[논문자료]리포솜 이중층에 첨가된 cholesterol, β-sitosterol 및 stigmasterol이 포집된 비타민의 안정성에 미치는 영향

출처: 픽사베이

 

비타민은 식품과 화장품 산업에서 주요한 소재이며 리포솜은 이를 안정적으로 보호할 수 있는 수단 중 하나로 이용되고 있다. 리포솜의 막 안정성을 개선하기 위한 첨가제로는 cholesterol (CH)이 잘 알려져 있으나, 과도한 CH는 각종 심혈관 질환을 유발할 위험이 있는 것으로 인식되고 있어 그 사용에 한계가 있다. 한편 β-sitosterol (SI)은 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추는데 기여할 수 있으며, stigmasterol (ST)은 체내에서 여성 호르몬 프로게스테론과 비타민 D의 전구체로 이용될 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 두 종류의 식물스테롤 (SI와 ST)과 CH를 리포솜의 이중층에 첨가하였을 때 포집된 비타민의 안정성에 미치는 영향을 평가했다.

Ascorbic acid를 캡슐화하는 데 쓰인 phosphatidyl choline (PC)은 난황 유래이며 retinol 혼입에는 대두 유래의 것을 사용했다. 비타민은 PC와 3종류의 스테롤 (CH, SI, ST)로 구성된 리포솜에 탈수/재수화 방법으로 캡슐화 또는 혼입되었다. 각 스테롤은 PC에 90:10 (PC:sterol, w/w)의 비율로 첨가되었다. 스테롤 첨가에 따른 리포솜의 평균 입자 크기변화는 난황 PC와 대두 PC에서 그 경향이 달랐다. Ascorbic acid가 포집된 난황 PC 기반 리포솜은 10%의 스테롤이 첨가됐을 때 크기가 증가하는 경향을 보였다. 반면 retinol이 혼입된 대두 PC 기반 리포솜은 스테롤의 종류에 따라 크기의 변화가 다르게 나타났다. CH와 SI를 함유한 리포솜은 PC 리포솜과 비슷하거나 작아지는 경향이 있었으며, ST는 반대로 비슷하거나 커지는 경향이 있었다. 또한 ST를 첨가한 리포솜은 다른 리포솜들에 비해 크기의 분포가 넓게 제조되었다.

리포솜의 제조에 첨가된 10%의 스테롤은 캡슐화 또는 혼입된 비타민의 안정성을 향상시켰다. 리포솜에 포집된 ascorbic acid는 4℃에서 높은 안정성을 보였으며 스테롤의 첨가는 그 안정성을 더욱 향상시켰다. 더 높은 온도인 25℃에서는 ascorbic acid의 산화가 빨라졌으며 스테롤의 영향은 크지 않았다. CH는 ascorbic acid의 안정성을 높이는데 가장 효과적이었으며 SI는 CH에 근접한 안정성을 보였다. ST 또한 ascorbic acid의 안정성을 높이는데 기여했으나 25℃에서는 PC로만 구성된 리포솜보다 일부 불안정한 모습을 보였다. 스테롤에 의한 안정성 향상은 retinol이 포집된 리포솜에서도 ascorbic acid를 포집한 리포솜과 대체로 비슷한 양상을 보였다. CH를 함유한 리포솜은 대체로 가장 높은 안정성을 가졌으며, SI 또한 CH 못지않은 안정성이 있었다. ST는 몇몇 측정시기에서 스테롤을 함유하지 않은 리포솜보다 낮은 안정성을 나타냈다. 이러한 결과들은 적절한 phytosterol의 사용을 통해 리포솜에 포집된 비타민의 안정성을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.

 

Vitamins are an important material in the food and cosmetics industry, and liposomes are used as one of tools to increase stability of them. Cholesterol in liposome bilayer has been known to increase the stability of encapsulated vitamins, however, excessive cholesterol is recognized as having a risk of causing various cardiovascular diseases, and its use is limited. Meanwhile, β-sitosterol (SI), a phytosterol, can contribute to lowering blood cholesterol levels, and stigmasterol (ST), another phytosterol, is known to be used as a precursor of female hormones progesterone and vitamin D in the body. In this study, we evaluated the effect two phytosterols (SI and ST) and CH in liposome bilayer on the stability of encapsulated vitamins.

Phosphatidylcholine (PC) used for ascorbic acid encapsulation was derived from egg yolk, and soybean PC was used for incorporation of retinol. Vitamins were encapsulated or incorporated in liposomes consisting of PC and three sterols (CH, SI, ST) by dehydration/rehydration method. Each sterol was added to PC at a ratio of 90:10 (PC:sterol, w/w). The change in the average particle size of liposomes according to the addition of sterol was different in egg yolk PC and soybean PC. The average size of egg yolk PC liposomes encapsulating ascorbic acid tended to increase when 10% sterol was added. On the other hand, soybean PC-based liposomes incorporating retinol showed different size changes depending on the type of sterol. Liposomes containing CH and SI tended to be similar or smaller than PC liposomes, whereas ST tended to be similar or larger. In addition, liposomes to which ST was added had a wider size distribution compared to other liposomes.

The stability of encapsulated or incorporated vitamins was improved when 10% sterol was added to liposomes. Ascorbic acid encapsulated in liposomes showed high stability at 4℃, and the addition of sterol further improved its stability. At a higher temperature of 25℃, the oxidation of ascorbic acid was accelerated, and the effect of sterol was not significant. CH was most effective in increasing the stability of ascorbic acid, and SI showed stability close to that of CH. ST also contributed to increase the stability of ascorbic acid, but showed some unstable appearance at 25℃ than liposomes composed only of PC. The stability improvement by sterol in retinol incorporated liposomes was similar to that of liposomes encapsulating ascorbic acid. Liposomes harboring CH showed the highest stability, and SI also had stability comparable to that of CH. ST showed lower stability than liposomes without sterol at several measurement periods. These results indicate that the stability of vitamins encapsulated in liposomes can be increased by the addition of appropriate phytosterol.

 

출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=DIKO0015773327

 

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리포솜 이중층에 첨가된 cholesterol, β-sitosterol 및 stigmasterol이 포집된 비타민의 안정성에 미치는

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