KR100488798B1

KR100488798B1 - 안정화된 ｌ-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중에멀젼의 제조 방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물

Info

Publication number: KR100488798B1
Application number: KR10-2002-0034900A
Authority: KR
Inventors: 이종석; 김진웅; 김중수; 한상훈; 김한곤; 장이섭; 강학희; 이옥섭
Original assignee: 주식회사 태평양
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2005-05-12
Also published as: KR20030097504A

Abstract

본 발명은 겔화제 및 이온차폐제를 이용하여 L-아스코르빌산을 안정화시키는 방법, 상기의 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하는 방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 상기 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼의 제조방법은 내수상에 겔화제 및 이온차폐제를 첨가하고, 수산화나트륨으로 pH를 중성으로 조절하여 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유 에멀젼을 제조하는 단계; 및 상기 수-유 에멀젼을 친수성 계면활성제로 재 유화하여 안정한 수-유-수 다중 에멀젼을 수득하는 단계를 포함한다.

Description

안정화된 Ｌ-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼의 제조 방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물{Water-in-oil-in-water multiple emulsions containing stabilized L-ascorbic acid and the process for preparing the same, and the cosmetic composition thereof}

본 발명은 겔화제 및 이온차폐제를 이용하여 L-아스코르빌산을 안정화시키는 방법, 상기의 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하는 방법 및 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 수상에 겔화제를 도입하여 물 활성도를 저하시키고 염을 도입하여 이온차폐 효과를 유도하여 L-아스코빌산을 안정화시키며, 또한, 수상을 소수화시켜 오일상에 대한 분산 안전성을 극대화시키고 2차 유화과정을 통하여 매우 안정한 L-아스코빌산을 함유한 수-유-수 다중 에멀젼 시스템을 제조하는 방법과 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부는 인체의 일차 방어막으로서 체내의 제기관을 온도, 습도 변화, 자외선, 공해물질 등 외부환경의 자극으로부터 보호해 주는 기능을 가지고 있다. 그러나, 나이가 들어감에 따라 내적으로는 신진대사를 조절하는 각종 호르몬의 분비가 감소하며 면역 세포의 기능과 세포들의 활성이 저하되고, 외적으로는 오존층 파괴로 인하여 태양 광선에 자외선 함량이 증가하게 되고 환경오염이 더욱 심화됨에 따라 자유 유리기, 활성 유해 산소 등이 증가함으로써 과도한 물리적ㆍ화학적 자극, 스트레스 등이 피부의 정상기능을 저하시키고, 멜라닌 침착에 의한 기미, 주근깨 등이 생성되며 피부의 노화현상을 촉진하여 피부를 손상시키게 된다. 이러한 현상을 방지하고 보다 건강하고 아름다운 피부를 유지하기 위하여, 종래 각종 동물, 식물, 미생물 등으로부터 얻은 생리 활성 물질들을 화장품에 부가하여 사용함으로써 피부의 고유기능을 유지시키고 피부세포를 활성화시켜 피부노화 및 멜라닌의 침착을 효과적으로 억제하기 위한 노력이 있어 왔다.

상기의 노력과 관련하여 L-아스코빌산은 콜라겐 합성을 유도하고 외부 유해 환경 인자로부터 피부조직을 강화하며 색소 침착을 감소시키고, 자유 유리기를 제거함으로써 미백, 주름개선, 피부탄력강화, 항산화 등 피부에 다양한 생리작용을 부여하여 화장품 및 피부과 제제로 널리 활용되고 있다. 그러나, L-아스코빌산은 빛, 산화제, 금속이온, pH 및 열에 매우 민감하여 상기의 환경인자에 의하여 그 안정도가 많은 영향을 받는다 [Diao, M.L., Seib P.A., Food Chem., 30, 313, (1988), Deasy P.B. Microencapsulation and related drug process, New York, Maecel Dekker Inc., 1984]. 또한, 수용액상에서 쉽게 산화되어 그 활성을 잃어버리는데, 특히 상기 언급한 환경인자의 존재 하에서 그 산화 과정이 더욱 급속하게 진행하여 2,3-디케토-L-굴로닉산 뿐만 아니라 많은 분해 부산물을 형성하게 된다 [Tsao C.S., Young M., Med. Sci. Res, 24, 473, (1996)]. 그러므로, L-아스코빌산은 우수한 효능에도 불구하고 수용액상에서의 낮은 안정도 때문에 실제적인 응용에 많은 제한이 있었던 바, 수용액상에서 그 안정도를 향상시키고자 하는 연구가 다양하게 진행되었다.

그 구체적인 예로, 지금까지 진행되어온 안정화 방법으로는 저농도 L-아스코빌산을 사용하는 방법, 시클로덱스트린(cyclodextrin) 등의 다공성 폴리머에 함유시켜 안정화하거나, L-아스코빌산에 다른 화합물을 결합시켜 유도체를 형성함으로써 안정화하는 방법, 과립형 또는 분체형으로 만드는 L-아스코빌산의 캡슐화 방법들이 연구되어 졌다 [M. Galesso, F. Galiano, Cosmet. Toilet. Ed. IT., 2, 58, (1993), R. Austria, A. Bettero, J. Pharm. And Biomed. Anal., 15, 795, (1997)]. 그러나, 상기에서 언급한 바와 같이 다양한 환경 인자들에 의해 장기간 L-아스코빌산의 초기 안정성을 유지하는 것은 매우 어려웠다.

이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위해 L-아스코빌산을 안정화시킬 수 있는 방법을 연구한 결과, 수상에서 L-아스코빌산의 분자 변형을 근본적으로 차단하기 위하여 겔화제를 이용한 고정화 기술과 염을 도입하여 이온차폐 효과로 수상에서의 L-아스코빌산을 안정화시킬 수 있는 방법을 발견하였다. 또한, 상기 수상에서 안정화된 L-아스코빌산을 이용하고 자사가 국내외 특허로 출원한 동수 역학적 이중 안정화(hydrodynamic dual stabilization: HDS, 대한민국특허출원 제 200085163호, 미국특허출원 제 09878714호, 일본특허출원 제 2001-174182호) 기술을 도입하여 더욱 안정화된 L-아스코빌산이 함유된 수-유-수 다중에멀젼을 제조할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 수상에서 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기의 수-유-수 다중 에멀젼을 함유하는 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 내수상 겔화제 및 이온차폐제에 의해 안정화된 L-아스코빌산을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 내수상에 겔화제 및 이온차폐제를 첨가하고, 수산화나트륨으로 pH를 중성으로 조절하여 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유 에멀젼을 수득하는 단계; 및 상기의 수-유 에멀젼을 친수성 계면활성제로 재 유화하여 안정한 수-유-수 다중 에멀젼을 수득하는 단계를 포함하는 상기의 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중에멀젼을 제조하는 방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 상기 제조된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중에멀젼을 함유하는 화장료 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

일반적으로 L-아스코빌산은 수상에서 30중량% 이상의 높은 용해력을 나타내는데, 이는 L-아스코빌산 분자를 구성하는 하이드록시기의 이온화에 의하여 자체가 높은 극성을 지니고 있기 때문이다. 상기의 이온화는 L-아스코빌산 수용액의 pH를 낮추는 주원인이기도 하므로, 수소이온 해리를 막음으로써 L-아스코빌산 안정화시키려는 시도를 하였다. 따라서, 본 발명에서는 두 가지 접근법을 이용하였다. 첫째, 해리를 유도하는 물 분자의 활성도를 저하시키기 위하여 내수상을 겔화시키는 방법. 둘째, 수상에서 수소이온 종의 해리를 근본적으로 차단하기 위하여 과량의 염을 도입하여 이온차폐현상을 유도하는 방법이다.

본 발명에서 사용되는 순수 L-아스코빌산은 상업적으로 이용 가능한 모든 종을 포함하며, 특히 본 발명에서는 Shinyo Pure Chemical사제의 제품을 사용하였다.

1) 수상에서 L-아스코빌산의 안정화 방법

본 발명에서 사용되는 겔화제는 실온에서 겔상으로 존재하는 모든 수용성 고분자로서, 아가(agar), 알긴네이트(alginate), 아라비아고무(arabic), 카라기닌 (carrageenan), 퍼셀라란(furcellaran), 젤라틴 (gelatin), 가티(ghatti), 구아 (guar), 카라야(karaya), 라취(larch), 로커스트빈(locust bean), 펙틴(pectin), 스타치(starch), 트래거캔스 고무(tragacanth) 및 그의 유도체, 미생물 발효 합성법에 의하여 제조된 덱스트란(dextran), 크산탄검(xanthan gum) 및 그의 유도체, 및 라디칼 또는 개환중합법에 의하여 제조된 비닐고분자, 아크릴고분자, 폴리올 및 그의 유도체를 사용할 수 있다. 상기 겔화제의 함량은 수용액 총 중량에 대하여 0.01~30중량%이다. 이는 0.01중량% 이하의 농도에서는 겔이 형성되지 않고, 30중량%를 초과하는 농도에서는 겔화가 너무 진행되어 공정을 진행하기가 어렵기 때문이다.

한편, 상기의 이온차폐효과는 수상에 염을 도입하여 유도할 수 있으며, L-아스코빌산이 상기의 염과 함께 수상에 용해되었을 경우, 염의 반대이온이 L-아스코빌산의 하이드록시기 주위에 이온-이온 상호작용에 의하여 높은 농도로 존재하게 된다. 따라서, 상기의 조건에서는 하이드록시기의 수소이온의 탈착이 어려워 해리를 막을 수 있다. 상기의 이온차폐 효과를 위해 도입되는 염으로는 NaCl, Na₃PO₄ 등을 포함하는 모든 1가 염, CaCl₂, CuCl₂, MgSO₄등의 모든 2가 염, 또는 염 구조를 지니는 모든 다가염 유도체 및 이들의 혼합물을 포함하는 모든 화합물이 가능하다. 적용되는 염의 함량은 이온세기에 의존하나, 조성물 총 중량에 대하여 0.001~10중량%가 적절하다. 이는 0.001중량%이하의 농도에서는 이온차폐효과를 기대할 수 없고, 10중량% 이상의 농도에서는 염이 응집체 역할을 하여 L-아스코빌산이 응집될 수 있기 때문이다.

한편, L-아스코빌산을 용해시키고 수산화나트륨을 당량비로 적하시켜 주상의 pH를 중성으로 맞추어 L-아스코빌산을 안정화시킨다.

2) 안정화된 수-유-수 다중 에멀젼의 제조

겔화을 통한 내수상 고정화 기술과 염을 이용한 이온차폐 효과가 적용된 L-아스코빌산 수용액은 동수 역학적 이중 안정화 기술을 도입한 수-유-수 다중 에멀젼 시스템의 제조에 적용된다.

먼저, 상기 안정화된 L-아스코빌산 함유 수용액을 소수성 계면활성제 함유 오일과 함께 균일하게 혼합시킨 후, 교반기를 이용하여 강한 전단력 하에서 교반시켜 수-유 에멀젼을 제조한다. 본 발명에서 적용하는 소수성 계면활성제는 현재 상용되고 있는 HLB 값 1∼7 범위 내의 모든 계면활성제를 포함한다. 상기 조건 하에서 제조된 수-유 에멀젼은 친수성 계면활성제가 녹아있는 수상에서 낮은 기계적 전단력을 가하여 재 유화함으로서 결과적으로 수-유-수 다중 에멀젼을 얻을 수 있다. 이때, 사용되는 친수성 계면활성제는 전체 중량을 기준으로 0.01∼10중량%가 적절하고, 현재 사용되고 있는 HLB 값 8∼20 범위에 포함되는 모든 비이온성 계면활성제 및 HLB 값이 20 이상인 이온성 계면활성제를 포함한다. 또한, 혼합 계면활성제 조성도 상기의 범주 안에 포함된다.

3) 화장료

상기의 안정화된 L-아스코빌산 함유 수-유-수 다중에멀젼을 함유하는 화장료는 유연화장수, 영양화장수, 마사지크림, 영양크림, 팩, 젤, 에센스, 립스틱, 메이컵 베이스, 파운데이션, 로션, 연고, 겔, 크림, 패취 및 분무제의 제형을 포함한다.

이하 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀 더 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예에만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1] L-아스코빌산의 안정화 및 다중 에멀젼의 제조

안정화된 L-아스코빌산을 함유한 수-유-수 다중 에멀젼은 1차 에멀젼을 제조한 후, 상기의 1차 에멀젼을 다시 수상에 넣어 2차 유화를 하여 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하였다. 본 발명의 실시예 1은 하기 표 1의 성분으로 하기의 과정에 따라 제조하였다.

1-1. 수상에서 L-아스코빌산의 안정화

하기 표 1-a에 나타낸 바와 같이, 정제수에 조성물 총 중량에 대하여 0.3중량%의 아가를 넣어 90℃의 온도에서 완전히 용해시킨 후, 상기의 아가 함유 수용액에 우레아 및 하이드록시프로필-베타-사이클로덱스트린(일본식품화공사제)을 첨가하여 소수화 시킨다. 상기의 과정은 동수역학적 이중 안정화 기술에 언급된 조성을 그대로 따른 것이다. 한편, 염에 의한 이온 차폐 효과를 위해 MgSO₄를 0.75중량% 넣은 후, 조성물 총 중량에 대하여 7중량%의 L-아스코빌산을 첨가하여 완전히 용해시켰다.

그 후, L-아스코빌산의 용해를 확인한 후, 수산화나트륨을 당량비로 서서히 적하시켜 수상의 pH를 중성으로 맞추어 준다(혼합물 A).

1-2. 1차 에멀젼의 제조

한편, 소수성 계면활성제, 피이지-30 디폴리하이드록시스테아레이트 (PEG-30 dipolyhydroxystearate)[제품명 :Arlacel P135 (ICI사제, 영국)]가 조성물 총 중량에 대하여 2.5중량%가 녹아있는 액상파라핀 및 오일상을 70∼75℃의 온도에서 서서히 교반하며 완전히 녹인다(혼합물 B).

그 후, 상기의 두 혼합물 A 및 B를 기계식 교반기를 이용하여 7000∼8000rpm에서 5분간 혼합한 후, 50∼60℃의 온도로 냉각하여 수-유 에멀젼을 얻는다.

1-3. 2차 에멀젼 제조

하기 표 1-b에 나타낸 바와 같이, 상기에서 제조된 수-유 에멀젼을 조성물 총 중량에 대하여 0.75중량%의 폴록사머 407(poloxamer 407)[제품명:Synperonic PE/F 127(ICI사제)]이 녹아 있는 수상에 기계식 교반기를 이용하여 50∼60℃의 온도에서 4000 rpm의 속도로 교반하며 서서히 첨가한다. 이때, 1차 에멀젼의 농도는 50중량%로 고정한다. 첨가가 끝난 후, 1% 수용액의 크산탄검(xanthan gum)[제품명: Keltrol-F(Kelco社, 미국)]을 10중량%를 첨가하여 제조된 수-유-수 다중 에멀젼을 안정화시키고 상온까지 서서히 냉각시킨다.

성 분		실시예 1(단위: 중량%)
1차 W/O 에 멀 젼	액상 파라핀	18
	PEG-30 디폴리하이드록시스테아레이트	2.5
	스쿠알란	5.0
	방부제, 항산화제	적량
	하이드록시프로필-베타-시클로덱스트린	1.0
	우레아	0.5
	마그네슘설페이트	0.75
	아가(agar)	0.3
	수산화나트륨	적량
	순수 L-아스코빌산	7.0
	정제수	To 100

성 분		실시예 1(단위: 중량%)
2차 W/O/W 에멀젼	폴록사머407	0.75
	글리세린	3.0
	부틸렌글라이콜	5.0
	크산탄검(1% 수용액)	10.0
	1차 에멀젼	50.0
	방부제	적량
	정제수	To 100

[실시예 2~5]

L-아스코빌산의 함량을 1중량%(실시예 2), 2.5중량%(실시예 3), 3.5중량%(실시예 4) 및 5중량%(실시예 5)로 변화시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 1]

3.5중량%의 L-아스코빌산을 수상에 도입하고 아가 및 MgSO₄를 사용하지 않는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수-유-수 다중 에멀젼의 비교예 1을 제조하였다.

[비교예 2] L-아스코빌산을 함유한 유-수 제형 제조

상기 실시예 1과 안정화를 비교하기 위해 L-아스코빌산의 유-수 유화 제형을 하기 표 2의 조성으로 제조하였다. 먼저, 유상을 70℃에서 완전용해 시킨 후, 수상을 용해하고 L-아스코빌산 3.5중량%를 첨가하고 교반하여 완전히 용해하였다. 그 후, 수산화나트륨을 당량비로 서서히 적하시켜 수상의 pH를 중성으로 맞춘 후, 유상을 첨가하여 7000rpm에서 5분간 유화시켜 유-수 제형을 제조하였다. 제형의 점도는 Brookfield(LVDVII+)를 이용하여 12rpm에서 2분간 측정하였으며, 점도는 약 2,000cps였다.

성 분	비교예 2(함량:중량%)
스테아린산	2.0
세틸알코올	2.0
라놀린 알코올	2.0
액상파라핀	7.0
시클로메치콘	5.0
폴리옥시에틸렌 모노올레익산 에스테르	2.0
방부제, 항산화제	적량
글리세린	3.0
프로필렌글리콜	5.0
트리에틸아민	1.0
순수 L-아스코빌산	3.5
소디윰폴리아크릴레이트	0.15
정제수	To 100

[비교예 3] L-아스코빌산을 함유한 수-유 제형 제조

상기 실시에 1과 안정화를 비교하기 위해 L-아스코빌산의 수-유 유화 제형을 하기 표 3에 따라 제조하였다. 수상을 완전용해시키고 L-아스코빌산 3.5중량%를 첨가하여 교반하여 완전히 용해한 후, 수산화나트륨을 당량비로 서서히 적하시켜 수상의 pH를 중성으로 맞추었다. 다음, 유상을 70℃에서 완전히 용해한 후, 수상을 첨가한 후 7000rpm에서 5분간 유화시켜 수-유 제형을 제조하였다. 제형의 점도는 Brookfield(LVDVII+)를 이용하여 12rpm에서 2분간 측정하였으며, 제형의 점도는 30000cps였다.

성 분	비교예 3(함량:중량%)
마이크로크리스탈라인왁스	3.0
액상 파라핀	7.0
실리콘 오일	6.0
시클로펜타실리콘	6.0
방부제	적량
세틸디메티콘코폴리올	2.0
순수 L-아스코빌산	3.5
부틸렌글리콜	5.0
정제수	To 100

[시험예 1] 다중 에멀젼의 현미경 사진의 분석

상기 실시예 1에서 제조된 다중 에멀젼의 평균 액적 크기와 모폴로지는 광학현미경(Optical Microscope) 사진 결과를 이용하여 측정하였고, 조성물 총 중량에 대하여 3.5중량%의 L-아스코빌산을 함유하는 다중 에멀젼 광학현미경 사진을 도 1에 도시하였다.

하기 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 다중 에멀젼은 모두 수-유-수의 두 계면을 이루는 다중 구조를 지니고 있으며, 모노리틱(monolithic) 형태의 모폴로지를 지니고 있다. 또한, 수용성 활성물질이 과량 도입되더라도, 모폴로지와 평균 액적 크기가 전혀 변하지 않음을 확인할 수 있다. 이는 수용성 활성물질이 내수상에 안정하게 위치하였을 뿐만 아니라, 제조과정에서 에멀젼 안정성 저하를 전혀 초래하지 않음을 나타내는 것이다. 한편, 본 발명의 다중 에멀젼의 액적 크기는 2∼20㎛ 범위에서 비교적 균일하였다.

[시험예 2] L-아스코빌산의 함량 분석

상기 실시예 1~5의 L-아스코빌산 함유 수-유-수 다중 에멀젼에서 L-아스코빌산의 수득율을 확인하기 위하여, 다중에멀젼 제조 직후 일정량을 취하여 액상크로마토그래피를 이용하여 다중 에멀젼내의 L-아스코빌산 수득율을 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타내었으며, 상기 L-아스코빌산의 수득율은 이론적 함량에 대한 실제 분석 함량을 백분율로 나타낸 수치이다.

L-아스코빌산 농도(중량%)	L-아스코빌산 수득율(%)
1.0	100
2.5	100
3.5	100
5.0	100

상기 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제조된 L-아스코빌산 함유 수-유-수 다중 에멀젼은 L-아스코빌산의 농도에 상관없이 100%의 수득율을 보였다. 이와 같은 결과는 겔화 과정에 의하여 형성된 내수상이 고점도의 겔상으로 존재하기 때문에 2차 유화 과정에서 내수상이 외수상으로의 유출이 없기 때문이다.

[시험예 3] L-아스코빌산의 농도에 따른 안정성 실험

상기 실시예 1~5의 L-아스코빌산 농도에 따라 제조된 L-아스코빌산이 함유된 수-유-수 다중 에멀젼내의 L-아스코빌산의 안정도를 확인하기 위해 제조된 시료를 실온 및 40℃ 오븐에 각각 보관한 후 일정기간 뒤 시료를 취하여 액상크로마토그라피를 이용하여 잔여 L-아스코빌산의 양을 측정하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다.

제형	보관온도	초기농도 유지율(%)
제형	보관온도	1주 후	2주 후	4주 후	8주 후	16주 후	25주 후
L-아스코빌산 1%	실온	100	100	100	100	100	100
L-아스코빌산 1%	40℃	100	100	100	100	100	100
L-아스코빌산 2.5%	실온	100	100	100	100	100	100
L-아스코빌산 2.5%	40℃	100	100	100	100	100	100
L-아스코빌산 3.5%	실온	100	100	100	100	100	100
L-아스코빌산 3.5%	40℃	100	100	100	100	99	99
L-아스코빌산 5%	실온	100	100	100	100	100	100
L-아스코빌산 5%	40℃	100	100	100	100	99	98

상기 표 5에서 알 수 있는 바와 같이, L-아스코빌산의 농도에 관계없이 안정한 수-유-수 다중에멀젼을 제조할 수 있었으며, 염을 통한 이온차폐 효과와 겔화를 통한 내수상 고정화 기술을 이용하여 1, 2.5, 3.5, 5 중량% L-아스코빌산을 실온과 40도에서 6개월간 변색, 변취 없이 100% 초기 농도를 유지하는 L-아스코빌산 안정화 시스템을 완성할 수 있었다.

[시험예 4] 수-유-수 다중에멀젼 내의 L-아스코빌산 안정성 실험

상기 실시예 1 및 비교예 1~3에서 제조된 수-유-수 다중 에멀젼에서의 L-아스코빌산의 안정성을 확인하기 위해, 실온 및 40℃ 오븐에서 각각 보관 한 후 일정기간 뒤 시료을 취하여 액상크로마토그래피를 이용하여 잔여 L-아스코빌산의 양을 6개월간 측정하였다. 그 결과를 표 6에 나타내었다.

제형	보관온도	초기농도 유지율(%)
제형	보관온도	1주 후	2주 후	4주 후	8주 후	16주 후	25주 후
실시예 1	실온	100	100	100	100	100	100
실시예 1	40℃	100	100	100	100	99	99
비교예 1	실온	100	100	100	83	67	39
비교예 1	40℃	100	100	100	78	55	20
비교예 2	실온	80	55	15	7	0	0
비교예 2	40℃	51	15	6	0	0	0
비교예 3	실온	92	78	61	38	0	0
비교예 3	40℃	86	63	47	9	0	0

상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 비교예 2의 유-수 에멀젼 또는 비교예 3의 수-유 에멀젼 제형과 같은 일반적인 제형에서는 L-아스코빌산의 급격한 변성으로 인해 초기 농도를 유지 할 수 없으며, 변취와 갈변 현상이 심한 것을 관찰 할 수 있었다. 그러나, 본 발명의 제조 방법인 실시예 1에서 제조된 제형에서는 실온 및 40℃에서 6개월간 L-아스코빌산의 초기 농도를 100% 유지하고 변색과 변취가 없음을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 수-유-수 다중에멀젼 시스템에 내수상 겔화와 이온차폐 효과를 적용하여 L-아스코빌산의 안정화를 완성할 수 있었다.

[시험예 5] 수상에서 L-아스코빌산의 안정화 비교

겔화에 의한 L-아스코빌산의 안정화 효과를 확인하기 위해 아가의 함량을 0, 0.1, 0.3, 0.5 및 1.0중량%로 변화시키면서 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하였다. 우선, 아가를 내수상에 넣어 90℃의 온도에서 완전히 용해 시킨 후, 아가 함유 수용액을 50℃로 냉각시키고 상기의 아가 함유 수용액에 3.5중량%의 L-아스코빌산을 첨가하여 용해시켰다. 다음, 수산화나트륨을 당량비로 서서히 적하시켜 수상의 pH를 중성으로 맞추어 수-유 에멀젼을 제조하였다. 이때, 아가의 겔화 온도가 40℃ 전후이기 때문에 온도 유지에 주의해야 하며, MgSO₄의 함량은 0.75중량%로 고정하였다. 수-유 에멀젼을 제조한 후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하였다.

상기에서 아가 함량에 따라 각각 제조된 제형을 실온 및 40℃ 오븐에서 각각 보관한 후, 일정기간 뒤 시료를 취하여 액상크로마토그래피를 이용하여 잔여 L-아스코빌산의 양을 6개월간 측정하여 겔화에 의한 L-아스코빌산의 안정화 효과를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

제형	보관온도	초기농도 유지율(%)
제형	보관온도	1주 후	2주 후	4주 후	8주 후	16주 후	25주 후
아가 0%	실온	100	100	100	99	91	79
아가 0%	40℃	100	100	97	88	71	59
아가 0.1%	실온	100	100	100	100	95	85
아가 0.1%	40℃	100	100	99	91	74	61
아가 0.3%	실온	100	100	100	100	100	100
아가 0.3%	40℃	100	100	100	100	99	99
아가 0.5%	실온	100	100	100	100	100	100
아가 0.5%	40℃	100	100	100	100	99	99
아가 1.0%	실온	100	100	100	100	100	100
아가 1.0%	40℃	100	100	100	100	99	99

상기 표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 아가 겔화제를 통한 L-아스코빌산의 안정화는 0.3중량% 이상에서 동일하게 L-아스코빌산의 초기 농도를 6개월간 유지함을 확인할 수 있었다. 그러나, 겔화제를 사용하지 않은 경우와 0.1중량% 사용한 경우에서는 4주 경과 후부터 L-아스코빌산의 잔여 농도가 저하됨을 확인할 수 있었으며, 따라서 아가에 의한 겔화로 내수상의 물의 활동도를 낮추어 수용액상에서의 L-아스코빌산의 안정도를 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.

[시험예 6] 이온차폐 효과 비교

이온차폐 효과에 의한 L-아스코빌산의 안정화 효과를 확인하기 위해 MgSO₄의 양을 0, 0.1, 0.3, 0.5 및 1 중량%로 변화시키면서 수상에 넣어 수-유 에멀젼을 제조하였다. 이때, 아가의 함량은 0.3중량%로 고정하고 90℃의 온도에서 완전 용해시킨 후, 다시 아가 함유 수용액을 적당히 냉각하여 3.5 중량%의 L-아스코빌산을 첨가하여 용해시켰다. 다음, 수산화나트륨을 당량비로 서서히 적하시켜 수상의 pH를 중성으로 맞추어 수-유 에멀젼을 제조하였다. 다음, 수-유 에멀젼을 제조한 후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하였다.

상기에서 MgSO₄ 염의 함량에 따라 각각 제조된 제형을 실온 및 40℃ 오븐에서 각각 보관한 후, 일정기간 뒤 시료를 취하여 액상크로마토그래피를 이용하여 잔여 L-아스코빌산의 양을 6개월간 측정하여, 이온차폐에 의한 L-아스코빌산의 안정화 효과를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

제형	보관온도	초기농도 유지율(%)
제형	보관온도	1주 후	2주 후	4주 후	8주 후	16주 후	25주 후
MgSO₄ 0%	실온	100	100	97	89	76	49
MgSO₄ 0%	40℃	100	100	95	80	64	37
MgSO₄0.1%	실온	100	100	99	90	83	69
MgSO₄0.1%	40℃	100	100	94	81	67	53
MgSO₄ 0.3%	실온	100	100	100	100	100	100
MgSO₄ 0.3%	40℃	100	100	100	100	99	99
MgSO₄ 0.5%	실온	100	100	100	100	100	100
MgSO₄ 0.5%	40℃	100	100	100	100	99	99
MgSO₄ 1.0%	실온	100	100	100	100	100	100
MgSO₄ 1.0%	40℃	100	100	100	100	99	99

상기 표 8에서 알 수 있는 바와 같이, 이온차폐 효과 역시 0.3중량% 이상에서 동일하게 L-아스코빌산의 초기 농도를 6개월간 100%로 유지하는 것으로 나타내었으며, 변색이나 변취 현상은 관찰 할 수 없었다. 한편, 0.1중량%인 경우나 MgSO₄가 없는 경우는 아가 겔화 효과에서와 마찬가지로 L-아스코빌산의 안정도가 많이 저하됨을 확인하였다. 이는 본 발명이 제안한 이온차폐제가 L-아스코빌산 분자 구조 내 하이드록시기의 해리를 막아 L-아스코빌산을 안정화한다는 것을 의미하는 것이다. 또한, 겔화제를 전혀 첨가하지 않고 이온차폐제만 첨가한 경우가 이온차폐제를 넣지 않고 겔화제만을 넣은 것보다 L-아스코빌산의 안정도가 더 저하된다는 점에서 볼 때, L-아스코빌산의 안정화에는 이온차폐제가 보다 더 큰 역할을 하는 것을 확인 할 수 있었다.

[시험예 7] pH 효과 비교

pH에 의한 L-아스코빌산의 안정화 영향을 확인하기 위해, pH를 2, 4 및 7로 변화시켜 제형을 제조하였다. pH 2 및 4의 경우는 락틱애씨드(α-hydroxy acid, AHA)를 이용하여 pH를 2와 4로 조정하여 수-유 에멀젼을 제조하였으며, pH 7은 수산화나트륨을 당량비로 서서히 적하시켜 수상의 pH를 중성으로 조정하여 수-유 에멀젼을 제조하였다. 이때, 아가 함량은 0.3중량%, MgSO₄의 함량은 0.75중량%로 고정한다. 수-유 에멀젼을 제조한 후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수-유-수 다중 에멀젼을 제조하였다.

상기에서 pH에 따라 각각 제조된 제형을 실온 및 40℃ 오븐에서 각각 보관한 후, 일정기간 뒤 시료를 취하여 액상크로마토그래피를 이용하여 잔여 L-아스코빌산의 양을 6개월간 측정하여, pH에 의한 L-아스코빌산의 안정화 효과를 확인하였다. 그 결과를 하기 표 9 및 도 2에 나타내었다.

제형	보관온도	초기농도 유지율(%)
제형	보관온도	1주 후	2주 후	4주 후	8주 후	16주 후	25주 후
pH 2	실온	100	100	97	85	71	56
pH 2	40℃	100	95	83	52	27	0
pH 4	실온	100	100	99	88	74	68
pH 4	40℃	100	100	91	84	55	14
pH 7	실온	100	100	100	100	100	100
pH 7	40℃	100	100	100	100	99	99

상기 표 9 및 하기 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, L-아스코빌산은 수용액의 pH에 큰 영향을 받아 수용액의 pH가 중성인 경우 6개월간 100%의 L-아스코빌산의 초기농도를 유지한 반면, pH가 낮을수록 변색, 변취가 심하고 L-아스코빌산의 초기 농도 유지율이 매우 낮아졌다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 겔화제에 의한 내수상 고정화와 염을 이용한 이온차폐효과에 의해 수-유-수 다중에멀젼 시스템에서 L-아스코빌산을 안정화하였다. 따라서, 본 발명에서 제안하는 겔화제에 의한 내수상 고정화기술과 이온차폐기술을 이용한 수-유-수 다중에멀젼 방법을 통하여 수용액 상태에서도 매우 우수한 안정성을 보이기 때문에, 향후 많은 분야에서 효과적으로 응용될 것으로 기대된다. 특히, 화장품 및 제약산업에서 피부주름 개선, 미백 및 노화방지 등의 효능에 탁월한 L-아스코빌산의 응용성은 무한하다고 볼 수 있다. 본 발명에서 제안하는 L-아스코빌산 안정화 시스템의 적용분야는 단지 화장품 분야에 제한되는 것은 아니다. 본 발명은 식품 및 의약, 건강 등 다양한 분야에서 L-아스코빌산의 안정화에 효과적으로 적용될 것으로 기대된다.

도 1은 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중에멀젼의 광학 현미경 사진이다.

도 2는 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중에멀젼의 pH에 따른(a: pH=7, b: pH=2 , 40도, 6개월) 변색 사진이다.

Claims

수상에서 L-아스코빌산을 안정화시키는 방법에 있어서,

수상을 겔화시키고, 수상에 염을 도입시켜 이온차폐 시키는 것을 특징으로 하는 수상에서 L-아스코빌산의 안정화 방법.
내수상에 겔화제 및 이온차폐제를 첨가하고, 수산화나트륨으로 pH를 중성으로 조절하여 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유 에멀젼을 제조하는 단계; 및

상기 수-유 에멀젼을 친수성 계면활성제로 재 유화하여 수-유-수 다중에멀젼을 제조하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 L-아스코빌산의 안정화방법.
제 2항에 있어서, 상기 겔화제는 실온에서 겔상으로 존재하는 수용성 고분자로서, 아가(agar), 알긴네이트(alginate), 아라비아고무(arabic), 카라기닌 (carrageenan), 퍼셀라란(furcellaran), 젤라틴 (gelatin), 가티(ghatti), 구아 (guar), 카라야(karaya), 라취(larch), 로커스트빈(locust bean), 펙틴(pectin), 스타치(starch), 트래거캔스 고무(tragacanth) 및 그의 유도체, 미생물 발효 합성법에 의하여 제조된 덱스트란(dextran), 크산탄검(xanthan gum) 및 그의 유도체, 및 라디칼 또는 개환중합법에 의하여 제조된 비닐고분자, 아크릴고분자, 폴리올 및 그의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 L-아스코빌산의 안정화방법.
제 2항에 있어서, 상기의 이온차폐제는 NaCl, Na₃PO₄을 포함하는 모든 1가 염, CaCl₂, CuCl₂, MgSO₄을 포함하는 모든 2가 염, 또는 염 구조를 지니는 모든 다가염 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 L-아스코빌산의 안정화방법.
제 2항에 있어서, 상기 친수성 계면활성제는 HLB 값 8∼20 범위에 포함되는 비이온성 계면활성제, HLB 값이 20 이상인 이온성 계면활성제, 및 이들의 혼합 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 L-아스코빌산의 안정화방법.
제 2항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 의한 방법에 의하여 제조된 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼.
제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 L-아스코빌산 함유 수-유-수 다중에멀젼을 함유하는 화장료 조성물.
제 7항에 있어서, 상기 화장료가 유연화장수, 영양화장수, 마사지크림, 영양크림, 팩, 젤, 에센스, 립스틱, 메이컵 베이스, 파운데이션, 로션, 연고, 겔, 크림, 패취 또는 분무제의 제형인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
내수상의 겔화 또는 이온차폐효과에 의하여 안정화된 L-아스코빌산을 함유하는 수-유-수 다중 에멀젼.