Recently, active oxygen has been seriously induced due to severe exposure to life radiation and medical radiation, and many health functional foods using natural antioxidants have been released to suppress such active oxygen. However, the antioxidant activity of natural antioxidants is reduced due to low bioavailability. In this study, we have developed a chitosan-based microsphere carrier capable of increasing bioavailability of natural antioxidants, and analyzed the physicochemical characteristics of the microsphere carriers to evaluate their applicability as a natural antioxidant carrier. In order to solve the problem of reproducibility of chitosan having a broad molecular weight distribution, chitosan having a narrow molecular weight distribution and accurate molecular weight specification was prepared by using an ultrafiltration membrane. Chitosan microspheres using fractionated chitosan were prepared by spray dry method. The physicochemical properties of the fractionated chitosan and microspheres were analyzed by GPC, 1H NMR, FTIR and SEM. In addition, to evaluate the applicability of chitosan microspheres in vivo, their cytotoxicity was evaluated by MTT assay. These results suggest that chitosan microspheres can be applied in vivo, and natural antioxidant-encapsulated chitosan microsphere can be used to maximize antioxidant activity by increasing bioavailability.

최근 생활 방사선 및 의료 방사선의 심한 노출로 인해 활성산소가 심각하게 유발되고 있으며, 이러한 활성산소를 억제하기 위해 천연 항산화제를 이용한 건강 기능성 식품이 많이 출시되고 있다. 하지만, 천연 항산화제의 자체 사용 시 낮은 생체이용률로 인해 항산화 활성이 반감되는 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 이러한 천연 항산화제의 생체이용률을 증가시킬 수 있는 키토산 기반의 마이크로스피어 담지체를 개발하고 물리화학적 특성을 분석하여 천연 항산화제 담지체로 응용가능성을 평가하고자 하였다. 기존의 넓은 분자량 분포를 갖는 키토산의 재현성 문제를 해결하기 위해 한외여과막을 이용하여 좁은 분자량 분포와 정확한 분자량 스펙을 갖는 키토산을 제조하였으며, 이를 spray dry 기법을 이용하여 키토산 마이크로스피어를 제조하였다. 분획된 키토산과 마이크로스피어의 물리화학적 특성은 GPC, 1H NMR, FTIR 및 SEM을 이용하여 분석하였고, 이러한 키토산 마이크로스피어의 생체 내에 적용 가능성을 평가하기 위해 세포독성 여부를 MTT assay를 이용하여 확인하였다. 이러한 결과를 통해 키토산 마이크로스피어는 생체 내에 적용이 가능하며, 추후 천연 항산화제를 담지하여 항산화제로 사용했을 시 생체이용률의 증가로 인해 항산화 활성을 극대화할 수 있을 것으로 사료된다.

Keywords: chitosan, ultrafiltration, microsphere, spray dry, natural antioxidant carrier