KR20140005924A - 장 방출 시스템의 신규 제법 - Google Patents

Abstract

실질적으로 유기 용매가 없는 환경에서 소수성 액체가 장용성 매트릭스에 의해 마이크로캡슐화된다. 본 방법은 물 속에서의 장용성 물질 및 소수성 액체의 에멀젼 형성, 에멀젼의 산 적정으로의 미립자 침전물 형성 및 선택적으로 장용성 물질과 가소제의 조합물로의 미립자 코팅을 포함한다.

Description

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

이 출원은 2009년 6월 5일에 출원된 미국 특허 출원 제12/479,454의 일부 계속 출원인 2010년 12월 22일에 출원된 미국 특허 출원 제12/976,614의 일부 계속 출원이며, 이는 모두 본원에 그 전체로서 참고문헌으로 삽입된다.

본 출원은 실질적으로 유기 용매가 없는 장용성 매트릭스 (enteric matirx)로 소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 소수성 액체는 수성 환경에서 마이크로캡슐화된다.

식품 전달 적용에서 활성 물질의 장 전달은 제한되어 왔다. 장 전달 시스템은 활성 물질 또는 약제가 낮은 pH에 민감하다고 알려져 있거나 또는 다른 방법에 의해 유효하게 차폐할 수 없는 바람직하지 못한 향미 및/또는 풍미 특성을 갖는 경우에 흔히 사용된다. 일반적으로, 장 전달은 코팅된 정제 및 겔 캡슐을 이용하여 달성된다. 그러나, 그러한 특정 전달 방법은 식품 적용에 아주 적합하지는 않다. 특히, 정제든 캡슐이든 대부분의 존재하는 식품에 통합되도록 크기가 만들어지지 않는다.

장 전달을 위한 대안의 방법은 마이크로캡슐화이다. 장용성 마이크로캡슐화는 일반적으로 특수화된 장치를 이용하여 또는 유기 용매를 포함하는 환경에서 수행된다. 이러한 방법은 추가적인 자본 지출 및 유기 용매와 같은 추가 재료의 이용을 필요로 하며 이는 후속의 마이크로캡슐화 사이클에서 이용 가능하거나 가능하지 않을 수 있다. 결과적으로 마이크로캡슐화 방법은 장치 및 유기 용매 조달과 폐기 모두에 있어서 투자를 필요로 한다.

실질적으로 유기 용매가 없는 수성 환경에서 장용성 매트릭스 내로 활성 성분(들)을 마이크로캡슐화하는 방법이 제공된다. 수성 환경에서의 마이크로캡슐화는 작업 조건을 더 수월하게 하고 유기 폐기물을 감소시킨다.

활성 성분을 장용성 매트릭스로 마이크로캡슐화하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 장용성 물질의 수용액을 형성하는 pH에서 물과 장용성 물질의 조합물을 교반 또는 혼합하는 것을 포함한다. 조합물은 실질적으로 유기 용매가 없다. 한 측면에서 장용성 물질은 셸락과 카제인산나트륨의 조합물이다. 이후 소수성 액체를 조합물에 첨가한다. 이후 활성 성분 및 조합물을 함유하는 소수성 액체를 교반하여 조대(coarse) 에멀젼을 생성하고 이어서 균질화하여 미세하고 안정한 에멀젼을 생성한다.

이후 장용성 매트릭스에서 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 미립자 침전물을 형성하기에 효과적인 산의 양과 속도로 에멀젼을 산 적정할 수 있다. 또한, 입상 침전물은 분말을 형성하도록 여과, 세척 및 건조할 수 있다. 한 실시태양에서 표면 오일 제거제를 여과 후에 침전물에 가하여 마이크로캡슐화된 물질로부터 표면 오일을 제거할 수 있다.

다른 측면에서 하나 또는 그 이상의 외부 장용성 코팅을 마이크로캡슐화된 물질 표면에 적용할 수 있다. 한 실시태양에서 외부 코팅은 장용성 물질 및 당 알코올과 같은 가소제 (즉, 소르비톨)의 조합물을 포함할 수 있다. 다른 실시태양에서 외부 코팅은 제1 및 제2 외부 코팅의 조합물일 수 있고 여기서 제2 외부 코팅은 제1 외부 코팅 후에 적용될 수 있다. 제2 외부 코팅은 제1 외부 코팅과 동일하거나 상이할 수 있는 장용성 물질 및 당 알코올과 같은 가소제의 조합물로부터 제공될 수 있다.

도 1은 소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 방법을 묘사하고;
도 2는 실시예 2, 4 및 5의 생성물의 분석이고;
도 3-5는 실시예 6에서 논의된 바와 같이 다양한 장용성 매트릭스 물질을 이용한 소수성 액체의 방출 속도를 묘사하고;
도 6은 실시예 7에서 논의된 바와 같이 그 안에 에스테르를 포함하는 소수성 액체의 방출 속도를 묘사하고;
도 7은 소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 대안의 방법 묘사이며; 그리고
도 8은 모의 소화기 계에서 소수성 액체의 방출 속도를 묘사한다.

실질적으로 유기 용매가 없는 수성 환경에서 소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 방법이 제공된다. 소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 한 방법은 일반적으로 도 1에 기술된다. 도 1에 나타난 바와 같이, 물, 장용성 매트릭스 물질 및 유화제는 장용성 매트릭스 물질 및 유화제가 물과 결합되어 용액을 형성할 때까지 교반된다 (100). 일반적으로, 유화제와 장용성 매트릭스는 함께 또는 어느 쪽이 먼저 가해지든 따로 물에 가해질 수 있다. 일부 경우에서 용액의 pH는 일반적으로 7보다 크며 일반적으로 약 7.1보다 큰 값 내지 약 9이다. 다른 경우에서 pH가 7보다 크게 유지되도록 용액에 수산화나트륨, 수산화암모늄 또는 수산화칼륨과 같은 염기를 가할 수 있고 또 다른 경우에서는 7보다 큰 값 내지 약 9로, 실질적으로 유기 용매가 없는 물에서 장용성 중합체의 용해를 유지한다. 이후 소수성 액체가 수용액에 가해진다. 소수성 액체를 함유하는 수용액은 이후 에멀젼을 형성하도록 혼합되고 이후 장용성 매트릭스 물질로 마이크로캡슐화된 소수성 액체를 침전시키도록 산 적정된다.

소수성 액체를 마이크로캡슐화하는 다른 방법이 일반적으로 도 7에 기술된다. 이 대안의 방법은 도 1의 방법과 유사하나 장용성 물질의 추가적인 외부 코팅을 추가한다. 도 7의 방법은 선택적으로 유화제를 포함하는 셸락 및 카제인산나트륨의 장용성 매트릭스 물질을 이용하기에 특히 적합하다 (셸락과 카제인산나트륨 모두 유화를 제공한다). 그러나, 도 7의 방법은 다른 장용성 매트릭스 물질 역시 이용할 수 있다.

하나의 시도로, "교반" 또는 "교반된"은 일반적으로 약 10,000 RPM 미만의 속도로 작동하는 회전자/고정자 혼합 장치 또는 임펠러가 있는 상부 혼합기의 사용을 가리킨다. 다른 혼합 장치 또한 이용될 수 있다.

본원에 사용되는 "실질적으로 유기 용매가 없는"은 일반적으로 첨가되는 이소프로판올 또는 에탄올와 같은 유기 용매 또는 임의의 다른 유기 용매의 양이 공정 조건 하에서 장용성 물질의 용해를 가능하게 하는 데 요구되는 양보다 적은 것을 가리킨다. 바람직하게, 첨가된 유기 용매의 양은 물, 유화제 및 장용성 물질의 조합물의 약 0.1 중량 퍼센트 미만이다. 본원에 사용되는 "유기 용매"는 일반적으로 비수성 탄화수소계 액체를 가리킨다.

한 실시태양에서 물은 탈이온수이다.

본원에 사용되는 장용성 매트릭스 물질은 임의의 식용 등급의 장용성 중합체, 또는 둘 또는 그 이상의 식용 등급의 장용성 중합체의 조합물이다. 한 형태에서 장용성 매트릭스 물질은 셸락 또는 제인 또는 이들의 조합물이다. 아래 기술하는 바와 같이 섭취 후 바람직한 방출 속도를 달성하기 위해 제인에 대한 셸락과 같은 장용성 중합체의 비율을 미리 결정할 수 있으며, 방출 속도 감소는 제인에 대한 셸락 비율 증가와 상응한다. 셸락은 약 25 중량 퍼센트의 고체 함량을 가지는 수계 용액과 같은 알칼리성 (pH > 7) 수용액으로 제공될 수 있고 또는 정제, 표백 및 탈왁스된 셸락 분말로부터 만들 수 있다. 셸락은 그것이 메틸 및 프로필 파라벤과 같은 셸락 용액 안의 다른 성분에 대한 캐리어로서 작용하도록 (상품에 포함될 수 있는 것과 같은) 이소프로필 알코올과 같은 미량의 유기 용매를 함유할 수 있을지라도 실질적으로 유기 용매가 없다. 바람직하게, 만들어진 셸락 용액은 어떠한 첨가된 유기 용매도 함유하지 않는다.

다른 형태에서 장용성 매트릭스 물질은 셸락 및 제인의 조합물을 포함하고 제인은 건조 중량으로 약 5 % 이상의 장용성 매트릭스 물질을 포함한다. 제인과 셸락의 수화 및 용해성, 특히 다양한 pH 및 수화와 용해 속도에서의 용해성의 차이로 인해 제인에 대한 셸락의 상이한 비율은 상이한 장용성 용해 특성뿐만 아니라 음료와 같은 최종 생성물에서의 상이한 정도의 코어 물질 보호를 제공한다.

또 다른 형태에서 장용성 매트릭스 물질은 또한 카제인산나트륨과 셸락의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 시도에서 장용성 매트릭스 물질은 필수적으로 셸락 및 카제인산나트륨을 포함한다. 장용성 매트릭스 물질 및 선택적인 유화제는 실질적으로 유기 용매가 없는 물, 한 형태에서 알칼리성 물에 용해될 수 있다. 그러나 이 시도에서 용해된 셸락 및 카제인산나트륨의 조합물이 유화 용량을 제공하여 유화제의 첨가가 필요하지 않다는 것이 밝혀졌다. 또한, 셸락 및 카제인산나트륨의 조합물은 제작된 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 안정성을 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 보존 수명 동안에 걸쳐 개선한다. 하나의 시도에서 장용성 매트릭스 물질 및 카제인산나트륨은 별도의 수용액에서 별도로 용해되고 이후 단일 용액으로 합쳐진다. 일부 경우에서 카제인산염에 대한 셸락의 바람직한 비율은 약 90:10부터 약 10:90에 이르고 다른 경우에서는 그 비율이 약 30:70부터 약 70:30에 이르며, 그리고 또 다른 경우에서 그 비율은 약 40:60부터 약 60:40에 이른다.

본원에 기술된 유화제는 임의의 식용 등급의 유화제이다. 한 형태에서 유화제는 폴리소르베이트, 폴리글리세롤 에스테르, 수크로스 스테아레이트, 수크로스 에스테르, 단백질, 레시틴 또는 이들의 조합물이다.

이하에서 더욱 상세히 기술하는 바와 같이 본원의 방법은 실질적으로 유기 용매가 없는 장용성 물질에서 소수성 액체를 마이크로캡슐화하기에 효과적인 방법으로 물, 선택적인 유화제, 장용성 매트릭스 물질 및 소수성 액체를 합한다. 일반적으로 이 방법은 조합물의 약 50 중량 퍼센트부터 약 95 중량 퍼센트까지, 일부 시도에서는 약 70 부터 약 95 퍼센트까지, 그리고 다른 시도에서 약 80 부터 약 90 퍼센트까지의 양의 물을 사용한다. 선택적인 유화제는 일반적으로 조합물의 약 5 중량 퍼센트 미만, 일부 예에서 약 0.01 부터 약 1 중량 퍼센트까지, 그리고 다른 예에서 조합물의 약 0.01 내지 약 0.1 중량 퍼센트이다. 장용성 물질은 약 3 중량 퍼센트부터 약 35 중량 퍼센트, 일부 시도에서 약 3 부터 약 23 퍼센트 및 다른 시도에서 조합물의 약 10 중량 퍼센트부터 약 15 중량 퍼센트에 이른다. 소수성 액체는 일반적으로 조합물의 약 1 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트이고 다른 시도에서는 약 3 중량 퍼센트 내지 약 6 중량 퍼센트의 양이다.

도 1로 돌아가서, 물, 장용성 매트릭스 물질 및 선택적인 유화제를 합하여 (100) 용액을 형성한다. 용액 형성시, 이 때 소수성 액체를 조합물에 첨가하고 (200) 교반하여 약 10 마이크로미터가 넘는 액적 크기를 가지는 조대 에멀젼을 제공한다. 조대 에멀젼을 형성한 후 미세하고 안정한 에멀젼을 생성하도록 조대 에멀젼을 균질화한다 (300). 미세하고 안정한 에멀젼은 약 10 마이크로미터 미만의 액적 크기를 가진다. 미세한 에멀젼 내에 미세한 액적의 형태로 소수성 액체가 균질하게 전체에 걸쳐 분산된다. 하나의 시도에서, 소수성 액체는 조합물의 약 1 내지 약 15 중량 퍼센트에 이르는 양으로 가해진다. 다른 시도에서 소수성 액체는 조합물의 약 3 내지 약 6 중량 퍼센트에 이르는 양으로 가해진다.

본원에서 사용되는 "소수성 액체"는 일반적으로 정유, 기능성 오일, 유용성제 및 임의의 다른 기능성 물질과 같은 임의의 무극성, 수불용성 또는 비혼화성 액체를 가리킨다.

하나의 시도로서, "균질화" 또는 "균질화된"은 일반적으로 약 10,000 RPM 초과의 속도로 작동하는 회전자/고정자 혼합 장치 또는 약 500 내지 약 10,000 psi의 압력에서 작동하는 밸브 균질화기의 사용을 가리킨다. 다른 균질화 장치 역시 사용될 수 있다.

소수성 액체는 소수성 액체 및 그것과 혼합되거나 결합되거나 또는 그 안에 녹거나 용해된 고체와 같은 고체의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다. 예로써, 소수성 액체는 pH 민감도 때문에 위(stomach)보다는 소장에서 방출되기를 원하여지는 물질을 포함하도록 선택될 수 있다. 예로써, 소수성 액체는 에난(Enan)의 미국 특허 공개 번호 제2008/0145462호에 기술된 조성물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소수성 액체는 약 25 내지 약 35 중량% 파라 시멘, 약 1 내지 약 10 중량% 리날로올, 약 1 내지 10 중량% 알파 피넨, 약 35 내지 약 45 중량% 티몰, 및 약 20 내지 약 30 중량% 대두유를 포함한다.

특히, 본원에 기술된 소수성 액체는 구충 특성을 가지는 정유 블렌드를 포함할 수 있다. 한 실시태양에서, 정유 블렌드는 식용 등급의 오일, 즉, 대두유와 블렌딩되는 유기 화합물이다. 또한, 유기 화합물은 티몰 및 리날로올을 포함할 수 있다. 다른 실시태양에서, 유기 화합물은 알파 피넨 및 파라 시멘을 포함한다. 아래 실시예에 논의된 바와 같이 하나의 예시적인 정유 블렌드는 중량으로 약 17.5 퍼센트 대두유, 약 8 퍼센트 알파 피넨 (액체), 약 44 퍼센트 파라 시멘 (액체), 약 5 퍼센트 리날로올 (액체) 및 약 25.5 퍼센트 티몰 (결정)을 포함한다. 다른 실시태양에서 소수성 액체는 또한, 2010년 12월 13일에 출원된 특허 가출원 제61/422,439호에 기술된 바와 같이 변형된 형태의 소수성 액체를 포함할 수 있으며, 이는 본원에서 그 전체로서 참고문헌으로 삽입된다. 또 다른 실시태양에서, 소수성 액체는 2009년 6월 5일에 출원된 출원 제12/479,444호에 기술된 바와 같이 리날로올 및 티몰의 에스테르와 같은 에스테르를 포함하며, 이는 그 전체로서 본원에 참고문헌으로 삽입된다.

소수성 액체의 다른 적절한 예는 불포화 및 다가불포화 오메가 3, 다른 불포화 및 다가불포화 지질 또는 지방산 및 이들의 중성지방, 베타카로틴, 및 유용성 비타민, 위(stomach) 자극제, 또는 산성 pH 조건에 감응성이거나 바람직하지 못한 강한 풍미를 부여하는 임의의 다른 소수성 물질을 포함한다.

다시 도 1로 돌아가서, 미세하고 안정한 에멀젼을 이후 산 적정한다 (400). 산 적정동안, 에멀젼을 교반한다. pH를 약 7의 pH와 같이 매트릭스 용해도점 미만으로 감소시키기에 효과적인 양으로 산 적정하여, 상 분리를 일으키고 소수성 액체가 그 안에 마이크로캡슐화된 용액으로부터 장용성 매트릭스 물질의 침전을 유도하여, 이에 따라 수용액 및 침전물의 슬러리를 생성한다. 슬러리는 약 1 내지 약 1000 마이크로미터, 일부 경우에서는 약 10 내지 약 500 마이크로미터, 그리고 또 다른 경우에서 약 75 내지 약 250 마이크로미터의 입자 크기를 가지는 미립자 침전물을 포함한다. 일부 시도에서, 약 3 내지 약 6.5, 다른 시도에서 약 3 내지 약 5에 이르는 pH에서, 그리고 하나의 시도에서 약 4.5의 pH에서 침전이 일어난다. 도 7에 묘사된 방법에서 미립자 침전물의 장용성 특성을 유지하기 위하여 카제인산나트륨 및 셸락의 미세하고 안정한 에멀젼을, 약 4.5 내지 약 4.6과 같은, 셸락의 용해도점 미만인 카제인산나트륨의 등전점에서 불용성에 상응하는 pH로 산 적정할 수 있다. 일부 시도에서 슬러리를 가라앉게 하여 액체 또는 상청액과 가라앉은 미립자를 명확히 나눌 수 있다.

이론으로 제한하고자 하는 것은 아니나, 에멀젼의 pH가 용해도점 미만으로 떨어짐에 따라, 셸락, 카제인산나트륨 및 제인과 같은 장용성 물질이 유사 입자에 대해 또는 서로에 대해 가교되어 매트릭스를 형성할 수 있으며, 소수성 액체가 매트릭스 내에 마이크로캡슐화된다고 믿어진다. 가교의 결과로 소수성 액체는 매트릭스 전체에 걸쳐 균질하게 분산된다. 매트릭스는 또한 소수성 액체에 대한 밀봉을 제공한다. 그 결과, 완성된 분말의 감각 수용성 품질에 대한 소수성 액체의 영향은 일반적으로 장용성 매트릭스의 외부 표면에 부착되어 남아있는 임의의 소수성 액체와 관련되어 있다.

산 적정 (400)에 이용되는 산은 임의의 식용 등급의 산일 수 있다. 한 시도에서 산은 식용 등급의 약산이다. 예를 들어, 산은 시트르산일 수 있다.

상기한 바와 같이, 장용성 매트릭스 물질의 조성은 용해 속도 및 장용성 매트릭스에 의해 제공되는 보호에 영향을 미친다. 그 결과, 산 첨가 속도 및 양은 사용되는 장용성 매트릭스 물질에 따라 달라진다.

침전물을 재생하기 위해, 슬러리를 여과하여 (500) 습윤 케이크 (wet cake)를 제조하고, 이후 세척하고 (600) 건조하여 (700) 건조 케이크 (dried cake)를 제조할 수 있다. 일부 시도에서, 미립자 및 상청액 모두를 여과하여 (600) 케이크를 제조하고 이후 세척하고 (600) 건조하여 (700) 건조 케이크를 만든다. 다른 시도에서, 슬러리 또는 상청액 및 미립자를 여과하여 (600) 습윤 케이크를 제공한다. 습윤 케이크를 이후 건조에 앞서 세척하고 재여과하고 재세척한다. 일부 시도에서 미립자 침전물의 외부 표면상의 표면 오일은 최종 생성물의 약 1 중량 퍼센트 미만이다.

한 실시태양에서, 본원에 그 전체로서 참고 문헌으로 삽입된 2009년 6월 5일에 출원된 동시 계류 중인 출원 제12/479,433호에 기술된 바와 같이, 침전물로부터 잔류 표면 오일을 제거하는 것을 돕기 위해 여과 후에 표면 오일 제거제를 가할 수 있다. 또한, 표면 오일 제거제는 재여과 단계에 앞서 가해질 수도 있다.

침전물을 여과하고 세척한 후 침전물을 건조하여 분말을 형성한다. 건조는 실온에서 수행할 수 있으며 분말이 약 10 퍼센트 미만의 수분 함량, 그리고 일부 경우에서 약 5 내지 약 6 퍼센트의 수분 함량을 가지도록 한다.

또한, 분말을 분말 침전물의 입자 크기를 감소하기 위해 분쇄할 수 있으며 이후 예를 들어 유동층 건조기로 약 5 퍼센트 미만의 수분 함량으로 추가로 건조한다. 한 시도로 결과적인 입자는 약 1 내지 약 1000 마이크로미터, 일부 시도에서 약 10 내지 약 500 마이크로미터, 그리고 다른 시도에서는 약 75 내지 약 250 마이크로미터에 이르는 입자 크기를 가진다

분말을 건조할 때, 약 25 ℃ 내지 약 70 ℃ 사이, 일부 시도에서 약 35 ℃ 내지 약 60 ℃ 사이, 다른 시도에서 약 35 ℃ 내지 약 45 ℃ 사이로 온도가 유지될 수 있다. 다른 처리 단계 동안, 온도는 약 4 ℃ 내지 약 40 ℃ 사이, 일부 경우에서 약 4 ℃ 내지 약 30 ℃, 그리고 다른 경우에서 약 15 ℃부터 약 28 ℃로 유지될 수 있다.

상기 기술된 방법에 의해 제조되는 마이크로캡슐화된 소수성 액체는 상승된 페이로드(payload)를 가질 수 있다. 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 기능성 성분의 중량 퍼센트를 가리킨다. 총 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 임의의 캐리어 오일을 포함하여 모든 캡슐화된 기능성 성분의 총 중량 퍼센트를 가리킨다. 따라서, 페이로드의 증가는 소정의 장용성 매트릭스 양 당 기능성 성분의 증가와 상응한다.

도 7에 관해서, 결과적인 분말은 장용성 매트릭스 미립자 생성물 주위에 외부 코팅을 적용하는 것 (800)과 같이 추가로 처리될 수 있다. 외부 코팅은 장용성 미립자 생성물 및 미립자 생성물의 표면상 임의의 잔류 표면 오일 또는 기능성 성분을 둘러싼다. 일부 경우에서 외부 코팅은 미립자 생성물의 보존 수명을 개선할 수 있다. 보존 수명 연장제로서의 코팅의 효능은 장용성 매트릭스를 제공하는 데 이용되는 장용성 물질을 포함하여 많은 변수에 의존한다. 일부 경우에서 외부 코팅의 적용은 카제인산나트륨이 장용성 매트릭스 물질로서 이용되는 미립자 생성물의 보존 수명을 증가시킬 수 있다.

외부 코팅은 임의의 식용 등급의 장용성 고분자를 포함할 수 있고 또는 식용 등급의 장용성 고분자 및 당 알코올 (즉, 소르비톨)과 같은 가소제의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 시도에서 외부 코팅은 제2 외부 코팅 (900)이 제1 외부 코팅 상으로 적용될 수 있는 두 층의 조합을 포함할 수 있다. 제2 외부 코팅은 또한 임의의 식용 등급의 장용성 고분자 또는 식용 등급의 장용성 고분자 및 당 알코올 (즉, 소르비톨)과 같은 가소제의 조합물일 수 있다. 제2 외부 코팅은 제1 외부 코팅과 동일하거나 상이할 수 있다.

제1 및 제2 외부 코팅을 만들기 위한 각각의 용액은 약 5 퍼센트 내지 약 20 퍼센트 장용성 물질과 약 1 퍼센트 내지 약 3 퍼센트의 당 알코올과 같은 가소제를 포함할 수 있다. 최종의 코팅된 마이크로캡슐화된 입자는 각각의 제1 및 제2 코팅의 약 1 내지 약 15 중량 퍼센트 사이를 포함할 수 있다.

외부 코팅 물질은 혼합, 분무 또는 다른 적절한 적용 (800 및 900)에 의해 장용성 매트릭스로 적용될 수 있다 (도 7). 하나의 시도에서 외부 코팅 물질을 처음에 물에 용해시킨다. 선택적으로 pH를 7보다 크게, 일부 경우에서 약 7.1과 약 12 사이로 높이기 위해 염기를 용해된 외부 코팅 물질에 첨가할 수 있다. 용해된 물질은 이후 코팅되지 않은 미립자 생성물상으로 분사되고 분무될 수 있다.

하나의 시도에서, 장용성 매트릭스는 두 가지 상이한 코팅 단계 (800 및 900)를 통해 코팅될 수 있다. 예를 들어, 제1 코팅 단계 (800)는 코팅되지 않은 장용성 매트릭스를 코팅하기 위해 제인 및 소르비톨을 포함하는 용액을 분사하는 것을 포함한다. 하나의 시도에 의해 제1 코팅 물질은 약 1 퍼센트 내지 약 20 퍼센트 제인 및 약 1 퍼센트 내지 약 3 퍼센트 소르비톨을 포함할 수 있다. 제1 코팅 물질을 물에 용해시키고, 그 이후 염기 물질을 첨가함으로써 pH를 조정한다. 예를 들어, 상당한 양의 수산화암모늄과 같은 염기가 제인을 완전히 용해하기 위해 일부 경우에서는 약 9.5 내지 약 12의 pH로, pH를 높이도록 첨가될 수 있다. 일부 경우에서 pH는 이후 수산화나트륨과 같은 제2 염기 물질을 첨가함으로써 제2 단계 첨가에서 높일 수 있다. 용해된 코팅 물질은 유동층 내 코팅되지 않은 장용성 매트릭스 미립자 생성물을 코팅하기 위해 유동층 코팅기로 분사되고 분무될 수 있다.

일부 예에서, 다중 코팅이 유리하다. 사용될 때, 제2 코팅 단계 (900)는 코팅되지 않은 입자를 코팅하기 위해 장용성 물질 및 가소제 용액을 분사하는 것을 포함한다. 일부 경우에서 제2 코팅의 장용성 물질은 제1 코팅의 장용성 물질과 동일하지 않다. 예를 들어, 제2 장용성 물질은 셸락일 수 있고 가소제는 소르비톨이다. 하나의 시도에 의해 제2 외부 코팅 물질은 약 1 퍼센트 내지 약 20 퍼센트 셸락 및 약 1 퍼센트 내지 약 3 퍼센트 소르비톨을 포함한다. 제2 코팅 물질을 이후 물에 용해시킨다. 용해된 제2 코팅 물질은 이후 유동층 내 한 번 코팅된 장용성 매트릭스 미립자 생성물을 코팅하기 위해 유동층 코팅기로 분사되고 분무될 수 있다. 일부 예에서, 제1 및 제2 코팅 각각은 약 1 마이크로미터 내지 약 5 마이크로미터의 코팅 두께를 가진다. 일부 경우에서 코팅된 입자의 최종의 입자 크기는 약 1 내지 약 1000 마이크로미터, 다른 경우에서 약 10 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 다른 경우에서 약 50 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터, 그리고 또 다른 경우에서 약 75 마이크로미터 내지 약 250 마이크로미터이다. 원한다면, 코팅된 매트릭스 입자는 이후 원하는 입자 크기를 만족시키도록 걸러질 수 있다.

본원에 기술된 방법의 이점과 실시태양은 다음의 실시예에 의해 추가로 묘사된다. 그러나 이러한 실시예에 의해 다시 인용되는 특정 조건, 처리 방식, 물질 및 그 양 및 다른 조건과 상세사항은 이 방법을 부당하게 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 모든 퍼센트는 다르게 지시하지 않는 한 중량에 기한 것이다.

실시예

실시예 #1: 장용성 매트릭스 물질로서 100 퍼센트 셸락.

약 8 퍼센트 알파 피넨 (액체), 약 44 퍼센트 파라 시멘 (액체), 약 5 퍼센트 리날로올 (액체), 약 25.5 퍼센트 티몰 (결정), 및 약 17.5 퍼센트 대두유를 블렌딩하여 정유 블렌드를 만들었다. 유리 비커에서 교반자로의 혼합은 통상적으로 모든 티몰 결정이 용해될 때까지 수행하였다.

큰 비커에서 다음의 단계를 명시한 순서로 수행하였다: 약 1200 g의 탈이온(DI) 수를 비커에 가하였고 이후 약 25 퍼센트 셸락 스톡 용액 (에머슨 리소스 인크.의 마코트 용액(MarCoat Solution from Emerson Resources Inc.)) 약 300 g을 교반 조건 하에서 DI 수로 혼합하였고 용액의 pH가 약 7.2 내지 약 9에 이르게 하였다. 교반하는 동안 약 0.8 g의 폴리소르베이트 85를 첨가하였고 완전한 분산을 위해 약 1-2분 동안 혼합하였다. 그 다음, 약 35 g의 정유 블렌드를 교반 조건 하에서 천천히 가하여 조대 에멀젼을 형성하였다. 일단 오일이 분산되면, 200 밀리미터 x 25 밀리미터 제네레이터 헤드(Generator head)를 가지는 피셔 사이언티픽 파워젠 700D 균질화 시스템 (Fisher Scientific PowerGen 700D Homogenizing System)을 이용하여 약 5분 동안 약 12500 rpm으로 혼합을 균질화하였다.

이후 에멀젼을 교반하였고 혼합하는 동안 결과적인 pH에서의 변화를 모니터링하면서 느린 속도로 약 2 퍼센트 시트르산 용액을 적정하였다. pH가 약 4.4에 도달할 때까지 적정을 계속하였고 이후 SiO₂ (피츠버그 플레이트 글라스 인더스트리 (Pittsburgh Plate Glass Industries)의 AB-D)를 가하였다 (약 200 g 물 안에 약 5 g SiO₂, 슬러리는 약 15-20분 동안 혼합하였다).

이후 75 마이크로미터의 홀이 있는 200 메쉬 스크린 위에 슬러리를 부어 슬러리를 여과하였다. 스크린 상부 위의 미립자를 약 3.5 g의 SiO₂가 있는 약 1000 g 물에서 재현탁시켰다. 슬러리를 약 30 내지 약 60초 동안 혼합하고 이후 재여과하였다. 세척을 상기와 같이 1회 더 반복하고 여과물을 수집하고 트레이 위에 펼쳐놓고 실온에서 밤새 (약 5 내지 약 6 퍼센트 사이의 수분 함량으로) 건조시켰다.

샘플을 각 요소 및 전체의 퍼센트 페이로드에 대해 분석하였다. 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 기능성 성분의 중량 퍼센트를 가리킨다. 총 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 대두유를 포함한 모든 기능성 성분의 총 중량 퍼센트를 가리킨다. 따라서 페이로드의 증가는 소정의 장용성 매트릭스 양 당 기능성 성분의 증가와 상응한다.

실시예 2: 매트릭스 물질로서 100 퍼센트 셸락을 이용하는 기능성 성분과 혼합된 오일 캐리어의 확장성 및 효과 묘사

약 12 kg의 물을 혼합 탱크에 가하였고 이후 약 3 kg의 셸락 용액 (약 2 내지 약 5 퍼센트 셸락)을 가하고 물과 혼합하였다. 혼합물을 약 10 퍼센트 수산화나트륨 용액을 가하여 약 8의 pH로 조절하였다. 이후 약 5 g의 수크로스 스테아레이트를 가하였고 약 1-2분 동안 혼합하였으며 그 이후 대두유가 없는 약 400 g의 정유 블렌드 (약 38.3 % 티몰, 약 51.6 % 파라 시멘, 약 4.4 % 알파 피넨 및 약 5.7 % 리날로올)를 천천히 가하였다. 안정한 에멀젼을 만들기 위해 실시예 1에서와 같이 혼합물을 균질화하였다.

이후 약 2 퍼센트 시트르산 용액으로 pH가 약 4.4에 도달할 때까지 에멀젼을 적정하였고, 이후 약 75 g의 SiO₂를 가하였고 약 20분 동안 혼합하였다. 슬러리를 이후 200 메쉬 (75 마이크로미터) 스크린을 이용하여 여과하였다. 필터 케이크를 약 50 g의 SiO₂가 있는 약 20 lb의 물에 재현탁시켰고 약 5분 동안 혼합하였으며 이후 200 메쉬 스크린 상에서 재여과하였다. 세척을 1회 더 반복하였고, 최종 필터 케이크를 큰 트레이 위에 펼쳐 놓고 실온 (약 20 내지 약 25 ℃)에서 밤새 건조시켰다. 그 다음날, 생성물을 워링(warring) 블렌더에서 분쇄한 후 유동층을 약 40 ℃에서 건조시켰다. 수집한 분말을 35 메쉬 (500 마이크로미터) 스크린을 통하여 체질하였다. 도 2는 조성 분석을 제공한다.

실시예 #3: 장용성 매트릭스 물질로서 100 퍼센트 제인 분말 (옥수수 단백질)의 사용.

약 75 g의 제인 (프리맨 인더스트리(Freeman Industries)의 F4000) 분말 및 약 1200 g의 DI 수를 큰 비커에서 합하였다. 이후 교반을 통해 물에 제인을 분산시켰다. 일단 제인 분말이 완전히 분산되면, 약 10 퍼센트 수산화나트륨 용액을 pH가 약 11.3에 도달할 때까지 천천히 분산된 제인에 적정하였다. 이러한 pH에서 제인 분말을 완전히 용해하였다. 그 다음, 약 0.7 g의 폴리소르베이트 85를 가하였고, 약 1-2분 동안 교반하였으며 이후 실시예 1로부터의 정유 블렌드 약 30 g을 가하였다. 혼합물은 실시예 1에서와 같이 균질화하였다. 이후 에멀젼을 pH가 약 4.6에 도달할 때까지 약 2 퍼센트 시트르산 용액으로 (실시예 1에서처럼) 적정하였다. 슬러리를 약 15-20분 동안 혼합하였다.

SiO₂를 첨가하지 않는 것을 제외하고는 여과 및 세척을 실시예 1에서와 같이 수행하였다. 여과물을 수집하고 트레이 상에서 밤새 실온에서 건조하였다. 샘플을 각 요소의 퍼센트 페이로드 및 총 페이로드에 대해 분석하였다. 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 기능성 성분의 중량 퍼센트를 가리킨다. 총 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 대두유를 포함한 모든 기능성 성분의 총 중량 퍼센트를 가리킨다.

실시예 # 4: 장용성 매트릭스 물질로서 100 퍼센트 제인을 사용하는 방법의 확장성.

프로펠러 오버헤드 혼합기가 있는 큰 혼합 탱크에서 약 12 kg의 물을 탱크에 가하였고 이어서 약 10 g의 수크로스 에스테르 (일본 도쿄의 미쓰비시 카가쿠 코포레이션(Mitsubishi Kagaku Corporation)의 S-1570)를 가하였다. 이후 교반에 의해 탱크 안에 수크로스 에스테르를 분산하였다. 그 다음, 약 750 g의 제인 분말을 탱크 안에서 교반에 의해 분산시켰고 이어서 pH가 약 11.3에 도달할 때까지 혼합 동안 탱크 안으로 약 10 퍼센트 수산화나트륨 용액을 계량 투입하였다. 제작된 용액을 이후 제인 분말이 완전히 용해될 때까지 혼합하였다. 그 다음, 실시예 1로부터의 약 400 g의 정유 블렌드를 천천히 가하였다. 일단 모든 오일을 분산시키고 그 혼합물을 약 5분 동안 균질화하여 실시예 1에서와 같이 에멀젼을 생성하였다.

이후 pH가 약 3.8에 도달할 때까지 교반 하에서 약 2 퍼센트 시트르산 용액으로 에멀젼을 적정하였다. 슬러리를 추가 약 10분 동안 혼합하도록 하였다. 혼합물을 별도의 용기로 옮겼고 침전된 미립자들이 바닥에 가라앉을 수 있도록 몇 분 동안 두었다.

상청액을 큰 200 메쉬 스크린으로 디캔팅(decant)하고 이어서 남아있는 미립자를 스크리닝 하였다. 스크린 상부의 여과물을 약 20 g SiO₂를 함유하는 약 9 kg의 산성화된 물 (pH 약 3.5)에서 재현탁시켰고 수 분 동안 혼합한 후 디캔팅하고 여과하였다. 약 20 g의 SiO₂를 함유하는 세정수로 이 세척 단계를 1회 더 반복하였고, 여과 후 필터 케이크를 수집하여 트레이 상에 얇게 펼쳐 놓고 실온 (약 20 내지 약 25 ℃)에서 밤새 건조하도록 하였다. 반건식 분말을 분쇄하였고 이후 유체층을 약 40 ℃에서 목표 수분 (약 5 퍼센트 미만)으로 건조하였다. 최종 생성물을 35 메쉬 (500 마이크로미터) 스크린을 통해 체질하였다. 조성 분석은 도 2를 참조한다.

실시예 5: 약 75 퍼센트 셸락 & 약 25 퍼센트 제인을 함유하는 매트릭스

실시예 4와 유사하게, 약 12 kg의 물 및 약 7.5 g의 수크로스 스테아레이트 (S-1570)를 혼합 탱크에 가하였고 약 1-2분 동안 혼합하였다. 그 다음 약 2.3 kg의 약 25 퍼센트 셸락 용액을 가하였고 이어서 약 187.5 g 제인 분말을 가하였다. 그 다음, (제인을 용해시키기 위해) pH가 약 11.3에 도달할 때까지 약 10 퍼센트의 수산화나트륨을 계량 투입하였다. 일단 제인 분말이 완전히 용해되면 실시예 1로부터의 정유 블렌드 약 400 g을 가하였다. 혼합물을 실시예 1에서와 같이 균질화하였으며 이후 시트르산 용액으로 에멀젼을 pH 약 3.9까지 적정하였다. 이후 약 75 g의 SiO₂ (플로우 가드 (Flow Guard) AB-D)를 가하였고 약 20-30분 동안 혼합하였다. 여과, 세척 및 건조 방법을 실시예 4에 기술된 것과 유사한 방식으로 수행하였다. 최종 분말은 35 메쉬 (500 마이크로미터) 스크린을 통해 체질하였다. 조성 분석은 도 2를 참조한다.

실시예 # 6: 위(stomach) 및 소장에서의 모의 방출의 시험관 내 시험

이 실시예는 실시예 2, 4, 및 5로부터의 마이크로캡슐의 매트릭스로부터의 활성 성분의 방출 속도 및 프로파일을 나타내고자 하는 것이다. 장용성 마이크로캡슐 샘플로부터의 방출은 약 30분 동안 위(stomach) 모의 용액 (약 10 mg/ml 펩신, 약 2 mg/ml NaCl, pH 약 2)에 이어 약 37 ℃에서 약 24시간까지 소장 모의 용액 (약 10 mg/ml 판크레아틴, 약 2.4 mg/ml 담즙산염, pH 약 6.8)에서 순차적인 시뮬레이션에 의해 평가하였다. 샘플을 소정의 시간 간격으로 취하여 개개의 활성 성분의 방출에 대해 분석하였다.

세 조성물에 대하여 방출 프로파일이 상이하다. 매트릭스가 100 퍼센트 셸락으로 구성될 때 (도 3에서 보이는 바와 같이), 정유로부터의 활성 물질의 방출은 시간에 걸쳐 계속 점진적인 증가가 있었으나 심지어 12시간 후에도 완전한 방출에 도달하지는 않았다. 반면, 매트릭스가 100 퍼센트 제인으로 구성될 때 방출이 더 빠른 방출 속도 및 더 높은 총 방출량을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다 (장 조건에서 처음 1시간 동안 총 페이로드의 약 80 퍼센트가 방출됨) (도 4 참조). 셸락 및 제인의 조합물 (도 5 참조)는 100 퍼센트 셸락보다 더 높고 100 퍼센트 제인보다 더 낮은 속도를 보이며 방출은 6시간 후를 최대로, 느린 속도로 지속되는 것으로 보인다.

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

비커 안에 약 2400 g의 물을 가하였고 이후 교반 혼합하면서 약 7.5 g의 제인 분말을 물에서 분산시켰다. (제인 분말을 용해시키기 위해) pH가 약 11.3에 도달할 때까지 약 10 퍼센트 수산화나트륨 용액을 수용액에 계량 투입하였다. 그 후, 약 570 g의 약 25 퍼센트 셸락 용액 및 약 1 g 수크로스 스테아레이트 (S-1570)를 가하였으며, 이어서 약 70 g의 정유 블렌드 (약 18.8 퍼센트 카놀라유, 약 8.6 퍼센트 알파 피넨, 약 39.8 퍼센트 파라 시멘, 약 5.4 퍼센트 리날로올 아세테이트 및 약 27.4 퍼센트 티몰 아세테이트)를 혼합에 천천히 가하였다. 이후 (실시예 1에서와 같이) 200 밀리미터 x 25 밀리미터 제네레이터 헤드를 가지는 피셔 사이언티픽 파워젠 700D 균질화 시스템을 이용하여 약 4분 동안 약 15000 rpm에서, 이후 약 1분 동안 약 20000 rpm에서 균질화하였다.

이후 에멀젼을 약 3 퍼센트 시트르산 용액으로 pH 약 4까지 적정하였다. 이후 약 280 g의 약 10 퍼센트 염화나트륨 용액 및 약 15 g SiO₂를 가하였고 약 30분 동안 혼합하게 하였다. 이후 슬러리를 실시예 1에 기재된 것과 유사하게 여과하였고 세척하였다. 세척한 필터 케이크를 트레이 상에 펼쳐서 밤새 건조하였고 이후 유동층 건조기에서 약 40 ℃에서 추가 건조하였고 분말을 체질하여 35 메쉬 (500 마이크로미터) 크기를 통해 통과하는 생성물을 수집하였다. 최종 수분은 약 4.7 퍼센트였다.

방출 속도가 도 6에 나타나 있다. 특히, 정유 조성물의 전체 방출이 도 3-5에서와 같이 그렇게 높지 않을 때, (1시간에 걸친) 초기 방출이 도 3-5에 묘사된 조성물보다 더 낮았다. 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 캡슐화된 기능성 성분 및 오일의 중량 퍼센트를 가리킨다는 것을 염두에 두어야 한다. 총 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 모든 캡슐화된 기능성 성분 및 카놀라유의 총 중량 퍼센트를 가리킨다.

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

호바트(Hobart) 혼합기에서 혼합하여 백색 크림 충전물을 제조하였다. 우선 약 750 g의 미리 용융된 샌-트랜스 39 쇼트닝(San-Trans 39 Shortening) 및 약 0.5 g의 액상 대두 레시틴을 잘 섞이고 균질해질 때까지 과자제조용 설탕 (분말 설탕)과 혼합하였다. 충전물을 용기로 옮기고 나중에 사용하기 위해 식혔다.

웨이퍼 크래커 시트를 인근 식료품점에서 구입하였다. 약 97.8 g의 크림 충전물을 마이크로웨이브 오븐에서 데워 연화하였다. 충전물에 다음을 첨가하였다: 약 1.5 g의 마이크로캡슐화된 물질, 약 0.15 g 시트르산, 약 0.5 g 레몬 오일 향미제, 황색 색상을 위한 베타-카로틴 한 방울. 충전물을 크래커 시트 (약 1-2 밀리미터 두께)에 펴발랐고 이후 다른 시트를 그 위에 도포하였다. 이후 크래커 시트 샌드위치를 냉장고 (약 0 내지 약 5 ℃)에서 약 30분 동안 냉각하였고 이후 다양한 크기 (크래커 크기)로 잘랐다. 유사한 제형의 2층 및 3층 크래커 역시 제조하였다. 초콜렛 및 과일 향미를 포함하여 다양한 다른 향미 역시 평가하였다.

실시예 9: 마이크로캡슐화된 물질을 포함하는 충전물을 함유하는 크래커 샌드위치

충전물에 혼입시킨 마이크로캡슐화된 분말을 함유하는 크래커 샌드위치를 아래와 같이 제조하였다:

충전물:

1) 지방 부분: 유리 비커에서, 약 2000 g의 쇼트닝 샌-트랜스 39를 투명한 액체가 될 때까지 마이크로웨이브 오븐에서 약 3분 동안 용융시켰고 그 이후 약 0.8 g의 대두 레시틴을 가하였다.

2) 고체 블렌드 부분: 호바트 혼합기에서 다음을 건식 블렌딩 하였다: 약 100 g 락토오스, 약 10 g 소금, 및 약 249.4 g 말토덱스트린 (5 D.E.).

용융된 지방을 호바트 혼합기에서 건식 블렌드에 부었고 (균질한 혼합을 형성하기 위해) 약 5분 이상 혼합하도록 하였다. 충전물을 용기로 옮기고 스톡 충전물로 사용하였다.

크래커 샌드위치: 약 100 g의 치즈 충전물을 마이크로웨이브 오븐에서 약 30초 동안 데워 충전물을 연화시켰고 약 1.4 g의 마이크로캡슐화된 물질 및 다양한 조미료 및 풍미 블렌드 역시 혼합하였다. 약 18 g의 충전물을 두 크래커 사이에 넣고 식혔다. 나초, 타코, 이탈리안 허브, 및 오리엔탈 조미료를 포함하여 크래커 샌드위치의 다른 다양한 향미를 평가하였다. 충전물은 또한 솔틴(Saltine), 리츠(Ritz) 등을 포함하여 다양한 유형의 크래커를 가지고 평가하였다. 평가할 때, 마이크로캡슐화된 정유를 함유하는 크래커가 양호하게 허용 가능하였다.

실시예 10: 본 실시예는 동시 계류 중인 출원 제12/479,433에 개시된 바와 같이 정유의 캡슐화 후, 표면 오일 제거를 입증한다.

비커에 약 2400 g의 물을 가하였고 이후 오버헤드 저전단 혼합으로 약 37.5 g의 제인 분말을 가하고 물 전체에 걸쳐 분산시켰다. 그 다음, (제인 분말을 용해시키기 위해) pH가 약 11.3에 도달할 때까지 약 10 % 수산화나트륨 용액을 수용액에 계량 투입하였다. 그 다음, 약 450 g의 25 % 셸락 용액을 가하였고 이어서 약 1.4 g 수크로스 스테아레이트 (S-1570)를 가한 이후 약 80 g 정유 블렌드 (약 13 % 카놀라유, 약 10 % 알파 피넨, 약 25 % 파라 시멘, 약 12 % 리날릴 아세테이트, 약 40 % 티몰 아세테이트)를 천천히 혼합에 가하였다. 이후 200 밀리미터 x 20 밀리미터 제네레이터 헤드가 장착된 IKA 웍스 T25 베이직 울트라 투렉스(IKA Works T25 Basic Ultra Turrex)를 이용하여 약 17,500 rpm에서 약 1분 동안 이후 약 24,000 rpm에서 약 5분 동안 에멀젼을 균질화하였다.

이후 pH가 약 3.8에 도달할 때까지 약 3 % 시트르산 용액으로 에멀젼을 적정하였다. 이후 약 15 g SiO₂ (플로 가드(Flo Guard) FF, 약 18 마이크로미터의 평균 크기)를 가하였고 약 30분 동안 혼합하게 하였다. 슬러리를 이후 약 5 마이크로미터보다 큰 홀이 있는 여과천에 부어서 여과하였다. 이후 여과천상의 미립자를 약 0.5 g 시트르산, 약 0.5 g 수크로스 스테아레이트 (S-1570), 및 약 7.5 g SiO₂ (플로 가드 FF)를 함유하는 약 2000 g 물에 재현탁시켰다. 슬러리를 약 15분 동안 혼합하였고 이후 재여과하였다. 상기와 같이 세척을 1회 더 반복하였고 이후 필터 케이크를 수집하였다. 이후 필터 케이크를 가압 박스 안의 30 마이크로미터 필터 백에 넣고 치즈 프레스에서 약 20분 동안 약 20 psi에서 짜냄으로써 가압하여 대부분의 물을 제거하였다. 가압 케이크 수분은 약 18.8 %였다.

가압 케이크를 휩(whip)이 장착된 5 쿼트 호바트 혼합기에서 약 5분 동안 속도 설정 1에서 약 50 g SiO₂ (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 약 60분 동안 텀블링(tumbling)하였다. 이후 배치를 유니 글라트(Uni-Glatt) 유동층 건조기에서 약 20분 동안 약 40 ℃에서 건조하였다. 건조된 배치를 스크리닝하였고 75-250 마이크로미터 사이의 입자만 수집하였다. 페이로드는 일반적으로 최종 생성물에 대하여 캡슐화된 기능성 성분의 중량 퍼센트를 가리킨다는 것을 염두에 두어야 한다. 이러한 실시예에 대하여 총 페이로드는 일반적으로 최종 생성물에 대하여 모든 캡슐화된 기능성 성분의 총 중량 퍼센트를 가리킨다.

실시예 # 11: 마이크로캡슐화된 물질을 갖는 분말 음료의 제조

과일 향미 분말 음료를 슈퍼마켓에서 구입하고, 오렌지 및 망고 유형 둘 모두를 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) 재구성했을 때 음료가 산성 pH (위(stomach)의 pH와 유사함)를 갖고, 조기 방출되지 않으며; 따라서 풍미에 역효과가 없고 3) 일단 제조되면 음료가 통상적으로 매우 짧은 시간 내에 소비된다는 몇 가지 이유로 장용 활성 화합물의 전달에 적합하다.

오렌지 유형 분말 음료를 당 및 인공 감미료로 달게 하였고, 실시예 # 10으로부터의 마이크로캡슐화된 정유와 건식 블렌딩하였다. 약 7 g의 오렌지 분말과 같이 단일 제공 분량을 약 0.48 g의 마이크로캡슐화된 분말 (활성 페이로드 = 약 11.44 퍼센트)과 건식 블렌딩하였고, 이 양은 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 원하는 기능적 이점을 제공하도록 선택된 것이다. 또한 0.35 g의 카르복시 메틸 셀룰로오스 (아쿠알론(Aqualon) 7HXF)를 건식 블렌드에 가하여 추가의 점성 및 보다 더 좋은 현탁성을 제공하였다. 건식 블렌드를 약 200 ml의 냉수로 재구성하였다. 재구성 약 5분 및 약 60분 후에 통상의 관능 패널에 의해 음료의 풍미를 평가하였다. 관능 패널에 의한 시험은 오렌지 유형 음료에서의 정유 블렌드의 성공적인 차폐를 증명하였다.

망고 유형 음료에 대하여 유사한 결과에 의해 유사하게 평가되었다.

실시예 # 12: 셸락 및 카제인산염의 장용성 매트릭스 조합물을 가지는 정유 블렌드를 포함하는 코팅되고 마이크로캡슐화된 생성물을 만들었다.

매트릭스 용액을 두 파트로 만들었다. 우선, 약 480 g의 25 % 셸락 용액을 포함하는 셸락 용액을 약 1600 g의 DI 수로 희석하였다. 25 % 셸락 스톡 용액을 미리 사전제조하였다. 용액의 pH는 약 7.5였다. 그 다음, 카제인산염 용액을 오버헤드 혼합기로 만들었다. 특히, 약 180 g의 카제인산나트륨을 약 1800 g DI 수에서 수화하였다. 모든 분말이 완전히 수화될 때까지 낮은 속도로 혼합을 수행하였다. 이후 약 7.3의 최종 pH가 될 때까지 가볍게 혼합하면서 카제인산염 용액을 천천히 셸락 용액에 가하였다.

그 후, 약 100 g의 정유 블렌드 (약 70 % 티밀 옥타노에이트, 약 15 % 리날릴 아세테이트, 약 10 % 파라 시멘, 약 5 % 알파 피넨)를 혼합된 용액에 천천히 가하였다. 일단 모든 오일을 가하고 높은 전단 (회전자 및 고정자 유형)을 적용하여 조대 에멀젼을 만들었다. 이후 조대 에멀젼을 약 500 psi 및 약 5000 psi (각각 제1 및 제2 단계)에서 이중 단계 균질화기를 이용하여 고압 균질화하여 미세한 에멀젼을 제공한다.

그 후, 혼합하는 동안 약 12 % 시트르산 용액을 이용하여 미세한 에멀젼을 적정하였다. 미세한 에멀젼의 적정은 pH가 약 4.5에 도달할 때까지 계속하였고 이 때 대부분의 유화 미립자들이 그 안에 포획된 활성물질과 함께 침전되었다. 약 30분 동안 약 40 psi로 필터 프레스를 이용해 미립자를 여과하여 필터 케이크를 형성하였다. 이후 케이크를 식품 가공기에서 분쇄하였다. 분쇄된 미립자를 약 10분 동안 섭씨 약 60 도에서 유동층 건조 (사전건조)하였고, 이후 0.75 밀리미터 스크린을 이용하여 미세하게 그라운딩하였다. 최종 그라운딩된 것을 약 40분 동안 섭씨 약 60 도에서 건조하였다. 다음날, 미립자를 약 20분 동안 섭씨 약 40 도에서 추가 건조하였다. 건조된 미립자를 체질하였고 75와 200 마이크로미터 사이 분획을 수집하였다.

체질하고, 건조한 미립자를 이후 추가 코팅하였다. 우선, 약 200 g의 염기, 코팅되지 않은 미립자를 유동층 (미니-글라트(Mini-Glatt))에 가하였고 약 15분 동안 약 40 ℃로 데웠다. 그 다음, 두 코팅 용액을 만들었다. 제1 용액은 약 22.5 g의 제인, 약 2.5 g 소르비톨 및 약 130 g 물이었다. 슬러리를 혼합하는 동안 pH가 약 9.5까지 오를 때까지 수산화암모늄을 가하였다. 그 다음, pH가 약 10.5까지 오를 때까지 수산화나트륨을 가하였다. 제1 용액에서 약 15 % 고체에 이를 때까지 충분한 물을 가하였다. 코팅되지 않은 물질을 약 15분 동안 유동화시킨 후에 제1 용액을 약 2 바(bar)의 분사 압력으로, 약 1.2 g/분으로 0.8 밀리미터 분사 노즐 안으로 펌핑하였다. 제1 용액을 미니-글라트로 펌핑한 후에 노즐을 청소하기 위해 유닛을 정지하였고 약 40 ℃에서 다시 시작하였다.

그 후, 약 90 g의 약 25 % 셸락 용액, 약 2.5 g 소르비톨 및 약 74.2 g 물을 포함하는 제2 용액을 만들었고, 소르비톨이 완전히 용해될 때까지 혼합하였다. 제2 용액 (셸락/소르비톨)을 이후 약 2 바의 분사 압력으로 약 1.1 g/분으로 0.8 밀리미터 분사 노즐 안으로 펌핑하였다. 제2 용액을 가한 후에 입자를 약 40 ℃에서 약 10분 동안 유동화하도록 두어 완전히 건조하였다. 이후 코팅된 입자를 약 75 내지 약 200 마이크로미터로 걸렀고 아래 보여진 페이로드 및 표면/자유 오일 분석을 위해 제출하였다. 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 캡슐화된 기능성 성분의 중량 퍼센트를 가리킨다는 것을 염두에 두어야 한다. 이 실시예에 대하여, 총 페이로드는 일반적으로 최종 미립자 생성물에 대하여 모든 캡슐화된 기능성 성분의 총 중량 퍼센트를 가리킨다. 총 표면 오일은 일반적으로 최종 미립자 생성물 중량에 대하여 입자의 표면상 기능성 성분의 중량 퍼센트를 가리킨다.

실시예 # 13: 코팅된 마이크로캡슐을 가지는 분말 음료의 제조.

실시예 12로부터의 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 과일 향미의 분말 음료 (오렌지 향미 & 망고)와 함께 건식 블렌딩 하였다. 분말 음료를 이후 당 및 인공 감미료로 달게 하였다. 더욱 특히, 분말 음료 약 7g의 단일 제공 분량을 0.5 g의 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말과 건식 블렌딩 하였다. 분말은 이후 약 200 ml의 냉수에서 수화하였다. 생성물을 통상의 관능 패널 (12 명)에 의해 관능 평가하였다. 통상의 관능 패널은 뚜렷한 이취(off flavor)없이 음료가 매우 신선한 과일과 톡 쏘는 풍미를 가졌다고 전하였다. 또한 향미 프로파일의 변화없이 약 30분 및 약 45분 후에 역시 생성물을 맛보았다.

실시예 # 14: 보존 기간에 걸친 캡슐의 안정성.

실시예 12로부터의 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 호일 타입 포장에 포장하였다. 특히, 약 15 그램의 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 각각의 호일 타입 파우치에 포함하였다. 파우치를 열 밀봉하였고 이후 냉장 온도 (약 5 ℃) 또는 가속 저장 챔버 (약 32 ℃ 및 약 80 % RH)에서 저장하였다. 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 관능 및 분석 평가를 위해 각각의 시간 간격 (매 2주)으로 저장고에서 꺼냈다. 풍미 평가를 위해 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 실시예 13에서 기술된 바와 같이 분말 음료와 건식 블렌딩하였다. 건식 블렌딩한 혼합물을 이후 물에서 수화하여 음료 제품을 제조하였다. 음료 제품은 동일한 통상의 패널에 의해 맛보었다. 약 12주의 가속된 보존 기간 (가속 저장에서의 1주가 상온 저장법에서의 1달과 동일하다고 여김)까지 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 저장한 후에, 제조된 음료 제품은 먹을만하였다 (즉, 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말이 없는 음료와 비교하여 이취가 없고 양호하고 신선한 풍미를 가짐). 추가로, 만든 음료 제품을, 마이크로캡슐로부터 새어나갔을지 모르는 음료 제품 내 활성 성분에 대하여 분석하였다. 이 시험은 연구 기간 동안 음료 제품 내에서 1 ppm 미만의 활성 성분의 변화를 보여 주었다. 이러한 매우 낮은 수준의 자유 활성 성분은 제품 관능 특성에 영향을 미치지 않는다.

실시예 # 15: 위(stomach) 및 소장에서의 모의 방출의 시험관 내 시험

실시예 12로부터의 코팅된 마이크로캡슐화 정유 분말을 시험관 내 모의되도록 처리하였다. 장용성 마이크로캡슐로부터의 방출을 약 30분 동안 위(stomach) 모의 용액 (약 10 mg/ml 펩신, 약 2 mg/ml NaCl, pH 약 2)에서, 이어서 약 37 ℃에서 약 24시간까지 동안 소장 모의 용액 (약 10 mg/ml 판크레아틴, 약 2.4 mg/ml 담즙산염, pH 약 6.8)에서의 순차적인 시뮬레이션으로 평가하였다. 샘플을 소정의 시간 간격으로 취하고 개별 활성 성분의 방출에 대하여 분석하였다.

도 8은 매트릭스로부터의 장용성 방출 특성을 묘사한다. 모의된 위(stomach) 조건에서 약 4 미만의 pH에서 최소 방출이 섭취 최초 30분 동안 관찰되었다. 관찰된 방출은 모의된 장(intestinal) 조건에서 섭취 약 3시간 이내에 약 70 %까지 증가하였다. 방출은 약 25시간 후에 모의된 장(intestinal) 조건에서 약 90 %까지 계속되었다.

본 방법과 조성물이 특히 특정 방법 및 생성물 실시태양을 참조하여 기재되었지만 본 개시를 기초로 다양한 변경, 변형 및 적용이 있을 수 있으며 다음의 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 취지 및 범위 내로 의도하였음을 이해할 것이다.

Claims (30)

1. a) 실질적으로 유기 용매가 없는 물과 장용성 물질의 조합물을 장용성 물질이 물에 용해성이 되게 하는 pH에서 교반하여 용액을 형성하는 단계;
   b) 활성 성분을 포함하는 소수성 액체를 용액으로 혼합하는 단계;
   c) 소수성 액체 및 용액을 균질화하여 에멀젼을 생성하는 단계; 및
   d) 장용성 물질 안에 마이크로캡슐화된 소수성 액체의 미립자를 침전시키기에 효과적인 양의 산으로 에멀젼을 산 적정하는 단계
   를 포함하는, 활성 성분을 장용성 매트릭스로 마이크로캡슐화하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 장용성 물질이 필수적으로 셸락 및 카제인산나트륨을 포함하는 것인 방법.
3. 제2항에 있어서, 셸락 및 카제인산나트륨이 약 90:10 내지 10:90의 비율로 제공되는 것인 방법.
4. 제3항에 있어서, 카제인산나트륨에 대한 셸락의 비율이 약 30:70 내지 70:30인 것인 방법.
5. 제3항에 있어서, 카제인산나트륨에 대한 셸락의 비율이 약 40:60 내지 60:40인 것인 방법.
6. 제1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 장용성 물질이 식용 등급인 것인 방법.
7. 제1 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   e) 장용성 코팅 물질과 가소제를 블렌딩하여 조합물을 형성하는 단계; 및
   f) 마이크로캡슐화된 미립자 침전물을 조합물로 코팅하여 코팅된 마이크로캡슐화 미립자 침전물을 제공하는 단계
   에 의해 마이크로캡슐화된 미립자 침전물에 외부 코팅을 적용하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
8. 제7항에 있어서,
   g) 제2 장용성 코팅 물질 및 가소제의 제2 조합물을 제공하는 단계; 및
   h) 코팅된 마이크로캡슐화 미립자 침전물을 제2 조합물로 코팅하는 단계
   를 포함하는 것인 방법.
9. 제8항에 있어서, 제2 장용성 코팅 물질이 셸락인 것인 방법.
10. 제7 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 조합물이 약 1 중량 퍼센트 내지 약 3 중량 퍼센트 사이에 이르는 양의 가소제 및 약 5 내지 약 20 중량 퍼센트 사이에 이르는 양의 장용성 코팅 물질을 포함하는 것인 방법.
11. 제7 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 장용성 코팅 물질이 제인, 셸락 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
12. 제7 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 장용성 코팅 물질이 제인인 것인 방법.
13. 제1 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서, 가소제가 당 알코올인 것인 방법.
14. 제13항에 있어서, 당 알코올이 소르비톨인 것인 방법.
15. 제1 내지 14항 중 어느 한 항에 있어서, (dl) 미립자 침전물을 여과, 세척 및 건조하여 건조 분말을 제조하는 것을 추가로 포함하는 방법.
16. 제1 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서, (al) 약 7 내지 약 12 사이로 pH를 유지하기에 효과적인 양의 염기를 가하는 것을 추가로 포함하는 것인 방법.
17. 제16항에 있어서, 염기가 수산화나트륨인 것인 방법.
18. 제16항에 있어서, 염기가 수산화암모늄인 것인 방법.
19. 제1 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 액체가 정유, 트리글리세리드, 불포화 및 다가불포화 지방산, 불포화 및 다가불포화 지질, 베타카로틴, 유용성 비타민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
20. 소수성 액체;
    안에 소수성 액체를 마이크로캡슐화하도록 만들어지고, 장용성 물질을 포함하는 매트릭스; 및
    장용성 매트릭스를 씌우기 위한 장용성 코팅 물질 및 가소제의 조합물을 포함하는, 매트릭스 주위의 코팅
    을 포함하는 마이크로캡슐화된 미립자 조성물.
21. 제20항에 있어서, 장용성 물질이 카제인산나트륨 및 셸락인 조성물.
22. 제21항에 있어서, 셸락 및 카제인산나트륨이 약 90:10 내지 10:90의 비율로 제공되는 조성물.
23. 제22항에 있어서, 카제인산나트륨에 대한 셸락의 비율이 약 30:70 내지 70:30인 조성물.
24. 제22항에 있어서, 카제인산나트륨에 대한 셸락의 비율이 약 40:60 내지 60:40인 조성물.
25. 제20항에 있어서, 장용성 물질이 필수적으로 카제인산나트륨 및 셸락을 포함하는 조성물.
26. 제20 내지 25항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅을 씌우기 위한 제2 코팅 조성물을 포함하고 제2 장용성 코팅 물질 및 가소제의 조합물을 포함하는 조성물.
27. 제20 내지 26항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 조합물이 약 1 중량 퍼센트 내지 약 3 중량 퍼센트 사이에 이르는 양의 가소제 및 약 5 내지 약 20 중량 퍼센트에 이르는 양의 장용성 물질을 포함하는 조성물.
28. 제20 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 가소제가 당 알코올인 조성물.
29. 제28항에 있어서, 당 알코올이 소르비톨인 조성물.
30. 제20 내지 29항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 액체가 정유, 트리글리세리드, 불포화 및 다가불포화 지방산, 불포화 및 다가불포화 지질, 베타카로틴, 유용성 비타민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 조성물.

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