KR100578768B1 - 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바실러스 폴리퍼멘티쿠스(Bacillus polyfermenticus)를 생분해성 폴리머를 이용하여 다중 코팅 처리하여 안정화를 이룩함으로써 현탁제, 액제, 겔제제 또는 고형제제로 사용하는 경우에 생체외에서 균의 생육을 방지하고, 사용하였을 경우에 위를 통과한 후 장에서 바실러스 폴리퍼멘티쿠스가 생육할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법을 개시한다. 따라서, 본 발명은 정장효과를 갖는 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 생분해성 폴리머를 이용하여 다중 코팅하여 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 액제나 겔제제로 사용하는 경우 안정성을 유지하고, 애완용 겔제제나 가축용 음용수에 사용할 수 있는 효과가 있다.

바실러스 폴리퍼멘티쿠스, 코팅, 생균제, 겔제제, 액제

Description

생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법{METHOD FOR MULTI LAYER COATING OF BACILLUS POLYFERMENTICUS WITH BIODEGRADABLE POLYMER}

도 1은 3중 코팅에 의한 결과를 예시한 그림이다.

본 발명은 생분해성 폴리머를 이용하여 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 다중 코팅함으로써 유통과정에서 생균이 자라지 않게 하여 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 품질의 균일성을 유지할 수 있도록 한 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법에 관한 것이다.

현재까지 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 이용한 코팅의 예는 없으며 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 내생포자균으로 공급할 경우에 그 특징상 높은 열이나 높은 염도 등 가혹조건하에서도 안정성이 대단히 높아 그 잇점이 많지만 이 특성으로 인하여 액체로 구성된 제품이나 반고형상인 겔제제로 제품화 하였을 경우에는 환경에 적응하여 생육을 함으로써 가스발생이나 품질의 변화 등으로 제품의 질을 저하시키는 원인이 된다. 따라서 본 발명은 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 다중 코팅에 의하여 안정화하여 반고형상 제제나 액제로 제품화에 사용코자 이 기술을 개발하게 되었다. 3중코팅을 실시함으로서의 잇점은 1차코팅에 의하여 만들어진 결과물은 원심분리등에 의하여 수거시 다시 뭉쳐져서 덩어리가 되는 경향이 있고 따라서 이차 코팅(hardenning)을 실시하여 코팅균이 뭉치는 것을 방지하였고 최종적으로 장용성 코팅을 실시함으로써 생체투여 후 장에서 녹아 생육하게 하였으며 또한 액제나 겔제제을 제품화 할 때 산성조건으로 제조함으로써 장용성 코팅이 안전하게 유지할 수 있게 하였다.

바실러스 폴리퍼멘티쿠스(Bacillus polyfermenticus)는 1933년에 일본의 Terakato가 공기로부터 분리한 내생포자(endospore)성 유산 간균으로서 20여종의 소화효소를 분비하며 비타민 B1, B2, K, C를 합성하여 영양을 보급시킨다. 또한 티프스균, 파라티프스균, 적리균, 콜레라균, 이질균, 비브리오, 아스페르길러스(황국균, 흑국균), 황색포도상구균, 대장균 O 157, 파상풍균(Clostridium) 등을 용균 또는 정균하는 것으로 본 발명자 등이 밝힌 바 있다. 또한 최근에 본 발명자등이 다제내성 황색포도상구균 SA2균에 대한 사멸(또는 정균) 효과가 있음을 밝혀 학회에 보고한 바 있다(약학회지 제 48권 제 1호 70~74(2004), Bacillus polyfermenticus SCD의 병원성 세균과 동물 및 임상에 미치는 영향, 강재선 외). 또한 어류의 한 종류인 나일틸라피아를 대상으로 한 실험에서는 인위적으로 병원성 세균인 에드와드 시엘라 타르다를 복강 주사하여(5.7 X 10 ⁷cfu/ 0.1 ml) 관찰한 결과로서 Bacillus polyfermenticus를 복용한 시험군에서 폐사율이 51%정도로 대조군 80%에 비하여 현격히 개선됨을 보였으며 혈액 채취결과 면역 증강 상태를 보여주고 있었으며 구체적으로는 두신내 식세포의 활성산소 방출량 증가, 혈액 내 식세포능 증가, 보체용혈능력 향상, 혈청 내 리소좀의 활성증가 등을 보여주었다. 바실러스 폴리퍼멘티쿠스가 생성하는 항균성 물질인 박테리오신, 초산 및 유산의 작용으로 인하여 유해균을 박멸하는 결과를 보였다. 또한 유해균이 장내에서 영양분을 파괴하고 비타민의 분해를 일으켜 영양공급의 불균형을 초래하는데 바실러스 폴리퍼멘티쿠스가 생성하는 항균성 물질로 인해 이런 유해균을 죽이므로 인하여 생체가 영양을 흡수토록 하여 주며, 바실러스 폴리퍼멘티쿠스가 비타민을 합성하여 주고 소화효소를 분비하여 소화작용을 보이므로 인하여 영양의 효율을 높여 결국에는 이런 결과로 산란율 증가 등을 일으키는 것으로 보여진다. 또한 직접적으로는 유해균을 박멸하므로 인하여 유해균으로 인한 동물에서의 폐사율이 현저히 개선되는 것으로 인식 될 수 있다. 출산율은 영양부족과 질병감염으로 인한 유산율을 낮추므로 인하여 증가하는 것으로 볼 수 있다. 이에 대한 특허를 본 발명자 등이 이미 특허 출원 한 바 있다(대한민국 특허출원 10-2002-0024577).

본 발명은 다중 코팅된 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 제조하여 동물용 사료첨가제 및 동물약품인 겔제제나 액제, 현탁제를 사용함으로서, 동물의 출산율 증가시키고 유해균을 죽여 폐사율을 개선하고 영양효율을 높여 산란율을 증가시키는, 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법과 그 방법으로 제조된 조성물은, 바이넥스 연구소가 보유중인 종균인 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 액제나 겔제제에 사용하기 위하여 다중 코팅에 의하여 제조된다. 또한, 본 발명에 따르면, 장내 유해균을 억제시키고 소화능력을 향상시키며 영양을 보급하고 또한 항생제 투여로 인한 장내 균총의 파괴를 방지할 용도로 사용한다.

본 발명에 따른 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법과 그 조성물은, 유효성분인 바실러스 폴리퍼멘티쿠스(Bacillus polyfermenticus)의 안정성을 높이기 위하여 다중 코팅을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법에 있어서, 상기 다중코팅은 알지네이트(Alginate)로 1차코팅을 하고, 2차로 가용성 키토산으로 이차코팅(Hardening)을 실시한 후, 3차로 장용성 코팅제로 코팅을 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 조성물은 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법을 이용하여 제품제조에 적용하여 산성조건하에서 제조된 겔제제와 액체약품를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 조성물에서 상기 겔제제는 바실러스폴리퍼멘티쿠스를 주성분으로하여 말티톨 및 솔비톨를 가진 다가알콜과 펙틴으로 이루어진 기재를 포함하는 반 고형상인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 3중 코팅에 의한 결과를 그림으로 예시한 것이다. 도 1에 의하면, 본 발명의 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법과 그 방법으로 제조된 조성물에서 바실러스 폴리퍼멘티쿠스(Bacillus polyfermenticus)에 대하여 알지네이트(Alginate) 코팅 후, 용매키토산(soluble chitosan)에 의한 이차코팅(Hardening)을 시행하고 그 후 장용제제의 원료인 HPMCP로 코팅을 한 것을 보여주고 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법과 그 방법으로 제조된 조성물에 대한 실제 실험 예를 상세히 설명한다.

이하의 실험 예에서는 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 다중코팅에 의하여 제조를 실시한 것과 이를 이용하여 액제나 겔제제를 산성조건에서 만들어 안정성 시험과 애완견에 복용시킨 결과를 보여주고 있으며 이 발명의 적용분야가 실시예에 국한 된 것은 아니다.

[실시예 1]

본 발명에 있어서 단일 코팅에 의한 제조방법을 예시한 것이다.

Eudragit L 30 D-55(30%)를 3 gram 과 바실러스 폴리퍼멘티쿠스 4.7 X 10¹⁰ 개/gram, 1 gram 을 교반하면서 100 ml 증류수(0.5% 트윈 80 함유)에 넣고 3000 rpm 의 상태로 5분간 교반하면서 10% 염산 1 ml를 가하여 산도를 4.0으로 만들어 고형화 하였다. 이 결과물을 배양하였을때 균이 성장이 없었으며 이것은 코팅이 잘 이루어진 것으로 보여진다. 그리고 이 제조물을 중성의 인산염 완충액에 코팅제를 녹인후 고형배지에 생육 시켰을 때 잘 자라는 결과를 보임으로써 Bacillus polyfermenticus 균이 양호하게 코팅된 것으로 판단되었다. 그러나 이 제조물은 비이커에 생산품의 일부가 붙어 제품의 수율이 떨어지는 결과를 보였다.

[실시예 2]

다중코팅의 실례를 예시한 것이다.

3% Algin 용액 10ml와 바실러스 폴리퍼멘티쿠스 4.7 X 10¹⁰ 개/gram, 1 gram 을 교반하면서 0.1 M 염화 칼슘 100ml에 스프레이하여 고형화를 시켜 코팅화 하였다. 이 결과물을 37℃ 중성의 영양배지에 배양했을 때 자라지 않는 결과를 보여 코팅이 잘 된 것으로 보여지며 또한, 75℃에서 에탄올 용액으로 용해시켜 코팅제를 녹이고 37℃ 고형 영양배지에 키웠을때 잘 자라는 결과를 보였다. 그러나 이 제조물은 서로 엉기는 경향이 있어 대량생산에는 적용하기가 어려운 단점을 노출하였 다.

[실시예 3]

다중코팅에 의한 제조법을 예시한 것이다.

2% Algin 용액 2 Liter와 0.15% 아스코르빈산, 0.25% 락토즈, 트윈 80 0.02%를 포함하는 수용액 1 Liter을 혼합하고 여기에 바실러스 폴리퍼멘티쿠스 2.0 X 10¹¹ 개/gram, 100 gram을 멸균 증류수 1 liter에 희석하여 교반하면서 혼합하였다. 이 혼합용액을 0.04% 트윈80을 포함하는 0.1 M 염화칼슘 용액 2 Liter 에 스프레이 분사하였으며 생성된 고형 코팅물을 여과하여 1차 제조물을 얻었다. 1차 제조물을 0.1% 키토산 용액 4 Liter와 혼합하여 Hardening을 실시하여 2차 제조물을 생산하였다. 2차제조물을 원심분리하여 고형물을 얻고 200메시의 여과기로 여과하였다. 이 여과물을 동결건조하여 40 gram HPMCP/ (에탄올 1 Liter + 아세톤 500 ml)용액에 혼합한 후 60℃에서 건열 건조 하여 최종제품을 제조하였다. 이 제품을 완제품의 원료로 사용하였다.

[실시예 4]

산도(pH)별 내성 시험의 결과이다.

본 연구에서는 Bacillus polyfermenticus SCD를 Multi- coating한 것과 coating하지 않은 것을 대조군으로 하여 인공위액에서의 안정성증대 효과를 관찰하였다. 시료채취는 위에서 음식물이 머물러 있는 1 ~ 2 시간과 소화되는 3 ~ 4 시간을 선택했다. pH 2, 4, 6으로 변화시킨 후 코팅된 B. polyfermenticus SCD와 코팅 되지 않은 B. polyfermenticus SCD를 0.1 g 접종하여 실험하였다. 그 결과 코팅하지 않은 B. polyfermenticus SCD는 pH 2일때 처리 1시간에서 80%의 생존율을 보였고, 2시간에서는 50%에도 미치지 못하는 생존율을 보였다. pH 4일때도 pH 2일때와 유사한 생존율을 보였지만, pH 6에서는 처리 2시간째 70%이상의 생존율을 보였다. 다른 pH에 비해 pH 6에서 높은 생존율을 보인 이유는 대부분의 균체가 pH 5~6에서 안정하기 때문으로 사료된다. 하지만, 코팅된 B. polyfermenticus SCD는 pH 2일때 처리 1시간에서 90 %의 생존율을 보였고, 2시간에서는 80%에 육박하는 생존율을 보였다. pH 4일때도 처리 2시간에서는 약 85 %의 생존율을 보였지만, pH 6에서는 처리 2시간째 90%이상의 생존율을 보였다. 인공위액에서 코팅하지 않았을 때 보다 코팅했을 때 B. polyfermenticus SCD의 생존율을 비교해본 결과 배양 4시간을 기준으로 pH 2는 30 %, pH 4는 20 %, pH 7는 14 % 상승효과가 있었음을 알 수 있었다.

[실시예 5]

액제에서 온도변화에 대한 안정성을 관찰한 결과이다.

멸균된 0.2 % photasium phosphate 100 ml씩 만들어 코팅한 것과 코팅하지 않은 B. polyfermenticus SCD 01. g 취하여 접종한다. 배양온도는 80℃와 100℃로 하고, 시료는 0 ~ 2 시간동안 30분 간격으로 채취하였다. 각각 1 ml을 회수하여 10배씩 연속적으로 희석시켜 평판배지에 0.1 ml씩 분주하여 도말하였다. 37℃에서 배양한 결과로 코팅하지 않은 B. polyfermenticus SCD의 처리온도 80℃에서는 배양 1시간째 42%의 생존율을 보였고 100℃에서는 콜로니 개수를 찾아볼 수 없었다. 그러나 코팅한 B. polyfermenticus SCD의 배양온도 80℃에서는 처리 1시간째 85%의 생 존율을 보였다. 그리고 배양온도 100℃에서는 콜로니 개수가 1~2개 정도 확인할 수 있었다. 결국 코팅한 B. polyfermenticus SCD가 80℃에서 2시간 기준으로 안정성이 약 40 % 증진됨을 확인할 수 있었다.

[실시예 6]

겔 제제 제조 실례 및 복용결과에 대한 것이다.

애완용 겔 100 gram에 대하여 90% 솔비톨 92.362 gram과 다중 코팅 바실러스 폴리퍼멘티쿠스 0.038 gram, 구연산 모노 베이직(Monobasic) 0.3 gram, 자일리톨 1 gram , 치킨향 0.1 gram, 펙틴 6 gram, 카라멜 색소 0.2 gram을 사용하여 제조하고 최종 산도를 5.0으로 하였다. 복용의 결과로 애완견에서 자연복용의 결과는 50%로 우수한 결과는 아니었다. 따라서 원인 분석 후 솔비톨을 맛과 향이 부드러운 70% 말티톨로 대체하고 치킨향의 사용량을 0.4 gram으로 상향조정하여 제조 후 겔제제를 애완견에 자연복용 시킨 결과 100%의 복용률을 보여 좋은 결과를 얻었다. 복용 결과로 애완견의 상태는 분변의 색깔 개선과 냄새가 엷어지는 결과를 보였다. 이것은 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 유해균 억제효능, 분패산물 발생억제와 소화효능 상승으로 인한 결과로 생각된다. 또한 보관중에 다중 코팅된 바실러스 폴리퍼멘티쿠스가 자라지 않는 것을 육안으로 확인할 수 있었다.

상기한 구성의 본 발명의 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법과 그 방법으로 제조된 조성물에 따르면, 다중 코팅된 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 원료로 사용하여 액제나 겔제제로 사용함으로써 안정성을 유지하고, 애완용 겔제제나 가축용 음용수에 사용 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 다중 코팅된 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 제조하여 복용시킴으로서 겔제제나 액제에 대한 적용을 이루는 효과를 갖는다. 이에 따라, 동물 축산농가의 소득에 기여하고 상업적으로 이용가능하다.

Claims (4)

1. 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 알지네이트를 이용하여 1차 코팅을 하고, 가용성 키토산을 이용하여 2차 코팅을 실시한 후, 장용성 코팅제로 3차 코팅하는 것을 특징으로 하는 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법.
2. 제1항에 있어서,

   1차 코팅은, 2% Algin 용액과 아스크르빈산 0.15%, 락토즈 0.25% 및 트윈80 0.02%를 포함하는 수용액을 2:1의 부피비로 혼합하고, 여기에 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 희석한 멸균 증류수를 혼합한 후, 상기 혼합용액을 트윈80 0.04%를 포함하는 0.1M 염화칼슘 용액에 스프레이 분사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법.
3. 제1항에 있어서,

   2차 코팅은, 1차 코팅된 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 0.1% 키토산 용액과 혼합하여 경화(Hardening)함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법.
4. 제1항에 있어서,

   3차 코팅은, 2차 코팅된 바실러스 폴리퍼멘티쿠스를 동결건조하여 HPMCP 용액에 혼합한 후 건열건조함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 생분해성 폴리머를 이용한 바실러스 폴리퍼멘티쿠스의 다중 코팅방법.

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