Intestinal Permeability of Oyster Shell Calcium with Different Particle Sizes

In this study, we examined the ionization rate and permeability of nanocalcium prepared from oyster shells with various particle sizes. Four particle sizes of the calcium samples were prepared by centrifugation according to their density disparity in alcoholic solution: NC (normal calcium), C-1 (supernatant of 1,000 rpm), C-2 (supernatant of 2,000 rpm), and C-3 (supernatant of 3,000 rpm). Particle sizes of NC, C-1, C-2, and C-3 were $2,280.3{\pm}64.3nm$, $521.3{\pm}83.3nm$, $313.9{\pm}29.5nm$, and $280.0{\pm}3.4nm$, respectively. C-3 showed a slight increase in ionization rate compared with the other calcium samples, but their differences were not significant. Dialysis membrane-employed analysis showed that nanocalcium permeability increased as its particle size smaller; 32% of C-3 nanocalcium was transported to the outside of the membrane, whereas C-1 showed a 25% transport rate. We determined the permeability of the nanocalciums by using rat intestinal sacs, in order to provide different intestinal environments depending on pH level. Nanocalcium generally showed a higher permeability at pH 7, which represents an ileum environments compared to the duodenum and jejunum environments at pH 4.2 and pH 6.2, respectively. However, C-3 calcium showed the highest permeability, followed by C-2, C-1 and NS calciums. This result shows that the size of calcium positively affected its permeability in the intestinal sac. Taken together, nano-sized calcium derived from discarded oyster shell shows improved permeability in intestinal environments.

패각 칼슘 입자 크기에 따른 흡수율

본 연구에서는 패각에서 유래하는 칼슘의 이용가치를 높이고자 분쇄한 패각 칼슘을 입자 크기별로 제조하여 이온화율과 흡수율을 조사하였다. 패각 칼슘분말 현탁액을 알코올 중에서 비중차이별로 분리하고 입자 크기를 측정하여 4개의 시료군으로 나누었다; NC(일반 패각 칼슘), C-1(1,000 rpm 상등액), C-2(2,000 rpm 상등액), C-3(3,000 rpm 상등액). 이들의 입자 크기는 각각 $2,280.3{\pm}64nm$, $521.3{\pm}83.3nm$, $313.9{\pm}29.5nm$, $280{\pm}3.4nm$를 보였다. 각 칼슘군들을 대상으로 이온화 정도를 측정한 결과 C-3군이 오차범위내에서 다른 군들에 비해 이온화율이 다소 증가했다. In vitro 상에서 dialysis 막을 이용한 나노칼슘의 투과율을 측정한 결과 나노칼슘의 입자 크기가 작을수록 막 투과성이 증대됨을 확인할 수 있었다. 한편 rat의 내장주머니 막(intestinal sac)을 이용하여 장내 환경별 나노칼슘의 투과율을 측정한 결과 C-3군을 제외한 모든 군에서 십이지장(pH 4.2)과 공장(pH 6.2) 환경보다는 회장(pH 7.2)에서의 나노칼슘의 장투과율이 비교적 높게 나타난 반면 C-3군에서는 십이지장 환경에서의 투과율이 다소 높았다. 특히 십이지장 환경에서의 샘플 간 투과율을 비교할 때 C-2와 C-3군이 가장 높은 투과율을 보였고 NC 칼슘이 가장 낮은 투과율을 나타내어 입자 크기가 작을수록 장 투과율이 증가함을 확인할 수 있었다. 위의 결과를 종합해볼 때, 패각에서 유래하는 칼슘을 적절한 가공처리를 거쳐 나노칼슘으로 만들면 칼슘의 이온화율과 장내흡수율을 향상시킬 수 있는 것으로 사료된다.