KR102179148B1 - 압출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 분산물 액적을 포함하는 압출된 제형(=압출물)의 제조 방법, 이러한 제형뿐만 아니라 이러한 제형의 식품, 사료, 퍼스널 케어 제품에서의 용도에 관한 것이다.

Description

압출 방법{EXTRUSION PROCESS}
본 발명은, 분산물 액적을 포함하는 압출된 제형(=압출물)의 제조 방법, 이러한 제형뿐만 아니라 이러한 제형의 식품, 사료, 개인 케어 제품에서의 용도에 관한 것이다.
더 구체적으로, 본 발명은, 분산물이 하나 이상의 카로티노이드, 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 및 물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분산물 액적을 포함하는 압출된 제형의 제조 방법에 관한 것이다.
본원의 문맥에서 용어 "에멀젼" 및 "분산물"은 동의어이다. 본원의 문맥에서 분산물은 (적어도) 하나(또는 그 이상의) 카로티노이드 및 하나(또는 그 이상의) 유화용 보호 콜로이드 및 물을 포함한다.
카로티노이드를 제형화하기 위한 방법은 많다. 제형의 유형은, 즉 이러한 제형의 최종 제품에서의 용도뿐만 아니라 사용되는 물질(성분)의 종류에 좌우된다. 그러나, 가장 중요한 요구 제형은 소위 건조 분산물이다. 카로티노이드는, 매트릭스 물질 및/또는 적당한 유화용 보호 콜로이드를 함유하는 수성 상 내로 유화된다. 건조 후, 카로티노이드는 매트릭스 물질에 함유된다. 카로티노이드는 압출물 내에서 (부분적으로) 결정화될 수 있다.
공지의 분산 기술은 예를 들어 회전자-고정자 시스템(rotor-stator-system), 고압 균질화기 또는 초음파 장치이다. 이 기술의 주요 단점은 비교적 낮은 점도(통상적으로 1 Pas 미만)를 필요로 하기 때문에 분산물 내에 다량의 물을 유발한다는 점이다. 일반적으로, 이러한 공정은 분산 또는 침강 후에 제거되어야 하는 유기 용매의 사용을 필요로 한다.
압출 공정(및 압출물)은 제형화 분야에 널리 공지되어 있다. 이는 예를 들어 열가소성 플라스틱 및 고무뿐만 아니라 음식 및 사료와 같은 많은 상이한 종류의 물질을 위해 사용될 수 있다.
압출 기술을 이용하는 주된 이점은 높은 점성 용액을 제형화할 수 있고 더 적은 물이 압출물에 대해 사용되어 그 후 건조할 필요가 비교적 적다는 점이다. 또한, 압출 공정은 연속 공정으로 수행될 수 있으며 유기 용매 없이 수행될 수 있다.
지용성 비타민을 포함하는 에멀젼을 압출하는 것은 종래 기술에서 확인할 수 있다. US 2004/0201116은 고압 균질화기와 같은 장치를 사용하여 에멀젼을 제조하는 공정과 제 2 공정 단계로서 후속적인 직접적 펠렛화 또는 압출 공정의 조합에 의해 수득되는 펠렛을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은, 카로티노이드를 포함하는 분산물 액적을 포함하는 압출물의 제조 방법을 발견하는 것이다.
카로티노이드는 지용성 비타민과 지용성 풍미에서 명확히 다르다.　 이 지용성 비타민은 액체이거나 또는 100℃보다 충분히 낮은 적당한 온도를 사용하여 쉽게 액체로 만들 수 있다. 카로티노이드는 지용성이고 100℃ 주위에서 용융될 수 있으며 더 높은 온도에서 분해한다.　 이는 종래 기술에서 소위 난용성 지용성 활성제를 대표한다.
이러한 압출물의 제조를 위한 신규의 방법이 발견되었다. 놀랍게도, 이 분산 공정을 압출기 내부에서 수행하는 경우, 공정뿐만 아니라 수득된 압출물이 개선되는 것을 발견하였다.
분산 공정을 압출기(압출 장치) 내에서 수행하는 경우, 이는 다음과 같은 특징을 갖는 압출물을 생성한다:
(i) 매우 작은 평균 분산물 액적 크기를 수득할 수 있고,
(ii) 매우 좁고 단봉(monomodal) 형태인 액적 크기 분포를 얻을 수 있고,
(iii) 공정을 용이하게 연속 공정으로 수행할 수 있고,
(iv) 유기 용매를 전혀 사용하지 않으며,
(v) 보다 적은 물을 사용할 수 있으므로 압출물을 건조하는 데 더 적은 에너지가 필요하다.
따라서, 본 발명은, 하나 이상의 카로티노이드, 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 및 물을 포함하는 분산물 액적을 포함하는 압출물의 제조 방법으로서, 압출기에서 유화 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
본원에 사용된 용어 "카로티노이드"는 건강 기능 식품 재료 또는 착색제로서 사용될 수 있는 천연 또는 합성 카로틴 또는 구조적으로 관련된 폴리엔 화합물, 예를 들어 α- 또는 β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로티노산 에스터 예컨대 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 리코펜, 루테인, 제아잔틴 또는 크로세틴, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직한 카로티노이드는 β-카로틴, 리코펜, 루테인 및 이들의 혼합물이며, 특히 β-카로틴이다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시양태는 상술한 바와 같은 방법이며, 이때 하나 이상의 카로티노이드는 α-카로틴, β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로티노산 에스터 예컨대 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 리코펜, 루테인, 제아잔틴 및 크로세틴으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히 바람직한 방법에서, 카로티노이드는 β-카로틴이다.
하나 이상의 유화용 보호 콜로이드가 본 발명에 따른 방법에 사용된다. 용어 "유화용 보호 콜로이드"는 유화 특성을 갖는 모든 보호 콜로이드를 포함한다.　 임의의 통상적으로 사용되는 공지된 유화용 보호 콜로이드를 사용할 수 있다.　 유화용 보호 콜로이드는 압출물의 최종 용도에 따라 나중에 선택될 수 있다.　 이는 본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 압출물이 식품 또는 사료 제품에 사용되는 경우, 유화용 보호 콜로이드는 음식 또는 사료 등급이어야 하는 것을 의미한다.
적합한 유화용 보호 콜로이드는, 즉 변성 (식품) 전분, 아스코빌 팔미테이트, 펙틴, 알기네이트, 카라기난, 푸르셀라란, 덱스트린 유도체, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체(예컨대, 셀룰로스 아세테이트, 메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스), 리그노설포네이트, 다당류 검(예컨대, 아카시아 검(=아라비아 검), 잔탄 검, 아마씨 검, 가티 검, 타마린드 검 및 아라비노갈락탄), 젤라틴(소, 생선, 돼지고기, 닭고기), 식물성 단백질(예컨대, 완두, 대두, 아주까리, 면화, 감자, 고구마, 매니악, 평지씨, 해바라기, 참깨, 아마씨, 홍화, 편두, 견과류, 밀, 쌀, 옥수수, 보리, 호밀, 귀리, 루핀 및 수수), 우유 또는 유청 단백질을 포함하는 동물성 단백질, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 지방산의 모노글리세라이드, 지방산의 다이글리세라이드, 소르비탄 에스터, PG 에스터 및 당 에스터(뿐만 아니라 이들의 유도체)이다.
전분은 물리적으로 및 화학적으로 변성될 수 있다. 프리젤라틴화된 전분은 물리적으로 변성된 전분의 예이다. 산성 변성되거나 산화되거나 가교결합된 전분 에스터, 전분 에터 및 양이온성 전분은 화학적으로 변성된 전분의 예이다.
따라서, 바람직한 실시양태는 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드가 변성 (식품) 전분, 아스코빌 팔미테이트, 펙틴, 알기네이트, 카라기난, 푸르셀라란, 덱스트린 유도체, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체(예컨대, 셀룰로스 아세테이트, 메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스), 리그노설포네이트, 다당류 검(예컨대, 아카시아 검(=아라비아 검), 잔탄 검, 아마씨 검, 가티 검, 타마린드 검 및 아라비노갈락탄), 젤라틴(소, 생선, 돼지고기, 닭고기), 식물성 단백질(예컨대, 완두, 대두, 아주까리, 면화, 감자, 고구마, 매니악, 평지씨, 해바라기, 참깨, 아마씨, 홍화, 편두, 견과류, 밀, 쌀, 옥수수, 보리, 호밀, 귀리, 루핀 및 수수), 우유 또는 유청 단백질을 포함하는 동물성 단백질, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 지방산의 모노글리세라이드, 지방산의 다이글리세라이드, 소르비탄 에스터, PG 에스터 및 당 에스터(뿐만 아니라 이들의 유도체)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
물이 또한 본 발명에 따른 방법에 사용된다.
제형화(압출) 과정에서 추가적인 성분(보조제)을 첨가하는 것도 가능하다.　 이러한 보조제는 압출 공정 및/또는 나중에 사용되는 압출물 및/또는 제품(또는 응용 제품)에 유용할 수 있다.
이러한 보조제는 예를 들면 산화방지제(예컨대 아스코브산 또는 이의 염, 토코페롤(합성 또는 천연); 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT); 부틸화 하이드록시아니솔(BHA); 프로필 갈레이트; 3급-부틸 하이드록시퀴놀린 및/또는 지방산의 아스코브산 에스터), 에톡시퀸, 가소화제, 안정화제, 보습제(예컨대 글리세린, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜), 유화 특성이 없는 보호 콜로이드, 겔화제(예컨대 키토산), 염료, 향료, 충전제(예컨대 말토덱스트린) 및 완충제이다.
이러한 보조제는 임의적으로 첨가된다. 첨가되는 경우, 보조제의 양은 압출물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50중량%에 이른다.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 압출물은 다음과 같은 성분을 포함한다:
압출물의 총 중량을 기준으로 0.5중량% 내지 50중량%의 하나 이상의 카로티노이드, 및
압출물의 총 중량을 기준으로 5중량% 내지 80중량%의 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드, 및
압출물의 총 중량을 기준으로 1중량% 내지 90중량%의 물, 및
임의적으로, 압출물의 총 중량을 기준으로 0.1중량% 내지 50중량%의 하나 이상의 보조제.
모든 비율은 항상 그 합이 100이다.
또한, 카로티노이드, 유화용 보호 콜로이드 및 보조제에 대해 위에 열거된 모든 바람직한 양태가 압출물의 조성에 적용된다.
바람직하게는, 압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 45중량%의 하나 이상의 카로티노이드가 사용된다.　 더 바람직하게는, 압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%, 특히 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 하나 이상의 카로티노이드가 사용된다.
바람직하게는, 압출물의 총 중량을 기준으로 15 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 30 내지 80 중량%, 가장 바람직하게는 50 내지 80 중량%의 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드가 사용된다.
바람직하게는, 압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 80 중량%, 더 바람직하게는 1 내지 60 중량%의 물이 사용된다. 이미 전술한 바와 같이, 소량의 물을 사용하는 것도 가능하다.　 따라서, 압출물의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%의 물을 사용할 수 있다.　 이러한 소량의 물은 분산물을 압출기에 첨가하여 압출물을 제조하는 경우에는 사용할 수 없다.
변성 식품 전분인 경우, 물 함량은 바람직하게는 압출물의 총 중량을 기준으로 10 내지 30중량%이다.
본 발명의 이점 중 하나는, 압출물 내 분산물의 평균 액적의 크기 분포가 좁고 단봉형이라는 점이다.　 이는 카로티노이드가 압출물 내에서 거의 균일하게 분포되어 있어서 나중에 매우 정확한 투여량을 허용한다는 것을 의미한다.
분산물을 압출 공정 전에 필터링하는 것도 가능하다(그러나, 필수적인 것은 아니다).
또한, 본 발명에 따른 방법은 압출물 내에 아주 작은 크기의 액적을 생성할 수 있다.　 평균 액적 크기는 50 nm 정도로 작을 수 있다.　 일반적으로, 액적은 1 ㎛보다 작다.
바람직하게는, 평균 액적 크기(d3 ,2)는 50 nm 내지 1000 nm이다. 액적 크기는 일반적으로 공지된 표준화된 방법을 사용하여 측정한다. 적합한 방법은 광 산란 또는 레이저 회절이다. 주어진 액적 크기의 값은 항상 (d3 ,2)이다.
더 바람직하게는, 평균 액적 크기(d3 ,2)는 50 nm 내지 500 nm, 특히 바람직하게는 100 내지 300 nm이다.
압출 공정은 압출기 내에서 분산을 수행하는 것을 특징으로 한다.　 일반적으로, 3가지 주요 성분들(카로티노이드, 유화용 보호 콜로이드 및 물)이 압출기 공정의 서로 상이한 입구에서 첨가된다.　 이들 입구는 서로 이격 배치되어 있다.　 (임의적으로) 보조제가 첨가되는 경우, 이는 하나 이상의 주성분과 함께 첨가되거나 또는 별도의 단계로 첨가될 수 있다.
일반적으로, 유화용 보호 콜로이드를 먼저 첨가한 다음, 물을 첨가하고, 이어서 카로티노이드를 첨가한다. 하나의 성분을 다른 위치에서 압출기의 하나 이상의 입구를 통해 첨가하는 것도 가능하다.　 따라서, 본 발명의 또 다른 실시양태는 유화용 보호 콜로이드(또는 유화용 보호 콜로이드들의 혼합물)를 먼저 첨가한 다음, 물을 첨가하고, 이어서 카로티노이드(또는 카로티노이드들의 혼합물)를 나중에 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 카로티노이드가 β-카로틴인 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.　 이 경우, β-카로틴은 (i) 압출기에 액체(용융물)로서 첨가되거나, 또는 (ii) 고체 분말(임의적으로 이는 하나 이상의 변성 (식품) 전분과 예비혼합된 분말이며, 이는 압출기 개시시 또는 그 이후의 임의의 단계에서 공정에 첨가될 수 있다)로서 첨가된다.
압출기 내부의 온도는 일반적으로 20 내지 220℃이다. 바람직하게는, 상기 압출기로부터 배출되는 압출물의 온도는 100℃ 미만이다. 상기 압출기에서의 성분들의 총 체류 시간은 일반적으로 1 내지 400초이다.
본 발명에 따른 압출 방법의 전단 양은 일반적으로 100 내지 20,000 단위이다. 또한, 압출기를 통해 불활성 가스를 펌핑하는 것도 가능하다. 불활성 가스는 일반적으로 압출기의 입구에서 펌핑된다. 그러나, (상이한 위치에서 몇몇 입구를 통해서도) 압출 공정의 임의의 단계에서 펌핑될 수도 있다. 불활성 가스는 민감한 성분들을 보호하는 데 도움이 될 수 있다.
압출기는 일반적으로 다양한 이송 또는 혼련 유형의 스크류 요소가 장착되어 있는 하나 이상의 스크류 샤프트를 포함한다.
상기 물질은 압출기를 통해 (임의적으로는 압력 및 승온 하에서) 상기 요소들에 의해 운반된다. 압출기의 단부(출구)에는, 압출된 물질을 가압시키는 다이(die)가 존재할 수 있다. 그 후, 압출된 물질을 건조시키고 절단한다(또는 반대의 경우도 가능하다). 압출기는 물질을 첨가할 수 있는 몇 개의 주입구를 가질 수 있다.
본 발명의 경우, 유화용 보호 콜로이드, 카로티노이드, 물 및 임의적으로는 보조제를 첨가하기 위한 여러 입구가 있다.
본 발명의 또 하나의 실시양태는 신규의 압출물에 관한 것이다.　 이러한 본 발명의 압출물은, 아주 작은 평균 액적 크기를 갖되, 상기 액적 크기의 분포가 좁고 단봉형인 분산물을 포함한다.
따라서, 본 발명의 또 하나의 실시양태는, 하나 이상의 카로티노이드, 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 및 물, 및 임의적으로는 하나 이상의 보조제를 포함하는 분산물 액적을 포함하는 압출물에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시양태는 하나 이상의 카로티노이드, 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 및 물, 및 임의적으로는 하나 이상의 보조제를 포함하는 분산물 액적을 포함하되, 이때 상기 분산물 액적의 평균 입자 크기가 1,000 nm 미만(바람직하게는 분산물 액적의 평균 입자 크기가 50 nm 내지 500 nm, 더 바람직하게는 100 nm 내지 300 nm임)인 것을 특징으로 하는 압출물에 관한 것이다.
분산물 액적의 평균 입자 크기는 맬번 마스터사이저(Malvern Mastersizer) 2000 및 하이드로(Hydro) 2000 S 샘플 분산 유닛에 의한 레이저 산란에 의해 측정된다. 분산물 액적의 평균 입자 크기는 또한 예를 들어 맬번 제타사이저 나노(Malvern Zetasizer Nano)에 의한 동적 광 산란에 의해 측정될 수 있다.
압출물에서 카로티노이드의 일부는 이의 오일 중의 가용성으로 인해 결정화(침강)될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직한 압출물은,
압출물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 50 중량%의 하나 이상의 카로티노이드;
압출물의 총 중량을 기준으로 5 내지 90 중량%의 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드; 및
압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 80 중량%의 물; 및
임의적으로, 압출물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 하나 이상의 보조제
를 포함하며, 이때 분산물 액적의 평균 입자 크기는 1,000 nm 미만인 것을 특징으로 한다(바람직하게는 분산물 액적의 평균 입자 크기는 50 내지 500 nm, 더 바람직하게는 100 내지 300 nm이다).
더 바람직한 압출물은,
압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%의, α-카로틴, β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로티노산 에스터 예컨대 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 리코펜, 루테인, 제아잔틴 및 크로세틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 카로티노이드(가장 바람직하게는 β-카로틴임); 및
압출물의 총 중량을 기준으로 15 내지 80 중량%의, 변성 (식품) 전분, 아스코빌 팔미테이트, 펙틴, 알기네이트, 카라기난, 푸르셀라란, 덱스트린 유도체, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체(예컨대, 셀룰로스 아세테이트, 메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스), 리그노설포네이트, 다당류 검(예컨대, 아카시아 검, 잔탄 검, 아마씨 검, 가티 검, 타마린드 검 및 아라비노갈락탄), 젤라틴(소, 생선, 돼지고기, 닭고기), 식물성 단백질(예컨대, 완두, 대두, 아주까리, 면화, 감자, 고구마, 매니악, 평지씨, 해바라기, 참깨, 아마씨, 홍화, 편두, 견과류, 밀, 쌀, 옥수수, 보리, 호밀, 귀리, 루핀 및 수수), 우유 또는 유청 단백질을 포함하는 동물성 단백질, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 지방산의 모노글리세라이드, 지방산의 다이글리세라이드, 소르비탄 에스터, PG 에스터 및 당 에스터(뿐만 아니라 이들의 유도체)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 15 내지 80 중량%; 및
압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 60 중량%의 물; 및
임의적으로, 압출물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의, 산화방지제(예컨대, 아스코브산 또는 이의 염, 토코페롤(합성 또는 천연); 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT); 부틸화 하이드록시아니솔(BHA); 프로필 갈레이트; 3급-부틸 하이드록시퀴놀린 및/또는 지방산의 아스코브산 에스터), 에톡시퀸, 가소화제, 안정화제, 보습제(예컨대, 글리세린, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜), 유화 특성이 없는 보호 콜로이드, 겔화제(예컨대, 키토산), 염료, 향료, 충전제(예컨대, 말토덱스트린) 및 완충제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 보조제
를 포함하며, 이때 분산물 액적의 평균 입자 크기는 1,000 nm 미만인 것을 특징으로 한다(바람직하게는 분산물 액적의 평균 입자 크기는 50 nm 내지 500 nm, 더 바람직하게는 100 nm 내지 300 ㎚이다).
또한, 더 바람직한 압출물은,
압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의, α-카로틴, β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로티노산 에스터 예컨대 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 리코펜, 루테인, 제아잔틴 및 크로세틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 카로티노이드(가장 바람직하게는 β-카로틴임); 및
압출물의 총 중량을 기준으로 15 내지 80 중량%의, 변성 (식품) 전분, 아스코빌 팔미테이트, 펙틴, 알기네이트, 카라기난, 푸르셀라란, 덱스트린 유도체, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체(예컨대, 셀룰로스 아세테이트, 메틸 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로스), 리그노설포네이트, 다당류 검(예컨대, 아카시아 검, 잔탄 검, 아마씨 검, 가티 검, 타마린드 검 및 아라비노갈락탄), 젤라틴(소, 생선, 돼지고기, 닭고기), 식물성 단백질(예컨대, 완두, 대두, 아주까리, 면화, 감자, 고구마, 매니악, 평지씨, 해바라기, 참깨, 아마씨, 홍화, 편두, 견과류, 밀, 쌀, 옥수수, 보리, 호밀, 귀리, 루핀 및 수수), 우유 또는 유청 단백질을 포함하는 동물성 단백질, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 지방산의 모노글리세라이드, 지방산의 다이글리세라이드, 소르비탄 에스터, PG 에스터 및 당 에스터(뿐만 아니라 이들의 유도체)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 15 내지 80 중량%; 및
압출물의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%의 물; 및
임의적으로, 압출물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의, 산화방지제(예컨대, 아스코브산 또는 이의 염, 토코페롤(합성 또는 천연); 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT); 부틸화 하이드록시아니솔(BHA); 프로필 갈레이트; 3급-부틸 하이드록시퀴놀린 및/또는 지방산의 아스코브산 에스터), 에톡시퀸, 가소화제, 안정화제, 보습제(예컨대, 글리세린, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜), 보호 콜로이드, 염료, 향료, 충전제(예컨대, 말토덱스트린), 보호제 및 완충제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 보조제
를 포함하며, 이때 분산물 액적의 평균 입자 크기는 500 nm 미만인 것을 특징으로 한다(바람직하게는 분산물 액적의 평균 입자 크기는 50 nm 내지 300 nm이다).
특히 바람직한 압출물은,
압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%의 β-카로틴;
압출물의 총 중량을 기준으로 50 내지 80 중량%의 변성 (식품) 전분; 및
압출물의 총 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%의 물; 및
임의적으로, 압출물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의, 산화방지제(예컨대, 아스코브산 또는 이의 염, 토코페롤(합성 또는 천연); 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT); 부틸화 하이드록시아니솔(BHA); 프로필 갈레이트; 3급-부틸 하이드록시퀴놀린 및/또는 지방산의 아스코브산 에스터), 에톡시퀸, 가소화제, 안정화제, 보습제(예컨대, 글리세린, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜), 보호 콜로이드, 염료, 향료, 충전제 및 완충제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 보조제
를 포함하며, 이때 분산물 액적의 평균 입자 크기는 500 nm 미만인 것을 특징으로 한다(바람직하게는 분산물 액적의 평균 입자 크기는 50 nm 내지 300 nm이다).
상술한 바와 같은 방법에 의해 얻어진 압출물은 많은 응용 분야에서 사용될 수있다.　 바람직하게는, 위에 개시되고 기재된 압출물은 식품, 사료 및 퍼스널 케어 제품에 사용된다.
따라서, 본 발명의 또 하나의 실시양태는 위에 개시되고 기재된 바와 같은 압출물의 식품, 사료 및/또는 퍼스널 케어 제품에서의 용도에 관한 것이다. 건강 보조 식품은 본원에서의 식품의 정의의 일부라는 사실을 언급한다.
본 발명의 또 하나의 실시양태는 위에 개시되고 기재된 바와 같은 압출물 중 적어도 하나를 포함하는 식품, 사료 또는 퍼스널 케어 제품에 관한 것이다.
하기 실시예는 본 발명을 예시한다.　 모든 백분율 및 부는 (달리 명시되지 않은 경우) 중량을 기준으로 한다.　 온도는 (달리 명시되지 않은 경우) 섭씨 온도로 제공된다.
실시예
실시예 1 : 변성 식품 전분의 β-카로틴의 분산
10.5 g의 변성 식품 전분 중의 β-카로틴의 압출 분산을 실험실 규모의 원뿔형 이축 (회분식) 압출기(디에스엠 엑스프로어(DSM Xplore) 15 ㎖ 마이크로컴파운더(microcompounder))에서 실시하였다.　 10.5 g의 변성 식품 전분(HICAP 100, 내셔널 스타치(National Starch))을 0.75 g의 β-카로틴(디에스엠 뉴트리셔널 프로덕츠(DSM Nutritional Products)) 및 3.75 g의 탈염수와 함께 혼합하였다. 　압출기는 120 rpm의 스크류 속도 및 200℃의 배럴 온도에서 작동시켰다.　 공급 호퍼 및 압출기를 질소로 퍼징하였다.　 혼합물을 공급 호퍼에 넣고 압출기를 통해 한 번 통과시켰다.
수득된 압출물은 물에 부분적으로 용해되어, 12시간 이상 안정한 주황색의 탁한 용액을 생성하였다. 이 용액을 접힌 여과지(등급 597 ½: 5 내지 7 μm) 또는 주사기 구동 필터 유닛(0.22 μm)으로 여과시켰다.　 더 큰 기공에 의한 여과는 혼탁한 밝은 황색 용액이 되었지만, 미세 필터로부터의 용액은 투명하였다. 이들 용액에서의 유체역학적 액적 크기는 동적 광 산란(맬번 제타사이저)에 의해 측정하였다. 　투명한 용액에서의 평균 액적 크기(Z-평균)는 184 nm이었지만, 탁한 용액은 625 nm의 Z-평균을 유발하는 일부 더 큰 액적/입자들도 함유하였다.

Claims (28)

  1. 하나 이상의 카로티노이드(carotenoid), 압출물의 총 중량을 기준으로 50 내지 80 중량%의 하나 이상의 유화용(emulsifying) 보호 콜로이드, 및 물을 포함하는 분산물 액적을 포함하는 압출물의 제조 방법으로서,
    압출기에서 분산 공정을 수행하고,
    상기 분산물 액적의 평균 입자 크기가 1000 nm 미만인 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법이 유기 용매 없이 수행되는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 카로티노이드가 α-카로틴(carotene), β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로티노산 에스터, 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 리코펜, 루테인, 제아잔틴 및 크로세틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 카로티노이드가 β-카로틴인, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유화용 보호 콜로이드가 변성 전분, 아스코빌 팔미테이트, 펙틴, 알기네이트, 카라기난, 푸르셀라란, 덱스트린 유도체, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체, 리그노설포네이트, 다당류 검, 젤라틴, 식물성 단백질, 우유 또는 유청 단백질을 포함하는 동물성 단백질, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 지방산의 모노글리세라이드, 지방산의 다이글리세라이드, 소르비탄 에스터, PG 에스터 및 당 에스터 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    압출물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%의 하나 이상의 카로티노이드가 사용되는, 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%의 물이 사용되는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    압출물의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%의 물이 사용되는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 보조제가 추가로 사용되는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보조제가 산화방지제, 에톡시퀸, 가소화제, 안정화제, 보습제, 유화 특성이 없는 보호 콜로이드, 겔화제, 염료, 향료, 충전제 및 완충제로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    유화용 보호 콜로이드 또는 유화용 보호 콜로이드들의 혼합물을 먼저 첨가한 다음, 물을 첨가하고, 이어서 그 후에 카로티노이드를 첨가하는, 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 카로티노이드가 β-카로틴이고, 상기 β-카로틴은 상기 방법의 개시시에 액체(용융) 형태로 상기 방법에 첨가되는, 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 카로티노이드가 β-카로틴이고, 상기 β-카로틴은, 상기 방법의 개시시에 또는 그 이후의 임의의 단계에서, 순수한 분말로서 또는 하나 이상의 변성 전분과의 혼합물로서 상기 방법에 첨가되는, 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    압출기 내부의 온도가 20℃ 내지 220℃인, 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분들의 총 체류 시간이 1 내지 400초인, 방법.
  17. 하나 이상의 카로티노이드,
    압출물의 총 중량을 기준으로 50 내지 80 중량%의 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드 및
    물, 및
    임의적으로, 하나 이상의 보조제
    를 포함하는 분산물 액적을 포함하는 압출물로서,
    상기 분산물 액적의 평균 입자 크기가 1000 nm 미만인, 압출물.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 17 항에 있어서,
    α-카로틴, β-카로틴, 8'-아포-β-카로티날, 8'-아포-β-카로티노산 에스터, 에틸 에스터, 칸타잔틴, 아스타잔틴, 리코펜, 루테인, 제아잔틴 및 크로세틴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 카로티노이드를 압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량% 포함하는 압출물.
  21. 제 17 항에 있어서,
    변성 전분, 아스코빌 팔미테이트, 펙틴, 알기네이트, 카라기난, 푸르셀라란, 덱스트린 유도체, 셀룰로스 및 셀룰로스 유도체, 리그노설포네이트, 다당류 검, 젤라틴, 식물성 단백질, 우유 또는 유청 단백질을 포함하는 동물성 단백질, 레시틴, 지방산의 폴리글리세롤 에스터, 지방산의 모노글리세라이드, 지방산의 다이글리세라이드, 소르비탄 에스터, PG 에스터 및 당 에스터 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유화용 보호 콜로이드를 압출물의 총 중량을 기준으로 50 내지 80 중량% 포함하는 압출물.
  22. 제 17 항에 있어서,
    압출물의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%의 물을 포함하는 압출물.
  23. 제 17 항에 있어서,
    산화방지제, 가소화제, 안정화제, 보습제, 유화 특성이 없는 보호 콜로이드, 겔화제, 염료, 향료, 충전제 및 완충제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 보조제를 추가로 포함하는 압출물.
  24. 식품, 사료 또는 퍼스널 케어 제품에서 사용되는, 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 수득된 압출물.
  25. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 수득된 하나 이상의 압출물 및/또는 제 17 항 및 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 압출물을 포함하는 식품.
  26. 식품, 사료 또는 퍼스널 케어 제품에서 사용되는, 제 17 항 및 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 압출물.
  27. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 수득된 하나 이상의 압출물 및/또는 제 17 항 및 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 압출물을 포함하는 사료.
  28. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 수득된 하나 이상의 압출물 및/또는 제 17 항 및 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 압출물을 포함하는 퍼스널 케어 제품.
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