KR20180043908A - 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물에 관한 것으로서, 안토시아닌과 양전하성 다당류가 이온결합된 나노 복합체를 포함함으로써, 산화 및 보관 안정성이 뛰어나 색도를 오랫동안 높게 유지할 수 있고, 생체적합성 및 생분해성이 우수하며, 약품 또는 식품에 응용 시 가공조건, 유통 및 저장성을 향상시킬 수 있으며, 색조가 자연스럽고 거부감이 없으며, 알러지, 천식, 아토피 등 화학색소의 부작용이 유발되지 않는, 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물에 관한 것이다.

Description

안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물 {Pigment composition containing anthocyanin nanocomplex}

본 발명은 안토시아닌의 안정성이 현저히 개선된 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 색소는 식품의 색을 선명하게 하거나, 다른 색으로 변화시켜 소비자에게 시각적으로 돋보이게 하며, 구매 욕구를 일으키기 위해 사용된다. 이러한, 색소로는 천연색소와 화학색소가 있는데, 화학색소는 현재 많이 사용되고 있는 색소로서, 타르계 색소와 비타르계 색소가 있다. 타르계 색소는 원래 직물의 염료가 합성된 것으로서, 유해한 것이 많기 때문에 그 사용을 엄격히 규제하고 있는 추세에 있다. 비타르계 색소는 천연색소를 화학합성 하거나 화학 처리한 것으로 카로틴, 수용성 안나토, 황산구리, 산화제이철, 캐러멜, 구리 및 철 크로로필린나트륨, 산화티타늄 등이 있다. 그리고, 화학색소는 그 색이 다양하여 활용도 높고, 대량생산이 가능하기 때문에 값이 저렴하고, 착색이 잘되며 안정적이기 때문에 맛과 영양, 보존과는 무관하게 과자, 음료수 등에 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 이러한 화학색소는 두통, 두드러기, 알레르기성 비염, 주의력결핍 과잉행동장애, 습진, 천식 등을 일으킬 수 있어 문제된다.

반면, 천연색소는 동물, 식물 등에서 얻어지는 것으로, 화학색소와 달리 두통, 두드러기, 알레르기성 비염, 주의력결핍 과잉행동 장애, 습진, 천식 등 부작용이 없다.

한편, 안토시아닌은 꽃이나 과실 등에 주로 포함되어 있는 천연색소로, 블랙커런트, 블루베리, 아로니아, 체리, 흑미, 포도, 적양배추와 같은 식물에 많이 함유되어 있다.

안토시아닌은 항산화 물질 중에서도 가장 강력한 효과를 나타낼 뿐만 아니라, 암, 노화, 면역반응, 당뇨, 박테리아 감염증, 신경계 질환 등에 약리활성이 우수하고, 알러지 관련 염증 질환을 개선시킬 수 있는 능력도 우수하다.

이러한 효능 때문에 다양한 분야에서 안토시아닌을 사용한다. 그러나, 안토시아닌의 항산화 및 항알러지 효과 자체는 음식으로 섭취했을 때 가장 큰 효과가 나타나지만 색소 조성물에 포함하여 사용 시 위장관에서 머무르는 시간이 짧고, 낮은 장관 벽 투과성을 가지며, 용해도가 낮고 상업화를 위한 공정상 금속이완과 쉽게 반응하여 안정성이 낮으며, 온도, 주변 산소, 빛, 소화관 내 PH, 효소 및 다른 영양분에 의한 분해 등에 의해 생체 내에서는 5% 이하의 낮은 활성을 가지는 문제가 있다. 또한, 쉽게 변색 또는 퇴색하는 경우를 비롯하여 이미 및 이취를 동반하는 문제도 있다.

이에, 화학색소의 부작용을 유발하지 않으며, 높은 저장 안정성을 갖고, 색도를 오랫동안 유지하면서 이미 및 이취를 유발시키지 않는 안토시아닌을 포함한 색소 조성물의 개발이 절실히 필요하다.

한국공개특허 제10-2016-0093813호

본 발명은 산화 및 보관 안정성이 뛰어나 오랫동안 색도를 유지할 수 있는 색소 조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 생체적합성 및 생분해성이 우수한 색소 조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 식품, 의약품, 화장품 등에 응용 시 가공조건, 유통 및 저장성을 향상시킬 수 있는 색소 조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 색조가 자연스럽고 거부감이 없는 색소 조성물의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 알러지, 천식, 아토피 등 부작용을 유발시키지 않는 색소 조성물의 제공을 목적으로 한다.

1. 안토시아닌 코어 및 상기 코어를 감싸는 키토산 쉘을 포함하는 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물.

2. 위 1에 있어서, 상기 안토시아닌은 페오니딘(Peonidin), 시아니딘 3-아라비노시드(cyanidin 3-arabinoside), 시아니딘-3-(크실로실글루코오스)-5-갈락토오스(cyanidin-3-(xylosylglucose)-5-galactose), 시아니딘 3-글루코시드(cyanidin 3-glucoside), 시아니딘 3-갈락토시드(cyanidin 3-galactoside), 시아니딘-3-(쿠마로일-크실로실글루코오스)-5-갈락토오스(cyanidin-3-(coumaroyl-xylosylglucose)-5-galactose), 델피니딘 3-글루코시드(delphinidin 3-glucoside), 델피니딘 3-루티노시드(delphinidin 3-rutinoside), 페오니딘 3-아라비노시드(peonidin 3-arabinoside), 페오니딘 3-갈락토시드(peonidin 3-galactoside), 페투니딘 3-글루코시드(petunidin 3-glucoside), 시아니딘(Cyanidin), 델피니딘(delphinidin), 말비딘(malvidin), 펠라르고니딘(pelargonidin), 페오니딘(peonidin), 시아니딘 3,5-디글루코시드(cyanidin 3,5-diglucoside), 시아니딘 3-루티노시드(cyanidin 3-rutinoside), 펠라르고니딘 3-글루코시드(pelargonidin 3-glucoside), 페오니딘 3-글루코시드(peonidin 3-glucoside), 말비딘 3-글루코시드(malvidin 3-glucoside) 및 말비딘 3,5-디글루코시드(malvidin 3,5-diglucoside)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 색소 조성물.

3. 위 1에 있어서, 상기 안토시아닌은 펠라르고니딘인, 색소 조성물.

4. 위 1에 있어서, 상기 키토산은 키토산 및 글라이콜 키토산 중 적어도 하나인, 색소 조성물.

5. 위 1에 있어서, 상기 복합체는 입경이 10㎚ 내지 10㎛인, 색소 조성물.

6. 위 1에 있어서, 상기 색소 조성물은 계면활성제, 방부제, 향료, 점증제, 산화방지제, 천연색소, 분산매, 살균제, 보존제, 발색 보조제 및 무기염류로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는, 색소 조성물.

본 발명의 색소 조성물은 산화 및 보관 안정성이 뛰어나 색도를 오랫동안 높게 유지할 수 있다.

본 발명의 색소 조성물은 천연색소를 포함하고 있어 생체적합성 및 생분해성이 우수하다.

본 발명의 색소 조성물을 약품 또는 식품에 응용 시 가공조건, 유통 및 저장성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 색소 조성물은 다양한 제품에 착색 시 색조가 자연스럽고 거부감이 없다.

본 발명의 색소 조성물은 알러지, 천식, 아토피 등 화학색소의 부작용을 유발시키지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 모식도이다.
도 2는 안토니시아닌-클라이콜 키토산 복합체 형성 후의 색가를 비율별로 나타낸 것이다.
도 3은 안토니시아닌-클라이콜 키토산 복합체의 비율별 흡광도 그래프를 나타낸 것이다.
도 4는 안토시아닌 (10:0)과 안토니시아닌-클라이콜 키토산 복합체의 533nm에서의 흡광도 값을 나타낸 것이다.
도 5는 안토니시아닌-클라이콜 키토산 복합체 입자의 크기를 나타낸 것이다.
도 6은 안토니시아닌-클라이콜 키토산 복합체 입자의 형태를 나타낸 것이다.
도 7은 안토시아닌의 pH에 따른 구조의 변화를 나타낸 것이다.
도 8은 pH에 따른 안정성을 Λmax1 (533nm)/ Λmax2 (598nm) 값으로 나타낸 것이다.
도 9는 안토시아닌만 있을 때 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 10은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 4 : 1 복합체의 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 11은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 9 : 1 복합체의 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 12는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 8 : 1 복합체의 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 13은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 7 : 1 복합체의 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 14는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 6 : 1 복합체의 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 15는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 5 : 1 복합체의 pH에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 16은 안토시아닌만 있을 때 다양한 온도에서의 안정성을 나타낸 것이다.
도 17은 안토시아닌만 있을 때 100 ℃에서 시간에 따른 안정성을 나타낸 것이다.
도 18은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 9 : 1 복합체의 온도에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 19는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 8 : 1 복합체의 온도에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 20은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 7 : 1 복합체의 온도에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 21은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 6 : 1 복합체의 온도에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 22는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 5 : 1 복합체의 온도에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 23은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 4 : 1 복합체의 온도에 따른 흡광도를 나타낸 것이다.
도 24는 온도에 따른 안정성을 Λmax1 (533nm)/ Λmax2 (598nm) 값으로 나타낸 것이다.
도 25는 광에 따른 안정성을 Λmax1 (533nm)/ Λmax2 (598nm) 값으로 나타낸 것이다.
도 26은 안토시아닌만 있을 때 광 안정성을 나타낸 것이다.
도 27은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 4 : 1 복합체의 광 안정성을 나타낸 것이다.
도 28은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 9 : 1 복합체의 광 안정성을 나타낸 것이다.
도 29는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 8 : 1 복합체의 광 안정성을 나타낸 것이다.
도 30은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 7 : 1 복합체의 광 안정성을 나타낸 것이다.
도 31은 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 6 : 1 복합체의 광 안정성을 나타낸 것이다.
도 32는 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 5 : 1 복합체의 광 안정성을 나타낸 것이다.

본 발명은 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물에 관한 것으로서, 안토시아닌과 양전하성 다당류가 이온결합된 나노 복합체를 포함함으로써, 산화 및 보관 안정성이 뛰어나 색도를 오랫동안 높게 유지할 수 있고, 생체적합성 및 생분해성이 우수하며, 약품 또는 식품에 응용 시 가공조건, 유통 및 저장성을 향상시킬 수 있으며, 색조가 자연스럽고 거부감이 없으며, 알러지, 천식, 아토피 등 화학색소의 부작용이 유발되지 않는, 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 색소 조성물은 안토시아닌 코어 및 상기 코어를 감싸는 키토산 쉘을 포함하는 안토시아닌 나노 복합체를 포함한다.

본 발명에 따른 안토시아닌 나노 복합체는 안토시아닌 코어 및 상기 코어를 감싸는 키토산 쉘을 포함한다.

안토시아닌(anthocyanin)은 꽃이나 과실 등에 주로 포함되어 있는 색소로서, 수소 이온 농도에 따라 빨간색, 보라색, 파란색 등을 띤다. 안토시아닌은 고등식물의 잎, 줄기, 뿌리, 꽃, 과일 등 어느 조직에나 생기는 수용성 물질로 우수한 항산화 효과를 가지며, 알러지 관련 염증 질환을 개선시키는 효과도 있다.

이러한 안토시아닌은 안정성이 낮아 pH, 온도 조건, 광 조사 등에 따라 쉽게 퇴색하는 성질이 있다.

그러나, 본 발명자들은 이러한 안토시아닌으로 코어를 형성하고, 이를 키토산 쉘로 감싸는 코어-쉘 구조를 갖는 나노복합체를 형성하는 경우에 안토시아닌의 안정성이 현저히 개선되는 것을 발견하여 본 발명을 착안하였다.

본 발명에 따른 안토시아닌은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 페오니딘(Peonidin), 시아니딘 3-아라비노시드(cyanidin 3-arabinoside), 시아니딘-3-(크실로실글루코오스)-5-갈락토오스(cyanidin-3-(xylosylglucose)-5-galactose), 시아니딘 3-글루코시드(cyanidin 3-glucoside), 시아니딘 3-갈락토시드(cyanidin 3-galactoside), 시아니딘-3-(쿠마로일-크실로실글루코오스)-5-갈락토오스(cyanidin-3-(coumaroyl-xylosylglucose)-5-galactose), 델피니딘 3-글루코시드(delphinidin 3-glucoside), 델피니딘 3-루티노시드(delphinidin 3-rutinoside), 페오니딘 3-아라비노시드(peonidin 3-arabinoside), 페오니딘 3-갈락토시드(peonidin 3-galactoside), 페투니딘 3-글루코시드(petunidin 3-glucoside), 시아니딘(Cyanidin), 델피니딘(delphinidin), 말비딘(malvidin), 펠라르고니딘(pelargonidin), 페오니딘(peonidin), 시아니딘 3,5-디글루코시드(cyanidin 3,5-diglucoside), 시아니딘 3-루티노시드(cyanidin 3-rutinoside), 펠라르고니딘 3-글루코시드(pelargonidin 3-glucoside), 페오니딘 3-글루코시드(peonidin 3-glucoside), 말비딘 3-글루코시드(malvidin 3-glucoside) 및 말비딘 3,5-디글루코시드(malvidin 3,5-diglucoside)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 보다 구체적으로 펠라르고니딘일 수 있다.

본 발명에 있어서 펠라르고니딘은 예를 들면 자소엽으로부터 분리된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서 안토시아닌은 소수성 반응에 의해 구형의 코어의 형태로 존재한다.

본 발명에 따른 키토산 쉘은 상기 안토시아닌 코어를 감싼다.

본 발명에서 키토산은 예를 들면 키토산 및 글라이콜 키토산 중 적어도 하나일 수 있으며, 구체적으로, 글라이콜 키토산일 수 있다.

본 발명에서 키토산은 예를 들면 중량평균분자량이 1000 내지 1,000,000, 10,000 내지 500,000일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 안토시아닌 나노 복합체의 입경은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 10nm 내지 10㎛일 수 있으며, 보다 구체적으로 100nm 내지 500nm일 수 있다.

본 발명에 따른 안토시아닌 나노 복합체는 안토시아닌이 색가를 나타낼 수 있는 양이온을 구조적으로 안정화시켜 색소로서의 이용을 가능하게 하였다. 안토시아닌 색가의 불안정성은 flavyllium 양이온 구조에 기인한다(도 1). 안토시아닌은 pH3 구조에서 적색의 색가를 띠고 항산화 활성을 가진다. 하지만 pH가 변하면 도 1 에서 보듯이 안토시아닌 구조에서 양이온을 잃어 색가를 잃게 된다. 하지만, 본 발명에 따른 안토시아닌 나노 복합체는 중성에서도 안토시아닌 본래의 색가를 유지함으로써 안정성이 증진된 천연색소로 이용 가능하다.

또한, 본 발명의 색소 조성물은 당 분야에서 색소 조성물에 널리 사용되는 성분을 제한 없이 더 포함할 수 있다. 예를 들면 계면활성제, 방부제, 향료, 점증제, 산화방지제, 천연색소, 분산매, 살균제, 보존제, 발색 보조제, 무기염류 등의 첨가제 등을 들 수 있다.

계면활성제로는 레티닌, 리시틴, 콜레스테롤, 사포닌, 타우린, 코코넛 추출물, 라우릴 황산나트륨, 라우릴 황산암모늄, 라우릴 황산 트리에탄올아민, 폴리옥시에틸렌 라우릴 황산나트륨 및 폴리옥시에틸렌 라우릴 황산암모늄 등 알킬 및 알킬 에테르 설페이트, 코코디메틸 카르복시메틸 베타인, 라우릴디메틸 카르복시메틸 베타인, 라우릴디메틸 알파-카르복시에틸 베타인, 세틸디메틸 카르복시메틸 베타인 및 코카미도 프로필 베타인 등 알킬 베타인 및 알킬 아미도프로필 베타인, 라우릴 디에틸 아민옥사이드, 야자유 알킬디메틸 아민옥사이드, 라우린산 디에탄올아미드, 야자유 지방산 디에탄올아미드 및 야자유 지방산 모노에탄올아미드 등 알카놀 아미드 및 아민 옥사이드 등 공지의 계면활성제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

방부제로는 파라옥시안식향산메틸, 파라옥시안식향산프로필, 안식향산 나트륨, 메틸클로로이소치아졸리논 및 메틸이소치아졸리논 등 공지의 방부제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

향료로는 사향, 영묘향, 해리향, 용연향의 동물성 향료, 장미, 재스민, 월하향, 제라니움, 파츌리, 페파민트, 아니스, 고수풀, 육두구, 셀러리, 카다몬, 파셀리, 오렌지, 레몬, 불수감나무, 안젤리카, 흰 붓꽃, 베티버, 백단, 히말라야삼목, 지단, 개사철쑥, 셀비어의 잎, 백리향의 잎, 가문비나무, 스코틀랜드 소나무, 사이프로스, 풍자향, 몰약 및 육계피 추출물 등 식물성 향료 등 공지의 향료를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

점증제로 쟁탄검, 천연셀룰로오즈, 하이셀, 메칠셀룰로오즈, 카보머, 카보폴 프리젤, 젤라틴 등 공지의 점증제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

산화방지제로 에리소르브산, 아스코르브산, 부틸히드록시 톨루엔, 부틸히드록시 아니졸, 몰식자산프로필, 향신료 추출물, 참깨 추출물, 차(Camelia sinensis O.)의 잎 추출물, 천연 α-tocopherol, 옷나무(Rhus javanica L.) 추출물, 쌀겨 추출물, 당-아미노산 복합물 등 공지의 산화방지제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

천연색소로 β-카로틴, 파프리카색소, 아토나색소 등 카로티노이드계 색소, 라크색소 등 안토리카논계 색소 (코치닐색소 제외) 및 잇꽃 색소 등 플라보노이드계 색소 등 공지의 천연 색소를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

분산매로 유기산(예컨대, 포름산, 디클로로 아세트산, 메탄술폰산 등), 탄화수소계 용매(톨루엔, 크실렌, 헥산, 시클로헥산, n-헵탄 등), 알코올계 용매(메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올,부탄올, t-부탄올, 벤질 알코올 등), 케톤계 용매(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디이소부틸케톤, 시클로헥사논, 아세틸아세톤 등), 에스테르계 용매(아세트산 에틸, 아세트산 메틸, 아세트산 부틸, 아세트산 셀로솔브, 아세트산 아밀 등), 에테르계 용매(이소프로필 에테르, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 1,4-디옥산 등), 글리콜계 용매(에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등), 글리콜 에테르계 용매(디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 등), 글리콜 에스테르계 용매(에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 등), 글라임계 용매(모노글라임, 디글라임 등), 할로겐계 용매(디클로로메탄, 클로로포름 등), 아미드계 용매(N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, n-메틸-2-피롤리돈), 피리딘, 테트라히드로푸란, 설폴란, 아세토니트릴, 디메틸설폭시드, 유기산(예컨대, 포름산, 디클로로 아세트산, 메탄술폰산 등), 유기 염기(예컨대, 디아자비시클로운데센(DBU), 테트라부틸암모늄 히드록시드, 나트륨 메톡시드 등), 수계 용매(예컨대, 물 또는 염산, 수산화나트륨 수용액), 이온성 액체(예컨대, 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 테트라플루오로보레이트 등), 이황화탄소 용매 또는 이들의 혼합물 등 공지의 분산매를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

살균제로 과산화수소, 표백분, 차아염소산칼륨, 차아염소산나트륨, 디클로로이소시아뉼산나트륨 등 공지의 살균제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

보존제로 디히드로초산류, 소르빈산류, 안식향산류, 파라옥시안식향산에스테르류, 프로피온산류 등 공지의 보존제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

발색 보조제로 비타민 C, 에리솔빈산나트륨, 에리소르빈산 등 공지의 발색 보조제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

무기 염류로 칼슘, 인, 칼륨, 나트륨, 염소, 마그네슘, 철, 아이오딘, 구리, 아연, 코발트, 망가니즈 등 공지의 무기 염류를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 색소 조성물은 안토시아닌 나노 복합체를 포함함으로써 생체적합성 및 생분해성이 우수하고, 외부환경 변화로부터 불안정한 안토시아닌을 안정화하여 산화 및 보관 안정성이 뛰어나 외부환경과의 상호작용으로 인한 손실을 감소시킬 수 있고, 이미 및 이취를 유발하지 않으며, 색도를 높게 오랫동안 유지할 수 있어 다양한 제품에 착색 시 색조가 자연스러우며 거부감이 없고, 안토시아닌의 항산화 활성 및 항알러지 활성을 증대 및 장기간 보존시킬 수 있다. 또한, 화학색소에서 유발되는 부작용인 천식, 아토미, 알러지, 주의력 결핍 과잉행동장애와 두통, 습진, 두드러기 등 피부질환을 유발하지 않아 안정하여 약품, 식품, 화장품, 의류 등 다양한 제품에 사용할 수 있으며, 다양한 제품에 착색 시 색조가 자연스럽고 거부감이 없어 소비자의 구매욕구도 일으킬 수 있다.

또한, 안토시아닌이 우수한 항산화 또는 항알러지 활성을 가지는 바, 본 발명의 색소 조성물은 항알러지 또는 항산화 의약 조성물, 화장료 조성물, 건강기능식품 등으로 활용될 수 있다.

본 발명에서 의약 조성물은 약제학적으로 허용 가능한 비히클(vehicle), 희석제(diluent), 부형제(excipient), 또는 이들의 조합을 포함하여 제조할 수 있다. 상기 비히클은 세포 또는 조직내로의 화합물의 부가를 용이하게 하는 화합물로 정의된다. 상기 약제학적으로 허용되는 비히클로는 예를 들어, 이온 교환 수지, 알루미나, 알루미늄 스테아레이트, 레시틴, 혈청 단백질 (예, 사람 혈청 알부민), 완충 물질 (예, 여러 인산염, 글리신, 소르브산, 칼륨 소르베이트, 포화 식물성 지방산의 부분적인 글리세라이드 혼합물), 물, 염 또는 전해질 (예, 프로타민설페이트, 인산수소이나트륨, 인산수소캄륨, 염화나트륨 및 아연 염), 교질성 실리카, 마그네슘 트리실리케이트, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈계 기질, 폴리 에틸렌 글리콜, 나트륨 카르복시메틸셀룰로즈, 폴리아릴레이트, 왁스, 폴리에틸렌 글리콜 및 양모지 등이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 비히클은 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있고, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.

상기 희석제는 대상 화합물의 생물학적 활성 형태를 안정화시킬 뿐만 아니라, 화합물을 용해시키게 되는 물에서 희석되는 화합물로 정의된다. 버퍼 용액에 용해되어 있는 염은 당해 분야에서 희석제로 사용된다. 통상 사용 되는 버퍼 용액은 포스페이트 버퍼 식염수이며, 이는 인간 용액의 염 상태를 모방하고 있기 때문이다. 버퍼 염 은 낮은 농도에서 용액의 pH를 제어할 수 있기 때문에, 버퍼 희석제가 화합물의 생물학적 활성을 변형하는 일은 드물다.

상기 부형제는 예를 들어, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스 및 젤라틴 등의 고형 제제용 부형제, 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등을 포함하는 개념이다. 필요에 따라, 상기 의약 조성물은 약제학적으로 허용가능한 성분으로서, 습윤제 (wetting agent), 완충제, 현탁화제, 윤활제(lubricationg agent), 에멀젼화제, 붕해제, 흡수제, 보존제, 계면활성제, 착색제, 풍미제 (flavorant), 감미제 (sweetener), 및 추가적인 치료제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 의약 조성물은 경구, 경피, 정맥내, 국소(topically), 흡입, 또는 직장으로 피험자에게 전달되며, 전달은 지속 방출(sustained release)에 의한 것일 수도 있다. 상기 의약 조성물은 캡슐, 정제, 분말, 과립제, 시럽, 주사가능한 유체, 크림, 연고, 친수성 연고, 흡입성 유체(inhalable fluids), 및 좌약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법에 의해 투여될 수 있다.

본 발명에 따른 의약 조성물은 당업자에게 알려진 모든 수단에 의해 투여될 수 있다. 예를 들어, 본 발명 의 화합물은 경구, 비경구, 흡입 스프레이, 국소, 직장 투여, 비강, 협측 (buccally), 질, 또는 매식 저장소 (implanted reservoir)를 통하여 투여될 수 있다. 여기에서 사용되는 "비경구적"이란 용어는 피하, 복막내, 수 막강내, 정구강, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 장관, 설하 및 주입 기술을 포함한다. 정확한 투여 프로토콜은 환자의 연령, 체중, 전반적인 건강상태 (general health), 성별, 및 식이 (diet)를 포함하는 다양한 인자에 의존하여 변경되며 특정한 투여 절차의 결정은 이 분야의 당업자에게 일상적일 것이다. 본 발명에 따른 의약 조성물은 일회량, 다중 분할 투여량 (multiple discrete doses), 또는 연속 주입에 의해 투여될 수 있다. 펌프 수단, 특히, 피하 펌프 수단은 연속 주입에 유용하다. 본 발명에 따른 의약 조성물의 투약 단위는, 예를 들면 개별 투약양의 1, 2, 3 또는 4배를 함유하거나 또는 1/2, 1/3 또는 1/4배를 함유할 수 있다. 개별 투약양은 유효 약물이 1회에 투여되는 양을 함유하며, 이는 통상 1일 투약양의 전부, 1/2, 1/3 또는 1/4배에 해당한다. 안토시아닌 나노 복합체의 유효용량은 농도 의존적이 나 바람직하게는 0.1 mg 내지 1,000 mg/kg이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 500 mg/kg이며, 하루 1 내지 6회 투 여할 수 있다. 따라서, 성인 체중 1 kg 당 0.1 내지 6,000 mg/일 범위로 투여될 수 있다. 임의의 투약양 수준은 사용되는 특정 화합물의 활성 및 가능한 독성; 환자의 연령, 체중, 전반적 건강 상태, 성 별, 및 식이(diet); 투여 시간; 배출 속도; 약물 조합; 질병의 심각성; 및 투여의 형태를 포함하는 다양한 인자에 의존하여 변경될 수 있다. 전형적으로, 시험관내의 용량-효과 결과는 환자 투약을 위한 적당한 투여량에 대한 유용한 가이드라인을 제공한다. 적당한 투여량 수준을 결정하기 위하여 고려할 사항들은 이 분야에 잘 알려져 있으며, 일반적인 의사가 갖는 기술에 속한다. 시간을 규칙적이 되게 하며 약물 전달의 연속을 위하여 공지된 모든 투약 요법은 본 발명에 따른 방법에 있어서 효과 적인 치료에 필요한 것으로서 사용되고 재경험될 수 있다. 상기 요법은 전처리(pretreatment) 및/또는 추가적인 치료제(들)과의 복합투여를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 의약 조성물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하며, 본 기술분야의 통상의 전문가가 용이하게 결정할 수 있다.

본 발명에서 건강기능식품은, 바람직하게는 안토시아닌이 항산화 활성을 나타낼 수 있는 건강 및 기능성 건강기능식품이다. 본 명세서에서 "건강 및 기능성 식품"이란 일반 식품에 본 발명에 따른 복합체를 첨가함으로써 일반 식품의 기능을 향상시킨 식품이며, 본 발명에 따른 복합체를 일반식품에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 안토시아닌 나노 복합체를 식품 첨가물로 사용할 경우에는, 상기 복합체 그대로 첨가하거나, 항산화 활성을 나타내는 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있다. 그 외의 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에는, 원료의 전체중량에 대하여 0.0001 내지 30중량%, 바람직 하게는 0.0001 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 건강식품은 상기 약학적 조성물로 이용하는 경우는 측정된 독성 범위내의 안토시아닌 나노 복합체를 함유되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 식품의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들면 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 분유, 선식, 생식, 유산균 발효유, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있다. 예를 들어, 본 발명 안토시아닌 나노 복합체는 우유나 요쿠르트와 같은 음료, 식품 등에 대하여 일정 농도로 첨가하여 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 건강기능식품은 상기의 유효 성분 외에 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있으며, 그 외에 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수도 있다. 이러한 첨가제 성분은 조성물 100 중량부 당 0.0001 내지 10 중량부로 첨가될 수 있다.

상기 화장료 조성물에서, 안토시아닌 나노 복합체는 그대로 첨가하거나 다른 화장품 성분과 함께 사용되고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적에 따라 적합하게 결정 될 수 있다. 일반적으로, 안토시아닌 나노 복합체를 화장품 제조 시에 원료의 전체중량에 대하여 0.0001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 화장품으로는 스킨, 로션, 크림, 팩 및 색조화장품 등에 적용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 또한 안토시아닌 나노 복합체의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 안토시아닌 나노 복합체는 안토시아닌과 키토산을 용매에 넣고 교반하여 제조될 수 있다.

구체적으로, 안토시아닌을 먼저 용매에 녹이면, 안토시아닌이 고리 구조 사이의 인력으로 뭉쳐져 안토시아닌 코어를 형성하게 된다. 안토시아닌 코어를 포함한 용매에 키토산을 넣고 교반할 수 있다.

키토산도 용매에 녹여서 제공될 수 있다.

용매는 예를 들면 물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

안토시아닌과 키토산의 혼합비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 키토산과 안토시아닌의 부피비가 1: 1 내지 20, 구체적으로, 1: 2 내지 15, 보다 구체적으로 1: 4 내지 9일 수 있다.

이후, 건조 공정을 거쳐 나노 복합체를 얻을 수 있다.

건조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 분무 건조에 의할 수 있다.

분무 건조는 스케일업 (scale-up)이 쉬운 장점을 가지고 이지고 있고, 동일한 양의 액상 시료를 건조하는 과정에서 동결 건조와 같은 다른 건조 방법에 비해 액상 제품의 건조 분말화가 빠르다. 또한, 단일 단계에서 이루어지기 때문에 비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 안토시아닌 나노 복합체는 산화 안정성 및 저장 안정성이 매우 뛰어나 장기간 퇴색되지 않는 천연 색소 조성물로서 활용될 수 있고, 또한 약품 또는 식품에서도 항산화 활성을 장시간 나타낼 수 있다. 상기 안토시아닌 나노 복합체는 안토시아닌의 환원에 의한 구조적 변이를 방지할 수 있어 안토시아닌 나노 복합체의 색가를 유지할 뿐만 아니라 안정성을 증진시킬 수 있다. 또한 안토시아닌 나노 복합체를 외부환경, 즉 산소, 빛, 자외선, 증발, 분자간의 상호작용 등으로부터 보호하여 손실을 줄이고, 반응성이 큰 물질로부터 안토시아닌 나노 복합체를 격리시킬 수도 있으며, 냄새나 맛 등을 은폐시킬 뿐만 아니라 고형화 시켜 취급을 간편하게 하는 등 그 응용성이 다양하다. 또한 안토시아닌의 색도를 오랫동안 높게 유지할 수 있고 안토시아닌의 보관 기간을 늘릴 수 있으며, 생체 내 활성을 크게 높일 수 있다.

실시예

1. 실험 방법

1) 자소엽 추출물과 다당류인 글라이콜 키토산과의 복합체 형성

자소엽에서 추출한 안토시아닌 100mg 을 100ml D.W (deionized water) 에 녹이고, 글라이콜 키토산을 D.W에 녹였다. 이때 안토시아닌과 글라이콜 키토산의 복합체 형성 비율을 (안토시아닌 : 글라이콜 키토산 (v/v) = 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1:1) 로 하여 각각 11 mg, 13 mg, 14 mg, 17 mg, 20 mg, 25 mg, 33 mg, 500 mg 및 100 mg을 100ml D.W에 녹였다.

2) 두 용액을 고르게 교반하고 4 에서 24시간 동안 보관하여 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체를 제조

복합체 크기 분포 확인은 Dynamic Light Scattering (DLS)로 하였고, 복합체 형태 확인은 Scanning Electron Microscope (SEM)로 하였다.

3) 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체의 안정성 시험

글라이콜 키토산과 복합체를 형성하지 않은 안토시아닌과 다양한 비율별로 형성된 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체를 각각 5 mg/ml의 농도로 녹인 후 UV spectrophotometer를 이용하여 안토시아닌 색소가 활성을 나타내는 파장대인 400 내지 700 nm 에서의 흡광도 값을 비교하였다.

4) pH 에 따른 안정성 시험

pH 3, pH 4, pH 5, pH 6, pH 7 및 pH 8 조건에서 흡광도 값을 비교하였다.

5) 온도에 따른 안정성 시험

20 ℃, 30 ℃, 40 ℃, 50 ℃, 60 ℃, 70 ℃, 80 ℃, 90 ℃ 및 100 ℃의 조건에서 흡광도 값을 비교하고, 100 에서 10 분, 30 분, 1 시간 및 2 시간 별로 흡광도 값을 비교하였다.

6) 광에서의 안정성 시험

시료를 해가 잘 드는 곳에 두어, 0일, 1일, 3일, 5일까지의 광 안정성을 시험하였다.

2. 결과

1) 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체 형성 후 색가 확인

안토시아닌(10:0)과 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체(Chitosan complex)를 같은 농도(5mg/ml)로 D.W에 녹여 색가를 비교해 보았을 때, 안토시아닌이 붉은색의 색가를 유지하는 것을 눈으로 확인하였다.

안토시아닌이 색가를 나타내는 파장대인 533nm에서 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체가 안토시아닌 자체와 같이 (10:0) 흡광도 값을 가지는 것을 확인하였으며, 흡광도 수치 또한 안토시아닌과 같이 복합체에서도 유지되는 것을 확인하였다.

2) 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체 형성 확인

혼합된 가루를 생리식염수에 녹여 생체 내의 조건에서 형성된 복합체의 크기를 확인하였다. 가루를 5 mg/mL 농도로 녹였을 때 217.2 nm (± 4.4 nm) 크기의 입자가 형성된 것을 확인하였고, 형성된 복합체의 형태는 구형이었다(도 5 및 6).

3) pH 안정성 시험

도 7 및 8에 나타난 바와 같이, 안토시아닌은 pH 에 따라 구조와 최대 흡광도 값이 변하는데 붉은 색을 나타내는 구조에서는 최대 흡광도 값이 533nm (Λmax1)이었고, pH 7 내지 8에서 나타나는 구조에서의 최대 흡광도 값은 598nm (Λmax2)이었다.

도 9 내지 15에 나타난 것과 같이, 안토시아닌만 있는 경우, 흡광도 값이 pH 5까지 급격히 떨어지다가 pH 6부터는 최대 흡광도 값이 이동하는 것을 볼 수 있었다(도 9). 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체의 경우, pH에 따른 최대 흡광도 값의 기울기가 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 = 4:1의 비율에서 가장 완만한 것으로 보아 pH 에서의 안정성을 확보하였고, 기존 안토시아닌은 최대 흡광도 값이 이동한 것에 비해 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체는 최대 흡광도 값이 이동하지 않은 것을 확인하였다(도 10).

4) 온도 안정성 시험

도 16 내지 17에 나타난 바와 같이, 글라이콜 키토산과 복합체를 형성하지 않은 안토시아닌을 20 ℃부터 100 ℃까지 30분이 지난 후에 각 온도별로 흡광도 값을 비교하였다(도 16). 또한, 100 ℃의 온도에서 10분, 30분, 60분 및 120분의 시간별로 글라이콜 키토산과 복합체를 형성하지 않은 안토시아닌의 안정성 여부를 확인하였다(도 17).

도 18 내지 23에 나타난 바와 같이, 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체 또한 다양한 온도에서 안정성을 나타내었다.

도 24에 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체의 온도별 안정성을 Λmax1 (533nm)/Λmax2 (598nm) 비율로 나타낸 결과, 안토시아닌과 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체(4:1) 각각에서 온도 안정성을 나타내는 것을 확인하였다.

5) 광 안정성 시험

도 25에 나타난 바와 같이, 안토시아닌만 있을 때 안토시아닌이 활성을 나타내는 파장대인 533nm에서 시간이 지날수록 흡광도 값이 낮아지는 것에 비해, 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체에서는 흡광도 값이 낮아지는 폭이 줄어드는 것을 확인하였다.

고찰

실험 결과 양이온성 다당류인 글라이콜 키토산과 복합체를 형성하였을 때 안토시아닌의 색가 유지가 잘되는 것을 확인하였다. 또한, 다양한 조건에서의 안정성 시험에서 안토시아닌 색소의 취약점인 pH에서의 안정성을 확보하였다. 실험 결과 안토시아닌만 있을 때는 pH가 올라감에 따라 안토시아닌의 활성을 나타내는 파장대인 533nm에서 흡광도 값이 낮아지다가 pH 6의 조건에서 구조적 변화를 일으켜 흡광도 값이 이동하는 것을 확인하였다. 그에 비해 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체는 다양한 pH에서도 533nm에서 최대 흡광도 값을 유지하였고 흡광도 값이 이동하지 않는 것으로 보아 안토시아닌 색소와 글라이콜 키토산 복합체를 형성함으로써 기존의 안토시아닌이 활성을 가지는 구조를 안정화 시킨다는 것을 확인하였다.

온도 안정성 시험에서는 안토시아닌 자체의 온도 안정성을 확인함으로써 안토시아닌 추출과정에서 안토시아닌의 활성이 유지 된다는 것을 확인하였다.

광 안정성 시험에서는 안토시아닌과 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체를 각각 자연광에 날짜별로 노출시켰을 때, 안토시아닌만 있을 때는 최대 흡광도 값이 줄어드는 것을 확인하였지만 안토시아닌-글라이콜 키토산 복합체는 최대 흡광도 값이 크게 줄어들지 않는 것으로 보아 광 조건 하에서도 안정성을 가지는 것을 확인하였다.

실험 결과 안토시아닌과 글라이콜 키토산 복합체를 다양한 비율로 형성하였을 때 안토시아닌 : 글라이콜 키토산 복합체 = 4:1 의 비율에서 pH 및 광조건 하에서 가장 안정성이 높은 것을 확인하였다.

결론

본 발명에 따라 안토시아닌과 양이온성 다당류인 글라이콜 키토산과 복합체를 형성함으로써 안토시아닌의 구조적 안정성을 향상시킴으로써 다양한 환경조건(pH, 온도, 광)에서 안정화 시킬 수 있고, 이에, 상기 복합체를 포함한 색소 조성물은 산화 및 저장 안정성이 매우 뛰어나 색가를 장기간 유지할 수 있고, 생체 내 활성이 높으며, 항산화 또는 항알러지 활성을 증대시킬 수 있고, 장기간 보전할 수 있다.

Claims (6)

1. 안토시아닌 코어 및 상기 코어를 감싸는 키토산 쉘을 구비한 안토시아닌 나노 복합체를 포함하는 색소 조성물.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 안토시아닌은 페오니딘(Peonidin), 시아니딘 3-아라비노시드(cyanidin 3-arabinoside), 시아니딘-3-(크실로실글루코오스)-5-갈락토오스(cyanidin-3-(xylosylglucose)-5-galactose), 시아니딘 3-글루코시드(cyanidin 3-glucoside), 시아니딘 3-갈락토시드(cyanidin 3-galactoside), 시아니딘-3-(쿠마로일-크실로실글루코오스)-5-갈락토오스(cyanidin-3-(coumaroyl-xylosylglucose)-5-galactose), 델피니딘 3-글루코시드(delphinidin 3-glucoside), 델피니딘 3-루티노시드(delphinidin 3-rutinoside), 페오니딘 3-아라비노시드(peonidin 3-arabinoside), 페오니딘 3-갈락토시드(peonidin 3-galactoside), 페투니딘 3-글루코시드(petunidin 3-glucoside), 시아니딘(Cyanidin), 델피니딘(delphinidin), 말비딘(malvidin), 펠라르고니딘(pelargonidin), 페오니딘(peonidin), 시아니딘 3,5-디글루코시드(cyanidin 3,5-diglucoside), 시아니딘 3-루티노시드(cyanidin 3-rutinoside), 펠라르고니딘 3-글루코시드(pelargonidin 3-glucoside), 페오니딘 3-글루코시드(peonidin 3-glucoside), 말비딘 3-글루코시드(malvidin 3-glucoside) 및 말비딘 3,5-디글루코시드(malvidin 3,5-diglucoside)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인, 색소 조성물
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 안토시아닌은 펠라르고니딘인, 색소 조성물
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 키토산은 키토산 및 글라이콜 키토산 중 적어도 하나인, 색소 조성물.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 복합체는 입경이 10㎚ 내지 10㎛인, 색소 조성물.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 색소 조성물은 계면활성제, 방부제, 향료, 점증제, 산화방지제, 천연색소, 분산매, 살균제, 보존제, 발색 보조제 및 무기염류로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는, 색소 조성물.

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