식품소재, 건강기능식품소재 또는 한방약재를 나노입자로제조하는 방법 및 상기 나노입자를 포함하는 조성물

식품소재, 건강기능식품소재 또는 한방약재를 나노입자로 제조하는 방법 및 상기 나노입자를 포함하는 조성물{Method for preparing food materials, healthy functional food materials or herbal materials to nano particle and composition comprising thereof}

본 발명은 식품소재, 건강기능식품소재 또는 한방약재를 나노입자로 제조하는 방법 및 상기 나노입자를 포함하는 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 3 단계로 이루어진 분쇄방법에 의해 식품소재, 건강기능식품소재 또는 한방약재를 나노입자로 제조하는 방법 및 상기와 같은 방법에 의해 제조된 나노입자를 포함하는 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 화장품 조성물 및 약학 조성물에 관한 것이다.

나노 기술이란 나노미터 크기의 물질(나노물질)들이 갖는 독특한 성질과 현상을 찾아내 나노물질을 정렬시키고 조합하여 매우 유용한 성질의 소재나 시스템을 생산하는 기술을 통칭한다.

현재까지 개발된 나노물질의 제조방법으로는 연소, 폭발, 쇼크 웨이브(shock wave)를 활용하는 건식 공정(dry process)과 졸-겔 프로세스(sol-gel process), 초임계유체 활용기술, 화학반응, 용매분산, 침전, 증착, 유기용매 등을 사용하는 습식공정(wet-process)으로 대별된다.

최근에는 상기와 같은 나노 기술을 식품에 적용함으로써 기존에 섭취가 어려운 식품소재를 일부가 아닌 전체로서의 섭취가 가능하도록 할 수 있으며 화학적으로나 열처리에 의해 제조되는 가공식품을 생식 그 자체로 섭취할 수 있고 특정 영양 성분에 특이 성질이 부여되도록 할 수 있을 것으로 예상되고 있다. 또한, 나노입자를 캡슐화 함으로써 변질을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 인체 내의 작용부위와 주요 작용의 조절이 가능해질 것으로 전망되고 있다.

그러나, 현재 식품산업에서의 나노물질의 제조는 적용 검토 단계의 수준에 머무르고 있으며 선진 일부 기업을 제외하고는 대부분의 기업에서 마이크로 단위의 미세 캡슐화에 대한 연구만이 주로 수행되어 왔다.

이는 지금까지 개발된 나노물질의 제조방법을 식품에 적용하기 위해서는 안전성 여부나 유해물질의 잔류 여부 및 수율 등이 고려되어야 하기 때문이다. 한편, 제약분야에서는 초임계유체를 활용하는 방법이 진전되어 실용화를 앞두고 있다. 그러나, 이를 식품에 적용하기에는 상술한 바와 같이 안정성 등이 검증되어야 하는 문제점이 있다. 또한, 유기물로 이루어진 식품소재의 특성상 구성성분의 분포가 복잡하며 외부환경에 의한 변화가능성이 크기 때문에 식품소재를 나노화한다는 것은 큰 어려움이 있다.

이에 본 발명자들은 나노기술을 식품에 적용하고자 연구하던 중 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재를 다단계의 방법에 의해 분쇄함으로써 나노입자를 수득하고 이를 사용하여 인체에 흡수되는 비율이 높으며, 원료의 성분 변화가 없는 식품, 건강기능식품, 화장품 및 약제를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재를 나노입자로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 나노입자를 포함하는 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 화장품 조성물 및 약학 조성물을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재를 나노입자로 제조하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 나노입자를 포함하는 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 화장품 조성물 및 약학 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 나노입자란 나노미터 단위의 표면적을 가지는 불균일 분산입자를 말한다. 본 발명은 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재를 나노입자로 제조하는 방법은 (a) 건조된 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재 중에서 선택된 것을 함마밀에 투입하여 200∼300mesh 크기의 입자로 1차 분쇄하는 단계;

(b) 상기 (a) 단계의 분쇄물을 ACM 분쇄기에 투입하여 5,000∼10,000mesh 크기의 입자로 2차 분쇄하는 단계; 및

(c) 상기 (b) 단계의 분쇄물을 우레탄 코팅된 건식 또는 습식 볼밀에 투입하여 50∼2,000nm 크기의 나노입자로 3차 분쇄하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 사용되는 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재는 건조된 것이 바람직하다. 구체적으로 본 발명에서 사용되는 식품소재 및 한방약재는 수분함량이 10∼15중량%로 조절된 것을 사용할 수 있다. 건조방법으로는 양건, 음건, 열풍건조, 동결건조 및 자연건조 방법을 모두 사용할 수 있다. 바람직하게는 열풍건조 및 동결건조 방법을 사용할 수 있다.

상기에서 식품소재로는 특별히 한정되지 않으며, 건조시켜 분쇄가 가능한 모든 종류가 포함된다. 예를 들면, 곡류, 두류, 서류, 채소류, 과실류, 견과류, 유지식물류, 향신식물류, 버섯류, 야생식물류, 해조류, 기호식물류, 식육류, 어패류, 다류 및 감미식품류가 있다. 바람직하게는, 인체에 흡수가 어려운 식품소재일 수 있다.

상기에서 건강기능식품소재로는 특별히 한정되지 않으며, 건조시켜 분쇄가 가능한 모든 종류가 포함된다. 예를 들면, 단백질, 비타민A, 비타민B ₁ , 비타민B ₂ , 비타민B ₆ , 비타민 B ₁₂ , 비타민 C, 비타민 D, 비타민 K, 나이아신, 비오틴, 엽산, 판토텐산, 셀렌, 요오드, 칼슘, 아미노산 및 식이섬유, 인삼 및 홍삼, EPA/DHA, 로얄제리, 효모, 화분, 스쿠알렌, 효소, 유산균, 클로렐라, 스피루리나, 감마리놀렌산, 배아, 레시틴제품, 옥타코사놀, 알콕시그리세롤, 뮤코다당·단백, 엽록소, 버섯류, 알로에, 자라, 베타카로틴, 키토산, 키토올리고당, 글루코사민 및 이를 함유하는 소재 등을 들 수 있다.

상기에서 한방약재로는 특별히 한정되지 않으며, 건조시켜 분쇄가 가능한 모든 종류가 포함된다. 예를 들면, 인삼, 홍삼, 흑홍삼, 흑삼, 갈근, 감초, 고삼, 구기자, 길경, 녹용, 녹각, 당귀, 대추, 두충, 맥문동, 복분자, 백출, 삼백초, 솔잎, 상백피, 오가피, 인동초, 오미자, 음양곽, 익모초, 작약, 정향, 지골피, 지황, 차전초, 천궁, 천마, 천문동, 치자, 택사, 토복령, 토사자, 하수오 및 황기를 들 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 인삼, 홍삼, 흑홍삼 및 흑삼이 예시되어 있다.

바람직하게는, 본 발명의 식품소재는 녹차이며, 한방약재는 인삼, 홍삼, 흑 홍삼 및 흑삼을 사용할 수 있다.

상기 인삼, 홍삼, 흑삼 및 녹차는 특별히 한정되지 않으며, 상업적으로 판매되고 있는 것을 구입하여 사용하거나 자연으로부터 채취한 후 공지의 방법에 의해 가공 및 제조하여 사용할 수 있다.

상기에서 흑홍삼은 홍삼에 비하여 항산화물질이 다량 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 것으로서 원료 인삼을 건조하여 건삼을 제조한 다음 밀폐된 용기에 물과 함께 넣고 압력과 열에 의하여 고열의 증기를 발생시켜서 가공하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

상기 (a) 단계에서 건조된 식품소재, 건강기능식품 소재 및 한방약재는 함마밀에 투입되어 1차 분쇄되고 상기 1차 분쇄물은 2차 분쇄과정으로 연동되어 투입된다.

상기 (b) 단계에서 상기 1차 분쇄물은 공기의 와류와 진동, 원료간의 충돌에 의해 미세 분쇄되는 ACM(Air classifying mill) 분쇄기에 투입되어 보다 미세하게 2차 분쇄된다.

상기 (c) 단계에서 상기 2차 분쇄물은 내부에 우레탄 코팅이 된 볼밀로 자동 이송되어 3차 분쇄가 이루어지며 3차례의 분쇄과정을 거쳐 원료는 50∼2,000nm의 나노입자로 전환된다.

이상이 건식 타입의 나노 분쇄이며 상기 (c) 단계의 분쇄과정에서 습식 볼밀을 거쳐 분쇄하면 습식타입 나노 분쇄가 된다.

상기와 같이 본 발명의 방법에 따라 원료를 분쇄하는 경우에 성분의 변화 없이 나노 크기로의 분쇄가 가능하다.

나아가, 상기와 같은 방법에 의해 제조된 나노입자를 사용하여 식품 조성물, 건강기능식품 조성물, 화장품 조성물 및 약학 조성물을 제조할 수 있다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 나노입자를 포함하는 식품 조성물로는 예를 들면, 음료, 과실 및 그의 가공식품, 어류, 육류 및 그 가공식품, 빵류 및 면류, 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품, 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료 등의 형태일 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 제조된 나노입자를 포함하는 건강기능식품 조성물은 본 발명에 따라 제조된 나노입자 분말을 혼합하여 그대로 분말상으로 제조하거나 또는 상기 분말 혼합물을 정제수에 혼합하여 액상으로 제조하거나 소정 형상으로 타정하거나 가압성형하여 환형태로 제조하거나 캡슐화하여 일정한 형태를 갖도록 제조할 수 있다.

나아가, 본 발명의 방법에 따라 제조된 나노입자를 포함하는 화장품 조성물은 본 발명의 방법에 따라 제조된 나노입자와 함께 화장품 분야에서 통상적으로 사용되는 기제, 보조제 및 첨가제를 사용하여 액체 또는 고체 형태로 제조될 수 있다. 액체 또는 고체 형태의 화장품으로는 예를 들면, 이에 한정되지는 않으나 화장수, 크림제, 로숀제 및 입욕제 등의 형태를 포함할 수 있다.

화장품 분야에서 통상적으로 사용되는 기제, 보조제 및 첨가제는 특별히 제 한되지 않으며, 예를 들면, 물, 알콜, 프로필렌 글리콜, 스테아르산, 글리세롤, 세틸 알콜 및 유동 파라핀 등을 포함 할 수 있다.

또한, 본 발명의 방법에 따라 제조된 나노입자를 포함하는 약학 조성물은 본 발명의 방법에 따라 제조된 나노입자와 함께 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 "약학적으로 허용되는" 이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 상기 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.

상기 약학 조성물은 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 약학 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

인삼, 홍삼, 흑홍삼, 흑삼 및 녹차로부터 나노입자의 제조

인삼, 홍삼, 흑홍삼, 흑삼 및 녹차를 각각 함마밀에 투입하여 200mesh 크기의 입자로 1차 분쇄하였다. 그 다음 상기 분쇄물을 ACM 분쇄기를 사용하여 5000mesh 크기의 입자로 2차 분쇄하였다. 볼밀로 자동 이송된 상기 2차 분쇄물을 700nm 크기의 나노입자가 되도록 분쇄하였다.

<실시예 2>

본 발명에 따른 나노입자를 포함하는 건강기능식품 조성물의 제조

상기 실시예 1에서 제조한 각각의 나노입자를 혼합하고 상기 혼합물을 정제수에 혼합하여 액상의 건강기능식품을 제조하였다.

본 발명에 따른 방법은 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재를 성분이 변화되지 않도록 하면서 나노입자로 제조할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 상기 나노입자를 포함하는 조성물을 제조함으로써 식품소재, 건강기능식품소재 및 한방약재에 함유된 유용한 성분이 인체에 높은 비율로 흡수될 수 있도록 하는 효과가 있다.