KR101945527B1 - 가래나무 수액을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물에 관한 것으로 특히 보습 기능 및 피부 주름 개선에 효능이 있는 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

가래나무 수액을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물{The Cosmetic Composition Including The Sap Of Juglans mandshurica Maxim. As An Active Ingredient}

본 발명은 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물에 관한 것으로 특히 보습 기능 및 피부 주름 개선에 효능이 있는 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부는 외부 환경으로부터 인체를 보호하며, 내부의 수분 및 유용 성분이 밖으로 유출되는 것을 막아주는 장벽기능, 체온조절, 배설 등 다양한 생리적 기능을 담당하고 있는 중요한 기관이다. 그러나 일반적으로 나이가 들면서 이러한 기능들이 점차 약화되고 피부의 노화가 진행된다. 피부의 노화와 관련하여 특히 문제가 되는 것은 보습 기능의 저하 및 주름 형성이다.

피부는 인체가 갖고 있는 약 65 ~ 70%의 수분, 즉 인체에 필요한 각종 생리 활성 물질을 운반하며 피부가 부드럽고 촉촉한 상태를 유지할 수 있도록 도와주는, 이러한 수분이 체외로 증발되는 것을 조절해 주는 중요한 역할을 한다. 피부의 구성에 있어서 표피는 외부로부터 각질층, 과립층, 유극층, 기저층의 순서로 구분되는데, 각질층의 세포들은 벽돌과 같은 역할을 하고 각질세포 사이의 세포간 지질들은 모르타르와 같은 역할로 작용하여 피부 장벽을 구성하여 보습기능을 담당한다. (J. Invest. Dermatol. 80(Suppl.), 44-49. 1983).

그러나 노화 또는 호르몬의 변경 등의 원인에 의해 피부의 각질층이 장기간 탈락되거나, 표피세포의 지질합성능력이 저하되면 피부 각질층의 보습인자와 지질의 양이 감소되어 피부의 수분유지 기능이 현저히 떨어져서 피부가 건조하게 된다.

또 다른 문제점인 주름 형성에 있어서는, 나이가 들면서 콜라겐 섬유(collagen fiber), 세망섬유(reticular fiber), 엘라스틴 섬유(elastic fiber) 등의 감소가 문제가 된다. 상기 엘라스틴은 피부의 탄력성을 좌우하는 주요 섬유 조직으로서 표피를 지탱하는 연결망 조직을 형성하고 있으므로 피부 탄력에 매우 중요한 역할을 한다. 엘라스틴은 엘라스타아제(Elastase)라는 분해 효소에 의하여 분해되며, 18~19세까지는 섬유아세포에 의하여 계속 생성되지만 그 이후부터는 생성이 중단되고 이미 생성된 엘라스틴만으로 피부 탄력을 담당해야 하므로 엘라스틴이 한번 약화되면 그 탄력성을 회복하기가 매우 어렵다. 즉, 엘라스틴 섬유의 결핍과 응집, 엘라스타아제의 활성도의 현격한 증가는 피부 주름 생성의 주요 요인이므로, 엘라스틴을 분해할 수 있는 유일한 효소인 엘라스타아제(Elastase)를 효과적으로 저해할 수 있는 조성물에 대한 연구가 시급한 실정이다.

상기한 보습 및 주름 개선을 위한 화장료 조성물에는 피지와 유사한 성분이나 NMF 성분, 또는 폴리올과 같은 보습제 등이 널리 사용되고 있다. 이들은 뛰어난 보습력을 나타내나 끈적임이 심할 뿐만 아니라, 피부의 부작용이 발생하기도 한다. 또다른 천연보습인자인 피롤리돈 카르복실산 나트륨(PCA-Na), 젖산나트륨(Sodium lactate), 요소 등은 전해성이 강해 화장료의 유화 안정성을 해치는 문제점이 있으며, 아미노산, 콜라겐, 엘라스틴 등도 보습 능력이 있다고 하나 그 보습 능력에는 한계가 있다.

주름 예방 및 개선 화장료로는 비타민 A(레티놀)이나 레티닐 팔미테이트를 함유하는 제품이 있다. 그러나 이들 원료를 함유한 제품은 경시변화에 민감할 뿐만 아니라 유효농도 이상으로 피부에 침투되거나 분해될 경우, 상당한 피부 자극과 발적 등의 안정성의 문제로 사용량이 제한되어 왔고, 실질적인 주름예방 효과는 미미한 실정이다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 천연물에서 유래한 피부 보습 효과 및 항주름 효과가 있는 화장료 조성물에 대한 선행기술로는 공개특허공보 10-2017-0001649를 참조 할 수 있다. 상기 문헌은 인삼, 황기, 작약, 당귀, 백출, 복령, 진피, 연교, 금은화, 백지 및 감초 혼합 생약재 추출물을 함유하는 주름개선 및 보습용 화장료 조성물 또는 피부 외용제 조성물에 관한 것이다.

또 다른 문헌인 등록특허공보 10-1863722호는 인삼, 백복령, 천궁, 봉밀, 당귀, 쑥, 산수유, 백미, 감초 및 지황으로 구성된 천연물로부터 증포 전처리 및 조추출 물질을 가한 상태로 고온가압 교반추출함으로써 유익한 활성성분을 추출하여 각종 산화독성 및 광독성 등의 노화인자로부터 피부를 보호하는 효과가 우수한 기능성 항노화 천연물 복합 추출물 및 이를 함유하는 기능성 화장료 조성물에 관한 것이다.

그러나 상기 문헌에 개시된 생약재는 피부 보습 효과 및 항주름 효과를 동시에 만족시키지 못할 뿐만 아니라, 생약 재료의 가격이 비싸서 경제적이지 못한 단점이 있다.

이에 본 발명자들은 천연물로부터 유래한 보습효과 및 피부 주름 개선 효과가 있는 화장료 조성물을 개발하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 가래나무(Junglans mandshurica MAX.) 수액을 주 성분으로한 화장료 조성물의 HAS2, AQP3의 발현양 증가, 엘라스타아제의 억제 효과를 확인하였다. 상기 HAS2, AQP3는 보습인자에 해당되고, 엘라스타아제는 전술한 바와 같이 엘라스틴의 생성을 억제하여 피부의 노화를 진행시킨다. 따라서 HAS2, AQP3의 발현 양 증가, 엘라스타아제의 억제 효과가 있다는 점은 상기 물질이 보습효과 및 피부 주름 개선 효과가 있다는 점을 암시한다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0001649호 대한민국 등록특허공보 제10-1863722호

본 발명은, 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액을 유효성분으로 함유하는 보습 및 피부 주름 개선용 화장료 조성물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

한편 본 발명은 상기 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액 이외에 강활(Ostericum praeteritum Kitag.), 고본(Angelica tenuissima Nakai), 고삼(Sophora flavescens Aiton) ,대황(Rhei Radix et Rhizoma), 백강잠(Bombyx batryticatus), 조각자(Gleditsia sinensis Lam.) 중에서 선택되는 하나 또는 이들의 혼합물을 포함한 보습 및 피부 주름 개선용 화장료 조성물을 제공하는 것을 해결하고자 하는 해결하고자 하는 또 다른 과제로 삼는다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액을 유효성분으로 함유하는 보습 기능 및 피부 주름 개선에 효능이 있는 화장료 조성물을 과제 해결을 위한 수단으로 제공한다.

본 발명의 화장료 조성물은 37 ℃에서 엘라스테아제의 억제 활성이 50~60%인 특징이 있다.

또한 본 발명은 상기한 과제를 보다 효과적으로 해결하기 위하여 상기 화장료 조성물은 강활, 고본, 고삼, 대황, 백강잠, 조각자로부터 선택되는 하나 또는 하나 이상의 혼합물을 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액을 주 성분으로한 화장료 조성물은 HAS2, AQP3의 발현양 증가, 엘라스타아제의 억제 효과가 있으므로, 보습효과 및 피부 주름 개선 효과가 탁월하다.

도 1은 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 세포독성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 엘라스테아제활성 저해 효과를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 보습인자 AQP3(Aquaporin 3)에 대한 발현효과를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 보습인자 HAS2(Hyaluronic acid synthase 2)에 대한 발현효과를 나타내는 도면이다.

이하 도면과 실시예를 바탕으로 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 본 발명과 관련하여 특허청구의 범위는 원칙적으로 발명의 상세한 설명과 비교하여 그 기술내용을 동일하게 기재한 경우로 해석되어야 하고, 특별한 사정이 없는 한 축소해석되어서는 아니된다.

본 발명에서 사용된 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.)는 가래나무목 가래나무과의 낙엽 활엽 교목으로, 한국(중부 이북),·중국 북동부, 시베리아(아무르·우수리) 등지에 많이 서식하는 나무로서 추자목(楸子木)이라고도 하고 열매를 추자(楸子)라 하는데, 한방에서는 봄에서 가을 사이에 수피를 채취하여 말린 것을 추피(楸皮)라 하며 수렴과 해열, 눈을 맑게 하는 등의 효능이 있어 장염, 이질(적리), 설사·맥립종, 눈이 충혈하고 붓는 통증 등에 사용된다.

전술한 바와 같이 본 발명은 피부 보습효과 및 주름 제거 효과를 더욱 향상시키기 위해서 강활(Ostericum praeteritum Kitag.), 고본(Angelica tenuissima Nakai), 고삼(Sophora flavescens Aiton) ,대황(Rhei Radix et Rhizoma), 백강잠(Bombyx batryticatus), 조각자(Gleditsia sinensis Lam.)를 더 포함할 수 있다.

강활(Ostericum praeteritum Kitag.)은 강호리라고도 하며 키가 2m쯤 되고, 잎은 어긋나며 난형이고 끝이 뾰족하고 세번 깃모양으로 갈라지며 작은 잎자루와 톱니가 있고, 열매는 타원형이고 날개가 있다. 꽃이 진 후에 원래의 뿌리는 썩고 옆 순이 새로 생겨 다시 자라는데, 한방에서는 뿌리를 말린 강활을 감기로 인하여 열이 심하며 머리와 전신의 통증이 있을 때에 사용한다.

고본(Angelica tenuissima Nakai)은 깊은 산과 산기슭에 자라며, 털이 없고 향기가 많이 나는 키가 80㎝ 정도인 식물로서, 잎은 어긋나고 뿌리 부근에 나는 잎은 긴 잎자루가 있고 줄기에 나는 잎은 잎집이 있다. 깃털모양의 잎이 세 번 갈라진다. 8∼9월에 흰꽃이 피고 복산형화서(複傘形花序)이며, 5개의 꽃받침이 안으로 굽고, 열매는 편평한 원형이며 날개가 있다. 뿌리를 한약제로 이용하는데, 통증·편두통·전신통 등을 완화시켜주는 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

고삼(Sophora flavescens Aiton)은 한국, 일본, 중국 등지에 분포하는 80~100cm크기의 식물로서 맛이 쓰고 인삼의 효능 및 고한(苦寒: 쓰고 차가움)한 성질이 있어 소화불량, 신경통, 간염, 황달, 설사 및 피부과 질환에 효과가 있다고 알려져 있다.

대황(Rhei Radix et Rhizoma)은 중국 사천성 등지에서 배하고 있는 것으로 체내에 과다하게 축적되어 있는 열을 내리는 효능이 있어서, 피부 반진·변비·혈압 상승을 치료하고 안구 충혈의 치료에 사용된다.

조각자(Gleditsia sinensis Lam.)는 높이가 20~30m까지 자라는 흑회색의 나무로서, 줄기나 가지에 작은 가시가 난다. 그 열매를 한약재로 사용하는데, 담을 삭이고 항균 작용을 하는 것으로 알려져 있다.

상기 가래나무 수액은 가래나무에 추출용매를 가하여 추출하는 단계와; 상기 가래나무 추출물을 식힌 후 여과하는 단계와; 상기 여과한 추출물을 농축하는 단계를 거쳐 제조된다. 상기 가래나무는 가래나무 가지, 줄기, 뿌리 또는 잎을 이용하는 것이 바람직하고, 가래나무 줄기를 이용하는 것이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다.

상기 추출용매는 물, 헥산, C1 내지 C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.

추출방법으로는 진탕 추출 또는 환류 추출을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 상기 추출 용매를 가래나무 중량대비에 10 내지 20배의 용매를 첨가하여 추출하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 추출온도는 상온 내지 100℃인 바람직하게는 30℃인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 추출시간 및 횟수는 10시간 내지 48시간 및 5 내지 10회인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.

상기 농축은 진공 감압농축기를 이용하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정하지 않는다.

상기 강활(Ostericum praeteritum Kitag.), 고본(Angelica tenuissima Nakai), 고삼(Sophora flavescens Aiton) ,대황(Rhei Radix et Rhizoma), 백강잠(Bombyx batryticatus), 조각자(Gleditsia sinensis Lam.)는 가래나무 100중량부 대비 강활 5~10 중량부, 고본 5~10 중량부, 고삼 10~20 중량부, 대황 3~8 중량부, 백강잠 10~15 중량부, 조각자 3~8중량부 만큼 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되지 않는다.

실시예 1: 가래나무 수액의 제조

강원도 홍천 내면 곰수골농장에서 구입한 가래나무 줄기 100g를 80%의 메탄올 혼합 용액 1.5L에 넣고 30℃에서 24시간 동안 침출시켰다. 이를 5회 반복한 후 감압여과하여 진공 감압농축기로 농축하여 가래나무 수액을 제조하였다. 상기 가래나무 수액의 고형분 함량은 3.03±0.02(%)였고, 유리당은 2.97±0.02(g/100g)인 것으로 나타났다. 이를 통해 가래나무 수액의 고형분은 대부분 유리당인 것으로 파악되었다. 나머지 소량의 미량원소는 Ca, K, Mg, Na, Cu, Fe, Mn인 것으로 보고되었다. 그 결과를 표1~표3을 통해 나타내었다.

가래나무 수액 고형분 함량

	Concentration(%)
가래나무 수액	3.03±0.02

가래나무 수액 유리당 함량

Sugsrs	Concentration (g/100g)
	가래나무 수액
Fructose	0.09±0.01
GLucose	0.15±0.01
Sucrose	2.73±0.03
Total	2.97±0.02

가래나무 수액 미량원소 함량

미량원소	Concentration (mg/kg)
	가래나무 수액
Ca	30.2±0.09
K	28.3±0.11
Mg	5.5±0.04
Na	N.D.
Cu	N.D.
Fe	0.1±0.01
Mn	0.7±0.03
Se	N.D.
Mo	N.D.
Zn	N.D.

비교예 1. 강활, 고본, 고삼을 첨가한 가래나무 수액의 제조

실시예 1과 동일하게 실시하되, 추출 전 단계에서 강활 8g, 고본 10g, 고삼 15g을 첨가하였다.

비교예 2. 대황, 백강잠, 조각자를 첨가한 가래나무 수액의 제조

실시예 1과 동일하게 실시하되, 추출 전 단곈에서 대황 5g, 백강잠 12g, 조각자 5g을 첨가하였다.

비교예 3. 강활, 고본, 고삼, 대황, 백강잠, 조각자를 첨가한 가래나무 수액의 제조

실시예 1과 동일하게 실시하되, 추출 전 단계에서 강활 8g, 고본 10g, 고삼 15g, 대황 5g, 백강잠 12g, 조각자 5g을 첨가하였다.

실험예 1. 세포독성 확인

실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 세포독성을 확인하기 위하여 MTT 분석법을 이용한 독성검사를 수행하였다. 독성검사에 사용한 HaCaT 세포주는 미국 ATCC로부터 분양받아 사용하였으며, HaCaT 세포는 세포배양배지(Dulbecco's Modified Eagle Medium, DMEM, Gibco)에 10 % 소태아혈청(Fetal bovine serum, Gibco)과 1% 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin, Gibco)이 함유된 배지에서 37 ℃, 5 % CO₂ 조건에서 배양하였다.

먼저, 세포를 2X10⁵ cells/㎖ 농도로 96 웰 플레이트(well plate)에 안착(seeding)시켰다. 24시간 후에 무혈청(serum-free) DMEM으로 교체해준 후에 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물을 0, 25, 50, 100, 200, 500, 1000㎍/㎖로 각각 처리하였다.

24시간 동안 배양해준 후에 배지(media)를 걷어내고 20 ㎕의 3-(4,5-디메틸-2-티아졸일)-2,5-디페닐-2수소-테트라졸륨 브로마이드 [3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide, MTT] 용액을 5 ㎎/㎖ 넣어주고 CO₂ 배양기에서 2시간 배양하였다. 100 ㎕의 디메틸설폭사이드(DMSO)로 결정을 용해시킨 후에 570nm에서 흡광도를 측정하였으며, DMSO는 최종농도 0.1%에 맞추었다.

가래나무 수액의 농도가 0㎍/㎖으로 처리 시의 세포 생존율을 100%로 하였을 때, 세포 생존율은 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 농도를 25, 50, 100, 200, 500, 1000㎍/㎖로 처리한 결과를 도 1을 통해 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이 추출물의 농도가 1000㎍/㎖의 경우 세포 생존율이 약 85%를 상위하는 것으로 나타났다. 이는 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물의 세포독성이 미미하다는 것을 의미한다.

실험예 2. 엘라스테아제 활성 저해 측정

양성 대조군으로 레티놀을 이용하였고, MeOSuc-Ala-Ala-Pro-Val-pNA (최종 0.7 mM)를 기질로 사용하여, 37 ℃에서 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물에 대한 엘라스테아제 (인간 백혈구 추출, 0.2 mU)의 활성을 측정하였다. 반응액의 최종 부피는 300 ㎕가 되도록 하였다. Bio-tek powerwave x 340 microplate reader를 이용하여 kinetic mode, 405 nm에서 10분간 반응시킨 후, max slope를 구하여 엘라스테아제의 활성을 측정하였다. 각 시료에 대한 엘라스테아제활성 저해 효과는 하기 수학식 1으로 구하였으며, 그 결과를 표 4와 도 2를 통해 도시하였다.

엘라스테아제 활성 저해율

시험물질	농도(μM)	저해율(%)
레티놀	10	23
실시예 1	10	52
비교예 1	10	78
비교예 2	10	80
비교예 3	10	85

도 2에 도시된 바와 같이 가래나무 수액을 포함하고 있는 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물은 대조군인 레티놀보다 강력한 엘라스테아제 활성 억제효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.

한편 실시예 1의 가래나무 수액에 비하여 강활, 고본, 고삼, 대황, 백강잠, 조각자를 더 포함하고 있는 비교예 1~3의 추출물은 엘라스테아제 활성 억제 효과가 30~50%이상 뛰어난 것으로 확인되었다.

실험예 3 보습효과 확인

세포 수분의 이동에 관여하는 보습인자인 AQP3(Aquaporin 3)과 HAS2(Hyaluronic acid synthase 2)의 발현 양을 HaCaT cell을 이용하여 확인하였다. 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물 200ug/mL에 대하여 5J/cm²로 자외선을 처리한 후 AQP3와 HAS2의 양을 측정하였다. 그 결과를 도 3 및 4를 통해 도시하였다.

유전자 발현 검사를 위해 Gibco사의 TRIzol Reagent (USA)를 사용하여 RNA를 추출한 후, 추출한 RNA로부터 cDNA의 합성은 ReverTra Ace 역전사효소 키트 (Toyobo, USA)를 사용하여 합성하였으며, HaCaT 세포 표지인자의 발현을 비교 측정하기 위하여 Real-time RT-PCR (Applied Biosystems, USA)을 진행하였다. 실험에 사용된 특정 Taqman Gene expression assay는 아래 표 5와 같다.

HAS2 및 AQP3의 상세 스펙

구분	Gene name	Assay ID
HAS2	Hyaluronan synthase 2	Hs00193435_m1
AQP3	Aquaporin 3	Hs01105469_g1

도 3 및 4에 도시된 바와 같이 실시예 1과 비교예 1~3의 추출물은 보습인자인 AQP3(Aquaporin 3)과 HAS2(Hyaluronic acid synthase 2)의 발현효과가 탁월한데, 특히 실시예 1의 가래나무 수액에 비하여 강활, 고본, 고삼, 대황, 백강잠, 조각자를 더 포함하고 있는 비교예 1~3의 추출물의 AQP3 및 HAS2의 발현양이 50%이상 탁월함을 알 수 있다.

본 발명은 화장료 조성물에 관한 것으로 화장품에 적용 가능하고, 적절한 담체나 약물전달을 위한 매개체가 개발된다면 의약품, 건강 기능성 식품으로도 제조가능하다.

Claims (3)

1. 가래나무(Juglans mandshurica Maxim.) 수액을 유효성분으로 함유하는 보습 기능 및 피부 주름 개선에 효능이 있는 화장료 조성물
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 화장료 조성물은 37 ℃에서 엘라스테아제의 억제 활성이 50~60%인 것을 특징으로 한 보습 기능 및 피부 주름 개선에 효능이 있는 화장료 조성물
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 화장료 조성물은 강활, 고본, 고삼, 대황, 백강잠, 조각자로부터 선택되는 하나 또는 하나 이상의 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 한 보습 기능 및 피부 주름 개선에 효능이 있는 화장료 조성물
   

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