KR101769001B1 - 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐 - Google Patents
비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식물연질캡술을 제조할 경우, 카라기난과 변성전분을 정제수와 글리세린을 이용하여 용해시키는데, 이때 사전에 정제수에 비타민 씨를 용해시켜 식물성 연질 캡슐 내에 비타민 씨를 함유할 수 있도록 연질 캡슐을 제조하는 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐에 관한 것이다.
Description
본 발명은 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식물연질캡술을 제조할 경우, 카라기난과 변성전분을 정제수와 글리세린을 이용하여 용해시키는데, 이때 사전에 정제수에 비타민 씨를 용해시켜 식물성 연질 캡슐 내에 비타민 씨를 함유할 수 있도록 연질 캡슐을 제조하는 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐에 관한 것이다.
2008년 건강기능식품에 관한 법률이 개정되면서 건강기능식품에서 개발 가능한 제형이 확대되면서 캡슐기재(원료)의 코팅제로 식품 또는 식품첨가제로 인정되는 소재를 사용하여 캡슐을 제작하게 되는 범위가 넓어졌다.
일반적으로 연질캡슐의 제조원료는 동물성(젤라틴)과 식물성(옥수수전분, 감자전분, 카라기난, 타피오카 등)으로 분리되며, 용매 또는 가소제로서 물과 주정, 글리세린, 솔비톨 등을 사용하고 있다.
동물성 연질캡슐의 원료인 젤라틴은 돼지의 외피나 소의 뼈, 가죽에서 가공하여 제조하는데, 1990년대부터 광우병에 대한 우려로 인해 건강기능식품 및 제약원료로 사용에 대하여 미국식품의약품안전국의 면밀한 조사가 시작되었고 사회적으로 문제가 대두되어 건강기능식품 첨가제로서 인식이 매우 나빠졌다.
이러한 이유로 젤라틴에 대한 대체원료로서의 연구개발이 다양하게 이루어지고 있다.
그동안, 동물성 연질캡슐의 대체 원료로 식물성 원료로 사용한 연질 캡슐의 제조 방법과 기술이 여러 방법으로 개발되어 있으나, 식물성 원료의 용해 및 점성, 피막형성이 용해 방법과 원료 배합에 따라 큰 차이가 나타나고 있다.
식물성 연질캡슐의 원료는 주로 옥수수전분(변형전분)과 감자전분, 타피오카, 카라기난 등을 사용하고, 용매 또는 가소제로는 글리세린, 물, 주종, 솔비톨 등을, 완충제로는 제2인산나트륨 또는 제2인산칼슘, 붕해 보조제로 글루코아밀라아제, 말토제닉아밀라아제, 알파-아밀라아제 등을 사용하여 식물성연질캡슐을 제조한다.
식물성연질캡슐의 제조 방법은 식물성원료의 선택과 배합비율 그리고 용매 또는 가소제, 완충제 등으로 잘 융합하여 점성, 물성, 접착력 등이 뛰어나도록 용해하는 것에 달려 있다.
종래의 일반적인 기술은 식물성 원료의 차이와 배합비율 그리고 용매 또는 가소제 등으로 식물성 연질캡슐을 제조하는 것이다.
이때, 식물성 연질캡슐의 제조에서 가장 중요한 것은 식물성 원료를 용매로 어떻게 잘 용해시켜 얇은 피막을 형성시키고 두 필림을 봉합시키느냐가 큰 관건이다.
즉, 식물성 원료의 용해 정도에 따라 연질캡슐의 제형 필림(피막)의 형성이 정상적으로 형성되거나 형성되지 않을 경우, 연질캡슐 성형이 안되며, 식물성 원료가 잘 붕해되지 않아 결정체가 생기거나 식물성 원료 각각이 굳거나 및 덩어리를 만들게 되어 얇은 필림(피막) 자체가 만들어지지 않고, 봉합도 안 될 뿐만 아니라, 점성과 접착력이 떨어져 연질캡슐을 제조할 수 없게 된다.
특히, 모든 연질 캡슐을 제조할 경우에는 반드시 정제수를 이용하여 용해시켜야 하며, 일반적으로 제조된 연질 캡슐은 보통 오메가-3 나 비타민 D, E 등 지용성 원료를 충진하여 건강기능식품을 제조하는데 사용한다.
그러나, 수용성 원료는 지용성과 융합 또는 혼합이 되지 않아 수용성과 지용성을 각각 따로 건강기능식품을 제조하는 단점이 있다.
또한, 종래의 연질 캡슐은 비타민을 함유하는데 상기와 같은 문제점으로 인하여 많은 제약이 따른다.
따라서, 본 발명을 통해, 비타민 씨를 함유하고 있는 정제수를 이용하여 식물성 원료를 완전히 붕해 또는 용해시키는 기술을 제공함으로써, 식물성 원료의 결정체가 전혀 생기지 않고 완전히 용해되도록 하여 점성과 접착력이 우수한 얇은 필림(피막)이 조성되며, 필림의 봉합력도 뛰어나 연질캡술이 정성적으로 성형되는 기술을 제공하게 된 것이다.
본 발명의 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 식물연질캡술을 제조할 경우, 카라기난과 변성전분을 정제수와 글리세린을 이용하여 용해시키는데, 이때 사전에 정제수에 비타민 씨를 용해시켜 식물성 연질 캡슐 내에 비타민 씨를 함유할 수 있도록 연질 캡슐을 제조하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 식물성원료가 비타민 씨를 함유한 정제수에 의해 잘 용해되어 결정체, 응결 등이 발생하지 않고 얇게 필림이 형성되며, 점성 및 접착성이 뛰어나 필림이 잘 만들어지고, 점성과 접착력이 강하여 봉입이 잘 이루어져 연질캡슐의 성형이 잘 이루어지도록 하는데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위하여, 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법은,
정제수 20 ~ 40 중량부에 비타민 씨 1 ~ 3 중량부를 용해시키는 비타민씨용액준비단계(S100);와
카라기난 10 중량부, 변성 전분 22 ~ 27 중량부, 글리세린 20 ~ 25 중량부를 준비하는 재료준비단계(S200);와
상기 준비된 카라기난 10 중량부, 변성 전분 22 ~ 27 중량부, 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 5 ~ 10 중량부(1차 정제수 투입)를 리본 믹스에 투입하여 5분 내지 7분 동안 골고루 섞이게 혼합하는 혼합단계(S300);와
상기 리본 믹스에서 혼합물을 꺼낸 후, 이동용기에 혼합물을 담아서 용해 탱크에 투입시키는 리본믹스내혼합물제거단계(S400);와
상기 용해 탱크에 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 10 ~ 20 중량부(2차 정제수 투입)를 투입한 후, 30 ~ 40℃의 온도로 회전시켜 혼합시키기 위한 용해탱크정제수가열단계(S500);와
상기 용해 탱크에 글리세린 20 ~ 25 중량부를 투입하고, 약 7 ~ 10분 간 혼합시키기 위한 용해탱크글리세린투입단계(S600);와
상기 비타민 씨가 용해된 정제수 5 ~ 10 중량부(3차 정제수 투입)를 용해 탱크에 투입하고, 65 ~ 70℃의 온도로 60 ~ 70분간 회전시켜 혼합시키기 위한 용해탱크가열단계(S700);와
용해 탱크의 온도를 65 ~ 70℃의 온도로 유지하면서, 약 6 ~ 9 분 정도를 진공시켜 탈포 처리하는 제1차진공잡기단계(S800);와
상기 제1차진공잡기단계를 수행한 후, 다시 용해 탱크의 온도를 75 ~ 85℃의 온도로 올린 후, 20 ~ 25분간 회전시켜 혼합시킨 후, 1 ~ 3 분간 패들을 돌려 진공을 잡기 위한 제2차진공잡기단계(S900);와
패들이 정지된 상태에서 65 ~ 75℃의 온도에서 1 ~ 3분간 다시 진공을 잡기위한 제3차진공잡기단계(S1000);와
상기 용해 탱크 내부의 혼합물을 서비스 탱크로 옮기되, 서비스 탱크의 온도를 85℃ 내지 90℃로 유지시키는 혼합물서비스탱크이전단계(S1100);와
상기 서비스 탱크를 성형기로 이동시켜 성형기에서 식물성 연질 캡슐을 제조하는 식물성연질캡슐제조단계(S1200);를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의해, 정제수에 비타민 씨를 용해시켜 식물성 연질 캡슐 내에 비타민 씨를 함유할 수 있도록 연질 캡슐을 제조함으로써, 비타민 씨의 효능을 제공할 수 있게 된다.
또한, 카라기난과 전분의 결정체와 덩어리, 응결 등이 이루어지지 않고 용매에 식물성원료인 카라기난과 변성전분이 현저하게 잘 용해되는 효과를 제공하게 된다.
또한, 상기와 같이, 용해가 잘 이루어지면 필림이 얇게 만들어지고 접착력이 뛰어나 봉입이 잘 이루어져 캡슐의 성형이 정상화되는 상승 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명의 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 중 필림의 탄성이 약해 끊어지는 현상이 발생하는 사진 예시도이다.
도 3은 연질 캡슐 용해물의 건조 사진 예시도이며, 도 4는 건조한 용해물 사진 예시도이다.
도 5는 본 발명의 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 실시예 1과 혼합 공정과 순서를 각기 달리하고, 진공 횟수를 달리한 실시예 2~4에 따른 혼합물의 상태를 나타낸 사진 예시도이며, 도 6은 정제수 20 ~ 40 중량부 내에 비타민 씨가 10 중량부 이상, 85℃ 이상의 온도일 경우, 본 발명의 배합 비율을 벗어나는 경우일 때, 물성 및 점성, 접착력의 차이를 나타낸 사진이며, 도 7은 카라기난과 변성 전분, 글리세린 및 정제수의 배합 비율이 다를 경우에 용해 탱크에서의 용해도의 차이를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 중 필림의 탄성이 약해 끊어지는 현상이 발생하는 사진 예시도이다.
도 3은 연질 캡슐 용해물의 건조 사진 예시도이며, 도 4는 건조한 용해물 사진 예시도이다.
도 5는 본 발명의 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 실시예 1과 혼합 공정과 순서를 각기 달리하고, 진공 횟수를 달리한 실시예 2~4에 따른 혼합물의 상태를 나타낸 사진 예시도이며, 도 6은 정제수 20 ~ 40 중량부 내에 비타민 씨가 10 중량부 이상, 85℃ 이상의 온도일 경우, 본 발명의 배합 비율을 벗어나는 경우일 때, 물성 및 점성, 접착력의 차이를 나타낸 사진이며, 도 7은 카라기난과 변성 전분, 글리세린 및 정제수의 배합 비율이 다를 경우에 용해 탱크에서의 용해도의 차이를 나타낸 사진이다.
이하, 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하고자 본 발명을 개시하게 된 것이며, 본 발명인 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
1. 비타민씨용액준비단계(
S100
)
상기 비타민씨용액준비단계는 정제수 20 ~ 40 중량부에 비타민 씨 1 ~ 3 중량부를 용해시키게 된다.
비타민 씨는 수용성 비타민으로 물에 잘 녹기 때문에 과잉 섭취해도 몸에 축적되지 않으며, 이러한 수용성 비타민은 체내 에너지대사에 관여하여 성장이나 대사가 왕성한 조직, 피부, 혈액, 소화관, 신경계 등에 영향을 주고 부족하면 피부염이나 빈혈, 소화기능 저하, 신경장애 등을 일으키는 것으로, 본 발명에서는 정제수 20 ~ 40 중량부에 비타민 씨 1 ~ 3 중량부를 용해시켜 비타민 씨 수용액을 제조하게 된다.
상기 비타민 씨는 인체의 기능과 건강 유지를 위한 미량 원소 중의 하나로 아스코르빈산이라고도 불리우며 인체의 감염에 대한 저항성 및 철분의 흡수를 촉진시키고 상처를 치유하며 조직을 건강하게 유지할 수 있도록 돕고 항산화제 중의 하나로서 자유기(free radicals)에 의한 세포 손상을 방지하여 항산화 활성을 띠게 하며, 생체 내에서 여러 가지 효소반응의 조효소로 쓰이면서 피부, 골격, 혈관, 연골 등의 결합조직을 구성하는 주요 단백질인 콜라겐의 합성에 관여하는 것으로, 본 발명에서는 비타민 씨를 정제수 20 ~ 40 중량부에 대하여 1 ~ 3중량부를 혼합하여 용해시키도록 되어 있으며, 비타민 씨가 1 중량부 미만으로 혼합되면 항산화 등의 효능이 거의 발현되지 않으며 3 중량부를 초과하여 혼합되면 특유의 신맛이 너무 강하여 취식감이 크게 저하되는 문제점이 발생된다.
2. 재료준비단계(
S200
)
재료준비단계는 카라기난 10 중량부, 변성 전분 22 ~ 27 중량부, 글리세린 20 ~ 25 중량부를 준비하는데, 카라기난을 스텐레스 용기에 넣고 전자 저울로 10 중량부를 측정하게 되며, 변성 전분도 마찬가지로 22 ~ 27 중량부를 측정하며, 글리세린도 마찬가지로 20 ~ 25 중량부를 측정하여 재료를 준비하게 된다.
상기 카라기난과 변성 전분 및 글리세린이 상기 중량부 미만일 경우에는 용해의 물성과 점성 및 접착력이 현저히 떨어지며, 상기 중량부를 초과할 경우에는 용매의 양이 적어 카라기난과 변성 전분 및 글리세린이 결정 또는 덩어리가 발생하고 용매에 용해가 잘 이루어지지 않는 문제점이 발생하게 된다.
3. 혼합단계(
S300
)
혼합단계는 상기 준비된 카라기난 10 중량부, 변성 전분 22 ~ 27 중량부, 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 5 ~ 10 중량부(1차 정제수 투입)를 리본 믹스에 투입하여 5분 내지 7분 동안 골고루 섞이게 혼합하는 과정이다.
상기 정제수의 중량이 5 중량부 미만일 경우, 카라기난과 변성전분을 혼합하는데, 두 원료의 혼합이 잘 이루어지지 않아 덩어리 및 결정이 생기며, 10 중량부 초과일 경우에는 카라기난과 변성전분을 용해하였을 때, 점성 및 물성이 연약하여 접착력이 떨어져 필림 형성에 어려운 문제점이 발생하게 된다.
그리고, 상기 리본 믹스에 5분 내지 7분 정도이면 골고루 섞이게 되는데, 5분 미만이 되면 정제수에 글리세린이 완전하게 녹지 않은 상태가 되며, 7분 이상이 되면 정제수가 증발되어 정제수의 양이 줄어드는 현상이 발생되며, 이후 카라기난과 변성전분을 용해시킬 때, 결정체나 덩어리가 발생할 수 있다.
따라서, 상기한 정제수의 중량과 혼합 시간을 가급적 준수해야 할 것이다.
4. 리본믹스내혼합물제거단계(
S400
)
리본믹스내혼합물제거단계는 상기 리본 믹스에서 혼합물을 꺼낸 후, 이동용기에 혼합물을 담아서 용해 탱크에 투입시키는 과정이다.
이때, 리본 믹스에서 혼합한 카라기난과 변성 전분의 혼합물에 결정체 혹은 덩어리가 존재할 경우에 구경 0.5mm의 채반으로 결정체 혹은 덩어리를 제거하는 덩어리제거단계;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 혼합한 카라기난과 변성 전분에 정제수가 충분히 침투되었는지와 덩어리가 없는지를 창을 통하여 육안으로 확인하게 되는데, 이때, 결정체나 덩어리가 존재할 경우에 상기와 같이 구경 0.5mm의 채반으로 결정체 혹은 덩어리를 제거하게 되는 것이다.
5. 용해탱크정제수가열단계(
S500
)
용해탱크정제수가열단계는 상기 용해 탱크에 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 10 ~ 20 중량부(2차 정제수 투입)를 투입한 후, 30 ~ 40℃의 온도로 회전시켜 혼합시키게 된다.
6. 용해탱크글리세린투입단계(
S600
)
용해탱크글리세린투입단계는 상기 용해 탱크에 글리세린 20 ~ 25 중량부를 투입하고, 약 7 ~ 10분 간 혼합시키는 과정이다.
7분 미만일 경우에는 정제수에 글리세린이 완전하게 녹지 않은 상태가 되며, 10분을 초과하게 되면 정제수가 증발되어 정제수의 양이 줄어드는 현상이 발생되며, 이후 카라기난과 변성전분을 용해시킬 경우에 결정체나 덩어리가 발생할 수 있다.
따라서, 상기한 혼합 시간을 가급적 준수해야 할 것이다.
7. 용해탱크가열단계(
S700
)
용해탱크가열단계는 비타민 씨가 용해된 정제수 5 ~ 10 중량부(3차 정제수 투입)를 용해 탱크에 투입하고, 65 ~ 70℃의 온도로 60 ~ 70분간 회전시켜 혼합시키는 과정이다.
상기 가열 온도 미만일 경우에는 용매 즉, 글리세린과 정제수에 카라기난 및 변성 전분이 잘 붕해되지 않는 문제점이 있으며, 상기 정제수의 가열 온도 초과일 경우에는 카라기난 및 변성 전분의 점성, 접착력이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다.
이때, 상기 정제수 5 내지 10 중량부 미만일 경우에는 카라기난과 변성 전분을 용매에 녹일 수 있는 양이 적어 응결현상이 발생하게 되며, 초과일 경우에는 용매의 과다로 점성, 접착력이 떨어져 봉합이 이루어지지 않는 문제점이 발생하게 된다.
또한, 정제수를 1차에서 3차까지 나뉘어 투입하는 이유는 하기와 같다.
즉, 정제수의 양을 한 번에 상기한 양을 투입한 후, 카라기난과 변성전분을 투입하였을 경우, 투입 후 바로 결정이 형성되는 심각한 문제점이 발생하게 되며, 재차 결정체를 없애는 기술이 존재하지 않아 캡슐 제조는 불가능하게 된다.
그러나, 본 발명처럼 정제수 비율을 3번으로 분리하여 투입할 경우에는 우선 1차 투입의 정제수는 카라기난, 변성 전분을 혼합하는 목적이며, 2차 투입의 정제수는 글리세린을 정제수에 혼합하는 목적이며, 3차 투입의 정제수는 용해 탱크에 투입하여 전체 재료를 가열시켜 용해시키기 위한 목적이다.
요약하자면, 한번에 투입시 발생하는 결정체 형성을 방지하기 위하여 상기와 같이, 3차에 걸쳐서 정제수를 분리하여 투입하는 것이다.
8. 제1차진공잡기단계(
S800
)
제1차진공잡기단계는, 용해 탱크의 온도를 65 ~ 70℃의 온도로 유지하면서, 약 6 ~ 9 분 정도를 진공시켜 탈포 처리하는 과정이다.
상기 탈포는 용해된 물질 내에 공기 또는 기포를 제거하는 목적인데, 9분을 초과하여 진공할 경우에는 용해 물질 내에 수분까지 떨어져 나가기(수분이 빠져나감) 때문에 용해 물질의 물성, 점성과 접착력이 떨어지게 된다.
진공을 하는 이유는 용해된 물질 내에 공기 또는 기포를 제거하는 목적이며, 기포 및 공기가 존재할 경우, 연질캡슐 성형하는데, 점성 및 물성과 접착력이 떨어진다.
용해 탱크안의 온도에 따라 카라기난과 변성전분의 용해 정도 및 기포 발생 빈도가 달라진다.
1차 진공은 65 ~ 70℃에서 진공할 경우, 공기 및 기포와 덩어리 부분이 가장 적었고 65℃ 미만의 경우, 공기 및 기포가 남아있고, 70℃ 초과시는 갑자기 고온으로 용해 물질내에 수분까지 떨어져 나가기(수분이 빠져나가기) 때문에 용해물질의 물성, 점성과 접착력이 떨어지게 된다.
9. 제2차진공잡기단계(
S900
)
제2차진공잡기단계는 상기 제1차진공잡기단계를 수행한 후, 다시 용해 탱크의 온도를 75 ~ 85℃의 온도로 올린 후, 20 ~ 25분간 회전시켜 혼합시킨 후, 1 ~ 3 분간 패들을 돌려 진공을 잡기 위한 과정이다.
1차 진공 후, 2차 진공은 온도를 용해물의 점성, 물성, 접착력 등을 좌우하는 요소로 온도를 1차 진공시보다 높게 하여 잔여물의 용해도를 높이면서 남아있는 기포와 공기를 없애는 단계이다.
이때, 75℃ 미만일 경우는 용해물의 점성, 물성, 접착력 및 탐성이 떨어지며, 85℃ 초과할 시는 수분이 증발하는 우려가 있어 이 또한 용해물의 점성, 물성, 접착력 및 탐성이 떨어지게 한다.
상기 85℃ 를 벗어날 경우에는 도 2와 같이, 용해 물질로 필림을 생성시킬 경우에 물거져 점성이 떨어져 필림의 탄성이 약해 끊어지는 현상이 나타나게 된다.
10. 제3차진공잡기단계(
S1000
)
제3차진공잡기단계는 패들이 정지된 상태에서 65 ~ 75℃의 온도에서 1 ~ 3분간 다시 진공을 잡기 위한 과정이다.
즉, 용해 탱크의 온도를 65 ~ 75℃ 까지 내린 후, 패들을 정지시키고, 100kg 기준으로 약 1분 내지 3분간 3차 진공을 시키는 과정이다.
상기 75℃를 벗어나거나, 100kg/m2 기준으로 약 1분 내지 3분을 벗어날 경우에는 잔류기포가 남거나, 단단해져서 점성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
또한, 상기와 같이, 1차에서 3차에 걸쳐 진공을 수행하는 이유는 카라기난과 변성 전분이 용매에 완전히 녹지 않거나, 결정체가 생기는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 순차적으로 1차 진공 후, 패들을 돌려 믹스하고, 다시 2차 진공을 하여 다시 녹이고, 마지막으로 3차 진공하여 최종 기포와 카라기난 및 변성 전분을 완전히 녹이게 되는 것이다.
11. 혼합물서비스탱크이전단계(
S1100
)
혼합물서비스탱크이전단계는 상기 용해 탱크 내부의 혼합물을 서비스 탱크로 옮기되, 서비스 탱크의 온도를 85℃ 내지 90℃로 유지시키는 과정이다.
즉, 용해 탱크의 압력을 약 0.2 내지 0.4 kg/m2 정도로 하여 용해 탱크 내부의 혼합물을 서비스 탱크로 옮기되, 서비스 탱크의 온도를 85℃ 내지 90℃로 유지시키는 과정이다.
상기 온도 85℃ 내지 90℃ 미만일 경우에는 용해 물질이 굳어지는 현상이 발생하며, 이상일 경우에는 용해물의 물성과 점성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
한편, 용해 탱크 내부의 혼합물을 서비스 탱크로 옮기는 것은 용해 탱크 하단부에 배출구가 일반적으로 존재하므로 배출구 아래로 서비스 탱크를 위치시켜 용해 탱크 하단의 밸브를 열어서 서비스 탱크로 용해 물질이 흘러들어가도록 하는 것이다.
12. 식물성연질캡슐제조단계(
S1200
)
식물성연질캡슐제조단계는 상기 서비스 탱크를 성형기로 이동시켜 성형기에서 식물성 연질 캡슐을 제조하는 과정이다.
상기 서비스 탱크가 이동할 수 있도록 서비스 탱크 아래에 바퀴를 구성하고 바퀴를 통해 성형기에 서비스 탱크를 이동시키는 것이며, 성형기와 서비스 탱크를 스텐레스 파이프로 연결시켜 서비스 탱크에 가압을 시키면 서비스 탱크 안에 있는 용해 물질이 성형기로 이동하여 성형기가 필림을 제형하고 비타민 씨가 함유된 연질 캡슐로 성형하게 되는 것이다.
한편, 도 6은 정제수 20 ~ 40 중량부 내에 비타민 씨가 10 중량부 이상, 85℃ 이상의 온도일 경우, 본 발명의 배합 비율을 벗어나는 경우일 때, 물성 및 점성, 접착력의 차이를 나타낸 사진이며, 도 7은 카라기난과 변성 전분, 글리세린 및 정제수의 배합 비율이 다를 경우에 용해 탱크에서의 용해도의 차이를 나타낸 사진이다.
구체적으로 설명하자면, 도 6에 도시한 바와 같이, 정제수 20 ~ 40 중량부 내에 비타민 씨가 10 중량부 이상, 85℃ 이상의 온도, 본 발명의 배합 비율을 벗어나는 경우일 때, 물성 및 점성, 접착력의 차이가 발생하는데, 왼쪽의 사진은 본 발명의 상기 배합 비율, 비타민 씨의 함유량, 배합 온도에 맞출 경우에 정상적인 상태를 나타낸 것이며, 오른쪽 사진은 정제수 20 ~ 40 중량부 내에 비타민 씨가 10 중량부 이상, 85℃ 이상의 온도일 경우에 비정상적인 상태를 나타낸 사진이다.
그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 왼쪽의 사진은 카라기난과 변성 전분, 글리세린 및 정제수의 배합 비율이 본 발명의 배합 비율을 맞추었을 경우로서, 정상적인 용해 상태를 나타내고 있으나, 오른쪽 사진은 본 발명의 배합 비율을 벗어날 경우로서, 결정체 및 용해가 제대로 이루어지지 않은 상태를 나타낸 사진이다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
<실시예 1> 비타민 씨가 함유된 정제수와 글리세린으로 카라기난 및 변성 전분을 용해하여 식물성 연질캡슐 제조
시중에서 카라기난 10 kg, 변성 전분 25 kg, 글리세린 25kg을 준비하고, 정제수 40 리터에 비타민 씨 1.5 kg 과 비타민 씨 2.0 kg을 각각 용해시켜 각각 비타민 씨가 함유된 정제수를 각각 준비하였다.
A 처리는 카라기난, 변성전분, 글리세린, 정제수는 동일하게 준비하며, 비타민 씨가 1.5 kg이다.
B 처리는 카라기난, 변성전분, 글리세린, 정제수는 동일하게 준비하며, 비타민 씨가 2.0 kg이다.
정제수 40리터에 비타민 씨를 용해시키고, 구체적으로 준비된 카라기난 10 kg, 변성 전분 25 kg, 글리세린 25kg, 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 10리터를 리본 믹스에 투입하여 5분 내지 7분 동안 골고루 섞이게 혼합하게 된다.
이후, 리본 믹스에서 혼합물을 꺼낸 후, 이동용기에 혼합물을 담고, 가열 교반기에 투입시키며, 상기 가열 교반기에 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 20리터를 투입한 후에 혼합물을 넣어서 30 ~ 40℃의 온도로 회전시켜 혼합시키게 된다.
이후, 상기 가열 교반기에 글리세린 25kg을 투입하고, 약 7 ~ 10분 간 혼합시키게 된다.
이후, 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 10리터를 가열 교반기에 투입하고, 65 ~ 70℃의 온도로 60 ~ 70분간 회전시켜 혼합시키게 된다.
이후, 가열 교반기의 온도를 65 ~ 70℃의 온도로 유지하면서, 약 6 ~ 9 분 정도를 진공시켜 탈포 처리하며, 다시 가열 교반기의 온도를 75 ~ 85℃의 온도로 올린 후, 20 ~ 25분간 회전시켜 혼합시킨 후, 1 ~ 3 분간 패들을 돌려 진공을 잡게 된다.
이후, 패들이 정지된 상태에서 65 ~ 75℃의 온도에서 1 ~ 3분간 다시 진공을 잡게 된다.
이후, 가열 교반기 내부의 혼합물을 스테인레스 용기에 넣어 건조를 시켜 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐의 조성물을 제조하게 된다.
한편, B 처리는 상기 제조 과정과 동일하게 진행하되, 비타민 씨가 2.0 kg이 용해된 정제수를 준비하여 상기 A 처리와 같이 동일한 제조 플로우로 제조하게 된다.
이때, 도 3의 경우에는 연질 캡슐 용해물의 건조 상태를 나타낸 사진이며, 도 4는 건조한 A처리된 용해물과 B처리된 용해물을 나타낸 사진이다.
<결과 및 고찰>
| 구분 |
정제수온도 | |||||
| 15℃ | 22℃ | 32℃ | 42℃ | 52℃ | 62℃ | |
| 무처리 | 7.20 | 7.11 | 7.07 | 6.68 | 6.72 | 6.60 |
| A | 2.49 | 2.47 | 2.44 | 2.43 | 2.41 | 2.41 |
| B | 2.25 | 2.22 | 2.20 | 2.18 | 2.16 | 2.14 |
상기한 무처리는 일반 정제수를 의미하며, A는 상기 A처리된 재료이며, B는 B처리된 재료이다.
비타민 씨는 일반적으로 약산성으로 물에 희석할 경우에 pH가 변화할 수 있으며, 온도가 높을 경우에 변화할 수 있다고 판단된다.
즉, 무처리에 비하여 비타민 씨를 용해시킨 처리구에서 모두 pH가 낮아지는 경향을 보였고, 가열에 따라서는 크게 변화하지 않는 것을 알 수 있었다.
| 구분 | 건조시간(h) | ||||
| 용해완료시 | 1 | 4 | 12 | 24 | |
| 무처리 | 62 | 47 | 35 | 19 | 6 |
| A | 60 | 45 | 34 | 19 | 7 |
| B | 61 | 45 | 35 | 20 | 7 |
건조는 70도 건조기에서 24시간 가속 건조하였다.
상기한 표와 같이, 카라기난, 변성전분와 글리세린을 비타민 씨를 용해시킨 정제수로 용해시켰을 때, 건조시 수분 감소를 측정해 본바, 일반 연질캡슐 용해물질과 큰 변화가 없어 안정적으로 비타민 씨가 함유된 연질캡슐을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.
| 구분 | 붕해의 교반시간(분) | |||
| 1 | 3 | 5 | 7 | |
| 무처리 | 17 | 52 | 81 | 0 |
| A | 16 | 55 | 83 | 0 |
| B | 17 | 52 | 81 | 0 |
붕해도 실험은 교반기에 건조한 연질캡슐 용해물 500mg을 비커에 넣은 후, 교반시키면서 측정하게 된다.
상기 수치는 붕해량의 %이며, 계산 방식은 (처리전 중량-잔류중량=붕해량)/처리전 중량×100 이다.
무처리 및 비타민 씨 함유된 연질 캡슐에 따른 붕해도의 결과를 보면 붕해 시간에 따라 처리구별 큰 차이가 없이 균등하게 붕해되는 것을 알 수 있다.
따라서, 비타민 씨의 함유에 따라 연질 캡슐의 붕해에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.
| 구분 | 열량 (kcal/100g ) |
탄수화물 (g/100g) |
단백질 (g/100g) |
비타민씨 (mg/100g) |
pH |
| 무처리 | 277.5 | 62.8 | 0.131 | 0 | 5 |
| A | 280.5 | 66.9 | 0.165 | 305 | 3.66 |
| B | 276.5 | 68.9 | 0.109 | 493.8 | 3.45 |
일반적으로 연질캡슐을 제조하기 위해서는 우선 카라기난과 변성전분을 글리세린 및 정제수로 용해를 시켜야 한다.
본 실험은 정제수에 비타민 씨를 용해시킨 정제수와 글리세린으로 카라기난과 변성전문을 용해시켰을 경우, 열량, 탄수화물 단백질 등의 변화를 조사하였던 바, 열량, 탄수화물, 단백질의 함량에서는 무처리와 비타민 씨가 함유된 처리 A, 처리 B 간에 큰 차이가 나타나지 않았다.
그러나, 비타민 씨의 함량은 비타민 씨를 넣은 처리구에서 비타민 씨 함량이 높다는 것을 알 수 있다.
이 결과로 보면, 비타민 씨는 카라기난, 변성전분 및 글리세린과 용해해도 소멸되지 않아 연질캡슐을 제조할 경우, 연질 캡슐내에 비타민 씨가 남는다는 것을 알 수 있는 중요한 실험 결과이다.
한편, pH를 보면 무처리에 비하여 비타민 씨 처리구에서 다소 낮은 경향이었는데, 이는 비타민 씨가 약산성이었기 때문인 것으로 판단된다.
| 처리구 | DPPH scavenging activity (%) |
| 무처리 | 4±1.2 |
| 처리 A | 34±1.4 |
| 처리 B | 45±0.5 |
상기 무처리는 비타민 씨 0mg 캡슐이며, 처리 A는 비타민 씨 305mg/100g캡슐이며, 처리 B는 비타민 씨 494mg/100g 캡슐이다.
측정방법으로, 50% 에탄올에 용해한 시료 100 μL와 100 μM 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 100 μL를 96 well plate에 넣은 후, 혼합하고 차광하여 상온에서 15분간 방치시킨 다음, microplate reader를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
시료를 첨가하지 않은 대조군과 비교하여 DPPH 소거 효과를 나타내었다.
상기한 비교표와 같이, 비타민 씨 농도가 많을수록 항산화활성이 높다는 것을 알 수 있었다.
<실시예 2> 완전 용해가 안 된 식물성 연질캡슐 제조
실시예1과 동일한 카라기난, 변성 전분, 글리세린, 비타민 씨가 함유된 정제수를 준비하고, 혼합 공정 및 순서를 하기와 같이 수행하게 된다.
즉, 글리세린과 정제수를 준비하고, 여기에 카라기난을 투입한 후, 다시 변성 전분을 투입하게 된다.
이때, 진공 방식은 용해 탱크 온도를 97℃±5℃에서 4분간 진공시킨다.
상기 실시예2의 혼합물 상태를 도 5를 통해 확인할 수 있는데, 도 5에 도시된 도면 부호 'a'가 실시예2의 혼합물 상태이며, 완전 용해가 안된 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 3> 결정체가 보이는 식물성 연질캡슐 제조
실시예1과 동일한 카라기난, 변성 전분, 글리세린, 비타민 씨가 함유된 정제수를 준비하고, 혼합 공정 및 순서를 하기와 같이 수행하게 된다.
즉, 글리세린과 정제수를 준비하고, 여기에 카라기난을 투입한 후, 다시 변성 전분을 투입하게 되며, 여기에 정제수를 투입하게 된다.
이때, 진공 방식은 용해 탱크 온도를 97℃±5℃에서 태들을 돌리면서 2분간 진공시키고, 다시 용해 탱크 온도를 97℃±5℃에서 태들 정지 후, 1분간 진공시키게 된다.
상기 진공은 2번에 걸쳐 수행하였다.
상기 실시예3의 혼합물 상태를 도 5를 통해 확인할 수 있는데, 도 5에 도시된 도면 부호 'b'가 실시예3의 혼합물 상태이며, 결정체가 보이는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 4> 기포가 양상된 식물성 연질캡슐 제조
실시예1과 동일한 카라기난, 변성 전분, 글리세린, 정제수를 준비하고, 혼합 공정 및 순서를 하기와 같이 수행하게 된다.
즉, 카라기난과 변성 전분을 혼합한 후, 정제수를 가열 후 투입하게 된다.
이후, 글리세린과 정제수를 가열 후 투입하게 된다.
이때, 진공 방식은 용해 탱크 온도를 92℃에서 1분간 진공시키고, 용해 탱크 온도를 97℃±2℃까지 올려 5분간 진공시키게 된다.
상기 진공은 2번에 걸쳐 수행하였지만, 실시예3과의 차이점은 진공 온도를 달리한 것이다.
상기 실시예4의 혼합물 상태를 도 5를 통해 확인할 수 있는데, 도 5에 도시된 도면 부호 'c'가 실시예3의 혼합물 상태이며, 기포가 양상된 것을 확인할 수 있었다.
실험 결과, 상기 실시예 2 내지 실시예 4의 경우에는 식물성 연질 캡슐로는 부적합함을 실험을 통해 확인할 수 있었는데, 이는 혼합 공정의 순서와, 정제수가 언제, 어느 시기에 투입할 것인가에 따라 최상의 연질 캡슐의 상태를 획득할 수 있는냐가 결정되게 된다.
이와 더불어, 진공 횟수도 상당히 중요한 요소로 작용하는 것으로 확인되었는데, 진공을 3번을 거쳐야만 가장 최적의 연질 캡슐의 상태를 획득할 수 있게 됨을 알 수 있어서 본 발명에서는 3회의 진공 과정을 거치게 되는 것이다.
상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
없음.
Claims (3)
- 식물성 연질캡슐 제조 방법에 있어서,
정제수 20 ~ 40 중량부에 비타민 씨 1 ~ 3 중량부를 용해시키는 비타민씨용액준비단계(S100);와
카라기난 10 중량부, 변성 전분 22 ~ 27 중량부, 글리세린 20 ~ 25 중량부를 준비하는 재료준비단계(S200);와
상기 준비된 카라기난 10 중량부, 변성 전분 22 ~ 27 중량부, 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 5 ~ 10 중량부(1차 정제수 투입)를 리본 믹스에 투입하여 5분 내지 7분 동안 골고루 섞이게 혼합하는 혼합단계(S300);와
상기 리본 믹스에서 혼합물을 꺼낸 후, 이동용기에 혼합물을 담아서 용해 탱크에 투입시키는 리본믹스내혼합물제거단계(S400);와
상기 용해 탱크에 상기 비타민 씨가 용해된 정제수 10 ~ 20 중량부(2차 정제수 투입)를 투입한 후, 30 ~ 40℃의 온도로 회전시켜 혼합시키기 위한 용해탱크정제수가열단계(S500);와
상기 용해 탱크에 글리세린 20 ~ 25 중량부를 투입하고, 약 7 ~ 10분 간 혼합시키기 위한 용해탱크글리세린투입단계(S600);와
상기 비타민 씨가 용해된 정제수 5 ~ 10 중량부(3차 정제수 투입)를 용해 탱크에 투입하고, 65 ~ 70℃의 온도로 60 ~ 70분간 회전시켜 혼합시키기 위한 용해탱크가열단계(S700);와
용해 탱크의 온도를 65 ~ 70℃의 온도로 유지하면서, 약 6 ~ 9 분 정도를 진공시켜 탈포 처리하는 제1차진공잡기단계(S800);와
상기 제1차진공잡기단계를 수행한 후, 다시 용해 탱크의 온도를 75 ~ 85℃의 온도로 올린 후, 20 ~ 25분간 회전시켜 혼합시킨 후, 1 ~ 3 분간 패들을 돌려 진공을 잡기 위한 제2차진공잡기단계(S900);와
패들이 정지된 상태에서 65 ~ 75℃의 온도에서 1 ~ 3분간 다시 진공을 잡기위한 제3차진공잡기단계(S1000);와
상기 용해 탱크 내부의 혼합물을 서비스 탱크로 옮기되, 서비스 탱크의 온도를 85℃ 내지 90℃로 유지시키는 혼합물서비스탱크이전단계(S1100);와
상기 서비스 탱크를 성형기로 이동시켜 성형기에서 식물성 연질 캡슐을 제조하는 식물성연질캡슐제조단계(S1200);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 리본믹스내혼합물제거단계(S400) 이후에,
리본 믹스에서 혼합한 카라기난과 변성 전분의 혼합물에 결정체 혹은 덩어리가 존재할 경우에 구경 0.5mm의 채반으로 결정체 혹은 덩어리를 제거하는 덩어리제거단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐을 제조하는 방법. - 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항의 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는,
비타민 씨가 함유된 식물성 연질 캡슐.
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