KR100695238B1 - 장기 안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐의제조방법 - Google Patents

장기 안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 장기안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더덕 및 도라지에 함유된 주요성분을 중심물질로 삼고 탄수화물과 단백질 등 자체 함유물을 벽물질로 하여 더덕 및 도라지에 함유된 주요 생리활성물질을 안정적으로 보존하면서 약리성분을 효과적으로 생체내에 전달할 수 있는 미세캡슐의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 더덕과 도라지 고유 성분중 생리활성물질을 중심물질로 기타 함유 물질을 벽물질로하는 미세캡슐 제조기술을 개발하였으며, 이 기술의 적용으로 더덕과 도라지 성분 미세캡슐분말제조가 가능하여 약리성분의 보존과 흡수를 효율화할 수 있다.
더덕 및 도라지, 생리활성물질, 미세캡슐

Description

장기 안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐의 제조방법{A Method for Preparing Codonopsis Lauceolata and Broad Bellflowers Microcapsle Having Good Long Stability Property}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 더덕 분쇄/교반처리 미세캡슐 분말의 전자현미경 사진(x2,000)이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 더덕 분쇄/교반처리에 초음파처리를 병용한 미세캡슐 분말의 전자현미경 사진(x2,000)이며,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 도라지 분쇄/교반처리 미세캡슐의 전자현미경 사진(x2,000)이고,
도 4는 본 발명에 해당하지 않는 도라지 분쇄/교반처리에 초음파처리를 병용한 미세캡슐의 전자현미경 사진(x2000)이다.
본 발명은 장기 안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 더덕 및 도라지에 함유된 주요 생리활성물질을 안정적으로 보존하면서 약리성분을 효과적으로 전달할 수 있는 미세캡슐을 제조하는 방법에 관한 것이다.
더덕은 일명 사삼이라고 하는데, 생김새가 인삼과 비슷하며, 한국, 만주, 일본, 대만 등의 산과 들에 널리 분포하는 초롱과에 속하는 다년생 초본이다. 뿌리는 비대하고 방추형이며 덩굴진 줄기는 감겨 올라가고 길이는 2m 이상이나 뻗는다. 잎은 서너 개로서 타원형이고 8 ~ 9월에 자색의 종 모양의 꽃이 가지 끝에 핀다. 더덕에는 수분 82.2%, 탄수화물 10.9g, 칼슘 90mg, 인 12 mg, 철 2.1mg, 비타민 B1 0.12mg, B2 0.22mg 등이 함유되어 있다. 특히 더덕 뿌리에는 사포닌이 들어있다. 더덕에는 사포닌(Saponin), 이눌린(Inulin), 피토디린(Phytoderin), 레오이친(Leoithin), 펜토산(Pentosan) 등의 약효성분이 들어 있다.
또한, 도라지는 길경이라고도 하며 초롱과에 속하는 다년초인데 뿌리는 굵고 줄기는 60 ~ 100cm가량으로 자라며 7, 8월에 자주색의 꽃이 피고 흰꽃이 피는 품종을 백도라지라고 한다. 도라지에는 수분 85%, 탄수화물 12.5g, 칼슘 45mg, 인 34mg, 철 1.5mg, 비타민 B1 0.08mg, B2 0.13mg, C 5mg 등이 함유되어 있다. 주요 할성물질로는 플라티코디온(Platicodion)-A, -C, -D1, -D2, 플라티코디게닌(Platycodigenin), 폴리갈락신(Polygalacin)-D1, -D2 등 10여종의 사포닌 배당체와 플라티코딘(Platycodin, C42H68O17)이며 이외에도 베튜린(Betulin), 이누틴(Inutin), 피토스테롤(Phytosterol) 등이 있다.
이같은 더덕 및 도라지에 함유된 주요 생리활성물질을 안정적으로 보존하면서 약리성분을 효과적으로 생체내에 전달할 수 있는 더덕 및 도라지성분 함유 미세캡슐화에 관한 효과적인 기술은 찾아볼 수 없다.
이에 본 발명의 목적은 더덕성분내 주요 생리활성성분을 효과적으로 추출함과 동시에 자체성분만으로 미세캡슐을 제조하려는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 도라지성분내 주요 생리활성성분을 효과적으로 추출함과 동시에 자체성분만으로 미세캡슐을 제조하려는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일견지에 의하면,
물에 더덕 및 도라지로 이루어지는 초롱과 다년초로부터 선택된 1종 이상을 첨가하면서 동시에 혹은 순차적으로 분쇄한 다음 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조하는 단계; 및
상기 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐을 석출시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 장기안정성이 우수한 액상 미세캡슐을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면,
물에 더덕을 첨가하고 분쇄하면서 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐을 석출시키는 단계; 및
상기 용액을 분말건조하여 미세캡슐 분말을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐을 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 또다른 견지에 의하면,
물에 도라지를 첨가하고 분쇄하면서 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조하는 단계;
상기 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐을 석출시키는 단계; 및
상기 용액을 분말건조하여 미세캡슐 분말을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐을 제조하는 방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명내 미세캡슐의 내포물로 되는 생리활성물질로는 더덕이나 도라지를 사용한다. 이들은 상술한 바와 같이, 모두 초롱과에 속하는 다년초 식물로서 이들 성분을 이용한 미세캡슐화는 이에 한정하는 것은 아니나, 다음과 같은 제조단계를 거치는 것이 바람직하다.
우선 물에 더덕 및/또는 도라지를 첨가한 다음 분쇄 및 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조한다. 이때 더덕 및 도라지는 물 100㎖를 기준으로 하여 총량 50g이상이면 교반 분쇄후 회수할 수 있는 수용액상이 감소하여 미세캡슐의 제조효율이 감소하며 또한 분말을 제조하는데 비효율적이므로, 5-15g범위내인 것이 좋다.
이때 교반시간은 생산시간과 이에 따른 생산비용이 증가하는 만큼 생산효율이 증가하지 않았다. 따라서 30분 이상의 교반에서 캡슐의 제조가 가능하기는 하나 1분이상 30분이내 교반에서 미세캡슐의 제조가 유효하며, 사용하는 교반기기는 20,000rpm 전후의 고속교반기로부터 가정용 일반믹서기에 이르기 까지 모두 사용가능하다.
이때 사용되는 더덕 및 도라지는 반드시 물에 첨가후 분쇄하여야 하는 것은 아니며, 아예 더덕 및 도라지로부터 얻어낸 진액을 물에 직접 첨가할 수도 있다.
그런 다음 얻어진 더덕/도라지 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐의 형성을 유도한다. 이때 초음파 처리시간은 1분 30초정도면 충분한데, 이는 초음파처리를 장시간하여도 캡슐제조의 효율이 증가하지 않았으며 무엇보다 30분 이상의 초음파처리시 생리활성물질의 변성이 초래될 가능성이 있으며, 30초이상 5분이내 단시간의 처리에서도 미세캡슐의 제조가 유효하기 때문이며, 캡슐화를 효율화하기 위해서는 이에 한정하는 것은 아니나 초음파 유화기를 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 단계들을 포함하여 제조함으로써 얻어진 액상 미세캡슐은 더덕 및 도라지의 주요 생리활성물질을 추출하고 동시에 미세캡슐화를 유도하여 소화흡수가 용이하고 장기적으로 안정할 수 있으며, 더덕 및 도라지 자체 성분만으로 미세캡슐을 제조함으로써 더덕 및 도라지 고유성분만을 함유하는 제품을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 수용성 벽물질에 의한 용해도 개선으로 음용시 편리성을 부여할 수 있다는 잇점을 갖는다.
한편, 상기 액상미세캡슐과는 달리 이들을 분말건조한 분말타입 미세캡슐 제품을 사용하려면 상기 액상 미세캡슐 제조방법과는 약간 차이가 있다. 이는 각 재료들이 함유하고 있는 성분상의 차이로 말미암은 것으로, 즉 더덕의 경우에는 상술한 바와 동일하게 분쇄/교반후 초음차 처리를 거쳐 액상 미세캡슐을 제조한 다음 이들을 분무건조해내는 것으로 충분하나, 도라지의 경우에는 미세캡슐의 수와 나노캡슐의 비율을 높이기 위해서는 초음파 처리가 필요하지만 분말 미세캡슐 형태가 초음파 처리를 병용하면 그 형태상 미세캡슐로서의 기능이 저하되어 바람직하지 않을 뿐만 아니라(도 4 참조), pH 8의 소장의 소화흡수율면에서도 바람직하지 않아 분쇄/교반 처리만을 수행한 다음 분무건조하여 분말 미세캡슐을 제조하는 것이 좋다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.
실시예 1. 더덕 및 도라지 성분 함유 생리활성 물질 미세캡슐의 제조단계별 효율성
본 실험에서는 더덕 및 도라지종류에 따른 액상 미세캡슐의 제조단계별 가능성과 효율성을 조사하기 위하여 실시하였다.
물 100㎖에 50g의 생더덕과 생도라지를 각각 넣고 일반믹서기나 초고속균질기를 이용하여 1분 30초간 분쇄/교반한 다음 초음파유화기를 이용하여 1분 30초간 초음파처리하였다. 분쇄/교반처리와 초음파처리 단계별 각 미세캡슐용액을 회수하여 액상 미세캡슐의 수와 크기를 조사하고 그 결과를 하기표 1 및 도 1,2에 정리하였다.
[표 1]
분쇄/교반 초음파
더덕 624(82.7)* 922(91.5)
도라지 222(81.1) 275(87.3)
* 미세캡슐수(나노캡슐비율)
상기표에서 보듯이, 더덕의 경우 분쇄/교반처리에 의해 제조된 미세캡슐의 수보다 초음파처리에 의한 미세캡슐의 수가 많았으며, 나노캡슐의 비율도 높았다.
도라지의 경우 도 더덕과 마찬가지로 초음파 처리에서 미세캡슐의 수와 나노캡슐의 비율이 높았다.
따라서, 더덕과 도라지의 액상미세캡슐을 제조하는 경우 분쇄/교반후 초음파처리가 추천된다.
실시예 2. 더덕 및 도라지 성분 함유 생리활성 물질 미세캡슐의 제조단계별 효율성
본 실험에서는 더덕 및 도라지종류에 따른 분말 미세캡슐의 제조단계별 가능성과 효율성을 조사하기 위하여 실시하였다.
상기 실시예1의 제조단계별 회수된 액상 미세캡슐용액을 분무건조하여 캡슐분말을 만들었으며, 캡슐분말을 증류수에 녹여 10%(W/V) 용액을 만들고, 캡슐의 내구성을 조사하기 위하여 인산완충액 pH2, pH6, pH8과 10배 희석하여 분말 미세캡슐의 수와 크기를 조사하였다.
한편 전자현미경(FE-SEM)을 이용 2000배하에서 분말 미세캡슐의 형태와 크기를 확인하고 그 결과를 도 1-4에 나타내었다.
그 결과, 더덕성분 함유 미세캡슐분말의 미세캡슐수는 분쇄/교반처리와 초음파처리간에 차이가 없었으나 마모캡슐의 비율은 초음파처리에서 높았다.
또한 분쇄/교반처리에 의해 제조된 미세캡슐은 균일성이 다소 떨어지며 형태가 불완전 구형을 나타냈으나(도 1), 초음파처리에 의해 제조한 미세캡슐은 거의 완전한 구형을 형성하였다(도 2).
한편 도라지 미세캡슐분말은 분쇄/교반처리에 비해 초음파처리에서 미세캡슐의 수와 나노캡슐의 비율이 높았다. 도 3에서 보듯이, 분쇄/교반처리에 의해 제조된 미세캡슐은 완전성은 부족하나 구형을 유지하고 있으나, 도 4에서 보듯이, 초음파처리에 의해 제조된 미세캡슐은 몇 개가 연결된 다량체를 형성하여 미세캡슐로서 기능이 다소 저하될 것으로 사료된다.
실시예 3. 더덕/도라지 분말 미세캡슐의 pH 내성실험 결과
본 실시예에서는 실시예 2에서 얻어진 분말 미세캡슐에 있어, 도라지가 초음파처리를 수행하는 것이 바람직하지 않은 점을 감안하여 pH 내성을 구체적으로 살펴봄으로써 이를 보다 명확히 하고자 하는 것이다.
실시예 2에서 얻어진 분말미세캡슐의 pH내성을 조사하고 하기표에 정리하였다.
[표 2]
처리 dH2O 인산완충액(PBS)
pH2 pH6 pH8
더덕 분쇄/교반 332(88.3)* 122(91.0) 48(87.5) 23(82.6)
초음파 332(92.2) 92(96.7) 49(89.8) 40(92.5)
도라지 분쇄/교반 139(64.0) 44(72.7) 45(62.2) 30(63.3)
초음파 193(73.6) 39(76.9) 43(65.1) 50(68.0)
* 미세캡슐수(나노캡슐비율)
상기표에서 보듯이, 더덕의 경우 pH가 2에서 8로 증가할수록 내성이 급격히 감소하였으며, 특히 분쇄/교반처리에 의해 제조한 경우 이 현상은 심화되었다. 한편 초음파처리의 경우 나노캡슐비율이 높고 따라서 분말제조시 비산하여 회수되지 않은 미세캡슐이 많았다. 결론적으로 더덕의 경우 주요 생리활성성분을 미세캡슐화하기 위하여 분쇄/교반처리가 요구되나 나노캡슐의 비율을 높이기 위해 초음파처리를 병용하는 것이 추천된다.
또한 도라지 미세캡슐의 pH내성에 대한 실험에서 분쇄/교반처리의 경우 pH8에서 다소 캡슐의 내성이 저하되었으나 초음파 처리의 경우 오히려 내성이 증가하는 경향이 있었다. 이러한 현상은 도 3 및 4에서 확인할 수 있듯이, 미세캡슐의 형태와 관련이 있는 것으로 추론된다.
따라서, 도라지의 경우 미세캡슐의 수와 나노캡슐의 비율을 높이기 위해서는 초음파처리가 필요하지만, 미세캡슐의 형태와 소장(pH8)의 소화흡수율을 고려한다면 초음파처리에 비해 분쇄/교반처리에 의해 미세캡슐분말을 제조하는 것이 추천된다.
결론적으로 상기 실험들을 통해 얻을 수 있는 결과로는,
1) 더덕미세캡슐화에서 미세캡슐의 수와 나노캡슐의 비율이 분쇄/교반처리에 비해 초음파처리에서 높았다. 이들 두 처리에서 모두 pH2(위산)에서 pH8(소장)로 증가할수록 미세캡슐의 내성이 유의하게 감소하여 소화흡수율이 높을 것으로 예상된다. .
2) 도라지미세캡슐화에서 미세캡슐의 수와 나노캡슐의 비율이 분쇄/교반처리에 비해 초음파처리에서 높았다. 한편 분쇄/교반처리에서는 pH8에서 미세캡슐의 내성이 감소하였으나 초음파처리시 오히려 증가하여, 분쇄/교반처리에 의해 제조한 미세캡슐이 상대적으로 소화흡수가 용이할 것으로 예상된다.
3) 결론적으로 미세캡슐화에 있어서 더덕과 도라지의 차이는 이들이 함유하고 있는 성분의 차이에서 기인한 것으로 사료되며, 따라서 더덕은 분쇄/교반과 초음파처리, 도라지는 분쇄/교반처리에 의해 미세캡슐분말을 제조하는 것이 추천된다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 더덕 및 도라지 고유성분중 주요 생리활성물질을 추출하고 동시에 미세캡슐화를 유도하여 소화흡수가 용이하고 장기적으로 안정할 수 있으며, 더덕 및 도라지 자체 성분만으로 미세캡슐을 제조함으로써 더덕 및 도라지 고유성분만을 함유하는 제품을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 수용성 벽물질에 의한 용해도 개선으로 음용시 편리성을 부여할 수 있다.

Claims (12)

  1. 물에 더덕 및 도라지로부터 선택된 1종 이상을 첨가하면서 동시에 혹은 순차적으로 분쇄한 다음 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐을 석출시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 장기안정성이 우수한 액상 미세캡슐의 제조방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 교반시간은 1분에서 30분 범위내임을 특징으로 하는 장기안정성이 우수한 액상 미세캡슐의 제조방법
  3. 제1항에 있어서, 상기 초음파처리시간은 30초에서 5분 범위내임을 특징으로 하는 장기안정성이 우수한 액상 미세캡슐의 제조방법
  4. 삭제
  5. 물에 더덕을 첨가하고 분쇄하면서 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조하는 단계;
    상기 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐을 석출시키는 단계; 및
    상기 용액을 분말건조하여 미세캡슐 분말을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐의 제조방법
  6. 제5항에 있어서, 상기 교반시간은 1분에서 30분 범위내임을 특징으로 하는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐의 제조방법
  7. 제5항에 있어서, 상기 초음파처리시간은 30초에서 5분 범위내임을 특징으로 하는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐의 제조방법
  8. 삭제
  9. 물에 도라지를 첨가하고 분쇄하면서 교반하여 생리활성물질 함유 용액을 제조하는 단계;
    상기 생리활성물질 함유 용액을 초음파 처리하여 미세캡슐을 석출시키는 단계; 및
    상기 용액을 분말건조하여 미세캡슐 분말을 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐의 제조방법
  10. 제9항에 있어서, 상기 교반시간은 1분에서 30분 범위내임을 특징으로 하는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐의 제조방법
  11. 제9항에 있어서, 상기 초음파처리시간은 30초에서 5분 범위내임을 특징으로 하는 장기안정성이 우수한 분말 미세캡슐의 제조방법
  12. 삭제
KR1020060013409A 2006-02-13 2006-02-13 장기 안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐의제조방법 KR100695238B1 (ko)

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KR1020060013409A KR100695238B1 (ko) 2006-02-13 2006-02-13 장기 안정성이 우수한 더덕 및 도라지성분 미세캡슐의제조방법

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KR100809920B1 (ko) 2006-09-22 2008-03-06 다윈이십일주식회사 장기 안정성이 우수한 인삼성분 미세캡슐의 제조방법
KR100813652B1 (ko) * 2007-03-29 2008-03-14 심중섭 증숙 더덕

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