KR102342429B1 - 연질캡슐 피막의 강도 조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연질캡슐 피막의 강도를 조절하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 알긴산나트륨에 다양한 종류의 바이오폴리머를 혼합함으로써, 음식물, 음료, 화장품, 약학제제 등 다양한 분야에서 요구되는 연질캡슐 피막의 물리적 특성을 만족하도록 연질캡슐의 피막강도를 강하게 또는 약하게 조절할 수 있으며, 이로부터 다양한 질감의 연질캡슐을 제조할 수 있다.

Description

연질캡슐 피막의 강도 조절방법{Method for adjusting the strength of the soft capsule film}

본 발명은 연질캡슐 피막의 강도를 용도에 따라 강하게 또는 약하게 조절하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 연질캡슐 피막의 강도 조절용 조성물, 연질캡슐 피막용 조성물, 및 이에 따라 제조되는 연질캡슐에 관한 것이다.

종래의 연질캡슐은 주로 냄새 등으로 인해 취식하기 어려운 식재료를 캡슐화하여 물과 함께 용이 취식할 수 있도록 제조되어 왔다. 따라서, 식품, 음료, 디저트, 화장품, 약학 제제 등에 새로운 질감과 재미를 제공하기에는 한계가 있었으며, 새로운 질감과 재미를 주는 연질캡슐에 대한 소비자의 관심과 니즈가 증가하고 있는 실정이다.

연질캡슐에 주로 사용되는 성분 중 하나로 알긴산이 있다. 알긴산은 해초산이라고도 하며, 2종의 우론산의 중합체로 우론산의 카르복시기로 인해 산성을 나타내고, 만누론산과 L-글루론산이 β4결합으로 수백 개가 연결된 구조를 갖는다. 알긴산은 불용성이지만 그 나트륨염인 알긴산나트륨은 수용성을 나타내며, 점성도가 매우 높기 때문에 직물 풀, 수성도료, 에멀션화제 등으로 사용되며 이외에도, 아이스크림, 잼, 마요네즈 등의 점성 증가용으로도 사용된다. 알긴산나트륨이 수용성을 나타내는데 반하여, 알긴산의 칼슘염은 물에 녹지 않는다. 알긴산나트륨의 카르복실기는 수용액 상태에서 칼슘 이온과 반응하게 되며, 이 경우 불용성의 겔이 형성된다.

이러한 알긴산염의 특성을 이용하여 특정 성분을 고정화하기 위한 시도들이 종래에 있어 왔으며, 예를 들어, 알긴산칼슘 펄 또는 마이크로 캡슐 등이 있다. 그러나 상기와 같은 종래의 알긴산칼슘 캡슐은 모양과 피막의 두께가 균일하지 못하고 식감이 좋지 않다는 문제가 있었으며, 알긴산 “막 강도조절“에 대한 연질캡슐의 제조방법에 대해서는 현재까지 알려진 바가 없다.

한국공개공보 10-2019-0073991호에는 알긴산수용액과 젖산칼슘을 혼합한 주스액혼합물을 혼합하여 연질주스캡슐을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 알긴산수용액에 추가적인 물질을 혼합해 막의 강도를 조절하는 방법에 대해서는 기재되어 있지 않다. 또한, 한국공개공보 10-2017-0098602호에는 구강양치용액에 알긴산나트륨을 혼합한 용액과 젖산칼슘 용액을 혼합하여 연질 캡슐형 구강양치용액을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 상기 문헌 역시 연질캡슐 막의 강도를 조절하는 방법과 팝핑(popping)질감 등의 다양한 질감을 갖는 연질캡슐의 제법에 관해서는 기재되어 있지 않다.

상기 “팝핑질감을 갖는 연질캡슐”이란 내용물을 작은 구형태의 얇은 막으로 코팅한 개구리알이나 연어알처럼 생긴 연질캡슐로서, 입에 넣고 저작 시 쉽게 터져 내용물이 입안으로 방출되는 식감을 갖는 연질캡슐을 의미한다.

연질캡슐의 경우, 안에 포함된 내용물이나 타겟으로 하는 소비자의 취향 등에 따라 “팝핑질감” 등의 다양한 질감을 갖는 연질캡슐을 제조할 필요가 있다. 이와 같은 다양한 질감을 구현하기 위해서는 연질캡슐 피막의 강도를 용도에 맞게 강하게 또는 약하게 조절하는 것이 중요하다. 따라서, 다양한 질감을 갖는 연질캡슐을 제조할 수 있도록, 알긴산 연질캡슐의 피막의 강도를 조절하는 방법의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허공보 10-2019-0073991호 대한민국 공개특허공보 10-2017-0098602호

본 발명의 목적은 연질캡슐 피막의 강도 조절방법과 연질캡슐 피막의 강도 조절용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 연질캡슐 피막용 조성물 및 상기 연질캡슐 피막용 조성물로 제조된 연질캡슐을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, 정제수 200 중량부에 대하여 알긴산나트륨 1.0 내지 3.0 중량부를 혼합하여 알긴산수용액을 제조하는 제1단계; 및 상기 알긴산수용액에 바이오폴리머(Biopolymer) 0.1 내지 0.3 중량부를 혼합하는 제2단계를 포함하는, 연질캡슐 피막의 강도 조절방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전체 고형분 100중량%를 기준으로 젤라틴, 콜라겐, 카라기난 및 올레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바이오폴리머를 3 내지 25 중량% 포함하는, 연질캡슐 피막의 강도 조절용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 정제수 200 중량부에 대하여 알긴산나트륨1.0 내지 3.0 중량부, 젤라틴, 콜라겐, 카라기난, 및 올레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바이오폴리머를 0.1 내지 0.3 중량부 포함하는, 연질캡슐 피막용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 연질캡슐 피막용 조성물을 사용하여 제조된 연질캡슐을 제공한다.

본 발명은 알긴산나트륨에 다양한 종류의 바이오폴리머를 혼합시킴으로써, 음식물, 음료, 화장품, 약학제제 등 다양한 분야에서 요구되는 연질캡슐 피막의 물리적 특성을 만족하도록 연질캡슐의 피막강도를 강하게 또는 약하게 조절할 수 있으며, 다양한 질감의 연질캡슐을 제공할 수 있다.

도 1은 팝핑질감을 갖는 연질캡슐을 나타낸다.
도 2는 연질캡슐 피막 소재로 제조한 막의 인장강도 측정결과를 나타낸다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 그리고, 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 '포함' 또는 '함유'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 또는 성분의 부가를 제외시키는 것은 아니다.

본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 정제수 200 중량부에 대하여 알긴산나트륨1.0 내지 3.0 중량부를 혼합하여 알긴산수용액을 제조하는 제1단계; 및 상기 알긴산수용액에 바이오폴리머 0.1 내지 0.3 중량부를 혼합하는 제2단계를 포함하는, 연질캡슐 피막의 강도 조절방법을 제공할 수 있다

본 발명의 일 예에 따르면, 상기 제1단계는 글리세린을 추가로 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 바이오폴리머는 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 젤라틴, 콜라겐, 카라기난, 및 올레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

구체적으로, 상기 제2단계는 연질캡슐 피막의 강도를 증가시키기 위해 카라기난, 콜라겐 또는 이의 혼합물을 혼합하는 것일 수 있으며, 연질캡슐 피막의 강도를 감소시키기 위해 젤라틴, 올레인산 또는 이의 혼합물을 혼합하는 것일 수 있다.

상기 카라기난은 황산기를 갖는 갈락탄의 일종이며, 홍조류에 존재한다. 카라기난류는, 겔화 특성이나 구조 차이에 의해, 주로 이오타카라기난(ιCarrageenan), 카파카라기난(κCarrageenan), 람다카라기난(lambda-Carrageenan)(λ카라기난)의 3 종류로 분류되며, 본 발명에 있어서는, 상기 세 종류의 카라기난 중 1종 이상을 사용할 수 있고 일 예로는 ι카라기난과 κ카라기난을 미리 혼합되어 있는 혼합(blend) 원료도 이용 가능하다. 바람직하게는 카파카라기난을 사용할 수 있다. 카파카라기난을 사용하면 겔 형성 능력으로 필름 제조시 다른 종류의 카라기난에 비해 강도 등의 물성이 우수하게 나타나며, 상기 카라기난의 함량이 높아질수록 연질캡슐 막의 강도는 높아진다.

상기 콜라겐은 조직 단백질의 일종으로 “교원질”이라고도 불리는 경단백질을 의미한다. 양이온성 고분자인 콜라겐은 섬유상 고체로 존재하며 콜라겐의 함량에 따라 막의 점성과 강도가 변동되고 콜라겐의 함량이 높아질수록 연질캡슐 막의 강도가 높아진다.

상기 젤라틴으로는 예를 들어, 소, 돼지, 닭, 물고기 등의 껍질, 뼈, 힘줄 등을 원료로 하여, 산 또는 알칼리로 처리하여 얻어지는 조(粗)콜라겐(crude collagen)을 가열 추출하여 제조된 것일 수 있다. 또한, 상기 젤라틴으로 젤라틴의 가수 분해물이나 효소 분해물, 숙신산화 젤라틴(succinated gelatin), 프탈화 젤라틴 (phthalated gelatin) 등의 수식 젤라틴을 이용할 수 있으며 어떤 종류의 젤라틴이라도 사용할 수 있다. 젤라틴의 함량이 높아질수록 연질캡슐 막의 강도는 낮아진다.

상기 올레인산(Oleic acid)은 지방에서 얻어지는 불포화 지방산으로 올레인산의 함량이 높아질수록 연질캡슐 막의 강도는 낮아진다.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 제1단계에서 알긴산나트륨은 1.26 내지 2.34 중량부 포함되고, 상기 제2단계에서 바이오폴리머는 0.14 내지 0.26 중량부로 혼합되는 것일 수 있다.

본 발명의 방법을 사용할 경우, 연질캡슐 피막의 강도는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있으며 구체적으로 상기 강도는ASTM D882측정방법 기준으로 측정한 인장강도가 30 내지65Mpa, 예를 들어, 35 내지 60 Mpa 범위에서 조절되는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 바이오폴리머는 전체 고형분 100 중량%를 기준으로 10 중량% 내외로 포함될 수 있으며, 응용되는 소재에 따라 바이오폴리머의 종류와 함량을 조절해 연질캡슐 피막의 강도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명은 알긴산나트륨, 바이오폴리머, 및 물을 포함하며 전체 고형분 100중량%를 기준으로 젤라틴, 콜라겐, 카라기난 및 올레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바이오폴리머가 3 내지 25중량% 포함되는, 연질캡슐 피막의 강도 조절용 조성물을 제공할 수 있다. 상기 바이오폴리머는 전체 고형분 100 중량%를 기준으로 5 내지 15 중량%, 7 내지 13%, 8 내지 12%, 9 내지 11%, 또는 10%가 포함될 수 있다.

또한, 본 발명은 정제수 200 중량부에 대하여 알긴산나트륨1.0 내지 3.0 중량부, 젤라틴, 콜라겐, 카라기난, 및 올레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 바이오폴리머를 0.1 내지 0.3 중량부 포함하는, 연질캡슐 피막용 조성물을 제공할 수 있다.

상기 연질캡슐 피막용 조성물의 상세한 구성성분에 대한 설명은 위에 기재한 바와 동일하며, 상기 제1단계에서 알긴산나트륨은 1.26 내지 2.34 중량부 포함되고, 상기 제2단계에서 바이오폴리머는 0.14 내지 0.26 중량부로 혼합되는 것일 수 있다.

또한 본 발명은 위와 같은 연질캡슐 피막용 조성물을 사용하여 제조된 다양한 질감을 갖는 연질캡슐을 제공할 수 있으며, 일 예로 팝핑질감을 갖는 연질캡슐을 제조할 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예들로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

원료

- 알긴산나트륨: Sodium Alginate (Junsei)

- 젤라틴: Gelatin from cold water fishskin (Sigma Aldrich)

- 콜라겐: Fish Collagen (Kenny and Ross)

- 카라기난: κCarrageenan (Sigma Aldrich)

실시예 1~ 4

3아래 표 1과 같이, 정제수 200g에 알긴산나트륨 2.34g과 글리세린 1.04g을 완전히 용해한 후, 0.26g의 카라기난 콜라겐, 젤라틴, 또는 올레인산을 각각 용해하여 연질캡슐용 막소재를 적용한, 필름 제조용 용액을 제조하였다. 실제 제조된 제품은 8mm 내외의 구형으로 인장강도를 측정하기 위한 시편으로 부적합하여, 막소재를 사용한 필름으로 제조하여 인장강도를 측정하였다. 구체적으로 앞서 제조한 각각의 연질캡슐 피막 용액을 필름 플레이트에 캐스팅 방식을 사용해 블랜드 필름을 제조하였다. 제조한 필름으로 ASTM D882 방법으로 인장강도를 측정하였으며, 그 결과를 아래 표 1에 나타냈다.

구분	대조군	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
알긴산나트륨(g)	2.6	2.34	2.34	2.34	2.34
글리세린(g)	-	1.04	1.04	1.04	1.04
카라기난(g)	-	0.26	-	-	-
콜라겐(g)	-	-	0.26	-	-
젤라틴(g)	-	-	-	0.26	-
올레인산(g)	-	-	-	-	0.26
정제수(g)	200	200	200	200	200
인장강도(단위:Mpa)	50	56	58	49	36

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 실시예 2를 통해 알긴산나트륨에 카라기난 또는 콜라겐을 포함할 경우, 막의 인장강도가 상승함을 확인할 수 있었으며, 실시예 3, 실시예 4를 통해 젤라틴 또는 올레인산을 포함할 경우, 막의 인장강도가 감소함을 확인할 수 있었다. 따라서, 알긴산나트륨에 카라기난, 콜라겐, 젤라틴, 올레인산 등의 바이오폴리머 소재를 전체 고형분 100 중량%를 기준으로 10% 내외로 포함할 경우, 연질캡슐 피막의 강도를 강하게 또는 약하게 조절할 수 있음을 알 수 있었다.

즉, 본 발명의 연질캡슐 피막의 강도 조절방법을 사용할 경우, 연질캡슐 내용물, 소비자 타겟층에 따라 다양하게 요구되는 각종 질감을 구현한 연질캡슐을 제조할 수 있도록, 최적의 연질캡슐 피막의 강도를 구현할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

1. 정제수 200 중량부에 대하여 알긴산나트륨 1.0 내지 3.0 중량부를 혼합하여 알긴산수용액을 제조하는 제1단계; 및
   상기 알긴산수용액에 바이오폴리머 0.1 내지 0.3 중량부를 혼합하는 제2단계를 포함하며,
   상기 제2단계는 바이오폴리머로 젤라틴, 올레인산 또는 이의 혼합물을 사용하여 연질캡슐 피막의 강도를 감소시키는 것인, 연질캡슐 피막의 강도 조절방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1단계는 글리세린을 추가로 포함하는 것인, 연질캡슐 피막의 강도 조절방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1단계에서 알긴산나트륨은 1.26 내지 2.34 중량부 포함되고, 상기 제2단계에서 바이오폴리머는 0.14 내지 0.26 중량부로 혼합되는 것인, 연질캡슐 피막의 강도 조절방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 강도는 ASTM D882기준으로 측정한 인장강도가 30 내지 65Mpa 범위인 것인, 연질캡슐 피막의 강도 조절방법.
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11. 삭제

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