KR20190014787A - 유산균을 함유하는 장용성 과립 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내산성이 향상되어 유산균의 안정성이 우수한 유산균 함유 장용성 과립 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 유산균 장용 코팅 과립은 내산성이 우수하여, 낮은 pH의 위액을 통과할 때 유산균의 사멸을 방지함으로써 생균제의 효율을 증대시킬 수 있다.

Description

유산균을 함유하는 장용성 과립 및 이의 제조방법{Enteric coated formulation comprising Lactobacillus and preparation method thereof}
본 발명은 유산균을 포함하는 장용성 과립에 관한 것으로, 보다 구체적으로 내산성이 향상되어 유산균의 안정성이 우수한 장용성 과립 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
인간의 장관 내에는 약 100종의 100조 이상의 미생물이 생식하고 있으며, 장내 세균총을 형성하고 있다. 이들 가운데 유산균은 인간의 장내에 기생하여 장의 연동운동을 활발하게 유지시키고, 정장작용 기능성을 가지고 있어 생균제로 많이 사용되고 있다. 생균제로 섭취된 유산균들은 장에서 정착 및 성장하면서 장내 미생물총을 변화시켜, 유익균을 증가시키고 유해균을 억제하여 장내 환경을 개선한다. 또한, 유산균은 장내 면역시스템을 조절하여 염증반응 또는 아토피와 같은 면역질환 개선 및 면역력 증진 등의 효과를 발휘한다.
이와 같이 효용과 가치면에서 매우 유익함에도 불구하고, 대부분의 유산균은 위산 및 담즙 산에 상당히 불안정하여 실제 사용에 많은 제약이 있다. 통상적으로　유산균은 pH 4 이하에서 매우 불안정하여 위산과 같이 낮은 산도(pH 2 정도)에서는 투입된 유산균이 거의 모두 사멸하기 때문이다. 따라서, 섭취된　유산균　중 생존하여 장에 도달하는 것은 거의 무시될 정도의 소량(약 백만분의 일)에 불과하며, 그 결과 유산균이 장내에서 제대로 효과를 발휘하기 어려운 문제가 있다.
유제품 내의 유산균을 위산과 담즙산의 영향으로부터 보호하기 위하여, 종래에는 동결 건조된 유산균을 미세과립화한 후 코팅제로 코팅하는 미립 코팅 기술이 사용되었다. 그러나, 이러한 기존의 미립 코팅 기술로 실질적으로 장용성을 나타내기 위해서는, 코팅제 및 코팅 시간이 많이 소요되어 공정 중 유산균이 상당히 사멸된다. 또한, 알긴산(alginate), 키토산(chitosan), κ-카라지난(κ-carageenan), 젤란 검(gellan gum), 잔탄 검(xanthan gum) 등과 같은 다양한 고분자 물질을 이용한 세포포집 기술, 지방이나 유화제를 이용하여 제조한 캡슐(국내특허공개 제　97-25405호), 젤라틴 코팅 캡슐 및 의약품 영역에서 각종 고분자를 유기용매에 용해시켜 코팅한 캡슐(PCT/JP94/001675, 일본특허출원 평 3-235667, 4-364123, 4-41434, 5-186335, 5-186336) 등이 개발되었으나, 이들 캡슐은 위액과 장액의 환경에서 코팅이 너무 빠르게 분해되거나, 아예 분해되지 않아서 실제 대장에 도달하여 활성을 나타내지 못하고 있는 실정이다. 또한, 점막 부착성 고분자 및 기타 부형제를 이용하여 제조된 미세과립 내 유산균의 인공적으로 제조된 유사 위액과 장액 내에서의 생존율이 보고되었으나(국내특허공개 제2002-0063978호), 실험에 적용된 유사 인공 장액의 환경이 오히려 유산균이 증식하기에 적합하도록 설정되어, 실제 사람의 체내 장액에서는 매우 상이한 결과가 나타날 수 있다. 또한, 유산균 자체의 내산성을 높인 변이 균주의 개발도 시도되고 있으나, 이는 많은 비용과 시간을 필요로 하며, 유산균 코팅 방법에 비하여 비효율적이다.
따라서, 내산성이 우수하여 위액을 통과할 때 유산균이 사멸하는 것이 방지되고, 장액에서는 우수한 붕해성을 갖는 유산균 함유 제제의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내산성이 현저하게 향상된 유산균 함유 장용성 과립의 제조방법, 및 이러한 제조방법을 통해 제조된 유산균 함유 장용성 과립을 제공하는 것이다.
본 발명은 10~40 메쉬(mesh) 크기의 담체에 유산균으로 1차 코팅되고, 친수성 고분자로 2차 코팅되고, 하이드록시프로필메틸셀룰로스 프탈레이트(Hydroxypropyl methylcellulose phthalate, HPMC-P), 폴리메타아크릴레이트 코폴리머(polymethacrylate copolymer), 또는 이들의 혼합물을 포함하는 장용성 코팅제로 3차 코팅되며, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함되는 유산균 함유 장용성 과립을 제공한다.
종래 기술에서는 유산균 함유 과립을 만드는 과정에서 가해지는 열, 압력 또는 탈수 과정에 의해 유산균이 많은 손상을 받게 되는 문제점이 발생하였다. 또한, 유산균을 함유하는 과립 제형의 내산성을 향상시키고 공정 효율을 개선시키기 위해서는, 장용 코팅되는 과립을 일정한 크기 및 경도로 제조해야 한다. 이에, 본 발명의 발명자들은 유산균 함유 장용성 과립의 내산성을 향상시키기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 특정한 일정 크기의 담체를 유산균 분말로 1차 코팅한 후, 친수성 고분자로 2차 코팅하고, 특정 함량의 HPMC-P를 포함하는 장용성 코팅제로 3차 코팅할 경우 유산균 함유 과립의 내산성이 현저하게 향상되는 놀라운 발견을 하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 유산균 함유 장용성 과립은 내산성이 우수하여 위액과 유사한 낮은 pH(약 pH 1.2)에서는 붕해되지 않고, 장과 유사한 환경(pH 5 이상)에서 붕해되어, 유산균이 위액에서 사멸되지 않고 장까지 도달하게 함으로써 유산균 생균제의 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균은 스트렙토코커스(Streptococcus) 속, 락토코커스(Lactococcus) 속, 루코노스톡(Leuconostoc) 속, 페디오코커스(Pediococcus) 속, 엔터로코커스(Enterococcus) 속, 락토바실러스(Lactobacillus) 속 및 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속 등의 균주로 이루어진 군 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 본 발명의 장용성 과립은 담체에 유산균을 효과적으로 코팅하기 위해 동결건조된 유산균 분말을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균 코팅 단계에서 사용되는 담체는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 일정한 입도를 갖는 담체가 사용될 수 있으며, 슈가스피어, 설탕, 전분, 미결정셀룰로오스, 및 식이섬유 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. 바람직하게, 상기 담체는 슈가스피어일 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 슈가스피어는 자당(sucrose) 및 전분(starch)으로 이루어진 구형 입자를 의미한다. 상기 슈가스피어는 제형의 목적 또는 기능에 따라 다양한 입도로 제조된 것이 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, '메쉬'는 정의된 치수의 구멍을 갖는 스크린을 통과하는 능력에 의해 결정되는 입자 크기를 의미한다. 상기 담체는 10~40 메쉬 크기일 수 있으며, 이는 10 메쉬망을 통과하는 입자의 크기(약 2000 ㎛) 내지 40 메쉬망을 통과하는 입자의 크기(약 425 ㎛)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 담체는 1차 유산균 코팅 시 에탄올 용액을 분무하여 코팅할 수 있다. 상기 유산균 코팅 단계에서 사용되는 에탄올 용액은 하이드록시프로필셀룰로스(Hydroxypropyl cellulose, HPC)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유산균 코팅은 유동층 코팅기 챔버에 슈가스피어를 유동시킨 후, 분말 공급기(powder feeder)로 유산균 분말을 뿌려주면서 하이드록시프로필셀룰로스(Hydroxypropyl cellulose)를 포함하는 에탄올 용액을 분무하여 코팅할 수 있다. 상기 하이드록시프로필셀룰로스는 상기 유산균 분말의 총 중량 대비 5 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게 10 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 상기 하이드록시프로필셀룰로스가 5 중량% 미만일 경우에는 유산균의 결착력이 떨어져 코팅이 충분히 일어나지 않을 수 있으며, 40 중량% 초과일 경우에는 과립의 장용성이 저해되고 유산균이 손실될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유동층 코팅기는 탑 스프레이(top spray), 바텀 스프레이(bottom spray) 또는 탄젠셜 스프레이(tangential spray) 방식이 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 유동층 코팅기는 탄젠셜 스프레이 방식이 사용될 수 있으며, 이러한 경우 소량의 결합제만으로도 단시간에 과립을 제조할 수 있으며, 이를 통해 열, 물리적 충격, 또는 탈수 등에 의한 유산균 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 2차 코팅에 사용되는 친수성 고분자는 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 전분, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리덱스트로오스(Polydextrose) 및 소듐-카르복시메틸셀룰로오스(Na-CMC) 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 친수성 고분자는 과립의 총 중량 대비 0.3 내지 20 중량%, 바람직하게 0.5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 친수성 고분자의 함량이 과립의 총 중량 대비 0.3 중량% 미만일 경우에는 과립의 안정성이 떨어져 내산성이 저해될 수 있으며, 20 중량% 초과일 경우에는 과립의 장용성이 저해되고 유산균이 손실될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 3차 코팅(장용성 코팅)에 사용되는 장용성 코팅제 조성물은 하이드록시프로필메틸셀룰로스 프탈레이트(HPMC-P), 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물이 포함된 용액이 사용될 수 있다. 장용성 코팅제 성분은 pH에 따른 붕해도가 각각 다른데, 본원발명의 장용성 과립은 상기 HPMC-P, 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물, 바람직하게 HPMC-P를 특정한 중량 범위로 포함함으로써, 상기와 같은 특정한 크기의 담체를 코팅할 때 과립의 내산성 및 장용성이 현저하게 우수한 효과가 있다. 상기 HPMC-P는 유산균 함유 과립의 총 중량 대비 1 내지 30 중량%, 바람직하게 6 내지 20 중량%로 포함될 수 있으며, 담체의 크기 및 HPMC-P의 함량에 따라 장용성 과립 내 유산균의 생존률이 달라질 수 있다. 상기 HPMC-P이 장용성 코팅제 조성물의 총 중량 대비 1 중량% 미만일 경우에는 내산성이 저해되어 위액에서 유산균의 생존률이 현저하게 낮아질 수 있으며, 30 중량% 초과일 경우에는 유산균 과립의 장용성이 저해될 수 있으며 공정 중 유산균의 손실이 발생할 수 있다.
또한, 상기 3차 코팅에서 장용성 코팅제로 사용될 수 있는 폴리메타아크릴레이트 코폴리머는 바람직하게 Eudragit®의 상표명으로 시판되고 있는 타입 A와 타입 B의 암모니오-메타아크릴레이트 코폴리머, 바람직하게 폴리(에틸 아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, 트리메틸암모니오에틸 메타크릴레이트)의 패밀리의 Eudragit® RS 30D, Eudragit NE 30D, Eudragit® RL 30D, Eudragit® RS PO 또는 Eudragit® RL OP 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 장용성 코팅제에 사용되는 용매는 물, 에탄올, 또는 물과 에탄올의 혼합액 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 장용성 코팅제는 글리세린, 전분, 또는 이들의 혼합물 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균 코팅 시 사용되는 담체의 크기는 16~35 메쉬(mesh)일 수 있으며, 즉 500~1180 ㎛일 수 있다. 본 발명의 유산균 함유 과립은 담체의 크기가 상기 범위일 때, 상기 HPMC-P를 과립의 총 중량 대비 6~20 중량%의 함량으로 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 담체의 크기가 16~20 메쉬(850~1180 ㎛)일 때, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 6 내지 14 중량%로 포함될 수 있다. 또는, 상기 담체의 크기가 20~25 메쉬(710~850 ㎛)일 때, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 8 내지 16 중량%로 포함될 수 있다. 또는, 상기 담체의 크기가 25~30 메쉬(600~710 ㎛)일 때, 상기 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 10 내지 18 중량%로 포함될 수 있다. 또는, 상기 담체의 크기가 30~35 메쉬(500~600 ㎛)일 때, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 10 내지 18 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 유산균 함유 과립은 상기와 같이 특정한 크기 범위의 담체 및 특정한 중량 범위의 HPMC-P를 포함할 때, 과립의 내산성이 우수하여 낮은 pH에서의 유산균의 생존률이 현저하게 증가하는 효과가 있다. 상기 각각의 경우에서, HPMC-P의 함량이 상기 범위에 미달되는 경우에는 유산균 과립의 장용성이 저해될 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 과립의 장용성이 저하될 뿐만 아니라 공정 중 유산균의 손실이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명은 (s1) 10~40 메쉬(mesh) 크기의 담체를 유산균 분말로 1차 코팅하는 단계; (s2) 상기 1차 코팅된 담체를 친수성 고분자로 2차 코팅하는 단계; 및 (s3) 상기 2차 코팅된 담체를 하이드록시프로필메틸셀룰로스 프탈레이트(HPMC-P), 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 장용성 코팅제로 3차 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 HPMC-P, 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물을 과립의 총 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함하는 유산균 함유 장용성 과립의 제조방법을 제공한다. 바람직하게, 상기 (s1) 단계는 유동층 코팅기 챔버에 슈가스피어를 유동시킨 후 분말 공급기(powder feeder)로 유산균 분말을 뿌려주면서 하이드록시프로필셀룰로스를 포함하는 에탄올 용액을 분무하여 코팅할 수 있다. 상기 제조방법에 있어서, 담체의 크기 및 HPMC-P 함량의 바람직한 범위는 상기 유산균 함유 장용성 과립과 동일한 범위로 적용될 수 있다.
본 발명의 제조방법으로 제조된 유산균 함유 장용성 과립은 낮은 pH(약 pH 1.2)에서는 붕해되지 않고 pH 5 이상에서 붕해됨으로써, 장까지 도달하는 유산균의 생존률이 현저하게 향상된다.
본 발명의 장용성 과립의 제조방법은 (s1) 담체를 유산균 분말로 1차 코팅하는 단계, (s2) 친수성 고분자로 2차 코팅하는 단계, 및/또는 (s3) 장용성 코팅제 조성물로 3차 코팅하는 단계를 수행할 때, 유산균의 안정성을 향상시키고 과립을 균일하게 코팅하기 위해 유동층 코팅기를 사용하여 조성물을 분무함으로써 담체 또는 과립을 코팅할 수 있다. 상기 코팅 시 온도는 20 내지 60℃일 수 있으며, 저온에서 코팅을 수행함으로써 제조과정 중에　유산균이 사멸화되는 것을 최소화할 수 있다. 상기 코팅을 수행하기 위하여 유동층 코팅기, CF-그래뉼레이터 또는 이와 유사한 장치를 사용할 수 있으며, 바람직하게 탄젠셜(tangential) 스프레이 방식의 유동층 코팅기(GX series, Freund Co., Japan)를 사용할 수 있다.
본 발명의 유산균 함유 장용성 과립을 이용하여 통상적인 방법에 따라 약학 제형 및 식품을 제조할 수 있다. 제형은 정제, 알약, 분말, 엘릭서, 현탁액, 에멀젼, 용액, 시럽, 에어로졸, 연질 및 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 또는 멸균 포장 분말 등의 형태일 수 있으며, 식품으로는 유산균　음료 등을 예로 들 수 있다.
본 발명의 유산균 함유 장용성 과립에 사용될 수 있는 적당한 담체, 부형제 또는 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 검, 알긴산염, 젤라틴, 올리고당, 식이섬유, 칼슐 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 과립은 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 또는 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 유산균 장용 코팅 과립은 내산성이 우수하여, 낮은 pH의 위액을 통과할 때 유산균의 사멸을 방지함으로써 생균제의 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 유산균 장용 코팅 과립을 pH 1.2의 인공위액 및 pH 6.8의 인공장액에 투입하여 용해도를 비교 실험한 결과이다.
도 2는 본 발명의 유산균 장용 코팅 과립을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 유산균 장용 코팅 과립의 제조공정을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
유산균 함유 장용성 과립의 제조
유산균 함유 장용성 과립을 하기 단계에 따라 제조하였다.
(1) 유동층 코팅기 챔버에 400g의 슈가스피어들을 넣은 후, 파우더 피더(powder feeder)를 이용하여 동결건조된 유산균 분말 23g을 탄젠셜(tangential) 스프레이 방식의 유동층 코팅기 챔버 안으로 일정한 속도로 투입하면서, 2.3g의 하이드록시프로필셀룰로스(HPC)(10 중량%)가 포함된 에탄올 용액 23ml를 분무하여 유산균 분말을 슈가스피어스에 1차 코팅시켰다. (2) 이후 2.3g의 HPC가 포함된 23 ml의 에탄올 용액을 분무하여 상기 유산균 코팅된 담체를 2차 코팅하였다. (3) 이후 장용성 코팅을 위해 90% 에탄올 250~900ml에 25~90g의 하이드록시프로필메틸셀룰로스 프탈레이트(HPMC-P), 2.5~9g의 글리세린 및 5~18g의 전분을 녹여, HPMC-P 10 중량%, 글리세린 1 중량% 및 전분 2 중량%를 포함하는 장용성 코팅액을 조제하였다. (4) 조제된 장용성 코팅액을 유동층 코팅기에서 분무하여 유산균 코팅된 슈가스피어스에 3차 장용성 코팅을 실시하였다.
실험예 1: 유산균 함유 장용성 과립의 장용성 실험
상기 제조방법에 따라 제조된 유산균 함유 장용성 과립의 장용성을 확인하기 위해, pH 1.2의 인공위액(NaCl 0.2% + HCl 0.7% + 펩신 0.1%) 및 pH 6.8의 인공장액을 제조하여 용해도를 확인하였다. 실험 결과, 상기 과립은 pH 6.8의 인공장액에서는 5분만에 붕해가 완료되었으나 pH 1.2의 인공위액에서는 1시간 후에도 붕해되지 않음을 확인하였다(도 1).
실험예 2: 유산균 함유 장용성 과립의 내산성 실험
본 발명의 유산균 함유 장용성 과립의 내산성을 확인하기 위해 다음과 같이 샘플을 준비하여 내산성 실험을 실시하였다.
비교예 1 - 장용성 코팅 분말
50g의 동결건조 유산균 원말과 450g의 유당을 혼합한 후, 유동층 코팅기를 이용하여 90% 에탄올에 녹인 HPMC을 뿌려 분말상의 과립을 형성한 후, 90% 에탄올에 HPMC-P, 글리세린 및 전분을 녹여 제조한 장용성 코팅액으로 장용성 코팅을 실시하였다.
비교예 2 - 유산균 함유 과립 ( 장용코팅 전)
유동층 코팅기 챔버에 슈가스피어스를 넣고, 파우더 피더를 이용하여 동결건조된 유산균 분말을 유동층 코팅기 챔버 안으로 일정한 속도로 투입하면서 HPC를 포함하는 에탄올 용액을 분무하여 유산균 분말을 슈가스피어스에 코팅시켰다. 이후, 추가적으로 HPC가 포함된 에탄올 용액을 분무하여 상기 유산균 코팅된 담체를 코팅하였다.
실시예 - 유산균 함유 장용성 코팅 과립 ( 장용코팅 후)
비교예 2의 과립에 추가적으로, 90% 에탄올에 HPMC-P, 글리세린 및 전분을 녹여 제조한 장용성 코팅액을 사용하여 장용성 코팅을 실시하였다.
이후 각 시료를 pH 1.2의 인공위액(NaCl 0.2% + HCl 0.7% + 펩신 0.1%) 25ml에 0.1g씩 정량하여 넣은 후, 37℃에서 60 rpm으로 1시간 동안 교반하였다. 1시간 후 5000 rpm으로 원심분리를 통해 인공위액을 제거하고, pH 6.8의 펩톤식염완충액을 25 ml 넣어 시료를 용해시키고 코팅 피막을 벗겨냈다. 이후 펩톤식염완충액으로 108~9배 의 희석 배수까지 희석한 후, BCP 아가(agar)에 도말하여 37℃에서 48시간 이상 배양하였다. 대조군으로 인공위액을 처리하지 않고 코팅된 유산균 시료 0.1g에 펩톤식염완충액 25ml을 넣어 용해한 후 동일하게 조작하여 균수를 측정 및 비교하였다. 하기 표 1에 유산균 장용코팅 전과 후의 내산성과, 장용성 코팅 분말과 과립의 내산성을 비교하여 나타내었다.
유산균 시료 시험결과
대조군
(pH 6.8)		 pH 1.2 인공위액 1시간 생존률(%)
Lactobacillus acidophilus 장용성 코팅 분말 1.76x1010 5.43x106 0.0%
유산균 함유 과립 5.3x109 <1x105 0.0%
유산균 함유 장용성 코팅 과립 1.85x109 2.01x109 108.6%
Enterococcus faecium 장용성 코팅 분말 8.2x1010 <1x105 0.0%
유산균 함유 과립 5.75x1010 <1x105 0.0%
유산균 함유 장용성 코팅 과립 3.41x1010 2.76x1010 80.9%
Lactobacillus plantarum 장용성 코팅 분말 1.11x1010 4.0x105 0.0%
유산균 함유 과립 4.15x1010 <1x105 0.0%
유산균 함유 장용성 코팅 과립 1.1x1010 9.8x109 89.1%
내산성 평가 결과, pH 1.2의 강한 산성 조건에서 장용성 코팅된 분말(비교예 1) 및 장용성 코팅되지 않은 과립(비교예 2)은 생존한 유산균이 발견되지 않아 내산성이 없는 것으로 나타났다. 반면, 슈가스피어스에 유산균을 코팅한 후 장용성 코팅을 실시한 장용성 코팅 과립에서는 유산균의 생존률이 80% 이상으로 나타나, 내산성이 현저하게 우수한 것을 확인하였다.
실험예 3: 과립 크기에 따른 장용성 코팅기제의 사용량 실험
과립 크기에 따라 장용성 코팅기제의 바람직한 사용량을 확인하기 위하여, 16-18 메쉬(Mesh, 이하 M으로 표기), 18-20M, 20-25M, 25-30M 및 30-35M의 슈가스피어스 각각에 유산균분말 코팅 및 장용코팅을 다음과 같이 실시하였다.
(1) 유동층 코팅기 챔버에 슈가스피어스를 넣고 파우더 피더를 이용하여 동결건조된 Enterococcus faecium 분말을 탄젠셜 스프레이 방식의 유동층 코팅기 챔버 안으로 일정한 속도로 투입하면서 10% HPC 에탄올 용액을 분무하여 유산균 분말을 슈가스피어스에 1차 코팅시켰다. (2) 이후 10% HPC 에탄올 용액을 추가 분무하여 상기 유산균 코팅된 담체를 2차 코팅하였다. (3) 이후 장용성 코팅을 위해 90% 에탄올에 HPMC-P, 글리세린 및 전분을 녹여 장용성 코팅액을 조제하였다. (4) 조제된 장용성 코팅액을 유동층 코팅기에서 분무하여 유산균 코팅된 슈가스피어스에 3차 장용성 코팅을 실시하였다.
장용성을 확인하기 위해, 각각의 유산균 함유 장용성 과립에 대하여 상기 내산성 실험과 동일하게 실험을 실시하였다. 각 시료를 pH 6.8 펩톤식염완충액에 녹여 측정한 균수를 대조군으로 하여 장용성을 비교하였다. 하기 표 2에 슈가스피어스 입도 및 HPMC-P 함량에 따른 유산균 함유 장용성 과립의 내산성 비교 결과를 나타내었다.
슈가스피어스 입도 HPMC-P 함량(%) 시험결과
대조군
(pH 6.8)		 pH 1.2 인공위액 1시간 생존률(%)
16-18M 6% 2.5x1010 1.9x1010 73.8%
10% 2.1x1010 2.0x1010 97.1%
14% 1.8x1010 2.0x1010 112.8%
18-20M 6% 2.2x1010 2.0x1010 90.5%
10% 2.3x1010 2.5x1010 105.4%
14% 2.1x1010 2.3x1010 113.1%
20-25M 8% 2.2x1010 1.5x1010 71.0%
12% 1.9x1010 1.6x1010 83.7%
16% 1.7x1010 1.6x1010 97.3%
25-30M 10% 1.7x1010 3.2x109 18.8%
14% 1.7x1010 1.1x1010 68.0%
18% 1.3x1010 9.1x109 69.6%
30-35M 10% 1.5x1010 9.5x108 6.3%
14% 1.4x1010 6.3x109 46.3%
18% 1.4x1010 1.2x1010 84.6%
실험 결과, 슈가스피어스의 입도가 큰 경우(16-20M), 적은 양의 장용성 코팅제로도 뛰어난 내산성을 보였다. 반면, 슈가스피어스의 입도가 작은 경우(25-35M), 내산성을 나타내기 위해서는 더 많은 양의 장용성 코팅제가 필요하였다. 본 실험결과 바람직한 HPMC-P의 함량은 슈가스피어스의 입도에 따라 6~20% 범위로 확인되었다.

Claims (11)

10~40 메쉬(mesh) 크기의 담체에 유산균으로 1차 코팅되고,
친수성 고분자로 2차 코팅되고,
하이드록시프로필메틸셀룰로스 프탈레이트(HPMC-P), 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 장용성 코팅제로 3차 코팅되며,
상기 HPMC-P, 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물은 과립의 총 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함되는 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 유산균은 동결건조된 유산균 분말인 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 유산균으로 코팅된 담체는 하이드록시프로필셀룰로스(HPC)를 포함하는 에탄올 용액을 분무하여 코팅된 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 친수성 고분자는 하이드록시프로필셀룰로오스(HPC), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC), 전분, 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리덱스트로오스(Polydextrose), 및 소듐-카르복시메틸셀룰로오스(Na-CMC)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 장용성 코팅제는 에탄올 용액에 글리세린, 전분, 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함하는 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 담체의 크기는 16~20 메쉬이며, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 6 내지 14 중량%로 포함되는 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 담체의 크기는 20~25 메쉬이며, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 8 내지 16 중량%로 포함되는 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 담체의 크기는 25~30 메쉬이며, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 10 내지 18 중량%로 포함되는 유산균 함유 장용성 과립.
제1항에 있어서, 상기 담체의 크기는 30~35 메쉬이며, 상기 HPMC-P는 과립의 총 중량 대비 10 내지 18 중량%로 포함되는 유산균 함유 장용성 과립.
(s1) 10~40 메쉬(mesh) 크기의 담체를 유산균 분말로 1차 코팅하는 단계;
(s2) 상기 1차 코팅된 담체를 친수성 고분자로 2차 코팅하는 단계; 및
(s3) 상기 2차 코팅된 담체를 하이드록시프로필메틸셀룰로스 프탈레이트(HPMC-P), 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 장용성 코팅제로 3차 코팅하는 단계를 포함하며,
상기 HPMC-P, 폴리메타아크릴레이트 코폴리머, 또는 이들의 혼합물을 과립의 총 중량 대비 1 내지 30 중량%로 포함하는 유산균 함유 장용성 과립의 제조방법.
제10항에 있어서, 상기 (s1) 단계는 탄젠셜(tangential) 스프레이 방식의 유동층 코팅기 챔버에 슈가스피어를 유동시킨 후, 분말 공급기(powder feeder)로 유산균 분말을 뿌려주면서 하이드록시프로필셀룰로스를 포함하는 에탄올 용액을 분무하여 코팅하는 것인 유산균 함유 장용성 과립의 제조방법.
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