KR20220085816A - 친지성 식이 보충제, 약효식품(neutraceutical) 및 유리한 식용 오일의 경구 조성물 - Google Patents

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라파엘 에즈라
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카낙 테크놀로지스, 엘엘씨
라파엘 에즈라
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Abstract

본 발명은 유리한 식용 오일, 지용성 비타민, 및 약효식품(nutraceutical)과 같은 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능을 증가시키는 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물 및 방법은 식품, 음료, 보충제, 및 식품 첨가제의 생산시 식품 분에에 크게 적용가능하다.

Description

친지성 식이 보충제, 약효식품(neutraceutical) 및 유리한 식용 오일의 경구 조성물
본 발명은 일반적으로 유리한 식용 오일(edible oil), 지용성 비타민, 및 약효식품과 같은 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능(oral bioavailability)을 증가시키는 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물 및 방법은 식품, 음료, 보충제, 및 식품 첨가제의 생산시 식품 산업에 크게 적용가능하다.
많은 식품 및 음료 산업은 캡슐화 기술(encapsulation technology)을 사용하여 수-분산성, 화학 안전성, 및 소수성 성분, 예를 들면, 색상, 풍미, 지질, 약효식품, 보존제(preservative), 및 비타민의 취급을 개선시켰다. 특히 흥미있는 것은 친지성 생물-활성제, 예를 들면, 비타민 A, D 및 E, β-카로텐, 라이코펜, 루테인, 쿠르쿠민, 레스베라트롤, 및 코엔자임(coenzyme) Q10에서 유발되었고, 여기서 캡슐화는 개선된 경구 이용능을 제공함을 의미한다. 그러나, 에멀젼-기반(emulsion-based) 기술은 식품 산업에서 비교적 일반적이지만, 식용 전달 시스템에 대한 이의 적용은 여전히 많은 단점을 겪고 있다.
천연 식품 생성물에서 발견된 것을 포함하는, 소수성 생활성 화합물을 사용한 구체적인 문제는 소화관(gut) 내에서 이의 비교적 낮은 용해도, 불안정성, 및 불량한 흡수이며, 모두 낮은 경구 생체이용능으로 나타난다. 용해도 문제는 흔히 계면활성제의 사용으로 해결된다. 전통적으로, 소 분자 계면활성제를 식품 산업에서 사용하여 에멀젼의 형성 및 안정성을 향상시켜 왔다. 최근에, 다수의 추가의 적용이 미셀(micell)을 형성하는 계면활성제의 능력을 기반으로 확인되었다. 에멀젼과는 대조적으로, 미셀은 열역학적으로 안정한 시스템이다. 여전히, 많은 연구는 미셀 구조가 위장(stomach)의 산성 pH에서 필수적으로 보존되지 않음을 시사한다. 그리고 보다 최근의 연구는 특정 친지성 활성제의 경우에, 계면활성제는 용해도 대 장 막 침투능에 관한 역 효과를 가질 수 있음을 시사하고 있다.
친지성 활성제의 용해도를 보조하는 다른 인기있는 접근법은 사이클로덱스트린의 사용이다. 사이클로덱스트린-기반 제형은 약제 산업에서 널리 조명되었다. 그러나, 보다 중요한 고찰은 사이클로덱스트린이 전적으로 예측가능하지 않고, 일부 활성제의 경우, 감소된 흡수를 초래할 수 있음을 시사한다.
전반적으로, 많은 용해도 향상제의 경우, 친지성 활성제의 용해도를 개선시키는 이의 경향성과 동일한 활성의 각각의 장 막 침투능(intestinal membrane permeability)에서 부정적인 효과를 갖는 이의 경향성 사이에 균형이 존재한다. 다시 말해서, 성공적인 전달 방법은 용해도 향상제(들)과 다른 부형제의 조합의 주의 깊은 선택, 및 수득되는 제형의 물리화학적 및 생물학적 특성에서 이의 누적된 영향으로 조건화된다.
따라서, 용해도/침투능 균형의 단점을 극복하기 위한 친지성 물질의 신규하고 보다 진전된 제형의 개발에 대한 명확한 장려책이 존재한다. 훨씬 더 많은 도전적인 것은 식품 산업에서 보다 적용가능할 수 있는, 다양한 유형의 친지성 물질 및 활성제의 생체이용능을 개선시키기 위한 일반적이고 보다 포괄적인 접근법을 제안하는 것이다.
학술 및 특허 문헌, 예를 들면, 나노기술을 적용하는 것에서 다양한 친지성 활성을 지닌 특정 유형의 경구 제형을 기술하는 다수의 공보물이 존재한다. 그러나, 이들 중 어느 것도 광범위한 영양학적으로 관련된 활성 및 식품 제조 공정에 적용가능하도록 충분히 포괄적이고 적용가능하도록 한 것은 없는 것으로 여겨진다.
구체적인 문제는 미세-결정 슈가(fine-crystal sugar)를 생산하는 것이다. 결정성 슈가의 제형은 많은 식품 생성물에서 중요한 역활을 한다. 감미(sweetness)의 감각과는 별도로, 당은 또한 다양한 식품의 목적한 감촉 특성에 관여한다. 슈가의 결정화를 제어하는 분야는 성공적인 감미 및 다른 슈가 함유 식품 생성물의 생산시 중요한 요소 중 하나이다.
일부 식품 슈가 생성물은 결정성 슈가의 존재에 의존하지만, 다른 것에서 슈가 결정의 형성은 지연된다. 예를 들면, 하드 캔디(hard candy)를 획득하는 것은 일반적으로 결합이 있는 것으로 고려되며 일반적으로 특정 제형에 의해 피해진다. 다른 한편, 아이스크림 및 퐁당(fondant)은 부드러움 및 크리미한 품질을 위해서, 및 혼합을 증진시키기 위해 미세한 결정성 슈가를 요구한다.
다른 예는 초코릿이다. 초코릿은 코코아 고체, 결정성 슈크로스, 및 밀크 초코릿속의 우유 고체로 이루어진, 지방 속의 미세 입자의 현탁액이다. 그리고 코코아 및 우유 고체가 일반적으로 충분히 미세하지만, 슈크로스는 일반적으로 유의적인 크기 감소를 필요로 한다. 한외 미세 등급의 슈크로스는 전형적으로 400 μm 내지 1000 μm에서 변한다. 따라서, 초코릿 속의 성분으로서, 슈크로스 결정은 크기가 감소(<50 μm)되어야만 한다. 유사한 고려사항이 다른 유형의 제과(confection)에 적용된다.
마이크론 및 서브-마이크론 범위의 크기 감소는 식품 산업에서 급속히 개발되는 기술이다. 고체 입자상 물질의 경우, 마이크로- 및 나노미터화는 일반적으로 다양한 유형의 밀링(milling), 그라인딩(grinding), 및 시이빙(sieving)을 포함한다. 액체 물질은 주로 고압 및 한외 균질화 기술을 사용한다. 일반적으로, 입자 크기의 감소는 식품 물질의 물리-화학적 및 기능적 특성을 유의적으로 향상시키고 샘풀 품질의 개선을 가져온다.
슈가와 관련하여, 그라인딩 및 시이빙은 에너지 집약적이고, 고가이며, 불충분하다. 결정성 슈가를 그라인딩 및 시이빙하는 경우, 균열화(fracturing) 단계는 일반적으로 광범위한 크기 분포의 결정을 생성하며, 이는 큰 결정의 재-그라인딩 및 시이빙 및 초기 슈가 덩어리의 유의적인 손실을 초래한다.
동일계내 미분화(in-situ micronization)는 신규 입자 가공 기술이며, 이에 의해 마이크론 크기의 결정이 추가의 입자 크기 감소에 대한 요구없이 생산 과정 자체에서 수득된다. 기계적 힘, 온도, 및 압력과 같은, 외부 처리 조건을 요구하는 다른 기술과는 대조적으로, 이러한 기술을 사용하여 미분화된 생성물이 결정 형성 동안 수득된다.
다수의 공보가 슈가-기반 및 슈가-코팅된 식품 생성물의 제조 방법에 관한 것이다. 그럼에도 불구하고, 이들 중 어느 것도 최종-생성물에 추가의 영양, 풍미 및 안전성 가치를 부여하는 추가의 유리한 구성성분을 포함하기 위한 특정 정도의 유연성을 허용하면서, 미분화된 슈가를 생산하기에 충분히 간단하고 접근가능한 방식에 대해 설명하는 것은 없는 것으로 여겨진다.
친지성 활성물질의 경구 제형의 특정 유형이 대마초, 또는 단리되거나 순수한 카나비노이드와 같은 활성제의 경우 제W020035850호, 제WO2015/171445호, 제WO2016/147186호, 제WO2016/135621호 및 제WO2017/180954호에 이미 기술되어 있다. 나노기술을 사용하는 제형의 예는 고체 제형의 경우 제W019162951호 및 제W014176389호에, 액체 제형의 경우 제WO2013/108254호에, 및 치과 및 화장품에서 사용하기 위한 활성제의 경우 제WO0245575호 및 제WO03088894호에 기술되어 있다.
슈가 제형에서, 특히, 제WO20182789호는 고 농도의 이당류 및 캡슐화된 오일을 지닌 슈가-코팅된 코아세르베이트 캡슐을 기술하였다. 제WOl1000827호, 제US2010255154호, 제JP2003339400호는 다양한 생물-활성제를 사용한 슈가의 강화(fortification)에 관한 것이다. 그러나, 이중 어느 것도 최종 생성물에 영양, 풍미 및 안정성에 기여하는 추가의 유리한 구성성분을 사용하여 미분화된 슈가를 생산하기에 충분히 간단하고 접근가능한 방법을 제공하지 않는다.
식품 시장은 시장 주도권을 유지하고, 연장된 유통기한, 신선도, 및 품질을 지닌, 신선하고, 진품의(authentic), 편리하고, 풍미가 있는 식품 생성물을 생산하기 위한 신규한 기술을 지속적으로 요구하고 있다. 신규 물질 및 생성물은 농업 및 식품 생산, 식품 가공, 유통, 저장에 영향을 미치는, 추가의 관련 부문에 대한 진전 및 개선을 가져올 것으로 예측되고 있다.
나노기술은 식품 산업에 대해 새로운 가능성을 여는 주목받는 분야이다. 나노기술은 향상된 특성, 품질, 안전성, 및 증가된 유통 기한을 지닌 식품을 생산하는 능력과 관련하여 통상의 식품 가공 기술보다 우수하다. 나노물질은 향상된 생체이용능, 맛, 질감, 및 일관성을 지닌 식품, 및 새로운 유형의 기능 및 의학 식품의 질적 및 양적 생산을 위한 기반을 제공한다.
불량한 수용성 또는 친지성 물질과 관련하여, 특이적인 용해도 향상제, 예를 들면, 나노에멀젼, 덴드리머(dendrimer), 나노 미셀(nano micelle), 고체 지질 나노입자를 사용하는 나노-전달 시스템은 용해도, 침투, 생체-접근성(bio-accessibility), 및 경구 생체이용능을 전반적으로 개선시키기 위한 촉망되는 전략을 제공한다. 이들 시스템 중 일부는 활성제의 연장되고, 표적화된 전달을 추가로 제공한다.
통상의 지질-기반 제형의 단점, 즉, 물리적 불안정성, 제한된 활성 로딩 용량(active loading capacity), 수동 확산(passive diffusion), 위장(GI) 관 속에서 활성 유출(efflux) 및 집중적인 간 대사는 잘 알려져 있다. 나노화(nanonization)는 이러한 문제를 해결하는 하나의 접근법이다. 나노화의 기본적인 장점은 물질 표면적 및 용해 속도를 증가시키는데 있다. 친지성 물질을 사용하면, 나노화는 포화도, 용매도를 추가로 증가시키고 불규칙한 흡수를 감소시키며, 이에 의해 GI 벽을 통한 이의 수송에 영향을 미쳐 이의 경구 생체이용능을 증가시킨다.
나노캡슐화(nanoencapsulation)는 나노-에멀젼화(nano-emulsification), 및 최종-생성물에 신규한 품질 및/또는 신규한 기능을 부여하기 위한 나노-구조화(nano-structuration) 및 나노복합체(nanocomposite)의 생산과 같은 방법을 사용하여 물질을 초소형 구조(miniature structure)로 포장하는 기술이다. 구체적인 예는 생체-활성물질의 나노캡슐화 및 식품 산업에서 이의 적용이다. 식품 첨가제의 캡슐화는 새로운 맛을 제조하고 향기(aroma) 방출을 제어하거나 원치않는 맛을 차폐하는 다양한 능력을 제공한다. 또한 영양소, 보충제, 및 특히 불량한 수용성 활성제를 지닌 것, 예를 들면, 라이코펜, 오메가-3 지방산, β-카로텐 및 이소플라본이 풍부한 복합 식품을 생산하는 것이 가능하다.
본 발명은 이러한 떠오르는 신기술의 일부를 만든다. 본 발명은 마이크로- 및 나노화 기술을 적용하여 새로운 크기 규모에서 물질을 제조 및 조작하고, 매우 독특한 특성 및 광범위한 적용을 지닌 신규한 구조를 생성한다.
본 발명의 주요 목표는 식품 산업에서 유형적이고(tangible) 입증가능한, 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능을 개선시키기 위한 전략을 탐구하는 것이다. 이를 위해, 본 발명은 광범위한 친지성 식용물질 및 활성제, 예를 들면, 식용 오일, 친지성 비타민, 및 천연 추출물에 적용가능할 수 있는 독점적인 제형 접근법을 제공한다. 본 발명의 조성물은 자체적으로, 활성제의 보다 높은 로딩(loading) 및 개선된 경구 생체이용능을 지닌 보충제 및 슈퍼푸드(superfood)의 공급원으로서, 및 또한 보다 높은 영양가 및 신규의 바람직한 특성을 지닌 식품에 대한 기초로서 제공될 수 있다.
본 발명의 경구 조성물은 물 속에 충분히 분산될 수 있는 고체 미립자 물질을 구성한다. 다시 말해서, 미립자화 물질은 일반적으로 본원에 기술된 바와 같이, 물 속에서 용해되지 않으므로, 당해 분야에 공지된 바와 같이, 수-기반 분산액으로 형성될 수 있다. 이러한 품질 자체는 안정성, 저장, 작동성 및 식품 산업에 대한 적용능의 측면에서 충분한 장점을 구성한다. 조성물의 다른 특징은 이의 코어 구성성분, 즉, 슈가, 다당류, 계면활성제 및 식용 오일 및/또는 다른 친지성 활성제를 함유하는 친지성 나노구(nanosphere)의 특이적인 조성 및 정렬에 있다. 본 연구는 오일 및 활성제가 친지성 나노구의 내부 및 외부에 분포될 수 있으며, 이는 본 발명의 조성물의 상이한 생체이용능 특성의 특징에 관여함을 나타낸다. 슈가, 다당류, 및 계면활성제는 친지성 나노구를 포집(entrapping)하는 포메이션(formation) 또는 다공성 메쉬(porous mesh)를 제공한다. 포메이션 또는 메쉬의 다공성은 슈가, 다당류, 계면활성제, 및 오일의 상대적인 함량, 및 친지성 마노구의 크기에 의해 조절될 수 있으며, 이는 궁극적으로 미립자 구조 및 물질의 질감에 전체적으로 영향을 미친다. 이러한 특수 구조의 장점은 본 발명의 조성물의 특징인, 물 속에 분산시, 입자 크기의 보존, 장기간 안정성, 높은 로딩 용량(loading capacity)의 놀라운 특징으로 나타났다.
본 조성물의 코어 구성성분의 구체적인 예는 슈가의 경우 트레할로스, 슈크로스, 만니톨, 락티톨 및 락토스; 다당류의 경우 말토덱스트린 및 카복시메틸 셀룰로스(CMC); 및 계면활성제의 경우 암모늄 글리시리지네이트, 플루로닉 F-127 및 플루로닉 F-68이다. 식용 오일 및 활성제와 관련하여, 본 발명의 조성물은 일포화된 지방산(MUFA) 및 다포화된 지방산(PUFA), 예컨대, 오메가-3 및 오메가-6, 및 활성제가 용해된 식용 오일, 예를 들면, 비타민 A, D, E 및 K, 플라보노이드, 카로테노이드, 코엔자임 Q10, 프로바이오틱스(probiotics), 천연 추출물 및 슈퍼푸드, 및 이러한 성분의 다양한 조합이 풍부한 식물성 오일을 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 조성물은 필수적으로 높은 로딩(loading), 장기간 안정성, 재생산성, 향상된 생체-접근성 및 경구 생체이용능, 및 다른 특성의 측면에서 지질-기반 제형 및 나노입자의 장점을 조합한 하이브리드 제형이다.
본 발명의 조성물의 모든 이러한 구조적 및 기능적 특성 뿐만 아니라 다양한 유형의 식품 및 식품 보충제에 대한 이의 적용능이 본원에 탐구되어 예시되었다.
보다 구체적으로, 분말 조성물을 물 속에서 재구성시 나노입자의 원래 크기의 보존의 주요 특징은 다양한 생산 공정, 저장 조건 및 슈가, 오일, 및 활성제의 다양한 조성 전체에서, 및 심지어 수 용해성 필름(water dissolvable film), 예를 들면, 폴리비닐 알코올(PVA)로부터의 고정 및 방출시에도 일관된 것으로 밝혀졌다(실시예 1 내지 3).
첫째로, 친지성 나노구의 재생가능한 나노미터 크기의 특징은 특히 다양한 조건 하에서 입자 크기를 증가시키거나 융합(fusing) 시키는 나노에럴젼의 공지된 경향성 측면에서, 매우 놀라운 것이다. 둘째로, 이는 주로 물을 포함하는 식품 생산 공정과 매우 혼용성이다. 세째 및 가장 중요하게는, 나노화의 장점이 장 환경(intestinal milieu)에서 보존될 수 있어, 보다 높은 용해도, 침투능, 및 자체적으로 생체-접근성의 결과가 예측될 수 있음이 제시된다(실시예 8).
전반적으로, 본 발명의 조성물은 다양한 노출, 조작, 및 조건을 통해 보존되는 오일 및 활성제의 일관된 로딩, 포집(entrapment), 보존 및 재구성 능력을 제공한다.
높은 로딩 용량의 특징은 또한 본 발명의 조성물을 총 중량(w/w)의 90 내지 95%까지 오일 및 활성제를 사용하여 로딩시킬 수 있으며, 이는 재구성된 분말 속의 보존 나노미터 크기의 코어 특징을 파괴하지 않음을 나타내는 연구에서 추가로 강조되었다(실시예 5).
활성제의 화학적 보존의 특징은 본 발명의 조성물이 심지어 증가된 온도, 산화-촉진 종(pro-oxidative species), 및 산성 pH, 예를 들면, 라이코펜 및 어류 오일(fish oil)에 대해 민감한 활성제를 사용하더라도, 활성제의 분해 및 산화를 방지하였음을 나타내는 연구에서 강조되었다(실시예 4).
또한, 조성물의 다른 중요한 특징은 친지성 나노구의 내부 및 외부의 오일 및 활성제의 상이한 분포 및 캡슐화 능력을 증가시키는 능력에 관한 것이다(실시예 1.6 내지 1.7). 이러한 특징은 포집(entrapped) 및 비-포집된(non-entrapped) 오일 및 활성제에 대해 상이한 생체이용능을 지닌 조성물을 제공하는데 매우 유용하다. 이러한 특징은 본 발명의 조성물의 혈장 및 조직 특성에서 활성제의 이-상(bi-phasic) 방출 프로파일을 생체 내(in vivo)에서 발견함으로서 추가로 뒷받침되었다(실시예 6 내지 7).
이상 방출(biphasic release) 패턴은 활성제 방출의 즉각적인 버스트(burst) 및 추가의 연장된 활성제 방출을 제공한다. 본 발명의 조성물에 노출된 동물은 혈장 및 조직내 이상 방출 프로파일을 일관되게 나타내었지만, 유사한 지질 조성물에 노출된 동물은 단지 즉시 방출 프로파일 만을 나타내었다. 실험 기간의 제한으로 인하여, 연장된 방출 프로파일의 정확한 기간 및 특성(간헐적이거나 지속된)은 추가의 연구에서 확립되어야 하는 것으로 남아있다.
활성제의 즉각적인, 연장된 및 잠재적으로 표적화된 방출은, 이들이 이의 코어 구성성분의 특수한 조성 및 구조로부터 발샐하므로, 본 조성물 자체의 필수적인 속성인 것으로 기술될 수 있다. 전반적으로, 이러한 특징은 동일한 활성을 지닌 지질 형태에 걸쳐 본 발명의 조성물의 개선된 경구 생체이용능에 반영된다.
생체이용능의 조절 개념은 특히 비타민, 보충제, 약효식품, 및 슈퍼푸드에 적용가능하며, 이는 치료학적 목적을 달성함을 의미한다. 변형된 방출 제형은 활성 방출의 선택된 기간 및/또는 위치를 제공하고 목적한 치료학적 결과를 달성하기 위한 잠재능을 갖는다. 이러한 생성물은 일관성, 점도, 및 보다 우수한 순응도를 달성하기 위한 맛을 향상시키기 위한 담체, 부형제, 및 다양한 유형의 코팅을 추가로 포함할 수 있다.
중요하게도, 본 발명의 조성물은 친지성 나노구의 내부 및 외부에서 오일 및 활성제의 분포를 변화시키고, 캡슐화 용량(encapsulation capacity)을 조절함으로써 방출 프로파일의 조절을 허용한다. 캡슐화 오일 및 활성제는 오일의 양 및 유형 및/또는 슈가, 다당류, 및 계면활성제의 양 및 유형에 의존한다. 이는 예를 들면, 헥산을 사용하여 캡슐화되지 않은 오일을 제거함으로서 향상시킬 수 있다.
다시 말해서, 오일의 양 및/또는 비율은 조성물의 구조 및 나노구의 내부 및 외부의 오일의 분포를 지배함으로써, 오일 및 친지성 활성제의 차등적인 이용능을 제어한다. 따라서, 오일(및 활성제)의 양 및 비율을 변화시킴으로써, 조성물의 로딩 및 캡슐화 용량 및 이의 경구 생체이용능을 조절하는 것이 가능할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 조성물은 친지성 나노구의 내부 또는 외부의 오일 및 활성제를 각각 약 1:0 내지 9:1, 및 보다 특히 각각 약 4:1, 7:3, 3:2, 1:1, 3:7 또는 1:4 사이의 비까지 다양한 분포로 제공할 수 있다.
본 발명의 제형 접근법은 다양한 유형의 식용 오일, 오일과 친지성 활성제의 조합에, 단일 활성제로서 및 또한 다양한 일관성 및 형태로 복합 추출물 및 슈퍼푸드로서 적용가능함이 추가로 입증되었다(실시예 1 내지 9). 또한, 본 발명의 조성물은 포매(embedding)된 다음 설하 PVA 패치(patch)로부터 방출된 후 이의 코어 특성을 보존하였다(실시예 3).
따라서, 본원에서 제안한 제형 접근법은 다수 유형의 식용 오일 및 일반적으로 친치성으로 특징지워진 물질, 다시 말해서, GRAS(일반적으로 안전한 것으로 인식됨(Generally Recognized as Safe) 및 DSHEA(식이 보조제 건강 및 교육법(Dietary Supplement Health 및 Education Act)) 하에 제어되는 친지성 식품 및 물질의 전체 범위에 대해 실질적인 정도의 유연성 및 적용능을 부여한다.
전반적으로, 본 발명의 분말 형태는 활성제의 보다 높은 로딩, 보다 높은 캡슐화 용량, 보다 높은 안정성, 조절된 방출 및 개선된 경구 생이용능 및 생체-접근성의 특성과 관련되었으며, 이는 최소 농도의 계면활성제로, 유사한 지질-기반 조성물과 관련된 것을 유의적으로 능가한다. 또한, 부형제와 제한된 작용을 하는 지질-기반 조성물과는 대조적으로, 본 발명의 조성물은 전체 범위의 부형제의 적용을 허용한다. 이러한 모든 것은 본 발명의 조성물이 식용 오일 및 난용성 활성제의 시험관내(in vitro) 및 생체내 특성을 개선시키기 위한 촉망되는 접근법이 되도록 하며, 따라서 이를 식품 산업에서 적용하는데 매우 관련되도록 한다.
본 발명에 의해 해결된 다른 문제는 슈가의 미분화 문제에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 부드럽고 미세하게 과립화된 슈가 분말을 제공하며, 이는 자체적으로 포집된 친지성 나노구 또는 나노소적(nanodroplet)과 슈가 결정성 매트릭스로 제조된 복합 미립자 물질이다. 이러한 특수 구조는 조성물에게 슈가의 목적한 특성(예컨대, 맛, 작은 결정, 보다 큰 표면적, 보다 높은 용해도, 가공 및 저장 동안 기계적 및 열역학적 안정성) 및 다양한 목적한 친지성 활성제를 포획 또는 포집함으로써 최종-생성물에 신규한 품질 및 기능을 부여하는 능력을 제공한다.
캡슐화는 새로운 풍미, 향기, 색상 및 향상된 영양가를 지닌 활성제와는 별도로, 활성제의 화학적 또는 생물학적 분해에 추가로 영향을 미칠 수 있고 저장 수명을 연장시킬 수 있다. 다른 기능은 특정 활성제의 제어되고 표적화된 전달 잠재능이다. 이러한 모두는 나노캡슐화가 '기능성 식품'을 생산하기 위한 이상적인 기술이 되도록 한다.
슈가 자체의 미분화(micronization)는 많은 장점을 갖는다. 나타낸 바와 같이, 다수의 식품 생성물은 관능 및 조직 특성을 위해 슈가를 사용한다. 슈가의 결정상은 식품에 사용된 임의의 착색 염료 속에서의 부적절한 분산 외에, 유의적으로 상이한 조직 특성을 갖는다. 주로 최소화를 위해, 슈가 결정의 혈성을 제어하는 것은 감미 생성물을 제조하는 공정 뿐만 아니라 새로운 생성물의 설계에서도 중요하다.
슈가의 결정화는 복잡한 공정이다. 통상의 지혜는 포화도에 의한 슈가의 결정화를 안내한다. 그러나 제조 공정에서 과포화의 구현은 열 및 에너지 집약적이다. 더욱이, 과포화 동안 슈가 결정의 핵화(nucleation)는 거의 제어될 수 없고, 일반적으로 다양한 크기 및 유형의 결정을 생성한다.
나타낸 바와 같이, 슈가가 용해되기 보다는 현탁되어 있는, 아이스크림, 초코릿 및 퐁당과 같은 일부 식품은 감소된 크기의 결정 슈가를 필요로 한다. 특히 초코릿은 50 ㎛보다 더 작은 슈가 결정을 사용한다. 이러한 유형의 생성물을 달성하는 통상의 방법은 고가이고 비효율적이다. 대신에, 본 발명은 마이크론 범위 이내, 즉, 약 10 μm 내지 200 μm, 및 심지어 20 내지 50 μm의 크기를 지닌 미분화된 슈가의 비교적 균일한 집단을 생산하는 간단하고 실제적인 방법을 제공한다.
이를 위해, 본 발명은 동일계내 접근법(in situ approach)에서 미분화를 사용하며, 이에 의해 미세결정이 입자 크기 감소의 추가의 단계없이 에너지 및 물질의 손실을 수반하지 않으면서, 생산 공정 현장에서 생산된다. 식품 산업 현장에서 미분화를 적용한 경험은 비교적 거의 없다. 크기, 질감, 용해, 및 맛의 개선된 특성을 지닌 식품 생성물을 생산하기 위한 이러한 기술의 적용이 본원에서 예시되었다(실시예 10).
다른 중요한 특성은 다양성(versatility) 및 입자 크기를 제어하는 능력이다. 이의 특수한 복합 구조 덕분에, 슈가 입자의 크기와 포집된 친지성 나노구의 크기 사이에 긍정적인 상관관계가 존재한다. 이러한 상관관계의 존재에 대한 증거는 본원의 실시예(실시예 10.3)에서 제공되었다. 따라서, 본원에 제안된 슈가의 제조 방법은 보다 우수한 생성물을 제공하는 능력의 측면에서 뿐만 아니라 특수한 적용 및 요구도에 대해 생성물을 변형시키거나 적용하는 능력의 측면에서 유리하다.
따라서, 기술 발명은 공지된 식품 생성물에 대해 개선된 품질을 제공하고, 또한 광범위한 가능성 및 추가의 적용을 지닌 신규하고 향상된 특성을 지닌 완전히 새로운 생성물을 설계 및 개발하기 위한 예정되거나 조심스럽게 제어된 입자 크기 및 오일 함량을 지닌 광범위한 슈가 생성물을 제조하기 위한 플랫폼(platform)을 제공한다.
여전히 다른 관점으로부터, 본 발명은 친지성 식용 물질, 활성제, 착색제, 풍미제, 약효식품, 안정화제 및 비타민을 제형화하는데 있어 공지된 문제점을 해결하기 위한 독점적인 제형 접근법을 제공한다. 친지성 활성제의 불량한 수-분산성, 안정성 및 효능은 잘 알려져 있다. 약효식품 및 비타민, 특히, 예컨대, 비타민 A, D, E, β-카로텐, 라이코펜, 쿠르쿠민, 레스베라트롤 및 코엔자임 Q10은 불량한 생체-용해도, 화학적 불안정성, 불량한 흡수, 및 낮은 경구 생체이용능의 단점을 겪는다. 캡슐화 및 나노화는 이러한 활성제의 생체-전달을 개선시키기 위한 강력한 접근법이다.
본 발명은 복합 접근법: (1) 친지성 활성제, 풍미제, 안정화제의 생체-전달을 촉진하기 위한 캡슐화 및 나노화, 및 (2) 이러한 구조를 식용가능하고 매력적인 식품 및 다른 생성물 내로 혼입하기 위한 미분된 다공성 슈가 물질의 생산을 제공한다. 이러한 2개의 성분은 크기의 측면에서 서로 상호장용한다. 다양한 보충제 및 비타민을 친지성 나노구 내로 혼입시키기 위한 잠재능이 본원에 예시되었다.
나타낸 바와 같이, 슈가 및 오일과는 별도로, 이러한 구조는 몇가지 추가의 구성성분, 구체적으로 다당류 및 계면활성제에 의해 촉진된다. 모든 이러한 구성성분의 구체적인 특성은 하기에 상세히 논의될 것이다. 조성물은 상이한 공급원으로부터 및 다양한 조합으로, 이러한 그룹의 다양한 대표물을 포함할 수 있음에 주목하여야 한다.
또한, 구성성분의 정확한 비율은 맛, 질감, 영양가, 및 다른 품질의 목적한 특성에 따라 변할 수 있다. 각각의 농도는 다음과 같이 광범위하게 특성화될 수 있다: 조성물의 무수 중량(w/w) 당, 각각 슈가의 경우 30% 내지 80%, 오일의 경우 10% 내지 80%, 다당류의 경우 5% 내지 25% 및 계면활성제의 경우 약 1% 내지 10%.
명시한 농도 범위 이내의 슈크로스, 말토덱스트린, 슈가 에스테르(SP30) 및 테오브로마 오일(코코아 버터)을 포함하는 조성물의 구체적인 예가 본원에 예시되었다.
조성물은 친지성 나노구 속에 캡슐화된 광범위한 친지성 물질을 추가로 포함할 수 있다. 구체적인 예는 친지성 약효식품, 비타민, 식이 보충제, 항산화제, 슈퍼푸드 및 동물 또는 식물의 추출물, 프로바이오틱 미생물이고 다양한 비율 및 조합이다. 추가의 예는 친지성 식품 착색제, 맛 및 향기 향상제, 맛 차폐제, 및 식품 보존제이다.
나노캡슐화는 또한 조성물이 특정 특성, 예를 들면, 안정성, 저장 수명, 맛 등의 보존을 위한 담체, 부형제, 및 활성제의 흡수 및 제어된 방출을 촉진하는 다른 성분을 포함할 수 있음을 내포한다.
가장 넓은 의미에서, 본 발명의 기술은 포집된 나노입자을 함유하는 다공성 물질의 복합체를 제공하며, 여기서 다공성 물질 및 나노입자는 소수성/친수성의 측면에서 대척된다. 다시 말해서, 기술은 친수성 다공 물질과 소수성 나노입자, 및 이의 역으로 제조된 복합체 물질, 소수성 다공 물질과 친수성 나노입자로 제조된 복합체를 제공할 수 있다. 이러한 다양성은 복합체 물질의 특정 성분, 즉, 슈가, 오일, 다당류 및 계면활성제의 하나 이상의 유형으로부터 온다.
여전히 다른 관점으로부터 본 기술은 소수성 또는 친수성 물질을 포집함으로써 특정의 바람직한 특성을 최종 식품 생성물에 부여하는 나노캡슐화를 사용하여 '스마트 식품(smart food)' 또는 '기능성 식품'을 제공한다. 또한, 이러한 기술은 캡슐화된 나노입자의 크기를 제어하기 위한 수단으로써 캡슐화된 코어를 사용함으로써, 식품 생성물에 목적한 과립화, 용해도 질감 및 맛 및 추가의 특성을 부여한다.
궁극적으로, 본 발명은 주문형 식품의 개념을 기반으로 한다. 구체적으로 맞춤화되거나 상호작용하는 식품의 개념은 소비자가 이들 자체의 영양 요구도 또는 맛에 따라 식품을 조절하도록 할 수 있다. 예를 들면, 오늘날 사람들은 영아, 어린이, 성인, 노인 및 위장 질환을 앓고 있는 사람 사이에서의 차이 측면에서, 보다 구체적이고 맞춤화된 비율의 영양 보충제를 더 요구한다.
본 발명의 조성물 및 방법은 맛, 질감, 저장 수명 및 식품 가공의 방식과 관련하여 보다 우수한 품질의 식품 생성물의 측면 뿐만 아니라 이러한 식품이 결합되어 전달되는 보다 우수한 안전성 및 건강 이점의 측면에서 차이를 만들 수 있다. 이는 개선된 품질 및 향상된 영양가를 지닌 신규하고 진던된 식품 생성물을 설계하기 위한 신규한 플랫폼, 및 친지성 식용 생성물 및 다른 친지성 활성제에 대한 혁신적인 전달 시스템을 제공한다.
주제를 보다 잘 이해하고 이것이 실제로 수행될 수 있는 방법을 예시하기 위하여, 구현예를 이제 다음의 도면을 참고로 비-제한적인 예의 방식으로 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 분말 조성물의 입자 크기 특성을 보존하는 특징을 나타낸다. 도는 45℃(오븐)에서 1, 35, 54, 72 및 82일(3개월은 RT에서 24개월에 상응한다) 동안 저장된 칸나비노이드(THC 또는 CBD)를 포함하는 분말 조성물을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 분말 조성물에 의해 부여된 친지성 활성제 및 오일의 보호 특징을 나타낸다. 도는 어유(사선) 및 이를 포함하는 분말 조성물(실선)에 대한 TOTOX(전반적인 산화 상태) 값을 나타낸다. 어유는 산화에 대해 민감성이다. 도는 0일로부터 출발하여 14일까지 분말 조성물로 제형화된 어유 속의 1차 및 2차 산화 생성물의 유의적으로 낮은 수준을 나타낸다.
도 3a 및 3b는 래트 모델(rat model)에서 단일 경구 용량 투여 후 나타난 것으로서, 동일한 활성제를 지닌 지질-기반 조성물(LL-OIL)과 비교하여 분말 조성(LL-P)을 지닌 활성제 CBD (A) 및 THC (B)의 개선된 경구 생체이용능의 장점을 나타낸다. 도는 전반적인 활성제의 즉각적이고 연장된 방출 및 개선된 방출을 제공하는, 본 발명의 조성물의 특징적인 혈장내 이상 방출 프로파일(biphasic release profile)을 나타낸다.
도 4a 내지 4d는 개선된 경구 생체이용능의 장점이 THC 및 CBD를 지닌 분말 조성물(LL-P) 및 동일한 활성제를 지닌 지질-기반 조성물(LI-OIL)을 투여한 동물의 조직에서 재생됨을 나타낸다. 도는 간 및 뇌 속에서 특징적인 이-상 활성 방출 프로파일(bi-phasing active release profile)을 나타낸다.
도 5는 개선된 경구 전달 및 생이용능의 장점이 광범위한 친지성 활성제 및 오일에 적용가능함을 나타낸다. 도는 래트 모델에서 단일 경구 용량 투여시 분말 비타민 D3 조성물(실선) 대 유사한 지질 조성물(사선)의 혈장내 활성제 방출 프로파일을 나타낸다. 분말 조성물은 지질 조성물보다 비타민 D3의 농도에서 2배 증가를 나타낸다.
도 6은 반-동적 시험관내 소화 모델(semi-dynamic in vitro digestion model)을 사용하여 본 발명의 조성물의 특징적인 향상된 생체-접근성(GI 소화도)의 특징을 나타낸다. 도는 각각의 활성제 및 총 활성제에 대해 각각의 오일 형태(O)와 비교하여 분말 조성물(P)의 오레가노, 티몰 및 카르바크롤에서 발견된 2개 활성제의 향상된 생체-접근성을 나타낸다.
도 7a 내지 7d는 반-동적 모델을 사용하여 개선된 생체-접근성의 장점을 추가로 확장한다. 도는 분말 조성물의 보호 효과 및 생체 접근성이 분말 조성물 단독(사선) 및 오일-기반 조성물(점선)과 비교하여 장용 코팅된 캡슐(실선)을 사용하여 추가로 향상될 수 있음을 나타낸다. 도는 가스상의 말기에서 총 티몰 및 카르바크롤(A), 카르바크롤(B) 및 티몰(C)의 생체-접근성, 및 위 및 십이지장 상 동안 장용 코팅된 캡슐(D)을 지닌 분말 조성물 속의 총 티몰 및 카르바크롤의 생체-접근성에 관한 것이다.
도 8a 및 8b는 특징적인 부드럽고, 미세 과립 질감, 및 20 내지 50 μm의 범위의 크기를 지닌 테오브로마 오일을 지닌 슈가 입자를 나타내는 xlK(A) 및 x5K(B) 확대 하에서의 SEM 영상(주사 전자 현미경)이다.
도 9a 내지 9d는 본 발명의 슈가 입자의 복합 성질을 나타낸다. 도는 슈가 입자 속에 포집된 평균 크기(average size)가 80 내지 150 nm인 친지성 나노구를 나타내는 cryo-TEM 영상(극저온 침투 전자 현미경(cryogenic transmission electron microscopy))을 나타낸다.
도 10 및 11은 포집된 친지성 나노구의 크기에 의한 슈가 입자 크기의 제어 특징을 나타낸다. 나노구의 크기는 에멀전화 및 압력의 강도에 의해 약 50 내지 900 nm의 범위 내에서 변형될 수 있다.
도 10a 및 10b는 에멀젼화 조건 하에서 생산된 테오브로마 오일을 지닌 슈가 입자를 나타내는 xlK(A) 및 x0.5K(B) 확대 하의 SEM 영상이며 여기서 나노구(nanosphere)는 평균 크기가 800 nm이고, 평균 크기가 130 내지 160 μm인 슈가 입자를 생성한다.
도 11a 및 11b는 xlK(A) 및 x0.5K(B) 배율 하의 SEM 영상이며, 여기서 포집된 나노구는 평균 크기가 150 nm이고 수득되는 슈가 입자는 평균 크기가 20 내지 50 μm이었다.
도 12는 본 발명의 분말 형태의 향상된 감미 특성의 특징을 나타낸다. 도는 본 발명의 테오브로마 오일 조성물의 관능 시험의 결과를 나타내며, 이에 의해, 모든 4명의 시음자(taster)는 슈크로스와 비교하여 본 발명의 조성물의 15% 내지 30% 향상된 감미를 보고하였다.
도 13은 동일한 관능 시험에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 분말 형태의 입안 특징인 향상된 녹는 특징을 나타낸다. 모든 4명의 시음자는 슈크로스(암 회색)과 비교하여 본 발명의 조성물(연 회색)에 대해 향상된 녹는 느낌을 보고하였다.
도 14는 4개 유형의 분말: 슈크로스:말토덱스트린 8:2(w/w), 미세하게 파쇄된 슈크로스:말토덱스트린 8:2(w/w), 네오브로마 오일의 마이크로분말 및 가장 빠른 용해 속도를 나타내는 본 발명의 나노입자를 사용한 테오브로마 오일의 나노분말을 비교한 시험관내 용해 시험을 나타낸다.
구현예의 상세한 설명
본 발명의 영역은 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되므로, 본 발명이 본원에 기술된 특수한 방법, 및 실험 조건에 제한되지 않으며, 본원에 사용된 기술은 단지 특수한 구현예를 설명하기 위한 목적이고 제한하려는 것이 아님이 인식되어야 한다.
많은 연구자 및 산업계는 현재 친지성 생체활성제, 예를 들면, 지용성 비타민, 약효식품, 및 지질의 경구 생체이용능을 증가시키기 위한 다양한 전달 시스템을 개발 중에 있다. 이의 불량한 용해도로 인하여, 이러한 상이한 생물-활성제를 식품, 음료, 및 다른 소비재 형태 내로 혼입하는 것과 관련된 유의적인 도전과제가 존재한다. 상이한 나노에멀젼 제작 방법이 다양한 종류의 소수성 비타민 및 약효식품의 안정성 및 경구 생체이용능을 개선시키기 위해 사용되어 왔다.
나노에멀젼의 주요 단점 중 하나는, 일반적으로, 시간에 걸친 입자 크기의 측면에서 이의 상대적인 불안정성이다. 경구 투여용으로 유리한 것으로 고려되는, 고체 분말 형태의 나노에멀젼이 입자 크기에 있어서, 및 특히 물 속에서 재구성 후 균일성의 결여로 유명하다. 비-균일성과는 별도로, 입자의 융합 또는 재구성으로 인한 입자 크기의 일반적인 증가로, 전체 표면적이 감소하는 경향성이 존재한다.
증가된 입자 크기 및 균일성의 결여는 나노 입자 내에 포집된 물질의 흡수에서 유의적인 다양성, 및 불량한 경구 생체이용능을 초래한다. 표면적이 보다 작은 보다 큰 입자는 혈장 및 조직 속에서 열등한 흡수를 갖는다. 따라서, 나노에멀젼 기술의 가능성에도 불구하고, 식품, 음료, 및 다른 식품 생성물의 산업으로 이의 통합에는 여전히 유의적인 단점이 존재한다.
본 발명은 식용 오일 및 추가의 식용 친지성 활성제의 나노화된 분말 조성물을 사용하여 이러한 곤란성을 능가하는 것으로 입증되었고, 이는 물 속에서 용이하게 분산되며 로딩, 캡슐화 및 저장 가능성 및 개선된 경구 생체이용능의 특성을 보존한다.
광의의 의미에서, 본 발명의 조성물은 식용가능한 오일 및 이러한 오일 속에 첨가되거나 용해된 식용 물질, 예를 들면, 친지성 보충제, 항산화제, 비타민, 영양소, 슈퍼푸드, 및 다른 첨가제일 수 있는, 식용가능한 친지성 물질의 경구 고체 수-분산가능한 조성물로서 표시된다.
다시 말해서, 다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 식용 오일 또는 식용 오일의 조성물을 포함할 수 있다.
다른 구현에에서, 본 발명의 조성물은 식용 오일 속에 용해된 하나 이상의 친지성 물질 또는 활성제를 포함할 수 있다.
본 맥락에서, 본 발명에 적용가능한 물질은 통상의 치료학적 생성물, 엄격한 약제학적 생성물 또는 활성제, 또는 FDA 또는 EMA(유럽 동일기관) 하에 규제된 사람 약물을 포함하지 않는다.
용어 ' 식용가능한 친지성 물질 '은 지방, 오일, 지질, 및 비-극성 용매 속에서 용해하는 화학 화합물의 능력 또는 친지성 특징에 관한 것이다. 친지성, 소수성, 및 비-극성은 동의어는 아니지만, 동일한 경향성을 설명할 수 있다. 하전되지 않은 분자의 친지성은 물/오일 이상 시스템(예컨대, 물/옥탄올)의 분배 계수(partition coefficient)(log P)를 측정함으로써 실험적으로 평가할 수 있다. 약산 또는 염기의 경우, 측정은 종의 대부분이 변화되지 않고 유지된 pH 대 종(species)의 대부분이 변화되는 pH를 추가로 고려하여야만 한다. log P에 대한 양의 값은 지질 상 속에서 보다 높은 농도(즉, 화합물이 보다 친지성이다)를 나타낸다.
따라서, 다수의 구현예에서, 본 발명은 0 이상의 분배 계수(log P)를 갖는 하전되지 않거나 약하게 하전된 친지성 물질에 적용된다.
보다 구체적으로, 본 발명은 log P가 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8, 8-9, 9-10, 10-11, 11-12, 12-13, 13-14, 14-15, 15-16, 16-17, 17-18, 18-19, 19-20 이상의 범위인 임의의 식용성 친지성 물질에 적용가능하다.
용어 ' 식용 오일 '은 둘 다 동물 및 식물 공급원으로부터의 임의의 식이 지방 및 오일을, 예컨대, 트리아실글리세롤로서 포함한다. 일반적으로, 동물 기원의 지방은 포화된 지방산이 비교적 높고, 콜레스테롤을 함유하며 실온에서 고체인 경향이 있다. 식물 기원의 오일은 포화된(일- 및 다중불포화된) 지방산이 비교적 높고 실온에서 액체인 경향이 있다.
다수의 구현예에서, 본 발명의 조성물은 식물 또는 동물 공급원, 또는 이의 혼합물로부터 수득된 천연 오일을 포함할 수 있다.
여전히 다른 구현예에서, 본 발명의 조성물은 합성 오일 또는 지방, 또는 천연 오일과 이의 혼합물을 포함할 수 있다.
다수의 구현예에서, 본 발명의 조성물은 실온에서 고체, 반-고체 및/또는 액체인 식용 오일을 포함할 수 있다.
주목할만한 예외사항은 열대성 오일로 명명된 식물성 오일(예컨대, 팜(palm), 팜 커널(palm kernel), 코코넛 오일), 및 특히 수소화된 지방을 포함한다. 열대성 오일은 포화 지방산이 높이만 단쇄 지방산의 높은 비율로 인하여 실온에서 액체로 남아있다. 부분 수소화된 식물성 오일은 트랜스 지방산이 비교적 높다.
식용 오일은 소량의 항산화제를 추가로 함유한다. 천연 항산화제의 예는 토코페롤, 인지질, 아스코르브산(비타민 C), 피트산(phytic acid), 페놀산 및 기타를 포함한다. 식용을 위한 일반적인 합성 항산화제는 부틸화된 하이드록시아니솔(BHA), 부틸화된 하이드록시톨루엔(BHT), 프로필 갈레이트(PG), 3급 부틸 하이드로퀴논(TBHQ) 등이다. 본 발명은 또한 이들 모두를 포함한다.
식이 지방 및 오일은 포화된(SFA), 일불포화된(MUFA) 및 다불포화된(PUFA) 지방산과 같이 이의 구성 지방산의 쇄 길이에서 상이하다. 이러한 차이는 혈장 속 지질의 농도 및 혈장 콜레스테롤 수준에 현저하게 영향을 미친다. 따라서, SFA를 다불포화된 지방산으로 대체하고 어류 및 식물 공급원으로부터 오메가-3 지방산의 증가된 소비는 관상 심장 질환(coronary heart disease)에 대한 위험 감소와 관련되어 있다.
지방산의 조성 및 유형은 예를 들면, 기체-액체 크로마토그래피(gas-liquid chromatography)(GFC), 질량 분광법과 조합된 GLC, 고-액체 크로마토그래피(HPLC)에 의해 측정될 수 있다.
다수의 구현예에서, 본 발명의 조성물에 적용가능한 오일은 주로 불포화된 오일, 또는 일불포화된 지방산(MUFA) 및 다불포화된 지방산(PUFA)의 실질적인 비율을 포함하는 오일이다.
다수의 구현예에서, 식용 오일은 어류 및 식물 공급원으로부터 수득되며, 이는 모메가-3 지방산이 풍부하다. 보다 구체적으로, 3개 유형의 오메가-3 지방산이 존재한다: 에이코사펜타엔산(EPA), 도코사헥사엔산(DHA) 및 알파-리놀렌산(ALA). 따라서, 다수의 구현예에서, 본 발명의 식용 오일은 오메가-3 지방산, 또는 이러한 목록으로부터의 임의의 조합 중 적어도 하나를 천연적으로 함유하거나 이것이 풍부할 수 있다.
다수의 구현예에서, 선택된 오일은 올리브 오일일 수 있고, 이는 맛 및 건강 특성, 특히 엑스트라-버진(extra-virgin) 범주에 대해 선호된다. 올리브 오일은 MUFA, 오메가-3 및 오메가-6 지방산이 풍부하다.
오메가-3 및 오메가 6 지방산은 뇌 기능, 정상적인 성장 및 발달에 중요한 역활을 한다. 오메가-6 유형은 피부 및 모발 성장을 자극하고, 뇌 건강을 유지하고, 대사 및 재생 시스템을 조절하는 것을 돕는다. 오메가 6는 잇꽃 오일, 해바라기 오일, 옥수수 오일, 대두 오일, 해바라기 및 호박씨, 호두 속에 존재한다.
본 발명에 적용가능한 식용 오일의 비-제한적인 목록은 다른 것들 중에서도, 코코넛 오일, 옥수수 오일, 카놀라 오일(canola oil), 면화씨 오일, 올리브 오일, 팜 오일, 땅콩 오일, 평지씨 오일, 잇꽃 오일, 참깨 오일, 대두 오일, 해바리기 오일, 아몬드 오일, 유채씨 오일, 브라질 너트 오일(brazil nut oil), 캐슈넛 오일(cashew oil), 헤이즈넛 오일(hazelnut oil), 마카다미아 오일(macadamia oil), 몽공고 넛 오일(mongongo nut oil), 피칸 오일(pecan oil), 잣 오일(pine nut oil), 피스타치오 오일(pistachio oil), 호두 오일, 호박 씨 오일, 자몽 씨 오일, 레몬 오일, 오렌지 오일, 아르간 오일(argan oil), 아보카도 오일, 및 다른 잘-공지된 식물성 오일, 및 어류로부터의 비-식물성 오일, 예를 들면, 청어 오일, 정어리 오일(sardine oil), 고등어 오일, 연어 오일, 참치 오일, 넙치 오일(halibut oil), 황새치 오일(swordfish oil), 녹색 폐류 오일(green shellfish oil), 틸어 오일(tilefish oil), 명태 오일(pollock fish oil), 대구 오일(codfish oil), 메기 오일(catfish fish oil), 도미 오일(snapper fish oil) 및 넙치 오일(flounder fish oil)을 포함한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 카놀라 오일, 해바라기 오일, 참깨 오일, 땅콩 오일, 포도씨 오일, 버터(ghee), 아보카도 오일, 코코넛 오일, 호박씨 오일, 아마씨 오일(flaxseed oil), 대마 오일(hemp oil), 올리브 오일로부터 선택된 하나 이상의 식용 오일을 포함할 수 있다.
본 조성물과 관련된 식용 오일의 확장된 목록은 부록 A에서 제공된다.
다른 관점으로부터, 본 발명의 경구 조성물은 평균 크기가 약 50 nm 내지 약 900 nm의 범위이고 마이크로미터 입자로 함유되고 예정된 특성에서 친지성 나노구의 내부 및/또는 외부에 분포함으로써, 적어도 하나의 식용 친지성 물질의 즉각적인 및/또는 연장된 전달을 제공하는 다수의 친지성 나노구를 각각 포함하는 다수의 마이크로미터 입자를 포함하는 복합체 물질(composite matter)로서 관찰될 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 조성물은 마이크로미터 규모의 입자, 또는 입자 크기가 약 10-900 μm의 범위, 또는 보다 구체적으로 입자 크기가 10-100 μm, 100-200 μm, 200-300 μm, 300-400 μm, 400-500 μm, 500-600 μm, 600-700 μm, 700-800 μm 및 800-900 μm의 범위인 입자를 포함하는 고형 입자상 물질이다.
특정의 구현예에서, 본 발명의 분말은 평균 크기가 약 10 μm 내지 약 300 μm의 범위, 또는 보다 구체적으로 평균 크기가 10-50 μm, 50-100 μm, 100-150 μm, 150-200 μm 및 250-300 μm의 범위인 친지성 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물의 마이크로미터 입자 자체는 평균 크기가 약 50-900 nm, 및 보가 구체적으로, 평균 크기가 약 50-100 nm, 100-150 nm, 150-200 nm, 200-250 nm, 250-300 nm, 300-350 nm, 350-400 nm, 400-450 nm, 450-500 nm, 500-550 nm, 550-600 nm, 650-700 nm, 700-750 nm, 750-800 nm, 800-850 nm, 850-900 nm 및 900-1000 nm(본원에서 평균 크기는 평균 직경이다)의 범위인 친지성 나노구를 포함하는 복합체 물질이다.
친지성 나노구의 크기 또는 직경은 수중 분말 조성물의 재구성시 DLS(동적 광 산란(dynamic light scattering))에 의해 측정될 수 있으며, 이러한 측정은 본원에 예시되었다.
다수의 구현예에서 마이크로미터 입자의 크기는 친지성 나노구의 크기와 관련되며, 이는 친지성 나노구의 크기가 마이크로미터 입자의 크기를 지배함을 의미한다.
상기 내용은 친지성 나노구가 필수적으로 마이크로미터 입자 내에 포집됨을 내포한다. 이는 이러한 복합체 물질이 나노구를 함유하도록 하는 특정의 다공성 또는 배열을 가짐을 내포한다. 이러한 2개의 특징이 본원에 예시되었다. 이는 본 발명의 조성물의 로딩 및 캡슐화 용량에 추가로 반영된다(하기 참고).
본 발명의 중요한 특징은 친지성 나노구의 형태 및 크기가 물 속에 분산 시 실질적으로 유지된다는 것이다. 다시 말해서, 복합체 물질의 특수한 조성 및 구조로 인하여, 나노구의 평균 크기는 다양한 조건, 예를 들면, 동결건조, 장기간 저장, 고정 및 매트릭스 또는 필름, 예를 들면, PVA 등으로부터의 방출 하에 변하지 않고 유지된다. 본원에서 용어 ' 실질적으로 유지된다 '는 조작 또는 특정 조건에 대한 노출 전 및 후에 평균 직경에서 1-5%, 5-10%, 10-15%, 15-20% 또는 25% 이하의 편차를 내포한다.
본 조성물의 중요한 특징은 친지성 나노구 내부 및 외부의 식용의 친지성 물질의 분포에 있다. 이러한 특징은 본 발명의 조성물의 특징인 활성제의 즉각적인 및/또는 연장된 전달 또는 방출의 특성에 관여한다.
다수의 구현예에서 식용의 친지성 물질은 친지성 나노구의 내부 또는 외부에 각각 약 1:0 내지 9:1의 비에서 분포할 수 있다.
특정의 구현예에서 식용의 친지성 물질은 친지성 나노구의 내부 또는 외부에 각각 약 4:1, 7:3, 3:2의 비에서 분포할 수 있는데, 이는 이들이 친지성 나노구의 내부에 과도하게 존재함을 의미한다.
다른 구현예에서 식용의 친지성 물질은 친지성 나노구의 내부 또는 외부에서 각각 약 3:7 또는 1:4 사이의 범위에서 분포할 수 있으며, 이는 이들이 친지성 나노구의 외부에 과도하게 분포함을 의미한다.
여전히 다른 구현예에서 식용의 친지성 물질은 친지성 나노구의 내부 또는 외부에서 약 1:1의 비에서 분포할 수 있으며, 이는 이들이 친지성 나노구의 내부 및 외부에 거의 동일한 비유로 존재함을 의미한다.
동일한 특징이 조성물 내로 식용의 친지성 물질의 캡슐화 용량 측면에서 추가로 명확해질 수 있다. 용어 ' 캡슐화 용량 '은 전체적으로 미립자 물질, 또는 분말 조성물 내부에 포집된 식용의 친지성 물질의 양 또는 비율을 지칭한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 총 중량에 대해 적어도 약 80%(w/w), 또는 보다 구체적으로 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97% 및 98%(w/w), 또는 총 중량에 대해 약 50%-98%, 60%-98%, 70-98%, 80-98% 및 90-98%(w/w) 사이의 범위까지 식용의 친지성 물질의 캡슐화 용량을 가질 수 있다.
이러한 특징은 오일 구성성분의 중량에 대해 적어도 약 80%(w/w) 이하, 또는 보다 구체적으로 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97% 및 98%(w/w), 또는 오일 구성성분에 대해 약 50%-98%, 60%-98%, 70-98%, 80-98% 및 90-98%(w/w) 사이의 범위까지 식용 친지성 물질의 로딩 용량을 가질 수 있다.
이러한 특징은 조성물 상으로의 식용의 친지성 물질의 로딩 용량과 추가로 관련되어 있다. 용어 ' 로딩 용량 '은 분말 조성물 상에 로딩된 식용의 친지성 물질의 양 또는 비율을 지칭한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 총 중량에 대해 적어도 약 80%(w/w) 또는 보다 구체적으로 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97% 및 98%(w/w) 이하, 또는 총 중량에 대해 약 50%-98%, 60%-98%, 70-98%, 80-98% 및 90-98%(w/w) 범위 이하의 식용의 친지성 물질의 로딩 용량을 가질 수 있다.
이러한 특징은 오일 구성성분의 중량에 대해 적어도 약 80%(w/w), 또는 보다 구체적으로 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97% 및 98%(w/w) 이하, 또는 오일 구성성분의 중량에 대해 약 50%-98%, 60%-98%, 70-98%, 80-98% 및 90-98%(w/w)의 범위의 로딩 용량으로서 추가로 나타낼 수 있다.
본 조성물의 특징적인 다른 중요한 특성은 장기간 안정성 또는 연장된 저장 수명이다. 이러한 특징은 본원에서 구조적, 화학적, 및 기능적 안정성을 포함한다. 이러한 예에서, 구조적 안정성은 물 속에서 재구성시 나노구의 입자 크기를 보존하는 능력에서 반영된다. 화학적 안정성은 예를 들면, 온도, 광 및 산성 pH 하에서 분해 및 산화에 대한 보호를 반영한다. 기능적 안정성은 즉각적인 및 연장된 활성제 방출의 특성의 보존시 반영된다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 실온에서 약 적어도 약 1년, 또는 보다 구체적으로 실온에서 적어도 약 6개월, 1년, 2년, 3년, 4년, 5년까지 장기간 안정성을 가질 수 있다.
본 조성물의 다른 필수 구성성분과 관련하여, 다수의 구현예에서, 식용의 친지성 물질과는 별도로, 본 발명의 조성물은 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함한다. 이러한 다른 구성성분은 필수적으로 복합체 물질의 정렬 및 다공성에 관여하며, 오일 구성성분과 함께, 본 조성물의 특징인 입자 크기의 보존, 로딩 및 캡슐화 용량의 특징에 영향을 미친다.
특정의 구현예에서 식용 슈가는 트레할로스, 슈크로스, 만니톨, 락티톨 및 락토스로부터 선택될 수 있다.
특정의 구현예에서 식용의 다당류는 말토덱스트린 및 카복시메틸 셀룰로스(CMC)로부터 선택될 수 있다.
특정의 구현예에서 식용의 계면활성제는 암모늄 글리시리지네이트, 플루로닉 F-127 및 플루로닉 F-68로부터 선택될 수 있다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 다른 유형의 식용 슈가, 다당류, 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
예를 들면, 본 기술에 적용가능한 슈가는 단쇄 탄수화물 및 슈가 알코올, 및 보다 구체적으로 올리고당, 이당류, 단당류 및 폴리올로서 광범위하게 특성화될 수 있다. 상기 언급된 것 외에, 이러한 슈가의 구체적인 예는 크실리톨, 소르비톨, 만티톨이다.
다당류는 많은 곡물에서 발견된 프럭탄(fructan) 및 식물에서 발견된 갈락탄, 및 추가로 메틸-, 카복시메틸- 및 하이드록시프로필 메틸-셀룰로스로서 다당류, 및 또한 펙틴, 전분, 알기네이트, 카라기난, 및 크산탄 검을 포함할 수 있다.
계면활성제는 식용의 비이온성 및 음이온성 계면활성제, 예를 들면, 셀룰로스 에테르 및 유도체, 지방산의 모노- 및 디글리세라이드의 시트르산 에스테르(CITREM), 모노- 및 디글리세라이드의 디아세틸 타르타르산 에스테르를 포함할 수 있다. 식품 산업에서 사용된 식용 계면활성제의 추가의 예는 폴리소르베이트 80 및 레시틴이다.
특정의 구현예에서 본 발명의 조성물은 모노글리세라이드, 디글리세린, 글리코지질(glycolipid), 레시틴, 지방 알코올, 지방산, 또는 이의 혼합물로부터 선택된 식용 계면활성제를 포함할 수 있다.
특정의 구현예에서 본 발명의 조성물은 당 지방산 에스테르(슈가 에스테르)인 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물이 상기 구성성분의 임의의 조합을 다양한 농도 및 비율로, 상기 그룹으로부터의 하나 이상의 후보물과 함께 포함할 수 있음을 주목하여야 한다.
본 조성물과 관련된 식용의 다당류 및 표면호라성제의 확장된 목록은 부록 A에서 제공된다.
보다 일반적으로, 다수의 구현예에서 식용의 친지성 물질은 본 발명의 조성물(w/w)의 약 10% 내지 약 98%(w/w), 또는 보다 구체적으로 본 조성물(w/w)의 약 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80%, 80%-90% 및 90%-98%, 또는 본 조성물(w/w)의 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 및 98% 이하를 구성할 수 있다.
다른 한편, 다수의 구현예에서 슈가는 본 발명의 조성물(w/w)의 약 10% 내지 약 90%, 또는 보다 구체적으로 본 조성물(w/w)의 약 10%-20%, 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80%, 및 80%-90%, 또는 본 조성물(w/w)의 약 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%를 구성할 수 있다.
추가의 구성성분과 관련하여, 다수의 구현예에서 식용의 오일은 단일의 생물학적 활성제 및 활성제의 조합, 복합 추출물 및 슈퍼푸드일 수 있는 추가의 식용 친지성 물질을 포함할 수 있다.
다수의 구현예에서 식용의 친지성 물질은 유익한 오일(beneficial oil), 약효식품, 비타민, 식이 또는 식품 보충제, 영양소, 항산화제, 슈퍼푸드, 동물 또는 식물 기원의 천연 추출물, 프로바이오틱 미생물, 또는 이의 조합으로부터 선택될 수 있다.
식용 오일 및 보충제의 이러한 조합의 예는 식용 오일과 비타민 E 또는 D, 또는 본 출원에 예시된 라이코펜 및 대마 오일의 조합이다. 라이코펜은 많은 건강 이점, 예를 들면, 심장 건강을 개선시키는 능력 및 특정 유형의 암의 보다 낮은 위험을 지닌 강력한 항산화제이다. 대마 오일은 피부 건강 및 항-노화에 중요한 역활을 담당한다.
용어 ' 약효식품 '는 영양과는 별도로, 추가의 건강 이점을 지닌 임의의 식용의 친지성 생성물을 포함한다. 친지성 약효식품의 예는 지방산, 예를 들면, 오메가 3, 공액된 리놀레산, 부티르산; 카로테노이드, 예를 들면, 베타-카로텐, 라이코펜, 류테인, 제악산틴; 항산화제, 예를 들면, 토코페롤, 플라보노이드, 폴리페놀; 및 파이토스테롤, 예를 들면, 스티그마스테롤, 베타-시토스테롤 및 캄페스테롤이다.
본원에서 용어 ' 비타민 '은 보다 높은 형태의 동물 생명의 정상적인 건강 및 성장을 위한 필수적으로 소량으로 존재하는 유기 물질의 그룹을 지칭한다. 친지성은 많은 중요한 비타민, 예를 들면, 비타민 A, D, E 및 K와 관련된 실질적인 문제이다.
본원에서 용어 ' 영양소 '(또한 미세영양소)는 탄수화물 지질, 단백질, 및 비타민을 포함하는 광범위한 용어이다. 친지성의 측면에서, 주목할만한 예는 지방생성, 염증 상태, 에너지 항상성 및 대사와의 관련성이 입증된, 비타민 A, D, E 및 K, 및 카로테노이드이다.
본원에서 용어 ' 항산화제 '는 산화성 스트레스를 방지하는 임의의 화합물 또는 화합물의 조합을 지칭한다. 친지성 항산화제의 주목할만한 예는 토코페롤, 플라보노이드 및 카로테노이드이다.
용어 ' 슈퍼푸드 '는 보다 우수한 영양 밀도 및 건강 이점을 지닌 식품에 대한 일반적인 용어이다. 이는 일반적으로 특정 유형의 베리류, 어류, 녹색 채소, 견과류, 전곡, 십자화과 야채(cruciferous vegetable), 버섯, 및 조류 및 또한 올리브 오일 및 요구르트에 천연 형태 및 추출물 및 무수 물질의 형태로 적용된다.
용어 ' 식물 및 동물 추출물 '은 본원에서 동물 및 식물 공급원, 추가로 예를 들면, 해양 동물, 특히 슈퍼푸드로 고려되는 홍합 및 해양 식물플랑크톤으로부터의 임의의 유형의 추출물을 포함한다.
용어 ' 프로바이오틱 미생물 '은 본원에서 사람 미생물군집(microbiome)에 대해 유리한 임의의 미생물, 및 구체적으로 다음 속의 미생물을 포함한다: 락토바실러스(Lactobacillus), 비피도박테리움(Bifidobacterium), 사카로마이세스(Saccharomyces), 엔테로코쿠스(Enterococcus), 스트렙토코쿠스(Streptococcus), 페디오코쿠스(Pediococcus), 류코노스톡(Leuconostoc), 바실러스(Bacillus), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli).
본원에서 용어 ' 식이 보충제 '는 하나 이상의 성분, 예를 들면, 비타민, 무기질, 아미노산, 및 허브 또는 식물 추출물, 또는 사람 식이를 보충하는 다른 물질을 함유하는 경구적으로 섭취하는 임의의 생성물에 관한 것이다. 이는 상기 그룹과 겹치지만, 또한 친지성 식이 보충제의 예인 추가의 물질, 예를 들면, 코엔자임 Q10을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 상기 그룹 및 물질의 수개의 그룹으로부터의 하나 이상의 물질을 포함할 수 있음을 주목하여야 한다.
본 조성물과 관련된 식용의 다당류 및 계면활성제의 연장된 목록은 부록 A에 제공되어 있다.
조성물이 이러한 그룹으로부터의 하나 이상의 후보물을 포함할 수 있음은 알 수 있다.
광범위한 의미에서, 본 조성물에 포함될 관련 후보물은 친지성으로서 일반적으로 특징화될 수 있는 GRAS 및 DSHEA 하에 규제된 물질이다.
주목한 바와 같이, 다수의 구현예에서, 식용 오일 등은 약효식품, 비타민, 식이 보충제, 영양제, 항산화제 및 슈퍼푸드로서 특성화될 수 있다. 이러한 오일의 하나의 예는 본 출원에서 예시된 어류 오일이다.
또한, 다수의 구현예에서 본 조성물은 색상, 맛, 및 특정의 일관성의 목적을 위한 담체, 부형제, 및 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 용어 ' 담체 및 부형제 '는 본원에서 식용 오일 속에 포함된 활성제에 대한 비히클 또는 매질로서 제공되는 활성 물질 속에서 임의의 불활성제를 포함한다.
다수의 구현예에서, 조성물은 장기간 저장, 안정성, 및 다른 특성에 기여하는 코팅 및 포장 형태를 포함할 수 있다.
다수의 구현예에서 조성물을 적어도 하나의 담체 및/또는 적어도 하나의 코팅을 포함할 수 있다.
위-내성 및 제어된 방출 코팅은 활성제의 효능을 보호하고 증가시킬 수 있으므로, 경구 용량 형태로 필수적으로 적용가능하다. 이러한 코팅은 다양한 공지된 기술, 예를 들면, 폴리(메트)아크릴레이트 또는 층상화(layering)에 의해 달성활 수 있다. 폴리(메트)아크릴레이트 코팅의 잘-공지된 예는 EUDRAGIT®이다. 폴리(메트)아크릴레이트 코팅의 다른 중요한 특징은 외부 영향(습도)로부터의 보호 또는 순응도를 증가시키기 위한 맛/향 차폐이다.
층상화는 본원에서 층에 용액, 현탁액(현탁액/용액 층상화) 또는 분말(무수 분말 층상화)로서 층에 적용된 물질을 사용하는 광범위한 기술을 포함한다. 다양한 특성이 적합한 보충 물질을 가함에 의해 달성될 수 있다.
다시 말해서, 본 기술의 장점 중 하나는 다양한 식품 기술에 채택될 수 있는 유연한 생성물을 제공하는 이의 능력이다.
본 발명의 조성물의 다른 중요한 특징은 식용 오일 및 친지성 활성제의 개선된 전달이다. 용어 ' 개선된 전달 '은 본원에서 임의의 약동학적 또는 약력학적 매개변수에 의한 활성제의 개선된 용해도, 흡수, 또는 방출을 포함한다. 이러한 특성은 본원에 예시되어 있다.
용어 ' 개선된 '은 본원에서 동일한 활성제를 지닌 오일 형태와 관련하여 약 5-10%, 10-15%, 15-20%, 20-25%, 25-30%, 30-35%, 35-40%, 45-50%, 50-55%, 55-60%, 60-65%, 65-70%, 70-75%, 75-80%, 80-85%, 85-90%, 90-95%, 95-100%의 범위의 변화, 또는 동일한 활성제를 지닌 오일 형태와 관련하여 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100배 이하의 변화를 포함한다.
본 발명의 조성물의 특수한 구조적 특성으로 인하여, 활성제의 개선된 전달의 특징은 또한 GI 관, 순환기 및/또는 조직으로의 즉각적인 및/또는 연장된 방출을 포함한다.
다시 말해서, 특정의 구현예에서 본 발명의 조성물은 GI 관, 혈장 및/또는 하나 이상의 조직의 부분에 식용의 친지성 물질의 즉각적인 방출을 제공할 수 있다.
용어 ' 즉각적인 방출 '은 비교적 단기간, 예를 들면, 경구 투여로부터 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60분 이내에 GI 또는 혈장내에서 측정될 수 있음을 내포한다. 이는 또한 GI 또는 혈장의 후속적인 감소와 함께 활성제 방출의 버스트(burst)를 추가로 내포한다. 용어는 기관 또는 조직(약간 지연된 시기가 있다)에서 활성제의 수준에, 예를 들면, 경구 또는 임의의 다른 경로를 통한 이의 경구 투여로부터 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90분 내에 적용된다.
다른 구현예에서 본 발명의 조성물은 GI 관, 혈장 및/또는 조직의 부분에 식용의 친지성 물질의 연장된 전달을 제공할 수 있다.
용어 ' 연장된 방출 '은 활성이 경구 투여로부터 30, 60, 90, 120분 후와 같이 후에 GI, 혈장 및 조직에서 측정되고, GI, 혈장 및 조직 내에서 경구 투여후 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h, 8 h 이상 동안 지속됨을 내포한다.
다른 구현예에서 본 발명의 조성물은 GI 관, 혈장 및/또는 조직의 부분에 식용의 친지성 물질의 즉각적인 및 연장된 전달을 포함하는 이상 방출(biphasic release)을 제공할 수 있다.
특정의 구현예에서 본 발명의 조성물은 간 및 뇌로 식용의 친지성 물질의 즉각적이고/이거나 연장된 방출을 제공한다.
오일 및 활성제의 개선된 전달의 특징은 개선된 경구 생체이용능과 직접적으로 관련된다. 다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 유사한 오일 형태와 비교하여 식용의 친지성 물질의 개선된 경구 생체이용능을 제공한다. 이러한 특징은 본 발명의 조성물의 다양한 유형과 관련하여 본원에 예시되었다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 유사한 오일 형태와 비교하여 식용의 친지성 물질의 개선된 생체-접근성을 제공한다. 용어 ' 생체-접근성 '은 본원에서 GI 관 내에서 방출되어 흡수에 이용가능하게 되는(즉, 혈류로 도입되는) 활성제의 양을 지칭하며, 이는 또한 흡수, 장 상피 세포내로의 흡수 및 전-전신계, 장, 및 간 대사내로 화합물의 소화성 변환에 의존한다. 다시 말해서, 생체-접근성은 GI 내 소화 정도를 반영한다.
따라서, 다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 유사한 오일 형태와 비교하여 GI 관의 하나 이상의 부분 내로 식용의 친지성 물질의 개선된 침투를 추가로 제공할 수 있다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 위장, 및 구체적으로 pH가 1 내지 7의 범위, 또는 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3 및 1 내지 2의 범위인 GI의 부분에서 산화 및 분해로부터 식용의 친지성 물질을 보호할 수 있다.
특히 보충제, 영양제 및 다른 활성제와 관련하여, 개선된 전달, 경구 생체이용능 및 생체-접근성의 특징은 활성제의 유효 투여량, 활성제의 소비 횟수 및 빈도 및 대상체 내에서 목적한 수준의 생리학적 효고를 달성하고 전반적으로 대상체의 일반적인 웰빙에 영향을 미치는 시간에 추가로 영향을 미칠 수 있다.
또한, 다수의 구현예에서 본 발명의 조성물은 경구, 설하, 또는 협측 투여용으로 채택될 수 있다.
보충제의 경우, 예를 들면, 다수의 구현예에서 이러한 조성물은 코팅, 캡슐 또는 쉘(shell)의 하나 이상의 유형을 추가로 포함할 수 있다.
상기 모두는 방법, 투여량 형태 및 식품 산업에 대한 다양한 다른 적용에 적용된다.
보다 구체적으로, 본 발명의 다른 목적은 상기에 따른 조성물의 유효량을 포함하는 투여량 형태를 제공하는 것이다. 이러한 특징은 본 발명의 투여량 형태를 포함하는 보충제 및 약효식품에 특히 적용가능하다.
본원에서 용어 ' 유효한 '은 광범위하게는 목적한 수준의 생리학적으로 또는 임상적으로 측정가능한 반응에 대한 이전의 경험과 관련된 조성물 또는 투여량 형태에 포함된 활성제의 양 또는 농도에 관한 것이다. 유효량은 조성물 또는 투여량 형태의 투여 횟수 및 빈도에 또한 의존적이다. 약물 및 식품의 문맥에서, 유효량 또는 농도는 FDA와 같은 규제 요건을 준수하여야 한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 투여량 형태는 코팅, 쉘, 또는 캡슐을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 구체적인 특징은 상기 논의되었다.
특정의 구현예에서 코팅, 쉘 또는 캡슐은 투여량 형태에 포함된 식용의 친지성 물질의 연장된 전달에 기여한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 투여량 형태는 경구, 설하, 또는 협측 투여용으로 채택될 수 있다.
특정의 구현예에서 본 발명의 투여량 형태는 설하 패치의 형태로 제공될 수 있다. PVA를 사용한 구체적인 패치가 본원에 예시되었다. 설하 패치는 적합한 가소화 수 용해성 및 무-독성 물질로부터 생산될 수 있다. 구체적인 예는 합성 수지, 예를 들면, 폴리비닐 아세테이트(PVAc) 및 슈크로스 에스테르 및 천연 수지, 예를 들면, 수지 에스테르(또는 에스테르 검), 천연 수지, 예를 들면, 부분 수소화된 수지의 글리세롤 에스테르, 중합된 수지의 글리세롤 에스테르, 부분 이량체화된 수지의 글리세롤 에스테르, 탈리 오일 수지(tally 오일 resin)의 글리세롤 에스테르, 부분 수소화된 수지의 펜타에리트리톨 에스테르, 수지의 메틸 에스테르, 수지의 부분 수솟화된 메틸 에스테르 및 수지의 펜타에리트리톨 에스테르, 및 또한, 합성 수지, 에를 들면, 알파-피넨, 베타-피넨, 및/또는 d-리모넨으로부터 유도된 테르펜 수지를 포함하나, 이에 한정되지 않으며 천연 테르펜 수지는 씹는 기재(chewy base)에 적용될 수 있다.
다수의 구현예에서, 본 발명의 투여량 형태는 유익한 오일, 약효식품, 비타민, 식이 또는 식품 보충제, 영양소, 항산화제, 슈퍼푸드, 동물 또는 식물 기원의 천연 추출물, 프로바이오틱 미생물, 또는 이의 조합에 속하는 친지성 활성제의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 현재 기술된 조성물 및 투여량 형태를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 이러한 방법의 주요 단계는:
i. 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류, 적어도 하나의 식용 계면활성제, 적어도 하나의 식용 오일 및 물을 혼합하는 단계,
ii. 혼합물을 에멀젼화시켜 나노에멀젼을 수득하는 단계,
iii. 나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조(spray dying)시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 경구 조성물 속에서 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 로딩을 증가시키는 방법을 제공하며, 이러한 방법은:
(i) 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함하는 수성 상과 적어도 하나의 식용의 친지성 물질을 포함하는 오일 상을 혼합시키는 단계,
(ii) 혼합물을 에멀젼화시켜 나노에멀젼을 수득하는 단계,
(iii) 나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조시키는 단계를 포함한다.
궁극적으로, 본 발명의 주요 목적 중 하나는 상술한 조성물을 포함하는 다양한 식품, 음료 및 식이 생성물을 제조하기 위한 기반을 제공하는 것이다.
용어 ' 식품, 음료, 및 식이 생성물' 은 본원에서 전체 범위의 고체, 반-고체 및 액체 식용가능한 생성물, 또는 경구적으로 소비가능한 물질을 포함한다. 이러한 용어는 또한 임의의 유형의 감미제, 초코릿, 검, 및 다른 형태의 제과(confection), 및 추가로, 구운 음식(예를 들면, 비스켓, 케이크, 파이, 쿠키, 패스트리) 및 다른 저작가능한 생성물을 포함한다.
다수의 구현예에서 본 발명은 상술한 조성물을 포함하는 캔디, 로젠지(lozenge), 저작가능한 캔디 생성물, 버블 검 및 다른 감미제를 제공한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 조성물은 총 고체 또는 반고체 식품(w/w)의 약 0.001%, 0.005%, 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 이상을 구성할 수 있다.
음료와 관련하여, 본 발명의 조성물은 임의의 유형의 음료, 예컨대, 일반 물, 물-기반 액체, 알코올성 액체, 비-알코올성 액체, 쥬스, 청량 음료(soft drink), 유기-기반 액체, 가스성 음료(gaseous drinks), 커피, 차 등에 적용가능하다.
일부 구현예에서, 본 발명의 조성물은 총 액체(w/w)의 약 0.001%, 0.005%, 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 5%, 10%를 구성할 수 있다.
본 출원은 다양한 식품 생성물의 제조 방법의 몇가지 예를 개시하고 있다. 일반적인 방법으로서, 본 발명의 분말 조성물은 생산 공정의 임의의 단계에서, 물 속에 재-분산되거나 식품 및 음료 내로 혼합되거나 심풀 및 음료 내로 직접 혼합될 수 있다.
다수의 구현예에서 본 발명은 상술한 조성물을 포함하는 식품 보충제를 제공한다.
이러한 구체적인 적용을 위해, 일부 구현예에서, 본 발명의 조성물은 생성물(w/w)의 약 0.001%, 0.005%, 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 및 100%를 구성할 수 있다.
다수의 구현예에서 식용 생성물은 맛, 착색, 및 일관성을 위한 추가의 물질, 예를 들면, 펙틴, 슈가, 시럽, 시트르산, 중탄산나트륨 등을 포함할 수 있다. 이러한 제제의 사용은 본원에 예시되어 있다.
특정의 구현예에서 본 발명은 상술한 조성물을 포함하는 식품 첨가제를 제공한다.
다수의 구현예에서 식품 첨가제는 식품 착색제, 맛 또는 향기 향상제,맛 차폐제, 식품 방부제, 또는 이의 조성물일 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 식품 첨가제의 비-제한적인 목록은 부록 A에서 제공된다.
츄잉 검의 예에서, 이러한 생성물은 검 기재, 연화제(softener), 감미제 및 풍미제를 추가로 포함할 수 있다. 공지된 탄성체(elastomer)는 합성 탄성체, 예를 들면, 폴리이소부틸렌, 이소부틸렌-이소프렌 공중합체(부틸 탄성체), 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리이소프렌, 폴리에틸렌, 및 비닐 아세테이트-비닐 라우레이트 공중합체; 및 천연의 분해가능하지 않은 탄성체, 예를 들면, 훈증 또는 액체 라텍스, 또한 구아율(guayule), 젤루통(jelutong), 레키 카스피(lechi caspi), 마사란두바 발라타(massaranduba balata), 소르바(sorva), 페릴로(perillo), 로신딘하(rosindinha), 마사란두바 초코릿(massaranduba chocolate), 치클(chicle), 니스페로(nispero) 및 구타 항 캉(gutta hang kang)을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 탄성체는 Amylogum EST이며, 수지는 Sistema SP30이고, 수 불용성인 연화 화합물은 경질 지방이다.
추가의 검 첨가제는 감미제, 맛 항상제, 풍미제, 연화제, 에멀젼화제(emulsifier), 착색제, 산미제(acidulant), 결합제, 충전제, 항산화제, 및 다른 구성성문 중 하나 이상의 유형일 수 있다.
특정의 구현예에서, 검 첨가제는 감미제로서 슈가, 글루코스 시럽 및 소르비톨; 착색제로서 Color GNT; 풍미제로서 Flavor Bell Grape 6127832; 및 연화제로서 락트산 88%를 포함할 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은 각각의 조성물 또는 투여량 형태에 포함된 하나 이상의 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능을 개선시키는데 사용하기 위한 상기에 따른 조성물 및 투여량 형태를 제공한다.
여전히 다른 관점으로부터, 본 발명은 각각의 조성물 또는 투여량 형태에 포함된 하나 이상의 식용의 친지성 물질의 생체-접근성을 개선시키는데 사용하기 위한 상기에 따른 조성물 및 투여량 형태를 제공한다.
여전히 다른 관점으로부터, 본 발명은 대상체의 식이 속에 하나 이상의 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능 및/또는 생체-접근성을 개선시키기 위한 일련의 방법을 제공하며, 이러한 방법의 주요 특징은 대상체에게 유효량의 상기에 따른 조성물 및 투여량 형태를 투여하는 것이다.
용어 ' 식이 '는 본원에서 임의의 유형의 영양 요법을 포함한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 조성물 및 투여량 형태는 대상체의 식이와 함께 또는 이와는 별개로 투여될 수 있다.
다른 구현예에서 본 발명의 조성물 및 투여량 형태는 대상체의 식이에 포함될 수 있다.
본 발명은 개선된 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능 및/또는 개선된 생체-접근성을 지닌 식품, 음료, 식품 첨가제 또는 식품 보충제의 제조시 본원에 기술된 조성물의 용도의 측면에서 추가로 설명될 수 있다.
본 발명의 조성물 및 투여량 형태는 본 발명의 조성물 속에 포함된 것과는 별도로, 다른 식이 성분의 경구 생체이용능을 개선시키는데 보조할 수 있음을 주목하여야 한다. 다시 말해서, 이는 다른 물질의 생체활성을 개선시키는데 있어서 부형제 식품으로서 제공될 수 있다.
완전히 새로운 부류의 식품: 기능성 식품, 의학 식품 및 부형제 식품을 생성하는 식품 매트릭스의 식용가능한 조성 및 구조를 설계하기 위한 새로운 접근법이 존재한다.
기능성 식품 은 GRAS 식품 성분으로부터 생산되며, 전형적으로 식품 매트릭스 내에 분산된 하나 이상의 식품-등급의 생체활성제('약효식품')을 함유한다. 상업적으로 이용가능한 기능성 식품 생성물의 많은 예, 예를 들면, 비타민 D가 강화된 우유, 프로바이오틱스가 강화된 요구르트, 파이토스테롤이 강화된 스프레드, 및 co-3 지방산, 비타민, 및 무기질이 강화된 아침식사용 시리얼(breakfast cereal)이 이미 존재한다.
의학 식품 은 식품 매트릭스 내에 분산된 하나 이상의 약제 등급의 생체활성제(약물)을 함유한다. 이러한 식품 매트릭스는 전통적인 식품 유형(예를 들면, 음료, 요구르트, 또는 제과)일 수 있거나 이는 튜브를 통해 환자에게 공급되는 영양 유체일 수 있다. 의학 식품은 일반적으로 의학적 감독 하에 특수한 질환을 치료하기 위해 투여된다. 의학 식품은 본 발명의 범위에 속한다.
새로운 부류의 부형제 식품 은 본 발명에 이르러 경구 투여된 활성제의 생체이용능을 개선시키기 위해 설계되고 있다. 부형제 식품은 자체적으로 임의의 생체활성을 가지지 않을 수 있지만, 이는 이와 동시-섭취되는 임의의 약효식품 또는 약제의 효능을 증가시킬 수 있다. 약제 산업에서 일부 일반적으로 사용된 부형제는 지질, 계면활성제, 합성 중합체, 탄수화물, 단백질, 공용매, 및 염을 포함한다. 따라서, 부형제 식품은 통상의 약제학적 투여량 형태(예컨대, 캡슐제, 필제, 또는 시럽제), 또는 약효식품이 풍부한 식품(예컨대, 과일, 야채, 견과류, 씨, 낟알, 고기, 어류, 및 일부 가공된 식품)와 함게 소비되는 것을 의미한다. 상이한 유형의 부형제 식품은 상이한 유형의 생체활성제를 위해 설게되어야하는 경향이 있다. 예를 들면, 샐러드 속의 카로테노이드의 생체-접근성은 이를 샐러드 속의 약효식품의 생체이용능을 증가시키는 다양한 식품 구성성분; 장 용해능을 증가시키는 지질; 화학적 변형을 억제하는 항산화제; 대사를 지연시키는 효소 억제제; 흡수를 증가시키는 침투 향상제; 유출 억제제를 함유하는 구체적으로 설계된 샐러드와 함께 소비함으로써 증가시킬 수 있다. 앞서의 연구는 샐러드 내 지용성 비타민 및 카로테노이드의 생체이용능이 이를 일부 지방을 함유하는 드레싱과 함께 소비함으로써 증가시킬 수 있음을 나타내었으며, 이는 부형제 식품의 개념을 뒷받침한다.
따라서, 본 기술은 기능성 및 부형제 식품을 달성하기 위한 본 발명의 노력의 일부를 구성한다.
본 기술의 구체적인 적용은 공지된 슈가 분말보다 예외적으로 미세한 입자 및 보다 우수한 강성(rigidity), 안정성, 감미 용량, 용해 속도 및 유동 특성을 지니고, 결정 크기를 제어하는 능력을 지닌 슈가의 식용 제형을 발견하고 특성화하는 것으로부터 기원한다.
본질적으로, 본 발명은 다공성 슈가 물질 및 평균 크기가 약 50 내지 약 900 nm인 친지성 나노구를 포함함으로써, 친지성 나노구가 다공항 슈가 물질 내에 포함되도록 하는 슈가 입자를 제공하며, 슈가 입자는 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 오일, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 추가로 포함한다.
용어 ' 다공성 슈가 물질 '은 고체 물질(예컨대, 슈가)의 원자의 주요 구조에 의해 점유되지 않는 기공 또는 공극을 지닌 고체 시이브(sieve)-유사 물질을 전달하는 것을 의미한다. 당해 용어는 본원에서 공극 크기, 정렬, 및 형태의 상이한 특징 뿐만 아니라, 전체적으로 물질의 다공성(공극 용적 대 고체 물질의 용적의 비) 및 고체 물질의 조성을 지닌, 규칙적으로 또는 비규칙적으로 분산된 공극, 공동(cavity), 채널, 또는 간극(interstice) 형태의 공극을 지닌 물질을 포함한다.
특정의 구현예에서, 다공성 슈가 물질은 슈가 스캐폴드(sugar scaffold)로서 특성화될 수 있다. 용어 ' 스캐폴드 '는 구조적 및 기능적 특성을 전달함을 의미하며, 이들 중 하나는 친지성 나노구를 함유하거나 포집한다. 친지성 나노구의 포집의 특징은 상기에 상세히 논의되어 있다.
특정의 구현예에서 친지성 나노구는 평균 크기가 약 50-900 nm의 범위, 및 구체적으로 약 50-100 nm, 100-150 nm, 150-200 nm, 200-250 nm, 250-300 nm, 300-350 nm, 350-400 nm, 400-450 nm, 450-500 nm, 500-550 nm, 550-600 nm, 650-700 nm, 700-750 nm, 750-800 nm, 800-850 nm, 850-900 nm 및 900-1000 nm의 범위일 수 있다.
특정의 구현예에서 친지성 나노구는 평균 직경이 약 100-200 nm의 범위이고, 구체적으로 약 100-110 nm, 110-120 nm, 120-130 nm, 130-140 nm, 140-150 nm, 150-160 nm, 160-170 nm, 170-180 nm, 180-190 nm 및 190-200 nm의 범위이다.
따라서, 다수의 구현예에서 슈가 입자의 크기는 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위, 및 구체적으로 약 10-50 ㎛, 50-100 ㎛, 100-150 ㎛, 150-200 ㎛ 및 250-300 ㎛ 이상의 범위일 수 있다.
특정의 구현예에서 슈가 입자 크기는 약 20 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 범위, 및 구체적으로 약 10-50 ㎛, 20-50 ㎛, 30-50 ㎛, 및 40-50 ㎛, 또는 적어도 약 20 ㎛, 30 ㎛, 40 ㎛, 50 ㎛ 이하의 범위일 수 있다.
나타낸 크기 범위 내에서, 다수의 구현예에서 본 발명의 슈가 입자는 불규칙적인 형태 또는 유형을 가질 수 있다(실시예 10).
본 발명은 또한 다공성 슈가 물질 및 평균 크기가 약 50 nm 내지 900 nm인 친지성 나노구를 포함하는 식용 제형으로 설명될 수 있으며, 여기서 친지성 나노구는 다공성 슈가 물질 내에 포함된다.
다수의 구현예에서 제형은 크기가 약 10 ㎛ 내지 200 ㎛의 범위인 고체 또는 반-고체 입자의 형태를 가질 수 있다.
다른 구현예에서 제형은 크기가 약 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위인 고체 또는 반-고체 입자의 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 중요한 특징 중 하나는 슈가 입자의 크기 및 친지성 나노구의 크기가 관련되어 있다는 것이다. 슈가 입자의 크기가 마이크론 범위 내에서 남아있지만, 이는 에멀젼화 강도 및 친지성 나노구의 크기에 따라 미세하게 조율되거나 변형될 수 있다(실시예 10.3).
알 수 있는 바와 같이, 슈가 입자는 필수적으로 식용 슈가, 식용 오일, 식용 다당류, 및 식용 계면활성제로 구성된다. 이러한 구성성분의 특징은 상기에 상세히 논의되었다.
용어 ' 식용 슈가 '는 본원에서 천연 및 비-천연 공급원으로부터의 단쇄 탄수화물 및 슈가 알코올을 포함한다. 적용가능한 식용 슈가의 비-제한적인 목록은 부록 A에서 제공된다.
다수의 구현예에서 식용 슈가는 식물 또는 동물 공급원으로부터 수득된 천연 슈가, 합성 슈가, 또는 이의 혼합물이다.
특정의 구현예에서 식용 슈가는 슈가 사탕무우(sugar beet), 슈가 사탕수수(sugar beet), 슈가 팜(sugar palm), 단풍 나무(maple sap) 및/또는 단 수수(sweet sorghum)로부터 수득될 수 있다.
특정의 구현예에서 식용 슈가 락토즈, 동물에 의해 생산된 천연적으로 발생하는 저 감미(low sweet) 이당류일 수 있다.
보다 일반적으로, 적용가능한 식용 슈가는 천연 공급원, 예를 들면, 단쇄 탄수화물 및 슈가 알코올로부터 유래된다.
다수의 구현예에서 식용 슈가는 올리고당, 이당류, 단당류 및 폴리올이다.
특정의 구현예에서, 식용 슈가는 하나 이상의 단당류 및/또는 이당류일 수 있다.
추가의 구현예에서, 식용 슈가는 글루코스, 프럭토스, 슈크로스, 락토스, 말토스, 갈락토스, 트레할로스, 만티놀, 락티톨 또는 이의 혼합물로부터 선택된 단당류 및/또는 이당류일 수 있다.
다수의 구현예에서 식용 슈가는 슈가 입자(w/w)의 약 30% 내지 약 80%, 또는 보다 구체적으로 슈가 입자(w/w)의 약 20%-30%, 30%-40%, 40%-50%, 50%-60%, 60%-70%, 70%-80% 및 80%-90% 사이를 구성할 수 있다.
용어 ' 식용 다당류 '는 본원에서 다수의 하이드록실 그룹을 지닌 식물, 동물, 미생물, 또는 합성 기원의 친수성 중합체(하이드로콜로이드)를 포함하고, 다중 전해질일 수 있다. 특정의 예는 전분, 카라기난, 카복시메틸셀룰로스, 검 아라빅, 키토산, 펙틴, 및 크산탄 검이다. 적용가능한 다당류의 비-제한적인 목록은 부록 A에서 제공된다.
다수의 구현예에서 식용의 다당류는 말토덱스트린 및 카복시메틸 셀룰로스(CMC) 중 적어도 하나로부터 선택된다.
본원에서 용어 ' 식용 계면활성제 '는 무-독성의 식용의 비이온성 및 음이온성 계면활성제, 예를 들면, 다른 것들 중에서 셀룰로스 에테르 및 유도체, 지방산의 모노- 및 디글리세라이드의 시트르산 에스테르(CITREM), 모노- 및 디글리세라이드의 디아세틸 타르타르산 에스테르, 다양한 유형의 폴리에틸렌 소르비톨 에스테르(폴리소르베이트, 트윈) 및 레시틴을 포함한다.
일반적으로, 계면활성제 하에서는, 유화제 및 습윤제를 의미한다. 일반적인 식품 에멀젼화제는 부록 A에 나타나 있다.
다수의 구현예에서 식용 계면활성제는 암모늄 글리세리지네이트, 플루로닉 F-127 및 플루로닉 F-68로부터 선택된다.
다른 구현예에서 식용 계면활성제는 모노글리세라이드, 디글리세린, 당지질, 레시틴, 지방 알코올, 지방산 또는 이의 혼합물일 수 있다.
여전히 다른 구현예에서 식용 계면활성제는 모노글리세라이드, 디글리세린, 당지질, 레시틴, 지방 알코올, 지방산 또는 이의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
특정의 구현예에서 적어도 하나의 식용 계면활성제는 슈크로스 지방산 에스테르(슈가 에스테르)이다.
용어 ' 식용 오일 '은 둘 다 동물 및 식물 공급원으로부터 유래된 식이의 포화 및 불포화된 지방산을 포함한다. 동물 기원의 언더 지방(under fat)은 포화된 지방산이 비교적 높은 지방을 의미하고, 콜레스테롤을 함유하며 일반적으로 실온에서 고체이다. 식물 기원의 언더 지방 또는 오일은 불포화 지방산(일- 또는 다-불포화된)이 비교적 높은 오일을 의미하고 일반적으로 실온에서 액체이다. 당해 용어는 예외, 에를 들면, 열대 오일(예컨대, 팜, 팜 커넬, 코코넛 오일), 및 부분 수소화된 지방을 추가로 포함하고, 이는 포화된 지방산이 높지만 단쇄 지방산의 높은 비율로 인하여 실온에서 액체를 유지한다. 이는 트랜스 지방산이 비교적 높은 부분 수소화된 식물성 오일을 추가로 포함한다.
다수의 구현예에서, 슈가 입자는 식용 오일의 하나 이상의 유형을 포함할 수 있다.
다수의 구현예에서 식용의 오일은 식물 또는 동물 공급원으로부터 수득된 천연 오일, 합성 오일 또는 지방, 또는 이의 혼합물이다.
동물 및 식물성 오일 및 지방은 주로 트리글리세라이드의 혼합물이다.
다수의 구현예에서 식용 오일은 하나 이상의 트리글리세라이드(들)을 포함할 수 있다.
다수의 구현예에서 식용 오일은 주위 온도에서 고체(주로 동물 공급원으로부터의 오일의 특징이다) 및/또는 액체(주로 식물성 오일의 특징이다)이다.
용어 ' 식물성 오일 ', 또는 식물성 지방은 본원에서 식물 과일의 씨 또는 다른 부분(드문 경우에)으로부터 추울된 오일을 포함한다. 식용의 식물성 오일의 비-제한적 목록은 부록 A에서 제공된다.
다수의 구현예에서 식용 오일은 카놀라 오일, 해바라기 오일, 참깨 오일, 땅콩 오일, 포도씨 오일, 버터, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 호박 씨 오일, 아마씨 오일, 대마 오일, 올리브 오일로부터 선택된다.
다수의 구현예에서 식용 오일은 테오브로마 오일(Theobroma oil)(코코아 버터)을 포함할 수 있다.
용어 ' 코코아 버터 '(또한 테오브로마 오일)는 본원에서 구체적인 풍미 및 향기로 특징화된 코코아 빈으로부터 추출된 식용의 식물성 지방을 포함한다. 이는 또한 코코아 버터의 특징인, 스테아르산(Cl 8:0), 팔미트산(06:0) 및 올레산(08:1)이 비교적 풍부한 오일을 지칭한다. 이는 또한 코코아 버터의 대표적인 비를 충족시키는 2/3의 포화된 지방산 및 하며, 1/3의 불포화 지방산에 의해 특징화된 코코아 버타 등가물(CBE)을 추가로 포함한다.
다수의 구현예에서 본 발명의 슈가 입자는 하나 이상의 친지성 활성제를 추가로 포함할 수 있다.
다수의 구현예에서 추가의 친지성 활성제는 식품 착색체, 맛 또는 향기 향상제, 맛 차폐제, 식품 보존제로부터 선택될 수 있다.
본원에서 용어 ' 식품 착색제 '는 4개의 범주를 포함한다: (1) 영양적 색상, (2) 천연의-동일한 색상, (3) 합성 색상, 및 (4) 무기질 색상. 이는 천연 안료 및 이의 개질, 합성 및 무기질 색상을 포함한다.
용어 ' 맛 및 향기 향상제 ' 및 ' 맛 차폐제 '는 목적한 맛 및 냄새를 향상시킬 수 있는 화합물, 또는 대안적으로 바람직하지 않은 맛(일반적으로, 쓴맛, 무미 및 신맛)을 지칭한다. 일부 경우에, 본 발명의 고유의 구성성분, 즉, 계면활성제 및 다당류는 맛 차폐제로 작용할 수 있다. 맛 향상제 및 차폐제의 비제한적 예는 사이클로덱스트린, 젤라틴, 젤라틴화된 전분, 레시틴 또는 레시틴-유사 물질, 및 또한 캄포르 및 테르펜 유도체, 예를 들면, 펜콘(fenchone), 보메올(bomeol) 및 이소보르네올(isoborneol)이다.
용어 ' 식품 보존제 '는 광의적으로 식품매개 감염의 위험을 감소시키고, 미생물 부패를 감소시키며 식품의 신선도 및 영양 품질을 보존하는 식품 첨가제를 지칭한다. 산미료, 유기산 및 파라벤이 항미생물제로서, 단독으로 또는 항산화제와 함께 흔히 사용된다.
관련 물질의 비-제한적 목록은 부록 A에서 제공된다.
다수의 구현예에서 추가의 친지성 활성제는 유익한 오일, 약효식품, 비타민, 식이 또는 식품 보충제, 영양제, 항산화제, 슈퍼푸드, 동물 또는 식물 기원의 천연 추출물, 프로바이오틱 미생물, 또는 이의 조합으로부터 선택될 수 있다. 이러한 그룹에 속하는 후보 활성제 및 제제는 상기에 상세히 논의되었다.
궁극적으로 본 발명은 명시된 슈가 입자 또는 이의 식용 제형을 포함하는 식품 생성물을 제공한다.
용어 ' 식품 ' 또는 ' 식품 생성물 '은 식품, 음료 및 식이 생성물을 지칭한다. 이는 전체 범위의 소비성 물질, 예를 들면, 임의의 유형의 감미제, 제과 생성물, 청량 및 알코올성 음료 등을 포함한다. 이는 또한 감미된 식품 보충제, 영양제 및 다른 건강에 유리한 첨가제에 관한 것이다.
따라서, 특정의 구현예에서 본 발명은 다수의 상기에 따른 슈가 입자를 포함하는 식품 또는 식품 생성물을 제공한다.
다른 구현예에서 본 발명은 상기에 따른 다수의 슈가 입자를 포함하는 음료를 제공한다.
본 발명은 특히 슈가의 특수한 크기 및 질감을 요구하는 초코릿 및 제과 생성물에 적용가능하다.
따라서, 특정의 구현예에서, 적용가능한 식품 생성물은 구운 식품(예를 들면, 비스켓, 케이크, 파이, 쿠키, 페스트리), 초코릿, 검, 민트, 로젠지, 젤리, 경질 캔디, 연질 캔디, 거미(gummy), 트리플(truffle), 카라멜, 태피(taffy), 너겟(nougat) 및 다른 저작가능한 생성물을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
다수의 구현예에서, 식품 및 음료는 맛, 색상, 및 일관성을 위한 추가의 물질, 예를 들면, 펙틴, 슈가, 시럽, 시트르산, 중탄산나트륨 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 너겟(nougat)과 같은, 특정 목적을 위해, 생성물은 추가의 물질, 예를 들면, 난 알부민(egg albumin), 경 지방(hard fat), 풍미 분말(예컨대, 우유 분말, 코코아 분말 및 퐁당(fondant) 분말) 및 다른 첨가제를 포함한다.
특정의 구현예에서, 본 발명은 상기에 다른 다수의 슈가 입자를 포함하는 식품 첨가제를 제공한다. 이러한 첨가제의 특성은 상기에 논의되었다.
다수의 구현예에서 본 발명은 다수의 상기에 따른 슈가 입자를 포함하는 보충제를 제공한다. 이러한 그룹에 속하는 후보 활성제는 상기에 상세히 논의되었다.
일부 구현예에서, 본 발명의 슈가 입자는 식품 생성물(w/w)의 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%를 구성할 수 있다.
저 농도가 음료에 특히 적용가능하다.
추가의 구현예에서, 본 발명의 슈가 입자는 식용 생성물의 약 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% 및 100% 이하를 구성한다. 보다 높은 농도가 감미제 및 식품 첨가제에 특히 적용가능하다.
여전히 다른 구현예에서, 본 발명은 다수의 상기에 따른 슈가 입자를 포함하는 전달 시스템을 제공한다. 나타낸 바와 같이, 많은 연구자 및 산업이 친지성 생활성제의 경구 생체이용능을 증가시키기 위한 다양한 전달 시스템을 현재 개발 중에 있다. 식품, 음료, 및 새로운 부형제 및 기능성 식품을 생성하기 위한 다른 소비가능한 형태 내로 상이한 생체활성제를 혼입시키는 것과 관련된 유의적인 도전과제가 존재한다.
이러한 양태는 감미된 식품 및 음료 생성물 또는 감미된 보충제의 제조시 상기에 따른 슈가 입자의 사용 측면에서 추가로 설명될 수 있다.
궁극적으로, 본 발명은 입자 크기가 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위인 슈가 입자를 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 방법의 주요 단계는 하기와 같다:
적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류, 적어도 하나의 식용 계면활성제, 적어도 하나의 식용 오일 및 물을 혼합하는 단계,
혼합물을 에멀젼화하여 나노에멀젼을 수득하는 단계,
나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조시키는 단계.
내용에서 모든 이의 출현시 용어 "약"은 명시된 값 및/또는 범위로부터 ±10% 편차, 보다 구체적으로, 이로부터 ±1%, ±2%, ±3%, ±4%, ±5%, ±6%, ±7%, ±8%, ±9% 또는 ± 10% 이하의 편차를 나타낸다.
실시예
본원에 기술된 것과 유사하거나 동일한 임의의 방법 및 물질을 본 발명의 실시 또는 시험에서 사용할 수 있다. 본 발명의 일부 구현예는 각각의 도면을 참고로 실시예의 방식으로 이제 기술할 것이다.
실시예 1: 식용 오일을 갖는 분말 조성물
1.1 재구성된 조성물 속의 나노구 크기의 보존
30%의 알라스카오메가(AlaskaOmega)(오메가 3)를 포함하는 분말 조성물을 나노-에멀젼화, 액체 N2 속에서 냉동 및 동결건조(48 h)함으로써 제조하였다. 입자 크기, 분포 및 균일성은 TWD 속에서 분말이 1%(w/w)로 분산될 때 나노-에멀젼화 및 동결건조 후, DLS(동적 광 산란)에 의해 측정된 PDI(다분산성 지수)를 사용하여, 평가하였다. 측정은 3회 수행하였다. PDI는 입자 크기와 관련된다.
PDI 결과는 나노에멀젼 및 재구성된 입자가 나노에멀젼의 경우 평균 크기가 149 nm ± SD이고 재구성된 분말의 경우 190 nm ± SD인 분말의 균일하고 균질한 집단을 생성하였음을 제시하였다. 샘플 사이의 차이는 미미하였다.
결과는 물 속에서 재구성시, 본 발명의 분말 조성물으 공급원 나노에멀젼과 비교하여 입자 크기를 보존하며, 이러한 특징이 전반적으로, 샘플 속에서 비교적 균일하고 균질함을 시사한다.
물 용액 속에 재구성된 분말 속의 입자 크기의 보존은 타액 및 GI내에서 동일한 형향성의 추가의 지표이다.
1.2 1개월 동안 저장 후 나노구 크기의 보존
분말을 1개월 동안 저장한 후 TWD 속에서 1%(w/w) 또는 2%(w/w)까지 재구성시키고 각각 DLS 또는 Cryo-TEM(침투 전자 저온-현미경(transmission electron cryo-microscopy)) 분석에 적용시켰다.
DLS에 따라, 재구성된 분말 속의 평균 입자 크기는 218 nm ± SD이었다. Cryo-TEM에 따라, 평균 크기는 100 nm± SD이었다. 2개의 기술은 특정의 차이를 생성하였다.
전반적으로, 결과는 분말 조성물이 균일하고, 균질하며 나노미터의 입자 크기에 대한 재구성 용량을 보존하면서, 높은 안정성을 가짐을 시사한다.
1.3 라이코펜 오일 및 대마 오일을 지닌 분말 조성물
유사한 실험을 라이코펜 오일 및 대마(각각 1:1.4)의 조합을 포함하는 분말 조성물로 수행하였다. 분말은 1.1에서와 같이 생산되었다. DLS 분석을 나노에멀젼 및 재구성된 분말(1% w/w)에서 수행하였다.
DLS 분석은 나노에멀젼 속에서 평균 크기가 약 590 nm인 입자의 집단 및 재구성된 분말 속에서 평균 크기가 약 272 nm 이고 79 nm에서 최소 피크를 지닌 입자의 2개의 집단을 나타내었다. 입자 크기는 동결건조 후 증가되지 않았음을 주목하여야 한다.
결과는 라이코펜 및 대마 오일을 지닌 분말 조성물이 입자 크기, 균일성, 및 균질성의 측면에서 오메가 3을 지닌 분말과 유사하게 거동함을 시사한다. 전반적으로, 결과는 기술이 다양한 유형의 식용 오일 및 오일의 조합에 대해 채택될 수 있음을 시사한다.
1.4 칸나비노이드를 포함하는 조성물 속에서 안정성 연구
칸나비노이드(CBD 또는 THC)를 포함하는 분말 조성물을 45℃(오븐)에서 1, 35, 54, 72 및 82일(3 개월은 실온에서 24개월과 관련된다) 동안 저장하였다. 입자 크기는 DLS를 사용하여 평가하였다. 결과는 표 1 및 도 1에 나타나 있다.
[표 1]
Figure pct00001
결과는 나노구 크기가 45℃에서 적어도 3개월 동안 보존된 것으로 나타나며, 이에 따라서, 분말 조성물이 수용액 또는 GI 속에서 재구성시 장기간 안정성 및 입자 크기를 보존하는 능력을 가짐을 시사한다.
1.5 락토스 및 대마 오일을 지닌 조성물
나노에멀전은 슈가의 선택으로서 락토스를 사용하여 표 2에 상세히 기술된 구성성분를 사용하여 제조하였다.
[표 2]
Figure pct00002
나노에멀젼을 락토스(80%) 및 말토덱스트린(25-50℃)의 용액으로부터 제조하였다. 락토스를 80%, 90%, 100%, 110%, 120%의 다양한 농도에 가하였다. 암모늄 Gly 및 대마 오일(hemp oil)을 표 2에서의 양에 대해 가하였다. 제제를 (M-110EH-30)에 의해 10,000-20,000 PSI(25-50℃) x 4에서 균질화하였다. 분말을: (1) 동결건조함으로써, 나노에멀젼을 냉동(-25 내지 -86℃)시키고 동결건조시켰다(12-24 h, -51℃, 7.7 mbar); (2) 스프레이 건조(spray drying)함으로써, 나노에멀젼을 연동 펌프(peristaltic pump)로 펌핑한다(속도 8.5-20 g/min, 공기 온도 110-150℃, 공기 유동 0.4-0.5m/min, 분무기 압력(atomizer pressure) 0.15 MPa).
재구성된 분말의 DLS 분석은 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure pct00003
결과는 다양한 조작하에서, 및 다양한 락토스 농도를 사용한 나노구 크기의 보존을 시사한다. 전반적으로, 결과는 락토스가 조성물의 코어 특성을 파괴하지 않으면서 대안의 슈가로 제공될 수 있음을 시사한다.
1.6 오일 구성성분의 로딩 용량 및 분포
나노에멀젼을 다양한 유형의 식용 오일을 사용하여 제조하였다: 오메가 7, TG400300, EE400300. 표면 오일 함량을 헥산으로 측정하였다. 분말(5 g)을 헥산(50 ml)으로 세척하고, 여과하고, 헥산(5 ml)으로 세척(x4)하였다. 건조시 손실(Loss on drying)(LOD)을 중량이 안정화될 때까지 N2의 스트림 하에서 여액 상에서 수행하였다. 나노구 내 오일 함량은 다음과 같이 평가되었다:
오메가 7 - 52.67%
TG400300 - 30.67%
EE400300 - 35.33%
결과는 약 50% 이하의 오일이 오일의 유형(예컨대, 오메가 7 대 TG400300 및 EE400300)에 따라 친지성 나노구 내로 혼입될 수 있음을 시사한다. 결과는 친지성 활성(제)의 비교가능한 분포를 나타낸다.
결과는 또한 오일의 실질적인 비율이 나노구 외부에서 존재할 수 있음을 시사한다. 이러한 발견은 실시예 3에서 생체 내 연구에서 나타난 바와 같이 오일 및 포집된 활성제의 차등적인 생체이용능 및 이상 방출(biphasic release)의 인지를 뒷받침한다.
현재의 연구에 따라, 80% 이하의 오일을 나노구 내로 혼입시킬 수 있다.
전반적으로, 이러한 연구는 각각의 식용 오일 및 친지성 활성제를 사용한 조성물의 높은 로딩 용량을 나타낸다.
1.7 조성물의 캡슐화 능력
캡슐화 효능을 첨가된 활성제의 초기 양과 조성물 속에 포집되지 않은 양 사이의 차이로 평가하였다. 4개의 상이한 유형의 분말을 샘플 과정을 사용하여 다음의 활성제로 제조하였다:
비타민 D3 오일
패션프루트 오일(Passionfruit oil)
중쇄 트리글리세라이드(MCT) 오일
석류 씨 오일
캡슐화된 오일을 캡슐화되지 않은 구성성분을 헥산을 사용하여 제거(10 ml의 n-헥산 속에 1g 분말을 2분 동안 진탕시킴)한 후 측정하였다. 생성물을 여과(와트만(Watman) 및 진공 위에서)하고 헥산으로 세척(x3)하고, 오일 함량을 용매 추출-중량법(Solvent extraction-gravimetric method)으로 측정하였다. 결과는 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure pct00004
결과는 본 발명의 조성물의 입자 물질 내로 친지성 활성제의 실질적으로 높은 로딩 용량을 시사한다. 본 발명의 조성물의 로딩 용량 특성은 97.0-99.8%의 범위이다.
실시예 2: 보충제 및 추출물을 사용한 분말
2.1 한국 인삼을 사용한 조성물 및 입자 크기의 보존
홍삼(Red Korean Ginseng) 오일 추출물(6년근)을 본 발명의 기술을 사용하여 제형화하였다: (1) 나노에멀젼의 생산 및 (2) 건조 공정(인삼 오일/고정 오일, 1:2, 분말 중 30% 오일). 입자 크기를 나노에멀젼 및 상기와 같이 재구성된 분말속에서 측정하였다.
DLS 분석은 나노에멀젼 및 재구성된 분말 속의 입자의 집단이 크기가 유사하였고(각각 약 163 nm 및 180 nm), 생산 공정 동안 증가하지 않았음을 나타내었다.
2.2 추가의 친지성 오일을 사용한 조성물
다음의 분말을 상기 방법을 사용하여 제조하였다:
샘플 1 - 어류 오일 FO 1812 Ultra, 50% 오일
샘플 2 - KD-PUR 490330 TG90 Ultra, 30% 오일
샘플 3 - KD-PUR 490330 TG90 Ultra, 50% 오일
입자 크기를 나노에멀젼 및 상기와 같이 재구성된 분말 속에서 평가하였다. 입자 크기는 샘플 중에서 및 각각의 나노에멸전 및 재구성된 분말 속에서 놀랍게도 안정하게 남았고, 평균 크기는 약 140-160 nm의 범위이었다.
요약하면, 상이한 조성물은 나노에멀젼으로부터 고체 형태로 이전시 입자 크기의 일관성을 나타내었다. 입자 크기는 건조 공정 동안 안정하게 남았고, 이는 매우 놀라운 것이었다. 실험은 다수의 친지성 약효식품 및 보충제에 대한 기술의 높은 적용능을 시사한다.
2.3 고 함량의 오일 및 친지성 활성제를 사용한 조성물
Figure pct00005
슈크로스 및 말토덱스트린을 물 속에 완전히 용해하였다. 쿠르쿠민 분말을 암모늄 Gly와 함께 무수 배합하고 용액을 에멀젼이 균질화될 때까지 가하였다. 에멀젼을 미세유동화기(microfluidizer)(4 bar, 16,000 PSI, x2 주기)에 공급하였다.
Figure pct00006
Q10 분말을 암모늄 Gly와 무수 배합하고, 혼합하고, 에멀젼이 균질화될 때까지 물로 균질화시켰다. 에멀젼을 미세유동화기(4 bar, 16,000 PSI, x2 주기)에 공급하였다.
Figure pct00007
CBD를 MCT 속에 40℃에서 용해하고 암모늄 Gly를 균질하게 분산될 때까지 가하였다. 슈크로스, 말토덱스트린 및 글리세린을 물 속에 용해하였다. 오일 및 활성제의 혼합물을 슈가 용액에 가하고, 혼합하고, 부드럽게 에멀젼화될 때까지 균질화하였다. 에멀젼을 미세유동화기(4 bar, 16,000 PSI, x2 주기)에 공급하였다.
실시예 3: 설하 패치 형태의 제형
실험은 PVA 설하 필름에 대한 기술의 적용을 탐구하였다. 이를 위해, 30-50% 오일을 함유하는 분말을 TDW 속에 5%(w/w)로 재구성시켰다. PVA 용액(4.5%)을 TDW 속에서 PVA 분말(86-89 가수분해된 PVA)로부터 제조하였다. PVA 용액을 나노에멀젼과 각각 4% 및 0.5%의 비율에서 혼합하였다. 혼합물의 샘플(3 gr)을 알루미늄 주형에서 주조하고(6개 샘플) 38℃에서 24시간 동안 건조시켰다. 일부 샘플은 풍미제를 포함하였다. 설명은 표 5에 추가로 상세히 기술되어 있다.
[표 5]
Figure pct00008
모든 샘플은 필름을 생산하였고, 형태에서 관찰된 차이는 상이한 습윤 특성에 기인할 수 있었다. 표 6은 실제 무수 중량과 이론적 중량 사이의 비교를 나타내고, 이는 건조 동안 물의 완전한 증발을 시사한다. 나노에멀젼은 필름에 걸쳐 균일하게 분산되었다.
[표 6]
Figure pct00009
선택된 샘플(N=3)을 50 ml의 TDW 속에 37℃에서 20 내지 40분 동안 용해하여 용액을 생산하였다. 샘플 6(무수 중량 0.15 g)을 오일 함량에 대해 분석하고 약 0.017 g의 오일 - 83.6%의 이론적 함량으로 확인하였다.
생산된 필름(1*1 cm2, -100 ㎛ 두께)은 혀 아래에 두고, 완전히 용해될 때가지의 시간을 측정하였다.
결과는 분말이 설하 필름 제형에 적합하였음을 시사한다. 고체 입자를 중합된 필름 속에 균일하게 고정시켜 고체 내 고체(solid-in-solid) 분산액을 생성하였다. 용해 시, 입자는 중합체 매트릭스로부터 완전히 방출되었다.
전반적으로, 설하 필름은 친지성 보충제 및 영양소의 전달을 위한 매력적인 접근법을 제공한다.
실시예 4: 활성제의 놀라운 화학적 안정성
4.1 칸나비스 추출물을 포함한 조성물의 안정성
칸나비노이드는 특히 화학적 및 광분해성 분해하는 경향이 있다. 나노에멀젼을 2개의 칸나비스 균주(THC 또는 CBD가 풍부한)로부터 전체 스펙트럼의 칸나비스 오일(50%), 및 본 발명의 조성물의 다른 코어 구성성분을 사용하여 제조하였다. 재구성된 분말은 150 nm의 특징적인 입자 크기 및 오일 속의 원래의 칸나비노이드 스펙트럼을 수득하였다. 분말을 다음의 조건에서 40℃ 챔버 속에서 알루미늄 백(aluminum bag) 속에 저장하였다:
Figure pct00010
실험을 THC 및 CBD이 풍부한 균주로부터의 생성물(분말 A 및 분말 B)로부터 2개의 독립된 작동으로 수행하였다. 칸나비노이드 분석은 기본선(0), 30일, 45일, 및 83일(표준 조건 하에서 10, 13, 24개월에 상응함)째에 HPLC를 사용하여 수행하였다. 결과는 표 7 및 8에 나타낸다.
[표 7]
Figure pct00011
[표 8]
Figure pct00012
결과는 본 발명의 조성물이 천연 기원, 예를 들면, 칸나비스 오일 추출물의 칸나비노이드 및 칸나비노이드 복합 조성물에 대한 RT에서 적어도 24개월 동안의 장기간 안정성을 제공함을 시사한다. 추천된 저장 조건은 알루미늄 백에서 O2 스캐빈저(scavenger) 및/또는 습윤기 데시케이터(moister desiccator)를 사용하는 것이다.
이러한 조건 하에서, 최대 분해 속도는 전체 칸나비노이드 함량에 대해 2.5%를 초과하지 않았고, 심지어 특정 칸나비노이드, 즉, CNB 및 CBG로서 THC 및 CBD에 대해 심지어 더 낮았다. 이러한 발견은 또한 칸나비노이드 분해의 공지된 마커로서 CBN(예를 들면, 분말 A)의 안정성과 일관되었다.
4.2 라이코펜을 포함하는 조성물의 안정성
칸나비노이드는 증가된 온도, 전-산화 종(pro-oxidative species), 및 산성 pH에 민감한 것으로 알려져 있다. 나노에멀젼을 라이코펜 올레오레진(lycopene oleoresin)(6% 라이코펜 w/w) 및 본 발명의 조성물의 다른 코어 구성성분으로 제조하였다. 분말(4 gr)을 습윤 및 산소 스캐빈저가 들어있는 알루미늄 백 속에서 진공으로 열-밀봉하고, 0, 30, 및 90일 동안 RT(25℃), 4℃, 및 40℃(2회)에서 저장하였다. 생성물은 가시 장치, DLS 및 HPLC 분석으로 기본선(Baseline) 및 저장 시점에서 시험하였다.
가시적 분석은 모든 샘플이 저장 기간에 걸쳐 대표적인 질감, 영양, 및 색상을 보존하였음을 시사하였다. DLS 분석은 225-272 nm의 원래의 입자 크기로부터 어떠한 유의적인 편차도 나타내지 않았다. 결과는 표 9에 나타낸다.
[표 9]
Figure pct00013
유사하게, HPLC 분석은 각각 RT, 4℃, 및 40℃에서 저장된 샘플에 대해 저장 기간에 걸쳐 7%, 3%, 및 1%로서의 라이코펜의 단지 최소의 손실을 나타내었다.
전반적으로, 결과는 본 발명의 조성물이 라이코펜에 대해 연장된 저장 수면을 제공하고 이의 분해를 방지함을 시사한다. 추천된 포장은 습윤기 및 산소 스캐빈저가 장착된 알루미늄 백을 포함한다. 40℃에서 90일 동안 연장된 안정성의 발견은 RT에서 2년에 상응한다.
4.3 비타민 D3를 사용한 조성물의 안정성
유사한 분석을 비타민 D3를 포함하는 분말에 대해 40℃/RH 75℃의 저장 조건 하에서 90일 동안 수행하였다. 생성물을 비타민 D 및 에톡시 비타민 D 분해 생성물에 관하여 HPLC로 분석하였다. 분석 시험은 가정에서 수행하고 외부 인가된 실험실(Eurofins)에서 확인하였다. 결과는 표 10에 나타낸다.
[표 10]
Figure pct00014
비타민 D3 오일의 콜레칼시페롤 시험을 확인하고 1M iu/g의 이의 분석 확인으로 일관됨이 밝혀졌다.
결과는 28%-29%의 비타민 D3 오일이 캡슐화되었음을 시사한다. 조성물을 30% 오일로 제조하였으므로, 이러한 결과는 생산 공정 동안 최소의 손실을 나타낸다.
결과는 5% 이하의 최소의 콜레칼시페롤 분해를 추가로 시사한다. 2회 사이의 차이는 솔더링 품질(soldering quality)로부터 유도할 수 있다. 또한, 분말이 가속화된 조건(40℃ 및 75% R.H 대 4-8℃)에서 유지되었으나, 이는 오일과 비교하여 훨씬 더 적은 분해 생성물을 가졌다. 전반적으로, 실험은 RT에서 2년에 걸친 생성물 안정성을 나타낸다.
상기 결과는 본 발명의 분말 조성물이 연장된 기간에 걸쳐 활성제를 보존하는 놀라운 능력, 다시 말해서, 가속화된 화학 안정성 및 연장된 반감기를 가짐을 시사한다. 이러한 특징은 특히 둘 다 친지성 분자의 경우 선호되지 않는, 고압, 물 환경을 포함한다는 측면, 및 또한 임자 크기의 감소 및 입자 표면에서 후속적인 증가가 활성제 산화 및 화학적 불안정성을 증가시키는 것으로 예측된다는 측면에서 놀라운 것이다.
이러한 발견은 다양한 유형의 식품 생성물 및 식품 첨가제를 생산하기 위한 본 발명의 분말 조성물의 적용능을 추가로 뒷받침한다.
4.4 어류 오일을 사용한 조성물의 안정성
다른 연구는 어류 오일을 사용한 분말 조성물의 보호 특성을 탐구한다. 어류 오일(60% 오메가 3 지방산 w/w)은 용이하게 산화되어, 1차 및 2차 산화 생성물을 형성하며, 이는 사람에게 유해할 수 있다.
분말 조성물을 40% 어류 오일(w/w 및 본 발명의 조성물의 다른 코어 구성성분)로부터 제조하였다.
오일 및 분말 샘플을 실험 산호에 노출시킨 다음 진공으로 열-밀봉하고 4℃에서 28일 동안 저장하였다. 1차(과산화물; PV) 및 2차(아니시딘; AV) 산화 생성물을 0, 14, 및 28일째에 측정하였다. TOTOX 값(전반적인 산화 상태)을 다음 식으로 계산하였다:TOTOX = AV+2*PV. 결과는 도 2에 나타낸다.
결과는 분말 조성물이 0일 부터 및 심지어 14일 후 까지 오일과 비교하여, 유의적으로 더 낮은 TOTOX, 즉, 1차 및 2차 산화 생성물의 유의적으로 더 낮은 농도를 포함함을 나타낸다. 0일째 결과는 분말의 생산 공정이 물 및 산소에 대한 노출을 포함하므로 특히 흥미롭다.
전반적으로, 결과는 가장 유사하게 활성제의 캡슐화의 유일한 특성 및 노출 및 어류 오일 속에 포함된 후속적인 산화 및 분해 산화-민감성 지질의 방지로 인하여, 분말 조성물의 놀라운 보호 능력을 지적한다. 이러한 특성은 또한 이미 증명된 본 발명의 분말 조성의 장기간 안정성 특성과 일관된다.
실시예 5: 놀라운 로딩 용량
연구는 농축된 칸나비스 오일의 예를 사용한 본 발명의 분말 조성물의 로딩 용량을 탐구하였다. 나노에멀젼을 상기 방법으로 미가공 RSO 고 THC 농축물(lgr)로 생산하였다. 나노에멀젼 및 재구성된 분말은 약 150 nm의 특징적인 크기의 입자를 생성하였다. 재구성된 분말을 HPLC를 사용하여 칸나비노이드의 분석에 적용하였다. 표 11은 계산된 대 실제 칸나비노이드 함량 사이의 비교를 나타낸다.
[표 11]
Figure pct00015
△9-THC의 계산된 함량 및 실제 함량 사이의 비는 94.91%이다.
CBG의 계산된 함량 및 실제 함량 사이의 비는 86.9%이다.
결과는 총 분말 물질에 대한 오일의 비로 반영한 것으로서 본 발명의 조성물 내로 오일 및 활성제의 놀랍게도 높은 로딩 용량을 지적한다.
실시예 6: 놀라운 생체이용능 프로파일
본 발명의 조성물의 경구 생체이용능을 래트 모델에서 평가하였다. 연구는 칸나비노이드의 2개의 원형 조성물(CBD/THC), 오일 조성물(LL-OIL) 및 분말 조성물(LL-P)을 혈장 및 선택된 기관에서의 활성제 방출과 관련하여 비교하였다. 연구는 다음의 변수 및 종점을 사용하였다:
i. 사망률 및 이환율 모니터링 - 매일.
ii. 체중 모니터링 - 순응화 동안 및 투여 전.
iii. 임상 관찰 - 전과 후 2시간 동안.
iv. 혈액 채취 - 0, 15, 30, 45, 60, 90, 120 및 240분 시점.
v. 45, 60, 90, 120, 240분에서 종결 및 기관 수집(뇌, 간).
연구는 약동학(PK) 및 생체분포 분석을 위한 전통적인 과정을 사용하였다. 동물(N=12)을 LL-OIL 및 LL-P에 대해 2개 그룹으로 나누었다.
물질 및 방법
시험 항목 I: CBD/THC 분말(LL-P): 분말 중 LL-CBD-THC 30% 오일
시험 항목 II: CBD/THC 오일(LL-OIL): 대마 오일 속에 희석된 LL-CBD-THC 오일
LL-P의 경우, 225 mg의 분말의 경구 용량을 4.275 mg TDW 속에 용해하고 래트당 투여하였다. LL-OIL의 경우, 67.5 mg의 오일의 경구 용량을 1 mL의 대마 오일 속에 희석시키고 래트당 투여하였다.
수컷/12/376/456 g(성별/수/체중) SD 래트를 그룹으로 나누고(각각의 그룹에서 평균 중량으로부터 ±20%의 편차) 순응시켰다(8일). 전체 연구를 위해 이환율, 연장된 통증 또는 위축증(distress)은 발견되지 않았다.
연구를 1개 주기로 2개 그룹에 대해(그룹 당 N=6, 동물 당 3-4 시점) 수행하였다. 시험 항목을 6마리의 동물에게 표 12에서와 같은 시점에서 투여하고 후속적인 출혈 및 종결시켰다.
[표 12]
Figure pct00016
체중을 연구 초기에 기록하였다. 동물을 투여 전 및 후에 독성/부작용 증상에 대해 매일 관찰하였다. 혈액 샘플을 기본선 및 투여 후 나타낸 시점에서 수집하고 저장하였다. 기관을 말기 출혈 및 관류 후 동물로부터 수집하고, 선택된 기관(뇌, 간)을 수집하고 -80℃에서 저장하였다. 기관 중량에서의 편차는 유의적이지 않았다.
결과
혈장, 뇌 및 간에서 시험 항목 둘 다에 대한 CBD 및 THC의 약동학(PK) 분석은 표 13에 나타낸다. 2개 그룹에서 CBD 및 THC의 혈장 농도는 도 3a 및 3b에 나타낸다. 2개 그룹 내 CBD 및 THC의 분포(간 및 뇌)는 도 4a 내지 도 4d에 나타낸다.
[표 13]
Figure pct00017
결론
혈장 속에서, LL-OIL은 연구 기간(240분) 동안 THC 및 CBD의 일관된 증가와 함께 연속된 방출 프로파일을 나타내었다. 대조적으로, LL-P는 처음 1시간 동안 THC 및 CBD의 즉각적인 방출에 이은, 감소 및 연구 종결까지 지속되는 다른 증가를 지닌 이상 방출 프로파일을 나타내었다.
간 및 뇌 속에서 PK 프로파일은 혈장 프로파일을 반영하였다. LL-P는 THC 및 CBD의 경우, LL-OIL과 비교하여 조직내 유의적으로 보다 급속한 흡수를 나타내었다.
뇌 속에서, CBD에 대한 Cmax 값은 LL-OIL과 비교하여 LL-P에서 유의적으로 더 높았고(각각 122.6 대 95.6 ng/g). LL-OIL과 비교하여 LL-P에서 THC의 경우 Cmax에 대해 동일하였다(각각 206.9 대 115 ng/g). 유사한 현상이 간에서 관찰되었다.
이러한 결과는 경구 생체이용능 및 조직과 관련하여 LL-P 조성물이 LL-OIL보다 더 우수함을 시사한다. 또한, LL-P 조성물은 LL-OIL 조성물의 단일-상 또는 연속된 방출 프로파일과 대치되는 것으로서, 활성제, THC 및 CBD 둘다와 관련하여 구별되는 이-상 방출 프로파일이 확인되었다.
실시예 7: 비타민 D를 사용한 생체이용능 연구
본 발명의 조성물의 경구 생체이용능의 장점을 비타민 D3 대 통상의 지용성 제제와 비교하여 래트 모델의 연구에서 추가로 증명하였다.
나노에멀젼을 동결건조 및 스프레이 건조 둘 다를 사용하여 표준 프로토콜 당 제조하였다. 표 14는 수득된 분말 조성물의 특징적인 특징을 나타낸다.
[표 14]
Figure pct00018
약동학적 평가를 Img/kg 체중의 단일 경구 용량의 콜레스테롤(비타민 D3)(그룹 당 N=9)의 투여시 래트 혈장 속에서 수행하였다. 혈액 샘플을 기본선=0 및 0.25 h, 0.5 h, 1 h, 1.5 h, 2 h, 4 h, 8 h, 24 h, 32 h, 48 h, 56 h, 72 h, 80 h, 96 h 및 104 h(4일) 째에 수집하였다. 혈장 속의 정체-상 콜레칼시페롤 농도를 기체-액체 크로마토그래피로 측정하였다. 동력학적 매개변수를 기본선 농도를 감한 후 및 공변인으로서 기본선 농도를 사용함으로써 둘 다로 비교하였다. 결과는 도 5에 나타낸다.
결과는 분말 조성물 속의 비타민 D3가 오일 조성물에 대해 상대적으로 혈장 속에서 2배 농도의 활성제에서 신속하게 피크에 도달하였고, 적어도 60h(3일) 동안 낮은 농도에서 정체 상으로 남았음을 나타내었다. AUC(곡선하 영역)로 반영된 바와 같이 분말 형의 비타민 D3의 생체이용능은 20%까지 더 높았고, 반감기는 오일 형태에서 15%(p <0.05) 까지 더 길었다.
전반적으로, 결과는 즉각적인 및 연장된 방출의 특징을 지닌 본 발명의 분말 조성물 속의 친지성 활성체의 개선된 생체이용능을 시사한다.
실시예 8: 활성제의 향상된 생체-접근성
8.1 GI 속에서의 농도를 모사하는(mimicking) 시험관 내 연구
연구는 오레가노 오일 속에서 발견된, 2개의 활성제, 티몰(2-이소프로필-5-메틸 페놀) 및 카르바크롤(2-메틸 5-(l-메틸에틸)페놀)의 거동을 탐구하였다. 오레가노 오일은 항산화제, 유리 라디칼 스캐비닝, 소염, 진통, 진경, 항세균, 항진균, 소독, 및 항종양 활성을 포함하는 이의 유리한 특성에 대해 알려져 있다. 이러한 화합물 둘 다는 친지성 특성 및 위장 속의 산성 조건에서 분해 경향성으로 인하여 낮은 용해도 및 침투능을 갖는다.
연구는 시험관 내 반-동적 소화 모델을 사용하여 원래의 오일 형태 대 본 발명의 조성물의 분말 속에서 티몰 및 카르바크롤의 생체-접근성을 평가하였다. 생체-접근성은 GI 소화의 정도, 즉, GI 관 속에 방출되어 흡수에 이용가능하게 되는(예컨대, 혈류로 들어가는) 화합물의 양을 반영한다. 당해 매개변수는 화합물의 소화성 변환 및 장 세포 및 전-시스템, 장, 및 간 대사내로 이의 각각의 흡수에 또한 의존한다. 시험관 내 생체-접근성은 다음 식에 따라 평가할 수 있다:
Figure pct00019
시험관 내 소화 모델의 수개의 유형이 존재한다: 정적, 반-동적, 및 동적 모델. 정적 모델은 GI 관의 각각의 부위에 대한 초기 조건(pH, 효소의 농도, 담즙 염 등)의 단일 세트를 특징으로 한다. 이는 비교적 단순하며 많은 장점을 갖지만, 흔히 생체 내 공정에서 복합체의 실제적인 모의를 제공하지 않는다. 대조적으로, 동적 소화 모델은 생체 내 소화(예컨대, 위로부터 장으로 소화 성분의 연속적인 유동, HCl 첨가, 펩신 유동 속도, 위 공복, 및 제어된 담즙 분비)를 보다 잘 반영하도록 기하학적, 생화학적, 및 물리적 힘에 대한 교정을 추가로 포함한다. 반-동적 모델은 접근법 둘 다의 장점을 조합한 중간 모델이다. 이는 위장 상에서 HCl에 의한 및 장 상에서 NH4HCO3에 의한 pH 조절을 포함하지만(정적 모델과는 상이함) 소화 성분의 연속적인 유동을 갖지 않으며 장 단계는 위 단계 후 시작한다(동적 모델에서와는 상이함).
물질 및 방법
활성제를 다음의 형태로 시험하였다: (1) 오레가노 오일: 1.26 mg의 티몰 및 26.31 mg의 카르바크롤을 포함하는 365 μl(~ 300 mg의 오레가노 오일); 및 (2) 오레가노 분말: 1.30 mg의 티몰 및 26.31 mg의 카르바크롤을 포함하는 1.11 gr의 본 발명의 분말 조성물. 분말 조성물을 상기 방법에 따라 생산하여, 30% 오레가노 오일(w/w)의 로딩을 수득하였다.
2개 형태를 반-동적 소화 시스템에서 INFOGEST 프로토콜을 사용하여 수행하였다. 티몰 및 카르바크롤의 농도를 기본선 및 2시간 후(최종-위 상(end-astric phase)을 대표함) 측정하였다. 샘플을 기체 크로마토그래피-질량 분광법(GC-MS)으로 훈증 실리카 모세컬럼(fused silica capillarity column)(30 M, 0.25 mm), 230℃의 공급원 온도, 150℃의 내부 온도(quad temperature), 및 250℃의 컬럼 오븐 온도를 사용하여 3분 동안 분석하였다. 소화 샘플(1 pi)을 주입하고 분석물의 농도를 계산하였다(표준 피크 영역에 대한 피크 영역). 교정 곡선은 MS 반응의 선형성을 나타내었다. 모든 매개밴수를 관련 시점에서 시험관 내 위 분해 전 및 후에 GC-MS로 분석하였다. 오일 및 분말 조성물의 화학적 분석을 수행하여 분말 제조 동안 활성제의 손실을 평가하였다.
결과
티몰 및 카르바크롤 농도는 분말 제제 공정 동안 각각 7% 및 10%까지 감소하였다. 2개 형태의 시험관 내 소화 연구는 소화 상의 말기(소화 2시간 후)에, 카르바크롤의 생체 접근성이 오일 및 분말 형태의 경우 각각 19% 및 41%(2회 이상)이었음을 나타내었다. 유사하게, 티몰의 생체-접근성은 오일 및 분말 형태의 경우 16% 및 37%이었다. 활성제 둘다의 생체-접근성은 오일 및 분말 형태의 경우 각각 19% 및 41%이었다. 다시 말해서, 오일 조성물 속의 약 20% 만의 활성제가 위장 속의 산성 pH에서 견디었지만, 분말 조성물 속의 활성제 생존은 유의적으로 증가하였다. 결과는 도 6에 나타낸다.
결론
전반적으로, 결과는 본 발명의 분말 조성물이 위 분해로부터 활성제를 보호할 수 있으므로, 순환 및 조직에 대한 이의 경구 생이용능 및 생체-접근성을 증가시킴을 시사한다.
6.2 장용-코팅된 캡슐 속에 분말을 포함하는 비교 연구
상기와 같은 오일 및 분말 형태 및 장용-코팅된 캡슐(내 산성 코팅) 속의 분말 형태를 포함하는, 유사한 연구를 수행하였다. 티몰 및 카르바크롤 농도는 기본선 및 2시간 후(위 상의 종결), 상기와 같은 생체-접근성의 계산과 함께, 측정하였다. 또한, 장용-코팅된 캡슐 속의 분말을 위장 상으로부터 십이지장 상으로 이전시키고 4시간 후(십이지장 상의 말기) 시험하였다.
결과
위 상의 말기에 티몰 및 카르바크롤의 생체-접근성은 오일 및 분말 형태 및 장용 코팅된 캡슐 속의 분말에 대해 각각 19%, 41% 및 89%이었고, 이는 다양한 유형의 조성물 사이에 유의적인 차이를 시사한다. 유사한 결과가 별개의 활성제에 대해 관찰되었다. 예를 들어, 티몰의 경우, 생체이용능은 각각 16%, 37% 및 87%이었다. 결과는 도 7a 내지 7c에 나타낸다. 십이지장 상의 말기에 장용 코팅된 캡슐 내 분말의 생체-접근성은 79%이었다(활성제 둘 다에 대해). 결과는 도 7d에 나타낸다. 카르바크롤의 생체-접근성은 78%이고 티몰은 97%이었다.
결론
결과는 분말 조성물의 보호 효과가 기능성 코팅의 첨가에 의해 추가로 향상될 수 있고, 이에 의해 심지어 추가로 이의 및 십이지장 생체-접근성이 증가할 수 있음을 시가한다.
전반적으로, 본 발명은 오일로서 수 난용성인 활성제를 제형화하기 위한 매우 관련된 약제 플랫폼을 제공함으로써 개선된 경구 생체이용능 및 생체-접근성을 달성하였다.
실시예 9: 식용 생성물로서의 조성물
예비 시도에서, 본 발명의 분말 CBD 조성물을 수개의 식품 생성물의 제조에 사용하였다: 펙틴 젤리, 너겟, 검. 대표적인 프로토콜은 하기 제공한다.
9.1 펙틴 젤리
1) 95℃의 물(70 g)
2) 펙틴 용액: 펙틴(6g) + 4g의 시트르산 삼나트륨(4 g) + 18g의 슈가(18g)
3) 분말 CBD 조성물(4 g)을 함유하는 시트르산 50%(5g)
4) 시럽 형태의 슈가(155 g)
5) 슈가 시럽을 펙틴 용액에 가하고 조리하였다.
6) 시트르산 및 CBD 혼합물을 색상 및 풍미를 위해 임의의 첨가제와 함께 가하였다.
9.2 너겟 제형
1) 용액 1: 물(287 g) + 난 알부민(93 g) + 시럽 DE60(320 g)을 균질화될 때까지 35℃에서 혼합하였다.
2) 용액 2: 물(397 g) + 슈가(1600 g) + 시럽(1150 g)을 증발할 때까지 조리하였다(약 450 g)
3) 지방 용액: 용융된 지방(60℃) + 우유 분말 + 퐁당 분말 + 건조된 견과류 혼합물(200 g)
4) CBD 용액(60%): 물(5g) 속에 분산된 분말 CBD 조성물(7.2 g)
5) CBD 용액을 용액 1 및 2에 가한다.
6) 지방 용액을 혼합물에 가한다.
9.3 저작 제형
1) 용액 1: 물 + 시럽 + 소르비톨 혼합물(60℃)
2) 용액 2: 슈가 + 전분 + 시스테마(sistema) sp30 분말을 가하고 혼합한다.
3) 지방을 가하고, 전체 혼합물을 쿠킹(cooking)(±120℃)한다.
4) CBD 용액: 분말 CBD 조성물 + 색상 + 산 + 풍미의 혼합물
5) CBD 용액을 용액 1 및 2에 가한다
6) 생성물을 냉각시킨다.
실시예 10. 본 발명의 입자화된 슈가 입자
10.1 실시예 제형
당, 말토덱스트린, 슈가 에스테르(SP30) 및 테오브로마 오일을 포함하는, 입자화된 당의 실시예 제형을 생산하였다. 성분의 양 및 비율은 표 15에 상세히 나타나 있다. 이러한 유형의 제형을 제조하는 공정의 예시적 프로토콜은 하기에 추가로 나타낸다.
[표 15]
Figure pct00020
제형을 제조하는 공정에서 필수 단계는 다음을 포함하였다:
i. 당 및 말토덱스트린을 칭량하고 용기로 이동시켰다.
ii. DDW를 가하고, 용액을 성분이 용해될 때까지 교반하였다.
iii. 슈가 에스테르(Sp30)를 칭량하고 교반 동안 가하고, 용액을 50℃에서 5분 동안 슈가 에스테르가 완전히 분해될 때까지 가열하였다.
iv. 테오브로마 오일을 칭량하고 가하고, 용액을 균질화기를 사용하여 교반함으로써 균일한 에멀젼을 생산하였다.
v. 에멀젼을 고압 미립자화기에 3개의 주기(4 bar, 압력: 16,000 PSI)로 공급하여 입자 범위가 약 100 nm-200 nm인 나노점적을 수득하였다.
vi. 나노에멀젼을 동결(-30℃ 이하)시키고 건조될 때까지(0.04 mBar 이하에서 약 2일) 동결건조기 속에 두었다. 달리는, 동결된 나노에멀젼을 약 190℃에서 스프레이 건조시켰다.
분말 생성물을 주사 전자 현미경(Scanned Electron Microscope)(SEM)으로 분석하였다. 도 8a 및 8b에서의 SEM 영상은 크기가 20 내지 50 ㎛의 범위인 부드럽고 미세한 과립화된 슈가 입자를 나타낸다. 전반적으로, 결과는 본 발명의 슈가 입자가 질감 및 크기 측면에서 비교적 균일하였으며, 50 ㎛ 미만의 부드럽고 미세하게 과립화된 입자이었다.
10.2 슈가 입자 속에서 나노미터 오일 점적의 포집
비타민 E 오일을 지닌 슈가 입자의 형태학적 특성화를 초저온 침투 전자 현미경(Cryogenic Transmission Electron Microscopy)(cryo-TEM)으로 수행하였다. 샘플을 제어된 환경 유리화 시스템(Controlled Environment Vitrification System )(CEVS) 속에서 휘발물의 증발을 방지하기 위한 포화의 습도 및 25℃의 온도로 제조하였다.
용액(1 방울)을 200 메쉬 TEM 격자 위에 지지된 탄소-코팅된 천공된 중합체 필름 위에 두었다. 점적을 과도한 용액을 제거함으로써 얇은 필름으로 전환시켰다. 격자를 액체 에탄 속에서 -183℃에서 냉각시켰다. Cryo-TEM 영상을 Thermo-Fisher Talos F200C 상에서 200 kV에서 수행하였다. 현미경사진을 Thermo-Fisher Falcon III 직접적인 검출기 카메라(4k x 4k 해상도)로 기록하였다. 샘플을 TEM 나노프로브 방식으로 볼타 상 플레이트(volta phase plate)를 사용하여 시험하였다. 영상화를 저 용량 방식으로 수행하고 TEM TIA 소프트웨어로 획득하였다.
도 9a 내지 9d에서 cryo-TEM 단면의 이어지는 크기가 80 내지 150 nm의 범위인 밝고 부드러운 표면의 구형 나노-소적을 나타낸다. 전반적으로, 결과는 입자 속의 나노미터 오일 소적의 포집을 나타내며, 오일 소적은 150 nm 이하의 비교적 균일한 크기를 가졌다.
10.3 크기 친지성 나노소적에 의한 슈가 입자 크기의 제어
슈가 입자 크기와 친지성 나노소적 사이의 상호-관계(Co-relationship)를 테오브로마 오일 제형의 예에서 증명하였다. 친지성 나노소적의 크기는 주기 및/또는 균질화 단계에서 강도를 변화시킴으로써 변형시켰다(참고: 10.1).
분말 생성물은 도 10a 및 10b에서 SEM으로 분석하였고 도 11a 및 11b는 슈가 입자가 다양한 에멀젼화 조건 하에서 생산함을 나타낸다. 평균 크기가 약 800 nm인 친지성 나노소적은 크기가 130 내지 160 μm의 범위인 슈가 입자를 생성하였고, 평균 크기가 약 150 μm인 친지성 나노소적은 크기가 20 내지 50 μm의 범위인 슈가 입자를 생성하였다.
본 실험은 포집된 나노소적이 슈가 입자의 크기에 영향을 미치는 증거를 제공한다. 보다 큰 나노소적을 지닌 나노-에멀젼은 보다 큰 슈가 입자를 생산하고 보다 미세한 나노-에멀젼은 보다 미세한 슈가 입자를 생산하였으며, 입자의 구체적인 예는 크기가 약 130 μm 내지 160 μm의 범위 및 약 20 μm 내지 50 μm의 범위이었다. 전반적인 결론은 슈가 입자의 크기가 포집된 나노소적의 크기를 조절함으로써 조절될 수 있다는 것이다.
10.4 테오브로마 오일을 사용한 제형의 관능 특성
테오브로마 오일을 사용한 제형의 유리한 특징은 4개의 시음자에 의해 관능 시험에서, 본 발명의 제형 대 당을 사용한 구강 내 감미 및 녹음의 감각을 비교함으로써 증명하였다. 결과는 하기 표 16 및 17 및 도 12 및 13에 나타낸다.
[표 16]
Figure pct00021
[표 17]
Figure pct00022
감미의 감각의 비교 시험은 모든 시음자에 의해 본 발명의 제형이 당 보다 적어도 15% 내지 30%가지의 향상된 감미를 가졌음을 나타내었다. 구강 내 녹음 또는 붕괴의 감각은 모든 시음자에 의해 본 발명의 제형의 녹는 시간이 당보다 더 빠름을 나타내었다.
전반적으로, 결과는 본 발명의 테오브로마 오일이, 이의 특수한 구조 및 형태로 인하여, 일정한 슈가와 비교하여 구강 내에서 향상된 감미 및 녹음의 감각의 우수한 특징을 입증함을 시사한다. 이러한 2개의 특징은 특히, 많은 유형의 디저트 및 퐁당, 및 특히 다양한 유형의 초코릿에 대한 유리한 조합인 것으로 고려된다.
10.5 테오브로마 오일을 사용한 제형의 용해 분석
향상된 붕괴의 특징은 4개 유형의 분말의 용해 속도를 비교하는 객관적인 시험에서 추가로 입증하였다:
(A) 슈크로스의 분말: 말토덱스트린(8:2 w/w)
(B) 미세하게 파쇄된 슈크로스의 분말: 말토덱스트린(8:2 w/w)
(C) 테오브로마 오일을 사용한 미세분말
(D) 테오브로마 오일을 사용한 나노분말
용해 시험을 1000 RPM의 속도 및 37℃에서 교반 하에 수행하였다. 결과는 표 18 및 도 14에 나타낸다.
[표 18]
Figure pct00023
비교 용해 시험은 테오브로마 오일을 사용한 본 발명의 나노분말 제형이 이전의 관능 시험을 추가로 보강하면서, 다른 유형의 시험한 분말과 비교하여 유의적으로 보다 신속한 붕해 시간을 가졌을을 나타내었다.
부록 A
주요 식용 오일
· 코코넛 오일, 포화 지방이 높은 오일
· 옥수수 오일, 냄새 또는 맛이 거의 없는 오일
· 면화씨 오일, 트랜스 지방이 낮은 오일
· 카놀라 오일, (다양한 평지씨 오일)
· 올리브 오일
· 팜 오일, 가장 널리 생산된 열대 오일
· 땅콩(peanut) 오일(땅콩(ground nut) 오일)
· 잇꽃 오일
· 참깨 오일, 예를 들면, 냉 압착 라이트 오일(light oil) 및 고온 압착된 다커 오일(darker oil)
· 대두 밀을 가공한 부산물로서 생산된 대두 오일,
· 해바라기 오일
식용 견과류 오일
· 아몬드 오일
· 캐슈 오일(Cashew oil),
· 해이즈넛 오일(Hazelnut oil)
· 마카다미아 오일(Macadamia oil)은 트랜스 지방이 없고 오메가-3/오메가-6의 균형이 양호하다.
· 피칸 오일
· 피스타치오 오일
· 호두 오일
영양소가 풍부한 오일
· 아마란트 오일(Amaranth oil), 스쿠알렌 및 불포화 지방산이 높음
· 살구 오일
· 아르간 오일, 모로코(Morocco)로부터의 식품 오일
· 시나라 카르둔쿨루스 아보카도(Cynara cardunculus)로부터 추출된, 아르티초케 오일(Artichoke oil)
· 아보카도 오일
· 바사쑤 오일(Babassu oil), 코코넛 오일의 대체제
· 모링가 올레이페라(Moringa oleifera)의 씨로부터 추출된, 벤 오일(Ben oil)
· 소레아(Shorea)의 과일로부터 추출된 모르네오 수지 견과 오일(Borneo tallow nut oil)
· 쿠쿠르비타 포에티디시마 (Cucurbita foetidissima)의 씨로부터 추출된 버팔로 박 오일(Buffalo gourd oil),
· 구주 콩깍지 오일(Carob pod oil)(알가로바 오일(Algaroba oil))
· 고수 씨 오일(Coriander seed oil)
· 카멜리나 사티바(Camelina sativa)의 씨로 제조된 양구슬냉이 오일(False flax oil)
· 포도씨 오일
· 대마 오일, 고 품질의 식품 오일
· 카폭 씨 오일(Kapok seed oil)
· 랄레만티아 이베리카(Lallemantia iberica)의 씨로부터 추출된, 랄메만티아 오일(Lallemantia oil)
· 98% 이상의 장쇄 지방산을 지닌 매우 안정한 메도우폼 씨 오일(Meadowfoam seed oil)
· 머스타드 오일(Mustard oil)(압착됨)
· 히비스커스 에스쿨렌투스(Hibiscus esculentus)의 씨로부터 추출한, 오크라 씨 오일(Okra seed oil)
· 오메가-3 지방산이 높은 들깨 오일(Perilla seed oil)
· 카리오카르 브라실리엔시스(Caryocar brasiliensis)의 씨로부터 추출된, 페뷔 오일(Pequi oil)
· 잣(pine nut)으로부터의 고가의 식품 오일인 잣 오일
· 양귀비씨 오일(Poppyseed oil)
· 푸룬 커넬 오일(Prune kernel oil), 고메 조리용 오일(gourmet cooking oil)
· 호박 씨 오일, 전문 조리용 오일
· 옥수수 오일과 유사한, 퀴노아 오일(Quinoa oil)
· 귀조티아 아비씨니카(Guizotia abyssinica)(나이거 피이(Niger pea))의 씨로부터 압착시킨 람틸 오일(Ramtil oil)
· 쌀겨 오일(Rice bran oil)
· 차 오일(동백 오일(Camellia oil))
· 실리붐 마리아눔(Silybum marianum)의 씨로부터 압착시킨 티스틸 오일(Thistle oil)
천연 식용 슈가
· 사탕무우 슈가(Beet sugar), 백색 및 과립화된 슈가
· 사탕수수 슈가(Cane sugar), 백색의 정제되거나 갈색 슈가
· 갈색 슈가, 당밀을 갖는 과립화된 사탕수수 슈가(암색 및 담갈색)
· 데메라라 슈가(Demerara sugar), 미가공 사탕수수 슈가의 일종
· 프럭토스, 정제된 사탕수수 슈가와 같이 감미로운 과일 슈가
· 쌀 시럽과 배합된 포도 주스로부터 제조된 과일 감미제(액체 및 고체)
· 슈가 팜 또는 팔미라 팜(palmyra palm)의 환원된 수액으로부터 제조된, 야자즙 조당(Jaggery)(팜 슈가, gur)
· 백색 슈가보다 훨씬 더 감미롭고 칼로리가 더 적은 메이플 슈가(Maple sugar)
· 갈색 슈가와 유사한 미가공 사탕수수 슈가인, 무스코바도(Muscovado)(바르바도스(Barbados)) 슈가
· 필론실로(Piloncillo)(파넬라(panela), 파노차(panocha)), 다른 유형의 미가공 사탕수수 슈가
· 록 슈가(Rock sugar)(중국 록 슈가(Chinese rock sugar)), 약간 카마렐화된 사탕수수 슈가
· 수카나트(Sucanat):, 과립 슈가로 전환된 유기적으로 성장된 슈가사탕수수(sugarcane)로부터의 쥬스
· 투르비나도 슈가(Turbinado sugar), 슈가사탕수수로부터 유도된 미가공 사탕수수 슈가 결정
· 슈가사탕수수 또는 슈가 사탕무우로부터 유도된 백색 정제 슈가(과립화된 슈가, 설탕(table sugar), 슈크로스)
천연 액체 감미제
· 보리 엿기름 시럽(Barley malt syrup)
· 옥수수 시럽(Corn syrup)
· 꿀
· 몰트 시럽(Malt syrup)(몰트 추출물(malt extract))
· 메이플 시럽(Maple syrup)(등급 A, B 및 C)
· 메이플 허니(Maple honey)
· 당밀(Molasses)
· 쌀 시럽(Rice syrup)
· 소르굼 당밀(Sorghum molasses)(소르굼 시럽(sorghum syrup))
슈가 대체제
· 아드반탐(Advantame), FDA에 의해 승인된 인공 감미제
· 아세설팜(Acesulfame)-K, FDA에 의해 승인된 인공 감미제
· 아가베 카크투스(agave cactus)의 과일즙으로부터 취한, 아가베 시럽(Agave syrup)
· 아스파탐, FDA에 의해 승인된 인공 감미료로서, 아미노산을 함유
· 네오탐(Neotame), FDA에 의해 승인된 인공 감미제
· 사카린, 인공 감미제
· 소르비톨, 일부 과일 및 베리류에 천연적으로 존재
· 스테비아, 크리산테뭄(chrysanthemum) 과의 구성원으로부터의 허브 추출물
· 수크랄로스, FDA에 의해 승인된 화학적으로 개질된 슈가.
식용 다당류
· 전분, 곡류 낟알 및 옥수수(maize), 밀, 감자, 타피오카(tapioca), 및 벼에서 주로 발견되는 일반적으로 2개의 아밀로스(일반적으로 20 내지 30%) 및 아밀로펙틴(일반적으로 70 내지 80%)로 이루어진 중합체
· 카사바 전분-기반 다당류가 풍부한 카엠프페리아 로툰다(Kaempferia rotunda) 및 쿠르쿠마 크산토리자(Curcuma xanthorrhiza) 에센셜 오일
· 말토덱스트린, 식물 전분으로부터 생산된 다당류
· 알기네이트, 가비스콘(gaviscon), 비소돌(bisodol), 및 아실론(asilone)과 같은 다양한 약제학적 제제에서 또한 사용된, 갈조류로부터 수득된 천연적으로 존재하는 음이온성 중합체
· 카라기난, 부분적으로 황산화된 갈락탄의 직쇄를 지닌 수용성 중합체
· 펙틴, 식물 기원의 다당류의 그룹
· 아가(Agar), 가역성 겔을 형성하는 능력을 가진 친수성 콜로이드
· 키토산, 생분해능, 화학적 불활성, 생체적합성, 고 기계적 강도와 같은 특성을 지닌 천연 중합체의 촉망되는 그룹
· 검(Gum), 이의 질감 능력을 위해 사용된 식용-중합체 제제
· 특정의 셀룰로스 유도체 형태, 주로 4개가 식품 산업에서 사용된다: 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC), 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(HPMC), 카복시메틸셀룰로스(CMC), 또는 메톡시셀룰로스(MC).
식품 에멀젼화제
· 레시틴 및 레시틴 유도체
· 글리세롤 지방산 에스테르
· 하이드록시카복실산 및 지방산 에스테르
· 락틸레이트 지방산 에스테르
· 폴리글리세롤 지방산 에스테르
· 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜 지방산 에스테르
· 모노글리세라이드의 에톡실화된 유도체
EU 및 미국에서 허용된 천연 및 천연-동일한 착색제
· 쿠르쿠민(강황(Turmeric))
· 리보플라빈
· 코치닐(Cochineal), 코치닐 추출물, 카르민산, 카르민
· 클로로필(린) 구리 복합체 클로로필(린)
· 카라멜
· 식물성 탄소
· 당근 오일, β-카로텐
· 안나토(Annatto), 빅신(bixin), 노르빅신(norbixin)
· 파프리카 추출물
· 라이코펜
· β-아포-8'-카로테날
· β-아포-8'-카로텐산의 에틸 에스테르
· 루테인
· 칸탁산틴(Canthaxanthin)
· 적색 비트(Beetroot red)
· 안토시아닌
· 면화씨 분말
· 야채 쥬스
· 사프론(Saffron)
악시둘란트(Acidulant) 및 기타 보존제
· 단독 또는 소르베이트 및 벤조에이트와 같은 다른 보존제와 함께, 락트산, 아세트산 및 다른 산미제(acidulant)
· 말산 및 타르타르산(타르트산)
· 시트르산
· 아스코르브산/비타민 C, 이소아스코르브성 이성체, 에리소르빈산(erythorbic acid) 및 이의 유도체
친지성 식품 보존제
· 이의 나트륨 염 형태의 벤조산
· 구체적으로 곰팡이 및 효모 억제를 위한, 소르브산 및 소르브산칼륨
· 친지성 아르기닌 에스테르, 보다 최근의 화합물 그룹

Claims (77)

  1. 적어도 하나의 슈가(sugar), 적어도 하나의 다당류(polysaccharide) 및 적어도 하나의 계면활성제 및 적어도 하나의 식용의 친지성 물질(edible lipophilic substance)을 포함하는 물질(matter)의 경구용 고체 수-분산성 조성물(oral solid water-dispersible composition)로서,
    상기 조성물은 평균 크기(average size)가 약 50 nm 내지 약 900 nm의 범위인 다수의 친지성 나노구(nanosphere)를 각각 포함하는 다수의 마이크로미터 입자(micrometric particle)를 포함하고, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 마이크로미터 입자 속에 함유되고 친지성 나노구의 내부 및/또는 외부에 예정된 비율로 분포됨으로써, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 전달을 제공하는, 상기 물질의 경구용 고체 수-분산성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 친지성 나노구의 내부 또는 외부에서 각각 약 1:0 내지 9:1 사이의 비로 분포되어 있는, 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 친지성 나노구의 내부 또는 외부에서 각각 약 4:1, 7:3, 3:2, 1:1, 3:7 또는 1:4 사이의 비로 분포되어 있는, 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 친지성 나노구의 내부 또는 외부에서 약 1:1의 비로 분포되어 있는, 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 실온에서 약 적어도 1년의 장기간 안정성을 갖는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 총 중량에 대해 적어도 약 80%(w/w) 이하의 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 로딩 용량(loading capacity)을 갖는, 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 총 중량에 대해 적어도 약 80%(w/w) 이하의 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 캡슐화 용량(encapsulation capacity)을 갖는, 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 마이크로미터 입자가 평균 크기가 약 10 ㎛ 내지 약 900 ㎛인, 조성물.
  9. 제8에 있어서, 마이크로미터 입자가 평균 크기가 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛인, 조성물.
  10. 제8항 또는 제9에 있어서, 마이크로미터 입자의 크기가 친지성 나노구의 크기와 관련된, 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 친지성 나노구의 크기가 물에서 분산되는 경우 실질적으로 유지되는, 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 적어도 하나의 식용 오일인, 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일 속에 용해된 적어도 하나의 식용의 친지성 물질을 포함하는 조성물.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일이 식물 또는 동물 공급원로부터 수득된 천연 오일, 합성 오일, 또는 지방, 또는 이의 혼합물인, 조성물.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일이 실온에서 고체, 반-고체 및/또는 액체인, 조성물.
  16. 제12항 또는 제13항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일이 카놀라 오일(canola oil), 해바라기 오일, 참깨 오일, 땅콩 오일, 포도씨 오일, 버터(ghee), 아보카도 오일, 코코넛 오일, 호박씨 오일, 아마씨 오일(flaxseed oil), 대마 오일(hemp oil), 올리브 오일로부터 선택되는, 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 슈가가 트레할로스, 슈크로스, 만니톨, 락티톨 및 락토스로부터 선택되는, 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 다당류가 말토덱스트린 및 카복시메틸 셀룰로스(CMC)로부터 선택되는, 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 암모늄 글리시린지네이트, 플루로닉(pluronic) F-127 및 플루로닉 F-68로부터 선택되는, 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 모노글리세라이드, 디글리세린, 글리코지질(glycolipid), 레시틴, 지방 알코올, 지방산, 또는 이의 혼합물로부터 선택되는, 조성물.
  21. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 슈크로스 지방산 에스테르(슈가 에스테르)인, 조성물.
  22. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 조성물(w/w)의 약 10% 내지 약 98%를 구성하는, 조성물.
  23. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용 슈가가 조성물(w/w)의 약 10% 내지 약 90%를 구성하는, 조성물.
  24. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질이 유익한 오일(beneficial oil), 약효식품(nutraceutical), 비타민, 식이 또는 식품 보충제, 영양소, 항산화제, 슈퍼푸드(superfood), 동물 또는 식물 기원의 천연 추출물, 프로바이오틱 미생물(probiotic microorganism), 또는 이의 조합으로부터 선택되는, 조성물.
  25. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 즉각적인 및/또는 연장된 전달이 위장(GI) 관의 적어도 하나의 부위, 혈장 또는 적어도 하나의 조직으로 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 즉각적인 및/또는 연장된 전달을 포함하는, 조성물.
  26. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 전달이 혈장 또는 적어도 하나의 조직 내에서 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 경구 생체이용능(oral bioavailability)을 포함하는, 조성물.
  27. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 전달이 위장(GI) 관의 적어도 한 부위 또는 GI 관내 적어도 하나의 조직 내로 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 생체-접근성(bio-accessibility)을 포함하는, 조성물.
  28. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 전달이 위장(GI) 관의 적어도 한 부위 또는 적어도 하나의 조직 내로 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 침투(permeation)를 포함하는, 조성물.
  29. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 전달이 위장(GI) 관의 적어도 한 부위 또는 적어도 하나의 조직 내로 적어도 하나의 친지성 물질의 즉각적인 및/또는 연장된 방출을 포함하는, 조성물.
  30. 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 담체 및/또는 코팅을 추가로 포함하는 조성물.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 경구, 설하, 또는 협측(buccal) 투여용으로 채택된, 조성물.
  32. 유효량의 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 투여형(dosage form).
  33. 제32항에 있어서, 코팅, 쉘(shell), 또는 캡슐을 추가로 포함하는, 투여형.
  34. 제33항에 있어서, 상기 코팅, 쉘 또는 캡슐이 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 연장된 전달에 기여하는, 투여형.
  35. 제32항에 있어서, 투여형이 경구, 설하, 또는 협측 투여용으로 채택된, 투여형.
  36. 제32항에 있어서, 설하 패치의 형태인, 투여형.
  37. 조성물 또는 투여형 내에 포함된 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능을 개선시키는데 사용하기 위한, 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물 또는 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 투여형.
  38. 조성물 또는 투여형 내에 포함된 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 생체-접근성을 개선시키는데 사용하기 위한, 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물 또는 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 투여형.
  39. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 식품 또는 음료.
  40. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 식품 첨가제로서, 식품 첨가제가 식품 착색제, 맛 또는 향기 향상제, 맛 차폐제, 식품 보존제, 또는 이의 조성물인, 식품 첨가제.
  41. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 식품 보충제.
  42. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 캔디, 로젠지, 저작 캔디 생성물(chewy candy product) 또는 버블 검(bubble gum).
  43. 대상체(subject)의 식이 속의 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 경구 생체이용능을 개선시키기 위한 방법으로서, 이러한 방법이 대상체에게 유효량의 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물 또는 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 투여형을 투여함을 포함하는, 방법.
  44. 대상체의 식이 속의 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 생체-접근성을 개선시키는 방법으로서, 이러한 방법이 대상체에게 유효량의 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물 또는 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 따른 투여형을 투여함을 포함하는, 방법.
  45. 제43항 또는 제44항에 있어서, 조성물 또는 투여형이 함께 또는 대상체의 식이와는 별도로 투여되는, 방법.
  46. 제43항 또는 제44항에 있어서, 조성물 또는 투여형이 대상체의 식이 속에 포함되는, 방법.
  47. 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 경구 생체이용능 및/또는 개선된 생체-접근성을 지닌 식품, 음료, 식품 첨가제 또는 식품 보충제의 제조시의, 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
  48. 평균 크기가 약 50 내지 약 900 nm인 다공성 슈가 물질을 포함하는 슈가 입자로서, 여기서 친지성 나노구가 다공성 슈가 물질 내에 포함되고,
    슈가 입자가 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 오일, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함하고, 슈가 입자 크기가 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위인, 슈가 입자.
  49. 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 슈가 입자로서, 슈가 입자가 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위의 크기를 갖는, 슈가 입자.
  50. 제48항 또는 제49항에 있어서, 슈가 입자가 약 20 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 범위의 크기를 갖는, 슈가 입자.
  51. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 슈가가 식물 또는 동물 공급원으로부터 수득된 천연 슈가, 합성 슈가, 또는 이의 혼합물인, 슈가 입자.
  52. 제51항에 있어서, 적어도 하나의 슈가가 슈가 사탕무우(sugar beet), 슈가 사탕수수(sugar cane), 슈가 팜(sugar palm), 단풍 나무(maple sap) 및/또는 단 수수(sweet sorghum)로부터 수득되는, 슈가 입자.
  53. 제51항에 있어서, 적어도 하나의 식용 슈가가 글루코스, 프럭토스, 슈크로스, 락토스, 말토스, 갈락토스, 트레할로스, 만니톨, 락티톨 또는 이의 혼합물의 그룹으로부터 선택된 단당류 및/또는 이당류인, 슈가 입자.
  54. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 슈가가 슈가 입자(w/w)의 약 30% 내지 약 80%를 구성하는, 슈가 입자.
  55. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 다당류가 말토덱스트린 및 카복시메틸 셀룰로스(CMC) 중 적어도 하나로부터 선택되는, 슈가 입자.
  56. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 암모늄 글리세리지네이트, 플루로닉 F-127 및 플루로닉 F-68로부터 선택되는, 슈가 입자.
  57. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 모노글리세라이드, 디글리세린, 당지질, 레시틴, 지방 알코올, 지방산 또는 이의 혼합물 중 적어도 하나로부터 선택되는, 슈가 입자.
  58. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 모노글리세라이드, 디글리세린, 당지질, 레시틴, 지방 알코올, 지방산 또는 이의 혼합물 중 적어도 하나로부터 선택되는, 슈가 입자.
  59. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 계면활성제가 슈크로스 지방산 에스테르(슈가 에스테르)인, 슈가 입자.
  60. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일이 식물 또는 동물 공급원으로부터 수득된 천연 오일, 합성 오일 또는 지방, 또는 이의 혼합물인, 슈가 입자.
  61. 제48항 또는 제49항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일이 카놀라 오일, 해바라기 오일, 참깨 오일, 땅콩 오일, 포도씨 오일, 버터, 아보카도 오일, 코코넛 오일, 호박씨 오일, 아마씨 오일, 대마 오일, 올리브 오일로부터 선택되는, 슈가 입자.
  62. 제60항 또는 제61항에 있어서, 적어도 하나의 식용 오일이 테오브로마 오일(Theobroma oil)(코코아 버터(cocoa butter))을 포함하는, 슈가 입자.
  63. 제48항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 추가의 친지성 활성제를 추가로 포함하는, 슈가 입자.
  64. 제63항에 있어서, 추가의 친지성 활성제 중 적어도 하나가 식품 착색제, 맛 또는 향기 향상제, 맛 차폐제, 식품 보존제로부터 선택되는, 슈가 입자.
  65. 제63항에 있어서, 추가의 친지성 활성제 중 적어도 하나가 유익한 오일, 약효식품, 비타민, 식이 또는 식품 보충제, 영양소, 항산화제, 슈퍼푸드, 동물 또는 식물 기원의 천연 추출물, 프로바이오틱 미생물, 또는 이의 조합으로부터 선택되는, 슈가 입자.
  66. 제48항 내지 제65항 중 어느 한 항에 따른 다수의 슈가 입자를 포함하는 식품.
  67. 제48항 내지 제65항 중 어느 한 항에 따른 다수의 슈가 입자를 포함하는 음료.
  68. 제48항 내지 제65항 중 어느 한 항에 따른 다수의 슈가 입자를 포함하는 식품 첨가제.
  69. 제48항 내지 제65항 중 어느 한 항에 따른 다수의 슈가 입자를 포함하는 보충제.
  70. 제48항 내지 제65항 중 어느 한 항에 따른 다수의 슈가 입자를 포함하는 전달 시스템.
  71. 감미된 식품 및 음료 생성물, 또는 감미된 보충제의 제조시의, 제48항 내지 제65항 중 어느 한 항에 따른 슈가 입자의 용도.
  72. 조성물 속의 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 로딩(loading)을 증가시키는 방법으로서, 이러한 방법이
    (i) 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함하는 수성 상과 적어도 하나의 식용의 친지성 물질을 포함하는 오일 상의 혼합물을 에멀젼화시켜, 나노에멀젼을 수득하는 단계,
    (iii) 나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조시키는 단계를 포함하는, 방법.
  73. 제72항에 있어서, 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함하는 수성 상을 적어도 하나의 식용의 친지성 물질을 포함하는 오일 상과 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  74. 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 범위의 입자 크기를 갖는 슈가 입자를 제조하는 방법으로서, 이러한 방법이
    i. 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류, 적어도 하나의 식용 계면활성제, 적어도 하나의 식용 오일 및 물을 혼합하는 단계,
    ii. 혼합물을 에멀젼화시켜 나노에멀젼을 수득하는 단계,
    iii. 나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조(spray dying)시키는 단계를 포함하는, 방법.
  75. 약 10 μm 내지 약 300 μm의 범위의 입자 크기를 갖는 개선된 전달을 지닌 조성물을 제조하는 방법으로서, 이러한 방법이
    i. 적어도 하나의 식용 슈가, 적어도 하나의 식용 다당류, 적어도 하나의 식용 계면활성제, 적어도 하나의 식용 오일 및 물을 혼합하는 단계,
    ii. 혼합물을 에멀젼화시켜 나노에멀젼을 수득하는 단계,
    iii. 나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조시키는 단계를 포함하는, 방법.
  76. 적어도 하나의 식용의 친지성 물질의 개선된 전달을 갖는 조성물 또는 투여량 형태를 제조하는 방법으로서, 이러한 방법이
    (i) 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함하는 수성 상과 적어도 하나의 식용의 친지성 물질을 포함하는 오일 상의 혼합물을 에멀젼화시켜 나노에멀젼을 수득하는 단계, 및
    (iii) 나노에멀젼을 동결건조 또는 스프레이 건조시키는 단계를 포함하는, 방법.
  77. 제76항에 있어서, 적어도 하나의 식용 다당류 및 적어도 하나의 식용 계면활성제를 포함하는 수성 상과 적어도 하나의 식용의 친지성 물질을 포함하는 오일 상을 혼합시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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