KR20080108969A - 수성 상에 비에스테르화 파이토스테롤을 포함하는 에멀젼 - Google Patents

수성 상에 비에스테르화 파이토스테롤을 포함하는 에멀젼 Download PDF

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KR20080108969A
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포비스 메디-테크 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 a) 수성 상이 하나 이상의 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 유리된(비에스테르화된) 형태로 포함하고; b) 오일 또는 지방상이 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 에스테르화된 형태로 포함함을 특징으로 하는 안정한 에멀젼을 제공한다. 본 발명은 추가로 본 발명의 특정 에멀젼이 심혈관계 질환 및 이의 잠복성 질환의 치료 또는 예방에 유용한 전부 또는 일부를 형성하는 식품, 음료, 영양 보조 식품 및 약제를 제공한다.
파이토스테롤, 파이토스탄올, 에멀젼, 유리, 에스테르화, 비에스테르화, 심혈관계 질환, 잠복성 질환, 아테롬성 동맥경화증, 고지혈증, 이상지혈증, 저알파지방단백혈증, 고혈압, 고콜레스테롤혈증, 혈청 LOL 콜레스테롤, 혈청 HDL 콜레스테롤, 혈청 트리글리세라이드.

Description

수성 상에 비에스테르화 파이토스테롤을 포함하는 에멀젼{Emulsions comprising non-esterified phytosterols in the aqueous phase}
본 발명은 지질 장애 분야에서 유용한 조성물에 관한 것이다.
최근의 과학 및 기술의 발전은 사람의 삶의 질과 수명을 연장시키는 데 도움을 주었으나 심혈관계 질환("CVD")의 근본적인 원인인 아테롬성 동맥경화증의 예방을 충분히 제시하지는 못했다. 사실상, 심혈관계 질환은 암이 결부된 모든 형태의 질환을 포함하는 다른 어떤 질환보다도 해마다 사망율을 증가시키는 원인이 된다[참조: Levi Rl Declining Mortality in Coronary Hear Diseases Atherosclerosis 1981 1 312-325]. 미국에서만 보더라도 한 해에 백만명 이상의 사람들이 심장 발작을 일으키고 그 결과 그들 중 반 정도가 사망한다. 이러한 막대한 사망으로 인해 CVD의 원인을 측정하는 연구를 지속하게 되었고 이로써 CVD를 예방하고 치료할 수 있게 되었다.
CVD의 일차적인 원인은 동맥 혈관벽에 콜레스테롤을 포함한 지질이 침착됨으로써 혈관 통로를 좁게 하고 궁극적으로 심장계를 경화시킴을 특징으로 하는 질환인 아테롬성 동맥경화증에 있다. 아테롬성 동맥경화증은 계승된(유전적) 인자와 식이 및 생활 습관을 포함하는 환경적인 인자가 상호작용하여 유발된 퇴행 과정이다. 지금까지의 연구로는 콜레스테롤이 혈관 내에 죽상경화성 플라크(plaque)를 형성시켜 궁극적으로 동맥 트리(arterial tree) 내에 있는 플라크의 위치에 따라 혈액이 심근 또는 그렇지 않으면, 뇌 또는 사지로 공급되는 것을 차단함으로써 아테롬성 동맥경화증을 유발시키는 원인이 될 수 있는 것으로 밝혀졌다[참조: Law M.R., WaId N.J., Wu., Hacksaw ZA., Bailey A.; Systemic underestimation of association between serum cholesterol concentration and ischemic heart disease in observational studies: Data from BUPA Study; Br . Med . J. 1994; 308:363-366; Law M. R., Wald N.J., Thompson S.G.; By how much and how quickly does reduction in serum cholesterol concentration lower risk of ischemic heart disease? Br . Med . J. 1994; 308:367-373]. 225 내지 250 mg/dl를 초과하는 총 콜레스테롤치는 관상 질환을 포함하여 CVD의 크게 증가된 위험 요소와 관련이 있다. 개략적으로 살펴보면 한 사람의 총 혈청 콜레스테롤치를 1% 감소시키는 경우 심혈관 사고 위험을 2% 감소시킬 수 있는 것으로 밝혀진 바 있다[참조: La Rosa J.C., Hunninghake D.. Bush D. et al.; The cholesterol facts: A summary of the evidence relating to dietary fats, serum cholesterol and coronary heart disease: A joint statement by the American Heart Association and the National Heart, Lung and Blood Institute. Circulation 1990; 81:1721-1733]. 통계적으로 보면 평균 혈청 콜레스테롤치가 10% 감소(예를 들어, 6.0 mmol/L 내지 5.3 mmol/L)하는 경우, 미국에서 매년 100,000명이 사망하는 것을 예방할 수 있다[참조:Havel R.J., Rapaport E.. Drug Therapy: Management of Primary Hyperlipidemia. New England Journal of Medicine, 1995; 332:1491-1498].
콜레스테릴 에스테르가 죽상경화성 병변의 주성분이며 혈관벽 세포에서 콜레스테롤의 주요 저장 형태이다. 콜레스테릴 에스테르의 형성은 또한 항상성 조절 기작(homeostatic control mechanism)을 통한 식이성 콜레스테롤의 장내 흡수 단계이다. 이러한 항상성 조절 기작은 식이성 콜레스테롤, 콜레스테롤 생합성 및 콜레스테롤-함유 플라즈마 지단백질의 물질 분해 대사(catabolism)의 상호 관련 조절을 포함한다. 콜레스테롤 생합성 및 물질 분해 대사는 기본적으로 간에서 이루어지며 따라서 플라즈마 콜레스테롤 양의 제1 결정 인자이다.
지단백질은 비공유결합에 의해 함께 결합된 지질과 단백질의 복합물이다. 각각의 지단백질류의 유형은 특정 중량, 화학적 조성, 밀도 및 생리학적 기능성을 지닌다. 밀도 또는 입자 크기와는 무관하게, 순환 지질은 콜레스테릴 에스테르 및 트리글리세라이드의 코어(core)와 인지질, 유리 콜레스테롤 및 아포지단백질의 엔벨로프(envelope)로 이루어져 있다. 아포지단백질은 지단백질의 어셈블리(assembly) 및 분비물 내에 포함되며 구조적인 일체성을 제공하고 지단백질-개질 효소를 활성화시키며 다양한 종류의 수용체와 막 단백질에 대한 리간드이다. 플라즈마 내에서 발견되는 지단백질 종류에는 HDL, LDL, 중간 밀도 지단백질 (IDL) 및 극저밀도 지단백질 (VLDL)이 포함된다.
각각의 지단백질 유형은 특정 아포지단백질 조성 및 비율을 지닌다. HDL 중에서 가장 중요한 아포지단백질은 단백질 중량의 약 70%를 구성하는 아포지단백질-AI(아포-AI)과 단백질 중량의 약 20%를 구성하는 아포지단백질-AII(아포-AII)이다. 아포-AII에 대한 아포-AI의 비율은 HDL 작용성 및 동맥경화 방지 특성을 결정지을 수 있다. 순환 HDL 입자는 직경이 7 내지 10 nm인 200 내지 400kDal 중량의 원형 또는 구형 입자들의 불균일 혼합물로 이루어져 있다.
HDL은 플라즈마 중의 지질을 이송시키는 작용을 하는 주요 지단백질 종류 중의 하나이고, 체내에서 역상 콜레스테롤 이송, 담즙산 합성을 위한 콜레스테롤 분자 기재 제공, 클러스테린(clusterin) 이송, 파라옥사나제(paraoxanase) 이송, 지단백질 산화 예방 및 부신 세포에 의한 지단백질의 선택적인 흡수를 포함한 다양한 작용을 한다. HDL과 관련된 주요 지질은 콜레스테롤, 콜레스테릴 에스테르, 트리글리세라이드, 인지질 및 지방산을 포함한다. HDL은 동맥경화 방지 특성을 지닌다.
LDL이 혈관벽 내에 걸려드는 때 죽상경화 과정이 시작된다. 이러한 LDL이 산화되면 혈관벽을 에워싸고 있는 내피 세포에 단핵 세포를 결합시키는 결과가 초래된다. 이들 단핵 세포는 활성화되고 내피 공간으로 이송되어, 여기서 대식 세포로 변형되며 이는 LDL의 추가 산화를 유도한다. 산화된 LDL은 대식 세포 상의 스캐빈저 수용체(scavenger receptor)를 통해 흡수되어 포말 세포를 형성시킨다. 동맥 평활근 세포의 증식 및 이송을 통해 섬유성 캡(fibrous cap)이 생성되며, 이로써 죽상경화성 플라크가 발생한다.
HDL은 콜레스테롤을 간외 조직으로부터 간으로 이송시키는 데 필수적인 것이며 여기서 HDL은 유리 콜레스테롤으로서 또는 콜레스테롤로부터 형성되는 담즙산으로서 담즙으로 배출된다. 이러한 과정은 다수의 단계를 필요로 한다. 우선, 미성숙 또는 예비-β HDL 입자가 간과 장에 형성된다. 과량의 콜레스테롤은 ABCA 이송자의 작용을 통해 세포막을 가로질러 미성숙 HDL로 이동된다. 레시틴 콜레스테롤 아실 트랜스퍼라제(LCAT)는 콜레스테롤을 콜레스테릴 에스테르로 전환시키고 계속해서 미성숙 HDL을 성숙 HDL로 전환시킨다. 이어서 에스테르화된 콜레스테롤은 콜레스테릴 에스테르 전이 단백질(CETP)에 의해 HDL로부터 아포지단백질-B 함유 지단백질로 이송되고 여기서 간 내의 다수의 수용체에 의해 흡수된다. 미성숙 HDL은 간의 트리글리세라이드 리파제 및 인지질 전이 단백질을 통해 재생성되고 이러한 주기는 계속된다. 말초 세포로부터 제거된 콜레스테롤 이외에, HDL은 LDL 및 에리트로사이트 막으로부터 유래된 콜레스테롤도 수용한다. 역상 콜레스테롤 이송의 또 다른 기작은 콜레스테롤이 부족한 막과 HDL 또는 다른 수용체 분자 사이에서의 콜레스테롤의 수동적 확산을 포함할 수 있다.
HDL은 역상 콜레스테롤 이송시의 이의 작용을 통해 그리고 가능하게는 LDL 산화를 방해함으로써 아테롬성 동맥경화증이 진행되지 못하도록 보호한다. 다수의 HDL-관련된 효소가 이러한 과정에 관여한다. 파록소나제(PON1), LCAT 및 혈소판 활성화 인자 아세틸하이드롤라제(PAFAH)는 모두 LDL이 산화되는 동안 생성된 인지질 하이드로퍼옥사이드를 가수분해시킴으로써 관여하고 서로 연계하여 산화된 지질이 LDL 내에 축적되는 것을 방지하는 작용을 한다. 이러한 효소들은 HDL의 항산화성 및 소염성을 보장한다. 지금까지의 연구 결과에 의해 HDL 콜레스테롤의 저 플라즈마 농도는 아테롬성 동맥경화증의 발전을 크게 방해하는 인자이며 고 플라즈마 농도는 보호성 인자인 것으로 입증되었다.
간은 상기한 바와 같이 순환시 LDL로 대사되는 VLDL의 합성과 분비를 책임지 는 주요 기관이다. LDL은 플라즈마 내에서 지단백질을 운반하는 주요 콜레스테롤 이고 따라서 이의 농도의 증가는 아테롬성 동맥경화증과 직접적인 관계가 있다. 간단히 말해서 장내 콜레스테롤 흡수가 감소되는 경우에는 반드시 보다 소량의 콜레스테롤이 간으로 전달된다. 결과적으로 VLDL 생성은 감소되고 이에 따라 대체로 LDL의 형태로 존재하는 간내 플라즈마 콜레스테롤의 제거가 증가한다.
따라서 콜레스테롤은 그 자체의 합성을 세가지 상이한 방식으로 조절하는 작용을 한다. 첫 번째로 이는 효소 HMG CoA 리덕타제를 억제함으로써 내인성 콜레스테롤 합성을 억제한다. 두 번째로 이는 LCAT를 활성화시킨다. 세 번째로 이는 이미 충분량의 콜레스테롤을 지니는 세포가 추가의 콜레스테롤을 흡수하지 않도록 보장하는 LDL-수용체의 합성을 조절한다.
스테롤은 수많은 중요한 세포 작용을 수행하는 천연 화합물이다. 식물 내에 존재하는 캄페스테롤, 스티그마스테롤 및 β-시토스테롤과 같은 파이토스테롤; 진균 내에 존재하는 에르고스테롤; 및 동물 내에 존재하는 콜레스테롤은 각각, 각각의 세포 유형의 세포막 및 세포 이하의 막을 구성하는 기본 성분이다. 사람의 파이토스테로이즈의 식이원은 식물 재료, 이를 테면 야채 및 식물유로부터 비롯된다. 통상의 서양식으로 산출되는 1일 파이토스테롤 섭취량은 약 60 내지 80 mg인 반면, 채식으로 산출되는 1일 파이토스테롤 섭취량은 약 500 mg/일이다.
파이토스테롤은 사람을 포함하는 다수의 포유동물 종에 공급하는 경우, 혈청 콜레스테롤 치를 감소시키는 기능으로 인해 매우 각광받아왔다. 정확한 작용 기작이 아직까지 밝혀지지 않은 상태이나 콜레스테롤과 파이토스테롤의 관계는 분명히 부분적으로는 각각의 화학 구조(분자의 측쇄 내에서 발생하는 차이)들 간의 유사성으로 인한 것이다. 파이토스테롤이 마이셀 상으로부터 콜레스테롤과 치환되고 이로써 콜레스테롤의 흡수를 감소시키거나 가능하게는 콜레스테롤 흡수 과정에서 수용체 및/또는 이의 전달 사이트(site)와 경쟁하게 되는 것으로 추정된다.
40여년 전에 일라이 릴리(Eli Lilly)는 톨유 및, 나중에는 대두유로부터 추출한 스테롤 제제, 소위 Cytellin™(이는 하나의 보고서에 따르면, 혈청 콜레스테롤치를 약 9%까지 저하시키는 것으로 밝혀졌다)을 시판하였다[참조: Lees A.M., Mok H.Y.I., Lees R.S., McCluskey M.A., Grundy S.M. Plant sterols as cholesterol-lowering agents: clinical trials in patients with hypercholesterolemia and studies of sterol balance. Atherosclerosis 1977; 28: 325-338]. 수많은 연구원들이 플라즈마 지질 및 지단백질 농도에 대한 시토스테롤 제제의 효과[참조: New Eng. J. Med., 336, 973-9 (1999)]와 혈청 콜레스테롤에 대한 대두유 및 톨유 공급원으로부터 유도된 시토스테롤 및 캄페스테롤의 효과[참조: J. Path. 181, 93-9 (1997)]에 대한 연구를 지속해왔다. 혈청 콜레스테롤치를 저하시키는 데 매우 효과적인 것으로 밝혀진 바 있는 파이토스테롤 조성물은 Kutney 등의 미국 특허공보 제5,770,749호에 기재되어 있으며 β-시토스테롤 70중량% 이하, 캄페스테롤 10중량% 이상 및 스티그마스탄올(β-시토스탄올)을 포함한다. 본 특허 문헌에 있어서는 구성 파이토스테롤들 간에 몇가지 상승 작용이 있어서 종래에 달성되었던 것보다도 더욱 탁월한 콜레스테롤 저하 결과를 제공한다는 점이 주목된다.
고콜레스테롤혈증, 고지혈증, 아테롬성 동맥경화증, 고혈압, 혈전증 등과 같은 CVD 및 이의 잠복성 질환의 치료시 뿐만 아니라 타입 II 당뇨병, 치매, 암 및 노화와 같은 기타 질환의 치료시의 파이토스테롤의 이점은 과거로부터 익히 공지되어 있었음에도 불구하고 파이토스테롤을 투여하고 이를 식품, 약제 및 기타 전달 비히클에 혼입하는 것은 파이토스테롤이 고소수성(즉, 수 난용성)이라는 사실로 인하여 복잡한 일이었다. 이러한 파이토스테롤의 고소수성 특징은 파이토스테롤로 하여금 수성 매질에 대해 불용성이 되거나 난용성이 되도록 한다. 그리하여 파이토스테롤은 지방계 식품의 지방상에 첨가되기 쉽다. 따라서 파이토스테롤의 콜레스테롤 저하 효과로 인한 이점을 희망하는 건강 자각 소비자는 고지방식이 건강상에 위험이 있음에도 불구하고 억지로 지방이 풍부한 식품을 소비하기도 한다.
예를 들면 파이토스테롤의 화학적 개질방법을 이용하여 위와 같은 문제점을 해결하려는 시도가 있어왔다. 예를 들면 상기한 바와 같이 파이토스테롤의 에스테르화는 일반적으로 융점을 저하시키는 결과를 초래한다. 따라서 이러한 파이토스테롤 에스테르는 일반적으로 저융점으로 인하여 더욱 용이하게 식품 내에 혼입할 수 있고 모래와 같은 질감(gritty texture)을 주지 않는 식품을 제공할 수 있다. 파이토스테롤의 지방 용해도의 문제가 에스테르화에 의해 개선되어질 수 있음에도 불구하고, 파이토스테롤은 다음과 같은 2가지 이유로 인한 문제점에 대해 완전히 만족스러운 해결책은 아니다: 1) 파이토스테롤 에스테르는 비에스테르화 파이토스테롤보다 생물학적 효과가 적고, 2) 파이토스테롤 또는 파이토스테롤 에스테르가 저지방 유화 제품의 소용적 지질상 내에 분포하는 경우, 이러한 제품의 맛에 악영향을 미치는데 이는 지방 내에 파이토스테롤이 고농도로 존재하는 경우 입과 혀에 왁스 같은(waxy) 느낌을 주기 때문이다.
초창기의 연구원들은 균질화, 캡슐화, 및/또는 안정화제, 검 등의 첨가를 포함하는 다수의 방법을 이용하여 파이토스테롤과 관련된 제형상의 한계를 극복하려는 시도를 했었다. 그러나 이러한 방법들은 제품의 가격을 상승시키고 몇몇 경우에는 예를 들면 감귤 쥬스와 같은 특정 표준화 제품에는 법적으로 금지된 일이다.
Vulfson 등의 국제공개공보 제WO 00/41491호는 예를 들면, 동물성 마가린 제품(oleomargarine product), 드링크, 스프(soup), 소스(sauce), 딥(dip), 샐러드 드레싱(salad dressing), 마요네즈, 과자 제품류, 빵, 케이크, 비스켓, 아침식사용 씨리얼(breakfast cereal) 및 요거트형 제품과 같은 식품 및 음료에 보충제로서 첨가되는 것으로서 예를 들면 식물 스테롤 및 리코핀과 같은 소수성 화합물을 기재하고 있다. Vulfson 등은, 식물성 스테롤 또는 리코핀을 식품에 배합시키는 경우 하이드록실 그룹과 카복실 그룹을 둘다 함유하는 식품이 스테롤 또는 리코핀의 표면과 상호작용한다는 사실을 이론화하였다.
Haarasilta 등의 국제공개공보 제WO 98/58554호는 분쇄된 식물성 스테롤과 통상의 식료품 성분(예: 과일, 야채 또는 베리(berry) 형태의 재료)을 함유하는 식품 산업에서 사용되는 특히 분말 형태의 프리믹스(premix) 및 이의 제조방법을 기재하고 있다.
Zawistowski 등의 국제공개공보 제WO 00/45648호는 식물성 스테롤과 식물성 스탄올을 반유체, 유체 또는 점성 비히클에 분산 및 현탁시키고 이렇게 형성된 비 히클에 충격력을 가함으로써 식물성 스테롤과 식물성 스탄올 또는 이들의 혼합물의 미세 입자를 제조하는 방법을 기재하고 있다. 당해 방법은 식물성 스테롤 및/또는 식물성 스탄올을 적합한 반유체, 유체 또는 점성 비히클에 분산시키거나 그렇지 않으면 현탁시킨 후, 당해 비히클에 충격력을 가함으로써 미세 입자를 생성하는 방법을 포함한다. Zawistowski는 공기 분무화 노즐, 진공 노즐, 고전단 혼합기 또는 콜로이드 밀(mill)을 사용하여, 그러나 바람직하게는 마이크로플루다이저(microfluidizer)(Microfluidics Incorporation 시판, Newton, Massachusetts)를 사용하여 고전단력을 생성함으로써 상기한 바와 같은 충격력을 개발하였다. Zawistowski는 위와 같은 방식으로 제조한 식물성 스테롤 및/또는 식물성 스탄올이 오일계 전달 시스템에서 뿐만 아니라 다른 매질에서도 큰 "용해도"를 나타내며 음료(예: 콜라, 쥬스 또는 식이 보충 및/또는 밀크 대용 드링크)에 혼입할 수 있음을 확인했다.
식물성 스테롤의 용해도를 증가시키기 위해 몇몇 연구원들은 식물성 스테롤의 각종 유도체를 합성하였다. 예를 들면 미국 특허공보 제3,881,005호에 기재되어 있는 바와 같이, 녹말 가수분해산물, 이산화규소 및 폴리옥실렌 소르비탄 모노스테아레이트와 특정비로 혼합된 시토스테롤은 균질화, 공기제거, 파스퇴라이징(pasteurizing) 및 증발 단계를 통해, 경구 투여를 위한 의료용 분말을 형성할 수 있다.
미국 특허공보 제5,932,562호는 미분된 수용성 분말로 건조시킨 식물성 스테롤, 레시틴 및 라이소레시틴으로 이루어진 균일한 수성 마이셀형 믹스(mix)를 기재 하고 있다. 기타 수용성 식물성 스테롤은 미국 특허공보 제6,054,144호 및 제6,110,502호에서 발견할 수 있다. 이들 특허 문헌에 따르면 수성-분산성 식물성 스테롤은 오리잔올 또는 식물성 스테롤, 일작용성 계면활성제 및 다작용성 계면활성제를 일정한 비율로 물에 가하여 혼합시키고 당해 첨가 혼합물을 건조시킴으로써 생성한다. 당해 생성 방법은 폴리옥실렌 소르비탄 모노팔미테이트 및 소르비탄 모노팔미테이트를 각각 일작용성 계면활성제 및 다작용성 계면활성제로서 적용시킴으로써 균질화 및 공기 제거 단계를 이용할 필요가 없다는 점이 특징이다.
미국 특허공보 제6,190,720호는 콜레스테롤 저하제로서 사용할 수 있는 식품 성분을 기재하고 있으며 당해 식품 성분은 하나 이상의 용융된 식물성 스테롤을 하나 이상의 지방 및 하나 이상의 유화제와 균일해질 때까지 배합하고 균일한 혼합물을 교반시키면서 약 60℃로 냉각시켜 페이스트(paste)를 제공함으로써 제조할 수 있는 것으로 교시하고 있다. 이러한 식품 성분은 샐러드 드레싱, 마아가린 등과 같은 오일계 식품에 적용할 수 있다.
국제공개공보 제WO 00/33669호는 식물성 스테롤을 식품 유화제의 용융물에 용해시키거나 혼합시키고 밀크 또는 요거트와 같은 단백질 함유 식품과 혼합한 후, 균일화시키고 식품 내에 가할 수 있는 것으로 교시하고 있다. 콜레스테롤치를 감소시키는 식용 제품의 분산 안정성은 단백질 함유 물질의 존재하에서만 유지된다.
본 발명의 목적은 상기한 단점 및 본원에 추가로 기재되어 있는 기타 단점을 제거하거나 완화시키는 데 있다.
발명의 요약
본 발명은,
a) 수성 상이 하나 이상의 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 유리된(비에스테르화된) 형태로 포함하고;
b) 오일 또는 지방상이 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 에스테르화된 형태로 포함함을 특징으로 하는 안정한 에멀젼을 제공한다.
본 발명은, 추가로,
a) 수성 상이 하나 이상의 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 유리된(비에스테르화된) 형태로 포함하고;
b) 오일 또는 지방상이 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 에스테르화된 형태로 포함하며,
당해 오일 또는 지방상이 수성 상 중의 유리 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물의 질감 특성으로 인해 감소량의 지방을 포함함을 특징으로 하는 저지방 에멀젼을 제공한다.
본 발명은 추가로 질감 형성 충분량의 하나 이상의 파이토스테롤, 파이토스탄올 또는 이들의 혼합물을 에멀젼의 수성 상에 제공함을 포함하여 에멀젼을 포함하는 지방계 식품 중의 지방량을 감소시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 추가로 상기한 에멀젼의 치료학적 유효량을 투여함을 포함하여 동물의 심혈관계 질환 및 이의 잠복성 질환(예: 아테롬성 동맥경화증, 고지혈증, 이상지혈증, 저알파지방단백혈증, 고혈압 및 고콜레스테롤혈증)을 치료 또는 예방하는 방법을 제공한다.
본 발명은 추가로 본 발명의 특정 에멀젼이 전부 또는 일부를 형성하는 식품, 음료, 영양 보조 식품 및 약제를 제공한다.
발명의 바람직한 양태
당업자가 본 발명을 실시하는 데 도움을 주기 위해 다음과 같은 상세한 설명을 제공한다. 그러나, 이러한 상세한 설명은 어떠한 방식으로든 본 발명의 범주를 한정하려는 것으로 간주해서는 안된다. 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어남이 없이 본원에서 논의된 양태에 대한 변화 및 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있다.
본원에서 사용된 용어, "동물"은 바람직하게는 사람을 포함하는 동물 세계의 모든 동물을 의미한다.
본원에서 사용된 용어, "식품"은 사람이 섭취하는 것을 포함하여 동물이 섭취하기 위한 모든 안전한 섭취용 제품을 의미하며 "기능성 식품", "디자이너 식품(designer food)" 및 "약용 식품"을 포함한다.
본원에서 사용된 용어, "기능성 식품"은 일반적인 규정식의 일부로 간주되나 기본 영양 작용 이외에 입증된 생리학적 이점을 지니고/지니거나 질병의 위험을 감소시키는 통상의 식품과 외관이 유사한 제품을 의미한다.
본원에서 사용된 용어, "영양 보조 식품"은 환, 분말, 포우션(potion) 및 일반적으로 식품과 배합되지 않은 기타 의약 형태로 제조된 비약제학적 제품으로서 생리학적 이점을 지니거나 질병에 대해 보호 작용을 제공한다.
세계 어디에서나 영양 보조 식품, 기능성 식품, 디자이너 식품 및 약용 식품은 질병을 예방 및 치료하는 것을 포함하여 의료적 또는 건강상의 이점을 제공하는 것으로 간주되는 식품 또는 식품 성분과 유사한 의미이다.
본 발명에 따르면 식품, 음료, 영양 또는 비타민 보충제 및 영양 보조 식품에 혼입시키기 위한 하나 이상의 파이토스테롤 및/또는 파이토스탄올을 포함하는 조성물이 제공된다.
본 발명의 조성물의 요소는 하기에 더욱 상세히 기술될 것이다.
파이토스테롤 / 파이토스탄올
본원에서 사용된 용어, "파이토스테롤"은 예를 들면 시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤, 디하이드로브라씨카스테롤을 포함하는 브라씨카스테롤, 데스모스테롤, 칼리노스테롤, 포리페라스테롤, 클리오나스테롤, 에르고스테롤, 코프로스테롤, 코디스테롤, 이소푸코스테롤, 푸코스테롤, 클레로스테롤, 네르비스테롤, 라토스테롤, 스텔라스테롤, 스피나스테롤, 콘드릴라스테롤, 페포스테롤, 아베나스테롤, 이소아베나스테롤, 페코스테롤, 폴리나스타스테롤 및 이의 모든 천연 또는 합성 형태 및 유도체(이성체 포함)와 같은 모든 스테롤을 제한없이 포함한다. 용어, "파이토스탄올"은 이의 모든 천연 또는 합성 형태 및 유도체 및 이성체를 포함하는 포화 또는 수소화 스테롤을 의미한다. 파이토스테롤 및 파이토스탄올에 대한 변형, 이를 테면 측쇄를 포함하도록 하는 변형도 또한 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 이해해야 할 것이다. 예를 들면 본 발명의 범주는 명백하게 24 β-에틸시토스탄올, 24-α-에틸-22-디하이드로시토스탄올을 포함한다. 명세서 전반을 통해 불확실한 경우 및 특별히 명시되지 않은 경우 용어, "파이토스테롤"은 스테롤 및 스탄올을 둘 다 포함하는 것으로 이해해야 한다. 가장 바람직한 형태에 있어서 스테롤은 포화된 형태로 존재하며 시토스탄올, 바람직하게는 β-시토스탄올이다.
본 발명에 따라 사용하기 위한 상기한 스테롤 및 스탄올은 다양한 천연 공급원으로부터 수득할 수 있다. 예를 들면 상기한 스테롤 및 스탄올은 옥수수유 및 기타 식물유, 맥아유, 대두 추출물, 쌀 추출물, 쌀겨, 평지씨유, 해바라기유, 호마유 및 어유(및 기타 해산 공급원으로부터의 오일)과 같은 식물유(수초 포함)를 가공처리하여 수득할 수 있다. 이들은 또한 진균으로부터, 이를 테면 에르고스테롤로부터 유도할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 하나의 스테롤 공급원으로만 제한되지 않는다. 미국 특허공보 제4,420,427호는 메탄올과 같은 용매를 사용하여 식물유 슬러지로부터 스테롤을 제조하는 방법을 교시하고 있다. 그렇지 않으면 파이토스테롤 및 파이토스탄올은 본원에 참고로 인용된 미국 특허공보 제5,770,749호에 기재되어 있는 조림업의 부산물인 톨유 피치(pitch) 또는 소프(soap)로부터 수득할 수도 있다.
본 발명의 범주에 있어서 파이토스테롤 및 파이토스탄올의 "에스테르"는 유리 파이토스테롤 또는 파이토스탄올이 본원에 기술된 에멀젼을 형성하기 전에 에스테르화된 형태를 의미한다.
파이토스테롤 및/또는 파이토스탄올 에스테르를 형성하기 위한 수 많은 방법들이 당해 분야에 공지되어 있다. 예를 들면 하나 이상의 적합한 지방산 또는 이의 저비점 알콜과의 에스테르를 소정의 파이토스테롤 및/또는 파이토스탄올과 축합시킬 수 있다. 다양한 지방산 또는 이들의 에스테르가 성공적으로 사용될 수 있으며 하나 이상의 말단 카복시 그룹을 포함하는 하나 이상의 알킬쇄로 이루어진 모든 지방산을 포함한다. 이들 지방산은 천연 또는 합성 지방산일 수 있으며 다음 a) 내지 d)로 나타낼 수 있다:
a) 다음 화학식 1의 모노카복실산:
R1-COOH
위의 화학식 1에서,
R1은 CH3-, CH3CH2- 또는 CH3(CH2)nCH2-(여기서, n은 3 내지 25이다)로 표시되는 비분지된 포화 알킬 그룹이거나,
R1은 화학식 CnH2n +1-(여기서, n은 그룹 R1에 함유된 탄소 원자수를 의미하는 것으로서 1 내지 25이다)로 표시되는 분지된 포화 알킬 그룹(여기서, 분지되었다함은 통상적으로 이로써 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 메틸 그룹 측쇄(분지쇄)가 존재한다는 것을 의미한다)이거나,
R1은 화학식 CnH2n -2m+1-(여기서, n은 그룹 R1에 함유된 탄소 원자수를 의미하는 것으로서 1 내지 25이고 m은 불포화도를 나타낸다)로 표시되는 비분지되거나 분지된 불포화 알킬 그룹이다.
b) 다음 화학식 2의 디카복실산:
HOOC-R2-COOH
위의 화학식 2에서,
R2는 CH2-, CH2CH2- 또는 CH2(CH2)nCH2-(여기서, n은 3 내지 25이다)로 표시되는 비분지된 포화 알킬 그룹이거나,
R2는 화학식 CnH2n-(여기서, n은 그룹 R2에 함유된 탄소 원자수를 의미하는 것으로서, 1 내지 25이다)으로 표시되는 분지된 포화 알킬 그룹(여기서, 분지되었다함은 통상적으로 이로써 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 메틸 그룹 측쇄(분지쇄)가 존재한다는 것을 의미한다)이거나,
R2는 화학식 CnH2n -2m-(여기서, n은 그룹 R2에 함유된 탄소 원자수를 의미하는 것으로서 1 내지 25이고, m은 불포화도를 나타낸다)로 표시되는 비분지되거나 분지된 불포화 알킬 그룹이다.
c) 화학식 3의 트리카복실산:
Figure 112008050083952-PCT00001
위의 화학식 3에서,
R3은 화학식 CnH2n -1-(여기서, n은 그룹 R3에 함유된 탄소 원자수를 의미하는 것으로서, 1 내지 25이다)로 표시되는 분지된 포화 알킬 그룹(여기서, 분지되었다함은 통상적으로, 이로써 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 메틸 그룹 측쇄(분지쇄)가 존재한다는 것을 의미한다)이거나,
R3은 화학식 CnH2n -2m-1-(여기서, n은 그룹 R3에 함유된 탄소 원자수를 의미하는 것으로서 1 내지 25이고 m은 불포화도를 나타낸다)로 표시되는 분지된 불포화 알킬 그룹이다.
d) 분자 내에 1개, 2개 또는 3개의 하이드록실 그룹을 함유할 수 있는 상기한 바와 같은 모노-, 디- 또는 트리카복실산.
바람직한 형태에 있어서, 산은 직쇄형이거나 분지된 불포화 또는 포화 지방족 또는 방향족 산이다. 더욱 바람직하게는 산은 특히 발레르산, 이소발레르산, 소르브산, 이소카프로산, 라우르산, 미레스트산, 팔미트산, 스테아르산, 카프로산, 아스코르브산, 아라키드산, 베헨산, 헥사코사노산, 옥타코사노산, 펜타데카노산, 에루크산, 리놀레산, 리놀렌산, 아라키돈산, 아세트산, 시트르산, 타르타르산, 팔미톨레인산 및 올레인산으로부터 선택된다. 본 발명의 범주 내에서 가장 바람직한 지방산은 리놀레산, 리놀렌산 및 아라키돈산이며, 이들은 홍화유, 해바라기유, 올리브유 및 옥수수유(리놀레산), 홍화유, 해바라기유, 올리브유 및 호호바유(리놀렌산 및 아라키돈산) 및 평지씨유(에루크산)와 같은 천연 공급원으로부터 수득할 수 있다.
기타 방향족 산이 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 명백히 고려된다.
본 발명에 따라 파이토스테롤 에스테르를 형성하기 위해 소정의 파이토스테롤 및 산 또는 이의 휘발성 알콜과의 에스테르를, 파이토스테롤을 산과 축합시켜 에스테르를 생성하는 반응 조건하에서 함께 혼합할 수 있다. 식용 지방 및 오일 산 업에서 광범위하게 사용되는 이들 에스테르를 제조하는 가장 바람직한 방법은 미국 특허공보 제5,502,045호(본원에서 참고로 인용된)에 기재되어 있다. 다름 아닌 유리 파이토스테롤, 지방산 에스테르 또는 이들의 혼합물 및 내부 에스테르화 촉매(예: 에톡시화나트륨)가 사용되기 때문에 당해 기술은 궁극적으로 사람이 소비하기 위한 제품을 제조하기에 매우 적합하다. 개략적으로 말해서 본 발명에서 사용하기에 적당한 바람직한 방법은 파이토스테롤을 식물유 지방산 에스테르(바람직하게는 메틸 에스테르)와 함께 90 내지 120℃에서 가열시킨 후, 에톡시화나트륨과 같은 적당한 촉매를 가함을 포함한다. 이어서 촉매는 선행 기술 분야에 공지된 기술 중의 하나, 예를 들면 물을 가하고/가하거나 여과/원심분리시키는 기술에 의해 제거/분해시킨다.
본 발명에 따라 사용할 수 있는 또 다른 방법은 이 또한 본원에 참고로 인용된 미국 특허공보 제4,588,717호에 기재되어 있다. 바람직한 방법은 파이토스테롤과 지방산을 혼합시켜 당해 혼합물을 대기압에서 약 15 내지 약 45℃의 온도로 약 1시간 내지 3시간 동안 유지시키는 방법이다.
이와 같이, 가능한 가장 광범위한 정의가 본원에서 사용된 용어, "파이토스테롤 에스테르" 및 "파이토스탄올 에스테르"에 적용되어야 하는 것으로 이해해야 한다. 이러한 범주에는 이로써 한정되는 것은 아니나 지방족 또는 방향족 산에 의해 에스테르화된 파이토스테롤 및 파이토스탄올(이로써 각각 지방족 또는 방향족 에스테르를 형성하는), 페놀산 에스테르, 신남산 에스테르, 페룰산 에스테르, 파이토스테롤 및 파이토스탄올 글리코사이드 및 아실화 글리코사이드 또는 아실글리코 사이드가 포함된다.
본 발명의 에멀젼은 "건강에 좋은(healthful)" 지방계 또는 에멀젼계 식품과 관련된 각종 산업 문제를 극복한다는 사실이 밝혀졌다. 1) 파이토스테롤 에스테르는 비에스테르화 파이토스테롤보다 생물학적 효과가 적고, 2) 파이토스테롤 또는 파이토스테롤 에스테르가 저지방 유화 제품의 소용적 지질상 내에 분포하는 경우, 이러한 제품의 맛에 악영향을 미치는데 이는 지방 내에서 고농도의 파이토스테롤이 존재하는 경우 입과 혀에 왁스(wax)같은 느낌을 주기 때문이며 3)파이토스테롤/파이토스탄올의 지방산 에스테르화 형태를 제조하고 전달하기 위해 추가의 지방이 제품 내에 제공된다는 사실로 인해 유리 파이토스테롤 및 파이토스탄올을, 이들이 에스테르화된 상태보다 식품 및 기타 소비자용 배송품 내에 포함시키는 것이 바람직한 것으로 간주되었었다.
이러한 논란에도 불구하고 통상적으로는 상기한 바와 같이 에스테르화된 형태의 파이토스테롤 및 파이토스탄올을, 종종 우선적으로 지방계 식품 및 에멀젼의 지방 또는 오일상에 첨가하며 유리 형태의 파이토스테롤 또는 파이토스탄올을 첨가하는 경우는 거의 완전히 배제된다. 또한, 파이토스테롤 또는 파이토스탄올을 첨가하는 경우, 이들은 지방 잔기 또는 오일 상 중의 파이토스테롤 또는 파이토스탄올 에스테르와 혼합시킨다. 본 발명은 이러한 경우를 필요로 하지 않는다는 것을 교시한다.
황색 지방 스프레드(yellow fat spread)와 같은 에멀젼에 대해 통상의 실시예는 다음을 포함한다:
유럽 특허원 제0898896호(Unilever)는 40% 이상이 지방산 에스테르에 의해 에스테르화된 스테롤을 포함하는 스테롤 조성물 1% 이상을 포함하는 혈중 콜레스테롤 저하 효과를 지니는 천연 지방 성분을 포함하는 지방계 식품을 기재하고 있다. 이들 스테롤은 해바라기씨유로부터 유도된 지방산을 사용하여 65%의 에스테르화율로 에스테르화시킨다. 스테롤-에스테르 농축물은 다른 식용 오일 및 지방과 함께 스프레드 제조시에 사용한다. 최종 스테롤 등가 농도(유리 및 에스테르화 스테롤로서)는 제품상에서 11.0 %였다.
마아가린, 스프레드 및 스프레드형 치즈와 같은 지방 함유 제품의 제조시 사용되는 지방 블렌드(blend)는 액상 오일 분획과 소위, 하드스톡(hardstock)으로 이루어져 있다. 액상 오일 분획은 통상적으로 대두유, 해바라기유, 저 에루크산 평지씨유(캐놀라), 옥수수유 및 식물유들의 혼합물과 같은 액상의 비개질된 식물유를 포함한다. 하드스톡은 통상적으로 실온에서 고체 상태인 지방의 블렌드를 포함한다. 이러한 하드스톡은 결정화되어 최종 제품에 특정의 바람직한 물리적 특성, 이를 테면 입안에 질감, 크림성 및 용해성을 부여하는 고비율의 트리글리세라이드를 함유한다. 질감은 통상적으로 점도, 가소성, 고체 지방 함량 : 온도 및 융점과 같은 다수의 바람직한 특성을 포함한다.
하드 스톡의 적어도 일부를 포화 지방산 및 트랜스 지방산의 바람직하지 못한 부작용없이 식품에 동일한 느낌의 이점을 제공할 수 있는 기타 성분으로 대체하려는 시도에 수 많은 노력을 기울여왔다. 미국 특허공보 제5,354,573호는 식품 내의 질감처리제(texturizer)로서 지용성 중합체를 사용하는 방법을 교시하고 있다.
지방 함유 제품에 사용될 지방 블렌드의 보다 건강에 좋은 지방산 프로필을 수득하려는 또 다른 시도로는 라우르산 및 미리스트산과 같은 지방산의 양을 최소로 감소시킬 수 있도록 하드 스톡의 조성을 변경하는 것이다. 이러한 유형의 지방산은 혈중 콜레스테롤치를 증가시키는 잠재력에 대해 공지되어 있다. 통상적으로 하드 스톡은 완전 수소화된 식물유를 액상 불포화 식물유와 함께 동시에 내부 에스테르화시킴으로써 생성한다. 이러한 과정은 문헌[참조: Journal of the American Oil Chemists' Society (AOCS) 72, (1995), page 379-382]에서 논의된 바 있다..
그밖에 젤라틴, 펙틴, 올리고프럭토즈 및 기타 겔(예: 크산탄 검, 구아 검, 알기네이트, 카라기난 및 셀룰로즈 유도체)과 같은 안정화제를 사용하여 마아가린 또는 스프레드의 지방 함량을 감소시키려는 시도가 있었다. 기타 지방 대용물이 포화 및 트랜스 불포화 지방의 총 함량을 감소시키면서 최종 제품의 입안에서의 느낌을 모방하려는 시도에 사용된 바 있었다. 미국 특허공보 제5,502,045호는 콜레스테롤의 흡수를 감소시키기 위해 시토스탄올 지방산 에스테르를 사용하는 방법을 기재하고 있다. 당해 특허 문헌의 실시예 5는 60% 평지씨유, 35% 부분 경화된 대두유 및 5% 코코넛유로 이루어진 지방 80%를 함유하는 마아가린을 기재하고 있다. 지방 의 10중량% 및 20중량% 양의 β-시토스탄올 지방산 에스테르를 희석제로서 지방 블렌드에 첨가함으로써 지방 블렌드 및 하드 스톡의 액체 분획을 희석시킨다.
국제공개공보 제WO 9819556호(Raisio)에서는 질감 처리제로서 정의되는 스탄올 및 스테롤 지방산 에스테르 또는 이들의 블렌드가 통상의 하드스톡 트리글리세라이드의 결정성 네트워크(crystal network)와 유사한 특성을 지니는 결정성 네트 워크를 형성한다는 사실이 밝혀져 있다. 상기 특허 문헌은 상기한 질감 처리제가 지방 함유 제품에서 사용될 지방 블렌드에서 통상의 하드 스톡의 대체물로서 완전히 또는 부분적으로 사용되어질 수 있다고 제안하고 있다. 이러한 작용에 유리 파이토스테롤 또는 파이토스탄올을 사용한다고는 기재된 바 없다. 이러한 기술에서의 큰 단점은 대체시 에스테르가 사용되기 때문에, 보다 소량의 하드 스톡이 필요할 수 있으나 당해 에스테르는 여전히 지방 성분 자체를 포함한다는 사실이다. 필수적으로 이는 하나의 지방을 또 다른 지방으로 대체할 뿐이다.
놀랍게도 본 발명의 범주 내에서 유리 비에스테르화된 파이토스테롤, 파이토스탄올 또는 이들의 혼합물을 에멀젼의 수성 상에 혼입시키는 경우 상당한 질감을 제공하며(즉, 이는 감소량의 하드 스톡 또는 지방이 필요할 수도 있다는 사실을 의미한다), 지방 또는 오일 상에서 파이토스테롤 에스테르 또는 파이토스탄올 에스테르의 양을 감소시킨다는 사실이 밝혀졌다. 이는 에멀젼 내에서의 실제의 총 지방량이 감소할 수 있다는 사실을 의미한다.
바람직한 양태에 있어서, 에멀젼 상태의 지방계 식품에서 유리 파이토스테롤/스탄올 잔기를 제조가 진행되는 동안 에멀젼의 지방 또는 오일 상에 첨가된 파이토스테롤/스탄올 에스테르의 중량보다 큰 중량으로 제조가 진행되는 동안 에멀젼의 수성 상에 가한다.
추가로 바람직한 양태에 있어서, 에멀젼 상태의 지방계 식품에서 유리 파이토스테롤/스탄올 잔기를 제조가 진행되는 동안 에멀젼의 지방 또는 오일 상에 첨가된 파이토스테롤/스탄올 에스테르의 중량보다 5 내지 95% 큰 중량으로 제조가 진행 되는 동안 에멀젼의 수성 상에 가한다.
에멀젼의 제형화 :
에멀젼은 하나의 상(내부 또는 불연속 상)이 다른 하나의 상(외부 또는 불연속상) 내에 소적으로서 분산되어 있는 2개의 비혼화성 상, 이를 테면 오일 및 물을 포함하는 미분된 또는 콜로이드성 분산액이다. 따라서 수-중-유 에멀젼은 내부상으로서의 오일과 외부상으로서의 분산수로 이루어져 있으며, 유-중-수 에멀젼은 이와 반대의 관계이다.
이를 테면 수성 상에 유리 파이토스테롤/스탄올을 포함하고 지방상에 에스테르화된 파이토스테롤/스탄올을 포함하며 모든 유형의 표준 에멀젼 및 마이크로에멀젼을 포함하는 광범위한 유화계를 본 발명에 따라 형성시킬 수 있다.
일반적으로 에멀젼은 오일상 및 수성 상, 유화제, 에멀젼 안정화제 및, 임의로, 방부제, 향미제, pH 조절제 및 완충제, 킬레이트화제, 소포제, 장력 조절제(tonicity adjusters) 및 산화방지제를 포함할 수 있다. 적합한 유화제(여기서, 괄호 안의 수는 바람직한 HLB 값을 의미한다)는 음이온성 계면활성제(예: 알콜 에테르 설페이트, 알킬 설페이트(30-40), 소프(12-20) 및 설포석시네이트); 양이온성 계면활성제(예: 4급 암모늄 화합물); 쯔비터 이온성 계면활성제(예: 알킬 베타인 유도체); 양쪽성 계면활성제(예: 지방 아민 설페이트, 디지방 알킬 트리에탄올아민 유도체(16-17)); 및 비이온성 계면활성제(예: 지방족 또는 지환족 알콜, 포화 지방산 및 알킬페놀의 폴리글리콜 에테르 유도체, 폴리프로필렌 글리콜 및 알킬 폴리프로필렌 글리콜로의 수용성 폴리에틸렌옥시 부가 생성물, 노닐페놀 폴리에톡시에탄 올, 캐스터유 폴리글리콜 에테르, 폴리프로필렌/폴리에틸렌 옥사이드 부가 생성물, 트리부틸페녹시-폴리에톡시에탄올, 폴리에틸렌 글리콜, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올, 라놀린 알콜, 폴리옥시에틸화(POE) 알킬 페놀, POE 지방 아미드, POE 지방 알콜 에테르, POE 지방 아민, POE 지방 에스테르, 폴록사머(719), POE 글리콜 모노에테르(13-16), 폴리소르베이트 및 소르비탄 에스테르)를 포함한다. 기타 유화제가 동등하게 적합하기 때문에, 위와 같이 열거된 리스트는 배타적인 것이 아니다.
적합한 에멀젼 안정화제는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 폴리사카라이드(예: 아카시아, 아가, 알긴산, 카리기닌, 구아 검, 카라야 검, 트라가칸트 크산탄 검), 양쪽성 물질(예: 젤라틴) 및 합성 또는 반합성 중합체(예: 카보머 수지, 셀룰로즈 에테르, 카복시메틸 키틴, 폴리에틸렌 글리콜-n(에틸렌 옥사이드 중합체 H(OCH2CH2)nOH)); 클레이(clays)를 포함하는 미분 고체(예: 애터펄자이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 카올린, 규산알루미늄마그네슘 및 몬트모릴로나이트), 미정질 셀룰로즈 옥사이드 및 하이드록사이드(예: 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 실리카); 및 아미노산, 펩타이드, 단백질 레시틴 및 기타 인지질을 포함하는 인공 점성 촉진제(cybotactic promoter)/겔화제 및 폴록사머와 같은 친액성 콜로이드를 포함한다. 에멀젼 형성시 사용하기에 적합한 산화방지제는 킬레이트화제(예: 시트르산, EDTA 페닐알라닌, 인산, 타르타르산 및 트립토판), 우선적으로 산화된 화합물(예: 아스코르브산, 중아황산나트륨 및 아황산나트륨); 수용성 쇄 종결제(예: 티올) 및 지질 가용성 쇄 종결제(예: 알킬 갈레이트, 아스코빌 팔미테이트, t-부틸 하이드로 퀴논, 부틸화 하이드록시아니솔, 부틸화 하이드록시톨루엔, 하이드로퀴논, 노르디하이드로구아이아레트산 및 α-토코페롤)를 포함한다. 적합한 방부제, pH 조절제, 및 완충제, 킬레이트화제, 삼투제, 착색제 및 향미제를 첨가할 수도 있다.
가장 바람직한 형태에 있어서, 고 HLB 값을 지니는 유화제가 수성 상에서 사용하기 위해 선택된다. HLB 계는 계면활성제의 특성을 규정짓는 데 사용되는 척도이다. HLB 계 및 HLB 값의 측정방법에 대한 상세한 설명은 본원에서 참고로 인용된 문헌[참조: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, (3 Ed.) 8: pp 910-918]에서 발견할 수 있다. HLB 값이 7 내지 18의 범위, 특히 8 내지 18의 범위인 유화제는 종종 수-중-유(o/w) 유화제로 칭명된다. w/o 유화제는 HLB 값이 1 내지 9의 범위, 특히 1 내지 6 범위이다. HLB 수는 합산할 수 있어서, 공지된 HLB를 지니는 유화제의 블렌드의 총 HLB 값은 용이하게 산출할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 형태에 있어서, 수성 상에 사용되는 모든 비-스테롤 유화제는 HLB 값이 17 이상이다.
일반적으로 상기한 유화제는 평균 약 10 내지 약 100의 알콕실레이트 유화제; 알킬렌 옥사이드, 특히 에틸렌 옥사이드 잔기; 및 당 모노-에스테르 및 폴리글리세롤 모노-에스테르, 하이드로카빌, 특히 알킬, 폴리사카라이드를 포함하는 비-알콕실레이트 유화제; 지방산의 탄소수가 8 내지 12인 지방산 글리세롤 에스테르(예: 글리세롤 모노라우레이트); 및 지방산 N-당 아미드(예: 글루카미드)를 포함한다. 그러나, HLB 요건을 충족하는 모든 유형의 액상 유화제를 사용할 수 있다. 이러한 유형의 기타 유화제의 예는 본원에 참고로 인용된 문헌[참조: McCutcheon's, Vo1 1 : Emulsifiers & Detergents, 2000]에서 발견할 수 있다.
본 발명의 하나의 바람직한 양태에 따라, 수성 상에서 사용하기 위해 선택될 수 있는 유화제의 특정 예에는 이로써 제한되는 것은 아니나, 나트륨 스테아로일 락틸레이트("SSL" HLB 21), 수크로즈 모노스테아레이트(HLB 16); 수크로즈 모노라우레이트, 나트륨 올레이트(HLB 18), 칼슘 스테아로일 락틸레이트; 나트륨 올레이트 (HLB 18); 폴리옥시에틸렌-20-소르비탄 모노팔미테이트(HLB 15.6); 폴리옥시에틸렌-40-스테아레이트(HLB 16.9); 트윈 20(POE(20) 소르비탄 모노라우레이트)(HLB 약 16.7), 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 및 폴리옥시에틸렌 스테아르산 모노에스테르가 포함된다. 추가로, Emultop™을 사용할 수도 있다.
본 발명의 범주 내에서 사용하기 위한 가장 바람직한 비-스테롤 유화제는 락트산과 스테아르산을 배합한 후 생성물을 수산화나트륨 또는 수산화칼슘과 반응시켜 나트륨 또는 칼슘 염을 수득함으로써 제조할 수 있는 SSL이다.
에멀젼의 일반적인 제조방법은 다음과 같다: 2개의 상(오일상과 수상)을 별도로 적당한 온도로 가열시킨다(양 경우에 동일한 온도, 일반적으로 고체 또는 반고체 오일의 경우에는 최고 융점 성분의 융점보다 일반적으로 51℃ 높거나 오일 상이 액체인 경우에는 일상적인 실험에 의해 측정된 적합한 온도). 수용성 성분은 수성(수) 상에 용해시키고 오일 가용성 성분은 오일상에 용해시킨다. 수-중-유 에멀젼을 생성하기 위해 오일상을 수성 상에 강력하게 혼합시켜 적합한 분산액을 생성시키고, 생성물을 교반시키면서 조절된 속도로 냉각시킨다.
유-중-수 에멀젼은 반대 방식으로 형성한다. 즉, 수상을 오일 상에 가한다. 친수성 콜로이드가 에멀젼 안정화제로서 시스템의 일부인 경우, 상 전환 기술을 이용함으로써 콜로이드를 수성 상보다는 오일상으로 혼합시킨 후 수성 상에 가한다. 반 고체인 본 발명의 오일계 조성물을 사용하는 경우, 당해 조성물을 가열 전에 오일상에 가하는 것이 바람직하다.
표준 에멀젼보다 적어도 크기가 더 작은(10 내지 100 nm) 입자 크기에 의해 특징화되며, "단일 광학적 등방성 및 열역학적으로 안정한 액체인 물, 오일 및 양친매성 물질"(14)로 정의되는 마이크로에멀젼 또한 본 발명의 조성물을 형성할 수 있다. 바람직한 형태에서 마이크로에멀젼은 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물, 공계면활성제, 본 발명의 (통상적으로는 단쇄 알콜) 오일계 조성물, 물 및 임의로 기타 첨가제를 포함한다.
마이크로에멀젼의 형성시 사용하기에 적합한 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물은 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성일 수 있고 HLB(친수성-친유성 밸런스) 값이 1 내지 20의 범위, 바람직하게는 2 내지 6 및 8 내지 17의 범위이다. 특히 바람직한 계면활성제 또는 계면활성제 혼합물은 지방족 또는 지환족 알콜, 포화 지방산 및 알킬페놀의 폴리글리콜 에테르 유도체, 폴리프로필렌 글리콜 및 알킬폴리프로필렌 글리콜로의 수용성 폴리에틸렌옥시 부가 생성물, 노닐페놀 폴리에톡시에탄올, 캐스터유 폴리글리콜 에테르, 폴리프로필렌/폴리에틸렌 옥사이드 부가생성물, 트리부틸페녹시-폴리에톡시에탄올, 폴리에틸렌 글리콜, 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올, 라놀린 알콜, 폴리옥시에틸화(POE) 알킬 페놀, POE 지방 아미드, POE 지방 알콜 에테르, POE 지방 아민, POE 지방 에스테르, 폴록사머(719), POE 글리콜 모노에테르(13-16), 폴리소르베이트 및 소르비탄 에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 비이온성 계면활성제이다.
마이크로에멀젼을 제조하기 위해 당업자에게 공지되어 있고 당업자에 의해 사용되는 수 많은 방법이 있다. 본 발명의 마이크로에멀젼을 형성하는 바람직한 방법에서는, 계면활성제, 공-계면활성제 및 파이토스테롤, 파이토스탄올 또는 이들의 혼합물(적합한 비율의 적당한 오일에 예비 용해시킨)을 혼합시킨 후, 바람직한 투명도를 지니는 계가 수득될 때까지 물로 적정시킨다.
본 발명의 범주 내에서 광범위한 정의를 용어 "에멀젼"에 적용해야 하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 일반적으로 에멀젼은 식품 내에서 통상적으로 오일 및 물을 의미하는 2개 이상의 혼화성 액체의 혼합물로서 정의된다. 이러한 것들 중의 하나 이상은 연속(또는 외부) 상이고 분산된(불연속, 내부) 상도 발견할 수 있을 것이다. 그러나 식품 산업은 또한 빵, 미트 에멀젼(meat emulsion) 및 아이스크림과 같은 제품의 정의시 비액체를 포함하기도 한다. 미트 에멀젼은 실제로 분쇄된 미트, 유화제 및 안정화제의 겔화 단백질 수-중-유(O/W) 매트릭스이다. 베이커리 제품은 일반적으로 에어 버블(air bubbles)을 받치고 있는 녹말과 단백질 네트워크의 O/W 매트릭스(몇몇 충전제 및 크림 배제)이다. 버터 및 마아가린은 유-중-수(W/O) 지방 결정 네트워크에 형성된 제품이다.
오일 또는 지방이 분산상이고 물이 연속상인 중요한 수-중-유 식품 에멀젼은 밀크, 크림, 아이스크림, 샐러드 드레싱, 케이크 반죽, 향미제 에멀젼, 미트 에멀젼 및 크림 리큐어(cream liquer)를 포함한다. 식품 유-중-수 에멀젼의 예는 버터 또는 마아가린이다.
본 발명에 따라 생성된 유화된 지방계 제품은 수-중-유(o/w, 또는 수 연속성) 또는 유-중-수(w/o, 또는 유 연속성) 에멀젼일 수 있으며, 이에 따라 특정 유화제가 에멀젼을 제조하는 데 사용하기 위해 선택될 수 있다. 스프레드, 마아가린, 아이싱(icing), 프로스팅(frosting) 등의 제조시 제조된 것들과 같은 유-중-수(w/o 또는 연속) 에멀젼은, 유리 파이토스테롤/스탄올을 수성 상에 혼입함으로써, 이의 상응하는 에스테르에 비해 향상된 치료학적 효능 뿐만 아니라 필요한 고체 지방 또는 하드 스톡의 양을 감소시킬 수 있게 하는, 예기치 못하였으나 매우 유리한 질감 효과로 인하여 훨씬 유리하다.
사용 방법
본 발명은 본원에 기재되어 있는 에멀젼의 치료학적 유효량을 투여함을 포함하여, 아테롬성 동맥경화증, 고지혈증, 이상지혈증, 저알파지방단백혈증, 고혈압, 고콜레스테롤혈증 및 복부 비만을 포함하는, 동물의 심혈관계 질환 및 이의 잠복성 질환을 치료하거나 예방하는 방법을 제공한다.
본 발명은 추가로 본원에 기재되어 있는 에멀젼의 치료학적 유효량을 동물에 투여함을 포함하여, 동물에서 혈청 LOL 콜레스테롤 저하, 혈청 HDL 콜레스테롤 증가 및 혈청 트리글리세라이드 감소와 같은 예방 및 치료 목적 중의 하나 이상을 제공하는 방법을 제공한다.
본 발명은, 추가로, 상기한 바와 같은 에멀젼, 특히 배타적이지는 않으나 식품, 음료, 영양 보조 식품 및 약제의 일부를 형성하는 에멀젼의 용도를 포함한다.
특히, 본 발명의 에멀젼은 심혈관계 질환의 멀티-팩토리얼 프리젠테이션(multi-factorial presentation)에 기여하는 2개 이상의 유의한 인자: 증가된 LDL 양 및 증가된 총 콜레스테롤 양을 제공하는 데 특히 유용한 것으로 밝혀졌다.
본원에 기술된 바람직한 효과는 다수의 상이한 방식으로 달성할 수 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 에멀젼은 식품, 음료, 영양 보조 식품, 기능성 식품을 포함하는 식품 등의 일부 또는 전부를 형성함으로써 투여할 수 있다.
용어, "치료학적으로 효과적인"은 다음과 같은 하나 이상의 예방 및/또는 치료 목적을 달성하기 위해 동물, 특히 사람에게 투여되거나 사람에 의해 섭취되는 파이토스테롤 및/또는 파이토스탄올(유리 및 에스테르화된 형태)의 합량을 한정하기 위한 것이다:
a) 혈청 LDL 콜레스테롤치의 저하;
b) 혈청 HDL 콜레스테롤치의 증가;
c) 혈청 트리글리세라이드 양의 감소;
d) 일반적으로 CVD와 관련된 질환의 치료;
e) 아테롬성 동맥경화증의 치료;
f) 고콜레스테롤혈증의 치료;
g) 고지혈증 증세의 치료;
h) 이상지혈증 증세 또는 질환의 예방, 감소, 제거 또는 경감화;
i) 고콜레스테롤혈증, 저알파지방단백혈증의 예방, 감소, 제거 또는 경감화;
j) 죽상 경화성 병변의 진행의 예방, 감소, 제거 또는 경감화; 및
k) 플라즈마 HDL의 결핍, 또는 과량의 LDL, VLDL, Lp(a), β-VLDL, IDL 또는 잔존하는 지단백질의 존재에 의해 악화되거나 근거가 되는 모든 증세, 질환 또는 질병의 감소, 제거 또는 경감.
본 발명의 에멀젼은 예를 들면 혼합, 용해, 과립화, 유화, 캡슐화, 함입 또는 동결건조 과정과 같은 통상의 에멀젼 형성 수단에 의해 자체가 공지된 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 있어서, 본 발명의 에멀젼은 제한없이 다음을 포함하는 식품, 음료, 영양 보충제 및 영양 보조 식품의 일부 또는 전부를 형성할 수 있다:
1) 유제품(예: 치즈, 버터, 밀크 및 기타 유제 음료, 스프레드 및 유제 분말, 아이스크림 및 요거트);
2) 지방계 제품(예: 마아가린, 스프레드, 마요네즈, 쇼트닝(shortening), 요리 및 튀김용 오일 및 드레싱);
3) 그레인(grain)을 포함하는 씨리얼계 제품(예: 빵 및 파스타(pastas))(이들 제품이 쿡킹되거나 베이킹되거나 그렇지 않으면 가공 처리되었는지의 여부에 따라);
4) 과자류(예: 초콜릿, 캔디, 츄잉검, 디저트, 비유제 토핑(topping)(예를 들면, Cool Whip™), 셔벗(sorbet), 아이싱 및 기타 충전제;
5) 음료- 알콜 또는 비알콜인지의 여부에 따라 콜라 및 기타 소프트 드링크, 쥬스 드링크, 식이 요법용 보충제 및 식사 대용 드링크(예: Boost™ 및 Ensure™이 라는 상표명으로 시판되는 음료수 포함); 및
6) 잡화 제품-달걀 및 달걀 제품, 및 스프, 사전에 제조한 파스타 소스, 사전에 제조한 밀(meal) 등과 같은 가공 식품을 포함.
다음 실시예는 본 발명의 하나의 국면을 예시하기 위해 제공된 것이며 전체로 기술된 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.
실시예 1: 스프레드
레듀콜 6%를 함유하는 저지방 마아가린(60% 지방)을 5 내지 10kg의 배치로 제조하였다. 캄페스테롤, 캄페스탄올, β-시토스테롤 및 시토스탄올을 포함하는 레듀콜을 수(수성) 상에 가했다. 투명한 지방 용액(캄페스테롤 에스테르, 캄페스탄올 에스테르, β-시토스테롤 에스테르 및 시토스탄올 에스테르를 포함하는 에스테르 혼합물을 용해시킨)을 공급 탱크(20L)에 정치시키고 40 내지 45℃로 냉각시키고 (분산 소자 S50N이 장착된 Ultra-Turrax T50, IKA Works Inc., Wilmington, NC, USA)를 이용하여 교반시켰다. 이어서 수 분획(40%)을 첨가하고 온도를 60℃로 조절했다. 블렌드를 보테이터(votator)에 넣고 8 내지 10℃에서 처리했다. 마아가린의 조성은 다음 표에 기재되어 있는 바와 같다:
성분 1000 kg 당 양
수성 상
물 482.700
염 10.00
소르브산칼륨 1.000
레듀콜(유리 스테롤/스탄올의 혼합물) 37.100
탈지 분유 7.000
오일상
평지씨유 288.803
코코넛유 35.000
매그패트(Magfat) 50.000
파이토스테롤/스탄올 에스테르 혼합물 37.200
모노/디글리세라이드 3.000
레시틴 0.800
향미제 0.150
β-캐로틴 3.200

Claims (11)

  1. a) 수성 상이 하나 이상의 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 유리된(비에스테르화된) 형태로 포함하고;
    b) 오일 또는 지방상이 파이토스테롤 또는 파이토스탄올, 또는 이들의 혼합물을 에스테르화된 형태로 포함함을 특징으로 하는 안정한 에멀젼.
  2. 제1항에 있어서, 파이토스테롤이 시토스테롤, 캄페스테롤, 스티그마스테롤, 디하이드로브라씨카스테롤을 포함하는 브라씨카스테롤, 데스모스테롤, 칼리노스테롤, 포리페라스테롤, 클리오나스테롤, 에르고스테롤, 코프로스테롤, 코디스테롤, 이소푸코스테롤, 푸코스테롤, 클레로스테롤, 네르비스테롤, 라토스테롤, 스텔라스테롤, 스피나스테롤, 콘드릴라스테롤, 페포스테롤, 아베나스테롤, 이소아베나스테롤, 페코스테롤, 폴리나스타스테롤 및 이의 모든 천연 또는 합성 형태 및 유도체(이성체 포함)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 안정한 에멀젼.
  3. 제1항에 있어서, 파이토스탄올이 모든 포화되거나 수소화된 파이토스테롤 및 이의 모든 천연 또는 합성 형태 및 유도체(이성체 포함)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 안정한 에멀젼.
  4. 제1항에 있어서, 오일 또는 지방상 중의 파이토스테롤 및/또는 파이토스탄 올이 지방산 에스테르, 방향족 산 에스테르, 페놀산 에스테르, 신나메이트 에스테르, 퍼룰레이트 에스테르, 파이토스테롤/파이토스탄올 글리코사이드 및 파이토스테롤/파이토스탄올 아실글리코사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 형태로 존재하는, 안정한 에멀젼.
  5. 제1항에 있어서, 황색 스프레드(마아가린), 버터, 드레싱(dressing), 마요네즈, 쇼트닝(shortening), 충전제, 토핑(topping), 크림, 스프, 화이트너(whitener) 또는 소스(sauce)인, 안정한 에멀젼. .
  6. 제1항에 따르는 안정한 에멀젼의 치료학적 유효량을 투여함을 포함하여 아테롬성 동맥경화증, 고지혈증, 이상지혈증, 저알파지방단백혈증, 고혈압, 고콜레스테롤혈증 및 복부 비만을 포함하는 동물의 심혈관계 질환 및 이의 잠복성 질환을 치료 또는 예방하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 동물이 사람인 방법.
  8. 제1항에 따르는 안정한 에멀젼의 치료학적 유효량을 동물에 투여함을 포함하여 동물에서 혈청 LOL 콜레스테롤 저하, 혈청 HDL 콜레스테롤 증가 및 혈청 트리글리세라이드 감소 중의 하나 이상의 치료 목적을 달성하는 방법.
  9. 제1항에 따르는 안정한 에멀젼을 혼입한 식품.
  10. 제1항에 따르는 안정한 에멀젼을 혼입한 음료.
  11. 제1항에 따르는 안정한 에멀젼을 혼입한 영양 보조 또는 기능성 식품.
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