KR101036796B1 - Emulsions containing microcapsules and methods of making microcapsules - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼 및 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하는 방법을 제공한다. 피브로인과 물을 포함하는 피브로인 수용액에 단백질 분해 효소를 첨가하여 피브로인 조성물을 준비한다. 피브로인 조성물에 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소를 첨가하여 혼합액을 제조한 후, 혼합액을 교반하여 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조한다. 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼은 피브로인을 사용하여 미세 캡슐의 쉘을 형성하므로 생체 친화적이며, 왁스 , 오일 또는 지방족 탄화수소 성분을 캡슐 형태로 수용액 상에서 장기간 동안 안정적으로 보전할 수 있다.The present invention provides an emulsion comprising the microcapsules and a method for producing an emulsion comprising the microcapsules. Fibroin composition is prepared by adding proteolytic enzymes to an aqueous solution of fibroin containing fibroin and water. After the wax, oil or aliphatic hydrocarbon is added to the fibroin composition to prepare a mixed solution, the mixed solution is stirred to prepare an emulsion including a fine capsule. Emulsions containing microcapsules are biocompatible because they form a shell of the microcapsules using fibroin and can stably preserve wax, oil or aliphatic hydrocarbon components in capsule form for a long time in aqueous solution.
Description
본 발명은 미세 캡슐 및 미세 캡슐을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 나노 또는 마이크로 크기의 미세 캡슐 및 나노 또는 마이크로 크기의 미세 캡슐을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to microcapsules and methods of making microcapsules. More particularly, the invention relates to nano or micro sized microcapsules and methods of making nano or micro sized microcapsules.
미세 캡슐은 액체, 고체 또는 기체의 분자를 코어로 하여 쉘로 봉한 마이크로 또는 나노 크기를 가지는 캡슐을 말한다. 상기 코어 물질로는 의약품, 향료, 촉매, 염료 등을 포함할 수 있으며, 현재 미세 캡슐은 여러 산업분야에서 사용되고 있으며, 그에 관한 제조방법에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. A microcapsule refers to a capsule having a micro or nano size sealed in a shell with a molecule of liquid, solid or gas as a core. The core material may include a medicine, a perfume, a catalyst, a dye, and the like, and microcapsules are currently used in various industrial fields, and many researches on a manufacturing method thereof have been conducted.
일반적으로 지용성 물질을 수용성 환경 하에서 안정하고 장기적으로 보전하기 위해서 지용성 물질을 캡슐화하는 방법이 많이 이용하고 있다. 특히 지용성 성질 등을 지닌 미용 성분을 수용액 등에 균질하게 분포시키기 위하여 지용성 물질을 캡슐화하는 경우, 지용성 물질을 수용액 등에 균질하게 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라 지용성 물질을 장기간 동안 성질의 변화없이 보전할 수 있다. 상기와 같은 캡슐을 제조하기 위하여 일반적으로 코아세르베이션을 이용한 캡슐화 방법이 많이 사 용하고 있다. In general, a method of encapsulating a fat-soluble substance is widely used to maintain the fat-soluble substance in a water-soluble environment in a stable and long-term. In particular, when encapsulating a fat-soluble substance in order to distribute the cosmetic component having a fat-soluble property homogeneously in an aqueous solution or the like, not only the fat-soluble substance can be uniformly dispersed in the aqueous solution or the like, but the fat-soluble substance can be preserved without changing its properties for a long time. In order to manufacture the capsule as described above, encapsulation methods using coacervation are generally used.
일반적으로, 상기 코아세르베이션 방법의 경우, 수중 유형 타입의 용액을 제조하여 지용성 성분의 코어를 가지는 캡슐을 포함하는 에멀젼을 주로 형성하였다. 상기의 캡슐을 포함하는 에멀젼 제조 시, 상기 쉘 성분으로 다양한 성분이 이용될 수 있다. 특히 의약품, 화장품 또는 식품 분야에서 사용되는 캡슐 등은 쉘 성분 또한 생체 친화성이 있어야 하고 코어 성분을 일정 기간 안정하게 보전할 수 있어야 한다. In general, for the coacervation method, a solution of type type in water was prepared to form an emulsion mainly comprising a capsule having a core of fat soluble component. In preparing an emulsion including the capsule, various components may be used as the shell component. In particular, the capsules used in the pharmaceutical, cosmetics or food sectors should also be biocompatible and the shell component must be able to stably maintain the core component for a certain period of time.
종래 기술들은 주로 고분자 물질 등을 사용하여 상기 쉘을 형성하는 경우가 일반적이었으나 상기 고분자 물질들은 생체에 유해할 수 있으며, 또한 나노 또는 마이크로 크기로 캡슐이 미세화되는 경우, 상기 캡슐의 안정화를 위해 가교제의 투입이 요구되는데 상기 가교제에 의해 고분자와 지용성 성분의 상 분리가 발생할 수도 있다. Conventional technologies have been generally used to form the shell mainly using a polymer material, but the polymer materials may be harmful to a living body. Also, when the capsule is micronized to a nano or micro size, a crosslinking agent may be used to stabilize the capsule. Dosing is required, and the crosslinking agent may cause phase separation of the polymer and the fat-soluble component.
따라서 생체 친화성이 있으면서 나노 또는 마이크로 크기의 캡슐을 형성할 시 내부 코어 성분을 안정하게 유지시킬 수 있는 미세 캡슐 제조 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a method of preparing a microcapsule which can maintain the inner core component stably when forming a nano- or micro-sized capsule while being biocompatible.
따라서 본 발명의 목적은 생체 친화성이 우수하면서 코어 물질을 안정적으로 유지시킬 수 있는 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하는 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for preparing an emulsion comprising a microcapsules capable of maintaining a stable core material while having excellent biocompatibility.
본 발명의 다른 목적은 생체 친화성이 우수하면서 코어 물질을 안정적으로 유지시킬 수 있는 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an emulsion comprising a microcapsule capable of maintaining a stable core material while having excellent biocompatibility.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하는 방법은 피브로인과 물을 포함하는 피브로인 수용액에 단백질 분해 효소를 첨가하여 피브로인 조성물을 준비한다. 상기 피브로인 조성물에 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수로를 첨가하여 혼합액을 제조한 후, 상기 혼합액을 교반하여 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조할 수 있다. Method for preparing an emulsion comprising a microcapsules according to the embodiments for achieving the above object of the present invention to prepare a fibroin composition by the addition of proteolytic enzymes to the aqueous solution of fibroin containing fibroin and water. After adding a wax, oil, or aliphatic hydrocarbon to the fibroin composition to prepare a mixed solution, the mixed solution may be stirred to prepare an emulsion including a microcapsule.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 피브로인 조성물은 상기 단백질 분해 효소를 상기 피브로인에 대하여 약 12 내지 40: 1의 중량비로 포함할 수 있다. In embodiments of the present invention, the fibroin composition may include the proteolytic enzyme in a weight ratio of about 12 to 40: 1 with respect to the fibroin.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 단백질 분해 효소는 파파인, 트립신 또는 키모트립신일 수 있다. In embodiments of the present invention, the proteolytic enzyme may be papain, trypsin or chymotrypsin.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 혼합액 제조 시, 계면 활성제를 더 첨가할 수 있다. In embodiments of the present invention, the preparation of the mixed solution, it may be further added a surfactant.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 계면 활성제는 상기 왁스, 오일 또는 지 방족 탄화수소에 대하여 약 0.3 내지 약 1.2: 1의 부피비는 첨가될 수 있다.In embodiments of the present invention, the surfactant may be added in a volume ratio of about 0.3 to about 1.2: 1 relative to the wax, oil or aliphatic hydrocarbon.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 혼합액을 교반한 후, 산성 물질을 더 첨가할 수 있다.In embodiments of the present invention, after the mixed solution is stirred, an acidic substance may be further added.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 피브로인 수용액은 상기 피브로인 수용액 총 중량에 대하여 상기 피브로인을 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량% 포함할 수 있다. In embodiments of the present invention, the fibroin aqueous solution may include about 0.5% to about 5% by weight of the fibroin relative to the total weight of the fibroin aqueous solution.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 혼합액은 상기 왁스 오일 또는 지방족 탄화수소에 대하여 상기 피브로인 조성물을 0.05 내지 약 0.2 : 1의 부피비로 포함할 수 있다. In embodiments of the present invention, the mixed solution may include the fibroin composition with respect to the wax oil or aliphatic hydrocarbon in a volume ratio of 0.05 to about 0.2: 1.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼에서 상기 미세 캡슐은 왁스, 오일 또는 지방족 탄화소소 코어 및 피브로인 쉘을 포함한다. In the emulsion including the microcapsules according to the embodiments for achieving the above object of the present invention, the microcapsules include a wax, oil or aliphatic hydrocarbon core and fibroin shell.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 미세 캡슐은 약 0.3㎛ 내지 약 10㎛의 직경을 가질 수 있다. In an embodiment of the present invention, the microcapsules may have a diameter of about 0.3 ㎛ to about 10 ㎛.
본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 에멀젼은 pH가 약 2 내지 약 5일 수 있다.In embodiments of the present invention, the emulsion may have a pH of about 2 to about 5.
상술한 본 발명에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼 및 상기 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼의 제조 방법은 상기 미세 캡슐의 쉘을 구성하는 물질로 실크에서 수득할 수 있는 천연 물질인 피브로인을 사용하기 때문에 생체친화성이 우수하다. 또한 나노 또는 마이크로 크기로 제작이 용이하여 코어에 포함되는 물질을 안정적으로 보존할 수 있다. The emulsion containing the microcapsules according to the present invention described above and the method for producing an emulsion containing the microcapsules are biocompatible because they use fibroin, which is a natural substance obtainable from silk, as a material constituting the shell of the microcapsules. Mars is excellent. In addition, it is easy to manufacture in nano or micro size, it is possible to stably preserve the material contained in the core.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, the embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "consist of" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described on the specification, but one or more other features. It should be understood that they do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, numbers, steps, components, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼 및 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼의 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, an emulsion including a microcapsule and a method of preparing an emulsion including a microcapsule according to embodiments of the present invention will be described in detail.
미세 캡슐을 포함하는 Containing microcapsules 에멀젼emulsion 제조 방법 Manufacturing method
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of preparing an emulsion including a microcapsules according to embodiments of the present invention.
본 발명의 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼 제조 방법에 따르면, 피브로인과 물을 포함하는 피브로인 수용액에 단백질 분해 효소를 첨가하여 피브로인 조성물을 준비한다(S10). 상기 피브로인 조성물에 왁스, 오일 또는 소수성의 지방족 탄화수소 중 적어도 하나를 첨가하여 혼합액을 제조한다(S20). 상기 혼합액을 교반하여 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조한다(S30). According to the emulsion preparation method including the microcapsules of the present invention, a fibroin composition is prepared by adding proteolytic enzymes to an aqueous solution of fibroin containing fibroin and water (S10). A mixed solution is prepared by adding at least one of wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon to the fibroin composition (S20). The mixture is stirred to prepare an emulsion including a fine capsule (S30).
도 1을 참조하면, 피브로인과 물을 포함하는 피브로인 수용액에 단백질 분해 효소를 첨가하여 피브로인 조성물을 준비한다(S10).Referring to FIG. 1, a fibroin composition is prepared by adding proteolytic enzymes to an aqueous solution of fibroin including fibroin and water (S10).
상기 피브로인은 상기 미세 캡슐 제조 시 쉘을 형성하는 역할을 수행한다. 상기 피브로인은 견 단백질의 일종으로, 상기 견 단백질은 두 가닥의 피브로인이 세리신 외막에 싸여있는 구조를 가진다. 상기 견 단백질로부터 수득되는 상기 피브로인은 수술용 봉합사로 사용되는 등 생체 친화성이 우수하다.The fibroin serves to form a shell when the microcapsules are manufactured. The fibroin is a kind of silk protein, and the silk protein has a structure in which two strands of fibroin are wrapped in the sericin outer membrane. The fibroin obtained from the silk protein is excellent in biocompatibility such as used as a surgical suture.
상기 피브로인은 물과 기름에 용해되었을 때, 안정성이 낮아 서로 응집하여 겔 구조를 형성한다. 그러나 상기 기름에서 더 빨리 응집이 발생하기 때문에 상기 피브로인은 물에 녹여 사용한다. The fibroin, when dissolved in water and oil, has low stability and aggregates with each other to form a gel structure. However, the fibroin is dissolved in water and used because aggregation occurs faster in the oil.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 피브로인 수용액은 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 피브로인을 포함한다. 상기 피브로인 수용액이 상기 피브로인을 약 0.5 중량% 미만으로 포함하면, 상기 피브로인이 상기 미세 캡슐 형성 시, 쉘을 충분히 형성하지 못할 수 있다. 한편, 상기 피브로인 수용액이 상기 피브로인을 약 5 중량% 미만으로 포함하면, 상기 초과분은 상기 캡슐의 쉘을 형성하는데 사용되지 못하고 추후 공정에서 제거된다. 따라서 상기 피브로인 수용액은 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%의 피브로인을 포함하고, 바람직하게는 약 1 중량% 내지 약 3 중량%의 피브로인을 포함한다. According to embodiments of the present invention, the fibroin aqueous solution includes about 0.5 wt% to about 5 wt% fibroin. When the fibroin aqueous solution contains less than about 0.5 wt% of the fibroin, the fibroin may not sufficiently form a shell when the microcapsule is formed. On the other hand, if the fibroin aqueous solution contains less than about 5% by weight of the fibroin, the excess is not used to form the shell of the capsule and is removed in a later process. Thus, the aqueous solution of fibroin comprises from about 0.5% to about 5% by weight fibroin, preferably from about 1% to about 3% by weight fibroin.
상기 피브로인 조성물은 상기 단백질 분해 효소를 포함한다. 상기 단백질 분해 효소는 상기 피브로인의 응집을 막고 미세 캡슐이 형성되었을 때, 상기 캡슐 표면의 상기 피브로인이 서로 결합하여 구조체를 형성하는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. The fibroin composition comprises the proteolytic enzyme. When the proteolytic enzyme prevents the aggregation of the fibroin and forms a microcapsule, the proteolytic enzyme may serve to prevent the fibroin from binding to each other to form a structure.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 단백질 분해 효소는 파파인, 트립신 또는 키모트립신일 수 있다. 일반적으로 상기 피브로인은 대부분의 단백질 분해 효소에 대하여 안정성을 보이나 상기 파파인, 트립신 또는 키모트립신과 접촉 시, 상기 피브로인 분자 사이의 결합이 부분적으로 끊어지면서 상기 피브로인의 응집 및 피브로인 분자 사이의 결합을 저하시킬 수 있다.According to embodiments of the present invention, the proteolytic enzyme may be papain, trypsin or chymotrypsin. In general, the fibroin is stable to most proteolytic enzymes, but when contacted with the papain, trypsin or chymotrypsin, the bond between the fibroin molecules is partially broken, thereby decreasing aggregation of the fibroin and binding between the fibroin molecules. Can be.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 피브로인 조성물은 상기 단백질 분해 효 소를 상기 피브로인에 대하여 약 12 내지 40 : 1의 중량비로 포함한다. 상기 피브로인에 대한 상기 단백질 분해 효소의 중량비가 약 12 미만이면, 상기 피브로인이 서로 응집할 수 있고, 형성된 상기 미세 캡슐들이 서로 응집하게 된다. 상기 피브로인에 대한 상기 단백질 분해 효소의 중량비가 약 40을 초과하면, 상기 중량비 약 40일 때와 상기 미세 캡슐 형성에 있어 큰 차기가 없으므로 비경제적이다. 따라서 상기 피브로인 조성물은 상기 피브로인과 상기 단백질 분해 효소를 약 1: 12 내지 40의 중량비로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 약 1: 22 내지 35 중량비로 포함할 수 있다. According to embodiments of the present invention, the fibroin composition comprises the proteolytic enzyme in a weight ratio of about 12 to 40: 1 with respect to the fibroin. When the weight ratio of the proteolytic enzyme to the fibroin is less than about 12, the fibroin may aggregate with each other, and the formed microcapsules may aggregate with each other. If the weight ratio of the proteolytic enzyme to the fibroin exceeds about 40, it is uneconomical when the weight ratio is about 40 and there is no significant difference in the formation of the microcapsules. Therefore, the fibroin composition may include the fibroin and the proteolytic enzyme in a weight ratio of about 1:12 to 40, and preferably may include about 1:22 to 35 weight ratio.
다시 도 1을 참조하면, 상기 피브로인 조성물에 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소를 첨가하여 혼합액을 제조한다(S20). Referring back to Figure 1, by adding a wax, oil or aliphatic hydrocarbon to the fibroin composition to prepare a mixed solution (S20).
상기 왁스, 오일 또는 소수성의 지방족 탄화수소는 상기 미세 캡슐의 코어를 형성한다. 상기 왁스, 오일 또는 소수성의 지방족 탄화수소는 지용성의 물질로 친수성의 상기 피브로인 조성물에 첨가할 시, 상기 피브로인 조성물에 혼합되지 않고 응집하여 구를 형성한다. 상기 왁스, 오일 또는 소수성의 지방족 탄화수소 코어의 표면에 상기 피브로인이 코팅됨으로써, 상기 미세 캡슐을 형성할 수 있다.The wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbons form the core of the microcapsules. When the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon is added to the hydrophilic fibroin composition as a fat-soluble substance, it does not mix with the fibroin composition and aggregates to form spheres. By coating the fibroin on the surface of the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon core, it is possible to form the microcapsules.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 피브로인 조성물과 상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방족 탄화수소는 약 1: 0.05 내지 0.2의 부피비로 혼합된다. 상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방족 탄화수소의 상기 피브로인 조성물에 대한 부피비가 약 0.05 미만이면, 상기 피브로인 조성물 내에 형성되는 상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방족 탄화수소 코어의 수가 너무 적다. 상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방 족 탄화수소의 상기 피브로인 조성물에 대한 부피비가 약 0.2를 초과하면, 상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방족 탄화수소가 상기 피브로인 조성물 속에 분산되지 않고 지용성 성분과 수용성 성분의 분리가 발생할 수 있다. 따라서 상기 혼합액은 상기 피브로인 조성물과 상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방족 탄화수소를 약 1: 0.05 내지 약 0.2의 부피비로 포함하고, 바람직하게는 약 1: 0.1 내지 약 0.15의 부피비로 포함할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the fibroin composition and the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon are mixed at a volume ratio of about 1: 0.05 to 0.2. If the volume ratio of the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon to the fibroin composition is less than about 0.05, the number of the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon cores formed in the fibroin composition is too small. When the volume ratio of the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon to the fibroin composition exceeds about 0.2, separation of the fat-soluble component and the water-soluble component may occur without dispersing the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon in the fibroin composition. . Therefore, the mixed solution may include the fibroin composition and the wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon in a volume ratio of about 1: 0.05 to about 0.2, preferably in a volume ratio of about 1: 0.1 to about 0.15.
상기 왁스, 오일 또는 소수성 지방족 탄화수소의 종류는 물에 섞이지 않는 지용성을 띠는 물질이면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 왁스는 천연 왁스 또는 합성 왁스 모두 가능하며 식물성 왁스 또는 동물성 왁스 모두 가능하다. 또한 상기 오일은 미네랄 오일, 식물성 오일, 동물성 오일 또는 각종 합성 오일 모두 가능하다. 또한 상기 지방족 탄화수소는 특별히 그 종류가 제한되지 않으며, 알칸, 알켄 또는 알킨 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 오일은 다가알콜 에스테르 오일, 아몬드 오일, 살구씨 오일, 아보카도 오일, 테오브로마 오일, 당근 종자유, 캐스터 오일, 감귤류 종자유, 코코넛 오일, 옥수수 오일, 면실유, 오이 오일, 계란 오일, 호호바 오일, 라놀린 오일, 아마인 오일, 광유, 밍크 오일, 올리브 오일, 팜유, 복숭아씨 유, 땅콩 오일, 평지 종자유, 홍화유, 참깨유, 상어 간유, 대두유, 해바라기 종자유, 아몬드 오일, 고래 기름, 스쿠알렌 또는 밀 배아유일 수 있다. 또한 상기 지방족 탄화수소는 옥탄, 노난, 데칸, 언데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 펜타데칸, 헥사데칸, 헵타데칸 또는 옥타데칸 등을 들 수 있다.The type of wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon is not particularly limited as long as it is a fat-soluble material that is not mixed with water. The wax can be either natural wax or synthetic wax, and can be either vegetable wax or animal wax. The oil may also be mineral oil, vegetable oil, animal oil or various synthetic oils. In addition, the aliphatic hydrocarbon is not particularly limited in kind, and may use alkanes, alkenes, or alkynes. For example, the oil may be a polyalcohol ester oil, almond oil, apricot seed oil, avocado oil, theobroma oil, carrot seed oil, castor oil, citrus seed oil, coconut oil, corn oil, cottonseed oil, cucumber oil, egg oil, Jojoba oil, lanolin oil, linseed oil, mineral oil, mink oil, olive oil, palm oil, peach seed oil, peanut oil, rape seed oil, safflower oil, sesame oil, shark liver oil, soybean oil, sunflower seed oil, almond oil, whale oil, squalene Or wheat germ oil. The aliphatic hydrocarbon may include octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane or octadecane.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 혼합액에 계면 활성제를 더 첨가할 수 있다. 상기 계면 활성제는 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어를 친수성의 상기 피브로인 조성물 속에서 층 분리 없이 안정적으로 유지시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 계면 활성제를 첨가하는 경우, 생성되는 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어의 수는 더 적어질 수 있지만, 형성된 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어가 보다 장시간 동안 상기 피브로인 조성물 속에서 분산된 상태를 유지할 수 있다. According to embodiments of the present invention, a surfactant may be further added to the mixed solution. The surfactant may serve to stably maintain the wax, oil or aliphatic hydrocarbon core in the hydrophilic fibroin composition without layer separation. When the surfactant is added, the number of the wax, oil or aliphatic hydrocarbon cores produced may be lower, but the wax, oil or aliphatic hydrocarbon cores formed remain dispersed in the fibroin composition for a longer time. Can be.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 계면 활성제는 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소에 대하여 약 0.3 내지 1.2 : 1의 부피비로 첨가될 수 있다. 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소에 대한 상기 계면 활성제의 부피비가 약 0.3 중량부 미만이면, 상기 계면 활성제를 첨가하지 않았을 때 보다 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소가 상기 피브로인 조성물과 더 빨리 층 분리가 발생할 수 있다. 즉, 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소에 대한 상기 계면 활성제의 부피비가 약 0.3 중량부 미만인 경우, 상기 계면 활성제를 첨가하지 않은 경우보다 안정성과 상기 미세 캡슐의 생성 수율이 모두 저하될 수 있다. 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소에 대한 상기 계면 활성제의 부피비가 약 1.2를 초과하면, 상기 캡슐 수율이 저하될 수 있다. 따라서 상기 계면 활성제는 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소에 대하여 약 0.3 내지 1.2 : 1의 부피비로 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 약 0.5 내지 1 : 1의 부피비로 첨가될 수 있다. According to embodiments of the present invention, the surfactant may be added in a volume ratio of about 0.3 to 1.2: 1 relative to the wax, oil or aliphatic hydrocarbon. If the volume ratio of the surfactant to the wax, oil or aliphatic hydrocarbon is less than about 0.3 part by weight, layer separation may occur more rapidly with the fibroin composition than the wax, oil or aliphatic hydrocarbon than without the surfactant. have. That is, when the volume ratio of the surfactant to the wax, oil or aliphatic hydrocarbon is less than about 0.3 part by weight, both the stability and the production yield of the microcapsules may be lowered than when the surfactant is not added. When the volume ratio of the surfactant to the wax, oil or aliphatic hydrocarbon exceeds about 1.2, the capsule yield may be lowered. Therefore, the surfactant may be added in a volume ratio of about 0.3 to 1.2: 1 with respect to the wax, oil or aliphatic hydrocarbon, and preferably in a volume ratio of about 0.5 to 1: 1.
상기 계면 활성제의 종류는 본 분야에서 통상적으로 사용되는 계면 활성제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 계면 활성제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 비이온성 계면 활성제는 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 아릴 페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 솔비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 아민, 솔비탄 지방산 에스테르, 알킬 알코올 아민 또는 아릴 알코올 아민 등일 수 있다.The type of the surfactant may be used a surfactant commonly used in the art, preferably a surfactant may be used. For example, the nonionic surfactant may be polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl phenol ether, polyoxyalkylene aryl phenol ether, polyoxyalkylene fatty acid ester, polyoxyalkylene sorbitan fatty acid ester, poly Oxyalkylene alkyl amines, sorbitan fatty acid esters, alkyl alcohol amines or aryl alcohol amines and the like.
다시 도 1을 참조하면, 상기 혼합액을 교반한다(S30). 상기 혼합액을 교반함으로써, 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어가 상기 피브로인 조성물에 골고루 분산되어 상기 미세 캡슐이 형성되는 효율을 증가시킬 수 있다. Referring back to Figure 1, the mixed solution is stirred (S30). By stirring the mixed solution, the wax, oil or aliphatic hydrocarbon core may be evenly dispersed in the fibroin composition to increase the efficiency of forming the microcapsules.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 혼합액을 상기 약 400rpm 내지 약 800rpm으로 약 20분 내지 약 130분 정도 교반할 수 있다. 상기 교반 시간이 20분 미만이면, 상기 피브로인이 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어를 충분하게 코팅하지 못할 수 있다. 또한 상기 교반 시간이 약 130분을 초과하면, 130분 동안 교반한 것과 비교하여 큰 차이가 없다.According to embodiments of the present invention, the mixed solution may be stirred for about 20 minutes to about 130 minutes at about 400 rpm to about 800 rpm. If the stirring time is less than 20 minutes, the fibroin may not sufficiently coat the wax, oil or aliphatic hydrocarbon core. In addition, if the stirring time exceeds about 130 minutes, there is no significant difference compared to the stirring for 130 minutes.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 혼합액을 교반 한 후에, 산성 물질을 더 첨가할 수 있다. 교반을 마친 후 상기 혼합액은 약 5.5 내지 약 6의 pH를 가진다. 상기 산성 물질은 상기 에멀젼의 pH가 약 2 내지 약 5가 될 때까지 첨가할 수 있다. 상기 산성 물질을 첨가하여 상기 에멀젼의 pH를 상기 범위로 조절함으로써, 상기 에멀젼의 안정성을 증가시킬 수 있다. 상기 에멀젼의 pH가 약 2 미만이면, 생성되는 상기 미세 캡슐의 수율이 저하될 수 있다. 한편 상기 에멀젼의 pH가 약 5를 초과하면 상기 미세 캡슐의 안정성이 저하되어 상기 지용성 성분과 상기 수용성 성분이 쉽게 층 분리가 발생할 수 있다. 따라서 상기 에멀젼의 pH는 약 2 내지 약 5 이며, 바람직하게는 약 3.5 내지 약 4.5일 수 있다. According to embodiments of the present invention, after stirring the mixed solution, an acidic substance may be further added. After stirring, the mixture has a pH of about 5.5 to about 6. The acidic material may be added until the pH of the emulsion is about 2 to about 5. By adding the acidic substance to adjust the pH of the emulsion to the above range, it is possible to increase the stability of the emulsion. If the pH of the emulsion is less than about 2, the yield of the resulting microcapsules may be lowered. On the other hand, when the pH of the emulsion exceeds about 5, the stability of the microcapsules decreases, and the oil-soluble component and the water-soluble component may easily cause layer separation. Thus, the pH of the emulsion may be about 2 to about 5, preferably about 3.5 to about 4.5.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 산성 물질은 염산, 아세트산 또는 인산일 수 있다.According to embodiments of the present invention, the acidic material may be hydrochloric acid, acetic acid or phosphoric acid.
본 발명에 따른 상기 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼의 제조 방법은 물과 피브로인을 포함하는 피브로인 조성물에 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 성분을 첨가하고 교반함으로써 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 성분을 코어로 하는 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 쉽게 제조할 수 있다. 또한 상기 방법에 의해 제조된 상기 미세 캡슐은 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소를 안정적으로 보호하고 또한 상기 생체친화적인 피브로인을 사용하여 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어를 코팅함으로서 음식 또는 의약품 등에 유용하게 사용될 수 있다. The method for preparing an emulsion comprising the microcapsules according to the present invention is a microcapsule comprising the wax, oil or aliphatic hydrocarbon component as a core by adding and stirring a wax, oil or aliphatic hydrocarbon component to a fibroin composition comprising water and fibroin. Emulsions can be prepared easily. In addition, the microcapsules prepared by the method can be usefully used in food or medicine by stably protecting the wax, oil or aliphatic hydrocarbon and coating the wax, oil or aliphatic hydrocarbon core with the biocompatible fibroin. Can be.
미세 캡슐을 포함하는 Containing microcapsules 에멀젼emulsion
본 발명의 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼에 있어서, 상기 미세 캡슐은 왁스, 오일 또는 소수성의 지방족 탄화수소 코어와 피브로인 쉘을 포함한다. 본 발명의 상기 미세 캡슐에 포함되는 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소는 전술한 바와 같이, 특별히 그 종류는 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 오일은 미네랄 오일, 식물성 오일, 동물성 오일 또는 각종 합성 오일 모두 가능할 수 있다. 예를 들면, 다가알콜 에스테르 오일, 아몬드 오일, 살구씨 오일, 아보카도 오일, 테오브로마 오일, 당근 종자유, 캐스터 오일, 감귤류 종자유, 코코넛 오일, 옥수수 오일, 면실유, 오이 오일, 계란 오일, 호호바 오일, 라놀린 오일, 아마인 오일, 광유, 밍크 오일, 올리브 오일, 팜유, 복숭아씨 유, 땅콩 오일, 평지 종자유, 홍화유, 참깨유, 상어 간유, 대두유, 해바라기 종자유, 아몬드 오일, 고래 기름, 스쿠알렌 및 또는 배아유 등을 일 수 있다. 상기 지방족 탄화수소는 옥탄, 노난, 데칸, 언데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 펜타데칸, 헥사데칸, 헵타데칸 또는 옥타데칸 등을 들 수 있다.In an emulsion comprising the microcapsules of the present invention, the microcapsules comprise a wax, oil or hydrophobic aliphatic hydrocarbon core and a fibroin shell. As described above, the wax, oil or aliphatic hydrocarbon contained in the microcapsules of the present invention is not particularly limited in kind. For example, the oil may be mineral oil, vegetable oil, animal oil or various synthetic oils. For example, polyalcohol ester oils, almond oil, apricot seed oil, avocado oil, theobroma oil, carrot seed oil, castor oil, citrus seed oil, coconut oil, corn oil, cottonseed oil, cucumber oil, egg oil, jojoba oil, Lanolin oil, linseed oil, mineral oil, mink oil, olive oil, palm oil, peach seed oil, peanut oil, rape seed oil, safflower oil, sesame oil, shark liver oil, soybean oil, sunflower seed oil, almond oil, whale oil, squalene and or embryos Can be Yu etc. The aliphatic hydrocarbons include octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane or octadecane.
본 발명의 상기 미세 캡슐은 피브로인 쉘을 포함한다. 상기 피브로인은 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소의 표면에 부착되어 쉘을 형성한다. 따라서 상기 피브로인에 의해 상기 미세 캡슐의 코어에 해당하는 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소는 장기간동안 성분의 변화 없이 안정하게 보존될 수 있다. The microcapsules of the present invention comprise a fibroin shell. The fibroin is attached to the surface of the wax, oil or aliphatic hydrocarbon to form a shell. Thus, the wax, oil or aliphatic hydrocarbon corresponding to the core of the microcapsules by the fibroin can be stably preserved for a long period of time without changing the ingredients.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 미세 캡슐은 약 0.3㎛ 내지 약 10㎛의 직경을 가질 수 있다. 상기 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 코어 상에 상기 피브로인 쉘을 형성하는 경우, 나노 내지 마이크로의 크기를 가지는 미세 캡슐을 쉽게 제조할 수 있다. According to embodiments of the present invention, the microcapsules may have a diameter of about 0.3 μm to about 10 μm. When forming the fibroin shell on the wax, oil or aliphatic hydrocarbon core, it is easy to prepare a microcapsules having a size of nano to micro.
이하, 합성예, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의하여 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples. However, the following examples are provided to illustrate the present invention, and the present invention is not limited to the following examples and may be variously modified and changed.
실시예Example 1 One
피브로인(Fineco Co. Ltd., 한국) 약 0.2g을 포함하는 피브로인 수용액 약 10g에 파파인(Sigma-Aldrich Chemicals, 미국) 약 4.4g을 첨가하여 피브로인 조성물을 제조하였다. 약 60℃에서 왁스(이현 화학) 약 1mL에 Span 80(Sigma-Aldrich Chemicals, 미국) 약 0.5mL를 혼합한 후, 상기 피브로인 조성물에 첨가하여 혼합액 을 제조하였다. 상기 혼합액을 약 600rpm으로 약 120분간 교반하여 에멀젼을 제조하였다. 상기 에멀젼의 pH가 약 4.2가 될 때가지 1N의 HCl을 첨가한 후, 다시 상온에서 약 600rpm으로 약 120분간 교반하여 왁스 코어-피브로인 쉘의 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하였다. Fibroin composition was prepared by adding about 4.4 g of papain (Sigma-Aldrich Chemicals, USA) to about 10 g of an aqueous fibroin solution containing about 0.2 g of fibroin (Fineco Co. Ltd., Korea). At about 60 ° C., about 0.5 mL of Span 80 (Sigma-Aldrich Chemicals, USA) was mixed with about 1 mL of wax (Lee Hyun Chemical), and then added to the fibroin composition to prepare a mixed solution. The mixture was stirred at about 600 rpm for about 120 minutes to prepare an emulsion. 1N of HCl was added until the pH of the emulsion was about 4.2, and then stirred at about 600 rpm at room temperature for about 120 minutes to prepare an emulsion including a fine capsule of a wax core-fibroin shell.
실시예 2Example 2
파파인 약 6.6g을 사용한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동인한 방법으로 왁스 코어-피브로인 쉘의 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하였다. An emulsion comprising a microcapsule of wax core-fibroin shell was prepared in a manner substantially similar to Example 1 except that about 6.6 g of papain was used.
실시예 3Example 3
상기 왁스를 약 1.5mL 사용한 점과 상기 Span 80을 첨가하지 않은 점을 제외하고 실시예1 과 실질적으로 동일한 방법으로 왁스 코어-피브로인 쉘의 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하였다. An emulsion comprising a microcapsule of wax core-fibroin shell was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that about 1.5 mL of the wax was used and the Span 80 was not added.
실시예 4Example 4
상기 왁스 0.75mL 및 Span 80을 약 0.75mL를 사용한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 왁스 코어-피브로인 쉘의 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하였다. An emulsion comprising a microcapsule of wax core-fibroin shell was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that 0.75 mL of the wax and about 0.75 mL of Span 80 were used.
실시예 5Example 5
에멀젼의 pH를 약 2로 조정한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 왁스 코어와 피브로인 쉘 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼 제조하였다. An emulsion comprising a wax core and fibroin shell microcapsules was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that the pH of the emulsion was adjusted to about 2.
비교예 1Comparative Example 1
파파인을 첨가하지 않은 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법 으로 에멀젼을 제조하였다. The emulsion was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that papain was not added.
비교예 2Comparative Example 2
파파인을 약 2.2g을 사용한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 에멀젼을 제조하였다. The emulsion was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that about 2.2 g of papain was used.
비교예 3Comparative Example 3
상기 왁스 1.5mL 및 상기 Span 80을 약 0.015mL 사용한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 에멀젼을 제조하였다. An emulsion was prepared in substantially the same manner as in Example 1, except that 1.5 mL of the wax and about 0.015 mL of the Span 80 were used.
비교예 4Comparative Example 4
상기 왁스 1.5mL 및 상기 Span 80을 약 0.15mL사용한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 에멀젼을 제조하였다. An emulsion was prepared in substantially the same manner as in Example 1, except that 1.5 mL of the wax and about 0.15 mL of the Span 80 were used.
비교예 5Comparative Example 5
pH를 약 8로 조정한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 에멀젼을 제조하였다. The emulsion was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that the pH was adjusted to about 8.
비교예Comparative example 6 6
pH를 약 10으로 조정한 점을 제외하고 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 에멀젼을 제조하였다. The emulsion was prepared in substantially the same manner as in Example 1 except that the pH was adjusted to about 10.
상기 실시예들 및 상기 비교예의 조성물의 제조에 사용된 각 성분의 함량을 하기 표 1에 기재하였다. The content of each component used in the preparation of the compositions of the Examples and Comparative Examples is shown in Table 1 below.
실험예Experimental Example 1 One
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교에 2의 에멀젼에 대하여 상기 에멀젼 속에 형성된 미세 캡슐의 구조를 Fourier transform infrared(FT-IR) spectroscopy(EXCALIBER Series, Bio-Rad, 미국)로 관찰하였으며, 그 결과를 하기 도 2 내지 도 5에 도시하였다. The structure of the microcapsules formed in the emulsion for the emulsions of Examples 1, 2, Comparative Example 1 and
상기 도 2 및 도 3에 볼 수 있는 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2의 경우, 각각의 캡슐이 개별적으로 분리되어 형성되어 있고, 상기 물에 왁스 코어-피브로인 쉘의 미세 캡슐이 잘 분산되어 있음을 알 수 있다. 한편, 상기 파파인을 첨가하지 않은 도 4의 비교예 1의 경우, 캡슐이 잘 형성되지 않았을 뿐만 아니라 간혹 형성된 캡슐 등이 서로 응집하여 구조체를 형성하고 있었다. 또한 도 5의 비교예 2의 경우도 상기 비교예 1에 비해서는 분리되어 있는 캡슐이 다소 관찰되기는 하였지만 상기 캡슐들이 여전히 서로 응집되어 있는 모습을 볼 수 있다. 따라서 상기 파파인과 같은 단백질 분해 효소를 약 12배 이상 첨가하는 경우, 분리된 미세 캡슐이 제조될 수 있음을 알 수 있다.As can be seen in Figures 2 and 3, in the case of Example 1 and Example 2, each capsule is formed separately, and the fine capsule of the wax core-fibroin shell is well dispersed in the water It can be seen that. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 of FIG. 4 without adding the papain, not only the capsule was not well formed, but also occasionally formed capsules aggregated with each other to form a structure. In addition, in the case of Comparative Example 2 of FIG. 5, although the separated capsules were somewhat observed as compared with Comparative Example 1, the capsules were still aggregated with each other. Therefore, when the proteolytic enzyme such as papain is added about 12 times or more, it can be seen that isolated microcapsules can be prepared.
실험예 2Experimental Example 2
실시예 1, 실시예 4, 실시예 5 및 비교예 3 내지 비교예 6에 있어서, 비이온계면 활성제의 함량 및 상기 조성물의 pH에 따른 캡슐의 형성 수율 및 상기 캡슐의 안정성을 조사하여 그 결과를 도 6 및 도 7에 도시하였다. 상기 캡슐의 형성 수율은 상기 제조된 에멀젼들에 대하여 브래드포드 분석 키트(bradford assay kit, BIO-RAD, U. S. A.)를 사용하여 캡슐을 형성하지 않은 피브로인의 함량을 측정한 후, 첨가된 피브로인의 중량에 대하여 상기 캡슐 형성에 사용된 피브로인의 중량비로 상기 캡슐의 형성 수율을 평가하였다. 한편 상기 에멀젼의 안정성은 에멀젼의 코어 성분인 왁스가 상기 미세 캡슐을 빠져나와 에멀젼 상에 층을 형성하는데 걸리는 시간을 측정하여 안정성을 평가하였다. In Examples 1, 4, 5 and Comparative Examples 3 to 6, the yield of the capsules according to the content of the nonionic surfactant and the pH of the composition and the stability of the capsules were investigated. 6 and 7. Formation yield of the capsule was measured by using the Bradford assay kit (bradford assay kit, BIO-RAD, USA) for the amount of fibroin that did not form a capsule, the weight of the added fibroin The yield of forming the capsule was evaluated by the weight ratio of fibroin used to form the capsule. Meanwhile, the stability of the emulsion was evaluated by measuring the time taken for the wax, which is the core component of the emulsion, to exit the microcapsules and form a layer on the emulsion.
실제 생성된 캡슐의 상기 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 비이온성 계면 활성제인 Span 80을 상기 미세 캡슐 형성에 사용하는 경우, 상기 미세 캡슐의 수율은 상기 비이온성 계면 활성제를 사용하지 않은 경우에 비하여 저하되었다. 그러나 상기 왁스에 대한 상기 비이온성 계면 활성제의 부피비가 약 0.3 이상이 되면 첨가하지 않은 경우보다 상기 미세 캡슐이 장기간 안정적으로 분산되어 있음을 알 수 있다. 특히 상기 비이온성 계면 활성제와 왁스의 부피비가 1인 경우, 상기 미세 캡슐의 안정성은 상기 비이온성 계면 활성제를 첨가하지 않은 경우에 비하여 약 2배 이상 증가하였다.As can be seen in FIG. 6 of the actual capsule produced, when the nonionic surfactant Span 80 is used to form the microcapsules, the yield of the microcapsules is obtained when the nonionic surfactant is not used. It decreased compared with. However, when the volume ratio of the nonionic surfactant to the wax is about 0.3 or more, it can be seen that the microcapsules are stably dispersed for a longer period of time than when not added. In particular, when the volume ratio of the nonionic surfactant and the wax is 1, the stability of the microcapsules is increased by about two times or more compared with the case where the nonionic surfactant is not added.
도 7을 살펴보면, pH에 따른 상기 미세 캡슐 수율의 변화는 크지 않지만, 상기 에멀젼의 pH가 약 6이상이 되면 안정성이 급격하게 저하됨을 알 수 있다. Looking at Figure 7, it can be seen that the change in the yield of the microcapsules according to the pH is not large, but the stability is sharply lowered when the pH of the emulsion is about 6 or more.
실험예 3Experimental Example 3
실시예 1의 에멀젼의 왁스 코어-피브로인 쉘 미세 캡슐을 입도 분석기를 사용하여 입자 크기 분포를 조사하였으며, 그 결과를 도 8에 도시하였다. 상기 입도 분석기를 사용하여 입자 크기 분포를 조사하기 전에 분산된 단일 입자의 크기를 특정하기 위하여 초음파 분산 처리를 수행하였다. 상기 도 8의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 미세 캡슐의 80% 정도가 약 0.5㎛ 내지 약 3.8㎛의 직경을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서 실시예 1의 에멀젼은 나노 또는 마이크로 크기의 균일한 미세 캡슐을 포함하고 있는 것을 알 수 있었다. The wax core-fibroin shell microcapsules of the emulsion of Example 1 were examined for particle size distribution using a particle size analyzer, and the results are shown in FIG. 8. Ultrasonic dispersion treatment was performed to specify the size of the dispersed single particles before examining the particle size distribution using the particle size analyzer. As can be seen in the graph of FIG. 8, it can be seen that about 80% of the microcapsules have a diameter of about 0.5 μm to about 3.8 μm. Therefore, it was found that the emulsion of Example 1 contained uniform microcapsules of nano or micro size.
상술한 본 발명의 방법에 따라 제조된 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼은 상기 미세 캡슐의 쉘이 피브로인을 사용하여 형성되기 때문에 생체 친화성이 우수하다. 또한 수용액 속에서 상기 미세 캡슐이 붕괴되거나 지용성 성분과 수용성 성분이 분리되는 현상 없이 장기간 유기가능하기 때문에 상기 코어 성분으로 사용되는 왁스, 오일 또는 지방족 탄화수소 성분을 안정적으로 보존할 수 있다. 따라서 상기 방법에 의해 제조된 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼은 의약, 농약 또는 미용 분야 등 많은 분야에서 유용한 성분을 안정적으로 보호하고 유지하는데 사용될 수 있다. The emulsion comprising the microcapsules prepared according to the method of the present invention described above is excellent in biocompatibility because the shell of the microcapsules is formed using fibroin. In addition, since the microcapsules are disintegrated in the aqueous solution or separated from the fat-soluble component and the water-soluble component for a long time, the wax, oil or aliphatic hydrocarbon component used as the core component can be stably preserved. Therefore, the emulsion including the microcapsules prepared by the above method can be used to stably protect and maintain the components useful in many fields, such as medicine, pesticides or cosmetics.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below various modifications and It will be appreciated that it can be changed.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하는 공정을 보여주는 흐름도이다. 1 is a flow chart showing a process for preparing an emulsion comprising a microcapsules according to embodiments of the present invention.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼에 포함되어 있는 상기 미세 캡슐을 Fourier transform infrared(FT-IR) spectroscopy로 관찰한 모습을 보여주는 사진들이다. 2 to 5 are photographs showing the observation of the microcapsules contained in the emulsion including the microcapsules according to embodiments of the present invention by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하는 방법에 있어서, 왁스에 대한 비이온성 계면 활성제의 함량에 따른 상기 미세 캡슐의 수율 및 상기 미세 캡슐의 안정도를 도시한 그래프이다. FIG. 6 is a graph illustrating the yield of the microcapsules and the stability of the microcapsules according to the content of the nonionic surfactant in the wax in the method of preparing an emulsion including the microcapsules according to embodiments of the present invention. to be.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼을 제조하는 방법에 있어서, 상기 에멀젼의 pH에 따른 상기 미세 캡슐의 수율 및 상기 미세 캡슐의 안정도를 도시한 그래프이다. FIG. 7 is a graph illustrating the yield of the microcapsules and the stability of the microcapsules according to the pH of the emulsion in the method of preparing an emulsion including the microcapsules according to embodiments of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 미세 캡슐을 포함하는 에멀젼에 있어서, 상기 에멀젼에 포함되어 있는 상기 미세 캡슐의 입자 크기 분포를 도시한 그래프이다.8 is a graph showing particle size distribution of the microcapsules included in the emulsion in the emulsion including the microcapsules according to embodiments of the present invention.
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