KR20160009747A - 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법 - Google Patents

불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160009747A
KR20160009747A KR1020140089697A KR20140089697A KR20160009747A KR 20160009747 A KR20160009747 A KR 20160009747A KR 1020140089697 A KR1020140089697 A KR 1020140089697A KR 20140089697 A KR20140089697 A KR 20140089697A KR 20160009747 A KR20160009747 A KR 20160009747A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nano
unsaturated fatty
fatty acid
cinnamon oil
emulsion
Prior art date
Application number
KR1020140089697A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101659654B1 (ko
Inventor
민상기
최미정
조연지
권윤중
Original Assignee
건국대학교 산학협력단
경기대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 건국대학교 산학협력단, 경기대학교 산학협력단 filed Critical 건국대학교 산학협력단
Priority to KR1020140089697A priority Critical patent/KR101659654B1/ko
Publication of KR20160009747A publication Critical patent/KR20160009747A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101659654B1 publication Critical patent/KR101659654B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

본 발명은 (a) 불포화지방산과 시나몬 오일을 혼합한 후 유화제에 첨가하고 900 내지 15,000 rpm의 속도로 1 내지 5분 동안 균질화한 다음 고압유화기(microfluidizer)에서 100 내지 150 MPa의 압력으로 1 내지 3회 통과시켜 나노 에멀젼을 형성하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 형성된 나노 에멀젼을 양이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하고 균질화하여 상기 나노 에멀젼에 1차 막을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 1차 막으로 코팅된 나노 에멀젼을 음이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하고 균질화하여 2차 막을 형성하는 단계;를 포함하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 다중층 나노 캡슐에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐은 불포화지방산이 가지는 이취 및 이미를 감소시켜 섭취시 거부감을 해결할 수 있고, pH, 온도, 시간, 빛, 산화 등의 외부환경으로부터 저장성을 나타낸다. 아울러 천연 고분자 및 시나몬 오일이 가지고 있는 항균성, 항산화성, 식이섬유 등의 성분이 이행되어 기능성 식품뿐만 아니라, 의약 및 화장품 산업에도 활용할 수 있다.

Description

불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법{Method of multiple layered nano-capsule comprising unsaturated fatty acids and cinnamon oil}
본 발명은 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법에 관한 것이다.
나노기술(Nanotechnology, NT)은 나노 크기(10-9m)의 원자 · 분자를 적절하게 결합시켜 새로운 미세한 구조를 만들어 신물질과 기능을 창출하는 것을 가능하게 하는 초미세 극한기술을 말한다. 최근 10년 동안 나노기술의 발전은 전폭적인 국가적인 지원과 함께 화학공학, 생명공학, 전자공학, 재료공학 등 다양한 분야에서 핵심 기술로 발전되어 왔고, 이를 통해 나노바이오기술(nano-bio-technology)의 개발, 의약, 국방, 에너지, 운송, 통신, 컴퓨터 및 교육 등 전반적인 산업분야의 시장으로 점차 확대될 것으로 전망되고 있다. 특히, 제약 분야에서는 이와 같은 나노바이오기술을 응용하여 약물전달시스템에 적용하고자 하는 많은 연구가 이루어지고 있다.
상기 약물전달시스템(drug delivery system, DDS)은 약물의 부작용을 최소화하고 효능 및 효과를 극대화시킴으로써 필요한 양의 약물을 효율적으로 기관과 조직세포에 전달할 수 있는 시스템이다. 구체적으로, 기능성은 좋으나 물질자체의 이취 또는 이미 등으로 인하여 사용에 제한이 있는 지질생리활성 물질이나 온도, 산화, 빛, 소화관 내에서의 효소, pH 및 다른 영향분에 의한 분해 등에 의해 유용성분이 파괴되어 활성이 감소하는 물질 등의 사용상 한계를 극복하기 위해 고체분산체(solid dispersions), 마이크로에멀젼(micro-emulsions), 나노입자(nano-particles), 리포좀(liposomes), 펠렛(pellets), 매트릭스정제(matrix tablets) 등을 사용하여 물질의 보존성 향상, 용출속도 조절, 취식에 문제가 되는 냄새 및 맛을 차단시키는 등 기능성 물질을 직접 섭취가 가능하도록 하는 나노크기를 갖는 전달체에 대한 연구가 진행되고 있다.
상기 약물전달시스템 중 리포좀(liposome)은 생체막에 존재하는 인지질로 구성된 소포체(vesicle)로서, 수용액 내에서 액정화 되어 그 구조 내부에 친수성 및 친유성 성분을 동시에 포집할 수 있는 입자성 구조체로, 생체적합성이 우수하고 생분해성을 가지고 있다는 점에서 약물전달시스템으로 많이 사용되어지고 있다. 그러나 상기 리포좀은 외부환경(온도, pH, 빛, 산화 등)에 매우 민감하여 시간이 지날수록 응집 및 층 분리를 일으키므로 안정성이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 리포좀의 구성성분에 따라 크기, 전하, 막 투과성 등의 조절이 가능하다는 점을 이용하여 알긴산, 키토산 등의 고분자물질 등으로 코팅하여 저장성 및 용출속도를 향상시킬 수 있는 리포좀 전달 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.
한편, 불포화지방산(unsaturated fatty acids, PUFA)은 심혈관질환, 면역장애, 염증, 알레르기 및 암 등의 질병을 예방 또는 개선하는 중요한 활성을 가진다고 보고되고 있다. 하나의 예로, EPA는 혈액의 유동성을 높여 혈전의 생성을 억제하고 혈관에 부착되어 동맥경화의 원인이 되는 혈액 중의 콜레스테롤 수치를 내리는 작용을 하며, DHA는 뇌 기능 강화, 이유식 강화, 당뇨 및 암 등에 활성을 나타낸다. 이러한 고도불포화지방산은 체내에서 거의 합성되지 않으므로 이들을 함유한 식품을 섭취하여 보충할 수 있다.
그러나, 상기 불포화지방산은 산소나 광선에 불안정해서 저장 중 쉽게 산화되며, 저장 중 산화된 불포화지방산은 독특한 비린내 또는 맛을 나타내므로 사용에 제한이 있다. 이에 상기와 같은 문제를 개선하기 위해 고분자 물질을 이용하여 코팅하거나 캡슐화하는 연구가 진행 중에 있다.
이와 관련된 기술로, 대한민국 공개특허 제2000-0038444호는 찹쌀전분 등 다당류 물질과 트윈 시리즈 유화제를 사용하여 오메가-3 계열 고도불포화지방산을 캡슐화하는 방법에 대하여 개시하고 있고, 대한민국 등록특허 제1380652호는 정제어유를 내용액으로 하고 젤라틴을 주기제로 하여 연질캡슐을 제조하고, 상기 연질캡슐의 피막을 프탈산 히드록시프로필메틸 셀룰로오스를 함유한 장용성 코팅제 조성물로 코팅하여 정제어유 특유의 비린내와 맛을 개선시킨 정제어유를 함유한 장용성 연질캡슐에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0616133호는 열, 산화에 불안정한 고도불포화지방산을 함유하는 O/W/O형의 다중유화액을 단백질계 피복물질과 트란스글루타미나제 효소를 이용하여 미세캡슐화하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나 상기 일부 특허문헌의 O/W/O형의 다중유화액을 이용하여 제조된 캡슐은 단일유제형(O/W 또는 W/O형)의 단일유화액을 이용하여 제조된 캡슐에 비하여 방출속도, 산화 안전성 및 저장기간이 낮아 전단력이 떨어지고, 상기 캡슐이 포함된 식품 또는 음료를 섭취하는 경우 위(stomach)로부터 불포화지방산의 분출에 의해 유발되는 불쾌한 향 및 뒷맛 등으로 관능성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서 종래의 불포화지방산을 포함하는 나노캡슐에 비하여 향상된 분산성, 안정성 및 저장성을 가지면서, 섭취 후 불포화지방산의 산패를 억제하여 불쾌한 향 및 뒷맛 등에 의해 관능성이 개선된 신규한 캡슐의 개발이 필요하다.
이에 본 발명자들은 광, 산소, 열, pH, 당, 유기산 등에 대한 안정성 및 저장성이 향상되고, 위 등의 소화기관에서 분출시 발생하는 불쾌한 향 및 뒷맛이 개선된 다중층 나노 캡슐의 제조방법을 개발하고자 노력하였으며, 그 결과 본 발명의 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 정전기 침착성을 가지는 바이오폴리머를 이용하여 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 방법에 의하여 제조된 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐 및 이의 산업적 용도를 제공하는 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 (a) 불포화지방산과 시나몬 오일을 혼합한 후 유화제에 첨가하고 900 내지 15,000 rpm의 속도로 1 내지 5분 동안 균질화한 다음 고압유화기(microfluidizer)에서 100 내지 150 MPa의 압력으로 1 내지 3회 통과시켜 나노 에멀젼을 형성하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 형성된 나노 에멀젼을 양이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하고 균질화하여 상기 나노 에멀젼에 1차 막을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 1차 막으로 코팅된 나노 에멀젼을 음이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하고 균질화하여 2차 막을 형성하는 단계;를 포함하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법에 관한 것이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 에멀젼의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
(a) 불포화지방산과 시나몬 오일이 포집된 나노 에멀젼을 제조하는 단계이다.
불포화지방산과 시나몬 오일을 혼합한 후 유화제에 첨가하고 균질화하여 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 나노 에멀젼을 형성하는 단계이다.
상기 불포화지방산(unsaturated fatty acids, UFA)은 하나 이상의 이중결합을 가지는 지방산으로, 실온에서 액체 형태를 유지하는 건성유로 알려져 있다. 이러한 불포화지방산은 참치, 고등어, 꽁치 및 멸치 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 어류; 땅콩, 아몬드, 호두 및 잣 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 견과류; 캐놀라, 대두, 평지씨(repaseed), 아마인, 옥수수, 홍화씨, 해바라기씨 및 담배 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 식물종자 등에서 추출, 분리 및 정제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 불포화지방산은 인체 내에서 생리활성을 가지는 것이라면 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 리놀렌산(linoleic acid), 오메가-6 지방산 및 오메가-3지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상, 바람직하게는 오메가-3 지방산을 포함하는 어유이다.
상기 불포화지방산을 어류, 견과류 및 식물종자 등에서 추출하는 경우, 물 또는 유기 용매를 사용하여 추출할 수 있는데, 추출한 액은 액체 형태로 사용하거나 농축 및/또는 건조하여 사용할 수 있다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 에틸렌, 아세톤, 헥산, 에테르, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, N, N-디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 1,3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 혼합용매이며, 추출물의 유효 성분이 파괴되지 않거나 최소화된 조건에서 실온 또는 가온하여 추출할 수 있다. 추출하는 유기용매에 따라 추출물의 유효성분의 추출정도와 손실정도가 차이가 날 수 있으므로, 알맞은 유기용매를 선택하여 사용하도록 한다. 추출 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 냉침 추출, 수증기 증류 추출, 초임계 유체 추출, 초음파 추출, 환류 냉각 추출 등이 있다.
또한, 상기 불포화지방산은 상기 추출 용매에 의하여 추출하는 방법 외에 통상적인 정제 과정을 거쳐서도 수득할 수 있다. 예컨대, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획을 통하여도 불포화지방산을 수득할 수 있다.
한편, 종래 불포화지방산을 함유하는 나노캡슐은 발효유, 가공유, 장류 발효식품, 기능성 음료, 기능성 식품, 일반 식품 등에 첨가하여 섭취할 수 있는데, 이 경우 섭취함과 동시에 식도 또는 위에서 불포화지방산이 분출되는데, 이때 불포화지방산은 식도 또는 위의 산성에 의해 쉽게 산화됨으로써 특유의 불쾌한 향 또는 뒷맛 등에 의해 기호도가 떨어지는 문제가 있다.
따라서 본 발명은 불포화지방산의 불쾌한 향 또는 뒷맛을 개선시키기 위하여 시나몬 오일을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 시나몬 오일은 시나몬(Cinnamomum verum)의 잎, 줄기, 뿌리, 열매 및 수피로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 부위로부터 추출한 것으로, 장내 감염 완화, 이뇨작용, 강장작용, 항균활성, 순환기질환 및 항부패 등의 효능을 가지고 있어 식품에 향미제로 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 시나몬 오일은 불포화지방산과 함께 혼합하여 사용하는 경우 불포화지방산의 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량%의 함량을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 시나몬 오일의 함량이 1 중량% 미만인 경우 섭취 후 불포화지방산의 불쾌한 향 또는 뒷맛을 충분히 저감시키지 못하여 기호성이 떨어지고, 시나몬 오일의 함량이 10 중량%를 초과하는 경우 불포화지방산의 향미가 변질될 우려가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유화제는 불포화지방산 및 시나몬 오일을 함유하는 용액에 용해 또는 분산되어 원형 또는 타원형의 폐쇄된 막구조를 형성하는 물질이라면 이에 한정되지는 않으나, 바람직하게는 유화제는 트윈 80(Tween 80), 트윈 60(Tween 60), 트윈 40(Tween 40), 트윈 20(Tween 20), 스판 85(Span 85), 스판 80, 스판 60(Span 60), 스판 40(Span 40), 스판 20(Span 20), 폴리글리세린지방산에스테르(polyglycerin fatty acid ester) 또는 모노글리세린지방산에스테르(monoglycerin fatty acid ester)이다.
본 발명의 상기 유화제는 0.75 내지 2% 농도, 바람직하게는 1 내지 1.5% 농도로 희석하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 이외의 농도의 유화제를 사용하는 경우 나노 에멀젼의 크기가 증가하거나 전하값이 낮아 입자간의 결합이 약해져 안정성이 감소하는 문제가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 나노 에멀젼은 불포화지방산 및 시나몬 오일이 함유된 에멀젼을 형성하는 방법이라면 이에 한정되지는 않으나, 바람직하게는 900 내지 15,000 rpm, 바람직하게는 10,000 내지 13,000 rpm의 속도로 1 내지 5분 동안 균질화한 다음 고압유화기(microfluidizer)에서 100 내지 150 MPa의 압력으로 1 내지 3회 통과시켜 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 나노 에멀젼을 형성할 수 있다.
하나의 구체적 실시에서, 1% 어유와 0.05% 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 0.1 내지 3.0 중량%의 트윈 20 용액과 혼합하고 11,000 rpm에서 3분 동안 교반한 후 고압유화기에서 120 MPa의 압력으로 2회 통과시켜 형성된 나노 에멀젼의 입자 크기, 전하값 및 캡슐효율을 측정하였다. 그 결과, 1.25 중량%의 트윈 20 용액을 혼합하여 형성된 나노 에멀젼의 입자크기는 약 128nm로 가장 작은 입자를 형성하였고, 전하값 -9.13 mV로 나타내었으며, 약 90%의 캡슐효율을 가지는 것으로 확인되었다.
(b) 나노 에멀젼을 양이온성 바이오폴리머로 1차 막을 형성하는 단계이다.
상기 (a) 단계에서 형성한 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 나노 에멀젼을 양이온성 바이오폴리머 용액에 첨가한 후 균질화하여 1차 코팅막을 형성하는 단계이다.
본 발명에 있어서, 상기 양이온성 바이오폴리머는 키토산, 폴리에틸렌이민, 폴리-L-라이신, 폴리디알릴디메틸염화암모늄, 폴리아릴아민, 염산염, 폴리오르니틴, 폴리비닐아민염산염, 폴리2-디메틸아미노에틸 메탈글릴레이트, 폴리아미도아마인, 덴드리머, 젤라틴 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 양이온성 바이오폴리머는 나노 에멀젼과 정전기적 결합에 의하여 겔(gel)을 형성할 수 있다. 이때, 겔은 점성 액체이거나 고체이거나 또는 그 사이의 임의의 상태일 수 있다.
본 발명의 상기 양이온성 바이오폴리머는 양이온성 바이오폴리머 용액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 0.4 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.3 중량%로 포함되는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 이외의 함량의 양이온성 바이오폴리머를 사용하는 경우 나노 에멀젼에 막이 균일하게 형성되지 않아 불포화지방산 또는/및 시나몬 오일의 산패를 억제하는 효율이 떨어지는 문제가 있다.
하나의 구체적 실시에서, 1% 어유와 0.05% 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 1.25 중량%의 트윈 20 용액과 혼합하고 11,000 rpm에서 3분 동안 교반한 후 120MPa의 초고압을 처리하여 나노 에멀젼을 형성한 후 상기 나노 에멀젼과 동일한 중량의 0.001 내지 0.4 중량%의 키토산 용액을 혼합하고 균질화시켜 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼의 입자 크기, 전하값 및 캡슐효율을 측정하였다. 그 결과, 트윈 20 용액으로 캡슐화된 나노 에멀젼을 0.1 중량%의 키토산 용액에 혼합하고 교반하여 형성된 나노 에멀젼의 입자크기는 약 200nm 크기의 입자를 형성하였고, 전하값은 11.43 mV로 양전하 값을 나타냈으며, 캡슐효율은 약 90%를 나타내었다. 한편, 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 핵물질로 하여 형성한 1차 막이 코팅된 나노 에멀젼은 오일(FO)을 핵물질로 하여 형성한 1차 막이 코팅된 나노 에멀젼에 비하여 작은 입자크기를 나타내었다.
(c) 상기 1차 막으로 코팅된 나노 에멀젼을 음이온성 바이오폴리머로 2차 막을 형성하는 단계이다.
상기 (b) 단계에서 1차 막으로 코팅된 나노 에멀젼을 음이온성 바이오폴리머 용액에 첨가한 후 균질화하여 2차 코팅막을 형성하는 단계이다.
본 발명에 있어서, 상기 음이온성 바이오폴리머는 폴리글루탐산, 폴리아크릴산, 알긴산, 카라기난, 구아검, 고메톡실 펙틴, 저메톡실 펙틴, 히알루론산, 폴리스타이렌술폰산염, 카복시메틸세룰로오스, 셀룰로오스황산염, 덱스트란황산염, 헤파린, 헤파린황산염, 폴리메틸렌코구아니딘, 콘드로이틴황산염 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 음이온성 바이오폴리머는 상기 양이온성 바이오폴리머와 가교, 수소결합, 소수성 상호작용 또는 정전기적 결합에 의하여 겔(gel)을 형성할 수 있다. 이때, 겔은 점성 액체이거나 고체이거나 또는 그 사이의 임의의 상태일 수 있다.
본 발명의 상기 음이온성 바이오폴리머는 음이온성 바이오폴리머 용액의 총 중량에 대하여 0.1 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 1 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 이외의 함량의 음이온성 바이오폴리머를 사용하는 경우 양이온성 바이오폴리머와 상 분리가 이루어지지 않는 문제가 있다.
하나의 구체적 실시에서, 1% 어유와 0.05% 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 1.25 중량%의 트윈 20 용액과 혼합하고 11,000 rpm에서 3분 동안 교반한 후 120 MPa의 초고압을 처리하여 나노 에멀젼을 형성한 후 상기 나노 에멀젼과 동일한 중량의 0.1 중량%의 키토산 용액을 혼합하고 균질화시켜 키토산으로 1차 코팅된 나노 에멀젼을 제조하였다. 그 다음 상기 키토산으로 1차 코팅된 나노 에멀젼과 동일한 중량의 0.1 내지 1 중량%의 저 메톡실 펙틴을 혼합하고 균질화시켜 저 케톡실 펙틴으로 2차 코팅된 나노 에멀젼의 입자 크기, 전하값 및 캡슐효율을 측정하였다. 그 결과, 키토산으로 1차 코팅된 0.2 중량%의 저 메톡실 펙틴 용액을 혼합하여 형성된 나노 에멀젼의 입자크기는 약 204 nm로 가장 작은 입자를 형성하였고, 전하값은 -14.13 mV로 높은 값을 나타내었으며, 캡슐효율은 약 70%를 나타내었다.
한편, 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 핵물질로 하여 형성한 키토산 및 펙틴으로 코팅된 나노 에멀젼은 오일(FO)을 핵물질로 하여 형성한 키토산 및 펙틴으로 코팅된 나노 에멀젼과 유사한 입자크기 및 전하값을 나타내었으나 캡슐효율은 현저히 감소되는 것을 확인하였다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 다중층 나노 캡슐은 -12 내지 -15 mV의 제타전위, 바람직하게는 -14.13 mV의 제타전위를 가지고, 170 내지 230nm의 크기 및 70 내지 80%의 캡슐효율을 나타낸다.
또한, 상기 다중층 나노 캡슐은 pH, 온도, 시간, 빛, 산화 등의 외부환경으로부터 불포화지방산 및 시나몬 오일의 저장성 및 산화 안정성을 가지는 효과가 있다.
하나의 구체적 실시에서, 1% 어유와 0.05% 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 1% 어유(FO)를 1.25 중량%의 트윈 20 용액과 혼합하고 11,000 rpm에서 3분 동안 교반한 후 120 MPa의 초고압을 처리하여 나노 에멀젼을 형성한 후 상기 나노 에멀젼과 동일한 중량의 0.1 중량%의 키토산 용액을 혼합하고 균질화시켜 키토산으로 1차 코팅된 나노 에멀젼을 제조하였다. 그 다음 상기 키토산으로 1차 코팅된 나노 에멀젼과 동일한 중량의 0.2 중량%의 저 메톡실 펙틴을 혼합하고 균질화시켜 다중층 나노 에멀젼을 제조하고, 에멀젼의 코팅된 레이어 수에 따른 에멀젼의 방출속도, 지방산패도 및 저장기간(28일) 동안의 입자 크기를 측정하였다. 그 결과, 어유와 시나몬 오일 또는 어유를 혼합한 혼합물을 핵물질로 하여 제조한 나노 에멀젼 및 키토산으로 1차 코팅된 나노 에멀젼은 약 130 nm 크기를 형성하였고, 키토산 및 저 메톡실 펙틴으로 코팅된 다중층 나노 에멀젼은 약 200nm 크기를 형성하였으며, 레이어 수에 따른 에멀젼은 모두 저장기간 동안 입자의 크기는 변화하지 않았다. 또한, 방출속도와 산패도는 레이어 수가 증가할수록 감소하는 것으로 확인되었다.
본 발명에 있어서, 상기 캡슐효율은 유화제, 양이온성 바이오폴리머 및/또는 음이온성 바이오폴리머에 포집된 불포화지방산 또는 불포화지방산과 시나몬 오일이 혼합된 물질의 함량을 백분율로 나타낸 것이다. 하나의 구체적 예로, 나노 에멀젼 형성에 사용된 불포화지방산 또는 불포화지방산과 시나몬 오일이 혼합된 물질의 총 함량 및 유화제, 양이온성 바이오폴리머 및/또는 음이온성 바이오폴리머로 이루어진 나노 에멀젼에 실제 포집된 불포화지방산 또는 불포화지방산과 시나몬 오일이 혼합된 물질의 함량을 측정하고, 하기 실험식 1을 이용하여 구할 수 있다(실시예 1 참조).
[실험식]
캡슐효율(%) = [(A-B)/A]×100
A : 실험에 사용된 불포화지방산 또는 불포화지방산+시나몬 오일의 총 무게(g)
B : 나노 에멀젼으로부터 분리한 불포화지방산 또는 불포화지방산+시나몬 오일의 무게(g)
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 나노 에멀젼에 양이온성 및 음이온성 바이오폴리머로 각각 1차 및 2차 막이 형성된 다중층 나노 캡슐을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 다중층 나노 캡슐은 상술한 방법에 따라 제조될 수 있으며, 170 내지 230nm의 크기 및 70 내지 80%의 캡슐효율을 가진다. 또한, 상기 다중층 나노 캡슐은 -12 내지 -15 mV의 제타전위, 바람직하게는 -14.13 mV의 제타전위를 가진다.
본 발명에 있어서, 상기 다중층 나노 캡슐은 pH, 온도, 시간, 빛, 산화 등의 외부환경으로부터 불포화지방산 및 시나몬 오일의 저장성 및 산화 안정성을 가지므로, 예를 들어 의약품, 화장품 및 식품 등에 첨가하여 캡슐에 포집된 불포화지방산 및 시나몬 오일의 안정성을 확보하면서 경구나 비경구를 통해 인체 내 투여 또는 섭취될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐은 불포화지방산이 가지는 이취 및 이미를 감소시켜 섭취시 거부감을 해결할 수 있고, pH, 온도, 시간, 빛, 산화 등의 외부환경으로부터 저장성을 나타낸다. 아울러 천연 고분자 및 시나몬 오일이 가지고 있는 항균성, 항산화성, 식이섬유 등의 성분이 이행되어 기능성 식품뿐만 아니라, 의약 및 화장품 산업에도 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 0.1 내지 3 중량%의 농도별로 제조된 트윈 20 용액에 혼합하고 교반하여 형성한 나노 에멀젼의 입자크기, 젠타전위 및 캡슐효율을 측정한 결과이다.
도 2는 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 포집하는 나노 에멀젼을 0.001 내지 0.4 중량%의 농도별로 제조된 키토산 용액에 혼합하고 교반하여 형성한 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼의 입자크기, 젠타전위 및 캡슐효율을 측정한 결과이다.
도 3은 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)을 포집하는 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼을 0.01 내지 2 중량%의 농도별로 제조된 저 메톡실 펙틴 용액에 혼합하고 교반하여 형성한 키토산 및 저 메톡실 펙틴 용액으로 코팅된 나노 에멀젼의 입자크기, 젠타전위 및 캡슐효율을 측정한 결과이다.
도 4는 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)이 포집된 나노 에멀젼, 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼 또는 키토산 및 저 메톡실 펙틴으로 코팅된 나노 에멀젼을 투과전자현미경으로 관찰한 결과이다.
도 5는 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)이 포집된 나노 에멀젼, 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼 또는 키토산 및 저 메톡실 펙틴으로 코팅된 나노 에멀젼의 방출속도를 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)이 포집된 나노 에멀젼, 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼 또는 키토산 및 저 메톡실 펙틴으로 코팅된 나노 에멀젼의 산패도를 측정한 결과이다.
도 7은 본 발명의 어유(FO) 또는 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO)이 포집된 나노 에멀젼, 키토산으로 코팅된 나노 에멀젼 또는 키토산 및 저 메톡실 펙틴으로 코팅된 나노 에멀젼의 저장기간 동안의 입자크기를 측정한 결과이다.
이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예 및 실험예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
제조예 1 : 바이오폴리머 용액 제조
1-1. 농도별 유화용액 제조
트윈 20(Tween 20, Amresco Inc., Solon, OH, USA) 유화제를 증류수를 이용하여 0.1, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.5 및 3.0 중량%로 희석시켜 준비하였다.
1-2. 농도별 키토산(chitosan, CHI) 용액 제조
키토산(chitosan, sigma-aldrich, StLous, MO, USA) 분말을 0.5M 아세테이트 버퍼(acetate buffer, pH 3) 100ml에 0.4g을 첨가한 후 500rpm에서 1시간 동안 교반한 후 여과필터(4-7㎛)에 여과하여 키토산 용액을 제조하였다. 그 다음 상기 제조된 키토산 용액을 0.001, 0.002, 0.004, 0.008, 0.01, 0.02, 0.04, 0.08, 0.1, 0.2 및 0.4 중량%로 희석시켜 준비하였다.
1-3. 농도별 저 메톡실 펙틴(low methoxyl pectin, LMP) 용액 제조
저 메톡실 펙틴(low methosyl pectin, sigma-aldrich, StLous, MO, USA) 분말을 0.5M 아세테이트 버퍼(acetate buffer, pH 3) 100ml에 1g을 첨가한 후 500rpm에서 1시간 동안 교반한 후 여과필터(4-7㎛)에 여과하여 저 메톡실 펙틴 용액을 제조하였다. 그 다음 상기 제조된 저 메톡실 펙틴 용액을 0.01, 0.02, 0.04, 0.08, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, 1.0, 1.5 및 2.0 중량%로 희석시켜 준비하였다.
실시예 1 : 다중층 에멀젼 형성 조건 확인
1-1. 유화제 농도에 따른 1차 나노 에멀젼의 입자크기, 제타전위 및 캡슐효율 분석
먼저, 어유(fish oil, FO; 오메가-3 지방산 20 내지 30% 함유, sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 1%와 시나몬 오일(trans-cinnamaldehyde oil, CO; sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 0.05%를 혼합하였다. 그 다음 상기 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)만을 상기 제조예 1-1에서 제조한 0.1 내지 3.0 중량%의 농도별로 제조한 트윈 20과 각각 혼합하고 초고속 교반기(Ultra-Turrax® T25, KIA labotechnik, staufen, germany)를 이용하여 11,000 rpm에서 3분 동안 초고속 교반을 실시하였다. 그 후 상기 교반된 혼합물을 초고압 교반기(M-110L microfluidizer® processor, Microfluidic™ corporation, Newton, NE, USA)를 이용하여 120 MPa에서 2 사이클(cycle) 순환시켜 1차 나노 에멀젼을 제조하면서 임계미셀농도(critical micelle concentration, CMC)의 측정하여 제타전위를 확인하였다. 또한, 투과전자현미경을 이용하여 입자크기를 측정하였으며, 하기 실험식 1을 이용하여 캡슐효율을 계산하였다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
[실험식 1]
캡슐효율(%) = [(A-B)/A]×100
A : 사용한 어유 또는 어유+시나몬 오일의 총 무게(g)
B : 에멀젼로부터 분리한 어유 또는 어유+시나몬 오일의 무게(g)
도 1에서 보는 바와 같이, 1.25 중량%의 트윈 20 용액을 이용하여 제조된 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 에멀젼의 경우 입자 크기는 각각 128 nm 및 135 nm로 가장 작고 균일한 형태를 나타내었고, 제타전위도 각각 -9.13 mV 및 -10.5 mV로 안정적임을 확인하였다.
한편, 어유(FO)를 핵물질로 하여 각 농도의 트윈 20 용액에서 제조된 나노 에멀젼은 모든 농도에서 약 95%의 캡슐 효율을 보였으나, 어유+시나몬 오일(FO+CO)을 핵물질로 사용한 경우 모든 농도에서 약 90%의 캡슐 효율을 보였다.
1-2. 키토산 농도에 따른 2차 나노 에멀젼의 입자크기, 제타전위 및 캡슐효율 분석
어유(fish oil, FO; 오메가-3 지방산 20 내지 30% 함유, sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 1%와 시나몬 오일(trans-cinnamaldehyde oil, CO; sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 0.05%를 혼합하였다. 그 다음 상기 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)만을 상기 제조예 1-1에서 제조한 1.25 중량%의 트윈 20을 혼합하였다. 그 다음 상기 혼합물을 초고속 교반기(Ultra-Turrax® T25, KIA labotechnik, staufen, germany)를 이용하여 11,000 rpm에서 3분 동안 초고속 교반을 실시하였다. 그 후 상기 교반된 혼합물을 초고압 교반기(M-110L microfluidizer® processor, Microfluidic™ corporation, Newton, NE, USA)를 이용하여 120Mpa에서 2번 통과시켜 1차 나노 에멀젼을 제조하였다. 그 다음 상기 1차 나노 에멀젼에 상기 제조예 1-2에서 0.001 내지 0.4 중량%의 농도별로 제조한 키토산 용액을 각각 1 : 1의 비율로 첨가한 후 3분 동안 볼텍싱(vortexing)하여 혼합하면서 임계미셀농도(critical micelle concentration, CMC)의 측정하여 제타전위를 확인하였다. 투과전자현미경을 이용하여 입자크기를 측정하였으며, 상기 실험식 1을 이용하여 캡슐효율을 계산하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에서 보는 바와 같이, 0.1 중량%의 키토산 용액을 이용하여 제조된 어유+시나몬오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 에멀젼의 경우 입자 크기는 각각 약 200 nm로 가장 작고 균일한 형태를 나타내었고, 제타전위는 약 11.43 mV로 안정적임을 확인하였다.
한편, 어유(FO)를 핵물질로 하여 각 농도의 트윈 20 용액에서 제조된 나노 에멀젼은 모든 농도에서 약 85%의 캡슐 효율을 보였으나, 어유+시나몬 오일(FO+CO)을 핵물질로 사용한 경우 모든 농도에서 약 90%의 캡슐 효율을 보였다.
1-3. 저 메톡실 펙틴의 농도에 따른 3차 나노 에멀젼의 입자크기, 제타전위 및 캡슐효율 분석
어유(fish oil, FO; 오메가-3 지방산 20 내지 30% 함유, sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 1%와 시나몬 오일(trans-cinnamaldehyde oil, CO; sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 0.05%를 혼합하였다. 그 다음 상기 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)만을 상기 제조예 1-1에서 제조한 1.25 중량%의 트윈 20을 혼합하였다. 그 다음 상기 혼합물을 초고속 교반기(Ultra-Turrax® T25, KIA labotechnik, staufen, germany)를 이용하여 11,000 rpm에서 3분 동안 초고속 교반을 실시하였다. 그 후 상기 교반된 혼합물을 초고압 교반기(M-110L microfluidizer® processor, Microfluidic™ corporation, Newton, NE, USA)를 이용하여 120Mpa에서 2번 통과시켜 1차 나노 에멀젼을 제조하였다. 그 다음 상기 1차 나노 에멀젼에 상기 제조예 1-2에서 0.01 중량%의 키토산 용액을 1 : 1의 비율로 첨가한 후 3분 동안 볼텍싱(vortexing)하여 혼합하여 2차 나노 에멀젼을 제조하였다. 그 후 상기 2차 나노 에멀젼에 상기 제조예 1-3에서 0.01 내지 2.0 중량%의 농도별로 제조한 저 메톡실 펙틴 용액을 각각 1 : 1의 비율로 첨가한 후 3분 동안 볼텍싱(vortexing)하여 혼합하면서 임계미셀농도(critical micelle concentration, CMC)의 측정하여 제타전위를 확인하였다. 투과전자현미경을 이용하여 입자크기를 측정하였으며, 상기 실험식 1을 이용하여 캡슐효율을 계산하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에서 보는 바와 같이, 0.2 중량%의 저 메톡실 펙틴 용액을 이용하여 제조된 어유+시나몬오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 에멀젼의 경우 입자 크기는 약 200 nm가장 작고 균일한 형태를 나타내었고, 제타전위는 각각 -14.13 mV 및 -11 mV로 안정적임을 확인하였다.
한편, 어유(FO)를 핵물질로 하여 각 농도의 트윈 20 용액에서 제조된 나노 에멀젼은 모든 농도에서 약 88 내지 93%의 캡슐 효율을 보였으나, 어유+시나몬 오일(FO+CO)을 핵물질로 사용한 경우 모든 농도에서 약 70 내지 75%의 캡슐 효율을 보였다.
실시예 2 : 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 다중층 나노 에멀젼의 입자크기 관찰
2-1. 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 단층 나노 에멀젼 제조
어유(fish oil, FO; 오메가-3 지방산 20 내지 30% 함유, sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 1%와 시나몬 오일(trans-cinnamaldehyde oil, CO; sigma-aldrich, St Lous, MO, USA) 0.05%를 혼합하였다. 그 다음 상기 어유와 시나몬 오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)만을 상기 제조예 1-1에서 제조한 1.25 중량%의 트윈 20와 혼합하고 초고속 교반기(Ultra-Turrax® T25, KIA labotechnik, staufen, germany)를 이용하여 11,000 rpm에서 3분 동안 초고속 교반을 실시하였다. 그 후 상기 교반된 혼합물을 초고압 교반기(M-110L microfluidizer® processor, Microfluidic™ corporation, Newton, NE, USA)를 이용하여 120 MPa에서 2 사이클(cycle) 순환시켜 단층 나노 에멀젼을 제조하였다. 그 다음 투과전자현미경(Transmission electron microscope, TEM, JEOL-1010, JEOL, Japan)을 이용하여 입자의 크기를 관찰하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
2-2. 키토산으로 코팅된 2중층 나노 에멀젼 제조
상기 실시예 2-1에서 제조된 어유+시나몬오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 단층 나노 에멀젼에 상기 제조예 1-2에서 제조한 0.01 중량%의 키토산 용액을 1 : 1의 비율로 첨가한 후 3분 동안 볼텍싱(vortexing)하여 혼합하였다. 그 다음 투과전자현미경(Transmission electron microscope, TEM, JEOL-1010, JEOL, Japan)을 이용하여 입자 크기 및 분포를 관찰하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
2-3. 키토산 및 저 메톡실 펙틴으로 코팅된 3중층 나노 에멀젼 제조
상기 실시예 2-2에서 제조한 키토산을 코팅된 2중층 나노 에멀젼에 제조예 1-3에서 제조한 0.8 중량%의 저 메톡실 펙틴 용액을 1 : 1의 비율로 첨가한 후 3분 동안 볼텍싱(vortexing)하여 혼합하였다. 그 다음 투과전자현미경(Transmission electron microscope, TEM, JEOL-1010, JEOL, Japan)을 이용하여 입자 크기 및 분포를 관찰하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에서 보는 바와 같이, 실시예 2-2의 키토산으로만 코팅된 어유와 시나몬오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 리포좀은 실시예 2-1의 나노 리포좀에 비하여 입자 크기가 증가하였고, 실시예 2-3의 다중층 리포좀은 실시예 2-1의 나노 리포좀 및 실시예 2-2의 나노 리포좀에 비하여 입자의 크기가 증가한 것을 확인하였다.
실시예 3 : 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 에멀젼의 레이어 수에 따른 방출속도, 지방산패도 및 저장성 측정
3-1. 에멀젼의 레이어 수에 따른 방출속도 측정
상기 실시예 2-1, 실시예 2-2 및 실시예 2-3에서 제조한 어유와 시나몬오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 리포좀들을 각각 완충용액에 첨가한 후 37℃의 온도에서 교반하여, 0, 2, 4, 8, 12, 24 및 48시간 동안 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)가 방출되는 양을 측정하였다. 상기 방출량은 매 시간에 따라 시료 1ml을 채취하여 원심분리하여 상층액을 분광광도계(UV-VIS Spectrophotomoter, Elisa, Helainki, Finland)를 이용하여 흡광도를 측정하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에서 보는 바와 같이, 실시예 2-1에서 제조한 나노 에멀전은 48시간 후에 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)를 각각 52%, 70% 방출하였고, 실시예 2-2에서 제조한 1차 레이어 에멀젼은 48시간 후에 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)를 각각 50%, 28% 방출하였으며, 실시예 2-3에서 제조한 2차 레이어 에멀젼은 48시간 후에 어유+시나몬 오일(FO+CO) 또는 어유(FO)를 각각 40%, 10% 방출하였다.
3-2. 에멀젼의 레이어 수에 따른 지방산패도 측정
상기 실시예 2-1, 실시예 2-2 및 실시예 2-3에서 제조한 어유와 시나몬오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 에멀젼들을 각각 완충용액이 들어있는 삼각플라스크에 넣고, 37℃의 온도에서 28일 동안 저장하여 지방산패도를 측정하였다. 상기 지방 산패도는 상기 시료에 벤젠 10ml를 가하여 혼합한 후 티오바르비탈산(thiobarbituric acid, TBA)을 첨가하고 15분 동안 가열하였다. 그 다음 가열한 혼합액을 흐르는 물에 냉각한 후 3,000 rpm에서 원심분리하고 상층액 1ml를 취하여 532nm에서 흡광도를 측정한 후, 표준정량곡선을 이용하여 지질 과산화물인 말론디알데이드의 생성 농도를 구하였다. 상기 표준정량곡선은 각 농도별 TBA-TCA 용액(0.25 N HCl, 0.375% 2-thiobarbituric acid in 15% trichloroacetic acid 9 ml + MDA의 전구체인 1,1,3,3-tetraethoxypropane 1 ml)을 제조한 후 90℃의 온도에서 15분 동안 중탕하여 532 nm에서 흡광도를 측정한 값을 사용하여 작성하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에서 보는 바와 같이, 에멀젼의 레이어 수가 증가할수록 어유+시나몬 오일 또는 어유의 산패도가 감소하였으며, 저장 0 내지 7일 동안 어유+시나몬 오일을 포집하는 나노 에멀젼은 어유만을 포집하는 나노 에멀젼에 비하여 산패도가 감소하는 것을 확인하였다.
3-2. 에멀젼의 레이어 수에 따른 저장성 측정
상기 실시예 2-1, 실시예 2-2 및 실시예 2-3에서 제조한 어유와 시나몬오일을 혼합한 혼합물(FO+CO) 또는 어유(FO)가 포집된 나노 에멀젼들을 28일 동안 저장하고, 일주일 단위로 입자크기의 크기를 측정하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7에서 보는 바와 같이, 저장기간에 따라 입자의 크기는 변화하지 않고 안정한 상태를 유지하는 것을 확인하였다.

Claims (11)

  1. (a) 불포화지방산과 시나몬 오일을 혼합한 후 유화제에 첨가하고 900 내지 15,000 rpm의 속도로 1 내지 5분 동안 균질화한 다음 고압유화기(microfluidizer)에서 100 내지 150 MPa의 압력으로 1 내지 3회 통과시켜 나노 에멀젼을 형성하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 형성된 나노 에멀젼을 양이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하고 균질화하여 상기 나노 에멀젼에 1차 막을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 1차 막으로 코팅된 나노 에멀젼을 음이온성 바이오폴리머 용액에 첨가하고 균질화하여 2차 막을 형성하는 단계;를 포함하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 불포화지방산은 리놀렌산(linoleic acid), 오메가-6 지방산 및 오메가-3지방산으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 양이온성 바이오폴리머는 키토산, 폴리에틸렌이민, 폴리-L-라이신, 폴리디알릴디메틸염화암모늄, 폴리아릴아민, 염산염, 폴리오르니틴, 폴리비닐아민염산염, 폴리2-디메틸아미노에틸 메탈글릴레이트, 폴리아미도아마인, 덴드리머 및 젤라틴으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 음이온성 바이오폴리머는 폴리글루탐산, 폴리아크릴산, 알긴산, 카라기난, 구아검, 고메톡실 펙틴, 저메톡실 펙틴, 히알루론산, 폴리스타이렌술폰산염, 카복시메틸세룰로오스, 셀룰로오스황산염, 덱스트란황산염, 헤파린, 헤파린황산염, 폴리메틸렌코구아니딘 및 콘드로이틴황산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유화제는 트윈 80(Tween 80), 트윈 60(Tween 60), 트윈 40(Tween 40), 트윈 20(Tween 20), 스판 85(Span 85), 스판 80, 스판 60(Span 60), 스판 40(Span 40), 스판 20(Span 20), 폴리글리세린지방산에스테르(polyglycerin fatty acid ester) 또는 모노글리세린지방산에스테르(monoglycerin fatty acid ester)인 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 시나몬 오일은 불포화지방산의 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%의 함량으로 포함되는 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 유화제는 0.75 내지 2%의 농도로 희석된 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 양이온성 바이오폴리머는 양이온성 바이오폴리머 용액의 총 중량에 대하여 0.01 내지 0.4 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 음이온성 바이오폴리머는 음이온성 바이오폴리머 용액의 총 중량에 대하여 0.1 내지 1 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법.
  10. 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 나노 에멀젼에 양이온성 및 음이온성 바이오폴리머로 각각 1차 및 2차 막이 형성되어 있으며, 평균 170 내지 230nm의 크기 및 70 내지 80%의 캡슐효율을 가지는 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐.
  11. 제10항에 있어서, 상기 다중층 나노 캡슐은 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐.
KR1020140089697A 2014-07-16 2014-07-16 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법 KR101659654B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140089697A KR101659654B1 (ko) 2014-07-16 2014-07-16 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140089697A KR101659654B1 (ko) 2014-07-16 2014-07-16 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160009747A true KR20160009747A (ko) 2016-01-27
KR101659654B1 KR101659654B1 (ko) 2016-09-26

Family

ID=55309138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140089697A KR101659654B1 (ko) 2014-07-16 2014-07-16 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101659654B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10555519B2 (en) * 2015-04-17 2020-02-11 Stc.Unm Non-toxic larvicide
KR20200029886A (ko) * 2018-09-11 2020-03-19 창원대학교 산학협력단 항균성 및 향지속성을 가진 향보유 캡슐 및 이를 포함하는 제습제
KR20200083776A (ko) * 2018-12-28 2020-07-09 주식회사 케이피티 오일분산형 이중캡슐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 오일분산형 이중캡슐
CN112245409A (zh) * 2020-10-23 2021-01-22 安徽大学 一种植物蛋白-熊去氧胆酸缓释纳米粒复合微囊及其制备方法
KR20210096733A (ko) * 2020-01-29 2021-08-06 한남대학교 산학협력단 나노캡슐을 사용한 탈모방지용 샴푸 조성물
KR20210101404A (ko) 2020-02-10 2021-08-19 신성대학교 산학협력단 나노 화장품 제조장치
US11337422B2 (en) * 2015-04-17 2022-05-24 Unm Rainforest Innovations Non-toxic larvicide

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633036B1 (ko) * 2003-10-29 2006-10-11 김정수 다중 코팅층에 의해 개별로 성형 조립된 구강 세정 제제및 그 제조 방법
KR100758664B1 (ko) * 2006-08-16 2007-09-13 (주)케비젠 불포화지방산 함유 마이크로캡슐의 제조방법, 이 방법에의해 제조된 마이크로캡슐 및 이를 포함하는 제품
JP2008125485A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Ivy Cosmetics Corp ドコサヘキサエン酸含有加工食品

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100633036B1 (ko) * 2003-10-29 2006-10-11 김정수 다중 코팅층에 의해 개별로 성형 조립된 구강 세정 제제및 그 제조 방법
KR100758664B1 (ko) * 2006-08-16 2007-09-13 (주)케비젠 불포화지방산 함유 마이크로캡슐의 제조방법, 이 방법에의해 제조된 마이크로캡슐 및 이를 포함하는 제품
JP2008125485A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Ivy Cosmetics Corp ドコサヘキサエン酸含有加工食品

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10555519B2 (en) * 2015-04-17 2020-02-11 Stc.Unm Non-toxic larvicide
US11337422B2 (en) * 2015-04-17 2022-05-24 Unm Rainforest Innovations Non-toxic larvicide
KR20200029886A (ko) * 2018-09-11 2020-03-19 창원대학교 산학협력단 항균성 및 향지속성을 가진 향보유 캡슐 및 이를 포함하는 제습제
KR20200083776A (ko) * 2018-12-28 2020-07-09 주식회사 케이피티 오일분산형 이중캡슐의 제조방법 및 이에 의해 제조된 오일분산형 이중캡슐
KR20210096733A (ko) * 2020-01-29 2021-08-06 한남대학교 산학협력단 나노캡슐을 사용한 탈모방지용 샴푸 조성물
KR20210101404A (ko) 2020-02-10 2021-08-19 신성대학교 산학협력단 나노 화장품 제조장치
CN112245409A (zh) * 2020-10-23 2021-01-22 安徽大学 一种植物蛋白-熊去氧胆酸缓释纳米粒复合微囊及其制备方法
CN112245409B (zh) * 2020-10-23 2022-03-15 安徽大学 一种植物蛋白-熊去氧胆酸缓释纳米粒复合微囊及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101659654B1 (ko) 2016-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hosseini et al. Recent advances in nanoencapsulation of hydrophobic marine bioactives: Bioavailability, safety, and sensory attributes of nano-fortified functional foods
KR101659654B1 (ko) 불포화지방산 및 시나몬 오일이 포집된 다중층 나노 캡슐의 제조방법
Mwangi et al. Food-grade Pickering emulsions for encapsulation and delivery of bioactives
Pisoschi et al. Nanoencapsulation techniques for compounds and products with antioxidant and antimicrobial activity-A critical view
Taheri et al. Gum-based nanocarriers for the protection and delivery of food bioactive compounds
Joye et al. Nanotechnology for increased micronutrient bioavailability
Katouzian et al. Nano-encapsulation as a promising approach for targeted delivery and controlled release of vitamins
Wan et al. Plant protein-based delivery systems for bioactive ingredients in foods
Karim et al. Alginate-based nanocarriers for the delivery and controlled-release of bioactive compounds
Wani et al. Suitability of different food grade materials for the encapsulation of some functional foods well reported for their advantages and susceptibility
Santiago et al. Novel technologies for the encapsulation of bioactive food compounds
JP5016111B2 (ja) 植物精油を含有するナノエマルジョンおよびナノ粒子ならびにそれらの製造方法
Giaconia et al. Overcoming restrictions of bioactive compounds biological effects in food using nanometer-sized structures
Rashidi Different nano-delivery systems for delivery of nutraceuticals
Tang et al. Solid lipid nanoparticles (SLNs) and nanostructured lipid carriers (NLCs) as food-grade nanovehicles for hydrophobic nutraceuticals or bioactives
Chen et al. Nanoparticles of casein micelles for encapsulation of food ingredients
Pavani et al. Novel encapsulation approaches for phytosterols and their importance in food products: A review
Grumezescu et al. Nanotechnology applications in Food: Flavor, stability, nutrition and safety
Hajibonabi et al. Antimicrobial activity of nanoformulations of carvacrol and thymol: New trend and applications
Jana et al. Nanotechnology in bioactive food ingredients: its pharmaceutical and biomedical approaches
Kumar et al. Scope of nanotechnology in nutraceuticals
Magalhães et al. Nanotechnology applied to improve functionality in food
Singh et al. Development of “Smart Foods” for health by nanoencapsulation: Novel technologies and challenges
Preethi et al. Green nanomaterials and nanotechnology for the food industry
Wang et al. Micro/nano-encapsulation of marine dietary oils: A review on biomacromolecule-based delivery systems and their role in preventing cardiovascular diseases

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190905

Year of fee payment: 4