KR20190003559A - 영양 제형물의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광의적으로는 영양 제형물의 제조 방법 및 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼) 중에 지방산을 포함하는, 상기 방법에 의해 생산되는 영양 제형물에 관한 것이다.

Description

영양 제형물의 제조 방법
본 발명은 광의적으로는 영양 제형물의 제조 방법, 및 상기 방법에 의해 제조되는 영양 제형물에 관한 것이다.
다중불포화 지방산(PUFA), 예컨대 장쇄 다중불포화 지방산(LCPUFA)이 유아 및 아동 발달에서 결정적 역할을 담당한다는 것은 잘 확립되어 있다. 도코사헥사에노산(DHA) 및 아라키돈산(AA)은 건강한 뇌, 시력 및 완전히 기능적인 신경계를 위한 구성 블록으로 간주된다. 상당한 연구에서 인간 모유에 존재하는 DHA 및 AA가 둘 다 신속한 뇌 및 눈 발달 기간 동안 출생 전 및 출생 후 생활에서 생리적으로 중요함이 입증되었다. DHA 및 AA는 임신의 마지막 석달 동안 그리고 출생후 처음 2년 동안 뇌에서 급격하게 축적되는 것으로 나타났다.
특히 유아 발달에서의 결정적 역할로 인해, DHA 및 AA는 여러 해 동안 유아용 조제유(infant formula)에 포함되었을 뿐만 아니라 다른 영양식에 포함되고 있다. LCPUFA, 예컨대 DHA 및 AA는 전형적으로 다른 조제유(formula) 성분과 함께, 보통 건조 배합 또는 직접 주입에 의해 제조 동안 영양식, 예컨대 유아용 조제유에 포함된다. PUFA는 산화적 분해 및 오염에 취약하므로, 건조 배합이 일반적으로 더 우수한 최종 제품을 제공하는 것으로 여겨진다. 이러한 건조 배합 방법에서, PUFA는 분말화된 미세캡슐화 형태로 제공된다.
직접 주입은 건조 배합보다 더 효율적이다. 직접 주입에는 다른 조제유 성분을 포함하는 오일 스트림으로의 직접 주입에 의해 순수한(neat) 지방산을 영양식으로 도입하는 것이 수반된다. 직접 주입 후, 오일 스트림은 수성상과 혼합되고, 균질화되고, 분무 건조된다. 일반적으로, 직접 주입 방법을 사용하는 경우 수득되는 최종 유아용 조제유 제품의 품질은 건조 배합 방법에 의해 수득되는 최종 제품과 비교하는 경우, 특히 맛 및 PUFA 안정성과 관련하여 더 불량한 것으로 여겨진다. 이와 관련하여, 직접 주입 동안 사용되는 파라미터, 예컨대 PUFA의 고온, 산소 및 산화제로의 노출은 PUFA의 산화를 촉진하며, 더 불량한 제품을 생성하는 것으로 주지되었다.
본 발명은 지방산, 예컨대 PUFA, LCPUFA, 중쇄 지방산(MCFA), 분기쇄 지방산(BCFA) 또는 이의 혼합물을 오일 스트림으로 직접 주입하여 제조되는 영양식 및 특히 유아용 조제유의 품질이, 이중 에멀젼에 지방산을 포함시킴으로써 (풍미 및 맛의 관점에서) 개선될 수 있다는 놀라운 발견으로 예측된다.
특히, 본원에 기재되는 이중 에멀젼 기반 방법은, 예를 들어, 고온을 수반되는 가공 동안 지방산을 더 잘 안정화하고, 특히 지방산의 산화를 방지하거나 최소화할 수 있음이 확인되었다.
하나의 양태에서, 본 발명은 다음 단계를 포함하는, 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다:
(i) 하기 단계에 의해 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계:
(a) 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼)을 제조하고 상기 이중 에멀젼을 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내로 분산시키는 단계; 또는
(b) 수성상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 상기 수중유 에멀젼을 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내로 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 원 위치에서 형성하는 단계;
(ii) 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 또는
(iii) 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 및
(iv) 단계 (ii) 또는 (iii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
추가 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다:
(i) 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼)을 제조하고 상기 이중 에멀젼을 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내로 분산시킴으로써 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계:
(ii) 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 또는
(iii) 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상 내에서 혼합하는 단계; 및
(iv) 단계 (ii) 또는 (iii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
추가 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다:
(i) 수성상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 상기 수중유 에멀젼을 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내로 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 원 위치에서 형성함으로써 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계:
(ii) 식용 오일 스트림 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 또는
(iii) 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 및
(iv) 단계 (ii) 또는 (iii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
추가 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다:
(i) 하기 단계에 의해 식물성 오일 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계:
(a) 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼)을 제조하고 상기 이중 에멀젼을 식물성 오일 스트림 내로 분산시키는 단계; 또는
(b) 수성상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 상기 수중유 에멀젼을 식물성 오일 스트림 내로 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 원 위치에서 형성하는 단계;
(ii) 식물성 오일 스트림 내의 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 및
(iii) 단계 (ii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
추가 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다:
(i) 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼)을 제조하고 상기 이중 에멀젼을 식물성 오일 스트림 내로 분산시킴으로써 식물성 오일 스트림 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계;
(ii) 식물성 오일 스트림 내의 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 및
(iii) 단계 (ii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
추가 양태에서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는, 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다:
(i) 수성상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 상기 수중유 에멀젼을 식물성 오일 스트림 내로 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 원 위치에서 형성함으로써 식물성 오일 스트림 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계;
(ii) 식물성 오일 스트림 내의 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 및
(iii) 단계 (ii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
하나의 구현예에서, 상기 양태 중 하나에 따른 방법은 단계 (iv)의 균질화된 이중 에멀젼 혼합물을 분무 건조하는 단계를 추가로 포함한다.
상기 양태의 특정 구현예에서, 지방산은 PUFA, MCFA, BCFA, 또는 이의 혼합물이다. 특정 구현예에서, PUFA는 LCPUFA이다. LCPUFA는 DHA, AA, 에이코사펜타에노산(EPA), 도코사펜타에노산(DPA), α-리놀렌산(ALA), 스테아리돈산(SDA), 리놀레산(LA), 감마-리놀렌산(GLA), 컨쥬게이션된 리놀렌산(CLA) 또는 이의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
하나 이상의 지방산은 미생물 오일, 식물 오일 또는 어류 오일의 성분으로 존재할 수 있다. 어류 오일은, 예를 들어, 참치 오일일 수 있다.
본 발명의 추가 양태는 본 발명의 방법에 의해 제조되는 경우의 영양 제형물을 제공한다.
하나의 구현예에서, 영양 제형물은 영양 보충물로 사용하기 위한 것이다. 예를 들어, 제형물은 유아용 조제유로 또는 유아용 조제유에서 사용하기 위한 것일 수 있다.
정의
다음은 본 발명의 기재를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 일부 정의이다. 이들은 일반적 정의로 의도되며, 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 이러한 용어만으로 제한해서는 안 되고, 하기 기재를 더 잘 이해하기 위해 제공된다.
뒤따르는 본 명세서 및 청구범위에서 맥락 상 달리 요구되지 않으면, 단어 "포함한다" 및 변형, 예컨대 "포함되는", "포함하다" 또는 "포함하는"은 언급되는 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹을 포함함을 시사하지만 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수 또는 단계의 그룹을 배제하지 않음이 이해될 것이다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "약"은 당업자가 동일한 기능 또는 결과 달성의 맥락에서 인용되는 값과 동등하게 고려할 수치 범위를 나타내는 것으로 이해된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "유아용 조제유"에는 모유 대체물 또는 보충물 그리고 또한 우유 강화물로 의도되는 조성물이 포함된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "식용"은 인간이 소비하기에 안전한 것으로 간주되는 무독성 물질을 의미한다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "장쇄"는 13개 이상의 탄소수를 갖는 포화 또는 불포화 탄화수소쇄를 나타내는 것으로 이해된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "중쇄"는 6개 내지 12개 탄소수를 갖는 포화 또는 불포화 탄화수소쇄를 나타내는 것으로 이해된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "불포화" 및 "다중불포화"는 지방산쇄에 하나 이상의 이중 결합을 갖는 지방산을 나타내는 것으로 이해된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "저분자량 유화제"는 1000 g/mol 이하의 분자량을 가지는 유화 제제를 의미하는 것으로 이해된다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "고분자량 유화제"는 1000 g/mol 초과의 분자량을 가지는 유화 제제를 의미하는 것으로 이해된다.
유화 동안, 유화제는 오일-물 계면에서 층을 형성할 수 있다. 저분자량 유화제는 계면에서 단층을 형성할 수 있고 실질적으로 계면을 덮을 수 있다. 고분자량 유화제는 계면에서 단층 또는 다층을 형성할 수 있다. 계면에서 형성된 층의 두께는 사용되는 유화제의 분자량에 의존할 수 있다. 저분자량 유화제는 약 0.5 ㎚ 내지 1.0 ㎚의 두께를 갖는 층을 제공할 수 있다. 고분자량 유화제는 약 1.0 ㎚ 내지 15 ㎚의 두께를 갖는 층을 제공할 수 있다.
본 명세서의 맥락에서, 친수성-친유성 밸런스(HLB) 수가 계면활성제 상에서 친수성 기 및 친유성 기의 비의 척도로서 사용된다. 10 초과의 HLB 수를 갖는 계면활성제는 물에 대한 친화도(친수성)를 가지며 10 미만의 HLB 수를 갖는 계면활성제는 오일에 대한 친화도(친유성)를 갖는다. 본 명세서의 맥락에서, 용어 "계면활성제" 및 "유화제"는 상호 교환적으로 사용된다. 본 발명의 소정 구현예에서, "낮은 HLB"-값 유화제에 대한 언급은 10 미만의 HLB 값을 갖는 유화제 또는 계면활성제를 나타낸다. 추가적으로, 다른 소정 구현예에서, "높은 HLB"-값 유화제에 대한 언급은 10 초과의 HLB 값을 갖는 유화제 또는 계면활성제를 나타낸다.
10 초과의 HLB 수를 갖는 유화제는 수중유 에멀젼을 안정화하기 위해 사용될 수 있고 고분자량 또는 저분자량을 가질 수 있다. 고분자량을 갖는 높은 HLB 값 유화제의 예는 카제인, 유장 단백질 내 글로불린, 또는 다당류, 예컨대 아라비아 검일 수 있다. 저분자량을 갖는 낮은 HLB 유화제의 예에는 Span, 일부 레시틴, 유리 지방산, 모노글리세라이드 또는 디글리세라이드, 모노아실글리세롤 또는 디아실글리세롤의 수크로스 에스테르 및 아세트산 에스테르가 포함된다. 10 미만의 HLB 수를 갖는 유화제는 유중수 에멀젼을 안정화하기 위해 사용될 수 있고, 고분자량 또는 저분자량을 가질 수 있다. 저분자량을 갖는 낮은 HLB 값 유화제의 예에는 Span, 일부 레시틴 및 폴리글리세롤 폴리리시놀레에이트가 포함된다.
본 명세서의 맥락에서, 본원에 개시되는 수치 범위(예를 들어, 1 내지 10)에 대한 언급은 또한 그 범위 내의 모든 유리수에 대한 언급(예를 들어, 1, 1.1, 2, 3, 3.9, 4, 5, 6, 6.5, 7, 8, 9 및 10) 및 또한 그 범위 내의 임의의 유리수 범위(예를 들어, 2 내지 8, 1.5 내지 5.5 및 3.1 내지 4.7)에 대한 언급을 포함하려는 것이며, 이에 따라, 본원에서 명시적으로 개시되는 모든 범위의 모든 하위-범위가 본원에서 명시적으로 개시된다. 이들은 구체적으로 의도되는 것의 예일 뿐이며, 최저값 및 최고값 간 모든 가능한 수치값의 조합이 유사한 방식으로 본 출원에서 명시적으로 언급되는 것으로 간주되어야 한다.
본 명세서의 맥락에서, 명사에 뒤따르는 "(들)"은 명사의 복수 및/또는 단수 형태를 의미한다.
본 명세서의 맥락에서, 용어 "및/또는"은 "및" 또는 "또는" 또는 둘 다를 의미한다.
본 발명은 상기 정의된 바와 같이 광의적이지만, 당업자는 본 발명이 이에 제한되지 않으며 본 발명에 또한 하기 기재에서 예를 제공하는 구현예가 포함됨을 이해할 것이다.
본원에서 기재되는 본 발명의 구현예는 단순히 예시적인 것으로 의도되며, 당업자는 일상적인 실험만을 사용해서 구체적 물질, 화합물, 및 절차의 여러 균등부를 인식하거나 확인할 수 있을 것이다. 모든 이러한 균등부는 첨부되는 청구범위에 나타낸 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
본 발명의 구현예가 단지 예로서, 하기 도면을 참조하여 본원에서 기재된다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 따른 영양 제형물의 제조 방법의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제형물의 산화 안정성의 결정을 위한 산소 흡수의 압력(bar) 대 반응 시간(hr)의 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2의 구현예에 따른 영양 제형물의 제조 방법의 모식도이다.
도 4는 실시예 2에 따른 O/W/O 에멀젼의 제조를 나타낸다. (A) 내부 수중유 에멀젼; (B) 외부 오일2 중 수중 내부 오일1 에멀젼 및 (C) O/W/O 에멀젼 액적의 형태. 축적 막대는 나타낸 바와 같았다.
본 발명의 구현예는 하나 이상의 지방산, 특히 PUFA, LCPUFA, MCFA, BCFA 또는 이의 혼합물을 함유하는 이중 에멀젼을 포함하는 영양 제형물의 제조 방법을 제공한다. 본원에서 기재되는 이중 에멀젼은 외부 오일상에 분산된 수성상에 분산된 하나 또는 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 한다. 따라서 이중 에멀젼은 유중수중유(O/W/O) 에멀젼으로도 언급될 수 있다.
이론에 구애받고자 하지 않고, 본 발명자들은 본 발명의 구현예에 따라, 본원에서 기재되는 이중 에멀젼(하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 함)이 균질화 공정 및 나머지 영양 제형물 제조 공정 동안 여기 함유된 지방산이 분해를 가속화하는 조건, 예컨대 높은 가공 온도 그리고 산소 및 산화제에 노출되지 않도록 효율적으로 균질화될 수 있다고 믿는다. 이에 의해 지방산의 안정성이 증강될 수 있다. 맛의 개선은 제형물에서 지방산 분해 및 산화 산물의 최소화로 인해 생길 수 있다. 구체적으로, 본 발명자들은 이제 직접 주입 동안 전형적으로 사용되는 높은 가공 온도, 산소, 및 산화제에 노출되지만 가공 동안 형성된 O/W/O 에멀젼이 지방산을 유리하게 보호함을 인식하였다. 이는 지방산 분해가 최소인 제형물을 제공하며, 건조 배합을 통해 미세캡슐화된 분말로 첨가된 지방산을 포함하는 조제유와 필적하는 관능적 특성을 갖는다.
제1 가공 단계에서, 본 발명의 구현예에 따른 방법은 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼을 제공하는 단계를 고려한다.
하나 이상의 지방산은 PUFA, LCPUFA, MCFA, BCFA, 또는 이의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 하나 이상의 지방산은 미생물 오일, 식물 오일 또는 어류 오일의 성분으로 존재할 수 있다.
특정 구현예에서, 지방산은 PUFA, 예컨대 오메가-3 지방산, 오메가-6 지방산 또는 이의 혼합물이다. 추가적인 특정 구현예에서, PUFA는, 예를 들어 DHA, AA, 에이코사펜타에노산(EPA), 도코사펜타에노산(DPA), α-리놀렌산(ALA), 스테아리돈산(SDA) 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 LCPUFA이다.
하나 이상의 LCPUFA는 미생물 오일, 식물 오일 또는 어류 오일, 예를 들어 참치 오일의 성분으로 존재할 수 있다. 하나의 구현예에서, LCPUFA는 AA 또는 DHA이다. 대안적인 구현예에서, LCPUFA는 DHA 및 AA의 혼합물이다.
다른 구현예에서, 지방산은 MCFA 또는 BCFA일 수 있다. 예시적인 MCFA에는, 예를 들어, 헥산산(카프로산), 카프릴산, 카프르산 또는 라우르산, 또는 이의 혼합물이 포함된다.
단순성을 위해, 아래에서 본원의 개시는 예시적인 지방산으로 PUFA를 언급한다. 그러나 당업자는 본 발명의 범위가 이러한 하나의 예시에 제한되지 않음을 이해할 것이다.
하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼을 형성하기 위한 공정 단계에는 별도로
a) 적어도 하나의 유화제의 존재 하에 식용 오일과 물을 포함하는 수중유 상(오일상 A-외부)을;
b) 적어도 하나의 유화제의 존재 하에 적어도 하나 이상의 PUFA를 물과 포함하는 수중유 상(오일상 B-내부)과,
수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상(오일상 A)에 분산되는 하나 이상의 PUFA를 포함하는 내부 오일상(오일상 B)을 포함하는 이중 에멀젼을 형성하기 충분한 시간 동안 및 그러한 조건 하에 혼합하는 단계가 포함된다.
본 발명에 따른 이중 에멀젼을 형성하는 데 적합한 시간 및 조건은 당업자에게 공지되어 있거나, 일상적 실험을 통해 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
또 다른 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 수성상에 분산된 하나 이상의 PUFA를 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일에서 상기 O/W 에멀젼을 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 형성함으로써 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 원 위치에서 형성된다.
본원에서 기재되는 O/W 에멀젼은 하나 이상의 유화제를 포함할 수 있다. 유화제(들)는 O/W 에멀젼을 안정화하는 작용을 한다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼이 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내 원 위치에서 형성됨으로써, O/W 에멀젼은 O/W/O 에멀젼의 형성을 원 위치에서 촉진하는 하나 이상의 유화제를 포함한다. 유화제는 고분자량 유화제, 저분자량 유화제, 또는 이의 혼합물일 수 있다. 사용하기 적합한 유화제에는 모든 식용 또는 식품 등급 유화제가 포함된다. 비제한적 예에는 높은 HLB 값을 갖는 저분자량 유화제, 예컨대 Tween 유화제, 일부 레시틴, 모노아실글리세롤 및 디아실글리세롤; 높은 HLB 값을 갖는 고분자량 유화제, 예컨대 카제이네이트, 유장 단백질, 유화기를 갖는 다당류; 및 낮은 HLB 값을 갖는 저분자량 유화제, 예컨대 Span 유화제, 폴리글리세롤 폴리리시놀레에이트 및 일부 레시틴이 포함된다. 본 발명의 구현예에서, O/W 에멀젼은 고분자량 유화제 및 저분자량 유화제를 포함한다. 하나의 구현예에서, O/W 에멀젼은 카제이네이트 및 레시틴을 포함한다.
상기 오일상 A 및 B에 대한 유화제는 동일하거나 상이할 수 있으며, 유화제의 혼합물을 포함할 수 있다. 유화제는 다양한 HLB("친수성-친유성 밸런스") 값을 가질 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 일정 범위의 HLB 값을 갖는 하나를 초과하는 유화제의 사용은 보다 효과적인 유화의 이점을 제공할 수 있다.
본 발명의 O/W/O 에멀젼은 상 역전에 의해 제조될 수 있다. 하나의 구현예에서, 상 역전에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조에서의 제1 단계는 제1 오일상의 제조를 포함한다. 하나의 구현예에서, 상 역전에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조에서의 제2 단계는 제1 오일상과 구별되는, 제2 오일상의 제조를 포함한다. 하나의 구현예에서, 제1 오일상은 지방산을 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 제1 또는 제2 오일상의 제조는 수상으로 높은 HLB-값 유화제를 첨가하는 제1 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, 높은 HLB 값 유화제는 10 초과의 HLB 값을 갖는다. 하나의 구현예에서, 제1 또는 제2 오일상의 제조는 오일상으로 낮은 HLB-값 유화제를 첨가하는 제2 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, 낮은 HLB-값 유화제는 10 미만의 HLB 값을 갖는다. 하나의 구현예에서, 제1 또는 제2 오일상의 제조는 수상-높은 HLB-값 유화제 혼합물을 오일상-낮은 HLB-값 유화제 혼합물과 조합하는 제3 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, 상 역전에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조에서의 제3 단계는 상기 언급되는 구현예에 따른, 제1 오일상 및 제2 오일상의 조합을 포함한다.
본 발명의 O/W/O 에멀젼은 다중 균질화에 의해 제조될 수 있다. 하나의 구현예에서, 다중 균질화에 의한 본 발명의 O/W/O 에멀젼의 제조에서의 제1 단계는 수중유 에멀젼을 제조하는 제1 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼의 제조는 수성상 및 오일상의 균질화를 포함한다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼 제조의 제1 단계의 수성상은 높은 HLB-값 유화제의 수상으로의 첨가를 포함한다. 하나의 구현예에서, 높은 HLB-값 유화제는 10 초과의 HLB-값을 갖는다. 하나의 구현예에서, 제1 단계의 오일상은 낮은 HLB-값 유화제 및 내부 오일을 포함한다. 하나의 구현예에서, 내부 오일은 단일 오일이다. 또 다른 구현예에서, 내부 오일은 오일의 혼합물이다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼의 내부 오일은 지방산이다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼의 내부 오일은 적어도 하나의 지방산을 포함한다. 하나의 구현예에서, 낮은 HLB-값 유화제는 10 미만의 HLB-값을 갖는다.
하나의 구현예에서, 다중 균질화에 의한 본 발명의 O/W/O 에멀젼의 제조에서의 제2 단계는 수중유 에멀젼으로부터 O/W/O 에멀젼을 제조하는 제2 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼의 제조는 수중유 에멀젼과 외부 오일상의 균질화를 포함한다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼의 균질화에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조는 외부 오일상을 제조하는 제1 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, 외부 오일상은 외부 오일 및 낮은 HLB-값 유화제를 포함한다. 하나의 구현예에서, 외부 오일은 단일 오일이다. 또 다른 구현예에서, 외부 오일은 오일의 혼합물이다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼의 균질화에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조는 수중유 에멀젼을 외부 오일상과 배합하는 제2 단계를 포함한다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 수중유 에멀젼과 외부 오일상의 균질화에 의해 제조된다.
하나의 구현예에서, 하나 이상의 유화제는 높은 HLB 값을 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 높은 HLB 값은 약 10 초과의 HLB 값이다. 하나의 구현예에서, 하나 이상의 유화제는 낮은 HLB 값을 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, 낮은 HLB 값은 약 10 미만의 HLB 값이다. 하나 이상의 유화제는 인지질계 유화제일 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼의 제조에서 사용되는 유화제는 중간 포스파티딜콜린(PC) 함량을 갖는 인지질계 유화제이다. 또 다른 구현예에서, O/W/O 에멀젼의 제조에서 사용되는 유화제는 높은 포스파티딜콜린(PC) 함량을 갖는 인지질이다. 하나의 구현예에서, 높은 포스파티딜콜린(PC) 함량을 갖는 인지질은 20% 초과의 포스파티딜콜린(PC) 함량을 갖는다. 또 다른 구현예에서, 중간 포스파티딜콜린(OC) 함량을 갖는 인지질은 20% 미만의 포스파티이들콜린(PC) 함량을 갖는다. 또 다른 구현예에서, O/W/O 에멀젼의 제조에서 사용되는 유화제는 20% 초과의 포스파티딜콜린 함량을 갖는 인지질이다.
유화제(들)는 이중 에멀젼의 전체 질량의 약 0.01% 내지 5%, 또는 약 0.1% 내지 5%, 또는 약 0.1% 내지 5%의 양으로 존재할 수 있다. 다른 구현예에서, 유화제(들)는 O/W 에멀젼의 전체 질량의 약 0.01% 내지 5%, 또는 약 0.1% 내지 5%, 또는 약 0.1% 내지 5%의 양으로 존재할 수 있다.
O/W 에멀젼은 O/W 에멀젼의 전체 질량을 기준으로 약 30% 내지 약 90% 오일, 및 약 10% 내지 약 70% 물을 포함할 수 있다.
외부 오일상은 이중 에멀젼의 전체 질량을 기준으로 약 35% 내지 약 85%, 예를 들어 약 36%, 약 37%, 약 38%, 약 39%, 약 40%, 약 41%, 약 42%, 약 43%, 약 44%, 약 45%, 약 46%, 약 47%, 약 48%, 약 49%, 약 50%, 약 51%, 약 52%, 약 53%, 약 54%, 약 55%, 약 56%, 약 57%, 약 58%, 약 59%, 약 60%, 약 61%, 약 62%, 약 63%, 약 64%, 약 65%, 약 66%, 약 67%, 약 68%, 약 69%, 약 70%, 약 71%, 약 72%, 약 73%, 약 74%, 약 75%, 약 76%, 약 77%, 약 78%, 약 79%, 약 80%, 약 81%, 약 82%, 약 83%, 또는 약 84%의 양으로 존재할 수 있다.
내부 오일상은 이중 에멀젼의 총량을 기준으로 약 10% 내지 약 65%, 예를 들어 약 11%, 약 12%, 약 13%, 약 14%, 약 15%, 약 16%, 약 17%, 약 18%, 약 19%, 약 20%, 약 21%, 약 22%, 약 23%, 약 24%, 약 25%, 약 26%, 약 27%, 약 28%, 약 29%, 약 30%, 약 31%, 약 32%, 약 33%, 약 34%, 약 35%, 약 36%, 약 37%, 약 38%, 약 39%, 약 40%, 약 41%, 약 42%, 약 43%, 약 44%, 약 45%, 약 46%, 약 47%, 약 48%, 약 49%, 약 50%, 약 51%, 약 52%, 약 53%, 약 54%, 약 55%, 약 56%, 약 57%, 약 58%, 약 59%, 약 60%, 약 61%, 약 62%, 약 63%, 또는 약 64%의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 구현예에서, 내부 오일상에서 전체 PUFA의 양은 내부상에서 O/W 에멀젼의 전체 질량을 기준으로 약 30% 내지 90%, 예를 들어 약 31%, 약 32%, 약 33%, 약 34%, 약 35%, 약 36%, 약 37%, 약 38%, 약 39%, 약 40%, 약 41%, 약 42%, 약 43%, 약 44%, 약 45%, 약 46%, 약 47%, 약 48%, 약 49%, 약 50%, 약 51%, 약 52%, 약 53%, 약 54%, 약 55%, 약 56%, 약 57%, 약 58%, 약 59%, 약 60%, 약 61%, 약 62%, 약 63%, 약 64%, 약 65%, 약 66%, 약 67%, 약 68%, 약 69%, 약 70%, 약 71%, 약 72%, 약 73%, 약 74%, 약 75%, 약 76%, 약 77%, 약 78%, 약 79%, 약 80%, 약 81%, 약 82%, 약 83%, 약 84%, 약 85%, 약 86%, 약 87%, 약 88%, 또는 약 89%이다. 하나의 구현예에서, 내부 오일상에서 전체 PUFA의 양은 내부상에 있어서 O/W 에멀젼의 전체 질량을 기준으로 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 또는 90% 초과이다. 하나의 구현예에서, 내부 오일상에서 전체 PUFA의 양은 내부상에 있어서 이중 에멀젼의 총량의 약 80% 내지 약 90%, 예를 들어 약 80% 내지 약 85%이다.
내부 오일상은 임의의 식용 오일을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 내부 오일상은 하나 이상의 PUFA 원천 오일, 선택적으로 어류 오일, 미생물 오일, 식물 오일 또는 이의 농축 형태를 포함하거나, 이로 구성되거나, 본질적으로 이로 구성된다. 하나의 예시적인 구현예에서, 본 발명에서 사용하기 위한 어류 오일 또는 그 농축 형태는, 예를 들어 참치, 연어, 송어, 씨 배스, 멘하덴(menhaden), 정어리, 고등어, 새끼 정어리, 청어, 훈제 청어, 뱀장어, 뱅어 또는 임의의 다른 "지방 어류" 중 하나 이상으로부터 수득될 수 있다. 본 발명에서 사용하기 위한 미생물 오일 또는 그 농축 형태는, 예를 들어, 조류(미세조류 포함) 또는 진균으로부터 수득될 수 있다. 미세조류는, 예를 들어, 크립테코디니움코니이(Crypthecodiniumcohnii) 또는 스키조키트리움(Schizochytrium) 종일 수 있다. 진균은, 예를 들어, 모르티에렐라알핀(Mortierellaalpine)일 수 있다. 본 발명에서 사용하기 위한 식물 오일 또는 이의 농축 형태는, 예를 들어, 쌀겨 오일, 옥수수 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 야자 오일, 평지씨 오일, 해바라기 오일, 땅콩 오일, 코코넛 오일, 올리브 오일, 잇꽃 오일, 아마씨 오일, 포도씨 오일, 참깨 오일, 헤이즐넛 오일, 목화씨 오일 등으로부터 수득될 수 있다.
내부 오일상은 에멀젼 조성물에 포함될 PUFA에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, LCPUFA로 DHA를 포함하는 것이 바람직한 경우, DHA를 포함하는 오일, 예컨대 참치 오일이 내부 오일상으로 선택될 것이다. 내부 오일상은 에멀젼 조성물에 포함될 LCPUFA(들)가 풍부한 오일을 포함하거나, 이로 구성되거나, 본질적으로 이로 구성될 수 있다. 내부 오일상에서 또는 내부 오일상으로 특정 용도를 갖는 하나 이상의 LCPUFA의 원천 오일에는 DSM(Heerlen, Netherlands)에 의해 상표명 DHASCO® 및 ARASCO® 및 Nu-Mega Ingredients(Altona North, Victoria)에 의해 상표명 HiDHA®으로 판매되는 것들이 포함된다. 본 발명의 구현예에서, 내부 오일상은 어류 오일을 포함하거나, 이로 구성되거나, 본질적으로 이로 구성된다. 일부 구현예에서, 어류 오일은 방한처리되지 않은 또는 방한처리된 참치 오일일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, LCPUFA(들)는 O/W 에멀젼의 제조 전에 단순 혼합에 의해 내부 오일상으로 이용될 오일에 첨가될 수 있다.
외부 오일상은 임의의 식용 오일, 예컨대 식물성 오일을 포함하거나, 이로 구성되거나, 본질적으로 이로 구성될 수 있다. 적합한 식용 오일의 예에는 비제한적으로 쌀겨 오일, 옥수수 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 야자 오일, 평지씨 오일, 해바라기 오일, 땅콩 오일, 코코넛 오일, 올리브 오일, 잇꽃 오일, 아마씨 오일, 포도씨 오일, 참깨 오일, 헤이즐넛 오일, 목화씨 오일 및 이의 혼합물이 포함된다. 당업자는 다른 식용 오일이 또한 외부 오일상으로 선택될 수 있음을 이해할 것이다.
이중 에멀젼은 당업자에게 공지된 방법, 예를 들어, EP 0970 741 B1(Shiseido Co. Ltd)에 기재된 방법에 따라 제조될 수 있다. 그러나, 당업자는 EP 0970 741이 미용 조제물에 관련된 것임을 이해할 수 있다.
O/W 에멀젼은 내부 오일상으로 선택되는 오일(하나 이상의 LCPUFA를 포함함), 물 및 유화제(들)를 조합하고, O/W 에멀젼이 형성될 때까지 혼합하여 제조될 수 있다. 혼합은 고전단 혼합장치를 사용하여 달성될 수 있다. 일부 구현예에서, 유화제(들)가 가열된 물(예를 들어 약 50℃ 내지 90℃, 또는 약 55℃, 약 60℃, 약 65℃ 약 70℃, 약 75℃, 약 80℃, 또는 약 85℃의 온도에서)에 첨가되고 생성 혼합물이 고전단 혼합을 거친다. 도 3에 도시된 바와 같은 하나의 구현예에서, 형성된 O/W 에멀젼(O1/W) 중의 오일 액적(O1)은 5 ㎛ 이하, 예컨대 0.5 ㎛ 이하, 0.6 ㎛ 이하, 0.7 ㎛ 이하, 0.8 ㎛ 이하, 0.9 ㎛ 이하, 1.0 ㎛ 이하, 1.1 ㎛ 이하, 1.2 ㎛ 이하, 1.3 ㎛ 이하, 1.4 ㎛ 이하, 1.5 ㎛ 이하, 1.6 ㎛ 이하, 1.7 ㎛ 이하, 1.8 ㎛ 이하, 1.9 ㎛ 이하, 2.0 ㎛ 이하, 2.1 ㎛ 이하, 2.2 ㎛ 이하, 2.3 ㎛ 이하, 2.4 ㎛ 이하, 2.5 ㎛ 이하, 2.6 ㎛ 이하, 2.7 ㎛ 이하, 2.8 ㎛ 이하, 2.9 ㎛ 이하, 3.0 ㎛ 이하, 3.1 ㎛ 이하, 3.2 ㎛ 이하, 3.3 ㎛ 이하, 3.4 ㎛ 이하, 3.5 ㎛ 이하, 3.6 ㎛ 이하, 3.7 ㎛ 이하, 3.8 ㎛ 이하, 3.9 ㎛ 이하, 4.0 ㎛ 이하, 4.1 ㎛ 이하, 4.2 ㎛ 이하, 4.3 ㎛ 이하, 4.4 ㎛ 이하, 4.5 ㎛ 이하, 4.6 ㎛ 이하, 4.7 ㎛ 이하, 4.8 ㎛ 이하, 또는 4.9 ㎛ 이하의 평균 크기를 갖는다. 따라서, 선택된 크기의 오일 액적(O1)에 의해 제공되는 이점은 생성된 O1/W 에멀젼의 안정성이 유지된다는 것이다. 선택된 크기의 오일 액적(O1)의 후속 이점은 생성된 O/W/O 에멀젼의 안정성이 제공된다는 것이다. 선택된 크기의 오일 액적(O1)의 또 다른 이점은 O/W/O 에멀젼의 제조를 촉진하기 위해 요구되는, O1/W 에멀젼이 형성된다는 것이다.
이어서 내부 오일상으로 선택되는 오일이 물/유화제 혼합물과 혼합되고 생성 혼합물이 O/W 에멀젼을 형성하기 위해 고전단 혼합을 거쳤다. 다른 구현예에서, 유화제(들)가 (예를 들어, 상기 정의된 바와 같은 온도에서) 가열된 물 및 내부 오일상으로 선택되는 오일에 첨가되며, 생성된 혼합물이 고전단 혼합을 거친다. 이어서 오일/유화제 및 물/유화제 혼합물이 조합되어 O/W 에멀젼을 형성하기 위해 고전단 혼합을 거친다.
O/W/O 에멀젼의 형성은 외부 오일상으로 선택되는 오일 내로 O/W 에멀젼을 분산시키고 충분한 기간 동안 혼합하여 달성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같은 하나의 구현예에서, 생성된 O/W/O 에멀젼(O1/물/O2) 중의 오일/물 액적은 약 10 ㎛ 이하, 예컨대 5.0 ㎛ 이하, 5.5 ㎛ 이하, 6.0 ㎛ 이하, 6.5 ㎛ 이하, 7.0 ㎛ 이하, 7.5 ㎛ 이하, 8.0 ㎛ 이하, 8.5 ㎛ 이하, 9.0 ㎛ 이하, 또는 9.5 ㎛ 이하의 평균 크기를 갖는다. 따라서, 생성된 O1/W/O2 에멀젼 중의 선택된 크기의 수중유 액적에 의해 이점이 제공되었음을, 구체적으로 에멀젼에서 수중유(O1/W) 액적의 캡슐화가 확보됨을 본 발명자들의 손으로 보여주었다. 선택된 크기의 수중유 액적에 의해 제공될 수 있는 또 다른 이점은 최종 O1/W/O2 에멀젼의 물리화학적 안정성이 또한 확보된다는 것이다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼 중의 오일/물 액적의 크기는 최종 O/W/O 에멀젼의 물리화학적 안정성이 손상되지 않도록, 수중유 액적의 캡슐화를 확보하도록 선택된다.
요구되는 혼합 시간은 광학 현미경을 사용하여 주기적으로 에멀젼을 관찰함으로써 또는 에멀젼의 점도를 모니터링함으로써 결정될 수 있다. 당업자는 O/W/O 에멀젼을 수중유 액적이 외부 오일상에 분산되는 에멀젼으로 인식할 수 있다. 혼합은 기계적 혼합장치, 예컨대 비제한적으로 패들 혼합장치 및 동심 고리 유형 혼합장치를 약 100 rpm 내지 10000 rpm, 예를 들어 약 700 rpm의 속도로 사용하여 수행될 수 있다.
일부 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 동일부(질량)의 O/W 에멀젼 및 외부 오일상으로 선택된 오일을 혼합하고 승온(예를 들어 약 50℃)에서 고속 혼합장치(예를 들어 약 6000 rpm)로 혼합하여 상 역전에 의해 형성된다. 일단 거친 에멀젼이 형성되면, 교반이 지연되고 에멀젼이 냉각된다(예를 들어 약 -5℃의 온도까지). 에멀젼의 점도는 상 전이를 시사하는 급격한 감소, 예를 들어, 1000 cps의 감소에 대해 모니터링된다.
대안적으로, O/W/O 에멀젼은 동일부(질량)의 O/W 에멀젼 및 외부 오일상으로 선택된 오일 및 하나 이상의 유화제를 포함하는 균질화된 혼합물을 혼합하여 형성될 수 있다. 성분은 승온(예를 들어 약 50℃)에서 고속 혼합장치로(예를 들어 약 6000 rpm에서) 혼합된다. 일단 거친 에멀젼이 형성되면, 교반이 지연되고 에멀젼이 냉각된다(예를 들어 약 -5℃의 온도까지). 에멀젼은 상 전이를 시사하는 점도의 급격한 감소에 대해 모니터링된다.
하나의 구현예에서, 상 역전에 의해 또는 다중 균질화에 의해 제조되는 O/W/O 에멀젼은 다중 균질화 단계를 통해 형성될 수 있다. 각각의 균질화 단계에서는 전단 속도, 균질화 압력 또는 둘 다가 변할 수 있다. 각각의 균질화 단계에 있어서 전단 속도 및/또는 균질화 압력이 변화될 수 있으며, 그 변화는 균질화가 수행되는 에너지를 변화시킨다. 하나의 구현예에서, 균질화는 높은 에너지 입력으로 수행될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 균질화는 낮은 에너지 입력으로 수행될 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 다중 균질화 단계를 통해 형성되며, 여기서 전단 속도가 변화된다. 또 다른 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 다중 균질화 단계를 통해 형성되며, 여기서 균질화 압력이 변화된다.
또 다른 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 다중 균질화 단계를 통해 형성되며, 여기서 전단 속도 및 균질화 압력이 변화된다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼은 수상에서 내부 오일상의 균질화에 의해 형성된다. 또 다른 구현예에서, 수중유 에멀젼은 높은 HLB 유화제의 존재 하에 수상에서 내부 오일상의 균질화에 의해 형성된다. 또 다른 구현예에서, 수중유 에멀젼은 높은 에너지 입력으로 높은 HLB 값 유화제의 존재 하에 내부 오일상의 수상과의 균질화에 의해 형성된다. 하나의 구현예에서, 고에너지 입력은 약 200 bar 내지 약 600 bar의 균질화 압력을 의미한다.
하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼이 수중유 에멀젼으로부터 형성될 수 있는 경우, 수중유 에멀젼은 고압에서 균질화된다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼이 수중유 에멀젼으로부터 형성될 수 있는 경우, 수중유 에멀젼은 평균 크기 2 ㎛ 이하의 오일 액적을 제조하도록 균질화된다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼은 순차적인 균질화 단계에 의해 제조될 수 있다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼은 제1 균질화 단계에 의해 제조될 수 있으며, 여기서 높은 HLB-값 유화제를 포함하는 수상 및 낮은 HLB-값 유화제를 포함하는 오일상이 조합되어 거친 에멀젼을 제조할 수 있다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼은 제2 균질화 단계에 의해 제조될 수 있고, 여기서 제1 균질화 단계 결과 제조되는 거친 에멀젼이 추가 균질화될 수 있다. 하나의 구현예에서, 수중유 에멀젼을 제조하기 위한 제2 균질화 단계는 고압에서 수행될 수 있다. 하나의 구현예에서, 고압에서 수행되는 제2 균질화 단계는 수중유 에멀젼을 제조할 수 있다. 하나의 구현예에서, 고압에서 수행되는 제2 균질화 단계는 평균 오일 액적 크기가 5 ㎛ 이하인 수중유 에멀젼을 제조할 수 있다.
이러한 구현예와 관련하여, 균질화에는 높은 HLB 값 유화제를 포함하는 성분이 수반될 수 있다. 하나의 구현예에서, 높은 HLB 값 유화제는 10 초과의 HLB 값을 갖는다. 이러한 구현예와 관련하여, 균질화에는 낮은 HLB 값 유화제를 포함하는 성분이 수반될 수 있다. 하나의 구현예에서, 낮은 HLB 값 유화제는 10 미만의 HLB 값을 갖는다.
하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 낮은 HLB 값 유화제의 존재 하에 외부 오일상에서 내부 수중유 에멀젼의 분산을 통해 형성될 수 있다. 또 다른 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 낮은 에너지 입력으로 낮은 HLB 값 유화제의 존재 하에 외부 오일상에서 내부 수중유 에멀젼의 분산을 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, 저에너지 입력은 약 700 rpm의 전단율을 의미한다.
하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 수중유 에멀젼의 외부 오일상과의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 낮은 HLB-값 유화제의 존재 하에 수중유 에멀젼의 외부 오일상과의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 고압 또는 고속으로 수중유 에멀젼 및 외부 오일상의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, 고압에서의 수중유 에멀젼 및 외부 오일상의 균질화는 거친 이중 에멀젼을 제조할 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 거친 이중 에멀젼의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 수중유 에멀젼 및 외부 오일상의 균질화를 통해 수득되는 거친 이중 에멀젼의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 거친 이중 에멀젼의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, O/W/O 에멀젼은 고압에서의 거친 이중 에멀젼의 균질화를 통해 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, 고압에서의 거친 이중 에멀젼의 균질화는 10 ㎛ 이하의 평균 액적 크기를 갖는 O/W/O 에멀젼을 제조할 수 있다. 하나의 구현예에서, 고압에서의 거친 이중 에멀젼의 균질화는 10 ㎛ 이하의 평균 수중유 액적 크기를 갖는 O/W/O 에멀젼을 제조할 수 있다. 이중 에멀젼과 혼합되는 오일은 전형적으로 하나 이상의 식용 오일을 포함하거나, 이로 구성되거나, 본질적으로 이로 구성된다. 적합한 식용 오일의 예에는 비제한적으로 쌀겨 오일, 옥수수 오일, 대두 오일, 카놀라 오일, 야자 오일, 평지씨 오일, 해바라기 오일, 땅콩 오일, 코코넛 오일, 올리브 오일, 잇꽃 오일, 아마씨 오일, 포도씨 오일, 참깨 오일, 헤이즐넛 오일, 목화씨 오일 및 이의 혼합물이 포함된다.
이중 에멀젼과 혼합되는 오일은 유아용 조제유, 예컨대 지용성 비타민에 일반적으로 포함되는 추가 성분을 추가로 포함할 수 있다.
이 방법은 LCPUFA-함유 오일 혼합물을 수성상과 혼합하여 O/W 에멀젼을 제공하는 단계, 이후 O/W 에멀젼을 분무 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 예를 예시한다. 이중 에멀젼(O/W/O)은, 예를 들어 실시예 1에 상세히 나타낸 바와 같이, 탱크(1)에서 제조된다. 탱크는 벌크 식용 오일상으로의 주입 전에 상 역전을 유지하기 위한 온도에서, 선택적으로는 약 50℃ 내지 80℃의 온도에서 유지될 수 있다. O/W/O 에멀젼은 벌크 오일 탱크(2)에 들어 있는 벌크 담체 오일(즉, 식용 오일)에 첨가된다. O/W/O 에멀젼의 담체 오일로의 유속은 약 10 ㎏/hr 내지 40 ㎏/hr 범위일 수 있다. 혼합된 에멀젼/벌크 담체 오일의 혼합 탱크(3)로의 유속은 에멀젼에서 요구되는 O/W/O 에멀젼 대 담체 식용 오일의 농도에 따라 약 300 ㎏/hr 내지 700 ㎏/hr의 유속까지 증가될 수 있다. 추가 성분, 예컨대 비타민 및 당(감미제 또는 에너지원으로 사용될 수 있음)이 혼합 탱크(3)에 첨가될 수 있다. 또한, O/W/O 에멀젼과 혼합되기 전에 추가 가공을 필요로 할 수 있는 성분이 혼합장치(3)에 첨가될 수 있다. 여기에는 혼합장치(3)에 들어가기 전에 혼합(4), 파스퇴르화(5), 직접 증기 주입(6) 및 증발(7)에 의해 가공될 수 있는 다른 원료가 포함될 수 있다. 이어서 (3)에서의 혼합물은 (8), (9), 및 (10)을 포함하는 이중 균질화 시스템을 통해 가공될 수 있고 이어서 분무 건조장치(11)로 전달될 수 있다. 다른 공정 파라미터에는 유체 층 수단(12)을 통한 입자 분리 및 수화제의 분무 또는 다른 성분의 첨가, 및 생성되는 제형물 분말(13)의 보관이 포함될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 형성되는 O/W/O 에멀젼은 이중 에멀젼의 형성을 확인하기 위한 당분야에 공지된 통상적 수단에 의해 분석될 수 있다. 구조 분석을 포함하는 적합한 분석 수단은 당업자에게 공지되어 있으며, 분석은 단지 일상적 실험만 사용하여 수행될 수 있다. 적합한 분석 수단에는, 예컨대 그 내용이 본원에 참조로 포함되는, 문헌["Characterisation of a double emulsion system (oil-in-water-in oil emulsion) with low solid fats: microstructure" F. Jahaniaval et al. JOACS, Vol. 80, No. 1(2003), pages 25 to 31]에 기재된, 크리오-SEM(주사 전자 현미경), TEM(투과 전자 현미경) 및 공초점 주사 레이저 현미경이 포함된다.
본 발명의 양태는 본 발명의 방법에 의해 제조되는 경우 영양 제형물을 제공한다. 영양 제형물은, 예를 들어, 영양 보충물 또는 유아용 조제유일 수 있거나, 영양 보충물 또는 유아용 조제유로 또는 여기에서 사용될 수 있다.
영양 제형물은 하나 이상의 항산화제 또는 보존제를 추가로 포함할 수 있다. 적합한 항산화제는 당업자에게 널리 공지되어 있으며 비제한적으로 녹차 추출물, 토코페롤, 토코트리엔올, 및 염 및 이의 유도체를 포함하는 아스코르브산이 포함될 수 있다. 영양 제형물은 수용성 항산화제 및/또는 지용성 항산화제를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 영양 제형물은 아스코르베이트 염, 예컨대 나트륨 아스코르베이트, 및 지용성 아스코르베이트 유도체, 선택적으로 아스코르브산의 지방산 에스테르, 선택적으로 아스코르빌팔미테이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 영양 제형물은 하나 이상의 덩어리화 방지제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 영양 제형물과 상용성인 덩어리화 방지제는 당업자에게 널리 공지되어 있을 것이며 인산칼슘, 예컨대 인산 삼칼슘 및 탄산 삼칼슘, 예컨대 탄산칼슘 및 탄산마그네슘 및 실리콘 디옥사이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 추가 성분, 예를 들어, 풍미제, 착색제, 비타민, 미네랄, 아미노산, 킬레이트화제 등을 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어 DHA 및 AA를 포함하는 본 발명의 영양 제형물이 유아용 조제유에 포함되는 경우, 생성된 조제유는 현재의 CODEX 표준에 부합하면서(또는 이를 능가하면서) 유익한 수준의 DHA 및/또는 AA를 제공할 수 있다.
실시예
본 발명을 이제 보다 상세히, 단지 예로서, 하기 실시예에 대해 설명할 것이다. 실시예는 본 발명을 예시하는 작용을 하기 위한 것이며, 어떠한 방식으로든 본 명세서를 통한 기재 개시의 일반성을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
실시예 1. 상 역전에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조
Figure pct00001
방법론:
오일상 A
1. 물을 50℃ 내지 60℃까지 가열하고, 완전 용해될 때까지 5분 동안 높은-HLB-값 유화제 A를 첨가한다(단계 1).
2. 그 온전성을 보장하기 위해 오일을 취하기 전에 65℃까지 가온한다. 낮은-HLB-값 유화제 B를 오일에 첨가하고 고전단 혼합장치를 사용해서 배합하여 유화제 B를 분해시킨다. 오일을 80℃까지 가열하고 유화제 B를 고온 용융시킨다.
3. 50℃까지 냉각한다.
4. 5분 동안 고전단 15000 rpm에서 배합하면서 오일상을 슬러리로 천천히 붓는다(단계 1).
5. 오일상 B를 제조하면서 온도를 50℃에서 일정하게 유지한다.
오일상 B
1. 물을 50℃ 내지 60℃까지 가열하고, 완전 용해될 때까지 5분 동안 높은-HLB-값 유화제 A를 첨가한다(단계 1).
2. 그 온전성을 보장하기 위해 오일을 취하기 전에 65℃까지 가온한다. 낮은-HLB-값 유화제 B를 오일에 첨가하고 고전단 혼합장치를 사용해서 배합하여 유화제 B를 분해시킨다. 오일을 80℃까지 가열하고 유화제 B를 고온 용융시킨다.
3. 50℃까지 냉각한다.
4. 5분 동안 고전단 15000 rpm에서 배합하면서 오일상을 슬러리로 천천히 붓는다(단계 1).
5. 오일상 A를 제조하면서 온도를 50℃에서 일정하게 유지한다.
O/W/O 에멀젼
1. 45℃ 내지 50℃에서 유지된 동일부의 오일상 A 및 오일상 B를 취한다.
2. 5분 동안 퍼들 혼합장치(600 rpm) 혼합을 사용하여 거친 에멀젼을 형성한다.
3. 저전단 속도(퍼들 혼합장치, 300 rpm) 하에 연속 혼합하면서 거친 에멀젼을 -5℃(염 및 얼음조)의 수조에 배치한다.
4. 기준선에서 그리고 1 hr 동안 5분 간격으로 에멀젼 점도를 모니터링한다. 점도의 급격한 감소는 상 전이를 시사한다.
실시예 2. 다중 균질화에 의한 O/W/O 에멀젼의 제조
Figure pct00002
방법론:
O 1 /W 에멀젼
1. 수상을 50℃ 내지 60℃까지 가열하고, 완전 용해될 때까지 5분 동안 높은-HLB-값 유화제를 첨가한다.
2. 그 온전성을 보장하기 위해 내부 오일상을 취하기 전에 이를(O1 상) 65℃까지 가온하고, 낮은-HLB-값 유화제 B를 오일에 첨가하고, 오일을 80℃까지 가열하여 유화제 B를 고온 용융시킨다.
3. 50℃까지 냉각한다.
4. 거친 에멀젼을 제조하기 위해 배합하면서 내부 오일상을 수상으로 천천히 붓는다.
5. 거친 에멀젼을 미세 O1/W 에멀젼을 위해 고압 균질화장치를 사용하여 추가로 균질화하며, 현탁 오일 액적 평균 크기는 5 ㎛ 이하이다.
6. 온도를 50℃에서 일정하게 유지한다.
O 1 /W/O 2 에멀젼
1. 그 온전성을 보장하기 위해 외부 오일상을 취하기 전에 이를(O2 상) 65℃까지 가온하고, 낮은-HLB-값 유화제를 오일에 첨가하고, 오일을 80℃까지 가열하여 유화제 B를 고온 용융시킨다.
2. 50℃까지 냉각한다.
3. 거친 이중 에멀젼을 제조하기 위해 배합하면서 O1/W 에멀젼을 외부 오일상(O2 상)으로 천천히 적가한다.
4. 고압 균질화장치를 사용하여 거친 에멀젼을 추가로 균질화하여 미세 이중 에멀젼(O1/W/O2 에멀젼)을 달성하며, 현탁 O1/W 액적 평균 크기는 10 ㎛ 이하이다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
유도 기간 및 경사를 사용하는 산화 안정성의 결정
ML Oxipres는 오일 및 지방을 함유하는 이종성 제품에 대한 항산화제의 효율 평가를 위해 전통적으로 사용되는 산소 폭탄 방법의 변형이다. ML Oxipres는 이종성 제품에서 오일 및 지방의 산화를 모니터링하며 또한 오일 및 지방의 산화 안정성을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 기기는 경시적인 산소 흡수 그래프를 제공하며, 유도 기간 말기는 상당히 명확하고 뚜렷한 굴절점이다(도 2 참고). 유도 기간은 블록 히터 내 압력 용기의 배치 및 주어진 온도/압력 조합에서의 파단점 간 경과 시간(hr)이다. "파단점"까지의 기간이 길수록, 오일 또는 오일을 함유하는 이종성 제품(예컨대 마이크로캡슐화된 샘플)이 더 안정하다.
본 발명의 제형물을 다른 방법에 의해 제조되는 제형물과 산화 안정성을 비교하기 위해 ML Oxipres(Mikrolab Aarhus A/S Denmark)에 의해 분석할 수 있다.
에멀젼 형태
실시예 2에 따라 제조되는 O/W/O 에멀젼의 액적 형태를 도 4에 나타낸다. 제1 균질화 동안, 내부 오일상(O1)을 더 높은 HLB 값을 갖는 유화제를 사용하여 수상에 포획하여 도 4의 A에 나타낸, 초기 수중유1 에멀젼을 제조하였다. 이후, 분산된 상으로서, O1/W 에멀젼을 다시 더 낮은 HLB 값을 갖는 유화제의 존재 하에 외부 오일 연속상(O2)에서 다시 균질화하여, 도 4의 B에 나타낸 O1/W/O2 에멀젼을 제조하였다. 수득된 O1/W/O2 에멀젼 액적의 형태는 현미경을 사용하여 명확히 가시화할 수 있다(도 4의 C).

Claims (16)

  1. 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 생산 방법으로서, 하기 단계들을 포함하는 방법:
    (i) 하기 단계에 의해 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내에 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계:
    (a) 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼)을 제조하고 상기 이중 에멀젼을 식물성 오일 스트림으로 분산시키는 단계; 또는
    (b) 수성상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 상기 O/W 에멀젼을 식물성 오일 스트림에서 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 원 위치에서 형성하는 단계;
    (ii) 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내에 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 또는
    (iii) 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상 내에서 혼합하는 단계; 및
    (iv) 단계 (ii) 또는 (iii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
  2. 제1항에 있어서,
    O/W/O 에멀젼 중의 오일/물 액적의 평균 크기가 10 ㎛ 이하인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    O/W 에멀젼 중의 오일 액적의 평균 크기가 5 ㎛ 이하인 방법.
  4. 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 생산 방법으로서, 하기 단계들을 포함하는 방법:
    (i) 수성상에 분산된 다음 이어서 외부 오일상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 이중 에멀젼(O/W/O 에멀젼)을 제조하고 상기 이중 에멀젼을 식물성 오일 스크림으로 분산시킴으로써 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내에 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계;
    (ii) 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내에 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 또는
    (iii) 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상 내에서 혼합하는 단계; 및
    (iv) 단계 (ii) 또는 (iii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
  5. 제4항에 있어서,
    O/W/O 에멀젼 중의 오일/물 액적의 평균 크기가 10 ㎛ 이하인 방법.
  6. 하나 이상의 지방산을 포함하는 영양 제형물의 생산 방법으로서, 하기 단계들을 포함하는 방법:
    (i) 수성상에 분산되는 하나 이상의 지방산을 포함하는 내부 오일상을 특징으로 하는 수중유 에멀젼(O/W 에멀젼)을 제조하고 상기 O/W 에멀젼을 식물성 오일 스트림에서 분산시켜 상기 이중 에멀젼을 원 위치에서 형성함으로써 식물성 오일 스트림 내 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 제공하는 단계;
    (ii) 식용 오일 스트림, 예컨대 식물성 오일 내에 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상과 혼합하는 단계; 또는
    (iii) 상기 하나 이상의 지방산의 이중 에멀젼을 수성상 내에서 혼합하는 단계; 및
    (iv) 단계 (ii) 또는 (iii)의 이중 에멀젼 혼합물을 균질화하여 영양 제형물을 형성하는 단계.
  7. 제6항에 있어서,
    O/W 에멀젼 중의 오일 액적의 평균 크기가 5 ㎛ 이하인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (iv)의 균질화된 이중 에멀젼 혼합물을 분무 건조하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 지방산이 하나 이상의 다중불포화 지방산(PUFA), 장쇄 다중불포화 지방산(LCPUFA), 중쇄 지방산(MCFA), 분기쇄 지방산(BCFA), 또는 이의 혼합물을 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    하나 이상의 지방산이 하나 이상의 LCPUFA를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    하나 이상의 LCPUFA가 도코사헥사에노산(DHA), 아라키돈산(AA), 에이코사펜타에노산(EPA), 도코사펜타에노산(DPA), α-리놀렌산(ALA), 스테아리돈산(SDA), 리놀레산(LA), 감마 리놀렌산(GLA), 컨쥬케이션된 리놀렌산(CLA) 또는 이의 혼합물로부터 선택될 수 있는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    하나 이상의 LCPUFA가 DHA, AA, 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 지방산이 미생물 오일, 식물 오일, 어류 오일 또는 이의 농축 형태의 성분으로 존재하는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 생산되는 영양 제형물.
  15. 영양 보충물 또는 유아용 조제유(infant formula)인 제1항, 제4항 및 제6항에 따른 영양 제형물.
  16. 영양 보충물 또는 유아용 조제유에 사용하기 위한 제1항, 제4항 및 제6항에 따른 영양 제형물.



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