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어피 펩타이드 리포좀 대량생산 최적 조건 및 저장 안정성
이중규 ( Junggyu Lee ),이윤정 ( Yunjung Lee ),백정정 ( Jingjing Bai ),김수진 ( Soojin Kim ),조영재 ( Youngjae Cho ),최미정 ( Mi-jung Cho ) 한국산업식품공학회 2017 산업 식품공학 Vol.21 No.4
본 연구에서는 lab scale 용량으로 100 mL, 1 L 단위로 리포좀을 제조하였으며, prototype scale로서 10 L 단위로 blank 리포좀의 제조한 뒤 입자 크기 및 포집 효율을 측정하여 최적 제조 조건 선정하였다. 선정한 최적조건으로 어피 펩타이드를 리포좀으로 포집하여 그에 따른 저장 안정성을 평가하였다. 1차 균질 조건은 초고속균질기를 사용하여 3분간 각각 4,000 rpm, 8,000 rpm, 12,000 rpm으로 균질하였으며, 2차 균질 조건은 초음파균질기를 이용하여 각각 40W, 60W, 80W로 3분간 균질하여 최적 균질 조건을 확립한 뒤 어피 펩타이드 리포좀을 농도에 따라 제조하여 4℃에서 냉장 저장하였다. 최적 제조 조건 실험 결과를 two-way ANOVA로 분석한 결과 1, 2차 균질에서는 제조용량이 입자크기와 제타 전위에 유의적으로 가장 큰 영향을 미쳤으며(p< 0.001), pdI는 2차 균질 조건에서 제조용량을 제외하고는 어떤 요인도 유의적으로 영향을 미치지 못하였다(p >0.05). 1차 균질 실험 결과 lab scale에서 prototype scale로 제조 용량이 증가하였을 때, 유의적으로 입자크기가 증가하였으며(p<0.05), 가장 입자크기가 작고 제타전위의 절대값이 높은 4,000 rpm을 최적조건으로 선정하였다. 2차 균질 실험결과 40W에서 제조 용량이 증가하였을 때 유의적으로 제타전위가 감소하였으며, 60 W 이상에서는 안정적인 결과가 나타났다. 리포좀의 산업적 적용을 고려할 때 공정비용 감소 측면에서 80W보다 60W가 적절하다고 사료된다. 선정된 리포좀 최적 조건으로 농도(3, 6, 12, 24%) 별로 어피 펩타이드를 포집하였을 때, 24%에서 입자크기가 1 mm 이상으로 크게 나타났다. 이후 저장실험에서는 24%를 제외한 3가지 조건으로 진행하였다. 1달간 어피 펩타이드 리포좀을 냉장 저장한 결과를 two-way ANOVA로 분석한 결과, 펩타이드 농도에 따라 제조하였을 때는 입자 크기와 제타 전위가 제조용량보다 펩타이드 농도에 더 큰 영향을 받았다. 또한 저장기간은 pdI에 유의적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다(p<0.001). 입자크기는 제조용량과 펩타이드 농도가 증가함에 따라서 유의적으로 증가하였으며, 저장기간에 따라서 감소하였다. 제타전위는 10 L 용량에서 저장기간에 따라 증가하는 경향을 보였다. 이는 리포좀이 풀리면서 비표면적이 증가하여 제타전위가 증가한 것으로 사료된다. 또한 12%에서 3주차부터 침전물층이 형성되는 것이 관찰되어 6%가 가장 산업적용으로 적합한 농도로 사료된다. Fish skin peptide-loaded liposomes were prepared in 100 mL and 1 L solution as lab scales, and 10 L solution as a prototype scale. The particle size and zeta potential were measured to determine the optimal conditions for the production of fish skin peptide-loaded liposome. The liposome was manufactured by the following conditions: (1) primary homogenization at 4,000 rpm, 8,000 rpm, and 12,000 rpm for 3 minutes; (2) secondary homogenization at 40 watt (W), 60 W, and 80 W for 3 minutes. From this experimental design, the optimal conditions of homogenization were selected as 4,000 rpm and 60 W. For the next step, fish peptides were prepared as the concentrations of 3, 6, and 12% at the optimum manufacturing conditions of liposome and stored at 4℃. Particle size, polydispersion index (pdI), and zeta potential of peptide-loaded liposome were measured for its stability. Particle size increased significantly as manufacture scale and peptide concentration increased, and decreased over storage time. The zeta potential results increased as storage time increased at 10 L scale. In addition, 12% peptide showed the formation of a sediment layer after 3 weeks, and 6% peptide was considered to be the most suitable for industrial application.
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