합성(메소지아잔틴)의 함유량을 구분하도록 하고 있으나, 우리나라에선 천연과 합성을 합해서 지아잔틴이라고 표기하고 있다. 천연 트랜스지아잔틴보다 저렴한 합성 메소지아잔틴을 천연과 혼합해 지아잔틴의 함량을 높이는 경우도 있다.

고려대학교 보건과학대학 (학장 박재용) 의생명융합과학과 김인환 교수 연구진은 최근 눈 건강 기능성 원료로 알려진 루테인·지아잔틴에서 발견되는 메소지아잔틴 함량이 비누화 공정상의 온도와 시간, 촉매로 사용되는 알칼리 성분과 관련이 있다고 밝혔다.

루테인의 비누화 반응을 통한 메소지아잔틴 합성은 이전부터 알려져 있었으나, 여러 가지 반응조건에 따라서 달라지는 생성량에 관한 연구는 없었다. 이에 연구진은 루테인이 포함된 마리골드올레오레진을 비누화 반응시켰을 때, 루테인, 트랜스지아잔틴, 메소지아잔틴의 조성비가 각각 어떻게 변화하는지를 조사했다.

분석 결과, 비누화 공정의 알칼리 함량, 반응온도와 반응시간이 증가할수록 루테인의 조성비는 감소하며 메소지아잔틴의 조성비가 증가하는 것을 확인했다. 마리골드 추출물에 알칼리를 80% 첨가해 100°C에서 3시간 반응시켰을 때, 루테인 농축물 중 메소지아잔틴 함량은 약 75%까지 상승하는 것을 확인했다. 반면에 60°C에서 가공했을 때는 루테인으로부터 메소지아잔틴이 생성되지 않았다.

또한, 연구진은 국내와 해외에서 유통되는 총 8종의 루테인·지아잔틴 제품을 대상으로 세 가지 잔토필 이성체의 조성을 분석했다. 그 결과 루테인은 3~91%, 트랜스지아잔틴은 5~8%, 메소지아잔틴은 적게는 1% 미만에서 많게는 90%까지 조성비를 확인할 수 있었다.

따라서 현재 루테인·지아잔틴 관련 건강기능식품에 사용되는 원료는 다양한 화학적 반응조건에서 만들어졌으며 ,비누화 조건을 변경하면 메소지아잔틴의 생성을 의도적으로 조절 가능한 것으로 시사된다. 이번 연구결과는 한국식품영양과학회지에 지난해 12월 31일자 온라인 게재됐다.