본 연구는 프탈산히드록시메틸셀룰로오스를 장용성 기제로 이용하여 오메가-3 지방산이 충진된 연질캡슐을 코팅조건에 따른 연질캡슐의 표면에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. HPMCP 농도, 코팅분사 액량 및 흡기 온도를 변화시켜 장용코팅 시 캡슐표면의 백색도를 측정 비교한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 그리고 붕해시험으로 코팅 후 캡슐이 장용 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰한 결과, 피막에 균일하게 HPMCP가 코팅이 된 것을 알 수 있었다. 이와 같이 HPMCP를 이용하여 오메가-3 연질캡슐의 장용코팅 효과를 확인할 수 있었으며, 투명도가 높은 코팅표면을 얻을 수 있는 코팅 조건을 확인할 수 있었다.
본 연구는 프탈산히드록시메틸셀룰로오스를 장용성 기제로 이용하여 오메가-3 지방산이 충진된 연질캡슐을 코팅조건에 따른 연질캡슐의 표면에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. HPMCP 농도, 코팅분사 액량 및 흡기 온도를 변화시켜 장용코팅 시 캡슐표면의 백색도를 측정 비교한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 그리고 붕해시험으로 코팅 후 캡슐이 장용 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰한 결과, 피막에 균일하게 HPMCP가 코팅이 된 것을 알 수 있었다. 이와 같이 HPMCP를 이용하여 오메가-3 연질캡슐의 장용코팅 효과를 확인할 수 있었으며, 투명도가 높은 코팅표면을 얻을 수 있는 코팅 조건을 확인할 수 있었다.
This article presents an evaluation of the effects of coating conditions on the enteric coating quality of soft gelatin capsules containing Omega-3 fatty acids. Three conditions were controlled: concentration of hydroxypropyl methylcellulose phthalate (6, 8, and 10 wt% in solution), temperature of t...
This article presents an evaluation of the effects of coating conditions on the enteric coating quality of soft gelatin capsules containing Omega-3 fatty acids. Three conditions were controlled: concentration of hydroxypropyl methylcellulose phthalate (6, 8, and 10 wt% in solution), temperature of the inlet air (32, 35, and $38^{\circ}C$), and the coating solution feed rate (7.5, 11.25, and 15.0 g/min). The transparency of the enteric coated soft gelatin capsules was evaluated by measuring the degree of whiteness of the surface using a spectrophotometer. Results showed that the most important parameter in the enteric coating process was the coating solution feed rate. As the coating solution feed rate decreased and inlet air temperature increased, the degree of whiteness of coating surfaces decreased. We also evaluated the disintegration properties of the enteric coated capsules in accordance with the Korea Health Functional Food Code.
This article presents an evaluation of the effects of coating conditions on the enteric coating quality of soft gelatin capsules containing Omega-3 fatty acids. Three conditions were controlled: concentration of hydroxypropyl methylcellulose phthalate (6, 8, and 10 wt% in solution), temperature of the inlet air (32, 35, and $38^{\circ}C$), and the coating solution feed rate (7.5, 11.25, and 15.0 g/min). The transparency of the enteric coated soft gelatin capsules was evaluated by measuring the degree of whiteness of the surface using a spectrophotometer. Results showed that the most important parameter in the enteric coating process was the coating solution feed rate. As the coating solution feed rate decreased and inlet air temperature increased, the degree of whiteness of coating surfaces decreased. We also evaluated the disintegration properties of the enteric coated capsules in accordance with the Korea Health Functional Food Code.
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문제 정의
본 연구는 프탈산히드록시메틸셀룰로오스를 장용성 기제로 이용하여 오메가-3 지방산이 충진된 연질캡슐을 코팅조건에 따른 연질캡슐의 표면에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. HPMCP 농도, 코팅분사 액량 및 흡기 온도를 변화시켜 장용코팅 시 캡슐 표면의 백색도를 측정 비교한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 감소하는 것을 알 수 있었다.
본 연구에서는 최근 건강기능식품의 장용성 코팅소재로 가장 부각되고 있는 HPMCP를 사용하여 오메가-3 지방산이 충진된 투명한 연질캡슐을 장용 코팅 시 코팅조건에 따라 연질캡슐의 표면에 미치는 영향을 살펴보고 장용성 제제의 다양한 활용을 위한 기초 자료로 제시하고자 실험을 수행하였다.
제안 방법
HPMCP 농도, 흡기 온도, 코팅분사 액량, 이 세가지 인자가 연질캡슐의 장용성 코팅의 코팅 표면에 미치는 영향을 알아보기 위하여 Screening analyze와 DOE(Augmented design)를 실시하였다. Screening analyze를 통하여 분석한 결과, 주인자 중 코팅분사 액량(p-value: 0.
다음으로 코팅분사 액량을 15.0 g/min으로 고정하고, HPMCP 농도를 8%로 고정하였을 때, 흡기 온도를 32, 35, 38℃로 각각 변화시키면서 장용코팅 하였으며, 이때 측정한 캡슐의 백색도는 Table 3과 같다. 그 결과 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 약간 감소하는 경향을 보였다.
마지막으로 HPMCP 농도는 8%, 흡기 온도는 35℃로 고정하였을 때, 코팅분사 액량을 pump gage 값으로 7.5, 11.25, 15.0 g/min으로 조절하였을 때 코팅 후 백색도를 측정하였다. 이때 측정한 값은 Table 4에 나타내었다.
본 실험에서는 HPMCP의 농도, 흡기 온도 및 코팅분사 액량, 이 세가지 인자를 각각 하나씩 조절하면서 백색현상을 최대한 억제할 수 있는 장용코팅조건을 설정하였다. 먼저 코팅기의 코팅분사 액량을 7.5 g/min으로, 흡기 온도를 32℃로 고정한 후, 코팅용액 내 HPMCP의 농도를 6, 8, 10%로 각각 변화시키면서 캡슐을 코팅하였다. 이때의 백색도는 Table 2와 같으며, HPMCP 농도의 변화에 따른 백색도는 큰 변화가 없었다.
장용코팅 후 연질캡슐의 코팅 품질을 확인하기 위하여 코팅된 캡슐표면의 백색도를 측정하였다. 백색도를 측정하기 위하여 20 mm rectangular cell에 캡슐을 적층하여 spectrophotometer (ColorQuest XE, Hunter Associates Laboratory, Inc., Reston, VA, USA)으로 캡슐 피막의 백색도를 코팅 전 캡슐과 비교하여 측정하였다. 측정 mode는 RSIN이고, 기기의 port size는 1 inch로 설정하였다.
특히 발효주정과 정제수를 혼합용매로 사용하는 반수계 코팅의 경우, 용매의 휘발성이 낮기 때문에 코팅공정조건의 설정이 까다롭다. 본 실험에서는 HPMCP의 농도, 흡기 온도 및 코팅분사 액량, 이 세가지 인자를 각각 하나씩 조절하면서 백색현상을 최대한 억제할 수 있는 장용코팅조건을 설정하였다. 먼저 코팅기의 코팅분사 액량을 7.
장용코팅 후 연질캡슐의 코팅 품질을 확인하기 위하여 코팅된 캡슐표면의 백색도를 측정하였다. 백색도를 측정하기 위하여 20 mm rectangular cell에 캡슐을 적층하여 spectrophotometer (ColorQuest XE, Hunter Associates Laboratory, Inc.
장용코팅을 하기 전의 시료와 코팅 후 백색도가 가장 낮고, 투명도가 높은 시료를 가지고 미세 구조를 관찰하였다. 연질캡슐 상부에 균일하게 피막이 도포되어 있는데 이는 필름코팅을 통하여 연질캡슐에 장용코팅이 캡슐의 피막에 균일하게 코팅되었음을 알 수 있다(Fig.
건강기능식품공전에 기술되어 있는 붕해시험법으로 측정하였다. 장용코팅캡슐을 인공위액과 인공장액에 6개씩 넣은 다음, 인공위액은 120분, 인공장액은 60분간 상하운동을 한 다음 관찰하여 캡슐의 용해되었는지 관찰하였다. 이때 사용한 인공위액(pH 1.
코팅 피막에 균일하게 코팅이 되었는지 판단하기 위하여 코팅 캡슐의 표면을 Ion Sputter Coater(MCM-100, SEC, Suwon, Korea) 로 gold-ion coating한 다음 단면을 주사전자현미경(SNE-3000M, SEC, Suwon, Korea)을 이용하여 100배율에서 관찰하였다.
코팅액은 총 중량이 500 g이 되도록 제조하였으며, 그 중 고형분인 HPMCP의 사용량을 변화시켜 HPMCP 농도가 전체 용액의 중량대비 6, 8, 10% 세 가지 처방으로 진행하였으며, AMG은 모두 고형분 대비 10%를 첨가하였다. 용매로는 발효주정과 정제수를 85:15 중량비로 구성하였다.
용매로는 발효주정과 정제수를 85:15 중량비로 구성하였다. 코팅용액 제조방법으로는 발효주정과 정제수 혼합 용매를 homogenizer로 교반하면서 HPMCP와 AMG를 투입하여 2500 rpm에서 한 시간 정도 교반하여 균질한 코팅 용액을 제조하였으며, 교반조건 하에서 모두 용해되었다.
필름 코팅기(Hi-Coater, Freund Corporate, Tokyo, Japan)를 이용 하여 HPMCP 농도, 흡기 온도, 코팅분사 액량이 연질캡슐의 코팅 표면에 미치는 영향을 알아보기 위하여 흡기 온도는 32, 35, 38℃로 각각 조절하였으며, 코팅분사 액량은 수동으로 조절 가능한 peristaltic pump(Watson Marlow 101U/R, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan)의 7.5, 11.25, 15.0 g/min으로 각각 조절하였으며, HPMCP 농도는 6, 8, 10%로 각각 조절하면서 코팅 후 코팅 피막의 품질을 평가하였다. 본 필름 코팅 실험에서는 연질캡슐을 약 200 g정도 사용하였으며, 특히 코팅량은 전체 캡슐 무게 대비 3%로 일정하게 조절하였다.
대상 데이터
오메가-3 지방산이 충진된 연질캡슐은 시판되는 오메가-3(정제 어유 100%, oblong type)를 2011년 5월에 구입하여 변질되지 않도록 냉장 보관하면서 사용하였다. 연질캡슐의 피막은 젤라틴 40%, 글리세린 40%, 정제수 20%로 구성되었다. 코팅제로는 장용성 기제인 프탈산히드록시메틸셀룰로오스(AnyCoat-P, Samsung Fine Chemicals Co.
오메가-3 지방산이 충진된 연질캡슐은 시판되는 오메가-3(정제 어유 100%, oblong type)를 2011년 5월에 구입하여 변질되지 않도록 냉장 보관하면서 사용하였다. 연질캡슐의 피막은 젤라틴 40%, 글리세린 40%, 정제수 20%로 구성되었다.
연질캡슐의 피막은 젤라틴 40%, 글리세린 40%, 정제수 20%로 구성되었다. 코팅제로는 장용성 기제인 프탈산히드록시메틸셀룰로오스(AnyCoat-P, Samsung Fine Chemicals Co., Ltd., Incheon, Korea)와 필름 코팅의 유연성을 높이기 위해 사용되는 가소제로는 acethylated monoglyceride (이하 AMG, Esterol Sdn.Bhd., Selangor Darul Ehsan, Malaysia)가 쓰여졌다. 코팅용매로는 발효주정(95%, Daejung Chemicals & Metals Co.
데이터처리
JMP® ver. 8.0 통계 프로그램을 사용하여 Screening analyze와 DOE(Augmented design)를 실시하였으며, 유의성 검정은 P-value 가 0.05 이하일 경우를 유의한 것으로 판정하였다.
이론/모형
건강기능식품공전에 기술되어 있는 붕해시험법으로 측정하였다. 장용코팅캡슐을 인공위액과 인공장액에 6개씩 넣은 다음, 인공위액은 120분, 인공장액은 60분간 상하운동을 한 다음 관찰하여 캡슐의 용해되었는지 관찰하였다.
성능/효과
0011)가 백색도에 영향을 미치는 인자로 통계적으로 유의하다는 결론을 얻었다. DOE(Augmented design)를 실시하여 코팅 후 연질캡슐의 표면에 인자들이 미치는 효과를 분석한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 코팅 후 캡슐 표면의 백색도는 감소하였다. 또한 흡기 온도는 증가할수록 백색도가 감소하였다.
본 연구는 프탈산히드록시메틸셀룰로오스를 장용성 기제로 이용하여 오메가-3 지방산이 충진된 연질캡슐을 코팅조건에 따른 연질캡슐의 표면에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. HPMCP 농도, 코팅분사 액량 및 흡기 온도를 변화시켜 장용코팅 시 캡슐 표면의 백색도를 측정 비교한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 그리고 붕해시험으로 코팅 후 캡슐이 장용 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
HPMCP 농도, 흡기 온도, 코팅분사 액량, 이 세가지 인자가 연질캡슐의 장용성 코팅의 코팅 표면에 미치는 영향을 알아보기 위하여 Screening analyze와 DOE(Augmented design)를 실시하였다. Screening analyze를 통하여 분석한 결과, 주인자 중 코팅분사 액량(p-value: 0.0001), 흡기 온도(p-value: 0.0011)가 백색도에 영향을 미치는 인자로 통계적으로 유의하다는 결론을 얻었다. DOE(Augmented design)를 실시하여 코팅 후 연질캡슐의 표면에 인자들이 미치는 효과를 분석한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 코팅 후 캡슐 표면의 백색도는 감소하였다.
0 g/min으로 고정하고, HPMCP 농도를 8%로 고정하였을 때, 흡기 온도를 32, 35, 38℃로 각각 변화시키면서 장용코팅 하였으며, 이때 측정한 캡슐의 백색도는 Table 3과 같다. 그 결과 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 약간 감소하는 경향을 보였다. 이것은 흡기 온도가 증가할수록 코팅팬 내부의 온도가 증가하여 코팅액을 분사하였을 때 쉽게 용매가 휘발할 수 있는 환경이 조성되어 표면의 투명도가 증가하는 것으로 사료된다.
HPMCP 농도, 코팅분사 액량 및 흡기 온도를 변화시켜 장용코팅 시 캡슐 표면의 백색도를 측정 비교한 결과, 코팅분사 액량이 감소할수록 흡기 온도가 증가할수록 백색도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 그리고 붕해시험으로 코팅 후 캡슐이 장용 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰한 결과, 피막에 균일하게 HPMCP가 코팅이 된 것을 알 수 있었다.
또한 흡기 온도는 증가할수록 백색도가 감소하였다. 따라서 코팅분사 액량의 조절을 통하여 연질캡슐의 표면의 투명도가 우수한 캡슐을 얻을 수 있을 것으로 사료된다(Table 5).
주사전자현미경으로 미세구조를 관찰한 결과, 피막에 균일하게 HPMCP가 코팅이 된 것을 알 수 있었다. 이와 같이 HPMCP를 이용하여 오메가-3 연질캡슐의 장용코팅 효과를 확인할 수 있었으며, 투명도가 높은 코팅표면을 얻을 수 있는 코팅 조건을 확인할 수 있었다.
그리고 붕해시험으로 코팅 후 캡슐이 장용 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰한 결과, 피막에 균일하게 HPMCP가 코팅이 된 것을 알 수 있었다. 이와 같이 HPMCP를 이용하여 오메가-3 연질캡슐의 장용코팅 효과를 확인할 수 있었으며, 투명도가 높은 코팅표면을 얻을 수 있는 코팅 조건을 확인할 수 있었다.
코팅분사 액량이 백색현상을 일으키는데 상당한 영향을 주고 있음을 알 수 있으며, 장용코팅 시 표면의 투명도를 증가시키기 위해서 용매의 건조조건을 높여야 하며 따라서 흡기 온도를 높이고 코팅분사 액량을 줄여야 하는 것으로 사료된다(Fig. 3). 상기 실험 조건인 코팅 분사액량 7.
이때 측정한 값은 Table 4에 나타내었다. 코팅분사 액량이 증가할수록 캡슐의 백색도는 큰 폭으로 증가하며, 코팅분사 액량이 4일 때 백색도가 가장 낮은 것으로 보인다. 이는 코팅분사 액량이 증가할수록 코팅팬 내부의 온도가 낮아지면서 용매가 쉽게 휘발되지 않아 캡슐 표면을 하얗게 만드는 백색현상을 일으키는 것으로 여겨진다(Table 2-4).
표면의 백색도가 가장 낮은 시료를 조건 별로 각각 6개씩 취하여 건강기능식품 공전 기준에 의거하여 붕해 시험을 진행한 결과, HPMCP로 코팅을 한 연질캡슐의 경우 제1액(pH=1.2)에서 120분 동안 6개의 캡슐 모두 붕해가 되지 않았다. 제2액(pH=6.
후속연구
8)에서도 또한 30분 내에 용해되었다. 이와 같은 결과로 붕해 시험에는 코팅 조건에 따른 영향은 없었으며, HPMCP로 코팅을 한 연질캡슐은 장용성 제제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
장용 코팅이란?
다양한 장용성 제제 중에서 캡슐과 정제를 특수 코팅을 하여 위에는 그대로 남아있고, 소장에서 함유성분을 노출하도록 하는 것을 ‘장용 코팅 (enteric coating)’이라고 한다. 장용 코팅은 장의 pH가 높은 환경에서 붕해가 된다는 점에서 pH 의존적이고, 위장관을 통과하면서 시간이 지남에 따라 수분에 의해 용해된다는 점에서 시간 의존적이며, 또한 장내 효소의 가수분해 촉진작용에 의해 변화를 받는다는 점에서 효소 의존적이다(3).
장용 코팅의 특징은 무엇인가?
다양한 장용성 제제 중에서 캡슐과 정제를 특수 코팅을 하여 위에는 그대로 남아있고, 소장에서 함유성분을 노출하도록 하는 것을 ‘장용 코팅 (enteric coating)’이라고 한다. 장용 코팅은 장의 pH가 높은 환경에서 붕해가 된다는 점에서 pH 의존적이고, 위장관을 통과하면서 시간이 지남에 따라 수분에 의해 용해된다는 점에서 시간 의존적이며, 또한 장내 효소의 가수분해 촉진작용에 의해 변화를 받는다는 점에서 효소 의존적이다(3). 정제 및 캡슐의 장용 코팅에 쓰는 물질들로는 지방, 지방산, 왁스, 쉘락, 초산프탈산셀룰로오스, 프탈산히드록시메틸셀룰로오스(Hydroxypropyl methylcellulose phthalate, 이하 HPMCP)가 있다(4).
HPMCP의 미세입자 분산액이 다른 장용 코팅기제에 비해 가진 장점은 무엇인가?
트리아세틴(triacetin), 트리에틸 시트레이트(triethyl citrate) 혹은 디에틸 타르트레이트(diethyl tartrate) 와 같은 첨가제가 함께 함유된 HPMCP의 미세입자 분산액이 정제 코팅액으로 사용되기도 한다(12). 국내에서는 의약품 장용코팅으로 HPMCP가 30여년 전부터 소염진통제, 유산균, 효소제 및 PPI(Proton Pump Inhibitor)계열의 항궤양제 등에 주로 사용되어왔으며, 다른 장용코팅 기제(Acryl resin, Shellac 등)에 비해 안전성, 코팅의 용이성 등의 장점이 많아 그 수요가 늘어나는 추세이다. 특히 해외에서는 북미, 유럽 등에서 약전수재 부형제를 건강기능성식품에 이용 가능하게 되어있어 HPMCP를 건강기능식품용 장용코팅제로 널리 이용하고 있다(Table 1).
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