KR102347262B1

KR102347262B1 - 메틸셀룰로스 수용액의 제조 방법

Info

Publication number: KR102347262B1
Application number: KR1020157032377A
Authority: KR
Inventors: 푸스펜두 데오; 캐스린 브라운; 데이비드 이. 월릭; 로버트 엘. 샘러; 융푸 리
Original assignee: 뉴트리션 ＆ 바이오사이언시즈 유에스에이 1, 엘엘씨
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2022-01-06
Also published as: CN105073869B; EP2986671B1; JP6342990B2; CN105073869A; US20160081384A1; JP2016519707A; BR112015019577A2; KR20150142039A; WO2014168915A1; BR112015019577B1; US10624376B2; US9826768B2; US20180042284A1; EP2986671A1

Abstract

1 내지 4개의 연결기에 의해 연결된 무수 글루코스 단위를 갖는 메틸셀룰로스의 수용액의 제조 방법(여기서, 상기 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은 s23/s26이 0.36 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환되고, 여기서, s23은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고, s26은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이다)은 1000s^-1 이상의 전단 속도에서 메틸셀룰로스를 10℃ 이하의 온도에서 수성 액체와 혼합하는 단계를 포함한다.

Description

메틸셀룰로스 수용액의 제조 방법{PROCESS FOR PREPARING AN AQUEOUS SOLUTION OF A METHYLCELLULOSE}

본 발명은, 특정한 메틸셀룰로스의 수용액의 제조 방법에 관한 것이며, 또한, 예를 들면, 포만감을 유발하는 방법에서 식품 첨가물로서 또는 식품 보충물로서 유용한 특정한 메틸셀룰로스의 수용액에 관한 것이다.

통상적으로, 메틸셀룰로스는 증점성, 동결/융해 안정성, 윤활성, 수분 보존 및 방출, 피막 형성, 텍스처(texture), 컨시스턴시(consistency), 형상 보존, 유화, 결합, 겔화 및 현탁 성질을 제공하면서 많은 분야에서 매우 유용한 것으로 밝혀졌다. 메틸셀룰로스의 하나의 독특한 성질은, 메틸셀룰로스가 수중에서 가역적인 열적 겔화를 나타내는 것으로 공지되어 있다는 것이며, 다시 말하면, 수성 메틸셀룰로스 물질은 더 차가운 온도에서 가용성이고 더 따듯한 온도에서 겔화된다. 대부분의 등급의 메틸셀룰로스는 약 50 내지 60℃에서 겔화된다.

비교적 낮은 온도인 38 내지 44℃에서 수중 겔화되는 메틸셀룰로스 등급은 일반적으로 상품명 메토셀(METHOCEL) SG 또는 SGA(더 다우 케미컬 컴퍼니(The Dow Chemical Company)) 하에 시판된다. 미국 특허 제6,235,893호는 31℃와 같은 저온에서 겔화되는 메틸셀룰로스를 교시한다. 미국 특허 제6,235,893호에 기재된 메틸셀룰로스는, 물에 용해될 때, 향상된 겔 강도를 갖는다. 겔 강도를 측정하는 하나의 방법은 겔 관통력(gel puncture force)이다.

개체에 있어서 포만감을 유발하는 데 유용한 특정 등급의 메틸셀룰로스가 기재되었다. 국제 특허 출원 WO 제2011/139763호는, 개체에 의해 섭취되고 승온될 때 개체의 위에서 겔 덩어리(mass)를 형성하는 차가운 수성 약제 또는 식품 보충물로서, 상기 겔 덩어리가 메틸셀룰로스 및 물로 필수적으로 이루어진, 수성 약제 또는 식품 보충물을 개시한다. WO 제2011/139763호의 실시예에서 사용된 메틸셀룰로스는　28℃의 겔화 온도를 갖는다.

영양학적 측면에서, 포만감은 개체가 충분히 섭취하였는지 그렇지 않았는지에 대한 개체의 감정적 자각과 신체적 자각을 둘 다 수반하는 복합적인 반응이다. 포만감은 섭취 직후 식욕의 감소로서, 또는 다음 식사에서 음식 섭취의 감소로서 관찰될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 포만감의 조절은 개체가 필요한 열량보다 더 많은 열량을 소비하는 경우와 가장 관련이 있다. 포만감을 유발하는 것은 감소된 열량 섭취를 야기하는 데에, 즉 미용 목적에(즉, 체중 감소 또는 체중 관리를 위한 슬리밍 보조제(slimming aid)로서) 또는 의학적 치료에(예를 들면, 비만 치료에) 유용할 수 있다. 본 명세서의 목적상, "포만감"은 개체에 의한 열량 섭취의 순 감소 또는 공복 반응의 강건한 감소를 지칭한다. 포만감이 특정 등급의 메틸셀룰로스에 의해 유발될 때, 이는 종종 충분한 겔 파단력 F_GF(37℃)에서 발생하는 것으로 사료된다.

WO 제2011/139763호 및 미국 특허 제6,235,893호에 기재된 메틸셀룰로스는 물 중에서의 이들의 낮은 겔화 온도로 인해 매우 유용하지만, 불행하게도 이들은 37℃로 승온될 때, 충분한 겔 파단력을 전달하는 능력을 가지면서 완전히 수화되기, 즉 수용액으로 되기 어렵다. WO 제2011/139763호에 기재된 바와 같이,　단지 28℃의 겔화 온도를 갖는 메틸셀룰로스의 2% 수용액을 수득하기 위해서는, 상응하는 양의 분쇄 및 건조된 메틸셀룰로스를 500rpm에서 교반하면서 실온에서 물에 첨가하고, 상기 블렌드를 약 1.5℃로 냉각시키고, 교반기 속도를 다음과 같이 단계적으로 감소시킨다: 15분 동안 500rpm, 이어서 10분 동안 400rpm, 이어서 10분 동안 200rpm, 그리고 이어서 5시간 동안 100rpm. 이어서 상기 용액을 약 0.5 내지 약 1℃에서 밤새 저장한다. 불행하게도, 이러한 공정은 과도하게 장시간이 소요되며, 과도한 양의 냉각을 필요로 한다. 상품명 메토셀 SG 또는 SGA(더 다우 케미컬 컴퍼니) 하에 시판되고, 보통 38 내지 44℃인 다소 더 높은 온도에서 수중 겔화되는 메틸셀룰로스는 다소 더 높은 온도, 예를 들면, 최대 10℃의 온도에서 수용액으로 될 수 있지만, 이러한 타입의 메틸셀룰로스의 경우에도 냉각이 요구되며, 메틸셀룰로스를 수용액으로 만드는 공정도 과도하게 장시간이 소요된다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 낮은 겔화 온도를 갖는 메틸셀룰로스 수용액의 더욱 효율적인 제조 방법을 제공하는 것이다.

특정 타입의 화합물을 음료에 첨가하면 상기 화합물이 음료 섭취 후 위에서 강력한 겔을 형성할 때 공복감 억제를 향상시킬 수 있음이 숙련가들에 의해 제안되어 왔다. 강력한 겔은 식품 내에 고농도, 예를 들면, 5중량% 이상의 농도의 겔화 메틸셀룰로스를 포함시킴으로써 개체의 정상 체온의 온도에서 형성될 수 있지만, 고농도의 겔화 메틸셀룰로스는 겔화 메틸셀룰로스가 식품 내에 고농도로 혼입될 때 관능적 이유로, 구체적으로는 약간 끈적끈적한 텍스처로 인해 많은 소비자들이 받아들이지 않았다. 따라서, i) 위에 언급된 메틸셀룰로스를 포함하는 수성 겔화된 조성물의 겔 강도가, 조성물 중 메틸셀룰로스의 농도를 실질적으로 증가시키지 않으면서 증가될 수 있을 것 및/또는 ii) 조성물 중 메틸셀룰로스의 농도가, 수성 겔화된 조성물의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 실질적으로 감소시키지 않으면서 감소될 수 있을 것이 여전히 요구된다.

2012년 10월 11일자로 출원된 동시-계류 중인 국제 특허 출원 제PCT/US12/059714호는, 위에 언급된 메틸셀룰로스를 포함하는 수성 겔화된 조성물의 겔 강도가, 중량비 w(단백질)/w(메틸셀룰로스)가 0.7/1.0 이상이 되도록 조성물 중에 단백질이 포함되는 경우 상당히 증가될 수 있음을 교시한다. 그러나, 단백질의 존재가 모든 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물에서 요망되는 것은 아니다. 따라서, 단백질-비함유 수성 겔화된 조성물의 겔 강도를 증가시킬 수 있는 것이 여전히 요구된다.

놀랍게도, 아래에 정의된 바와 같이 고전단 하에 메틸셀룰로스를 물과 접촉시키는 경우, 메틸셀룰로스의 겔화 온도보다 훨씬 더 낮은 온도에서 물과 메틸셀룰로스의 혼합물을 장시간 동안 저장하지 않고서도, 낮은 겔화 온도를 갖는 메틸셀룰로스의 수용액을 제조할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 더욱 놀랍게도, 아래에 정의된 바와 같은 특정 메틸셀룰로스의 수용액의 겔 강도, 예를 들면, 겔 관통력 또는 겔 파단력 F_GF(37℃)가 이러한 방법에 의해 증가될 수 있는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 하나의 측면은, 1 내지 4개의 연결기(linkage)에 의해 연결된 무수 글루코스 단위를 갖는 메틸셀룰로스의 수용액의 제조 방법이며, 여기서, 상기 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은 s23/s26이 0.36 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환되고, 여기서, s23은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고, s26은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고, 상기 방법은 1000s^-1 이상의 전단 속도에서 메틸셀룰로스를 수성 액체와 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면은, 위에 언급된 메틸셀룰로스의 단백질-비함유 수용액이며, 여기서, 상기 메틸셀룰로스의 농도는, 상기 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.2 내지 2.5중량%이고, 상기 수용액은 i) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 0.2 내지 0.4중량%일 때, 1.4N 이상, ii) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 0.5 내지 0.7중량%일 때, 2.0N 이상, iii) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 0.8 내지 1.0중량%일 때, 2.5N 이상, iv) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 1.1 내지 1.3중량%일 때, 3.5N 이상, v) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 1.4 내지 1.6중량%일 때, 4.5N 이상, vi) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 1.7 내지 1.9중량%일 때, 9.0N 이상, vii) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 2.0 내지 2.2중량%일 때, 11.0N 이상, 또는 viii) 상기 메틸셀룰로스의 농도가 2.3 내지 2.5중량%일 때, 13.0N 이상의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는다.

본 발명의 추가의 또 다른 측면은, 위에 언급된 메틸셀룰로스 수용액을 포함하거나 상기 수용액으로 제조된, 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물이다.

본 발명의 추가의 또 다른 측면은, 개체에게 위에 언급된 수용액 또는 위에 언급된 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물을 투여하는 단계를 포함하여, 개체에 있어서 열량 섭취를 감소시키거나 포만감을 유발하거나 또는 위 공간 용적(void volume)을 가역적으로 감소시키는 방법, 또는 위궤양, 위-식도 역류 질환 또는 비만을 치료하는 방법, 또는 비만이 아닌 개체에 있어서 슬리밍, 체중 감소 또는 체중 조절을 보조하는 방법이다.

양태들의 설명

본 발명의 방법은 메틸셀룰로스 수용액을 제조하기 위한 고전단 방법에 관한 것이다. 상기 메틸셀룰로스의 수용액은 액체-유사 또는 고체-유사할 수 있다. 약 0.5 내지 10℃의 온도를 갖는 본 발명의 차가운 액체-유사 수용액 형태는, 이의 온도가 체온(37℃)에 접근함에 따라 이의 따듯한 고체-유사 물리적-겔 형태로 변형되고, 체온에서, 아래에 추가로 정의된 바와 같은 포만감 적용과 관련된 표적 겔 파단력 F_GF(37℃)에 도달하거나 그를 초과한다.

본 발명의 수용액을 제조하는 데 사용되는 메틸셀룰로스는 1 내지 4개의 연결기에 의해 연결된 무수 글루코스 단위를 갖는다. 각각의 무수 글루코스 단위는 2, 3 및 6 위치에서 하이드록실 그룹을 함유한다. 이들 하이드록실의 부분 또는 완전 치환은 셀룰로스 유도체를 생성한다. 예를 들면, 셀룰로스 섬유를 가성 용액에 이어 메틸화제로 처리하면 하나 이상의 메톡시 그룹으로 치환된 셀룰로스 에테르가 수득된다. 다른 알킬로 추가로 치환되지 않는 경우 이러한 셀룰로스 유도체는 메틸셀룰로스로서 공지된다. 본 발명의 필수적인 특징은, s23/s26이 0.36 이하, 바람직하게는 0.33 이하, 더욱 바람직하게는 0.30 이하, 가장 바람직하게는 0.27 이하, 또는 0.26 이하, 그리고 특히 0.24 이하 또는 0.22 이하가 되도록 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹이 메틸 그룹으로 치환된 특정한 메틸셀룰로스를 사용하는 것이다. 전형적으로, s23/s26은 0.08 이상, 0.10 이상, 0.12 이상, 0.14 이상 또는 0.16 이상이다. 본원에서 사용된 용어 "무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹이 메틸 그룹으로 치환된다"란, 하이드록시 그룹 내의 수소가 메틸 그룹에 의해 대체되어 메톡시 그룹을 형성하는 것을 의미한다.

상기 비 s23/s26에서, s23은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고, s26은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이다. s23의 측정에서, 용어 "무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율"은, 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹이 메틸 그룹으로 치환되고 6-위치가 치환되지 않은 하이드록시 그룹임을 의미한다. s26의 측정에서, 용어 "무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율"은, 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹이 메틸 그룹으로 치환되고 3-위치는 치환되지 않은 하이드록시 그룹임을 의미한다.

하기 화학식 I은 무수 글루코스 단위에서의 하이드록시 그룹의 넘버링을 나타낸다.

화학식 I

상기 메틸셀룰로스는 바람직하게는 1.55 내지 2.25, 더욱 바람직하게는 1.65 내지 2.20, 가장 바람직하게는 1.70 내지 2.10의 DS(메틸)을 갖는다. 메틸셀룰로스의, DS(메톡실)로도 표시되는 메틸 치환도 DS(메틸)은 무수 글루코스 단위당 메틸 그룹으로 치환된 OH 그룹의 평균 수이다.

메틸셀룰로스(B) 중의 메톡실 %의 측정은 미국 약전(USP 34)에 따라 수행된다. 수득된 값이 메톡실 %이다. 이들은 후속적으로 메틸 치환체에 대한 치환도(DS)로 전환된다. 염의 잔여량이 상기 전환에서 고려되었다.

상기 메틸셀룰로스의 점도는, 10s^-1의 전단 속도에서 5℃에서 2중량% 수용액으로서 측정될 때, 바람직하게는 50mPaㆍs 이상, 더욱 바람직하게는 200mPaㆍs 이상, 더욱 더 바람직하게는 400mPaㆍs 이상 또는 500mPaㆍs 이상, 그리고 가장 바람직하게는 600mPaㆍs 이상 또는 700mPaㆍs 이상이다. 상기 메틸셀룰로스의 점도는, 위에 지시된 바와 같이 측정될 때, 바람직하게는 30000mPaㆍs 이하, 더욱 바람직하게는 10000mPaㆍs 이하, 더욱 더 바람직하게는 7000mPaㆍs 이하, 그리고 가장 바람직하게는 6000mPaㆍs 이하 또는 3000mPaㆍs 이하 또는 2000mPaㆍs 이하, 또는 심지어 단지 1500mPaㆍs 이하이다.

수용액의 제조 방법에 있어서, 위에 기재된 메틸셀룰로스는 전형적으로는 분쇄되고 건조된 형태로 사용된다. 상기 메틸셀룰로스는 1000s^-1 이상, 바람직하게는 5000s^-1 이상, 더욱 바람직하게는 10000s^-1 이상, 더욱 더 바람직하게는 15000s^-1 이상, 그리고 가장 바람직하게는 25000s^-1 이상 또는 심지어 35000s^-1 이상의 전단 속도에서 수성 액체와 혼합된다. 전단 속도는 전형적으로는 150,000s^-1 이하, 더욱 전형적으로는 100,000s^-1 이하, 더욱 더 전형적으로는 80000s^-1 이하, 그리고 가장 전형적으로는 60,000s^-1 이하이다. 더욱 더 높은 전단 속도가 적용될 수 있지만, 이들은 추가의 이점을 전혀 제공하지 못한다. 용어 "전단 속도"는 더 구체적인 용어인 "전단 변형 속도(shear strain rate)"에 대해 흔히 사용되는 용어이다.

위에 언급된 전단 속도는 고전단 장치, 예를 들면, 회전자-고정자(rotor-stator) 혼합기 또는 균질화기로도 공지된 고전단 혼합기, 고전단 밀 또는 고전단 펌프에서 수득될 수 있다. 고전단 장치는 흔히, "정지부(stationary)"라고도 지칭되는, 전단 장치의 정지 부분, 예를 들면, 고정자 또는 하우징(housing)과 조합되는, 회전자를 포함한다. 정지부는 회전자와 상기 정지부 사이에 근접-클리어런스 갭(close-clearance gap)을 생성하고 상기 갭 내에 물질을 위한 고전단 대역을 형성한다. 정지부는 소정의 전단 주파수 및 증가된 난류 에너지를 유발하기 위해 단일 또는 다중 열(row)의 개구부, 갭 또는 톱니를 포함할 수 있다.

혼합의 정도 또는 완전성에 대한 하나의 측정기준(metric)은 높은 팁(tip) 속도를 갖는 혼합 장치에 의해 발생하는 전단력이다. 하나의 영역의 유체가 인접 영역에 대해 상이한 속도로 이동할 때 유체는 전단을 경험한다. 회전자의 팁 속도는 회전에 의해 발생하는 운동 에너지의 척도이며, 다음의 수학식에 따른다:

팁 속도 = 회전자의 회전 속도 × 회전자 원주

본 발명의 방법에서 회전자의 회전 속도는 바람직하게는 1000rpm 이상, 더욱 바람직하게는 1200rpm 이상, 더욱 더 바람직하게는 1500rpm 이상, 가장 바람직하게는 2000rpm 이상, 그리고 특히 4000rpm 이상이다. 회전 속도는 일반적으로는 50,000rpm 이하, 전형적으로는 40,000rpm 이하, 더욱 전형적으로는 30,000rpm 이하, 그리고 가장 전형적으로는 20,000rpm 이하 또는 10,000rpm 이하이다. 더욱 더 높은 회전 속도가 적용될 수 있지만, 이들은 추가의 이점을 전혀 제공하지 못한다.

전단 속도는 전단 장치의 회전자와, 흔히 고정자 또는 하우징이라 지칭되는 정지 부분 사이의 갭 거리 사이의 역관계에 기초한다. 고전단 장치에 고정자가 장착되지 않은 경우, 용기의 내벽이 고정자로서 기능한다.

전단 속도 = 팁 속도 / 회전자의 외부 직경과 정지부 사이의 갭 거리

회전자의 외부 직경과 정지부 사이의 갭 거리가 고전단 장치의 전체 크기에 걸쳐 일정하지 않은 경우, 최소 갭 거리가 결정된다.

본 발명의 방법은 바람직하게는 2m/s 이상, 바람직하게는 4m/s 이상, 더욱 바람직하게는 6m/s 이상, 그리고 가장 바람직하게는 8m/s 이상의 팁 속도에서 실행되는 전단 장치에서 수행된다. 팁 속도는 일반적으로 100m/s 이하, 전형적으로는 60m/s 이하, 그리고 더욱 전형적으로는 40m/s 이하이다.

회전자의 외부 직경에서의 유체의 팁 속도와 회전자의 중심에서의 속도 사이의 속도차에 의해 추가의 전단이 유발된다.

고전단 장치는 고전단 혼합기라고도 불리며, 콜로이드 밀, 톱니-장치, 축방향-방출 및 방사상-방출 회전자 고정자 혼합기와 같은 상이한 기하구조를 포함한다(참조: Atiemo-Obeng, V. A. and Calabrese, R. V., 2004. "Rotor-stator mixing devices" in Handbook of Industrial Mixing: Science and Practice, E. L. Paul, V. A. Atiemo-Obeng and S. M. Kresta, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, USA.). 고전단 장치는 연속 또는 뱃치(batch) 조작으로 사용될 수 있다.

놀랍게도, 본 발명의 방법에 의하면, 승온 후, 공지된 저전단 방법에 의해 제조되는 동일 농도의 동일 메틸셀룰로스 수용액의 것과 동일한 겔 강도를 갖는 상술된 메틸셀룰로스 수용액을 성취하는 데 더 적은 냉각이 필요한 것으로 밝혀졌다. 대안적으로는, 수성 액체 중의 메틸셀룰로스의 용해를 공지된 저전단 용해 방법과 동일한 온도에서 본 발명의 고전단 방법에 의해 수행할 때, 일반적으로 본 발명의 방법은, 승온 후, 저전단 방법을 적용할 때보다 훨씬 더 높은 겔 강도를 갖는 메틸셀룰로스의 수용액을 제공한다. 본 발명의 방법에 따라 메틸셀룰로스의 수용액을 제조하기 위한 바람직한 온도는 용해될 특정 메틸셀룰로스에 어느 정도 좌우된다.

본 발명의 하나의 양태에서, 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은, 메틸셀룰로스의 s23/s26이 0.27 이하, 바람직하게는 0.26 이하, 더욱 바람직하게는 0.24 이하 또는 심지어 0.22 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환된다. 본 발명의 이러한 양태에서, 상기 메틸셀룰로스의 s23/s26은 전형적으로는 0.08 이상, 0.10 이상, 0.12 이상, 0.14 이상 또는 0.16 이상이다. 이러한 메틸셀룰로스는 일반적으로 수성 액체와 혼합되며, 그 동안 상기 수성 혼합물은 10℃ 이하, 바람직하게는 8℃ 이하, 더욱 바람직하게는 6.5℃ 이하, 그리고 가장 바람직하게는 5℃ 이하의 온도로 냉각된다. 보통 상기 수성 혼합물은 0.5 내지 2℃의 온도를 갖는다. 상기 수성 혼합물이 WO 제2011/139763호에 개시된 바와 같은 선행 기술의 용해 방법에서와 동일한 온도로 냉각되지만, 1000s^-1 이상, 바람직하게는 5000s^-1 이상, 더욱 바람직하게는 10000s^-1 이상, 더욱 더 바람직하게는 15000s^-1 이상, 그리고 가장 바람직하게는 25000s^-1 이상 또는 심지어 35000s^-1 이상의 높은 전단 속도가 적용될 때, 놀랍게도, 승온 후, 선행 기술에 기재된 바와 같은 저전단 방법을 적용할 때보다 훨씬 더 높은 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는 메틸셀룰로스의 수용액이 수득된다. 또한, 놀랍게도, 본 발명의 방법에서는 공지된 저전단 방법과 비교하여 동일한 겔 파단력 F_GF(37℃)의 상술된 메틸셀룰로스 수용액을 성취하는 데 더 적은 냉각이 필요한 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 수성 액체를 10℃로 냉각할 때, 승온 후, 저전단 방법에서 수성 액체를 2℃로 냉각할 때 수득되는 것과 동일한 겔 파단력 F_GF(37℃)의 수용액이 수득될 수 있다. 이는 상당한 에너지 절감을 가져온다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은, 메틸셀룰로스의 s23/s26이 0.27 초과 및 0.36 이하, 바람직하게는 0.27 초과 및 0.33 이하, 그리고 가장 바람직하게는 0.27 초과 및 0.30 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환된다. 이러한 메틸셀룰로스는 일반적으로 5 내지 25℃, 바람직하게는 11 내지 23℃, 더욱 바람직하게는 13 내지 21℃의 온도에서 수성 액체와 혼합된다. 상기 메틸셀룰로스가 11 내지 23℃, 더욱 바람직하게는 13 내지 21℃의 온도에서 수성 액체와 혼합될 때, 놀랍게도, 80℃의 온도에서 겔 관통력으로서 측정되는 겔 강도가, 공지된 저전단 방법을 적용할 때보다 훨씬 더 높은 메틸셀룰로스 수용액이 수득된다. 또한, 놀랍게도, 본 발명의 방법에서는 유사한 겔 관통력의 메틸셀룰로스 수용액을 성취하는 데에 냉각이 필요하지 않거나 또는 공지된 저전단 방법에서보다 훨씬 더 적은 냉각이 필요한 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 본 발명의 고전단 방법에서는, 저전단 방법에서 수성 액체와 메틸셀룰로스를 혼합하고 약 12℃로 냉각시킬 때 수득되는 것과 대략 동일한 겔 관통력의 수용액이 15 내지 20℃의 온도에서 수득될 수 있다. 이는 상당한 에너지 절감을 가져온다.

또한, 본 발명의 용해 방법은 WO 제2011/139763호에 기재된 방법보다 훨씬 더 짧은 기간 내에 완료된다. 보통 본 발명의 용해 방법은 30분 미만에, 전형적으로는 15분 미만에, 더욱 전형적으로는 10분 미만에, 그리고 가장 전형적으로는 5분 이하에 완료된다.

수성 액체의 양은 유리하게는, 메틸셀룰로스의 양이 수용액의 총 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 2.5중량%, 바람직하게는 0.5 내지 2.2중량%, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 2.2중량%, 그리고 가장 바람직하게는 0.8 내지 1.9중량%인 수용액을 제조하도록 선택된다. 수성 액체의 대부분은 물이다. 물은, 바람직하게는 생리학적으로 허용되는 소량의 하나 이상의 유기 액체, 예를 들면, 에탄올 또는 하나 이상의 동물성 또는 식물성 오일과 혼합될 수 있지만, 유기 액체의 총량은, 물과 유기 액체의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 20% 이하, 더욱 바람직하게는 10% 이하, 더욱 더 바람직하게는 5% 이하이다. 가장 바람직하게는, 수성 액체는 유기 액체와 혼합되지 않는다.

위에 기재된 고전단 공정 전에 또는 상기 공정 동안에 메틸셀룰로스 또는 수성 액체에 임의 성분들이 첨가될 수 있다. 대안적으로, 임의 성분들은 수용액의 제조 후에 첨가될 수 있다. 임의 성분의 양은 일반적으로, 메틸셀룰로스의 수용액의 총량을 기준으로 하여, 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 5% 이하, 그리고 가장 바람직하게는 2% 이하이다. 임의 성분의 예는 인공 감미제, 착색제, 풍미제, 산화방지제, 보존제, 염류, 예를 들면, 염화나트륨, 또는 이들의 배합물이다. 바람직하게는 상기 수용액은 개체에 의해 섭취될 때 상당한 열량 값을 갖는 상당량의 임의 성분들을 포함하지 않는다. 바람직하게는 본 발명의 수용액은 실질적으로 열량이 없다. 추가로, 위에 기재된 메틸셀룰로스 외에, 바람직하게는 상기 수용액은, 증점제로서 또는 겔화제로서 작용하거나 또는 그렇지 않으면 겔 파단력 F_GF(37℃)에 영향을 미치는 모든 임의 성분을 겔 파단력 F_GF(37℃)를 증가시키는 양으로 포함하지 않는다. 메틸셀룰로스와 물의 합은, 위에 기재된 메틸셀룰로스의 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 일반적으로 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 그리고 가장 바람직하게는 95% 이상이다.

본 발명의 하나의 양태에서, 위에 기재된 고전단 공정은, 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹이 s23/s26이 0.27 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환되고, 메틸셀룰로스의 농도가, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.2 내지 2.5, 바람직하게는 0.5 내지 2.2, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 2.2, 더욱 더 바람직하게는 0.8 내지 1.9, 그리고 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.9중량%이고, 수용액이, 상기 수용액의 총 중량을 기준으로 하여,

i) 메틸셀룰로스의 농도가 0.2 내지 0.4중량%일 때, 1.4N 이상, 바람직하게는 1.8N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 2.2N 이상,

ii) 메틸셀룰로스의 농도가 0.5 내지 0.7중량%일 때, 2.0N 이상, 바람직하게는 2.5N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 3.0N 이상,

iii) 메틸셀룰로스의 농도가 0.8 내지 1.0중량%일 때, 2.5N 이상, 바람직하게는 3.0N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 3.5N 이상,

iv) 메틸셀룰로스의 농도가 1.1 내지 1.3중량%일 때, 3.5N 이상, 바람직하게는 4.5N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 5.0N 이상,

v) 메틸셀룰로스의 농도가 1.4 내지 1.6중량%일 때, 4.5N 이상, 바람직하게는 5.0N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 6.0N 이상,

vi) 메틸셀룰로스의 농도가 1.7 내지 1.9중량%일 때, 9.0N 이상, 바람직하게는 10.0N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 11.0N 이상,

vii) 메틸셀룰로스의 농도가 2.0 내지 2.2중량%일 때, 11.0N 이상, 바람직하게는 12.0N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 13.0N 이상, 또는

viii) 메틸셀룰로스의 농도가 2.3 내지 2.5중량%일 때, 13.0N 이상, 바람직하게는 14.0N 이상, 그리고 더욱 바람직하게는 15.0N 이상

의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는, 메틸셀룰로스의 수용액을 제공한다.

상기 농도에는 수학적 반올림 규칙이 적용되어야 한다. 예를 들면, 1.63 또는 1.64중량%의 농도는 1.6중량%로 이해되어야 하고, 1.65 또는 1.66중량%의 농도는 1.7중량%로 이해되어야 한다.

본원에서 사용된 용어 "수용액이 ...의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는"이란, 메틸셀룰로스의 수용액이 승온될 때 겔화되고, 37℃로 승온된 후, 언급된 겔 파단력 F_GF(37℃)를 가짐을 의미한다.

전형적으로 이러한 수용액의 겔 파단력 F_GF(37℃)는, 메틸셀룰로스의 농도가 수용액의 총 중량을 기준으로 하여 1.6중량% 이하일 때, 20N 이하, 더욱 전형적으로는 15N 이하이다. 메틸셀룰로스의 농도가 2.5중량% 이하일 때, 겔 파단력 F_GF(37℃)는 전형적으로 75N 이하, 더욱 전형적으로는 50N 이하이다.

본 발명의 양태에서, 메틸셀룰로스의 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은 s23/s26이 0.27 이하, 바람직하게는 0.26 이하, 더욱 바람직하게는 0.24 이하 또는 심지어 0.22 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환된다. 본 발명의 양태에서, 메틸셀룰로스의 s23/s26은 전형적으로 0.08 이상, 0.10 이상, 0.12 이상, 0.14 이상 또는 0.16 이상이다. 이러한 수용액은 본 발명의 또 다른 측면이다. 이러한 메틸셀룰로스의 수용액은, 상기 메틸셀룰로스의 수용액이 임의의 다른 증점제, 겔화제 또는 파단력 F_GF(37℃)에 영향을 미치는 성분을 겔 파단력 F_GF(37℃)를 증가시키는 양으로 포함하지 않는 경우에도, 또는 상기 메틸셀룰로스의 수용액이 다른 증점제, 겔화제 또는 파단력 F_GF(37℃)에 영향을 미치는 성분의 임의의 양을 포함하지 않는 경우에도, 승온 후, 위에 언급된 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는다.

겔 파단력 F_GF(37℃)는 37℃에서 텍스처 분석기(모델 TA.XTPlus; 스테이블 마이크로 시스템즈(Stable Micro Systems), 5-Kg 로드 셀(load cell))를 사용해 측정된다. 겔 파단력 F_GF(37℃) 측정에 관한 세부사항은 실시예에 개시된다. 37℃의 온도를 갖는 메틸셀룰로스의 겔화된 수용액의 시험관내 겔 파단력이 생체내 겔화를 대신한다. 본 발명의 고전단 방법으로 인해 i) 위에 언급된 메틸셀룰로스를 포함하는 겔화된 수용액의 겔 파단력 F_GF(37℃)가 상기 용액 중의 메틸셀룰로스의 농도를 실질적으로 증가시키지 않으면서 증가될 수 있다는 것 및/또는 ii) 상기 용액 중의 메틸셀룰로스의 농도가 상기 겔화된 수용액의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 실질적으로 감소시키지 않으면서 감소될 수 있다는 것은 매우 놀랍다. 위에 기재된 메틸셀룰로스의 농도가 일정하게 유지될 때, 위에 기재된 고전단 방법은, 수성 조성물이 개체의 정상 체온에 도달할 때, 증가된 겔 강도(겔 파단력으로서 결정됨)를 나타내는 수용액의 제조를 가능하게 한다. 대안적으로, 위에 기재된 메틸셀룰로스의 수용액 중 농도는 개체의 정상 체온에서 여전히 충분히 높은 겔 강도를 유지하면서 감소될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면은, 위에 언급된 본 발명에 따른 메틸셀룰로스의 수용액을 포함하거나 또는 상기 수용액으로 제조된, 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물이다. 이론에 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 본 출원인은, 본 발명의 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물이, 상기 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물이 개체에 의해 섭취되고 승온될 때 일반적으로 개체의 위에서 겔 덩어리를 형성한다고 믿는다. 이는 개체에 있어서 포만감을 유발하고 종종 개체가 그의 열량 섭취를 감소시키도록 한다.

하나의 양태에서, 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물은 위 용적이 60분 이상, 바람직하게는 120분 이상, 더욱 바람직하게는 180분 이상, 그리고 가장 바람직하게는 240분 이상 동안 점유될 필요가 있는 징후에 유용한 것으로 고려된다.

또 다른 양태에서, 약제는 위궤양, 위-식도 역류 질환 또는 비만의 치료에 유용하다. 바람직한 양태에서, 약제는 비만 치료에 유용하다.

대안적으로, 또 다른 양태에서, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물은 비만이 아닌 개체에 있어서, 예를 들면, 미용적인 이유로, 슬리밍 보조제, 체중 감소 보조제 또는 체중 조절 보조제로서 유용하다.

대안적으로, 또 다른 양태에서, 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물은 개체에 있어서 열량 섭취를 감소시키는 데에, 포만감을 유발하는 데에 또는 위 공간 용적을 가역적으로 감소시키는 데 유용하다.

본 발명의 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물의 비제한적인 예에는 요거트, 스무디, 음료, 쉐이크, 과일 음료, 음료 샷(shot), 스포츠 음료 및 기타 용액 뿐만 아니라, 아이스크림, 크림, 무스, 크림 치즈, 케첩, 스프레드, 딥(dips), 피칸테(picante), 샐러드 드레싱, 균질 우유, 마요네즈, 그레비(gravies), 푸딩, 스프, 소스, 스포츠 음료 및 아침 식사용 시리얼 제품, 예를 들면, 포리지(porridge)를 포함하는 에멀젼이 포함된다.

바람직하게는 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물은 식사 대용물이거나 또는 체중 감소 또는 체중 조절 계획에서 사용되도록 의도된 기타 식료품이다.

본 발명은, 식품 조성물, 특히 체중 감소 또는 체중 조절 계획에서 사용되도록 의도된 것들에 우수한 포만감 효과를 제공하는 효과적이고 편리한 방법을 제공한다. 또한, 상기 제품은 통상적인 기술에 의해 제조될 수 있고 생산에 있어 경제적이다.

각종 타입의 코코아, 순수 바닐라 또는 인공 향료, 예를 들면, 바닐린, 에틸 바닐린, 초콜릿, 맥아 및 민트, 추출물 또는 향신료, 예를 들면, 계피, 넛맥 및 생강, 및 이들의 혼합물을 포함하는 풍미제가 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물에 첨가될 수 있다. 식용 조성물은, 원하는 경우, 하나 이상의 통상적인 착색제를 통상적인 양으로 포함할 수 있다. 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물은 추가의 성분들, 예를 들면, 첨가 비타민, 첨가 무기질, 허브, 풍미제, 산화방지제, 보존제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 수용액, 또는 본 발명의 수용액을 포함하거나 상기 수용액으로 제조된 약제, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물은, 바람직하게는 개체가 먹기 적어도 45분 전, 더욱 바람직하게는 적어도 20분 전, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 15분 전에 투여된다. 이는, 바람직하게는 개체가 먹기 최대 6시간 전, 더욱 바람직하게는 최대 4시간 전, 그리고 가장 바람직하게는 최대 2시간 전에 투여된다.

개체의 위는 궁극적으로 겔 덩어리를 파괴하여 이를 위로부터 상부 위장관 내로 통과하게 하는 것으로 이해된다. 겔 덩어리를 분해하는 자연적으로 일어나는 메커니즘은 위 운동에 의한 물리적 붕괴 및 위액을 이용한 희석(및 그 결과에 따른 액체 형태로의 복귀)을 포함한다. 겔 덩어리의 분해는 일반적으로 2시간 내에, 바람직하게는 4시간 내에, 그리고 더욱 바람직하게는 6시간 내에 발생한다.

본 발명의 수용액에 사용되는 메틸셀룰로스의 제조 방법은 실시예에 더욱 상세히 기재된다. 일반적으로는, 셀룰로스 펄프를 가성 물질(caustic), 예를 들면, 알칼리 금속 수산화물로 처리한다. 바람직하게는, 셀룰로스 내의 무수 글루코스 단위 mol당 약 1.5 내지 약 3.0mol의 NaOH가 사용된다. 임의로 혼합 및 진탕에 의해 펄프 내의 균일한 팽윤 및 알칼리 분배를 조절한다. 수성 알칼리성 수산화물의 첨가 속도는 발열성인 알칼리화 반응 동안 반응기를 냉각시키는 능력에 의해 제어된다. 하나의 양태에서, 디메틸 에테르와 같은 유기 용매가 희석제 및 냉각제로서 반응기에 첨가된다. 또한, 산소와의 원치 않는 반응 및 메틸셀룰로스의 분자량 손실을 최소화하기 위해 반응기의 헤드스페이스(headspace)를 임의로 불활성 기체(예를 들면, 질소)로 퍼징한다. 하나의 양태에서, 온도는 45℃ 이하로 유지된다.

가성 물질을 첨가하기 전, 첨가한 후 또는 첨가함과 동시에, 통상적인 수단에 의해 염화메틸과 같은 메틸화제가 또한 상기 셀룰로스 펄프에 첨가되며, 일반적으로는 셀룰로스 중의 무수 글루코스 단위 mol당 2.0 내지 3.5mol의 메틸화제의 양으로 첨가된다. 바람직하게는, 메틸화제는 가성 물질을 첨가한 후에 첨가된다. 셀룰로스가 가성 물질 및 메틸화제와 혼합되면, 반응 온도를 약 75℃로 증가시키고, 상기 온도에서 약 30분 동안 반응시킨다.

바람직한 양태에서는, 다단식 첨가가 사용되는데, 즉, 두 번째 양의 가성 물질이 30분 이상, 바람직하게는 45분 이상에 걸쳐 혼합물에 첨가되고, 그 동안 온도는 55℃ 이상, 바람직하게는 65℃ 이상으로 유지된다. 바람직하게는, 셀룰로스 중의 무수 글루코스 단위 mol당 2 내지 4mol의 가성 물질이 사용된다. 가성 물질을 첨가하기 전, 첨가한 후 또는 첨가함과 동시에, 다단식의 두 번째 양의 메틸화제가 상기 혼합물에 첨가되며, 일반적으로는 셀룰로스 중의 무수 글루코스 단위 mol당 2 내지 4.5mol의 메틸화제의 양으로 첨가된다. 바람직하게는, 두 번째 양의 메틸화제는 두 번째 양의 가성 물질을 첨가하기 전에 첨가된다.

메틸셀룰로스를 세척하여 염 및 기타 반응 부산물을 제거한다. 염이 용해되는 임의의 용매가 사용될 수 있지만, 물이 바람직하다. 메틸셀룰로스는 반응기 내에서 세척될 수 있지만, 바람직하게는 반응기의 다운스트림에 배치된 별도의 세척기에서 세척된다. 세척하기 전 또는 후, 메틸셀룰로스를 증기에 노출시킴으로써 스트립핑하여, 잔류하는 유기 내용물을 감소시킬 수 있다. 셀룰로스 에테르를 후속적으로 부분 탈중합 공정에 적용시킬 수 있다. 부분 탈중합 공정은 당해 기술분야에 익히 공지되어 있고, 예를 들면, 유럽 특허 출원 EP 제1,141,029호; EP 제210,917호; EP 제1,423,433호; 및 미국 특허 제4,316,982호에 기재되어 있다. 대안적으로, 부분 탈중합은, 예를 들면, 산소 또는 산화제의 존재에 의해, 셀룰로스 에테르의 생성 동안에 성취될 수 있다.

메틸셀룰로스는, 메틸셀룰로스의 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.5 내지 10.0중량%의 물, 그리고 더욱 바람직하게는 0.8 내지 5.0중량%의 물 및 휘발 물질의 수분 및 휘발 물질 함량이 감소되도록 건조된다. 감소된 수분 및 휘발 물질 함량은 메틸셀룰로스가 미립자 형태로 밀링되도록 할 수 있다. 메틸셀룰로스는 원하는 크기의 미립자로 밀링된다. 원하는 경우, 건조 및 밀링을 동시에 수행할 수 있다.

이제, 본 발명의 일부 양태를 하기 실시예에서 상세히 설명할 것이다.

실시예

달리 언급되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다. 실시예에서는 다음의 시험 절차가 사용된다.

메틸셀룰로스 MC-I의 제조

메틸셀룰로스 MC-I은 다음의 절차에 따라 제조된다. 미분된 목재 셀룰로스 펄프를 재킷이 장착된 진탕 반응기 내에 충전한다. 상기 반응기를 배기시키고, 질소로 퍼징하여 산소를 제거한 다음, 다시 배기시킨다. 반응은 2개의 스테이지에서 수행된다. 제1 스테이지에서, 50중량% 수산화나트륨 수용액을, 셀룰로스의 무수 글루코스 단위 mol당 1.8mol의 수산화나트륨 수준에 도달할 때까지 셀룰로스 위에 분무한 다음, 온도를 40℃로 조절한다. 수산화나트륨 수용액과 셀룰로스의 혼합물을 40℃에서 약 20분 동안 교반한 후, 무수 글루코스 단위 mol당 1.5mol의 디메틸 에테르 및 2.3mol의 염화메틸을 상기 반응기에 첨가한다. 이어서 상기 반응기의 내용물을 60분 내에 80℃로 가열한다. 80℃에 도달한 후, 제1 스테이지 반응을 5분 동안 진행되도록 한다. 이어서 상기 반응물을 20분 내에 65℃까지 냉각시킨다.

상기 반응의 제2 스테이지는 무수 글루코스 단위 mol당 염화메틸 3.4몰 당량의 양으로 염화메틸을 첨가함으로써 개시된다. 염화메틸에 대한 첨가 시간은 20분이다. 이어서, 무수 글루코스 단위 mol당 수산화나트륨 2.9mol의 양으로 50중량% 수산화나트륨 수용액을 45분의 기간에 걸쳐 첨가한다. 첨가 속도는 분당 무수 글루코스 단위 mol당 0.064mol의 수산화나트륨이다. 제2 스테이지 첨가가 완료된 후, 상기 반응기의 내용물을 20분 내에 80℃ 이하로 가열시킨 다음, 80℃의 온도에서 120분 동안 유지시킨다.

반응 후, 상기 반응기를 통풍시키고 약 50℃로 냉각시킨다. 상기 반응기의 내용물을 제거하고 고온수가 함유된 탱크로 옮긴다. 이어서 조제(crude) MC-I을 포름산을 사용해 중화시키고, 고온수로 세척하여 염화물을 제거하고(AgNO₃ 응집 시험에 의해 평가됨), 실온으로 냉각시키고, 55℃에서 공기-주입식 건조기로 건조시키고, 후속적으로 분쇄한다.

메틸셀룰로스 MC-I은 1.88의 DS(메틸)(30.9중량% 메톡실), 0.3276±0.0039의 몰 분율(26-Me), 0.0642±0.0060의 몰 분율(23-Me), 0.20±0.02의 s23/s26, 5500mPaㆍs의 정상-전단-유동 점도 η(5℃, 10s^-1, 2중량% MC) 및 28℃의 겔화 온도를 갖는다. 메틸셀룰로스 MC-I의 특성은 아래에 기재된 바와 같이 측정된다.

메틸셀룰로스 MC-II

더 다우 케미컬 컴퍼니로부터 상품명 메토셀(Methocel™) SGA16M 하에 시판되는 셀룰로스 에테르인 메틸셀룰로스가 사용되었으며, 이는 1.9의 DS(메틸)(약 31중량% 메톡실), 0.27 내지 0.32의 s23/s26, 및 DIN 51562-1:1999-01(1999년 1월)에 따라 우벨로데(Ubbelohde) 점도 측정에 의해 20℃±0.1℃에서 2.0중량% 수용액으로서 측정 시, 약 16000mPaㆍs의 점도를 갖는다.

메틸셀룰로스의 DS(메틸)의 측정

메틸셀룰로스 중의 메톡실 %의 측정은 미국 약전(USP34)에 따라 수행된다. 수득된 값은 메톡실 %이다. 이들은 후속적으로 메틸 치환체에 대한 치환도(DS)로 전환된다. 염의 잔여량이 상기 전환에서 고려된다.

수성 메틸셀룰로스의 겔화 온도의 측정

메틸셀룰로스 수용액을 진폭이 작은 진동 전단 유동(주파수 = 2Hz, 변형 진폭 = 0.5%)에 적용시키고, 그 동안 회전 유동계(Anton Paar, MCR 501, 펠티에(Peltier) 온도-조절 시스템)에서 1K/분으로 5℃로부터 85℃로 승온시킨다. 상기 진동 전단 유동은 평행-플레이트 고정구들(타입 PP-50; 50-㎜ 직경, 1-㎜ 분리[갭]) 사이에 배치된 샘플에 적용된다. 전단되는 물질에 대한 물 손실은 (1) 상기 고정구들을 금속 링(내부 직경 65㎜, 너비 5㎜, 높이 15㎜)으로 덮고 (2) 상기 샘플 둘레에 수-불혼화성 파라핀 오일을 배치함으로써 온도 램프(ramp) 동안 최소화된다. 진동 측정값으로부터 수득되는 저장 모듈러스 G'는 용액의 탄성 특성을 나타낸다(메틸셀룰로스의 겔화 공정 동안, G'가 증가한다). 진동 측정값으로부터 수득되는 손실 모듈러스 G"는 용액의 점성 특성을 나타낸다. 낮은 변형률 진폭이 선형 점탄성 상태에 있어서, 적용된 전단 유동이 수성 메틸셀룰로스 물질에서 구조를 생성하거나 파괴하지 않는다는 것을 보장한다. 겔화 온도 T_겔은 G' 및 G"가 동일할 때의 온도로서 확인된다(예를 들면, T_겔 = T(G' = G")).

겔 관통력의 측정

겔 관통력은, 원통형으로 성형된 겔(높이 = 35㎜, 직경 = 45㎜) 내로 2㎜/s 및 15㎜ 거리로 이동하는 45°원뿔형 프로브를 갖는 텍스처 분석기(모델 TA.XT2 스테이블 마이크로 시스템즈, 5-Kg 로드 셀)를 사용해 측정된다. 상기 원통형으로 성형된 겔은 80g의 메틸셀룰로스 수용액을 금속 비이커 내에 넣고 상기 비이커를 호일로 덮음으로써 제조된다. 이어서 상기 비이커를 끓는 물 한 냄비에 15분 동안 넣고, 이 시점에서 겔이 형성된다. 시네레시스(syneresis)에 의해 겔로부터 방출된 과량의 액체를 비이커로부터 배수시킨 다음, 상기 원통형으로 성형된 겔을 3개의 종이 타월 위에 올려 놓고 시험한다. 시험은 용액당 3회씩 수행된다. 상기 원통형으로 성형된 겔은 80℃에서 시험된다. 겔을 통과하는 데 필요한 평균 힘(단위 그램-힘)이 표 6에 주어진다. 겔 관통력을 측정하기 위해, 그램(g) 단위의 힘 값을 제공하는 젤라틴(블룸 강도(Bloom strength)) 측정 공정(ISO 9665)이 사용된다.

수성 메틸셀룰로스의 점도의 측정

2중량% 메틸셀룰로스 수용액의 정상-전단-유동 점도 η(5℃, 10s^-1, 2중량% MC)는 Anton Paar Physica MCR 501 유동계 및 콘-앤-플레이트(cone-and-plate) 샘플 고정구(CP-50/1, 50-㎜ 직경)를 사용해 5℃에서 10s^-1의 전단 속도에서 측정된다.

메틸셀룰로스의 겔 파단력 F _GF (37℃)의 측정

원통형으로 성형된 겔(높이 = 20㎜, 직경 = 20㎜)은, 약 5℃의 온도를 갖는 약 6.5g의 메틸셀룰로스 수용액을 시린지(20-㎖ 용적, NORM-JECT Luer, 니들 포트 상에서 한쪽 말단이 절단됨) 내에 도입하고, 상기 절단된 말단을 유리로 밀봉하고, 상기 시린지를 일정 온도의 수욕(39.5℃로 설정됨) 내에 1시간 동안 위치시킴으로써 제조된다.

겔 파단력 F_GF(37℃)는 온도를 37.0℃로 고정하도록 설계된 캐비넷(모델 XT/TCH 스테이블 마이크로 시스템즈, 영국 서레이 소재) 내부에 위치된 텍스처 분석기(모델 TA.XTPlus; 스테이블 마이크로 시스템즈, 5-Kg 부하 셀)로 측정된다. 원통형으로 성형된 겔을 39.5℃ 수욕으로부터 제거한 후 약 2 내지 3분 내에 2개의 플레이트(50-㎜-직경, 플레이트 압축 속도 = 10㎜/s, 트리거 힘(trigger force) = 0.5g, 최대 거리 = 18㎜) 사이에서 압축시킨다. 겔이 붕괴될 때까지 플레이트 변위[㎜] 및 압축력[N]을 선택된 시간 간격(초당 400개 시점)에서 측정한다. 겔 붕괴 전에 측정된 최대 압축력은 F_GF(37℃)로 확인된다. 6회 반복의 결과를 전형적으로 평균 내고, 평균 결과를 뉴턴 단위로 기록한다.

메틸셀룰로스의 s23/s26의 측정

메틸셀룰로스 내의 에테르 치환체를 측정하기 위한 접근법은 일반적으로 공지되어 있다. 예를 들면, 문헌[참조: Ethyl Hydroxyethyl Cellulose in Carbohydrate Research, 176 (1988) 137-144, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, DISTRIBUTION OF SUBSTITUENTS IN 0-ETHYL-0-(2-HYDROXYETHYL)CELLULOSE by Bengt Lindberg, Ulf Lindquist, and Olle Stenberg]에 원리적으로 기재된 접근법을 참조한다.

구체적으로, s23/s26의 측정은 다음과 같이 수행되었다: 10 내지 12㎎의 메틸셀룰로스를 약 90℃에서 4.0㎖의 건조 분석-등급 디메틸설폭사이드(DMSO)(독일 다름슈타트 소재의 머크(Merck), 0.3㎚ 분자체 비드 상에서 저장됨)에 교반하면서 용해시킨 다음 실온으로 냉각시켰다. 상기 용액을 실온에서 밤새 교반하여 완전한 가용화/용해를 보장하였다. 메틸셀룰로스의 가용화를 포함하는 전체 과에틸화(perethylation)를 4㎖ 스크류 캡 바이알 내에서 건조 질소 분위기를 사용하여 수행하였다. 가용화 후, 용해된 메틸셀룰로스를 22-㎖ 스크류-캡 바이알로 옮겨 과에틸화 공정을 시작하였다. 분말화된 수산화나트륨(새롭게 막자로 분쇄됨, 분석용 등급, 독일 다름슈타트 소재의 머크) 및 요오드화에틸(합성용, 은으로 안정화됨, 독일 호헨브룬 소재의 머크-슈하르트(Merck-Schuchardt))을 메틸셀룰로스 내의 무수 글루코스 단위의 수준에 대해 30배 몰 과량으로 도입하고, 상기 혼합물을 주위 온도에서 3일 동안 암실에서 질소하에 격렬하게 교반하였다. 첫 번째 시약 첨가에 비해 3배량의 수산화나트륨 및 요오드화에틸 시약을 첨가하여 과에틸화를 반복하고, 추가로 2일 동안 실온에서 계속 교반하였다. 임의로, 상기 반응 혼합물을 최대 1.5㎖의 DMSO로 희석하여 반응 과정 동안 우수한 혼합을 보장할 수 있었다. 다음으로, 5㎖의 5% 티오황산나트륨 수용액을 상기 반응 혼합물에 부은 다음, 상기 혼합물을 4㎖의 디클로로메탄으로 3회 추출하였다. 합한 추출물을 2㎖의 물로 3회 세척하였다. 유기 상을 무수 황산나트륨(약 1g)으로 건조시켰다. 여과 후, 용매를 온화한 질소 스트림으로 제거하고, 상기 샘플을 필요 시까지 4℃에서 저장하였다.

약 5㎎의 과에틸화 샘플의 가수분해를 2-㎖ 스크류-캡 바이알 내에서 질소하에 1㎖의 90% 수성 포름산을 사용해 100℃에서 1시간 동안 교반하면서 수행하였다. 상기 산을 35 내지 40℃에서 질소 스트림 중에서 제거하고, 불활성 질소 분위기에서 1㎖의 2M 수성 트리플루오로아세트산을 사용해 120℃에서 3시간 동안 교반하면서 가수분해를 반복하였다. 완료 후, 상기 산을 공-증류를 위해 약 1㎖의 톨루엔을 사용하여 주위 온도에서 질소 스트림 중에서 건조 제거하였다.

가수분해 잔류물을 교반하면서 2N 암모니아 수용액 중 0.5㎖의 0.5M 중수소화붕소나트륨(새롭게 제조됨)을 사용해 실온에서 3시간 동안 환원시켰다. 과량의 시약을 약 200㎕의 진한 아세트산을 적가하여 중화시켰다. 수득된 용액을 약 35 내지 40℃에서 질소 스트림 중에서 증발 건조시킨 후, 실온에서 15분 동안 진공 건조시켰다. 점성 잔류물을 0.5㎖의 메탄올 중 15% 아세트산에 용해시키고 실온에서 증발 건조시켰다. 이를 5회 수행하고, 순수한 메탄올을 사용해 추가로 4회 반복하였다. 최종 증발 후, 상기 샘플을 실온에서 밤새 진공 건조시켰다.

환원 잔류물을 600㎕의 아세트산 무수물 및 150㎕의 피리딘을 사용해 90℃에서 3시간 동안 아세틸화하였다. 냉각 후, 상기 샘플 바이알을 톨루엔으로 충전시키고 실온에서 질소 스트림 중에서 증발 건조시켰다. 상기 잔류물을 4㎖의 디클로로메탄에 용해시키고, 2㎖의 물에 붓고, 2㎖의 디클로로메탄으로 추출하였다. 상기 추출을 3회 반복하였다. 합한 추출물을 4㎖의 물로 3회 세척하고 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 건조된 디클로로메탄 추출물을 후속적으로 GC 분석하였다. GC 시스템의 감도에 따라, 추출물의 추가 희석이 필요할 수 있었다.

기체-액체(GLC) 크로마토그래피 분석은 1.5-bar 헬륨 캐리어 기체로 작동되는 Agilent J&W 모세관 컬럼(30m, 0.25-㎜ ID, 0.25-㎛ 상(phase) 층 두께)이 장착된 Agilent 6890N 타입의 기체 크로마토그래프(독일 71034 뵈블링겐 소재의 애질런트 테크놀로지즈 게엠베하(Agilent Technologies GmbH))를 사용해 수행되었다. 기체 크로마토그래프는 60℃에서 1분 동안 일정하게 유지되고 200℃까지 20℃/분의 속도로 승온되고 250℃까지 4℃/분의 속도로 추가로 승온되고 310℃까지 20℃/분의 속도로 추가로 승온되고 여기서 또다시 10분 동안 일정하게 유지되는 온도 프로파일로 프로그래밍되었다. 주입기 온도는 280℃로 설정되고, 불꽃 이온화 검출기(FID)의 온도는 300℃로 설정되었다. 정확하게 1㎕의 각각의 샘플을 0.5분의 밸브 시간에서 비분할 방식으로 주입되었다. 데이터는 LabSystems Atlas 워크 스테이션을 사용해 획득 및 처리되었다.

정량적인 단량체 조성 데이터는 FID 검출을 이용한 GLC에 의해 측정된 피크 면적으로부터 수득되었다. 단량체의 몰 반응은 유효 탄소수(ECN) 개념에 따라 계산되지만, 하기 표에 기재된 바와 같이 변형되었다. 유효 탄소수(ECN) 개념은 아크만(Ackman)에 의해 기재되었고(참조: R.G. Ackman, J. Gas Chromatogr., 2 (1964) 173-179 및 R.F. Addison, R.G. Ackman, J. Gas Chromatogr., 6 (1968) 135-138) 스위트(Sweet) 등에 의한 부분 알킬화 알디톨 아세테이트의 정량 분석에 적용되었다(참조: D.P. Sweet, R.H. Shapiro, P. Albersheim, Carbohyd. Res., 40 (1975) 217-225).

ECN 계산에 사용된 ECN 증분:

단량체들의 상이한 몰 반응을 보정하기 위해, 피크 면적에 몰 반응 인자 MRF단량체를 곱하였고, 상기 MRF단량체는 2,3,6-Me 단량체에 대한 반응으로서 정의된다. 2,3,6-Me 단량체가 기준으로 선택된 이유는 2,3,6-Me 단량체가 s23/s26 측정에서 분석된 모든 샘플에 존재하였기 때문이었다.

MRF단량체 = ECN2,3,6-Me/ECN단량체

단량체의 몰 분율은 다음의 규정에 따라 보정된 피크 면적을 총 보정된 피크 면적으로 나눔으로써 계산되었다:

(1) s23은 다음의 조건을 만족시키는 무수 글루코스 단위의 몰 분율의 합이고[무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹은 메틸 그룹으로 치환되고, 6-위치는 치환되지 않는다(= 23-Me)];

(2) s26은 다음의 조건을 만족시키는 무수 글루코스 단위의 몰 분율의 합이다[무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹은 메틸 그룹으로 치환되고, 3-위치는 치환되지 않는다(= 26-Me)].

실시예 1

메틸셀룰로스 MC-I의 수용액은, 63.5㎜의 회전자 직경 및 10.16㎜의 회전자의 외부 직경과 정지부 사이의 갭 거리를 갖고 500rpm에서 실행되어 164s^-1의 전단 속도를 제공하는 야마토(Yamato) LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여, 상응하는 양의 건조 메틸셀룰로스 분말을 25℃의 초기 온도를 갖는 물에 첨가하여 우수한 분산을 성취함으로써 제조되었다. 메틸셀룰로스 MC-I과 물의 혼합물을 동일 속도로 교반하면서 20분 내에 2℃로 냉각시켰다. 메틸셀룰로스 MC-I과 물의 혼합물이 2℃의 온도에 도달한 후, 상기 혼합물을 5000rpm에서 실행되어 56070s^-1의 전단 속도를 제공하는 실버슨(Silverson) L4-R 고전단 혼합기(회전자 고정자)를 사용하여 5분 동안 고전단에 적용시켰다. 실버슨 L4-R 고전단 혼합기는 사각 구멍 고전단 스크린이 장착되어 있고 38.1㎜의 회전자 직경 및 0.178㎜의 갭을 가졌다.

겔 파단력 F_GF(37℃)는 메틸셀룰로스 MC-I의 수용액을 제조한 직후에 그리고 상기 수용액을 4℃에서 1일 동안 저장한 후에 측정되었다.

비교 실시예 A

메틸셀룰로스 MC-I의 수용액을 실질적으로 WO 제2011/139763호에 기재된 바와 같이 제조하여　메틸셀룰로스 MC-I의 수용액을 수득하였다. 63.5㎜의 회전자 직경 및 10.16㎜의 프로펠러의 외부 직경과 정지부 사이의 갭 거리를 갖고 초기에 500rpm에서 실행되는 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여, 상응하는 양의 건조된 메틸셀룰로스 분말을 25℃의 초기 온도를 갖는 물에 첨가하여 우수한 분산을 성취하였다. 교반기의 속도는 위에 기재된 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여 단계적으로 감소되었다: 15분 동안 500rpm, 이어서 10분 동안 400rpm, 이어서 블렌드를 2℃로 냉각하면서 10분 동안 200rpm, 그리고 이어서 6시간 동안 100rpm. 500rpm에서의 교반은 164s^-1의 전단 속도를 제공하였다. 이어서 상기 용액을 교반 없이 2℃에서 밤새 저장하였다. 후속적으로 겔 파단력 F_GF(37℃)를 위에 기재된 바와 같이 측정하였다.

하기 표 1(용액의 총 중량 기준)에 열거된 바와 같이 물 중 소정 농도의 메틸셀룰로스 MC-I을 포함하는 용액을 실시예 1 및 비교 실시예 A의 공정에 따라 제조하였다. 겔 파단력 F_GF(37℃)가 하기 표 1에 열거된다.

MC-I 농도(%)	비교 실시예 A의 공정, 평균 F_GF(37℃)	실시예 1의 공정, F_GF(37℃)
MC-I 농도(%)	비교 실시예 A의 공정, 평균 F_GF(37℃)	수용액 제조 직후	4℃에서 1일간 저장한 후
1.0	0.5 N	3.5 N	3.3 N
1.2	1.4 N	NA	5.4 N
1.5	2.0 N	6.1 N	6.5 N
1.8	3.6 N	NA	8.8 N
2.0	4.5 N	12.5 N	12.8 N
2.1	6.0 N	NA	15.9 N

NA: 평가하지 않음

실시예 2

메틸셀룰로스 MC-I과 물의 블렌드를 2℃로 냉각시키지 않고 0.5℃, 5℃ 또는 10℃로 냉각시킨 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 3회 반복하였다. 메틸셀룰로스 MC-I의 양은, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 1.5% MC-I 용액이 제조되도록 선택되었다.

비교 실시예 B

메틸셀룰로스 MC-I과 물의 블렌드를 2℃로 냉각시키지 않고 0.5℃로 냉각시키고 0.5℃에서 저장한 것을 제외하고, 비교 실시예 A의 절차를 반복하였다. 메틸셀룰로스 MC-I의 양은, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 1.5% MC-I 용액이 제조되도록 선택되었다. 이러한 블렌드를 단지 5℃ 또는 10℃로 냉각시키는 것은 충분한 겔 파단력 F_GF(37℃)를 제공하지 못했다.

실시예 2 및 비교 실시예 B에 따라 제조된 용액의 겔 파단력 F_GF(37℃)가 하기 표 2에 열거된다.

수화 온도(℃)	비교 실시예 B의 공정, 평균 F_GF(37℃)	실시예 2의 공정, 평균 F_GF(37℃)
수화 온도(℃)	비교 실시예 B의 공정, 평균 F_GF(37℃)	수용액 제조 직후	4℃에서 1일간 저장한 후
0.5	3.5 N	10.1 N	10.3 N
2	2 N	6.1 N	6.5 N
5	--	4.7 N	4.9 N
10	--	2.1 N	2.2 N

실시예 3 및 비교 실시예 C

메틸셀룰로스 MC-I과 물의 블렌드를 2℃로 냉각시키지 않고 0.5℃로 냉각시킨 것을 제외하고, 실시예 1 및 비교 실시예 A의 절차를 반복하였다. 메틸셀룰로스 MC-I의 양은, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 2.0% MC-I 용액이 제조되도록 선택되었다. 제조된 용액의 겔 파단력 F_GF(37℃)가 하기 표 3에 열거된다.

수화 온도(℃)	비교 실시예 C의 공정, 평균 F_GF(37℃)	실시예 3의 공정, 평균 F_GF(37℃)
수화 온도(℃)	비교 실시예 C의 공정, 평균 F_GF(37℃)	수용액 제조 직후	4℃에서 1일간 저장한 후
0.5	7.9 N	23.2 N	24.8 N
2	5.0 N	12.5 N	12.8 N

표 1, 2 및 3의 결과는, 본 발명의 방법이 WO 제2011/139763호에 개시된 바와 같은 공지된 방법에 비해, 상기 방법들 둘 다에서 물과 메틸셀룰로스의 블렌드가 동일 농도의 메틸셀룰로스를 갖고 동일 온도로 냉각될 때, 훨씬 더 높은 겔 강도의 상기에 기재된 메틸셀룰로스 수용액을 제공한다는 것을 설명한다. 대안적으로, 본 발명의 방법에서는 선행 기술의 방법에서와 동일한 겔 강도의 메틸셀룰로스 수용액을 성취하기 위해 더 낮은 농도의 메틸셀룰로스 또는 더 적은 냉각을 필요로 한다.

비교 실시예 D

메틸셀룰로스 MC-I의 2% 수용액을 2012년 10월 11일자로 출원된 동시-계류중인 국제 특허 출원 제PCT/US12/059714호의 실시예에 기재된 바와 같이 제조했다. 메틸셀룰로스 MC-I의 2% 수용액을 수득하기 위해, 3g의 밀링되고 분쇄되고 건조된 메틸셀룰로스 MC-I(메틸셀룰로스의 함수량을 고려함)을, 60㎜ 내부 직경의 비이커에서 3-날개(날개 = 2㎝) 블레이드 교반기와 함께 오버헤드 실험실 교반기를 사용해 750rpm에서 교반하면서 실온에서 147g의 수돗물(온도 20 내지 25℃)에 첨가하였다. 교반기의 회전자 직경은 40㎜이고, 회전자의 외부 직경과 정지부 사이의 갭 거리는 10㎜였다. 전단 속도는 157s^-1였다. 이어서 상기 용액을 약 1.5℃로 냉각시켰다. 1.5℃의 온도에 도달한 후, 상기 용액을 750rpm에서 180분 동안 교반하였다. 분석 전에, 상기 용액을 얼음욕에서 15분 동안 100rpm에서 교반하였다. 후속적으로 겔 파단력 F_GF(37℃)를 위에 기재된 바와 같이 측정하였다. 동시-계류중인 국제 특허 출원 PCT/US12/059714호의 표 2, 비교 실시예 C-1에 개시된 바와 같이, 겔 파단력 F_GF(37℃)는 8.6±1.1이었다.

실시예 3 및 비교 실시예 D의 비교는 또한, 본 발명의 방법이 저전단 방법에 비해, 상기 방법들 둘 다에서 물과 메틸셀룰로스의 블렌드가 동일 농도의 메틸셀룰로스를 갖고 필수적으로 동일 농도로 냉각될 때, 훨씬 더 높은 겔 강도의 상기에 기재된 메틸셀룰로스 수용액을 제공한다는 것을 설명한다.

실시예 4

메틸셀룰로스 MC-I과 물의 블렌드를 실시예 1에서와 동일한 실버슨 L4-R 고전단 혼합기를 사용하여 고전단에 적용시켰지만 상기 고전단 혼합기는 표 4에 열거된 바와 같은 혼합 속도로 실행되도록 한 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 6회 반복하였다. 선택된 장치에서 선택된 혼합 속도는 표 4에 열거된 전단 속도에 상응하였다. 메틸셀룰로스 MC-I과 물의 블렌드를 2℃로 냉각시켰다. 메틸셀룰로스 MC-I의 양은, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 1.5% MC-I 용액이 제조되도록 선택되었다.

혼합 속도(rpm)	전단 속도(s ^-1 )	평균 겔 파단력 (N)
		수용액 제조 직후	4℃에서 1일간 저장한 후
1000	11210	2.7	2.8
2000	22430	3.8	3.6
3000	33640	4.6	4.5
4000	44860	6.5	6.6
5000	56070	6.3	6.4
6000	67280	6.4	6.3

실시예 5

메틸셀룰로스 MC-I과 물의 블렌드를 2℃에서 실시예 1에서와 동일한 실버슨 L4-R 고전단 혼합기를 사용하여, 5분 동안 고전단에 적용시키지 않고 각각 1분, 2분 또는 3분 동안 5000rpm(56070s^-1의 전단 속도를 제공함)에서 실행되는 고전단에 적용시킨 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복하였다. 메틸셀룰로스 MC-I의 양은, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 1.5% MC-I 용액이 제조되도록 선택되었다. 하기 표 5의 결과는 각각 4개의 측정값의 평균을 열거한다.

5000rpm에서 x분 동안의 고전단(56070s ^-1 )	평균 겔 파단력 (N)
	수용액 제조 직후	4℃에서 1일간 저장한 후
1분	6.1 N	6.2 N
2분	6.5 N	6.0 N
3분	6.3 N	6.1 N
5분	6.0 N	6.2N

실시예 6

메틸셀룰로스 MC-II의 수용액은, 500rpm에서 실행되는, 비교 실시예 A에서와 동일한 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여, 1.5중량%의 건조 메틸셀룰로스 MC-II 분말을 40℃의 초기 온도를 갖는 물에 첨가하여 우수한 분산을 성취함으로써 제조되었다. 메틸셀룰로스 MC-II와 물의 혼합물을 동일 속도로 교반하면서 10 내지 20분 내에 하기 표 6에 열거된 상응하는 온도로 냉각시켰다. 메틸셀룰로스 MC-II와 물의 혼합물이 하기 표 6에 열거된 온도에 도달한 후, 상기 혼합물을 5분 동안 5000rpm(56070s^-1의 전단 속도를 제공함)에서 실행되는 실시예 1에서와 동일한 실버슨 L4-R 고전단 혼합기를 사용하여 고전단에 적용시켰다.

겔 관통력은 메틸셀룰로스 MC-II의 수용액을 제조한 직후에 그리고 상기 수용액을 표 6에 열거된 온도에서 1일 동안 저장한 후에 측정되었다.

비교 실시예 E

메틸셀룰로스 MC-II의 수용액은, 500rpm(164s^-1의 전단 속도)에서 실행되는, 비교 실시예 A에서와 동일한 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여, 수용액의 총 중량을 기준으로 하여 1.5중량%의 건조 메틸셀룰로스 MC-II 분말을 40℃의 초기 온도를 갖는 물에 첨가하여 우수한 분산을 성취함으로써 제조되었다. 메틸셀룰로스 MC-II와 물의 혼합물을 동일 속도로 교반하면서 10 내지 20분 내에 하기 표 6에 열거된 온도로 냉각시켰다. 하기 표 6에 열거된 온도에서 3시간 동안 계속 교반하였다. 이어서 상기 용액을 교반 없이 표 6에 열거된 바와 같은 상응하는 온도에서 밤새 저장하였다. 후속적으로 겔 관통력을 위에 기재된 바와 같이 측정하였다.

수화 및 저장 온도(℃)	비교 실시예 E의 공정, 겔 관통력	실시예 6의 공정, 겔 관통력
수화 및 저장 온도(℃)		수용액 제조 직후	1일간 저장한 후
5	291 g (2.85 N)	298 g (2.92 N)	297 g (2.91 N)
10	281 g (2.76 N)	291 g (2.85 N)	293 g (2.87 N)
15	138 g (1.35 N)	273 g (2.67 N)	270 g (2.64 N)
20	93 g (0.91 N)	236 g (2.31 N)	241 g (2.36 N)

표 6의 결과는, 본 발명의 고전단 방법에서는 15 내지 20℃의 온도에서도 상당히 높은 겔 관통력의 메틸셀룰로스 MC-II 수용액이 수득된다는 것을 설명한다. 공지된 저전단 방법에서는 이러한 온도에서 훨씬 더 낮은 겔 관통력을 갖는 메틸셀룰로스 MC-II 수용액이 수득된다.

이론에 결부시키고자 하는 것은 아니지만, 공지된 저전단 방법과 비교하여 본 발명의 방법의 가장 큰 이점은 위에 기재된 메틸셀룰로스의 겔화 온도보다 약 15 내지 25℃ 더 낮은 온도에서 성취되는 것으로 사료된다.

실시예 7

메틸셀룰로스 MC-I 및 염화나트륨의 수용액은, 500rpm에서 실행되는, 비교 실시예 A에서와 동일한 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여, 1.5중량%의 건조 메틸셀룰로스 분말을 25℃의 초기 온도를 갖는 염화나트륨 수용액에 첨가하여 우수한 분산을 성취함으로써 제조되었다. 염화나트륨의 농도는 하기 표 7에 열거된다. 염화나트륨 및 메틸셀룰로스 MC-I의 농도는 수용액의 총 중량을 기준으로 한다. 메틸셀룰로스 MC-I, 염화나트륨 및 물의 혼합물을 동일 속도로 교반하면서 20분 내에 2℃로 냉각시켰다. 메틸셀룰로스 MC-I, 염화나트륨 및 물의 혼합물이 2℃의 온도에 도달한 후, 상기 혼합물을 5분 동안 5000rpm(56070s^-1의 전단 속도를 제공함)에서 실행되는 실시예 1에서와 동일한 실버슨 L4-R 고전단 혼합기를 사용하여 고전단에 적용시켰다. 비교 목적을 위해 염화나트륨의 부재하에 물 중 1.5중량% 메틸셀룰로스 MC-I 수용액을 동일한 방식으로 제조하였다. 상기 수용액을 4℃에서 1일 동안 저장한 후 겔 파단력 F_GF(37℃)를 측정하였다.

비교 실시예 F

메틸셀룰로스 MC-I 및 염화나트륨의 수용액은, 1.5중량%의 건조 메틸셀룰로스 분말을 염화나트륨 수용액에 첨가하여 제조되었다. 염화나트륨의 농도는 하기 표 7에 열거된다. 염화나트륨 및 메틸셀룰로스 MC-I의 농도는 수용액의 총 중량을 기준으로 한다. 상기 수용액은 실질적으로 WO 제2011/139763호에 기재된 바와 같이 제조되었다. 건조된 메틸셀룰로스 분말을, 초기에 500rpm에서 실행되는, 비교 실시예 A에서와 동일한 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여, 25℃의 초기 온도를 갖는 염화나트륨 수용액에 첨가하여 우수한 분산을 성취하였다. 교반기의 속도는 단계적으로 감소되었다: 15분 동안 500rpm, 이어서 10분 동안 400rpm, 이어서 블렌드를 2℃로 냉각하면서 10분 동안 200rpm, 그리고 이어서 위에 기재된 야마토 LT 400 실험실 오버헤드 믹서를 사용하여 6시간 동안 100rpm. 500rpm에서의 교반은 164s^-1의 전단 속도를 제공하였다. 이어서 상기 용액을 교반 없이 2℃에서 밤새 저장하였다. 비교 목적을 위해, 염화나트륨의 부재하에 물 중 1.5중량% 메틸셀룰로스 MC-I 수용액을 동일한 방식으로 제조하였다. 후속적으로 겔 파단력 F_GF(37℃)를 위에 기재된 바와 같이 측정하였다.

염화나트륨 농도(중량%)	비교 실시예 F의 공정, 평균 F_GF(37℃) (N)	실시예 7의 공정, 평균 F_GF(37℃) (N)
염화나트륨 농도(중량%)	비교 실시예 F의 공정, 평균 F_GF(37℃) (N)	4℃에서 1일간 저장한 후
0	2.0	6.1
2.0	1.8	7.1
5.0	1.0	5.8

Claims

1 내지 4개의 연결기(linkage)에 의해 연결된 무수 글루코스 단위를 갖는 메틸셀룰로스의 수용액의 제조 방법으로서,
상기 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은 s23/s26이 0.36 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환되고,
여기서, s23은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고, s26은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고,
상기 방법은 1000s^-1 이상의 전단 속도에서 메틸셀룰로스를 수성 액체와 혼합하는 단계를 포함하는, 방법.

제1항에 있어서, 상기 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.2 내지 2.5%의 상기 메틸셀룰로스를 포함하는 수용액이 제조되는, 방법.

제1항에 있어서, s23/s26이 0.27 이하가 되도록 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹이 메틸 그룹으로 치환된 메틸셀룰로스를 10℃ 이하의 온도에서 상기 수성 액체와 혼합하는 단계를 포함하는, 방법.

메틸셀룰로스(MC)의 단백질-비함유 수용액으로서,
상기 MC 농도는, 상기 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.2 내지 2.5%이고, 상기 수용액은
i) 상기 MC 농도가 0.2 내지 0.4%일 때, 1.4N 이상,
ii) 상기 MC 농도가 0.5 내지 0.7%일 때, 2.0N 이상,
iii) 상기 MC 농도가 0.8 내지 1.0%일 때, 2.5N 이상,
iv) 상기 MC 농도가 1.1 내지 1.3%일 때, 3.5N 이상,
v) 상기 MC 농도가 1.4 내지 1.6%일 때, 4.5N 이상,
vi) 상기 MC 농도가 1.7 내지 1.9%일 때, 9.0N 이상,
vii) 상기 MC 농도가 2.0 내지 2.2%일 때, 11.0N 이상, 또는
viii) 상기 MC 농도가 2.3 내지 2.5%일 때, 13.0N 이상
의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖고,
상기 메틸셀룰로스는 1 내지 4개의 연결기에 의해 연결된 무수 글루코스 단위를 갖고, 상기 무수 글루코스 단위의 하이드록시 그룹은 s23/s26이 0.27 이하가 되도록 메틸 그룹으로 치환되고,
여기서, s23은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 3-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율이고, s26은 상기 무수 글루코스 단위의 2-위치 및 6-위치에 있는 2개의 하이드록시 그룹만이 메틸 그룹으로 치환된 무수 글루코스 단위의 몰 분율인,
메틸셀룰로스(MC)의 단백질-비함유 수용액.

제4항에 있어서, 상기 메틸셀룰로스(MC)의 농도가, 상기 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.8 내지 2.2%이고, 상기 수용액이
상기 MC 농도가 0.8 내지 1.0%일 때, 2.5N 이상,
상기 MC 농도가 1.1 내지 1.3%일 때, 3.5N 이상,
상기 MC 농도가 1.4 내지 1.6%일 때, 4.5N 이상,
상기 MC 농도가 1.7 내지 1.9%일 때, 9.0N 이상, 또는
상기 MC 농도가 2.0 내지 2.2%일 때, 11.0N 이상
의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는,
단백질-비함유 수용액.

제4항에 있어서, 상기 메틸셀룰로스(MC)의 농도가, 상기 수용액의 총 중량을 기준으로 하여, 0.2 내지 2.2%이고, 상기 수용액이
i) 상기 MC 농도가 0.2 내지 0.4%일 때, 1.8N 이상,
ii) 상기 MC 농도가 0.5 내지 0.7%일 때, 2.5N 이상,
iii) 상기 MC 농도가 0.8 내지 1.0%일 때, 3.0N 이상,
iv) 상기 MC 농도가 1.1 내지 1.3%일 때, 4.5N 이상,
v) 상기 MC 농도가 1.4 내지 1.6%일 때, 5.0N 이상,
vi) 상기 MC 농도가 1.7 내지 1.9%일 때, 10.0N 이상, 또는
vii) 상기 MC 농도가 2.0 내지 2.2%일 때, 12.0N 이상
의 겔 파단력 F_GF(37℃)를 갖는,
단백질-비함유 수용액.

제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수용액이 1000s^-1 이상의 전단 속도에서 상기 메틸셀룰로스를 5℃ 이하의 온도에서 물에 용해시킴으로써 제조되는, 단백질-비함유 수용액.

제4항의 단백질-비함유 수용액을 포함하거나 상기 단백질-비함유 수용액으로 제조되는, 약제.

제4항에 있어서, 개체에 있어서 열량 섭취를 감소시키거나 포만감을 유발하거나 또는 위 공간 용적(void volume)을 가역적으로 감소시키는데 사용하거나, 또는 위궤양, 위-식도 역류 질환 또는 비만을 치료하는데 사용하거나, 또는 비만이 아닌 개체에 있어서 슬리밍(slimming), 체중 감소 또는 체중 조절을 보조하는데 사용하기 위한, 단백질-비함유 수용액.

제8항에 있어서, 개체에 있어서 열량 섭취를 감소시키거나 포만감을 유발하거나 또는 위 공간 용적(void volume)을 가역적으로 감소시키는데 사용하거나, 또는 위궤양, 위-식도 역류 질환 또는 비만을 치료하는데 사용하기 위한, 약제.

제9항에 있어서, 상기 개체가 비만이 아닌, 단백질-비함유 수용액.

제4항의 단백질-비함유 수용액을 포함하거나 상기 단백질-비함유 수용액으로 제조되는, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물.

제12항에 있어서, 개체에 있어서 열량 섭취를 감소시키거나 포만감을 유발하거나 또는 위 공간 용적(void volume)을 가역적으로 감소시키는데 사용하거나, 또는 비만이 아닌 개체에 있어서 슬리밍(slimming), 체중 감소 또는 체중 조절을 보조하는데 사용하기 위한, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물.

제13항에 있어서, 상기 개체가 비만이 아닌, 식품, 식품 성분 또는 식품 보충물.

삭제