KR101576093B1 - 체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 나노입자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원재료의 모든 성분을 섭취하고, 기능성을 유지하며 또한 다양한 제형의 제품으로 응용될 수 있는, 나노입자분말의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 나노입자분말에 관한 것이다.
본 발명은 모든 성분을 섭취하면서도 유효성분을 용이하게 섭취할 수 있도록, 재료를 초미세분말로 제조한 후에 이 초미세분말을 다시 나노입자분말로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 나노입자분말은, 입자크기를 균일하게 유지하면서 다양한 제형의 제품으로 제조될 수 있음은 물론 유효성분의 흡수 소화가 매우 용이한 효능을 보유하고 있다.
구체적으로 보면, 재료를 세척한 후 건조기를 이용하여 수분 함량이 10~20%가 될 때까지 건조하는 세척 및 건조 단계; 상기 세척 및 건조 단계를 거친 재료에 대해, 파쇄기, 분쇄기 및 제트밀을 순서대로 이용하여 초미세분말로 제조하는 초미세분말 제조 단계; 및 상기 제조된 초미세분말을 습식밀을 이용하여 나노입자 형태의 분말로 제조하는 나노입자분말 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 모든 성분을 섭취하면서도 유효성분을 용이하게 섭취할 수 있도록, 재료를 초미세분말로 제조한 후에 이 초미세분말을 다시 나노입자분말로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 나노입자분말은, 입자크기를 균일하게 유지하면서 다양한 제형의 제품으로 제조될 수 있음은 물론 유효성분의 흡수 소화가 매우 용이한 효능을 보유하고 있다.
구체적으로 보면, 재료를 세척한 후 건조기를 이용하여 수분 함량이 10~20%가 될 때까지 건조하는 세척 및 건조 단계; 상기 세척 및 건조 단계를 거친 재료에 대해, 파쇄기, 분쇄기 및 제트밀을 순서대로 이용하여 초미세분말로 제조하는 초미세분말 제조 단계; 및 상기 제조된 초미세분말을 습식밀을 이용하여 나노입자 형태의 분말로 제조하는 나노입자분말 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 원재료의 모든성분을 섭취하고, 기능성을 유지하며 또한 다양한 제형의 제품으로 응용될 수 있는, 체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 나노입자에 관한 것이다.
본 발명은 모든성분을 섭취하면서도 유효성분을 용이하게 섭취할 수 있도록, 재료를 초미세분말로 제조한 후에 이 초미세분말을 다시 나노입자로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방법으로 제조된 나노입자는, 입자크기를 균일하게 유지하면서 다양한 제형의 제품으로 제조될 수 있음은 물론 유효성분의 흡수 소화가 매우 용이한 효능을 보유하고 있다.
구체적으로 보면, 재료를 세척한 후 건조기를 이용하여 수분 함량이 10~20%가 될 때까지 건조하는 세척 및 건조 단계; 상기 세척 및 건조 단계를 거친 재료에 대해, 파쇄기, 분쇄기 및 제트밀을 순서대로 이용하여 초미세분말로 제조하는 초미세분말 제조 단계; 및 상기 제조된 초미세분말을 습식밀을 이용하여 나노입자 형태로 제조하는 나노입자 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
근래에 들어 건강에 대한 관심이 증가하면서 현재 천연물을 소재로 한 건강식품의 개발이 활발히 진행되고 있다.
그 중에서도 인삼(Panax Ginseng)은 그 탁월한 효능으로 인하여 세계적으로도 우리나라 최고의 특산물로서 평가되어 왔다. 특히 홍삼은 수삼이나 건삼을 수증기로 증숙하여 건조한 것을 말하며, 증숙 과정에서 열에 의한 가수분해가 일어나 사환성 트리테르페노이드(triterpenoid)인 다마렌(Dammarane) 기본구조에서 일부분의 당이 유리되어 프로사포게닌(prosapogenin) 종류의 진세노사이드(ginsenoside) Rg3, Rg2, Rg5, Rh2, Rh4 등의 홍삼 특유 성분이 생성된다고 알려져 있다.
이 외에도 여러 가지 천연물 소재들의 개발에 있어서, 식품 산업이 발전함에 따라 다양한 식품 가공 기술이 적용되고 있다.
이러한 식품 가공 기술에서 가장 많이 사용되는 방법 중 하나가 바로 추출하는 방법이다.
그러나 상기 추출하는 방법은, 특정 성분만을 섭취하고자 하는 소비자들을 만족시킬 수는 있으나, 원재료의 모든성분을 모두 섭취하고자 하는 소비자를 만족시킬 수는 없다.
이를 보완하기 위해 종래 기술에서는, 다양한 기기를 이용한 분쇄기술을 적용하여 원료를 분말화시킴으로써, 원재료의 전성분을 섭취하고 체내 흡수율을 높이고자 노력하였다.
그러나 상기 분말화하는 방법 또한 입자의 크기에 따라 유효성분 흡수가 용이하지 않을 수 있다는 문제점이 있다.
더욱이 분말은 그 특성상 액체와 혼합하여 액상제품으로 개발한 후 섭취하는 경우가 많은데, 이러한 액상제품 개발 과정에서 분말의 입자 크기가 증가하여 표면적이 작아지게 되고 따라서 유효성분의 흡수가 용이하지 않게 된다.
예를 들자면, 인삼이나 홍삼은 액상을 음용하더라도 분자의 크기로 인해 인체에서의 흡수 소화가 일부분만 진행된다고 알려져 있다. 따라서 인삼이나 홍삼을 분말화할 때 인체에서의 소화 흡수를 고려하지 않고 입자의 크기가 큰 분말로 제조하게 되면 유효 성분의 흡수가 어려워진다.
따라서 본 출원인은 상기 지적한 문제점을 해소하기 위해서, 모든성분을 섭취하면서도 유효성분을 용이하게 섭취할 수 있도록, 재료를 초미세분말로 제조한 후에 이 초미세분말을 다시 나노입자로 제조하는 방법을 도출하였다.
본 발명에 따른 제조방법은, 입자 크기를 균일하게 유지시키면서 원재료를 다양한 제품으로 제조할 수 있으며, 입자를 나노입자로 제조하여 표면적을 증가시킴으로써 원재료의 모든성분 및 유효성분을 용이하게 섭취할 수 있다.
한편, 본 발명과 관련된 선행특허 1을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-0658772호에 초미세 인삼 분말을 이용한 음료 및 그 제조방법이 기재되어 있다.
더욱 상세하게는, 인삼 분말을 함유하는 음료 조성물에 관한 것이되, 상기 인삼 분말은 평균 입자경이 0.1~74 ㎛로 초미세 분말화한 인삼 분말이며, 상기 인삼은 백삼, 수삼, 홍삼, 태극삼, 홍삼, 호정화 인삼, 효소처리 인삼 및 발효 인삼으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상임을 특징으로 하고 있다.
그러나 상기 선행기술은 다음과 같이 본 발명과의 상이점이 존재한다.
① 인삼 분말의 평균 입자경이 0.1~74 ㎛(청구항 2 참조)이나, 본 발명은 원재료를 초미세 분말화한 후 나노입자로 제조하며 그 입자경은 10~1000 nm이므로, 유효성분 흡수에 현저한 차이가 나타날 수 있다.
② 앞서 서술한 바와 같이, 선행특허 1은 음료 조성물에 관한 것이므로, 액상제품 개발 과정에서 분말의 입자 크기가 증가하여 표면적이 작아지게 되고 따라서 유효성분의 흡수가 용이하지 않을 수 있다.
선행특허 2로서 공개특허공보 제10-2013-0018534호에는, 특정 진세노사이드(Rg5, Rg3, Rk1, Rh2) 함량이 증가된 인삼, 홍삼 초미세 분말의 제조방법이 기재되어 있다.
더욱 상세하게는, 인삼을 건조한 후, 초미세 분말화하는 단계; 및 상기 초미세 분말화된 인삼을 원적외선 처리하는 것을 특징으로 하며, 상기 인삼은 홍삼, 백삼, 산삼, 산양삼 또는 장뇌삼이고, 상기 초미세 분말화는 인삼의 평균 입경을 0.1~10 ㎛로 분말화하는 방법에 관한 것이다.
그러나 상기 선행특허 2 또한 다음과 같이 본 발명과의 상이점이 존재한다.
① 상기 초미세 분말화는 인삼의 평균 입경을 0.1~10 ㎛(청구항 4 참조)로 분말화하는 것이나, 본 발명은 원재료를 초미세 분말화한 후 나노입자로 제조하며 그 입자경은 10~1000 nm이므로, 유효성분의 흡수에 있어서 현저한 차이가 나타날 수 있다.
② 선행특허 2는 인삼 초미세 분말이 함유된 식품(청구항 10 참조)에 관한 것이나, 식품 중 액상제품 개발 과정에 있어서, 분말의 입자 크기가 증가하여 표면적이 작아지게 되고 따라서 유효성분의 흡수가 용이하지 않을 수 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 원재료의 모든 성분을 섭취하면서도, 기능성 유효성분을 용이하게 섭취할 수 있도록, 기능성 나노입자의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한 원재료의 모든 성분을 용이하게 섭취하기 위하여 원재료를 초미세분말로 제조한 후 다시 나노입자로 제조하는 기능성 나노입자의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한 입자크기를 균일하게 유지하면서 다양한 제형의 제품으로 제조될 수 있음은 물론 유효성분의 흡수 소화가 매우 용이한 기능성 나노입자의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 재료를 세척한 후 건조기를 이용하여 수분 함량이 10~20%가 될 때까지 건조하는 세척 및 건조 단계; 상기 세척 및 건조 단계를 거친 재료에 대해, 파쇄기, 분쇄기 및 제트밀을 순서대로 이용하여 초미세분말로 제조하는 초미세분말 제조 단계; 및 상기 제조된 초미세분말을 습식밀을 이용하여 나노입자 형태로 제조하는 나노입자 제조 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법과 상기 방법에 의해 제조된 나노입자를 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명에 따른 나노입자는 입자 크기를 균일하게 유지시키면서 원재료를 다양한 제품으로 제조할 수 있는 효능을 보유하고 있다.
본 발명에 따른 나노입자는 원재료의 모든 성분 및 유효성분이 용이하게 섭취될 수 있는 효능을 보유하고 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 폐기물이 배출되지 않는 효능을 보유하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 나타낸 제조공정도이다.
도 2는 전처리에 따른 분말의 입자 사이즈 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 30분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 4는 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 60분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 5는 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 90분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 6은 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 120분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 7은 마이크로입자와 나노입자의 성상을 비교한 사진이다.
도 2는 전처리에 따른 분말의 입자 사이즈 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 30분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 4는 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 60분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 5는 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 90분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 6은 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 120분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 7은 마이크로입자와 나노입자의 성상을 비교한 사진이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예, 참조예 및 도면은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과한 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
실시예
1. 기능성 나노입자의 제조방법
설명에 앞서, 나노입자의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법의 순서는 도 1의 제조방법을 나타낸 제조공정도에 따라 수행될 수 있으며, 설계 조건에 따라 각 단계간의 순서 변경 또는 생략 등이 수행될 수 있다.
1-1. 분류 단계
본 발명에서 재료의 소재는 인삼, 홍삼, 흑삼, 원료수삼, 태극삼, 미삼, 백삼, 녹차, 구아바잎, 감귤, 사과, 꾸지뽕, 도라지, 포도, 배, 진생베리, 블루베리, 아사이베리, 아로니아베리, 양배추, 당근, 브로콜리, 콩, 대두, 보리, 감자, 고구마, 감, 우엉, 쌀, 무, 톳, 미역, 감태 및 다시마 중 1 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 본 발명의 재료로 바람직하게는 원료수삼을 사용할 수 있다.
설계조건에 따라, 재료의 소재는 식물성 천연물 소재이면 충분할 수 있다.
또한 설계조건에 따라서는 재료를 초미세분말로 제조시, 팽화(puffing, 膨化), 호정화(糊精化), 발효 또는 효소 처리 등의 전처리 과정이 수행될 수도 있다.
여기서 발효는 통상적인 발효의 과정이 수행될 수 있으며, 발효 균주로, 누룩균(Aspergillus, Rhizopus), 황국균(Aspergillus oryzae), 백국균(Aspergillus kawachii), 메주균(황곡균/황균/Nattobacillus), 고초균(Bacillus), 젖산균(Lactic Acid Bacteria), 효모균(Yeast) 또는 방선균 등이 선택될 수 있다.
또한 설계조건에 따라 재료 및 발효 균주의 중량비가 다르게 설정될 수 있으며, 발효시 온도 및 기간 또한 발효 균주의 특성을 고려하여 발효 균주의 배양에 적합한 조건이면 충분하다.
1-2. 세척 및 건조 단계
재료의 위생적인 관리를 위해 이물질을 제거하는 세척 과정을 거칠 수 있다.
바람직하게는 흐르는 물에 세척하여 사용할 수 있으며, 이때 재료가 상하지 않도록 주의하며 세척한다.
세척이 완료된 재료는, 설계 조건에 따라, 건조 단계가 선택적으로 수행될 수 있다.
건조된 재료가 필요한 경우 즉 분말화되기 위해서는 건조기를 이용하여 수분함량이 15% 이하가 될 때까지 건조할 수 있다. 왜냐하면 초미세 분말 과정을 수행하기 위해서는 건조 과정을 통해 수분 함량이 조정되어야만 재료가 온전하고 효과적으로 분말화될 수 있기 때문이다.
건조는 총 2 단계에 걸쳐 진행될 수 있으며, 1차 건조시 재료를 일정량씩 채반에 넣은 후 70~80 ℃에서 20~30시간, 바람직하게는 24시간 동안 건조시킬 수 있다.
2차 건조시는 재료의 수분함량이 10~20% 이하가 될 때까지 80~100 ℃에서 10~20시간 이상 건조시킬 수 있으며, 바람직하게는 90 ℃에서 12시간 동안 2차 건조할 수 있다. 이때 약 24~30%의 수득률을 얻을 수 있다.
1-3.
증삼
단계
증삼 단계는 나노입자의 재료로서 홍삼을 포함시키고자 할 때 수행되는 단계로서 인삼, 흑삼, 태극삼, 미삼 또는 백삼이나 기타 다른 식물성 성분을 재료로 하고자 할 때에는 제외될 수 있다.
원료 삼에 대해 세척을 완료한 후에 채반에 넣은 후 증삼기에서 90~100 ℃에서 4~6시간 동안 증삼할 수 있으며, 바람직하게는 95 ℃에서 5시간 동안 증삼할 수 있다.
이어서 증삼이 완료된 재료를 열풍건조기에 넣은 후 50~60 ℃에서 11~13시간 동안 수분함량이 5~14% 이하가 될 때까지 건조할 수 있다.
일 예로, 세척이 완료된 원료수삼 200 kg을 일정량씩 채반에 넣은 후 95 ℃에서 5시간 동안 증삼하고, 열풍건조기로 옮겨 55 ℃에서 12시간 건조할 수 있다. 이 경우에는 건조 결과 수분함량이 13% 인 홍삼 50 kg을 수득할 수 있다.
1-4. 초미세분말 제조 단계
초미세분말 제조 단계는 재료를 초미세 분말화할 때 사용된다.
여기에서, 나노입자의 제조에 앞선 전처리 공정으로서 재료를 초미세 분말화할 수 있으며, 다양한 제형에 이용될 수 있도록 원하는 크기의 입자로 제조한다.
분말 제조 단계는 각각 다른 기기를 이용하여 총 3 단계의 공정이 적용될 수 있고, 수분함량이 13% 이하인 건조 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
① 파쇄기를 통한 분말 제조
최종 공정의 효율성을 높이기 위해 조분쇄하는 단계로서, 롤러 형식의 파쇄기를 이용하여 건조 재료를 약 1~5 cm 정도의 크기로 분쇄할 수 있다.
② 분쇄기를 통한 분말 제조
조분쇄된 소재를, 회전 형식인 분쇄기를 이용하여 약 5 mm 이하인 분말로 분쇄할 수 있다.
③ 제트밀을 통한 분말 제조
제트밀을 통한 분말 제조 단계는, 분쇄기를 통한 분말 제조에서 수득한 5 mm 이하의 거친 분말을 제트밀에 적용하는 단계로서, 설계에 따라서는, 제조되는 제품의 용도에 따라 생략될 수 있다.
여기에서 제트밀을 이용하여 평균 입자 크기가 약 2.9 ㎛인 초미세분말을 수득할 수 있다.
구체적으로 보면, 5 mm 이하로 분쇄된 분말을 제트밀의 공급 용기에 투입한다. 공급 용기에 투입된 분말은 높은 압력의 기체가 흐르는 그라인딩(Grinding) 내부로 들어가 입자 간의 강한 충돌로 인해 분쇄가 이루어지며, 높은 압력의 기체로 인해 사이클론이 형성되어 초미세입자(1~100 ㎛)는 포집되고, 입자가 큰 것은 다시 그라인딩 내부에서 반복적으로 충돌이 발생하여 초미세입자를 만든다.
이때 산소 또는 질소가 이용되며, 약 6~8 바(bar, 1bar=10Pa)의 압력이 사용될 수 있다. 바람직하게는 수분이 제거된 질소 기체를 사용할 수 있으며, 압력은 약 7 바(bar) 정도의 조건에서 수행할 수 있다.
1-5. 나노입자 제조 단계
초미세분말 제조 단계를 수행하여 수득한 초미세분말을, 습식밀을 사용하여 나노입자로 제조한다.
나노입자를 제조하기 위해서는, 세가지 형태인 순환방식, 단회방식 및 멀티방식의 그라인딩(Grinding) 과정이 수행될 수 있으며, 바람직하게는 순환방식을 선택할 수 있다.
또한 습식밀(나노밀;Nano Mill) 챔버의 구조는 디스크(Disk)와 교반(Agitator)으로 되어 있으며, 비드(Bead)와 스크린으로 구성되어 있다.
나노입자 형태의 제조에 있어서 입자 크기는 비드 크기에 의해 결정된다. 따라서 원하는 입자를 제조하기 위해서는 비드의 선택이 매우 중요하다고 할 수 있다.
본 발명에서는 5~20 L 습식밀 챔버 및 80~120 ㎛ 사이즈의 비드를 이용하여 10~15 m/s의 속도에서 나노입자 제조 단계를 수행할 수 있으며, 바람직하게는 10 L 용량의 습식밀 챔버 및 100 ㎛ 사이즈 비드를 이용하여 12 m/s의 속도로 나노입자를 제조할 수 있다.
나노입자의 제조는, 30~120분 동안 수행될 수 있으며 바람직하게는 120분 동안 수행될 수 있다.
나노입자의 제조는 초미세분말 전처리 단계와 나노밀 투입 및 분쇄단계를 포함할 수 있다.
① 초미세분말 전처리 단계
제트밀에 의한 초미세분말을 정제수에 투입한 후 교반기를 사용해 균일하게 교반하는 초미세분말 전처리 단계를 수행하게 된다.
② 나노밀 분쇄 단계
상기 초미세분발 전처리단계에서 균일하게 교반된 정제수와 초미세분말의 혼합액(이하 전처리액이라 함)을 나노밀 챔버에 투입한 후, 상기 전처리액을 나노밀 챔버내에서 순환시키며 나노 헤드밀을 통해 분쇄를 진행한다
상기 단계를 통해 나노입자의 입자경이 10~1000 nm인 나노입자를 제조할 수 있다.
1-6. 제형 공정 단계
나노입자로 제조된 재료들은 캅셀, 과립, 정제, 분말, 과립(차), 캔디, 젤리, 양갱, 초콜릿 및 음료 등의 다양한 제형을 갖는 제품에 사용될 수 있다.
1-7. 살균 단계
상기 제형 공정 단계를 거친 제품은, 발생할 수 있는 오염에 대비하여 생물학적 안전성 확보를 위해, 80~100 ℃에서 15~45분 동안 살균시킬 수 있으며, 바람직하게는 90 ℃에서 40분 동안 살균시킬 수 있다.
실험예
1. 나노입자의 효율성 측정
1-1. 실험 과정
실시예 1에 따른 나노입자의 효율성을 알아보기 위해, 전처리에 따른 초미세분말의 표면적 변화 측정, 분쇄 시간에 따른 입자 크기 변화 측정 및 마이크로입자와 나노입자 성상 비교 실험을 수행하였다.
본 실험예에서 사용되는 전처리액은, 본 발명의 실시예 1의 초미세분말 제조 단계를 거친 초미세분말 10 kg을 정제수 100 L에 투입한 후 교반기로 균일하게 분산시켜 제조하였다.
1) 전처리에 따른 초미세분말의 표면적 변화 측정
전처리액을 이용하여, 전처리에 따른 초미세분말의 표면적 변화를 측정하였다.
초미세분말의 입자 사이즈를 먼저 측정한 뒤, 전처리액의 입자 사이즈를 측정하였다.
2) 분쇄 시간에 따른 입자 크기 변화 측정
분쇄 시간에 따른 입자 크기의 변화를 측정하기 위해, 전처리액 20 L, 순환방식의 10 L 습식밀 챔버 및 100 ㎛ 사이즈 비드를 이용하여 12 m/s에서 시간에 따라 나노입자를 제조하였다.
3) 마이크로입자 및 나노입자 성상 비교
전처리액에 따른 마이크로입자와, 실시예 1에 따른 나노입자의 성상을 육안으로 관찰 및 비교하였다.
1-2. 실험 결과
도 2는 전처리에 따른 분말의 입자 사이즈 변화를 나타낸 그래프이다.
정제수에 균일하게 분산되어진 초미세분말의 사이즈 변화가 있는지 확인하기 위해 입자사이즈를 측정한 결과, 약 2.5배 정도 입자사이즈가 커진 것을 확인할 수 있었다.
따라서 단순히 초미세분말을 액상으로 제조시, 입자사이즈 변화로 인해 표면적이 작아져 있으므로 섭취시 영양성분의 흡수율에 영향을 미칠 것으로 사료되었다.
도 3은 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 30분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 4는 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 60분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 5는 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 90분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
도 6은 전처리한 분말의 전처리액을 습식밀로 120분 동안 분쇄한 후 입자 사이즈를 측정한 그래프이다.
측정 결과, 20 L 전처리액을 순환시키면서, 10 L 습식밀에서 30분 분쇄를 진행한 경우의 평균 입자 사이즈는 1.563 ㎛, 60분 분쇄를 진행한 경우의 평균 입자 사이즈는 1.359 ㎛, 90분 분쇄를 진행한 경우의 평균 입자 사이즈는 1.041 ㎛, 120분 분쇄를 진행한 경우는 평균 입자 사이즈가 최소 10 nm에서 최대 955 nm 인 것을 확인하였다.
즉, 120분 동안 분쇄할 경우 가장 작은 사이즈의 입자를 제조할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
도 7은 마이크로입자와 나노입자의 성상을 비교한 사진이다.
비교 결과, 입자사이즈가 커져 있는 전처리액의 마이크로입자는 액상에 가까울 정도로 흐름성이 매우 있고 액과 분말로 상 분리가 일어나지만, 나노입자의 경우는 흐름성이 거의 없고 홍삼농축액과 매우 흡사한 높은 점성을 지닌 것을 쉽게 확인할 수 있었다.
상기 결과들을 통해 알 수 있듯이, 습식밀을 이용한 본 발명은, 더 이상 입자 크기가 변화하지 않고 입자의 표면적을 유지함으로써 원재료의 모든 성분 및 유효성분의 흡수를 용이하게 하는, 기능성 나노입자의 제조방법을 제공한다.
Claims (10)
- 재료를 세척한 후 건조기를 이용하여 수분 함량이 10~20%가 될 때까지 건조하는 세척 및 건조 단계;
상기 세척 및 건조 단계를 거친 재료에 대해, 파쇄기, 분쇄기 및 제트밀을 순서대로 이용하여 초미세분말로 제조하는 초미세분말 제조 단계; 및
상기 제조된 초미세분말을 습식밀을 이용하여 나노입자 형태로 제조하는 나노입자 제조 단계를 포함하되,
상기 세척 및 건조 단계는 세척된 재료를 70~80 ℃에서 20~30시간 동안 1차 건조하고, 80~100 ℃에서 10~20시간 동안 2차 건조하는 것을 특징으로 하며,
상기 초미세분말 제조 단계에서 제트밀에서 사용되는 기체는 6~8 바(bar)의 압력을 갖는 산소 또는 질소이며, 상기 초미세분말의 입자경은 1~100 ㎛인 것을 특징으로 하고,
상기 나노입자 제조 단계는 제트밀에 의해 제조된 초미세분말을 정제수에 투입한 후 교반기를 사용해 균일하게 교반하는 초미세분말 전처리 단계와 상기 초미세분말 전처리단계에서 균일하게 교반된 정제수와 초미세분말의 혼합액(이하 전처리액이라 함)을 나노밀 챔버에 투입한 후, 상기 전처리액을 나노밀 챔버내에서 순환시키며 나노 헤드밀을 통해 분쇄를 진행하는 나노밀 분쇄 단계를 포함하며, 상기 나노입자 제조 단계에서 나노입자의 제조는, 5~20 L 습식밀 챔버 및 80~120 ㎛ 사이즈 비드를 이용하여 10~15 m/s의 속도에서 30~120분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 재료는,
인삼, 홍삼, 흑삼, 원료수삼, 태극삼, 미삼, 백삼, 녹차, 구아바잎, 감귤, 사과, 꾸지뽕, 도라지, 포도, 배, 진생베리, 블루베리, 아사이베리, 아로니아베리, 양배추, 당근, 브로콜리, 콩, 대두, 보리, 감자, 고구마, 감, 우엉, 쌀, 무, 톳, 미역, 감태 및 다시마 중 1 이상인 것을 특징으로 하는, 체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 나노입자의 입자경은 10~1000 nm인 것을 특징으로 하는,체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 재료가 홍삼인 경우, 증삼단계를 더 포함하며,상기 증삼단계는 원료 삼에 대해 세척을 완료한 후에 채반에 넣은 후 증삼기에서 90~100 ℃에서 4~6시간 동안 증삼하는 단계와 증삼이 완료된 재료를 열풍건조기에 넣은 후 50~60 ℃에서 11~13시간 동안 수분함량이 5~14% 이하가 될 때까지 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 체내흡수율을 극대화한 나노입자의 제조방법. - 삭제
- 청구항 1, 청구항2, 청구항6, 청구항7 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 체내흡수율을 극대화한 나노입자.
- 청구항 9에 기재된 기능성 나노입자를 이용하여 제조된 식품.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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