KR101326690B1 - 고려 인삼 유래의 멜라닌 합성 저해 물질을 함유하는 미백화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 식물 유래 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)을 유효성분으로 하는 미백 화장료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 진세노사이드 F1은 특히 인삼 추출물로부터 산, 염기, 효소 또는 미생물을 이용하여 얻어진 것으로, 이를 함유하는 미백 화장료 조성물은 멜라닌 생합성 억제 효과가 뛰어나 우수한 피부 미백 효과를 제공한다.

[화학식 1]

인삼, 멜라닌, 미백, 진세노사이드 F1

Description

고려 인삼 유래의 멜라닌 합성 저해 물질을 함유하는 미백 화장료 조성물{Cosmetic composition for skin whitening containing melanin biosynthesis inhibitors from Korean ginseng}

본 발명은 산, 염기 또는 효소나 이 효소를 생산하는 미생물을 이용하여 인삼추출물로부터 얻어진 진세노사이드 F1을 함유하는 미백 화장료 조성물에 관한 것이다.

사람의 피부색을 결정하는 데는 여러 요인들이 관여하는데, 그 중에서도 멜라닌 색소를 만드는 멜라노사이트(melanocyte)의 활동성, 혈관의 분포, 피부의 두께 및 카로티노이드, 빌리루빈 등의 인체 내외의 색소 함유 유무 등의 요인들이 중요하다. 특히, 가장 중요한 요인은 인체 내의 멜라노사이트에서 타이로시나제 등의 여러 효소가 작용하여 생성되는 멜라닌이라는 흑색 색소이다. 이 멜라닌 색소의 형성에는 유전적 요인, 호르몬 분비, 스트레스 등과 관련된 생리적 요인 및 자외선 조사 등과 같은 환경적 요인 등이 영향을 미친다.

신체 피부의 멜라닌 세포에서 생성되는 멜라닌 색소는 검은 색소와 단백질의 복합체 형태를 갖는 페놀계 고분자 물질로서, 태양으로부터 조사되는 자외선을 차단하여 진피 이하의 피부기관을 보호해주는 동시에 피부 생체 내에 생겨난 자유 라디칼 등을 잡아주는 등 피부내 단백질과 유전자들을 보호해주는 유용한 역할을 담당한다. 이렇게 피부 내, 외부의 스트레스적 자극에 의해 생겨난 멜라닌은, 스트레스가 사라져도 피부 각질화를 통해서 외부로 배출되기 전까지는 없어지지 않는 안정한 물질이다. 하지만 멜라닌이 필요 이상으로 많이 생기게 되면 기미나 주근께, 점 등과 같은 과색소 침착증을 유발하여 미용상으로 좋지 않은 결과를 가져오게 되고, 또한 레져 인구의 증가로 외부에서 활동하는 것을 즐기는 사람들이 많아지면서 자외선에 의한 멜라닌 색소 침착을 막고자 하는 요구가 늘어나게 되었다. 이런 요구에 부응하여 이전부터 아스코르빈산, 코지산, 알부틴, 하이드로퀴논, 글루타치온 또는 이들의 유도체, 또는 타이로시나제 저해활성을 가진 물질들을 화장료나 의약품에 배합하여 사용하여 왔으나, 이들의 불충분한 미백효과, 피부에 대한 안전성 문제, 화장료에 배합 시 나타나는 제형 및 안정성의 문제 등으로 인해 그 사용이 제한되고 있다.

이에 본 발명자들은 천연유래의 유효물질 중 피부에 안전하면서도 미백효과가 우수하고, 제품으로서의 안정성도 우수한 미백 화장료를 제조하기 위하여 예의 연구하던 중, 식물류, 특히, 인삼으로부터 얻은 추출물을 산, 알칼리, 효소 반응을 통해 얻은 진세노사이드 F1의 멜라닌 생합성량 감소 효과가 매우 우수한 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 식물의 추출물로부터 산, 알칼리, 효소 반응을 통해 얻어진 진세노사이드 F1의 멜라닌 생합성 억제 효과를 조사하고, 미백 효과가 우수한 화장료 및 치료용 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)을 유효 성분으로 함유함을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물을 제공한다.

상기 피부 미백용 화장료 조성물은 진세노사이드 F1을 조성물 총 중량에 대하여 0.0001~10중량% 함유한다.

상기 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)은 인삼, 홍삼, 백삼, 수삼, 미삼, 인삼잎, 또는 인삼 열매의 추출물로부터 수득한 것으로, 상기 추출물로부터 산, 염기 또는 효소나 이 효소를 생산하는 미생물을 이 용한 반응을 통해 얻을 수 있다.

본 발명에 의해 제공되는 인삼 유래 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)은 멜라닌 생성을 억제 하는 효능 및 색소 침착을 개선하는 효능을 가지고 있다. 이와 같은 효과에 기인하여 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)은 멜라닌 생성을 억제하고 UV에 의해 생성된 색소 침착을 개선하는 목적의 화장료 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명은 하기 화학식 1로 표현되는 진세노사이드 F1이 함유된 피부 미백용 화장료 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

상기 진세노사이드 F1은 식물추출물로부터 얻는다. 특히, 본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 진세노사이드 F1은 인삼, 홍삼, 백삼, 수삼, 미삼, 인삼잎, 또는 인삼열매로부터 얻어진다.

추출물을 제조하기 위하여 식물의 중량에 대하여 약 1 내지 6 배, 바람직하게는 약 3배의 유기용매를 식물에 넣고, 상온에서 1 내지 5회 교반하면서 추출하여 탈지시킨다. 탈지된 식물의 중량에 대하여 약 1 내지 8 배, 바람직하게는 약 4 배의 물 또는 유기용매를 식물에 넣고, 1 내지 5회 환류 추출한 후, 10 내지 20℃에서 1 내지 3일간 침적시킨 후, 여과와 원심분리를 통하여 잔사와 여액을 분리하고, 분리된 여액을 감압농축하여 얻은 엑기스를 물에 현탁한 후, 에테르 등을 이용하여 색소를 제거한 다음, 수층을 유기용매를 사용하여 1 내지 5회 추출한 후, 수득한 유기용매층을 감압농축하여 유기용매 엑기스를 얻은 다음, 이를 소량의 메탄올 등에 녹인 후, 대량의 에틸아세테이트 등을 추가하여 생성된 침전물을 건조시켜, 본 발명의 상기 추출물을 수득할 수 있다. 상기에서 사용된 유기용매는 무수 메탄올, 함수 메탄올, 무수 에탄올 및 함유 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종의 순수용매이거나 상기 메탄올의 1종과 상기 에탄올의 1종의 혼합용매임을 특징으로 한다.

상기 추출물을 산, 염기, 효소 또는 상기 효소를 생산하는 미생물을 이용하여 가수분해하여 진세노사이드 F1을 제조한다.

산을 이용 시, 산은 염산, 황산 및 질산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 산, 또는 상기 산과 에탄올, 메탄올 및 부탄올로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 알코올과의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 산과 알코올의 혼 합용매에서 사용되는 알코올은 50% 에탄올임이 바람직하다. 상기 추출물에 0.1N~2N 농도, 바람직하게는 1N 농도의 산 또는 산 및 알코올의 혼합용매를 가한 후, 50~100℃, 바람직하게는 80℃ 수욕조에서 0.5~2시간 동안 가열 환류시켜 가수분해시킨다.

염기를 이용 시, 염기는 소디움 메톡사이드, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 염기, 또는 상기 염기와 에탄올, 메탄올 및 부탄올로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 알코올과의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 염기와 알코올의 혼합용매에서 사용되는 알코올은 50% 부탄올임이 바람직하다. 상기 추출물에 0.1N~2N 농도, 바람직하게는 1N 농도의 염기 또는 염기 및 알코올의 혼합용매를 가한 후, 50~100℃, 바람직하게는 100℃ 수욕조에서 1~12시간 동안 가열 환류시켜 가수분해시킨다.

효소를 이용 시, 효소는 β-글루코시다아제(β-glucosidase), α,β-아라비노시다아제(α,β-arabinosidase), α,β-람노시다아제(α,β-rhamnosidase), β-글루쿠로니다아제(β-glucuronidase), β-갈락토시다아제(β-galactosidase) 및 아밀로글루코시다아제(amyloglucosidase)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 추출물을 5~20배, 바람직하게는 약 10배의 산성완충용액에 용해시킨 다음, 상기 효소를 첨가하여 약 37℃ 수욕상에서 약 1~60시간 동안 교반하면서, 박층 크로마토그래피로 기질의 소거율을 확인하여 기질이 완전히 소실되면 열수(80~100℃)중에서 5~15분 동안 가열하여 가수분해 반응을 종료시키고 반응액을 수득할 수 있다.

미생물을 이용 시, 미생물은 상기 효소를 생산하는 미생물을 사용할 수 있으며, 보다 자세하게는 아스퍼질러스(aspergillus)속, 바실러스(bacillus)속, 페니실리움(penicillium)속, 리조푸스(rhizopus)속, 리조무코르(rhizomucor)속, 탈라로마이세스(talaromyces)속, 비피도박테리움(bifidobacterium)속, 모르티에렐라(mortierella)속, 크립토코커스(cryptococcus), 마이크로박테리움(microbacterium)속 등을 사용할 수 있다. 상기 추출물을 5~10배, 바람직하게는 약 10배의 이온수에 용해시킨 후 121℃에서 30분간 멸균하여 30℃로 냉각한다. 미리 배양된 미생물을 액체량의 중량대비 5~10중량%로 접종하여 30℃에서 2 내지 5일 배양 시킨 후 박층 크로마토그래피로 기질의 소거율을 확인하여 기질이 완전히 소실되면 반응을 종료시키고, 5,000 내지 10,000 rpm 으로 원심분리하여 회수한 침전물을 증류수로 3회 세척 후 원심분리하여 침전물을 얻는다.

상기와 같이 산, 염기 또는 효소나 이 효소를 생산하는 미생물을 이용하여 가수분해 한 후, 반응액을 감압농축하여 용매를 제거하고, 잔사에 메탄올, 에탄올, 부탄올 등 1종의 알코올을 가하여 1~5회 교반시킨 후, 침전된 염들을 여과를 통하여 제거하고, 여과된 여액을 감압농축하여 진세노사이드 F1을 수득할 수 있다.

본 발명의 미백 화장료 조성물은 상기 진세노사이드 F1을 조성물 총 중량에 대하여 0.0001~10중량% 함유한다. 함량이 0.0001중량％ 미만일 경우, 상기 성분에 의한 미백 효과 등을 얻을 수 없고, 함량이 10중량％ 초과할 경우, 함량 증가에 비해 효과의 증가가 크지 않기 때문이다.

본 발명의 미백 화장료 조성물은 UV나 염증에 의해 유도된 피부의 멜라닌 생 성을 억제하고, 생성된 색소 침착을 개선시킨다.

본 발명의 미백 화장료 조성물은 그 제형에 있어서 특별히 한정되는 바는 없으나, 예를 들면 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 아이크림, 아이에센스, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 파우더, 보디로션, 보디크림, 보디오일, 보디에센스 등의 화장료로 제형화 될 수 있다.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

[참고예 1] 인삼 추출물의 제조

인삼 2㎏에 80% 메탄올 수용액 4ℓ를 넣고, 3회 환류 추출한 후, 15℃에서 1일간 침적시켰다. 그 후, 여과포 여과와 원심분리를 통해 잔사와 여액을 분리하고, 분리된 여액을 감압농축하여 얻은 엑기스를 물에 현탁한 후, 에테르 1ℓ로 5회 추출하여 색소를 제거하고, 수층을 1-부탄올 500㎖로 3회 추출하였다. 이로부터 얻은 총 1-부탄올층을 감압농축하여 1-부탄올 엑기스를 얻고, 이를 소량의 메탄올에 녹인 다음, 대량의 에틸아세테이트에 추가하여, 생성된 침전물을 건조함으로써, 인삼 추출물 100g을 수득하였다.

[실시예 1] 산 가수분해 방법에 의한 진세노사이드 F1의 제조

상기 참고예 1에서 수득한 인삼 추출물 10g에 20배(v/w)의 1N HCl-50% 메탄 올 용액(v/v)을 가하여, 80℃ 수욕조에서 8시간 동안 가열 환류시켜 가수분해시킨 후, 반응액을 감압농축하여 용매를 제거하고, 잔사에 에탄올(200㎖)을 가해 교반시킨 후(3회), 침전된 염들을 여과를 통해 제거한 다음, 여과된 여액을 감압농축하여 조 생성물을 수득한 후, 수득된 조 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(클로로포름:메탄올 = 8:1~4:1)로 분리하여 진세노사이드 F1 1.25g을 수득하였다.

[실시예 2] 염기 가수분해 방법에 의한 진세노사이드 F1의 제조

상기 참고예 1에서 수득한 인삼 추출물 10g을 건조피리딘(500㎖)에 녹이고, 여기에 소디움 메톡사이드(sodium methoxide)(powder, 10g)를 가해 수욕조에서 8시간동안 가열 환류시켜 가수 분해 시킨후 반응액을 감압농축하여 용매를 제거하고, 잔사에 에탄올(200㎖)을 가해 교반시킨 후(3회), 침전된 염들을 여과를 통해 제거하였다. 여과된 여액을 감압농축하여 조 생성물을 수득하였으며, 수득된 조 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(클로로포름:메탄올 = 8:1~4:1)로 분리하여 진세노사이드 F1 0.85g을 수득하였다.

[실시예 3] 효소분해 방법에 의한 진세노사이드 F1의 제조

상기 참고예 1에서 수득한 인삼 추출물 10g을 100㎖의 0.1M 초산완충용액(pH 4.5)에 용해시키고, 여기에 효소 2.5g(헤스페리디나아제 0.5g, 나린지나아제 0.5g, 셀룰라아제 0.5 g, β-글루쿠로니다아제 0.2 g, β-갈락토시다아제 0.5 g, 아밀로글루코시다아제 0.3 g ; Sigma사 제조)을 첨가하여 37℃ 수욕상에서 48시간동안 교 반시키고 열수(80~100℃) 중에서 10분간 가열하여 반응을 종료시킨 후, 반응액을 감압농축하여 용매를 제거하고, 잔사에 에탄올(200㎖)을 가해 교반시킨 다음(3회), 침전물을 여과를 통해 제거하고 여과된 여액을 감압농축하여 조 생성물을 수득하였다. 수득한 조 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(클로로포름:메탄올 = 8:1~4:1)로 분리하여 진세노사이드 F1 0.91g을 얻었다.

[실시예 4] 미생물을 이용한 진세노사이드 F1의 제조

상기 참고예 1에서 수득한 인삼 추출물 10g을 100㎖의 이온수에 용해시키고, 121℃에서 30분간 멸균하여 30℃로 냉각시킨 다음, 미리 배양된 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger) KCCM 11885를 액체량 대비 5~10%로 접종하여 30℃에서 5일 동안 배양시킨 후, 박층 크로마토그래피로 기질의 소거율을 확인하여 기질이 완전히 소실되면 반응을 종료시키고, 배양액을 5,000 내지 10,000 rpm으로 원심분리하여 회수한 침전물을 증류수로 3회 세척 후 원심분리하여 침전물로써 반응액을 얻은 다음, 상기 침전물에 에탄올(200㎖)을 가해 교반시킨 후(3회), 침전물을 여과를 통해 제거한 다음, 여과된 여액을 감압농축하여 조 생성물을 수득하였고, 상기 수득한 조 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(클로로포름:메탄올 = 8:1~4:1)로 분리하여 진세노사이드 F1 0.62g을 얻었다.

[시험예 1] 쥐의 색소세포를 이용한 멜라닌 생성 억제효과 측정

C57BL/6 마우스 유래의 쥐의 색소세포(Mel-Ab cell)를 DMEM(Dulbecco’s modified Eagle’s media)에 10% 우태반 혈청, 100nM 2-O-테트라데카노일포르빌 (tetradecanoyphorbil)-13-아테이트, 1nM 콜레라 독소(cholera toxin)을 첨가한 배지에서 37℃, 5% CO₂의 조건에서 배양하였다. 배양된 Mel-Ab 세포를 0.25% 트립신-EDTA로 떼어낸 다음, 24-웰 플레이트에 10⁵ 세포/웰(cells/well)의 농도로 세포를 배양하고 이틀째부터 3일 연속으로 10ppm의 시험물질(코지산, 참고예 1, 실시예 1 내지 4)을 가하여 배양하였다. 여기서, 본 발명의 진세노사이드 F1에 대한 멜라닌 생성 억제 효과를 비교하기 위하여 대조군으로 코지산을 사용하였다.

배양액을 제거하고, PBS로 세척한 후, 1N 수산화나트륨으로 세포를 녹여 400nm에서 흡광도를 측정한 후, 하기 수학식 1에 따라 멜라닌 생성 억제율을 계산하여 그 결과를 표 1에 나타내었다(Dooley의 방법).

멜라닌 생성 억제 효과

시험물질	멜라닌 생성 억제율(%)
참고예 1	21.3
실시예 1	35.1
실시예 2	33.6
실시예 3	34.2
실시예 4	34.9
코지산	30.5

상기 표 1를 보면, 본 발명에 의한 진세노사이드 F1은 기존의 미백제인 코지산보다 멜라닌 생성 억제율이 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 인삼추출물로부터 진세노사이드 F1을 얻는 가수분해 방법에 따른 멜라닌 생성 억제율은 거의 비슷한 것을 알 수 있다.

[시험예 2] 인체 피부에 대한 미백 효과 시험

건강한 12명의 남자를 대상으로 피검자의 상박 부위에 직경 1.5㎝의 구멍이 뚫린 불투명 테이프를 부착한 뒤, 각 피검자의 최소 홍반량(Minimal Erythema Dose))의 1.5~2배 정도의 자외선(UVB)을 조사하여 피부의 흑화를 유도하였다.

조사 후 시험물질을 각 1중량%(용매는 1,3-부틸렌글리콜:에탄올 = 7:3)씩 바르고, 대조군으로는 코지산 3중량% 및 용매(vehicle)만을 발랐으며, 한곳은 아무 것도 바르지 않고 10주 동안 상태변화를 관찰했다. 1주 단위로 피부의 색깔을 색차계 CR2002(일본, 미놀타 사)로 측정하였다. 도포 시작시점과 완료시점에서의 피부색의 차이(△L*)를 하기 수학식 2에 따라 계산하고, 이를 하기 표 2에 나타내었다. 미백효과는 시료 도포 부위와 대조군 부위의 △L*의 비교로 판정하는데, △L*값이 2정도일 경우는 침착된 색소의 미백화가 뚜렷한 경우이고, 1.5정도 이상이면 미백효과가 있다고 판정할 수 있다. 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.

인체피부에 대한 미백효과

시험물질	피부색 밝기 정도(△L*)
무처리군	0.45± 0.13
용매(Vehicle)	0.50± 0.15
코지산	1.56± 0.11
참조예 1	1.26± 0.13
실시예 1	1.60± 0.13
실시예 2	1.67± 0.17
실시예 3	1.71± 0.13
실시예 4	1.64± 0.21

상기 표 2를 보면, 본 발명에 의한 진세노사이드 F1을 사용할 경우 △L*값이 1.6 이상으로 미백 효과가 우수하며, 미백 효과가 우수하다고 알려진 코지산에 비해서도 미백 효과가 우수함을 확인할 수 있다.

Claims (10)

1. 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)을 유효 성분으로 함유함을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 F1은 조성물 총 중량에 대하여 0.0001~10중량% 함유됨을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 F1(20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사트리올)은 인삼, 홍삼, 백삼, 수삼, 미삼, 인삼잎, 또는 인삼 열매의 추출물로부터 수득한 것임을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 F1은 산을 이용한 가수분해반응을 통해 수득한 것이며, 상기 산은 염산임을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 F1은 염기를 이용한 가수분해반응을 통해 수득한 것이며, 상기 염기는 소디움 메톡사이드임을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 F1은 효소를 이용한 반응을 통해 수득한 것이며, 상기 효소는 β-글루코시다아제(β-glucosidase), β-글루쿠로니다아제(β-glucuronidase), β-갈락토시다아제(β-galactosidase) 및 아밀로글루코시다아제(amyloglucosidase)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
8. 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 F1은 미생물을 이용한 반응을 통해 수득한 것이며, 상기 미생물은 아스퍼질러스(aspergillus)속임을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
9. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 멜라닌의 생성을 억제하는 것임을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.
10. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 생성된 색소 침착을 개선시킴을 특징으로 하는 피부 미백용 화장료 조성물.