KR101953674B1 - 김치유산균으로 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 발효액을 함유한 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물 - Google Patents

김치유산균으로 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 발효액을 함유한 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 김치유산균을 이용한 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 유효성분을 통하여 피부를 보호하는 것을 기반으로 하는 고기능성 화장료 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 김치유산균으로 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 유효성분을 함유하는 세라마이드 생합성을 촉진하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

김치유산균으로 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 발효액을 함유한 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물{COSMETIC COMPOSITION FOR PROMOTING BIOSYNTHESIS OF CERAMIDE CONTAINING EXTRACTS OF CURCUMA LONGA, CURCUMA AROMATICA AND WASABIA KOREANA FERMENTED BY KIMCHI LACTIC ACID BACTERIA}
본 발명은 김치유산균을 이용한 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 유효성분을 통하여 피부를 보호하는 것을 기반으로 하는 고기능성 화장료 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 김치유산균으로 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 유효성분을 함유하는 세라마이드 생합성을 촉진하는 화장료 조성물에 관한 것이다.
효모, 곰팡이 박테리아와 같은 미생물은 발효주 또는 발효유와 같은 식품에 유용하게 사용되어 왔다. 최근에는 의약품 제조와 화장품 산업에서도 그 사용이 증가되고 있다.
유산균은 탄수화물을 혐기적으로 이용하여 유산을 생산하는 미생물로서, 자연계에 널리 존재한다. 유산균은 다양한 환경에서 발견되는데, 사람이나 동물의 장내에 존재할 뿐 아니라, 채소와 과일에서도 발견된다. 유산균은 특히 요구르트, 우리나라의 김치 또는 독일의 사우어크라우트(sauerkraut)와 같은 발효식품의 발효과정에서 중요한 역할을 담당한다. 이러한 유산균으로는 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 페디오코커스 속(Pediococcus sp .), 류코노스톡 속(Leuconostoc sp .), 락토바실러스 속(Lactobacillus sp .), 스포로락토바실러스 속(Sporolactobacilus sp .), 비피도박테리움 속(Bifidobacterium sp .) 등이 있다. 이들 유산균은 장내로 유입된후 장내 상피세포에 착생하게 되어 유해 미생물의 장 정착을 방지하고 항균 물질을 분비함으로써 유해 미생물의 생육을 억제하고 설사와 변비를 개선할 뿐만 아니라, 면역활성 증진, 항암 작용 등의 효능을 가지고 있다. 유산균이 장내에 유입되어 자체적인 대사활동을 통해 분비하는 물질은 숙주에 많은 이로움을 주기 때문에 유산균을 이용한 많은 연구가 진행되고 있다.
화장품 원료 제조에 사용되는 유산균으로는, 스트렙토코커스 이퀴(streptococcus equi), 같은 속의 쥬에피데미쿠스(streptococcus zooepidermicus: 대한민국 등록특허 제94-998호)와 락토바실러스 불가리쿠스(lactobacillus bulgaricus: 대한민국 특허공개 제80-146호), 락토코커스(lactococcus), 스트렙토코커스 써모필러스(streptococcus thermophilus: 대한민국 특허공개 제92-2112호) 등이 있다.
이러한 유산균들을 적절한 배양액 중에서 배양하여 얻어지는 발효액들은 미백, 보습 등에 효과가 있는 것으로 보고되고 있으나, 실제 발효액에 의한 효과보다 화장품에 첨가된 다른 원료들에 의해 효과가 발생하는 경우가 많이 있다. 또한, 배양시 사용하는 배지의 선택에 제한이 있는 단점이 있고, 단일균주를 사용하여 배양하여 복합균주를 사용할 때보다 발효가 충분히 이뤄지지 못하는 단점이 있다.
세라마이드는 세포간 지질의 핵심 구성성분으로, 각질세포 간 지질의 약 50퍼센트를 차지하며 라멜라 액정구조의 형성에 결정적인 역할을 하여 피부 장벽과 수분 유지 기능에 아주 중요한 스핑고지질이다. 각질형성세포의 어느 층에서 세라마이드의 합성 과정이 시작되는지는 확실히 알려져 있지 않지만, 일반적으로 분화가 시작되는 유극층으로 알려져 있으며, 세라마이드의 양이 감소하면 피부건조증, 아토피, 건선과 같은 피부 질환을 야기시키는 것이 보고되어 있다.
이러한 세라마이드의 부족을 해결하기 위해 많은 연구자들이 천연 세라마이드를 개발하거나 유사 세라마이드를 개발하여 피부 외용제를 개발하여 사용하고 있다. 그러나 천연 세라마이드는 가격이 비쌀 뿐만 아니라 물성이 좋지 않고, 동물에서 추출해야 하는 어려움이 있어 화장품에 고농도로 사용할 수 없을 뿐만 아니라 세라마이드가 매우 소수성이고 결정화 경향이 커서 이것을 함유하는 처방의 개발이 어려운 단점이 있다. 유기용제를 연속상으로 하는 방법의 경우에는 피부에 대한 자극이 발생하며, 수상을 연속상으로 하고 리포좀에 도입하는 방법의 경우에는 대부분의 리포좀이 장기간 안정성이 불안하여 실질적인 효능을 기대하기 어렵다.
대한민국 등록특허 제10-1719223호는 김치유산균으로 발효된 인삼, 꿀 및 프로폴리스의 혼합발효액을 유효성분을 함유하는 세라마이드 생합성을 촉진하는 화장료 조성물에 관하여 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2009-0123458호는 강황 등의 천연 식물을 비열처리 발효하여 화장료 조성물로 사용할 수 있다는 것이 개시되어 있다.
이에, 본 발명자들은 김치유산균을 종균으로 하는 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 혼합추출물을 제조하는 경우, 기존 천연소재로 제조된 화장료 조성물에 비해 비타민과 아미노산 등의 풍부한 영양성분을 함유하면서, 피부에서 세라마이드의 생합성을 촉진시키는 새로운 방식의 화장품 소재를 개발하였다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 풍부한 영양성분을 함유하고, 피부에서 세라마이드의 생합성을 촉진시키는 김치유산균으로 발효한 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 유효성분을 함유하는 화장료 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 김치유산균으로 발효한 발효액을 함유하는 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물에 관한 것이다.
바람직하게는, 상기 김치유산균은 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii), 류코노스톡 시트레움(Leuconostoc citreum), 류코노스톡 메센테로이드스(Leuconostoc mesenteroides) 및 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei)로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상이다.
바람직하게는, 상기 화장료 조성물은 피부 보습 효과를 갖는다.
바람직하게는, 상기 화장료 조성물은 피부 장벽 개선 효과를 갖는다.
바람직하게는, 상기 화장료 조성물은 수용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이로 구성된 군으로부터 선택되는 제형이다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 피부에 도포시 세라마이드 생합성을 촉진하여 피부 보습효과 및 피부 장벽 개선효과가 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 세라마이드 합성 효과(24시간)를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 화장료 조성물의 세라마이드 합성 효과(48시간)를 도시한 것이다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 김치유산균으로 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 화장료 조성물에서, 상기 김치 유산균(kimchi lactic acid bacteria)은 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 발효하고, 피부미용에 도움이 되는 성분을 생성하여 분비하는 어떠한 복합 김치 유산균도 될 수 있으나, 바람직하게는 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii), 류코노스톡 시트레움(Leuconostoc citreum), 류코노스톡 메센테로이드스(Leuconostoc mesenteroides), 및 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei)로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상의 김치 유산균을 포함하는 복합균주일 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 균주들을 모두 포함하는 복합균주일 수 있다. 상기 균주 이외에도 류코노스톡 가시코미타툼(Leuconostoc gasicomitatum), 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis) 락토바실러스 엑시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 비피도박테리움 론굼(Bifidobacterium longum), 스트렙토코커스 써머필러스(Streptococcus thermophilus) 및/또는 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus)를 더 포함하여 복합균주를 배양하는 경우 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 발효를 촉진시켜 피부에 유익한 대사산물을 다량 생성하고 배출시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물은 김치유산균의 접종 시 잡균의 생장을 억제하기 위해 100℃ 이상에서 30분 이상, 바람직하게는 1시간 이상 가열하는 것이 좋다.
본 발명에 따라서 복합균주를 사용하여 발효된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 제조하는 것은 유산균의 종류마다 그 발효 메커니즘이 상이하여 상호 보완을 통해 풍부한 발효산물을 만들 수 있으므로 유용하다. 예를 들어, 같은 부류의 유산균이라 하더라도 포도당을 이용하여 생육할 때에 젖산(Lactic acid)을 주로 생성하는 스트렙토코커스 유산균이 있는가 하면 젖산과 더불어 에탄올과 이산화탄소를 생성하는 류코노스톡 유산균이 있고, 젖산과 초산을 생성하는 비피도박테리움과 같은 유산균이 있다. 본 발명자들은 김치에서 채취한 수십 가지의 김치유산균 중에서 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물에서 배양할 때 생육이 촉진되고, 대사산물을 외부로 배출하여 많은 양의 유기 물질을 생성하는 김치 유산균들을 분리하고, 이들을 혼합 배양하였을 때 상호 보완적으로 유기물질을 생산하는 김치 유산균의 조합을 발견하였다.
본 발명의 하기 실시예는 본 발명자들은 김치유산균 복합균주로 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 발효하여 제조하였다. 그 결과 단일한 유산균으로 발효하는 것보다 복합 유산균을 사용하는 경우에 발효되는 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 성분들이 분해되는 정도가 높아지고 유산균 대사산물도 더 많이 만들어졌다.
본 발명의 화장료 조성물에서, 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 김치유산균을 접종하여 20 ~ 40℃에서 10 내지 30 시간 발효시키는 경우에 김치유산균의 생장이 증가하고, 많은 발효 대사산물을 배출할 수 있어서 바람직하다. 더욱 바람직하게는 25 ~ 35℃에서 20 내지 30 시간 발효할 수 있고, 가장 바람직하게는 30℃에서 24시간 발효할 수 있다. 10시간 미만을 발효하면 발효대사산물이 충분히 만들어지지 않으며 30시간을 초과하여 발효하면 오히려 대사산물의 농도가 떨어지기 때문에 상술한 발효 시간 범위 내에서 발효하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 목적에 부합되는 것이라면 발효 시간은 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물은 1~3:1~3:1~3의 중량비로 혼합될 수 있고, 바람직하게는 1:1:1로 혼합될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물에서 상기 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물은 세라마이드의 생합성을 촉진시키는 데 도움을 준다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 제조예를 통하여 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 하기 제조예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 권리범위가 하기 제조예에만 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 종균( 김치유산균 ) 배양
배지를 가열 멸균하고 김치유산균 락토바실러스 플랜타룸(Lactobacillus plantarum), 류코노스톡 김치아이(Leuconostoc kimchii), 류코노스톡 시트레움(Leuconostoc citreum), 류코노스톡 메센테로이드스(Leuconostocmesenteroides), 류코노스톡 가시코미타툼(Leuconostoc gasicomitatum), 류코노스톡 락티스(Leuconostoclactis), 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) 및 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis)를 각각 접종하여 종균을 배양하였다.
이때 배지의 가열 멸균은 121℃에서 15분 이상 하였고, 김치유산균 접종량은 1× 104cfu/ml 이상이 되게 하고 배양온도는 30℃, 배양시간은 24시간, 배지는 MRS 배지를 사용하였다. 그리고 배양은 정치 배양하였다.
제조예 2: 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 제조
울금, 강황 및 고추냉이를 각각 50g씩 정제수로 세척하고 건조한 다음 분쇄한 후 100 메시의 체를 이용하여 미세하게 만들었다. 분쇄물을 100g/L가 되도록 70% 에탄올을 첨가하여 5시간씩 3회 환류추출하고 냉침한 후, 와트만(whatman) #3 여과지로 여과 후, 50℃ 이하에서 감압농축 및 동결 건조하여 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 제조하였다.
제조예 3: 김치 복합 유산균 발효에 의한 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 제조
제조예 2에서 제조된 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 100℃에서 1 시간 가열하여 멸균하고 30℃로 식힌 다음 여기에 상기 종균 배양단계에서 제조된 8가지의 종균(제조예 1)을 동일한 양으로 혼합한 복합 김치유산균을 3%(v/v)되게 접종한 다음 30℃에서 24 시간 발효하였다. 발효가 끝난 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물은 70℃에서 10분간 저온 살균한다.
실험예 1: 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 세라마이드 합성 증가
실험예 1에서는 상기 제조예 2와 3에서 수득한 샘플의 세라마이드 생합성 정도를 HaCaT(Keratinicyte) 셀라인과 TLC 방법을 통하여 확인하였다. 6-웰 플레이트에 HaCaT Cell을 분주하고 80%정도 진행시켰다. 배지를 1% FBS로 교체하고 각 샘플을 농도별로 처리하여 24시간 및 48시간 동안 배양하였다.
24시간 및 48시간 배양된 세포용해물 100 μg에 CHCl3:MeOH(1:2 v/v)용액을 넣고 원심분리 후 하층을 옮긴 후 건조시켰다. CHCl3:MeOH(1:2 v/v)용액을 각각 30 μL씩 넣고 재용해한 샘플을 TLC 플레이트에 동량 점적하였다. 대조군으로는 N-Lauryl-D-erythro-sphingosine C12 Ceramide 2mM 동량을 점적하였다. 전개용매로는 Diisopropylether/MeOH/29% NH4OH(40:10:1)을 사용하였다. 전개용매가 플레이트 끝선에 도달하면 완전 건조 후 10% 황산 용액에 적셔서 가열한 후 밴드를 확인하였다.
HaCaT 셀라인과 TLC 방법을 이용한 세라마이드 합성효과 측정한 결과를 도 1 및 2에 나타내었다. 제조예 3으로 제조된 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물이 제조예 2와 대조군보다 세라마이드 합성이 더 많은 것을 확인할 수 있었다.
처방예 1: 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 함유하는 화장료의 제조
제조예 3의 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물이 포함된 화장료 조성물을 하기 표 1의 조성으로 제조하여 이를 처방예 1이라 하고, 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물이 포함되지 않은 화장료 조성물을 제조하여 비교처방예 1이라 하였다.
(단위 : 중량%)
성분 처방예 1 비교처방예 1
발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물
(제조예 3)		 10.0 -
1,3-BG - -
글리세린 5.1 5.1
프로필렌글리콜 4.2 4.2
토코페릴아세테이트 3.0 3.0
유동파라핀 4.6 4.6
트리에탄올아민 1.0 1.0
스쿠알란 3.1 3.1
마카다미아너트오일 2.5 2.5
폴리솔베이트60 1.6 1.6
솔비탄세스퀴롤레이트 1.6 1.6
프로필파라벤 0.6 0.6
카르복실비닐폴리머 1.5 1.5
향 미량 미량
방부제 미량 미량
정제수 잔량 잔량
계 100 100
실험예 2: 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 경피 수분 증발량(TEWL) 변화
실험예 2는 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물의 경피 수분 증발량(Transepidermal Water Loss : TEWL)의 평가를 실시한 것이다.
연령 26 ~ 34 세의 성인(n = 9)을 대상으로 피험자의 전완 내측부에 직경 1 ㎝의 영역을 2 군데 설정하고, 이를 시험 부위로 하여 처방예 1과 비교처방예 1을 도포하였다.
먼저, 수분 증발량 측정 장치(CK-Electronic 사 제조 Cutometer MPA580)를 사용하여 시험 부위의 TEWL을 측정한 후, 테이프 스트립핑에 의해, TEWL의 값이 15 내지 25 g/㎡·h 가 될 때까지 시험 부위의 표피 각층을 제거하여 피부 배리어 기능 파괴 처리를 실시하였다. 피부 배리어 기능 파괴 처리 후에, 시험 부위에 처방예 1 또는 비교처방예 1을 도포하였다. 도포 횟수는 오전과 오후의 1 일 2 회로 하고, 도포량은 1 회에 있어서 20 ㎕로 하였다. 피험자는 TEWL의 측정 전에 시험 부위를 세정하고, 20 분간 안정시켰다.
측정은 피부 배리어 기능 파괴 처리 후에 각 시험액을 도포하고 나서 1 일 경과시 및 3 일 경과시의 오전에 실시하였다. 각질 제거 후의 TEWL 에 대한 각 시험액을 도포한 후의 TEWL의 차에 관해서, 각 측정일에 있어서 Dunnett 법에 의한 다중 비교 검정(p < 0.05)을 실시하였다.
표 2는 처방예 1 및 비교처방예 1을 도포한 경우의 TEWL의 측정치를 나타낸 것으로, 각 수치는 각 피험자의 TEWL 측정치의 평균치로 나타낸 것이다. 또한, 하기 수학식 1에 따라서, 처방예 1 또는 비교처방예 1을 도포하고 3 일 후의 TEWL의 개선율을 산출하여 표 2에 나타내었다.
Figure 112017079317166-pat00001
TEWL[g/m2·h]
각질 제거전 각질 제거 직후 도포후
1일 경과시		 도포후
3일 경과시		 도포후 3일 경과시의 개선율(%)
처방예 1 10.7 17.5 15.2* 14.5* 44.12
비교처방예 1 10.4 18.2 16.5 17.3 11.54
* : p<0.05 vs 각질 제거 직후
TEWL은 피부 내부로부터 대외로의 수분의 이행량을 나타낸다. 피부 배리어 기능파괴 처리에 의해 피부의 각질층의 라멜라 구조가 파괴되어, TEWL이 증가한다. 따라서, TEWL이 감소할수록 피부의 배리어 기능 수복능이 높다고 할 수 있다.
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 비교처방예 1과 비교하여, 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물 함유하는 처방예 1을 도포한 경우, TEWL이 낮은 값이 된다. 또한, 처방예 1을 도포한 경우, 각질 제거 직후의 TEWL에 대하여 시험액을 도포한 후의 TEWL은, 도포 후 1일 경과시 및 도포 후 3 일 경과시에 있어서 유의하게 낮은 값을 나타내었다.
그리고 표 2 에 의하면, 비교처방예 1과 비교하여, 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 함유하는 처방예 1을 도포한 경우, TEWL의 개선율이 높은 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 발효 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물은 피부의 배리어기능의 수복능을 갖는 것이 확인되었다.

Claims (5)

  1. 울금 추출물, 강황 추출물 및 고추냉이 추출물을 김치유산균으로 발효한 발효액을 함유하는 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물로서, 상기 김치유산균은 락토바실러스 플랜타룸, 류코노스톡 김치아이, 류코노스톡 시트레움, 류코노스톡 메센테로이드스, 류코노스톡 가시코미타툼, 류코노스톡 락티스, 락토바실러스 사케이 및 락토바실러스 브레비스를 동일한 양으로 혼합한 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 피부 보습 효과를 갖는, 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 피부 장벽 개선 효과를 갖는, 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 수용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이로 구성된 군으로부터 선택되는 제형인, 세라마이드 생합성 촉진용 화장료 조성물.
  5. 삭제
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