KR20100131369A

KR20100131369A - 장용 방출 시스템의 신규 제법

Info

Publication number: KR20100131369A
Application number: KR1020100052619A
Authority: KR
Inventors: 아마드 아카쉬; 아닐쿠마르 가나파티 가온카르; 레스 로렌스; 아마도 아르. 로페즈; 로날드 엘. 메이바흐; 다나 세바스타; 얀 왕; 제임스 디. 화이트
Original assignee: 크래프트 푸드 글로벌 브랜드 엘엘씨.
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2010-12-15
Also published as: US20100310726A1; RU2534573C2; MX2010006145A; IL205979A0; AU2010202292A1; JP2011036239A; MY155720A; EP2266545B1; US20120273982A1; ZA201003846B; BRPI1004263A2; NZ585725A; EP2266545A1; RU2010122983A; CN101904493A; CA2705629A1; US20140255501A1; US8765030B2

Abstract

소수성 액체는 실질적으로 유기 용매를 함유하지 않는 환경에서 장용 매트릭스에 의해 마이크로캡슐화되며, 본 방법은 수중 장용 물질과 소수성 액체의 유화액을 형성하는 단계, 유화액을 산으로 적정하여 장용 매트릭스 중 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 입상 침전물을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

장용 방출 시스템의 신규 제법{NOVEL PREPARATION OF AN ENTERIC RELEASE SYSTEM}

본원은 유기 용매를 사용하지 않고 소수성 액체를 장용 매트릭스(enteric matrix)로 마이크로캡슐화하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 소수성 액체는 수성 환경에서 마이크로캡슐화된다.

양분 전달 적용에서 활성 물질의 장으로의 전달은 제한되어 왔다. 장으로의 전달 시스템은 활성 물질 또는 의약이 낮은 pH에 민감하다고 알려져 있거나, 또는 다른 방법에 의해 유효하게 차폐할 수 없는 바람직하지 못한 향미 및/또는 풍미 특성을 갖는 경우에 보통 사용되었다. 일반적으로, 장으로의 전달은 정제 및 겔 캡슐을 사용하여 이루어진다. 그러나, 이들 특정한 전달 방법은 식품 적용에 아주 적합하지는 않다. 특히, 정제든 캡슐이든 가장 흔하게 존재하는 식품으로 통합되도록 사이징되지 않는다.

장으로의 전달을 위한 별도의 방법은 마이크로캡슐화이다. 마이크로캡슐화는 일반적으로 특화된 장치를 사용하거나, 또는 유기 용매를 포함하는 환경에서 행해진다. 이들 방법은 추가의 자본 지출 및 유기 용매와 같은 추가 재료(후속하는 마이크로캡슐화 사이클에서 사용되거나 사용되지 않을 수 있음)의 사용을 필요로 한다. 그 결과, 마이크로캡슐화 방법은 장치 및 유기 용매의 조달 및 폐기 모두에 있어서 투자를 필요로 한다.

<개요>

수성 환경에서 유기 용매를 사용하지 않고 활성 성분을 장용 매트릭스 내로 마이크로캡슐화하는 방법이 제공된다. 수성 환경에서의 마이크로캡슐화는 작업 조건을 더 수월하게 하고 유기 폐기물을 더 감소시킨다.

활성 성분을 장용 매트릭스로 마이크로캡슐화하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 이용될 장용 중합체의 완전 용해를 유지시키는 pH에서, 물, 장용 매트릭스 물질 및 유화제의 배합물을 교반 또는 혼합하는 단계를 포함하여, 상기 배합물은 실질적으로 유기 용매를 함유하지 않는다. 이어서, 소수성 액체를 배합물에 가한다. 이어서, 소수성 액체와 배합물을 교반하여 조 유화액을 생성한 후, 균질화하여 미세 안정 유화액을 생성한다.

이어서, 유화액을 조절된 혼합 조건하에, 입상 침전물을 형성하기에 유효한 양 및 속도로 산 적정시킬 수 있다. 또한, 입상 침전물을 여과, 세척 및 건조하여 분말을 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, 표면 오일 제거제를 여과후의 침전물에 가하여 마이크로캡슐화된 물질로부터 표면 오일을 제거할 수 있다.

또한, 소수성 액체 및 가교된 장용 매트릭스를 포함하는 조성물이 제공된다.

본 발명의 방법은 수성 환경에서 유기 용매를 사용하지 않고 활성 성분을 장용 매트릭스 내로 마이크로캡슐화하여, 작업 조건을 더 수월하게 하고 유기 폐기물을 더 감소시킨다.

도 1은 소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 방법을 도시한다.
도 2는 실시예 2, 4 및 5의 생성물의 분석이다.
도 3 내지 5는 실시예 6에서 논의하는, 각종 장용 매트릭스 물질을 사용한 소수성 액체의 방출 속도를 도시한다.
도 6은 실시예 7에서 논의하는, 그 안에 에스테르를 포함하는 소수성 액체의 방출 속도를 도시한다.

소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 방법은 일반적으로 도 1에 기재된 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 물, 장용 매트릭스 물질 및 유화제를, 장용 매트릭스 물질 및 유화제가 물에 완전히 분산될 때까지 교반시킨다 (100). 일반적으로, 유화제 및 장용 매트릭스 물질은 물에 함께 가하거나 또는 어느쪽을 먼저 가하던지 따로따로 가할 수 있다. 분산액의 pH는 일반적으로 약 7.2 내지 9.0이다. 일부 실시양태에서, 염기, 예컨대 수산화나트륨, 수산화암모늄 또는 수산화칼륨을 분산액에 가하여 pH를 약 7.1 내지 약 12.0의 범위로 상승시켜 유기 용매를 사용하지 않으면서 장용 중합체의 완전 용해를 보장하고 유지할 수 있다.

본원에 사용되는 "교반" 또는 "교반된"은 10,000 RPM 미만의 속도로 작동하는 회전자/교반자 혼합 장치 또는 임펠러가 있는 상부 주입 혼합기의 사용을 나타낸다.

본원에 사용되는 "실질적으로 유기 용매를 함유하지 않는"은 가공 조건하에 장용 물질의 용해를 가능하게 하는데 요구되는 양보다 적은, 가해진 유기 용매, 예컨대 이소프로판올 또는 에탄올 또는 임의의 다른 유기 용매의 양을 의미한다. 바람직하게는, 가해진 유기 용매의 양은 물, 유화제 및 장용 물질의 배합물의 약 0.1 중량％ 미만이다.

한 실시양태에서, 물은 탈이온수이다.

본원에 사용되는 장용 매트릭스 물질은 배합물 또는 2종 이상의 식품급 장용 중합체의 임의의 식품급 장용 중합체이다. 바람직하게는, 장용 매트릭스 물질은 셸락 또는 제인 또는 이들의 배합물이다. 하기 논의되는 바와 같이, 셸락 대 제인의 비율을 미리 결정하여 섭취 후 목적하는 방출 속도를 달성할 수 있으며, 감소된 방출 속도는 증가된 셸락 대 제인의 비율에 상응한다. 셸락은 알칼리성 (pH > 7) 수용액, 예컨대 고체 함량이 약 25 중량％인 수계 용액으로서 상업적으로 제공될 수 있거나, 또는 시판되는 정제되고, 표백되고, 밀랍제거된 셸락 분말로부터 제조할 수 있다. 셸락 희석액은 실질적으로 유기 용매를 함유하지 않지만, 이는 미량의 유기 용매, 예컨대 이소프로필 알코올 (상업용 제품에 포함될 수 있는 것)을 함유하여 셸락 용액 내의 다른 구성성분, 예컨대 메틸 및 프로필 파라벤을 위한 캐리어로서 작용할 수 있다. 바람직하게는, 바람직한 셸락 용액은 임의의 유기 용매를 함유하지 않는다.

바람직하게는, 장용 매트릭스 물질은 셸락 및 제인의 배합물을 포함하며, 제인은 건조 중량을 기준으로 장용 매트릭스 물질의 약 5.0％ 이상을 차지한다. 제인 및 셸락의 수화 및 용해성의 차이로 인해, 특히 다양한 pH 및 수화 속도 및 용해 속도에서의 용해성의 차이로 인해, 셸락 대 제인의 상이한 비율은 상이한 장용 용해 특성 및 또한 최종 생성물, 예컨대 음료 내의 상이한 정도의 코어 물질 보호를 제공한다.

본원에 기재된 유화제는 임의의 식품급 유화제이다. 바람직한 실시양태에서, 유화제는 폴리소르베이트, 폴리글리세롤 에스테르, 수크로오스 스테아레이트, 수크로오스 에스테르, 단백질, 레시틴 또는 이들의 배합물이다.

일반적으로, 물은 분산액의 약 50.0 중량％ 내지 약 95.0 중량％, 바람직하게는 약 70.0 중량％ 내지 약 95.0 중량％, 보다 바람직하게는 약 80.0 중량％ 내지 약 90.0 중량％를 차지한다. 유화제는 일반적으로 분산액의 약 5.0 중량％ 미만, 바람직하게는 약 0.01 중량％ 내지 약 1.0 중량％, 보다 바람직하게는 분산액의 약 0.01 중량％ 내지 약 0.1 중량％를 차지한다. 제인, 셸락 또는 이들의 배합물은 분산액의 약 1.0 중량％ 내지 약 10.0 중량％, 바람직하게는 약 4.0 중량％ 내지 약 9.0 중량％, 보다 바람직하게는 약 5.0 중량％ 내지 약 8.0 중량％의 범위이다.

분산액 형성 후, 소수성 액체를 가하고 (200) 교반하여 액적 크기가 약 10 마이크로미터 초과인 조 유화액을 제공한다. 조 유화액을 형성한 후, 조 유화액을 균질화시켜 미세 안정 유화액을 생성한다 (300). 미세 안정 유화액의 액적 크기는 약 10 마이크로미터 미만이다. 미세 유화액 내에서, 소수성 액체는 전체에 걸쳐 미세 액적 형태로 균질하게 분산되어 있다. 바람직하게는, 소수성 액체는 유화액의 약 2.0 중량％ 내지 약 7.0 중량％ 범위의 양으로 가한다. 보다 바람직하게는, 소수성 액체는 유화액의 약 3.0 중량％ 내지 약 6.0 중량％ 범위의 양으로 가한다. 유화액은 약 60.0 내지 약 95.0％의 물을 포함한다.

본원에 사용되는 "균질화" 또는 "균질화된"은 10,000 RPM 초과의 속도로 작동하는 회전자/교반자 혼합 장치 또는 500 내지 10,000 psi의 압력에서 작동하는 밸브 균질화기의 사용을 말한다.

소수성 액체는 소수성 액체 및 고체, 예컨대 이들과 혼합되거나 배합된 고체 또는 그 안에 용해되거나 가용화된 고체의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예로서, 소수성 액체는 pH 감응성으로 인해 위보다는 소장에서 방출되는 것이 요망되는 물질을 포함하도록 선택될 수 있다. 예로서, 소수성 액체는 에난(Enan)의 미국 특허 공보 제2008/0145462호에 기재된 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소수성 액체는 25 내지 35 중량％의 파라-시멘, 1 내지 10 중량％의 리날로올, 1 내지 10 중량％의 알파-피넨, 35 내지 45 중량％의 티몰, 및 20 내지 30 중량％의 대두유를 포함한다.

특히, 본원에 기재된 소수성 액체는 구충 특성을 갖는 정유 블렌드를 포함할 수 있다. 바람직한 한 실시양태에서, 유기 화합물은 식품급 오일, 즉 대두유와 블렌딩한다. 또한, 유기 화합물은 티몰 및 리날로올을 포함할 수 있다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 유기 화합물은 알파-피넨 및 파라-시멘을 추가로 포함한다. 하기 실시예에서 논의되는 바와 같이, 예시적인 한 블렌드는 약 17.5 중량％의 대두유, 약 8 중량％의 알파-피넨 (액체), 약 44 중량％의 파라-시멘 (액체), 약 5 중량％의 리날로올 (액체) 및 약 25.5 중량％의 티몰 (결정)을 포함한다. 별법의 실시양태에서, 본원에 참조로 포함하는 동시 계류중인 미국 출원 일련 번호 제12/479,444호에 기재된 바와 같이, 소수성 액체는 에스테르, 예컨대 리날로올 및 티몰의 에스테르를 포함한다.

소수성 액체의 기타 적합한 예는 불포화 및 다중불포화 오메가 3, 기타 불포화 및 다중불포화 지질 또는 지방산 및 이들의 트리글리세라이드, 베타-카로틴, 및 유용성 비타민, 위 자극제, 또는 산성 pH 조건에 감응성이거나 바람직하지 못한 강한 풍미를 부여하는 임의의 기타 소수성 물질을 포함한다.

이어서, 유화액을 산 적정한다 (400). 산 적정 동안 유화액을 교반 또는 균질화 (고압 균질화 아님), 바람직하게는 교반시킬 수 있다. pH를 등전점 아래, 예컨대 pH를 약 7.0 아래로 감소시키기에 유효한 양으로 산 적정하여 상 분리시키고, 소수성 액체가 그 안에 마이크로캡슐화된 용액으로부터 장용 매트릭스의 침전을 유도하여, 수용액 및 침전물의 슬러리를 생성한다. 슬러리는 입도가 약 1.0 내지 약 1000.0 마이크로미터, 바람직하게는 약 10.0 내지 약 500.0 마이크로미터, 보다 바람직하게는 약 75.0 내지 약 250.0 마이크로미터인 입상 침전물을 포함한다. 보다 바람직하게는, 침전은 약 3.0 내지 약 6.5, 바람직하게는 약 3.0 내지 약 5.0 범위의 pH에서 일어난다.

이론으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 유화액의 pH가 등전점 아래로 하락함에 따라, 셸락 및 제인 입자가 모두 동류 입자에 대해 또는 서로에 대해 가교되어 매트릭스를 형성하며, 소수성 액체는 매트릭스 내에 마이크로캡슐화된다. 가교의 결과로서, 소수성 액체는 매트릭스 전체에 걸쳐 균질하게 분산된다. 매트릭스는 소수성 액체에 대한 밀봉을 추가로 제공한다. 그 결과, 완성된 분말의 감각 수용성 품질에 대한 소수성 액체의 영향은 장용 매트릭스의 외부 표면에 부착된채 남아있는 임의의 소수성 액체와 관련 있다.

산은 임의의 식용 산(food grade acid)일 수 있다. 보다 바람직하게는, 산은 식용 약산이다. 또한, 바람직한 실시양태에서, 산은 시트르산이다.

상기 언급한 바와 같이, 장용 매트릭스 물질의 조성은 용해 속도 및 장용 매트릭스에 의해 제공되는 보호에 영향을 미친다. 그 결과, 산 첨가량 및 산 첨가 속도는 사용되는 장용 매트릭스 물질에 따라 달라진다.

침전물을 재생하기 위해, 슬러리를 여과하고 (500), 세척하고 (600) 건조시킨다 (700). 한 실시양태에서는, 슬러리를 여과하고, 이어서 생성된 슬러리 케이크(cake)를 세척하고 재여과한 후 건조시킨다. 바람직하게는, 입상 침전물의 외부 표면 상의 표면 오일은 최종 생성물의 약 1.0 중량％ 미만이다.

바람직한 실시양태에서는, 본원에 참조로 포함되는 동시 계류중인 미국 출원 일련 번호 제12/479,433호에 기재된 바와 같이, 표면 오일 제거제를 여과 후에 가하여 침전물로부터 잔류 표면 오일의 제거를 돕는다. 또한, 표면 오일 제거제를 재여과 단계 전에 가할 수도 있다.

침전물을 여과하고 세척한 후, 침전물을 건조시켜 분말을 형성한다. 건조는 분말의 수분 함량이 약 10.0％ 미만, 보다 바람직하게는 약 5.0％ 내지 약 6.0％가 되도록 실온에서 수행할 수 있다.

또한, 분말 침전물의 입도를 감소시키기 위한 공지된 방법을 사용하여 분말을 분쇄한 후, 공지된 방법에 의해, 예컨대 유동층 건조기를 이용하여 분말이 약 5.0％ 미만의 수분 함량을 갖도록 추가로 건조시킬 수 있다. 생성된 입자는 입도가 약 1.0 내지 약 1000.0 마이크로미터, 바람직하게는 약 10.0 내지 약 500.0 마이크로미터, 보다 바람직하게는 약 75.0 내지 약 250.0 마이크로미터의 범위이다.

분말을 건조시킬 경우, 온도는 약 25℃ 내지 약 70℃, 바람직하게는 35℃ 내지 약 60℃, 보다 바람직하게는 35℃ 내지 45℃로 유지되어야 한다. 다른 가공 단계 동안, 온도는 약 4℃ 내지 약 40℃, 보다 바람직하게는 4℃ 내지 30℃, 추가로 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 28℃로 유지되는 것이 바람직하다.

생성된 분말은 예컨대 장용 매트릭스 주위에 장용 물질의 코팅을 도포하여 추가로 가공될 수 있다. 장용 코팅 물질은 임의의 식품급 장용 중합체를 포함할 수 있다.

실시예 #1: 장용 매트릭스 물질로서의 100％ 셸락

정유 블렌드를 8％의 알파-피넨 (액체), 44％의 파라-시멘 (액체), 5％의 리날로올 (액체), 25.5％의 티몰 (결정), 및 17.5％의 대두유를 블렌딩하여 제조하였다. 유리 비커에서의 교반 막대로의 혼합은 전형적으로, 모든 티몰 결정이 용해될 때까지 수행되었다.

큰 비커에서 하기 단계를 지정된 순서로 수행하였다: 1200 g의 탈이온 (DI)수를 비커에 가한 후, 300 g의 25％ 셸락 원액 (에머슨 리소스즈 인크.(Emerson Resources Inc.)로부터의 마코트(MarCoat) 용액)을, 용액의 pH가 약 7.2 내지 약 9.0의 범위가 되도록 교반 조건하에 혼합하였다. 교반하면서, 0.8 g의 폴리소르베이트 85를 가하고 완전한 분산을 위해 1 내지 2분 동안 혼합하였다. 그 다음, 35 g의 정유 블렌드를 교반 조건하에 천천히 가하여 조 유화액을 형성하였다. 전량의 오일이 분산되면, 혼합물을 200 mm x 25 mm 발전기가 있는 피셔 사이언티픽 파워젠(Fisher Scientific PowerGen) 700D 균질화 시스템을 사용하여 12500 rpm에서 5분 동안 균질화하였다.

이어서, 유화액을 교반시키고, 혼합하면서, 얻어지는 pH 변화를 모니터링하면서 2.0％ 시트르산 용액을 느린 속도로 적정하여 넣었다. 적정은 pH가 4.4에 도달할 때까지 계속하였고, 그 후 SiO₂ (피츠버그 플레이트 글래스 인더스트리즈(Pittsburgh Plate Glass Industries)로부터의 AB-D)를 가하고 (200 g의 물 중 5 g의 SiO₂), 슬러리를 15 내지 20분 동안 혼합하였다.

이어서, 슬러리를 75 마이크로미터의 홀이 있는 200 메쉬 스크린 위에 부어 여과하였다. 스크린 상부 위의 입자를 3.5 g의 SiO₂를 함유하는 1000 g의 물 중에 재현탁시켰다. 슬러리를 30 내지 60초 동안 혼합한 후 재여과하였다. 세척을 상기와 같이 1회 더 반복하고, 여과물을 수집하고, 트레이 위에 펼쳐 놓고 실온에서 밤새 (약 5.0 내지 약 6.0％의 수분 함량으로) 건조시켰다.

샘플을 각 성분 및 전체의 ％ 페이로드(payload)에 대해 분석하였다.

결과 : 전체 페이로드 = 17.5％

알파-피넨 = 0.7％

파라-시멘 = 3.2％

리날로올 = 1.0％

티몰 = 7.0％

대두유 = 5.6％

실시예 2: 매트릭스 물질로서 100％ 셸락을 사용하는 방법의 확장성(scalability)

12 kg의 물을 혼합 탱크에 가한 후, 3 kg의 25％ 셸락 용액을 가하고 물과 혼합하고, 10.0％ 수산화나트륨 용액을 가하여 전체 혼합물을 약 8.0의 pH로 조정하였다. 5 g의 수크로오스 스테아레이트를 가하고 1 내지 2분 동안 혼합한 후, 400 g의 정유 블렌드 (실시예 1에 기재된 것과 같음)를 천천히 가하였다. 혼합물을 실시예 1에서와 같이 균질화하여 안정한 유화액을 제조하였다.

이어서, 유화액을 pH가 4.4에 도달할 때까지 2％ 시트르산 용액으로 적정한 후, 75 g의 SiO₂를 가하고 약 20분 동안 혼합하였다. 이어서, 슬러리를 200 메쉬 (75 마이크로미터) 스크린을 사용하여 여과하였다. 필터 케이크를 50 g의 SiO₂를 함유하는 20 lb의 물에 재현탁시키고, 약 5분 동안 혼합한 후, 200 메쉬 스크린 상에서 재여과하였다. 세척을 1회 더 반복하고, 최종 필터 케이크를 큰 트레이 위에 펼쳐 놓고 실온에서 밤새 건조시켰다. 그 다음날, 생성물을 워링(warring) 블렌더에서 분쇄한 후, 유체 층을 40℃에서 건조시켰다. 수집한 분말을 35 메쉬 (500 마이크로미터) 스크린을 통해 체질하였다 (조성 분석에 대해서는 도 2 참조).

실시예 #3: 장용 매트릭스 물질로서의 100％ 제인 분말 (옥수수 단백질)

75 g의 제인 (프리만 인더스트리즈(Freeman Industries)로부터의 F4000) 분말 및 1200 g의 탈이온수를 대용량 비커에서 배합하고, 이어서 제인을 교반하면서 물에 분산시켰다. 제인 분말이 완전히 분산되면, pH가 11.3에 도달할 때까지 10％ 수산화나트륨 용액으로 천천히 적정하였다. 상기 pH에서, 제인 분말이 완전히 용해되었다. 그 후, 0.7 g의 폴리소르베이트 85를 가하고, 1 내지 2분 동안 교반하고 이어서 30 g의 정유 블렌드 (실시예 1에서와 같은 것임)를 가하였다. 이 혼합물을 실시예 1에서와 같이 균질화하였다. 이어서 유화액을, pH가 4.6에 도달할 때까지 2％ 시트르산 용액 (실시예 1에서와 같은 것임)을 사용하여 적정하였다. 슬러리를 15분 내지 20분 동안 혼합하였다.

SiO₂를 첨가하지 않은 것을 제외하면, 여과 및 세척을 실시예 1에서와 같이 수행하였다. 여과물을 수집하고 트레이 상에서 밤새 실온에서 건조하였다. 샘플을 각 성분 및 전체의 ％ 페이로드 에 대해 분석하였다.

결과 : 전체 페이로드 = 19％

알파-피넨 = 0.9％

파라-시멘 = 4.1％

리날로올 = 0.9％

티몰 = 6.5％

대두유 = 6.7％

실시예 #4: 장용 매트릭스 물질로서 100％ 제인을 사용하는 방법의 확장성

프로펠러 오버헤드 혼합기가 장착된 대용량 혼합 탱크에서, 12 kg의 물을 탱크에 가하고, 이어서 10 g의 수크로오스 에스테르 (일본 도쿄 소재의 미쓰비시 가가쿠 코포레이션(Mitsubishi Kagaku Corporation)으로부터의 S-1570)를 탱크에 분산시켰다. 750 g의 제인 분말을 분산시키고, 이어서 pH가 11.3에 도달할 때까지 혼합하면서 10％ 수산화나트륨 용액을 계량투입하였다. 제인 분말이 완전히 용해될 때까지 상기 분산액을 혼합하였다. 그 후, 400 g의 정유 블렌드 (실시예 1에서와 같은 것임)를 천천히 가하였다. 모든 오일아 분산된 후, 이 혼합물을 5분 동안 균질화하여 실시예 1에서와 같은 유화액을 생성하였다.

이어서 pH가 3.8에 도달할 때까지 교반 하에 상기 유화액을 2％ 시트르산 용액으로 적정하였다. 상기 슬러리를 추가 10분 동안 혼합시켰다. 상기 혼합물을 별도의 용기로 옮기고, 몇 분 동안 정치시켜 침전된 입자가 바닥에 가라앉게 하였다.

상청액을 대용량 200 메쉬 스크린에 디캔팅한 후 남아있는 입자를 스크리닝하였다. 스크린 상부의 여과물을, 20 g의 SiO₂를 함유하는 9 kg의 산성화된 물 (pH 3.5) 중에 재현탁시키고, 몇 분 동안 혼합하고 이어서 디캔팅하고 여과하였다. 20 g의 SiO₂을 함유하는 세정수로 상기 세척 단계를 1회 더 반복하고, 여과 후 필터 케이크를 수집하여 트레이 상에 얇게 펼쳐 놓고 실온에서 밤새 건조하였다. 반건식 분말을 분쇄하고 이어서 유동층을 40℃에서 목표 수분 함량 (5％ 미만)으로 건조하였다. 최종 생성물을 35 메쉬 (500 마이크로미터) 스크린을 통해 체질하였다. 조성 분석은 도 2 참조.

실시예 5: 75％ 셸락 및 25％ 제인을 함유하는 매트릭스

실시예 4와 유사하게, 12 kg의 물을 혼합 탱크에 가하고, 7.5 g의 수크로오스 스테아레이트 (S-1570)를 첨가하고 1 내지 2분 동안 혼합하였다. 이어서 2.25 kg의 25％ 셸락 용액을 가한 후 187.5 g의 제인 분말을 가하였다. pH가 11.3에 도달할 때까지 (제인을 용해시키기 위함) 10％ 수산화나트륨을 계량투입하였다. 제인 분말이 완전히 용해된 후, 400 g의 정유 블렌드 (실시예 1에서 기재된 것과 같음)를 가하였다. 이 혼합물을 실시예 1에서와 같이 균질화하고, 이어서 이 유화액을 시트르산 용액을 사용하여 pH 3.9로 적정하였다. 75 g의 Si0₂ (플로우 가드(Flow Guard) AB-D)를 가하고 약 20분 내지 30분 동안 혼합하였다. 실시예 4에 기재한 바와 유사한 방식으로 여과, 세척 및 건조 공정을 수행하였다. 최종 분말을 35 메쉬 (500 마이크로미터) 스크린을 통해 체질하였다. 조성 분석은 도 2 참조.

실시예 #6: 위 및 소장에서의 시뮬레이션 방출의 시험관내 시험

이 실시예는 실시예 2, 4 및 5로부터의 마이크로캡슐의 매트릭스로부터 활성 성분의 방출 속도 및 프로파일을 나타내고자 한 것이다. 장용 마이크로캡슐 샘플로부터의 방출은 30분 동안 위(胃) 시뮬레이션 용액 (10 mg/ml 펩신, 2 mg/ml NaCl, pH 2.0)에서, 이어서 24시간 이하 동안 37℃에서 소장 시뮬레이션 용액 (10 mg/ml 판크레아틴, 2.4 mg/ml 담즙산염, pH 6.8)에서의 순차적인 시뮬레이션에 의해 평가하였다. 샘플을 소정의 시간 간격으로 취하고 개별 활성 성분의 방출에 대해 분석하였다.

3개의 조성물에 대한 방출 프로파일은 상이하였다. 매트릭스가 100％ 셸락으로 구성되는 경우 (도 3에서 보여지는 바와 같음), 방출은 계속 점차적으로 증가하지만 12시간 후에도 결코 완전 방출에 도달하지는 못하였다. 반면에, 매트릭스가 100％ 제인으로 구성되는 경우, 이 방출은 보다 빠른 방출 속도 및 보다 큰 총 방출량을 특징으로 할 수 있다 (장(腸)의 조건에서 처음 1시간 동안 전체 페이로드의 약 80％가 방출됨) (도 4 참조). 셸락 및 제인의 배합물 (도 5 참조)은 100％ 셸락 보다 높지만 100％ 제인 보다는 낮은 속도를 나타내고, 방출량은 6시간 후를 최대로 느린 속도로 지속되는 것으로 보인다.

실시예 #7: 이 실시예는 2개의 에스테르화된 성분을 함유하는 오일 블렌드 (알파-피넨, 파라-시멘 및 카놀라유와 배합된 티몰 아세테이트 및 리날로올 아세테이트)의 마이크로캡슐화를 입증한다.

비커에 2400 g의 물을 가하고 이어서 교반 혼합하면서 7.5 g의 제인 분말을 물 중에 분산시켰다. pH가 11.3에 도달할 때까지 (제인 분말을 용해시키기 위함) 상기 분산액에 10％ 수산화나트륨 용액을 계량투입하였다. 그 후, 570 g의 25％ 셸락 용액 및 1.0 g의 수크로오스 스테아레이트 (S-1570)를 가한 후, 70 g의 정유 블렌드 (카놀라유 18.8％, 알파-피넨 8.6％, 파라-시멘 39.8％, 리날로올 아세테이트 5.4％, 티몰 아세테이트 27.4％)를 혼합물에 천천히 가하였다. 이어서 상기 유화액을 200 mm x 25 mm 발전기가 장착된 피셔 사이언티픽 파워젠 700D 균질화 시스템을 사용하여 15000 rpm에서 4분 동안, 이어서 20000 rpm에서 1분 동안 균질화하였다 (실시예 1에서와 같음).

이어서 상기 유화액을 3.0％ 시트르산 용액을 사용하여 pH 4로 적정하였다. 이어서, 280 g의 10％ 염화나트륨 용액을 가하고, 15 g의 Si0₂를 가하고 30분 동안 혼합시켰다. 이어서 슬러리를 실시예 1에 기재한 바와 유사하게 여과하고 세척하였다. 세척된 필터 케이크를 트레이 상에 펼쳐 놓고 밤새 건조한 후, 유동층 건조기에서 40℃에서 추가로 건조하고, 35 메쉬 (500 마이크로미터) 크기를 통해 분말을 체질하여 이를 통과한 생성물을 수집하였다. 최종 수분 함량은 4.7％이었다.

방출 속도는 도 6에 나타내었다. 특히, 정유 조성물의 총 방출량이 도 3 내지 5에서와 같이 높지 않은 경우, 초기 방출량 (1시간 동안)은 도 3 내지 5에 나타낸 조성물보다 낮았다.

분석:

전체 페이로드 = 18.3％

알파-피넨 = 0.9％

파라-시멘 = 3.8％

리날로올 아세테이트 = 1.2％

티몰 아세테이트 = 6.6％

카놀라유 = 5.8％

실시예 #8 : 마이크로캡슐화된 정유 웨이퍼 충전물을 함유하는 크림 웨이퍼의 제조

호바트(Hobart) 혼합기에서, 미리 용융된 750 g의 샌-트랜스(San-Trans) 지방 및 0.5 g의 액상 대두 레시틴과 과자제조용 설탕 (분말 설탕)이 고루 잘 섞이고 균질해질 때까지 혼합함으로써 백색 크림 충전물을 제조하였다. 충전물을 용기로 옮기고 나중에 사용하기 위해 식혔다.

웨이퍼 크래커 시트를 인근 식료품점에서 구입하였다. 97.8 g의 크림 충전물을 마이크로파 오븐에서 데워 연화시켰다. 충전을 위해, 1.46 g의 마이크로캡슐화된 물질, 0.15 g의 시트르산, 0.5 g의 레몬 오일 향미제, 황색 색상을 위한 베타-카로틴 한 방울을 가하였다. 충전물을 크래커 시트 (1 내지 2 mm 두께) 상에 펴바르고, 이어서 다른 시트를 그 위에 도포하였다. 이어서 크래커 시트 샌드위치를 냉장고에서 약 30분 동안 냉각시키고, 이어서 여러 크기 (크래커 크기)로 절단하였다. 또한 유사한 제형의 2층 및 3층 크래커를 제조하였다. 초콜렛 및 과일 향미를 포함하여, 다른 여러 향미를 평가하였다.

실시예 9: 마이크로캡슐화된 물질을 포함하는 충전물을 함유하는 크래커 샌드위치

충전물에 혼입시킨 마이크로캡슐화된 분말을 함유하는 크래커 샌드위치를 하기와 같이 제조하였다:

충전물:

1) 지방 부분: 유리 비커에서, 2000 g의 쇼트닝 샌-트랜스 39가 투명한 액체가 될 때까지 마이크로파 오븐에서 약 3분 동안 용융시키고, 0.8 g의 대두 레시틴을 가하였다.

2) 고체 블렌드 부분: 호바트 혼합기에서, 100 g의 락토오스, 10 g의 소금 및 249.4 g의 말토덱스트린 (5 D.E.)을 건식 블렌딩하였다.

용융된 지방을 호바트 혼합기에서 건식 블렌드에 붓고, (균질한 혼합물을 형성하기 위해) 5분 이상 혼합시켰다. 충전물을 용기로 옮기고 스톡(stock) 충전물로 사용하였다. 크래커 샌드위치: 100 g의 치즈 충전물을 마이크로파 오븐에서 30초 동안 데워 충전물을 연화시키고, 1.4 g의 마이크로캡슐화된 물질, 및 또한 다양한 조미료 및 풍미 블렌드를 혼합하였다. 18 g의 충전물을 2개의 크래커 사이에 넣고 식혔다. 나쵸, 타코, 이탈리안 허브 및 동양 조미료를 비롯하여, 크래커 샌드위치의 여러 다양한 향미를 평가하였다. 충전물은 또한, 솔틴(Saltine), 리츠(Ritz) 등을 비롯하여 여러 유형의 크래커를 가지고 평가하였다. 평가 시에, 마이크로캡슐화된 정유를 함유하는 크래커가 양호하게 허용가능했다.

실시예 10: 본 실시예는 동시 계류중인 U.S. 출원 일련 번호 제12/479,433호에 기재된 바와 같이 정유의 캡슐화 후, 표면 오일의 제거를 입증한다.

비커에 2400 g의 물을 가하고 이어서 오버헤드 저전단 혼합으로 37.5 g의 제인 분말을 분산시켰다. pH가 11.3에 도달할 때까지 (제인 분말을 용해시키기 위함) 10％ 수산화나트륨 용액을 계량투입하였다. 450 g의 25％ 셸락 용액을 가하였다. 1.4 g의 수크로오스 스테아레이트 (S-1570)을 가하고, 이어서 80 g의 정유 블렌드 (카놀라유 13％, 알파-피넨 10％, 파라-시멘 25％, 리날릴 아세테이트 12％, 티몰 아세테이트 40％)를 혼합물에 천천히 가하였다. 이어서 상기 유화액을 200 mm x 20 mm 발전기가 장착된 이카 웍스 T25 베이직 울트라 투르렉스(IKA Works T25 Basic Ultra Turrex)를 사용하여 17,500 rpm에서 1분 동안, 이어서 24,000 rpm에서 5분 동안 균질화하였다.

이어서 상기 유화액의 pH가 3.8에 도달할 때까지 3％ 시트르산 용액을 사용하여 적정하였다. 이어서, 15 g의 Si0₂ (플로 가드 (Flo Guard) FF, 평균 크기 18 마이크로미터)를 가하고 30분 동안 혼합시켰다. 이어서 슬러리를 5 마이크로미터 미만의 홀을 갖는 여과천에 부어 여과하였다. 이어서 여과천 상의 입자를, 0.5 g의 시트르산, 0.5 g의 수크로오스 스테아레이트 (S-1570) 및 7.5 g의 Si0₂ (플로 가드 FF)를 함유하는 물 2000 g에 재현탁시켰다. 이 슬러리를 15분 동안 혼합하고 이어서 재여과하였다. 세척을 상기와 같이 1회 더 반복하고, 이어서 필터 케이크를 수집하였다. 이어서 필터 케이크를 가압 박스 안의 30 마이크로미터 필터 백에 넣고 치즈 프레스에서 20분 동안 20 psi에서 짜냄으로써 가압하여 대부분의 물을 제거하였다. 가압 케이크의 수분 함량은 18.8％이었다.

휩(whip)이 장착된 5 쿼트 호바트 혼합기에서 5분 동안 속도 설정 1에서 상기 가압 케이크를 50 g의 Si0₂ (플로 가드 FF)와 혼합하였다. 호바트 혼합기로부터의 물질을 해머가 앞으로 장착된 피츠 밀 모델(Fitz Mill Model) DA SO6 분쇄기에서 1532-0020 천공판을 사용하여 최고 속도에서 그라운딩하였다. 그라운딩된 물질을 자 텀블러(jar tumbler)를 사용하여 60분 동안 텀블링(tumbling)하였다. 이어서 배치를 유니-글라트(Uni-Glatt) 유동층 건조기에서 20분 동안 40℃에서 건조하였다. 건조된 배치를 스크리닝하고 75 내지 250 마이크로미터의 입자만 수집하였다.

실시예 #11: 마이크로캡슐화된 물질을 함유하는 분말 음료의 제조

과일 향미 분말 음료를 슈퍼마켓에서 구입하고, 오렌지 및 망고 유형 둘 다를 사용하여 낮은 pH의 분말 청량 음료를 제조하였다. 과일계 유형과 같은 분말 청량 음료는 1) 분말 음료가 마이크로캡슐화된 물질과 쉽게 건식 블렌딩될 수 있고, 연장된 기간 동안 저장 안정성을 제공할 수 있으며, 2) 복원했을 때, 음료가 산성 pH (위(胃)의 pH와 유사함)를 갖고, 조기 방출되지 않으므로, 풍미에 악영향을 미치지 않으며, 3) 음료가 전형적으로 매우 짧은 시간 내에 소비된다는 몇 가지 이유로 장용 활성 화합물의 전달에 이상적이다.

오렌지 유형 분말 음료를 설탕 및 인공 감미료로 달게 하고, 실시예 #10으로부터의 마이크로캡슐화된 정유와 건식 블렌딩하였다. 1회 제공 분량, 예컨대 약 7 g의 오렌지 분말을 0.48 g의 마이크로캡슐화된 분말 (활성 페이로드 = 11.44％)과 건식 블렌딩하였고, 이 양은 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 목적하는 기능적 이점을 제공하도록 선택된 것이다. 또한 0.35 g의 카르복시 메틸 셀룰로오스 (CMC 7HXF)를 건식 블렌드에 가하여 추가의 점성 및 보다 양호한 현탁성을 제공하였다. 건식 블렌드를 200 ml의 냉수로 복원하였다. 복원 5분 및 60분 후에 통상의 관능 패널에 의해 음료의 풍미를 평가하였다. 관능 패널에 의한 시험은 오렌지 유형 음료에서의 정유 블렌드의 성공적인 차폐를 증명하였다.

망고 유형 음료는 유사한 결과에 의해 유사하게 평가되었다.

본 발명이 특히 특정 방법 및 생성물 실시양태를 참조하여 기재되었지만, 본 발명의 개시를 기반으로 다양한 변형물, 개질물 및 적용물이 있을 수 있으며, 이는 뒤따르는 청구범위에 의해 제한된 본 발명의 취지 및 범위 내이도록 의도됨이 이해될 것이다.

Claims

a) 완전 용해를 유지하는데 이용되는 장용 중합체의 용해도를 초과하는 pH에서, 물, 장용 매트릭스(enteric matrix) 물질 및 유화제의 배합물을 교반하며, 상기 배합물은 실질적으로 유기 용매를 함유하지 않는 것인 단계;
b) 소수성 액체를 배합물에 가하는 단계;
c) 소수성 액체와 배합물을 균질화하여 미세 안정 유화액을 생성하는 단계; 및
d) 유화액을 교반 조건하에, 입상 침전물을 형성하기에 유효한 양으로 산 적정하는 단계
를 포함하는, 활성 성분을 장용 매트릭스로 마이크로캡슐화하는 방법.
제1항에 있어서, 유화액을 약 3.0 내지 약 6.5의 pH 범위로 산 적정하는 것인 방법.
제1항에 있어서, (e) 입상 침전물을 여과, 세척 및 건조하여 건식 분말을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, (b1) 균질화 전에, 소수성 액체와 배합물을 교반하여 조 유화액을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, (d1) 표면 오일 제거제를 잔류 표면 오일을 제거하기에 유효한 양으로 입상 침전물에 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, (a1) 염기를 pH를 약 7.1 내지 약 12.0으로 조정하는데 유효한 양으로 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제6항에 있어서, 염기가 수산화나트륨인 방법.
제6항에 있어서, 염기가 수산화칼륨인 방법.
제6항에 있어서, 염기가 수산화암모늄인 방법.
제1항에 있어서, 장용 매트릭스 물질이 제인(zein), 셸락 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 방법.
제10항에 있어서, 장용 매트릭스 물질이 특정 방출 속도를 제공하도록 선택되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 유화제가 식품급 유화제인 방법.
제1항에 있어서, 유화제가 폴리소르베이트, 폴리글리세롤 에스테르, 수크로오스 스테아레이트, 수크로오스 에스테르, 단백질, 레시틴 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 정유를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 리날로올 및 티몰을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 알파-피넨, 파라-시멘, 리날로올 및 티몰을 포함하는 것인 방법.
제16항에 있어서, 소수성 액체가 트리글리세라이드를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 리날릴 에스테르 및 티밀 에스테르를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 불포화 및 다중불포화 지방산을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 불포화 및 다중불포화 지질을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 소수성 액체가 베타-카로틴을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 유용성 비타민을 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 소수성 액체가 트리글리세라이드를 포함하는 것인 방법.
제23항에 있어서, 트리글리세라이드가 대두유인 방법.
제22항에 있어서, 트리글리세라이드가 카놀라유인 방법.
제1항에 있어서, 산이 식용 산(food grade acid)인 방법.
제26항에 있어서, 산이 시트르산인 방법.
제1항에 있어서, 배합물이 약 0.01 내지 약 5.0 중량％의 유화제를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 유화액이 약 2.0 내지 약 7.0 중량％의 소수성 액체를 포함하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 입상 침전물의 입도 범위가 약 1.0 내지 1000.0 마이크로미터인 방법.
소수성 액체; 및
소수성 액체를 그 안에 마이크로캡슐화하도록 구성된 장용 매트릭스를 포함하며,
소수성 액체가 장용 매트릭스 전체에 걸쳐 분산되어 있는 조성물.
제31항에 있어서, 마이크로캡슐화된 소수성 액체가 건식 분말을 포함하는 것인 조성물.
제31항에 있어서, 장용 매트릭스가 셸락을 포함하는 것인 조성물.
제31항에 있어서, 장용 매트릭스가 제인을 포함하는 것인 조성물.
제31항에 있어서, 마이크로캡슐화된 소수성 액체가 장용 물질로 코팅된 것인 조성물.
제31항에 있어서, 장용 매트릭스가 셸락과 제인의 배합물을 포함하는 것인 조성물.
제36항에 있어서, 셸락 대 제인의 비율이 약 20:1 내지 1:20의 범위인 조성물.
제37항에 있어서, 상기 비율이 목적하는 방출 속도를 제공하도록 선택되는 것인 조성물.
제37항에 있어서, 셸락 대 제인의 비율이 3:1인 조성물.
제31항에 있어서, 소수성 액체가 1종 이상의 정유를 포함하는 것인 조성물.
제31항에 있어서, 입도 범위가 약 1.0 내지 약 1000.0 마이크로미터인 조성물.
제41항에 있어서, 입도 범위가 약 10.0 내지 약 500.0 마이크로미터인 조성물.
제42항에 있어서, 입도 범위가 약 75.0 내지 약 250.0 마이크로미터인 조성물.
제31항에 있어서, 소수성 액체가 약 25.0 내지 약 35.0 중량％의 파라-시멘, 약 1.0 내지 약 10.0 중량％의 리날로올, 약 1.0 내지 약 10.0 중량％의 알파-피넨, 약 35.0 내지 약 45.0 중량％의 티몰, 및 약 20.0 내지 약 30.0 중량％의 대두유를 포함하는 것인 조성물.
제31항에 있어서, 페이로드(payload) 범위가 약 5.0 내지 약 35.0％인 조성물.
제31항에 있어서, 약 1.0 중량％ 미만의 표면 오일을 포함하는 조성물.