초록 ▼

나노식품은 원료물질의 종류(탄수화물, 지질, 단백질, 무기질)에 따라 이화학적 특성이 달라지는데 이들 형태에 따른 개별적인 분석법이 확립되지 않아 신뢰성 있는 분석 결과를 얻기 힘들다. 또한 나노식품의 개발을 위해서는 원료물질의 종류에 따른 개별적인 분석법이 반드시 필요하며 추후 제품의 품질 관리 및 안전성 평가를 위해서는 표준화된 분석법이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구팀은 개별 나노식품에 따른 분석법을 확립하는 하는 것을 목표로 연구를 수행하였다. 세부 연구 목표는 1)탄수화물, 지질, 단백질, 무기질을 이용한 나노입자의 제조

나노식품은 원료물질의 종류(탄수화물, 지질, 단백질, 무기질)에 따라 이화학적 특성이 달라지는데 이들 형태에 따른 개별적인 분석법이 확립되지 않아 신뢰성 있는 분석 결과를 얻기 힘들다. 또한 나노식품의 개발을 위해서는 원료물질의 종류에 따른 개별적인 분석법이 반드시 필요하며 추후 제품의 품질 관리 및 안전성 평가를 위해서는 표준화된 분석법이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구팀은 개별 나노식품에 따른 분석법을 확립하는 하는 것을 목표로 연구를 수행하였다. 세부 연구 목표는 1)탄수화물, 지질, 단백질, 무기질을 이용한 나노입자의 제조 및 확보 2) OECD endpoints 16가지 항목에 대한 나노식품의 물리화학적 특성 분석법 탐색 3) OECD endpoints 16가지 항목에 대한 나노식품의 물리화학적 특성 표준 분석법 확립이다. 먼저 원료별 나노식품의 제조법을 확립하였다. 탄수화물 나노입자를 제조하기 위해 키토산을 이용하였으며 TPP(sodium tripolyphosphate)를 이용하여 cross-linking를 유도하여 제조하였다. 제조 된 키토산 나노입자의 크기는 171.3 nm 이었다. 지질 나노입자의 제조는 대두경화유를 이용하였으며 유화제인 span 80과 tween 80을 사용하였다. 유화제와 대두경화유의 비율을 1 : 1 : 1 과 2 : 1 : 1로 나누어 입자 크기를 조절하였다. 제조 된 지질 나노입자의 크기는 각각 82.7 nm와 203.8 nm 이었다. 단백질 나노입자를 제조하기 위해 BSA(bovine serum albumin)를 사용하였으며 에탄올을 단속첨가법(intermittent addition)으로 첨가하여 입자 크기 분포를 고르게 하였다. BSA의 pH를 조절하여 입자 크기를 조절하였다. 제조 된 나노입자의 크기는 각각 150.6 nm와 413.9 nm 이었다. 무기질 나노입자는 최근 대표적인 무기질 나노식품으로 이용가능성이 높은 칼슘 나노분말과 산화철 나노분말 표준품을 구매하였다. 분산매조절법과 표면개질법을 이용하여 각각의 나노분말을 효과적으로 분산시켰다. 본 연구의 중요 목표인 OECD endpoints 16가지 항목에 대한 분석법 탐색은 Agglomeration/aggregation (응집), Water solubility (수용성), Crystalline phase (결정상), Dustiness (분진), Crystalline size (결정 크기), TEM 사진, Size distribution (입자크기 분포), Specific surface area (비표면적), Zeta-potential (제타전위), Surface chemistry (표면화학), Photocatalytic activity (광촉매특성), Pour density (유동밀도), Porosity (다공성), Octanol-water partition coefficient(옥탄올-물 분배계수), Redox potential (산화환원전위), Radical formation potential (라디칼형성/소거능)에 대해 이루어 졌으며 탐색 결과를 바탕으로 결정상 항목과 결정크기 항목은 같은 분석법을 사용하는 것을 확인하여 ‘결정상 및 크기’ 항목으로 표준 분석법을 확립하였다. 또한 표면화학 항목은 응집 항목과 TEM 사진 항목으로 판단할 수 있으므로 표준 분석법 확립에서는 제외되었다. 같은 이유로 다공성 항목과 옥탄올-물 분배계수 항목도 제외되었다. 본 연구를 통해 확립된 표준분석법은 나노식품의 제조뿐만 아니라 독성연구에 필요한 기초자료가 될 것이다. 또한 나노식품의 기능성 평가 연구에 적극 활용되어 나노식품의 응용 및 산업화에 기여할 것이다. 제조나노식품에 대한 연구는 아직 걸음마 단계로 많은 연구의 축적이 필요한 분야이다. 본 연구에서 확립된 표준 분석법을 이용하여 더 많은 제조나노물질의 특성 분석 연구가 추가적으로 필요하며 이를 토대로 기능성 평가 및 독성 연구가 이루어져야 한다. 또한 제조나노물질이 식품으로 응용된 뒤에는 지속적으로 특성 평가와 독성평가를 실시하여 나노식품의 안정성 관리 기준 및 규격을 확립해야 한다. 본 연구는 이런 나노식품의 발전에 주춧돌이 될 수 있는 연구 결과를 얻었으며 더 많은 연구를 통해 식품 산업에 큰 기여를 할 수 있다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 10
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 10
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 10
• Ⅲ. 연구성과 ... 11