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문제 정의
- 본 연구에서는 인체에 유익하지만 독특한 어취와 쓴맛 때문에 음식으로 섭취하기 힘든 co-3 지방산을 미세캡슐화함으로써, 악취와 쓴맛을 없애고, 저장 안정성이 향상된 미세캡슐화 분말을 제조하기 위해 피복 물질과 유화제에 따른 봉입률의 차이, 그리고 유화안정성과 봉입률과의 상관성에 관하여 연구하였다.
제안 방법
- 따라서 미세캡슐의 수율 (ME)과 안정성을 높이기 위해 피복물질로서 HPMC 2910/maltodextrin, sodium caseinate/gelatin을 사용하여 피복물 질의 종류가 봉입률에 끼치는 영향을 알아보았다. Sodium caseinate/gelatin과 HPMC/maltodextrin의 조성은 Table I과 II에 나타내었으며 피복물질에 대한 오일의 비가 증가할수록 유화제의 안정 성 과 봉입률이 감소한다는 연구결과에⑼ 따라 피복 물질과 오일의 비는 모두 1:1로 고정하였다. Sodium caseinate/gelatin과 HPMC/maltodextrin의 각 조성별 봉입률을 비교해 본 결과 sodium caseinate/gelatin0] HPMC/mal- todextrin에 비해 높은 봉입률을 가졌다.
- 유지하는 능력에 큰 영향을 미친다. 따라서 미세캡슐의 수율 (ME)과 안정성을 높이기 위해 피복물질로서 HPMC 2910/maltodextrin, sodium caseinate/gelatin을 사용하여 피복물 질의 종류가 봉입률에 끼치는 영향을 알아보았다. Sodium caseinate/gelatin과 HPMC/maltodextrin의 조성은 Table I과 II에 나타내었으며 피복물질에 대한 오일의 비가 증가할수록 유화제의 안정 성 과 봉입률이 감소한다는 연구결과에⑼ 따라 피복 물질과 오일의 비는 모두 1:1로 고정하였다.
- 선정하였다. 또한, 단일 종류의 피복물질보다 2종류의 피복물질을 사용하는 경우 봉입률이 상승한다는 연구 결과에 따라,1.5) 본 실험에서는 HPMC 2910과 maltodextrin, sodium caseinate와 gelatin을 혼합하여 사용하였다.
- 미세 캡슐화된 분말의 형태를 관찰하기 위해서 주사전자현미경 (SEM, JSM-7000F, Jeol Co, Japan)으로 관찰하였다.
- 유화제가 봉입률에 끼치는 영향을 알아보기 위해 유화제를 첨가한 경우와 첨가하지 않은 경우의 봉입률을 비교해보았다. Figure 3에서 보는 바와 같이 유화제를 첨가하였을 때 봉입률이 크게 상승하였다.
- 유화제가 충분히 녹을 때까지 서서히 교반한다. 이미 제조된 피복 물질에 homogenizer(Ultra Turrax, KA, Germany)로 20분간 13, 500rpm의 속도로 강하게 교반하면서, 오일을 첨가하여 O/W형 유화액을 제조하였다.⑹ 제조된 0/ W형 유화액은 inlet air temperature 125°C, outlet air tem perature 90°C, atomizing air pressure 10 kPa, 분무 속도 3mL/min의 조건에서 분무건조기 (SD-1000, EYELA, Japan) 를 이용하여 분말화 하였다17)
- 정제어유의 미세캡슐화 수율에 끼치는 영항을 고찰하기 위해 다양한 피복물질, 유화제를 사용해 보았다. 피복물질의 종류가 미세캡술화 수율에 큰 영향을 미쳤는데 피복물질로 사용한 HPMC 2910/maltodextrin, sodium caseinate/gelatin 중에서 sodium caseinate/gelatin이 가장 우수한 성능을 보였다.
대상 데이터
- O/W형 유화계 형성을 위한 피복물질의 경우 물에 용해되거나 분산되는 성질을 갖고 동시에 중심물질인 e-3계 고도불포화지방산에는 용해되지 않는 특성을 구비해야만 하므로, HPMC 2910, maltodextrin, gelatin, sodium caseinate등을 피복 물질로 선정하였다. 또한, 단일 종류의 피복물질보다 2종류의 피복물질을 사용하는 경우 봉입률이 상승한다는 연구 결과에 따라,1.
- 정제어유는 DHA를 27% 함유하는 네오메가(한국) 제품을 사용하였다. 유화제인 glycerin fatty acid ester와 lecithin은 일신유화(한국) 제품을, polyoxyethylene sorbitan monolaurate(Tween 20)은 두산 제약(한국) 제품을 사용하였다. 피복물질 제조에 사용된 분산매로는 pH 6.
- 사용하였다. 정제어유는 DHA를 27% 함유하는 네오메가(한국) 제품을 사용하였다. 유화제인 glycerin fatty acid ester와 lecithin은 일신유화(한국) 제품을, polyoxyethylene sorbitan monolaurate(Tween 20)은 두산 제약(한국) 제품을 사용하였다.
- 피복 물질로 사용한 HPMC 2910은 BASF(독일) 제품을, sodium caseinate는 에스엔디(한국) 제품을, maltodextrin은 삼양제넥스(한국) 제품을, gelatin은 대정화금(한국) 제품을 각각 사용하였다. 정제어유는 DHA를 27% 함유하는 네오메가(한국) 제품을 사용하였다.
이론/모형
- 입자의 크기 빛 분포는 전기영동 광산란측정기 (ELS-8000, Otsuka Electronics Co., Japan)를 이용하여 동적광산란법 (dynamic light scattering method)으로 분석하였다.
- 계산하였다. 표면오일 정량은 추출 시간을 3시간으로 하여 Soxhlet 방법을 이용하였다.14)그리고 분말 제품의 총 오일 함량은 산분해법으로 정 량하였고, 분말 제품의 총 오일 함량은 50±0.
성능/효과
- 표면오일 정량은 추출 시간을 3시간으로 하여 Soxhlet 방법을 이용하였다.14)그리고 분말 제품의 총 오일 함량은 산분해법으로 정 량하였고, 분말 제품의 총 오일 함량은 50±0.2%였다.
- Sodium caseinate/gelatin과 HPMC/maltodextrin의 조성은 Table I과 II에 나타내었으며 피복물질에 대한 오일의 비가 증가할수록 유화제의 안정 성 과 봉입률이 감소한다는 연구결과에⑼ 따라 피복 물질과 오일의 비는 모두 1:1로 고정하였다. Sodium caseinate/gelatin과 HPMC/maltodextrin의 각 조성별 봉입률을 비교해 본 결과 sodium caseinate/gelatin0] HPMC/mal- todextrin에 비해 높은 봉입률을 가졌다. Figure 1에는 두 성분의 SEM 사진을 나타내었는데 HPMC/maltodextrin을 사용한 경우 입자와 입자간에 응집 현상을 관찰할 수 있었다.
- 그 결과 정제어유분말의 유화안정성 (ESI)이 증가할수록 봉입률 (ME)도 증가하는 경향을 보였다. 또한 유화안정성과 봉입률 사이의 상관계수는 R=0.
- 유화제로 사용한 glycerin fatty acid ester, leci(hin, Tween20 중에서는 glycerin fatty acid ester가 가장 우수한 봉입률을 보였다. 또한 glycerin fatty acid ester 단독 사용보다 glycerin fatty acid ester와 lecithin을 혼합 사용시 가장 높은 봉입률을 나타내었다. 유제의 봉입률은 유화안정성에 비례하여 증가하는 경향을 보였다.
- 반면에 sodium caseinate/gelatin-^- 사용한 경우 입자가 일정한 구형이며 입자끼리 응집하는 현상도 관찰할 수 없었다. 또한 두 유제의 점도를 육안으로 관찰해보았을 때 sodium caseinate/gelatin 유제가 HPMC/malto dextrin 유제에 비해 높은 점도를 가졌었다. Sodium case- inate/gelatin이 HPMC/maltodextrin에 비해 높은 봉입률을 보이는 이유는 Barnin 둥기에 의해 보고되어진 바와 같이 Sodium caseinate/gelatin이 높은 점도를 나타내어 유제가 안정화되었기 때문이라고 사료된다.
- 그 결과 정제어유분말의 유화안정성 (ESI)이 증가할수록 봉입률 (ME)도 증가하는 경향을 보였다. 또한 유화안정성과 봉입률 사이의 상관계수는 R=0.93으로 유화안정성이 증가할수록 봉입률이 증가한다고 나타났다.
- 특히 glycerin fatty acid ester 1%가 가장 뛰어난 봉입률을 나타냈다. 또한 유화제의 단독 사용보다는 glycerin fatty acid ester/lecithin 혼합 사용시 높은 봉입률을 보였다. 이 결과는 Ping 등끄)에 의해 보고되어진 바와 같이 두 종의 계면 활성제 간의 상호작용에 의해 유제 내 입자 크기가 작아져 유화안정성이 증가하였기 때문이다.
- 피복물질의 종류가 미세캡술화 수율에 큰 영향을 미쳤는데 피복물질로 사용한 HPMC 2910/maltodextrin, sodium caseinate/gelatin 중에서 sodium caseinate/gelatin이 가장 우수한 성능을 보였다. 유화제로 사용한 glycerin fatty acid ester, leci(hin, Tween20 중에서는 glycerin fatty acid ester가 가장 우수한 봉입률을 보였다. 또한 glycerin fatty acid ester 단독 사용보다 glycerin fatty acid ester와 lecithin을 혼합 사용시 가장 높은 봉입률을 나타내었다.
- 이런 결과는 유화제를 첨가하지 않았을 때 계면장력이 증가하여 유제가 불안정해지기 때문이라고 사료된다. 이 결과를 통해 안정한 정제어유분말을 제조하기 위해서는 유화안정성을 증가시킬 수 있는 유화제가 필수요소임을 알 수 있었다.
- 특히 glycerin fatty acid ester 1%가 가장 뛰어난 봉입률을 나타냈다. 또한 유화제의 단독 사용보다는 glycerin fatty acid ester/lecithin 혼합 사용시 높은 봉입률을 보였다.
- 다양한 피복물질, 유화제를 사용해 보았다. 피복물질의 종류가 미세캡술화 수율에 큰 영향을 미쳤는데 피복물질로 사용한 HPMC 2910/maltodextrin, sodium caseinate/gelatin 중에서 sodium caseinate/gelatin이 가장 우수한 성능을 보였다. 유화제로 사용한 glycerin fatty acid ester, leci(hin, Tween20 중에서는 glycerin fatty acid ester가 가장 우수한 봉입률을 보였다.
후속연구
- 이와 같이 정제어유를 미세캡슐화 할 때 두 종 이상의 피복 물질과 유화제를 혼합사용 시 높은 봉입률을 나타내며, 다양한 종류의 피복물질과 유화제의 적절한 조합으로 높은 봉입률을 띄는 미세캡슐을 만들 수 있을 것으로 기대된다. 또한 유화안정성이 높은 유제를 만듦으로써 봉입률을 향상시킬 수 있을 것으로 기대되어진다.
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