초록 ▼

□ 핵심기술
▶‘커큐민-천연고분자 나노복합체 및 이의 제조방법’으로써 커큐민을 효율적으로 전달할 수 있는 나노복합체에 대한 기술이며, 전분 등을 이용한 커큐민-천연고분자 나노복합체가 커큐민의 분산성 및 안정성을 개선할 수 있으며 커큐민의 생체 내 이용률을 높일 수 있음

□ 최종목표
▶ 커큐민 나노복합체 제조기술이 적용된 “생체이용률 향상 커큐민 복합체” 원료를 개발하고, 해당 원료를 사용한 완제품을 출시·판매하고자 함.
ㅇ 목적하는 제품의 상용화를 위해서 커큐민으로 표준화된 강황추출물에 천연고분자를 이용

□ 핵심기술
▶‘커큐민-천연고분자 나노복합체 및 이의 제조방법’으로써 커큐민을 효율적으로 전달할 수 있는 나노복합체에 대한 기술이며, 전분 등을 이용한 커큐민-천연고분자 나노복합체가 커큐민의 분산성 및 안정성을 개선할 수 있으며 커큐민의 생체 내 이용률을 높일 수 있음

□ 최종목표
▶ 커큐민 나노복합체 제조기술이 적용된 “생체이용률 향상 커큐민 복합체” 원료를 개발하고, 해당 원료를 사용한 완제품을 출시·판매하고자 함.
ㅇ 목적하는 제품의 상용화를 위해서 커큐민으로 표준화된 강황추출물에 천연고분자를 이용한 생체이용률 향상 기술 접목, 체내 흡수율 증가를 통해 일일섭취량 1g 미만의 저용량으로 간 건강 기능성을 입증하는 등 향후 3~5년의 중장기적인 시간이 소요될 것으로 예상되며, 당 과제수행 기간 동안은 생체이용률 향상 기술을 상업적으로 적용한 “커큐민 나노복합체”를 생산(2018년)하고 이를 사용한 완제품을 생산·판매하여 시장 저변을 확대할 예정임

□ 개발내용 및 결과
▶ 커큐민과 천연고분자의 물리적 혼합을 통해 두 물질의 분자 간 결합이 이루어지고, 이 결합에 의해 제조 물질 전체의 안정성이 상승되며, 난용성 성분인 커큐민의 수용화도 증가 및 고분자 물질과 함량에 따른 in-vitro 기능성(대표 시험법으로 항산화능 측정; DPPH 및 ABTS radical 소거능)의 유의적 변화를 확임함.
▶ 대상기술을 상용화하기 위해서는 가장 먼저 제조방법의 표준화가 필요하며, 실험실에서의 추가 연구를 통해 커큐민 용액과 천연고분자 용액의 혼합 방식(Stirring, Homogenizer 등) 및 혼합액의 건조방법(FD,SD 등)에 따른 원료의 품질과 활성 차이를 검증하고, 생산 효율성을 확인하여 표준화 제조공정을 확립함.
[커큐민과 결합하는 천연고분자 물질의 종류와 함량에 따라 커큐민 포집력 및 포집효율의 차이와 원료 소재의 DPPH 라디칼 소거능에 차이가 있는 것으로 확인되며, 이는 커큐민과 결합하는 천연고분자의 종류에 따라 품질 안정성과 기능성의 활성도에 영향을 미치는 커큐민-천연고분자 결합의 최적 비율이 존재한다는 의미로써, 실제 제조공정에서 커큐민의 함량과 활성을 최대로 높일 수 있는 천연고분자를 선정하고 해당 고분자와 커큐민이 결합하는 최적의 결합비율(배합 비율)을 찾아내는 과정이 추가적으로 실시됨]
▶ 세포와 동물을 대상으로 간 건강 기능성 및 생체이용률 향상을 평가함.
- 커큐민 100% 대조군에 비해 약 3~5배 가량 우수한 간세포 보호능
- C57/BL6 마우스를 통한 간 기능 회복 실험에서 400mg/kg 농도에서 통계적으로 유의한 GPT 상승 억제
- Rat 경구 투여 후 혈중 커큐민이 일반 커큐민 대비 1,730%(17.3배) 높은 것으로 확인되어 당사 커큐민 제형의 체내흡수율 향상 결과를 확인함

□ 기술개발 배경
▶ 북미와 유럽시장을 중심으로 제약, 식품, 화장품 분야에서 가장 관심이 집중되고 있는 소재중 하나가 ‘Curcumin’이며 Curcumin은 강황(울금)의 뿌리 성분 중 3~4%를 차지하고 있으며 체내흡수율이 섭취량의 1%이하로 매우 낮은 천연물질임. 탁월한 항산화능력 등 기능성이 입증되었음에도 불구하고 매우 낮은 흡수율로 인해 섭취량 컨트롤이 어려운 소재인 만큼 최근 미국, 인도, 독일, 이탈리아, 일본의 소재기술전문업체들이 생체이용률 향상을 위한 기술개발과 흡수율이 개선된 Curcumin 표준소재를 제품화(글로벌 브랜드화)하고 있음
▶ 대부분의 나노 전달 시스템은 내재된 단점으로 인해 식품 및 관련산업에서 아직 완전하게 적합한 시스템이 되지 못하고 있고, 지질 기반의 나노캐리어의 경우 커큐민을 용해시키고 콜로이드 시스템을 안정화하기 위해 많은 양의 계면활성제와 보조계면활성제를 필요로 하며 제조 과정에서 클로로폼과 메틸렌 클로라이드와 같은 유기용매가 사용됨

□ 핵심개발 기술의 의의
▶ 합성 폴리머는 일반적으로 생체적합도(biocompatibility)가 낮고 식품사용에 제한이 있으며 대부분의 천연 폴리머는 효과적으로 커큐민을 포집하기 위해서 개질(modification) 과정을 필요로 하는데 이는 식품에 적용하기엔 무리가 있으며, 나노 전달 시스템의 복잡한 준비과정과 비현실적인 비용으로 인해 식품 산업의 활용에 현실적인 제약이 있음
▶ 이에 HPMC 등을 이용한 커큐민-천연고분자 나노복합체가 안정성 및 분산성을 개선하고, 커큐민의 포집력 및 포집 효율에 우수하여 커큐민 전달을 위한 나노캐리어로서 식품 및 의약 분아에서 유용하게 사용될 수 있음
▶ 당사 생체이용률 향상 커큐민 복합체(제품명 : 동오수용화 커큐민)의 경우, 안전성이 확인된 히드록시프로필메틸셀룰로스(HPMC)만 80%(강황추출물 20%) 배합된 원료이며, 생산 과정에서는 80% 주정만을 사용하여 농축하고 이후 분무 건조하는 최소의 공정만을 거침으로써 어느 소재보다 인체 안정성을 보장할 수 있음. 또한 당사가 사용하는 HPMC 원료의 경우, 국내 기능성원료 개별인정을 획득(식후 혈당상승 억제에 도움을 줄 수 있음, 생리활성 2등급)함으로써 부가적인 기능성도 기대할만함.

□ 적용 분야
▶ 커큐민의 경우 항산화 및 항염증 작용에 대한 기능성 및 간 건강의 유용성은 이미 널리 알려진 사실로써 국내외 많은 건강식품에서 커큐민/강황/울금 제품을 선보이고 있음. 특히 일본과 국내의 경우 간 기능과 연계된 숙취해소 음료에서 주요 원료성분으로 쓰이고 있는 상황임.
▶ 커큐민의 효능에 비추어볼 때, 개발 원료인 “커큐민-천연고분자 복합체”를 적용할 수 있는 분야로는 크게 식품과 천연물 의약품 산업이 있음. 식품의 경우, 커큐민 성분을 포함한 강황/울금이 식품원료로 사용 가능하므로 다양한 건강 컨셉의 일반 가공식품에서 주원료 및 부원료로 이용될 수 있음. 특히 해당 원료는 커큐민을 효율적으로 전달하는 나노캐리어 기술이 접목된 “생체이용률 향상 커큐민 복합체”로써, 커큐민의 포집력 및 포집 효율을 높여 건강기능식품 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있음.
▶ 본 과제를 통해 개발된 원료는 간 건강에 대한 기능성을 확보함과 동시에 커큐민의 생체이용률(Bioavailability)을 높여 일일섭취량 1g 미만의 저용량으로 최대의 인체 유용성을 발휘할 수 있도록 개발되어 시장내에서 빠르게 확산될 것으로 기대됨. 향후 해당 나노캐리어 기술을 더욱 발전시켜 체내 흡수율이 현저히 떨어지는 활성성분에 기술을 접목하고, 국내 다양한 유망소재에 확대 적용하여 국내 전통 천연물의 부가가치 창출에 기여할 것으로 기대됨.

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 2018년 기술이전사업화사업 주요 성과 ... 11
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 15
• 제 1 절 사업 개요 ... 15
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 18
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 30
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 33
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 33
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 41
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 44
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 45
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 46
• 제 1 절 기술사업화 최종 결과 ... 46
• 1. 기술사업화 추진 일정 ... 46
• 2. 추진 실적 ... 48
• 3. 기술사업화 결과(유형 및 무형 성과) ... 103
• 제 2 절 기술사업화 추진 체계 ... 116
• 1. 기관 별 역할 및 추진 내역 ... 116
• 2. 원료 기능성 및 생체이용률 평가, 인허가 프로세스를 위한 네트워크 ... 117
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 120
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 126
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 127
• 첨부 ... 128
• 끝페이지 ... 138