KR101107750B1 - 고분자 나노키토산의 분산 수용액, 그의 제조 방법 및 그의용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 고분자 나노키토산을 저농도의 산용액에서 팽윤시킨 후 키토산 표면을 친수성기와 소수성기를 갖는 기능성 물질로 처리하여 수용액 중에서 상기 고분자 나노키토산이 침전되지 않고 콜로이드 상태로 분산되도록 하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따라 처리된 고분자 나노키토산은 수용성을 가짐으로써 동물이나 인간의 생체 내에서 흡수력이 향상되고 고분자로 존재함으로써 나노키토산의 생리활성 효과를 극대화 시킬 수 있다.

나노키토산, 고분자, 분산 수용액

Description

고분자 나노키토산의 분산 수용액, 그의 제조 방법 및 그의 용도 {Aqueous Dispersion of Polymeric Chitosan, Method for Preparing the Same, and Uses thereof}

본 발명은, 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법, 상기 제조 방법에 의하여 제조되는 수용성 고분자 나노키토산 분산액 및 이를 포함하는 식음료, 화장품 및 의약 조성물에 관한 것이다.

게, 새우, 오징어 등의 갑각류의 껍질을 산 및 알칼리 처리하여 칼슘 및 단백질을 제거함으로서 얻어지는 키틴은 N-아세틸 글루코사민(N-acetylglucosamine)의 피라노스(pyranose)단위체가 β-1,4 결합된 것으로서, 아세틸 글루코사민 잔기가 5,000여개 이상 결합되어 대부분의 분자량이 1,000,000 이상으로 이루어져 있고 다가의 양이온을 갖는 다당류(polysaccharide)계열의 생체 고분자 물질이다.

키토산은 키틴을 탈아세틸화하여 얻어지며 poly-β-1,4-glucosamine라는 화학명을 갖는 천연 생체 고분자 물질로서, 다당류의 일종인 셀룰로오즈와 유사한 구조를 가지고 있으므로 생체 친화성이 우수하고, 최근 미국의 FDA에서 식품으로서 인증을 받은 바 있으며, 특히 20,000~100,000의 특정 분자량의 범위를 갖는 키토산은 강한 생리활성 기능을 갖는 것으로 알려져 있기 때문에 건강 식품분야, 식음료 분야, 화장품 분야, 보건위생 분야 및 의약품 분야에서 다양한 응용성을 기대하고 있다.

키토산의 생리활성 기능을 살펴보면, 키토산이 대부분 곰팡이의 생육을 억제하고 대장균의 증식을 상당히 억제한다는 것이 보고된 바 있고 [참조: "Antibacterial action of chitosan and carboxymethylated chitosan", Journal of Applied Polymer Science 2001. 79(7). 1324-1335], 콜레스테롤 저하, 지방결합능력, 유당소화불량 억제작용, 발암억제효과, 항종양작용, 보습성 및 유화안정성, 식이섬유가 갖는 생리적 기능 등의 다양한 생리활성을 가지며, 약물전달, 혈액응고방지, 중금속 흡착, 배설을 통한 비만 예방, 항산화 효과를 향상시키는 작용이 있는 것으로 알려져 기능성 소재로서 주목을 받고 있다 [참조: "Properties and characterization of hydroxyapatite chitosan hybrid fibers", J. Korean Fiber Soc. 2002. 39. 532-536; "Cholesterol reduction by glucomannan and chitosan", J. Nutrition. 2000. 2753]

그러나, 상기한 바와 같은 장점을 갖는 키토산은 서로 이웃하는 분자와의 강한 수소결합에 의해 견고하게 결합된 강고한 구조를 갖고 있어서 물에 불용성이어서 용해시키기 위하여 젖산, 초산, 프로피온산, 포름산, 아스코르브산 및 주석산을 포함하는 유기산, 염산, 질산 및 황산 등의 무기산을 사용하고 있어 음용하는 데 문제점을 가지고 있다 [참조: "Preparation and some properties of variously deacetylated chitin fibers", Sen-I Gakkaishi. 1987. 43(6). 288].

현재 국내에서 판매되고 있는 다수의 키토산은, 체내 흡수율를 증진시킬 목적으로, 가수분해를 하여 분자량이 극히 감소된 저분자 키토산 또는 키토올리고당으로 제조되어 저농도의 유기산 수용액에 용해시킨 형태로 복용하는 건강보조제품으로 개발되어 있다. 최근에 밝혀지고 있는 바에 의하면 저분자 키토산에 비해 고분자 키토산의 생리활성 효과가 훨씬 우세하게 나타나는 것으로 밝혀지고 있어 점차 고분자 키토산도 제품화되고 있는 실정이다. 현재 판매되는 고분자 키토산의 경우 수용성화를 위해 산성염의 형태를 가지고 있어, 캡슐의 형태가 아니면 복용을 할 수 없으므로 응용제품으로의 용도가 제한받고 있고 항암, 정장, 간기능 강화 등의 생리활성 기능이 충분히 발휘되지 못할 가능성을 가지고 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 키토산 자체가 갖는 우수한 생리적 기능을 갖는 키토산 유도체의 개발을 시도하거나 용해성을 증가시키려는 많은 노력이 있었다. 또한 마이야르 반응을 이용하여 물에서 키토산의 용해도를 높이는 연구도 있었으나 [참조: "Preparation and characterization of water-soluble chitosan produced by Maillard reaction", Fisheries Science. 2006. 72. 1096-1103 ; "Solubility and structure of N-carboxymethylchitosan", Int. J. Biol. Macromol. 1994. 6. 177-180 ; "Antioxidant activity of water-soluble chitosan derivatives", Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 2001. 11. 1699-1701 ; "Synthesis and antibacterial activities of quaternary ammonium salt of chitosan", Carbohydr Res. 2001. 333(1). 1-6], 이러한 화학적인 변화가 키토산 본래의 화학적 구조를 변화시키게 되어, 키토산 고유의 물리 화학적 성질이나 생리활성이 상실하게 될 가능성이 높다.

이에, 상기한 바와 같은 키토산의 수용성화 문제 및 생체 내에서 키토산의 효능 발휘의 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은, 나노분말화한 키토산이 수용성을 갖게 함으로써 동물이나 인간의 생체 내에서 흡수력이 향상되고 동시에 고분자로 존재하게 함으로써 나노키토산의 생리활성 효과를 극대화 시킬 수 있는, 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명의 다른 과제는, 상기 제조 방법에 의하여 제조되는 수용성 고분자 나노키토산 분산액 및 이를 포함하는 식음료 조성물, 화장품용 조성물 및 의약 조성물을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 키토산 분말을 분쇄하여 나노화한 고분자 키토산 나노분말을 저농도의 산 수용액에서 팽윤시킨 후 키토산 표면을 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질로 처리하여 수용액 중에서 상기 고분자 나노키토산이 침전되지 않고 콜로이드 상태로 분산되도록 하는 것을 포함하는, 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법에 의하여 제조되는 수용성 고분자 나노키토산 분산액 및 이를 포함하는 식음료 조성물, 화장품용 조성물 및 의약 조성물을 제공한다.

본 발명의 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법에 따라 처리된 고분자 나노키토산은 수용성을 가짐으로써 동물이나 인간의 생체 내에서 흡수력이 향상되고 동시에 고분자로 존재함으로써 생리활성 효과가 극대화될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 고분자 나노키토산 및 이를 포함한 수용성 고분자 나노키토산 분산액은 건강기능성 식품 및 의약품 제조에 사용될 수 있다.

본 발명의 일 측면은, 고분자 나노키토산 입자를 산 수용액에서 팽윤시킨 후 키토산 표면을 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질로 처리하여 수용액 중에서 상기 고분자 나노키토산이 침전되지 않고 콜로이드 상태로 분산되도록 하는 것을 포함하는, 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법을 제공한다.

상기 본 발명의 구현예에 있어서, 상기 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법은 하기를 포함한다:

- 고분자 나노키토산 입자를 저농도 산 수용액에 첨가하여 상기 고분자 나노키토산 입자의 표면을 팽윤시키는 단계;

- 상기 표면이 팽윤된 고분자 나노키토산 입자를 포함하는 산 수용액에 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질을 첨가함으로써 상기 팽윤된 고분자 나노키토산 입자의 표면을 수용성으로 개질하여, 상기 고분자 나노키토산 입자를 콜로이드 상태로 분산시키는 단계; 및

- 상기 고분자 나노키토산 입자가 분산된 산 수용액에 물을 첨가하거나 염기성 수용액을 중화시켜, 상기 고분자 나노키토산의 분산 수용액을 수득하는 단계.

본 발명에서, 상기 고분자 나노키토산 입자를 산 수용액에 첨가하여 상기 고분자 나노키토산 입자의 표면을 팽윤시킨다. 이 때, 상기 고분자 나노키토산 입자를 산 수용액에 첨가하여 상기 고분자 나노키토산 입자의 표면이 팽윤되도록 충분한 시간 동안 교반하거나 소니케이션할 수 있다.

상기 산의 농도는 키토산이 용해되는 산 농도 보다 작은 농도를 사용하며, 키토산의 소수성 표면이 산 수용액에서 팽윤되는 것을 최대화할 수 있도록 상기 산 농도를 적절히 선택한다. 구체적으로, 상기 산의 농도는 키토산이 용해되는 산 농도보다 낮은 농도로 조절하여 사용할 수 있으나, 상기 산 농도는 사용되는 산의 종류에 따라 상이할 수 있다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 산이 유기산인 경우 그 농도는 1 중량% 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유기산은 아세트산, 구연산 및 글루탐산으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 표면이 팽윤된 고분자 나노키토산 입자를 포함하는 산 수용액에 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질을 첨가함으로써 상기 팽윤된 고분자 나노키토산 입자의 표면을 수용성으로 개질하여, 상기 고분자 나노키토산 입자를 콜로이드 상태로 분산시킨다. 상기 표면이 팽윤된 고분자 나노키토산 입자를 포함하는 산 수용액에 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질을 첨가한 후 수득되는 용액을 충분한 시간 동안 방치하여 고분자 나노키토산 입자의 표면이 상기 기능성 물질에 의해 개질되어 수용성이 되도록 한다. 이 때, 상기 친수성기와 소수성기를 가진 기 능성 물질은 키토산이 산에 의해 팽윤하였을 때 키토산 나노입자의 내부에 그의 소수성기 부분이 침투하고 그의 친수성기 부분이 키토산 나노입자의 표면의 외측을 향하게 되어 산 수용액 중에 키토산의 침전 형성을 억제하고 잘 분산될 수 있도록 하는 역할을 한다 (도 1).

상기한 바와 같이 표면이 개질된 고분자 나노키토산을 포함하는 산 수용액을 원심분리하여 상등액을 분리할 수 있다.

이어서, 상기 표면이 개질된 고분자 나노키토산을 포함하는 분산 수용액 또는 상기 용액을 원심분리하여 수득한 상등액에 과량의 물을 첨가하여 산도를 낮출 수 있다. 또한, 상기 중화 과정에서 추가로 알칼리 수용액을 첨가하여 중화할 수 있다. 이때 상기 알칼리 수용액을 서서히 첨가하여 고분자 나노키토산이 응집되지 않도록 한다. 상기 알칼리 수용액으로서 NaOH 수용액을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질이 계면활성제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제가 폴리글리세린 지방산 에스테르일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질의 농도는 0.1 중량% 이하일 수 있으며, 예를 들어, 0.001 내지 0.1 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 산 수용액에서 키토산 표면이 팽윤되며, 이렇게 팽윤된 키토산 표면을 통하여 상태에서 상기 계면활성제와 같은 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질 이 키토산 내부로 침투하여 키토산 표면을 개질하여 키토산을 수용성화한다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 고분자 나노키토산 입자가 분산된 산 수용액을 중화하기 전에 원심분리하여 상등액을 수득한 후 상기 상등액에 알칼리 수용액을 첨가하여 중화시켜, 상기 고분자 나노키토산의 분산 수용액을 수득하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 표면이 팽윤된 후 고분자 나노키토산 입자를 포함하는 산 수용액에 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질을 첨가한 후 수득되는 용액을 교반하거나 소니케이션하는 것을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 고분자 나노키토산은 (주)나노테크월드에서 개발한 건식나노분쇄공정에 의하여 나노 입자 크기로 분쇄된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 나노키토산 입자의 크기는 600nm 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 고분자 나노키토산의 분산량은 0.5 중량 % 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 0.5 중량% 이하인 산 수용액의 농도에 따라 분산량은 0.5 중량% 이하일 수 있다.

본 발명의 구현예에 있어서, 상기 고분자 나노키토산의 분자량은 50000 이상으로서, 구체적으로, 50000 이상 내지 100,000 정도, 예를 들어 100,000 정도, 이고 탈아세틸화도가 95% 이상, 구체적으로, 95% 이상 내지 98%, 예를 들어, 95%인 키토산을 사용할 수 있다.

본 발명의 상기 수용성 고분자 나노키토산 분산액의 제조 방법에 따라 수득 되는 수용성 고분자 나노키토산 분산액은 중성의 수용액으로서 투명한 상태를 유지하며, 특히, 분자량이 100,000 이면서 탈아세틸화도가 95% 인 고분자 나노키토산이 분자량이 감소되지 않고 고분자 상태를 유지하면서 수용성화되어 있어 동물이나 사람의 생체 내에서 용이하게 수용성화가 이루어져 생체 흡수력을 향상시키고 키토산의 생리효과를 최대화 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 수용성 고분자 나노키토산 분산액은 고분자 키토산을 포함하는 건강 식품, 식음료, 화장품, 의약품 등의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

유기산으로서 아세트산, 구연산 및 글루탐산 각각과 증류수를 혼합한 용액에 고분자 나노키토산을 첨가하여 0.5% 키토산 용액을 만든 다음 2시간 동안 교반하여 나노키토산을 팽윤시킨 후, 계면활성제를 첨가하여 24시간 동안 방치하여 반응시킨 후, 원심분리한 후 상등액을 수득하여 키토산의 분산을 유도하였다.

나노키토산을 수용성화 시키기 위해 상기 유기산과 물을 혼합한 용액 10 ml에 0.05 g의 나노키토산을 첨가하여 0.5%의 키토산 용액을 제조한 후, 2시간 동안 교반하여 키토산을 팽윤시킨 후, 여기에 계면활성제로서 PGMS(polyglycerol monostearate)를 전체 용액의 0.1 wt%가 되도록 첨가하여 상온에서 24시간 동안 방치하여 반응시킨 후 5500rpm에서 5분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하였다. 상기 키토산이 유기산에서 팽윤되는 특징이 있는데, 키토산이 팽윤된 상태에서 PGMS로 키토산 표면을 개질하기위해 PGMS를 첨가하기 전에 상기한 바와 같이 나노키토산을 유기산 수용액에 첨가하여 우선 키토산을 팽윤시켰다.

상기 각각의 유기산 수용액 중에서 키토산이 팽윤되는 것을 알아보기 위해 상기 각 유기산의 농도를 달리한 용액 10ml에 0.05g의 키토산을 첨가하여 2시간 동안 교반한 후에 육안으로 관찰하였다 (도 2).

상기한 바와 같이 유기산은 키토산을 팽윤시키는 역할을 하는데, 아세트산은 그 농도가 0.1%, 구연산은 그 농도가 0.6%, 글루탐산은 그 농도가0.3%일 때 나노키토산이 상기 각 유기산 수용액에 용해되어 투명해진 것을 알 수 있었다. 따라서 키토산이 용해되기 바로 직전인 아세트산 0.09%, 구연산 0.5%, 글루탐산 0.2% 수용액에서 키토산의 팽윤이 극대화 되어 있을 것이라고 판단하고 키토산이 팽윤되어 있는 상태가 되도록 상기 각 유기산을 상기 농도 이하로 조절하여 키토산 용액을 제조하고 2시간 동안 교반한 후 5500 rpm으로 5분 동안 원심분리하여 각각의 상등액을 수득하였다.

상기 상등액에 PGMS를 용액 전체의 0.1 wt%만큼 첨가하고 24 시간 동안 방치하여 반응시켰다. 이 때 반응 시간이 24 시간 미만일 경우 PGMS가 키토산에 잘 코팅이 되지 않고 충분한 반응이 일어나지 않을 수 있으므로 24시간 이상 반응시키는 것이 좋다.

상기 PGMS는 키토산이 유기산에 의해 팽윤하였을 때 첨가하여 수용액 중에 키토산의 침전 형성을 억제하고 잘 분산될 수 있도록 하는 역할을 한다.

이와 같이 PGMS를 첨가한 후 반응시킨 용액을 5500 rpm에서 5분 동안 원심분리하여 그 상등액을 수득함으로써 고분자 나노키토산 분산 수용액을 수득하였다.

상기와 같이 수득된 고분자 나노키토산 분산 수용액은 유기산으로 인하여 산성이기 때문에 증류수를 첨가하여 산도를 낮추거나 NaOH 수용액을 첨가하여 중성으로 중화시켰다. NaOH 수용액을 첨가하여 중화시키는 경우에는 상기 고분자 나노키토산 분산 수용액의 pH가 7이 될 때까지 NaOH 수용액을 첨가하여 중화시켰다. 이 때 사용한 NaOH 수용액은 0.1M NaOH 수용액을 사용하였고, 키토산의 응집이 생기지 않도록 상기 NaOH 수용액은 천천히 첨가하여야 한다.

이 때, 도 3에서 보는 바와 같이, 아세트산과 글루탐산을 각각 포함하는 고분자 나노키토산 분산 수용액에 NaOH 수용액을 첨가하여 pH 7로 중화시켰을 때는 키토산 침전이 생기지 않았다.

실시예 2

상기 PGMS가 키토산의 분산에 미치는 영향을 알아보기 위하여 0.01～0.13% 아세트산 수용액에 0.1wt% PGMS를 첨가하여 0.5% 키토산 용액을 제조하고 5500rpm으로 5분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하고 그 상등액에 분산된 키토산의 양을 하기식에 따라 계산하였다:

[식 1]

구체적으로, 0.01～0.13% 아세트산 수용액 10 ml에 0.05 g의 키토산을 첨가하여 2시간 동안 교반한 후 팽윤 시킨 다음, 5500rpm으로 5분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하였다. 그 상등액을 DLS(Dynamic Light Scattering)로 관찰한 결과, 도 4a에서 보는 바와 같이, 아세트산의 첨가량을 변화시키면서 0.5% 키토산 용액을 제조하였을 때 아세트산의 농도가 높아질수록 키토산의 사이즈가 증가하여 팽윤되었다는 것을 알 수 있었다. 상기와 같이 분산된 키토산 용액을 제조한 다음 이 용액에 증류수를 2배 첨가하여 중화시켰다. 또 0.5%, 0.7% 아세트산에서 팽윤된 키토산 용액에 0.1M NaOH 수용액을 조금씩 가하면서 용액 내의 pH가 7이 되도록 중화시켜서 팽윤된 키토산을 다시 수축시켰다. 이 때 그 사이즈의 변화들을 도 4a에 함께 나타내었다. 증류수를 2배 첨가하였을 때 키토산의 사이즈가 다시 줄어든 것을 알 수 있었고 0.1M NaOH를 첨가하였을 때는 약 100nm이상 사이즈가 줄어든 것으로 확인되어서 pH 7로 중화를 시켜도 키토산의 응집이 생기지 않고 수축이 잘 되었다는 것을 알 수 있었다.

또한, 0.01～0.13% 아세트산 수용액에 PGMS를 첨가하여 PGMS의 양이0.1wt%가 되도록 제조한 0.5% 키토산 용액을 원심분리하여 상등액을 수득하였으며, 그 상등액에 분산된 키토산의 양은 도면 4b에 나타내었다. 아세트산의 농도가 증가할수록 상등액에 분산된 키토산의 양도 증가하는 것으로 보아 키토산을 용액에 분산을 하는데 PGMS가 효과를 나타냄을 알 수 있다.

실시예 3

10 ml의 증류수에 구연산(0.1~0.9%)을 첨가한 용액에 0.05 g의 키토산을 첨가하여 2시간 동안 교반한 후 팽윤 시킨 다음, 이 상등액에 PGMS를 첨가하여 PGMS의 양이 수용액의 0.1 wt%가 되도록 제조한 0.5% 키토산 용액을 24시간 동안 방치하여 반응시킨 다음 5500 rpm으로 5분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하였다. 이 상등액을 DLS로 관찰한 결과, 도 5a에서 보는 바와 같이, 구연산의 첨가량을 변화시키면서 0.5% 키토산 용액을 제조하였을 때 구연산의 농도가 높아질수록 키토산의 사이즈가 증가하여 팽윤되었다는 것을 알 수 있었다.

상기와 같이 분산된 키토산 용액을 제조한 다음 이 용액에 증류수를 2배 첨가하여 중화시켰다. 이 때 그 사이즈의 변화들을 도 5a에 나타내었는데, 증류수를 첨가하여 중화시켰을 때 키토산의 사이즈가 줄어들었다는 것을 알 수 있었다. 또한 구연산 용액에서 키토산과 PGMS가 반응한 반응물을 원심분리하여 상등액을 수득하였을 때 상등액에 분산된 키토산의 양은 도 5b에 나타내었다. 구연산의 농도가 증가할수록 상등액에 분산된 키토산의 양도 증가하는 것으로 보아 키토산이 용액에 분산을 하는데 PGMS가 효과를 나타냄을 알 수 있다.

실시예 4

10 ml의 증류수에 글루탐산을 첨가한 용액에 0.05 g의 키토산을 첨가하여 2시간 동안 교반한 후 팽윤 시킨 다음, 5500 rpm으로 5분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하였다. 이 상등액을 DLS로 관찰한 결과는 도 6a에 나타내었다. 상기와 같이 분산된 키토산 용액을 제조한 다음 키토산 용액에 10ml의 증류수와 0.1M NaOH 용액을 첨가하여 중성으로 만든 후, 키토산의 사이즈의 변화도 도 6a에 나타내었다.

또한 상기 팽윤시킨 반응물에 PGMS를 글루탐산 용액의 0.1 wt%만큼 첨가하고 24시간 동안 방치하여 반응시킨 다음 5500 rpm으로 5분 동안 원심분리하여 상등액을 수득하여 사이즈를 조사하였다.

또한 PGMS를 첨가한 용액에 증류수를 2배 첨가하여 중화시켰을 때, 키토산의 사이즈도 조사하였다(도 6a). 또한 글루탐산 용액에서 키토산과 PGMS가 반응한 반응물을 원심분리하여 상등액을 수득하였을 때 상등액에 분산된 키토산의 양은 도면 6b에 나타내었다. 글루탐산의 농도가 증가할수록 상등액에 분산된 키토산의 양도 증가하는 것으로 보아 키토산이 용액에 분산되는 데 PGMS가 효과를 나타냄을 알 수 있다.

이상, 실시예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함이 명백하다.

도 1은 본 발명의 구현예에 의하여 고분자 나노키토산 표면이 개질되어 수용성화 되어 수용액 중에 분산되는 과정을 나타낸다.

도 2는 상이한 농도의 유기산 수용액에 키토산을 첨가한 용액을 나타내는 것으로서, 키토산의 팽윤 정도의 비교를 나타낸다.

도 3은 아세트산, 글루탐산 및 구연산을 각각 포함하는 키토산 분산 수용액을 NaOH 수용액으로 중화시킨 후의 키토산 분산 수용액의 상태를 나타낸다.

도 4a는 키토산 분산 수용액에 있어서 아세트산 용액 농도에 따른 키토산 사이즈의 변화를 나타내며, 도 4b는 아세트산 용액에 PGMS를 첨가하였을 때 상등액에 분산된 키토산의 양(중량 %)을 나타낸다.

도 5a는 키토산 분산 수용액에 있어서 구연산 용액 농도에 따른 키토산 사이즈의 변화를 나타내며, 도 5b는 구연산 용액에 PGMS를 첨가하였을 때 상등액에 분산된 키토산의 양(중량 %)을 나타낸다.

도 6a는 키토산 분산 수용액에 있어서 글루탐산 용액 농도에 따른 키토산 사이즈의 변화를 나타내며, 도 6b는 글루탐산 용액에 PGMS를 첨가하였을 때 상등액에 분산된 키토산의 양(중량 %)을 나타낸다.

Claims (17)

1. 하기를 포함하는, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법:

   - 고분자 나노키토산 입자를 1 중량% 이하의 농도의 산 수용액에 첨가하여 상기 고분자 나노키토산 입자의 표면을 팽윤시키는 단계;

   - 상기 표면이 팽윤된 고분자 나노키토산 입자를 포함하는 산 수용액에 계면활성제를 포함하는 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질을 0.1 중량% 이하의 농도로서 첨가함으로써 상기 팽윤된 고분자 나노키토산 입자의 표면을 수용성으로 개질하여 상기 고분자 나노키토산 입자를 콜로이드 상태로 분산시키는 단계; 및

   - 상기 고분자 나노키토산 입자가 분산된 산 수용액에 물과 알칼리 수용액을 첨가하여 중화시켜 상기 팽윤된 고분자 나노키토산 입자를 수축시킴으로써 상기 고분자 나노키토산의 분산 수용액을 수득하는 단계.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 산 수용액은 유기산을 포함하는 수용액인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 유기산은 아세트산, 구연산 및 글루탐산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 계면활성제가 폴리글리세린 지방산 에스테르인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 고분자 나노키토산 입자가 분산된 산 수용액을 중화하기 전에 원심분리하여 상등액을 수득한 후 상기 상등액에 과량의 물과 알칼리 수용액을 첨가하여 중화시켜 팽윤된 고분자 나노키토산을 수축시킨 후, 상기 고분자 나노키토산의 분산 수용액을 수득하는 것을 포함하는, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 표면이 팽윤된 후 고분자 나노키토산 입자를 포함하는 산 수용액에 상기 계면활성제를 포함하는 친수성기와 소수성기를 가진 기능성 물질을 첨가한 후 수득되는 용액을 교반하거나 소니케이션하는 것을 추가로 포함하는, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 고분자 나노키토산 입자의 크기가 600 nm 이하인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 고분자 나노키토산의 분자량이 50,000 이상이고 탈아세틸화도가 95% 이상인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 고분자 나노키토산의 분자량이 100,000 이고 탈아세틸화도가 95% 인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 고분자 나노키토산의 분산량이 0.5 중량% 이상인, 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법.
14. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 6 항, 및 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 고분자 나노키토산의 분산 수용액의 제조 방법에 의하여 제조된, 고분자 나노키토산의 분산 수용액.
15. 제 14 항에 따른 고분자 나노키토산의 분산 수용액을 포함하는, 식음료 조성물.
16. 제 14 항에 따른 고분자 나노키토산의 분산 수용액을 포함하는, 화장 품용 조성물.
17. 삭제

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