항산화물질인 글루타치온이 있는 탈모에 좋은 효모 추출물(Yeast extract)의 7가지 특별한 효과

효모 추출물(Yeast extract)은 현대의 소비 트렌드에 맞는 영양가 있는 안전한 식품으로 그 수요가 꾸준히 증가하고 있습니다. 특히 클루타치온(GSH)등 항산화 물질이 포함되어 있어 피부 노화에 좋은 영향을 미칩니다. 맥주 효모, 빵 효모 등 다양한 방법으로 생산되고 있으며 생산원가가 저렴하고 원료공급이 풍부하여 산업 전반에 걸쳐 영향을 주고 있습니다.

정의

일반적으로 다양한 수단에 의해 세포막을 파괴한 후 효모 폐기물( 빵 효모, 맥주 효모, Candida utilis , Candida Tropicalis 및 Kluyveromyces marxianus )에서 생산된 수용성 추출물로 정의됩니다. 식품 산업에서 “효모 가수분해물”로도 알려져 있는 효모 추출물은 전 세계 대부분의 식품 안전 인증 기관에서 일반적으로 안전하다고 인정되는 물질(GRAS)로 간주됩니다. 특히, 효모추출물은 생산원가가 낮고, 공급원이 다양하며, 식품산업에서 필요로 하는 비타민, 단백질, 미네랄 함량이 높은 것이 장점입니다.

효과 요약

1. 인간과 동물의 영양 요구 사항을 충족시키기 위한 식이 보충제 역활과 콜레스테롤 수치를 낮추고 장내 미생물 증식을 촉진합니다.
2. 자유 라디칼 활동을 통해 항산화 특성에 크게 기여합니다.
3. 다른 화장품 성분과 결합하여 자외선 차단, 보습 및 각질 제거 제품을 구성하며 산화 스트레스로부터 피부를 보호합니다
4. 조미료로서의 효모추출물의 향미는 주로 고기향과 바비큐향을 포함합니다.
5. 감칠맛, 짠맛, 고기 맛 및 기타 맛과 같은 다양한 맛을 생성할 수 있습니다.
6. 효모 추출물의 뉴클레오티드는 글루타민산나트륨과 같은 조미료보다 맛 활성이 100배 더 높습니다.
7. 맥주 효모는 비오틴이 풍부하게 들어 있어 탈모 치료에 효과가 있습니다.

종류와 생산방법

기계적 분쇄를 통해 얻고 있으며, 폐 효모 원료와 사용되는 특정 생산 공정에 따라 종류가 달라집니다.

1. 폐맥주 효모는 양조 산업의 많은 부산물 중 주요 부산물입니다.
   • 평균적으로 맥주 양조 10,000톤당 150~200톤의 폐 효모 펄프가 생성 됩니다.
   • 폐맥주 효모는 효모 추출물 생산에 사용되는 주요 원료입니다.
2. 생산
   • 의도된 용도에 따라 기계적 파괴, 효소 용해, 유기 용매 또는 소금을 가용화제로 사용하는 자가 분해 및 기타 자가 분해 방법과 같은 다양한 방법을 사용합니다.
3. 효모 원료
   • 대부분 맥주 효모와 빵 효모

맥주효모( Saccharomyces cerevisiae )

• 맥주를 생산하는 양조장에서 나오는 폐효모를 발효시켜 생산
• 가장 일반적으로 사용

빵효모(baker’s yeast)

• 특별한 재배가 필요하고 단백질 함량이 높음
• 유리 아미노산, 미네랄 및 비타민이 풍부
• 수프와 소스의 맛을 향상시키기 위해 산업적으로 자주 사용

효모 추출물(Yeast extract)화학적 구성 및 영양성분

YE는 세포벽 물질(Cell wall material)과 세포 내용물(Cell contents)로 이루어진 매우 복잡한 제품입니다.

효모 추출물(Yeast extract)내 생리학적 가치가 있는 물질과 높은 항산화 능력은 어떤 성분 때문입니까?

1. 세포벽 물질(Cell wall material)
   • 만노스올리고당(Mannose oligosaccharides)
   • β-글루칸(β-glucans)
   • 키틴(Chitin)과 글리코겐(Glycogen)도 소량 포함
   • 이들은 총 탄수화물 함량의 83%를 차지
2. 아미노산(Amino acids)
   • 리보뉴클레오티드
   • 미네랄
   • 비타민
   • 펩타이드
3. 영양성분 상세

효과 및 특성

1. 인간과 동물의 영양 요구 사항을 충족시키기 위한 식이 보충제 역활뿐만 아니라 콜레스테롤 수치를 낮추고 장내 미생물 증식을 촉진합니다.

• 핵산, 단백질, 비타민 B 및 섬유질 함량이 높아 글루칸, 만난, 키틴, 단백질 및 기타 거대분자 물질이 식물성 보충제보다 동물 사료에 더 균형 잡힌 영양 보충을 제공합니다
• 주요 환원당인 리보스는 세포 에너지 대사의 중요한 전구체 입니다.
• 가금류 사료에 적당량의 효모 추출물을 첨가하면 조류의 면역력을 강화하고 질병 발병률을 줄일 수 있습니다
• 인간의 식이 보충제에 효모 β-글루칸을 첨가하면 콜레스테롤과 간 지방 수치를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 유익한 장내 미생물의 증식을 촉진할 수 있습니다
• 효모 베타글루칸은 과일 음료, 비스킷, 요구르트, 초콜릿, 젤리와 같은 식품을 강화할 수 있는 유용한 기능적 특성을 가지고 있습니다
• 효모에는 인간 조직의 10배에 달하는 최대 15%의 핵산 함량을 갖고 있습니다.
  • 과도한 핵산 섭취는 요산 수치를 증가시키고 고요산혈증과 통풍을 유발할 수 있습니다
  • 유엔 단백질 자문 그룹(United Nations Protein Advisory Group)은 성인 식단에서 핵산 섭취를 하루 2g으로 제한할 것을 권장
  • 핵산 섭취를 줄이는 한 가지 방법은 식품에서 퓨린을 제거하는 것

2. 자유 라디칼 활동을 통해 항산화 특성에 크게 기여합니다.

• 효모 세포벽의 다당류 성분(Mannan and β-glucan)은 수산기 자유 라디칼과 슈퍼옥사이드 음이온을 제거하는 능력을 통한  황산화 또는 인산화에 의한 β-글루칸의 변형은 물리화학적 특성과 생물학적 활성을 현저하게 변화시킬 수 있습니다
• 만난(Mannan)은 인간에게 탁월한 항산화 특성을 갖고 있으며 면역 자극, 노화 방지, 항종양 및 기타 건강에 유익한 효과가 있습니다
• 항산화 기능을 지닌 이 두 가지 다당류는 모두 효모 세포에서 추출됩니다.

3. 다른 화장품 성분과 결합하여 자외선 차단, 보습 및 각질 제거 제품을 구성하며 산화 스트레스로부터 피부를 보호합니다

• 살아있는 효모가 산화 스트레스를 받으면 세포는 환경으로부터 페놀성 화합물(시린산, 페룰산, 카페인산, 클로로겐산, 신남산, 갈산 등)을 흡수할 수 있습니다.
• 이는 항산화 방어를 강화하여 효모 추출물의 항산화 특성을 향상시킬 수 있습니다
• 효모 세포에 의한 글루타티온(GSH)생산을 최적화하는 데 사용되며, 잠재적으로 GSH의 대량 생산을 가능하게 하고 화장품 산업으로 확대합니다.
• 효모 추출물의 항산화 능력은 블루베리의 10배입니다

4. 조미료로서의 효모추출물의 향미는 주로 고기향과 바비큐향을 포함합니다.

• 다만 가공 후에도 필연적으로 쓴맛과 효모맛이 남아 있어 모든 사람이 좋아 할수는 없습니다.

5. 감칠맛, 짠맛, 고기 맛 및 기타 맛과 같은 다양한 맛을 생성할 수 있습니다.

• 글루탐산나트륨, 뉴클레오티드 및 가수분해된 단백질에 이어 중요한 천연 식품 향미제가 되었습니다 .
• 메일라드 반응(열처리된 설탕과 아미노산 사이의 복잡한 일련의 반응)으로 효모 추출물을 처리하면 다양한 맛을 생성합니다.
  • 고기 맛
    • 2-메틸-3-푸란메탄올, 2-메틸-3-메틸디티오푸란 및 피라진 및 푸란과 같은 질소 함유 화합물에서 파생
  • 베이킹 향
    • 2-퓨란-메틸-메르캅탄 및 4-하이드록시-2,5-디메틸-3-푸라논
  • 크림 맛
    • 3-부탄디온
  • 견과류 향
    • 트리메틸피라진의
  • 초콜릿 맞
    • 3-메틸부티르알데히드
  • 기타 48가지 향미
    • 알데히드, 케톤, 알코올, 푸란 및 피라진 등

6. 효모 추출물의 뉴클레오티드는 글루타민산나트륨과 같은 조미료보다 맛 활성이 100배 더 높습니다.

• 효모 추출물의 뉴클레오티드는 아미노산 및 펩타이드와 더불어 효모 추출물의 세 가지 주요 향미 물질 중 하나입니다
• 뉴클레오티드는 맛이 별로 없지만 다른 성분과 상호작용하여 효모 제품의 맛에 큰 기여를 합니다.

7. 맥주 효모는 비오틴이 풍부하게 들어 있어 탈모 치료에 효과가 있습니다.

• 머리카락의 생산에 필요한 양질의 아미노산과 모발을 건강하게 해주는 비오틴이 풍부하게 들어 있습니다.

효모 추출물(Yeast extract)의 사용 분야

식품사용에 있어 풍부한 아미노산, 펩타이드, 비타민, 미네랄, 뉴클레오티드 등으로 인해 향미제, 첨가물, 식이 영양 보충제로 널리 사용됩니다.

필수 아미노산은 전체 아미노산의최대 40%를 차지하며, UNFAO 및 WHO의 건강 식품 기준을 충족합니다.

1. 식품 향미제로서의 활용

• 고기 및 바비큐 향미: 주로 고기 및 바비큐 향미를 가진 향미료로 사용됩니다.
• 메일라드 반응을 통한 풍미 생성: 쇠고기 풍미를 생성하고 감칠맛/고기 향을 강화하기 위해 메일라드 반응과 반응 조건의 변화를 활용합니다.
• 가스 크로마토그래피-후각-질량 분석법: 푸란과 피라진이 향기의 주요 원인으로 확인됩니다.
• 소금 대체제로서의 연구: 식품에서 소금을 대체할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

2. 요구르트 발효에의 적용

• 유익한 박테리아 성장 촉진: 저분자량 펩타이드가 함유된 효모 추출물 첨가로 발효 시간 단축.
• β-글루칸 첨가의 효과: 요구르트의 두께 증가 및 관능 평가 점수 향상.

3. 새로운 식품 첨가물 개발

• 고에너지 무수인산 결합 함유: 인산염이 풍부한 효모 추출물 개발.
• 육류 보존 및 품질 개선: 신선한 고기를 안정적이고 부드럽게 유지, 질겨진 고기의 품질 회복에 기여.

축산업에 가금류 사료에 흔히 사용되며, 면역 기능 강화용으로 사용됩니다.

베타글루칸, 만난, 키틴 등 다당류가 풍부하게 함유되어 있어 가금류 사육 및 양식에 이상적입니다.

1. 축산업에서의 도전과 기회

1. 항생제 및 SDPP 사용 금지: 이로 인해 면역 자극제인 효모 추출물에 대한 관심이 증가하고 있습니다.
2. 항생제 대체제로서의 잠재력: 항생제 기반의 성장 촉진제를 대체할 수 있는 가능성을 가집니다.

2. 면역력 강화 및 성장 촉진

1. 가금류 면역력 강화: 효모 추출물 첨가가 적혈구 수, 요산 수치, 혈중 헤모글로빈 함량을 증가시키고 면역력을 강화합니다.
2. 어류 사료 응용: 어류 면역력을 강화하고 백혈구, 혈청 단백질 및 글로불린 수치를 증가시킵니다.
3. 활성 성분의 효과: 베타글루칸과 만난은 동물 및 인간의 장내 세균총을 조절하고 면역 체계를 자극합니다.

3. 비전통적 단백질 공급원

1. 돼지 사료의 단백질 보충제로서: SDPP보다 우수한 회장 소화율, 아미노산 소화율, 대사 에너지 및 겉보기 소화율을 보여줍니다.
2. 양식새우 사료 응용: 어분의 일부를 대체할 수 있으며 사료 비용 절감에 기여합니다.

미생물 연구분야의 실험실 및 산업 미생물 발효에서의 활용 됩니다.

아미노산, 비타민, 뉴클레오시드, 폴리펩티드, 미네랄 등을 풍부하게 함유하고 있어 영양요구성 균주의 성장에 이상적입니다. 또한 효모 원료와 생산 과정의 차이가 추출물의 구성에 영향을 줄 수 있으므로 적합한 추출물 선택이 중요합니다.

1. 영양소의 역할 및 효과

1. 핵심 영양 요소로서의 폴리펩티드: 곰팡이 성장과 대사에 영향을 미치며, 추출물에 수천 개의 올리고펩티드가 포함될 수 있습니다.
2. 발효 중 박테리아 대사에 미치는 영향: 소량의 펩타이드와 아미노산도 발효 중 박테리아의 대사 활동에 큰 변화를 가져올 수 있습니다.

2. 히알루론산(HA) 생산

1. Streptococcus Zooepidemicus 배양: HA 생산에 널리 사용되는 균주이며, 기존 발효 배지는 비용이 높습니다.
2. 저렴한 발효 배지: HA 생산을 위한 표준 성장 배지로 사용되며, 낮은 생산 비용과 필요한 영양소를 제공합니다.

3. 새로운 응용 분야

1. 데킬라 발효: 전통적인 아가베 주스 대신 효모 추출물 사용으로 S. cerevisiae의 발효 및 향 생성 능력이 개선됩니다.
2. Acidithiobacillus ferrooxydans의 안정성 향상: 효모 추출물 첨가로 비소(As)의 침출농도 감소 및 안정성 증가.
3. 항균 은나노입자(AgNP) 합성: 나노입자 기술에 적용하여 항균성이 있는 AgNP 합성.

4. 선택 및 최적화

1. 추출물 구성의 차이: 효모 추출물의 구성은 원료와 공정에 따라 달라지며, 미생물의 유전자 및 단백질 발현에 영향을 줄 수 있습니다.
2. 특정 미생물에 적합한 추출물 선택 필요성: 발효를 최적화하기 위해 각 미생물에 적합한 추출물을 신중하게 선택하는 것이 중요합니다.

화장품으로 피부 보습, 노화지연 및 상처를 치유하고 다른 제품과 결합하여 미용 기능을 향상 시킵니다.

아미노산, 다당류, 폴리펩티드, 단백질은 피부에 수분을 공급하고 세포 재생을 촉진하며, 피부 노화를 지연시키고 상처 치유 속도를 향상시킵니다. 또한 비타민, 보습제, 항산화제 등과 결합하여 원하는 미용 기능을 향상 시킵니다.

1. 안전성 및 유효성 테스트

1. 엄격한 테스트 필요성: 화장품에 새로운 성분을 첨가할 때 안전성과 효능에 관한 엄격한 테스트가 필요합니다.
2. 피부 자극 테스트: 효모 추출물과 다른 스킨 케어 성분을 결합한 제형이 피부 자극을 유발하지 않고 피부 거칠기 감소 및 수분 함량 증가에 기여했습니다.

2. 피부 미백 응용

1. 멜라닌 분해 및 제거:  피부 미백에 유용하며, 멜라닌을 분해하고 제거하는 데 사용될 수 있습니다.
2. 천연 활성 물질 함유 제품과 비교: 효모 추출물이 함유된 천연 제형은 스팟 강도 감소와 색소침착 개선 효과에서 합성 화학 물질을 함유한 제형과 동등한 효과를 보였습니다.
3. 장기 내약성 및 개발 가능성: 천연 성분을 함유한 제제는 합성 화학 물질에 비해 장기 내약성이 우수하며, 향후 개발 가능성이 더 큽니다.

3. 연구 및 개발의 필요성

1. 비교적 새로운 응용 분야: 효모 추출물을 활용한 스킨 케어 제품은 아직 초기 단계이며 제한적입니다.
2. 연구 보고서 부족: 이 분야에 대한 연구 보고서가 상대적으로 적으므로 새로운 응용 프로그램 및 제품 개발에 대한 추가 연구가 필요합니다.

의료 및 건강 관리 분야에서 질병 관리 및 예방에 기여하고 항염증 및 향균 치료제로 활용됩니다.

질병 관리 및 예방, 장내 미생물 균형 기능 개선에 기여하며, 피부 보습, 세포 재생 촉진, 피부 노화 지연, 상처 치유 속도 향상 등의 유익한 효과를 가지고 있습니다.

1. 피부 질환 치료

1. 소양증 치료: 효모 추출물이 함유된 제제는 기존 치료제보다 더 효과적이며, 플라보노이드, 덱스트란, 아미노산, 비타민 등이 염증을 억제하여 가려움증을 완화합니다.
2. 항염증 효과: 폐렴 및 기타 염증성 폐 질환 완화에 잠재력을 보여줍니다.

2. 항산화 및 항염증 특성

1. 폐질환 치료: 경구 효모 추출물은 폐렴 및 폐렴과 관련된 염증 매개체 감소에 기여합니다.
2. 항산화 및 항염증 효과 연구: 추가 연구가 필요한 분야로, 효모 추출물의 잠재적인 항염증 및 항산화 특성이 강조됩니다.

3. 건강 증진 및 치료

1. 콜레스테롤 및 혈중 지질 감소: 경구용 베타글루칸은 합성 약물의 부작용 없이 콜레스테롤 및 혈중 지질 수치를 낮출 수 있습니다.
2. 지방세포 형성 억제: 지방세포의 형성과 발달을 억제하여 비만 관리에 기여합니다.

4. 잠재적 치료제 개발

1. 비만, 폐렴, 심혈관 질환, 피부 질환 치료: 효모 베타글루칸은 다양한 건강상의 문제를 관리하기 위한 치료제 개발에 잠재력을 가집니다.
2. 새로운 응용 프로그램 및 제품 개발: 효모 추출물을 활용한 새로운 치료제 개발이 가능하며, 이 분야에서의 연구와 보고가 아직 적기 때문에 더 많은 연구가 필요합니다.

효모 추출물(Yeast extract)의 미래로의 도약

폐맥주 효모를 활용한 효모 추출물 개발 및 활용에는 약 70년의 오랜 역사가 있습니다. 그 대부분의 생산 및 활용은 동물 사료 및 미생물 배양과 같은 상대적으로 가치가 낮은 응용 분야에 집중되어 있습니다. 또한 영양 보충제, 의약품, 화장품 등 고부가가치 응용 분야에서의 활용은 여전히 제한적입니다. 그러나 아미노산, 비타민, 미네랄 등이 풍부하여 다양한 응용 분야에 사용 될 여지가 충분하며  공정과 조건의 다양성을 통해 영양소, 향미 화합물, 생체 활성 물질, 다당류의 함량조절로 특정 용도에 맞게 조정할 수 있어 미래가 밝다고 할 수 있습니다.

현대에 있어 건강하고 영양가 있는 식품에 대한 수요는 늘 있어 왔어며 소비자의 건강 및 영양 요구 충족을 위해 효모 추출물의 잠재력 극대화 필요조건으로 격상 되었다고 할 수 있습니다. 향후 대사 공학 및 오믹스 분석의 활용을 통해 고부가가치 성분의 생산 가능하게 되면 영양 보충제, 의약품, 화장품 등의 응용 분야에서 더 많은 개발이 기대됩니다. 이를 위해, 기존의 추출 공정과 재료 선택에 대한 재고와 함께 새로운 생명공학적 접근 방식이 중요합니다. 또한, 효모 추출물의 적용 가능성을 제한하는 단점을 극복하기 위한 연구도 필요 할 것입니다. 다만 주요성분중 과도한 퓨린 섭취는 건강 문제를 일으킬 수 있어 핵산 제거나 수준 저용량의 퓨린 기술 개발이 필요합니다.

영양성분

참고 자료

1. Yeast Extract: Characteristics, Production, Applications and Future Perspectives : Zekun Tao ~
2. Protein-rich yeast extract (®fermgard) has potential antioxidant and anti-aging activities: Quancen Li
3. Enhanced Anti-Skin-Aging Activity of Yeast Extract-Treated Resveratrol Rice DJ526: Vipada Kantayos