KR20240057929A - 수용성 파프리카 색소를 이용한 나노캡슐 분산체의 안정화 연구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열과 빛에 대한 안정성이 우수하고, 분산체의 침전 및 응집을 방지할 수 있으며, 항산화특성, 미백개선효과 및 노화방지효과가 우수하여 화장품에 효과적으로 사용될 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열과 빛에 대한 안정성이 우수하고, 분산체의 침전 및 응집을 방지할 수 있으며, 항산화특성, 미백개선효과 및 노화방지효과가 우수하여 화장품에 효과적으로 사용될 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
색소는 인공색소와 천연색소가 있다. 인공색소는 석유 부산물인 콜타르(coal tar)로부터 제조된 합성색소이며, 천연색소는 자연으로부터 추출된 것으로 원료물질에 따라 동물성 색소, 식물성 색소, 미생물에서 유래된 색소 등이 있다.
일반적으로 동물성 색소가 주로 사용되어 왔다. 동물성 색소인 코치닐 색소는 선인장에서 기생하는 연지벌레에서 추출한 것으로, 수용성이며 유화형 색소가 요구되는 제품에 적용되어 왔다. 하지만, 동물성 색소는 알레르기를 유발하거나 식용으로의 거부감 등의 이유로 기피하는 추세에 있다.
동물성 색소를 대신하여 식물성 색소가 주목받고 있다. 식물성 색소로는 녹색채소 또는 과일에서 추출된 클로로필 색소, 등황색 채소 또는 과일에서 추출된 카로티노이드계 색소와 같은 지용성 색소, 안토잔틴, 안토시아닌 색소와 같은 수용성 색소가 있다. 이들 식물성 색소를 포함한 천연색소는 광, 산소, 온도, 유기산 등의 외부요인에 의해 쉽게 손상을 입으며, 색소 전이 현상이 발생하거나 분산성 또는 안정성이 저하되는 등의 문제점을 가지고 있다.
따라서 식물성 색소를 포함하는 천연색소를 사용함에 있어서, 빛과 열에 안정적이면서 응집 및 침전을 최소화할 수 있는 기술에 대한 연구 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열과 빛에 대한 안정성이 우수하고, 분산체의 침전 및 응집을 방지할 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 항산화특성, 미백개선효과 및 노화방지효과가 우수하여 화장품에 효과적으로 사용될 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 증류수 및 파프리카 색소를 혼합하여 파프리카 색소 용액을 제조하는 단계;
증류수 및 계면활성제를 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;
상기 파프리카 색소 용액 및 계면활성제 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및
상기 혼합용액을 균질화하는 단계;를 포함하는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 균질화는 볼밀, 바스켓밀, 어트리션밀, 디스크밀 및 스핀밀 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 실시되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐을 제공한다.
아울러 본 발명은 상기 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐을 포함하는 화장품을 제공한다.
본 발명은 열과 빛에 대한 안정성이 우수하고, 분산체의 침전 및 응집을 방지할 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 항산화특성, 미백개선효과 및 노화방지효과가 우수하여 화장품에 효과적으로 사용될 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 나노캡슐의 광학현미경 사진을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 나노캡슐의 광학현미경 사진을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 나노캡슐의 광학현미경 사진을 나타낸다.
이하 실시예를 바탕으로 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 사용된 용어, 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고 통상의 기술자의 이해를 돕기 위하여 예시된 것에 불과할 뿐이며, 본 발명의 권리범위 등이 이에 한정되어 해석되어서는 안 된다.
본 발명에 사용되는 기술 용어 및 과학 용어는 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 나타낸다.
본 발명은 증류수 및 파프리카 색소를 혼합하여 파프리카 색소 용액을 제조하는 단계;
증류수 및 계면활성제를 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;
상기 파프리카 색소 용액 및 계면활성제 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및
상기 혼합용액을 균질화하는 단계;를 포함하는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법은 특정의 계면활성제와 파프리카 색소 수화물의 균질화를 조절하여 나노크기의 입경을 갖는 파프리카 색소를 캡슐화할 수 있다.
상기 파프리카 색소 용액을 제조하는 단계는 증류수 및 파프리카 색소를 혼합하여 파프리카 색소 용액을 제조할 수 있다.
상기 파프리카 색소는 파프리카에서 추출한 카로티노이드계 색소로서 캡산틴, 캡소루빈 등을 주성분으로 포함한다.
상기 파프리카 색소는 빛과 열에 대해 안정성이 열등하고, 분산체로 제조 시 침전 및 응집현상이 발생할 수 있다.
본 발명은 특정의 계면활성제를 사용함으로써, 열과 빛에 대한 안정성이 우수하고, 분산체의 침전 및 응집을 방지할 수 있는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐을 제조할 수 있다.
상기 파프리카 색소 용액은 증류수 100중량부에 대하여 파프리카 색소 2~20중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
상기 계면활성제 용액을 제조하는 단계는 증류수 및 계면활성제를 혼합하여 계면활성제 용액을 제조할 수 있다.
상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르인 것이 바람직하다.
상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 계면활성제 용액은 증류수 100중량부에 대하여 계면활성제 4~40중량부를 포함하는 것이 바람직하며, 함량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
본 발명은 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르로서 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
이때 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트의 중량비는 20~40:60~80 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르로서 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
이때 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트의 중량비는 20~40:100:10~30 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
아울러 본 발명은 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르로서 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
이때 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트의 중량비는 20~40:100:10~30:5~20 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 계면활성제로서 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 모노올레이트 등의 소르비탄의 지방산 에스테르를 추가로 포함할 수 있다.
이때 상기 소르비탄의 지방산 에스테르의 함량은 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 100중량부에 대하여 2~10중량부인 것이 바람직하다.
일예로 본 발명은 계면활성제로서 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 및 소르비탄 모노올레이트를 혼합하여 사용할 수 있다.
이때 상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 및 소르비탄 모노올레이트의 중량비는 20~40:100:2~10 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
상기 혼합용액을 제조하는 단계는 상기 파프리카 색소 용액 및 계면활성제 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조할 수 있다.
이때 상기 파프리카 색소 용액 및 계면활성제 용액의 중량비는 40~60:60~40 인 것이 바람직하고, 중량비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 분산성, 안정성, 염착성 및 균일성이 극대화될 수 있다.
상기 혼합용액은 증류수 100중량부에 대하여 파프리카 색소 1~10중량부 및 계면활성제 2~20중량부를 포함할 수 있다.
상기 혼합용액을 균질화하는 단계는 상기 혼합용액을 교반하고 균질화하여 나노캡슐을 제조할 수 있다.
상기 균질화는 볼밀, 바스켓밀, 어트리션밀, 디스크밀 및 스핀밀 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 실시될 수 있으며, 바람직하게는 볼밀이 좋다.
볼밀 공정 시 속도는 비드 직경 또는 원통(병)의 부피, 직경에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 200~1,000rpm의 범위 내에서 실시하는 것이 좋다.
상기 균질화 공정은 10~80℃의 온도에서 5분~25시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐에 관한 것이다.
상기 나노캡슐은 파프리카 색소를 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘로 이루어지며, 상기 쉘은 계면활성제를 포함할 수 있다.
상기 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐은 평균입경이 10~500nm인 것이 바람직하다.
상기 나노캡슐은 염착력이 우수하고 염착된 후 색소의 전이 현상을 억제할 수 있으며, 분산성, 유화 안정성 및 보존 안정성이 우수할 뿐 아니라 빛, 수분, 산소, 유기산, 온도 등에 대한 안정성이 우수하다.
또한 본 발명의 나노캡슐화 방법은 파프리카 색소를 캡슐 내부로 보호할 수 있으며, 의약품, 식품, 화장품, 인쇄품 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다. 특히, 식품, 화장품 분야에 적용 시 항산화특성, 미백개선효과 및 노화방지효과가 뛰어나고, 방출 속도를 조절할 수 있어 성능을 개선할 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
증류수 100중량부 및 파프리카 색소 분말 5중량부를 혼합하여 파프리카 색소 용액을 제조하였다.
증류수 100중량부 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 10중량부를 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하였다.
상기 파프리카 색소 용액 100중량부 및 계면활성제 용액 100중량부를 혼합하여 혼합용액을 제조하였다.
상기 혼합용액을 300rpm으로 30분 동안 25℃에서 볼밀 처리하여 나노캡슐을 제조하였다.
도 1은 제조된 나노캡슐의 광학현미경 사진을 나타내며, 나노캡슐화 된 입자를 확인할 수 있다.
(실시예 2)
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 대신에, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노캡슐을 제조하였다.
도 2는 제조된 나노캡슐의 광학현미경 사진을 나타내며, 나노캡슐화 된 입자를 확인할 수 있다.
(실시예 3)
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 10중량부 대신에, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 3중량부 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 7중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 나노캡슐을 제조하였다.
(실시예 4)
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 1중량부 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 9중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 나노캡슐을 제조하였다.
(실시예 5)
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 5중량부 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 5중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 나노캡슐을 제조하였다.
(실시예 6)
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 10중량부 대신에, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 2중량부, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트 7중량부 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노팔미테이트 1중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 나노캡슐을 제조하였다.
(비교예 1)
폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 대신에, 소르비탄 모노라우레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 나노캡슐을 제조하였다.
(평가)
(1) 분산 안정성
실시예 및 비교예에서 제조된 나노캡슐을 용기에 넣고 25℃에서 12시간 동안 보관하였다.
초기 입자의 크기 및 12시간 보관 후 입자의 크기를 측정한 후, 초기 입자크기 대비 입자의 크기 증가율(%)을 계산하여 분산 안정성을 확인하였다.
(2) 안정성
실시예 및 비교예에서 제조된 나노캡슐을 용기에 넣고 50℃에서 24시간 동안 보관하였다.
초기 색차계 및 24시간 보관 후 색차계를 측정하여 색변화 폭(△E* ab)을 계산하였다.
상기 색변화 폭(△E* ab)이 적을수록 열과 빛에 안정함을 의미한다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | |
| 입자의 크기 증가율(%) | 4.5 | 4.1 | 2.0 | 5.3 | 4.8 | 1.3 | 12.6 |
| 색변화 폭 (△E* ab) |
8.9 | 7.6 | 2.3 | 7.8 | 8.2 | 1.4 | 18.7 |
상기 표에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 6은 분산 안정성, 열 안정성 등이 우수함을 확인할 수 있다. 특히 실시예 3 및 6은 상기 특성이 가장 우수하다.
반면 비교예 1은 상기 특성이 실시예에 비하여 열등함을 알 수 있다.
Claims (6)
- 증류수 및 파프리카 색소를 혼합하여 파프리카 색소 용액을 제조하는 단계;
증류수 및 계면활성제를 혼합하여 계면활성제 용액을 제조하는 단계;
상기 파프리카 색소 용액 및 계면활성제 용액을 혼합하여 혼합용액을 제조하는 단계; 및
상기 혼합용액을 균질화하는 단계;를 포함하는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르인 것을 특징으로 하는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 폴리옥시에틸렌 소르비탄의 지방산 에스테르는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노라우레이트 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노올레이트를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 균질화는 볼밀, 바스켓밀, 어트리션밀, 디스크밀 및 스핀밀 중에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 실시되는 것을 특징으로 하는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐의 제조방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐.
- 제5항의 파프리카 색소를 포함하는 나노캡슐을 포함하는 화장품.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220138779A KR20240057929A (ko) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 수용성 파프리카 색소를 이용한 나노캡슐 분산체의 안정화 연구 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220138779A KR20240057929A (ko) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 수용성 파프리카 색소를 이용한 나노캡슐 분산체의 안정화 연구 |
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|---|---|
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101415994B1 (ko) | 2007-12-27 | 2014-07-08 | (주)아모레퍼시픽 | 카로티노이드를 안정화한 이중층 구조의 고분자 캡슐, 그 제조 방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물 |
-
2022
- 2022-10-25 KR KR1020220138779A patent/KR20240057929A/ko unknown
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