KR101220494B1

KR101220494B1 - 맥문동 종자 추출물을 포함하는 미백용 화장료 조성물

Info

Publication number: KR101220494B1
Application number: KR1020100098816A
Authority: KR
Inventors: 정명근; 임정대; 황영선
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2013-01-10
Also published as: KR20120037202A

Abstract

본 발명은 맥문동 종자 추출물을 포함하는 미백 화장료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 맥문동 종자 추출물 및 이로부터 분리된 색소가 항산화활성 및 티로시나아제 저해 활성을 나타냄을 확인한 것이다.
본 발명에 의하면 맥문동 종자 추출물을 포함하는 미백 화장료 조성물을 제공할 수 있다.

Description

맥문동 종자 추출물을 포함하는 미백용 화장료 조성물{Cosmetic Composition for Skin Whitening Comprising Liriope Seed Extracts}

본 발명은 맥문동 종자 추출물을 포함하는 미백용 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부는 우리 인체 내에서 외부 환경과 가장 밀접하게 접하고 있는 신체 기관으로, 인체 내부를 보호하는 생화학적이고 물리적인 기능을 가지고 있는 아주 중요한 기관이다. 피부는 표피(epidermis), 진피(dermis), 피하지방(hypodermis)으로 크게 나눌 수 있다.

피부는 여러 가지 중요한 기능을 가지고 있다. 그 중에서도 대표적인 것은 태양광의 자외선으로부터 신체를 보호하기 위하여 정상적으로 멜라닌(melanin)을 생성하는 기능이다.

상기 멜라닌은 적갈색(pheomelanin) 또는 흑갈색(eumelanin)의 고분자화합물로서 주로 흑색이나 갈색을 나타내는 유멜라닌(eumelanin)과 노란색이나 붉은색을 나타내는 페오멜라닌(pheomelanin)이 있으며, 멜라노사이트 내 멜라닌소체(melanosome)라는 소기관에서 합성된다. 합성된 멜라닌색소는 멜라닌세포의 수지상돌기를 통하여 인접세포인 각질세포로 전달되며, 전달된 멜라닌색소는 각질세포를 통하여 피부 내 여러 부위에 분포하게 된다.

멜라닌 생성과정은 다음과 같다. 즉, 멜라노사이트 내의 멜라닌소체에서 티로시나아제(tyrosinase)라는 효소에 의해 티로신이 도파(DOPA)를 거쳐 도파퀴논(DOPA quinone)으로 전환되고, 도파퀴논으로부터 자동 산화반응과 효소반응으로 도파크롬(DOPA chrome)을 거쳐 공중합체인 멜라닌이 생성된다.

이러한 멜라닌은 햇빛 자외선(UV)의 빛 에너지를 흡수하여 UV에 의한 손상으로부터 진피 이하의 피부기관을 보호하는 역할을 하며, 피부 생체 내에 생겨난 유해산소 및 유리기(free radical) 등을 잡아주는 등 외부 유해인자로부터 피부를 보호해주는 유용한 역할을 수행한다.

이러한 멜라닌이 비정상적으로 적게 생산되면 백반증과 같은 피부병변이 유발되고, 반대로 일광, 호르몬 변화, 염증 또는 약제 등 여러 가지 환경적 요인에 의해 멜라닌이 과도하게 합성되거나 각화작용이 원활히 이루어지지 않을 경우에는 피부에 손상을 줄 뿐만 아니라 색소가 침착되면 기미, 주근깨를 형성하며, 이와 같은 병변으로부터 나아가 피부암의 원인이 되기도 한다. 그러므로 이러한 색소 침착 현상을 방지하기 위해서는 멜라닌 생성 과정의 일부분을 저해하여 멜라닌의 생성을 감소시켜야 한다.

식물체는 일반적으로 UV의 노출로부터 식물체 조직을 보호하기 위하여 많은 양의 페놀산(phenolic acids), 페닐 프로파노이드(phenyl propanoids), 간단한 플라보노이드(flavonoids) 등의 폴리페놀 화합물(polyphenolic compounds)을 포함하고 있다. 따라서 이러한 폴리페놀 화합물을 활성성분으로 하는 다양한 미백기능성 화장품의 개발이 진행 중에 있다.

현재 미백제로 가장 많이 사용되는 알부틴(arbutin)은 티로신(L-tyrosine)과 경쟁적으로 작용하는 저해제이며, 코지산(kojic acid)은 티로시나아제 활성 부위의 구리를 킬레이팅하여 티로신에서 DOPA로, 그리고 DOPA에서 DOPA 퀴논으로 진행되는 과정을 저해한다.

이들 미백 물질들 외에 천연물, 특히 식물 중에서 미백 활성 성분을 찾기 위한 연구도 계속 이루어져 왔는데, 천연물로부터 분리 보고된 미백성분으로는 닥나무뿌리에서 분리한 카지놀 F(kazinol F)[5-(3-(2,4-dihydroxy-phenyl)propyl) -3,4-bis (3-methyl-2-butenyl)-1,2-benzenediol], 속수자에서 분리한 수크로스 펜타이소 발레이트[sucrose 3,4,6,2',6-pentaiso-valerate], 알로에에서 분리한 알로에신(aloesin), 상지에서 분리한 서브틸리신(subtilisin), 속수자에서 분리한 디아세틸 벤졸라티롤(5,15-diacetyl 3-benzollathyrol), 백출에서 분리한 셀리나 디엔 온(selina-4(14), 7(11)-dien-8-one), 천궁에서 분리한 센큐놀라이드 A (senkyunolide A) 등이 있다.

카지놀 F는 버섯 티로시나아제(mushroom tyrosinase)에 대한 IC₅₀이 0.396 ㎍/mL로 매우 높은 미백활성을 갖는 성분이며, 수크로스 펜타이조 발레이트는 50 ㎍/mL에서 멜라닌 생성 저해율이 85%로 보고되었다. 그러나 이들은 단일성분으로 순수분리가 매우 어렵고, 성분의 합성이 어렵기 때문에 단일성분으로 이용된 예는 없으며, 주로 활성이 높은 추출분획을 정제하여 제품에 이용하고 있다.

한편, 티로시나아제에 작용하여 멜라닌 생성을 억제하는 활성소재로 상백피(일본공개특허 소 55-44375호, 소 64-26507호, 소 64-83009호, 평 1-25687호 및 평 5-139950호, 및 대한민국 공개특허 제92-002109호 및 제97-021273호), 감초(일본공개특허 소 60-214721호, 소 60-214728호, 소 63-23809호, 소 64-63506호 및 평 1-149706호, 및 대한민국 공개특허 제92-002109호 및 제97-025601호), 작약(일본공개특허 소 61-246109호 및 대한민국 공개특허 제92-002111호), 계피(일본공개특허 소 63-30403호 및 평 5-139954호), 고삼(일본공개특허 소 64-26507호 및 대한민국 공개특허 제92-002110호), 갈근(일본공개특허 소 60-214727호 및 소 64-16709호), 당귀(일본공개특허 소 56-92211호 및 평 4-26610호), 목단피(일본공개특허 소 60-214721호, 소 61-50915호 및 소 61-246109호), 반하(일본공개특허 평 2-207028호 및 대한민국 공개특허 제 96-033442호), 알로에(일본공개특허 소52-44375호, 평 2-207030호 및 평 5-139950호) 등 다수의 식물 추출물 및 생약재 추출물이 특허화되었다.

그러나 상기한 결과들 역시 안전성, 변색 가능성 등의 측면에서 화장품이나 의약품에 유효 농도 이상으로 사용하는 데는 많은 문제점이 있으며, 아직 뛰어난 효과를 나타내지도 못하고 있는 실정이다. 따라서 천연에서 유래되는 효능이 뛰어난 미백제가 절실히 요구되고 있다.

한편, 맥문동(Liriope platyphylla Wang et Tang)은 음지 습한 곳에서 잘 자라고, 7월에 보라색의 꽃이 피어 10월에는 검은색 열매를 맺는 백합과에 속하는 다년생 초본식물로서, 맥문동의 근연식물로는 소엽맥문동(Ophiopogon japonicus), 개맥문동(Liriope spicata) 등이 있다. 맥문동의 효능으로 혈당강하작용, 항염증작용, IgM 항체 생산억제 작용, 항부정맥효과, 부탄올 분획의 항암작용, 백혈구 감소증 길항체로의 작용 등이 있는 것이 보고되었다.

이와 같이 다양한 약리 효능이 알려진 맥문동은 맥문동의 괴근 팽대부를 의미하는 것으로 이를 캐서 껍질을 벗기고 말린 것을 일반적으로 맥문동이라 하여 사용하여 왔다.

즉, 현재까지는 상기와 같이 맥문동의 괴근을 제외한 맥문동의 다른 부분에 대한 연구는 이루어지지 않고 있으며, 맥문동의 열매에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 옛 문헌에도 맥문동 열매에 대한 것은 언급이 없고 그 성분 연구도 이루어진 바가 없을 뿐 아니라 약용이나 식용으로서의 가능성도 거의 알려진 바 없다. 또한 맥문동 재배 농가에서도 분주법으로 재배를 하므로 열매는 현재 이용하지 않고 있는 실정이다.

그러나, 최근 맥문동 종자의 추출물에 대한 생리활성 연구가 이루어져, 맥문동 열수 추출물 단회투여에 의한 급성독성은 유발되지 않으며, 사염화탄소(CCl₄)로 유도된 쥐의 간 손상에 대한 보호효과가 있다는 사실이 보고되었다. 이러한 생리활성을 나타내는 물질을 탐색하던 중 맥문동 종자에 함유된 여러 종류의 안토시아닌(anthocyanin)에 관심을 가지게 되어 델피니딘 3-글루코사이드(delphinidin 3-glucoside), 델피니딘 3-루티노사이드(delphinidin 3-rutinoside), 페츄니딘 3-루티노사이드(petunidin 3-rutinoside), 그리고 말비딘 3-루티노사이드(malvidin 3-rutinoside) 등 네 가지의 안토시아닌을 분리 보고하였다. 이는 맥문동 종자에서는 처음으로 분리되었지만 기지물질이다.

안토시아닌은 플라보노이드 계열에 속하는 페놀성 화합물로서 식물에 널리 함유되어 있는 수용성의 색소이며, 과실과 채소 등에서 많이 발견된다. 특히 식물 종자의 종피에 함유된 검은색 색소의 대부분이 고농도로 집적된 안토시아닌에 의한 것이다. 꽃, 과실, 그리고 기타 여러 식물 조직에서 발현되는 대부분의 적색, 보라색, 청색과 같은 식물색소의 주성분인 안토시아닌은 식품 산업에서 천연착색제로써 응용이 되고 있으며, 생리활성에 대한 연구도 많이 이루어져, 항염증, 항산화, 아폽토시스(apoptosis) 유도에 의한 항암효과 등이 보고되었다.

본 발명의 발명자들은 미백 활성을 가지는 천연물을 검토하던 중 맥문동 종자 추출물이 티로시나아제에 대하여 저해활성을 나타냄을 확인하고, 이를 피부 미백 소재로 활용할 수 있음을 알게 되어 본 발명은 완성하였다.

따라서, 본 발명은 맥문동 종자 추출물을 새로운 피부 미백 소재로 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명은, 맥문동 종자 추출물을 포함하는 피부 미백용 화장료 조성물을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 일례로서 본 발명은, 맥문동 종자 추출물로부터 분리된 것으로, 다음 화학식 1 로 표시되는 안토시아닌계 색소를 유효성분으로 함유하는 피부 미백용 화장료 조성물을 특징으로 한다.

상기 화학식 1에서, R₁은 OH 또는 OCH₃이고, R₂는 H, OH 또는 OCH이며, R₃는 O-베타-글루코사이드(O-β-glucoside) 또는 O-베타-루티노사이드(O-β-rutinoside) 이고, R₄는 OH 이다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 맥문동 종자 추출물을 얻고, 이로부터 적색 색소를 추출하고 분리하는 방법은 다음과 같다.

먼저, 맥문동 종자를 상온(30℃ 이하)에서 건조하고, 필요에 따라 분쇄하여 건조 분말을 만들고, 이를 물, 알콜 또는 알콜 수용액에 침지하여 상온에서 추출한 후 여과하여 불용물을 제거한 맥문동 종자 추출물을 얻는다. 이때, 상기 맥문동 종자 추출물은 건조한 맥문동 종자 또는 맥문동 종자의 건조 분말을 상온에서 물, 알콜 또는 알콜 수용액에 첨가하여 24시간 내지 72시간 동안 침지하는 과정을 2 내지 4회 반복 수행하여 추출하는 과정으로 이루어지며, 침지 온도는 상온으로서 구체적으로 30℃ 이하의 상온에서 이루어지도록 한다. 침지 온도가 30℃를 초과하여 높을 경우에는 맥문동 종자 추출물의 수득량은 높아질 수 있으나 맥문동 종자 추출물에 함유된 활성성분인 안토시아닌 화합물의 구조적 안정성을 보장할 수 없다.

상기 알콜은 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜을 사용할 수 있으며, 침지에 사용되는 알콜 수용액의 알콜 농도는 20 내지 80 % 범위가 되는 것이 좋다. 바람직하기로는 여기에 산을 첨가하는 것이 더욱 좋다.

상기 산으로는 염산이나 유기산을 사용할 수 있으며, 이들의 산성 정도에 따라 첨가량을 조절할 수 있으며, 사용되는 산 함유 알콜 혹은 알콜 수용액의 pH가 안토시아닌 화합물의 추출에 적합하도록 한다. 이를 위해 염산을 사용할 경우 농도는 0.1 내지 1%가 바람직하며, 유기산을 사용할 경우에는 1 내지 10%가 바람직하다. 유기산으로는 개미산, 초산, 능금산, 호박산 및 구연산 중에서 선택된 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있다.

침지 시간이 짧을 경우에는 맥문동 종자 추출물 중 안토시아닌계 화합물의 완전한 추출이 어렵고, 침지 시간이 길거나 반복 횟수가 4회를 초과할 경우에는 효율성이 저하되는 경향이 있다.

상기 맥문동 종자 추출물은 용매를 제거하고 농축시킨 후 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 안토시아닌계 색소 분획을 얻고 각 분획을 농축 건고하여 재용해한 다음 분취 HPLC를 사용하여 순수 분리한다.

얻어진 안토시아닌 화합물의 구조는 NMR, MS 등의 다양한 분광분석법으로 동정하였으며, 그 결과 상기 화학식 1과 같은 구조를 가지는 안토시아닌계 적색 색소를 얻었다.

상기와 같이 맥문동 종자 추출물은 DPPH 소거 활성 측정 결과 항산화 활성을 가짐을 확인하였다.

또한, 한방생약의 미백효능 검증을 위한 in vitro계 효능시험으로는 in vitro 티로시나아제 저해분석(tyrosinase inhibition assay)과 in vitro DOPA 산화 저해분석(oxidation inhibition assay)이 가장 많이 사용되고 있다. 티로시나아제는 구리를 포함하는 폴리페놀 옥시다아제로서 미생물과 동물, 식물조직에 존재하여 멜라닌 합성과 색소 생성에 기여하는 모노페놀의 수산화(hydroxylation)를 촉매하는 효소이다. 티로시나아제는 인체 내의 멜라닌 생합성 경로에서 가장 중요한 초기 속도결정단계에 관여하는 효소로서 많은 미백성분이 이 효소를 억제하는 작용기전을 가지고 있다. 상기 시험은 시험관내에서 티로시나아제 효소의 활성을 저해하는 정도를 평가하는 방법이다. 또한 DOPA 산화 분석은 멜라닌 합성과정의 속도결정 단계를 촉매하는 티로시나아제의 DOPA 산화반응에 대한 활성저해를 측정하여 미백 성분의 효과를 평가하는 것이다 .

이에 따라, 맥문동 종자 추출물에 대한 in vitro 티로시나아제 저해분석과 in vitro DOPA 산화 저해분석 및 B16 멜라노마 세포에 의한 티로시나아제 저해 활성 및 멜라닌 생성 저해능을 가짐을 확인하였으며, 섬유아세포와 B16 멜라노마 세포를 사용한 MTT 분석결과 세포 독성을 유발하지 않으며, 피부 자극 시험결과 홍반이나 부종을 유발하지 않음을 확인하였으므로, 이를 유효성분으로 함유하는 피부 미백용 조성물로서 이용할 수 있다.

한편, 상기 맥문동 종자 추출물 또는 화학식 1의 안토시아닌계 적색 색소는 전체 화장료 조성물 중 0.01 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 5.0 중량% 범위로 포함될 수 있으며, 상기 화장료는 화장품을 비롯하여 세정제, 미용액 등의 다양한 제형으로 제조하여 사용될 수 있다.

이를 위한 화장품 제형은 스킨, 로션, 크림, 에센스, 영양수, 화장수, 패취, 팩, 색조 화장품 등 이들 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 세정제 제형은 비누, 클렌징, 전신 세정제, 세안제 및 미용액 등 이들 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 수용성 비타민, 지용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 기타 엑기스 등 당 분야에서 통상적으로 사용될 수 있는 것으로 화장품, 세정제 및 미용액 등에 포함할 수 있다.

수용성 비타민으로는 구체적으로 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 피리독신, 염산피리독신, 비타민 B12, 판토텐산, 니코틴산, 니코틴산 아미드, 엽산, 비타민 C, 비오틴 등 또는 그의 염이나 유도체 등이 바람직하다. 지용성 비타민으로는 구체적으로 비타민 A, 카로틴, 비타민 D2 , 비타민 D3 , 비타민 E(d1-α-토코페롤, d-α-토코페롤, d-δ-토코페롤) 등을 들 수 있으며, 그들의 유도체(팔미틴산 아스코르빈, 스테아르산 아스코르빈, 디팔미틴산 아스코르빈, 아세트산dl-α-토코페롤, 니코틴산dl-α-토코페롤, 비타민 E, DL-판토테닐알코올, D-판토테닐알코올, 판토테닐에틸에테르 등) 등이 바람직하다. 고분자 펩티드로서는 구체적으로 콜라겐, 가수 분해 콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 가수 분해 엘라스틴, 케라틴 등이 바람직하다. 고분자 다당으로는 구체적으로 히드록시에틸셀룰로오스, 크산틴검, 히알루론산나트륨, 콘드로이틴 황산 또는 그 염(나트륨염 등) 등이 바람직하다. 스핑고 지질로는 구체적으로 세라미드, 피트스핑고신, 스핑고당지질 등이 바람직하다. 기타 엑기스로는 구체적으로 갈조 엑기스, 홍조 엑기스, 녹조 엑기스 등의 해초 엑기스나 이들의 해초 엑기스로부터 정제된 카라기난, 아르긴산, 아르긴산 나트륨, 아르긴산 칼륨 등이 바람직하다.

본 발명의 화장료에는 상기 성분과 더불어 필요에 따라 통상 화장료에 배합되는 다른 성분을 배합해도 되는 것으로, 구체적으로 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다.

상기 성분들 외에, 화장료로 사용가능한 성분을 포함할 수 있으며, 이들의 함량은 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 조절 가능하며, 바람직하기로는 화장료 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량%, 더욱 바람직하기로는 0.01 내지 3 중량% 범위로 사용될 수 있다.

본 발명은 맥문동 종자 추출물 또는 맥문동 종자 추출물로부터 분리한 화학식 1의 화합물을 포함하는 미백용 화장료 첨가물을 제공한다. 상기의 화장료 첨가물은 기존의 화장품 및 세안제재 등의 생산 공정 과정이나 완제품 상에서 첨가되어 사용되어 질 수 있으며, 피부 미백의 기능을 갖는다.

또한, 스킨제, 크림제, 로션제, 에센스제, 영양수제, 화장수제, 패취제, 마사지 팩제, 전신세정제, 비누제, 클렌징제, 세안제, 미용액 및 기타 관리용 제제에 사용가능하다.

본 발명은 맥문동 종자 추출물, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 안토시아닌계 적색 색소를 유효성분으로 함유하는 추출물이 DPPH 소거활성과 티로시나아제 저해 효과를 나타냄을 확인함으로써, 천연물인 맥문동 종자 추출물을 피부 미백용 화장료 조성물로서 이용할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 기존에는 활용되지 않던 맥문동의 종자를 원료물질로 함으로써 맥문동의 사용범위를 넓힐 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 맥문동 종자에서 분리된 안토시아닌의 새로운 활성을 찾아내고 이를 피부 미백을 위한 조성물로서 이용할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 맥문동 종자 추출물의 HPLC 크로마토그램이다.
도 2는 맥문동 종자 추출물 및 분리 색소의 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 그래프이다.
도 3은 맥문동 종자 추출물의 농도별 B16 멜라노마 세포에 대한 세포독성 결과를 나타내기 위한 그래프이다.
도 4는 맥문동 종자 추출물의 티로시나아제 저해활성을 측정한 결과로서, (a)는 맥문동 종자 추출물이 버섯 티로시나아제를 저해하는 활성을 측정한 것이고(in vitro), (b)는 B16 멜라노마 세포를 이용한 티로시나아제 저해활성을 측정한 것이다(in situ).
도 5는 맥문동 종자 추출물이 세포수준에서의 멜라닌 생성 억제효과를 나타낸 그래프이다.
도 6 및 7은 맥문동 종자 추출물의 농도별 멜라닌 생성 억제결과를 나타낸 사진과 그래프이다.
도 8은 맥문동 종자 추출물 및 분리 색소의 티로시나아제 저해 활성(DOPA 자동 산화)을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 실시예 등에 의하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 맥문동 종자 함유 성분의 분리 및 구조 동정

(1) 색소의 추출 및 분리조건

맥문동 종자 100g을 1% HCl - 20% 에탄올이 함유된 용액 3L에 침지하여 4℃조건에서 48시간 동안 방치하여 추출하였다. 추출물은 Advantec Toyo No.2 여과지로 여과하였으며, 잔류물은 3회 반복 추출하였고, 추출물은 모두 합쳐 30℃ 감압농축장치(rotary evaporator)에서 농축하였다. 농축된 맥문동 종자 추출물은 -70℃ 조건에서 동결한 후, 동결 건조하여 시료로 사용하였다. 농축된 맥문동 종자 추출물은 250 × 9.4mm i.d. Zorbax SB-C18 컬럼(Agilent Technologies, Wilmington, DE)이 장착된 세미분취(semipreparative) HPLC를 이용하여 분획을 실시하였고, 이때 검출기의 파장은 520㎚로, 컬럼의 온도는 30℃로 제한하여 분획을 실시하였다.

세미분취 HPLC의 분획조건은 2가지 용매의 그래디언트 일루션(Gradient elution)으로 조절하였으며, 먼저 용매 A는 5% 포믹산(formic acid)을 함유한 초순수 증류수로, 그리고 용매 B는 5% 포믹산을 함유한 아세토니트릴(acetonitrile)로 하였다. 분획용매의 유속은 분당 3mL로 조절하였으며, 아래의 용매조건으로 분취를 실시하였다.

용매조건은 0-10분까지 10-18% B용매, 10-18분까지 18-28% B용매, 18-19분까지 28-40% B용매, 19-21분까지 40% B용매, 21-23분까지 40-10% B용매, 23-25분까지 10% B용매를 사용하였다.

분취 시 시료 주입량은 2mL로 조절하였고, 맥문동 종자의 추출물로부터 총 4종의 주요 안토시아닌을 분리하였다. 분리된 4종의 주요 안토시아닌의 상대순도는 150 × 4.6 mm i.d. TSK gel ODS-120T 컬럼(Supelco Inc, Bellefonte, PA)을 이용한 RP-HPLC를 사용하여 순도를 검정하였고, 모두 98%이상의 순도를 확인하였다.

RP-HPLC의 분석조건은 유속을 분당 0.7mL로 조절하였고 상기 기술된 세미분취 HPLC의 용매와 동일한 그래디언트 일루션 조건으로 분석을 실시하였다. 검출기는 포토다이오드 어레이 검출(photodiode array detection) 방식으로 파장을 200 내지 700㎚로 조절하였고, 시료 주입량은 20㎕로 조절하였다. 주입 시 분석용 시료는 0.45㎛ 여과막 필터(membrane filter)로 여과를 실시하였고, 분석용 컬럼의 보호를 위해 Nova-Pak C₁₈ 가드 인서트 컬럼(guard insert column)(Waters, Milford, MA)을 사용하여 분석을 실시하였다.

(2) 분석기기 및 조건

¹H-NMR(500 MHz)과 ¹³C NMR(125 MHz) 스펙트럼은 Varian Unity Plus 500 NMR을 사용하였으며, 내부표준물질로서 TMS를 함유한 0.5% DCl-CD₃OD를 용매로 측정하였다. FAB-MS의 측정은 기질(matrix)로서 NBA(m-NO₂-Benzyl-OH)를 사용하고, Jeol사의 JIMS 700 고해상도 질량분석기(High Resolution Mass Spectrometer)를 이용하여 분자량을 측정하였다. LC/ES-MS 분석은 Spectra system P-4000 HPLC 시스템에 Thermo Finnigan AQA single-quadrupole mass spectrometer를 결합하여 온-라인(on-line) 상태로 분자량을 측정하였다.

맥문동 종자에 함유된 안토시아닌 색소의 분취는 Spectra system P-4000 pump, Spectra system UV-1000 UV-Vis variable wavelength detector와 Hitachi D-2500 integrator로 구성된 semipreparative HPLC 시스템을 이용하였고, 분취용 시료의 주입은 2mL sample loop가 장착된 Rheodyne 7725i injector를 이용하였다.

순도 검정 및 분석용 HPLC 시스템은 G1315B Agilent diode array detector가 장착된 Agilent 1100 HPLC 시스템을 사용하였으며, HPLC 기기 및 데이터의 분석은 G2180AA Agilent ChemStation for LC 3D Spectral SW Module(version A.08.01)을 이용하였다.

(3) 분석결과

세미분취(semipreparative) HPLC를 이용하여 맥문동 종자에서 안토시아닌 색소를 분리한 결과 총 7가지의 안토시아닌이 분리되었다[도 1]. 상기 HPLC를 통하여 맥문동 종자 추출물에서 총 7가지의 색소 피크를 확인하였고, 분리된 7가지 색소성분의 UV-Vis 및 MS data와 화학구조식은 표 1에 나타내었으며, 그 중 함량이 높은 화합물 1, 2, 5, 7에 대해 구조 동정을 실시하였다.

Compound	HPLC retention(min)	UV-Vis.	MS〔M⁺〕	Chemical formular
1	17.8	278, 526	465, 303	C₂₁H₂₁O₁₂ ⁺
2	18.3	278, 530	611, 303, 465	C₂₇H₃₁O₁₆ ⁺
3	20.2	280, 527	449, 287	C₂₁H₂₁O₁₁ ⁺
4	20.4	278, 527	479, 317	C₂₂H₂₃O₁₂ ⁺
5	20.8	278, 529	625, 317, 479	C₂₈H₃₃O₁₆ ⁺
6	22.7	278, 531	493, 331	C₂₃H₂₅O₁₂ ⁺
7	23.6	282, 533	639, 331, 493	C₂₉H₃₅O₁₆ ⁺

1) 화합물 1의 구조 동정

화합물(compound) 1은 NMR, LC/ES-MS, FAB-MS, UV/Vis spectral data 분석 결과 델피니딘-3-글루코사이드임을 확인하였다.

δ 8.95(H-4)에서 1H singlet, δ 7.76(H-2', 6')에서 2H singlet, δ 6.65(H-6)와 6.87(H-8)에서 2H AX system이 보이는 화합물 1의 1차원 ¹H-NMR 스펙트럼에서 아로마성 구역(aromatic region)은 델피니딘 핵과 일치하였다.

¹³C spin echo Fourier transform NMR spectrum에서 δ 60-80 사이의 스펙트럼 영역은 한 개의 헥소스(hexose)와 일치하는 아노머 탄소(anomeric carbon)와 함께 다섯 개의 공명구조(resonance)를 가진다.

One bond hetero nuclear shift correlation NMR에서 나타난 ¹H와 ¹³C 시프트 수치(shift value)와 iterative spin simulation(PANIC)에 의해 밝혀진 당 고리 양성자(sugar ring proton)(7-10Hz)의 ¹H-¹H 짝지움 상수(coupling constant)는 베타-디-글루코피라노사이드(β-D-glucopyranoside)와 일치한다. 당의 결합 사이트(binding site)는 HMBC에서 아노머 양성자(anomeric proton)와 아글리콘 C-3사이의 long range correlation peak를 통해 아글리콘의 3번 위치임을 확인하였다. 또한 온-라인 HPLC에서 얻어진 화합물 1의 UV-Vis 스펙트럼은 526nm에서 흡수극대를 보이고 있으며 이는 델피니딘 핵을 가진 3-글리코사이드와 일치한다.

화합물 1의 LC/ES-MS와 FAB-MS spectrum에서는 m/z 465에서 델피니딘 헥소스와 일치하는 [M⁺]를 얻었고, m/z 303에서 델피니딘 아글리콘의 존재를 의미하는 베이스 피크를 얻었다.

화합물 1의 NMR 데이터는 델피니딘-3-글루코사이드의 문헌상의 값과 일치한다.

2) 화합물 2의 구조 동정

화합물(Compound) 2는 0.5% HCl-MeOH 용액에서 UV-Vis 측정 결과 λmax가 278과 530nm에서 나타났고, FAB-MS에서는 m/z 611에서 [M⁺]를 얻었다. 이는 델피니딘-3-글루코사이드(m/z 465), 델피니딘(m/z 303)과 일치하는 플레그먼트(fragment)를 가진 C₂₇H₃₁O₁₆ ⁺의 분자식을 나타낸다.

화합물 2의 아글리콘인 델피니딘의 양성자와 탄소 시그널(carbon signal)은 짝지움 상수와 화학적 시프트(chemical shift)에 관한 정보를 이용하여 나타내었다. 헥소스의 동정은 1차원 ¹H NMR 스펙트럼과 ¹H-¹H COSY로 행하였다.

당에 인접한 모든 짝지움 상수는 δ 5.32(d, J=7.8Hz)에 아노머 양성자를 포함한 7.8-9.5Hz에서 나타났다. 따라서 당은 베타-디-글루코피라노사이드(β-D-glucopyranoside)이다. 글루코실(δ 5.32) H-1"의 조사(irradiation)에 의해 핵의 H-4(δ 8.87)에서 강한 negative NOE가 관찰되었는데, 이것은 해당 당 잔기(sugar moiety)가 델피니딘의 3-OH에 연결되어 있다는 것을 나타낸다. 또한 글루코실(δ 4.06; 3.59)의 H-6와 람노실(rhamnosyl)(δ 4.65)의 H-1" 사이에 약한 negative NOE가 나타나는 것은 1→6 결합(linkage)임을 나타낸다. 화합물 2의 스펙트럼 데이터는 델피니딘-3-루티노사이드의 문헌상에 보이는 데이터와 일치한다.

3) 화합물 5의 구조 동정

온-라인(On-line) HPLC에서 얻어진 화합물 5의 UV-Vis 스펙트럼은 529nm에서 흡수극대파장을 보였다. 화합물 5의 NMR 스펙트럼은 화합물 2의 스펙트럼과 많은 유사함을 보였다. 양성자 공명을 해석한 결과 화합물 5는 한 개의 메톡시 그룹(δ 3.92)과 두 개의 하이드록실 그룹을 가진 비대칭 안토시아니딘 B-고리(asymmetric anthocyanidin B-ring)로써 페츄니딘(petunidin)과 일치하였다.

HMBC 스펙트럼의 5.34/145.1 (H-1"/C-3)에서의 크로스 피크(cross peak)로 글루코서크 아글리콘(glucoserk aglycone)의 3-OH에 결합해 있다는 것을 확인하였다. 화합물 5의 ¹³C 스펙트럼에서 C-6" (67.7ppm)의 다운필드 시프트(downfield shift)는 3-글루코스와 람노즈가 6"-OH에서 결합된다는 것을 나타낸다. HMBC 스펙트럼의 4.70/67.7 (H-1'"/C-6"), 4.10/102.2 (H-6"a/C-1'"), 그리고 3.59/102.2 (H-6"b/C-1'")에서의 크로스 피크를 보면 람노즈와 이너 글루코스(inner glucose) 사이에 6"-OH에서 결합이 이루어짐을 알 수 있다.

따라서 화합물 5는 페츄니딘-3-루티노사이드로 확인되었다.

4) 화합물 7의 구조 동정

화합물 7의 [M⁺]는 화합물 5보다 14 mass unit가 더 컸다. ¹H-NMR 스펙트럼을 보면 B-고리에 두 개의 동등한 아로마성 양성자(aromatic proton)(δ 7.88)와 두 개의 메톡시 그룹(δ 3.98)이 있음을 알 수 있고, 따라서 화합물 7의 아글리콘은 말비딘이다. 당 잔기의 ¹H와 ¹³C-NMR 스펙트럼은 화합물 2, 5와 거의 동등했고, ¹H-¹H COSY, HMBC, NOE 스펙트럼으로 확인하였다.

UV-Vis 스펙트럼은 0.5% HCl-MeOH 용액에서 282nm와 533nm일 때 λmax를 나타내었고, FAB-MS에서는 m/z 639에서 [M⁺]를 보여주었다. 말비딘-3-글루코사이드(m/z 493), 말비딘(m/z 331)과 일치하는 프레그먼트를 가지고 C₂₉H₃₅O₁₆ ⁺의 분자구조식을 얻을 수 있었다.

따라서 화합물 7은 말비딘-3-루티노사이드임을 확인하였다.

상기한 결과를 종합하면, 맥문동 종자 추출물에서 분리한 화합물 1은 델피니딘 3-글루코사이드(delphinidin 3-glucoside), 화합물 2는 델피니딘 3-루티노사이드(delphinidin 3-rutinoside), 화합물 5는 페츄니딘 3-루티노사이드(petunidin 3-rutinoside), 화학물 7은 말비딘 3-루티노사이드(malvidin 3-rutinoside)로 동정하였다. 구조 동정된 안토시아닌은 모두 기지 물질이다[화학식 1 및 표 2].

[화학식 1]

No.	화합물	R₁	R₂	R₃	R₄
1	Delphinidin 3-glucoside	OH	OH	O-β-glucoside	OH
2	Delphinidin 3-rutinoside	OH	OH	O-β-rutinoside	OH
3	Cyanidin 3-glucoside	OH	H	O-β-glucoside	OH
4	Petunidin 3-glucoside	OCH₃	OH	O-β-glucoside	OH
5	Petunidin 3-rutinoside	OCH₃	OH	O-β-rutinoside	OH
6	Malvidin 3-glucoside	OCH₃	OCH₃	O-β-glucoside	OH
7	Malvidin 3-rutinoside	OCH₃	OCH₃	O-β-rutinoside	OH

제조예 .

이하, 본 발명의 맥문동 종자 추출물을 포함하는 화장료 조성물의 일례를 제시한다.

제조예 1. 비누 제조

실시예 1의 맥문동 종자 추출물 .....1 ~ 30 중량%

유지................................................적당량

수산화나트륨........................................적당량

염화나트륨..........................................적당량

향료................................................소 량

정제수로 전량을 100으로 하였으며, 상기의 배합비에 의해 비누를 제조하였다.

제조예 2. 로션 제조

실시예 1의 맥문동 종자 추출물......3.00 중량%

L-아스코르빈산-2-인산마그네슘염......................1.00

수용성 콜라겐 (1% 수용액)............................1.00

시트르산나트륨.......................................0.10

시트르산.............................................0.05

감초 엑기스..........................................0.20

1,3-부틸렌글리콜.....................................3.00

정제수로 전량을 100으로 하였으며, 상기의 배합비에 의해 로션을 제조하였다.

제조예 3. 크림 제조

실시예 1의 맥문동 종자 추출물....1.00 중량%

폴리에틸렌글리콜모노스테알레이트.....................2.00

자기유화형모노스테아르산글리세린.................... 5.00

세틸알코올...........................................4.00

스쿠알렌.............................................6.00

트리2-에틸헥산산글리세릴.............................6.00

스핑고당지질.........................................1.00

1.3-부틸렌글리콜.....................................7.00

정제수로 전량을 100으로 하였으며, 상기의 배합비로 크림을 제조하였다.

제조예 4. 팩 제조

실시예 1의 맥문동 종자 추출물.....5.00 중량%

폴리비닐알코올.......................................13.00

L-아스코르빈산-2-인산마그네슘염......................1.00

라우로일히드록시프롤린...............................1.00

수용성 콜라겐 (1% 수용액)............................2.00

1,3-부틸렌글리콜.....................................3.00

에탄올...............................................5.00

정제수로 전량을 100으로 하였으며, 상기의 배합비로 팩을 제조하였다.

제조예 5. 미용액 제조

실시예 1의 맥문동 종자 추출물......2.00 중량%

히드록시에틸렌셀룰로오스(2% 수용액)..................12.00

크산탄검(2% 수용액)...................................2.00

1,3-부틸렌글리콜......................................6.00

진한 글리세린.........................................4.00

히알루론산나트륨 (1% 수용액)..........................5.00

정제수로 전량을 100으로 하였으며, 상기의 배합비로 미용액을 제조하였다.

실험예 1. 맥문동 종자 추출물의 항산화 활성 측정( DPPH 소거활성)

맥문동 종자 추출물과 맥문동 종자 추출물로부터 분리된 네가지 안토시아닌의 라디칼 소거 능력을 알아보기 위한 DPPH(1,1-Diphenyl-2-picryl hydrazyl) 라디칼 소거활성은 Tagashira와 Ohtake의 방법에 따라 측정하였다. 농도별(0.1, 0.25, 0.5, 1㎎/mL) 에탄올에 녹여 100μM DPPH 에탄올 용액 4mL를 혼합하여 상온에서 10분 동안 반응시킨 후 517㎚에서 흡광도를 측정하였으며, 에탄올을 대조군으로 하여 대조군의 흡광도에 대한 시료의 흡광도의 감소를 나타내었다.

DPPH는 분자 내에 안정한 라디칼을 함유하지만, 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 라디칼이 소거되는데, 이런 DPPH 라디칼에 일정량의 시료를 반응시켜 DPPH 라디칼이 감소하는 정도를 측정하면 시료의 항산화 활성을 측정할 수 있다.

맥문동 종자에서 분리된 네 가지 안토시아닌의 항산화 활성을 알아보기 위한 DPPH 라디칼 소거 활성 측정 결과를 다음 표 3 및 도 2 에 나타내었다.

	Scavenging activity (%)
	0.1㎎/mL	0.25㎎/mL	0.5㎎/mL	1㎎/mL
Ascorbic acid	25.5	74.1	98.1	98.1
Crude extract	1	3.5	4.7	5.2
D-3-g	18.9	51.1	70.2	70.3
D-3-r	21.3	49.9	62.8	63.9
P-3-r	21.8	52.2	65.8	67.6
M-3-r	6	26.1	47.5	48.6

상기 표 3 에 나타난 바와 같이, 모든 시료에서 시료농도 0.5㎎/mL까지는 농도에 비례하여 DPPH 소거활성이 증가하였으나 0.5㎎/mL 이후로는 시료농도 증가에 따른 활성의 변화가 거의 나타나지 않았다.

맥문동 종자 추출물의 DPPH 라디칼 소거활성은 잘 알려진 항산화제인 아스코르브산 보다는 활성이 낮았지만, 1㎎/mL 농도에서 D-3-g(델피니딘-3-글루코사이드), D-3-r(델피니딘-3-루티노사이드), P-3-r(페츄니딘-3-루티노사이드) 및 M-3-r(말비딘-3-루티노사이드) 가 각각 70.3%, 63.9%, 67.6% 및 48.6%의 라디칼 소거활성을 나타냄을 확인하였다.

상기 표 3에 나타내지는 않았지만, 지질과산화 저해활성은 DPPH 라디칼 소거활성과는 반대의 결과를 보여주었는데, DPPH 라디칼 소거활성이 거의 없었던 추출물과 다른 안토시아닌에 비해 라디칼 소거활성이 낮게 나타났던 M-3-r의 지질과산화 저해활성이 각각 52.22%와 68.06%로 상대적으로 높았던 반면 D-3-g와 P-3-r의 지질과산화 저해활성은 각각 21.94%와 8.93%로 낮게 나타났다.

화학식 1에서, R₁과 R₂가 모두 하이드록실 그룹인 델피니딘의 경우 수상(aqueous phase)에서의 라디칼 소거능을 측정하는 방법인 DPPH 라디칼 소거활성에서 말비딘이나 페츄니딘 보다 그 효율이 더 높지만, 지질을 포함하는 모델(lipid-containing model)에서는 이 하이드록실 그룹의 이점이 적용되지 않고, 오히려 말비딘과 같이 R₁과 R₂가 모두 메톡시 그룹이면 극성이 낮아 지질과산화가 발생하는 자리에 쉽게 접근할 수 있으므로 안토시아닌 시료의 농도가 낮을 경우 활성은 더 높게 나타날 수 있을 것이다.

실험예 2. 맥문동 종자 추출물의 세포독성 검정

1) 섬유아세포에 대한 세포독성 검정

상기 실시예 1에 따른 맥문동 종자 추출물의 세포독성 억제 효과를 알아보기 위하여 MTT 분석법을 통하여 독성여부를 확인하였다. MTT(3-(4,5-dimethyl- thiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide) 분석은 세포의 성장을 알아보는 방법 중 하나로, 수용성의 노란색 테트라졸리움염(tetrazolium salt)인 MTT는 살아있는 세포에서 청색의 비수용성인 포르마잔 크리스탈로 환원시키는 미토콘드리아의 능력을 이용하는 검사법이다. 또한, MTT는 세포 증식율이 95% 이상일 경우 세포에 안정하기 때문에 적정 사용농도를 확인하기에 적당하다.

섬유아세포(Fibroblast, 한국세포주은행)를 48-웰 플레이트에 각 웰당 1 × 10⁵ cells/well로 접종하여 1.0mL의 DMEM(Dulbecco Minimum Essential Medium) 배지에서 24시간 동안 배양한 후, 각 웰당 0.1 내지 3.0%의 농도별로 맥문동 종자 추출물을 처리하여 다시 24시간 동안 배양하였다. 배양한 플레이트는 0.5㎎/mL MTT 용액(Sigma, USA)을 첨가한 후 4시간 후에 배지를 제거하고 1.0mL의 DMSO 용액으로 세포를 용해하였고, 그 반응액을 ELISA 탐독기(ELISA Reader, Molecular Device, USA)를 이용하여 570㎚에서 흡광도를 측정하였다. 이때 맥문동 종자 추출물을 처리하지 않은 무처리군을 대조군으로 하여 다음 식에 따라 세포의 증식율을 계산하였으며, 그 결과를 다음 표 5에 기재하였다.

세포 증식율(%) = (실험군 흡광도 / 대조군 흡광도) × 100

시료	함량(중량%)	세포 증식율(%)
대조군		100.0
맥문동 종자 추출물	0.1	113.5
	0.5	115.5
	1.5	119.2
	3.0	113.6

상기 표 5의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 맥문동 종자 추출물은 상대적으로 고농도에서도 섬유아세포에 대하여 세포독성을 나타내지 않았으며, 맥문동 종자 추출물을 함유한 조성물은 맥문동 종자 추출물의 함량(농도)에 상관없이 세포 증식율에 영향을 미치지 않았다[모두 100% 이상]. 이러한 결과로서, 본 발명의 맥문동 종자 추출물은 세포독성에 대해서 상당히 안전함을 확인할 수 있었다.

2) B16 멜라노마 세포에 대한 세포독성 검정

멜라닌을 생산하는 세포주이며 일반적으로 미백물질 스크리닝에 사용되는 B16 멜라노마(melanoma) 세포주를 한국 세포주 은행에서 분양받아 사용하였다. B16 멜라노마 세포배양에 사용된 배지는 10% FBS(fetal bovine serum), 페니실린 G(penicillin G, 100IU/mL), 스트렙토마이신(streptomycin, 100㎍/mL)을 포함한 DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium, Bio-Whittaker Co. Walkersville, USA), 배지를 사용하였으며, 온도 37℃와 5%의 CO₂를 유지하면서 배양기(incubator)에서 배양 하였다.

B16 멜라노마 세포에 대한 처리농도를 결정하기 위한 MTT 분석은 Mosmann(1983)에 의한 방법을 변형하여 사용하였다. 이를 위하여 B16 멜라노마 세포주를 각 웰에 5 × 10⁴개의 농도로 넣어준 다음, 1일 후 맥문동 종자 추출물을 농도별(5, 50, 100, 500㎍/mL)로 넣어준 배지로 교환하였다. 맥문동 종자 추출물을 처리한지 3일 후에 PBS(phosphate buffer saline)로 세척하여 주고, 2㎎/mL 농도의 MTT 용액을 40㎕ 첨가하고 4시간 동안 반응시켰다(37℃, 5% CO₂ incubator). 배양 중 청색의 비수용성 포르마잔이 생성되는데 이는 각 세포주에 따라 일정하게 살아 있는 세포수에 비례하여 형성된다. 반응 후 각 웰을 1,000rpm으로 원심분리하고 각 웰에 들어 있는 여분의 배지를 제거하였으며, DMSO를 웰당 150㎕를 넣고 30분 동안 교반 용해시켰다. 반응 후 ELISA 탐독기를 이용 540nm에서 흡광도를 측정하였다.

항미백 소재로 가장 많이 사용되고 있으나 멜라닌 세포에 대한 독성 및 색소 침착 등의 부작용을 가지고 있어 제한적 농도에서의 사용이 허가되어 있는 하이드로퀴논(Aldrich Chemical Co. Milwaukee, USA)을 5㎍/mL로 처리하여 대조구로 사용하였다.

미백활성 성분의 멜라닌 생성 억제력 시험은 기본적으로 대상성분이 세포에 독성을 나타내거나 성장을 억제하지 않아야 한다는 것을 전제로 한다. 이유는 세포독성에 의한 멜라닌 생성량 감소는 멜라닌생성 과정에 대한 저해가 아니기 때문이다. 따라서 본 실험에서는 맥문동 종자 추출물의 활성농도인 5, 50, 100, 500㎍/mL에서의 세포독성 여부를 확인하고자 하였다.

그 결과, 도 3에 도시한 바와 같이 맥문동 종자 추출물 500㎍/mL 이하의 농도에서는 세포의 성장에 영향을 미치지 않아 세포독성이 없는 것을 확인하였다. 500㎍/mL에서는 약 14.5%의 세포생장을 억제하여 하이드로퀴논을 5㎍/mL의 낮은 농도로 처리한 경우에서와 유사한 세포독성이 있는 결과를 보였다.

실험예 3. 맥문동 종자 추출물의 미백활성 검정

1) 버섯 티로시나아제 효소활성 저해 검정

티로시나아제 효소활성 저해 검정은 Vanni 등 (1990)에 의한 방법으로 수행하였다. 0.1㎎/mL의 L-티로신(tyrosine)을 포함하는 0.05mM 소듐 포스페이트 완충액(sodium phosphate buffer, pH 6.8) 0.5mL에 농도별(5㎍/mL, 500㎍/mL)로 조제된 맥문동 추출물 0.5mL를 첨가하였다. 여기에 다시 0.5mL의 버섯 티로시나아제(mushroom tyrosinase, 70 units/0.5mL)을 첨가하여 조제된 혼합물을 37℃에서 10분간 반응시킨 후 475nm(UV-1200; Shimadzu, Kyoto, Japan)에서 흡광도를 측정하였다. 맥문동 종자 추출물을 첨가하지 않은 동일한 혼합물을 대조구로 사용하였다. 티로시나아제 효소활성 저해율은 다음 계산식에 의하여 산출하였으며, 다음 표 4에 그 결과를 나타내었다.

% 저해율 = (A-B)/A × 100

A: 시료를 첨가하지 않았을 때의 흡광도

B: 시료를 첨가하였을 때의 흡광도

시료	티로시나아제 저해율(%)
	5㎍/mL	500㎍/mL
Liriope platyphylla (EtOH extract-seed)	ND^*	18.6± 0.8
*ND: not detected

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 맥문동 종자 추출물을 대상으로 하여 티로시나아제 저해활성을 검정한 결과 5㎍/mL의 저농도에서는 활성이 검정되지 않았으나, 500㎍/mL의 고농도에서 약 18.6%의 저해효과를 나타내었다.

2) B16 멜라노마 세포 내에서의 티로시나아제 저해활성 검정

세포를 배양하여 24 웰 플레이트에 각 웰 당 세포를 1 × 10⁵ 개(cfu/mL)씩 넣고 버섯 티로시나아제(mushroom tyrosinase) 효소에 대해 저해 활성을 나타내었던 농도로(5, 50, 100, 500㎍/mL) 처리한 후 48시간 배양하였다. 48시간 배양한 후 각 웰의 세포를 10mM PBS로 세척 하였으며, Triton X-100 1%를 함유한 10mM PBS 100㎕에 현탁시켰다. 현탁된 이 액을 혼합(vortexing)한 후 원심분리하여 상징액을 효소액으로 사용하였다. 96 웰 플레이트에 이 효소액을 40㎕ 넣고 기질인 L-dopa (2㎎/mL) 100㎕를 첨가하였다. 37℃에서 1시간 동안 반응을 진행시킨 뒤, ELISA 탐독기를 이용하여 405nm에서 흡광도를 측정하였다. 티로시나아제의 활성도는 대조군의 흡광도에 대한 백분율로 계산하였으며 양성대조군으로 알부틴을 동일한 농도로 적용하였다.

상기한 맥문동 종자 추출물을 대상으로 하여 버섯 티로시나아제 저해활성(in vitro)과 B16 멜라노마 세포를 이용한 티로시나아제 저해활성(in situ)을 검정한 결과는 각각 도 4의 (a)와 (b)에 각각 나타내었다.

도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 맥문동 종자 추출물의 버섯 티로시나아제 저해 활성은 알부틴 5㎍/mL 처리 시 7.6%를 나타내고 50, 100, 500㎍/mL로 증가시켰을 때 각각 23.5%, 46.8%, 94.6%로 증가하였다. 반면 맥문동 종자 추출물을 처리한 경우 5에서 100㎍/mL의 농도로 처리한 경우 활성이 검정되지 않았고, 500㎍/mL의 고농도에서 약 18.6%의 저해활성을 나타내어 비교적 낮은 저해효과를 나타내었다.

그러나, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 맥문동 종자 추출물을 대상으로 B16 멜라노마 세포를 이용한 in situ 티로시나아제 저해 활성을 검정하여 본 결과 5㎍/mL 처리 시 12.5%를 나타내고 50, 100, 500㎍/mL로 증가시켰을 때 각각 25.6%, 48.7%, 97.6%의 저해활성을 나타내어 알부틴과 유사하거나 약간 높은 활성을 나타내었다.

또한 맥문동 종자 추출물의 세포수준에서의 멜라닌 생성 억제효과를 검정하여 본 결과 일반적인 미백 물질로 알려진 알부틴과 코지산의 경우 무처리구와 비교했을 때, 50㎍/mL의 농도에서 멜라닌 생성 억제율이 36.5%인 것에 반해, 맥문동 종자 추출물은 50㎍/mL 농도에서 53.2%로 나타나 알부틴과 코지산보다 약 0.7배 정도 더 높은 멜라닌 생성 저해 효과를 나타냄을 확인하였다[도 5].

3) B16 멜라노마 세포 내에서의 멜라닌 생성 저해량 측정

멜라닌 생성량 측정은 DMEM으로 계대배양 된 B16 멜라노마 세포주를 100mm 배양접시(culture dish)에 2 × 10⁵개의 농도로 넣어준 후 1일 뒤 맥문동 종자 추출물을 농도별(5, 50, 100, 500㎍/mL)로 처리하였다. 3일째에 세포를 인산완충액(pH 7.4)으로 세척하고 0.25M trypsin-EDTA 용액으로 세포를 바닥에서 떼어준 후, DMEM으로 trypsin-EDTA의 작용을 중화시켰다. 10분 동안 2,500rpm, 4℃ 조건에서 원심분리하여 세포를 수확하였다. 혈구계수기(hematocytometer)로 B16 세포를 세어서 1 × 10⁶ 세포 수 당 1mL의 5% TCA로 처리 교반하였다. 2,500rpm으로 2회 원심분리한 후 분리된 멜라닌을 인산완충액으로 세척하였다. 에테르와 에탄올을 1:3 비율로 하여 2회 원심분리한 후 에테르 1mL로 세척 건조시켰다. 건조된 멜라닌에 1N NaOH를 가하여 1시간 동안 56℃ 항온조에서 반응시킨 후 분광광도계로 475nm에서 흡광도를 측정하고 멜라닌 양은 합성 멜라닌을 사용하여 작성된 표준 검량식에서 구하였고, 맥문동 종자 추출물 처리군의 멜라닌 양은 대조군의 멜라닌 양에 대한 백분율로 계산하였다.

도 6 및 7에 도시한 바와 같이, 맥문동 종자 추출물의 농도를 달리하여 처리하는 경우, 멜라닌 생성의 감소에 의해 세포의 색은 농도 의존적(0, 5, 50, 100 및 500㎍/mL)으로 흐려지는 것을 관찰할 수 있었으며, IC₅₀ 값은 57.5㎍/mL이었다.

4) DOPA 자동 산화 저해활성 검정

DOPA 자동 산화(auto-oxidation) 저해활성 검정은 Joshi 등(1987)에 의한 방법을 변형하여 사용하였다. 반응액의 조제는 500mM의 L-DOPA를 포함하는 0.05M 소듐 포스페이트 완충액(sodium phosphate buffer, pH 6.8) 1mL에 동일한 완충액으로 농도별(100, 200, 400, 600, 800㎍/mL)로 희석된 시료 1mL를 첨가하고 2일간 반응시켰다. 반응된 혼합물을 475nm(UV-1200; Shimadzu, Kyoto, Japan)에서 흡광도를 측정하였으며, 맥문동 종자 추출물을 첨가하지 않은 동일한 혼합물을 대조구로 사용하였고, DOPA 자동 산화에 대한 저해율은 다음 계산식에 의하여 산출하였으며, 다음 도 8에 그 결과를 나타내었다.

효소활성저해도(%) ={(△Ao - △A)/△Ao} × 100

△Ao: 시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도 변화

△A: 시료 첨가 후 흡광도 변화

도 9에 도시한 바와 같이, DOPA 자동산화 저해활성에서는 양성대조군인 코지산이 200㎍/mL의 농도에서 61.7%의 저해활성을 나타낸 반면, 맥문동 종자 추출물은 6.4%의 낮은 저해활성을 나타내었고, 양성대조군인 코지산이 400㎍/mL의 농도에서 86.8%, 800㎍/mL의 농도에서 95.4%, 1,000㎍/mL에서 98.7%로 나타난 반면 맥문동 종자 추출물의 경우 1,000㎍/mL 이상이 되어야 66.5%의 저해활성을 나타내었다.

상기한 결과, 맥문동 종자 추출물이 in vitro 상에서의 직접적인 티로시나아제에 대한 활성은 낮지만, 세포수준에서의 in situ 티로시나아제에 대한 억제 활성이 높은 것은 맥문동 종자 추출물이 티로시나아제에 직접 작용하여 저해하는 코지산이나 알부틴과는 달리 직접적인 저해제는 아닌 것을 의미하며, 맥문동 종자 추출물의 멜라닌 합성 억제효과는 맥문동 종자 추출물이 멜라노마 세포에 작용하여 티로시나아제의 활성을 억제하는 것에 기인하는 것을 알 수 있다.

Chang 등(2005)은 콩에 포함되어져 있는 제니스테인(genistein)의 버섯 티로시나아제의 저해 활성(IC₅₀=0.822mM)이 코지산에 비해(IC₅₀=0.054mM) 수십 배가 낮아 활성이 있다고 보기 어렵다고 보고하였으나, 이후 Yang 등(2008)에 의하면 세포수준에서 제니스테인의 멜라닌 생성 저해효과가 50μM에서 55%로 비교적 높게 나타남으로써 제니스테인이 티로시나아제에 직접 작용하여 저해하지는 않지만, 다른 경로로 멜라닌 생성을 저해할 수 있는 것으로 추정하였다.

이와 유사하게 맥문동 종자 추출물은 티로시나아제의 직접적인 저해 효과는 적으나, 세포수준에서 티로시나아제 활성을 농도 의존적으로 억제하였고, 그 정도는 멜라닌 생성 억제율과 상관성이 매우 높았다.

이런 결과로 보아 맥문동 종자 추출물은 티로시나아제 발현의 전사 단계에 관련하거나 혹은 단백질의 번역 후 변형(post-translation modification) 단계에 관여하여 미백 효과를 나타내는 것으로 추정해 볼 수 있을 것이다.

또한, 캄페롤(kampferol), 쿼세틴(quercetin)과 모린(morin) 등 플라보노이드가 그들 효소의 활성부위(active center)에 존재하는 구리에 대한 킬레이팅 효과에 의해 티로시나아제 저해활성을 가진다는 보고에 근거하여, 맥문동 종자에 포함되어진 안토시아닌 및 플라보노이드를 포함하는 폴리페놀 화합물에 의하여 티로시나아제 저해활성을 나타내며, 일정농도 이상의 수준으로 존재하는 경우 티로시나아제, L-DOPA 산화의 저해활성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 실제 티로시나아제의 발현에 대한 전사 조절적 측면에서 피부세포에서의 티로시나아제 효소활성을 저해하고 멜라닌의 생성을 알부틴 보다 더 높은 수준으로 저해하는 결과를 나타내었으므로 멜라닌 생합성(melanogenesis)을 방지할 수 있는 미백 화장품으로서의 개발 가능성이 매우 높다고 할 수 있다. 또한 맥문동 종자는 이러한 멜라닌 생성 저해효과 뿐만 아니라 매우 높은 항산화 효과를 나타냄으로 종합적인 미백활성을 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.

실험예 4. 피부 자극 여부 검정

상기 제조예에서 제조된 각 화장료의 피부 자극성을 시험하기 위해, 건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 첩포 시험(patch test)을 헤이즈 테스트 쳄버 (Haye's Test Chamber)를 이용하여 실시하였다.

시험부위를 70% 에탄올로 닦아내고 건조시킨 다음, 준비된 시험물질 15㎍ 또는 15㎕를 적하한 쳄버(Finn chamber, 100x10, EPITEST, 핀란드국)를 시험 대상자의 전박(forearm) 안쪽 부위에 밀폐 첩포 하였다. 24시간 동안 첩포하고 첩포를 제거한 후 표시펜으로 시험 부위를 표시하였다. 각각 1시간 그리고 24시간 후(첩포 제거 후 1시간, 24시간 후 = 첩포 부착 포함 24시간, 48시간)에 확대경(8MC-150, DAZOR, USA)을 이용하여 시험부위를 관찰하여 홍반 및 부종 유무를 관찰하였다. 피부 반응은 국제접촉피부염연구회(ICDRG: International Contact Dermatitis Research Group)의 규정(표 6)에 따라 판정하였으며, 수식에 의하여 평균 피부 반응도를 계산하고, 그 결과를 표 7에 나타내었다.

기호	점수	평가기준
-	0	무반응, 정상 피부
±	0.5	희미한 또는 가벼운 홍반
+	1.0	경계가 뚜렷하나 약한 홍반, 부종 및 구진
++	2.0	뚜렷한 홍반, 구진 및 소수포
+++	3.0	심한 홍반 및 소포형성
++++	6.0	대수포 형성

시험 물질	24 시간	48 시간	평균 피부 반응도 (n=20)
시험 물질	± + ++	± + ++	평균 피부 반응도 (n=20)
제조예 2	1 - -	- - -	0.21
제조예 3	- - -	- - -	0.18
제조예 4	- - -	- - -	0.17

상기 표 7 나타난 바와 같이, 본 발명에서 맥문동 종자 추출물을 사용한 화장품의 경우 피부 반응도는 매우 낮아 피부에 자극을 주지 않음을 알 수 있었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

도면에서, KA는 코지산, AB는 알부틴, D-3-g는 델피니딘-3-글루코사이드, D-3-r은 델피니딘-3-루티노사이드, P-3-r은 페츄니딘-3-루티노사이드, 및 M-3-r은 말비딘-3-루티노사이드 이다.

Claims

맥문동 종자 추출물을 포함하는 피부 미백효과를 갖는 미백 화장료 조성물.
맥문동 종자 추출물로부터 분리된 것으로, 다음 화학식 1로 표시되는 안토시아닌계 색소를 유효성분으로 함유하는 피부 미백효과를 갖는 미백 화장료 조성물;
[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁은 OH 또는 OCH₃이고, R₂는 H, OH 또는 OCH이며, R₃는 O-베타-글루코사이드(O-β-glucoside) 또는 O-베타-루티노사이드(O-β-rutinoside) 이고, R₄는 OH 이다.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 맥문동 종자 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4 의 저급 알콜 또는 이의 혼합물 중에서 선택된 용매에 의하여 추출된 것을 특징으로 하는 피부 미백효과를 갖는 미백 화장료 조성물.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 조성물은 스킨, 로션, 크림, 에센스, 영양수, 화장수, 패취 및 팩 중에서 선택된 어느 하나의 화장품 제형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피부 미백 효과를 갖는 미백 화장료 조성물.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 조성물은 비누, 클렌징, 전신 세정제, 세안제 및 미용액 중에서 선택된 어느 하나의 세정제 제형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 피부 미백효과를 갖는 미백 화장료 조성물.
맥문동 종자 추출물을 포함하는 피부 미백효과를 갖는 미백 화장료 첨가물.
맥문동 종자 추출물로부터 분리된 것으로, 다음 화학식 1로 표시되는 안토시아닌계 색소를 유효성분으로 함유하는 피부 미백효과를 갖는 미백 화장료 첨가물;
[화학식 1]

상기 화학식 1에서, R₁은 OH 또는 OCH₃이고, R₂는 H, OH 또는 OCH이며, R₃는 O-베타-글루코사이드(O-β-glucoside) 또는 O-베타-루티노사이드(O-β-rutinoside) 이고, R₄는 OH 이다.