KR101971643B1 - 손상 모발 개선용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모발 표면에 대한 적절한 흡착력을 갖고 손상된 모발의 복원에 적합하도록 저분자화시킨 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 유효성분으로 함유하는 손상 모발 개선용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 저분자화하여 얻은 5,000 내지 22,000의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 저분자화 추출물을 유효성분으로 함유하는 손상 모발 개선용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

손상 모발 개선용 조성물 및 이의 제조방법{Composition for Improving Condition of Damaged Hair and Preparation Method Thereof}

본 발명은 모발 표면에 대한 적절한 흡착력을 갖고 손상된 모발의 복원에 적합하도록 저분자화시킨 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 유효성분으로 함유하는 손상 모발 개선용 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.

모발은 인체의 최대면적을 가진 기관인 피부를 구성하는 요소로, 미적 기능 뿐만 아니라 물리적 충격감소, 체온조절, 자외선 차단, 노폐물 배출, 감각능력 강화 등의 다양한 역할을 수행한다.

모발은 피부 속 생장에 관여하는 모근부와 피부 외부에 노출된 모간부로 구성되며, 횡단면을 살펴보면 모표피, 모피질, 모수질로 구성되어있다. 모표피는 전체 모발의 10 내지 15%를 차지하며 소수성 단백질인 케라틴이 모피질을 비늘 모양으로 둘러싼 다층구조로, 모발의 보호를 수행한다. 모피질은 모수질과 모표피 사이에 위치한 섬유상 구조로 모발의 80 내지 90%를 차지하며 피질 세포와 간층물질로 구성되는 층으로, 멜라닌과 콜라겐 단백질을 포함한다. 모발의 색, 강도, 탄성을 결정한다. 모수질은 오래된 모발에 존재하는 구조로, 모표피 내부에 위치하며 다각화된 세포와 빈공간을 포함한다. 모발의 표피는 단단한 케라틴 단백질층으로 보호되기 때문에 일반적으로 열이나 자극에 강한 편이나, 강한 물리적 자극이나 열, 반복적인 탈색 및 염색, 장기간의 자외선 노출 등이 축적되면 모발의 단백질을 산화되고 표피가 갈라지게 된다. 손상된 모발은 표면이 불규칙하여 거칠고 윤기가 적으며 인장강도가 낮아 쉽게 끊어진다.

손상된 모발을 보호하는 방법으로는 모표피에 유막이나 고분자층을 형성하거나 모피질로부터 유출된 간층 물질을 보충하는 방법이 사용되고 있다. 서리태를 비롯한 콩에는 다양한 천연 펩타이드가 존재하며, 이를 Bacillus 속 균주를 이용하여 발효시킨 콩에는 다양한 조성의 펩타이드, 폴리-감마글루탐산 및 폴리프럭탄과 같은 천연 고분자 물질이 생성된다. 특히 펩타이드나 단백질은 약한 상호작용을 통해 모발에 흡착되어 모발의 손상을 억제하는 것으로 알려졌다. 이러한 천연 고분자 물질은 모발의 표면에 작용하면 보습에 도움을 주며, 표면을 매끄럽게 하여 마찰을 감소시키고 인장력을 증가시켜 손상된 모발의 복원에 도움이 된다. 다만 천언 고분자 물질의 길이가 너무 길면 효과적으로 모발에 잔류하지 못하는 경향이 있고, 너무 짧으면 흡착에는 유리하지만 모발의 물리적 강도를 개선하는 데는 불리하다. 그뿐만 아니라 천연 고분자 물질은 그 분자량에 따라 발림성이나 보습 활성이 다르게 나타나기 때문에 천연 고분자 물질을 적용하여 손상된 모발을 복원하기 위해서는 사용목적에 적합한 길이로 분자량을 조절하는 것이 중요하다.

일반적으로 고분자 물질의 분자량을 조절하는 데에는 산, 염기 혹은 특이적인 가수분해효소가 사용된다. 그러나 화학적 가수분해의 경우 고분자 물질의 길이를 조절하는 과정에서 작용기가 손상되거나 염이 발생하기 쉽다는 단점이 있으며, 효소처리의 경우 잔류하는 단백질분해효소의 활성을 제거하는 공정이 필수적이기 때문에 적용에 한계가 있다.

대한민국 공개특허 10-2014-0045803 감마올리고펩타이드 또는 그 염을 함유하는 주름개선용 화장료 조성물 대한민국 공개특허 10-2005-0075474 콩을 함유하는 탈모방지 및 모발재생용 조성물 대한민국 공개특허 10-2014-0018666 발효콩 추출물을 함유하는 피부 외용제 조성물 대한민국 공개특허 10-2016-0039972 콩 및 보리의 발효복합물을 포함하는 기능성 화장료 조성물 대한민국 등록특허 10-1532070 황과 발효 단백질을 이용한 유해균에 오염된 두피 및 손상 모발 개선용 조성물 및 그 제조방법 대한민국 공개특허 10-2015-0090922 피부 모발 및 또는 점막의 치료 및 또는 관리에 유용한 화합물 및 이들의 미용적 또는 약제학적 조성물

상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 과제는 보습력과 인장력 복원효과는 우수하나 점성이 강하여 고르게 적용이 어려운 발효 콩 유래 고분자 물질을 화학물질의 첨가 없이 저분자화한 수용성 추출물을 유효성분으로 함유하는 손상 모발 개선용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 별도의 화학물질 첨가 없이 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 물리적인 방법을 통해 저분자화 하는 손상 모발 개선용 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위해 본 발명은 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 저분자화하여 얻은 5,000 내지 22,000의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 저분자화 추출물을 유효성분으로 함유하는 손상 모발 개선용 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은

서리태를 물에 침지하여 탈수하고 증자한 다음 바실러스 속 균주를 접종 발효하여 점성 물질을 생성하는 단계;

발효된 서리태로부터 수용성 추출물을 추출하는 단계; 및

상기 수용성 추출물을 고압 균질기를 이용하여 1,000 내지 1,800 bar의 압력으로 1 내지 3회 처리하여 저분자화 추출물을 생성하는 단계

를 포함하는, 손상 모발 개선용 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 보습력과 인장력 복원효과는 우수하나 점성이 강하여 고르게 적용이 어려운 발효 서리태 유래 고분자 물질을 함유하는 수용성 추출물을 화학물질의 첨가 없이 저분자화함으로써, 모발 표면에 대한 적절한 흡착력을 갖고 손상된 모발의 복원에 적합하게 하였다. 이에 따라 본 발명의 손상 모발 개선용 조성물은 모발 표피의 갈라진 틈을 효과적으로 메워 모발 인장강도를 강화할 뿐만 아니라 표면의 굴곡을 매끈하게 덮어주어 추가적인 손상이 발생하지 않도록 모발을 보호할 수 있다.

도 1은 고압균질기를 이용한 저분자화 조건에 따른 발효 콩 유래 수용성 추출물의 분자량을 비교한 자료이다.
도 2는 본 발명의 실험예 2에서 각 시료 처리에 따른 손상된 모발의 표면차이를 비교한 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실험예 3에서 각 시료 처리에 따른 모발의 인장강도를 비교한 결과이다.
도 4는 본 발명의 실험예 4에서 각 시료 처리에 따른 모발의 광택도를 비교한 결과이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 손상 모발 개선용 조성물은 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 저분자화하여 얻은 5,000 내지 22,000의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 저분자화 추출물을 유효성분으로 함유한다.

상기 저분자화 추출물은 보습력과 인장력 복원효과는 우수하나 점성이 강하여 고르게 적용이 어려운 발효 콩 유래 고분자 물질을 화학물질의 첨가 없이 저분자화한 것으로, 모발 표면에 대한 적절한 흡착력을 갖고, 손상된 모발의 복원에 적합하도록 저분자화된 것이다.

이러한 저분자화 추출물은 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물에서 유래된 것으로 펩타이드, 폴리프럭탄, 폴리감마글루탐산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이다.

본 발명의 손상 모발 개선용 조성물에 포함되는 성분은 유효 성분으로서의 상기 저분자화 추출물 이외에 모발 보호용 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함하며, 예컨대 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함한다.

본 발명의 조성물의 제형은 모발 및 두피 등에 적용할 수 있는 성상의 것이면 어떤 것도 양호하며, 예를 들어, 헤어토닉, 헤어컨디셔너, 헤어에센스, 헤어로션, 헤어영양로션, 헤어샴푸, 헤어린스, 헤어트리트먼트, 헤어크림, 헤어영양크림, 헤어모이스처크림, 헤어 맛사지크림, 헤어왁스, 헤어에어로졸, 헤어팩, 헤어영양팩, 헤어비누, 헤어클렌징 폼, 머릿기름, 헤어겔, 헤어 무스 또는 헤어스프레이의 제형으로 제조될 수 있다.

본 발명 손상 모발 개선용 조성물에서 상기 저분자화 추출물을 조성물의 총 중량에 대하여 0.001 내지 10.0 중량%의 양으로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.001 내지 5.0 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 상기 저분자화 추출물의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 손상 모발 복원 효과가 미미한 문제점이 있고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우에는 함유량 증가에 따른 뚜렷한 효과의 증가가 나타나지 않고, 제품의 변색 및 변취가 발생하여 제형의 안정성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 손상 모발 개선용 조성물은

서리태를 물에 침지하여 탈수하고 증자한 다음 바실러스 속 균주를 접종 발효하여 점성 물질을 생성하는 단계;

발효된 서리태로부터 수용성 추출물을 추출하는 단계; 및

상기 수용성 추출물을 고압 균질기를 이용하여 1,000 내지 1,800 bar의 압력으로 1 내지 3회 처리하여 저분자화 추출물을 생성하는 단계

를 거쳐 제조된다.

이하 각 단계별로 상세히 설명한다.

먼저, 서리태를 물에 침지하여 탈수하고 증자한 다음 바실러스 속 균주를 접종 발효하여 점성 물질을 생성한다.

서리태를 물에 수침시켜 불려 증자 단계에서 쉽게 증자될 수 있도록 한다. 이러한 수침, 증자, 발효 과정은 당업계에서 널리 알려진 통상적인 공정으로서, 본 명세서에서 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 바실러스 속 균주는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 나토(Bacillus natto), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 퍼밀러스(Bacillus pumilus), 및 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis )로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

이때 발효는 30 내지 60℃의 온도에서 12 내지 72 시간 동안 수행될 수 있으며, 37℃에서 48 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.

다음으로, 발효된 서리태로부터 수용성 추출물을 추출한다.

상기 수용성 추출물은 당업계에 공지된 통상의 방법에 따라, 즉, 통상적인 용매를 사용하여, 통상적으로 이용되는 열수추출, 실온추출, 가온추출, 초음파추출, 초임계추출 등의 방법으로 제조될 수 있다.

구체적으로는 물 또는 물을 적어도 30 중량% 이상 함유하는 추출용매를 사용하여 추출한다. 이때 추출용매의 사용량은 발효된 서리태 중량의 1 내지 20 배이다. 이때 추출온도와 시간은 추출하고자 하는 시료의 양에 따라 달라질 수 있으며 40 내지 100℃에서 3 내지 20 시간 동안 가열하여 추출한다. 추출 결과물을 여과 또는 정제하는 과정을 거칠 수 있다.

이어서, 상기 수용성 추출물을 고압 균질기를 이용하여 1,000 내지 1,800 bar의 압력으로 1 내지 3회 처리하여 저분자화 추출물을 생성한다.

고압 균질기를 이용한 물리적인 방법을 통해 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물 중의 펩타이드, 폴리프럭탄, 폴리감마글루탐산 또는 이들의 혼합물의 분자량을 저분자화하여 5,000 내지 22,000의 중량평균분자량(Mw)을 갖도록 한다.

이러한 저분자화 방법은 별도의 화학물질 첨가 등 별도의 불순물이 첨가되지 않기 때문에 추가적인 정제가 필요하지 않다는 장점이 있다.

얻어진 저분자화 추출물은 감압 증류, 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 실험예를 기재한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

세척한 서리태 1kg을 12시간 불린 뒤 물기를 제거하고 고압가열멸균기를 이용하여 100℃에서 2시간 가열하였다. 가열 종료 후 시료를 37℃까지 냉각한 뒤 Bacillus natto 균을 접종하여 배양한 뒤 48시간 발효하여 점액질이 생기는 것을 확인하였다. 발효된 콩에 3kg 물을 첨가한 뒤 50℃, 250 rpm으로 6시간 동안 교반하여 수용성 추출물을 수득하였다. 50 um 구멍의 천과 Whatman No 2. 여과지를 이용하여 수용성 추출물을 여과하여 찌꺼기는 제거하고, 이를 고압호모게나이저를 이용하여 1,200 Bar로 3회 균질화 하였다.

삭제

비교예 1

상기 실시예 1의 발효 서리태 유래 수용성 추출물을 여과 후 고압호모게나이저를 이용한 균질화를 생략하고 사용하였다.

실험예 1 : 평균분자량 측정

물리적 저분자화 조건에 따른 시료의 평균 분자량을 측정하기 위하여 젤 투과 크로마토그래피(gel permeation chromatography, GPC)가 사용되었다. GPC 분석조건은 아래 표 1과 같다.

구분	조건
HPLC system	WATERS 2695
Column	An MZ Hema guard plus 2 Hema Linear column (Cognis Performance Chemicals Ltd., Southampton, UK)
Mobile phase	0.2 M NaNO3, 0.01 M NaH2PO4, at pH 7
Flow rate	1.0 mL/min
Detector	Waters 2414 Refractive index

저분자화 시료인 실시예 1과 저분자화 하지 않은 비교예 1을 GPC로 분석한 결과는 표 2 및 도 1에 나타내었다.

저분자화 조건	평균 분자량(Mw)
발효 서리태 유래 수용성 추출물(비교예 1)	520,000
600 bar x 3회 반복	120,000
800 bar x 3회 반복	43,000
1,000 bar x 3회 반복	22,000
1,200 bar x 3회 반복	15,000
1,500 bar x 3회 반복	8,000
1,800 bar x 3회 반복	5,000
2,000 bar x 3회 반복	3,000

실험예 2 : 손상 모발 모델을 이용한 모발 손상 복원 효과 확인

정상모발을 10% 과산화산소가 포함된 암모니아수에 30분간 침지한 뒤 흐르는 물에서 30초간 세척한 후 35℃, 상대습도 45%에서 2시간 동안 자연건조하여 손상된 모발 모델을 제조하였다.

이렇게 제조된 손상 모발 모델을 각각 비교예 1 및 실시예 1의 시료에 10분간 침지한 뒤 35℃, 상대습도 45%에서 2시간 동안 건조하여 시료를 준비하였다.

주사전자현미경을 이용하여 시료를 적용하기 전과 후 모발의 외형을 비교하였다. 각 상태별 모발의 현미경사진은 도 2와 같다.

도 2를 참조하면, 과산화수소/암모니아를 통해 손상된 손상 모발 모델(B)는 통상 모발(A)에 비해 모발 표피의 비늘 구조가 벌어지는 것이 관찰되었으나 발효 서리태 수용성 추출물을 처리한 손상 모발(C, D)의 경우 상대적으로 벌어진 틈이 닫혀있는 것으로 관찰되었다. 특히 저분자화한 수용성 추출물인 실시예 1의 시료를 처리한 손상모발(D)에서는 저분자화 처리하지 않은 수용성 추출물인 비교예 1의 시료를 처리한 손상 모발(C) 보다 모발의 표면에 틈이 없이 메워지고 굴곡이 감소하는 것이 확인되었다.

실험예 3 : 모발의 인장강도 측정

시료의 처리에 따른 모발의 인장강도는 크리프 시험기를 이용하여 분석하였다. 모발의 각 말단을 장력이 가해지는 방향으로 고정한 뒤 clamping distance 20mm, 인장속도는 20mm/분으로 설정하여 인장강도를 비교하였다. 각 처리군 별 시료는 30회 반복측정하여 그 평균값으로 계산하였으며, 시료별 분석된 인장강도의 세기는 표 3 및 도 3과 같다. 인장강도가 높을수록 머리카락의 강도가 강한 것으로 해석한다.

처리군	인장강도(cN) (1gf=0.98cN)
무처리(통상모발)	165.1
손상 모발 모델	132.0
비교예 1 시료 처리	142.7
실시예 1 시료 처리	158.8

실험예 4 : 모발의 광택 측정

고네오포토미터로 모발의 광택을 분석하였다. 분석에 사용된 입사광의 각도는 30도로 설정하였으며, 반사광은 0 내지 90°에서 측정하였다. 광택도의 계산은 하기 수학식 1과 같다:

[수학식 1]

G = Sf / d

G : 광택도

Sf(정반사 값) : 반사광 세기 최대치

d(난반사 값) : 0도 일 때 반사광 세기

G 값이 높을수록 광택이 좋은 것으로 판단하며, 분석된 결과는 아래 표 4 및 도 4와 같다.

처리군	d	Sf	G
무처리(통상모발)	4.32	58.07	13.44
손상 모발 모델	8.31	47.92	5.76
비교예 1 시료 처리	3.76	79.54	21.15
실시예 1 시료 처리	2.31	89.72	38.84

상기 표 4의 결과에 의하면, 손상 모발 모델은 과산화수소/암모니아수 탈색에 의해 광택도가 크게 감소하였다. 실시예 1과 같이 저분자화된 수용성 추출물을 처리하였을 때의 모발은 아무 처리도 하지 않은 통상모발에 비해 광택도가 약 3배 높게 분석되었다. 비교예 1과 같이 저분자화 되지 않은 수용성 추출물을 손상된 모발에 처리한 경우에도 광택도가 증가하였으나 통상 모발과 비슷한 수준에 불과하였다.

Claims (7)

1. 발효된 서리태로부터 추출된 수용성 추출물을 저분자화하여 얻은 5,000 내지 22,000의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 저분자화 추출물을 유효성분으로 함유하고,
   상기 저분자화 추출물은 펩타이드, 폴리프럭탄, 폴리감마글루탐산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 손상 모발 개선용 조성물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 헤어토닉, 헤어컨디셔너, 헤어에센스, 헤어로션, 헤어영양로션, 헤어샴푸, 헤어린스, 헤어트리트먼트, 헤어크림, 헤어영양크림, 헤어모이스처크림, 헤어 맛사지크림, 헤어왁스, 헤어에어로졸, 헤어팩, 헤어영양팩, 헤어비누, 헤어클렌징 폼, 머릿기름, 헤어겔, 헤어 무스 또는 헤어스프레이의 제형을 가지는 것임을 특징으로 하는 손상 모발 개선용 조성물.
4. 서리태를 물에 침지하여 탈수하고 증자한 다음 바실러스 속 균주를 접종 발효하여 점성 물질을 생성하는 단계;
   발효된 서리태로부터 수용성 추출물을 추출하는 단계; 및
   상기 수용성 추출물을 고압 균질기를 이용하여 1,000 내지 1,800 bar의 압력으로 1 내지 3회 처리하여 저분자화 추출물을 생성하는 단계
   를 포함하는 제1항의 손상 모발 개선용 조성물의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 바실러스 속 균주는
   바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 나토(Bacillus natto), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 바실러스 퍼밀러스(Bacillus pumilus), 및 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis)로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 손상 모발 개선용 조성물의 제조방법.
6. 삭제
7. 삭제

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