KR101418778B1 - 미백효과가 있는 인삼 잎 추출 발효물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미백효과가 있는 인삼 잎 추출 발효물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 인삼 잎 추출 발효물은 미백 활성이 뛰어나고 세포 독성이 낮다.

Description

미백효과가 있는 인삼 잎 추출 발효물 및 이의 제조 방법{Fermented extract of ginseng leaf having whitening effect and producing method thereof}

본 발명은 미백효과가 있는 인삼 잎 추출 발효물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

인삼은 예부터 한약의 약재로 사용되어 왔으며, 특히 '신농본초본'과 같은 한방 의서에는 인삼은 오장, 즉 간장, 심장, 폐장, 신장, 비장의 양기를 돋우고 정신을 안정시키며, 눈을 밝게 한다고 나와있다. 최근 인삼의 효능에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔으며, 인삼의 효과로 피로 회복, 혈액 순환 개선, 빈혈 치료, 혈압 조절, 심장 강화, 당뇨 치료, 위 기능 강화 및 설사 치료 효과가 있다고 알려졌다.

한편, 이와 같은 활성은 주로 사포닌인 것으로 알려져 왔는데, 비 사포닌 성분으로 알카로이드 성분, 안토시아닌 색소, 함 질소 화합물 펩티드, 다당체 성분, 정유 성분 등이 존재하는 것으로 밝혀졌으며, 살리실 산(salicylic acid) 및 바닐 산(vanillic acid)과 같은 항산화성 페놀성 물질들 또한 존재하는 것으로 알려졌다. 그리고 페놀성 성분 중 일부는 미백 활성이 존재하는 것으로 밝혀졌다.

한편 티로시나아제(Tyrosinase)는 폴리페놀 옥시다아제(polyphenol oxidase)의 일종이며 구리를 함유하는 효소로서 색소세포에서 티로신(tyrosine)을 3,4-디하이드로페닐알라닌(dihydroxypheylalanine)(DOPA)으로 변환하고 효소적 산화반응에 의해 단계적으로　도파퀴논(dopaquinone), 도파크롬(dopachrome)으로 변환하여 멜라닌(melanin)을 생합성한다. 이와 같이 티로시나아제는 멜라닌(melanin) 중합체를 생성하는 중요 효소로서, 세포 내 색소세포에서 활성화되어 멜라닌이 과잉 생산되면 기미 주근깨, 점, 검버섯 등 색소침착이 일어나 피부노화 및 손상을 초래하므로, 티로시나아제 활성억제 실험을 통하여 미백 원료로 사용 가능한 것인지 확인 가능하다.

특허문헌 1 : 한국 등록특허공보 제10-0864174호

비특허문헌 1 : 조경래, 발효인삼 제조를 위한 인삼 잎, 줄기, 뿌리의 효소처리 공정 최적화, 호서대학교 석사학위논문, 2010.02. 비특허문헌 2 : 한국약용작물학회지, 14(3), 2006.06.30., pp.148-152

본 발명은 미백효과가 있는 인삼 잎 추출 발효물 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서는 인삼 잎을 마쇄하는 단계; 상기 마쇄된 인삼 잎의 유효성분을 추출하는 단계; 및 상기 인삼 잎 추출물을 Lactobacillus 속으로 발효시키는 단계를 포함하는 인삼 잎 추출 발효물을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 추출 단계는 증류수로 교반추출하고, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 발효시키는 단계에서 Lactobacillus 속은 Lactobacillus rhamnosus KCTC5033 또는 Lactobacillus sakei K080701 중 하나이다.

본 발명의 일 실시예에서는 Lactobacillus 속에 의하여 발효된 인삼 잎 추출 발효물을 포함하는 피부 미백용 식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 인삼 잎 추출물은 에스큘레틴(esculetin)을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에서는 Lactobacillus 속은 Lactobacillus rhamnosus KCTC5033 또는 Lactobacillus sakei K080701 중 하나이다.

본 발명의 일 실시예에서는 Lactobacillus 속에 의하여 발효된 인삼 잎 추출 발효물을 포함하는 피부 미백용 화장료 조성물을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 인삼 잎 추출물은 에스큘레틴(esculetin)을 포함하고, 본 발명의 일 실시예에서는 Lactobacillus 속은 Lactobacillus rhamnosus KCTC5033 또는 Lactobacillus sakei K080701 중 하나이다.

본 발명에 따른 인삼 잎 물 추출 발효물을 포함하는 조성물은 미백 활성이 뛰어나면서도 세포 독성이 낮은 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인삼 부위별 추출물의 ABTS 라디칼 소거 효과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인삼 부위별 추출물의 티로시나아제 활성 억제 효과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인삼에 함유된 페놀성 성분의 티로시나아제 활성 억제 효과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 구성요소와 기술적 특징을 다음의 실시예들을 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 부위별 인삼 추출물의 제조

본 발명에서 사용한 인삼 잎 및 인삼뿌리는 인삼으로부터 각각의 부위를 분리하여 사용하였다. 시료는 증류수로 세척 후, 50^oC에서 36시간 열풍 건조하여 마쇄하고, 각각 에탄올과 증류수로 3회 교반 추출하여 얻어진 상등액을 농축하고 동결 건조하여 인삼 잎 및 인삼 뿌리의 에탄올 추출물과 물 추출물을 각각 제조하였다.

실시예 2. 인삼 추출물의 활성 측정

2.1 항산화 효과

피부 손상 보호효과 관련한 기초 활성으로 자유 라디칼 소거 효과를 측정하였다. 사용한 자유 라디칼은 ABTS이었다.

측정결과(도 1) 인삼 잎 물 추출물은 뿌리에 비하여 가장 높은 ABTS 소거활성을 나타내었다.

2.2 피부 색소 억제 효과

피부 색소 억제 효과를 측정하기 위하여 멜라노사이트(melanocyte)에 3일간 시료를 처리 후 세포 생존율 및 멜라닌 생성 저해율을 측정하였다(표 1).

Sample	농도 (ppm)	멜라닌 생성저해율 (%)	세포 생존율 (%)
잎 물 추출물	100	35.3	104.7
	10	18.4	99.3
	1	15.5	92.6
잎 에탄올 추출물	100	25.1	84.4
	10	14.6	100.8
	1	11.7	93.6
뿌리 물 추출물	100	32.2	85.7
	10	18.4	95.3
	1	15.5	106.2
뿌리 에탄올 추출물	100	82.8	30.5
	10	23.8	70.3
	1	16.3	94.8
알부틴	100	27.2	96.4
	10	18.4	97.0

측정결과, 상피 표 1에 기재된 바와 같이, 인삼뿌리는 고농도에서 세포독성을 나타내는데 비하여 인삼 잎 물 추출물은 세포독성을 나타내지 않으면서 멜라닌 생성량을35 % 감소시켰다.

또한 멜라닌 생합성에 주요한 영향을 미치는 티로시나아제(tyrosinase) 억제 효과를 측정한 결과(도 2),　멜라노사이트 실험에서 우수한 활성을 나타내었던 잎 물 추출물에서의 억제활성이 높아 티라노시나아제 활성 억제가 하나의 활성기전으로 작용하는 것으로 판단되었다.

실시예 3. 인삼 추출물 활성 성분의 동정

3.1 진세노사이드

각 시료에 함유되어 있는 진세노사이드 함량을 HPLC를 사용하여 정량하였다. 분석 조건은 bondpack C₁₈ column (10 ㎛, 300 × 3.9 mm)을 사용하여 이동상은 water (용매 A)와 아세토니트릴(용매 B)를 초기에　용매 A 80%에서 70분 후 0%로 기울기를 주어 용출하였다. 용출속도는 1.0 ㎖/min이었고, 컬럼의 온도는 25℃로 유지 하였으며 시료의 검출은 203nm에서 측정하였다. 분석용 시료는 완전 농축된 추출물을 10 ㎎/㎖로 메탄올에 녹인 후 0.45 ㎛ 시린지 필터(syringe filter)(Millipore)로 여과하여 사용하였다.

그 결과(표 2), 진세노사이드는 대체로 뿌리에서의 함량이 높았고, 멜라닌 생성량 실험에서 우수한 억제활성을 나타낸 잎 물 추출물에서의 함량은 낮아 진세노사이드는 멜라닌 생성억제 활성성분이 아닌 것으로 판단되었다.

단위(%)

	Rg1	Re	Rf	Rg2+ Rh1	Rb1	Rc	Rb2	Rb3	Rd	Rg3 (S,R)	Rh2
잎DW	0.33	0.90	0.01	0.09	0.01	0.03	0.05	0.01	0.17	0.00	0.00
잎EtOH	3.62	6.13	0.06	1.74	0.31	0.61	0.52	0.05	3.80	0.22	0.00
뿌리DW	0.44	0.76	0.13	0.12	0.79	0.69	0.40	0.06	0.23	0.00	0.00
뿌리EtOH	1.94	5.49	0.70	0.63	2.92	3.18	1.87	0.30	1.27	0.00	0.00

3.2 페놀성 성분

인삼 시료내 페놀성 성분 6종 (Maltol, esculetin, coumaric acid, quercetin, cinnamic acid) 의 함량을 HPLC를 이용하여 정량하였다. 페놀성 성분의 HPLC 정량분석 조건은 bondpack C₁₈ column (4 ㎛, 300 × 3.9 mm)을 사용하여 이동상은 2% 아세트산이 함유된 물(용매 A)과 0.5% 아세트산이 함유된 50% 아세토니트릴(용매 B)을 초기 용매A 100% 에서 70 분 후 45%로 기울기를 주어 용출하였다. 용출속도는 0.8 ㎖/min, column의 온도는 40℃로 유지 하였으며 시료의 검출은 280 nm에서 측정하였다. 분석용 시료는 농축된 추출물을 10 ㎎/㎖로 메탄올에 녹인 후 0.45 ㎛ 시린지 필터(Millipore)로 여과하여 사용하였다.

분석결과, 하기 표 3에 기재된 바와 같이, 상기 실시예 2의 멜라닌 생성량 실험에서 우수한 억제활성을 나타낸 잎 물 추출물 에서의 에스큘레틴 함량이 특이적으로 높았다.

단위(μg/g)

	Matol	Esculetin	Coumaric acid	Quercetin	Cinnamic acid
잎 물 추출물	-	1622.0	658.6	-	27.0
잎 에탄올 추출물	-	86.4	965.9	-	46.4
뿌리 물 추출물	-	-	8.6	34.0	72.8
뿌리 에탄올 추출물	-	-	14.8	45.8	69.9

3.3 페놀성 성분의 활성

상기 실시예 3.2의 페놀성 성분의 멜라닌 생합성에 주요한 영향을 미치는, 티로시나아제 억제효과(도 3), 멜라노사이트에서의 세포 생존율에 미치는 영향 및 멜라닌 생성 억제 효과(표 4)를 측정한 결과, 에스큘레틴이 두 가지 모두에서 뛰어난 효과를 나타내어, 인삼 잎 물 추출물의 주요활성성분은 에스큘레틴으로 판단되었다.

Sample	농도 (ppm)	멜라닌 생성저해율 (%)	세포 생존율 (%)
Maltol	100	29.6	69.6
	10	-0.8	104.6
	1	1.2	108.6
Esculetin	100	94.9	46.5
	10	16.9	96.3
	1	3.8	101.3
Coumaric acid	100	15.5	93.8
	10	-3.0	98.5
	1	-1.0	101.3
Quercetin	100	ND	ND
	10	25.0	61.9
	1	-4.1	102.5
Cinnamic aicd	100	29.0	90.0
	10	15.8	101.0
	1	1.9	101.9

실시예 4. 인삼 추출물의 발효

4.1 발효 적성

상기 실시예 1에서 제조한 인삼 뿌리 및 인심 잎의 물 추출물을 Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033, Pediococcus pentosaceus K031011 및 Lactobacillus sakei K080701를 이용하여 시료의 발효 적성을 확인하였다.

동결 건조된 각각의 시료를 증류수에 희석하여 1 % 농도의 용액으로 만든 것을 121℃, 15분간 멸균하여 발효 기질로 사용하였다. 여기에 MRS broth에서 배양한 3종의 균주 배양액을 각각 1 % 농도로 접종한 후, 37℃ 배양기에서 48시간 배양하였다. 또한 대조구인 3종의 균주 시료 또한 제조하였다. 각각의 균주를 MRS broth로 37℃ 배양기에서 48시간 배양한 것을 5,000 rpm에서 10분 원심 분리하였고, 침전물을 다시 증류수에 현탁하여 배지에 존재하는 염류 등을 제거하기 위해 원심 분리하는 과정을 2회 반복하여 그 침전물을 동결 건조하였다. 각각의 기질의 발효 전 pH는 인삼 뿌리 및 인삼 잎 추출물이 6.18 및 6.88 이었고, 이를 서로 다른 3가지 균주로 발효시켰을 때, 인삼뿌리 추출물은 pH 3.78～3.94, 인삼 잎 추출물은 pH 4.17～4.19로, pH 저하를 통해 기질에서 각각의 유산균이 정상적으로 생육하였음을 확인하였다.

4.2 멜라닌 생성 억제 활성 측정

발효 균주 및 인삼 추출 발효물의 멜라노사이트에서의 멜라닌 생성 억제 측정 결과(표 5), 발효 균주 자체는 억제효과가 없었고, KCTC 5033 잎 추출 발효물 및 K08071 잎 추출 발효물이 잎 추출물에 비하여 우수한 멜라닌 생성 억제 활성을 나타내었다.

Sample	멜라닌 생성저해율 (%)	세포 생존율 (%)
K031011	0.5	85.8
KCTC5033	0.2	91.7
K080701	-7.1	84.3
뿌리	-1.4	93.4
뿌리K031011발효	-1.5	86.9
뿌리KCTC5033발효	7.9	97.7
뿌리K080701발효	6.8	90.7
잎	17.0	83.2
잎K031011발효	4.1	89.7
잎KCTC5033발효	31.6	94.6
잎K080701발효	22.7	89.4
Arbutin	14.0	92.2

4.3 인삼 잎 추출 발효물 내 에스큘레틴 함량

인삼 잎 KTCT5033 발효 시료 내 에스큘레틴의 함량을 HPLC를 이용하여 정량하였다.

HPLC 정량분석 조건은 bondpack C₁₈ 컬럼(4 ㎛, 300 × 3.9 mm)을 사용하여 이동상은 2% 아세트산이 함유된 물(용매 A)과 0.5% 아세트산이 함유된 50% 아세토니트릴(용매 B)을 초기 용매A 100% 에서 70 분 후 45%로 기울기를 주어 용출하였다. 용출속도는 0.8 ㎖/min이고, 컬럼의 온도는 40℃로 유지 하였으며 시료의 검출은 280nm에서 측정하였다. 분석용 시료는 농축된 추출물을 10 ㎎/㎖로 메탄올에 녹인 후 0.45 ㎛ 시린지 필터(Millipore)로 여과하여 사용하였다.

분석결과, 인삼잎 KTCT5033 발효 시료 내 에스큘레틴 함량은 발효 전에 비하여 11.5% 높게 나타났다.

결과적으로, 인삼 잎은 우수한 피부미백활성과 ABTS 소거활성을 나타내었으며, 에탄올 추출물에 비하여 물 추출물의 활성이 더 우수하였고, 인삼 잎을 KCTC5033 또는 K080701균주로 발효시키는 경우, 인삼 잎 물 추출물 및 다른 균주 발효물에 비하여 우수한 미백활성을 나타내었다.　

Claims (10)

1. 인삼 잎을 마쇄하는 단계;
   상기 마쇄된 인삼 잎을 증류수로 교반 추출하는 단계; 및
   상기 인삼 잎 추출물을 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) KCTC5033 또는 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) K080701로 발효시키는 단계를 포함하는, 인삼 잎 추출 발효물 중 에스큘레틴(esculetin) 함량을 증가시키는 방법.
   
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