KR101381147B1

KR101381147B1 - 해조류 추출물 제조방법 및 해조류 추출물

Info

Publication number: KR101381147B1
Application number: KR1020130062575A
Authority: KR
Inventors: 오혜숙; 송재용; 박지혜
Original assignee: 오혜숙
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-04-04

Abstract

본 발명은 (A) 해조류를 열수(熱水)추출하여 폴리사카라이드 함유 추출액을 제조하는 폴리사카라이드 추출액 제조단계; (B) 폴리사카라이드 분해 효소 생산 미생물을 배양한 후 균체제거하여 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 제조하는 폴리사카라이드 분해효소 배양액 제조단계; 및 (C) 상기 (A)단계에서 제조된 폴리사카라이드 함유 추출액과 상기 (B)단계에서 제조된 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액를 혼합하여 효소반응시키는 효소반응단계를 포함하는 해조류 추출물 제조방법, 해조류 추출물, 화장품용 조성물 및 식품 조성물을 제공한다. 본 발명은 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 용이하고, 간이하게 제조하여 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

해조류 추출물 제조방법 및 해조류 추출물{Preparation method of seaweed extract and Seaweed extract}

본 발명은 해조류 추출물 제조방법 및 해조류 추출물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 효과적으로 제조할 수 있는 방법과, 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물에 관한 것이다.

해조류는 역사적으로 오래전부터 인류가 식용이나 산업용으로 다양하게 이용하여 왔다. 아시아에서는 오랫동안 음식 재료로만 사용된 반면 서양에서는 귀중한 화학재료를 제조하기 위해 해조류를 사용하여 왔으며 이에 대한 연구도 상당히 진행되었다. 해조류를 구성하고 있는 주요성분은 폴리페놀이며, 이들 폴리페놀은 음식, 화장품, 의학 및 해조 공업의 원료 등으로 다양하게 이용될 뿐만 아니라 근래에 들어 건강과 웰빙에 대한 관심이 깊어지면서 생체조절 기능을 갖는 다기능성 올리고당의 소재로 각광받고 있다. 해양은 육상 생물과는 조금 다른 생리활성 물질을 함유한 해조류가 풍부하므로 새로운 폴리페놀을 포함한 생리활성 물질의 보고라고 할 수 있다. 해조류의 특이성에 착안하여 새로운 생리활성 물질들이 탐색되고 있으며 해조류 유래 기능성 소재는 항종양성, 항바이러스성, 항혈액응고 및 면역력 증강 등의 다양한 생리활성기능을 갖는 것으로 알려져 있다.

Gene cloning, expression, and characterization of a beta-agarase, agaB34, from Agarivorans albus YKW-34. J. Microbiol. Biotechnol. 19: 257-264(2009)

본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 제조하는 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물 제조방법은 (A) 해조류를 열수(熱水)추출하여 폴리사카라이드 함유 추출액을 제조하는 폴리사카라이드 추출액 제조단계; (B) 폴리사카라이드 분해 효소 생산 미생물을 배양한 후 균체제거하여 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 제조하는 폴리사카라이드 분해효소 배양액 제조단계; 및 (C) 상기 (A)단계에서 제조된 폴리사카라이드 함유 추출액과 상기 (B)단계에서 제조된 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액를 혼합하여 효소반응시키는 효소반응단계를 포함한다.

상기 해조류는 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 포함할 수 있다.

상기 해조류는 중량기준으로 감태:다시마:미역:곰피:대황=50~80:5~10:5~10:5~10:5~10의 비율로 상기 감태, 상기 다시마, 상기 미역, 상기 곰피, 및 상기 대황을 혼합한 것일 수 있다.

상기 열수추출은 해조류 100중량부에 대하여 물 500~2000중량부를 가하여, 섭씨 70~95도로 1~3시간 가열하여 추출하는 것일 수 있다.

상기 폴리사카라이드 함유 추출액은 상기 열수추출에 의해 추출된 열수추출액을 포어사이즈 0.2~1 마이크로미터인 여과막으로 여과한 여액일 수 있다.

상기 미생물은 슈도모나스속 균(Pseudomonas sp.), 탈라소모나스속 균(Thalassomonas sp.), 아가리보란스 알부스(Agarivorans albus), 슈도알터로모나스속 균(Pseudoalteromonas sp.), 및 슈도알테오모나스 카라기노보어(Pseudoalteomonas carrageenovor)를 포함할 수 있다.

상기 균체제거는 배양 종결 후 배양액의 pH를 8~9로 조절한 후, 원심분리하여 상등액을 취하여 이루어지고, 상기 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액은 상기 상등액의 pH를 6~7로 조절하여 취한 것일 수 있다.

상기 효소반응은 섭씨 30~40도에서 10~30시간 동안 실시하는 것일 수 있다.

상기 해조류 추출물 제조방법은 (D) 상기 효소반응 종결 후 효소반응액을 섭씨 90~99도로 20~40분 처리한 후 여과하여 여액을 취하는 정제단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물은 (a) 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 포함하는 해조류를 열수추출하여 폴리사카라이드 함유 추출액을 제조하고, (b) 슈도모나스속 균(Pseudomonas sp.), 탈라소모나스속 균(Thalassomonas sp.), 아가리보란스 알부스(Agarivorans albus), 슈도알터로모나스속 균(Pseudoalteromonas sp.), 및 슈도알테오모나스 카라기노보어(Pseudoalteomonas carrageenovor)를 배양한 후, 균체를 제거하여 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 제조한 후, (c) 상기 (a)단계에서 제조된 폴리사카라이드 함유 추출액과 상기 (b)단계에서 제조된 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 혼합하여 효소반응시켜 얻어지는 것을 특징으로 한다.

상기 해조류 추출물은 폴리페놀을 함유하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 폴리페놀은 해조류 추출물의 총 중량 대비 30중량%이상일 수 있다.

상기 폴리사카라이드 함유 추출액은 상기 열수추출에 의해 추출된 열수추출액을 포어사이즈 0.2~1 마이크로미터 여과막으로 여과한 여액일 수 있다.

상기 폴리페놀 함유 해조류 추출물은 (d) 상기 효소반응 종결 후 효소반응액을 섭씨 90~99도로 20~40분 처리한 후 여과하여 여액을 취하는 정제단계를 추가로 거친 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 화장품 조성물은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 해조류 추출물 제조방법에 의해 제조된 해조류 추출물을 함유하거나, 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물을 함유한다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 식품 조성물은 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 해조류 추출물 제조방법에 의해 제조된 해조류 추출물을 함유하거나, 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물을 함유한다.

본 발명에 의해 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 용이하고, 간이하게 제조하여 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 효과 확인을 위한 실험결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 항산화 효과 확인을 위한 실험결과를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, "및/또는"은 언급된 구성요소의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 해조류 추출물 제조방법과 해조류 추출물에 대해 보다 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해조류 추출물 제조방법은 (A) 폴리사카라이드 추출액 제조단계, (B) 폴리사카라이드 분해효소 배양액 제조단계, 및 (C) 효소반응단계를 포함하여 이루어진다.

폴리사카리이드 추출액은 해조류를 열수추출하여 폴리사카라이드 함유 추출액을 제조함으로써 얻어진다.

폴리사카라이드 분해효소 배양액은 폴리사카라이드 분해 효소 생산 미생물을 배양한 후 균체를 제거하여 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 제조함으로써 얻어진다.

효소반응단계는 폴리사카라이드 함유 추출액과 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 혼합하여 효소반응시키는 과정이다.

이와 같이, 해조류 중 함유되는 폴리사카라이드를 추출하여, 폴리사카라이드 분해 효소 생산 미생물이 생산한 폴리사카라이드 분해 효소를 함유하는 배양액과 혼합하여 효소반응시킴으로써, 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 용이하게 제조할 수 있다.

폴리사카라이드 추출은 물을 용매로 이용하는 열수추출에 의하므로, 용매로 인한 문제를 피할 수 있다. 즉, 물 이외의 용매의 경우 안전성의 이유로 용매를 제거하여야 하는 등의 문제가 있을 수 있으나, 물을 용매로 사용하는 열수추출의 경우 이와 같은 문제를 피할 수 있는 것이다. 또한, 열수추출에 의하므로 해조류로부터 폴리사카라이드를 효과적으로 추출할 수 있다. 이와 같이 해조류로부터 추출된 폴리사카라이드를 폴리사카라이드 분해효소 배양액과 효소반응시킴으로써, 용이하게 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 제조할 수 있다.

해조류는 이로써 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 포함하여 이루어질 수 있다. 이와 같은 경우, 바람직하게는 해조류는 중량기준으로 감태:다시마:미역:곰피:대황=50~80:5~10:5~10:5~10:5~10의 비율로 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 혼합한 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 해조류는 중량기준으로 감태:다시마:미역:곰피:대황=75:5:5:5:10의 비율로 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 혼합한 것일 수 있다. 이와 같은 구성에 의해 다양한 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 효과적으로 제조할 수 있다.

감태(甘苔)는 갈조식물 다시마목 미역과의 여러해살이 해조로, 학명은 Ecklonia cava이고, 다시마는 갈조식물 다시마목 다시마과의 해조로, 학명은 Leminaria이고, 미역은 갈조식물 미역과의 한해살이 바닷말로, 학명은 Undaria pinnatifida이고, 곰피는 갈조식물 다시마목 미역과의 다년생 해조로, 학명은 Ecklonia stolonifera이며, 대황(大荒)은 갈조식물 미역과의 바닷말로, 학명은 Eisenia bicyclis이다.

열수추출은 이로써 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 해조류 100중량부에 대하여 물 500~2000중량부를 가하여, 섭씨 70~95도로 1~3시간 가열하여 추출하는 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 해조류 100중량부에 대하여 물 1000중량부를 가하여, 섭씨 95도로 3시간 가열하여 추출하는 것일 수 있다. 이와 같은 구성에 의해 해조류로부터 폴리사카라이드를 효과적으로 추출할 수 있다.

폴리사카라이드 함유 추출액은 열수추출에 의해 추출된 열수추출액을 바람직하게는 포어사이즈 0.2~1마이크로미터, 보다 바람직하게는 포어사이즈 0.45마이크로미터인 여과막으로 여과한 여액일 수 있다. 여액에는 분자량 1000kDa 이하를 갖는 폴리사카라이드가 함유될 수 있다. 해조류는 제거된 상태의 폴리사카라이드 함유 추출액을 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 이용하여 효소반응시키므로, 효소반응을 보다 효과적으로 실시할 수 있다. 일 예로 효소반응조의 부피가 크지 않아도 효소반응에 어려움이 없게 되고, 효소와 폴리사카라이드의 선택적 접촉이 가능하여 효소반응 역시 해조류와 직접 반응하는 경우에 비해 효과적으로 이루어지게 된다.

폴리사카라이드 분해 효소 생산 미생물은 폴리사카라이드를 분해하여 폴리페놀을 생산할 수 있는 효소를 생산할 수 있는 것인 한 제한되지 않는다. 예를 들어, 슈도모나스속 균(Pseudomonas sp.), 탈라소모나스속 균(Thalassomonas sp.), 아가리보란스 알부스(Agarivorans albus), 슈도알터로모나스속 균(Pseudoalteromonas sp.), 및 슈도알테오모나스 카라기노보어(Pseudoalteomonas carrageenovor)를 포함한다. 바람직하게는 슈도모나스 안규라타(Pseudomonas angulata), 탈라소모나스 피스시시다(Thalassomonas piscicida), 아가리보란스 알부스(Agarivorans albus), 슈도알터로모나스 시트리아(Pseudoalteromonas citrea), 및 슈도알테오모나스 카라기노보어(Pseudoalteomonas carrageenovor)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이와 같이 다양한 폴리사카라이드 분해 효소를 생산할 수 있는 미생물 조합에 의해 다양한 폴리페놀을 제조할 수 있다. 즉, 5종의 미생물은 상이한 폴리사카라이드 분해 효소를 생산하고, 각각의 효소는 폴리사카라이드의 여러 부위를 잘라내어 간단히 여러 종류의 폴리페놀을 생산할 수 있는 것이다.

폴리사카라이드 분해 효소 생산 미생물을 배지에서 배양함으로써, 폴리사카라이드 분해 효소가 함유되는 배양액을 제조할 수 있다. 이 때, 배양액 중 미생물로 이루어진 균체를 제거함으로써 해조류 추출물 중 미생물이 함유되는 것을 방지하고, 효과적으로 효소반응이 일어나도록 할 수 있다.

균체제거는 배양종결 후 배양액의 pH를 바람직하게는 8~9, 보다 바람직하게는 pH 8.5로 조절한 후, 원심분리하여 상등액을 취하여 이루어질 수 있다. pH는 수산화나트륨 등으로 조절될 수 있으며, 원심분리는 4000rpm에서 30분간 실시할 수 있다. 또한, 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액은 상등액의 pH를 바람직하게는 6~7, 보다 바람직하게는 6.5로 조절하여 취한 것일 수 있다. 이 때, pH는 35%묽은 염산 등의 산으로 조절할 수 있다. 이와 같이, pH를 조절함으로써 균체 분리 후 남은 효소의 활성을 유지할 수 있다.

이로써, 폴리사카라이드 분해 활성이 600 unit/L 이상의 폴리사카라이드 분해 효소를 얻을 수 있다. 이 때, 효소 분해 활성은 DNS법과 같은 방법을 이용하여 산정할 수 있다. 예를 들어, 폴리사카라이드 함유 추출액 1.0 mL에 폴리사카라이드 분해 효소 배양액 500마이크로리터를 혼합한 후 30분 간 항온조에서 반응(150rpm, 섭씨 25도)시킨 후, 반응액을 원심분리(14,000g, 섭씨 4도, 5분)한 후, 원심분리된 상층액 500마이크로미터에 DNS(3,5-dinitrosalicylicacid)용액 2mL를 가한 후 10분간 가열하고 540nm에서 흡광도를 측정한다. Mannuronic acid를 이용하여 작성한 표준 검량선을 이용하여 생성된 환원당을 정량하고, 환원당 생성능을 폴리사카라이드 분해효소 활성과 비례하는 것으로 간주한다. 효소 1unit는 1분에 1마이크로몰의 환원당을 생산하는 효소량으로 정의할 수 있다. 이와 같은 방법에 의해 폴리사카라이드 분해 효소는 폴리사카라이드 분해 활성이 600unit/L 이상으로 산정할 수 있다.

효소반응은 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 섭씨 30~40도에서 10~30시간, 바람직하게는 20~30시간 동안 실시하는 것일 수 있으며, 보다 바람직하게는 섭씨 35도에서 30시간 동안 실시하는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 효과적인 효소반응이 일어나 폴리페놀 함유량이 증가할 수 있다. 이와 같은 범위 미만에서 효소반응 경과시간에 따라 폴리페놀 함유량 증가폭이 크지 않을 염려가 있고, 범위 초과시 폴리페놀 함유량이 오히려 감소할 염려가 있다.

폴리사카라이드 함유 추출액과 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액은 일정 비율로 혼합하여 효소반응시킬 수 있으며, 바람직하게는 중량비로 1:1의 비율로 혼합하여 효소반응시킬 수 있다.

해조류 추출물은 폴리페놀을 함유하는 것으로, 폴리페놀은 해조류 추출물의 총 중량 대비 30중량%이상일 수 있다.

도시된 바와 같이, 해조류 추출물 제조를 위해 (D) 정제단계를 추가로 거칠 수 있다. 정제단계는 바람직하게는 효소반응 종결 후 효소반응액을 바람직하게는 섭씨 90~99도로 20~40분간, 보다 바람직하게는 섭씨 95도로 30분간 처리한 후 여과하여 여액을 취하는 단계일 수 있다. 이와 같은 열처리에 의해 효소반응액 중 포함되는 효소와 단백질이 엉기게 되어 응결된다. 응결된 효소와 단백질은 포어사이즈 0.1마이크로미터의 여과막을 이용하여 여과하여 제거할 수 있다. 이와 같은 여과에 의해 취해지는 여액에는 효소 등이 제거되어 정제된 폴리페놀이 포함된 해조류 추출물을 제조할 수 있게 된다.

여액은 농축하여 농축액이 되도록 할 수 있다. 농축은 회전농축장비 등을 이용하여, 섭씨 60도에서 감압농축하여 바람직하게는 초기 부피 대비 20%이하로 농축할 수 있으며, 보다 바람직하게는 10%이하로 농축할 수 있다. 농축액은 동결건조 등에 의해 분말화 할 수 있다. 동결건조는 진공동결건조장치 등을 이용할 수 있으며, 섭씨 영하 40도에서 건조함으로써 폴리페놀 고함량 해조류 추출물을 분말 형태로 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물 제조방법에 의해 제조된 해조류 추출물은 화장품 조성물 또는 식품 조성물에 포함될 수 있다. 즉, 화장품 또는 식품의 용도로 사용될 수 있다. 식품은 식품에 첨가되는 첨가제 등을 포함하는 의미로, 바람직하게는 건강기능성식품을 의미할 수 있다.

식품은 캔디, 음료, 껌, 또는 차 등의 형태일 수 있고, 건강기능식품은 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료 등의 형태일 수 있다.

식품조성물은 음료를 포함하는 식품 등을 다양하게 포함할 수 있다. 건강기능식품이라 함은 대한민국 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조(가공을 포함한다. 이하 같다)한 식품을 말하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 말한다. 식품 조성물은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산나트륨, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물, 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물, L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류들일 수 있다.

해조류 추출물은 항산화 목적으로 식품(음료를 포함함)에 첨가될 수 있다. 이 때, 식품 중의 추출물의 양은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 음료 조성물은 100 ml를 기준으로 0.02 내지 10 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.

음료 조성물은 필수 성분으로서 해조류 추출물을 함유하는 것 외에 액체성분에는 특별한 제한은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

화장품 조성물은 기능성화장품 조성물을 포함하는 의미로, 이로써 제한되는 것은 아니나, 화장수, 크림, 에센스 또는 팩 중에서 선택된 제형일 수 있다. 화장수는 유연화장수 또는 영양화장수이고, 크림은 영양크림 또는 맛사지크림일 수 있다.

화장품 조성물은 항산화용일 수 있다. 항산화에 의해 피부의 산화에 의한 손상, 예를 들어, 반점, 주근깨, 피부균열, 자외선 손상 등을 예방하는데 유용하며, 화장품 자체의 산화를 방지하여 화장품 품질 유지에도 도움이 될 수 있다.

항산화는 생체 내 활성산소의 생성을 방지하고 세포에 회복 불가능한 손상을 야기하는 산화현상을 방지하는 활성을 의미한다.

또한, 화장품 조성물은 해조류 추출물을 그대로 사용하거나 필요에 따라 희석하여 사용할 수 있다. 화장품의 제형 또는 사용목적 등에 따라 화장품 분야에서 통상적으로 허용되는 기제, 보조제 및 첨가제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제, 방향제, 계면활성제, 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 오일, 염료, 안료 등일 수 있다. 구체적인 예로, 물, 알콜, 프로필렌 글리콜, 스테아르산, 글리세롤, 세틸 알콜 및 유동 파라핀 등을 들 수 있다.

본 발명의 추출물 또는 조성물은 피부에 도포할 수 있으며, 체중 60kg 성인기준으로 10mg/kg ~ 1,000mg/kg의 범위 내에서 조절할 수 있다.

해조류 추출물은 항산화 목적으로 화장품에 첨가될 수 있다. 이 때, 화장품 중 추출물의 양은 일반적으로 전체 화장품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물은 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물 제조방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물은 (a) 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 포함하는 해조류를 열수추출에 의해 폴리사카라이드 함유 추출액을 제조하고, (b) 슈도모나스속 균, 탈라소모나스속 균, 아가리보란스 알부스, 슈도알터로모나스속 균, 및 슈도알테오모나스 카라기노보어를 배양한 후, 균체를 제거하여 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 제조한 후, (c) 상기 (a)단계에서 제조된 폴리사카라이드 함유 추출액과 상기 (b)단계에서 제조된 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 혼합하여 효소반응시켜 얻어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

반복을 피하기 위해 중복된 부분은 설명을 생략하나, 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물 제조방법에서 언급된 내용은 본 발명의 일 실시예인 해조류 추출물에 동일성 범위에서 적용됨은 물론이다.

<실시예 1> 해조류 추출물 제조

1-1. 폴리사카라이드 추출액 제조

1-1-1. 해조류 준비

수분함량 5% 미만으로 열풍건조된 감태, 다시마, 미역, 곰피, 대황을 해조류로 준비하였다. 산업용 건식 분쇄기를 이용하여 각각의 해조류를 20mesh 크기로 분쇄하였다.

중량기준으로 감태:다시마:미역:곰피:대황=75:5:5:5:10의 비율로 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 혼합하였다.

1-1-2. 열수 추출

1-1-1.에서 준비된 혼합된 해조류 100중량부에 대하여 물 1000중량부를 가하여, 섭씨 95도로 3시간 가열하여 열수 추출하였다.

1-1-3. 여과

1-1-2.에서 준비된 열수 추출액을 포어사이즈 0.45마이크로미터인 여과막으로 여과하여 분자량 1000kDa 이하를 갖는 폴리사카라이드를 함유하는 수용액을 얻었다.

이와 같은 과정에 의해 폴리사카라이드 함유 추출액을 제조하였다.

1-2. 폴리사카라이드 분해효소 배양액 제조

1-2-1. 폴리사카라이드 분해효소 생산 미생물 배양

폴리사카라이드(Polysaccharides) 분해효소 생산 미생물은 ATCC(American Type Culture Collection)와 KCCM(한국미생물보존센터)로부터 분양받아 사용하였다. 분양받은 미생물은 Pseudomonas sp. N7151-6, Thalassomonas sp. JAMB-A33, Agarivorans albus YKW-34, Pseudoalteromonas sp. AG4, Pseudoalteomonas carrageenovora 이었다. 5종의 Polysaccharides 분해 효소 생산 박테리아 모두를 5L 배양기에서 working volume 3L, 섭씨 30도, 300 rpm, pH 6.5, 배지 조성(sodium alginate 1%, agarose 1%, peptone 0.5%, yeast extract 0.3%, NaCl 1.5%)으로 배양하였으며, 구체적으로 같은 조성의 배지에서 종 배양된 균체 2%를 접종하여 48 시간 동안 배양하였다.

1-2-2. 균체 제거

배양 종결 후 NaOH를 이용하여 배양액의 pH를 8.5로 조절하였다. 이와 같이 pH를 조절함으로써, 미생물과 효소가 물리적결합에 의해 배양액으로부터 함께 분리되는 것을 방지할 수 있다. 이 후, 고속원심분리기를 이용하여 4000rpm에서 30분간 원심분리를 실시하고, 상등액을 취하여 균체를 제거하였다.

1-2-3. pH 조절

1-2-2.에서 준비된 상등액의 pH를 묽은 염산(35%)을 이용하여 pH 6.5로 조절하였다. 이와 같이 pH를 조절함으로써, 효소 활성을 극대화하고 유지하도록 할 수 있다.

이와 같은 과정에 의해 폴리사카라이드 분해효소 함유 배양액을 제조하였다.

1-3. 효소반응

1-1.에서 제조된 폴리사카라이드 추출액과 1-2.에서 제조된 폴리사카라이드 분해 효소 함유 배양액을 1:1의 중량비로 혼합하고, 섭씨 35도에서 시간별로 효소반응시켰다.

폴리사카라이드가 효소에 의해 폴리페놀로 전환되는 것을 Folin-Denis colorimetric method{Folin O and Denis W (1915) A colorimetric method for the determination of phenols (and phenol derivatives) in urine. J. Biol. Chem. 22, 305-308 등 참조}에 의해 확인하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2는 본 발명의 일 실시예의 효과 확인을 위한 실험결과를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 2는 효소반응시간에 따른 해조류 추출물 중 폴리페놀 함량 변화를 나타낸 그래프로, x축은 시간(시간)을 나타내고, y축은 총페놀함량(mg/g)을 나타낸다.

그 결과, 10시간 경과시 총페놀함량이 최대 증가폭을 나타내고, 30시간 경과시 총페놀함량 최대치를 나타냄을 알 수 있다. 즉, 10시간 경과시와 인접한 경과시간인 5시간 경과시에 비해 10시간 경과시 총페놀함량이 약 10배가 됨을 알 수 있고, 30시간 경과시에 비해 그와 인접한 35시간 경과시 총페놀함량은 오히려 감소함을 알 수 있다. 따라서, 30시간 초과시 수율감소와 과잉의 에너지소모 염려가 있을 수 있다. 또한, 20시간 경과시 총페놀함량이 200mg/g을 상회하나, 그와 인접한 10시간 경과시 총페놀함량이 200mg/g에 미치지 못하고 그 격차가 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 폴리페놀을 함유하는 해조류 추출물을 제조할 수 있으며, 효소반응시간이 바람직하게는 10~30시간, 보다 바람직하게는 20~30시간일 때, 폴리페놀 함량이 높은 해조류 추출물을 효과적으로 제조할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 30시간 경과시 총페놀함량은 320mg/g인 것으로 부터, 해조류 추출물의 총 중량 대비 30중량%이상인 해조류 추출물을 제조할 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 의해 폴리페놀을 고함량으로 함유하는 해조류 추출물을 제조할 수 있음을 알 수 있다.

1-4. 정제

1-3.에서와 같은 방법으로, 30시간 동안 효소반응시켜 효소반응을 종결한 효소반응액을 섭씨 95도에서 30분간 처리하여 효소 및 단백질을 엉기게 하여 응결시켰다. 이 후, 응결된 효소반응액을 포어사이즈 0.1마이크로미터인 여과막으로 여과하였다. 여과된 용액은 회전농축기를 이용하여, 섭씨 60도에서 농축하여 초기 부피 대비 10%이하로 농축하였다. 농축액은 진공동결건조장치를 이용하여, 섭씨 영하 40도에서 48시간 동안 건조하여 폴리페놀 고함유 해조류 추출물 분말을 제조하였다.

<실험예 1> 항산화 효과 확인 실험

실시예 1에서 준비된 해조류 추출물의 항산화 효과를 확인하기 위해, DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl free radical, Sigma)를 이용하여 폴리페놀의 free radical 소거활성을 측정하였다. 표준비교물질로 비타민 C를 사용하여 실험결과를 검증하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 준비한 해조류 추출물과 비타민 C 용액을 각각 농도별(10, 50, 100, 500, 1000 ug/ml)로 제조한 후 96-well plate에 0.2 mM DPPH 용액 220ul에 시료 80 ul를 넣고 상온에서 10 분간 반응시킨 후 ELISA reader(PowerWave XS2, BioTek, USA)로 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.

Inhibition (%) = 1-{(실험군-Blank)/(control)}×100 으로 계산하였다.

도 3은 본 발명의 일 실시예의 항산화 효과 확인을 위한 실험결과를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 3은 해조류 추출물의 항산화 효과 확인 실험 결과를 나타내는 그래프로, x축은 해조류 추출물 농도를 나타내고, y축은 DPPH 억제율(%)을 나타낸다. DPPH억제율은 라디칼 소거능을 나타내는 것으로, 그 값이 클수록 항산화 효과를 나타내는 것으로 볼 수 있다.

표준비교물질로 사용한 비타민 C 의 경우 10, 50, 100, 500, 1000 ug/ml의 농도에서 각각 58%, 85%, 92%, 95%, 97%의 활성을 나타낸 것으로 부터, 실험결과가 신뢰성 있음을 알 수 있다. 해조류 추출물 역시 동일한 조건에서 각각 15%, 25%, 32%, 42%, 46%의 DDPH 억제율을 나타내는 것으로 부터, 본 발명의 해조류 추출물이 용량의존적으로 DDPH 라디칼 소거활성을 나타냄을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 해조류 추출물이 항산화 활성을 나타냄을 확인할 수 있다. 해조류 추출물 중 고함량으로 포함되는 폴리페놀에 의해 이와 같은 항산화 활성을 나타내는 것으로 판단된다.

<제조예 1> 화장품 조성물의 제조

정제수(잔량)에 글리세린(3.0중량%), 부틸렌글리콜(2.0중량%), 프로필렌글리콜(2.0중량%)을 순서대로 투입하고 교반하여 용해물을 제조하였다. 그 후 폴리옥시에틸렌경화피마자유(1.0중량%)를 섭씨 60도로 가열하여 용해시킨 후, 향료(0.01중량%)를 투입하여 용해한 후 앞서 준비된 용해물에 투입하였다. 마지막으로, 실시예 1과 동일한 방법으로 준비한 해조류 추출물(1.0중량 %)과 에탄올(10.0중량%)을 추가로 투입하고 교반 후 숙성시켜 화장수(스킨로션)를 제조하였다.

<제조예 2> 식품 조성물의 제조

실시예 1과 동일한 방법으로 준비한 해조류 추출물(4중량 %), 액상과당(0.5중량%), 올리고당(2중량%), 설탕(2중량%), 및 식염(0.5중량%)에 물을 추가하여 잔량을 맞춘 후 균질하게 배합하여 순간 살균을 하여 건강음료를 제조하였다.

Claims

(A) 중량기준으로 감태:다시마:미역:곰피:대황=75:5:5:5:10의 비율로 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 혼합한 해조류 100중량부에 대하여 물 1000중량부를 가하고, 섭씨 95도로 3시간 가열하여 열수(熱水)추출하고 포어사이즈 0.45 마이크로미터인 여과막으로 여과한 여액을 얻고,
(B) 슈도모나스속 균(Pseudomonas sp.), 탈라소모나스속 균(Thalassomonas sp.), 아가리보란스 알부스(Agarivorans albus), 슈도알터로모나스속 균(Pseudoalteromonas sp.), 및 슈도알테오모나스 카라기노보어(Pseudoalteomonas carrageenovor)를 섭씨 30도에서 48시간 배양한 배양액의 pH를 8.5로 조절한 후 원심분리하여 상등액을 취하여 균체제거하고, 상기 상등액의 pH를 6.5로 조절하여 pH 6.5인 상등액을 취하고,
(C) 상기 (A)단계의 여액과 상기 (B)단계의 pH 6.5인 상등액을 혼합하여 섭씨 35도에서 10~30시간 경과하는 단계를 포함하는 해조류 추출물 제조방법.
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제1항에 있어서, (D) 상기 (C)단계의 섭씨 35도에서 10~30시간 경과한 혼합물을, 섭씨 95도에서 30분 경과한 후 여과하여 여액을 취하는 단계를 추가로 포함하는 해조류 추출물 제조방법.
제1항 또는 제9항의 제조방법에 의해 제조된 해조류 추출물을 함유하는 화장품 조성물.
제1항 또는 제9항의 제조방법에 의해 제조된 해조류 추출물을 함유하는 식품 조성물.
(a) 중량기준으로 감태:다시마:미역:곰피:대황=75:5:5:5:10의 비율로 감태, 다시마, 미역, 곰피, 및 대황을 혼합한 해조류 100중량부에 대하여 물 1000중량부를 가하고, 섭씨 95도로 3시간 가열하여 열수(熱水)추출하고 포어사이즈 0.45 마이크로미터인 여과막으로 여과한 여액을 얻고, (b) 슈도모나스속 균(Pseudomonas sp.), 탈라소모나스속 균(Thalassomonas sp.), 아가리보란스 알부스(Agarivorans albus), 슈도알터로모나스속 균(Pseudoalteromonas sp.), 및 슈도알테오모나스 카라기노보어(Pseudoalteomonas carrageenovor)를 섭씨 30도에서 48시간 배양한 배양액의 pH를 8.5로 조절한 후 원심분리하여 상등액을 취하여 균체제거하고, 상기 상등액의 pH를 6.5로 조절하여 pH 6.5인 상등액을 취하고, (c) 상기 (a)단계의 여액과 상기 (b)단계의 pH 6.5인 상등액을 혼합하여 섭씨 35도에서 10~30시간 경과하는 단계를 포함하는 해조류 추출물 제조방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 해조류 추출물.
제12항의 해조류 추출물을 함유하는 화장품 조성물.
제12항의 해조류 추출물을 함유하는 식품 조성물.