synthesis of ceramide nanoemulsion by high-pressure
TRANSCRIPT
530
Korean Chem. Eng. Res., 58(4), 530-535 (2020)
https://doi.org/10.9713/kcer.2020.58.4.530
PISSN 0304-128X, EISSN 2233-9558
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํจ์ ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ๋ฐ ์์ ์ฑ ํ๊ฐ
๋ง๋ฅด์ ์ฃ ๋๋จ ํ๋ค์ฃ* ยท ๋ ธ์ข ํธ** ยท ๋ฐ์ข ๋ฒ** ยท ํ์ฌํ*** ยท ๊นํํจ** ยท ์กฐ์ํ**,โ
*ใํ์ดํ๋ญ์ค ๊ธฐ์ ์ฐ๊ตฌ์
34037 ๋์ ๊ด์ญ์ ์ ์ฑ๊ตฌ ๊ฐ์ฒ๋ก 361-33, ๋ํ๋ฏผ๊ตญ
**ใ์ผ์ ์คํ ํด๋ ์ด๋ธ ๊ธฐ์ ๋ถ์ค์ฐ๊ตฌ์
34026 ๋์ ๊ด์ญ์ ์ ์ฑ๊ตฌ ํ ํฌ๋ ธ2๋ก 255, ๋ํ๋ฏผ๊ตญ
***ใํ๊ตญ์ฝ๋ง ์คํจ์ผ์ด์ฐ๊ตฌ์
06800 ์์ธํน๋ณ์ ์์ด๊ตฌ ํ๋ฆ๋ก8๊ธธ 61, ๋ํ๋ฏผ๊ตญ
(2020๋ 3์ 30์ผ ์ ์, 2020๋ 5์ 14์ผ ์์ ๋ณธ ์ ์, 2020๋ 7์ 14์ผ ์ฑํ)
Synthesis of Ceramide Nanoemulsion by High-Pressure Homogenizer and Evaluation
of Its Stability
Marcel Jonathan Hidajat*, Jongho Noh**, Jongbeom Park**, Jaehwa Hong***, Hyeonhyo Kim** and Wantaek Jo**,โ
*Research and Development Department, Hiflux Co. Ltd.
361-33, Gapcheon-ro, Yuseong-gu, Daejeon, 34037, Korea
**Research and Development Department, Ilshin Autoclave Co. Ltd.
255, Techno 2-ro, Yuseong-gu, Daejeon, 34026, Korea
***Department of Skincare Research Center, Kolmar Korea Co. Ltd.
61, Heolleung-ro 8-gil, Seocho-gu, Seoul, 06800, Korea
(Received 30 March 2020; Received in revised from 14 May 2020; Accepted 14 July 2020)
์ ์ฝ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํฌํจ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐํ๊ณ ๋ฌผ์ฑ๋ณํ ๋ฐ ์ฅ๊ธฐ ์์ ์ฑ์ ์์
๋ณด์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ ๋ฐ ํต๊ณผ ํ์๋ฅผ ๋ณํ ์์ผ ์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ํ๊ท ์ ์, ์ ๋๋ถํฌ, ์ ํ์ ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ๋
๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ์ด ๋๊ณ ํต๊ณผ ํ์๊ฐ ๋ง์์๋ก ํ๊ท ์ ์๋ ์์์ง๊ณ ์ ๋ ๋ถํฌ๋ ์กฐ๋ฐํ์์ง๋ง ์ผ์
์กฐ๊ฑด์ด์์์๋ ํ๋ฉด์๋์ง ๋ฐ ๊ณ๋ฉดํ์ฑ์ ์ ์ํฅ์ผ๋ก ์ ์๊ฐ ์ฌ๊ฒฐํฉ์ด ํ์ธ๋์๋ค. ํ๊ท ์ ์๊ฐ ์์์๋ก ์ ๋ ๊ฐ์
๋์์ง๋ง ์ ํ์ ์ ๊ฐ์๋ ํฐ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์๋ค. ์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ 25 oC์ 45 oC๋ก ์ ์ง์ํค๋ฉฐ ์์ ์ฑ์ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ,
์ด๊ธฐ(7์ผ ์ดํ)์ ์ฌ๊ฒฐํฉ ํ์์ผ๋ก ํ๊ท ์ ์๊ฐ ์ปค์ง ํ ์ ์ง๋์์ง๋ง ์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์์ ์ฑ์๋ ํฐ ๋ณํ๊ฐ ์
์๋ค. ์ด๋ฅผ ํตํด ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํฌํจ๋ ์์ ์ ์ธ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํจ์ ํ์ธํ์๋ค.
Abstract โ A ceramide-containing nanoemulsion was synthesized by using a High-Pressure Homogenizer (HPH) to
observe its changes in properties and long-term stability. The droplet size, droplet distribution and zeta potential of
nanoemulsion were examined by varying the pressure and the number of passes of the HPH. The increase in HPH
pressure and number of passes decreased the average droplet size and made the nanoemulsion more uniform. However,
beyond certain operating condition, the recombination between the droplets was confirmed due to droplet surface energy
and emulsifier. This study also shows that the decrease in droplet size increased the nanoemulsion viscosity although
only minimal changes occurred in the zeta potential. The formed nanoemulsion was then tested for its stability by storing
it at 25 and 45 oC for 28 days. During the first week, the average droplet size increased due to recombination and then
subsequently remained constant. We confirmed that ceramide nanoemulsion for industrial application could be
synthesized by using HPH.
Key words: High-pressure homogenizer, Nanoemulsion, Stability, Ceramide, Recombination
โ To whom correspondence should be addressed.E-mail: [email protected] is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Com-mons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduc-tion in any medium, provided the original work is properly cited.
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํจ์ ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ๋ฐ ์์ ์ฑ ํ๊ฐ 531
Korean Chem. Eng. Res., Vol. 58, No. 4, November, 2020
1. ์ ๋ก
์ต๊ทผ ๋ฏธ์ธ ๋จผ์ง ์ฆ๊ฐ์ ์ค์กด์ธต ํ๊ดด์ ๋ฐ๋ฅธ ์์ธ์ ์ฆ๊ฐ๋ก ํผ๋ถ
์ ํดํ๊ฒฝ์ด ๊ฐ์๋ก ์ฌํ๋๋ฉฐ ํผ๋ถ๋ฅผ ๋ณดํธํ๊ณ ๊ฐ์ ํ ์ ์๋ ์ค
ํจ์ผ์ด ํ์ฅํ์ ๋ํ ๊ด์ฌ์ด ๋๋ค. ์คํจ์ผ์ด ํ์ฅํ์ ์ ํจ ์ฑ๋ถ
์ ํผ๋ถ ํ๋ฉด์ ์นจํฌ ๋ฐ ํก์์์ผ ์์๋ ํผ๋ถ๋ฅผ ๋ณต์ํ๊ณ ์ ์ง ์
ํฌ ์ ์๋ ๊ณ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์ ํ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ํ๋ฐํ๋ค[1-4]. ํผ๋ถ ํ
ํผ์ ๊ฐ์ง์ธต์ ๋ฒฝ๋๋ชจ์์ ๋ค์ธต ๊ตฌ์กฐ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ ๊ฐ์ง ์ธํฌ
๊ฐ ์ง์ง๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๋ผ๋ฉ๋ผ์์ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋, ์ฝ๋ ์คํ ๋กค, ์ ๋ฆฌ์ง๋ฐฉ์ฐ
์ผ๋ก ๊ฒฐํฉ๋์ด ์๋ค[5]. ๊ณ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์คํจ์ผ์ด ํ์ฅํ์ ์๋ฃ๋ก ์ธ๊ธฐ
๊ฐ ์๋ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๋ ํผ๋ถ ๊ฐ์ง ์ธํฌ๊ฐ ์ง์ง ์ค ์ฝ 40-65%๋ฅผ ์ฐจ
์งํ๋ฉฐ ํผ๋ถ์ ์ค์ํ ์ญํ ์ ์ํํ๋ค[5,6]. ์ธ๋ผ๋ง์ด๋์ ํจ๊ณผ๋ก
๋ ํผ๋ถ๋ก๋ถํฐ ์๋ถ ์ฆ๋ฐ์ ์ต์ ํ๊ณ ํผ๋ถ ๊ฑด์กฐ์ ์ํ ์งํ์ ์
๋ฐฉํ๋ฉฐ ์ธ๋ถ์ ์ ํด ํ๊ฒฝ ๋ฐ ์ค์ผ์ผ๋ก๋ถํฐ ํผ๋ถ๋ฅผ ๋ณดํธํ๋ค[7]. ํ
์ง๋ง ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๋ ๋ณต์กํ ๊ตฌ์กฐ๋ฅผ ๊ฐ๋ ๋์ฉ์ฑ ๋ฌผ์ง๋ก ํ์ฅํ ์ ํ
์ ์์ ๋๊ฐ ๋จ์ด์ ธ ์๋ก ๋ญ์น๋ ๋ฌธ์ ๊ฐ ๋ฐ์๋๋ค. ์ด์ ์ธ๋ผ๋ง์ด
๋์ ์ ํ ๋ด ์์ ํ๋ฅผ ๋์ด๊ณ , ํผ๋ถ ๋ด ํก์์จ์ ๋์ด๊ธฐ ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ
์ผ๋ก ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ(nanoemulsion)์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋๊ณ ์๋ค[4].
๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์๋ก์ด ์ ํ์ ๋ถ์ฐ์์ผ๋ก ํ๊ท ์ก์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ 50~200 nm
๋ก ๋งํฌ๋ก์๋ฉ์ ผ์ ๋นํ์ฌ ์ด์ญํ์ ์ผ๋ก๋ ์์ ํ์ง ์์ง๋ง ์ค๋
์๊ฐ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ผ๋ก ์์ ํ ์ ์์ผ๋ฉฐ ๋ฉํ ์์ ์ฑ์ด ๋๋ค[8-11]. ๋๋ ธ
์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐํ๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก๋ ์ ํ๊ณผ์ ์ค์ ๋ฐ์๋๋ ํํ์ ์
๋์ง๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ์์ ์ด ๋ฐฉ๋ฒ๊ณผ ๊ธฐ๊ณ ์ฅ์น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ฐฉ๋ฒ
์ด ์๋ค. ์์ ์ด ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก๋ ์จ๋๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํ๋ ์
์์จ๋๋ฒ(PIT: Phase inversion temperature)[12-14], ์์ ํน์ ์
์์ ํฌ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ฑ์ง์ ์ด์ฉํ๋ ์ ์์กฐ์ฑ๋ฒ(PIC: Phase inversion
composition) ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฉ๋งค๋ฅผ ์ด์ฉํ๋ ์ฉ๋งคํ์ฐ๋ฒ(ํน์ ์๋ฐ์ ์
ํ๋ฒ)์ด ์๋ค[15,16]. ๊ธฐ๊ณ์ฅ์น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ์ธ ์ ๋จ๋ ฅ์ ๋ฐ์
์ํค๋ ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก๋ ํ์ ์ ๊ต๋ฐ๊ธฐ, ์ด์ํ ์ฒ๋ฆฌ๊ธฐ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ณ ์ ๊ท
์ง๊ธฐ ๋ฑ์ด ์๋ค[17]. ๊ทธ ์ค ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ ์ ์ฒด๊ฐ 10~200 MPa์
์๋ ฅ์ผ๋ก ๋ฏธ์ธํ ๋ ธ์ฆ์ ํต๊ณผํ๋ฉฐ ์ ๋จ, ์ถฉ๋ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์บ๋นํ ์ด์ ์
์ํฅ์ ๋ฐ์ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์์ฑํ๋ค[18,19]. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ ์๋ ฅ,
ํต๊ณผ ํ์, ๋ ธ์ฆ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ณํ์์ผ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ก์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์กฐ์ ํ
์ ์์ผ๋ฉฐ ๊ณต์ ์๋๊ฐ ๋น ๋ฅด๊ณ ๊ท ์ผํ ์ก์ ์ ์์ฑํ ์ ์๋ค[20].
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํด ์ ์กฐํ ์คํจ์ผ์ด ํ์ฅํ์
๋ฌผ์ฑ ๋ฐ ์ฅ๊ธฐ ์์ ํ๋ฅผ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด ํ๊ตญ์ฝ๋ง์์ ๋ฐ์ ์ ์กฐ ๋
์ํผ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํฌํจ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐ ํ๊ณ ๋
๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ๊ฑฐ๋๊ณผ ํน์ฑ์ ์์๋ณด์๋ค.
2. ์คํ ๋ฐฉ๋ฒ
2-1. ์ฌ๋ฃ
๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ์ ์ฌ์ฉ๋ ์๋ฃ๋ฅผ Table 1์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ฆ๋ฅ์
(D.I water)๋ Merckโข Millipore Direct-Qโข 5 Water Purification System
์ฅ๋น์์ ์ ์กฐํ์ฌ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๊ณ ์๋ ๊ธ๋ฆฌ์ธ๋ฆฐ(99.5%)์ ๋ง๋ ์ด
์์ Acidchem International Sdn Bhd์ฌ์์ ๊ตฌ๋งคํ์๋ค. ํ์ด๋
๋ก๊ฒ๋ค์ดํฐ๋ ๋ ์ํด(SOYA-SPL 75H(PF))์ Neuropid์ฌ์์ ๊ตฌ
๋งคํ์ฌ ๊ณ๋ฉดํ์ฑ์ ๋ก ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋ณธ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ ํจ ์ฑ๋ถ์ธ ์ธ๋ผ๋ง์ด
๋ ์ํผ(์ธ๋ผ๋ง์ด๋3)๋ ๋์ฐ ์ฌ์์ ๊ณ ์๋(95%)๋ฅผ ๊ตฌ๋งคํ์ฌ ์ฌ
์ฉํ์๊ณ , ์ธ๋ผ๋ง์ด๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐํ๊ธฐ ์ํ ์ผ๋ฆฌ์ด ์ค์ผ์
๋ง๋ ์ด์์ InterMed Esters Sdn Bhd์ฌ์ ์นดํ๋ฆญํธ๋ฆฌ๊ธ๋ฆฌ์ธ๋ผ์ด
๋(MCT์ค์ผ)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. MCT ์ค์ผ์ ๋ ์ฑ์ด ์๊ณ ํผ๋ถ ์๊ทน์ด
์ ์ ํน์ง์ ๊ฐ๊ณ ์์ด ํ์ฅํ์ ์ผ๋ฆฌ์ด ์ค์ผ๋ก ๋ง์ด ์ฌ์ฉ๋๋ค[21].
2-2. ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ๋ฐ ๋ถ์
๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ๋ฅผ ์ํด ์ฌ์ฉํ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ ์ต๋ ์ ๋ 100
ml/min, ์ฌ์ฉ ์๋ ฅ 1,500 bar์ธ ์ผ์ ์คํ ํด๋ ์ด๋ธ ์ฌ์ NLM 100
๋ชจํฐํ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ์ด๋ค. ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ๋ฐฉ๋ฒ์ Fig. 1์ ๋ชจ์๋๋ก
๋ํ๋ด์๋ค. ์ฆ๋ฅ์(14%)์ ๊ธ๋ฆฌ์ธ๋ฆฐ(55%)์ ๋น์ปค์ ๋ฃ๊ณ ์จ๋๋ฅผ
80 oC๋ก ์น์จ์ํค๋ฉฐ5๋ถ๋์ ๊ต๋ฐ์์ผฐ๋ค. ์ด ๋ฌผ์ง์ Aํผํฉ๋ฌผ์ด๋ผ๊ณ
ํ๋ค. Aํผํฉ๋ฌผ ์จ๋๊ฐ 80 oC์ ๋๋ฌํ๋ฉด ํ์ด๋๋ก์ ๋ค์ดํฐ๋๋ ์
ํด(5%)๊ณผ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋(1%)๋ฅผ Aํผํฉ๋ฌผ์ ํฌ์ ์์ผ B ํผํฉ๋ฌผ์ ์
์กฐํ๋ค. ๋ค์์๋ 80 oC๋ก ๊ฐ์ด๋ MCT(25%)๋ฅผ ๊ต๋ฐํ๋Bํผํฉ๋ฌผ์
์ฒ์ฒํ ํฌ์ ์์ผ ์ ํ์ก์ ์ ์กฐํ๋ค. ์ ์กฐ๋ ์ ํ์ก์ ๋๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ
์ ๋ ๋ณํ์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์ฒ๋ฆฌ์ ๋ฐ๋ฅธ ์จ๋ ์ฆ๊ฐ๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ์ฌ 55 oC๋ก
๋๊ฐ์ํจ ํ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํด ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐํ์๋ค. ๋๋ ธ
์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ์กฐ๊ฑด์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ์ 500 bar, 1,000 bar ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ
Fig. 1. Ceramide nanoemulsion production flow diagram.
Table 1. List of materials used in this study
Materials Manufacturer
D.I Water Merck KGaA, Germany
Glycerine Acidchem International Sdn Bhd, Malaysia
Hydroxygenated Lecithin Neuropid Co. Ltd., Korea
Ceramide NP Doosan Corporation, Korea
IMEX MCT 60/40 InterMed Esters Sdn Bhd, Malaysia
532 ๋ง๋ฅด์ ์ฃ ๋๋จ ํ๋ค์ฃ ยท ๋ ธ์ข ํธ ยท ๋ฐ์ข ๋ฒ ยท ํ์ฌํ ยท ๊นํํจ ยท ์กฐ์ํ
Korean Chem. Eng. Res., Vol. 58, No. 4, November, 2020
1,300 bar๋ก ์ค์ ํ๊ณ ํต๊ณผํ์๋ 3 ํจ์ค๊น์ง ์ค์ ํ์๋ค. ์ ์กฐ๋
๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ๋ง๋ฒ์ฌ์ Zetasizer Nano ZS90๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ํ๊ท ์ ์,
์ ๋๋ถํฌ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ ํํฌํ ์ ์ ์ธก์ ํ์๋ค. ์ ๋๋ AND์ฌ์ SV-10
์ง๋ ์ ๋๊ณ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ธก์ ํ์๋ค. ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ๋ฅผ ์ํ ์ฌ๋ฃ
ํผํฉ๋น๋ ํ์ฅํ ์ ์กฐ์ฌ์ ๋ ์ํผ๋ฅผ ๋ฐ์ ์ ์กฐํ์๋ค. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ๋
3ํ ์ธก์ ํ ๋ด์ฉ์ ๋ํ๋ด์๋ค.
2-3. ์ฅ๊ธฐ ์์ ์ฑ ์คํ
์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ฅ๊ธฐ ์์ ์ฑ์ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด ์ ์กฐํ ์๋ฃ๋ฅผ
25 oC์ 45 oC๋ก ์ ์ง๋ ์ค๋ธ์ ๋ฃ๊ณ 4์ฃผ๊ฐ ๋ณด๊ดํ๋ฉฐ 1์ฃผ์ผ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก
์ํ๋ค์ ํ๊ท ์ ์. ์ ๋๋ถํฌ, ์ ํ์ ์ ๋ฐ ์ ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค.
3. ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
3-1. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ ์กฐํ ๋๋ ธ์ ํ์ก์ ๋ฌผ์ฑ๋ถ์
๋ณธ ์คํ์ ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ๋ฌผ์ง์ธ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํจ์ ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์
์กฐ ๊ณต์ ๋ฐ ๋ฌผ์ฑ์ ๋ํด ์ฐ๊ตฌํ์๋ค. ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ๋ฅผ ์ํด ๋ฌผ๋ฆฌ
์ ๋ฐฉ๋ฒ์ธ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ์ ์๋ ฅ ๋ฐ ํต๊ณผ
ํ์์ ๋ฐ๋ผ ์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ๋ฌผ์ฑ ๋ณํ๋ฅผ ์์๋ณด์๊ณ , 25 oC์
45 oC์์ ์ ์งํ๋ฉฐ ์ฅ๊ธฐ ์์ ์ฑ์ ํ์ธํ์๋ค.
3-1-1. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ ๋ฐ ํต๊ณผํ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๋ ๋ณํ
Fig. 2์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ ๋ฐ ํต๊ณผ ํ์์ ๋ฐ๋ผ ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์
ํ๊ท ์ ์ ํฌ๊ธฐ์ ์ ๋ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. Fig. 2(a)์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ
๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์ ํ๊ท ์ ์ํฌ๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์ฒ๋ฆฌ
์ ๊ต๋ฐ๊ธฐ๋ก ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์ ์ ์ ํฌ๊ธฐ 2 um์ ๋นํด 10๋ฐฐ ์ด์ ์์
์ก๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ 500 bar๋ณด๋ค 1,000 bar์ด์์์ ์ฒ๋ฆฌํ ์
๋ฃ๋ค์ ์ ์๊ฐ ๋ ์๊ณ ๋น์ทํ ์ ์ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ํต๊ณผํ์๊ฐ
์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์ ์ ํฌ๊ธฐ๋ ๊ฐ์๋์ง๋ง 1,000 bar์ 1,300 bar์ ๊ฒฝ์ฐ
2ํ๋ณด๋ค 3ํ ํต๊ณผ๋ ์๋ฃ์ ์ ์๊ฐ ์ปค์ง๋ฉฐ 500 bar๋ก ์ฒ๋ฆฌํ ์๋ฃ
์ ์ ์ํฌ๊ธฐ์ ๋น์ทํด์ก๋ค. ์ด๋ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ํ์ ์ํด
์์์ง ์ ์๋ค์ ํ๋ฉด์๋์ง๊ฐ ํ๊ณ์น๋ฅผ ๋์ผ๋ฉด ๋ค์ ์ ์๊ฐ ์ฌ๊ฒฐํฉ์ด
๋ฐ์๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. Jafari์ฐ๊ตฌํ์ ์ด ํ์์ over-ในprocessing์ด
๋ผ ํ์๊ณ , ํ๋ฉด์๋์ง๊ฐ ๋์์ง ์ ์๋ฅผ ๊ณ๋ฉดํ์ฑ์ ๊ฐ ๋ถ์กฑํ์ฌ ๋ฎ
์ ์ ์๊ฒ ๋๋ฉด ์ฌ๊ฒฐํฉ์ด ๋ฐ์๋์ด ๋ ํฐ ์ ์๋ฅผ ์์ฑํ๊ฒ ๋๋ค[22].
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ํตํด ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์ ์ ์๋ถํฌ๋ฅผ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด Fig.
2(b)-(d)์ 500, 1,000 bar ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ 1,300 bar์ ์๋ ฅ์์ ํต๊ณผํ์์
๋ฐ๋ฅธ ์ ์ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์ฒ๋ฆฌ ์ ์๋ฃ์ ๊ฒฝ์ฐ
250 nm์ 2 um ๋ถ๊ทผ์์ ๊ฐ๊ฐ ํผํฌ๊ฐ ํ์ธ๋์์ง๋ง ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ
์ฒ๋ฆฌ ํ 2 um๋ถ๊ทผ์ ํผํฌ๋ ์์ด์ง๊ณ ๋ ์์ ์ ์๋ค์ด ํ์ธ๋์
๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ์ด ๋์์ง์๋ก ๋ณด๋ค ์์ ์ ์๋ค๋ก ๋ถ์๋๋ฉฐ
Fig. 2. Effect of pressure and pass number on ceramide nanoemulsion: (a) Average droplet size, (b) droplet size distribution at 500 bar, (c)
droplet size distribution at 1,000 bar, and (d) droplet size distribution at 1,300 bar.
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํจ์ ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ๋ฐ ์์ ์ฑ ํ๊ฐ 533
Korean Chem. Eng. Res., Vol. 58, No. 4, November, 2020
ํฐ ์ ์๋ ๊ฐ์๋๊ณ ์์ ์ ์๋ค์ด ์ฆ๊ฐ ํ์ธํ์๋ค. ๋์ผํ ์๋ ฅ
์์ ์๋ฃ์ ํต๊ณผํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ํฐ ์ ์๋ค์ด ๊ฐ์ํ๋ฉฐ ์ ๋๋ถ
ํฌ๋ ์กฐ๋ฐํด์ก๋ค. ์์์ ์ค๋ช ํ ์ ์์ ์ฌ๊ฒฐํฉ ํ์๊ณผ ๊ด๋ จํ์ฌ
Fig. 2(c)์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ 1,000 bar์์ 2ํ ํต๊ณผํ ์๋ฃ๋ณด๋ค 3
ํ ํต๊ณผํ ์๋ฃ์ ์ ์ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปธ๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ 1,000bar์์
2ํ ํต๊ณผํ ์๋ฃ์ ์ ๋ ๋ถํฌ๋ 400 nm๊น์ง์ด๊ณ 3ํ ํต๊ณผํ ์๋ฃ๋
800 nm๊น์ง๋ก ์ฌ๊ฒฐํฉ์ ์ํด ํฐ ์ ์๊ฐ ๋ง๋ค์ด์ก๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์ด
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ๋ฉ์ธ ํผํฌ ์์น๊ฐ ๋์ผํ๋ฉด ๋น์ทํ ์ ์ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ง
ํฐ ์ ์๋ค์ด ์์ฑ๋์ด ์ ๋ ๋ถํฌ๊ฐ ๋์ด์ง๋ฉด ํ๊ท ์ ์ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ปค์ง๋
๊ฒ์ ํ์ธ ํ ์ ์์๋ค.
๊ธฐ๋ฅ์ฑ ์์ฌ๊ฐ ํฌํจ๋ ํ์ฅํ์ ๊ฒฝ์ฐ ํผ๋ถ์ ์นจํฌ๋์ด ํก์๊ฐ ์
๋๊ฒ ํ๊ธฐ ์ํด์ ์ ์ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ์๊ฒ ํด์ผ ํ๋ค. ๋ณธ ์คํ์์ ๊ณ ์ ๊ท
์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํด 1,000 bar์ 1,300 bar์์ 2ํ ํต๊ณผํ ์๋ฃ์ ์ ์
ํฌ๊ธฐ๊ฐ 120 nm๋ก ๊ฐ์ฅ ์๊ฒ ํ์ธ๋์๋ค. ์ด์ ๋ํ ์์ ์ฑ ํ ์คํธ๋ฅผ
๋ค์ ๋ถ๋ถ์ ์ค๋ช ํ์๋ค.
3-1-2. ์ ํ ์ ์ ๋ฐ ์ ๋ ์ธก์
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ฌ์ฉํด ์ ์กฐํ ๋๋ ธ์ ํ์ก์ ์์ ์ฑ์ ํ์ธํ๊ธฐ
์ํด ์ ํ ์ ์๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. ์ ํ์ ์ ๊ฐ์ ์ ์๊ฐ ์ธ๋ ฅ๊ณผ ๋ฐ๋ฐ
๋ ฅ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฉฐ ์ ๋ ๊ฐ์ด ํด์๋ก ๊ฒฐํฉ์ด ์ผ์ด๋์ง ์๊ณ ์
์ ์ ์ธ ๋ถ์ฐ ์ํ๋ฅผ ์ด๋ฃฐ ์ ์๋ค. Fig. 3์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ํตํด ์ฒ
๋ฆฌํ ์๋ฃ์ ์ ํ ์ ์ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์ฒ๋ฆฌ
์ ๊ต๋ฐ๊ธฐ๋ก ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์ ์ ํ์ ์ ๊ฐ์ -55.6 mV๋ก ๊ณ ์ ๊ท ์ง
๊ธฐ๋ก ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ๋ค๋ณด๋ค ๋์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ฌ๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ์ด
500 bar๊ณผ 1,000 bar์ธ ์๋ฃ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ ํ ์ ์ ๊ฐ์ด 2ํ ํต๊ณผํ ์
๋ฃ๊ฐ ์ด์ง ๋์์ก๋ค 3ํ ํต๊ณผ ํ ๋ค์ ๋ฎ์์ก์ง๋ง ์๋ ฅ 1,300 bar์
์๋ ์ ํ ์ ์ ๊ฐ์ ํฐ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ 3ํ ํต๊ณผํ
์๋ฃ๋ค์ ๊ฐ๋ -46.0~-44.6 mV์ฌ์ด๋ก ์๋ ดํด ์ง๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด
์๋ค. ํต๊ณผ ํ์์ ๋ฐ๋ผ ์ ํ ์ ์ ๊ฐ์ ์ฝ๊ฐ์ ๋ณํ๋ ์์์ง๋ง ์ด
๊ฐ์ ์์ ํ ๋ฒ์์ ํด๋น๋๊ณ ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์์๋ ์ธต ๋ถ๋ฆฌ๋ ๋ค๋ฅธ
๋ถ์์ ํ ์ํ๋ ํ์ธ๋์ง ์์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ก ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ๋ค์ ์
์ ์ฑ์ ํ์ธ ํ ์ ์์๋ค.
Table 2์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ํตํด ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์ ์ ๋ ์ธก์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ
๋ํ๋ด์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ์ด ๋๊ณ , ํต๊ณผ ํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์
๋ ๊ฐ์ ๋์์ก๋ค. ์ด๋ 2๊ฐ์ง ์์ธ์ผ๋ก ์ฒซ ๋ฒ์งธ๋ก ์ ์ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์
์์ก๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๊ณ , ๋ ๋ฒ์งธ๋ ์ ์๋ถํฌ๊ฐ ๋ณํ๋์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ์
์ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์์์ง๋ฉด ๊ฐ์ ๋ฉด์ ๋น ์ ์ ๊ฐ์๊ฐ ๋ง์์ ธ ๋ถํผ์จ์ด ์ฆ๊ฐ
ํ๋ฉฐ ์ ์๊ฐ ์ํฅ๋ ฅ์ด ๋์์ง๋ฉฐ ์ ๋๊ฐ ๋์์ง๊ฒ ๋๋ค. ์ ์๋ถํฌ
๋ณํ๋ ์ ๋์ ์ํฅ์ด ์๋ค. ์ ์๋ถํฌ๊ฐ ๋์ผ๋ฉด ์กด์ฌํ๋ ์ ์ํฌ๊ธฐ๊ฐ
๋ค์ํด์ ํฐ ์ ์ ์ฌ์ด์ ์์ ์ ์๊ฐ ๋ฐฐ์น๋๋ฉฐ ๊ณต๊ทน๋ฅ ์ด ๋ฎ์์ง๋ฉฐ ์
๋๊ฐ ๋ฎ๊ฒ ๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด์ ์ ์๋ถํฌ๊ฐ ์ข์ผ๋ฉด ๋น์ทํ ํฌ๊ธฐ์ ์ ์๋ค์ด
๋ฐฐ์น๋๋ฉฐ ์๋์ ์ผ๋ก ๊ณต๊ทน๋ฅ ์ด ๋ ๋์ ์ ๋๊ฐ ๋๊ฒ ๋๋ค[23-25].
3-2. ์ฅ๊ธฐ ์์ ์ฑ ์คํ
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ํตํด ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์ ์ฅ์๊ฐ ์์ ์ฑ ๋ณํ๋ฅผ ์์๋ณด
๊ธฐ ์ํด ์์ ๊ฒฐ๊ณผ์์ ์ ์ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ ์ผ ์์๋ ์๋ ฅ 500 bar,
1,000 bar ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ 1,300 bar์์ 2ํ ํต๊ณผ์์ผ ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ๋ฅผ ์ ํ
ํ์ฌ 25 oC์ 45 oC๋ก ์ ์ง์ํค๋ฉฐ ์ ์ํฌ๊ธฐ, ์ ํ์ ์ ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๋ฐ๋๋ฅผ
์ธก์ ํ์๋ค. Fig. 4์ 25 oC์ 45 oC๋ก ์ ์ง์ํค๋ฉฐ ์ผ์ฃผ์ผ ๊ฐ๊ฒฉ์ผFig. 3. Zeta potential of formed ceramide nanoemulsion.
Table 2. Viscosity of ceramide nanoemulsion
SampleViscosity (mPa s)
1 pass 2 pass 3 pass
500 bar 1,630ยฑ8.2 2,276.7ยฑ4.7 2,752.5ยฑ30.9
1000 bar 2,363.3ยฑ87.3 3,150ยฑ163.8 3,367.7ยฑ161.6
1300 bar 3,520ยฑ16.3 4,430ยฑ128.3 4,683.3ยฑ81.8
Fig. 4. Average droplet size of ceramide nanoemulsion produced at 2 passes and stored at (a) 25 oC and (b) 45 oC.
534 ๋ง๋ฅด์ ์ฃ ๋๋จ ํ๋ค์ฃ ยท ๋ ธ์ข ํธ ยท ๋ฐ์ข ๋ฒ ยท ํ์ฌํ ยท ๊นํํจ ยท ์กฐ์ํ
Korean Chem. Eng. Res., Vol. 58, No. 4, November, 2020
๋ก ์ ์ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ถ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ ์ํฌ๊ธฐ ๋ณํ๋ 1์ฃผ์ผ
์ ์ง ํ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ์ฆ๊ฐํ์๊ณ ์ดํ ๋ณํํญ์ ์ค์ด
๋ค์๋ค. ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ 1,000 bar์ 1,300 bar์์ ์ฒ๋ฆฌํ ์๋ฃ
๋ ๊ฑฐ์ ๊ฐ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๋ํ๋์ง๋ง ์๋ ฅ 500 bar์์ ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ์์
์ ์ ํฌ๊ธฐ ์ฐจ์ด๋ ์ขํ์ง์ง ์์๋ค. ์ ์ํฌ๊ธฐ๋ 25 oC ๋ณด๋ค๋
45 oC์์ ์ ์ง๋ ์๋ฃ์ ๋ณํ์จ์ด ๋ ๋์๋ค. ๋๋ ธ ์ ํ์ก ์ํ์
์์ ์ ์๋ ์ด์ญํ์ ์ผ๋ก ๋ถ์์ ํ์ฌ ์ ์ฅ ์จ๋๊ฐ ๋ค๋ฅผ ๊ฒฝ์ฐ ๋๋ ธ
์ ํ์ก ํน์ฑ์ด ๋ณํ๋๋ค[26]. ์๋ก ๋ค๋ฅธ ํฌ๊ธฐ์ ์ ์๋ ํ๋ฉด์๋์ง
๊ฐ ๋ฌ๋ผ ์ฉํด๋์์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ฐ์ํ๋ค[27]. ์ฉํด๋์ฐจ์ด์ ์ํด ์
์ ์ ์๋ค์ด ์ฌ๊ฒฐํฉ ํ์์ ์ํด ์ ์๊ฐ ์ปค์ง๋ ํ์์ Ostwald
ripening์ด๋ผ ํ๋ค. ์ด ํ์์ ์ํด ์ ์ ๋ถํฌ๊ฐ ๋๊ณ ์ ์ฅ ์จ๋๊ฐ
๋์ 45 oC, 500 bar์ ์๋ฃ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์๋ฃ๋ค์ ๋นํด ์ ์ํฌ๊ธฐ ๋ณํ
์จ์ด ๋ ๋๋ค.
์ฅ๊ธฐ๊ฐ ์์ ์ฑ ๋ณํ๋ฅผ ์์๋ณด๊ธฐ ์ํด ์ ํ์ ์๋ฅผ ์ธก์ ํ์ฌ Fig. 5์
๋ํ๋ด์๋ค. ์ ํ์ ์์ ๊ฒฝ์ฐ 25 oC์ 45 oC์์ ๋น์ทํ ๊ฒฝํฅ์ผ๋ก
๋ณํ๋์๊ณ 7์ผ์งธ ๋ถ์ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ฅ ๋ฎ๊ฒ ์ธก์ ๋ ํ ์ผ์ ํ ๊ฐ์ผ๋ก
์๋ ดํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ด๋ Fig. 3์ ์ ๋๋ถ์ ๊ฒฐ๊ณผ์์์ฒ
๋ผ ์ ์๊ฐ ์ปค์ง๋ฉฐ ์ ํ์ ์๊ฐ ๋ฎ์์ ธ ์์ ํ ๋ ์ดํ ๋ค์ ๋์์ง
์ํ์์ ์ ์ง๋จ์ ํ์ธํ์๋ค. ์ ํ์ ์ ์ ๋๊ฐ์ 30 mV์ด์์ผ๋ก
๋ถ์ฐ ์์ ์ฑ์ด ๋์์ ํ์ธ ํ์๋ค.
Table 3์ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ก 2ํ ํต๊ณผ์์ผ ์ ์กฐ๋ ์๋ฃ๋ฅผ 25 oC๋ก
์ ์งํ๋ฉฐ 1์ฃผ์ผ ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค. ์ ๋๋ณํ๋ ์ผ
๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ ์ง ์๊ฐ์ด ๊ธธ์๋ก ์ ๋ ๊ฐ์ ๊ฐ์ํ์์ง๋ง, 1์ฃผ์ผ ์ ์ง
ํ ์ธก์ ํ ์ ๋ ๋ณํ๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค. 1,000 bar์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์
๋๊ฐ 700 mPa s ๋ก ๊ฐ์ํ์๊ณ 1,300 bar๋ ๊ฑฐ์ 1,700 mPa s ์
๋ ๊ฐ์ํ์๋ค. ์ด๋ ์ ์ํฌ๊ธฐ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ์ ๋๋ ๋ณํ๋ ๊ฒ์ ํ
์ธํ ์ ์์๋ค.
4. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ํตํด ๊ธฐ๋ฅ์ฑ ๋ฌผ์ง์ธ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋
๊ฐ ํฌํจ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐํ๊ณ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ ๋ฐ ํต๊ณผ ํ
์์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ฌผ์ฑ ๋ณํ ๋ฐ ์ฅ๊ธฐ ์์ ์ฑ์ ์์๋ณด์๋ค. ์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ
์๋ฉ์ ผ์ ํ๊ท ์ ์์ ์ ๋๋ถํฌ๋ฅผ ์ธก์ ํด๋ณธ ๊ฒฐ๊ณผ, ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ์
์๋ ฅ์ด ๋๊ณ ํต๊ณผ ํ์๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ํ๊ท ์ ์๋ ์๊ณ , ์ ๋๋ถํฌ
๋ ์กฐ๋ฐํด์ก๋ค. ํ์ง๋ง ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ ์๋ ฅ 1,000 bar์ 1,300 bar
์์ 3ํ ํต๊ณผํ ์๋ฃ์ ํ๊ท ์ ์ํฌ๊ธฐ๋ ๋ค์ ์ปค์ก๋ค. ์ด๋ ๋ถ์ฐ
์ฒ๋ฆฌ๋์ด ๋ง๋ค์ด์ง ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ด ์ผ์ ์กฐ๊ฑด ์ด์์์๋ over-
processing์ ์ํด ํ๋ฉด์๋์ง๋ ๋์์ง๊ณ ๊ณ๋ฉดํ์ฑ์ ๋ ๋ถ์กฑํด
์ง๋ฉฐ ์ ์๊ฐ ์ฌ๊ฒฐํฉ์ด ๋ฐ์๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค. ํ๊ท ์ ์๊ฐ ์์์๋ก
์ ๋ ๊ฐ์ ๋์์ง๋ง ์ ํ์ ์ ๊ฐ์๋ ํฐ ์ฐจ์ด๊ฐ ์์๋ค. ์ ์กฐ๋
๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ 25 oC์ 45 oC๋ก ์ ์ง์ํค๋ฉฐ ์์ ์ฑ์ ์ธก์ ํ ๊ฒฐ
๊ณผ, ์ด๊ธฐ(7์ผ ์ดํ)์ ์ฌ๊ฒฐํฉ ํ์์ผ๋ก ํ๊ท ์ ์๊ฐ ์ปค์ง ํ ์ ์ง
๋์์ง๋ง ์ ์กฐ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์์ ์ฑ์๋ ํฐ ๋ณํ๊ฐ ์์๋ค. ์ด
๋ ๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํฌํจ๋ ์์ ์ ์ธ ๋๋ ธ์
๋ฉ์ ผ์ ์ ์กฐ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํจ์ ํ์ธํ ์ ์์๋ค. ์ถํ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ธ๋ผ
๋ง์ด๋๊ฐ ํฌํจ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ์ ์์ ์คํ์ ํตํด ํผ๋ถ ํก์ ๋ฐ
ํจ๋ฅ์ ๋ํด ๊ฒํ ํ ๊ฒ์ด๋ค.
๊ฐ ์ฌ
์ด ๋ ผ๋ฌธ์ 2020๋ ๋ ์ ๋ถ(์ฐ์ ํต์์์๋ถ)์ ์ฌ์์ผ๋ก ํ๊ตญ์๋
์ง๊ธฐ์ ํ๊ฐ์์ ์ง์์ ๋ฐ์ ์ํ๋ ์ฐ๊ตฌ์(20202020800330, ์
๋ฐํํ์ฐ์ ๋ฐ์-๋ถ๋ฆฌยท์ ์ ์๋์ง์ ๊ฐ ๊ณต์ ๊ธฐ์ ๊ฐ๋ฐ ๋ฐ ์ค์ฆ).
Fig. 5. Zeta potential of ceramide nanoemulsion produced at 2 passes and stored at (a) 25 oC and (b) 45 oC.
Table 3. Viscosity of ceramide nanoemulsion produced at 2 passes and stored at 25 oC for 28 days
SampleViscosity (mPa s)
0์ผ 7์ผ 14์ผ 21์ผ 28์ผ
500 bar 2,276.7ยฑ4.7 2,340ยฑ147.6 1,713.3ยฑ187.9 1,807.5ยฑ137.4 1,613.3ยฑ118.1
1000 bar 3,150.0ยฑ192.2 2,430ยฑ182.4 2,337.5ยฑ130.9 2,113.3ยฑ99.3 1,723.3ยฑ143.4
1300 bar 4,430.0ยฑ128.3 2,766.7ยฑ175.6 2,800.0ยฑ209.9 2,326.7ยฑ143.4 2,156.7ยฑ84.1
๊ณ ์ ๊ท ์ง๊ธฐ๋ฅผ ์ด์ฉํ ์ธ๋ผ๋ง์ด๋๊ฐ ํจ์ ๋ ๋๋ ธ์๋ฉ์ ผ ์ ์กฐ ๋ฐ ์์ ์ฑ ํ๊ฐ 535
Korean Chem. Eng. Res., Vol. 58, No. 4, November, 2020
References
1. Park, B. D., Uhm, J. G., Lee, M. J. and Kim, Y., โThe Prepara-
tion of Multi-lamellar Emulsion which Containing Pseudocera-
mide(PC-9),โ J. Soc. Cosmet. Sci. Korea, 25(1), 55-68(1999).
2. Hatziantoniou, S., Deli, G., Nikas, Y., Demetzos, C. and Papaioan-
nou, G. T., โScanning Electron Microscopy Study on Nanoemul-
sions and Solid Lipid Nanoparticles Containing High Amounts
of Ceramides,โ Micron, 38(8), 819-823(2007).
3. Su, R., Yang, L., Wang, Y., Yu, S., Guo, Y., Deng, J., Zhao, Q. and
Jin, X., โFormulation, Development, and Optimization of a Novel
Octyldodecanol-based Nanoemulsion for Transdermal Delivery
of Ceramide IIIB,โ Int. J. Nanomed., 12, 5203-5221(2017).
4. Yilmaz, E. and Borchert, H.-H., โEffect of Lipid-containing,
Positively Charged Nanoemulsions on Skin Hydration, Elasticity
and Erythema-An in vivo Study,โ Int. J. Pharm., 307(2), 232-
238(2006).
5. Cho, W. G., Kim, K. A., Jang, S. I. and Cho, B. O., โBehaviour of
Nanoemulsions Containing Ceramide IIIB and Stratum Corneum
Lipids,โ J. Soc. Cosmet. Sci. Korea, 44(1), 31-37(2018).
6. Elias, P. M., โEpidermal Lipids, Membranes, and Keratinization,โ
Int. J. Dermatol., 20(1), 1-19(1981).
7. Sekiguchi, A., Yamauchi, H., Manosroi, A., Manosroi, J. and Abe,
M., โMolecular Interactions Between Phospholipids and Glyco-
lipids in a Lipid Bilayer,โ Colloids Surf., B, 4(5), 287-296(1995).
8. Golemanov, K., Tcholakova, S., Denkov, N. D. and Gurkov, T.,
โSelection of Surfactants for Stable Paraffin-in-water Dispersions,
Undergoing Solid-liquid Transition of the Dispersed Particles,โ
Langmuir, 22(8), 3560-3569(2006).
9. Sonneville-Aubrun, O., Simonnet, J. T. and L'Alloret, F., โNanoemul-
sions: a New Vehicle for Skincare Products,โ Adv. Colloid Inter-
face Sci., 108-109, 145-149(2004).
10. Sonneville-Aubrun, O., Yukuyama, M. N. and Pizzino, A. In S.
M. Jafari, and D. J. McClements (Ed.), Nanoemulsions, London,
UK. 435-475(2018).
11. Gupta, A., Eral, H. B., Hatton, T. A. and Doyle, P. S., โNanoemul-
sions: Formation, Properties and Applications,โ Soft Matter, 12(11),
2826-2841(2016).
12. Morales, D., Gutiรฉrrez, J. M., Garcรญa-Celma, M. J. and Solans,
Y. C., โA Study of the Relation Between Bicontinuous Micro-
emulsions and Oil/water Nano-emulsion Formation,โ Langmuir,
19(18), 7196-7200(2003).
13. Izquierdo, P., Esquena, J., Tadros, T. F., Dederen, J. C., Feng, J.,
Garcia-Celma, M. J., Azemar, N. and Solans, C., โPhase behavior
and Nano-emulsion Formation by the Phase Inversion Tempera-
ture Method,โ Langmuir, 20(16), 6594-6598(2004).
14. Kwon, S. S., Kong, B. J., Cho, W. G. and Park, S. N., โFormation
of Stable Hydrocarbon Oil-in-water Nanoemulsions by Phase
Inversion Composition Method at Elevated Temperature,โ Korean
J. Chem. Eng., 32(3), 540-546(2015).
15. Forgiarini, A., Esquena, J., Gonzรกlez, C. and Solans, C., โForma-
tion of Nano-emulsions by Low-energy Emulsification Methods
at Constant Temperature,โ Langmuir, 17(7), 2076-2083(2001).
16. Sonneville-Aubrun, O., Babayan, D., Bordeaux, D., Lindner, P.,
Rata, G. and Cabane, B., โPhase Transition Pathways for the Pro-
duction of 100 nm Oil-in-water Emulsions,โ Phys. Chem. Chem.
Phys., 11(1), 101-110(2009).
17. Delmas, T., Piraux, H., Couffin, A.-C., Texier, I., Vinet, F., Poulin,
P., Cates, M. E. and Bibette, J., โHow to Prepare and Stabilize
Very Small Nanoemulsions,โ Langmuir, 27(5), 1683-1692(2011).
18. You, K. M., Jang, H. H., Lee, E. S., Park, J. T. and Hong, S. T.,
โStudy of Stability and Shelf-life of Red Ginseng Beverage Emul-
sified by Homogenizer High Pressure,โ Journal of Oil & Applied
Science, 35(1), 70-79(2018).
19. Jo, Y. J., Lee, S. B., Lee, J. K. and Kwon, Y. J., โPreparation of
Nanoemulsions Containing Curcumin by High Pressure Homog-
enization,โ Food Eng. Prog., 18(4), 341-347(2014).
20. Cho, J. H., Kim, T. Y., Yun, H. Y. and Kim, H. H., โFacile Depo-
lymerization Process of ฮฒ-glucan Through the Use of a High Pres-
sure Homogenizer,โ Am. J. Res. Commun., 2(4), 168-178(2014).
21. Traul, K. A., Driedger, A., Ingle, D. L. and Nakhasi, D., โReview
of the Toxicologic Properties of Medium-chain Triglycerides,โ
Food Chem. Toxicol., 38(1), 79-98(2000).
22. Jafari, S. M., Assadpoor, E., He, Y. and Bhandari, B., โRe-coales-
cence of Emulsion Droplets During High-energy Emulsification,โ
Food Hydrocolloids, 22(7), 1191-1202(2008).
23. Stickel, J. J. and Powell, R. L., โFluid Mechanics and Rheology
of Dense Suspensions,โ Annu. Rev. Fluid Mech., 37(1), 129-149
(2005).
24. Nguyen, C. T., Desgranges, F., Roy, G., Galanis, N., Marรฉ, T.,
Boucher, S. and Angue Mintsa, H., โTemperature and Particle-size
Dependent Viscosity Data for Water-based Nanofluids โ Hysteresis
Phenomenon,โ Int. J. Heat Fluid Flow, 28(6), 1492-1506(2007).
25. Jia-Fei, Z., Zhong-Yang, L., Ming-Jiang, N. and Ke-Fa, C., โDepen-
dence of Nanofluid Viscosity on Particle Size and pH value,โ
Chin. Phys. Lett., 26(6), 066202(2009).
26. Ee, S. L., Duan, X., Liew, J. and Nguyen, Q. D., โDroplet size
and Stability of Nano-emulsions Produced by the Temperature
Phase Inversion Method,โ Chem. Eng. J., 140(1), 626-631(2008).
27. Solans, C., Izquierdo, P., Nolla, J., Azemar, N. and Garcia-Celma,
M. J., โNano-emulsions,โ Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 10(3),
102-110(2005).