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Applied Chemistry for Engineering, Vol.23, No.5, 467-473, October, 2012
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코엔자임 Q10을 함유하는 나노에멀젼의 제조
Formation and Stability of Nanoemulsion Containing CoQ10 by Mechanical Emulsification
유인상†
  • 가천대학교 화공생명공학과
In-Sang Yoo†
  • Department of Chemical and Biochemical Engineering, Gachen University, Gyeonggi-do 461-701, Korea
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초록
본 연구에서는 레시틴, 에탄올, 오일, Arlacel 60 (sorbitan monostearate) 등을 주성분으로 하고, 최근 화장품과 식품의 원료로서 각광을 받고 있는 피부의 노화방지용 항산화물질인 코엔자임 Q10 (CoQ10)를 기능성 원료로 함유하는 나노에멀젼을 제조하고자 하였다. 에멀젼 제조방법으로는 반전유화법 (phase inversion emulsion method)과 초음파를 이용한 기계적 방법을 사용하였으며, 이 때 에탄올과 레시틴의 영향과 시간의 경과에 따른 안정성과 그 밖의 각종 변수들이 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 입자의 크기, 제타전위, 에멀젼의 형태와 같은 물리적 특성들을 측정해 보았다. 최소크기의 나노에멀젼을 형성하기 위한 CoQ10의 최적 배합농도는 0.8% 정도였고, 계면활성제로서 Arlacel 60 농도에 따른 입자크기의 영향을 보면 3% 정도에서 100 nm 크기의 에멀젼 입자들을 얻을 수 있었다. 본 연구에서의 사용한 최적의 계면활성제 농도범위(2% 이상)에서는 7일 정도가 지난 시점까지 Ostwald ripening 에 따른 입자의 크기 변화가 없었다. 장시간의 경과에 따른 실험을 보면 에멀젼들은 실온에서 270일이 지난 상태에서도 115 nm로 10% 정도만의 크기 변화를 보여 비교적 안정된 상태로 에멀젼을 유지함을 알 수 있었으며, 제타전위 측정으로 시간의 경과에 따른 입자크기의 변화는 응집(flocculation)에 기인한 것으로 판단된다.
Coenzyme Q10 (CoQ10) is a natural lipid cofactor with antioxidant and anti-aging properties as cosmetic and food ingredients, involved in cellular energy metabolism. Here, nano-emulsions with CoQ10 were fabricated with lecithin, ethanol, oil, and sorbitan monostearate (Arlacel 60), as major components. Phase inversion emulsion method with ultrasonicator was utilized in producing CoQ10 solution, and stabilization effects from lecithin and ethanol and other diverse perturbation factors were evaluated over time. Physical properties of the emulsion were characterized such as its size, surface charges by zeta-potential, and the overall structures. Optimal concentrations of CoQ10 and Arlacel 60 were 0.8% and 3%, respectively, for producing the smallest sizes of nanoemersions in a 100 nm diameter with best morphology. No notable changes in the size were observed over 7 days from Ostwald ripening, when the concentration of Arlacel 60 was higher than 2%. Even after 270 days at room temperature, the size of nanoemulsions maintained as 115 nm in diameter, revealing only a 10% increase with high degrees of long termed stability and substantiality. In addition, changes in the surface potential occurred possible due to the flocculation effect on the nanoparticles.
Keywords:coenzyme Q10;nanoemulsion;ultrasonicator;flocculation
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