KR20040085825A - 비타민ｃ-안정화 액상 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상 중에서 불안정한 고농도의 비타민C를 안정화시키기 위하여 사용한 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 적어도 pH가 5이상 되어야 하며 적절히 조절된 농도의 셀룰로우스의 변형체인 Carboxymethylcellulose (CMC)를 포함하고 있으며 이것이 비타민 C를 안정화시킴으로서 온도와 열에 의해 분해되는 것을 효과적으로 억제하며 물과의 결합에 의해서 형성되는 가스 발생을 최소한으로 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

비타민 Ｃ-안정화 액상 조성물 {Stable Liquid Composition Containing Vitamin C}

본 발명은 고농도의 비타민C를 안정화시킨 액상 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용액 내에 비타민C를 안정화시킬 수 있도록 조정하여 비타민C가 온도 또는 열에 의해 분해되거나, 물과 반응하여 변형(가스 발생)되는 것을 효과적으로 억제할 수가 있는 조성물에 관한 것이다.

비타민C(ascorbic acid)는 여러 가지 생물학적인 기능을 가진 유용한 물질로서 항산화제 감기 치료제, 음식물 보조제 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 비타민C는 사람에게 뿐만 아니라 가축이나 물고기 등 대부분의 동물에서 동물의 면역력을 향상시킬 뿐 아니라, 동물이 다양한 환경 스트레스에 대해 효과적으로 적응할 수 있도록 하는 기능을 한다. 따라서, 질병이 들었거나 고령의 동물 또는 사료교체나 이동 등으로 인한 스트레스를 받는 동물에 비타민C를 적용하면 생산성이 저하되거나 저항력이 낮아지는 현상을 방지할 수 있는 것으로 알려져 있다.

비타민C는 구조상 매우 불안정하다. 비타민C는 수분이 없는 공기와 접하고있는 동안에는 비교적 안정하지만. 수용액 중에서는 쉽게 산화되어 분해된다. 또한 열, 산소, 빛 등 다양한 외부 환경 요인에 의해 쉽게 분해되는 것으로 알려져 있다. 이러한 비타민C의 불안정성 때문에, 저장, 관리 및 이용 측면에서 매우 편리한 액상의 비타민C 조성물을 제조하려는 시도가 많이 있었음에도 불구하고 아직 비교적 안정하다고 인정되는 액상 조성물이 제공되고 있지 못하고 있다. 비타민C는 물에 비교적 많은 양이 용해되지만 빠른 산화작용으로 인하여 충분한 양이 안정화되지 못하기 때문에 의약품, 화장품 등의 영역에서 수용액상에서의 비타민C 산화를 막으려는 여러 가지 시도가 이루어지고 있다.

예를 들면, 비타민C의 안정성을 향상시키기 위하여 비타민C 대신 그의 유도체인 ascorbate palmitate를 사용하거나, 비타민C 에 PEG를 결합시켜 안정성을 높이는 방안이 제안된 바 있다. 그러나 이들 유도체의 경우 제조 효율면이나 생체내의 흡수면에서 열등한 단점이 있었다.

순수한 비타민C의 산화를 억제하기 위한 방법으로서 산화 방지제를 첨가하는 방법, 제형적인 측면에서 비타민C의 산화를 억제하고자 다중 유화물로 안정화시키는 방법, 수중유 형태의 유화물로 안정화시키는 방법, 황산아연과 L-티로신을 함께 사용하는 방법 등이 제안되고 있다.

또한 비타민C 수용액 조성물의 제조 과정 및 조성물의 저장시기 동안 비타민C가 산화-분해되어 많은 양의 가스(이산화탄소)가 발생하게 된다. 따라서 저장에 문제가 일어나며 안정성을 더 감소시키는 원인이 되는 가스의 발생을 감소시키려는 시도도 많이 이루어지고 있다. 가스는 비타민C의 농도가 높을수록, 산소와의 접촉이 많을수록 더 많이 발생한다. 가스발생을 줄이기 위하여 Xanthan, Keltrol BT 같은 증점제 등을 비타민C와 함께 섞어 쓰는 방안(US6183729 B1)이 제시된 바 있다.

종래 연구결과, 수용액에서 비타민C가의 안정성은 pH, 온도 등 많은 요인의 영향을 받는데, pH가 4∼6 사이일 때 가장 안정하며, 온도가 낮을수록 더 안정하게 유지되는 것으로 밝혀졌다.

CMC(Carboxymethylcellulose)는 Alkali 와 Chloroacetic acid의 반응에 의해서 형성된 셀룰로우스의 변형체로서, 물에 용해되면 점조(粘稠)한 액체가 된다. CMC 용액은 곰팡이가 서식하거나 부패하는 것을 방지하는 성질이 있어 장기간 저장이 가능한 것으로 알려져 있다. 또한 CMC는 각종 섬유제품의 풀먹이기용 소재로 사용되며, 세척효과를 높이기 위해 세제에도 배합되는 등 안정제, 증점제, 분산제(suspending agent), 증량제(thickener) 등으로 많이 쓰이며 이 밖에 의약품 , 화장품, 식품공업용으로도 사용된다.

본 발명은 제조, 운반, 저장 과정에서 안정하게 비타민C가 유지될 수 있는 고농도의 비타민C 수용액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 수용액 중의 비타민C의 분해를 방지하여 가스발생을 감소시킬 수 있는 고농도의 비타민C 수용액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 여러 가지 물질을 비타민C 수용액에 함께 첨가하여 비타민C의 안정성을 검토한 결과, CMC가 고농도의 비타민C 수용액에서 비타민C의 안정성을 현저하게 향상시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 구체화하였다.

즉, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, pH가 3∼7이고, CMC가 0.01∼10.0 중량%, 비타민C가 0.5∼50.0 중량% 및 나머지는 물로 이루어진 비타민C-안정화 액상 조성물에 관한 것이다. 이때, 비타민C의 추가적인 안정성 강화를 위해 0.1∼3.0 중량%의 인산염 및/또는 2∼10 mM의 EDTA를 추가로 포함할 수도 있다. 본 발명에서 CMC는 비타민C 안정제로 작용하며, 추가로 첨가되는 인산염과 EDTA는 안정화 보조제로서의 기능을 한다.

액상 조성물에서, pH가 3 미만이거나 7 이상인 경우, 비타민C의 안정성이 매우 낮아지며, CMC가 0.01 중량% 미만이면 농도가 너무 낮아 안정제로서의 효과가 미미하며, CMC가 10.0 중량% 초과이면 미용해 CMC가 나타날 뿐 아니라 고농도 CMC에 의해 액상 조성물의 물성이 관리하기 어려울 정도로 까다로와 진다. 비타민C가 0.5 중량% 미만이면 비타민C 함유액으로서의 가치가 없으며, 50.0 중량% 초과이면 미용해 비타민C가 수용액 중에 분산되거나 침전되는 현상이 발생한다.

본 발명에서 조성액의 pH가 4.5∼5.5인 것이, CMC의 함량은 0.05∼5.0 중량%인 것이, 비타민C의 함량은 5.0∼20.0 중량%인 것이 더욱 바람직하다.

이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하고자 하는 예시적인 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위가 변경되거나 축소되는 것은 아니다. 하기 실시예에서는 편의상 Na-CMC의 분말을 이용하였으나, 다른 다양한 제형과 분자량의 CMC라도 동일유사한 효과를 나타낼 것을 추론할 수 있다. 데이터의 제시를 생략하였지만, 사전실험에서 소량의 인산염과 EDTA를 가하는 경우 안정성이 더욱 좋아지고 가스 발생도 감소되었기에 하기 실시예에서는 이들을 소정량 가하였다.

실시예 1 : 비타민C-안정화 액상 조성물의 제조

(1) CMC로는 Na-CMC의 분말을 이용하였다. 이 분말은 상온의 물에 잘 녹지 않기 때문에 3차 증류수에 녹여 열을 가하거나, 찬물에 녹여 1∼2 중량%의 stock solution으로 만들었다.

(2) 미리 제조한 CMC stock solution과 물을 혼합하여 원하는 농도(각각 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 중량%)의 균일한 용액으로 만든 다음, 비타민C(L-ascorbic acid)를 용액의 10 중량% 분량이 되게 가하고 고르게 혼합하여 용해시켰다. 이어서 0.1∼3.0 중량%의 인산염을 가하고, 2∼10 mM이 되도록 EDTA를 가하였다(이때 pH는 약 1.9). 수용액의 pH를 5.0으로 조정하여 본 발명에 의한 비타민C-안정화 액상 조성물을 제조하였다. pH를 조정할 때, 고농도의 알칼리 용액을 갑자기 첨가하면 발열되면서 비타민C가 분해될 수 있으므로 저농도의 알칼리 용액을 서서히 적가하였다.

실시예 2 : 비타민C-안정화 액상 조성물의 안정성 분석

실시예 1에서 제조된 비타민C-안정화 액상 조성물을 50℃의 열악한 환경에서 30일간 보관하면서 소정의 시점에서 샘플을 채취하여 조성물에서 비타민C 잔존량을 측정하였다(표 1 참조).

비타민C의 분석은 YMC-PACK ODS 칼럼(4.6 250mm)과 HP1090(Agilent Co.) 고압 액체 크로마토그래피 기기를 사용하고, 이동상으로는 0.1% 인산 수용액을, 표준물질로는 L-ascorbic acid (Sigma 99.0%)를 사용하는 HPLC법을 적용하였다. 비타민C를 3차 증류수에 녹여 pH 를 조정하지 않은 것을 대조구로 하였다.

실험 결과 각 조성물에서의 비타민C의 잔존량%를 하기 표 2에 나타내었다. 표에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 의한 조성물은 대조구에 비해 월등히 우수한 비타민C 안정화효과를 가지고 있음을 확인하였다. 그 중 0.1% 의 CMC조성이 가장 효과적임을 알 수 있었다.

실시예 3 : 비타민C-안정화 액상 조성물의 가스발생량 분석

실시예 1에서 제조된 비타민C-안정화 액상 조성물을 50℃의 열악한 환경에서 30일간 보관하면서 소정의 시점에서 샘플을 채취하여 조성물에서 발생하는 가스의 양을 측정하였다(표 1 참조).

그 결과, 표 3에서 볼 수 있듯이, CMC가 1 중량% 이하로 첨가된 조성물의 경우, 장기간 경과하여도 가스의 발생량(단위 cc/ml)이 매우 적음을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이 CMC를 이용하여 수용액 내에 녹아있는 비타민C를 안정화시킴으로써 비타민C가 분해되는 것을 크게 억제시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라 비타민C가 물에 용해되었을 때 발생하는 가스를 효과적으로 감소시키는 효과를 얻게 된다.

따라서 본 발명에 의해, 비타민C가 잘 분해되지 않고, 가스발생의 문제도 없는 고농도의 비타민C 용액을 아무런 용이하게 제조하여 사용, 보관할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. pH가 3∼7이고, CMC 0.01∼10.0 중량%, 비타민C 0.5∼50.0 중량%로 이루어진 수용액인 것을 특징으로 하는 비타민C-안정화 액상 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,

   인산염 0.1∼3.0 중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비타민C-안정화 액상 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,

   EDTA를 2∼10 mM이 되도록 추가하는 것을 특징으로 하는 비타민C-안정화 액상 조성물.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   pH가 4.5∼5.5인 것을 특징으로 하는 비타민C-안정화 액상 조성물.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   CMC의 함량이 0.05∼5.0 중량%인 것을 특징으로 하는 비타민C-안정화 액상 조성물.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   비타민C의 함량이 5.0∼20.0 중량%인 것을 특징으로 하는 비타민C-안정화 액상 조성물.