KR101974436B1 - Method of preparing resistant starch nano particle - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 전분을 산처리하여 예비 전분 나노입자로 분해하는 단계; 상기 예비 전분 나노입자를 가교결합시키는 단계; 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자를 분산시키는 단계; 및 분산된 상기 예비 전분 나노입자를 동결 건조시키는 단계를 포함하여, 입도가 균질하고, 분산안정성이 우수하여 액상 식품과 상용성이 우수하고, 식이섬유 함량이 높은 저항전분 나노입자의 제조 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention include a method for producing starch nanoparticles by acid treatment of starch to decompose into starch nanoparticles; Cross-linking the pre-starch nanoparticles; Dispersing the crosslinked pre-starch nanoparticles; And a step of lyophilizing the dispersed pre-starch nanoparticles, thereby providing a method for producing resistive starch nanoparticles having homogeneous particle size and excellent dispersion stability, excellent compatibility with liquid food, and high dietary fiber content do.

Description

저항전분 나노입자의 제조 방법{METHOD OF PREPARING RESISTANT STARCH NANO PARTICLE}METHOD OF PREPARING RESISTANT STARCH NANO PARTICLE [0002]

본 발명은 저항전분 나노입자의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing resistive starch nanoparticles.

저항전분(Resistant starch, RS)은 인체의 소장에서 소화 흡수되지는 않으나 대장내에서 프로바이오틱스에 의해 발효되어 단쇄지방산을 생성하는 전분 또는 전분 가수분해물을 의미한다. 저항전분은 대장 내에서 장내 미생물에 의해 발효되어 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등과 같은 단쇄 지방산의 생성을 증가시켜 대장암 억제에 효과가 있고, 식이섬유소와 거의 유사한 생리활성을 가져 변비 예방, 혈당 저하 등의 효과에 탁월한 것으로 알려져 있다.Resistant starch (RS) is a starch or starch hydrolyzate which is not digested and absorbed in the small intestine of a human body but is fermented by probiotics in the large intestine to produce short chain fatty acids. Resistant starch is fermented by intestinal microorganisms in the large intestine to increase the production of short chain fatty acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, etc., and is effective in inhibiting colorectal cancer and has physiological activity almost similar to dietary fiber, It is said to be excellent for its effectiveness.

이러한 저항전분은 형태에 따라 크게 5가지로 분류될 수 있는데, 부분적으로 도정된 낟알이나 종자와 같이 물리적으로 소화효소의 접근이 어려운 RS1, 바나나, 감자, 고아밀로스 옥수수전분과 같이 B형의 결정형을 가지고 소화효소에 의해 분해되기 어려운 전분입자인 RS2, 전분노화에 의해 형성된 RS3, 화학적 변성에 의해 소화효소에 대한 저항성을 나타내는 RS4, 그리고 아밀로스와 지질복합체에 의한 RS5가 있다. 그 중, RS4 형태의 저항전분은 비교적 최근에 개발된 것으로서, 고아밀로스 옥수수전분과 같이 고가 원료로부터 제조된 RS2 또는 RS3 형태의 저항전분보다 값이 싼 옥수수전분, 밀 전분 등 현재 상업적으로 이용 가능한 모든 전분으로부터 제조가 가능하며, 저항전분의 함량을 상대적으로 높일 수 있고 수분흡수가 어려우며 생리기능성의 증대가 기대되므로, 그 관심이 증대되고 있다.These resistant starches can be divided into five types according to their shape. They can be classified into five types, such as RS1, which is physically difficult to access digestive enzymes such as grains or seeds, bananas, potatoes and high amylose corn starch, RS2, which is starch particles that are difficult to digest by digestive enzymes, RS3 which is formed by starch aging, RS4 which shows resistance to digestive enzymes by chemical modification, and RS5 by amylose and lipid complex. Among them, RS4-type resistant starch has been developed relatively recently, and it is known that all commercially available starch such as corn starch, wheat starch, etc., which are lower in price than RS2 or RS3 type resistant starch prepared from expensive raw materials such as high amylose corn starch The starch can be manufactured, the content of the resistant starch can be relatively increased, the water absorption is difficult, and the physiological functionality is expected to increase.

그러나, 이러한 저항전분은 물에 잘 녹지 않고 입자의 크기가 마이크로미터 수준으로, 액상 식품에 용해 또는 분산되지 않고 침전되어 분리되므로 이를 적용하기 어려운 한계가 있다. 한국공개특허 제10-2007-0083589호는 효소-저항성 전분 및 이의 생산 방법을 개시하고 있으나 전술한 문제점에 대한 대안을 제시하지 못하였다.However, such resistant starch is not well soluble in water, and its particle size is on the micrometer level, and it is difficult to apply because it is precipitated and separated without dissolving or dispersing in liquid foods. Korean Patent Publication No. 10-2007-0083589 discloses an enzyme-resistant starch and a production method thereof, but fails to provide an alternative to the above-mentioned problem.

한국공개특허 제10-2007-0083589호Korean Patent Publication No. 10-2007-0083589

본 발명의 일 과제는 향상된 기계적, 물리적 물성을 가지는 저항전분 나노입자의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing resistive starch nanoparticles having improved mechanical and physical properties.

1. 전분을 산처리하여 예비 전분 나노입자로 분해하는 단계; 상기 예비 전분 나노입자를 가교결합시키는 단계; 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자를 분산시키는 단계; 및 분산된 상기 예비 전분 나노입자를 동결 건조시키는 단계를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.1. Acid treatment of starch to decompose into starch nanoparticles; Cross-linking the pre-starch nanoparticles; Dispersing the crosslinked pre-starch nanoparticles; And lyophilizing the dispersed pre-starch nanoparticles.

2. 위 1에 있어서, 상기 분산은 상기 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자를 초음파 처리하여 수행되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.2. The method of producing resistive starch nanoparticles as described in 1 above, wherein the dispersion is performed by ultrasonication of the cross-linked pre-starch nanoparticles.

3. 위 2에 있어서, 상기 초음파 처리는 15분 내지 60분 동안 수행되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.3. The method of claim 2, wherein the ultrasonic treatment is performed for 15 to 60 minutes.

4. 위 1에 있어서, 상기 전분을 산처리하는 단계는 상기 전분을 산과 반응시켜 가수분해시키는 단계를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.4. The method of producing resistive starch nanoparticles according to item 1 above, wherein acid-treating the starch comprises hydrolyzing the starch by reacting with the acid.

5. 위 4에 있어서, 상기 전분을 산처리하는 단계는 가수분해된 상기 전분을 염기로 중화시키는 단계를 더 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.5. The method of claim 4, wherein acid treating the starch further comprises neutralizing the hydrolyzed starch with a base.

6. 위 4에 있어서, 상기 산은 염산, 황산, 탄산, 구연산, 초산 및 젖산으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.6. The method of producing resistive starch nanoparticles according to 4 above, wherein the acid comprises at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, carbonic acid, citric acid, acetic acid and lactic acid.

7. 위 1에 있어서, 상기 가교결합은 상기 예비 전분 나노입자에 가교결합제 및 염기를 첨가하여 수행되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.7. The method for producing resistive starch nanoparticles as described in 1 above, wherein the cross-linking is performed by adding a cross-linking agent and a base to the pre-starch nanoparticles.

8. 위 7에 있어서, 상기 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자에 산을 첨가하여 중화시키는 단계를 더 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.8. The method for producing resistive starch nanoparticles according to 7 above, further comprising neutralizing the bridged pre-starch nanoparticles by adding an acid thereto.

9. 위 7에 있어서, 상기 가교결합제는 소듐 트리메타포스페이트 및 소듐 트리폴리포스페이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.9. The method of claim 7, wherein the cross-linking agent comprises at least one selected from the group consisting of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate.

10. 위 1에 있어서, 상기 전분은 찹쌀전분, 찰옥수수전분, 밀전분, 쌀전분, 옥수수전분, 타피오카전분, 고구마전분 및 감자전분으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.10. The starch according to 1 above, wherein the starch is at least one selected from the group consisting of glutinous rice starch, waxy corn starch, wheat starch, rice starch, corn starch, tapioca starch, sweet potato starch, Gt;

11. 위 1에 있어서, 상기 저항전분 나노입자의 크기는 20 내지 300 nm로 조절되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.11. The method of claim 1, wherein the size of the resistive starch nanoparticles is adjusted to 20 to 300 nm.

본 발명의 실시 예들에 따른 저항전분 나노입자의 제조 방법은 전분 나노입자에 가교결합 처리를 수행하여 입도가 균질하며 분산안정성이 우수하고, 식이섬유 함량이 높은 저항전분 나노입자를 제조할 수 있다.The method for producing resistive starch nanoparticles according to embodiments of the present invention can produce a resistive starch nanoparticle having a homogeneous particle size, excellent dispersion stability, and high dietary fiber content by performing cross-linking treatment on the starch nanoparticles.

또한, 본 발명의 실시예들에 따른 저항전분 나노입자의 제조 방법은 예를 들면, 초음파 처리 및 동결건조 처리를 통해 분산안정성이 높고, 나노 크기를 가지는 저항전분 나노입자의 제조가 가능하여, 예를 들면 액상 식품에 대한 상용성이 우수하다.In addition, the method for producing resistive starch nanoparticles according to embodiments of the present invention can produce resistive starch nanoparticles having high dispersion stability and nanoscale resistance through, for example, ultrasonic treatment and freeze-drying treatment, And is excellent in compatibility with liquid foods.

따라서, 전술한 저항전분 나노입자는 높은 분산성으로 액상 식품 조성물에 포함될 수 있어, 이에 대장암 억제, 변비 예방, 혈당 저하 효과가 우수한 액상 식품 조성물을 제공할 수 있다.Therefore, the above-mentioned resistive starch nanoparticles can be incorporated into the liquid food composition with high dispersibility, and thus it is possible to provide a liquid food composition excellent in suppression of colon cancer, prevention of constipation, and lowering of blood sugar.

도 1은 실시예 및 비교예들의 제조 방법으로 제조된 입자의 SEM 관찰 결과를 나타낸다.
도 2는 실시예 및 비교예들의 제조 방법으로 제조된 입자의 크기 및 분포를 나타낸다.
도 3은 실시예 및 비교예들의 제조 방법으로 제조된 입자의 X-선 회절도를 나타낸다.
도 4는 실시예 및 비교예들의 제조 방법으로 제조된 입자의 제타 전위 측정 그래프를 나타낸다.
도 5는 실시예 및 비교예들의 제조 방법으로 제조된 입자의 분산 안정성을 설명한다.
Fig. 1 shows SEM observation results of the particles produced by the manufacturing methods of Examples and Comparative Examples.
Fig. 2 shows the size and distribution of the particles produced by the manufacturing methods of Examples and Comparative Examples.
Fig. 3 shows X-ray diffraction patterns of the particles prepared by the manufacturing method of Examples and Comparative Examples. Fig.
Fig. 4 shows a zeta potential measurement graph of the particles produced by the manufacturing methods of Examples and Comparative Examples.
Fig. 5 illustrates the dispersion stability of the particles produced by the manufacturing methods of Examples and Comparative Examples.

본 발명의 실시예들은 전분을 산처리하여 예비 전분 나노입자를 분해하는 단계, 상기 예비 전분 나노입자를 가교결합시키는 단계, 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자를 분산시키는 단계 및 분산된 상기 예비 전분 나노입자를 동결 건조시키는 단계를 포함하여, 입도가 균질하고, 분산안정성이 우수하여 액상 식품과 상용성이 우수하고, 식이섬유 함량이 높은 저항전분 나노입자의 제조 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention are directed to a method for preparing starch nanoparticles comprising dissolving starch nanoparticles by acid treatment of starch, crosslinking the pre-starch nanoparticles, dispersing the crosslinked pre-starch nanoparticles, The present invention also provides a method for producing a resistant starch nanoparticle having homogeneous particle size, excellent dispersion stability, excellent compatibility with liquid foods, and high dietary fiber content, including a step of lyophilizing particles.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

실시예들의 저항전분 나노입자의 제조 방법에 따르면, 먼저 전분을 산처리하여 예비 전분 나노입자를 형성 또는 분해한다. 예를 들면, 상기 전분이 산처리를 통해 나노 크기 수준의 예비 전분 나노입자 또는 예비 전분 블록릿(blocklet) 나노입자로 수득될 수 있다.According to the method for producing the resistant starch nanoparticles of the embodiments, the starch is first acid-treated to form or decompose the pre-starch nanoparticles. For example, the starch may be obtained through acid treatment to nanostructured levels of pre-starch nanoparticles or pre-starch blocklet nanoparticles.

실시예들에 따른 저항전분 나노입자의 제조 방법은 나노 사이즈(약 10-7 내지 10-9m) 수준의 예비 전분 나노입자 또는 저항전분 나노입자를 제조할 수 있으므로, 상기 저항전분 나노입자는 넓은 표면적 및 우수한 분산 안정성을 가질 수 있다. 저항전분은 일반적으로 물 등의 액체에 잘 녹지 않으나, 실시예들에 따르면 상기 저항전분 나노입자는 입자크기가 콜로이드 입자크기에 포함되어 분산 안정성을 가짐에 따라 액상 식품 조성물에 분산성 또는 상용성이 우수하므로 식이섬유 함량을 증가시킨 액상 식품의 제조가 가능하다.According to the embodiments, the method for producing resistive starch nanoparticles can produce pre-starch nanoparticles or resistive starch nanoparticles of nano-size (about 10 -7 to 10 -9 m) Surface area and excellent dispersion stability. Resistant starch is generally insoluble in liquids such as water. However, according to the embodiments, the resistive starch nanoparticles are dispersed or miscible in a liquid food composition as the particle size is included in the colloid particle size, It is possible to prepare a liquid food having an increased dietary fiber content.

또한, 저항전분 나노입자는 소장에서는 소화되지 않고, 대장 내에서 장내 미생물에 의해 발효되어 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등과 같은 단쇄 지방산의 생성을 증가시켜 대장암 억제에 효과가 있고, 식이섬유소와 거의 유사한 생리활성을 가져 변비 예방, 혈당 저하 등의 효과에 탁월하다. 또한, 글리세믹 지수 및 콜레스테롤 수치를 낮출 수 있어 인체에 유용하다.Resistant starch nanoparticles are not digested in the small intestine but are fermented by intestinal microorganisms in the large intestine to increase the production of short chain fatty acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid and the like, and are effective for inhibiting colorectal cancer. It is active in preventing constipation and lowering blood sugar. It can also lower glycemic index and cholesterol levels and is useful for the human body.

상기 전분은 예를 들면 곡물의 분말을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 찹쌀전분, 찰옥수수전분, 밀전분, 쌀전분, 옥수수전분, 타피오카전분, 고구마전분, 감자전분 또는 이들의 2 이상의 조합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The starch may be, for example, a grain powder, and may be selected from the group consisting of glutinous rice starch, waxy corn starch, wheat starch, rice starch, corn starch, tapioca starch, sweet potato starch, potato starch, But is not limited thereto.

일부 실시예들에 있어서, 상기 전분으로 나노 사이즈의 전분 나노입자를 수득할 수 있도록 입자 크기가 작은 전분을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면 상기 전분은 찹쌀전분을 포함할 수 있다.In some embodiments, it is preferred to use starches having a small particle size so as to obtain starch nanoparticles of nanosized size with the starch, for example, the starch may comprise glutinous rice starch.

상기 전분은 예를 들면 곡물을 증류수 또는 알칼리 용액에 침지하여, 상기 곡물로부터 전분을 분리함에 따라 수득될 수 있다. 구체적으로, 곡물을 세척한 후, 증류수 및/또는 알칼리 용액에 침지시킨 후, 이를 분쇄 및/또는 체질한 후 원심 분리하는 공정을 반복함으로써 곡물로부터 전분을 분리 또는 수득할 수 있다. 상기 체질은 예를 들면 100 내지 300 메쉬(mesh)의 체를 이용하여 수행될 수 있다.The starch may be obtained, for example, by immersing the grain in distilled water or an alkaline solution and separating the starch from the grain. Specifically, starch can be separated or obtained from cereals by repeating the steps of washing cereals, immersing them in distilled water and / or an alkali solution, pulverizing and / or sieving them, and centrifuging them. The sieving can be performed using, for example, a sieve of 100 to 300 mesh.

상기 전분은 산처리 되어 예비 전분 나노입자를 형성할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 상기 전분의 산처리는 상기 전분을 산과 반응시켜 가수분해시킴으로써 나노 사이즈의 예비 전분 나노입자를 형성할 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 상기 전분의 산처리는 상기 전분을 산과 반응시켜 블록릿(blocklet) 상태로 가수분해시킴으로써 수행될 수 있다.The starch may be acid treated to form pre-starch nanoparticles. In some embodiments, acid treatment of the starch may form nano-sized pre-starch nanoparticles by hydrolysis of the starch by reaction with an acid. In some embodiments, the acid treatment of the starch may be performed by reacting the starch with an acid to hydrolyze it in a blocklet state.

상기 산은 상기 전분과 가수분해가 가능하다면 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 염산, 황산, 탄산, 구연산, 초산, 젖산, 이들의 2 이상의 조합 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 염산을 포함할 수 있다.The acid may be, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, carbonic acid, citric acid, acetic acid, lactic acid, combinations of two or more thereof, and the like, preferably hydrochloric acid. have.

일부 실시예들에 있어서, 상기 산을 통한 가수분해 공정 수행 시간에 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 3일 내지 15일, 보다 바람직하게는 7일 내지 10일 동안 산처리가 수행될 수 있다. 상기 범위일 때, 전분의 가수분해 효과를 확보할 수 있다.In some embodiments, there is no particular limitation on the time for performing the hydrolysis process through the acid, but the acid treatment can be performed preferably for 3 to 15 days, more preferably for 7 to 10 days. In the above range, the hydrolysis effect of the starch can be ensured.

일 실시예에 있어서, 상기 산의 가수분해 공정 후 원심분리 공정이 수행될 수 있으며, 산처리된 전분을 원심분리하여 용액으로부터 침전된 전분 나노입자를 수득할 수 있다.In one embodiment, a centrifugation process may be performed after the acid hydrolysis process, and the acid treated starch may be centrifuged to obtain precipitated starch nanoparticles from the solution.

일부 실시예들에 있어서, 상기 전분을 산처리하는 단계는 가수분해된 상기 전분 또는 예비 전분 나노입자를 염기로 중화시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 산처리된 전분 또는 예비 전분 나노입자를 약 pH 7로 중화시킬 수 있다. 상기 염기는 특별한 제한이 없으며, 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 들 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 염기 중화 공정 이후, 증류수를 이용한 세척 공정이 수반될 수 있다.In some embodiments, acid treatment of the starch may comprise neutralizing the hydrolyzed starch or pre-starch nanoparticles with a base, whereby the acid-treated starch or pre-starch nanoparticles It can be neutralized to about pH 7. The base is not particularly limited, and examples thereof include sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. In one embodiment, after the base neutralization process, a cleaning process using distilled water may be involved.

일부 실시예들에 있어서, 상기 산을 통한 가수분해 공정 및 염기 중화 공정 후에는 동결건조 공정이 수행될 수 있으며, 전분 나노입자를 용이하게 수득한다는 측면에서 분쇄 및/또는 100 내지 300 메쉬 체를 통한 체질을 수행할 수 있다.In some embodiments, the lyophilization process may be performed after the acid hydrolysis and base neutralization processes and may be carried out by grinding and / or through a 100-300 mesh sieve in terms of readily obtaining starch nanoparticles. Sieve can be performed.

실시예들의 저항전분 나노입자의 제조 방법에 따르면, 상기 예비 전분 나노입자를 가교결합시킨다. 상기 예비 전분 나노입자는 가교결합되어 액상에 분산시 분산 안정성이 향상되며, 입자간 응집이 효과적으로 방지될 수 있다.According to the manufacturing method of the resistive starch nanoparticles of the embodiments, the pre-starch nanoparticles are crosslinked. When the pre-starch nanoparticles are crosslinked and dispersed in a liquid phase, dispersion stability is improved, and intergranular agglomeration can be effectively prevented.

일부 실시예들에 있어서, 상기 가교결합은 상기 예비 전분 나노입자에 가교결합제를 첨가하여 수행될 수 있다. 상기 예비 전분 나노입자는 가교결합제에 의한 가교결합에 의해 저항전분 나노입자의 분산안정성의 향상과 함께 분산시 입자간 응집을 방지할 수 있다.In some embodiments, cross-linking may be performed by adding a cross-linking agent to the pre-starch nanoparticles. The pre-starch nanoparticles can improve the dispersion stability of the resistant starch nanoparticles by cross-linking with the cross-linking agent, and prevent agglomeration between the particles at the time of dispersion.

일부 실시예들에 있어서, 상기 가교결합제의 첨가량은 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 상기 예비 전분 나노입자 100중량부를 기준으로 5 내지 12중량부일 수 있다.In some embodiments, the amount of the cross-linking agent to be added is not particularly limited, and may be, for example, 5 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the pre-starch nanoparticles.

일부 실시예들에 있어서, 상기 가교결합제는 상기 예비 전분 나노입자 100중량부를 기준으로 0.4 중량부 이하의 인을 함유할 수 있다.In some embodiments, the cross-linking agent may contain up to 0.4 part by weight of phosphorus based on 100 parts by weight of the pre-starch nanoparticles.

상기 가교결합제는 상기 예비 전분 나노입자를 가교결합할 수 있는 한 특별히 제한하지 않으며, 예를 들면 소듐 메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP) 및/또는 소듐 트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP)를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 가교결합제로서 소듐 메터포스페이트와 소듐 트리폴리포스페이트를 혼용하는 것이 분산 안정성, 응집 방지 향상 측면에서 더욱 좋다.The cross-linking agent is not particularly limited as long as it can crosslink the pre-starch nanoparticles, and may include, for example, sodium trimetaphosphate (STMP) and / or sodium tripolyphosphate (STPP) , And it is preferable to use sodium metaphosphate and sodium tripolyphosphate as a cross-linking agent, preferably in terms of dispersion stability and prevention of agglomeration.

일부 실시예들에 있어서, 상기 가교결합제는 소듐 메타포스페이트 8 내지 12중량%, 소듐 트리폴리포스페이트 0.01 내지 1중량%를 포함하는 가교결합제 수용액의 형태로 제공될 수 있으며, 상기 가교결합제 수용액을 첨가함으로써 상기 예비 전분 나노입자를 가교결합시킬 수 있다.In some embodiments, the crosslinking agent may be provided in the form of an aqueous solution of a crosslinking agent comprising 8 to 12% by weight of sodium metaphosphate and 0.01 to 1% by weight of sodium tripolyphosphate, The pre-starch nanoparticles can be crosslinked.

일부 실시예들에 있어서, 상기 가교결합제 첨가 전 상기 예비 전분 나노입자가 호화되는 것을 방지하는 측면에서, 상기 예비 전분 나노입자 100중량부를 기준으로 5 내지 15중량부의 무수 황산나트륨(anhydrous sodium sulfate)을 더 첨가할 수 있다.In some embodiments, 5-15 parts by weight of anhydrous sodium sulfate is added to 100 parts by weight of the pre-starch nanoparticles in order to prevent the pre-starch nanoparticles from becoming pregelatinized before adding the cross-linking agent Can be added.

일부 실시예들에 있어서, 상기 예비 전분 나노입자간 가교결합 반응이 용이하게 수행되도록 하는 측면에서, 상기 예비 전분 나노입자의 가교결합은 상기 가교결합제와 함께 염기를 더 첨가할 수 있고, 예를 들면 상기 가교결합은 약 pH 10 내지 12, 바람직하게는 약 pH 11 내지 11.5에서 수행될 수 있다. 이때 사용되는 염기에 특별한 제한은 없으며 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼륨 등일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 가교결합제 및 상기 염기를 통해 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자에 산을 더 첨가하여 중화시키는 단계를 더 포함할 수도 있다.In some embodiments, in view of facilitating the cross-linking reaction between the pre-starch nanoparticles, the cross-linking of the pre-starch nanoparticles may further include a base with the cross-linking agent, The crosslinking can be carried out at a pH of about 10 to 12, preferably at about pH 11 to 11.5. There are no particular restrictions on the base used, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and the like. In one embodiment, the method may further include neutralizing the pre-starch nanoparticles crosslinked through the cross-linking agent and the base by further adding an acid.

실시예들에 따른 저항전분 나노입자의 제조 방법은 상기 가교결합된 예비 전분 나노입자를 분산시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 분산은 상기 예비 전분 나노입자를 초음파 처리하여 수행될 수 있다.The method for preparing the resistant starch nanoparticles according to the embodiments may include dispersing the crosslinked pre-starch nanoparticles. For example, the dispersion can be performed by ultrasonication of the pre-starch nanoparticles.

상기 초음파 처리는 상기 예비 전분 나노입자 또는 저항전분 나노입자의 입자 크기를 줄여 분산성을 향상시키고 입자 간 응집을 방지하는 측면에서 수행될 수 있다.The ultrasonic treatment can be performed in terms of reducing the particle size of the pre-starch nanoparticles or the resistant starch nanoparticles to improve dispersibility and prevent intergranular aggregation.

상기 초음파 처리 방법은 특별하게 제한하지 않으며, 예를 들면 상기 초음파 처리는 약 15분 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 상기 범위일 때 상기 예비 전분 나노 입자가 안정한 콜로이드 분산질 범위에 포함될 수 있다. 상기 초음파 처리 시간이 약 15분 미만이면 나노 입자 간의 응집이 형성되어 입자 크기가 커질 우려가 있으며, 약 60분을 초과하면 더 이상의 입자 균일성, 분산 안정성 향상 효과를 기대할 수 없을 수 있다.The ultrasonic treatment method is not particularly limited, and for example, the ultrasonic treatment may be performed for about 15 to 60 minutes. In the above range, the pre-starch nanoparticles may be included in the stable colloidal dispersion quality range. If the ultrasonic treatment time is less than about 15 minutes, agglomeration between nanoparticles may be formed to increase the particle size. If the ultrasonic treatment time exceeds about 60 minutes, further improvement of particle uniformity and dispersion stability may not be expected.

실시예들에 따른 저항전분 나노입자의 제조 방법은 분산된 상기 예비 전분 나노입자를 동결 건조시켜 저항전분 나노입자를 형성할 수 있다. 상기 동결 건조는 상기 분산 또는 초음파 처리된 예비 전분 나노입자의 분산성을 더욱 높이고, 액상에 분산 시 저항전분 나노입자 간 응집을 최소화하기 위해 수행된다. 또한, 상기 동결 건조에 의해 상기 저항전분 나노입자 간 서로 달라붙는 현상이 감소하고 입자 크기의 증가를 방지하며, 입자 형태를 균일화할 수 있다.According to embodiments, the method for preparing the resistant starch nanoparticles may comprise lyophilizing the dispersed pre-starch nanoparticles to form the resistant starch nanoparticles. The lyophilization is carried out to further increase the dispersibility of the dispersed or ultrasonicated pre-starch nanoparticles and to minimize agglomeration between the resistant starch nanoparticles upon dispersion in the liquid phase. Also, the freeze-drying reduces the phenomenon of sticking to each other between the resistive starch nanoparticles, prevents an increase in particle size, and makes the particle shape uniform.

일부 실시예에 있어서, 상기 동결건조는 입자 크기 증가 방지 및 균일성을 더욱 향상시키는 측면에서 약 -90 내지 -40℃에서 수행될 수 있다. In some embodiments, the freeze-drying can be performed at about -90 to -40 占 폚 in terms of preventing particle size increase and further improving uniformity.

일부 실시예들에 있어서, 상기 저항전분 나노입자는 전술한 방법에 의해 제조되어 나노 사이즈의 입자로 제조할 수 있으며, 예를 들면 약 20 내지 300 nm의 입자 크기를 가질 수 있다.In some embodiments, the resistive starch nanoparticles may be made by the methods described above and made into nano-sized particles, for example, having a particle size of about 20 to 300 nm.

실시예들에 따른 저항전분 나노입자의 제조 방법은 나노 사이즈의 저항전분 나노입자 또는 전분 나노입자를 제조할 수 있으며, 액상 식품 조성물 등에 혼합될 때 입자간 응집을 방지할 수 있고 분산성이 뛰어나다. 따라서, 전술한 제조 방법으로 제조된 저항전분 나노입자는 액상 조성물에 대한 용해성이 뛰어나 액상 식품으로서의 가공성이 우수하다. 따라서, 상기 저항전분 나노입자를 혼합하여 액상 식품 조성물 등으로 제조할 때 식이섬유 등의 유용성분을 생체 내로 용이하게 전달할 수 있다.The resist starch nanoparticles according to the embodiments can produce nano-sized resistive starch nanoparticles or starch nanoparticles, and can prevent agglomeration between particles when mixed with a liquid food composition or the like, and are excellent in dispersibility. Therefore, the resistive starch nanoparticles prepared by the above-described production method are excellent in solubility in liquid composition and excellent in workability as a liquid food. Therefore, when the above-mentioned resistant starch nanoparticles are mixed to prepare a liquid food composition or the like, useful components such as dietary fiber can be easily delivered into a living body.

또한, 본 발명의 실시예들은 전술한 제조 방법으로 제조된 저항전분 나노입자 및 이를 포함하는 액상 식품 조성물을 제공한다.In addition, embodiments of the present invention provide resistance starch nanoparticles prepared by the above-described production method and liquid food compositions comprising the same.

상기 저항전분 나노입자는 전술한 방법으로 제조되어 액상 조성물 등에 혼합될 때 분산성이 뛰어남과 동시에 입자간 응집이 방지되므로, 액상 조성물에 대한 분산성이 뛰어나, 액상 식품으로 가공성이 우수하다.The above-mentioned resistant starch nanoparticles are excellent in dispersibility when they are prepared by the above-mentioned method and are mixed with a liquid composition or the like and at the same time, they are excellent in dispersibility in a liquid composition and excellent in workability as a liquid food.

또한, 일부 실시예에 있어서, 상기 저항전분 나노입자는 20 내지 300 nm의 입자 크기를 가질 수 있어 분산성 향상 효과 및 입자간 응집 저해 효과가 우수하다.Further, in some embodiments, the resistive starch nanoparticles may have a particle size of 20 to 300 nm, so that the dispersibility-improving effect and the intergranular flocculation inhibition effect are excellent.

이에 따라, 상기 저항전분 나노입자를 포함하는 액상 식품 조성물은 식이섬유 등 다양한 유용 성분을 생체 내로 용이하게 제공할 수 있으며, 상기 저항전분 나노입자에 의한 액상 식품 조성물의 점도, 텍스처 등 관능적 특성에 미치는 영향이 적어 가공성이 우수하다.Accordingly, the liquid food composition containing the resistant starch nanoparticles can easily provide a variety of useful components such as dietary fiber in vivo, and it is possible to provide a liquid food composition containing the resistant starch nanoparticles, Excellent workability due to low impact.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예들 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to the embodiments within the spirit and scope of the appended claims.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예 1: 저항전분 나노입자(AHW-10-SFD)의 제조Example 1: Preparation of Resistant Starch Nanoparticles (AHW-10-SFD)

찹쌀을 흐르는 물에 세척하고, 실온에서 4시간 수침한 후, 0.2% NaOH 용액에 1시간 동안 침지시켰다. 침지된 찹쌀을 믹서로 분쇄한 후 100 메쉬 및 270 메쉬 체에 순차적으로 체질하였다. 이후, 전분 슬러리를 방치하여 전분이 침전된 용액을 3000rpm의 속도로 원심분리를 30분 동안 수행하여 참쌀 전분을 얻었다. 상기 전분을 1N HCl 용액으로 중화시키고, 증류수로 세척하였으며, 실온에서 건조시킨 후, 이를 분쇄하고 100메쉬 체로 통과시켰다.The glutinous rice was washed with running water, soaked at room temperature for 4 hours, and immersed in 0.2% NaOH solution for 1 hour. The immersed glutinous rice was pulverized with a mixer and sieved in a 100-mesh and 270-mesh sieve. Thereafter, the starch slurry was allowed to stand, and the solution in which the starch was precipitated was centrifuged at a speed of 3000 rpm for 30 minutes to obtain rice starch. The starch was neutralized with 1N HCl solution, washed with distilled water, dried at room temperature, pulverized, and passed through a 100-mesh sieve.

상기 과정에서 얻은 찹쌀 전분(75 g)을 2.2N HCl 용액(225 mL)과 혼합하고 35℃ 항온수조에서 100rpm의 속도로 10일간 가수분해하였다. 이후, 8,000rpm의 속도로 원심분리하여 침전물을 제외하고 분산된 전분 나노입자 분산액을 얻었다. 상기 전분 나노입자 분산액을 1N NaOH 용액으로 중화시켰다. 상기 전분 나노입자 분산액을 -80°C에서 급속동결하여 동결건조기(IlshinBioBase 사 제조)로 건조시킨 후 270 메쉬 체를 통과시켰다.The glutinous rice starch (75 g) obtained in the above procedure was mixed with 2.2 N HCl solution (225 mL) and hydrolyzed at a rate of 100 rpm in a constant temperature water bath at 35 캜 for 10 days. Thereafter, centrifugation was performed at a speed of 8,000 rpm to obtain a dispersion of the dispersed starch nanoparticles except for the precipitate. The dispersion of the starch nanoparticles was neutralized with 1N NaOH solution. The dispersion of the starch nanoparticles was rapidly frozen at -80 ° C, dried with a freeze dryer (manufactured by IlshinBioBase), and then passed through a 270 mesh sieve.

상기 과정에서 얻은 전분 나노입자에 상기 전분 나노입자 총 중량 기준 10중량%의 무수 황산나트륨, 11.98중량%의 소듐 트리메타포스페이트 및 0.02중량% 소듐 트리폴리포스페이트를 첨가하여 교반하였다. 이후 전분 혼합액의 pH가 11.50이 될 때까지 1N NaOH 용액을 첨가하였고 45℃의 항온수조에서 3시간 동안 가교결합시켰다. 이후, 혼합물을 1N HCl 용액으로 중화시키고 가교결합된 전분 나노입자를 침전시켰다. 이후, 침전물을 8,000 rpm에서 15분간 원심분리하여 가교결합된 전분 나노입자를 수득하였다.10% by weight of anhydrous sodium sulfate, 11.98% by weight of sodium trimetaphosphate and 0.02% by weight of sodium tripolyphosphate based on the total weight of the starch nanoparticles were added to the starch nanoparticles obtained in the above procedure and stirred. Then, 1N NaOH solution was added until the pH of the starch mixture became 11.50 and cross-linked for 3 hours in a constant temperature water bath at 45 ° C. The mixture was then neutralized with 1N HCl solution and the crosslinked starch nanoparticles were precipitated. Thereafter, the precipitate was centrifuged at 8,000 rpm for 15 minutes to obtain cross-linked starch nanoparticles.

이후, 가교결합된 전분 나노입자를 소니케이터(Power sonic 520, Hwashin Technology 사 제조)로 700W, 40kHz 조건에서 30분간 초음파 처리(Sonication)하고 원심분리 및 건조하였다. 이후, 동결건조기로 초음파 처리된 전분 나노입자를 -80°C로 급속동결하여 동결 건조(Freeze Drying)시키고 270메쉬 체로 체질하여 저항전분 나노입자(AHW-10-SFD)를 수득하였다.Then, the cross-linked starch nanoparticles were sonicated for 30 minutes at 700 W and 40 kHz using a sonicator (Power sonic 520, manufactured by Hewashin Technology), centrifuged and dried. Thereafter, the starch nanoparticles treated with a freeze dryer were rapidly frozen at -80 ° C, freeze-dried, and sieved with a 270 mesh sieve to obtain a resistant starch nanoparticle (AHW-10-SFD).

비교예 1: 전분 입자(NS)의 제조Comparative Example 1: Preparation of starch particles (NS)

찹쌀을 흐르는 물에 세척하고, 실온에서 4시간 수침한 후, 0.2% NaOH 용액에 1시간 동안 침지시켰다. 침지된 찹쌀을 믹서로 분쇄한 후 100 메쉬 및 270 메쉬 체에 순차적으로 체질하였다. 이후, 전분 슬러리를 방치하여 전분이 침전된 용액을 3000rpm의 속도로 원심분리를 30분 동안 수행하여 참쌀 전분을 얻었다. 상기 전분을 1N HCl 용액으로 중화시키고, 증류수로 세척하였으며, 실온에서 건조시킨 후, 이를 분쇄하고 100메쉬 체로 통과시켜 전분 입자(NS)를 제조하였다.The glutinous rice was washed with running water, soaked at room temperature for 4 hours, and immersed in 0.2% NaOH solution for 1 hour. The immersed glutinous rice was pulverized with a mixer and sieved in a 100-mesh and 270-mesh sieve. Thereafter, the starch slurry was allowed to stand, and the solution in which the starch was precipitated was centrifuged at a speed of 3000 rpm for 30 minutes to obtain rice starch. The starch was neutralized with 1N HCl solution, washed with distilled water, dried at room temperature, pulverized, and passed through a 100-mesh sieve to prepare starch particles (NS).

비교예 2: 산처리 전분 나노입자(AHW-7)의 제조Comparative Example 2: Preparation of acid-treated starch nanoparticles (AHW-7)

찹쌀을 흐르는 물에 세척하고, 실온에서 4시간 수침한 후, 0.2% NaOH 용액에 1시간 동안 침지시켰다. 침지된 찹쌀을 믹서로 분쇄한 후 100 메쉬 및 270 메쉬 체에 순차적으로 체질하였다. 이후, 전분 슬러리를 방치하여 전분이 침전된 용액을 3000rpm의 속도로 원심분리를 30분 동안 수행하여 찹쌀 전분을 얻었다. 상기 전분을 1N HCl 용액으로 중화시키고, 증류수로 세척하였으며, 실온에서 건조시킨 후, 이를 분쇄하고 100메쉬 체로 통과시켰다.The glutinous rice was washed with running water, soaked at room temperature for 4 hours, and immersed in 0.2% NaOH solution for 1 hour. The immersed glutinous rice was pulverized with a mixer and sieved in a 100-mesh and 270-mesh sieve. Thereafter, the starch slurry was allowed to stand, and the solution in which the starch was precipitated was centrifuged at a speed of 3000 rpm for 30 minutes to obtain a starch of glutinous rice. The starch was neutralized with 1N HCl solution, washed with distilled water, dried at room temperature, pulverized, and passed through a 100-mesh sieve.

상기 과정에서 얻은 찹쌀 전분(75g)을 2.2N HCl 용액(225mL)과 혼합하고 35℃ 항온수조에서 100rpm의 속도로 7일간 가수분해하였다. 이후, 8,000rpm의 속도로 원심분리하여 침전물을 제거하고 나노입자 분산액을 얻었다. 상기 전분 나노입자 분산액을 1N NaOH 용액으로 중화시킨 후. 상기 전분 나노입자 분산액을 -80°C로 급속 동결시켜 동결건조기(IlshinBioBase 사 제조)로 건조시킨 후 270 메쉬 체에 체질하여 산처리 전분 나노입자(AHW-7)를 얻었다.The glutinous rice starch (75 g) obtained in the above procedure was mixed with 2.2 N HCl solution (225 mL) and hydrolyzed at a rate of 100 rpm in a constant temperature water bath at 35 캜 for 7 days. Thereafter, centrifugation was carried out at a speed of 8,000 rpm to remove the precipitate to obtain a nanoparticle dispersion. The starch nanoparticle dispersion was neutralized with 1N NaOH solution. The dispersion of the starch nanoparticles was rapidly frozen at -80 ° C, dried with a freeze dryer (manufactured by IlshinBioBase), and sieved into a 270-mesh sieve to obtain acid-treated starch nanoparticles (AHW-7).

비교예 3 내지 5(AHW-8 내지 AHW-10)Comparative Examples 3 to 5 (AHW-8 to AHW-10)

비교예 3 내지 5(AHW-8 내지 AHW-10)는 가수분해 기간을 각각 8, 9, 10일로 한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.Comparative Examples 3 to 5 (AHW-8 to AHW-10) were prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the hydrolysis periods were changed to 8, 9, and 10 days, respectively.

비교예 6: 저항전분 나노입자(AHW-10-FD)의 제조Comparative Example 6: Production of resistive starch nanoparticles (AHW-10-FD)

비교예 6은 분산 공정, 초음파 처리 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 저항전분 나노입자(AHW-10-FD)를 제조하였다.In Comparative Example 6, resistant starch nanoparticles (AHW-10-FD) were prepared in the same manner as in Example 1, except that the dispersing step and the ultrasonic treatment step were not performed.

비교예 7: 저항전분 나노입자(AHW-10-SE)의 제조Comparative Example 7: Preparation of resistive starch nanoparticles (AHW-10-SE)

비교예 7는 상기 가교결합된 전분 나노입자에 에탄올을 첨가하여 80% 에탄올 용액을 제조한 후 탈수에 의해 입자가 형성될 때 응집을 막아 입자 크기를 나노 사이즈로 유지하기 위해 초음파를 병행하였다. 그 외 나머지 공정은 실시예 1과 동일한 방법으로 저항전분 나노입자(AHW-10-SE)를 제조하였다.In Comparative Example 7, 80% ethanol solution was prepared by adding ethanol to the cross-linked starch nanoparticles, followed by ultrasonic wave to keep the particle size at nano size when the particles were formed by dehydration. Resisted starch nanoparticles (AHW-10-SE) were prepared in the same manner as in Example 1 except for the remaining steps.

실험예Experimental Example

1. 입자 형태 관찰1. Observation of particle shape

실시예 1 및 비교예들의 입자 형태 관찰은 주사전자현미경(SEM, JSM-7500F, JEOL 사 제조)으로 수행하였으며, 각 저항전분 나노입자를 시료용 스터브에 올리고 금으로 20kV 조건 하에 100초 동안 코팅한 후 5,000배 확대하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.Particle morphology observation of Example 1 and Comparative Examples was carried out with a scanning electron microscope (SEM, JSM-7500F, JEOL), each resistive starch nanoparticle was placed on a stub for a sample and coated with gold under a condition of 20 kV for 100 seconds 5,000 times magnification. The results are shown in FIG.

도 1을 참조하면, 초음파 처리 및 동결 건조 공정을 거친 실시예 1의 저항전분 나노입자(AHW-10-SFD)는 SEM 관찰 결과 실시예 1의 입자는 비교예들에 비해 현저히 둥글고 균일한 크기 형태를 보이며, 응집된 입자가 적고 분산성이 우수한 것을 알 수 있다.1, the resistive starch nanoparticles (AHW-10-SFD) of Example 1 which had been subjected to the ultrasonic treatment and the freeze-drying process were found to have a significantly uniform and uniform size , And it can be seen that there are few aggregated particles and excellent dispersibility.

그러나, 동결 건조만을 수행한 비교예 6의 저항전분 나노입자(AHW-10-FD)는 SEM 관찰 결과 입자의 응집이 다소 관찰되며, 분산성이 좋지 못함을 알 수 있다. 또한, 에탄올 탈수로 건조시킨 비교예 7의 저항전분 나노입자(AHW-10-SE)는 SEM 관찰 결과 입자의 응집이 상당히 관찰되고, 입자들이 불규칙, 분균일한 형태를 가짐을 알 수 있다. However, SEM observation of the resistive starch nanoparticles (AHW-10-FD) of Comparative Example 6 in which lyophilization was performed alone showed that aggregation of the particles was somewhat observed and the dispersibility was poor. Further, in the resistive starch nanoparticles (AHW-10-SE) of Comparative Example 7, which was dried by ethanol dehydration, the aggregation of the particles was observed remarkably by SEM observation, and the particles were found to have irregular and minute uniform shapes.

또한, 산처리 가수분해 공정만을 수행한 비교예 2(AHW-7), 비교예 3(AHW-8), 비교예 4(AHW-9) 및 비교예 5(AHW-10)는 나노 수준의 입자 크기를 보이지만 입자의 크기가 균일하지 못하고 불규칙하며, 응집이 상당히 발견되며 분산성이 좋지 못함을 알 수 있다. 산처리 가수분해 조차 수행하지 않은 비교예 1(NS)는 입자 크기 분포가 불균일, 불규칙할 뿐 아니라, 실시예 1에 비해 입자 크기가 매우 크며 응집이 매우 많이 발생함을 알 수 있었다.Comparative Examples 2 (AHW-7), 3 (AHW-8), 4 (AHW-9) and Comparative Example 5 (AHW-10) in which only the acid- But the size of particles is not uniform, irregular, coagulation is found considerably, and dispersibility is poor. Comparative Example 1 (NS) in which no acid treatment hydrolysis was carried out showed that the particle size distribution was irregular and irregular, and that the particle size was much larger than that in Example 1 and that aggregation occurred very much.

2. 입자 크기 분포 관찰2. Observation of particle size distribution

실시예 1 및 비교예들의 입자 크기 및 분포 관찰은 Malvern Zetasizer Nano ZS(Malvern Instruments Ltd. 사 제조)를 이용하여 시료를 증류수에 0.01중량%로 띄워 측정되었으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The particle size and distribution of the particles of Example 1 and Comparative Examples were measured using a Malvern Zetasizer Nano ZS (manufactured by Malvern Instruments Ltd.) at 0.01 wt% in distilled water. The results are shown in FIG.

도 2를 참조하면, 실시예 1의 입자는 평균 211.9nm의 입자 크기를 가지고, 피크점의 입자크기는 255.0nm이었으며, 하나의 피크를 가지는 뾰족한 정규 분포의 형태를 가짐을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1의 입자는 초음파 처리 및 동결 건조를 통해 입자의 응집이 방지되어 비교예들에 비해 크기가 작고 균일하며 분산 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, the particles of Example 1 had a particle size of 211.9 nm on average, a peak size of 255.0 nm, and a sharp normal distribution with one peak. Therefore, it is confirmed that the particles of Example 1 are prevented from agglomeration of particles through ultrasonic treatment and freeze-drying, so that they are small in size, uniform in size, and excellent in dispersion stability as compared with Comparative Examples.

비교예 6의 입자는 평균 300.0nm의 크기를 가지고 피크점의 입자크기는 342.0nm의 크기를 나타내어, 입자 크기가 실시예 1의 입자와 상당한 차이를 보이고 있으며, 비교예 7의 입자는 평균 459.7nm의 크기를 가지고, 피크점의 입자크기는 396.1nm의 크기를 나타내어, 입자 크기가 실시예 1의 입자와 상당한 차이를 보이고 있음을 알 수 있고, 피크가 다수 발견되어 균일성이 좋지 못하고 응집이 발생함을 알 수 있다.The particles of Comparative Example 6 had an average size of 300.0 nm and the particle size of the peak point was 342.0 nm and the particle size was significantly different from that of Example 1 and the particles of Comparative Example 7 had an average of 459.7 nm And the particle size of the peak point is 396.1 nm. It can be seen that the particle size is significantly different from the particle of Example 1, and many peaks are found, so that the uniformity is poor and the aggregation occurs .

비교예 1의 입자는 3576.6nm의 평균 입자 크기를 가져 실시예 1에 비해 지나치게 입자크기가 큰 것을 알 수 있으며, 비교예 2 내지 5의 입자는 나노 수준의 입자 크기를 가지고 있지만 피크가 다수 발견되어 입자 크기가 균일하지 못하고 응집이 발생함을 알 수 있다.The particles of Comparative Example 1 have an average particle size of 3576.6 nm, which is excessively larger than that of Example 1, and the particles of Comparative Examples 2 to 5 have nanoscale particle sizes, but many peaks are found It can be seen that the particle size is not uniform and coagulation occurs.

3. X-선 회절도 측정3. X-ray diffraction measurement

전분 입자의 결정 구조를 확인하기 위해 전분 입자의 X-선 회절도를 3D high resolution X-Ray diffractometer(Empyrean. PANalytical Co. 사 제조)를 이용하여 분석하였다. 기기조건은 타겟 Cu-Kα, 필터 Ni, 전압 40kV, 전류 30 mA 였고, 회절 각도(2θ) = 40-5°로 회절시켜 비교하여, 도 3에 그 결과를 나타내었다.The X-ray diffraction pattern of starch particles was analyzed using a 3D high resolution X-ray diffractometer (Empyrean, PANalytical Co.) to confirm the crystal structure of the starch particles. The device conditions were a target Cu-K alpha, a filter Ni, a voltage of 40 kV, a current of 30 mA, diffraction by diffraction at a diffraction angle (2?) = 40-5 °, and the results are shown in Fig.

전분의 결정형은 회절도 패턴에 따라 A, B, C 타입 및 아밀로스와 지방질간의 결합에 의한 V타입으로 구별하고 있다(Buleon. Colonna. Planchot. & Ba11. 1998). 도 3을 참조하면, 실시예 1 및 비교예들의 입자는 모두 회절 각도(2θ) = 15. 17. 18. 23°에서 피크를 나타내는 A타입 결정형 패턴을 보이고 있었다. 이로써 실시예 1 및 비교예들의 전분 입자가 아밀로펙틴의 결정 구조와 유사한 결정 구조를 가지는 것을 확인할 수 있다.The crystalline form of starch distinguishes A, B, C type and V type by amylose and lipid bond according to the diffraction pattern (Buleon. Colonna. Planchot. & Ba11., 1998). Referring to FIG. 3, the particles of Example 1 and Comparative Examples all showed an A-type crystalline pattern showing peaks at diffraction angles (2?) = 15. 17. 18. 23 °. As a result, it can be confirmed that the starch particles of Example 1 and Comparative Examples have a crystal structure similar to that of amylopectin.

특히, 산처리 가수분해를 수행한 비교예 2 내지 5의 입자는 산처리를 수행하지 않은 비교예 1과 같은 결정형을 가지면서도, 비교예 1의 입자에 비해 회절 각도(2θ) = 15. 23°에서 강한 피크를 나타내었으나, 초음파 처리 및 동결 건조를 수행한 실시예 1의 입자는 회절 각도(2θ) = 15. 23°의 피크가 사라짐을 알 수 있다. 즉 x- 선 회절도 측정으로부터 산처리로 제조된 블록리스는 아밀로펙틴과 같은 결정구조를 가짐을 알 수 있었고 이를 가교결합에 의해 제조한 저항전분 나노입자도 결정구조가 변하지 않음을 알 수 있다.In particular, the particles of Comparative Examples 2 to 5 subjected to the acid treatment hydrolysis had a crystal form similar to that of Comparative Example 1 in which no acid treatment was carried out, but had a diffraction angle (2?) Of 15. 23 But the peak of the diffraction angle (2?) = 15. 23 ° disappears in the particles of Example 1 in which ultrasonic treatment and freeze-drying were carried out. That is, it was found that the block lees prepared by acid treatment from the measurement of x-ray diffraction had crystal structure like amylopectin, and the resistive starch nanoparticles produced by cross-linking did not change the crystal structure.

4. 전분 입자의 분산 안정성 평가4. Evaluation of dispersion stability of starch particles

(1) 제타 전위 측정(1) Zeta potential measurement

제타 전위(ζ)는 입자 간 인력 또는 반발력을 측정하는 파라미터로서, 입자의 분산 안정성을 측정할 수 있는 파라미터이다. 실시예 1, 비교예 6 및 비교예 7의 제타 전위 측정은 Malvern Zetasizer Nano ZS(Malvern Instruments Ltd. 사 제조)를 이용하여 시료를 증류수에 0.01중량%로 띄워 측정되었으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.The zeta potential (?) Is a parameter for measuring the attraction force or repulsion between particles, and is a parameter capable of measuring the dispersion stability of the particles. The zeta potentials of Examples 1, 6 and 7 were measured using a Malvern Zetasizer Nano ZS (manufactured by Malvern Instruments Ltd.) with 0.01 wt% of the sample in distilled water. The results are shown in FIG. 4 .

제타 전위의 값에 따라 입자의 분산 안정성을 하기와 같이 평가할 수 있다(Bhattacharjee, 2016).The dispersion stability of the particles according to the value of zeta potential can be evaluated as follows (Bhattacharjee, 2016).

<평가 기준><Evaluation Criteria>

-10 < ζ < 10: 높은 수준의 불안정성-10 <ζ <10: high instability

-20 < ζ ≤ -10 또는 10 ≤ ζ < 20: 낮은 수준의 안정성-20 <ζ ≤ -10 or 10 ≤ ζ <20: Low level of stability

-30 < ζ ≤ -20 또는 20 ≤ ζ < 30: 중간 수준의 안정성-30 <ζ ≤ -20 or 20 ≤ ζ <30: Medium stability

-30 ≥ ζ 또는 30 ≤ ζ: 높은 수준의 안정성-30 ≥ ζ or 30 ≤ ζ: high level of stability

도 4를 참조하면, 실시예 1의 제타 전위 값은 -43.0mV, 비교예 6의 제타 전위 값은 -37.1mV, 비교예 7의 제타 전위 값은 -35.4mV를 나타내어, 제타 전위의 절대값이 가장 큰 실시예 1의 저항전분 나노입자가 가장 분산 안정성이 높은 것을 확인할 수 있었다.4, the zeta potential value of Example 1 is -43.0 mV, the zeta potential value of Comparative Example 6 is -37.1 mV, and the zeta potential value of Comparative Example 7 is -35.4 mV. It was confirmed that the resistive starch nanoparticles of the largest example 1 had the highest dispersion stability.

(2) 분산 안정성 관찰 (2) Observation of dispersion stability

저항전분 나노입자의 분산 안정성은 Turbiscan AGS(Formulaction, L’Union 사 제조)를 이용하여 측정하였다 실시예 1, 비교예 6 및 비교예 7의 시료 0.3 g을 30 mL의 증류수에 첨가하여 1% 수용액을 제조한 후 7일 동안 6시간 단위로 분산 정도를 측정하여 분산 안정성을 확인하였다.The dispersion stability of the resistant starch nanoparticles was measured using Turbiscan AGS (Formulaction, L'Union) 0.3 g of the sample of Example 1, Comparative Example 6 and Comparative Example 7 was added to 30 mL of distilled water, and 1% aqueous solution And the dispersion stability was measured by measuring the degree of dispersion over 6 hours in 7 days.

실시예 및 비교예의 저항전분 나노입자의 분산액 안정성은 도 5를 참조한다. 도 5를 참조하면, 비교예 6 및 비교예 7의 저항전분 나노입자를 포함하는 분산액의 투과율은 시간이 흐를수록 증가하는 경향을 보이는데, 이는 분산 안정성이 감소하여 입자가 용액 바닥으로 퇴적되어 용액 상층부의 투명도가 증가하기 때문이다. 그러나, 실시예 1의 입자는 비교예들에 비해 퇴적 속도가 느리며, 안정적인 분산 형태를 가지고 있다.The dispersion stability of the resistive starch nanoparticles of Examples and Comparative Examples is shown in Fig. Referring to FIG. 5, the transmittance of the dispersion containing the resistive starch nanoparticles of Comparative Example 6 and Comparative Example 7 tends to increase with the lapse of time. This is because the dispersion stability is decreased and the particles are deposited on the bottom of the solution, Is increased. However, the particles of Example 1 have a slower deposition rate than the comparative examples and have a stable dispersion form.

Claims (11)

전분을 산처리하여 예비 전분 나노입자로 분해하는 단계;
상기 예비 전분 나노입자를 가교결합시키는 단계;
가교결합된 상기 예비 전분 나노입자를 초음파 처리하여 분산시키는 단계; 및
분산된 상기 예비 전분 나노입자를 동결 건조시키는 단계를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
Treating the starch with acid to decompose the starch nanoparticles;
Cross-linking the pre-starch nanoparticles;
Ultrasonically dispersing and dispersing the crosslinked pre-starch nanoparticles; And
And lyophilizing the dispersed pre-starch nanoparticles.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 초음파 처리는 15분 내지 60분 동안 수행되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the ultrasonic treatment is performed for 15 to 60 minutes.
청구항 1에 있어서, 상기 전분을 산처리하는 단계는 상기 전분을 산과 반응시켜 가수분해시키는 단계를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
The method according to claim 1, wherein acid treating the starch comprises hydrolyzing the starch by reaction with an acid.
청구항 4에 있어서, 상기 전분을 산처리하는 단계는 가수분해된 상기 전분을 염기로 중화시키는 단계를 더 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
5. The method of claim 4, wherein acid treating the starch further comprises neutralizing the hydrolyzed starch with a base.
청구항 4에 있어서, 상기 산은 염산, 황산, 탄산, 구연산, 초산 및 젖산으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
5. The method according to claim 4, wherein the acid comprises at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, carbonic acid, citric acid, acetic acid and lactic acid.
청구항 1에 있어서, 상기 가교결합은 상기 예비 전분 나노입자에 가교결합제 및 염기를 첨가하여 수행되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
The method according to claim 1, wherein the cross-linking is performed by adding a cross-linking agent and a base to the pre-starch nanoparticles.
청구항 7에 있어서, 상기 가교결합된 상기 예비 전분 나노입자에 산을 첨가하여 중화시키는 단계를 더 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
8. The method according to claim 7, further comprising the step of adding an acid to the cross-linked pre-starch nanoparticles to neutralize the pre-starch nanoparticles.
청구항 7에 있어서, 상기 가교결합제는 소듐 트리메타포스페이트 및 소듐 트리폴리포스페이트로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
8. The method of claim 7, wherein the cross-linking agent comprises at least one selected from the group consisting of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate.
청구항 1에 있어서, 상기 전분은 찹쌀전분, 찰옥수수전분, 밀전분, 쌀전분, 옥수수전분, 타피오카전분, 고구마전분 및 감자전분으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.
The method according to claim 1, wherein the starch comprises at least one selected from the group consisting of glutinous rice starch, waxy corn starch, wheat starch, rice starch, corn starch, tapioca starch, sweet potato starch and potato starch .
청구항 1에 있어서, 상기 저항전분 나노입자의 크기는 20 내지 300 nm로 조절되는, 저항전분 나노입자의 제조 방법.The method according to claim 1, wherein the size of the resistive starch nanoparticles is adjusted to 20 to 300 nm.
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