KR101942117B1 - 다불포화 지방산을 함유하는 수중유 에멀젼 및 이의 제조 방법 - Google Patents

다불포화 지방산을 함유하는 수중유 에멀젼 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다불포화 지방산을 함유하는 오일; 에멀젼화제; 물; 금속 킬레이트화제; 및 항산화제를 포함하는 안정한 수중유 에멀젼, 및 안정한 수중유 에멀젼의 제조 방법에 관한 것이다. 안정한 수중유 에멀젼은 약 4℃의 온도에서 5개월 이상의 기간 동안 유착, 침전, 오스트발트 숙성, 및 크림화가 실질적으로 없다.

Description

다불포화 지방산을 함유하는 수중유 에멀젼 및 이의 제조 방법{OIL-IN-WATER EMULSIONS COMPRISING A POLYUNSATURATED FATTY ACID AND METHODS OF MAKING THE SAME}
본 발명은 다불포화 지방산을 포함하는 안정한 수중유 에멀젼, 및 상기 안정한 수중유 에멀젼을 제조하는 방법에 관한 것이다.
다불포화 지방산(장쇄 PUFA "LC-PUFA"를 포함하는"PUFA")은 다른 이점들 중에서도 인지 기능을 향상시키고 심혈관 건강을 유지하는 것으로 밝혀져 있다. 구체적으로, 오메가-3 PUFA는 동맥경화증 및 관상 심장 질환의 예방, 염증 상태의 완화, 및 종양 세포의 성장 지연에 중요한 식이 성분이고, 오메가-6 PUFA는 예를 들면, 프로스타글란딘 및 류코트리엔에 대한 구조 지질 및 전구체 둘다로서 중요하다. PUFA는 건강식의 중요한 요소이지만, 인간 생체 내에서 합성되지 않기 때문에 섭취되어야 한다. 예를 들면, 많은 식물 및 동물(예를 들면, 어류, 호두나무, 월귤, 대마, 해조류, 및 여러 식물, 예컨대, 아마, 치아(chia), 들깨 및 쇠비름의 종자 및/또는 잎)의 오일에는 PUFA가 풍부하다. 또한, 많은 사람들은 식이 보충제 및/또는 PUFA-강화 식품을 통해 PUFA를 섭취하는 것을 선택한다. 그 결과, PUFA를 함유하는 제품에 대한 소비자의 수요가 최근에 증가하였고, 현재 광범위한 제품들이 PUFA를 함유한다.
수중유 에멀젼은 PUFA에 대한 비히클로서, 식료품의 제조를 위한 전구체로서, 특히 제제화된 음료의 성분으로서 사용되고 있다. 그러나, 에멀젼에 존재하는 PUFA는 불안정하게 되어 (산화 및/또는 광분해성 분해를 통해) 분해될 수 있으므로, 에멀젼 중의 PUFA의 물리적 안정성 및 화학적 안정성을 유지하는 것이 중요하다.
내부에 함유된 다불포화 지방산(PUFA)의 물리적 열화 및 산화성 열화에 대해 저항성인 안정한 수중유 에멀젼이 필요하다.
본 발명은 (a) 다불포화 지방산을 함유하는 오일; (b) 에멀젼화제; (c) 물; (d) 금속 킬레이트화제 및 (e) 항산화제를 포함하는 수중유 에멀젼을 제공하며, 이때 상기 금속 킬레이트화제는 에멀젼의 약 0.02 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하며, 상기 항산화제는 약 2 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 금속 킬레이트화제 대 항산화제의 비는 약 1:3 내지 약 3:1이다.
몇몇 실시양태에서, 금속 킬레이트화제는 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), 시트르산, 시트르산염, 타타르산, 아스코브산, 인산, 폴리페놀, 파이로포스페이트, 헥스메타포스페이트, 단백질(예컨대 유장(whey) 및 카제인), 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
몇몇 실시양태에서, 항산화제는 비타민 C, 비타민 E(토코페롤), 폴리페놀, 페놀 유도체, 카노스산(carnosic acid), 리포산(lipoic acid), 타우린, 방향족 카복실산, 방향족 카복실산의 염, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 에멀젼 중량을 기준으로 약 2 내지 약 6 중량%의 나트륨 아스코베이트 및 에멀젼 중량을 기준으로 약 0.05 내지 약 0.5 중량%의 토코페롤을 포함한다.
몇몇 실시양태에서, PUFA는 α-리놀렌산, 공액 리놀레산, ω-3 에이코사펜타엔산(에이코사펜타엔산), ω-3 도코사펜타엔산, ω-3 도코사헥사엔산, γ-리놀렌산, 리놀레산, 아라키돈산, ω-6 도코사펜타엔산, 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택된다.
몇몇 실시양태에서, PUFA는 에멀젼의 중량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 40중량%의 농도로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, PUFA의 농도는 50 mg 내지 80 mg/에멀젼의 g이다.
몇몇 실시양태에서, 물은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 20중량% 내지 약 75중량%의 농도로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 아카시아검(gum acacia), 변형된 아카시아검(MGA), 레시틴, 한천(agar), 가티검(ghatti gum), 변형된 가티검, 펙틴, 카라기닌(carrageenan), 잔탄검(xanthan gum), 변형된 전분, 특히 변형된 식품 전분, 변형된 알기네이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스터, 당 에스터, 지방 알코올, 천연 식물 생성물(예를 들면, 퀼라야(quillaja)), 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 상기 에멀젼의 중량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 40중량%의 농도로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 약 20 nm 내지 약 1.5 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 1 S-1에서 약 200 내지 약 1400 mPas의 점도를 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 약 2 내지 약 7, 바람직하게는 3.8 내지 4.2의 pH를 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 추가로 맛-차폐제(taste-masking agent)를 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 항생제, 보존제, 향미제, 향미 향상제, 감미제, 착색제, 증량제, 수-분산성 또는 오일-분산성 생체활성 물질 또는 농축된(folded) 오일로 이루어진 군으로부터 선택된 부형제를 추가로 포함한다.
본 발명은 또한 본 발명의 에멀젼을 포함하는 음료에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 수중유 에멀젼을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 (a) 물과 에멀젼화제를 조합하여 수성 혼합물을 제공하는 단계; (b) 상기 수성 혼합물에 혼합하면서 다불포화 지방산을 첨가하여 수중유 에멀젼을 제공하는 단계; 및 (c) 상기 수중유 에멀젼에 금속 킬레이트화제 및 항산화제를 첨가하는 단계를 포함하고, 이때 상기 금속 킬레이트화제는 에멀젼의 약 0.02 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하며, 상기 항산화제는 약 2 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명은 상술한 방법에 의해 제조된 수중유 에멀젼에 관한 것이다.
본 발명의 추가 실시양태, 특징 및 이점뿐만 아니라, 본 발명의 다양한 실시양태의 구조 및 작동은 첨부된 도면을 참조로 이하에 상세히 기재되어 있다.
본원에 도입되고 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시양태를 예시하고, 상세한 설명과 함께 추가로 본 발명의 원리를 설명하고 당업자가 본 발명을 실시하고 이용할 수 있게 하는 데에 기여한다.
도 1은 냉장된 본 발명의 에멀젼이 제조될 수 있는 하나의 공정의 예인 공정 다이아그램을 제공한다.
본 명세서는 본 발명의 특징을 도입하는 하나 이상의 실시양태를 개시한다. 개시된 실시양태는 단지 본 발명을 예시한다. 본 발명의 범위는 개시된 실시양태로 한정되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다.
본 개시내용 전체에서, 백분율, 비, 도입 등의 모든 표현들은, 달리 표시되어 있지 않은 한, "중량 기준" 이다. 본 명세서에서 사용된 "중량 기준"은 용어 "질량 기준"과 동의어이고, 본원에서 정의된 비 또는 백분율이 부피 또는 몇몇 다른 척도가 아니라 중량에 따라 계산된 것임을 나타낸다.
본원에서 사용된 "균일성"은 중간으로부터의 절대 편차를 나타낸다.
본원에서 사용된 용어 "이하" 또는 "미만"은, 달리 명시되어 있거나 문맥으로부터 명확하지 않은 한, 0% 또는 현재 수단에 의해 검출될 수 없는 양을 포함하는 백분율을 의미한다.
본원에서 사용된 "조성물" 및 "혼합물"은 상호교환적으로 사용되고 둘 이상의 재료, 물질, 부형제, 부분 등의 조합물을 의미한다.
본원에서 사용된 "균질한"은 예를 들면, 연속 수성상(aqueous phase) 중의 오일 입자의 실질적으로 균일한 분포를 갖는 혼합물, 조성물, 특히 에멀젼을 의미한다. 균질성은 균일성과 동의어이고 샘플내 균일성, 배치(batch)-대-배치 균일성 및/또는 실시(run)-대-실시 균일성을 의미할 수 있다. 예를 들면, 샘플내 균일성은 에멀젼, 혼합물 또는 조성물의 제1 부분을 분석하고 이를 동일한 에멀젼, 혼합물 또는 조성물의 제2 부분과 비교함으로써 측정할 수 있다. 실질적으로 균질한 혼합물의 조성의 전형적인 편차(예를 들면, 부형제의 중량을 기준으로 한 백분율, 입자 크기 등의 변화)는 약 10% 이하, 약 5% 이하, 약 3% 이하, 약 2% 이하 또는 약 1% 이하이거나 실험 오차 이내에 있다.
본 발명의 수중유 에멀젼은 연속 수성 액체상과 불연속 오일상의 혼화불가능한(immiscible) 혼합물을 포함한다. 본원에서 사용된 "연속 수성 액체상"은 불연속 오일상이 분산되어 있는 에멀젼의 부분을 의미한다. 따라서, "불연속 오일상"은 연속 수성 액체상 내에 분산되어 있고 상기 연속 수성 액체상과 혼화될 수 없는 다수의 분리된 요소들을 의미한다.
불연속 오일상은 입자의 형태로 존재한다. 본원에서 사용된 "미립자"는 복수의 분리된 입자를 포함하는 에멀젼의 오일상을 의미한다. 본원에서 사용된 용어 "입자 크기"는 입자의 부피 측정에 근거한 입자의 대략적인 구형 형태에 근거한 상기 입자의 직경인 입자 직경을 의미한다. 본 발명의 수중유 에멀젼은 구형 입자 이외에 반구형, 타원형 및/또는 원통형 입자(이들로 한정되지 않음)도 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 "에멀젼 안정성"은 에멀젼의 물리적 및 화학적 특성의 변화에 저항하는 에멀젼의 능력을 의미한다. 이러한 변화의 예는 물리적 불안정화, 예컨대, 크림화(creaming), 침전(flocculation), 유착, 부분적 유착, 상 전환 및 시간의 경과에 따른 오스트발트 숙성(Ostwald ripening), 및 예를 들면, 산화로부터 PUFA를 보호하고 안정화시키는 에멀젼의 능력을 감소시키는 에멀젼 제형의 화학적 변화를 포함한다. 물리적 불안정성의 변화는 에멀젼의 하나 이상의 물리적 성질의 변화에 반영되고, 예를 들면, pH, 점도, 입자 크기 및/또는 분포의 변화, 침강 특성 또는 탈-유화에 대한 변화 등을 포함할 수 있다. 화학적 안정성에 대한 변화는 관능적 특성의 변화 등을 포함할 수 있다.
PUFA-함유 에멀젼의 경우, 5개월 이상, 바람직하게는 6개월 이상의 냉장 조건하에서의 저장 수명을 달성하기 위해서는 물리적 및 산화 안정성이 중요하다. 본 발명의 수중유 에멀젼은 5개월 이상, 바람직하게는 6개월 이상의 연장된 저장 수명을 갖는다. 본원에서 사용된 "저장 수명"은, 에멀젼의 실시양태가 저장될 수 있고 특히 소비자 사용에 적합한 상태로 유지될 수 있는 기간을 의미한다. 물리적 안정성을 제공하는 것 이외에, 본 발명의 수중유 에멀젼은 PUFA를, 예를 들면 산화로부터 보호하고 안정화시킨다.
본 발명의 에멀젼은 동역학적으로 안정성이다. 즉, 에멀젼 파괴가 느리며, 에멀젼이, 제품의 의도된 수명을 초과하는 기간 동안 그의 초기 상태를 유지할 수 있다. 초기 상태는, 탈안정화를 측정하는데 사용된 변수들에 의해 한정될 수 있다.
물리적 탈안정화 메카니즘은, 유착, 부분적 유착, 상 전환, 침전, 오스트발트 숙성 및 크림화를 포함한다. 본원에 사용된 "유착"은, 조성이 유사한 둘 이상의 입자가 서로 접촉하여 하나의 큰 입자를 형성하는 공정을 지칭한다. 본원에 사용된 "침전"은, 둘 이상의 입자가 서로 회합되지만 그들의 개개의 일체성을 유지하며 따라서 중력에 의한 분리 속도를 가속화하는 공정을 지칭한다. 본원에 사용된 "오스트발트 숙성"이란, 더 작은 입자들의 희생으로 큰 입자들이 성장하는 공정이다. 본원에 사용된 "크림화"는, 에멀젼 내에서 주위 액체보다 더 낮은 밀도를 가진 입자가 액체 중에서 위로 이동하면서 입자들이 분리되는 공정이다. 크림화된 에멀젼은 크림내의 입자의 근접성 때문에 유착 경향이 증가한다. 바람직하게는, 에멀젼의 물리적 열화 및 산화는 제형화, 가공 및 저장 조건에 의해 조절될 수 있다.
제타 포텐셜은, 에멀젼의 물리적 안정성을 측정할 수 있는 하나의 변수이다. 대부분의 에멀젼 액적은 정전하를 함유한다. 불연속 오일상 입자를 둘러싸는 연속 액상은 두 개의 부분, 즉 입자에 이온들이 강하게 결합되어 있는 내부 영역(스턴(Stern) 층 및 입자들이 덜 견고하게 회합되어 있는 외부(확산) 영역으로서 존재한다. 본원에서 "제타 포텐셜"은 상기 내부 층(스턴 층)과 외부 분산 영역간의 전기적 포텐셜의 차이를 지칭한다. 제타 포텐셜은, pH, 이온 농도 및 수 농도에 의해 변할 수 있다. 큰 음성 또는 양성 제타 포텐셜은, 입자들이 서로 반발하는 경향이 있어서 유착되기가 어려울 것임을 나타낸다.
시간에 따른 에멀젼의 pH의 변화는 에멀젼 안정성의 척도이다. 바람직한 실시양태에서, 에멀젼 제형은 잘 완충되어 있다. 그러한 완충은, 가공 또는 제조 및 사용시의 변화, 그의 성분의 변화 및 다른 요인에 에멀젼 제형이 견디는 능력을 향상시킨다.
본 발명의 안정한 수중유 에멀젼은 (a) 다불포화 지방산(PUFA)을 함유하는 오일; (b) 에멀젼화제; (c) 물; (d) 금속 킬레이트화제 및 (e) 항산화제를 포함하며, 이때 상기 금속 킬레이트화제는 에멀젼의 약 3 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하며, 상기 항산화제는 에멀젼의 약 2 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다.
본 발명의 수중유 에멀젼은 장시간에 걸쳐 안정하기 때문에 특히 유리하다. 몇몇 실시양태에서, 상기 수중유 에멀젼은 약 4℃의 온도에서 약 3개월, 약 4개월, 약 5개월, 약 6개월, 약 9개월 또는 약 1년의 기간 동안 유착, 침전, 오스트발트 숙성, 및/또는 크림화가 실질적으로 없다.
본원에서 사용된 "D10" 또는 "d(0.1)" 값은 오일상의 입자 크기, 구체적으로 오일상의 모든 측정가능한 입자의 약 10%가 D10 값 이하의 직경을 갖고 측정가능한 입자의 약 90%가 D10 값 초과의 직경을 가질 때의 직경을 의미한다.
본원에서 사용된 "D50" 또는 "d(0.5)" 값은 오일상의 입자 크기, 구체적으로 오일상 입자들 중 측정가능한 입자의 50%가 갖는 그보다 더 큰 직경을 갖고 상기 입자의 나머지 50%가 그보다 더 작은 직경을 가질 때의 직경을 의미한다. 따라서, D50은 일반적으로 중간 입자 직경을 의미한다.
본원에서 사용된 "D90" 또는 "d(0.9)" 값은 오일상의 입자 크기, 구체적으로 오일상 입자들 중 모든 측정가능한 입자의 90%가 D90 값 이하의 직경을 갖고 상기 측정가능한 입자의 10%가 D90 값 초과의 직경을 가질 때의 직경을 의미한다.
본원에서 사용된 "D100" 또는 "d(1.000)" 값은 오일상의 입자 크기, 구체적으로 오일상의 모든 측정가능한 입자의 100%가 D100 값 이하의 직경을 갖고 측정가능한 입자의 0%가 D100 값 초과의 직경을 가질 때의 직경을 의미한다.
몇몇 실시양태에서, 약 4℃에서 6개월 이상의 기간 동안 저장된 본 발명의 수중유 에멀젼은 입자 크기의 실질적인 변화가 없다. 바람직하게는, 약 4℃ 또는 그보다 찬 조건(그러나 냉동되지는 않음)에서 저장시 본 발명의 수중유 에멀젼은 입자 크기의 실질적인 변화가 없다. 본원에서 사용된 "입자 크기의 실질적인 변화"는 D10, D50 및/또는 D90 중 임의의 입자 크기의 약 10% 이상, 예를 들면, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 30% 이상 또는 약 40% 이상의 증가를 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 입자 크기의 실질적인 변화 없이 9개월 이상 또는 1년 이상의 기간 동안 저장될 수 있다.
특정 이론으로 한정하고자 하는 것은 아니지만, 킬레이트화제 및 항산화제 둘다의 고 농도는 에멀젼의 제타 포텐셜을 증가시키며, 따라서 높은 제타 포텐셜을 가진 안정한 에멀젼, 유착, 침전, 오스트발트 숙성, 및 크림화가 실질적으로 없는 에멀젼, 및 입자 크기의 실질적인 변화가 없는 에멀젼을 생성한다. 특히, 높은 제타 포텐셜을 가진 에멀젼을 제공하는데는 나트륨 아스코베이트의 존재가 유리하다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 보존제를 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 보존제는 비타민 C, 토코페롤, 아스코브산 또는 이들의 염(예를 들면, 칼륨 소베이트)을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 보존제는 약 7% 미만, 약 6% 미만, 약 5% 미만, 약 4% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만 또는 약 1% 미만의 양으로 존재한다.
본 발명의 수중유 에멀젼은 하나 이상의 금속 킬레이트화제를 포함한다. 본원에 사용된 "금속 킬레이트화제"는, 금속 이온에 결합되어 금속/킬레이트 착물을 형성하는 화합물을 지칭한다. 본 발명과 함께 사용하기에 적합한 금속 킬레이트화제는, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA) 및 이의 염, 시트르산, 타타르산, 폴리포스페이트(예컨대, 나트륨 헥사메타포스페이트, 나트륨 산 파이로포스페이트, 일나트륨 또는 이나트륨 포스페이트 등), 헥사메타포스페이트 및 이의 에스터 또는 염, 설파이트 및 이의 염(예컨대, 나트륨 설파이트, 칼륨 설파이트 등), 바이설파이트 및 이의 염(예컨대, 나트륨 비스설파이트 등), 시스테인 하이드로클로라이드, 금속 킬레이트화 특성을 가진 아미노산, 금속 킬레이트화 특성을 가진 단백질, 및 이들의 조합물을 포함하며, 이에 국한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 금속 킬레이터(금속 킬레이트화제)는 나트륨 헥사메타포스페이트이다.
상기 금속 킬레이트화제는 본 발명의 수중유 에멀젼에 에멀젼 중량을 기준으로 약 0.02 내지 약 20 중량%, 약 0.05 내지 약 20 중량%, 약 0.10 내지 약 20 중량%, 약 0.50 내지 약 20 중량%, 약 1.0 내지 약 20 중량%, 약 2 내지 약 20 중량%, 약 3 내지 약 20 중량%, 약 5 내지 약 20 중량%, 약 4 내지 약 18 중량%, 약 5 내지 약 15 중량%, 약 6 내지 약 12 중량%, 약 7 내지 약 10 중량%, 또는 약 8 내지 약 9 중량%의 농도로 존재할 수 있다.
본 발명의 수중유 에멀젼은 하나 이상의 항산화제를 추가로 포함한다. 본원에서 사용된 "항산화제"는 또 다른 화학적 종, 예컨대, 비타민, 안료 및 지질의 산화를 늦추거나 방지하는 화합물을 의미한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 항산화제는 비타민 C(지용성 형태, 예컨대, 아스코빌 팔미테이트를 포함함), 비타민 E(토코페롤), 폴리페놀, 페놀 유도체(예를 들면, 부틸화된 하이드록시톨루엔, 부틸화된 하이드록시애니솔, tert-부틸하이드로퀴논 등), 카노스산, 리포산, 타우린, 방향족 카복실산(예를 들면, 신남산, 벤조산, 아스코브산 등), 방향족 카복실산의 염(예를 들면, 나트륨 아스코베이트, 칼륨 아스코베이트 및 칼슘 아스코베이트), 항산화제 성질을 갖는 아미노산, 항산화제 성질을 갖는 단백질 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
항산화제로서 사용하기에 적합한 폴리페놀은 식물(예를 들면, 로즈마리, 쿠민(cumin), 포도씨, 소나무껍질, 귀리, 물냉이, 바질(basil), 생강, 붉은 토끼풀 등의 추출물), 차잎(예를 들면, 녹차, 마테차(mate)(키마라오(chimarrao) 또는 시마론(cimarron)으로도 공지되어 있음) 등), 과일(예를 들면, 석류, 사과, 백색 체리, 자두, 울프베리, 블루베리, 토마토, 파파야, 포도 등), 채소(예를 들면, 자주개자리(alfalfa) 등) 및 코코아를 포함하는 다양한 식품에서 발견될 수 있고, 이들로부터 추출될 수 있거나, 합성될 수 있다. 예시적인 폴리페놀은 천연 추출물 및 합성 화합물 둘다를 포함한다. 폴리페놀은 플라본(예를 들면, 아피게닌(apigenin), 루테올린(luteolin), 탄제리틴(tangeritin), 크리신(chrysin), 바이칼레인(baicalein), 스쿠텔라레인(scutellarein), 워고닌(wogonin), 다이오스민(diosmin), 플라복세이트(flavoxate) 등), 플라보놀(예를 들면, 3-하이드록시플라본, 아잘레아틴(azaleatin), 피세틴(fisetin), 갈란긴(galangin), 고시펙틴(gossypetin), 캠프페라이드(kaempferide), 댐프페롤(daempferol), 이소르햄넥틴(isorhamnetin), 모린(morin), 미리세틴(myricetin), 나트수다이다인(natsudaidain), 파키포돌(pachypodol), 쿠에르시틴(quercitin), 이소쿠에르시틴(isoquercitin), 쿠에르시트린(quercitrin), 람나진(rhamnazin), 람네틴(rhamnetin) 등), 플라바놀(flavanol)(예를 들면, (+)-카테킨, (-)-에피카테킨, (-)-에피카테킨 갈레이트, (-)-에피갈로카테킨 및 에피갈로카테킨 갈레이트), 플라본(예를 들면, 아피게닌, 루테올린, 탄제리틴, 크리신, 바이칼레인, 스쿠텔라레인, 워고닌, 다이오스민, 플라복세이트 등), 플라바논(flavanone), 이소플라본, 탄닌, 스틸벤 유도체(예를 들면, 레스베라트롤(resveratrol) 등), 안토시아닌(anthocyanin), 안토시아니딘(anthocyanidin), 프로안토시아니딘(proanthocyanidin), 갈산, 쿠르쿠민(curcumin) 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
항산화제는 에멀젼의 중량을 기준으로 약 2% 내지 약 20%, 약 3% 내지 약 18%, 약 4% 내지 약 15%, 약 5% 내지 약 12%, 약 6% 내지 약 10%, 또는 약 7% 내지 약 9%의 농도로 본 발명의 수중유 에멀젼에 존재할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 항산화제는 에멀젼의 중량을 기준으로 약 10% 이하 또는 약 5% 이하의 양으로 존재한다.
몇몇 실시태양에서, 상기 항산화제는 에멀젼 중량을 기준으로 약 2 내지 약 6%의 아스코브산의 염, 바람직하게는 나트륨 아스코베이트, 또는 아스코브산, 및 약 0.05 내지 약 0.5 중량%의 토코페롤을 포함한다. 아스코베이트(또는 아스코브산)은 산소와의 반응에 의한 지질 산화를 지연하여 이를 식품으로부터 배제시키는 것을 보조한다. 아스코브산은 또한, 산화된 토코페롤이 환원된 상태로 재생되어 토코페롤이 유리 라디칼 소거제로서 기능을 계속할 수 있도록 하는 것을 보조한다. 따라서, 아스코브산과 토코페롤의 조합이 특히 유리하며, 그러한 조합은, 토코페롤의 유리 라디칼 소거제 능력을 향상시키는 것과 관련하여 상승 효과를 제공한다.
몇몇 실시태양에서, 금속 킬레이트화제 대 항산화제의 비는 약 10:1 내지 약 1:10, 약 5:1 내지 약 1:5, 약 3:1 내지 약 1:3, 약 2:1 내지 약 1:2, 또는 약 1:1이다.
본 발명의 수중유 에멀젼은 PUFA 오일의 안전하고 효과적인 투여를 제공한다. 본원에서 사용된 "PUFA"("PUFA")는 16개 이상의 탄소 원자(예를 들면, 16개, 18개, 20개 또는 22개의 탄소 원자(각각 "C16", "C18", "C20" 또는 "C22")를 포함하는 골격 및 이 골격 내의 2개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 지방산을 의미한다. 본원에서 사용된 "장쇄 PUFA"("LC-PUFA")는 18개 이상의 탄소 원자를 포함하는 골격 및 이 골격 내의 2개 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 지방산, 예를 들면, C18:3n-3(알파-리놀렌산 또는 ALA)을 의미한다. CA:Bn-X 표시가 메틸렌에 의해 단절된 PUFA에 대해 사용되는 경우, "CA"는 탄소의 수(예를 들면, C18, C20 또는 C22)이고, B는 이중 결합의 수이고, X는 지방산 쇄의 메틸 말단으로부터 카운팅된 제1 이중 결합의 위치이다.
본원에서 사용된 용어 "PUFA"는 그의 자유산 형태뿐만 아니라 그의 염 및 에스터도 포괄한다. 본원에서 사용된 용어 "에스터"는 PUFA 분자의 카복실산 기의 수소가 또 다른 치환기로 치환된 것을 의미한다. 전형적인 에스터는 당업자에게 공지되어 있고, 이의 논의는 문헌[Higuchi, T. et al., Pro - drugs as Novel Delivery Systems , Vol . 14, A.C.S. Symposium Series, Bioreversible Carriers in Drug Design, Ed. Edward B. Roche, Amer. Pharma. Assoc., Pergamon Press (1987)] 및 문헌[Protective Groups in Organic Chemistry , McOmie ed., Plenum Press, New York (1973)](이들 각각은 전체적으로 본원에 참고로 인용됨)에 의해 제공된다. 통상의 에스터의 예로는 메틸, 에틸, 트라이클로로에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, tert-부틸, 벤질, 니트로벤질, 메톡시벤질 및 벤즈하이드릴이 있다. PUFA의 다른 에스터는 미국 특허출원 공개 제2010-0130608 A1호(전체적으로 본원에 참고로 인용됨)에 기재되어 있다.
본 발명에서 사용될 PUFA는 오메가-3, 오메가-6 및 오메가-9 지방산, 및 이들로부터 유도된 옥시리핀(oxylipin)을 포함한다. 본 발명에서 사용될 예시적인 오메가-3 PUFA는 α-리놀렌산(C18:3n-3), C18:4n-4, ω-3 에이코사펜타엔산 (20:5n-3)(에이코사펜타엔산), ω-3 도코사펜타엔산(도코사펜타엔산), ω-3 도코사헥사엔산(22:6n-3), 도코사테트라엔산(22:4n-6) 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 본 발명에서 사용될 예시적인 오메가-6 PUFA는 γ-리놀렌산, 리놀레산, 공액 리놀레산, 아라키돈산(20:4n-6), ω-6 도코사펜타엔산 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명에서 사용될 PUFA 오일은 모두 시스(cis)이다.
몇몇 실시양태에서, PUFA는 DHA를 포함한다. "DHA"는 그의 화학명 (모두-Z)-4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산으로도 공지되어 있는 도코사헥사엔산 및 이의 임의의 염 또는 유도체를 의미한다. 따라서, 용어 "DHA"는 DHA 에틸 에스터(DHA-EE) 및 DHA 자유 지방산, 및 DHA를 함유하는 인지질, 다른 에스터, 모노글리세라이드, 다이글리세라이드 및 트라이글리세라이드를 포괄한다. DHA는 ω-3 다불포화 지방산이다.
용어 "DHA-에틸 에스터"에서 용어 "에스터"는 DHA 분자의 카복실산 기의 수소가 에틸 기로 치환된 것을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 에스터 치환기는 DHA가 정제된 또는 반정제된 상태로 존재하는 경우 DHA 자유산 분자에 부가될 수 있다. 대안적으로, DHA 에스터는 트라이글리세라이드가 에스터로 전환될 때 형성된다.
몇몇 실시양태에서, 동역학적으로 안정한 에멀젼의 제조에 사용되는 PUFA 오일은 하나 이상의 특정 지방산을 실질적으로 함유하지 않는다. 예를 들면, DHA-EE를 함유하는 PUFA 오일은 에이코사펜타엔산(EPA)을 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. EPA는 그의 화학명 (모두-Z)-5,8,1l,14,17-에이코사펜타엔산으로 공지되어 있는 에이코사펜타엔산 및 이의 임의의 염 또는 유도체를 의미한다. 따라서, 용어 "EPA"는 자유산 EPA 및 EPA 알킬 에스터, 및 EPA를 함유하는 트라이글리세라이드를 포괄한다. EPA는 ω-3 불포화된 지방산이다. 달리 명시되어 있지 않은 한, "EPA를 실질적으로 함유하지 않는" 동역학적으로 안정한 에멀젼의 제조에 사용되는 오일은 EPA가 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 3% 미만으로 존재하는 오일을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 동역학적으로 안정한 에멀젼의 제조에 사용되는 오일은 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 2% 미만의 EPA, 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 1% 미만의 EPA, 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만의 EPA, 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.2% 미만의 EPA, 또는 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.01% 미만의 EPA를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 검출가능한 양의 EPA를 갖지 않는다.
본원에서 사용된 "EPA를 실질적으로 함유하지 않는" 에멀젼은 EPA가 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 3% 미만인 에멀젼을 의미할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼은 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 2% 미만의 EPA, 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 1% 미만의 EPA, 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만의 EPA, 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.2% 미만의 EPA, 또는 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.01% 미만의 EPA를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼은 검출가능한 양의 EPA를 갖지 않는다.
몇몇 실시양태에서, DHA를 함유하는, 특히 DHA-EE를 함유하는 오일 또는 에멀젼은 도코사펜타엔산 22:5n-6(DPAn6)을 실질적으로 함유하지 않는다. 용어 "DPAn6"은 그의 화학명 (모두-Z)-4,7,10,13,16-도코사펜타엔산으로 공지되어 있는 도코사펜타엔산, 즉 오메가 6 및 이의 임의의 염 또는 에스터를 의미한다. 따라서, 용어 DPAn6은 자유산 DPAn6뿐만 아니라 DPAn6 에틸 에스터 및 DPAn6을 함유하는 트라이글리세라이드를 포괄한다. DPAn6은 DHA의 정제 동안에 제거될 수 있거나, 또는 대안적으로, DHA는 DPAn6을 생성하지 않거나 DPAn6을 매우 작은 양으로 생성하는 유기체로부터 수득될 수 있다.
본원에서 사용된 "DPAn6을 실질적으로 함유하지 않는" 오일은 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 2% 미만의 도코사펜타엔산 22:5n-6(DPAn6)을 함유하는 에멀젼의 제조에 사용되는 오일을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 이 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 1% 미만의 DPAn6을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 이 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만의 DPAn6을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 임의의 검출가능한 양의 DPAn6을 함유하지 않는다.
본원에서 사용된 "DPAn6을 실질적으로 함유하지 않는" 에멀젼은 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 2% 미만의 도코사펜타엔산 22:5n-6(DPAn6)을 함유하는 에멀젼을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼은 이 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 1% 미만의 DPAn6을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만의 DPAn6을 함유한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼은 임의의 검출가능한 양의 DPAn6을 함유하지 않는다.
DHA를 함유하거나 특히 DHA-EE를 함유하는 상기 오일 또는 에멀젼은 아라키돈산(ARA)도 실질적으로 함유하지 않을 수 있다. ARA는 화합물 (모두-Z)-5,8,11,14-에이코사테트라엔산((5Z,8Z,11Z,14Z)-이코사-5,8,11,14-테트라엔산으로도 지칭됨) 및 이의 임의의 염 또는 유도체를 의미한다. 따라서, 용어 "ARA"는 자유산 ARA뿐만 아니라 ARA 알킬 에스터, 및 ARA를 함유하는 트라이글리세라이드를 포괄한다. ARA는 ω-6 다불포화 지방산이다. 본원에서 사용된 "ARA를 실질적으로 함유하지 않는" 에멀젼의 제조에 사용되는 오일은 ARA가 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 3% 미만으로 존재하는 오일을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 2% 미만의 ARA, 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 1% 미만의 ARA, 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만의 ARA, 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.2% 미만의 ARA, 또는 상기 오일의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.01% 미만의 ARA를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 오일은 검출가능한 양의 ARA를 갖지 않는다. 본원에서 사용된 "ARA를 실질적으로 함유하지 않는" 에멀젼은 ARA가 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 3% 미만으로 존재하는 에멀젼을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼은 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 2% 미만의 ARA, 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 1% 미만의 ARA, 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.5% 미만의 ARA, 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.2% 미만의 ARA, 또는 상기 에멀젼의 총 지방산 함량의 중량을 기준으로 약 0.01% 미만의 ARA를 포함한다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼은 검출가능한 양의 ARA를 갖지 않는다.
PUFA는 액체(예를 들면, 오일), 고체(예를 들면, 분말) 또는 이들의 조합물로서 본 발명의 에멀젼에 첨가될 수 있다.
본 발명에서 사용될 PUFA는 에멀젼에 분산될 수 있는 하나 이상의 PUFA를 포함하는 임의의 PUFA 공급원으로부터 단리될 수 있다. 본 발명에서 사용될 PUFA는 예를 들면, 미생물 공급원, 식물 공급원, 종자 공급원, 동물 공급원, 어류 공급원 또는 이들의 조합물로부터 단리될 수 있다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 PUFA 및 PUFA 공급원은 전체적으로 본원에 참고로 인용되는 미국 특허출원 공개 제2009-0023808호에 기재된 PUFA 및 PUFA 공급원을 포함한다. 예를 들면, 본 발명에서 사용될 PUFA는 유성(oleaginous) 미생물로부터 단리될 수 있다. 본 발명에서 사용될 PUFA 및/또는 PUFA 함유 오일은 합성될 수도 있다.
몇몇 실시양태에서, (예를 들면, 어류, 식물, 종자 및/또는 미생물 공급원으로부터의) 미정제 PUFA 함유 오일은 (인지질 및 자유 지방산을 제거하기 위해) 정련되고/되거나, (임의의 착색체를 제거하기 위해) 표백되고/되거나, 효소 처리되고/되거나, (포화된 지방을 제거하기 위해) 방한처리된다(winterized).
본 발명에서 사용되기에 적합한 상업적으로 입수가능한 PUFA는 마텍(Martek) DHA(상표)-S 오일(마텍 바이오사이언시스 코포레이션(Martek Biosciences Corp.), 미국 메릴랜드주 콜롬비아 소재), 로즈마리 무함유 마텍 DHA(상표)-S 오일(마텍 바이오사이언시스 코포레이션, 미국 메릴랜드주 콜롬비아 소재), 마이크로알가(Microalgae) DHA(상표) 오일(마텍 바이오사이언시스 코포레이션, 미국 메릴랜드주 콜롬비아 소재), 오메가퓨어(OmegaPure)(등록상표) 오일(오메가 프로테인 코포레이션(Omega Protein Corp.), 미국 텍사스주 휴스톤 소재), 마리놀(Marinol)(등록상표) 오일(리피드 뉴트리션(Lipid Nutrition), 네덜란드 보르머비어 소재), MEG-3 오일 및 분말(오션 뉴트리션 코포레이션(Ocean Nutrition Corp.), 캐나다 다트마우쓰 소재), 에보겔(Evogel)(심라이즈 아게(Symrise AG), 독일 홀즈민덴 소재), 마린(Marine) 오일(아리스타 인더스트리스(Arista Industries), 미국 코넥티컷주 윌톤 소재) 및 오메가소스(OmegaSource)(등록상표) 오일(소스 푸드 테크놀로지 인코포레이티드(Source Food Technology, Inc.), 미국 노쓰캐롤라이나주 롤리 소재)을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
몇몇 실시양태에서, PUFA 오일은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 40%, 약 10% 내지 약 30%, 약 12% 내지 약 25%, 약 15% 내지 약 20%, 약 12%, 약 15%, 약 18% 또는 20%의 농도로 본 발명의 수중유 에멀젼에 존재한다.
몇몇 실시양태에서, PUFA 오일은, 불연속 오일상의 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 99%, 약 60% 내지 약 99%, 약 70% 내지 약 99%, 약 80% 내지 약 99%, 약 90% 내지 약 99% 또는 약 95% 내지 약 99%의 농도로 본 발명의 수중유 에멀젼의 불연속 오일상에 존재한다.
몇몇 실시양태에서, PUFA는 에멀젼 g당 약 50 mg 내지 약 80 mg의 양, 에멀젼 g당 약 60 mg 내지 약 75 mg의 양, 또는 에멀젼 g당 약 65 mg 내지 약 70 mg의 양으로 상기 수중유 에멀젼에 존재한다.
본 발명의 수중유 에멀젼의 연속 수성 액체상은 PUFA 오일 및 에멀젼화제와 상용성인 수성 액체를 포함한다. 연속 수성 액체상과 함께 사용되기에 적합한 수성 액체는 물, 탄산수, 시럽, 식이 음료, 탄산 소프트 드링크, 과일 쥬스(백포도, 콘코드(concord) 적포도, 혼합 베리(mixed berry), 열대 블렌드(tropical blend), 오렌지/파인애플/망고, 스트로우베리/바나나, 석류/블루베리, 백포도/랩스베리(raspberry)를 포함하나 이들로 한정되지 않음), 야채 쥬스, 등장성 음료, 비등장성 음료, 과일 쥬스를 함유하는 소프트 드링크, 커피, 차, 낙농 제품(예를 들면, 우유, 크림 등), 대두 제품(예를 들면, 두유) 등 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 수성 액체 성분(예를 들면, 물)은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 20% 내지 약 75%, 약 20% 내지 약 60%, 약 25% 내지 약 65%, 약 25% 내지 약 60%, 약 25% 내지 약 50%, 약 25% 내지 약 45%, 약 28% 내지 약 35%, 약 35% 내지 약 50%, 약 40% 내지 약 50%, 약 40% 내지 약 45%, 약 28%, 약 30%, 약 35%, 약 40% 또는 약 45%의 농도로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 연속 수성 액체상(즉, 수성 액체, 및 이 액체에서 용해가능한 임의의 부형제)은 수중유 에멀젼의 중량을 기준으로 약 55% 내지 약 95%, 약 60% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 90%, 약 80%, 약 85% 또는 약 90%로 포함된다. 몇몇 실시양태에서, 불연속 오일상은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 45%, 약 5% 내지 약 40%, 약 10% 내지 약 30%, 약 10% 내지 약 20%, 약 15% 내지 약 30%, 약 15% 내지 약 25%, 약 15% 또는 약 20%의 농도로 본 발명의 수중유 에멀젼에 존재한다.
본원에서 사용된 "에멀젼화제"는 불연속 오일상이 연속 수성 액체상 내에 실질적으로 분산된 상태로 유지되도록 수중유 에멀젼의 안정성을 촉진하는 물질을 의미한다. 일반적으로, 에멀젼화제는 적어도 연속 수성 액체상 또는 불연속 오일상에서 적어도 부분적으로 용해될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 연속 수성 액체상 및 불연속 오일상 둘다에서 부분적으로 용해될 수 있다.
본 발명의 에멀젼에서 사용되기에 적합한 에멀젼화제는 천연 에멀젼화제, 변형된 에멀젼화제 및 합성 에멀젼화제, 및 이들의 조합물을 포함하는, 에멀젼에 존재하는 LC-PUFA와 상용가능한 임의의 에멀젼화제를 포함한다. 변형된 에멀젼화제는 화학적 방법, 효소적 방법 및/또는 물리적 방법에 의해 변형된 천연 에멀젼화제를 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 특히 적합한 에멀젼화제는 변형된 아카시아검(예를 들면, 티카멀젼(Ticamulsion)(등록상표), 티아이씨 검스(TIC Gums), 미국 메릴랜드주 화이트 마쉬 소재), 레시틴, 한천, 변형된 가티검, 펙틴, 카라기닌, 잔탄검, 변형된 전분, 특히 변형된 식품 전분, 예를 들면, 변형된 옥수수 전분(예를 들면, 네이셔날 스타치 앤드 케미칼(National Starch & Chemical)(미국 뉴저지주 브리지워터 소재)로부터 입수가능함), 변형된 알기네이트(예를 들면, 알긴산의 에스터, 예컨대, 프로필렌 글리콜 알기네이트), 폴리옥시에틸렌 소르비탄, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스터(예를 들면, 폴리소베이트 20, 폴리소베이트 80 등), 당 에스터(예를 들면, 수크로스 모노스테아레이트 등), 지방 알코올(예를 들면, 세토스테아릴 알코올, 세테아릴 알코올, 세틸스테아릴 알코올 등), 모노글리세라이드 및/또는 다이글리세라이드, 단백질 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 중합체성 하이드로콜로이드, 특히 식물 공급원으로부터 유래된 중합체성 하이드로콜로이드일 수 있다. 식물 공급원으로부터 유래된 중합체성 하이드로콜로이드의 예로는 식물 전분, 아라비아검(아카시아검) 및 리그노설포네이트, 특히 식품 등급 리그노설포네이트가 있다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 변형된 아카시아검 또는 변형된 전분, 예컨대, 아세틸화된 전분 또는 전분 옥테닐 석시네이트일 수 있다. 상업적으로 입수가능한 전분 옥테닐 석시네이트의 예로는 밀랍 옥수수 전분으로부터 유도된 카길 에멀트루(Cargill EmulTru)(상표) 12674가 있다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 HLB 값을 갖지 않는다. "HLB" 값은 화합물의 친수성 또는 친유성 정도의 표시인 "친수성 친유성 균형(balance)"을 의미한다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 10 미만의 HLB 값을 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 폴리글리세롤 지방산 에스터를 함유하지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 천연 생성물, 예컨대, 식물로부터 추출된 천연 생성물일 수 있다. 따라서, 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제는 중합체성 하이드로콜로이드가 아니라, 예를 들면, 퀼라야 피 나무로부터 유래된 퀼라야 피 또는 Q-네이추랄(Q-Naturale)(상표)(네이셔날 스타치 푸드 이노베이션(National Starch Food Innovation)에 의해 시판됨)로서 제공된 분자와 같은 분자, 또는 에멀젼화제, 예컨대, 상기 나열된 에멀젼화제의 조합물이다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼에 존재하는 에멀젼화제의 총 농도는 에멀젼의 중량을 기준으로 10% 내지 약 25%, 약 10% 내지 약 30%, 약 12% 내지 약 20%, 약 14% 내지 약 18%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 20% 또는 약 25%이다. 몇몇 실시양태에서, 상기 에멀젼화제는, 예를 들면, 상기 에멀젼화제가 레시틴인 경우, 상기 에멀젼의 중량을 기준으로 약 10% 미만의 양으로 존재한다.
시간의 경과에 따른 에멀젼의 입자 크기 분포의 변화가 있는지를 평가하는 것은 에멀젼 안정성의 우수한 척도이다. 시간의 경과에 따른 에멀젼의 입자 크기 분포의 변화 또는 작은 변화가 없다는 것은 상기 에멀젼이 안정하다는 것을 표시한다. 본원에서 사용된 입자 크기 "분포"는 본 발명의 주어진 에멀젼, 로트(lot) 및/또는 배치 내에서 일정한 크기(즉, 직경) 또는 일정한 범위의 크기를 갖는 입자의 수 또는 농도(예를 들면, 백분율)를 의미한다. 본원에서 사용된 입자 크기 "분포"는 본 발명의 주어진 에멀젼, 로트 및/또는 배치 내에서 일정한 크기(즉, 직경) 또는 일정한 범위의 크기를 갖는 입자의 수 또는 농도(예를 들면, 백분율)를 의미한다. 입자 크기 및 입자 크기 분포는 예를 들면, 마스터사이저 하이드로(Mastersizer Hydro) 2000S(말베른 인스트루먼츠 리미티드(Malvern Instruments Ltd.), 영국 우스터셔 소재)로 낮은 각도 레이저 광 산란(LALLS)을 이용하여 측정할 수 있다. 입자 크기 및 입자 크기 분포는 예를 들면, 미세사진술, 비디오 현미경, 비디오 증강된 현미경, 코울터(Coulter) 카운팅, 시차 주사 열량측정법, 혼탁도측정법(turbidimetry), 동적 및/또는 정적 광 산란, 저강도 초음파, 핵 자기 공명, 또는 당업계에서 통상의 기술을 가진 자에게 공지된 임의의 다른 입자 크기 측정 기법에 의해 측정될 수도 있다.
몇몇 실시양태에서, 불연속 오일상 입자는 약 20 nm 내지 약 1.5 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 100 nm 내지 약 1.5 ㎛, 바람직하게는 약 100 nm 내지 약 1 ㎛, 약 150 nm 내지 약 700 nm, 또는 약 200 nm 내지 500 nm의 평균(중간) 입자 크기를 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 불연속 오일상 입자는 약 10 ㎛ 이하, 약 5 ㎛ 이하, 약 2 ㎛ 이하 또는 약 1 ㎛ 이하의 D90을 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 불연속 오일상 입자는 약 50 nm 이하, 약 60 nm 이하, 약 70 nm 이하, 약 80 nm 이하, 약 90 nm 이하, 약 100 nm 이하, 약 200 nm 이하, 약 250 nm 이하, 약 300 nm 이하, 약 400 nm 이하 또는 약 500 nm 이하의 D10을 갖는다.
혼합물에서 입자 크기의 분포는 비 D10:D50, 비 D10:D90 및 비 D50:D90에 의해 정의될 수도 있다. 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼의 입자 크기 분포는 상기 에멀젼에서의 상기 분포가 약 1:10 이하, 약 1:8 이하, 약 1:6 이하, 약 1:5 이하 또는 약 1:3 이하의 D10:D50의 비를 갖게 하는 입자 크기 분포이다. 몇몇 실시양태에서, 혼합물 또는 에멀젼에서의 입자 크기의 분포는 직경이 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.36 ㎛인 입자의 백분율 범위에 의해 정의될 수도 있다. 몇몇 실시양태에서, 직경이 약 0.01 ㎛ 내지 약 0.36 ㎛의 범위 내에 있는 입자의 백분율은 입자의 약 95% 초과, 약 96% 초과, 약 97% 초과, 약 98% 초과, 약 99% 초과 또는 100%이다.
몇몇 실시양태에서, 입자의 90% 이상이 약 0.02 ㎛ 내지 약 0.36 ㎛의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다.
몇몇 실시양태에서, 에멀젼의 점도는 1 S-1에서 약 100 내지 약 2500 mPas, 1 S-1에서 약 100 내지 약 2000 mPas, 1 S-1에서 약 100 내지 약 1400 mPas, 1 S-1에서 약 200 내지 약 1400 mPas, 1 S-1에서 약 500 내지 약 1400 mPas, 1 S-1에서 약 700 내지 약 1400 mPas, 1 S-1에서 약 1000 내지 약 1400 mPas, 1 S-1에서 약 200 내지 약 700 mPas, 1 S-1에서 약 300 내지 약 600 mPas, 또는 1 S-1에서 약 400 내지 약 500 mPas이다. 달리 언급되지 않으면, 본원에서 언급된 점도 값은 25℃에서 수득된 것이다.
몇몇 실시양태에서 본 발명의 수중유 에멀젼은 산성을 나타내고, 몇몇 실시양태에서 상기 에멀젼은 중성 또는 염기성 pH를 나타낼 수 있다. 황산칼륨이 보존제로서 사용되는 경우, 상기 수중유 에멀젼이 산성을 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 수중유 에멀젼의 pH는 적절한 양의 산 및/또는 염기의 첨가에 의해 조절될 수 있다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 산 및 염기는 아세트산, 시트르산, 염산, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨 등을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 임의의 특정 이론에 구속받고자 하는 것은 아니지만, 산성 pH는 저장 동안 상기 수중유 에멀젼을 안정화시킬 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 무수 시트르산은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 3% 내지 약 8%의 양으로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 약 7 이하, 약 6 이하, 약 5 이하 또는 약 4 이하의 pH를 갖는다. 몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 약 2 내지 약 7, 약 2.5 내지 약 6, 약 3 내지 약 5, 약 3.5 내지 약 5, 약 4 내지 약 4.5 또는 약 4의 pH를 갖는다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼에 함유된 PUFA는 맛 및/또는 냄새를 통해 소비자에 의해 실질적으로 검출될 수 없다. 따라서, 본 발명의 에멀젼은 임의의 바람직하지 않은 향 및/또는 맛 없이 소비자에 의해 섭취될 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼은 본 발명의 수중유 에멀젼 또는 본 발명의 수중유 에멀젼의 사용을 통해 제조된 제품으로부터 향 및/또는 맛을 차폐하기에 적합한 맛 차폐제 또는 향미 차폐제를 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 맛 차폐제는 바닐라 향미의 일종인 마텍 차폐제(마텍 바이오사이언시스 코포레이션, 미국 메릴랜드주 콜롬비아 소재)(피르메니히(Firmenich)(스위스 제네바 소재)에 의해 제공되고 피르메니히 차폐제로도 공지되어 있음), 지보단(Givaudan)(스위스 베르니에르 소재) 차폐제, 인터네이셔날 플라버스 앤드 프래그란시스(International Flavors and Fragrances)(미국 뉴욕주 뉴욕 소재) 차폐제, 센시언트 테크놀로지스(Sensient Technologies)(미국 위스콘신주 밀워키 소재) 차폐제 및 오가와 플라버스 앤드 프래그란시스(Ogawa Flavors and Fragrances)(일본 도쿄 소재) 차폐제, 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 맛 차폐제는 에멀젼의 중량을 기준으로 5% 미만, 2% 미만 또는 1% 미만의 양으로 존재한다.
PUFA이외에, 본 발명의 수중유 에멀젼은 하나 이상의 부형제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "부형제"는 PUFA와 조합되어 수중유 에멀젼을 제공하는 데에 유용한 물질을 의미한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 부형제는 현재 미국 및 유럽 약전의 모든 요건, 및 약학, 식품 및 화장품 첨가제에 대한 다양한 다른 규제 및 기준을 충족시킨다. 일반적으로, 본 발명에서 사용되기에 적합한 부형제는 미국 식품의약청에 의해 인간 소비용으로 안전하다고 인정된 부형제이다. 본원에서 사용된 "소비용으로 안전한"은 합리적인 판단의 범위 내에서 적절한 이점/위험 비에 비례하여 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응, 또는 다른 가능한 합병증을 일으키지 않으면서 인간 및 동물의 조직과 접촉하기에 적합한 부형제, 화합물, 물질 및/또는 조성물을 의미한다. 또한, 당업자는 문헌[The Handbook of Pharmaceutical Excipients, 5th Ed., The Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association, London, UK and Washington, DC (2006)](전체적으로 본원에 참고로 인용됨)에 기재된 부형제를 포함하는 약학적으로 허용가능한 부형제가 본 발명에서 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 항균제, 예컨대, 프로필렌 글리콜, 칼륨 소베이트, 또는 나트륨 벤조에이트를 추가로 포함한다. 이러한 항균제는 식품 및/또는 음료 조성물에서 최대 허용가능한 양 이하의 양으로 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 0.05% 내지 약 0.1%의 양으로 항균제를 포함할 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 합성, 천연, 과일 또는 식물성 향미제일 수 있는 향미제 또는 이들의 조합물을 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 향미제는 스트로우베리, 포도, 라즈베리, 체리, 아몬드, 시트러스 과일, 오렌지, 탄제린(tangerine), 레몬, 라임, 레몬-라임, 바닐라, 바닐라 크림, 코코아, 초콜릿, 커피, 콜라(kola), 차, 민트, 스페어민트, 노루발풀(wintergreen), 멘톨, 감초(licorice), 버터스카치(butterscotch) 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은, 본원에서 사용된 바와 같이 보다 맛좋은 제품을 달성하기 위해 또는 투여 동안 보다 기분 좋은 구강 감촉을 제공하기 위해 첨가되는 부형제를 의미하는 향미 향상제를 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 향미 향상제의 비제한적인 예로는 리보타이드(ribotide) 및 일나트륨 글루타메이트가 있다.
몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 천연 또는 인공 감미제를 추가로 포함한다. 적합한 감미제는 수크로스, 락토스, 프럭토스, 아세설팜(acesulfame) 염(예를 들면, 아세설팜 칼륨 등), 알리탐(alitame), 아스파르탐(aspartame) 브라제인(brazzein), 쿠르쿨린(curculin), 사이클람산(cyclamic acid) 및 이의 염(예를 들면, 나트륨 사이클라메이트), 다이하이드로칼콘(dihydrochalcone), 글리사이르히진(glycyrrhizin) 및 이의 염, 모그로사이드(mogroside), 마빈린(mabinlin), 모나틴(monatin) 및 이의 염, 모넬린(monellin), 네오탐(neotame), 사카린 및 이의 염(예를 들면, 사카린 나트륨), 시아메노사이드(siamenoside), 스테비아(stevia), 스테비오사이드(stevioside), 수크랄로스(sucralose), 타우마틴(thaumatin) 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 감미제는 에멀젼의 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 20%, 약 0.01% 내지 약 1%, 약 0.02% 내지 약 15%, 약 0.05% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 20%, 약 0.1% 내지 약 5%, 약 0.5% 내지 약 4%, 약 1% 내지 약 3%, 약 0.01%, 약 0.05%, 약 0.1%, 약 1%, 약 5% 또는 약 10%의 농도로 본 발명의 수중유 에멀젼에 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 "당 무함유"(즉, 당, 및/또는 구강 내에서 당으로 용이하게 전환될 수 있는 착물 탄수화물 및/또는 폴리사카라이드를 실질적으로 함유하지 않는) 에멀젼이다.
몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 착색제를 추가로 포함한다. "착색제"는 색상 또는 외관을 향상시키고/시키거나 변형시키기 위해 수중유 에멀젼에 첨가될 수 있는 물질, 예를 들면, 안토시아닌 및 올리고머성 프로시아니딘을 의미한다. 또한, 착색제는 코드 또는 식별표시(즉, 농도, 의도된 용도 등을 표시하기 위한 코드 또는 식별표시)로서 수중유 에멀젼에 첨가될 수 있다. FDA에 의해 "일반적으로 안전한 것으로서 인정됨"(GRAS)으로써 제과 무역에서 일반적으로 사용되거나 약학 제제 및/또는 기능식품 제제에서의 사용에 대해 FDA에 의해 달리 승인받은 것으로 공지되어 있는 임의의 종류의 착색제(즉, "천연 색소" 및/또는 "인공 색소", 예컨대, F.D.&C. 염료)가 본 발명에서 사용될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, 불연속 오일상은 테르펜(terpene)(예를 들면, 리모넨(limonene), 피넨(pinene) 등), 향미 오일, 식물성 오일, 필수 오일 등 및 이들의 조합물로부터 선택된 물질을 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 필수 오일은 시트러스 오일(예를 들면, 레몬, 오렌지, 라임, 그레이프프루트, 만다린, 광귤 등의 오일), 잎 오일(예를 들면, 민트, 페퍼민트 등의 오일), 향신료 오일(예를 들면, 베르가못(bergamot), 로즈마리 등의 오일), 종자 오일(예를 들면, 아마씨 오일, 크랜베리씨 오일 등), 과피 오일 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 증량제(weighting agent)를 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 증량제는 브롬화된 오일(예를 들면, 브롬화된 식물성 오일), 에스터검 및 다른 우드로진(wood rosin), 수크로스 다이아세테이트 헥사-이소부티레이트(SAIB), 정련된 다마르검(gum dammar), 가누아바 왁스(ganuaba wax), 벤질 벤조에이트 폴리글리세릴 에스터, 글리세릴 트라이벤조에이트 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다.
몇몇 실시양태에서, 증량제는 연속 수성 액체상의 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 30%, 약 2% 내지 약 25% 또는 약 3% 내지 약 20%의 농도로 상기 연속 수성 액체상에 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 수-분산성 또는 오일-분산성 생체활성 물질을 추가로 포함한다. 본원에서 사용된 "수-분산성 생체활성 물질"은 물(또는 수성 액체)에 분산될 수 있고 용해될 수 있는 물질을 의미하고, "오일-분산성 생체활성 물질"은 오일에 분산될 수 있고 용해될 수 있는 물질을 의미한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 수-분산성 생체활성 물질 및/또는 오일-분산성 생체활성 물질은 효소(예를 들면, 파파인(papain)), 카로테노이드(carotenoid)(예를 들면, β-카로텐(carotene), 라이코펜(lycopene), 아스타잔틴(astaxanthin), 제아잔틴(zeaxanthin), 루테인(lutein) 등, 및 이들의 산소화된 변이체), 테르펜 및/또는 테르페노이드(예를 들면, 유칼립톨(eucalyptol), 캄포르(camphor), 멘톨, 시트랄(citral) 등), 필수 오일(예를 들면, 유게놀(eugenol), 진저롤(gingerol), 아베나코사이드(avenacoside) 등), 페놀산(예를 들면, 갈산, 로즈마린산 등), 플라보노이드(예를 들면, 나린긴(naringin), 쿠에르세틴, 카테킨, 안토시아닌, 쿠마린 등), 파이토에스트로겐, 프로안토시아니딘, 쿠르쿠미노이드(curcuminoid), 비타민(예를 들면, 비타민 E, 비타민 K 등) 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 몇몇 실시양태에서, 수-분산성 생체활성 물질은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 0% 내지 약 20%, 약 0.5% 내지 약 15% 또는 약 1% 내지 약 10%의 농도로 수중유 에멀젼에 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 농축된(folded) 오일을 추가로 포함한다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 농축된 오일은 베르가못(베르갭텐(bergaptene) 무함유 베르가못 오일을 포함함), 그레이프프루트(고-알데하이드 그레이프프루트 오일 및 그레이프프루트 쥬스 추출물을 포함함), 레몬, 라임, 만다린, 오렌지(및 오렌지 쥬스 추출물), 탄저린 등의 3배, 4배, 5배, 6배, 8배, 10배, 15배 및 20배 오일, 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 농축된 오일은 상기 예시적인 농축된 오일의 세척된, 증류된, 냉각 압착된, 테르펜 무함유 및/또는 세스퀴테르펜 무함유 변이체도 포함한다.
몇몇 실시양태에서, 농축된 오일은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 0.1% 내지 약 10%, 약 0.2% 내지 약 5%, 약 0.3% 내지 약 1%, 약 0.5% 내지 약 5% 또는 약 1% 내지 약 3%의 농도로 본 발명의 수중유 에멀젼에 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 수중유 에멀젼은 모노글리세라이드 및/또는 다이글리세라이드를 실질적으로 함유하지 않는다. 본원에서 사용된 "모노글리세라이드 및/또는 다이글리세라이드를 실질적으로 함유하지 않는"은 에멀젼의 중량을 기준으로 약 10% 이하, 약 5% 이하, 약 1% 이하, 약 0.5% 이하, 약 0.1% 이하, 약 0.05% 이하 또는 검출불가능한 농도의 모노글리세라이드 및/또는 다이글리세라이드를 포함하는 본 발명의 수중유 에멀젼을 의미한다.
본 발명의 수중유 에멀젼은 예를 들면, 식품, 음료, 허브 조성물, 식이 보충제, 영양 제품, 약학 조성물(특히, 경구 또는 경장 급식(enteral feeding)에 의해 투여되는 약학 조성물), 및/또는 기능식품 조성물 중의 구성요소 또는 기능성 성분으로서 사용될 수 있다. 본 발명의 수중유 에멀젼은 제품의 사용(예를 들면, 섭취) 시 소비자에게 건강 이점을 제공하기에 적합한 농도로 상기 조성물에 존재할 수 있다.
따라서, 몇몇 실시양태에서, 본 발명의 방법은 PUFA, 특히 DHA, 또는 가장 특히 에이코사펜타엔산(EPA)을 실질적으로 함유하지 않는 DHA-EE를 포함하는 본 발명의 열적으로 안정한 에멀젼, 또는 이를 함유하는 제품 또는 조성물을 이를 필요로 하는 대상체에게 매일 투여하는 단계를 포함하고, 이때 DHA는 비-해조류 공급원, 예를 들면, 어류로부터 유래된다.
용어 "대상체"는 포유동물, 예컨대, 인간 또는 영장류, 예컨대, 유인원, 원숭이, 오랑우탄, 개코원숭이, 긴팔원숭이 및 침팬지를 의미한다. 용어 "대상체"는 애완동물, 예를 들면, 개 및 고양이; 동물원 동물; 말과 동물, 예를 들면, 말; 식용 동물, 예를 들면, 소, 돼지 및 양; 및 질환 모델 동물, 예를 들면, 토끼, 마우스 및 래트도 의미할 수 있다. 대상체는 인간 또는 비인간일 수 있다. 대상체는 임의의 연령의 대상체일 수 있다. 예를 들면, 몇몇 실시양태에서, 대상체는 인간 유아, 즉 생후 내지 약 1세의 인간; 인간 소아, 즉 약 1세 내지 12세의 인간; 사춘기 인간, 즉 약 12세 내지 18세의 인간; 또는 성인 인간, 즉 약 18세 초과 연령의 인간이다. 몇몇 실시양태에서, 대상체는 수컷 또는 암컷 성체이다.
본원에서 사용된 용어 "치료한다" 및 "치료"는 치유적 치료 및 예방적 또는 방지적 조치 둘다를 의미하고, 이때 목적은 원치않는 생리학적 상태 또는 질환을 예방하거나 늦추거나(줄이거나), 또는 유리한 또는 원하는 임상 결과를 수득하는 것이다. 또한, 용어 "치료"는 상기 상태 또는 질환과 관련된 증상의 완화를 의미한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 에멀젼에 의해 제공된 PUFA를 함유하는 제제는 연속적으로 투여된다. "투여"와 관련하여 본원에서 사용된 용어 "연속" 또는 "계속"은 투여의 빈도가 매일 1회 이상임을 의미한다. 그러나, 투여 빈도가 매일 1회 초과, 예를 들면, 매일 2회 또는 심지어 3회 또는 4회일 수 있고, 본원에서 특정된 투여량 수준이 달성되는 한, 여전히 "연속" 또는 "계속" 투여일 수 있다는 것을 인식해야 한다.
몇몇 실시양태에서, 수중유 에멀젼은 분배 및/또는 사용 시점에서 현지 조제자, 병에 넣는 사람, 분배자, 약국 또는 다른 실체에 의한 희석에 적합한 농축물이다. 농축된 수중유 에멀젼은 사용 전에 운반되고/되거나 저장되어야 하는 제품에 특히 적합하다.
본원에서 사용된 바와 같이, "농축물"은 보다 낮은 농도의 에멀젼화제 및 PUFA를 갖는 최종 수중유 에멀젼을 생성하기 위한 희석에 적합한 수중유 에멀젼을 의미한다. 예를 들면, 농축물은 음료를 형성하도록 희석될 수 있는 음료 에멀젼 농축물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 에멀젼 농축물은 요구되는 추가 균질화 없이 연속 수성 액체상 내에 용이하게 분산된다. 에멀젼 농축물의 형성은 소비자에 의한 소비를 위한 최종 에멀젼 형태로 투여되기 전에 저장 및 수송을 위한 안정한 압축된 형태로 LC-PUFA를 저장하는 것을 가능하게 한다. 또한, 에멀젼 농축물의 균질화는 소비자에 의해 소비될 최종 에멀젼 형태의 균질화보다 더 작은 규모로 수행될 수 있다. 따라서, 보다 낮은 장치 비용이 현실화된다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 농축물은 고체 또는 반고체에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 에멀젼 농축물은 마요네즈, 포말 토핑(whipped topping), 아이스크림, 요거트, 스무디, 소스, 과일 농축물, 과일 퓌레(puree), 이유식, 고급 커피(specialty coffee), 예컨대, 프라페(frappes) 등, 및 차, 특히 아이스 또는 고급 커피, 및 우유 또는 우유 제품을 함유하는 차, 예컨대, 카이(chai) 차, 타이(Thai) 아이스 차(카-옌(cha-yen)) 등, 및 이들의 조합물을 포함하나 이들로 한정되지 않는 고체 또는 반고체 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다.
몇몇 실시양태에서, "동반(carry-over)" 첨가제, 예컨대, 칼륨 소베이트가 "비기능성" 첨가제로서 간주되는 수준으로 최종 제품에 존재할 수 있다. 예를 들면, 8 oz의 음료 중의 32 mg DHA를 전달하는 경우 1 ppm 내지 3 ppm의 칼륨 소베이트의 동반 수준이 "비기능성" 동반 수준으로서 간주된다. 식료품의 경우, 동반 첨가제는, 제품의 제조 과정에서 도입되고 최종 제품에서 기술적 기능을 수행하지 않는 하나 이상의 성분에 상기 청가제가 함유되는 것만으로 상기 제품에 존재하는 물질이다.
에멀젼의 제조 방법
본 발명의 수중유 에멀젼은 수성 액체상과 불연속 오일상을 혼합하여 수중유 에멀젼을 제공하기에 적합한 임의의 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 에멀젼화제와 수성상 물질을 서서히 혼합하여 안정한 분산액을 제공한 후, 임의적 항산화제, 임의적 보존제, 임의적 pH 조절제 등을 첨가한다. 그 다음, 오일상 물질(예를 들면, PUFA, 임의적 맛 차폐제, 항산화제, 임의적 보존제 등)을 서서히 첨가하면서 이 균질한 수성상 혼합물을 격렬히 혼합하여 수중유 에멀젼을 제공한다. 대안적으로, 수성 액체, 에멀젼화제 및 오일상 성분을 동시에 조합하여 수중유 에멀젼을 형성할 수 있다.
수중유 에멀젼의 형성 전, 수중유 에멀젼의 형성 동안, 및/또는 수중유 에멀젼의 형성 후에 금속 킬레이트화제를 첨가할 수 있다. 하나 초과의 금속 킬레이트화제가 사용되는 경우, 금속 킬레이트화제는 모두 동시에 첨가될 필요가 없다. 다른 금속 킬레이트화제는 다른 시간대에 첨가될 수 있다. 예를 들어 하나는 수중유 에멀젼의 형성 전에 첨가하고, 다른 하나는 수중유 에멀젼의 형성 후에 첨가할 수 있다.
성분들의 순차적인 첨가를 포함하는 방법에서, 수성 액체, 에멀젼화제 및 하나 이상의 임의적 부형제를 포함하는 실질적으로 균질한 수성상 조성물(예를 들면, 분산액)을 제조하고, 병행해서 오일상 성분(예를 들면, PUFA 및 하나 이상의 임의적 부형제)을 혼합하여 실질적으로 균질한 오일상 혼합물을 제공한다. 그 다음, 혼합된 오일상 성분을 격렬히 혼합하면서 상기 수성상 조성물에 서서히 첨가하여 수중유 에멀젼을 제공한다.
몇몇 실시양태에서는, 에멀젼화제를 에멀젼화 전에 수성상 및 오일상 둘다에 첨가한다.
몇몇 실시양태에서는, 일부의 수성 액체, 에멀젼화제 및 불연속 오일상을 포함하는 에멀젼 농축물을 제조한 후, 상기 수성 액체의 나머지 부분을 상기 에멀젼 농축물에 첨가하여 에멀젼을 형성한다.
몇몇 실시양태에서, 본 발명의 에멀젼을 제조하는 방법은
(a) 물과 에멀젼화제를 조합하여 수성 혼합물을 제공하는 단계;
(b) 상기 수성 혼합물에, 혼합하면서 PUFA를 첨가하여, 수중유 에멀젼을 제공하는 단계; 및
(c) 상기 수중유 에멀젼에 하나 이상의 금속 킬레이트화제 및 하나 이상의 항산화제를 첨가하는 단계
를 포함하고, 이때 상기 금속 킬레이트화제는 에멀젼의 약 0.02 내지 약 20 중량%의 양으로 존재하며, 상기 항산화제는 약 2 내지 약 20 중량%의 양으로 존재한다.
몇몇 실시양태에서, 초기에 형성된 수중유 에멀젼은 이 수중유 에멀젼을 균질화기에 1회 이상(예를 들면, 1회, 2회, 3회 또는 4회 이상) 통과시켜 최종 수중유 에멀젼을 형성함으로써 균질화시킨다. 예를 들면, 상기 에멀젼을 총 10,000 psi의 압력(500 psi 제2 단계)에서 균질화기에 5회 통과시킬 수 있다. 또 다른 예에서, 균질화 압력은 2회 통과에 의해 총 5,000 psi(750 psi 제2 단계)일 수 있다. 통과 압력 및 횟수는 균질화기 규모 및 유형, 및 원하는 최종 입자 크기에 의해 결정된다.
몇몇 실시양태에서, 특히, 제제의 가열 및 냉각을 위해, 및 원하는 경우, 예를 들면, 칼륨 소베이트를 함유하는 제품을 사용한 저온살균(pasteurization)을 위해, 높은 점도를 갖는 제제 또는 물질과 함께 스크랩형(scraped) 표면 열교환기(SSHE)를 이용한다. 몇몇 실시양태에서, 균질화기는 스크랩형 표면 열교환기에 연결된다.
몇몇 실시양태에서, 혼합은 질소 블랑켓 하에서 수행된다.
몇몇 실시양태에서, 예를 들어, 생산의 대규모화에서, 과도한 발포 또는 다른 바람직하지 않은 특성을 피하기 위해 에멀젼화제의 양을 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 20% 변형된 아카시아검을 함유한 에멀젼은 15% 변형된 아카시아검을 함유하도록 조절될 수 있다. 또한, 에멀젼 생산을 위해, 액체 형태의 에멀젼화제, 예컨대 액체 변형된 아카시아검, 특히 25℃에서 1 S-1에서 7000 mPas 이하의 점도를 가진 액체 변형된 아카시아검을 이용하는 것이 바람직할 수 있다.
도 1은 본 발명의 에멀젼을 제조하는 하나의 공정을 예시하는 공정 다이아그램이다. 도 1에서 보여지듯이, 인라인 실버손(Inline Silverson) 혼합기에서 변형된 아카시아검을 칼륨 소베이트, 나트륨 소베이트 및 물중의 85% 시트르산과 혼합하여 수용성 성분을 분산시킨다. 혼합은 변형된 아카시아검을 분산시키기에 충분한 속도로 수행한다. 상기 성분들을 물에서 4시간 이상 동안 또는 밤새 질소 블랑켓 하에서 수화되도록 한다. 수화 후에, 느리게 혼합하면서 질소 블랑켓하에서, 시트르산을 가하여 pH를 3.8 내지 3.9로 조정한다. 토코페롤(마텍 마스커(상표)) 및 다른 오일 가용성 성분을 가하고 질소 블랑켓 및 고 전단 조건하에서 2650 rpm으로 5분 동안 혼합한다. 이어서, pH를 pH 4.0으로 조정하고, 330 바(bar)의 1단계 압력 및 50 바의 2단계 압력을 이용하여 두 번 통과시켜 상기 제제를 균질화하였다. 상기 에멀젼을 4℃에서 저장한 다음 질소 블랑켓 하에서 포장하였다. 상기 에멀젼을 이어서, 에폭시-페놀-라이너를 가진 알루미늄 병에 질소 순간 포장하였다.
본 발명은 일반적으로 기재되어 있지만 본원에 제공된 실시예를 참조함으로써 더 이해될 수 있다. 이들 실시예는 예시를 위한 목적으로만 제공되어 있고 한정하기 위한 것이 아니다.
실시예
실시예 1
본 발명의 수중유 에멀젼을 다음과 같이 제조하였다.
물의 양을 칭량하여 혼합 탱크내로 가하였다. 미리 칭량된 칼륨 소베이트, 나트륨 아스코베이트, 및 제형 중 약 70% 시트르산을 혼합하면서 첨가하였다. 변형된 아카시아검을 상기 혼합 탱크에 일정한 속도로 첨가하였다. 이어서, 고전단 혼합기에서 2650 rpm으로, 변형된 아카시아검이 완전히 분산되어 덩어리가 보이지 않을 때까지 혼합하였다. 이어서, 혼합기 속도를 낮게(100 rpm) 설정하고 4시간 동안 혼합하였다. 이어서, 나머지량의 시트르산을 첨가하였다. 미리 칭량된 토코블렌드 L70(마텍 마스커) 및 로즈마리 추출물을 개별적으로 상기 검 용액에 상기 인라인 고전단 혼합기를 사용하여 서서히 가하였다. 마지막으로, DHA S 오일을 혼합하면서, 오일이 상기 검 용액내로 잘 혼합될 때까지(약 2분 동안) 가하였다. 이어서, 상기 에멀젼을 약 5분 동안 약 2650 rpm으로 질소 블랑켓 하에서 혼합하였다. 전체 공정은 질소 블랑켓 하에서 수행되었다.
조질 에멀젼을 이어서 330 바 1단계 / 50바 2단계 압력으로 2회 균질화한 다음 포장하였다. 균질화 후의 에멀젼 출구 온도는 약 24℃였다. 상기 균질화기의 출구에서 에멀젼을 냉각하기 위해 물을 사용하였다. 이후 에멀젼을 병입하고 질소로 퍼지한 후 냉장하였다.
[표 1]
실시예 1에서 제조된 최종 에멀젼의 조성
Figure 112013099397735-pct00001
에멀젼의 점도는 1rpm 및 2 rpm에서 700 내지 1200 mPas였다. 에멀젼의 점도는 동심형 실린더 및 SC4-18 스핀들을 가진 작은 샘플 어댑터를 사용하여 브룩필드(Brookfield) DVII+ 점도계(미국 매사츠세츠주 미들보로 소재의 브룩필드 엔지니어링 인코포레이티드(Brookfield Engneering Inc.))를 사용하여 측정하였다. 측정은 25℃에서 수행하였다.
에멀젼의 pH는 3.8 내지 4.2였다. 에멀젼의 pH는 오리온(Orion) 2 스타(Star) 벤취 탑 pH 미터(미국 매사츠세츠주 월탬 소재의 써모 피셔 사이언티픽 인코포레이티드(Thermo Fisher Scientific, Inc.))를 사용하여 측정하였다.
입자 크기 분포는 0.13 내지 0.25 ㎛였다. 입자 크기 분포는 맬버른 마스터사이저(Malvern Mastersizer) 하이드로2000S(미국 매사츠세츠주 웨스트보로 소재의 맬버른 인스트루먼츠 인코포레이트드(Malvern Instruments Inc.))를사용하여 측정하였다.
실시예 2
9 가지의 에멀젼 제형을 하기와 같이 제조하였다.
[표 2]
Figure 112013099397735-pct00002
[표 3]
Figure 112017018341717-pct00006
실시예 3: 관능 평가 비교
실시예 2에서와 같이 제조되어 5 또는 6 개월 동안 냉장된(4 내지 8℃) 에멀젼 제형 5(EM-5) 및 에멀젼 제형 7(EM-7)을 사용하여 하기에 기재된 바와 같이 관능 평가 비교를 수행하였다. 에멀젼 제형 5는 약 4.64%의 시트르산을 함유하였다. 시트르산의 %는 변형된 아카시아검의 로트에 따라 4-6% 범위이다. 두 가지의 에멀젼을 웰치스 적포도 쥬스 및 트로피카나 오렌지 쥬스에서 관능 평가 시험하였다. 상기 에멀젼들을 쥬스 내로 34 mg/서빙으로 첨가하고 200℉에서 15초 동안 저온살균하고 187℉에서 HDPE 병에 고온 충전하였다. 상기 병의 뚜껑을 닫고 뒤집어서 1분동안 정치시킨 후, 빙수에서 냉각하였다. 상기 쥬스들을 냉장 저장한 후 15일 후에 관능 시험을 수행하였다. 대조군은, 에멀젼 제형 5를 사용하되 DHA S 오일 대신에 카놀라유를 사용하여 제조된 카놀라유 제형이었다. 0 내지 6의 7점 스케일을 사용하여 관능 시험을 수행하였으며, 이때 0은 아무런 차이가 없음을 나타내고, 6은 매우 큰 차이가 있음을 나타낸다.
[표 4]
에멀젼의 관능 평가
Figure 112013099397735-pct00004
표 4에서 보듯이, 제형 EM-7보다 더 높은 함량의 나트륨 아스코베이트 및 시트르산 및 더 낮은 함량의 토코블렌드(상표명) L70을 함유하는 제형 EM-5는, 포도 쥬스 및 오렌즈 쥬스 중 어느 것과 혼합시 5개월에, 포도 쥬스와 혼합시 6개월 에 바람직한 관능 특성을 가졌다. 제형 EM-5와 비교할 때, 더 높은 함량의 토코블렌드(상표명) L70 및 더 낮은 함량의 나트륨 아스코베이트 및 시트르산을 함유하는 제형 EM-7은, 오렌지 쥬스와 혼합시 5개월에 바람직한 관능 특성을 가졌다.
결론
본원에 기재된 모든 다양한 실시양태들 및 방법들은 임의의 및 모든 변경으로 조합될 수 있다. 본 발명이 그의 몇몇 실시양태들을 참조하면서 구체적으로 제시되고 기재되어 있지만, 당업자는 상기 실시양태들이 단지 예로서 제공되었고 한정하기 위한 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항에 있어서 다양한 변화가 본 발명 내에서 만들어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주 및 범위는 전술된 예시적인 실시양태들 중 임의의 실시양태에 의해 한정되어서는 안되며 하기 특허청구범위 및 이들의 등가물에 따라서만 정의되어야 한다.
논문 또는 초록, 공개된 또는 상응하는 미국 또는 외국 특허출원, 발행된 또는 외국 특허, 또는 임의의 다른 문헌들을 포함하는, 본원에서 인용된 모든 문헌들(인용된 문헌들에서 제공된 모든 데이터, 표, 도면 및 내용을 포함함)은 각각 전체적으로 본원에 참고로 인용된 것이다.

Claims (36)

  1. (a) 다불포화 지방산을 함유하는 오일;
    (b) 에멀젼화제;
    (c) 물;
    (d) 금속 킬레이트화제; 및
    (e) 항산화제
    를 포함하는 수중유 에멀젼으로서,
    상기 금속 킬레이트화제가 시트르산, 시트르산염 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 항산화제가, 토코페롤과 조합된, 아스코브산 또는 나트륨 아스코베이트이고,
    상기 금속 킬레이트화제가 에멀젼의 중량을 기준으로 3 내지 20 중량%의 양으로 존재하고, 상기 항산화제가 에멀젼의 중량을 기준으로 2 내지 20 중량%의 양으로 존재하는, 수중유 에멀젼.
  2. 제1항에 있어서,
    금속 킬레이트화제 대 항산화제의 비가 1:3 내지 3:1인, 수중유 에멀젼.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    에멀젼이 에멀젼 중량을 기준으로 2 내지 6 중량%의 나트륨 아스코베이트 및 에멀젼 중량을 기준으로 0.05 내지 0.5 중량%의 토코페롤을 포함하는, 수중유 에멀젼.
  6. 제1항에 있어서,
    다불포화 지방산이 α-리놀렌산, ω-3 에이코사펜타엔산, ω-3 도코사펜타엔산, ω-3 도코사헥사엔산, γ-리놀렌산, 리놀레산, 아라키돈산, ω-6 도코사펜타엔산, 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는, 수중유 에멀젼.
  7. 제1항에 있어서,
    다불포화 지방산이 에멀젼의 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%의 농도로 존재하는, 수중유 에멀젼.
  8. 제1항에 있어서,
    다불포화 지방산의 농도가 에멀젼의 g 당 50 mg 내지 80 mg인, 수중유 에멀젼.
  9. 제1항에 있어서,
    물이 에멀젼의 중량을 기준으로 20 내지 75 중량%의 농도로 존재하는, 수중유 에멀젼.
  10. 제1항에 있어서,
    에멀젼화제가 아카시아검, 변형된 아카시아검, 레시틴, 한천, 가티검, 변형된 가티검, 펙틴, 카라기닌, 잔탄검, 변형된 전분, 변형된 알기네이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄, 지방 알코올, 및 이들의 조합물로부터 선택되는, 수중유 에멀젼.
  11. 제1항에 있어서,
    에멀젼화제가 에멀젼의 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%의 농도로 존재하는, 수중유 에멀젼.
  12. 제1항에 있어서,
    에멀젼이 20 nm 내지 1.5 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는, 수중유 에멀젼.
  13. 제1항에 있어서,
    에멀젼이 25℃에서 1 S-1에서 200 내지 1400 mPas의 점도를 갖는, 수중유 에멀젼.
  14. 제13항에 있어서,
    에멀젼이 25℃에서 1 S-1에서 700 내지 1500 mPas의 점도를 갖는, 수중유 에멀젼.
  15. 제1항에 있어서,
    에멀젼이 2 내지 7의 pH를 갖는, 수중유 에멀젼.
  16. 제1항에 있어서,
    추가로 맛-차폐제(taste-masking agent)를 포함하는 수중유 에멀젼.
  17. 제1항에 있어서,
    항생제, 보존제, 향미제, 향미 향상제, 감미제, 착색제, 증량제, 수-분산성 또는 오일-분산성 생체활성 물질 또는 농축된(folded) 오일로 이루어진 군으로부터 선택된 부형제를 추가로 포함하는 수중유 에멀젼.
  18. 제1항, 제2항 및 제5항 내지 제17항 중 어느 한 항의 에멀젼을 포함하는 음료.
  19. (a) 물과 에멀젼화제를 조합하여 수성 혼합물을 제공하는 단계;
    (b) 상기 수성 혼합물에 혼합하면서 다불포화 지방산을 첨가하여 수중유 에멀젼을 제공하는 단계; 및
    (c) 상기 수중유 에멀젼에 금속 킬레이트화제 및 항산화제를 첨가하는 단계
    를 포함하고,
    상기 금속 킬레이트화제가 시트르산, 시트르산염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 항산화제가, 토코페롤과 조합된, 아스코브산 또는 나트륨 아스코베이트이고,
    상기 금속 킬레이트화제는 에멀젼의 중량을 기준으로 3 내지 20 중량%의 양으로 존재하고, 상기 항산화제는 2 내지 20 중량%의 양으로 존재하는,
    수중유 에멀젼의 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    금속 킬레이트화제 대 항산화제의 비가 1:3 내지 3:1인, 제조 방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 제19항에 있어서,
    에멀젼이 에멀젼 중량을 기준으로 2 내지 6 중량%의 나트륨 아스코베이트 및 에멀젼 중량을 기준으로 0.05 내지 0.5 중량%의 토코페롤을 포함하는, 제조 방법.
  24. 제19항에 있어서,
    다불포화 지방산이 α-리놀렌산, ω-3 에이코사펜타엔산, ω-3 도코사펜타엔산, ω-3 도코사헥사엔산, γ-리놀렌산, 리놀레산, 아라키돈산, ω-6 도코사펜타엔산, 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는, 제조 방법.
  25. 제19항에 있어서,
    다불포화 지방산이 에멀젼의 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%의 농도로 존재하는, 제조 방법.
  26. 제19항에 있어서,
    다불포화 지방산의 농도가 에멀젼의 g 당 50 mg 내지 80 mg인, 제조 방법.
  27. 제19항에 있어서,
    물이 에멀젼의 중량을 기준으로 20 내지 75 중량%의 농도로 존재하는, 제조 방법.
  28. 제19항에 있어서,
    에멀젼화제가 아카시아검, 변형된 아카시아검, 레시틴, 한천, 가티검, 변형된 가티검, 펙틴, 카라기닌, 잔탄검, 변형된 전분, 변형된 알기네이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄, 지방 알코올, 및 이들의 조합물로부터 선택되는, 제조 방법.
  29. 제19항에 있어서,
    에멀젼화제가 에멀젼의 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%의 농도로 존재하는, 제조 방법.
  30. 제19항에 있어서,
    에멀젼이 20 nm 내지 1.5 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는, 제조 방법.
  31. 제19항에 있어서,
    에멀젼이 25℃에서 1 S-1에서 200 내지 1400 mPas의 점도를 갖는, 제조 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    에멀젼이 25℃에서 1 S-1에서 700 내지 1500 mPas의 점도를 갖는, 제조 방법.
  33. 제19항에 있어서,
    에멀젼이 3 내지 5의 pH를 갖는, 제조 방법.
  34. 제19항에 있어서,
    에멀젼이 추가로 맛-차폐제를 포함하는, 제조 방법.
  35. 제19항에 있어서,
    에멀젼이 항생제, 향미제, 향미 향상제, 감미제, 착색제, 증량제, 수-분산성 또는 오일-분산성 생체활성 물질 또는 농축된 오일로 이루어진 군으로부터 선택된 부형제를 추가로 포함하는, 제조 방법.
  36. 제19항, 제20항 및 제23항 내지 제35항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 수중유 에멀젼.
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