KR101534837B1

KR101534837B1 - 편백 초임계 추출물을 이용한 화장료 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101534837B1
Application number: KR1020110141696A
Authority: KR
Inventors: 이재의; 구재환; 오성화; 조영익; 조선호; 홍준호; 김성진
Original assignee: 재단법인 전남생물산업진흥원; 주식회사 에코덤
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2015-07-09
Also published as: KR20130073707A

Abstract

본 발명은 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 편백 초임계 추출물을 함유하여 보습 활성이 우수하고 피부개선효과를 갖는 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 화장료 조성물은 초임계 유체 추출법을 이용하여 편백으로부터 추출된 편백 초임계 추출물을 함유한다. 그리고 본 발명의 화장료 조성물의 제조방법은 편백을 건조시키는 건조단계와, 초임계 유체 추출법을 이용하여 상기 건조된 편백으로부터 편백 초임계 추출물을 추출하는 추출단계와, 편백 초임계 추출물을 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 20중량%로 함유하도록 첨가하며, 화장수, 로션, 크림, 에센스, 팩, 메이컵베이스, 파운데이션, 클렌징오일, 클렌징폼, 헤어오일, 헤어샴프 및 헤어린스 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조하는 제형단계를 포함한다.

Description

편백 초임계 추출물을 이용한 화장료 조성물 및 이의 제조방법{cosmetic composition using chamaecyparis obtusa supercritical extract and manufacturing method thereof}

본 발명은 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 편백 초임계 추출물을 함유하여 보습 활성이 우수하여 피부개선효과를 갖는 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

피부는 신체 중 가장 큰 기관으로 항상 외부환경과 직접 접하고 있으면서 여러가지 자극이나 건조한 환경으로부터 생체를 보호하는 보호막의 역할을 하고 있으며, 다른 기관에 비하여 새로운 세포의 생성과 소멸이 활발히 일어나는 기관이다. 또한, 물리적인 찰과상으로부터 신체를 보호하고, 신체 내부의 수분의 손실을 막아주며 태양에서 발생되는 자외선으로부터 보호해주고, 몸의 체온을 조절해주는 데 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.

이러한 피부는 여러 가지 물리적 요인, 외부환경적 요인 등으로 인한 외부 자극을 받게 되면 주름 생성, 탄력 손실, 각질화 등과 같은 노화가 발생하게 된다. 피부 노화는 크게 자연 노화(혹은 내인성 노화)와 외적 노화로 구분되며, 자연 노화는 유전적인 요소에 영향을 받기 때문에 인위적인 조절이 어려운 반면 외적노화는 환경적인 요소에 영향을 받기 때문에 인위적인 조절이 비교적 용이하다.

국내외에서 천연물을 이용하여 피부를 개선할 수 있는 각종 기능성 화장품의 개발이 활발하게 진행되고 있다.

현재 유럽의 천연 유기농 화장품 시장은 유럽 화장품 시장의 3%의 비중을 차지하고 있다. 독일, 오스트리아, 스위스에서는 4% 이상의 점유율을 보이고 있고 독일은 천연 화장품 분야에서 가장 빠른 성장을 하고 있으며 2010년 천연 화장품 시장 점유율은 10% 상승할 것으로 예상하고 있다.

화장품의 적용부위도 얼굴에서 목과 몸으로 그 범위가 넓어지고 있다. 특히 전신에 사용되는 바디케어는 피부에 이로운 천연원료를 사용하는 기본적인 컨셉으로 예방과 치료 효과를 추가한 제품들로 발전되고 있는데, 이는 건강과 외모를 중요시 생각하는 소비자들의 성향이 시장에 그대로 반영되고 있음을 의미한다.

일본의 경우 바디샴푸를 중심으로 한 바디클린싱 제품에 강점이 있어 저자극성 계면활성제와 세정제 개발에 우수한 연구성과와 지적재산권을 다수 보유하고 있다(Kao, Shiseido). 최근 10여 년간 일본의 바디케어시장은 세계시장을 선도하는 아이디어를 바탕으로 성장하고 있으며, 신체의 자기치유력을 증강시키는 해양 소재를 함유한 제품이나 사용자의 개인적 필요성에 대응하는 특화된 비만완화관련 안티셀룰라이트(anticellulite)나 퍼밍(firming) 등 바디 기능성 소재를 활용한 바디케어 제품류는 그 자체로 부가가치도 높아서 최근 고품질, 고가격 제품들이 등장하고 있다.

국내에서도 편백을 화장품에 사용된 사례(대한민국 공개 특허 제 2007-0102911호 등)가 알려지고 있다. 그러나 편백 추출기법에 관한 제대로 된 가이드라인, 표준 프로토콜이 없어 제품류의 진정한 유효성을 입증하는 방법에 대한 의문이 제기되고 있는 실정이다.

또한, 종래의 기술들은 편백 추출물을 추출하기 위한 방법으로 수증기 증류법이나 유기용매를 이용한 침출법 등이 주로 이용되고 있으나, 이는 추출수율이 낮고 편백의 방향성분들의 손실이 크다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 추출수율이 높고 편백의 방향성분들의 손실이 작도록 초임계 유체 추출법을 이용하여 편백 추출물을 추출함과 동시에 보습 활성이 우수하여 화장료 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화장료 조성물은 초임계 유체 추출법을 이용하여 편백으로부터 추출된 편백 초임계 추출물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 초임계 유체 추출법은 초임계 유체로 이산화탄소를 이용하고, 상기 편백 초임계 추출물은 온도 35 내지 45℃, 압력 100 내지 500bar의 초임계 이산화탄소를 편백에 가하여 30 내지 240분 동안 추출한 것을 특징으로 한다.

상기 화장료 조성물은 세테아릴알코올 1.0중량%, 글리세릴스테아레이트 1.6중량%, 비즈왁스 0.5중량%, 하이드로제네이티드 레시틴 0.5중량%, 네오펜틸글라이콜디카프레이트 3.0중량%, 하이드로제네이트드폴리데센 4.0중량%, 카프릭트리글리세라이드 2.0중량%, 사이클로펜타실록산 5.0중량%, 토코페릴아세테이트 0.2중량%, 디메치콘 0.3중량%, 프로필파라벤 0.1중량%, 트리소듐이디티에이 0.02중량%, 메칠파라벤 0.2중량%, 글리세린 6.5중량%, 디프로필렌글라이콜 4.5중량%, 잔탄검 0.03중량%, 카보머 0.16중량%, 포타슘하이드록사이드 0.071중량%, 페녹시에탄올 0.2중량%, 디포타슘글리시리제이트 0.1중량%, 편백 초임계 추출물 3.5중량%, 잔량의 정제수로 조성된 바디케어이며, 상기 화장료 조성물은 보습활성을 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 화장료 조성물의 제조방법은 편백을 건조시키는 건조단계와; 초임계 유체 추출법을 이용하여 상기 건조된 편백으로부터 편백 초임계 추출물을 추출하는 추출단계와; 상기 편백 초임계 추출물을 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 20중량%로 함유하도록 첨가하며, 화장수, 로션, 크림, 에센스, 팩, 메이컵베이스, 파운데이션, 클렌징오일, 클렌징폼, 헤어오일, 헤어샴프 및 헤어린스 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조하는 제형단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 건조단계는 상기 편백을 35℃의 저온에서 건조시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 초임계 유체 추출법을 이용하여 편백 추출물을 추출함으로써 추출수율을 증대시키고 편백의 방향성분들의 손실을 최소화시킬 수 있다.

또한, 편백 초임계 추출물을 함유하는 본 발명의 화장료 조성물은 피부에 자극 없이 안전하게 사용할 수 있고 보습 활성이 우수하다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예들에 따른 편백 초임계 추출물을 GC/MS 분석한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예들에 따른 편백 초임계 추출물의 성분들을 HPLC분석한 결과를 나타내는 그래프이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바디에센스를 바르기 전과 후의 피부수분변화를 나타내는 그래프이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바디에센스의 관능평가 결과를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 편백 초임계 추출물을 이용한 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 화장료 조성물은 편백 초임계 추출물을 함유한다.

편백 추출물은 다양한 방법으로 추출이 가능하나, 바람직하게 편백(chamaecyparis obtusa)의 잎 및 줄기, 가지 중에서 적어도 어느 하나를 초임계 유체 추출법으로 추출한다. 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 활성 분획도 추출물에 포함된다.

초임계 유체 추출(supercritical fluid extraction)은 초임계유체의 점도가 작아 시료에의 침투성이 좋아 추출효율이 높으며 또한 확산 계수(diffusion coefficient)가 크므로 추출속도가 빠르고, 비교적 저온에서 추출함으로서 열에 의한 손상을 피할 수 있고, 시료와 초임계유체와의 밀도차이가 크고 초임계유체의 점도가 낮으므로 추출 잔유물과 용매의 분리가 용이한 장점 등을 갖는다.

초임계 유체란 초임계 대상 물질 즉, 이산화탄소, 물, 알코올, 헬륨 등의 물질에 임계 압력, 임계온도를 가하여 고온 고압 상태하의 특수 상황에서 유체가 된 것을 의미한다. 이 초임계 유체는 액체의 밀도와 비슷한 값을 가지며, 점도는 기체에 가까우며 그 확산 계수는 액체보다 약 100배 정도의 큰 값을 가지게 된다. 이러한 초임계 유체를 추출 대상에 침투시켜 추출을 원하는 내용물과 반응시키면 고순도의 내용물을 추출할 수 있게 된다.

본 발명에서 초임계 추출에 이용하는 초임계 유체는 이산화탄소이고, 추출조건으로 온도 35 내지 45℃, 압력 100 내지 500bar, 30 내지 240분 동안 추출하는 것이 바람직하다. 압력이 증가할수록 추출 수율은 높아지나 피톤치드 성분의 함량은 낮아진다. 따라서 분자량이 낮은 피톤치드 성분의 함량을 높일 수 있는 바람직한 압력조건은 150 내지 200bar이다.

초임계 추출을 위한 전처리 공정으로 편백을 세척, 건조, 분쇄공정이 수행될 수 있다. 상기 전처리 공정 중 건조 공정은 편백으로부터 피톤치드 성분이 휘발하는 것을 방지하기 위해 저온냉풍건조 또는 동결건조하는 것이 바람직하다. 특히 35℃의 저온냉풍을 가해 건조시키는 것이 바람직하다.

초임계 추출시 초임계 유체인 이산화탄소에 추가적으로 공용매를 혼합한 혼합유체를 사용하여 수행할 수 있다. 상기 공용매는 에탄올, 메탄올, 물, 에틸아세테이트, 헥산 및 디에틸에테르 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 80% 내지 100% 에탄올이며, 가장 바람직하게는 95% 에탄올이다.

본 발명의 화장료 조성물은 상기 편백 초임계 추출물을 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10중량%로 함유할 수 있다. 편백 초임계 추출물이 0.01중량% 미만이면 보습 효과가 미미하고, 10중량%를 초과하게 되면 함량에 비해 상승된 효과를 가지기 어렵다.

본 발명의 화장료 조성물은 얼굴에 바르는 안면화장품뿐만 아니라 전신에 발라 피부를 보호하는 바디케어 제품으로도 유용하게 활용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 각종 공지의 성분 등을 추가하여 화장수, 로션, 크림, 에센스, 팩, 메이컵베이스, 파운데이션, 클렌징오일, 클렌징폼, 헤어오일, 헤어샴프 및 헤어린스 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있다.

구체적으로 본 발명의 화장료 조성물의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔, 팩인 경우 공지의 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라가칸트, 셀롤로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 파우더인 경우 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 또는 소르비탄의 비방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 현탁액인 경우 물, 에탄올 또는 프로필렌글리콜과 같은 액상 희석제, 에톡실화이소스테아릴알코올, 폴리옥시에틸렌 스르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀롤로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라가칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 계면활성제 함유 세정제인 경우 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성유 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

이 외에도 본 발명의 화장료 조성물은 통상적인 공지된 성분인 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료 등이 이용할 수 있으며, 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있고, 사용 대상에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

제형의 일 예로 화장수는 카보머 0.1중량%, 하이드록시에칠셀루로오스 0.1중량%, 부틸렌글라이콜 2.0중량%, 글리세린 1.0중량%, 피이지-1500 0.5중량%, 에탄올 4.0중량%, 폴리소르베이트80 0.2중량%, 트리에탄올아민 0.1중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 편백 초임계 추출물 2중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 영양크림은 세테아릴알코올 1.5중량%, 글리세릴스테아레이트 1.0중량%, 폴리소르베이트60 1.0중량%, 소르비탄세스퀴올리에이트 0.3중량%, 세틸옥타노에이트 6.0중량%, 스쿠알란 8.0중량%, 아프리코드커넬오일 4.0중량%,디메치콘 2.0중량%, 부틸렌글라이콜 4.0중량%, 글리세린 4.0중량%, 마그네슘알루미늄실리케이트 0.4중량%, 산탄검 0.03중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 편백 초임계 추출물 2중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 파운데이션은 스테아릭애씨드 2.0중량%, 세테아릴알코올 0.5중량%, 글리세릴스테아레이트 1.0중량%, 폴리소르베이트60 0.5중량%, 소르비탄세스퀴올리에이트 0.7중량%, 하이드로제네이티드랩씨드오일 2.0중량%, 해바라기유 5.0중량%, 스쿠알란 6.0중량%, 세틸옥타노에이트 4.0중량%, 사이클로메치콘 2.0중량%, 부틸렌글라이콜 5.0중량%, 글리세린 3.0중량%, 마그네슘알루미늄실리케이트 0.6중량%, 산탄검 0.05중량%, 이산화티탄 10.0중량%, 탈크 3.0중량%, 하이드레이티드페릭옥사이드 1.3중량%, 페릭옥사이드 0.3중량%, 페러스-페릭옥사이드 0.15중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 편백 초임계 추출물 2중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 로션은 카보머 1.0중량%, 디메치콘 2.0중량%, 호호바 오일 5.0중량%, 프로비타민E 0.5중량%, 올리브 유화왁스 1.0중량%, 알부틴 페이스트 5.0중량%, T-믹스처 1.2중량%, 폼믹스처 1.0중량%, 바타인 1.0중량%, 세테아릴알코올 1.5중량%, 글리세린 4.0중량%, 플렉스오일 5.0중량%, 알부틴 페이스트 5.0중량%, 편백 초임계 추출물 5.0중량%, 블랜딩 에센스 오일(미량), 방부제(미량), 정제수(잔량)로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 팩은 부틸렌클라이콜 5.0중량%, 폴리비닐알콜 12.0중량%, 폴리비닐피롤리돈 2.0중량%, 에탄올 8.0중량%, 폴리비닐아세테이트 1.0중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 편백 초임계 추출물 2중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예, 특히 바디케어의 일종인 바디 에센스는 세테아릴알코올 1.0중량%, 글리세릴스테아레이트 1.6중량%, 비즈왁스 0.5중량%, 하이드로제네이티드 레시틴 0.5중량%, 네오펜틸글라이콜디카프레이트 3.0중량%, 하이드로제네이트드폴리데센 4.0중량%, 카프릭트리글리세라이드 2.0중량%, 사이클로펜타실록산 5.0중량%, 토코페릴아세테이트 0.2중량%, 디메치콘 0.3중량%, 프로필파라벤 0.1중량%, 트리소듐이디티에이 0.02중량%, 메칠파라벤 0.2중량%, 글리세린 6.5중량%, 디프로필렌글라이콜 4.5중량%, 잔탄검 0.03중량%, 카보머 0.16중량%, 포타슘하이드록사이드 0.071중량%, 페녹시에탄올 0.2중량%, 디포타슘글리시리제이트 0.1중량%, 편백 초임계 추출물 3.5중량%, 정제수(잔량)로 조성될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 하기 실험예를 제시하나, 하기 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실험예에 한정되는 것은 아니다.

<추출 실험>

1. 시료의 채집 및 전처리

본 실험에 사용된 수종은 장성지역 구내에 생육하고 있는 것으로, 장성편백나무숲고을영농조합법인에서 2010년 10월에 채취한 편백 잎을 실험에 사용하였다.

편백 잎을 물로 세척하여 이물질을 제거한 후 폴리에틸렌 비닐봉투에 담아 밀봉한 다음 4℃ 냉장실에 보관하여 시료로 사용하였다. 건조는 저온냉풍건조 방법을 이용하였고, 저온냉풍건조는 저온냉풍건조기(GCT-0615, 그린쿨텍)를 사용하여 35℃에서 약 24시간 건조를 진행하였다. 건조된 편백잎은 믹서기로 분쇄하여 바로 초임계 유체 추출 장비로 추출하였다.

2. 추출 공정 조건

전처리된 편백 시료(분쇄과정까지 마친 편백 잎)는 초임계 유체 추출(CO₂ Supercritical Fluid Extraction(0.5L)) 장비(SCFE-0500, 일신오토클레이브)를 이용하여 추출하였다.

편백 시료를 결정화조에 주입하기 전에 결정화조의 온도를 40℃로 예열하였다. 결정화조의 온도가 40℃로 안정되면 고압펌프를 이용하여 편백 시료를 결정화조 내에 주입하고, 상부 라인을 통해 anti-solvent(CO₂)를 실험압력(100~500bar)에 도달할 때까지 일정량 주입하였다. 가스를 주입하는 도중에 결정화조의 압력이 시간에 따라 직선적으로 변화되도록 밸브를 조절하였다. 가스를 주입한 다음 일정 시간(30~240분)이 지난 후에 결정화조 하부의 밸브를 열어 천천히 배기시킴과 동시에 상부로부터 순수한 CO₂가스를 주입하여 배기 도중에 결정화조 내부의 압력이 일정하게 유지되도록 하였다. 순수한 CO₂가스를 주입한 다음 감압하여 편백 초임계 추출물을 수득하였다.

3. 편백 초임계 추출물의 추출 수율

추출조건에 따른 편백 초임계 추출물의 추출 수율을 확인하기 위해 추출온도(40℃)가 고정된 상태에서 각 추출 압력에서 시간에 따른 추출수율을 하기 표 1에 나타내었다. 추출수율(%)은 (추출량(g)/주입시료량(g))×100으로 계산하였고, 추출량(g)은 주입시료량-추출 후 시료량으로 계산하였다.

구분		추출시간(min)
구분		30	60	90	120	150	180	210	240
추출압력(bar)	100	65%	74%	87%	97%	99%	99%	100%	100%
	150	61%	76%	78%	80%	90%	93%	97%	100%
	200	68%	80%	85%	90%	92%	93%	96%	100%
	250	64%	75%	81%	85%	92%	95%	98%	100%
	300	57%	68%	76%	84%	88%	91%	96%	100%
	400	54%	63%	76%	88%	93%	97%	100%	100%
	500	55%	68%	74%	81%	88%	95%	98%	100%

상기 표 1을 참조하면, 동일한 압력에서 시간이 증가할수록 추출 효율은 증가하는 것으로 나타났다. 일반적으로 열수추출의 경우 수율이 5%미만임에 반해 초임계 유체 추출법에 의한 추출의 경우 수율이 매우 높은 것으로 확인되었다.

4. 편백 초임계 추출물의 성분 분석

추출된 편백 초임계 추출물을 헥산에 충분히 교반하여 원심분리기를 이용하여 부유물을 제거하고 마이크로 필터(0.45㎛)로 여과하여 준비하였다. 성분 분석은 GC/MS 장비(240-MS, Varian)를 이용하여 다음과 같은 조건으로 진행하였다. 컬럼은 VF-5ms(30 mm×0.25 mm×0.25 mm), Carrier gas로는 He(1mL/min), Injection 온도는 250℃, Oven 온도는 50 ~ 300℃/ 3 ℃ 승온, Injection volume은 1㎕, injection mode는 Split ratio 10:1 조건에서 성분분석을 하였으며, MDS(Mass Selective Detector)에서 mass range 28 ~ 550, acqusition mode는 scan mode 조건으로 성분들을 정량하였다.

먼저, 추출조건으로 40℃, 150bar, 180분에서 추출된 편백 초임계 추출물의 구성 성분들의 지연시간을 도 1의 GC/MS 그래프에 나타내었다. 그리고 피톤치드 성분 중 대표적인 33종의 표준물질의 지연시간과 비교하여 편백 초임계 추출물의 정성 분석 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

물질명	RT(min)	물질명	RT(min)	물질명	RT(min)
Camphene	10.881	Isobornyl acetate	18.832	alpha-gurjunene	32.781
Sabinene	11.988	Thujone	20.315	alpha-(-)cedrene	33.136
Pinene(-)-B-	12.204	Terpinene-4-ol	22.504	Caryophyllene (-)-trans-	33.289
Myrcene	12.913	Terpineol-alpha	23.229	beta-caryophyllene	33.29
Phellandrene	13.716	alpha-fenchyl acetate	24.276	beta-chamigrene	35.855
alpha-terpinene	14.262	Bornyl acetate	27.39	Nerylisobutyrate	36.031
Cymene 4-	14.662	alpha-thujone	27.502	cis-nerolidol	37.859
Limonene	14.851	Longifolene	32.857	Nerolidol trans-	39.065
Terpinene-r	16.385	Longipinene	30.279	cis-hexanyl benzoate	39.508
Terpinolene	17.755	Linalyl acetate	25.79	Cedrol	40.913
Linalool	18.505	Isolongifolene	32.158	Eudesmol. B.	42.661

도 1 및 상기 표 1을 참조하면, 편백 초임계 추출물의 주요 성분들은 피톤치드 성분과 동일함을 확인할 수 있다. 그리고 편백 초임계 추출물에 함유된 피톤치드 성분은 대부분 40분 이내의 피크(peak)를 나타내었다.

그리고 추출시 압력이 높아질수록 40분 이후에도 많은 피크가 나타났음을 확인하였는데 이는 압력이 높아질수록 편백 잎 내의 분자량이 큰 성분들까지 추출된 결과로 보인다. 따라서 분자량이 비교적 작고(100~300) 휘발성이 강한 피톤치드 성분들의 함량을 높이기 위해서는 비교적 낮은 압력, 즉 200bar이하의 조건으로 추출하는 것이 바람직할 것으로 보인다.

다음으로, 전처리공정인 건조방법에 따라 편백 초임계 추출물 성분의 함량 차이를 살펴보았다. 건조 과정에서 휘발성이 강한 피톤치드 성분의 휘발이 예상되어 2가지 건조방법(저온냉풍건조, 동결건조)을 이용하였다. 상술한 저온냉풍건조 방법으로 건조된 편백 시료로부터 추출(40℃, 150bar, 180분)한 편백 초임계 추출물과 동결건조 방법으로 건조된 편백 시료로부터 추출(40℃, 150bar, 180분)한 편백 초임계 추출물을 비교하여 도 2의 GC/MS 그래프에 나타내었다. 그리고 주요 성분의 함량을 하기 표 3에 나타내었다. 상기 동결건조는 동결건조기(OPR-FDT-8650, OPERON)를 사용하여 -40℃로 72시간 동안 편백 잎을 동결건조하여 수행하였다.

성분	동결건조시 함량(%)	저온냉풍건조시 함량(%)
alpha-pinene	0.633	0.676
camphene	0.092	0.106
sabinene	6.685	8.471
pinene-(b)	0.13	0.116
myrcene	0.957	1.109
limonene	1.451	1.608
terpinene-gamma	0.733	0.758
terpinolene	0.371	0.423
alpha-fenchyl acetate	0.37	0.446
Linalylacetate	0.507	0.679
bornyl acetate	3.038	3.074
terpinyl acetate	6.043	5.114
alpha-(-)-cedrene	0.358	0.323
caryophyllene-trans	0.366	0.423
neryl isobutyrate	1.328	1.552
cis-nerolidol	0.324	0.298
Nerolidol-trans	1.205	0.801
cedrol	1.594	1.457
합 계	26.385	27.434

도 2 및 상기 표 3을 참조하면, 건조 방법에 따라 각 성분의 휘발된 정도는 다르지만, 전체 성분의 함량은 저온냉풍건조시 동결건조보다 1% 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 건조방법에 따른 피톤치드 성분 함량 차이는 크게 나지 않은 것으로 확인되었으나 저온냉풍건조 방식이 함량면에서 다소 유리한 것으로 보였다.

다음으로, 편백 초임계 추출물에 함유된 피톤치드 성분의 휘발성과 그 잔류 정도를 알아보기 위하여 저온냉풍건조 방법을 이용한 편백시료로부터 추출(40℃, 150bar, 180분)된 편백 초임계 추출물을 일정량 취하여 하나는 공기 중에 방치하였고, 다른 하나는 밀봉하여 보관하였다. 3일 후 각 시료를 헥산(hexane)에 용해시켜 성분을 분석한 결과를 도 3의 GC/MS 그래프에 나타내었다. 그리고 주요 성분의 함량을 하기 표 4에 나타내었다.

성분	3일간 밀봉 후 함량(%)	3일간 방치 후 함량(%)
alpha-pinene	0.62	0.00
camphene	0.10	0.00
sabinene	7.83	0.01
pinene-(b)	0.11	0.00
myrcene	1.02	0.00
limonene	1.49	0.01
terpinene-gamma	0.65	0.02
terpinolene	0.37	0.03
alpha-fenchyl acetate	0.42	0.29
Linalylacetate	0.65	0.54
bornyl acetate	2.98	2.65
terpinyl acetate	5.05	5.16
alpha-(-)-cedrene	0.32	0.30
caryophyllene-trans	0.41	0.41
neryl isobutyrate	1.52	1.62
cis-nerolidol	1.06	1.24
Nerolidol-trans	0.95	1.10
cedrol	1.44	1.68
합 계	26.98	15.06

도 3 및 상기 표 4를 참조하면, 편백 초임계 추출물을 공기 중에 3일간 방치한 결과 20분 이전에 피크가 발견되지 않았다. 20분 이전에 피크가 나타나는 성분들 중 95%이상이 휘발되는 것으로 확인되었다. 20분 이내에 피크가 나타나는 성분들은 상대적으로 저분자량의 성분이기 때문에 3일 안에 대부분 휘발된 반면에 40분 이후에 피크가 나타나는 성분들은 고분자량이기 때문에 휘발되지 않고 거의 남아있었다. 이러한 결과는 밀봉하여 3일간 보관한 결과와 비교시 20분 이내의 피크에서 확연하게 차이가 났다.

그리고 공기 중에 3일간 방치하였지만 밀봉하여 3일간 보관한 결과에 비해 오히려 더 많이 남아 있는 성분(cis-nerolidol, nerolidol-trans, cedrol 등)이 존재하는데, 이는 저분자량 성분은 휘발되어 고분자량 성분이 농축된 것으로 판단된다.

상술한 실험결과들을 통해 초임계 유체 추출법을 이용하여 피톤치드 성분의 함량이 높은 편백 초임계 추출물을 얻기 위한 대량 추출 조건은 온도 40℃, 압력 150 내지 200bar가 최적인 것으로 나타났다. 그리고 추출시간은 30 내지 240분이 적당하나, 수율을 고려시 180 내지 240분이 바람직하다.

한편, 상기 최적 추출 조건 중 저온냉풍건조 방법으로 건조된 편백 시료를 40℃, 150bar, 180분의 조건으로 추출 시 추출 횟수에 따른 성분의 변화를 살펴보았다. 이를 위해 1회 추출하여 수득한 편백 초임계 추출물(1회추출물)과, 동일한 조건으로 연속 2회 추출하여 수득한 편백 초임계 추출물(2회추출물)에 대한 성분을 분석한 결과를 도 4의 GC/MS 그래프에 나타내었다. 그리고 주요 성분의 함량을 하기 표 5에 나타내었다.

성분	1회추출물의 함량(%)	2회추출물의 함량(%)
alpha-pinene	0.268	0.545
camphene	0.0528	0.115
sabinene	3.6192	6.392
pinene-(b)	0.0415	0.085
myrcene	0.546	1.096
limonene	1.132	2.057
terpinene-gamma	0.265	1.016
terpinolene	-	0.469
alpha-fenchyl acetate	0.5217	0.926
Linalylacetate	0.524	1.197
bornyl acetate	3.514	7.632
terpinyl acetate	8.14	15.39
alpha-(-)-cedrene	0.295	0.533
caryophyllene-trans	0.441	1.02
neryl isobutyrate	0.849	2.693
cis-nerolidol	0.876	0.561
Nerolidol-trans	1.0326	2.473
cedrol	1.485	1.25
합 계	23.6028	45.45

도 4 및 상기 표 5를 참조하면, 1회 추출 시 약 23.6%의 피톤치드 성분을 추출하였고, 2회 추출시 약 45.5%의 피톤치드 성분을 추출할 수 있었다. 따라서 재추출시 고순도의 피톤치드 성분을 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

한편, 저온냉풍건조 방법으로 건조된 편백 시료를 40℃, 150bar, 180분의 조건으로 추출한 편백 초임계 추출물을 Prep-HPLC를 이용하여 분석하였다.

구체적으로, 추출된 편백 초임계 추출물은 역상(RP: reverse phase) HPLC 조건에 의해 다음과 같은 조건으로 전처리를 행하였다. 편백나무 추출물을 1차적으로 메탄올에 용해시킨 후, 원심분리하여 상층액(supernatant)을 Prep-HPLC를 이용하여 다음과 같은 조건으로 분획하였다. 컬럼은 ODS(250mm L×20mm I.D., 5㎛), flow rate는 10mL/min, injection volume은 1㎖, 컬럼온도는 상온, UV-Vis detector(SPD-20A, Shimadzu)는 210nm, 이동상의 조성은 ACN(acetonitrile) 70%와 메탄올 70% 두 조건에서 분획하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.

도 5를 참조하면, 이동상의 조성에 따라 상이한 크로마토그래피가 나타나는 것이 확인되었다. 이동상을 ACN 70% 조건에서 분석한 경우, peak가 날카롭고 선명하게 나타나는 반면에 메탄올 70%는 ACN 70%에 비해 완만한 peak 형태를 보이는 것을 알 수 있다.

그리고 건조방법에 따른 결과를 비교하기 위해 동결건조 방법으로 건조된 편백 시료를 40℃, 150bar, 180분의 조건으로 추출한 편백 초임계 추출물을 함께 분석하여 도 6에 나타내었다. 이때 이동상은 MeOH 70% 조건이었다.

도 6을 참조하면, 이동상 MeOH 70% 조건에서 동결건조와 냉풍건조 후 추출한 편백 초임계 추출물을 분석한 결과 동일한 지연시간에서 동일한 피크가 나타났다. 이는 동일한 지연시간에서 동일한 성분이 검출된다는 것을 의미하며 그 농도에는 다소 차이가 있었다. 특히 15분 이내 나타나는 피크는 농도가 최대 3배 정도 차이가 났는데, 이는 건조방법의 차이에 의한 것보다 편백 초임계 추출물의 전처리 과정에서 나타난 오차로 보이며 전체적으로 큰 차이는 없는 것으로 판단되었다.

<실험예1: 피부안전성평가>

편백 초임계 추출물을 이용하여 피부안전성평가 실험을 하였다. 실험에 사용된 편백 초임계 추출물은 상술한 추출실험에서 수득한 추출물, 즉 편백 잎을 저온냉풍건조시킨 후 믹서기로 분쇄한 다음 40℃, 150bar, 180분의 조건으로 초임계 추출한 편백 초임계 추출물을 이용하였다(후술하는 실험예 2 및 3에서도 동일).

편백 초임계추출물 80㎕를 피부첩포(IQ chamber ultra, sweden)에 주입 후 등에 부착한 다음 48시간 동안 밀폐 첩포하였다. 밀폐 첩포를 떼어낸 후, 24시간 간격으로 3일간 판독하여 피부에 일어나는 과민반응(알러지, 홍반 등)에 대한 평가를 실시하였다. 실험대상은 평균연령 24.8 ± 4.3의 성인 31명(남성은 8명, 여성은 13명)을 대상으로 하였으며, 이때 남성과 여성의 비율은 1 : 2.8로 여성이 많은 비율을 차지하고 있다. 피검사자의 성별, 연령별 분포는 아래의 표 6과 같다.

성별	연령분포	인원
남성	23~30세	8명
여성	19~30세	23명
	24.8 ± 4.3(평균연령)	총 31명

첩포시험을 완료한 실험결과를 하기 표 7에 나타내었다.

성별	피부자극	피부과민
남성	0명	0명
여성	0명	0명
분포	0명/31명	0명/31명

상기 표 7을 참조하면, 피검사자 31명 모두 피부에 홍반, 부종 가려움증 등의 자극이나 과민반응은 나타나지 않았다. 이러한 결과로 볼 때, 편백 초임계 추출물을 함유한 화장료 조성물을 피부에 사용할 경우 자극 없이 안전하게 사용할 수 있을 것으로 보인다.

<실험예2: 피부보습평가>

21~36세의 여성 13명을 대상으로 편백 초임계 추출물을 함유한 바디에센스를 바르기 전과 바른 후의 피부의 수분함량을 측정하여 피부보습평가를 실시하였다.

실험에 사용된 바디에센스는 세테아릴알코올(Cetearyl Alcohol) 1.0중량%, 글리세릴스테아레이트(Glyceryl Stearate) 1.6중량%, 비즈왁스(Beeswax) 0.5중량%, 하이드로제네이티드 레시틴(Hydrogenated Lecithin) 0.5중량%, 네오펜틸글라이콜디카프레이트(Neopentyl Glycol Dicaprate) 3.0중량%, 하이드로제네이트드폴리데센(Hydrogenated Polydecene) 4.0중량%, 카프릭트리글리세라이드(Capric Triglyceride) 2.0중량%, 사이클로펜타실록산(Cyclopentasiloxane) 5.0중량%, 토코페릴아세테이트(Tocopheryl Acetate) 0.2중량%, 디메치콘(Dimethicone) 0.3중량%, 프로필파라벤(Propylparaben) 0.1중량%, 트리소듐이디티에이(Trisodium EDTA) 0.02중량%, 메칠파라벤(Methylparaben) 0.2중량%, 글리세린(Glycerin) 6.5중량%, 디프로필렌글라이콜(Dipropylene Glycol) 4.5중량%, 잔탄검(Xanthan Gum) 0.03중량%, 카보머(Carbomer) 0.16중량%, 포타슘하이드록사이드(Potassium Hydroxide) 0.071중량%, 페녹시에탄올(Phenoxyethanol) 0.2중량%, 디포타슘글리시리제이트(Dipotassium Glycyrrhizate) 0.1중량%, 편백 초임계 추출물 3.5중량%, 정제수(잔량)로 조성하였다.

바디에센스를 1 FTU(Finger Tip Unit)를 덜어 왼손등에 골고루 바른 후, 바디에센스를 바르기 전과 바른 후 20분 후의 피부수분을 3회씩 측정하여 그 평균값으로 계산하였다. 피부의 수분은 Skin diagnostic SD 27(Courage & khazaka, Germany)를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 8에 나타냈다.

No.	바르기 전			바른 후			바르기전 평균값	바른 후 평균갑
1	22	34	31	39	43	51	29.00	44.33
2	25	32	26	34	34	39	27.67	35.67
3	22	22	22	23	26	29	22.00	26.00
4	15	20	22	54	60	60	19.00	58.00
5	31	29	32	45	48	51	30.67	48.00
6	12	0	8	20	26	31	6.67	25.67
7	40	42	45	63	63	67	42.33	64.33
8	40	37	29	56	65	68	35.33	63.00
9	28	36	32	65	70	67	32.00	67.33
10	37	42	50	68	68	71	43.00	69.00
11	36	42	48	68	63	68	42.00	66.33
12	56	67	63	60	68	73	62.00	67.00
13	15	15	17	31	29	34	15.67	31.33
평균±표준편차							31.33±3.31	51.23±3.06

상기 표 8 및 도 7을 참조하면, 바디에센스를 바르기 전에는 31.33이었던 피부수분이 바른 후에 51.23으로 약 63.5%가 증가되었다. 이러한 결과로 보아 편백초임계 추출물을 함유하는 본 발명의 화장료 조성물 우수한 보습 효과를 나타낼 것으로 기대된다.

<실험예3:관능평가>

상기 피부보습평가 실험을 한 실험자들을 대상으로는 관능평가 설문지를 작성하여 바디에센스의 사용감, 향, 보습감, 발림성, 잔류성 정도를 주관적으로 파악하였다. 관능평가 결과를 하기 표 9 및 도 8에 나타내었다.

사용감	향	보습감	발림성	잔류성	평균
4.07±0.46	3.93±0.59	4.14±0.64	4.29±0.70	4.07±1.10	4.10±0.74

관능시험 결과, 바디에센스의 사용감, 향, 보습감, 발림성, 잔류성의 모든 항목에서 평균 4.10(최고 5점)으로 피검사자들은 높은 만족감을 나타냈다. 편백 초임계 추출물로부터 발산되는 특유의 향은 '숲속에 있는 듯한 상쾌하다', '마음이 편안해 진다', '머리가 시원해진다', '시간이 지날수록 향이 거부감없이 익숙해진다' 등의 긍정적인 반응을 나타내었다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

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물로 세척하여 이물질을 제거한 편백의 잎에 35℃의 냉풍을 가해 24시간 동안 건조시키는 건조단계와;
상기 건조된 편백 잎을 믹서기로 분쇄한 후 초임계 유체 추출법을 이용하여 편백 초임계 추출물을 추출하는 추출단계와;
상기 편백 초임계 추출물을 바디케어로 제조하는 제형단계;를 포함하고,
상기 추출단계에서 상기 편백 초임계 추출물은 온도 40℃, 압력 150bar의 초임계 이산화탄소를 상기 건조된 편백 잎에 가하여 180분 동안 추출하며,
상기 제형단계에서 상기 바디케어는 세테아릴알코올 1.0중량%, 글리세릴스테아레이트 1.6중량%, 비즈왁스 0.5중량%, 하이드로제네이티드 레시틴 0.5중량%, 네오펜틸글라이콜디카프레이트 3.0중량%, 하이드로제네이트드폴리데센 4.0중량%, 카프릭트리글리세라이드 2.0중량%, 사이클로펜타실록산 5.0중량%, 토코페릴아세테이트 0.2중량%, 디메치콘 0.3중량%, 프로필파라벤 0.1중량%, 트리소듐이디티에이 0.02중량%, 메칠파라벤 0.2중량%, 글리세린 6.5중량%, 디프로필렌글라이콜 4.5중량%, 잔탄검 0.03중량%, 카보머 0.16중량%, 포타슘하이드록사이드 0.071중량%, 페녹시에탄올 0.2중량%, 디포타슘글리시리제이트 0.1중량%, 상기 편백 초임계 추출물 3.5중량%, 잔량의 정제수로 조성되어 보습활성을 갖는 것을 특징으로 하는 편백 초임계 추출물을 이용한 바디케어 화장료 조성물의 제조방법.