건강과 더 나은 능률을 위한 알맞은 혼합물

건강 기능 식품의 생산에서 혼합 과정의 역할


C, B 또는 Mg – 제대로 혼합해 좋은 기분을 선사합니다

좋은 하루의 시작을 위한 아침 식사용 발포정을 모르는 사람이 있을까요. 건강 기능 식품은 현재 다양한 종류가 시장에 나와 있으며 점점 더 많은 사람이 일상생활에 있어 건강을 유지하고 더 나은 능률을 얻기 위해 믿고 사용하고 있습니다. 식품과 의약품 사이에 위치한 분말, 알약, 오일 및 캡슐의 생산은 특히나 까다롭습니다.

독일 식품 협회에 따르면 2018[1]년 한 해 동안만 14억 3천 9백만 유로 규모의 건강 기능 식품 (약어: NEM)이 거래되었습니다. 이는 2억 2천 5백만 팩에 해당합니다. 단순히 통계적으로 보면 한 사람당 연간 세 팩을 사용한다는 의미입니다. 가장 많이 구매한 제품으로는 비타민 C 및 종합 비타민 보충제 그리고 마그네슘과 칼슘 무기질이었습니다.

Statista 사는 조금 다른 수치를 제시하고 있지만 2019년에도 여전히 큰 성장세를 예상했습니다. 소비자들은 7천 5백만 개(2018년 대비 +3백만 개)의 비타민과 무기질을 총 11억 유로(+2억 4천만 유로)에 구매했습니다. Statista 사의 통계에서도 마그네슘이 가장 인기가 많을 것으로 보고 있습니다. 비타민 B 제품군도 점점 인기를 얻고 있는 추세입니다. 마그네슘 이외에도 비타민 C 보충제가 주요 매출액을 담당하고 있습니다. 독일 국민 3분의 2 이상이 이미 건강 기능 식품을 복용한 적이 있거나 미래에 복용할 의사가 있다고 합니다.

우리가 수년 동안 중요하다고 배운 것을 다음 세대에도 전해주려고 하는 현대 사회의 속성이 이러한 트렌드의 이유입니다. 눈에 보이는 성과를 이룬 사람은 주위에서 인정을 받습니다. 어떤 어려움도 미소와 함께 “나는 할 수 있어요. 네, 우리는 할 수 있어요.”라며 수월하게 이겨낼 수 있습니다. 이러한 상황은 학교에 다닐 때부터 시작해 직장에서 은퇴할 때까지도 끝나지 않습니다. “노년층”도 체력과 건강을 유지하는 것을 특히 중요시합니다.

하지만 정신적 및 신체적인 활동은 오직 영양 부족을 예방하고 병원균에 내성이 있는 사람만이 지속적으로 달성할 수 있습니다. 좋은 건강은 행복과 만족감의 기반입니다. 지금과 같은 팬데믹 시기에 더욱 중요하다고 할 수 있습니다.

“18세 이상 1,000명 이상이 참여한 시장 조사 기관 YouGov에서 실시한 설문 조사에 따르면, 전체 응답자의 61%는 일반적인 건강 증진, 36%는 감기 예방, 39%는 신체 기능의 최적화 그리고 33%는 체력 향상을 원하고 있습니다.”[2]

하지만 아무리 건강한 신체라도 지속적인 고성능을 위해서는 더 많은 연료가 필요합니다. 보통 균형 잡힌 식단으로도 충분하지만 항상 그런 것만은 아닙니다. 그래서 점점 더 많은 사람이 발포제, 수용성 분말, 스틱, 알약 또는 캡슐과 같은 건강 기능 식품을 섭취하고 있습니다.


영양에 대한 트렌드가 더 많은 매출을 만듭니다

영양이라고 하는 키워드는 건강 기능 식품의 성장에 대한 또 한 가지 근거를 제시합니다. 우리 사회는 다양성을 점점 더 인정하고 있습니다. “잡식성”이라는 것은 다양한 형태의 영양 섭취 중 하나일 뿐입니다. 유연주의자, 채식주의자, 비건 등으로 사는 것에 대한 결정은 일반적으로 매우 의식 있는 행위입니다. 2020년 현재 독일에는 113만 명의 비건이 있으며 계속해서 늘어나는 추세입니다. 이러한 영양 섭취 형태에 의식을 갖고 결정하는 사람들은 대개 부족한 비타민과 필수 물질을 건강 기능 식품을 이용해서 의식적으로 몸을 위해 섭취합니다.

인간 최적화를 위한 눈에 띄는 방법 중 하나는 바디 또는 바이오 해킹입니다. 일반적으로 생각하는 그런 나쁜 의미의 방법이 아닙니다. 바디 해커는 종종 자신의 성능에 긍정적인 효과를 가져오리라 생각되는 특정 물질을 몸을 위해 섭취합니다. 머리가 더 선명해지고, 생각이 빨라지며, 말을 잘하게 되고 스포츠를 할 때 반응이 더 빨라집니다. 이 모든 것은 능률을 위해서입니다!

이러한 이유로 인해 건강 기능 식품의 제품 성능에 대한 소비자들의 요구 사항도 높습니다. 투여 형태는 편리해야 하고, 섭취는 신속하고 간단하며 어디에서나 가능해야 합니다. 조합된 보충제에 대한 수요가 있으며 제품의 유효 기간도 중요합니다. 따라서 특정한 활성 물질은 때때로 다른 분말과 혼합되기 전에 코팅해야 합니다. 더 나아가 맛도 좋아야 합니다. 큰 팩, 알약 또는 봉지 여부와 관계없이 활성 물질 분배는 항상 일정하고 정확해야 합니다.

 

약물과의 경계에서 엄격하게 규제

NemV(독일 건강 기능 식품 법령)의 § 1에서는 건강 기능 식품을 다음과 같은 식품으로 정의하고 있습니다.

  1. 일반적인 영양을 보충하기 위한 것(사용 목적)
  2. 영양학적 또는 생리학적 효과를 지닌 단독 또는 합성된 영양소 및 기타 물질의 농축물(합성물)
  3. 특히 캡슐, 정제, 알약, 환약 형태 및 기타 유사한 투여 형태와 같은 복용 형태, 분말 봉투, 액체 앰풀, 점적기 주입구가 장착된 병 그리고 시장에 유통되는 적절한 소량의 흡수를 위한 액체 및 분말과 유사한 투여 형태(투여 형태).

이를 종합해 보면 건강 기능 식품이란 비타민, 무기질 또는 아미노산, 섬유질, 2차 식물 물질과 같은 기타 물질을 이용해 일반적인 영양을 보충하는 식품입니다. 영양학 및 생리학적으로 효과가 있는 영양소들이 농축된 형태 및 복용량에 따라 포함되어 있습니다.

약품과의 경계 설정은 언제나 쉬운 일이 아닙니다. 건강 기능 식품은 독일 의약품 법(AMG) § 2의 정의에서 요구하는 약리학적인 특성을 지녀서는 안되며 소비자에게 그런 인상을 주어서도 안 됩니다.

일반적인 섭취를 위한 식품과의 구분은 때때로 어려울 수 있습니다. 기본 규정 2조항에 있는 “식품”이라는 개념의 정의에 의하면 식품에는 영양을 얻기 위한 모든 물질 및 생산물이 포함되는 반면, 건강 기능 식품은 일반적인 영양을 보충하기 위한 것이라고 규정되어 있습니다.

 

제약 가이드라인에 따른 생산

소비자가 건강 기능 식품을 마음 놓고 섭취할 수 있도록 도와주는 생산 기술에 대한 요구 사항은 GMP/FDA의 기술 가이드라인에 의거해 식품 및 제약 생산을 따르고 있습니다.

점점 더 다양하고 새로운 건강 기능 식품의 포장 종류 및 성분이 시장에 출시되고 있기 때문에, 많은 제조업체가 하청 제조업체의 서비스에 의존하고 있습니다. 생산에 필요한 높은 요구 사항들을 이미 잘 알고 있고 요구되는 수준에 맞춘 뛰어나고 일정한 품질을 유지하며 생산할 수 있기 때문입니다.

건강 기능 식품의 제조업체들은 하청 제조업체들의 생산에 대한 유연성과 새로운 문제에 임하는 자세를 이용합니다. 다양한 투여 형태는 서로 상이하고, 부분적으로 전문화되어 있으며 투자 비용이 높은 제조 및 포장 공정이 요구되기 때문입니다.

예를 들어 판매량이 일정 수준에 도달하면 자사 건강 기능 식품의 약 65%를 생산하고 있는 Herbalife Nutrition에서 생산을 직접 맡고 내부적으로 기존의 노하우 및 공정 지식을 확장합니다.

 

엄격한 감독하의 높은 품질

제품은 제약 산업과 마찬가지로 100% 추적이 가능해야 하기 때문에 일반적으로 품질 보증은 상품 입고에서부터 시작됩니다. Herbalife Nutrition 및 Nutrichem을 포함한 많은 제조업체가 생산 공정의 다양한 지점에서 품질을 감독합니다. 주의를 갖고 지켜보아야 할 부분으로는 혼합기의 피딩, 샘플링을 포함한 혼합 과정, 정기 포장 검사까지 정확하게 재현 가능한 혼합 비율, 전체 공정 중 모든 제품 접촉 표면에서 수행되는 정확한 클리닝 분석 등이 있습니다.

Nutrichem 사에서는 소비자가 물과 함께 섞어 음료로 섭취할 수 있는 미량 원소, 비타민 및 무기질이 포함된 분말 형태의 건강 기능 식품을 생산합니다. 본사에서는 제조의 100%를 스스로 담당합니다.

“저희 제품의 품질은 화학적, 물리적 그리고 미생물적 공정으로 이루어진 다단계 검사 공정을 통해 검사됩니다. 정기적인 내부 및 외부 감사와 직원들의 지속적인 교육은 높은 제품 품질을 달성하고 유지하는 데 있어 큰 도움이 됩니다.”라고 Nutrichem Diät + Pharma GmbH에서 Opex Manager 직책을 맡고 있는 Alexander Voitl 씨는 이 특별한 과제에 대해 설명했습니다.

특히 분말 형태 제품의 균일성 및 뛰어난 품질에 대한 토대는 Nutrichem의 첫 단계에서뿐만 아니라 안정적이고 재현 가능한 혼합 공정을 통해 이루어집니다. 균일한 제품 플로우로 인해 포장 라인의 효율성이 증가하기 때문에 재현 가능하며 균일한 혼합물은 공정 후반에 긍정적인 영향을 미칩니다.


대량 배치 시의 정밀성 및 비용 우위

건강 기능 식품의 생산에 사용되는 혼합기는 혼합물이 달성해야 하는 균질성에 있어 요구 사항이 특히 높습니다.

이러한 혼합 품질 요구 사항을 만족시키기 위해서는 소위 정밀 혼합기만 사용할 수 있습니다. 정밀 혼합기는 고정된 혼합 공간과 움직이는 혼합 장치로 구성되어 있습니다. 무작위로 혼합되도록 하기 위해 각 구성 요소들이 공간을 제어하며 혼합물을 퍼뜨려야 합니다. 이러한 방식을 통해 실제 더 이상 개선할 수 없을 정도의 이상적인 혼합 품질이 기술적으로 이루어집니다. 더 나아가 혼합기는 건강 기능 식품 생산 시 빠르게 작동해야 하지만, 원료의 입자 형태 및 크기를 변경시켜서는 안 됩니다. 이러한 요구 사항은 해당 혼합 시스템의 범위를 크게 제한시키기 때문에 수직 구조가 특히 적합한 것으로 입증되었습니다.

이런 구조(박스 참조)의 혼합 효과가 가진 뛰어난 효율성은 정제 압축 시 추가 처리를 위해 고결 방지용 이형제를 아주 적은 양만 혼합해야 할 때 분명히 알 수 있습니다. 보통 이러한 물질들은 특히나 가볍고 덩어리가 생기기 쉬워 고르게 분배하기 매우 어렵습니다. 실제로 압력이나 전단 응력에 노출되는 즉시 아주 쉽게 고결 방지 효과를 잃게 됩니다. 극소량이면서도 효과를 온전히 유지하며 이상적으로 분배하는 것은 amixon 혼합기가 가진 특별한 능력이며 대량 배치 시에도 그 능력이 확실하게 발휘됩니다.

대량 배치는 건강 기능 식품 제조업체에 많은 장점을 가져다줍니다. 개별 구성 요소들을 준비하고 측정하는 데 드는 경비가 크게 줄어듭니다. 혼합 시간이 끝난 후에 샘플을 채취하여 측정하는 것으로 충분합니다. 대량 배치는 이런 방식으로 수천 유로를 절감할 수 있습니다.

HM 7000

그림에 표시된 정밀 혼합기는 7m³의 혼합물까지 배치를 통하여 혼합할 수 있습니다. 채움 단계가 800L 또는 2,000L이든 7,000L의 공칭량을 사용하든 관계없이, 더 이상 개선할 수 없을 정도의 이상적인 무작위 혼합에 성공합니다.

Alexander Voitl 씨는 혼합기의 요구 사항 리스트에 다음과 같은 중요하면서도 다른 측면을 제시합니다. “몇몇 성분들은 매우 민감하기 때문에 낮은 온도에서 혼합하는 것이 매우 중요합니다.”

Amixon은 대량 배치를 포함한 많은 사용 분야에서 에너지 투입을 항상 최소로 한다는 사실을 증명할 수 있었습니다. 제품에 열 발생이 일어나지 않고 눈에 띌 만큼 큰 먼지가 발생하지도 않습니다.

후자는 완제품의 뛰어난 용해성과 분산성을 기대하는 소비자들에게 특히 중요합니다. 고성능 포장 기계가 봉지 및 봉투를 채울 때도 큰 역할을 합니다.

혼합 과정 중 혼합물의 온도가 올라가지 않는다는 사실은 전세계적인 유통 과정에 있어서 건강 기능 식품의 보관성에 필수적입니다. 혼합물이 따뜻한 상태에서 포장되면 덩어리가 생기고 미세 응축 현상으로 인해 뜻하지 않게 변색될 수 있습니다.

따라서 제품의 안정성을 유지하는 것은 품질상의 이유로 제조업체에 굉장히 중요한 의미를 지닙니다. 예를 들어 Herbalife Nutrition에서는 담당팀이 건강 기능 식품에 있어 다양한 기후에서의 사용 및 운송 조건에 대해 제품의 안정성을 관리하고 있습니다. 신제품 제작 및 포장에 대한 적합성은 생산이 시작되기 전 특수 안정성 챔버 테스트를 통해 점검됩니다.

 

클리닝 기술이 유연성의 단계를 결정합니다

빈번한 레시피 변경 및 제약 생산에 대한 엄격한 가이드라인으로 인해 건강 기능 식품의 생산 시 혼합기를 단기간에 다시 사용할 수 있도록 쉽게 청소할 수 있어야 합니다.

Alexander Voitl 씨는 이에 대해 혼합기 선택 방법에 대한 새로운 시각을 제시합니다. “혼합기를 사용하기 전에 인증 및 검증 조치를 성공적이고 안전한 방법으로 통과해야 합니다. 공간을 절약할 수 있는 amixon의 수직 트윈 샤프트 혼합기는 이러한 테스트를 모두 통과했습니다.”

인증을 받음으로써 혼합기의 설치와 기능 모두 보장되었습니다. 검증을 위해서는 혼합 및 클리닝 과정이 지정된 사양에 일치하는지 점검해야 합니다. 혼합기가 이 인증을 통과하지 못할 경우, 가이드 라인에 따라 생산에 투입될 수 없습니다.

한 가지 예를 들면 정밀 혼합기의 웻 클리닝을 위해 회전하는 세척 헤드가 상단 및 측면에서 혼합 공간으로 가라앉습니다. 동시에 혼합 장치가 회전하고 제품과 접촉하는 모든 표면이 빠짐없이 물에 잠기도록 합니다. 세척수의 배출은 혼합기 바닥의 가장 낮은 지점에서 이루어집니다.

스테인리스 스틸 열용량은 물 열용량의 11%에 불과하기 때문에, 따뜻한 세척수로 클리닝할 때 혼합기가 매우 빠르게 가열됩니다. 따라서 장치가 신속하게 건조됩니다. 일반적으로 세척 활성 물질은 클리닝 시 생략할 수 있습니다.

매우 강렬한 색상 또는 향을 가공했을 경우에 한해 다단계 클리닝을 수행할 수도 있습니다. 프리웨팅, 거품칠 및 헹굼으로 이루어집니다. 액체가 아주 미세한 분말과 섞여 의도하지 않은 접착을 씻어내야 하는 경우에도 상황은 비슷합니다. 세척 및 건조를 제대로 수행할 시 한 시간이 소요됩니다.

몇몇 식품 가공 회사는 하나 또는 두 개의 세척 배치를 혼합해 드라이클리닝을 수행합니다. 이러한 세척 배치들은 후에 적합한 레시피로 다시 재활용할 수 있도록 그럴싸하게 포장됩니다.

이를 통해 건강 기능 식품의 개별 혼합물들이 얼마나 가치가 있을지 의심스럽습니다. 이것이 바로 혼합기의 또 다른 특징인 잔여물 비우기 단계가 제조 과정에서 중요한 이유입니다. Amixon의 수직 혼합기를 사용할 시 총 7,000L의 혼합물 중 0.007%에 해당하는 0.5L의 잔여물을 제외하고 모두 비워낼 수 있습니다.

이 0.007%가 의미하는 바는 무엇일까요? 혼합기가 배출하는 모든 그램 단위의 혼합물은 판매할 수 있으며 폐기물이 아닙니다. 혼합기에 남은 잔여물이 적으면 적을수록 클리닝 과정이 쉽고 빠르며 오염성은 낮아지고 배치의 신뢰성은 높아집니다.

좋은 공정 효율성을 위해 건강 기능 식품의 제조 비용에 궁극적으로 영향을 미치는 것은 이 작은 숫자입니다. 폐기할 제품의 양이 적어 준비 및 클리닝 시간이 명확하고 단축된다면, 건강 기능 식품 제조업체의 마진은 대체로 더 높아집니다.


배경 / 기타 정보

수직 혼합기는 어떤 원리로 작동하나요?

수직으로 장착된 두 개의 나선형 혼합 장치가 동일한 방향으로 회전하며, 회전 시 엔벨로프 표면에 의해 혼합 공간이 형성됩니다. 조제에 필요한 구성 요소들은 위에서 혼합 공간으로 붓거나 흡입됩니다. 약 50에서 60회 회전한 후 이상적인 혼합 품질을 얻을 수 있습니다. 혼합 장치의 회전 빈도에 따라 보통 혼합 시간은 약 2~5분 정도 소요됩니다. 그런 다음 사각지대 없이 닫히는 바닥 밸브가 열린 후 혼합물이 분리되지 않고 배출됩니다.

HM

이때 발생하는 추진력 흐름을 “삼차원 재배열”이라고 부릅니다. 혼합 장치는 둘레에 있는 제품을 위로 이동시킨 후 중력에 의해 혼합 장치의 샤프트를 따라 아래로 흘러가게 합니다. 이와 동시에 혼합 장치 암이 혼합물을 사방으로 퍼뜨립니다.

 


[1] 독일의 BLL AK NEM 건강 기능 식품: 2018년 전체 시장

[2]  2019년 독일 비타민 및 무기질 시장, Statista