KR0123073B1 - 생물계면활성제를 함유하는 화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연계로부터 순수 분리한 계면활성제 생산 균주, 아시네토박터 칼로아세티쿠스 CL(Acinetobacter calcoaceticus CL ; KCTC 0081BP)로부터 생산된 생물계면활성제를 화장료에 함유시킴으로써 제조된, 피부보습 및 유연효과가 탁월하고 피부안전성 및 제품으로서의 안정성이 뛰어난 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

생물계면활성제를 함유하는 화장료 조성물

본 발명은 미생물로부터 생산된 생물계면활성제를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자연계로부터 순수분리한 계면활성제 생산 미생물을 배양하여 배양액으로부터 염석, 투석 및 여과등의 분리과정을 거쳐 제조한 생물계면활성제를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것으로 피부 안전성, 보습효과, 유화력 등이 우수한 것을 특징으로 한다.

생물계면활성제란 생물 유래의 계면활성물질을 모두 포괄하는 용어이지만 흔히 미생물에 의해 생산되는 계면활성제를 말하는 것으로서 최근 계면활성제 시장의 증가와 함께 합성계면활성제의 독성 및 낮은 생분해로 인한 환경오염이 문제시 되면서 점차 관심이 높아져 그 연구 및 응용 가능성이 증대하고 있다. 이는 생물계면활성제가 종래의 합성계면활성제와 달리 높은 생분해성과 안전성을 가지고 있고 또한 합성계면활성제류에서는 볼 수 없는 구조상의 특징으로 인해 새로운 계면화학적 기능과 성능을 나타낼 수 있기 때문이다.

이와 더불어 최근에는 천연지향, 마일드화에 대한 소비성향이 증가함에 따라 발효기술을 이용한 화장품 원료들 즉, 알콜류(에탄올), 아미노산류(각종 아미노산), 유기산류(유산, 코우지산), 비타민류(비타민 B₂, B₁₂, C), 호르몬류(스테로이드 호르몬), 핵산류(DNA, RNA), 다당류(히알우론산, 덱스트란, 사이클로덱스트린), 그리고 효소류(아밀라아제, 리파아제)등이 사용되어지고 있다.

발효대사산물들이 이렇게 화장품에 이용되어지는 근본적인 원인은 화학합성물 보다 안전하다는 이미지 형성을 소비자에게 쉽게 심어줄 수 있다는 사실에 있다.

현재 생물계면활성제를 화장품 원료로 개발하여 실용화한 예는 일본의 가오 화장품 회사(KAO Corp.)의 경우 토룰롭시스속(Torulopsis sp.) 효모로부터 당지질계 계면활성제인 소포로리피드(sophorolipids) 및 그 유도체를 생산하여 생물유화제(Bioemulsifier) 및 피부 보습제로서 화장품에 실용화하고 있고 바실루스 폴리믹사(Bacillus polymyxa)라는 박테리아에 의해 생산되는 미생물 고분자(Biopolymer)도 화장품 및 샴푸의 유용성분으로 이용되고 있다고 보고되어 있다(미합중국 특허 제4,329,448호).

이 이외에도 미생물 유래의 생물계면활성제가 다수 개발되었는데 대부분 탄화수소 발효나 석유오염 제거 및 석유의 3차 회수등의 분야에 주로 이용되고 있고 화장품 분야에 응용된 예는 아직 그 수가 많지 않은데 그 이유는 생물계면활성제를 화장품 분야에 응용하기 위해서는 계면활성적 성능을 발휘함과 동시에 화학적으로 안정하고 다른 원료와의 상용성이 좋으며 피부와의 친화성이 우수해야 하는 등의 제 조건을 만족해야 하기 때문이다.

본 발명에 이용된 생물계면활성제 생산 미생물은 하수처리장의 활성오니 및 하천으로부터 채집된 미생물로부터 계면활성제 생산균주를 선별하여 순수분리한 것으로서 동정결과 아시네토박터 칼코아세티쿠스(Acinetobacter calcoaceticus)의 한 균주(strain)로 밝혀졌으며, 현재 유전자 은행에 아시네토박터 칼코아세티쿠스 CL이라는 이름으로 기탁되어 있다(기탁번호 KCTC 0081BP).

아시네토박터 칼코아세티쿠스는 슈도모나스(Pseudomonas sp.)나 토룰롭시스(Torulopsis sp.)등의 미생물과 함께 탄수화물과 지질이 복합된 당지질계 계면활성제를 생산하는 대표적인 생물계면활성제 생산균주로 알려져 있다. 구트니크(Gutnick) 등은 이시네토박터 칼코아세티쿠스의 한 균주인 RAG-1(ATCC 31012)이 에멀산이라는 세포의 당지질계 고분자를 생산함을 발견하였으며, 이 물질이 특히 유화활성 및 유성오염에 대한 세정력이 뛰어나고, 비듬, 건선, 습진 및 여드름과 같은 피부질환에도 효과적임을 제시한 바 있다(유럽 특허 제0242296호) .

일반적으로 충분한 영양, 적당한 휴식, 건강한 생활은 피부의 건강에도 밀접한 영향을 주지만 또한 여기에 화장품을 사용함으로써 피부의 기능을 유지시키기도 한다.

화장은 외부 환경의 해로운 영향을 막고 외피층이 건조하게 되지 않도록 하며 또한 외피층으로부터 스며들어 피부에 활성을 주기도 하는데 화장품은 그 목적에 따라 크게 두 분류로 나누어 설명될 수 있다. 즉, 기초 화장료는 피부를 건강하고 촉촉하게 유지시키는 기능이 있고, 색조 화장료는 세월의 흐름에 따라 염증으로 인한 자국, 여드름 자국, 벌어진 털구멍, 반점등 다양한 홈이 생긴 피부의 결점을 감추기 위해 사용되어진다.

현재 화장품에는 폴리옥시에틸렌과 솔비탄 등의 친수기 및 고급 알콜과 고급 지방산 등의 친유기와의 조합에 의해 만들어진 폴리옥시에틸렌 알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 솔비탄 지방산 에스테르 등의 비이온성 계면활성제가 쓰이고 있는데, 이들은 비교적 인체에 안전하나 일부 정상인 및 접촉성 피부염 환자에 대해 부작용 및 자극 작용을 나타내기도 한다(M. Mezei, J. Inv. Dermat., 64, 165(1975) 등).

따라서, 미생물 기원의 균체내, 균체외 산물에 관한 유효물질들의 연구개발과 그 부가가치산물의 이용은 날로 증가하리라 생각된다.

본 발명은 계면활성력이 우수함과 동시에 피부 보습작용을 나타내며 피부에도 안전한 고기능성 및 고안전성 생물계면활성제를 제조예 1에서와 같이 제조하여 화장료에 이용한 화장료 조성물에 관한 것으로서, 기초 및 색조화장료에 상기 생물계면활성제를 함유함으로서 피부 안전성, 보습효과, 유화력, 유연효과등이 우수하게 나타난 결과를 기초로 한다.

생물계면활성제를 함유함으로써 바람직한 성질을 나타내는 화장료 조성물로는 화장수, 영양유액, 크림, 팩, 파운데이션, 마스카라, 아이라이너등을 들 수 있으며, 이들 화장료 조성물의 수분보유 능, 피부자극성, 제품경시안정성에 대해서 실험한 결과들을 종합해 볼때 생물계면활성제를 함유한 화장료 조성물들은 이를 함유하지 않은 조성물들에 비해 피부보습, 유연효과가 뛰어날 뿐 아니라 피부에 안전하면서도 제품의 안정성 면에서 아무런 문제가 없음을 알 수 있다.

생물계면활성제의 사용함량은 0.01 내지 10.0중량%를 사용하였는데 0.01중량% 이하 사용시는 그 효과가 미미하며, 10.0중량% 이상 사용시는 제품의 안정성이 나쁘고 그 효과 또한 그다지 증가하지 않기 때문이다.

본 발명에 사용된 생물계면활성제를 계면활성제 생산 미생물로부터 제조하는 방법 및 상기 화장료 조성물의 각각의 바람직한 조성비 및 각 조성물의 효과에 대한 실험결과는 하기 제조예 및 실시예, 실험 예들을 통해서 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[제조예 1]

생물계면활성제의 생산 및 제조

중랑천 하수처리장의 활성오니와 팔당 및 탄천의 하천수로부터 채집된 미생물중 탄화수소 이용 가능성 및 배양액의 표면장력 저하능과 유화능을 나타내는 미생물을 계면활성제 생산균주로 순수 분리하여 자동 동정기기인 바이텍 시스템을 통해 균주 동정을 한 결과 아시네토박터 칼코아세티쿠스의 한 균주인을 밝혀내었다.

생물계면활성제의 생산을 위해 에탄올을 탄소원, 요소를 질소원으로 한 인산염 완충용액 배지에 위 균주를 접종한 다음 5L 회분식 배양기내에서 배양온도 30℃로 2일간의 배양을 실시한다. 배양이 끝난 다음에는 배양액에 에틸렌다이아민테트라아세테이트(EDTA)를 첨가하여 65℃의 온도에서 강한 교반을 한 다음 실온까지 냉각시키고 원심분리하여 침전물은 버리고 상등액을 취한다. 이 상등액에 암모늄 설페이트를 첨가하여 상등액 속에 녹아있는 계면활성제를 염석(salting out)시키고 침전으로 분리된 계면활성제를 원심분리하여 회수한 다음 투석(dialysis)과정을 통해 불순물을 제거한다. 보다 순도를 높일 수 있는 정제방법으로는 한외 여과(ultra filtration)를 실시할 수 있다. 최종적으로 동결건조(Iyophilization)과정을 거쳐 파우더 상태의 생물계면활성제를 제조한다. 이와같이 제조된 생물계면활성제는 본 출원인의 대한민국 특허출원 제93-20796호(특허공고번호 97-6157호, 공고일자 : 1997. 4. 24)에 기재된 바와 동일한 특성을 갖는다.

[실시예 1 내지 2 및 비교예 1]

통상적인 화장수의 조성 및 제조예 1에서 제조한 생물계면활성제를 첨가한 조성을 표 1에 나타내었다. 제조방법은 다음과 같다. 정제수에 글리세린, 프로필렌글리콜, 자외선차단제 및 생물계면활성제를 가하여 실온에서 용해시킨다. 한편 에탄올에 올레일알콜, 폴리옥시에틸렌솔비탄모노라우린산에스테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 방부제 및 향료를 가해서 실온에서 용해시키고 이를 전술한 정제수부에 가하여 가용화시킨다. 염료로 조색한 후 여과하여 제품화한다.

[실시예 3 내지 4 및 비교예 2]

통상적인 영양유액 조성물 및 제조예 1에서 제조한 생물계면활성제를 첨가한 조성을 표 2에 나타내었다. 제조방법은 다음과 같다. 정제수에 프로필렌글리콜과 생물계면활성제를 가하여 가열혼합한 다음 에탄올을 넣어 70℃로 한다. 미리 조제한 카르복시비닐폴리머 수용액과 알칼리를 나머지 다른 친유성 성분과 흔합 가열하여 70℃가 되도록 한다. 이 유상부분을 가해서 균일하게 혼합한 후 알칼리를 가해서 중화시키고 호모게나이저(homogenizer)에 의해 균일하게 유화시킨 다음 열교환기에 의해 30℃까지 냉각시켜 제조한다.

[실시예 5 내지 6 및 비교에 3]

통상적인 크림의 조성과 제조예 1에서 제조한 생물계면활성제를 첨가한 조성을 표 3에 나타내었다. 제조방법은 다음과 같다. 정제수에 프로필렌글리콜과 생물계면활성제를 혼합, 가열하여 70℃로 한다. 나머지 성분들을 혼합해서 가열용해시켜 70℃로 하고 이를 수상부에 가해서 예비 유화시키고 호모게나이저로 균일하게 유화시킨 다음 열 교환기에 의해 실온까지 냉가시킨다.

[실시예 7 내지 8 및 비교예 4]

통상적인 페이스트상 콕의 조성과 제조예 1에서 제조한 생물계면활성제를 첨가한 조성을 표 4에 나타내었다. 제조방법은 다음과 같다. 정제수에 솔비트와 생물계면황성제를 혼합하고 여기에 산화티탄과 카올린, 산화비닐수지에멀션을 첨가한 다음 일부의 에탄올로 습윤시킨 폴리비닐알콜을 가하여 70℃로 가열, 용해시킨다. 다음은 남은 알콜에 향료, 방부제를 가해서 혼합하고 최종적으로 올리브유를 철가해서 냉각시켜 제품을 만든다.

[실시예 9 내지 10 및 비교예 5 내지 6]

표 5는 통상적인 파운데이션류의 조성 및 생물계면활성제를 첨가한 조성을 나타낸 것이다. 제조방법으로는 수상을 65℃에서 가열 용해한 다음 안료베이스를 첨가하여 분산시킨후 75 내지 80℃로 가열하고, 여기에 유상을 75 내지 80℃로 가열 용해한 베이스를 첨가하여 유화시킨후 탈포화 냉각과정에서 향과 방부제를 분산시켜 제조한다.

[실시예 11 내지 12 및 비교예 7 내지 8]

표 6은 통상적인 마스카라의 조성 및 생물계면활성제를 첨가한 조성을 나타낸 것이다. 제조방법으로는 80℃로 가열용해한 수상과 유상을 유화시켜 냉각시킨후 안료, 폴리비닐알콜, 방부제를 투입하여 제조한다.

[실시예 13 내지 14 및 비교예 9 내지 10]

표 7은 통상적인 아이라이너의 조성 및 생물계면활성제를 첨가한 조성을 나타낸 것이다. 제조방법으로는 안료베이스를 80℃로 가열용해한 수상베이스에 투입한 후 80℃로 가열한 유상베이스를 넣고 10분동안 유화시킨다. 실온까지 냉각시킨후 다이토졸 5000SJ와 방부제를 첨가하여 제조한다.

(실험예 1)

수분보유능 측정 시험

온도 25℃, 상대습도 60%로 유지된 항온항습실에서 성인남여 20명을 대상으로 수분보유능을 측정한다. 측정방법은 먼저 피시험자를 30분 이상 항온항습실에서 휴식을 시킨후 하박부 안쪽 가로 4cmx 세로 4cm 면적에 각 처방 제품을 도포하기 전과 도포후 시간에 따른 수분보유능을 피부 수분보유능 측정장치(Skin Surface Hygrometer, IBS Inc., Model Skikon-200, Japan)를 이용하여 측정한다. 결과는 표 8과 같다.

(실험 예 2)

피부 1차 자극성 시험

건강한 성인남녀 50명을 대상으로 하박부 안쪽에 각 시료의 일정량(약 0.2그람)을 첨포 시험용 핀 챔버에 묻혀 48시간 첩포한후 핀 챔버를 제거하고 3시간 경과후 피부 변화상태를 육안 판정하며 그 결과를 표 9에 나타내었다.

* 판정기준 : - : 홍반이나 특이한 현상없음

+- : 주위보다 약간 붉어짐

+ : 주위보다 현저히 붉어짐

++ : 주위보다 심하게 붉어지고 부풀음

(실험 예 3)

경시안정성 시험

상기 제조예 1에서 제조한 생물계면활성제를 함유하는 실시예에 대한 경시안정성을 알아보기 위하여 제품을 각각 400그람씩 제조하여 투명 유리용기에 담아서 실온(25℃), 고온(45℃), 저온(0℃) 및 냉동-해동실(Freeze-Thaw Chamber)(45 내지 -10℃, 24시간 주기)에 보관하고 관찰한 결과를 표 10에 나타내었다.

* 판정기준 : ◎-매우 안정함 ○-안정함 △-약간 불안함 ×-일부 분리됨

Claims (8)

1. 아시네코박터 칼코아세티쿠스 CL(Acinetobacter calcoacticus CL : KCTC 0081BP)을 배양하여 배양핵으로부터 제조한 생물계면활성제를 0.01내지 10.0중량% 함유함을 특징으로 하는 화장료 조성물.
2. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 화장수인 조성물.
3. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 영양유액인 조성물.
4. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 크림인 조성물.
5. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 팩인 조성물.
6. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 파운데이션인 조성물.
7. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 마스카라인 조성물.
8. 제1항에 있어서, 화장료 조성물이 아이라이너인 조성물.