KR102183165B1 - 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법 - Google Patents
포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포도씨로부터 항균특성, 항산화특성을 갖는 2차대사산물의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 최적화하여 포도씨 추출물을 수득하고, 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 이용하여 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노 에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법은 추출용매를 이용하여 포도씨 추출물을 수득하는 포도씨 추출물 수득단계(S100);와 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제와 포도씨 추출물을 배합하는 배합단계(S200);와 배합물을 교반하여 혼합물을 형성하는 교반단계(S300);와 상기 혼합물을 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리하는 초음파 처리단계(S400);를 포함한다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법은 추출용매를 이용하여 포도씨 추출물을 수득하는 포도씨 추출물 수득단계(S100);와 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제와 포도씨 추출물을 배합하는 배합단계(S200);와 배합물을 교반하여 혼합물을 형성하는 교반단계(S300);와 상기 혼합물을 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리하는 초음파 처리단계(S400);를 포함한다.
Description
본 발명은 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포도씨로부터 항균특성, 항산화특성을 갖는 2차대사산물의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 최적화하여 포도씨 추출물을 수득하고, 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 이용하여 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노 에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
포도는 당, 유기산 및 독특한 향기를 함유하고 있을 뿐만 아니라 안토시아닌 색소, 페놀산, 플라보노이드(flavonols flavan-3-ols 및 flavanonols) 및 레즈베라트롤(resveratrol) 등의 항암, 항고혈압 및 항산화성 폴리페놀화합물을 함유하고 있어 포도 주스, 포도주 및 포도식초 등의 여러 가공식품으로 꾸준히 소비되고 있다.
한편, 포도씨는 포도 중량의 약 3~5%를 차지하며 지방(9~12%), 단백질(8~12%) 및 헤미셀룰로오스(hemicellulose)와 같은 식이성섬유소(약 45%)를 다량 함유하고 있을 뿐만 아니라 Ca, Mg 및 P과 같은 무기질의 함량이 높으며, 리놀레산과 같은 불포화지방산을 다량 함유하고 있을 뿐 아니라 식물성 스테롤, 토코페롤 및 항암, 항고혈압 및 항산화성 카테킨류를 다량 함유하고 있는 것으로 알려져 있다.
하지만, 포도씨는 많은 이점에도 불구하고 대부분 활용되지 못하고 폐기처분되고 있는 것이 실상이다.
이에, 종래 포도씨를 활용하고자 하는 목적으로, 국내등록특허 제 10-0341933호에는 흑포도 찌꺼기인 흑포도씨, 껍질, 줄기를 발효시켜 발효추출물을 제조하는 방법이 제시하고 있으며, 국내등록특허 제 10-1787406호에서는 브로멜라인, 부처브룸, 포도씨, 아르니카 및 레몬밤을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제시하고 있고, 국내등록특허 제 10-1086504호에서는 포도씨 오일을 포함하는 혈행개선 및 혈관확장 기능을 가지는 피부 도포용 조성물을 제시하고 있다.
본 발명자는 폐기처리되는 포도씨를 활용하고, 포도씨의 유효성분의 추출을 극대화하고, 수득된 포도씨 추출물을 의약, 기능성 식품, 건강식품, 화장품 등 다양한 산업에 적용하기 위한 나노에멀젼을 개발하고자 하는 연구의 일환으로, 포도씨가 갖는 유효성분의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 도출하고, 이를 이용하여 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 배합하여 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노 에멀젼을 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 포도씨로부터 항균특성, 항산화특성을 갖는 2차대사산물의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 최적화하여 포도씨 추출물을 수득하고, 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 이용하여 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법은 추출용매를 이용하여 포도씨 추출물을 수득하는 포도씨 추출물 수득단계(S100);와 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제와 포도씨 추출물을 배합하는 배합단계(S200);와 배합물을 교반하여 혼합물을 형성하는 교반단계(S300);와 상기 혼합물을 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리하는 초음파 처리단계(S400);를 포함한다.
상기 포도씨 추출물 수득단계(S100)는 증류수, 유기용매 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 추출용매에 포도씨 분말을 투입하여 30~45℃에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한 후, 여과 및 농축시키는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼은 추출용매를 이용하여 추출한 포도씨 추출물과 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제를 배합 및 교반한 후, 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리하여 수득되는 것을 특징으로 한다.
상기 포도씨 추출물은 증류수, 유기용매 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 추출용매에 포도씨 분말을 투입하여 30~45℃에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한 후, 여과 및 농축시킨 것임을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법에 의하면, 포도씨로부터 항균특성, 항산화특성을 갖는 2차대사산물의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 최적화하여 포도씨 추출물을 수득하고, 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 이용하여 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노 에멀젼 및 이의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법에 의하면, 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수하여 의약품, 기능성 식품, 건강식품, 기능성 화장품 등에 활용이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법을 보여주는 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법의 포도씨 추출물 수득단계(S100)에서 포도씨 추출액을 농축시키는 모습을 보여주는 사진.
도 3은 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법의 포도씨 추출물 수득단계(S100)에서 추출용매를 사용하여 수득된 포도씨 추출물을 보여주는 사진.
도 4는 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법의 포도씨 추출물 수득단계(S100)에 의해 수득된 포도씨 추출물의 항균 활성능을 보여주는 사진.
도 5는 추출용매 및 농도에 따른 포도씨 추출물의 DPPH 자유 라디칼 소거능을 보여주는 그래프.
도 6은 100% 에탄올 추출물의 페놀성 화합물의 함량을 보여주는 그래프.
도 7은 100% 에탄올 추출물의 총 플라보노이드 함량을 보여주는 그래프.
도 8은 실시예 1~실시예 5에 따라 제조된 나노에멀젼의 상온에서 6개월 이상 보관 시 분산안정성을 보여주는 사진.
도 9는 70% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 dynamic light scattering (DLS) 분석결과.
도 10은 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 dynamic light scattering (DLS) 분석결과.
도 11은 70% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 다분산도 지수와 제타 포텐셜 분석결과.
도 12는 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 다분산도 지수와 제타 포텐셜 분석결과.
도 13은 나노에멀젼 제형을 제조후 상온에서 6개월 이상 보관한 다음 투입량에 따른 자유 라디칼 소거능 및 IC50을 보여주는 그래프
도 14는 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 E. coli 와 B. cereus에 대한 균 억제능을 보여주는 사진.
도 2는 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법의 포도씨 추출물 수득단계(S100)에서 포도씨 추출액을 농축시키는 모습을 보여주는 사진.
도 3은 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법의 포도씨 추출물 수득단계(S100)에서 추출용매를 사용하여 수득된 포도씨 추출물을 보여주는 사진.
도 4는 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법의 포도씨 추출물 수득단계(S100)에 의해 수득된 포도씨 추출물의 항균 활성능을 보여주는 사진.
도 5는 추출용매 및 농도에 따른 포도씨 추출물의 DPPH 자유 라디칼 소거능을 보여주는 그래프.
도 6은 100% 에탄올 추출물의 페놀성 화합물의 함량을 보여주는 그래프.
도 7은 100% 에탄올 추출물의 총 플라보노이드 함량을 보여주는 그래프.
도 8은 실시예 1~실시예 5에 따라 제조된 나노에멀젼의 상온에서 6개월 이상 보관 시 분산안정성을 보여주는 사진.
도 9는 70% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 dynamic light scattering (DLS) 분석결과.
도 10은 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 dynamic light scattering (DLS) 분석결과.
도 11은 70% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 다분산도 지수와 제타 포텐셜 분석결과.
도 12는 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 다분산도 지수와 제타 포텐셜 분석결과.
도 13은 나노에멀젼 제형을 제조후 상온에서 6개월 이상 보관한 다음 투입량에 따른 자유 라디칼 소거능 및 IC50을 보여주는 그래프
도 14는 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5를 상온에서 6개월 이상 보관한 후 측정한 E. coli 와 B. cereus에 대한 균 억제능을 보여주는 사진.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포도씨로부터 항균특성, 항산화특성을 갖는 2차대사산물의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 최적화하여 포도씨 추출물을 수득하고, 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 이용하여 상온에서 6개월 이상 보관 시에도 분산안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노 에멀젼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법은 추출용매를 이용하여 포도씨 추출물을 수득하는 포도씨 추출물 수득단계(S100)와 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제와 포도씨 추출물을 배합하는 배합단계(S200)와 배합물을 교반하여 혼합물을 형성하는 교반단계(S300)와 상기 혼합물을 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리하는 초음파 처리단계(S400)를 포함한다.
포도씨 추출물 수득단계(S100)에서는 추출용매를 이용하여 포도씨 추출물을 수득하는 단계로서, 증류수, 에탄올 등의 유기용매 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 추출용매에 포도씨 분말을 투입하여 30~45℃에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한 후, 여과 및 농축시켜 포도씨 추출물을 제조하게 된다.
포도씨 분말의 평균 입경은 한정하지 않으나, 바람직하게는, 5 내지 100 ㎛의 평균입경을 갖는 것을 사용한다.
포도씨 분말로부터 항균활성 및 항산화특성을 갖는 2차대사산물을 추출하기 위한 추출용매로는 증류수, 유기용매 및 이들의 조합 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
유기용매는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 헥산, 아세트산에틸, 디클로로메탄, 에테르, 클로로포름 및 아세톤으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 상기 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 n-부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올은 무수 또는 함수 알코올을 모두 포함할 수 있다.
바람직하게는, 에탄올을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 70 내지 100%(v/v) 에탄올을 사용할 수 있다.
포도씨 분말은 20 내지 50 %(w/v)가 되도록 추출용매에 첨가되며, 유기용매가 추출용매로 사용될 경우 30~45℃, 증류수를 사용할 경우 70 ~120 ℃ 에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한다. 교반을 완료한 후, 필터페이퍼 등을 이용하여 여과시키고, 여과물을 회전증발농축기를 이용하여 수분량 5 내지 30 wt% 를 갖도록 농축시킨다.
배합단계(S200)에서는 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제와 포도씨 추출물을 배합하게 된다.
계면활성제는 폴리솔베이트(polysorbate) 80 (Tween 80), 폴리솔베이트 20 (Tween 20), 폴리솔베이트 40 (Tween 40), 폴리솔베이트 60 (Tween 60) 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 계면활성제는 포도씨 추출물 100 부피부에 대하여 80 내지 250 부피부 배합될 수 있다.
오일류는 MCT(Medium Chain Triglyceride), 캐롯 오일, 땅콩 오일, 아몬드 오일, 호호바 오일, 살구씨오일, 아보카도 오일, 캐놀라오일, 달마지꽃종자 오일, 포도씨 오일, 올리브 오일, 미강오일, 로즈힙 오일, 참깨 오일, 대두유, 해바라기씨유, 코코넛 오일 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 오일류는 포도씨 추출물 100 부피부에 대하여 80 내지 150 부피부 배합될 수 있다.
레시틴은 하이드로제네이티드 레시틴, 하이드로제네이티드 포스파티딜콜린, 포스포리피드, 하이드로제네이티드 라이소포스파티딜콜린, 하이드로제네이티드 라이소레시틴, 하이드로옥실레이티드 레시틴 및 불포화레시틴으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 레시틴 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 레시틴은 포도씨 추출물 100 부피부에 대하여 10 내지 50 부피부 배합될 수 있다.
다가알코올은 글리세롤, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 소르비톨 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 다가알코올은 포도씨 추출물 100 부피부에 대하여 80 내지 150 부피부 배합될 수 있다.
교반단계(S300)에서는 배합물을 교반하여 혼합물을 형성하는 단계로서, 50 내지 400 rpm에서 3 내지 20분간 교반시켜 배합물들을 균일하게 혼합시킨다.
초음파 처리단계(S400)에서는 상기 혼합물을 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리한다. 이때, 초음파처리시 발생되는 열에 의해 혼합물에 열변성 및 산화가 발생되지 않도록 아이스 버켓에서 처리하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼은 상술된 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법에 의해 제조된다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼은 추출용매를 이용하여 추출한 포도씨 추출물과 계면활성제, 오일류, 레시틴, 다가알코올 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가제를 배합 및 교반한 후, 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 초음파처리하여 수득되며, 상기 포도씨 추출물은 증류수, 유기용매 및 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 추출용매에 포도씨 분말을 투입하여 30~45℃에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한 후, 여과 및 농축시킨 것이다.
본 발명에 따른 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼은 상온에서 6개월 이상 보관한 후까지도 안정성과 수용성 성질, 항균활성, 항산화능이 우수하여 식품, 화장품, 의약품 소재로 활용이 가능하다.
본 발명의 약학적 조성물은 통상적인 방법을 통하여 제조되어 인체 투여될 수 있으며, 하기의 구체적인 예를 들어 설명하나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 약학적 조성물은 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.
그 밖에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 약제학적 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 약제학적 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될수 있다.
또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다.
액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.
또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.
본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 약제학적으로 유효한 양이어야 한다. “약학적으로 유효한 양”은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 예방 또는 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 제제화 방법, 환자의 상태 및 체중, 환자의 성별, 연령, 질환의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간, 배설 속도, 반응 감응성 등과 같은 요인들에 따라 당업자에 의해 다양하게 선택될 수 있다. 유효량은 당업자에게 인식되어 있듯이 처리의 경로, 부형제의 사용 및 다른 약제와 함께 사용할 수 있는 가능성에 따라 변할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 식품의 생체 조절 기능을 강조한 식품으로 물리적, 생화학적, 생물공학적인 방법을 이용하여 특정 목적에 작용 및 발현하도록 부가가치를 부여한 식품이다. 식품 조성물은 건강식품, 기호식품, 건강기능성식품을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식품 조성물로는, 예를 들어, 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고 상기 음료에는 천연 과일주스, 과일주스 음료, 야채 음료 등이 포함된다. 본 발명의 식품 조성물은 공지의 제조방법에 따라 타정, 정제, 과립, 분말, 캡슐, 액상의 용액, 환 등의 제형으로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 식품 조성물은 통상의 여러 가지 향미제, 천연 탄수화물 등을 추가로 함유할 수 있다. 향미제로는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 향미제가 있으며 사카린, 아스파르탐 등의 합성 향미제를 사용하기도 한다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로스와 같은 디사카라이드, 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨과 같은 당알콜 등을 포함할 수 있다. 이 외에도 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제나 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제, 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 무수 구연산과 같은 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제, 천연 과일 주스, 과일 주스 음료 및 야채 음료 제조를 위한 과육 등 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 추가로 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 화장용 조성물은 화장 목적에 통상적인 보조제 및 첨가제와 함께 배합되어 적용될 수 있다. 상기 보조제 및 첨가제는 유성체, 계면활성제, 유화제, 지방, 왁스, 진주광택 왁스, 보딩제, 증점제, 초지방제, 안정제, 중합체, 실리콘 화합물, 레시틴, 인지질, 생물원성 활성 성분, 방취제, 항균제, 항발한제, 막 형성제, 비듬방지제, 팽윤제, 용해보조제, 가용화제, 방부제, 향유 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
적용될 수 있는 화장용 조성물의 구체적인 예시로, 토너, 에멀젼, 에센스, 크림 등을 포함하는 기초 화장품, 샴푸, 린스, 바디워시, 폼클렌저, 클렌징오일, 비누 등을 포함하는 인체 세정제, 파운데이션, 블러셔 등의 메이크업 제품에 적용될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.
1. 실험방법 및 분석방법
1-1. 포도씨 추출물의 수득
경북 경산시 소재 태평양물산으로부터 건조 포도씨를 구매하여 분말화하였다. 추출용매로 고온의 증류수(90~100℃)와 30, 50, 70 및 100%의 에탄올을 준비하였다. 500ml 멸균삼각플라스크에 420ml의 추출용매에 포도씨 분말을 140g 씩 넣은 다음, 알루미늄 호일로 감싸서 37℃에서 24시간동안 100rpm에서 교반하였다. 교반 후 혼합물을 Whatman 필터페이퍼(Grade 1: 11 μm, Sigma Aldrich)를 사용하여 여과시키고, 여과물을 회전증발농축기를 이용하여 농축시켰다. 도 2는 여과된 포도씨 추출 혼합물 농축시키는 모습을 보여준다.
1-2. 반응시약
실험을 위한 반응시약으로 에탄올, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 폴린시약(Folin’s reagent), 탄산나트륨, 염화알루미늄, 아세트산나트륨, 퀘르세틴, 갈산을 사용하였으며, 해당 시약은 Merck or Sigma으로부터 구매하였으며, 모든 시약은 분석용 등급의 것을 사용하였다.
1-3. 항균성 분석
Agar well diffusion assay을 이용하여 포도씨 추출물의 Escherichia coli (ATCC 43889)와 Bacillus cereus (ATCC 13061) 에 대한 항균 활성을 확인하였다. E. coli (ATCC 43889)와 B. cereus (ATCC 13061)는 Luria-Bertani (LB)액상배지에서 overnight 배양된 것을 사용하였으며, 균의 성장이 정지기 (OD600∼2)에 도달하였을 때 109 cells/mL 100 μl을 LB 배지에 도말하였다.
접종된 배지에 8mm 직경의 웰을 형성하고, 포도씨 추출물(1 mg/ml) 100μl을 labeled well에 투입하고, 배지를 37℃에서 12시간 배양하였다. E. coli (ATCC 43889)와 B. cereus (ATCC 13061)에 대한 포도씨 추출물의 최소억제농도(MIC)를 측정하기 위하여 broth micro-dilution technique 을 사용하였다. CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute)에 준하여, 무처리된 폴리스티렌 마이크로필터 플레이트 CC7672-7596;(CytoOne)를 이용하여 수행되었다. 37℃, 24시간 배양 후 관찰한 결과, 육안상으로도 균의 성장을 억제할 수 있음을 보여주었다.
1-4.
DPPH
라디칼
소거능
자유라디칼은 산화스트레스와 인체에 많은 질병을 발생시킬 위험을 높이며, 항산화제는 자유라디칼 생성을 감소시키는데 효과적인 것으로 알려져있다. 항산화제는 직접적 또는 간접적으로 활성 라디칼과 반응하여 자유라디칼을 발생시키는 효소의 작용을 억제함으로써 이들의 반응을 억제 시킨다. 또한, 항산화제는 다른 항산화 효소의 발현을 촉진함으로써 인체의 방어기전을 강화시킨다.
DPPH 라디칼 소거능은 불안정한 유리기에 환원기능을 가진 proton ion을 제공하여 안정화되도록 유도하는 기능으로 생체 내에서 발생하는 불안정하고 유해한 유리기를 안정화시키는 역할을 한다. 따라서 미지의 특정물질이 생체의 생리작용 혹은 산화작용에 의하여 발생하는 hydroxyl radical 혹은 superoxide radical 등을 제거하는 항산화 능력을 평가할 때 사용되는 지표로 높은 값일수록 항산화능이 우수한 것으로 판단한다.
시료용액 1 mL에 0.1 mM DPPH 용액 3 mL를 가하여 혼합하고 실온의 암실에서 30분간 반응시킨 후 분광광도계(UV-2120 Optizen, Mecasys, South Korea)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 하기의 식을 이용하여 계산되었다.
소거능% = [1 - (At /A0)]×100
여기서, At 와 A0 는 각각 시료용액 첨가군과 무첨가군의 흡광도이다. 갈산은 양성 대조군으로 사용되었고, 결과값은 3번 반복수행하여 그 평균값을 나타내었다.
1-5. 총 페놀 함량 측정
포도씨 추출물의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteau 법을 이용하여 측정하였다. 표준물질로 Galic acid과 포도씨 추출물을 물에 희석하고, 폴린시약(0.5ml)를 투입하여 22°C에서 5분간 반응시켰다. 이후, 4 mL의 탄산나트륨 용액(20 g/100 mL)을 투입하고, 증류수를 10ml가 될 까지 투입하여 혼합물을 형성하였다. 90분간 상온(37 °C)에서 배양시키고, 분광광도계(UV-2120 Optizen, Mecasys, South Korea)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하고, Galic acid의 표준곡선과 비교하였다. 총 페놀 함량은 Galic acid의 표준곡선을 이용하여 구하였다.
1-6. 총
폴라보노이드
함량의 측정
총 플라보노이드의 함량은 염화알루미늄의 비색법을 이용하여 정량하였으며, 표준물질로 Quercetin과 포도씨 추출물은 10% 염화알루미늄 0.1mL, 1M 초산칼륨 0.1mL 및 증류수 2.8 mL을 첨가하여 혼합한 후 실온에서 30분간 정치하여 반응시킨 다음 분광광도계(UV-2120 Optizen, Mecasys, South Korea)를 이용하여 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드함량은 퀘르세틴을 표준물질로하여 작성한 표준검량곡선을 통해 나타내었다.
1-7. 통계처리
특별히 언급하지 않는 한 모든 시료의 분석은 3번 반복 수행되었고, Mean±SD값으로 표시하였다.
1-8. 나노
에멀젼의
제조
포도씨 추출물을 포함하는 나노 에멀젼은 하기의 표 1과 같이 배합하였다.
실시예 1 내지 실시예 4는 100%에탄올에서 추출된 포도씨 추출물을 사용하였으며, 실시예 5는 70%와 100%에탄올에서 추출된 포도씨 추출물을 사용하였다. 오일류로는 MCT를, 계면활성제로 polysorbate 80, 다가알코올로 글리세롤을 준비하였다. 실시예 1과 실시예 4는 1%(w/v)의 포도씨 추출물을, 실시예 2와 실시예 3은 2%(w/v)의 포도씨 추출물을, 실시예 5는 0.5%(w/v)의 포도씨 추출물을 사용하였다.
표 1에 따른 배합비로 포도씨 추출물 및 시약을 준비 및 투입하고, 증류수를 50ml가 될 때까지 투입하였다. 배합물을 5분간 교반처리한 후, 25 khz 초음파(Ultrasonic Processor, GEX 750, Newtown, CT, 750 W) 에서 10분간 처리하였다. 초음파 처리시 발생된 열에 의한 혼합물의 변성을 방지하기 위하여 혼합물을 수용하는 실험튜브를 아이스 버켓 내에 담가 처리하였다.
포도씨 추출물 나노 에멀젼의 Droplet 사이즈와 제타 포텐셜은 dynamic light scattering (DLS)에 의해 분석되어졌으며, 제타 포텐셜 및 입자 사이즈분석기(ELSZ-2000, Otsuka Electronics Co., Ltd. Japan)를 이용하였다.
2. 실험결과
2-1. 포도씨 추출물의 수율
도 3은 수득된 포도씨 추출물을 보여주는 사진이다.
표 2는 용매 종류에 따른 포도씨 추출물을 수율을 보여준다.
100, 70, 50 및 30% 에탄올 추출물은 각각 5.17, 5.57, 3.98 및 4.67%(w/w)의 수율을 나타내었고, 열수 추출물은 6.1%의 수율을 나타내었다.
2-2. 포도씨 추출물의 항균활성
도 4는 포도씨 추출물의 항균 활성능을 보여주는 사진이다. 균 중에서 E. coli가 B. cereus 보다 우수한 항균활성을 보여주었다.
표 3은 포도씨 추출물의 항균활성을 보여준다.
특히, 100% 에탄올 용매에서 추출된 포도씨 추출물(이하, 100%에탄올 추출물로 축약 기재.)이 다른 추출용매(70, 50 및 30% 에탄올 추출물)에 비하여 높은 억제 활성을 보여주었다. E. coli 배지에서 100% ethanol extract 의 억제영역이 28±1.1 mm 로 나타났고, B. cereus의 경우 13±0.7 mm로 나타났다. 또한, 열수 추출물에서는 높은 50 mg/ml에도 불구하고, 실험에 사용된 모든 균주에 대하여 항균활성을 보이지 않았다. 실험 균주에 대하여 100%에탄올 추출물의 MIC는 70, 50 및 30% 에탄올 추출물과 비교하여 그 값이 낮게 나타났음으로 항균력이 상대적으로 가장 높았다. 100%에탄올 추출물의 MIC는 E. coli 와 B. cereus에 대하여 각각 0.3 mg/ml and 0.8 mg/ml 의 값을 나타내었다. 열수추출물은 어떠한 항균활성도 보이지 않은 관계로, 이후 실험에서 배제하였다.
2-3.
DPPH
자유 라디칼
소거능
추출용매에 따라 DPPH 활성에서 큰 편차를 보였으며, 100% 에탄올 추출물이 높은 항산화활성을 가짐을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 에탄올의 농도에 따라 식물의 2차대사산물의 용해 능력이 상이하다는 가설을 세울 수 있었다. 도 5 및 표 4는 추출용매 및 농도에 따른 포도씨 추출물의 DPPH 자유 라디칼 소거능에 대한 IC50를 보여준다.
100% 에탄올 추출물의 IC50은 102.1 ug/ml로 확인되었고, 70, 50 및 30 %에탄올 추출물의 IC50은 각각 106.1, 197.1 및 259.3 ug/ml로 나타났다. 양성 대조군으로 사용된 galic acid 의 IC50은 53.78 ug/ml로 확인되었다. 상기 결과를 통해, 100%에탄올 추출물은 포도씨의 2차대사산물의 추출하는데 적절한 용매인 것으로 판단하였고, 이후 100% 에탄올 추출물을 이용하여 생화학적 특성을 연구하였다.
2-4.
총 페놀 함량 분석
페놀성 화합물은 인체의 면역 시스템을 강화, 염증반응 억제를 통해 항산화효과를 직접적 또는 간접적으로 제공한다. 과일에 포함된 페놀성 화합물은 세포벽에 결합되어 가용상태로 존재하며, 본 발명에서는 추출용매에 따른 포도씨의 페놀성 화합물의 추출 함량을 측정하였으며, 100% 에탄올 추출물에서 페놀성 화합물의 함량은 58.6 mg GAE/50 mg를 보였다(도 6에 도시). 도 6은 100% 에탄올 추출물과 대조군으로 사용된 Galic acid 에서 측정된 총 페놀 함량을 보여준다.
2-5.
총 플라보노이드 함량 분석
100% 에탄올 추출물과 양성 대조군을 비교한 결과, 퀘르세틴 당량에서 100% 에탄올 추출물은 5.944 mg QE/50 mg를 보인 반면, 40 mg의 퀘르세틴에서는 6.322 mg 의 총 플라보노이드 함량을 보였다. 이 결과를 통해, 100% 에탄올 추출물의 총 플라보노이드 함량은 퀘르세틴 보다 작지만, 에탄올의 농도가 총 플라보노이드 함량에 영향을 줌을 확인할 수 있었다. 도 7은 총 플라보노이드 함량의 비교한 것이다.
2-6. 포도씨 추출물 나노
에멀젼의
분산 안정성
나노에멀젼은 일반에멀젼 보다 다양한 이점을 갖는다. 나노 에멀젼의 광학적투명도, 상분리에 대한 안정성, 입자응집 및 생체이용 특성을 제어하기 위하여 다양한 변수의 제어가 요구된다. 안정화제 및 보조제의 첨가는 분자들간의 상호작용 및 레올로지 거동에 영향 미치기 때문에 나노에멀젼의 안정화와 물리적인 특성에 영향을 준다. 이에, 본 발명에서는 서로 다른 프로토콜을 갖는 포도씨 에탄올 추출물을 이용하여 나노에멀젼을 형성하였으며, 하기의 표 5는 나노 에멀젼의 분산 안정성을 보여준다. 실시예 5의 방법으로 제조된 나노에멀젼 제형은 상온에서 6개월이 지난 이후에도 안정적으로 제형을 유지하였으며, 실시예 5의 세부 특성을 확인하기 위하여 입자 사이즈와 제타포텐셜을 측정하였다. 도 8의 (a)~(e)는 실시예 1~실시예 5에 따른 나노에멀젼을 보여준다.
실시예1 | 24시간 후 층분리 발생 |
실시예2 | 42시간 후 층분리 발생 |
실시예3 | 1주 후 층분리 발생 |
실시예4 | 2주 후 층분리가 발생 |
실시예5 | 6달 이후에도 안정적으로 제형을 유지함 |
2-7. 형성된 나노
에멀젼의
특성
Dynamic light scattering (DLS)을 이용하여 70%와 100% 에탄올로 추출한 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 제형으로 상온에서 6개월 보관 후 실시예 5의 droplet 사이즈를 측정하였으며, 도 9는 70% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5의 droplet 사이즈이며, 도 10은 100% 에탄올 추출물을 포함하는 실시예 5의 droplet 사이즈를 보여준다. 나노에멀젼의 droplet 사이즈는 70%와 100% 에탄올로 추출한 포도씨 추출물 각각 181.3 nm 과 221.5 nm을 나타내었다. 제타포텐셜은 70%와 100% 에탄올로 추출한 포도씨 추출물에서 각각 62.73 mv, 49.92?mV를 나타내었다. 도 11은 dynamic light scattering (DLS) 분석을 통하여 측정된 나노에멀젼(70% 에탄올 추출물)의 다분산도 지수와 제타 포텐셜이고, 도 12는 dynamic light scattering (DLS) 분석을 통하여 측정된 나노에멀젼(100% 에탄올 추출물)의 다분산도 지수와 제타 포텐셜을 보여준다.
형성된 나노에멀젼의 생물학적 특성을 확인하기 위하여, 100%에탄올 추출물의 나노에멀젼 제형으로 상온에서 6개월 보관 후 DPPH 자유 라디칼 소거능을 확인하였다. 도 13은 투입량에 따른 자유라디칼소거능 및 IC50을 보여준다. 그 결과, 100%에탄올 추출물의 I50은 97.72 ug/ml를 보여주었다.
실시예 5는 나노에멀젼 제형으로 상온에서 6개월 보관 후 항균활성에 대하여 0.25 mg/ml의 MIC를 보여주었다. 나노 에멀젼에 처리하기 전 포도씨 추출물이 E. coli 와 B. cereus에 대해 0.3mg/ml, 0.8 mg/ml를 보여준 것에 비하여 낮은 값을 보여주었음으로 포도씨의 단순 추출물에 비해 6개월간 상온에서 보관후의 나노에멀젼 제형에서 항균력이 더 좋아졌음을 알 수 있다.
도 14는 E. coli 와 B. cereus에 대한 나노에멀젼의 균억제능을 보여준다.
표 6은 나노 에멀젼의 균의 최소 억제 농도를 보여준다.
본 발명에서는, 포도씨 에탄올 추출물이 페놀과 플라보노이드를 함유하여 우수한 항균활성을 보여줌을 확인할 수 있었다. 이 실험에서 확인된 포도씨의 총 페놀함량과 플라보노이드 함량은 포도씨의 이용가치를 높일 수 있음을 시사하였다.
또한, 본 발명에서는 포도씨로부터 항균특성, 항산화특성을 갖는 2차대사산물의 추출을 극대화하기 위한 추출용매를 최적화하여 포도씨 추출물을 수득하고, 수득된 포도씨 추출물과 첨가제를 이용하여 상온에서 6개월 이상 보관시에서 분산 안정성, 항균활성, 항산화활성이 우수한 나노에멀젼을 제조하였다. 포도씨 추출물과 포도씨 추출물을 이용한 나노에멀젼의 항균 특성 및 항산화특성을 비교하였을 때, 나노에멀젼의 항균특성 및 항산화특성을 더욱 우수하게 나타났는데, 이를 통해 포도씨 추출물과 첨가제의 상호작용이 항균특성 및 항산화특성을 더욱 향상시킬 수 있음을 시사하였다. 본 발명에 따른 나노에멀젼은 임상실험 후에 항균치료를 위한 약제에 적용될 수 있으며, 더 나아가 화장품, 식품 등의 소재로 활용이 가능할 것으로 예상한다.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
Claims (7)
- 항산화기능과 항균활성을 동시에 갖는 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법에 있어서,
추출용매를 이용하여 포도씨 추출물을 수득하는 포도씨 추출물 수득단계(S100);와
포도씨 추출물과 포도씨 추출물 100부피부에 대하여 중쇄트리글리세리드(Medium Chain Triglyceride) 80 내지 150 부피부 배합하는 배합단계(S200);와
배합물을 교반하여 혼합물을 형성하는 교반단계(S300);와
상기 혼합물을 수용한 후 초음파 세기 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 처리하는 초음파 처리단계(S400);를 포함하며,
상기 포도씨 추출물 수득단계(S100)는
추출용매로 70 내지 100(v/v)% 농도를 갖는 에탄올에 평균입경 5 내지 100㎛를 갖는 포도씨 분말을 투입하여 30~45℃에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한 후, 수분량 5 내지 30 wt% 를 갖도록 여과 및 농축시키는 것을 특징으로 하는
포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼의 제조방법.
- 삭제
- 항산화기능과 항균활성을 동시에 갖는 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼에 있어서,
상기 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼은
추출용매를 이용하여 추출한 포도씨 추출물과 포도씨 추출물 100부피부에 대하여 중쇄트리글리세리드(Medium Chain Triglyceride) 80 내지 150 부피부 배합한 배합물을 교반하여 혼합물을 형성하고, 상기 혼합물을 초음파 세기 10 내지 30 khz에서 5분 내지 20분간 처리하는 초음파 처리된 것이며,
상기 포도씨 추출물은
추출용매로 70 내지 100(v/v)% 농도를 갖는 에탄올에 평균입경 5 내지 100㎛를 갖는 포도씨 분말을 투입하여 30~45℃에서 12~36시간, 50~300rpm에서 교반한 후, 수분량 5 내지 30 wt% 를 갖도록 여과 및 농축시켜 수득되는 것을 특징으로 하는
포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼.
- 삭제
- 제 3항의 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼을 포함하는 화장용 조성물.
- 삭제
- 제 3항의 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼을 포함하는 식품.
Priority Applications (1)
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2019
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