[논문]식물성 연질캡슐의 겔 조성물 안정성 개선 연구

이연희; 원권연

doi:10.5762/kais.2016.17.5.397

식물성 연질캡슐의 겔 조성물 안정성 개선 연구
Improving the Stability of Gel Mass of Vegetable Soft Capsule 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.17 no.5, 2016년, pp.397 - 404

이연희 (대구가톨릭대학교 약학대학) , 원권연 (대구가톨릭대학교 약학대학)

초록
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본 연구의 목적은 식물성 연질캡슐의 원활한 대량생산을 위하여 피막형성용 겔 조성물(gel mass)의 유동학적 특성 및 안정성에 영향을 미치는 요인을 파악하고 겔 조성물의 적절한 점도 및 안정성을 확보하는 것이다. 실험방법으로는 겔 조성물의 각 구성성분이 점도에 미치는 영향을 안정성 확보 목표시간인 6시간 동안 확인하였고 또한, 카라기난에 강알칼리 또는 전해질을 첨가하여 황산기를 중화함으로써 얻어지는 겔 조성물의 특성도 평가하였다. 결과로 강알칼리 및 강전해질을 첨가 시 상대적으로 적은 양의 카라기난이 사용되어도 겔 조성물의 점도가 증가함은 물론 안정성도 향상되는 효과를 확인할 수 있었다. 특히 이오타 카라기난 3.0%에 황산기를 중화 시킬 수 있는 당량농도와 첨가용액 중 3.6 M KCl을 첨가했던 조성에서 최고의 점도 증가율 및 안정성을 확보할 수 있었다. 이상의 결과를 산업분야에 적용시 의약품 뿐 아니라 건강식품 등 다양한 분야에서 식물성 연질캡슐 생산의 응용을 확대할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study is to determine the physical characteristics of the gel mass of vegetable soft capsules and to maintain their rheological stability for improving manufacturability. The effect of each capsule shell component on the viscosity of the gel mass was studied for 6 hours, and the effects of adding an alkalizer or electrolytes to neutralize the sulfate groups on the carrageenan molecule were also investigated. Carrageenan was identified as a major component that affects the viscosity of the gel mass, and it showed unstable properties with age. The viscosity and stability of the gel mass were remarkably improved when an alkalizer or electrolytes were added at 3.0% relative to the carrageenan. 3.6 M KCl showed the highest effect on increasing the viscosity. A stable gel mass composition for vegetable soft capsules was successfully developed, which can be considered to increase the application of the capsules in the pharmaceutical and food industries.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 카라기난을 이용한 연질캡슐 제조 시, 제조 초기에는 연질캡슐 피막의 성형이 원활히 잘 되지만, 일정 제조 시간이 지나감에 따라 그 점도가 현저히 줄어들어 연질캡슐을 성형하는데 문제가 자주 발생되었다. 따라서 본 연구의 목적은 식물성 연질캡슐에서 피막을 형성하는 겔 조성물의 안정성에 미치는 요인인 점도(viscosity)를 파라미터로 하여 그 초기 점도를 유지할 수 있는 방안을 모색하여 제조 과정 중의 안정성을 증대시키는 것이며, 그로 인해 의약품 등 다양한 산업분야에서의 응용을 확대하고자 하는 것이다.

제안 방법

이에 반해 본 연구에서는 고분자에 대한 중점적인 연구 보다는 실제 생산현장에서 일어나는 문제점의 원인을 좀 더 실용적으로 파악, 규명하고 이에 대한 사항의 개선을 하기 위한 필요성을 느끼게 되어 아래와 같은 실험을 진행하게 되었다. 즉, 생산현장에서 발생하는 문제점인 식물성 연질캡슐 gel mass 점도 하락으로 인한 낮은 생산성의 개선을 위해 iCG과 HPS를 함유하는 식물성 연질캡슐 gel mass의 유동학적 특성을 파악하며 알칼리와 전해질에 대한 점도의 영향을 파악하는 시험을 하였다.

대상 데이터

시약은 glycerin(LG 생활건강, KOREA), hydroxypropyl starch(Ingredion, USA), iota-carrageenan(CPKelco, GENUVISCO®, type CI123, USA )과 용매로서 purified water를 사용하였고 gel mass 제조장치로는 기계식 교반기(LAB.STIRRER, BL 606D)를 사용하여 혼합 후 water bath를 사용하여 중탕하였다. 또한 gel mass를 평가하기 위해 sodium hydroxide(Merck, Germany), potassium hydroxide(Merck, Germany), sodium chloride(Merck, Germany), potassium chloride(Merck, Germany)를 사용하고 점도측정 장치로 LV viscometer(BROOKFIELD, DV2TLVTJ0)등을 사용하였다.

성능/효과

또한 강알칼리 또는 강전해질을 첨가하여 주었을 때 점도가 증가하는 양상을 띠며, 3.6 M KCl에 의해 gel mass의 안정성을 유지할 수 있는 개선점이 확보되었다. 이에 따라 의약품 등 다양한 산업분야에서 식물성 연질 캡슐 생산의 응용을 확대할 수 있으리라 사료된다.
이상 모든 결과들을 종합적으로 고려해 볼 때 식물성 연질캡슐의 gel mass의 점도 및 안정성에 영향을 미치는 구성성분은 iCG이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	HPS의 특징은?	전분은 히드록시기와 화학적 반응을 하는 hydroxypropylation을 하게 되면 수분과의 결합력이 증가하며 전분사슬(starch chain)의 재결합(re-associaton) 이 감소하며 이것이 바로 hydroxypropyl starch(HPS)이다[17]. HPS는 shelf life, 저온 보관 안정성, 냉수 습윤 정도, 동결/해동 안정성이 개선된 특성을 가지며, HPS 사용에 따라 gel의 안정성이 증가하는 이점으로 인해 많이 사용되어져 왔다[18].
	카라기난은 어떤 구조인가?	카라기난(carrageenan)은 해조류인 홍조류(red algae) 로부터 추출한 선형의 sulfated galactan의 구조이며[10], 기본 골격으로 (1 →3)-linked b-D-galactopyranose(unit G) and (1 →4)-linked a-D-galactopyranose(unit D)의 구조를 가진다[11]. 식물성 연질캡슐 피막의 구성성분인 이오타 카라기난은 1개의 황산기가 부착되어 구조 전체로는 총 2개의 황산기가 있으며(Figure 1) 이중나선구조 (double helix)를 띄며 나선구조들끼리의 응집이 일어나지 않아 유연하며 부드러운 겔을 형성 한다[12].
	돼지 또는 소와 같은 동물의 뼈, 피부, 인대 또는 건을 이용한 젤라틴을 대신하여 식물성 연질캡슐의 필요성이 대두되는 이유는?	하지만 1990년대부터 광우병(bovine spongiform encephalopathy; BSE)에 대한 우려로 인해 제약원료로 사용되는 동물유래원료에 대해 광우병과 전파성 해면 양 뇌증(TSE)에 대한 최소한의 위험성을 가질 수 있도록 관련 성적서를 요구하고 있고 종교적, 사회적인 이슈도 더해져 대체원료에 대한 필요성이 대두되었다[7,8]. 이러한 필요성에 따라 동물로부터 유래되는 젤라틴을 이용한 연질캡슐을 대체할 수 있는 식물성 연질캡슐 (vegetable soft capsule, VSC)이 다양하게 연구 및 개발 되고 있으며, 카라기난(carrageenan)과 변성전분(modified starch)을 이용하여 연질캡슐의 피막을 형성하는 것이 그 대표적인 예라고 할 수 있다[9].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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