KR101825029B1 - 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법 - Google Patents

산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101825029B1
KR101825029B1 KR1020160123045A KR20160123045A KR101825029B1 KR 101825029 B1 KR101825029 B1 KR 101825029B1 KR 1020160123045 A KR1020160123045 A KR 1020160123045A KR 20160123045 A KR20160123045 A KR 20160123045A KR 101825029 B1 KR101825029 B1 KR 101825029B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nanotransporter
carotene
goat milk
aqueous solution
concentration
Prior art date
Application number
KR1020160123045A
Other languages
English (en)
Inventor
이원재
하호경
김진욱
윤숭섭
김승민
한경식
Original Assignee
경상대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경상대학교산학협력단 filed Critical 경상대학교산학협력단
Priority to KR1020160123045A priority Critical patent/KR101825029B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101825029B1 publication Critical patent/KR101825029B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17—Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/19—Dairy proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/40—Complete food formulations for specific consumer groups or specific purposes, e.g. infant formula
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P10/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the products
    • A23P10/30—Encapsulation of particles, e.g. foodstuff additives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5176—Compounds of unknown constitution, e.g. material from plants or animals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5192—Processes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00—Function of food ingredients
    • A23V2200/20—Ingredients acting on or related to the structure
    • A23V2200/25—Nanoparticles, nanostructures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/54—Proteins
    • A23V2250/542—Animal Protein
    • A23V2250/5424—Dairy protein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2300/00—Processes
    • A23V2300/48—Ultrasonic treatment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pediatric Medicine (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)

Abstract

본 발명은 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명을 통한 산양유 단백질 분해물을 포함하는 나노 전달체는 우유 단백질에 민감하거나 소화 기능이 저하된 유아 또는 고령의 노인들이 용이하게 섭취할 수 있는 특수 용도의 식품 원료로 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대되며, 이를 통해 관련 산업의 내수 확대 등의 효과를 보일 수 있을 것으로 기대된다.

Description

산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법{Hydrogel nano-delivery system derived from goat milk protein hydrolyzate and preparation method thereof}
본 발명은 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
우리 나라는 저출산 추세와 평균 수명의 연장으로 인해 2026년 경 초고령화 사회에 진입할 것으로 예상되고 있다. 고령 인구의 증가에 따라 노인성 질환에 대한 예방 또는 치료법 뿐만 아니라 이들을 대상으로 한 실버 푸드(silver food)에 대한 관심이 필요한 실정이다. 고령 인구를 위해 필요한 생리활성 물질의 이용성을 극대화하고, 식품 섭취에 어려움이 있는 문제를 해결하기 위한 연구 개발이 이루어지고 있으며, 관련 산업 분야도 급속히 성장하고 있다.
다양한 식품 원료 중 산양유 단백질은 젖소유에 비해 단백질 구성 측면에서 모유와 매우 유사하며 소화 흡수율이 높다. 특히 αs-카제인 및 β-락토글로불린과 같은 우유 알레르기의 원인이 되는 단백질을 효소로 가수분해처리 할 경우 우유 알레르기를 예방 가능한 식품 소재로 이용 가능할 뿐만 아니라 장질환 환자들이나 시니어 세대의 소화 흡수를 용이하여 할 수 있어 실버 푸드 원료 소재로 이용 시 큰 장점을 지니고 있다. 또한 산양유 단백질 분해물을 이용하여 전달체를 제조 할 경우 산양유 단백질 분해물 자체의 영양학적 가치를 유지하면서, 시니어들의 노화 예방 (예, 항산화제, 비타민) 및 알츠하이머, 심혈관 질환 증상 완화 (예, 오메가-3 지방산) 기능을 지닌 다양한 생리활성물질의 이용성을 극대화 할 수 있을 것으로 기대된다. 현재 국내외적으로 산양유 단백질 분해물을 이용한 전달체 관련 연구는 전무한 실정이다.
Food grade 나노 전달체는 안전한 식품유래 물질로 제조되며, 기존 생리활성물질 전달에 이용된 미세입자 (> 1,000 nm)와 비교하여 입자의 크기가 매우작아 (< 200 nm) 전달체의 표면적을 급격히 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 소장 상피세포와의 상호 작용을 증가시킬 수 있어 생리활성물질의 생체 이용성을 높이는 데 유리한 점이 있다.
키토올리고당(chitosan oligosaccharide, CSO)은 효소 분해를 통해 분자량이 저감된 키토산으로, 흡수 상피를 통한 생리활성물질의 침투를 촉진하는 기능을 지니고 있고, 수용해도가 낮은 키토산과 달리 수용성이 크게 향상되어 보다 다양한 분야에 이용될 수 있다. 그러나, 상기 키토산 또는 키토올리고당을 이용하여 제조한 전달체(delivery system)은 낮은 pH에서의 수분흡수 및 빠른 팽윤이 발생하기 때문에 생리활성 물질 전달체 제조에 이용시 포집된 물질을 위에서 보호하지 못하고 방출시키는 단점을 지닌다 (Chen & Subirade, 2005).
본 발명자들은 대한민국 등록특허공보 1335473호와 1285680호를 통해 공중합 기술을 이용한 키토올리고당/베타락토글로불린 나노전달체 제조방법과 내부젤화 기술을 이용한 생리활성 물질을 포함하는 베타락토글로불린/알긴산 나노에멀젼 전달체 제조방법을 공개한 바 있다. 그러나 이들 발명에서는 나노전달체 제조를 위해 고온 열처리를 수행하여 단백질이 변성을 유도한 후 이를 활용하는 방법을 사용하였다. 그러나, 고온 처리를 하는 경우 열에 민감한 물질의 활성이 저하될 수 있는 문제점이 남아 있으며, 저장 과정 중 외부 환경 요소로 인한 생리 활성 물질의 안정성이 저하되는 문제가 있어 이에 대한 개선이 반드시 필요한 상황이다.
대한민국 등록특허공보 1335473호(2013.11.25.). 대한민국 등록특허공보 1285680호(2013.07.04.).
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 산양유 단백질 분해물을 이용, 고온의 열처리 과정을 배제하여 열에 민감한 생리활성물질의 활성 저해를 극복할 수 있는 나노 전달체를 제조하고자 하였다. 상기 나노 전달체에 포집된 소수성 생리활성 물질은 영양학적 가치가 높고 보관 시 안정성이 높은 점을 이용하여 고령화 시대의 실버 푸드 등으로의 활용성을 향상시키고자 하였다.
본 발명은 a) 산양유 단백질 분해물 분말과 증류수를 혼합하여 수용액을 제조하고 초음파 처리하는 단계; b) 상기 초음파 처리된 수용액과 키토올리고당 수용액을 혼합하는 단계; c) 상기 b)단계에서 얻은 혼합물의 pH를 나노 전달체 형성에 적합한 범위로 조정하고, 소수성 생리활성물질을 첨가하여 실온에서 혼합하는 단계; 및 d) 상기 c)단계에서 얻은 혼합물에 트리폴리인산나트륨(sodium tripolyphosphate, TPP)을 처리하는 단계;를 포함하는 나노 전달체 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 제조방법으로 제조된 산양유 단백질 분해물 유래 나노 전달체에 관한 것이다.
본 발명을 통한 산양유 단백질 분해물을 포함하는 나노 전달체는 우유 단백질에 민감하거나 소화 기능이 저하된 유아 또는 고령의 노인들이 용이하게 섭취할 수 있는 특수 용도등의 식품 원료로 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대되며, 이를 통해 관련 산업의 내수 확대 등의 효과를 보일 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 나노 전달체를 제조하는 한 방법을 기재한 모식도이다.
도 2는 초음파 처리 강도에 따른 산양유 단백질 분해물 수용액의 입자 크기와 다분산 지수에 관한 것이다.
도 3은 pH에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 형태에 관한 결과이다.
도 4는 트리폴리인산나트륨 농도에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 형태에 관한 결과이다.
도 5는 산양유 단백질 분해물의 농도에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 형태에 관한 결과이다.
도 6은 키토올리고당 농도에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 형태에 관한 결과이다.
도 7은 트리폴리인산나트륨 농도에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 입자크기, 다분산지수, 제타전위 측정결과이다.
도 8은 산양유 단백질 분해물 농도에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 입자크기, 다분산지수, 제타전위 측정결과이다.
도 9는 키토올리고당 농도에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 입자크기, 다분산지수, 제타전위 측정결과이다.
도 10은 동결건조 유무에 따른 산양유 단백질 분해물 나노 전달체의 입자크기, 다분산지수 측정결과이다.
도 11은 산양유 단백질 분해물 농도 및 키토올리고당 농도에 따른 레스베라트롤의 포집 효율 측정 결과이다.
도 12는 산양유 단백질 분해물 농도 및 키토올리고당 농도에 따른 DHA의 포집 효율 측정 결과이다.
도 13은 산양유 단백질 분해물 농도 및 키토올리고당 농도에 따른 비타민D의 포집 효율 측정 결과이다.
본 발명은 a) 산양유 단백질 분해물 분말과 증류수를 혼합하여 수용액을 제조하고 초음파 처리하는 단계; b) 상기 초음파 처리된 수용액과 키토올리고당 수용액을 혼합하는 단계; c) 상기 b)단계에서 얻은 혼합물의 pH를 나노 전달체 형성에 적합한 범위로 조정하는 단계; 및 d) 상기 c)단계에서 얻은 혼합물에 트리폴리인산나트륨(sodium tripolyphosphate, TPP)을 처리하는 단계;를 포함하는 나노 전달체 제조방법에 관한 것이다. 상기와 같은 제조방법의 일 예를 도 1에 도시하였다.
본 발명에서 상기 a) 단계의 산양유 단백질 분해물 수용액은 제한되지는 않으나 0.1 내지 0.4 % (w/v), 바람직하게는 0.1 내지 0.3 % (w/v)인 것을 사용할 수 있으며, 상기 범위에서 나노 전달체가 효율적으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 a) 단계의 초음파 처리는 제한되지는 않으나 50W 이상의 범위에서 90초 이상 실시할 수 있으며, 상기 출력보다 낮은 경우 산양유 단백질 분해물이 효율적으로 나노 전달체를 형성할 수 없다.
본 발명에서 상기 b)단계의 키토올리고당 수용액은 제한되지는 않으나 0.05 내지 0.4 % (w/v), 바람직하게는 0.05 내지 0.2 % (w/v)인 것을 사용할 수 있으며, 상기 범위에서 나노 전달체가 효율적으로 형성될 수 있다. Gan 및 Wang(2007)의 연구 결과에서 보고된 바와 같이 일반적으로 폴리머릭(polymeric) 전달 시스템의 제조에 있어 폴리머의 농도를 증가시킬 경우 제조되는 전달 시스템의 크기가 증가하기 때문에, 키토올리고당 수용액의 농도를 과도하게 증가시킬 경우 제조된 입자의 크기가 증가하여 본 발명의 목적인 나노 전달체 제조에 바람직하지 않다.
본 발명에서 상기 c)단계의 pH는 제한되지는 않으나 4.6 내지 5.9, 바람직하게는 4.7 내지 5.7이 되도록 할 수 있으며, 상기 범위에서 나노 전달체가 효율적으로 형성될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 나노 전달체는 소수성 기능성 물질을 포집하는 기능을 하는 나노 전달체일 수 있다.
상기 소수성 생리활성물질은 제한되지는 않으나 안테라크산틴(antheraxanthin), 아스타산틴(astaxanthin), 알파카로틴(alpha-carotene), 베타카로틴(beta-carotene), 베타-아포-4′-카로티날(beta-apo-4'-carotenal), 베타-아포-8′-카로티날(beta-apo-8'-carotenal), 칸타크산틴(canthaxanthin), 시트라나산틴(citranaxanthin), 크립토크산틴(cryptoxanthin), 디하이드로플렉타니아산틴(dehydroplectaniaxanthin), 다이아토산틴(diatoxanthin), 푸코산틴(fucoxanthin), 푸코산티놀(fucoxanthinol), 락투카산틴(lactucaxanthin), 루테인(lutein), 라이코펜(lycopene), 네오산틴(neoxanthin), 뉴로스포라산틴(neurosporaxanthin), 뉴로스포렌(neurosporene), 페리디닌(peridinin), 파이토엔(phytoene), 로드핀(rhodopin), 시포노크산틴(siphonaxanthin), 스페로이딘(spheroidene), 스피릴로산틴(spirilloxanthin), 토룰라로딘(torularhodin), 유리올라이드(uriolide), 유리올라이드 아세테이드(uriolide acetate), 비올라크산틴(violaxanthin), 제아산틴(zeaxanthin), 빅신 (bixin), 캡산틴(capsanthin), 감마-카로틴(gamma-carotene), 델타 카로틴(delta-carotene), 엡실론 카로틴 (epsilon-carotene), 제타 카로틴(zeta-carotene), 노르빅신(norbixin), 토룰린 (torulene), 네로리돌(nerolidol), 시트랄 (citral), 시남알데하이드(cinnamaldehyde), 시트로네롤(citronellol), cis-3-헥산알(cis-3hexenal), 아이소아밀아세테이트(isoamyl acetate), 1-옥텐-3-원(1-octen-3-one), 옥틸아세테이트(octyl acetate), 마소이아락톤(massoia lactone), 멘톨(menthol), 메틸부트레이트(methyl butyrate), 멘톤(menthone), 펜틸부트레이트(pentyl butyrate), 펜틸펜타노에이트(pentyl pentanoate, 제라니올(geraniol), 데카날(decanal), 1-나프톨(1-naphthol), 어유(fish oil), 밀랍(beewax), D-리모넨(D-limonene), 비타민 A, 비타민 D, 비타민 E, 코엔자임큐텐(Co-Q10), 레시틴(lecithin), DHA(Docosahexaenoic acid), EPA (Eicosapentaenoic acid), 캡사이신(capsaicin), 쿼세틴 및 레스베라트롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 c)단계의 실온은 10 내지 30 ℃, 바람직하게는 15 내지 25℃, 가장 바람직하게는 23 내지 25 ℃를 의미할 수 있으며, 상기 온도에서 나노 전달체가 안정적으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 상기 d)단계의 트리폴리인산나트륨은 제한되지는 않으나 0.001 내지 0.3 mM, 바람직하게는 0.001 내지 0.2 mM인 것을 사용할 수 있으며, 상기 범위에서 나노 전달체가 효율적으로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성된 나노 전달체의 효율적인 보관을 위하여 동결 건조를 추가로 실시할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 동결 건조를 실시하여 보관하더라도 기존 형성된 나노 전달체의 입자 크기, 다분산 지수 등에 문제를 발생시키지 않음을 확인하여, 안정성이 크게 향상되었음을 확인하였다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 상기 제조방법으로 제조된 산양유 단백질 분해물 유래 나노 전달체에 관한 것이다. 상기 제조된 나노 전달체는 동결건조를 통해 분말화하여 저장성을 및 안정성을 향상시킬 수 있으며, 상기 나노 전달체를 이용하여, 기능성 식품 형태로 가공 후 활용이 가능하다.
이하, 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니고, 당업계에서 통상적으로 주지된 변형, 치환 및 삽입 등을 수행할 수 있으며, 이에 대한 것도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 자명한 것이다.
[실시예 1] 산양유 단백질 분해물 용액의 초음파 처리
산양유 단백질 분해물 분말 200 mg을 증류수 100 mL와 혼합하고 잘 저어 0.2 % (w/v) 농도가 되도록 혼합하였다. 침전물 없이 잘 혼합된 수용액에 초음파 처리기(probe-type, Sonoplus HD 3100, Bandelin, Germany)를 이용하여 50 W에서 90초간 처리하여 물에 분산시켰다.
[실시예 2] 산양유 단백질 분해물 용액의 초음파 처리
상기 실시예 1에서 초음파 강도를 70 W로 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 분산시켰다.
[비교예 1] 산양유 단백질 분해물 용액의 초음파 처리
상기 실시예 1에서 초음파 강도를 30 W로 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 분산시켰다.
[비교예 2] 산양유 단백질 분해물 용액의 초음파 처리
상기 실시예 1에서 초음파 강도를 0 W로 하여 초음파 처리를 하지 않는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 분산시켰다.
상기 산양유 단백질 분해물 용액에 초음파 처리 조건을 정리하여 하기 표 1에 도시하였다.
[표 1]
Figure 112016092927819-pat00001
[실시예 3] 산양유단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 제조
산양유 단백질 분해물 분말 200 mg을 증류수 100 mL와 혼합하고 잘 저어 0.2 % (w/v) 농도가 되도록 혼합하였다. 침전물 없이 잘 혼합된 수용액에 초음파 처리기(probe-type, Sonoplus HD 3100, Bandelin, Germany)를 이용하여 50 W에서 90초간 처리하였다.
이후, 초음파 처리된 상기 수용액 5 mL와 0.2% (w/v) 키토올리고당 (아미코젠, 대한민국)수용액을 혼합하여 산양유 단백질 분해물 및 키토올리고당 혼합물의 최종 농도가 0.1% (w/v)가 되도록 제조하였다. 그런 다음 HCl을 이용하여 혼합물의 pH를 5.5으로 조절하였다.
이후, 가교제로 0.1 M 트리폴리인산나트륨(TPP; Sigma Aldrich, USA) 수용액을 첨가하고 실온에서 30분간 느린 속도로 교반하여 나노 전달체가 형성되도록 하였다.
[실시예 4] 산양유 단백질 분해물 용액의 초음파 처리
상기 실시예 3에서 HCl을 이용하여 수용액의 pH를 5.0으로 조절하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 3] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 HCl을 이용하여 수용액의 pH를 4.0으로 조절하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 4] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 HCl을 이용하여 수용액의 pH를 4.5로 조절하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 5] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 HCl을 이용하여 수용액의 pH를 6.0으로 조절하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 5] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 0.3 mM 농도의 트리폴리인산나트륨을 사용하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 6] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 0 mM 농도의 트리폴리인산나트륨을 사용하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 7] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 0.5 mM 농도의 트리폴리인산나트륨을 사용하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 6] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 산양유 단백질 분해물을 증류수에 용해시킨 수용액의 농도가 0.3% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 7] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 산양유 단백질 분해물을 증류수에 용해시킨 수용액의 농도가 0.2% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 8] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 산양유 단백질 분해물을 증류수에 용해시킨 수용액의 농도가 0.05% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 9] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 산양유 단백질 분해물을 증류수에 용해시킨 수용액의 농도가 0.01% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 8] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 키토올리고당 수용액의 농도가 0.2% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 9] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 키토올리고당 수용액의 농도가 0.05% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[비교예 10] 나노 전달체 제조
상기 실시예 3에서 키토올리고당 수용액의 농도가 0.01% (w/v)가 되도록 하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 10] 레스베라트롤 함유 나노 전달체 제조
상기 실시예 1에서 산양유 단백질 분해물/키토올리고당 혼합물의 pH를 5.5로 조절한 후, 혼합물 9.9mL에 에탄올에 용해시킨 생리활성물질 레스베라트롤(Sigma Aldrich, USA, 5 mg/mL) 용액 100 uL 첨가한 후 혼합하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 11] DHA 함유 나노 전달체 제조
상기 실시예 1에서 생리활성물질로 DHA를 첨가하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
[실시예 12] 비타민 D 함유 나노 전달체 제조
상기 실시예 1에서 생리활성물질로 비타민 D를 첨가하는 것을 제외하고 다른 과정은 동일하게 하여 나노 전달체를 제조하였다.
상기 제조 조건을 정리하여 하기 표 2에 도시하였다.
[표 2]
Figure 112016092927819-pat00002
[나노 전달체의 특성 측정방법]
본 발명의 실시예 및 비교예에서 초음파 처리에 따른 산양유 단백질 분해물의 분산정도와 제조된 나노 전달체의 물리적, 화학적 특성은 아래와 같은 방법을 통해 측정하였다.
1. 산양유 단백질 분해물의 분산정도 및 나노 전달체의 물리화학적 특성 분석
산양유 단백질 분해물의 분산정도와 제조된 나노 전달체의 입자 크기, 다분산지수, 제타전위는 입도분석기(particle size analyzer, Nano-ZS, Malvern, UK)를 이용하여 측정하였다.
2. 나노 전달체의 형태
나노 전달체의 형태학적 특성은 투과 전자 현미경 (transmission electron microscopy, TEM, phillips Tecnai 12, 120 kV)을 이용하여 측정하였다. 투제조된 나노 전달체는 탄소를 입힌 그리드(grid)에 위치시킨 다음, 2% uranyl acetate로 1분 30초간 음성염색 (negative staining)한 뒤 실온에서 건조시킨 다음 투과전자현미경에 삽입하여 관찰하였다.
3. 생리활성물질 포집 효율 측정
나노 전달체 내에 포집된 생리활성물질의 포집 효율 (encapsulation efficiency, EE, %)은 Ha 등 (2013)의 방법을 변형하여 측정하였다. 나노 전달체를 10,000g에서 30분간 원심분리 한 다음 상층액의 포집되지 않은 생리활성물질을 회수하여 0.45 μm syringe filter로 filter한 다음 고성능액체크로마토그래피 (high performance liquid chromatography, HPLC)를 이용하여 포집되지 않은 생리활성물질의 농도를 분석하였다. 컬럼은 C18 컬럼 (Gemini-NX C18, 5 ㎛, 4.6 ㅧ 250 mm, Phenomenex, Torrance, CA, USA)을 이용하였고, quaternary pump (Agilent 1260 Series, G1311B)와 diode array detector (Agilent 1260 Series, G1315C)를 장착시킨 HPLC에 0.5% (v/v) 아세트산 메탄올 용액과 물을 52:48 비율로 혼합한 이동상을 이용하였으며 유속은 0.7 mL/min으로 설정하였다. 검출 파장은 303 nm로 설정하였으며 생리활성물질의 포집 효율(EE, encapsulation efficiency)은 아래의 식에 따라 계산하였다.
EE(%) = (생리활성물질 총량 - 포집되지 않은 생리활성물질 총량) / (생리활성물질 총량) x 100 (%)
[시험예 1] 초음파 처리에 따른 산양유 단백질 분해물 용액의 분산 평가
상기 표 1의 실험군의 조건에 따른 본 발명의 실시예 및 비교예의 초음파 처리에 따른 산양유 단백질 분해물의 분산정도를 상기 기술한 특성 측정방법을 이용하여 측정하고, 그 결과를 도 2에 도시하였다.
도 2는 제조 공정의 요인으로 초음파 강도를 변화시켰을 때의 입자 크기와 다분산 지수를 나타낸 것으로 초음파 처리를 하지 않은 경우와 30 W 처리를 한 경우에는 입자 크기가 200 nm 이상과 다분산 지수(polydispersity index) 0.4 이상으로 매우 크게 응집되어 있어 나노 전달체 제조에 이용되기 힘들었으나, 50 W 및 70 W 처리한 경우 100 nm 이하의 크기와 다분산 지수 0.3 이하로 균일하게 분산되어 나노 입자 형성에 이용될 수 있음을 확인하였다.
[시험예 2] 나노 전달체의 형태 및 입자 크기의 측정
상기 표 2의 실험군의 조건에 따른 본 발명의 실시예 및 비교예의 제조방법에 따라 제조된 나노 전달체를 상기 기술한 특성 측정방법을 이용하여 측정하고, 그 결과를 도 3에서 도10에 도시하였다.
도 3은 제조 공정의 요인으로 pH를 변화시켰을 때 나노 전달체의 형태를 관찰한 것으로, pH가 5.0과 5.5인 C와 D의 경우만이 나노 입자가 성공적으로 형성되었으며, 나머지 경우에는 나노 입자가 제대로 형성되지 않은 것을 확인할 수 있었다.
도 4는 제조 공정의 요인으로 트리폴리인산나트륨(TPP) 농도를 변화시켰을 때 나노 전달체의 형태를 관찰한 것으로, 가교제를 첨가하지 않은 경우에도 나노 전달체가 제조 되었으나, TPP를 0.1 mM 처리 할 경우 보다 뚜렷한 형태의 나노 전달체가 형성되었다. TPP 0.3 mM에서는 나노 전달체가 형성되었으나, 0.1 mM에 비해 크기가 크고 다소 고르지 않은 분포를 나타내기 시작하였으며, 0.5 mM에서는 나노 전달체가 제대로 형성되지 않은 것을 확인할 수 있었다. 또한 도 7은 상기 트리폴리인산나트륨(TPP) 농도에 따른 나노 입자의 크기, 다분산 지수 및 제타 전위를 측정한 것으로, 0.1 내지 0.2 mM에서는 200 nm 이하 크기의 나노 전달체가 정상적으로 형성되었고, 다분산 지수 또한 0.3 이하를 유지하였으나, 0.3 mM 이상 처리한 경우 나노 전달체의 크기가 다소 증가하였고, 다분산 지수 또한 다소 증가하여, 입도 분포가 단분산에서 다분산으로 균일하지 않은 나노 전달체가 형성되는 것을 알 수 있었다.
도 5는 제조 공정의 요인으로 산양유 단백질 분해물 수용액 농도를 변화시켰을 때 나노 전달체의 형태를 관찰한 것으로, 상기 수용액의 농도가 너무 묽은 경우 나노 전달체가 제대로 형성되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한 도 8은 산양유 단백질 분해물 수용액 농도에 따른 나노 입자의 크기, 다분산 지수 및 제타 전위를 측정한 것으로, 0.1% (w/v)에서 입자 크기가 가장 작고 다분산 지수 또한 가장 낮으며, 제타 전위는 가장 높은 것을 알 수 있었다.
도 6은 제조 공정의 요인으로 키토올리고당 수용액의 농도를 변화시켰을 때 나노 전달체의 형태를 관찰한 것으로, 키토올리고당 수용액의 농도가 너무 묽은 경우 나노 전달체가 제대로 형성되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한 도 9는 키토올리고당 수용액의 농도에 따른 나노 입자의 크기, 다분산 지수 및 제타 전위를 측정한 것으로, 농도가 0.05 내지 0.1% (w/v)인 경우 입자 크기가 작은 나노 전달체가 형성되었으며, 0.2%인 경우 입자 크기가 다소 증가하지만, 다분산 지수는 증가하지 않음으로, 나노 입자의 크기가 약간 증가한 균일한 나노 전달체가 생성된 것을 알 수 있었다.
도 10은 동결 건조 공정에 따른 나노 전달체의 입자 크기, 다분산 지수를 측정한 것으로, 동결 건조를 시행하여도 나노 전달체 자체의 입자 크기와 다분산 지수에 유의적인 (p<0.05) 차이 없이 균일한 나노 전달체가 유지되는 것을 알 수 있었으며, 이를 통해 본 발명을 통한 나노 전달체의 안정적인 보관 및 활용이 가능함을 확인할 수 있었다.
도 11 내지 도 13은 생리활성물질로 레스베라트롤, DHA 및 비타민 D를 이용하여 나노 전달체를 형성하였을 때의 포집 효율을 각각 측정한 것으로, 제조 공정의 요인으로 산양유 단백질 분해물 수용액 농도와 키토올리고당 수용액의 농도를 변화시켰을 때, 레스베라트롤은 최소 89% 이상, DHA는 최소 86% 이상, 비타민 D는 최소 82% 이상의 포집 효율을 나타냄으로써 종래 열처리를 통한 방법을 통한 경우 생리활성물질의 포집 효율이 60% 미만인 것에 비해 현저한 포집 효율의 상승 효과가 있다는 놀라운 효과를 확인할 수 있었다.
상기와 같이, 본 발명을 통한 산양유 단백질 분해물 유래 나노 전달체는 균일한 형태의 안정한 나노 입자 크기와 분포를 갖는 나노 전달체로, 다양한 종류의 생리활성물질을 종래에 비해 현저히 상승된 높은 효율로 안정적으로 포집하여 보관할 수 있다는 새로운 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

Claims (8)

  1. a) 산양유 단백질 분해물 분말과 증류수를 혼합하여 수용액을 제조하고 초음파 처리하는 단계;
    b) 상기 초음파 처리된 수용액과 0.05 내지 0.2 % (w/v)인 키토올리고당 수용액을 혼합하는 단계;
    c) 상기 b)단계에서 얻은 혼합물의 pH를 4.6 내지 5.9로 조정하는 단계; 및
    d) 상기 c)단계에서 얻은 혼합물에 0.1 내지 0.3 mM인 트리폴리인산나트륨(sodium tripolyphosphate, TPP)을 처리하는 단계;
    를 포함하는 나노 전달체 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 a) 단계의 수용액은 0.1 내지 0.3 % (w/v)인 것을 특징으로 하는 나노 전달체 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 c)단계에서 생리활성물질을 첨가하여 혼합하는 단계를 포함하는 나노 전달체 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 생리활성물질은 안테라크산틴(antheraxanthin), 아스타산틴(astaxanthin), 알파카로틴(alpha-carotene), 베타카로틴(beta-carotene), 베타-아포-4′-카로티날(beta-apo-4'-carotenal), 베타-아포-8′-카로티날(beta-apo-8'-carotenal), 칸타크산틴(canthaxanthin), 시트라나산틴(citranaxanthin), 크립토크산틴(cryptoxanthin), 디하이드로플렉타니아산틴(dehydroplectaniaxanthin), 다이아토산틴(diatoxanthin), 푸코산틴(fucoxanthin), 푸코산티놀(fucoxanthinol), 락투카산틴(lactucaxanthin), 루테인(lutein), 라이코펜(lycopene), 네오산틴(neoxanthin), 뉴로스포라산틴(neurosporaxanthin), 뉴로스포렌(neurosporene), 페리디닌(peridinin), 파이토엔(phytoene), 로드핀(rhodopin), 시포노크산틴(siphonaxanthin), 스페로이딘(spheroidene), 스피릴로산틴(spirilloxanthin), 토룰라로딘(torularhodin), 유리올라이드(uriolide), 유리올라이드 아세테이드(uriolide acetate), 비올라크산틴(violaxanthin), 제아산틴(zeaxanthin), 빅신 (bixin), 캡산틴(capsanthin), 감마-카로틴(gamma-carotene), 델타 카로틴(delta-carotene), 엡실론 카로틴 (epsilon-carotene), 제타 카로틴(zeta-carotene), 노르빅신(norbixin), 토룰린 (torulene), 네로리돌(nerolidol), 시트랄 (citral), 시남알데하이드(cinnamaldehyde), 시트로네롤(citronellol), cis-3-헥산알(cis-3hexenal), 아이소아밀아세테이트(isoamyl acetate), 1-옥텐-3-원(1-octen-3-one), 옥틸아세테이트(octyl acetate), 마소이아락톤(massoia lactone), 멘톨(menthol), 메틸부트레이트(methyl butyrate), 멘톤(menthone), 펜틸부트레이트(pentyl butyrate), 펜틸펜타노에이트(pentyl pentanoate, 제라니올(geraniol), 데카날(decanal), 1-나프톨(1-naphthol), 어유(fish oil), 밀랍(beewax), D-리모넨(D-limonene), 비타민 A, 비타민 D, 비타민 E, 코엔자임큐텐(Co-Q10), 레시틴(lecithin), DHA(Docosahexaenoic acid), EPA (Eicosapentaenoic acid), 캡사이신(capsaicin) 및 레스베라트롤로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 나노 전달체 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 1항, 제 2항, 제5항 및 제 6항으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 산양유 단백질 분해물 유래 나노 전달체.
KR1020160123045A 2016-09-26 2016-09-26 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법 KR101825029B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160123045A KR101825029B1 (ko) 2016-09-26 2016-09-26 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160123045A KR101825029B1 (ko) 2016-09-26 2016-09-26 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101825029B1 true KR101825029B1 (ko) 2018-03-14

Family

ID=61660090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160123045A KR101825029B1 (ko) 2016-09-26 2016-09-26 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101825029B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514667A (ja) 2004-09-29 2008-05-08 ネステク ソシエテ アノニム ナノ粒子化ホエイタンパク質
WO2015025979A1 (ja) * 2013-08-21 2015-02-26 株式会社Ｎｒｌファーマ マイクロ微粒子の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514667A (ja) 2004-09-29 2008-05-08 ネステク ソシエテ アノニム ナノ粒子化ホエイタンパク質
WO2015025979A1 (ja) * 2013-08-21 2015-02-26 株式会社Ｎｒｌファーマ マイクロ微粒子の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xie et al. Fabrication of ovalbumin/κ-carrageenan complex nanoparticles as a novel carrier for curcumin delivery
Rezvankhah et al. Encapsulation and delivery of bioactive compounds using spray and freeze-drying techniques: A review
Jiao et al. Zein-derived peptides as nanocarriers to increase the water solubility and stability of lutein
Yuan et al. Shellac: A promising natural polymer in the food industry
Moreno et al. Storage stability and simulated gastrointestinal release of spray dried grape marc phenolics
WO2008157629A1 (en) Microencapsulating compositions, methods of making, methods of using and products thereof
CN108850790A (zh) 一种红曲色素微胶囊及其制备方法
Zhang et al. Preparation, properties and interaction of curcumin loaded zein/HP-β-CD nanoparticles based on electrostatic interactions by antisolvent co-precipitation
CN113966838B (zh) 一种虾青素纳米结构脂质载体-壳聚糖凝胶微粒及制备方法
WO2019070885A1 (en) PROCESSES FOR PREPARING COMPOSITIONS BASED ON ENCAPSULATED, SOLUBILIZABLE PLANTS, PRODUCTS BASED THEREFROM
Koo et al. Nanoencapsulation enhances the bioavailability of fucoxanthin in microalga Phaeodactylum tricornutum extract
Khalid et al. Critical review of encapsulation methods for stabilization and delivery of astaxanthin
KR20200132584A (ko) 안정화된 아스타잔틴 나노입자와 그 제조방법
Ngwuluka et al. Natural polymers in micro-and nanoencapsulation for therapeutic and diagnostic applications: part II-polysaccharides and proteins
Bayraktar et al. Electroencapsulation of trans-resveratrol in nanoparticles composed of silk fibroin and soluble eggshell membrane protein
KR101825029B1 (ko) 산양유 단백질 분해물 유래 하이드로겔 나노 전달체 및 그 제조방법
US11234941B2 (en) Oil-free carotenoid composition
KR101677706B1 (ko) 식물연화용 나노 리포좀 및 이를 이용하여 연화된 식물을 제조하는 방법
KR101577576B1 (ko) 농축유청단백질 기능성 나노다중에멀젼 전달체 및 그 제조방법
KR101335473B1 (ko) 저온 공중합 기술을 이용한 키토올리고당／베타락토글로불린 나노 전달체 및 그의 제조방법
KR101848563B1 (ko) 다중 분해를 이용한 덱스트린 입자 제조방법 및 이에 의해 제조된 덱스트린 입자
Duarte et al. Scale-up in the synthesis of nanoparticles for encapsulation of agroindustrial active principles
CN107821923A (zh) 含有番茄红素的微胶囊的制备方法
CN101305985B (zh) 一种咖啡酸聚乳酸共聚物纳米微球的制备方法
WO2013091056A1 (pt) Composições farmacêuticas compreendendo extrato de arrabidaea chica em sistemas de liberação controlada processo de fabricação e uso dos mesmos

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant