KR101420485B1 - 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염, 및 그 제조 방법, 및 그것을 함유하는 화장료 및 식품 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시킴으로써 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 색조가 손상되지 않고 저분자화된 히알루론산 및/또는 그 염, 및 그 제조 방법, 및 그것을 함유하는 화장료 및 식품 조성물에 관한 것이다.
히알루론산은 생체, 특히 피하 조직에 존재하는 뮤코다당류(mucopolysaccharide)이며, 높은 보습 기능으로 히알루론산 또는 그 염으로서 화장료의 원료로 널리 이용되어 왔다. 또한, 히알루론산 또는 그 염을 경구 섭취함으로써 생체 본래가 갖는 히알루론산 함량의 저하를 보충하며, 피부 보습, 탄력성 및 유연성을 개선하는 효과가 인정되고 있다. 그래서 히알루론산 및 그 염은 여러 가지 식품에 첨가되는 것으로 이용되고 있다.
그러나 히알루론산은 극히 고분자의 다당류이며, 높은 점도를 가진다. 그래서 히알루론산의 첨가량이 소정량을 넘을 경우, 점도가 높아져 조제가 곤란하거나 또는, 얻을 수 있는 화장료나 식품의 점도에 영향을 주어 버려서 사용감이 저하되거나 식감을 저해하기도 하는 경우가 있었다.
여기에서 히알루론산의 기능을 유지하면서 점도를 저하시키기 위해 그 분자량을 일정하게 저하시키는 방법이 개발되었다(특허 공개 소63-57602호 공보). 이 출원에는 알칼리나 산으로 처리함으로써 히알루론산을 분해하여 분자량을 저하시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로는 저분자화를 촉진하기에는 알칼리나 산 처리 조건을 심하게 할 필요가 있고, 분자량이 작은 히알루론산을 얻는 것은 곤란하다. 또한 이 방법에 의하면, 강산성 또는 강염기성 조건하에서는 히알루론산이 갈변(褐變)하는 것이 기재되어 있다. 갈변한 히알루론산은 화장료나 식품 원료로서 부적합하기 때문에, 탈색을 위한 정제 공정을 필요로 하거나 또는 정제 공정으로 화장료나 식품 원료로 사용할 수 있는 정도로 탈색하는 것이 곤란하기도 한 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 갈변(褐變)하는 일 없이 안정하게 제조되는 저분자 히알루론산 및/또는 그 염, 및 그 제조 방법, 및 그것을 함유하는 화장료 및 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시킴으로써 얻을 수 있다.
본 발명자 등은 상기 목적을 달성하기 위해 히알루론산 및/또는 그 염의 저분자화 방법에 대해 열심히 연구를 거듭한 결과, 산성 함수(酸性含水) 매체에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시킴으로써 의외롭게도 제품을 갈변시키지 않고, 예를 들면, 1만 이하의 분자량까지 저분자화시킬 수 있으며, 안정되게 저분자 히알루론산을 얻을 수 있는 것을 찾아내서 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 산(酸)함유 함수(含水) 유기용제 중에 히알루론산 또는 그 염을 분산시킴으로써 얻을 수 있다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에서 상기 분산은 가열하에서 하는 것이 가능하다. 여기서 '분산은 가열하에서 한다'에는 '히알루론산 또는 그 염을 산(酸)함유 함수 유기용제 중에 가열하에서 첨가하는 것으로써 분산시키는 것' 만이 아니라, 산(酸)함유 함수 유기용제 중에 히알루론산 또는 그 염을 가열하에서 분산시킨 상태를 소정 시간 유지하는 것'을 포함하는 것으로 한다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시킨 뒤, 상기 함수 매체를 제거해 얻을 수 있는 잔류물을 가열 건조하여 얻을 수 있다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 있어서, 상기 함수 매체의 pH는 2 이하인 것이 가능하다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 있어서, 상기 함수 매체에 사용되는 매체는 에탄올, 메탄올 및 아세톤에서 선택되는 적어도 1 종류인 것이 가능하다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 있어서, 1 중량 % 수용액의 동점도가 lO ㎟/s 이하인 것이 가능하다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 있어서, 1 중량 % 수용액의 동점도가 3 ㎟/s 이하인 것이 가능하다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 있어서, 1 중량 % 수용액의 동점도가 2 ㎟/s 이하인 것이 가능하다.
여기에서 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 있어서, 색의 명도를 나타내는 L 값이 90 이상이며, 또한 색의 색상을 나타내는 b 값이 5 이하인 것이 가능하다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 제조 방법은 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시키는 공정을 포함한다.
본 발명의 화장료는 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 함유한다.
본 발명의 식품 조성물은 상기 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 함유한다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 의하면, 예를 들면 1만 이하라고 하는 저분자량까지 저분자화 해도 갈변되는 일 없이, 안정되게 제조할 수 있다. 이것에 의해, 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 예를 들면, 화장료, 식품 및 의약품의 원료로 유용하다.
예를 들면, 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 화장료의 원료로서 사용했을 경우, 다량으로 배합해도 색조를 손상시키지 않고, 사용감이 뛰어난 화장료를 얻을 수 있다. 또한 예를 들면, 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 식품 원료로서 사용했을 경우, 식품 본래의 색조, 풍미, 식감(食感)을 손상시키지 않고 조제할 수 있다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 설명한다. 또한 본 발명에서 '%'는 '질량 %'를 의미한다.
1. 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시킴으로써 얻을 수 있다.
또한 본 발명에서 '히알루론산'이란 글루쿠론산과 N-아세틸글루코사민의 2 당을 반복 구성 단위로 하는 다당류이다. 또한, '히알루론산의 염'으로는 특히 한정되지 않지만, 약학상 허용할 수 있는 염인 것이 바람직하고, 예를 들면, 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염, 아연염, 마그네슘염, 암모늄염 등을 들 수 있다.
1.1. 원료
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 원료인 히알루론산 및 그 염(이하, '원료 히알루론산 및 이의 염'이라고도 한다)은 일반적으로, 계관, 탯줄, 안구, 피부, 연골 등의 생물 조직, 또는 스트렙토 코크스(Strepto-cocus)속의 미생물 등의 히알루론산 생산 미생물을 배양해 얻을 수 있는 배양액 등을 원료로 하고, 이러한 원료로부터 추출 (또한 필요에 따라서 정제)해 얻을 수 있는 것이다.
본 발명에 사용하는 원료 히알루론산 및 그 염으로는 해당 조추출물 및 정제물 중 어떤 것을 사용해도 괜찮지만, 정제물, 구체적으로는 히알루론산 및/또는 그 염의 순도가 90 % 이상의 것이 바람직하다. 순도가 90 % 이상의 원료 히알루론산 및 그 염은 화장료 또는 식품의 원료로서 사용했을 경우, 보존 중에 색조나 풍미의 변화 원인이 되기 어렵기 때문에 안정된 화장료 또는 식품을 얻을 수 있다.
1.2. 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염
본 발명에서 '저분자 히알루론산 및/또는 염'이란, 원료 히알루론산 및 그 염보다도 분자량이 저감된 것을 말한다. 예를 들면, 계관에서 추출되는 히알루론산 및/또는 그 염의 분자량은 통상 200만에서 800만이다. 계관에서 추출되는 히알루론산 및/또는 그 염을 원료로서 사용할 경우, 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 분자량은 이것보다 저감된 것이다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 예를 들면, 화장료, 식품 조성물 및 의약품 등으로 사용할 경우, 제품의 색에 영향을 미치지 않는 점에서 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 색의 명도가 높고, 또한 황색 기미가 약한 쪽이 바람직하다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 색의 명도를 나타내는 L 값 (이하, 간단히 'L 값'이라고도 한다)이 90 이상이고 또한 색의 색상을 나타내는 b 값(이하, 간단히 'b 값'이라고도 한다)이 5 이하인 것이 가능하며, L 값이 92 이상이고 또한 b 값이 4 이하인 것이 더욱 바람직하며, L 값이 93 이상이고 또한 b 값이 3.5 이하인 것이 더욱더 바람직하다.
L 값은 물질이 갖는 색의 명도(lightness)를 규정하는 값이며, 0~100 사이의 수치로 나타낼 수 있다. L 값이 100인 경우, 가장 밝은 상태(완전한 백색)를 나타내는 한편, L 값이 0인 경우, 가장 어두운 상태(완전한 흑색)를 나타낸다.
b 값은 물질이 갖는 색의 색상(hue)을 규정하는 값이며, b 값이 클수록 황색 기미가 강한 것을 나타내는 한편, b 값이 작을수록 파란색의 기미가 강한 것을 나타낸다.
L 값 및 b 값은 JIS Z 8730에 의해 규정되는 색차 표시 방법에 따라서 Lab계 색도 좌표로 표시될 수 있다. 또한 L 값 및 b 값은 시판하는 색차계에 의해 측정할 수 있다. 또한 본 발명에서 고체의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 대해서 L 값 및 b 값을 측정하는 것으로 한다.
본 발명에서 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 L 값 및 b 값은 후술하는 본 발명의 제조 방법에 따라서 얻은 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 그 염이 미정제 상태에서의 L 값 및 b 값을 말한다. 즉, 본 발명에서 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 L 값 및 b 값은 탈색을 위한 정제 공정을 거치지 않은 상태에서 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 L 값 및 b 값을 말한다. 후술하는 실시예에서 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 착색도는 사용한 산성 함수 매체를 제거하기 위해 매체를 사용하여 행해지는 세정 공정 이외의 정제 공정을 거치지 않은 상태에서의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 L 값 및 b 값을 말한다.
본 발명의 저분자 히알루론산에서 저분자 히알루론산의 L 값 및 b 값은 예를 들면, 색차계(상품명 'COLOR AND COLOR DIFFERENCE METER MODE L 1001 DP', Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.)에 10 ㎜ φ 렌즈를 장착하고, 유리 셀에 측정 시료 1 g 이상을 빈틈없이 놓고 측정할 수 있다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염에 의하면, 색차계로 측정된 L 값이 90 이상이며, 또한 b 값이 5 이하이기 때문에 다시 정제 공정을 필요로 하지 않고서 화장료, 식품, 및 의약품의 원료로 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 저분자 히알루론산에서 저분자 히알루론산의 염으로 변환하는 방법 및 본 발명의 저분자 히알루론산의 염에서 저분자 히알루론산으로 변환하는 방법은 특히 한정되지 않고, 공지의 방법을 이용하여 할 수 있다.
본 발명의 저분자 히알루론산에서 저분자 히알루론산의 염으로 변환하는 방법으로는 예를 들면, 알칼리 수용액(예를 들면, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 칼슘, 수산화 마그네슘, 수산화 암모늄 등의 수용액)을 이용해 처리하는 방법을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 저분자 히알루론산의 염에서 저분자 히알루론산으로 변환하는 방법으로는 예를 들면, 산 수용액(예를 들면, 염산, 황산, 초산, 인산 등의 수용액)을 이용해 처리하는 방법이나 산성 양이온 교환 수지를 이용하는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 화장료나 식품에 배합할 때, 목적의 물성적 효과를 나타내기 위해서는 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 분자량은 바람직하게는 100만 이하, 더욱 바람직하게는 10만 이하, 더욱더 바람직하지는 2만 이하, 가장 바람직하게는 1만 이하가 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 분자량의 측정 방법은 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 동점도에서 극한 점도를 구하고, 이 극한 점도를 분자량으로 환산하는 방법, 액체 크로마토그래피에 의한 간이 측정법 등을 들 수 있다.
본 발명은 동점도에서 극한 점도를 구하고, 이 극한 점도에서 분자량으로 환산하는 방법으로 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 분자량을 구한다. 이 방법은 나중에 설명하는 우베로데 점도계를 이용하여 동점도를 측정하고, 이 동점도의 값에서 극한 점도를 구하여, 이 극한 점도를 분자량으로 환산한다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 1 질량 % 수용액의 동점도가 10 ㎟/s 이하인 것이 바람직하고, 3 ㎟/s 이하인 것이 더욱 바람직하며, 2 ㎟/s 이하인 것이 더욱더 바람직하다. 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염은 1 질량% 수용액의 동점도가 10 ㎟/s를 넘으면, 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 첨가량이 소정량을 넘을 경우에 점도가 너무 높아져 조제가 곤란해 지거나 또는 얻을 수 있는 화장료나 식품의 점도에 영향을 주어 버려서 사용감이 저하되거나 식감을 저해하는 경우가 있다.
1.3. 동점도의 측정 방법
이하, 본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 분자량을 구할 때 지표가 되는 동점도의 측정 방법에 대해서 설명하겠다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 수용액의 동점도는 우베로데(Ubbelohde) 점도계(Sibata Scientific Technology Ltd.)를 이용하여 측정할 수 있다. 이 때, 물이 흘러 내려가는 초수(秒數)가 200~1000 초가 될 것 같은 계수의 우베로데 점도계를 선택한다. 또한, 측정은 30 ℃의 항온 수조 안에서 수행하여 온도 변화가 없게 한다.
우베로데 점도계로 측정된 상기 수용액의 물이 흘러 내려가는 초 수와 우베로데 점도계의 계수와의 곱으로 동점도(단위: ㎟/s)를 구할 수 있다.
1.4. 분자량의 산출
본 발명은 시료의 극한 점도로부터 분자량을 산출할 수 있다. 일반적으로, 시료의 극한 점도를 구하려면, 우선, 복수의 시료 용액을 조제하여 우베로데 점도계에서 시료 용액의 흘러 내려가는 초 수 및 용매의 흘러 내려가는 초 수로부터, 하기식(1) 및 식(2)에 근거하여 비점도 및 환원 점도를 산출한다.
[식 1]
비점도 = (시료 용액의 흘러 내려가는 초 수÷용매의 흘러 내려가는 초 수)-1 ……(1)
[식 2]
환원점도 = (비점도÷건조물 환산의 시료 농도 (g/100㎖)) ……(2)
다음으로, 각 시료 용액은 얻은 환원 점도를 세로축에, 건조물 환산의 시료 농도를 가로축에 두어 검량선을 작성하고, 상기 시료 농도를 0으로 외삽함으로써 시료의 극한 점도를 얻는다. 시료가 히알루론산 및/또는 그 염인 경우, 하기 식(3)에 근거하여 시료의 극한 점도에서 분자량 M을 구할 수 있다.
[식 3]
극한점도 (cm3/g) = k'Mα ……(3)
(상기 식 (3)에 대해, k' = 0.036, α= 0.78이다.)
2. 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 제조 방법
2.1. 분산시키는 공정
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 제조 방법은 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시키는 공정을 포함한다. 분산시키는 공정에는 예를 들면, 분말상의 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 산성 함수 매체에 첨가하여 교반시킴으로써 할 수 있다. 여기에서 분말상의 히알루론산 및/또는 그 염은 거의 용해되지 않고 함수 매체 중에 분산된다. 따라서 이 경우, 교반을 정지함으로써 해당 분말은 침전한다.
여기에서 교반 속도나 교반 시간을 조정함으로써, 저분자화의 정도를 조정할 수 있다. 또한 히알루론산 및/또는 그 염을 함수 매체 중에 분산시키는 시간은 함수 매체의 pH나 온도에 따라서 적당히 결정할 수 있다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 제조 방법에 의하면, 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 함수 매체 중에 분산시키는 공정을 포함함으로써 갈변이 거의 없는 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 안정하게 얻을 수 있다. 이에 따라, 탈색을 위한 새로운 정제 공정을 필요로 하지 않기 때문에 생산 공정을 줄이는 것을 도모할 수 있다.
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 제조 방법에서 상술의 분산시키는 공정을 가열하에서 할 수 있다. 더욱 구체적으로는 분말상의 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 산성 함수 매체 중에 교반하면서 첨가하여 얻은 분산매를 가열할 수 있다. 또는 산성 함수 매체를 미리 가열하고, 이것에 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 첨가하여 온도를 유지해도 된다.
여기에서, 산성 함수 매체의 가열 온도는 30~70 ℃인 것이 바람직하다. 산성 함수 매체를 이 온도 범위 내에 가열함으로써, 1시간 이내의 가열로 목적의 분자량까지 안정하게 저분자화하는 것이 가능하다. 상술의 분산시키는 공정을 굳이 가열하에서 하지 않고, 상온(30 ℃ 미만)에서 하는 것으로 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 저분자화하는 것도 가능하다. 그러나 이 경우, 가열하에서 하는 경우에 비해 매우 긴 시간을 필요로 한다. 한편, 상술의 분산시키는 공정에서 가열 온도를 70 ℃보다 높게 하는 것도 가능하다. 그러나 이 경우, 장시간 가열하면 저분자화가 너무 진행되어서 목적의 분자량으로 안정되게 조정하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.
2.2. 가열 건조하는 공정
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염의 제조 방법에서 상술한 산성 함수 매체 중에 히알루론산 및/또는 그 염을 분산시키는 공정의 뒤에, 상기 함수 매체를 제거해 얻은 잔류물을 가열 건조하는 공정을 포함할 수 있다.
여기에서 가열 건조하는 공정은 예를 들면, 상술의 분산시키는 공정에 의해, 저분자화된 히알루론산 및/또는 그 염으로부터 함수 매체를 제거하여 얻은 잔류물을 가열 건조한다. 함수 매체의 제거는 예를 들면, 스트레이너(strainer)에서의 여과나 원심 처리 등의 물리적 수단이나 회전 농축기(Rotary Evaporator) 등을 사용한 증류 유거(留去)를 들 수 있다. 또한, 가열 건조하는 공정은 예를 들면, 열장고나 열풍 건조기 등을 이용하여 얻은 잔류물에서 잔류하는 함수 매체 및 수분을 제거하는 것이 바람직하다.
가열 건조하는 공정에서의 온도 및 시간은 특별히 정한 것은 아니지만, 온도는 60~95 ℃가 바람직하고, 70~90 ℃가 더욱 바람직하고, 70~80 ℃가 더더욱 바람직하다. 가열 건조하는 공정에서 온도가 60 ℃ 미만일 경우, 건조 효율이 저하하는 경우가 있으며 한편, 가열 건조하는 공정에서 온도가 95 ℃를 넘으면, 갈변이 생기는 경우가 있다. 또한 가열 건조하는 공정에서 시간은 6~48시간 이상이 바람직하고, 12~36시간이 더욱더 바람직하다. 가열 건조하는 공정에서 시간이 6시간 미만이라면 건조 효율이 저하하는 경우가 있는 한편, 가열 건조하는 공정에서 온도가 48시간을 넘으면, 갈변이 생기는 경우가 있다.
가열 건조하는 공정에서 상술의 분산시키는 공정에 의해 저분자화된 히알루론산 및/또는 그 염을 더욱더 저분자화할 수가 있기 때문에 저분자화 공정의 효율 향상에 기여할 수 있다. 또한 가열 건조하는 공정에 의해, 분자량이 10만의 저분자 히알루론산염 및 분자량이 2만 이하의 저분자 히알루론산을 용이하게 얻을 수 있다.
2.3. 함수 매체
본 발명의 제조 방법에서 함수 매체는 물을 포함하는 히알루론산 및/또는 그 염의 분산매를 말한다. 함수 매체에 사용할 수 있는 매체는 히알루론산 및/또는 그 염의 용해성이 낮은 것이 바람직하다. 함수 매체에 사용할 수 있는 매체는 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 액체이고, 물에 용해하는 성질을 가지며, 또한 화장료 또는 식품의 제조 공정에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 함수 매체에 사용할 수 있는 매체로는 예를 들면, 알코올계 매체(예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 2-프로판올 등), 케톤계 매체(예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤 등), 테트라하이드로퓨란, 아세트니트릴 등을 들 수 있고, 이러한 것들을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이 중, 끓는점의 낮음 및 가격 면으로 에탄올, 메탄올 및 아세톤에서 선택되는 적어도 1 종류인 것이 바람직하다.
함수 매체에서의 함수량은 특히 규정되지 않지만, 함수량이 많으면 히알루론산 및/또는 그 염이 분산 상태를 유지하지 못하고 함수 매체에 용해되기 때문에 수율 저하를 초래할 우려가 있다. 따라서, 함수 매체의 전량에 대한 물의 비율은 40 용량 % 이하가 바람직하고, 30 용량 % 이하가 더욱더 바람직하다.
또한, 본 발명의 제조 방법에서 함수 매체를 산성으로 하기 위해 사용하는 것으로는 예를 들면, 산이나 산성 양이온 교환 수지를 들 수 있다.
산으로는 특별 한정되지 않지만, 화장료 또는 식품의 제조에 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 산으로는, 예를 들면, 염산, 유산, 초산, 인산 등의 무기산, 시트르산, 아스코르브산, 초산, 빙초산 등의 유기산을 예로 들 수 있다. 산의 첨가량은 특별히 정한 것은 아니지만, 산의 첨가량이 적으면 히알루론산 및/또는 그 염의 저분자화가 진행되지 않고, 제조 효율이 저하한다. 한편, 산의 첨가량이 너무 많으면, 히알루론산 및/또는 그 염의 저분자화가 촉진되기 때문에, 목적의 분자량에 안정되게 조정하는 것이 곤란해진다. 예를 들면, 산으로서 염산을 사용하는 경우, 0.2 % 이상 4 % 이하인 것이 바람직하고, 산으로서 황산을 사용하는 경우, 0.1 % 이상 3 % 이하인 것이 바람직하다.
산성 양이온 교환 수지로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 강산성 양이온 교환 수지(Diaion SK1B, Dowex 50W), 약산성 양이온 교환 수지(듀올라이트 C-464) 등을 들 수 있으며, 강산성 양이온 교환 수지가 바람직하다. 예를 들면, 강산성 양이온 교환 수지를 용기 내에 고정화시켜 두고, 그 용기 내에 함수 매체 및 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 넣어 분산시키고, 이 분산매를 교반하여, 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 산성 양이온 교환 수지와 접촉시키는 것으로 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 저분자화할 수 있다. 이 경우, 산성 양이온 교환 수지가 분산매 중에 유출하지 않도록 산성 양이온 교환 수지를 고정화할 수 있다. 산성 양이온 교환 수지를 고정화함으로써 산성 양이온 교환 수지와 얻은 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 반응 후에 용이하게 분리할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서 함수 매체의 pH는 2 이하인 것이 바람직하고, 1 이하인 것이 더욱 바람직하다. 함수 매체의 pH가 2를 넘으면, 원료 히알루론산 및/또는 그 염을 저분자화하는데 장시간을 필요로 하기 때문에 효율이 저하한다.
3. 화장료
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 함유하는 화장료의 상태는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 피부에 사용하는 세정료, 화장수, 배니싱 크림, 콜드 크림, 유액, 팩, 파운데이션, 볼연지, 입술 연지, 네일 트리트먼트 등 손톱용 화장품, 마스카라 등 눈(目)용 화장품, 모발에 사용하는 샴푸, 린스, 헤어 트리트먼트, 쉐이빙 로션 및 치약제 등의 예를 들 수 있다.
4. 식품 조성물
본 발명의 저분자 히알루론산 및/또는 이의 염을 함유하는 식품 조성물의 상태는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 주식인 쌀밥 가공 식품, 제빵류 등, 부식인 레토르트 통조림, 냉동식품, 반찬, 건조 식품 등, 마요네즈 등 조미료, 음료, 과자, 디저트류, 액상, 겔상 또는 소프트 캡슐 상태 등의 건강보조식품(Supplement)류 등의 일반 식품 전반 외에 생리 기능을 표현하는 것이 허가된 특정 보건용 식품 전반을 들 수 있다.
5. 실시예
다음으로 본 발명을 실시예, 비교예 및 시험예에 근거하여 더욱 상세하게 설명하겠다. 또한 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다. 또한 동점도의 측정, 극한 점도의 산출, 및 L 값 및 b 값의 측정은 상술의 방법으로 행해졌다.
5.1. 실시예 1
본 실시예에서는 원료로 계관에서 추출, 정제한 히알루론산나트륨(이하, ' HANa'라고도 한다) 미세 분말을 준비했다. 이 원료 HANa의 평균 분자량은 약 210만, 순도 97 %이었다.
우선, 교반기 및 재킷(Jacket)을 장비한 300 L 용 탱크에 2% 염산 함유 73% 함수 에탄올(산성 함수 매체) 110 L를 채우고 교반하면서 액체 온도가 50 ℃가 되도록 가열했다. 여기에서 73 % 함수 에탄올은 에탄올을 73(W/W)% 함유하고, 물을 27(W/W)% 함유하는 것이며, 2 % 염산 함유 73 % 함수 에탄올은 염산을 2(W/W)% 함유하고 73 % 함수 에탄올을 98(W/W)% 함유하는 것이다. 50 ℃의 온도에 달한 뒤, 교반하면서 준비한 원료 HANa 미세 분말 6 ㎏ 을 탱크에 투입했다. 염산 함유 함수 에탄올의 온도를 50 ℃에 유지하도록 가열을 하지 않으면서 원료 HANa 미세 분말이 분산 상태가 되도록 교반했다.
다음으로, 15분간 교반하고 나서 가만히 둔 뒤, 침전시킨 액 중 윗부분의 맑은 물에 염산 함유 함수 에탄올을 경사분리(decantation)로 제거함으로써 침전물을 얻었다. 얻은 침전물에 미리 50 ℃로 가열한 2 % 염산 함유 73 % 함수 에탄올 110 L를 추가하고, 같은 방법으로 50 ℃로 가열하면서 교반을 15분간 하며, 이 조작을 합계 3회 반복했다.
그 다음에 염산 함유 함수 에탄올을 제거한 뒤, 얻은 침전물에 73 % 함수 에탄올 110 L를 추가하고, 염산 제거의 목적으로 교반을 15분간 했다. 염산의 잔류가 없어질 때까지 이 조작을 반복했다.
또한 함수 에탄올을 경사분리로 제거하여 잔류물을 얻었다. 이 잔류물에 대해서 원심분리 처리를 함으로써 함수 에탄올을 더 제거한 뒤, 진공 건조기를 사용하여 실온에서 6시간 탈용매를 했다.
이상의 공정으로 백색 미세 분말의 저분자 히알루론산 5.5 ㎏(수율 약 92 %)을 얻었다. 이 저분자 히알루론산은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 2.6 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 3.5만이고, L 값이 94.3이며, b 값이 1.9이었다.
5.2. 실시예 2
본 실시예에서는 원료로 실시예 1에서 사용한 HANa 미분말을 준비했다.
우선, 교반기 및 재킷을 장비한 300 L 용 탱크에 0.5 % 황산 함유 80 % 함수 아세톤(산성 함수 매체) 110 L를 채우고 교반하면서 액체의 온도가 60 ℃가 되도록 가열했다. 여기에서 80 % 함수 아세톤은 아세톤을 80(W/W)% 함유하고, 물을 20(W/W)% 함유하는 것이며, 0.5 % 황산 함유 80 % 함수 아세톤은 황산을 0.5(W/ W)% 함유하고, 80 % 함수 아세톤을 99.5(W/W)% 함유하는 것이다. 60 ℃의 온도에 달한 뒤, 교반하면서 준비한 원료 HANa 미분말 6 ㎏ 을 탱크에 투입했다. 황산 함유 함수 아세톤의 온도를 60 ℃에 유지하도록 가열을 하면서 원료 HANa 미분말이 분산 상태가 되도록 교반했다.
다음으로 15분간 교반하고 나서 가만히 둔 뒤, 침전시킨 액 중 윗부분의 맑은 물에 황산 함유 함수 아세톤을 경사분리로 제거함으로써 침전물을 얻었다. 얻은 침전물에 미리 60 ℃로 가열한 0.5 % 황산 함유 80 % 함수 아세톤 110 L를 추가하고, 이와 같이 60 ℃로 가열하면서 교반을 15분간 하며, 이 조작을 합계 3회 반복했다.
그 다음에, 황산 함유 함수 아세톤을 제거한 뒤, 얻은 침전물에 80 % 함수 아세톤 110 L를 추가하고 황산 제거의 목적으로 15분간 교반을 했다. 황산의 잔류가 없어질 때까지 이 조작을 반복했다.
또한 함수 아세톤을 경사분리로 제거함으로써 잔류물을 얻었다. 이 잔류물에 대해 원심분리 처리를 함으로써 함수 아세톤을 더욱 제거한 뒤, 진공 건조기를 사용하여 실온에서 6시간 탈용매를 했다.
이상의 공정으로 백색 미분말의 저분자 히알루론산 5.3 ㎏(수율 약 88 %)을 얻었다. 이 저분자 히알루론산은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 1.5 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 9000이고, L 값이 94.0이며b 값이 2.9이었다.
5.3. 실시예 3
실시예 1로 얻은 분자량 2.6만 저분자 히알루론산 미분말을 80 ℃에서 24시간 건열가열함으로써 더욱 분자량이 저감된 백색의 저분자 히알루론산 미분말을 얻었다.
이 저분자 히알루론산은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 1.1 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 6000이고, L 값이 93.9이며, b값이 3.2이었다.
5.4. 실시예 4
본 실시예에서는 원료로서 히알루론산 산생 연쇄산 구균(streptococcus)속의 미생물을 배양함으로써 얻은 히알루론산 함유 발효물에서 추출, 정제한 원료 히알루론산(이하, 'HA'라고도 한다) 미분말을 준비했다. 이 원료 HA의 평균 분자량은 약 160만이며, 순도는 97 %였다.
우선, 교반기를 장비한 300 L 용 탱크에 1 % 염산 함유 78 % 함수 에탄올(산성 함수 매체) 110 L를 채우고 교반하면서 액체 온도가 40 ℃가 되도록 가열했다. 여기에서 78 % 함수 에탄올은 에탄올을 78(w/w)% 함유하고, 물을 22(w/w)% 함유하는 것이며, 1% 염산 함유 78 % 함수 에탄올은 염산을 1(w/w)% 함유하고, 78 % 함수 에탄올을 99 (w/w)% 함유하는 것이다. 40 ℃의 온도에 달한 뒤, 교반하면서 준비한 원료 HA 미분말 6 ㎏ 을 투입했다. 염산 함유 함수 에탄올의 온도가 30℃를 밑돌지 않게 온도를 조절하면서, 원료 HA 분말이 분산 상태가 되도록 교반했다.
다음으로 15분간 교배하고 나서 가만히 둔 뒤, 침전시킨 액 중 윗부분의 맑은 물에 염산 함유 함수 에탄올을 경사분리로 제거함으로써 침전물을 얻었다. 얻은 침전물에 미리 40 ℃로 가열한 0.1 % 염산 함유 78 % 함수 에탄올 110 L를 추가하여 40 ℃로 가열하면서 교반을 15분간 하며, 이 조작을 합계 2회 반복했다.
그 다음에, 염산 함유 함수 에탄올을 제거한 뒤, 얻은 침전물에 78 % 함수 에탄올 110 L를 추가하고, 염산 제거를 목적으로 교반을 15분간 했다. 염산의 잔류가 없어질 때까지 이 조작을 반복했다.
또한 함수 에탄올을 경사분리로 제거함으로써 잔류물을 얻었다. 이 잔류물에 대해 원심분리 처리를 함으로써 함수 에탄올을 더 제거한 뒤, 다시 이 탱크에서 물 100 L로 용해시켜 수용액을 조제했다. 이 수용액을 교반하면서 20 % 수산화 나트륨 용액을 해당 수용액에 첨가하여 pH 6.5로 했다. 이 뒤, 이 수용액을 분무 건조기로 분무 건조를 했다.
이것에 의해, 백색 미분말의 저분자 히알루론산나트륨 4.6 ㎏(수율 약 77 %)을 얻었다. 이 저분자 히알루론산나트륨은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 21 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 14만이고, L 값이 95.0이며, b 값이 1.8이었다.
5.5. 실시예 5
실시예 4로 얻은 분자량 14만 저분자 히알루론산나트륨 미분말을 80 ℃에서 24시간 건열 가열함으로써 더욱 분자량이 저감된 백색의 저분자 히알루론산나트륨 미분말을 얻었다.
이 저분자 히알루론산나트륨은 우베로데 점도계로 측정된 1 % 수용액의 동점도가 8.7 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 4.1만이고, L 값이 94.1이며, b값이 2.2이었다.
5.6. 비교예 1
본 비교예에서는 계관 200 ㎏ 을 80 ℃의 뜨거운 물에 20분간 침지한 뒤, 세단기로 잘게 깨트리고, 이것에 500 L의 물을 추가하여 호모지나이저(homogenizer)에서 페이스트(paste)상으로 한 것을 원료로 사용했다.
이 원료를 교반기 및 쟈켓을 갖춘 1000 L 용 탱크에 투입하고, 이것에 20 % 수산화 나트륨 용액을 추가하여 최종 수산화나트륨 농도가 O.15 N이 되도록 조정했다. 용액 온도를 60 ℃까지 가열하고 60 ℃에서 2시간 유지했다. 이 용액에 대해서는 효소 처리 및 활성탄 처리를 하는 것으로 불용성 고형분을 제거하고 걸러 낸 맑은 액체를 얻었다. 이 걸러 낸 맑은 액체에 염화세틸피리디늄(CPC) 용액을 첨가하고 히알루론산과 복합체를 형성시켜 침전물을 얻었다.
다음으로, 에탄올을 사용하여 이 침전물을 정제한 뒤, 진공 건조기를 이용해 실온에서 6시간 탈용매를 행했다.
이것에 의해서 다갈색 미분말의 저분자 히알루론산나트륨 2.O ㎏(수율 1.0 %)을 얻었다. 이 저분자 히알루론산은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 21 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 14만이고, L 값이 88.8이며, b 값이 7.3이었다.
5.7. 비교예 2
최종 수산화나트륨 농도를 O.1 N으로 하는 것 외에는 비교예 1과 같은 방법으로 처리하여 저분자 히알루론산나트륨을 얻었다. 이 저분자 히알루론산나트륨을 2 % 식염수에 용해했다. 이 히알루론산 함유 2 % 식염수에 4 N 염산을 추가하고 pH 2.5로 한 뒤, 95 ℃에서 120분간 가열했다. 다음으로, 이 용액을 냉각한 뒤, 에탄올을 추가하여 침전물을 얻었다. 이어서 에탄올을 사용하여 이 침전물을 정제한 뒤, 진공 건조기를 이용하여 실온에서 6시간 탈용매를 했다.
이것에 의해서, 다갈색 미분말의 저분자 히알루론산 O.9 ㎏(수율 약 0.5 %)을 얻었다. 이 저분자 히알루론산은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 2.8 ㎟/s이며, 극한 점도로 환산한 분자량이 3.8만이고, L 값이 87.2 이며, b 값이 5.6이었다.
5.8. 비교예 3
알칼리 조건하에서의 가열 시간을 150분간으로 하는 것 외에는 비교예 2와 같은 방법으로 처리함으로써 다갈색 미분말의 저분자 히알루론산 1.O ㎏(수율 0.5 %)을 얻었다. 이 저분자 히알루론산은 우베로데 점도계를 사용하여 측정된 1 % 수용액의 동점도가 1.6 ㎟/s이며, 극한 점도에서 환산한 분자량이 1만이고, L 값이 87.0이며, b 값이 6.5이었다.
5.9. 시험예 1
화장료로의 배합 시험예로, 이하에 기술하는 처방에서 실시예 1~5 및 비교예 1~3에서 각각 얻은 저분자 HA 또는 HANa를 배합한 미백용 미용액을 각각 조제했다(내용량 50 ㎖/캡이 달린 투명 유리병).
<처방>
인산 아스코르빌 Mg 3.00 %
글리세린 8.00 %
1,3-부틸렌 글리콜 2.00 %
수첨 레시틴 0.05 %
저분자 히알루론산(Na)*1 0.50 %
히드록시에틸 셀룰로스 0.06 %
*PEG-50 수첨 피마자유 0.50 %
시트르산 Na 적량
메틸파라벤 0.21 %
페녹시 에탄올 0.08 %
EDTA-4Na 0.10 %
토코페롤
0.05 %
물 전량을 100 %로 한다
*1: 실시예 1~5, 비교예 1~3에서 각각 얻은 저분자 HA 또는 HANa.
실시예 1~5에서 얻은 저분자 HA 또는 HANa를 배합한 시험예에서는 사용감이 뛰어난 무색 투명한 미백용 미용액을 얻은 것에 비해, 비교예 1~3에서 얻은 HA 또는 HANa를 배합한 시험예에서는 색조가 갈색을 띠어 미백용 미용액으로는 적합하지 않았다.
5.10. 시험예 2
화장료로의 배합 시험예로, 이하에 기술하는 처방에서 실시예 1~5 및 비교예 1~3에서 각각 얻은 저분자 HA 또는 HANa를 배합한 유액(에모리엔트 밀크)을 각각 조제했다(내용량 150 ㎖/캡이 달린 투명 유리병).
<처방>
스테아린산 0.50 %
세토스테아린알코올 0.50 %
라놀린 0.80 %
트리이소옥탄산글리세린 4.00 %
올리브유 4.00 %
저분자 히알루론산(Na)*1 1.00 %
테트라 올레인산 폴리옥시 에틸렌(60) 소르비톨 0.50 %
폴리옥시에틸렌(20) 모노스테아린산 소르비톨 1.00 %
모노스테아린산 글리세린 0.50 %
1,3-부틸렌글리콜 6.00 %
크산탄검 0.14 %
메틸파라벤
적량
물 전량을 100 %로 한다
*1: 실시예 1~5, 비교예 1~3에서 얻은 저분자 HA 또는 HANa.
실시예 1~5에서 얻은 저분자 HA 또는 HANa를 배합한 시험예에서는 사용감이 뛰어난 유백색의 유액(에몰리언트 밀크)을 얻은 것에 비해, 비교예 1~3에서 얻은 HA 또는 HANa를 배합한 시험예에서 얻은 유액은 색조가 갈색을 띠어 유액으로는 적합하지 않았다.
5.11. 시험예 3
식품으로의 배합 시험예로, 이하에 기술하는 처방에서 실시예 1~5 및 비교예 1~3에서 얻은 저분자 HA 또는 HANa를 배합하여 스파우트 파우치에 넣고 백도 젤리 음료를 조제했다(내용량 150 g/투명 스파우트 파우치).
<처방>
크산탄검 1.00 %
카라기난 0.50 %
저분자 히알루론산(Na)*1 0.20 %
덱스트린 알콜 3.00 %
수크랄로스 0.02 %
4배 농축 백도 과즙 5.00 %
시트르산 0.60 %
시트르산 Na 0.20 %
L-아스코르브산 0.10 %
복숭아 향료
0.20 %
물 전량을 100 %로 한다
*1: 실시예 1~5, 비교예 1~3에서 얻은 저분자 HA 또는 HANa.
실시예 1~5에서 얻은 저분자 HA 또는 HANa를 배합한 시험예에서는 풍미 및 식감이 뛰어난 백색 반투명의 스파우트 파우치에 든 백도 젤리 음료를 얻을 수 있었다. 이에 비해, 비교예 1~3에서 얻은 HA 또는 HANa를 배합한 시험예에서 얻은 음료는 색조가 갈색을 띠어 젤리 음료로는 적합하지 않았다.
Claims (20)
- 분자량이 2만 이하이고, 색이 명도를 나타내는 L 값이 90 이상이며, 색의 색상을 나타내는 b 값은 5 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 분자량은 1만 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 제1항에 있어서, 상기 b 값은 4 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 제4항에 있어서, 상기 b 값은 3.5 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 제1항에 있어서, 상기 히알루론산 또는 이의 염의 1 중량 % 수용액의 동점도가 10 ㎟/s 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 제6항에 있어서, 상기 히알루론산 또는 이의 염의 1 중량 % 수용액의 동점도가 3 ㎟/s 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 제7항에 있어서, 상기 히알루론산 또는 이의 염의 1 중량 % 수용액의 동점도가 2 ㎟/s 이하인 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 제1항에 있어서, 히알루론산 분해효소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 히알루론산 또는 이의 염.
- 산성의 함수 매체 중에 히알루론산 및 이의 염을 분산시켜 얻어지는 청구항 제1항에 따른 히알루론산 또는 이의 염.
- 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 히알루론산 또는 이의 염을 포함하는 화장료.
- 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 히알루론산 또는 이의 염을 포함하는 식품 조성물.
- 산성의 함수 매체 중에 히알루론산, 이의 염, 또는 히알루론산 및 이의 염을 분산시키는 공정을 포함하고,
상기 함수 매체에 있어서의 물의 비율은 40 용량%이하인
분자량 10만 이하의 히알루론산 또는 이의 염의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 분산은 가열하에서 수행되는 히알루론산 또는 이의 염의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 산성의 함수 매체 중에 히알루론산, 이의 염, 또는 히알루론산 및 이의 염을 분산시킨 후, 상기 함수 매체를 제거하여 얻어지는 잔류물을 가열건조하는 공정을 더 포함하는 히알루론산 또는 이의 염의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 함수 매체의 pH는 2 이하인 히알루론산 또는 이의 염의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 함수 매체로 사용되는 매체는 에탄올, 메탄올, 및 아세톤으로부터 선택되는 적어도 1종인 히알루론산 또는 이의 염의 제조방법.
- 삭제
- 제13항에 있어서, 분자량이 6000 이상 10만 이하인 히알루론산 또는 이의 염의 제조 방법.
- 제13항에 있어서, 분산 상태에서 산분해하는 것인 히알루론산 또는 이의 염의 제조 방법.
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