KR20140042672A

KR20140042672A - 식물 유래 당단백질을 포함하는 마이크로캡슐

Info

Publication number: KR20140042672A
Application number: KR1020130110382A
Authority: KR
Inventors: 임형준; 김한별; 김도훈; 신송석; 박영호
Original assignee: (주)아모레퍼시픽
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2014-04-07
Also published as: HK1207818A1; US20150265503A1; KR102152751B1; JP6290899B2; JP2015531369A; CN104812380A; CN104812380B; US9802064B2

Abstract

본 발명은 식물 유래 당단백질을 포함하는 마이크로캡슐에 관한 것이다.

Description

식물 유래 당단백질을 포함하는 마이크로캡슐{MICROCAPSULE CONTAINING GLYCOPROTEIN OF PLANT ORIGIN}

먹을 수 있는 바이오폴리머와 단백질 복합체로 구성된 콜로이드 안정화 시스템 개발을 위해서 신규한 안정화 캡슐이 개발되고 있다. 식물 펩티드 오리진을 가지는 당단백질들이 항산화력을 가지고 있다면 캡슐에 담지한 물질들을 좀 더 안정적으로 보호할 수 있을 것이다. 특히, 기존 석유 유래 합성고분자들을 대체하는 차원에서 천연 유래 바이오폴리머들을 도입하여 안정화를 시도하고자 하는 노력이 당업계에서 이루어지고 있다.

본 발명자들은 다당류 및 단백질과 더불어 식물 당단백질을 포함하는 캡슐이 간단하고 편리하게 제조가능하며 항산화능을 가져서 담지한 물질의 안정성을 크게 증가시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

대한민국 공개특허 제10-2007-0103003호

본 발명의 목적은 항산화능을 가지고 제조가 용이한 마이크로캡슐을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 총전하 (net charge)가 음전하인 다당류; 4 내지 6의 등전점(isoelectric point, PI)을 가지는 단백질;및 총전하 (net charge)가 음전하인 식물 유래 당단백질을 포함하는, 마이크로캡슐 및 상기 캡슐의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 마이크로캡슐은 종래 석유 유래 합성고분자나 계면활성제에 의해 안정화시켰던 유화제형의 활성 성분들을 천연 유래 성분들로 안정화시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한 캡슐의 제조 과정에 있어서, 유기용매를 별도로 사용하지 않기 때문에 제조가 간편하고 보다 친환경적이다. 아울러, 본 발명의 마이크로캡슐은 하드한 마이크로캡슐이 아닌, 하이드로겔과 같은 소프트한 마이크로캡슐로써 효능성분의 안정화를 추구할 수 있고, 효능성분의 효과 발휘에 있어서 유용하다. 더불어, 본 발명의 마이크로캡슐은 pH에 따라 안정한 입자가 가역적으로 생성되고 와해되는 특징을 가져서 pH 민감성 전달체로 사용될 수 있다는 장점이 있다. 본 발명의 마이크로캡슐은 또한 항산화능을 가져서, 내부 담지 물질의 산화 및 부패를 방지할 수 있다.

도 1은 입도를 분석한 결과이다.
도 2는 표면전위를 분석한 결과이다.
도 3은 탁도 및 침전물 생성 정도를 비교하기 위하여 찍은 사진이다.
도 4 내지 도 6은 입자 크기 및 균일성을 확인한 결과이다. (스케일바는 10 마이크로미터)
도 7은 식물 유래 당단백질의 항산화능을 확인한 결과이다.
도 8은 ISP 나노 입자의 입도를 분석한 결과(A) 및 ISP 수용액의 사진(B)이다.
도 9는 탁도 및 침전물 생성 정도를 비교하기 위하여 찍은 실시예 24 내지 26의 사진이다.
도 10은 탁도 및 침전물 생성 정도를 비교하기 위하여 찍은 실시예 23 및 27 내지 30의 사진이다.
도 11 내지 도 15는 실시예 24 내지 26 및 35 내지 50의 입자 크기 및 균일성을 확인한 결과이다. (스케일바는 10마이크로미터)

본 발명은 일 관점에서 총전하 (net charge)가 음전하인 다당류; 4 내지 6의 등전점(isoelectric point, PI)을 가지는 단백질;및 총전하 (net charge)가 음전하인 식물 유래 당단백질을 포함하는, 마이크로캡슐에 관한 것이다.

본 명세서에서 상기 '다당류'는 수용액 또는 수분의 존재 하에서 총전하 (net charge)가 음전하인 다당류를 의미한다. 구체적으로, 본 명세서에서 상기 '다당류'는 작용기에 음이온성 작용기, 예컨대, COOH를 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 다당류 작용기의 전하들을 합산한 총전하가 음전하를 가진다면 제한없이 적용가능하다. 구체적으로, 상기 다당류는 펙틴, 잔탄, 비트 펙틴(beet pectin), 카라기난(carrageenan), 키토산, 아라비아 고무(gum arabic), 이눌린(inulin), 메틸 셀룰로오즈, 잔탄검, 아마씨 검(flaxseed gum), 카파-카라기난(κ-carrageenan), 아이오타-카라기난(ι-carrageenan), 젤란검(gellan gum), 황산 덱스트란(extran sulfate), 갈락토만난(galactomannans), 알지네이트 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 상기 '단백질'은 pH 변화에 따라 표면 전위가 달라지는, 즉, 등전점을 가지는 단백질을 의미한다. 구체적으로 본 명세서의 상기 단백질은 pH 4 내지 6 사이에서 등전점을 가지는 단백질을 의미하는 것이고, 이러한 단백질들은 pH 7에서 음전하를 가지고 있다가 산성 조건으로 바뀜에 따라 양전하를 가질 수 있다. 본 명세서에서 상기 '단백질'은 pH 4 내지 6 사이에서 양의 총전하를 가지게 되어 다당류 및 식물 유래 당단백질과 복합체 (complex)를 형성할 수 있고, 그에 따라 마이크로캡슐을 생성할 수 있다. 본 명세서에서 상기 '단백질'은 계면활성제로 이용될 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 상기 단백질은 콩 단백질, 카제인 (casein), 오브알부민 (ovalbumin), 락토글로불린 (lactoglobulin) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 단백질의 등전점은 4 이상, 4.2 이상, 4.6 이상, 4.8 이상 또는 4.9 이상 일 수 있으며 6 이하, 5.8 이하, 5.6 이하, 5.4 이하, 5.2 이하 또는 5.1 이하 일 수 있다.

본 명세서에서 콩 단백질은 대두 단백질을 포함하는 것이나 이에 제한되는 것이 아니라 콩류로부터 얻을 수 있는 단백질을 모두 포함하는 것일 수 있다.

본 명세서에서 콩은 대두(Glycine max (L.) Merr.), 흰강낭콩(Phaseolus multiflorus Willd. for. albus Bailey), 해녀콩(Canavalia lineata (Thunberg) DC), 비둘기콩(pigeon pea, Cajanus cajan (L.) Millsp), 통카콩(Dipteryx odorata(Aubl.) Willd), 큰여우콩(Rhynchosia acuminatifolia Makino), 캐롭콩(Ceratonia siliqua (L.) Taub.), 제비콩(Lablab purpureus (L.) Sweet), 누에콩(Vicia faba L.), 이집트콩(Cicer arietinum L.), 여우콩(Rhynchosai volubilis Loureira), 쥐눈이콩(Rhynchosia nulubilis), 야료두(Glycine soja Sieb. et Zucc), 스위트피(Lathyrus odoratus Linne), 새콩(Amphicarpaea bracteata subsp. edgeworthii (Benth.) H.Ohashi), 살갈퀴(Vicia angustifolia Linne var. segetilis (Thuill.) K. Koch.), 산새콩(Lathurus vaniotii Leveille.), 비진도콩(Dumasia truncata Sieb. et Zucc.), 붉은강낭콩(Phaseolus multiflous Wild.), 벌노랑이(Lotus corniculatus Linne var. japonicus Regel), 백편두(Dolichos lablab L.), 미국돼지땅콩(Amphicarpaea bracteata), 만년콩(Euchresta japonica Hook fil. ex Regel.), 리마콩(Phaseolus lunatus L.), 렌즈콩(Lens culinaris Medik), 땅콩(Arachis hypogaea L.), 두시(Glycine max Merrill), 돌콩(Glycine soja Sieb. et Zucc.), 도두(Canavalia gladiata (Jacq.) DC.), 덩굴강낭콩(Phaseolus vulgaris), 미선콩(Lupinus luteus), 그린콩(Phaseolus radiatus L. var. aurea), 검정콩(Glycine max (L.) Merr.), 및 강낭콩(Phaseolus vulgaris L.)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.

본 명세서에서 콩 단백질 또는 대두 단백질은 분리대두단백(isolated soy protein, ISP)일 수 있다.본 명세서에서 상기 '식물 유래 당단백질'은 역시 수용액 또는 수분의 존재 하에서 총전하 (net charge)가 음전하인 당단백질을 의미한다. 구체적으로, 본 명세서에서 상기 '식물 유래 당단백질'은 당 또는 단백질의 작용기에 음이온성 작용기, 예컨대, COOH를 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 작용기의 전하들을 합산한 총전하가 음전하를 가진다면 제한 없이 적용가능하다. 구체적으로, 상기 식물 유래 당단백질은 버지니아 유래 당단백질, 녹차 유래 당단백질, 인삼 유래 당단백질, 솔잎 유래 당단백질, 로디올라 유래 당단백질 및 아비스 유래 당단백질 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서의 '식물 유래 당단백질'은 또한 항산화능을 가지므로, 마이크로캡슐에 담지한 물질의 산화를 방지할 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐은 산성 조건에서 양전하를 가지는 단백질과 음전하를 가지는 당단백질 및 다당류와의 결합으로 안정하게 제조될 수 있다. 본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐은 식물 유래 천연성분인 당단백질이 계면활성제 역할을 수행하여 자극이 거의 없을 뿐 아니라, 이의 제조를 위하여 별도의 유기용매를 필요로 하지 않으므로 제조가 쉽고 친환경적이다. 아울러, 본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐은 pH에 따라 안정한 입자가 가역적으로 생성되고 와해되는 특징을 가져서 pH 민감성 전달체로 사용될 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 식물 유래 당단백질은 버지니아 유래 당단백질, 녹차 유래 당단백질, 인삼 유래 당단백질, 솔잎 유래 당단백질, 로디올라 유래 당단백질 및 아비스 유래 당단백질로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다. 상기 당단백질은 항산화능을 가져서 캡슐 내부에 담지한 물질의 산화 및 부패를 방지할 뿐 아니라, 천연 유래 물질로서 자극이 적다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 식물 유래 당단백질은 카르복실산 (carboxylic acid) 작용기를 가질 수 있다. 상기 식물 유래 당단백질은 당 또는 단백질에 카르복실산 (carboxylic acid) 작용기를 가질 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 다당류는 펙틴, 잔탄, 비트 펙틴(beet pectin), 카라기난(carrageenan), 키토산, 아라비아 고무(gum arabic), 이눌린(inulin), 메틸 셀룰로오즈, 잔탄검, 아마씨 검(flaxseed gum), 카파-카라기난(κ-carrageenan), 아이오타-카라기난(ι-carrageenan), 젤란검(gellan gum), 황산 덱스트란(extran sulfate), 갈락토만난(galactomannans), 및 알지네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다. 구체적으로, 상기 펙틴은 고메톡시펙틴 (High Methoxy Pectin, HME)일 수 있다. 고 또는 저메톡시펙틴은 주쇄 (maun chain)의 카르복실 기가 얼마나 메틸 에스터 (methyl ester) 기로 치환되어 있는지에 의하여 결정된다. 본 명세서에서 상기 고메톡시펙틴 (High Methoxy Pectin, HME)은 50% 이상의 카르복실 기가 메틸 에스터 (methyl ester) 기로 치환되어 있는 펙틴을 의미한다. 구체적으로, 상기 고메톡시펙틴 (High Methoxy Pectin, HME)은 69 내지 74%의 카르복실 기가 메틸 에스터 (methyl ester) 기로 치환되어 있는 펙틴을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 단백질은 소이 단백질(soy protein), 카제인 (casein), 오브알부민 (ovalbumin) 및 락토글로불린 (lactoglobulin)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 다당류:단백질의 중량비는 1~9:1일 수 있다. 상기 중량비로 마이크로캡슐을 제조하는 경우, 보다 더 균일한 입자크기를 가지는 보다 더 많은 수의 마이크로캡슐을 제조할 수 있다. 상기와 같은 관점에서, 상기 다당류:단백질의 중량비는 1~8:1, 1~7:1, 1~6:1, 1~5:1, 1~4:1, 1~3:1 또는 1~2:1 일 수 있고, 구체적으로 1~2.3:1일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 다당류:단백질:당단백질의 중량비는 1~9:1:0.01~0.99일 수 있다. 상기 중량비로 마이크로캡슐을 제조하는 경우, 보다 더 균일한 입자크기를 가지는 보다 더 많은 수의 마이크로캡슐을 제조할 수 있고, 마이크로캡슐의 항산화능이 극대화될 수 있다. 상기와 같은 관점에서 상기 다당류:단백질:당단백질의 중량비는 1~7:1:0.01~0.9, 1~5:1:0.01~0.8 또는 1~3:1:0.01~0.7일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 마이크로캡슐은 피막 내부에 지용성 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐은 항산화능을 가져서, 내부에 담지된 지용성 물질의 산화 및 부패를 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서에서 상기 '지용성 물질'은 수용성 물질과 섞이지 못하고 분리되어 층을 이루어 존재하는 물질을 포함하는 것이고, 지용성을 가지는 추출물 또는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 지용성 물질은 유효성분 또는 활성성분을 가지고 목적하는 효과를 낼 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 화장품, 약품 또는 건강식품의 제조에 있어서 지용성을 가지는 유효성분을 본 캡슐에 담지하여 제조, 유통 및 판매하는 경우, 산화를 방지할 수 있고, 식물 유래 당단백질을 포함하여 부작용이 적을 것이다. 구체적으로 본 명세서에서 상기 '지용성 물질'은 에스터계 오일, 트리글리세라이드계 오일, 실리콘계 오일, 또는 하이드로카본계 오일에 용해될 수 있는 유용성 활성성분이라면 제한이 없으며, 터페노이드 계열, 플라보노이드 계열의 효능 성분 역시 포함한다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐에 있어서, 상기 지용성 물질은 코엔자임Q10, 카르노직산 (Carnosic acid), 오메가-3 및 베타카로틴으로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 발명은 다른 관점에서,

(a) 지용성물질 및 물을 혼합하여 오일 드롭 (oil drop)을 제조하는 단계;

(b) 상기 오일 드롭과

총전하 (net charge)가 음전하인 다당류;

4 내지 6의 등전점(PI)을 가지는 단백질;및

총전하 (net charge)가 음전하인 식물 유래 당단백질을 pH 4 내지 pH 6에서 반응시키는 단계를 포함하는, 마이크로캡슐의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 관점인 방법에 있어서, 상기 (a) 및 (b) 단계는 pH 가 6 내지 7인 상태에서 수행되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 방법에 있어서, 상기 방법은

(c) 2차 유화한 에멀전을 pH 4 내지 5.5로 낮추어 마이크로캡슐을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, (c) 단계의 pH는 pH 4.2 내지 5.5, pH 4.4 내지 5.5, pH 4.5 내지 5.5, pH 4.6 내지 5.4, pH 4.7 내지 5.3, pH 4.8 내지 5.2 또는 pH 4.9 내지 5.1일 수 있다. 바람직하게 (c) 단계의 pH는 5 부근인 것이며, 구체적으로 pH 4.8 내지 5.2일 수 있다.

본 명세서에서 상기 '수용성 물질'은 지용성 물질과 완전히 섞이어 일체를 이루지 못하고 층을 달리하여 존재하는 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 수용성 물질은 물을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 상기 '오일 드롭 (oil drop)'은 지용성 물질이 수용성 물질 사이사이에서 드롭, 즉 방울을 이루어 존재하는 것을 의미하는 것이다. 본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐은 상기 오일 드롭을 단백질이 계면활성제로써 감싸주어, 오일 드롭의 내부 환경을 보다 완벽한 무수 환경으로 만들어 줄 수 있고, 이에 대하여 점도가 높은 펙틴과 같은 다당류가 투입되어 결합을 형성함으로써 수용성 성분의 함입을 더욱 강력하게 방지할 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 제조방법의 (b) 단계는 상기 오일 드롭과 단백질을 반응시킨 후, 다당류 및 식물 유래 당단백질을 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제조방법에서 오일드롭과 단백질을 먼저 반응시켜, 보다 강력한 무수 환경을 만들어 줄 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 다당류 및 식물 유래 당단백질을 반응시키는 단계는 식물 유래 당단백질을 먼저 반응시킨 후, 다당류를 반응시킬 수 있다. 식물 유래 당단백질을 먼저 반응시키는 경우, 식물 유래 당단백질이 담지한 물질과 보다 더 가깝게 존재하게 되어 담지한 물질에 대한 항산화능을 극대화시킬 수 있으며, 총전하가 음전하인 다당류가 외부에 존재하게 되어 음전하를 가지는 표면을 가지는 입자의 특성을 가지므로 입자들 사이의 합일 등을 방지할 수 있어 입자의 안정도를 높이는 장점이 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 단계의 지용성 물질은 지용성 물질과 오일의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 상기 오일은 실리콘 계열, 하이드로카본 계열, 트리글리세라이드 계열 또는 에스터 계열 오일을 포함할 수 있으며, 활성성분인 지용성물질을 고함량으로 녹일 수 있는 물질이라면 제한없이 사용 가능하다. 본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 식물 유래 당단백질은 버지니아 유래 당단백질, 녹차 유래 당단백질, 인삼 유래 당단백질, 솔잎 유래 당단백질, 로디올라 유래 당단백질 및 아비스 유래 당단백질로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 식물 유래 당단백질은 카르복실산 (carboxylic acid) 작용기를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 다당류는 펙틴, 잔탄, 비트 펙틴(beet pectin), 카라기난(carrageenan), 키토산, 아라비아 고무(gum arabic), 이눌린(inulin), 메틸 셀룰로오즈, 잔탄검, 아마씨 검(flaxseed gum), 카파-카라기난(κ-carrageenan), 아이오타-카라기난(ι-carrageenan), 젤란검(gellan gum), 황산 덱스트란(extran sulfate), 갈락토만난(galactomannans), 및 알지네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 단백질은 소이 단백질(soy protein), 카제인 (casein), 오브알부민 (ovalbumin) 및 락토글로불린 (lactoglobulin)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 다당류:단백질의 중량비는 9~1:1일 수 있다. 상기 중량비로 마이크로캡슐을 제조하는 경우, 보다 더 균일한 입자크기를 가지는 보다 더 많은 수의 마이크로캡슐을 제조할 수 있다. 상기와 같은 관점에서, 상기 다당류:단백질의 중량비는 1~8:1, 1~7:1, 1~6:1, 1~5:1, 1~4:1, 1~3:1 또는 1~2:1 일 수 있고, 구체적으로 1~2.3:1일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 상기 다당류:단백질:당단백질의 중량비는 1~9:1:0.01~0.99일 수 있다. 상기 중량비로 마이크로캡슐을 제조하는 경우, 보다 더 균일한 입자크기를 가지는 보다 더 많은 수의 마이크로캡슐을 제조할 수 있고, 마이크로캡슐의 항산화능이 극대화될 수 있다. 상기와 같은 관점에서 상기 다당류:단백질:당단백질의 중량비는 1~7:1:0.01~0.9, 1~5:1:0.01~0.8 또는 1~3:1:0.01~0.7일 수 있다.

본 발명은 일 관점에 있어서, 본 명세서에 따른 마이크로캡슐 또는 마이크로캡슐의 제조방법에 따라 제조된 마이크로캡슐을 포함하는 에멀전(emulsion) 일 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 단백질은 마이크로캡슐을 포함하는 최종 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.1 내지 1중량%일 수 있다. 또한 본 발명의 일 관점에 있어서, 단백질은 마이크로캡슐을 포함하는 최종 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.01 내지 5중량%, 0.05 내지 4.5중량%, 0.1내지 4중량%, 0.2 내지 3.5 중량%, 0.3 내지 3중량%, 0.4 내지 2.5중량%, 0.5 내지 2중량%, 0.6 내지 1.5중량% 또는 0.7 내지 1중량%일 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 다당류는 마이크로캡슐을 포함하는 최종 조성물의 총 중량을 기초로 하여 1 내지 3중량%일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 관점에 있어서, 다당류는 마이크로캡슐을 포함하는 최종 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.1 내지 5중량%, 0.5 내지 4중량%, 1 내지 3.5중량%, 1.3 내지 3중량%, 1.6 내지 2.7중량% 또는 2 내지 2.4중량%일 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, 지용성 물질은 마이크로캡슐을 포함하는 최종 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.01 내지 30중량%일 수 있다. 또한 본 발명의 일 관점에 있어서, 지용성 물질은 마이크로캡슐을 포함하는 최종 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.001 내지 30중량%, 1 내지 25중량%, 10 내지 20중량%, 12 내지 18중량% 또는 14 내지 16중량%일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 관점은 마이크로캡슐을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은

i) 지용성 물질을 4 내지 6의 등전점(PI)을 가지는 단백질과 1차 유화를 하여 1차 o/w 에멀전을 제조하는 단계; 및

ii) 상기 제조된 1차 에멀전에 총전하 (net charge)가 음전하인 다당류 및 총전하 (net charge)가 음전하인 식물 유래 당단백질을 첨가하여 2차 유화 하는 단계;

를 포함하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 관점인 방법에 있어서, 상기 방법은 상온에서 수행되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 방법에 있어서, 상기 i) 및 ii) 단계는 pH 가 6 내지 7인 상태에서 수행되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 방법에 있어서, 상기 방법은

iii) 2차 유화한 에멀전을 pH 4 내지 5.5로 낮추어 마이크로캡슐을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점에 있어서, iii) 단계의 pH는 pH 4.2 내지 5.5, pH 4.4 내지 5.5, pH 4.5 내지 5.5, pH 4.6 내지 5.4, pH 4.7 내지 5.3, pH 4.8 내지 5.2 또는 pH 4.9 내지 5.1일 수 있다. 바람직하게 iii) 단계의 pH는 5 부근인 것이며, 구체적으로 pH 4.8 내지 5.2일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[실시예]

[실시예 Ⅰ] HMP/SC 캡슐 제조

다음 조성으로 실험을 진행하였다. 하기에서 사용된 High-methoxy pectin은 Genuㄾ Pectin(CP Kelco사, Denmark)이고 이는 69 내지 74%의 카르복실기가 메틸에스터기로 치환된 펙틴이며, Sodium caseinate는 American Casein Company로부터 얻은 것이다.

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
물	잔량	잔량	잔량	잔량
High Methoxy Pectin (HMP) 3% 수용액	3
Sodium Caseinate (SC) 3% 수용액		3
Sodium Caseinate (SC) 1.5% 수용액			1.5	1.5
pH	7	7	7	5

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10
실시예 1	90	70	50	90	70	50
실시예 2	10	30	50	10	30	50
pH	7	7	7	5	5	5

HMP 분말을 물에 교반하면서 용해시켜 3% 수용액을 제조하였다(HMP의 농도는 1~3%가 적당). pH가 낮으므로 NaOH를 추가하여 pH 7 부근으로 맞춰 HMP 3% 수용액을 준비하였다. SC 분말을 물에 교반하면서 용해시켜 3% 수용액을 제조하였다(SC의 농도는 HMP 농도보다 낮게 조절). 충분히 교반을 시켜주면 SC로 구성된 마이셀 수용액이 제조되며 평균 입도는 100~200 nm 정도를 가진다. pH는 7부근으로 제조되며 pH가 많이 높거나 낮을 경우 NaOH나 citric acid를 이용하여 pH 7 부근으로 조절해주어 SC 3% 수용액을 준비하였다. 상기에 준비된 HMP 3% 수용액과 SC 3% 수용액을 비율별로 혼합(9:1/7:3/5:5)하여 혼합수용액을 만들어 교반시켜 주었다.

상기 혼합액을 일정속도로 계속 교반시켜주면서 citric acid 수용액을 천천히 가해주면서 pH를 5부근으로 낮춰주면 SC 마이셀 표면의 음전하가 양전화로 변하면서 HMP의 음전하와 복합체를 형성하게 됨으로써 마이크로캡슐이 생성된다(SC 마이셀 표면에 HMP가 코팅됨).

[실시예 Ⅱ] HMP/SC/당단백질 캡슐 제조

실시예 I 제조방법의 HMP 수용액과 SC 수용액을 믹싱하는 과정에 있어서, 녹차유래 당단백질 분말 (ISAI-016, 주식회사 두레)을 함께 충분히 용해시켜주고 pH를 조절하여 녹차유래 당단백질이 캡슐구성 성분으로 도입된 마이크로캡슐을 제조하였다.

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 11
녹차 유래 당단백질	3
물	잔량
pH	7

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 12	실시예 13	실시예 14	실시예 15	실시예 16	실시예 17
실시예 11	50	50	50	50	0.1	0.1
실시예 1	50	50			69.969	69.699
실시예 2			50	50	30	30
pH	7	5	7	5	7	5

[ 실시예 Ⅲ] 오일을 입자 코어에 가지고 있는 HMP / SC /당단백질 캡슐제조

상기 실시예에서 사용된 SC 수용액 대신에 SC를 계면활성제로써 사용한 o/w 에멀젼형태의 수용액을 사용하였다. 이의 제조를 위하여, 물에 오일을 먼저 투입하면서 호머믹서를 통해 오일 drop들을 가지는 수용액을 만들고 여기에 일정량의 SC분말을 투입하여 호머믹싱을 해주어 유화력을 가지는 SC로 o/w 형태의 에멀젼 수용액을 제조하였다.

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 18
CSA(카프릴릭/카프릭 트리글리세라이드)	20
Sodium Caseinate (SC)	3
물	잔량

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 19	실시예 20	실시예 21	실시예 22
실시예 1	70	70	69.970	69.970
실시예 18	30	30	30	30
녹차 유래 당단백질			0.1	0.1
pH	7	5	7	5

[ 실시예 IV ] Isolated soy Protein ( ISP ) 수용액의 제조

물을 상온에서 아지믹서(agi mixer)로 적당한 속도로 교반 해주면서 isolated soy protein인 Fuji Pro NT(JILIN FUJI PROTEIN사, China)을 수용액의 최종 조성에 3 중량%가 되도록 넣었다. 이를 상온에서 계속 교반 해주는 상태로 6시간 동안 방치 하였다. 제조된 현탁물을 원심분리기를 이용하여 물에 녹지 않는 부분을 분리하였다(7000 rpm, 30 분). 그런 뒤 물에 녹지 않고 가라앉은 부분을 버리고 상등액만을 취하였다. 이렇게 얻어진 ISP 수용액은 1.8 중량%의 콩 단백질을 함유하였다.

[ 실시예 V] HMP / ISP 캡슐 제조

다음 조성으로 실험을 진행하였다.

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 23
물	잔량
Isolated soy protein(ISP)	1.8
pH	7

HMP 분말을 물에 교반하면서 용해시켜 3% 수용액을 제조하였다(HMP의 농도는 1~3%가 적당). pH가 낮으므로 NaOH를 추가하여 pH 7 부근으로 맞춰 HMP 3% 수용액을 준비하였다. 상기에 준비된 HMP 3% 수용액과 실시예 IV에 따라 준비된 ISP 1.8% 수용액을 중량비율별로 혼합(1:1/2:1/4:1)하여 혼합수용액을 만들어 교반시켜 주었다.

상기 혼합액을 일정속도로 계속 교반시켜주면서 citric acid 수용액을 천천히 가해주면서 pH를 5부근으로 낮춰주면 ISP 나노입자 표면의 음전하들이 줄어들면서 상대적으로 높아지는 양전화들과 HMP의 음전하와 복합체를 형성하게 됨으로써 마이크로캡슐이 생성된다(ISP 입자들 내지는 ISP 입자 cluster 표면에 HMP가 코팅됨).

[ 실시예 VI ] HMP / ISP /당단백질 캡슐 제조

실시예 V의 제조방법에서 HMP 수용액과 ISP 수용액을 믹싱하는 과정에 있어서, 녹차유래 당단백질 분말 (ISAI-016, 주식회사 두레)을 0.01~0.1 중량% 정도 함께 충분히 용해시켜주고 pH를 조절해줌(1M의 citric acid를 이용)에 따라 녹차유래 당단백질이 캡슐구성 성분으로 도입된 마이크로캡슐을 제조하였다. 여기에 사용되는 녹차유래 당단백질의 당부분은 neutral sugar (49.3중량%) + Uronic acid (50.7중량%) 정도로 구성된 것이다(uronic acid의 음전하가 ISP 나노입자 표면의 양전하들과 complex되는 것으로 판단된다).

성분	단위 (중량%)
성분	실시예 24	실시예 25	실시예 26
실시예 1	50	66.9	80
실시예 23	49.9	33	19.9
녹차당단백질	0.1	0.1	0.1
pH	5	5	5

하기 표 9에 따른 실시예 27 내지 30은 실시예 23에서 제조된 ISP 수용액을 교반시키면서 1M citric acid를 천천히 가해주며 각각 pH를 6, 5.5, 5, 4.5 부근으로 낮춘 샘플에 해당한다.

성분	단위(중량%)
성분	실시예 27	실시예 28	실시예 29	실시예 30
물	잔량	잔량	잔량	잔량
ISP	1.8	1.8	1.8	1.8
pH	6	5.5	5	4.5

[ 실시예 VII ] 오일을 입자 코어에 가지고 있는 HMP / ISP (/당단백질) 캡슐 내지 에멀전 제조

상기 실시예에서 사용된 ISP 수용액 대신에 ISP를 계면활성제로써 사용한 o/w 에멀전형태의 수용액을 사용하였다. ISP 수용액에 일정량의 오일을 투입하면서 호머믹서를 이용하여 1차 o/w 에멀전을 제조하였다. 1차 유화를 하고 난 뒤 HMP 수용액(+당단백질)을 첨가하여 혼합물을 만들고 citric acid 수용액을 천천히 가해주면서 pH를 5 부근으로 낮춰주면 ISP로 생성된 유화입자 표면의 양전하와 HMP/당단백질의 음전하가 복합체를 형성하게 되면서 ISP로 1차 유화된 오일코어를 가지면서 HMP가 코팅된 캡슐 내지 에멀전이 제조된다. 입도를 줄여 유화안정도를 높여주기 위하여 고압유화기를 사용하여 상기 유화입자의 크기를 줄여줄 수 있다.

하기 표 10에 따른 실시예 31 내지 34는 에스터계 오일로 C.E.H, 트리글리세라이드계 오일로 CSA, 실리콘계 오일로 DC200 100cs, 하이드로카본계 오일로 L L14E를 사용한 것이며, 실시예 23에 각 오일을 투입하면서 호모믹싱(5분, 7500rpm)하여 제조하였다.

성분	단위(중량%)
성분	실시예 31	실시예 32	실시예 33	실시예 34
C.E.H	10	-	-	-
CSA	-	10	-	-
DC200 100cs	-	-	10	-
P L14E	-	-	-	10
실시예 23	90	90	90	90

하기 표 11에 따른 실시예 35 내지 38은 실시예 31 내지 34에 실시예 1의 HMP 수용액 및 녹차유래 당단백질을 추가하여 혼합물을 만들고 호모믹싱(5분, 5000rpm)하면서 citric acid로 pH를 낮춰주며 ISP에 의해 1차 유화된 o/w 유화입자의 표면에 정전기적 결합을 이용하여 당단백질 및 HMP를 고팅하여 제조한 것이다.

이러한 과정을 통하여 ISP를 이용한 유화입자의 안정도를 증가시킬 수 있다. 다층구조로 이루어진 에멀전의 구조적인 특징과 최외곽층에 HMP에 의한 음전하 부가를 통하여 ISP만을 이용한 o/w 유화의 안정도를 매우 높여줄 수 있다.

성분	단위(중량%)
성분	실시예 35	실시예 36	실시예 37	실시예 38
실시예 1	50	50	50	50
실시예 31	49.9	-	-	-
실시예 32	-	49.9	-	-
실시예 33	-	-	49.9	-
실시예 34	-	-	-	49.9
녹차 당단백질	0.1	0.1	0.1	0.1
pH	5	5	5	5

하기 표 12에 따른 실시예 39 내지 42는 오일을 트리글리세라이드계 오일인 csa로 고정하고 오일/ISP/HMP의 함량의 변화를 주어 최종적으로 생성되는 유화입자의 크기 변화를 관찰한 것이다. ISP가 1차 유화제로 사용되고 이렇게 형성된 유화입자의 표면에 HMP와 녹차유래 당단백질을 코팅하므로 ISP함량보다 HMP의 함량을 더 높게 유지하였다. 이를 제조하는 방법은 실시에 35 내지 38의 것과 동일하게 하였다.

성분	단위(중량%)
성분	실시예 39	실시예 40	실시예 41	실시예 42
CSA	10	10	20	10
실시예 23	49.9	22.4	19.9	9.9
실시예 1	45	67.5	60	80
녹차 당단백질	0.1	0.1	0.1	0.1
pH	5	5	5	5

하기 표 13에 따른 실시예 43은 실시예 35 내지 38의 제조방법과 동일하게 트리글리세라이드계 오일 3종 15%를 ISP로 1차 유화하고, HMP와 당단백질을 1차 유와입자에 코팅시킨 샘플에 해당한다. 실시예 44는 실시예 43의 최종 유화입자의 입도를 줄이기 위해 고압유화기를 추가로 사용한 샘플이며, 고압유화기는 모델명 APV 2000을 사용하였으며, 실시예 43을 제조하자마자 APV 2000을 이용하여 1000 bar로 4cycle을 돌려 고압유화 하였다.

성분	단위(중량%)
성분	실시예43
CSA	5
Cropure MDF	5
Sunflower oil	5
실시예 23	42.4
실시예 1	42.5
녹차 당단백질	0.1
pH	5

하기 표 14에 따른 실시예 45 내지 47은 CSA 함량을 5%, 10%, 15%로 변화시키며 ISP와 HMP의 비율은 고정한 것이고 실시예 48 내지 50은 트리글리세라이드계 오일의 종류만 변화시켜가며 오일 함량 15%와 ISP 및 HMP의 양은 고정하여 제조한 것으로서 제조 조건 및 방법은 상기 실시예 35 내지 38의 것과 동일하고 조성은 아래와 같게 하였다. 또한 실시예 45 내지 50은 모두 고압유화기를 추가적으로 사용하였다.

성분	단위(중량%)
성분	실시예 45	실시예 46	실시예 47	실시예 48	실시예 49	실시예 50
CSA	5	10	15	-	-	-
Cropure MDF	-	-	-	15	-	-
Myritol 331	-	-	-	-	15	-
Sunflower oil	-	-	-	-	-	15
실시예 23	47.4	44.9	42.4	42.4	42.4	42.4
실시예 1	47.5	45	42.5	42.5	42.5	42.5
녹차 당 단백질	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
pH	5	5	5	5	5	5

[ 시험예 1] 입도분석

실시예 3에서 제조된 SC 1.5% 수용액 및 실시예 IV에서 제조된 ISP 1.8% 수용액(pH 6.3)의 입도분석을 동적광산란장치(기기명: 말번사 Nano-ZS)를 이용하여 하였다.

그 결과 SC 1.5% 수용액의 경우(도 1), 평균입도는 262.6 nm, PDI는 0.289를 얻었고, SC는 수용액상에서 아래 입도분포의 SC 마이셀을 형성하고 있음을 확인하였다.

또한 ISP 1.8% 수용액의 경우(도 8의 A), 평균 입도는 287nm, PDI는 0.428을 얻었고, ISP는 수용액 상에서 아래 입도 분포의 ISP 마이셀을 형성하고 있음을 확인하였다.

[ 시험예 2] 표면전위

실시예 3에서 제조된 SC 1.5% 수용액의 SC 마이셀 표면전위 및 및 실시예 IV에서 제조된 ISP 1.8% 수용액(pH 6.3)의 ISP 마이셀 표면전위를 동적광산란장치(기기명: 말번사 Nano-ZS)를 이용하여 측정하였다. 자동적정 장치를 이용하여 초기 pH 7부근의 샘플의 pH를 pH 5 부근으로 낮춰주며 특정 pH에서의 SC 마이셀 표면전위를 확인하였다.

그 결과 SC 마이셀 표면전위의 경우(도 2), 높은 pH에서 음전하의 표면전위를 가지는 SC 마이셀이 pH를 낮춰줌에 따라 등전점 4.89 부근에서 표면전위가 양전하로 바뀌는 것을 알 수 있다.

또한 ISP 마이셀 표면 전위의 경우, pH 7에서 -12.9 mV(S.D.: 3.02), pH 6에서 -9.33 mV(S.D.: 2.69), pH 5.5에서 -6.31 mV(S.D.: 4.08), pH 5에서 -4.54 mV(S.D.: 5.64), pH 4.5에서 -0.86 mV(S.D.: 6.65)임을 확인하였다. ISP 마이셀의 경우도 SC 마이셀과 마찬가지로 pH를 낮춰줌에 따라 점점 음전하가 줄어드는 경향이 있음을 확인할 수 있다.

[ 시험예 3] 탁도 및 침전물 생성 정도

상기 실시예의 탁도 및 침전물 생성 정도를 비교하기 위해 디지털 카메라로 촬영한 결과, 도 3, 도 9 및 도10과 같은 결과를 얻었다.

실시예 1과 2는 반투명한 수용액으로 제조되었다. 실시예 3은 반투명한 샘플임에 비해 실시예 4는 침전물이 발생한 것을 확인하였다.

실시예 5~7에서는 반투명한 수용액의 특징을 보이지만, 실시예 8~10에서 불투명한 유액의 형태로 샘플 외관이 바뀌는 것을 볼 수 있었다. 이는 pH가 낮아짐에 따라 HMP의 양전하가 SC 마이셀의 음전하와 복합체를 이루며 표면을 코팅함에 의한 것이다. 아울러, HMP:SC의 농도 비율이 9:1에서 5:5로 바뀜에 따라 복합체가 형성되는 양이 많아지므로 탁도가 높은 샘플이 얻어졌다.

실시예 12 및 13은 pH 변화에 따라 약간의 색상 변화가 있을 뿐 외관상의 뚜렷한 차이는 확인 할 수 없었다. 반면, 실시예 14 및 15에서는 pH 변화에 따라 탁도가 변화하며 소량의 침전물이 형성되는 것을 확인하였다. 그러므로 녹차당단백질과 SC 마이셀 간에 특이적인 복합체를 형성함을 확인할 수 있었다.

실시예 16 및 17에 의하여 HMP/SC마이셀/녹차당단백질 3가지 성분이 함께 일정한 입도를 가지는 마이크로캡슐을 구성하는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 실시예 18~20의 사진에서 볼 수 있듯이 본 발명의 마이크로캡슐은 일반 에멀젼과 유사한 외관을 보이며 침전/분리/크리밍 등의 현상등은 관찰되지 않음을 알 수 있었다.

실시예 21 및 22의 사진에 의하여 HMP/SC/녹차당단백질 마이크로입자들과 침전/분리/크리밍 등의 현상없이 잘 만들어짐을 알 수 있었다.

또한, 실시예 24 내지 26의 사진에서 볼 수 있듯이(도 9) HMP:ISP의 중량 비율이 1:1 에서 2:1, 4:1 로 증가함에 따라 복합체가 형성되는 양이 적어짐에 따라 탁도가 낮은 샘플이 얻어졌다. 실시예 24 내지 26에 의하여 HMP/ISP 나노입자/녹차당단백질 3가지 성분이 일정한 입도를 가지는 마이크로캡슐을 구성하는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 23 및 27 내지 30의 사진에서 볼 수 있듯이(도 10), ISP 수용액은 pH를 7에서부터 4.5까지 낮춰줌에 따라 친수성을 잃으면서 석출되고 침전되는 것을 확인할 수 있다. 이는 ISP가 가지고 있던 양전하와 음전하들 중에 음전하들이 pH drop에 의해 수소양이온들과 결합하여 전하를 잃으면서 친수성을 잃기 때문이다. 반면 이러한 ISP 수용액과 HMP 수용액을 일정 비율로 혼합하고 pH를 낮춰주면 ISP가 석출되지 않고 ISP의 양전하들과 HMP의 음전하들이 이온 복합체를 형성하면서 안정하게 수분산 되어있는 마이크로입자들을 도 9의 결과와 같이 형성하게 된다.

[ 시험예 4] 입자 크기 및 균일성 확인

상기 각각의 실시예에 의해 제조된 마이크로캡슐을 포함하는 용액의 광학현미경 관찰을 통하여 마이크로입자들의 형성유무와 구조를 확인하였다.

실시예 8~10에 해당하는 광학현미경 이미지 (도 4)를 통해 HMP:SC의 비율이 달라짐에 따라 생성되는 마이크로캡슐의 빈도수가 달라지는 것을 확인할 수 있었으며 7:3 이상의 비율로 혼합되어 pH를 조절해줌에 따라 안정하고 비교적 균일한 입도의 마이크로캡슐(SC 마이셀에 HMP가 코팅되어 있는 형태)이 제조됨을 알 수 있었다.

또한 실시예 15에 해당하는 광학현미경 사진 (도 5)을 보면 알 수 있듯이 HMP와 SC 혼합물의 마이크로캡슐 광학이미지에서 볼 수 있는 입자들도 녹차당단백질과 SC 혼합물의 이미지에서도 일부 확인할 수 있었다. 이는 SC 마이셀의 표면에 일부 녹차당단백질이 이온결합을 통해서 코팅이 될 수 있다는 점을 간접적으로 알려준다. 하지만 HMP와 SC의 complex를 통한 마이크로캡슐과 같이 균일하고 구형의 고른 입도분포의 입자들의 관찰은 어려웠다. 반면, 실시예 17에 해당하는 광학현미경 사진 (도 5)을 보면 알 수 있듯이 HMP/SC/녹차당단백질의 조합으로 제조한 마이크로캡슐은 매우 균일한 분포의 입도를 가지는 구형의 마이크로캡슐들이 제조됨을 알 수 있었다. 그러므로, SC 마이셀에 녹차당단백질과 HMP가 이온결합으로 고르게 코팅되어 캡슐을 형성함을 알 수 있었다.

아울러, 실시예 18의 광학현미경 이미지 (도 6)를 보면, 유화입자들이 SC에 의해 수마이크로미터~10 마이크로미터 정도의 입도를 가지며 o/w 에멀젼 형태를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 20의 광학현미경 이미지 (도 6)를 보면,실시예 18과 비교하여 입자들의 입도가 조금 커진 것을 확인할 수 있으며, HMP의 코팅층으로 보이는 다층구조도 확인할 수 있었다.

또한 실시예 22에 해당하는 광학이미지 (도 6)는 코어에 CSA가 들어있는 HMP/SC/녹차당단백질의 마이크로캡슐이 잘 제조된 것을 확인할 수 있었다.

특히, 실시예 20 및 22 모두 캡슐의 코어루부터 CSA(오일), SC마이셀, HMP(+녹차당단백질)의 다층구조를 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 24 내지 26의 광학현미경 이미지(도 11)를 보면, HMP 수용액과 ISP 수용액의 혼합비율에 따라서 생성되는 이온복합체 마이크로캡슐의 입자 크기가 변화한다는 것을 확인할 수 있다. 실시예 24 에서 26으로 갈수록 캡슐의 코어 쪽을 형성한다고 볼 수 있는 ISP의 양이 적어지고, 이러한 경향에 따라 현미경 이미지로 관찰된 마이크로캡슐의 입자 크기도 작아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서 ISP의 양이 많을수록 더 큰 입자가 형성되고 그 반대의 경우 더 작은 입자가 형성된다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 현미경 사진을 통하여 ISP 입자들의 음전하가 수소양이온과 결합하여 친수성을 잃게 될 때 HMP가 존재하게 되면 HMP의 음전하들과 ISP의 양전하들이 이온 결합을 하여 ISP를 코팅해 주게 되면서 spherical한 구조를 가지는 캡슐형태로 수분산 된다는 것을 다시금 확인할 수 있었다.

실시예 35 내지 38의 광학현미경 이미지(도 12)를 보면, 트리글리세라이드계 오일 또는 에스터계 오일을 사용한 실시예 35 및 36의 유화입자가 실리콘계 또는 하이드로카본계 오일을 사용한 실시예 37 및 38의 유화입자보다 현저히 작은 것이 확인되었다. 따라서 일반적으로 유화입자가 작게 만들어질수록 유화시스템의 전체적인 안정도가 증가하는 것으로 생각 할 수 있으므로, 트리글리세라이드계 또는 에스터계 오일을 사용하여 유화입자(마이크로캡슐) 및 이를 포함하는 에멀전을 만드는 것이 유화 안정도 측면에서 유리한 것을 확인할 수 있었다.

실시예 39 내지 42의 광학현미경 이미지(도 13)을 보면, 실시예 40의 조성을 갖는 유화입자 또는 에멀전이 유화 입자의 크기가 가장 작은 것으로 보아 유화 안정도 측면에서 가장 유리한 것임을 확인할 수 있었다. 실시예 39 내지 42의 실험을 통해 커버한 ISP의 함량은 최종 내용물을 기준으로 0.178% 내지 0.81% 정도 였으며, HMP의 함량은 1.35 내지 2.4% 정도 였으며, 이보다 더 낮거자 높은 함량으로 제조하여도 충분히 안정해 보이는 유화입자는 제조될 것으로 보인다. 다만 ISP/HMP의 함량이 높을수록 좀 더 안정한 유화입자의 제조가 가능할 것으로 예상되지만, 최종 산물 및 사용되는 제형을 고려해 보았을 때 그 함량을 무작정 올리는 것은 바람직하지 않다. 따라서 에멀전 등의 제형일 경우 최종 산물 또는 제형의 총 중량을 기준으로 하여 오일 함량은 약 0~30 중량%, ISP 함량은 0.1~1 중량%, 그리고 HMP의 함량은 1~3 중량% 정도인 경우에 바람직할 것으로 판단된다.

실시예 43 및 44의 광학현미경 이미지(도 14)를 보면, 고압유화기를 사용한 실시예 44의 경우 그렇지 않은 실시예 43 보다 유화 입자의 크기가 훨씬 작아짐을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 고압유화 처리를 하는 경우 최종 유화 안정도가 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 44의 경우 일반 유화제로 제조하기 쉽지 않은 저점도(<100 cps) 현탁유액 내용물을 얻을 수 있었다.

실시예 45 내지 50의 광학현미경 이미지(도 15)를 보면, 실시예 45 내지 47에서 o/w 유화의 오일 상의 함량을 5%에서 15%로 증가시킴에 따라서 유화 입자의 크기는 조금씩 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 48 내지 50에서는 동일한 계열인 경우 오일의 종류를 바꾸어도 함량이 15% 정도로 유지되는 경우에는 유화입자의 크기에는 큰 영향이 없는 것을 확인할 수 있었다.

[ 시험예 5] 항산화능의 확인

항산화능을 평가하기 위하여, DPPH 어세이를 이용하였다. 실험에서 사용한 시료 (주식회사 두레)는 다음과 같다.

시료코드	시료이름
ISAI-016	녹차당단백질
ISAI-017	인삼당단백질
ISAI-018	솔잎당단백질
ISAI-019	아비스당단백질
ISAI-020	로디올라당단백질
ISAI-021	버지니아당단백질

DPPH 어세이는 DPPH라는 산화제로 산화를 개시시킨 후 실험하고자 하는 시료에 의해서 라디칼에 대한 소거 능력을 측정하는 실험으로, DPPH가 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 전자를 내어주면서 라디칼이 소멸되면서 보라색에서 노란색으로 색깔이 변하게 되어 산화 활성을 육안으로도 쉽게 관찰할 수 있다.

상기 각각의 시료를 10ul씩 96 웰 플레이트에 넣고, 100uM DPPH를 190ul씩 넣었다. 37℃에서 30분간 반응시키고 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로는 vitamin C를 사용하였다 (10, 5, 2.5 ug/ml).

그 결과 (도 7), 버지니아당단백질(ISAI-021) > 녹차당단백질(ISAI-016)=아비스당단백질 (ISAI-019) >솔잎당단백질 (ISAI-018)순서로 우수한 항산화력을 가짐을 확인하였다.

캡슐의 주 구성성분인 카제인 나트륨(ISAI-022)와 펙틴(ISAI-023) 모두 자유 라디칼 소거능을 가지고 있지 않기 때문에 상기와 같은 당단백질을 도입하여 항산화능을 증진시킴으로써, 담지체의 효능을 향상시킬 수 있을 것이다.

[ 시험예 6] 오일 코어 내부 성분의 안정성 확인

상기 제조된 오일 코어를 가지는 HMP/SC/녹차당단백질 다층 마이크로캡슐에 화장품 효능 성분 중의 하나인 코엔자임-Q10을 안정화시켜보았으며, 일반 o/w 제형에 안정화시킨 코엔자임-Q10과 안정화효과를 비교평가해보았다.

먼저 오일 코어를 가지는 HMP/SC/녹차당단백질 마이크로캡슐을 제조하기 위하여 하기 실시예 52를 이용하였다.

[실시예 52]

성분	단위 (중량 %)
성분	실시예 51	실시예 52
코엔자임-Q10	2
CSA	20
실시예 1		49.9
실시예 51		50
SC	3
녹차 당단백질		0.1
pH	7	5
물	잔량	잔량

코엔자임-Q10(Q10) 10%를 CSA에 용해시키고, 앞서 제조된 실시예 18과 같이 Q10 10% 함유 오일 20%를 SC 3%로 유화하여 실시예 51을 제조하였다. 이렇게 제조된 Q10/CSA/SC 에멀젼(실시예 51)을 실시예 1의 HMP 3% 수용액과 1:1로 혼합해주고 여기에 녹차 당단백질을 0.1% 추가로 용해시켰다. 충분히 교반을 시켜주면서 1M citric acid를 천천히 추가해주면서 pH를 7 부근에서 5 부근으로 적정해 줌으로써 Q10이 용해되어 있는 CSA 오일을 코어에 가지는 HMP/SC/녹차당단백질 마이크로캡슐을 제조하였다.

아울러, 비교예로서 앞서 제조한 Q10 1%를 안정화시킨 마이크로캡슐(실시예 52)의 대조군으로써 일반적인 o/w 유화에 Q10 1%를 안정화시킨 비교예 1을 다음과 같이 제조해보았다. 비교예 1의 조성은 아래표와 같다.

성분	단위 (중량%)
성분	비교예
코엔자임Q10	1
EDTA-2Na	0.02
글리세린	5
식물성 경화유	1.5
스테아린산	0.6
글리세릴스테아레이트	1
세테아릴알콜올	2
아라키딜/베헤딜 알코올& 아라키딜 글루코사이드	1
세틸아릴 알코올& 세테아릴 글루코사이드	2
액상 파라핀	6
카프릴릭/카르릭 트리글리세라이드	6
카보머	0.05
트리에단올아민	0.05
방부제, 향, 색소	적량
정제수	잔량

이렇게 제조된 실시예 52와 비교예 1에 해당하는 샘플의 Q10 안정도를 상온 및 40도에서 4주간 측정해본 결과, 초기 Q10 함량대비 4주간의 안정도 결과는 아래와 같았다. 다음 결과를 통해 마이크로캡슐화한 원료의 Q10 안정도가 월등함을 알 수 있었다.

		Q10 역가 (초기값 대비, %)
		초기	2주	4주
실시예 52	상온	100	100	100
	40도		100	100
비교예 1	상온	100	88.2	82.9
	40도		88.7	80.6

[ 시험예 7] 피부 안전성에 대한 평가

본 발명 실시예들의 피부 안전성을 확인하기 위해 성인 여성 18명 및 남성 12명을 대상(평균 32.5세)으로 제품을 도포한 첩포 시험을 진행하여 본 발명의 조성물에 대한 피부 안전성을 평가하였다.

측정 방법은 첩포를 부착한 뒤 28시간 경과 후 첩포를 제거, 30분 후에 첫 판독을 시행하였고 96시간이 경과한 후에 2차 판독을 시행하였다. 시료의 피부 자극의 강도를 알아보기 위해 피부의 양성반응의 정도에 따라 가중치를 부여하여 피부 평균 반응도를 구하여 시료의 피부 자극을 육안 판정하였다. 그 결과는 하기 표에 나타내었다.

시험물질	평균 반응도	판정 등급
실시예 8	o	무자극
실시예 9	o	무자극
실시예 10	o	무자극
실시예 17	o	무자극
실시예 20	o	무자극
실시예 22	o	무자극
실시예 52	o	무자극
비교예 1	o	무자극
실시예 35	o	무자극
실시예 36	o	무자극
실시예 37	o	무자극
실시예 38	o	무자극
실시예 39	o	무자극
실시예 40	o	무자극
실시예 41	o	무자극
실시예 42	o	무자극
실시예 43	o	무자극
실시예 44	o	무자극
실시예 45	o	무자극
실시예 46	o	무자극
실시예 47	o	무자극
실시예 48	o	무자극
실시예 49	o	무자극
실시예 50	o	무자극

상기 표에서 보는 바와 같이 실시예 8, 9, 10, 17, 20, 22, 52, 비교예 1 및 실시예 35 내지 50은 모두 피부에 자극을 주지 않는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명의 화장료 조성물은 피부에 대한 안전성이 우수한 것으로 판정할 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

총전하 (net charge)가 음전하인 다당류;
4 내지 6의 등전점(PI)을 가지는 단백질; 및
총전하 (net charge)가 음전하인 식물 유래 당단백질을 포함하는, 마이크로캡슐.
제1항에 있어서,
상기 식물 유래 당단백질은 버지니아 유래 당단백질, 녹차 유래 당단백질, 솔잎 유래 당단백질 및 아비스 유래 당단백질로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 마이크로캡슐.
제1항에 있어서, 상기 식물 유래 당단백질은 카르복실산 (carboxylic acid) 작용기를 가지는, 마이크로캡슐.
제1항에 있어서, 상기 다당류는 펙틴, 잔탄, 비트 펙틴(beet pectin), 카라기난(carrageenan), 키토산, 아라비아 고무(gum arabic), 이눌린(inulin), 메틸 셀룰로오즈, 잔탄검, 아마씨 검(flaxseed gum), 카파-카라기난(κ-carrageenan), 아이오타-카라기난(ι-carrageenan), 젤란검(gellan gum), 황산 덱스트란(extran sulfate), 갈락토만난(galactomannans), 및 알지네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 마이크로캡슐.
제1항에 있어서, 상기 단백질은 콩 단백질, 카제인 (casein), 오브알부민 (ovalbumin) 및 락토글로불린 (lactoglobulin)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 마이크로캡슐.
제5항에 있어서, 상기 콩 단백질은 대두 단백질인 것인 마이크로캡슐.
제1항에 있어서, 상기 다당류:단백질의 중량비는 9~1:1인, 마이크로캡슐.
제1항에 있어서, 상기 다당류:단백질:당단백질의 중량비는 9~1:1:0.01~0.99인, 마이크로캡슐.
제1항에 있어서, 상기 마이크로캡슐은 피막 내부에 지용성 물질을 포함하는, 마이크로캡슐.
제9항에 있어서, 상기 지용성 물질은 에스터계 오일, 트리글리세라이드계 오일, 실리콘계 오일, 또는 하이드로카본계 오일에 용해될 수 있는 지용성 물질인 마이크로캡슐.
마이크로캡슐을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
i) 지용성 물질을 4 내지 6의 등전점(PI)을 가지는 단백질과 1차 유화를 하여 1차 o/w 에멀전을 제조하는 단계; 및
ii) 상기 제조된 1차 에멀전에 총전하 (net charge)가 음전하인 다당류 및 총전하 (net charge)가 음전하인 식물 유래 당단백질을 첨가하여 2차 유화 하는 단계;
를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,
i) 및 ii) 단계는 pH 6 내지 7에서 수행하는 것이고,
상기 방법은,
iii) 2차 유화한 에멀전을 pH 4.8 내지 5.2로 낮추어 마이크로캡슐을 형성하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 마이크로캡슐을 포함하는 에멀전(emulsion) 조성물.
제13항에 있어서, 상기 단백질은 마이크로캡슐을 포함하는 에멀전 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.1 내지 1중량%인 것인 에멀전 조성물.
제13항에 있어서, 상기 다당류는 마이크로캡슐을 포함하는 에멀전 조성물의 총 중량을 기초로 하여 1 내지 3중량%인 것인 에멀전 조성물.
제13항에 있어서, 상기 지용성 물질은 마이크로캡슐을 포함하는 에멀전 조성물의 총 중량을 기초로 하여 0.01 내지 30중량%인 것인 에멀전 조성물.