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KR-20260061641-A - Manufacturing method of luteolin-encapsulated mineral with improved bioavailability

KR20260061641AKR 20260061641 AKR20260061641 AKR 20260061641AKR-20260061641-A

Abstract

본 발명은 루테올린 봉입 미네랄 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자를 제조하여 루테올린의 생체이용률을 증진시킬 수 있도록 하는, 생체 이용률이 증진된 루테올린 봉입 미네랄 제조방법 에 관한 것이다. 이를 위해 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법은, 루테올린(Luteolin) 용액을 제조하는 단계; 상기 루테올린(Luteolin) 용액을 여과하여 정제된 루테올린 용액을 제조하는 단계; 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin) 용액을 준비하는 단계; 상기 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin) 용액에 상기 정제된 루테올린 용액을 혼합하여 1차 혼합액을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합액에 염화칼슘(CaCl 2 )을 혼합하여 2차 혼합액을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합액에 탄산수소암모늄((NH 4 )HCO 3 )을 혼합한 3차 혼합액을 제조하는 단계; 및 상기 3차 혼합액을 원심분리하고 건조하는 단계; 를 포함한다.

Inventors

  • 이찬희
  • 정지현
  • 윤인수
  • 서성욱
  • 홍정기

Assignees

  • 주식회사 엠베스티

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (8)

  1. 루테올린(Luteolin) 용액을 제조하는 단계; 상기 루테올린(Luteolin) 용액을 여과하여 정제된 루테올린 용액을 제조하는 단계; 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin) 용액을 준비하는 단계; 상기 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin) 용액에 상기 정제된 루테올린 용액을 혼합하여 1차 혼합액을 제조하는 단계; 상기 1차 혼합액에 염화칼슘(CaCl 2 )을 혼합하여 2차 혼합액을 제조하는 단계; 상기 2차 혼합액에 탄산수소암모늄((NH 4 )HCO 3 )을 혼합한 3차 혼합액을 제조하는 단계; 및 상기 3차 혼합액을 원심분리하고 건조하는 단계; 를 포함하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 루테올린(Luteolin) 용액은, 루테올린 캡슐로부터 루테올린(Luteolin), 루틴(utin) 및 첨가제를 포함하는 혼합물을 분리한 후, 상기 혼합물 중량 대비 10 내지 20배의 에탄올을 혼합한 다음, 교반하여 제조된 것을 특징으로 하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 여과는, 진공 펌프 여과기(Vacuum pump filteration)를 사용하여 상기 루테올린 용액을 0.2 ㎛ 이하 크기의 필터에 부어 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 1차 혼합액은 500rpm 이상의 교반속도로 5분 이상 교반을 수행하는 것을 특징으로 하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 2차 혼합액은 700rpm 이상의 교반속도로 30분 이상 교반을 수행하는 것을 특징으로 하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 3차 혼합액은 0.5 내지 1.5M의 농도를 가지며, 700rpm 이상의 교반속도로 30분 이상 교반을 수행하는 것을 특징으로 하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 건조는, 18 내지 26℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의한 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자 제조방법에 의해 제조된 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자.

Description

생체 이용률이 증진된 루테올린 봉입 미네랄 제조방법{Manufacturing method of luteolin-encapsulated mineral with improved bioavailability} 본 특허 출원은 부산테크노파크의 [2024년 지산학 협력 기업 R&BD 지원사업] 지원을 받아 수행되었습니다. 본 발명은 루테올린 봉입 미네랄 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 루테올린 봉입 탄산칼슘염 입자를 제조하여 루테올린의 생체이용률을 증진시킬 수 있도록 하는, 생체 이용률이 증진된 루테올린 봉입 미네랄 제조방법에 관한 것이다. 루테올린(Luteolin)은 자연적으로 발생하는 플라보노이드(Flavonoid) 중 하나로, 셀러리, 파슬리, 피망, 당근, 민들레, 카모마일 등 다양한 식물에서 발견된다. 루테올린은 여러 생리활성을 지니고 있어 건강에 유익한 성분으로 널리 연구되고 있다. 주요 효능으로는 강력한 항산화 작용이 있어 활성 산소를 제거하고 세포를 산화 스트레스로부터 보호하여 노화를 방지하는 효과 등이 있다. 또한, 염증을 억제하는 항염증 작용을 통해 관절염이나 천식 등 염증 관련 질환의 치료에 도움을 줄 수 있다. 루테올린은 특정 암 세포의 성장을 억제하고 암 세포의 자살(apoptosis)을 유도하는 항암 효과를 나타낸다. 신경세포를 보호하고 신경 염증을 줄이는 신경 보호 작용을 통해 알츠하이머병과 같은 신경퇴행성 질환의 예방 및 치료에도 도움이 될 수 있다. 또한, 일부 박테리아와 바이러스를 억제하는 항균 및 항바이러스 효과도 있어 감염 질환의 예방 및 치료에 유용하다. 이러한 다양한 생리 활성을 지닌 루테올린은 건강 보조 식품 및 약품의 원료로 사용된다. 이러한 활성성분으로서의 소수성 파이토케미탈들은 경구로 섭취하는 경우의 큰 문제점은 물에 대한 낮은 용해도와 낮은 생체 이용률이다. 생체 외(in vitro) 세포 실험에서는 루테올린의 활성을 제어하는 요인이 없지만, 체내에서는 동물이건 인체이건 소장에서 흡수가 어렵고, 흡수가 되더라도 간에서 대사가 빠르게 진행되기 때문에 생체 내에서는 루테올린의 생체이용률(bioavailability, 경구투여한 약물이 전신순환계에 들어가 생체에서 이용되는 비율)이 현저히 낮아진다. 따라서 고농도의 루테올린을 경구 섭취하더라도 혈청이나 세포 조직에서 유의미한 활성을 가지는 농도를 확보하기 어려울 수 있어, 섭취량 컨트롤이 어렵다는 점이 건강기능성 식품 효능 적용 제약요인으로써 작용해왔다. 파이토케미탈의 생체이용률을 개선하기 위하여 다양한 연구들이 진행되어 왔다. 예를 들면, 인지질기반의 리포좀, 에멀젼 제형으로 제조하거나, 바이오폴리머 기반의 나노입자, 폴리머좀 등의 제형화를 통해 용해도 개선 및 생체 전잘을 위해 다양한 방식으로 제조하는 등의 연구가 있었다. 또한, 최근 마이크로에멀젼(microemulsion), 마이크로겔(microgel), 나노에멀젼(nanoemulsion), 리포솜(liposome), 마이셀(micelle), 생폴리머나노입자(biopolymer nanoparticle) 등과 같은 제제/제형(formulation) 개발 연구들을 통해 수용성이 낮은 파이토케미탈들의 용해도를 향상시켜 혈청 내 파이토케미칼의의 농도를 높이고자 하는 시도가 계속되고 있다. 그러나 원하는 함량의 파이토케미칼을 대사 및 흡수가 이루어지는 위장관까지 효과적으로 전달할 수 있는 방법이 여전히 요구되고 있다. 또한 제형을 경구 투여 시, 계면활성제나 각종 부가제를 첨가하지 않고, 눈에 띄는 수준의 생체이용률을 증진시키는 사례는 아예 보고가 되지 않고 있다. 미네랄 입자들은 무기물로 기공 및 공간을 가지고 있어 봉입할 수 있는 기술로서 제안이 가능하고, 특히 탄산칼슘염에서 방출되는 칼슘은 영양적으로 다양한 기능 및 용도로 인해 식품, 의약품 및 영양제 분야에서 가장 중요한 첨가제 또는 성분 중 하나로 우수한 생체 적합성 및 생분해성 및 전달 소재로서 유망하게 입증되었다. 또한, 친환경 봉입을 위해 저장 안정성이 나쁜 경우 및 제조 과정 중 유기 용매가 들어가는 과정을 극복할 수도 있다. 또한 pH 용해성 특성은 탄산칼슘염 내부에서 산성 조건에 노출될 때 미네랄 이온을 방출함으로써 이용될 수 있으며, 방출된 세포 내 미네랄 이온은 주요 구성 요소로서 세포 내 이동을 위한 반드시 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 아직까지 탄산칼슘염을 이용하여 루테올린을 봉입하여 진행한 사례는 전무하다. 한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다. 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자 제조방법을 순서대로 나타낸 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 주사전자현미경(SEM) 분석 이미지를 나타낸 것이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 원소 성분 분석 결과를 나타낸 것이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 에너지분산형 분광분석(EDS)결과를 나타낸 것이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 비표면적 분석(BET), 기공 부피(V), BJH흡착(흡착기공크기), BJH탈착(탈착기공크기)를 분석한 결과를 나타낸 것이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 PSA 결과로서 입자의 직경 입도 분포를 나타낸 것이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 X-ray 회절 분석법(XRD) 분석을 통해 결정상을 분석한 것이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자의 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR) 결과이다. 도 9는, 실험예 4에서, 실시예 1의 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자에 대한 HPLC 분석 조건을 나타낸 표이다. 도 10은, 실험예 4에서, 실시예 1의 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자에 대한 HPLC 분석 결과를 나타낸 것이다. 도 11은 실험예 5를 수행하는 구체적인 실험방법을 모식적으로 나타낸 것이다. 도 12는 실험예 5에서, 루테올린 표준품과 실시예 1(루테올린이 봉입된 탄산칼슘염)을 같은 농도를 경구투여했을 때의 혈중 농도를 측정한 것이다. 도 13은 실험예 5에서 약동학적 파라미터를 winnolin 소프트웨어를 이용하여 생체이용률을 수치를 비교한 값이다. 이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다. 또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다. 도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다. 각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다. 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자 제조방법을 순서대로 나타낸 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 루테올린이 봉입된 탄산칼슘염 입자 제조방법은, 루테올린(Luteolin) 용액을 제조하는 단계(S10); 상기 루테올린(Luteolin) 용액을 여과하여 정제된 루테올린 용액을 제조하는 단계(S20); 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin) 용액을 준비하는 단계(S30); 상기 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin) 용액에 상기 정제된 루테올린 용액을 혼합하여 1차 혼합액을 제조하는 단계(S40); 상기 1차 혼합액에 염화칼슘(CaCl2)을 혼합하여 2차 혼합액을 제조하는 단계(S50); 상기 2차 혼합액에 탄산수소암모늄((NH4)HCO3)을 혼합한 3차 혼합액을 제조하는 단계(S60); 및 상기 3차 혼합액을 원심분리하고 건조하는 단계(S70); 를 포함한다. S10 단계에서, 먼저, 루테올린(Luteolin) 용액을 제조할 수 있다. 상기 루테올린 용액은 예를 들어, 시판용 루테올린 캡슐로부터 루테올린을 수득하여 용액 형태로 제조한 것일 수 있다. 루테올린 캡슐 내에는 루테올린(Luteolin) 이외에도 루틴(rutin) 및 첨가제 등이 포함되어 있을 수 있다. 상기 루테올린(Luteolin), 루틴(utin) 및 첨가제를 포함하는 혼합물을 상기 캡슐로부터 분리한 후, 상기 혼합물 중량 대비 10 내지 20배의 용매, 구체적으로, 에탄올을 혼합한 다음, 교반하여 루테올린 용액을 제조할 수 있다. 상기 교반은, 예를 들어, 자석 교반기를 사용할 수 있으며, 교반 시간은 5분 이상 수행됨이 바람직하다. 상기 교반의 과정에서 루테올린은 에탄올에 용해되고, 루틴 등의 다른 성분들은 대부분 용해되지 않으며 침전물로 남게 된다. S20 단계에서, 상기 루테올린(Luteolin) 용액을 여과하여 정제된 루테올린 용액을 제조할 수 있다. 상기 여과는, 예를 들어, 진공 펌프 여과기(