KR102021580B1

KR102021580B1 - 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물

Info

Publication number: KR102021580B1
Application number: KR1020170155684A
Authority: KR
Inventors: 김진우; 김송이; 감다혜; 조재민; 김승기
Original assignee: 선문대학교 산학협력단
Priority date: 2017-11-21
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-09-16
Also published as: KR20190058059A

Abstract

본 발명은 피부 미백용 화장료 조성물에 관한 것으로, 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물이 제공된다.

Description

콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물{A COSMETIC COMPOSITION COMPRISING SOYBEAN SPROUT BY PRODUCT EXTRACT}

본 발명은 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

피부는 물리적, 화학적 혹은 생물학적 자극으로부터 몸을 보호하는 중요한 기관이다. 또한, 피부는 피부 내부의 수분 및 체온을 조절하는 등의 생체의 항상성을 유지하는 중요한 역할을 한다.

그러나 피부는 나이가 들어감에 따라 여러 가지 내적, 외적 요인에 의해 변화를 겪는다. 피부 내부의 신진 대사를 조절하는 각종 호르몬의 분비가 감소하고 면역 세포의 기능과 피부 세포들의 활성이 저하되면, 피부에 염증과 아토피와 같은 각종 트러블이 발생한다. 또한, 피부의 기능 저하로 인해 자유 라디칼 및 활성 산소 등이 증가하고, 멜라닌이 세포에 침착하여 기미, 주근깨, 주름 등으로 피부가 손상된다.

이러한 피부를 개선하기 위해 다양한 피부 외용제인 화장품 조성물이 개발되었다. 특히, 기능성 화장품 조성물은 산화적 스트레스의 원인인 자유 라디칼 및 활성 산소를 제거하는 항산화제를 포함한다. 일반적으로 화장품의 항산화제라 함은 산화작용으로 손상된 피부 기능과 구조가 파괴되고 소진되는 현상을 상당 정도 감소시키거나 예방하는 능력을 갖고 있고, 자외선 노출로 인해 손상된 피부를 회복시켜주는 것을 목적으로 한다.

합성 항산화제로 BHA(Butylated Hydroxyanisole), BHT(Butylated Hydroxytolune), hydroquinone, catechol 및 DPPD(N,N-diphenyl-pp-phenylene-diamine)이 개발되었으나, 강한 항산화성 효과가 있지만, 안정성이 미흡한 문제가 있다.

또한, 아스코르빈산(일본특개평 4-9320), 하이드로퀴논(일본특개평 6-192062), 코직산(일본특개소 56-7710), 알부틴(일본특개평 4-93150) 및 식물 추출물 등이 타이로시네이즈 저해 활성을 나타내어 미백 화장료로 이용되었다. 하지만, 상기 성분들은 화장품 제형 중에서 안정성이 미흡하여, 분해되어 착색되거나, 이취를 유발할 수 있으며, 생체 내에서 안전성 또는 효능이 불명확하여 그 사용이 제한되고 있다.

화장품 업계는 여러 화학물질 등에 의한 피부 자극을 줄이기 위해 천연물을 사용한 다수의 제품을 개발하고 있다. 천연 재료는 피부에 부작용이 적을 뿐 아니라, 최근 천연 재료를 이용한 화장품에 대한 소비자들의 호응이 높아짐에 따라 화장품 원료로서 개발가치가 점차 증가하고 있다.

한편, 최근 산업 콩나물이 다른 분야에 재조명되는 사례가 커짐에 따라 및 콩나물의 가치가 증가하고 있다. 특히, 콩나물은 콩에는 없는 섬유소와 비타민이 다량으로 함유되어 있는데, 최근 연구에 의하면 콩나물에서 버려지는 및 콩나물 부산물인 콩나물 껍질에도 다량의 생리활성 성분이 검출되었다.

우리나라에서 재배되는 콩나물은 한해 약 6만톤에 달하며, 콩나물 재배 및 가공하면서 20% 가량의 부산물이 발생된다. 콩나물 부산물은 상품가치가 없어 폐기물로 처리되거나 자연 건조하여 일부 가축 사료로 사용되지만, 그에 따른 폐기 비용이 높고 환경 오염의 원인이 된다.

따라서 다량의 생리활성 물질을 함유한 콩나물 및 콩나물 부산물을 화장료 조성물로 활용하면, 농가의 부산물 처리 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 인체에 안전하고 기능성이 우수한 새로운 천연 화장료 성분을 제공할 수 있다.

우수한 기능성과 함께 생체 안전성 및 피부 개선 효과가 우수한 천연물 유래 화장품 제품의 개발 필요성이 꾸준히 대두되고 있는 상황에서, 본 발명자들은 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 포함한 우수한 기능성 화장료 조성물을 개발하고자 하였다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기능성뿐만 아니라 생체 안전성이 우수한 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물이 제공된다.

일 실시예에 있어서, 상기 콩나물 및 콩나물 부산물은 빛이 차단된 조건에서 발아한 콩나물의 뿌리 및 껍질과 세척과정 중의 파쇄되어 생산되는 부산물을 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 추출물은 초음파 추출될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 추출물은 40 KHz 내지 100 KHz 주파수로 0.1 내지 1.0 시간 동안 초음파 추출될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 추출물은 60 내지 100℃에서 추출될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 화장료 조성물은 피부 미백 또는 피부 재생용일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 화장료 조성물은 유연화장수, 영양화장수, 수분크림, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 앰플, 젤, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 및 파우더로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제형화 될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 건조된 콩나물 및 콩나물 부산물을 0 내지 40%(v/v)의 에탄올과 혼합하는 단계; (b) 상기 혼합물을 60 내지 100℃로 가열하고, 40 KHz 내지 100 KHz의 초음파를 조사하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물의 상등액을 분리하는 단계;를 포함하는 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 제조방법이 제공 된다.

본 발명의 일 측면에 따른 화장료 조성물은 천연 원료의 유효성분을 함유하므로 피부 건강에 유익할 뿐만 아니라 항산화, 미백 및 피부재생 효과가 우수하다.

특히, 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물은 항산화제인 폴리페놀계 화합물의 함량이 높기 때문에 화장료 조성물의 항산화 효과가 우수하다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 추출 온도, 추출 용매 및 추출시간에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 폴리페놀 추출 조건을 최적화한 것이다.
도 2는 추출 온도, 추출 용매 및 추출시간에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 플라보노이드 추출 조건을 최적화한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 추출한 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물(초음파 추출)의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 일반 열수 추출한 대조군(속실렛 추출)과 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 추출한 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물(초음파 추출)의 타이로시네이즈 저해 효과를 일반 열수 추출한 대조군(속실렛 추출)과 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 추출한 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물(초음파 추출)의 콜라게네이즈 저해 효과를 일반 열수 추출한 대조군(속실렛 추출)과 비교한 그래프이다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.

상기 콩나물은 대두를 발아시킨 채소로 가격이 저렴하고 성장속도가 빠르며 재배가 쉬워 대량으로 재배할 수 있다. 대두의 영양성분은 지방 20%, 단백질 40%, 탄수화물 35% 및 비타민, 무기질과 같은 기타 성분 5%로 주요 식품원으로 인식된다. 상기 콩나물은 대두의 발아 과정에서 외부의 곰팡이나 박테리아로부터 보호하기 위해 화학적 방어물질인 식물 화학물질(Phytochemical)을 생산한다. 또한 대두가 발아하면서 대두에 없거나 함량이 낮았던 비타민이 합성되며, 항산화 물질인 폴리페놀류 및 플라보노이드가 다량으로 합성된다.

상기 폴리페놀류는 콩나물 또는 콩나물 및 콩나물 부산물의 세포벽을 형성하는 리그닌의 전구체로서 벤젠고리에 하이드록시기(-OH)를 2개 이상 갖고 있는 물질이다. 폴리페놀류는 항산화작용을 함으로써, 화장료 조성물에 포함되면 피부 미백 및 피부 재생 효능이 있어 천연 항산화 및 항노화제로 활용도가 높다.

상기 콩나물 및 콩나물 부산물은 빛이 차단된 조건에서 발아한 콩나물의 뿌리 및 껍질을 포함할 수 있다

상기 “유효 성분으로 포함하는”은 피부 개선 효과를 구현할 수 있는, 예컨대, 주름개선효능과 관련된 콜라겐 합성, 탄력 개선 또는 피부 미백, 피부 자극 완화, 피부 진정 효과 등을 나타낼 수 있는 정도의 유효량을 함유하는 것을 의미할 수 있다.

상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4개의 무수 또는 함수 저급 알코올, 아세톤, 석유에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 트리클로로메탄, 디클로로메탄, 클로로포름, 헥산 및 1,3-부틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 용매로 추출될 수 있고, 구체적으로 0 내지 40% 농도(v/v)의 에탄올에 의해 추출될 수 있다.

상기 원료에 포함된 유효성분은 용매의 극성에 따라 추출 비율이 상이해질 수 있으며, 상기 에탄올은 천연 원료의 생리 활성 물질 추출에 있어서 선택성이 뛰어나므로 상기 에탄올 추출에 의해 최적의 피부 개선 효과가 구현될 수 있다.

물과 에탄올은 극성이 상이하고 각 극성에 따라 추출되는 유효성분이 달라질 수 있으므로 최적의 피부 개선 효과가 구현될 수 있도록 상기 에탄올의 농도를 적절히 제어할 수 있다. 이 때, 상기 에탄올의 농도가25% 초과이면 생리 활성 물질의 일종인 플라보노이드가 적정한 수율로 추출되지 않아 피부 개선 효과가 구현되지 않을 수 있다.

상기 추출물은 초음파 추출될 수 있으며, 상기 추출물은 40 KHz 내지 100 KHz 주파수로 0.1 내지 1.0 시간 동안 초음파 추출될 수 있다.

상기 추출물은 (a) 건조된 콩나물 및 콩나물 부산물을 0 내지 40%(v/v)의 에탄올과 혼합하는 단계; (b) 상기 혼합물을 60 내지 100℃로 가열하고, 40 KHz 내지 100 KHz의 초음파를 조사하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물의 상등액을 분리하는 단계;를 포함하는 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 제조방법으로 수득할 수 있다.

일반적으로 초음파란 인가의 가청주파수 영역인 16 Hz 내지 16 KHz 범위보다 더 높은(>16 KHz) 주파수를 갖는 음파(音波)를 칭하는 것이다. 상기 초음파는 매질을 통할 때 발생하는 공동현상(cavitation)이 화학반응에 영향을 미치게 함으로써 화학반응을 촉진할 수 있다. 상기 초음파는 여러 기술로서 유용하게 활용될 수 있으며, 특히 물질 추출 분야에 초음파 응용기술을 적용할 경우 그 처리 효과가 매우 높다고 보고된 바 있다.

상기 초음파 에너지를 추출에 이용하면 초음파 진동에 의한 공동현상(cavitation)에 의해 매우 큰 에너지를 발생시킬 수 있다. 또한 높은 국부온도로 인하여 주위에 위치하는 반응물 입자들의 운동에너지를 크게 하기 때문에 반응에 필요한 충분한 에너지를 얻게 되고, 초음파 에너지의 충격효과로는 높은 압력을 유도하여 혼합 효과를 높여주게 된다.

상기 초음파 추출은 용매추출에 비해 추출시간이 현저히 단축될 수 있으며, 초임계 유체 추출공정에 비해 약 10배 이상 추출시간이 단축될 수 있다. 초음파 추출의 경우 초음파의 공동효과에 의한 높은 압력으로 세포 내부조직이 파괴되어 지방질의 이동거리가 짧아지고 확산이 용이하게 일어나기 때문으로 여겨진다.

상기 추출물은 0.5 내지 1 시간 동안 60 내지 100℃ 온도 조건에서 추출되는 것이 바람직하다.

상기 추출시간이 0.5 시간 미만이면, 폴리페놀과 같은 생리활성 물질이 충분히 추출되지 않아 피부 개선 효과가 효과적으로 발현되지 않을 수 있으며, 1 시간 초과인 경우 추출 효율이 감소할 수 있다. 상기 추출 온도가 60℃ 미만인 경우 유효 성분이 적절히 용출되지 않을 수 있고, 100℃ 초과이면 온도에 가변성이 있는 플라보노이드와 같은 생리활성물질이 변성되어 피부 개선 효과가 충분히 구현되지 않을 수 있다.

상기 화장료 조성물은 피부 미백 또는 피부 재생용일 수 있다.

상기 “미백”은 피부색에 영향을 미치는 멜라닌, 산화-환원 헤모글로빈, 카로틴, 멜라노이드 등 다양한 생체 분자의 생성을 억제함으로써 잡티, 주근깨, 기미 등의 피부 색소 침착 현상을 완화시키고, 피부 누런기, 붉은기를 완화시켜 피부 밝기 및 균일도를 향상시키는 효과를 의미한다. 특히, 멜라닌 색소 생성 효소인 타이로시네이즈의 활성을 억제함으로써 피부 톤을 개선할 수 있다.

상기 “피부 재생”은 피부 노화를 방지하는 것으로, 피부 주름 방지 및 개선과 같은 효과를 의미한다. 피부 주름은 콜라겐의 분해에 의해 발생되며, 콜라겐 분해효소인 콜라게네이즈를 억제함으로써 피부 주름을 개선할 수 있다.

상기 화장료 조성물은 유연화장수, 영양화장수, 수분크림, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 앰플, 젤, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 및 파우더로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제형화될 수 있다.

상기 화장료 조성물은 통상의 방법에 의해 제형화될 수 있다. 피부 외용제의 제형화에 있어서 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 내용을 참조할 수 있고, 화장료 조성물의 제형화에 있어서 International cosmetic ingredient dictionary, 6th ed(The cosmetic, Toiletry and Fragrance Association, Inc., Washington, 1995)에 개시되어 있는 내용을 참조할 수 있다.

구체적으로, 상기 화장료 조성물은 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형으로 제조할 수 있다. 예컨대, 유연 화장수 또는 영양 화장수 등의 화장수; 훼이셜 로션, 바디로션 등의 유액; 영양 크림, 수분 크림, 아이 크림 등의 크림; 에센스; 화장연고; 스프레이; 젤; 팩; 선 스크린; 메이크업 베이스; 액체 타입, 고체 타입 또는 스프레이 타입 등의 파운데이션으로 제형화될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 피부 외용제는, 연고, 패치, 겔, 크림 또는 분무제로 제형화될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 화장료 조성물은 각각의 제형에 있어서 상기 필수성분 외에 제형의 종류 또는 사용 목적 등에 따라 본 발명에 따른 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 성분들이 적절히 배합될 수 있다.

상기 화장료 조성물은 통상적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있으며, 예컨대 유분, 물, 계면활성제, 보습제, 저급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방부제, 향료 등을 적절히 배합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 허용 가능한 담체는 제형에 따라 달리할 수 있다. 예컨대, 연고, 페이스트, 크림 또는 젤로 제형화될 때 담체 성분으로서 동물성 유, 식물성 유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라가칸타, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크, 산화아연 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다

상기 화장료 조성물은 파우더 또는 스프레이로 제형화될 때, 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록사이드, 칼슘 실리케이트, 폴리아미드 파우더 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있고, 스프레이의 경우 히드로클로로플루오로카본, 프로판, 부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진제를 더 포함할 수 있다.

상기 화장료 조성물은 용액 또는 유탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 용매, 용해화제, 또는 유탁화제가 사용될 수 있고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸렌글리콜 오일이 사용될 수 있고, 특히, 목화씨 오일, 땅콩 오일, 옥수수 배종 오일, 올리브 오일, 피마자 오일 및 참깨 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 사용될 수 있다.

상기 화장료 조성물은 현탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리 옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리 옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라가칸타 등이 사용될 수 있다.

상기 화장료 조성물은 최종 제품의 품질이나 기능에 따라 업계에서 통상적으로 사용되는 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉 쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 또는 피부과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 추가적으로 함유할 수 있다.

다만, 상기 보조제 및 그 혼합 비율은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 바람직한 성질에 영향을 미치지 않도록 적절히 선택할 수 있다.

이하 실시예를 통해, 본 발명을 더욱 상술하나 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.

제조예 1 : 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물 제조(초음파 추출법)

냉장 보관된 콩나물 및 콩나물 껍질을 60°C오븐에서 무게의 변화가 없을 때까지 건조하여 실험에 사용하였다.

추출용매로 증류수 또는 에탄올의 농도를 달리하여 사용하였으며 추출 효율을 증대시키고자 초음파 추출법을 사용하였다.

밀폐형 유리튜브에 분말 시료 및 20배 부피의 추출용매를 혼합하고 25 내지 120˚C 온도에서 10 내지 60분간 추출하였다.

실온에서 초음파기(JAC Ultrasinic, Hwaseong, Korea, 40 kHz, 200W)를 이용하여 standing-bath 형태로 각각의 조건에서 추출하였다. 추출 시, 튜브의 바닥 면이 초음파 수조의 바닥에 닿지 않도록 stainless rack에 튜브를 위치시키고 용기 안의 추출물과 용매가 물에 잠기도록 위치시켰다.

1 mL의 추출액을 마이크로튜브에 옮겨 원심분리한 후 상등액을 회수하였다.

회수된 상등액을 필요에 따라 희석하고 총 폴리페놀(TPC) 및 플라보노이드(FL) 함량 측정에 사용하였다.

제조예 2 : 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물 제조(열수 추출법)

냉장 보관된 콩나물 껍질을 60°C오븐에서 건조무게의 변화가 없을 때까지 건조하여 실험에 사용하였다.

추출용매로 증류수 또는 에탄올의 농도를 달리하여 사용하였으며, 건조된 콩나물 껍질 분말 시료에 20배 부피의 추출용매를 혼합하고 100˚C 온도에서 60분간 환류 추출하였다.

제조예 3 : 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 폴리페놀 추출 조건 최적화

초음파추출을 통해 생산된 폴리페놀의 농도 및 각 추출변수의 관계를 규명하고자 주요 추출변수인 온도, 시간과 에탄올 농도를 달리하여 폴리페놀의 농도를 비교하였다(도 1).

추출 온도에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 폴리페놀 함량은 추출시간 40분동안 추출 용매 40%(v/v) 에탄올을 사용하고 추출 온도를 25℃, 40℃, 60℃, 80℃, 100℃, 120℃으로 설정하였다.

추출 온도가 증가함에 따라 콩나물 및 콩나물 부산물의 총 폴리페놀 함량은 유의적으로 증가하였고, 추출시간 30분간 40% 에탄올을 이용하여 추출했을 때, 콩나물 및 콩나물 부산물로부터 추출된 총 폴리페놀 함량은 추출온도 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 추출온도 100℃ 에서 최대 폴리페놀 값인 28.9 mg GAE/g DW이 산출되었다.

추출시간에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 폴리페놀 함량은 추출 온도 100℃에서 추출용매 40%(v/v) 에탄올을 사용하고 추출시간을 10분, 20분, 30분, 40분 60분으로 설정하였다.

추출시간에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 총 폴리페놀 함량은 추출시간이 증가함에 따라 완만하게 증가하였다. 추출시간 60분에서 총 폴리페놀 함량이 25.1 mg GAE/g DW으로 측정되었다.

추출 용매에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 폴리페놀 함량은 추출 온도 100℃에서 추출시간은 60분으로 설정하였고, 추출 용매는 에탄올 농도 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%를 사용하였다.

상기 조건을 이용한 초음파 추출과 열수 추출(HWE; hot-water extraction)에서 폴리페놀 추출량을 비교하였다(도 3).

추출 온도 100℃, 추출시간 60분에 추출 용매 40% 에탄올을 사용한 동일한 추출조건 하에서 열수 추출은 8.3 mg GAE/g DW인 반면 초음파추출은 28.3 mg GAE/g DW 폴리페놀이 측정되었다.

제조예 4 : 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 플라보노이드 추출 조건 최적화

초음파추출을 통해 생산된 플라보노이드의 농도 및 각 추출변수의 관계를 규명하고자 주요 추출변수인 온도, 시간과 에탄올 농도를 달리하여 플라보노이드의 농도를 비교하였다(도 2).

추출 온도에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 플라보노이드 함량은 추출시간 40분동안 추출 용매 40%(v/v) 에탄올을 사용하고 추출 온도를 25℃, 40℃, 60℃, 80℃, 100℃, 120℃으로 설정하였다.

추출 온도 80℃까지는 추출시간이 증가함에 따라 유의하게 증가하였으나 그 이상의 온도에서 급격히 감소하였다.

추출시간에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 플라보노이드 함량은 추출 온도 80℃에서 추출용매 40%(v/v) 에탄올을 사용하고 추출시간을 10분, 20분, 30분, 40분, 60분으로 설정하였다.

추출시간의 변화에 따라 플라보노이드 함량은 증가하는 경향을 보였으며, 추출시간 40분까지 증가하여 플라보노이드 함량(1.32 mg QU/g DW)이 최대였으나, 추출시간이 그 이상이 되면 감소하는 경향을 보였다.

추출 용매에 따른 콩나물 및 콩나물 부산물의 플라보노이드 함량은 추출 온도 80℃에서 추출시간은 40분으로 설정하였고, 추출 용매는 에탄올 농도 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%(v/v)를 사용하였다.

실시예 및 비교예

폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 고려한 콩나물 및 콩나물 부산물의 최적의 추출 조건을 고려하여, 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 피부 개선 효과를 검증하기 위해 하기 표 1과 같이 실시예 및 비교예를 설정하였다.

구분	추출 방법	추출 용매	추출온도(℃)	추출시간(분)
실시예 1	초음파 추출	증류수	80	40
실시예 2	초음파 추출	20% 에탄올	80	40
실시예 3	초음파 추출	40% 에탄올	80	40
실시예 4	초음파 추출	20% 에탄올	80	60
실시예 5	초음파 추출	40% 에탄올	100	60
비교예 1	초음파 추출	증류수	120	40
비교예 2	초음파 추출	20% 에탄올	40	60
비교예 3	초음파 추출	50% 에탄올	80	60
비교예 4	열수 추출	40% 에탄올	100	60
비교예 5	열수 추출	20% 에탄올	80	60

실험예 1 : 피부 안전성 시험

실시예 및 비교예의 시료에 대한 피부 안전성을 검증하기 위해, 섬유아세포(HDF), 멜라닌형성세포(B16F10), 각질세포(HaCaT)에 대한 MTT assay 실험을 수행하였다.

실시예 및 비교예의 시료를 정제수에 농도별(50 mg/L)로 각각 현탁한 후, 세포 생존율을 측정하였다.

세포 독성은 MTT{3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2-5-diphenyltetrazolium bromide} 시약을 이용하여 세포 생존율을 측정하는 모스만(Mosmann)의 방법을 변형하여 수행하였다.

섬유아세포(HDF), 멜라닌형성세포(B16F10), 및 각질세포(HaCaT)를 각각 96-웰 플레이트에 1×10⁴ cells/well의 농도로 분주하여 37℃, 5% CO₂ 에서 48 시간 동안 배양하였다.

배양 배지를 제거하고 시료를 농도별로 처리한 배지에 48 시간 동안 배양한 후 배지를 제거하고 PBS(Phosphate buffered saline)로 반복 세척하였다.

MTT를 5 mg/mL 로 PBS에 녹여 50 mL 첨가하고 37℃, 5%의 CO₂ 에서 24 시간 동안 배양하였다. DMSO(Dimethyl sulfoxide)를 한 웰(well) 당 100 mL 넣고, 10 분 동안 교반한 후 540nm에서 흡광도를 측정하였다.

측정 결과, 각 시료의 모든 농도에서 세포 독성은 확인되지 않았다. 상기 결과는 상기 시료가 인체에 무해할 뿐만 아니라 인체 안전성이 우수함을 시사한다.

실험예 2 : 총 폴리페놀계 화합물 함량의 측정

실시예 및 비교예에 포함된 총 폴리페놀계 화합물의 양을 측정하기 위해 Folin-Denis법에 따라 비색정량 하였다.

실시예 및 비교예 각각의 추출물 100 μL에 D.W 5mL을 혼합하여 folin 시약 1mL을 혼합한 후 20% Na₂CO₃ 용액 1.5mL를 가하여 혼합하여 실온에서 2시간 정치한 후 765nm에서 흡광도를 측정하였다.

총 폴리페놀 함량은 갈산 당량(GAE, gallic acid equivalents)으로 나타내었으며, 미리 작성한 갈산의 표준곡선을 이용하여 추출물에 포함된 폴리페놀을 정량하였다.

구분	총 폴리페놀 화합물(mg GAE/g DW)
실시예 1	28.5
실시예 2	29.5
실시예 3	28.4
실시예 4	28.8
실시예 5	29.7
비교예 1	17.5
비교예 2	18.4
비교예 3	17.6
비교예 4	9.5
비교예 5	10.2

폴리페놀은 항산화 효과가 우수하므로, 추출물의 총 폴리페놀의 함량이 높을수록 항산화 효과가 뛰어난 것으로 평가할 수 있다.

표 2를 참조하면, 초음파 추출한 실시예는 열수 추출한 비교예 4 및 5 대비 폴리페놀 함량이 현저히 높았으며, 초음파 추출물이 일반 열수 추출물에 비해 항산화 효과가 우수한 것으로 평가할 수 있다.

실험예 3 : 플라보노이드 함량의 측정

실시예 및 비교예에 포함된 총 플라보노이드의 양을 측정하기 위해 Moreno 방법을 이용하여 측정하였다(Moreno et al., 2000).

실시예 및 비교예 각각의 추출물 100 μL에 D.W 5mL을 혼합하여 10% aluminium nirate 0.1 mL과 1 M potassium acetate 0.1 mL 및 ethanol 4.3 mL를 차례로 가한 후 혼합하였다.

혼합한 각각의 시료를 실온에서 40분간 방치하고 microplate reader 를 이용하여 415nm에서 흡광도를 측정하였다.

총 플라보노이드 함량은 퀘르세틴(QU; Quercetin)의 함량으로 나타내었으며, 0∼100 ㎍/mL 농도범위에서 얻은 표준 검량선으로부터 총 플라보노이드 함량을 계산하였다.

구분	플라보노이드 (mg QU/g DW)
실시예 1	2.73
실시예 2	1.84
실시예 3	1.46
실시예 4	2.11
실시예 5	1.35
비교예 1	0.11
비교예 2	0.52
비교예 3	0.32
비교예 4	0.33
비교예 5	0.25

플라보노이드는 항산화 및 항염 효과가 우수하므로, 플라보노이드의 함량이 높을수록 항산화 및 항염 효과가 뛰어난 것으로 평가할 수 있다.

표 3을 참조하면, 열수 추출한 비교예 4 및 5에 비해 초음파 추출한 실시예가 플라보노이드 함량이 현저히 높았으며, 초음파 추출물이 열수 추출물 대비 항염 및 항산화 효과가 우수한 것으로 평가할 수 있다.

실험예 4 : DPPH 측정법을 통한 자유라디칼 소거 활성 평가

실시예 및 비교예의 추출물을 정제수에 현탁하여 자유라디칼 소거 활성(free radical scavenging acticity)을 평가하였다.

DPPH 측정법은 억제제(inhibitor)가 안정한 라디칼 DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl radical)를 소거하여 탈색되는 정도를 540nm에서 흡광도를 측정하는 방법이다.

상기 대조군은 비타민 C를 이용하였고, 라디칼 DPPH의 50% 소거하는 농도(SC₅₀)를 측정하고, 이를 대조군과 비교하였다.

[라디칼 DPPH의 50% 소거하는 농도]

구분	SC ₅₀ (μg/mL)
실시예 1	76.6
실시예 2	55.2
실시예 3	64.3
실시예 4	63.5
실시예 5	61.2
비교예 1	87.3
비교예 2	92.4
비교예 3	85.3
비교예 4	119.2
비교예 5	123.5
대조군(비타민 C)	8.7

자유라디칼 소거활성이 높을수록 항산화 효과가 뛰어난 것으로 평가할 수 있으며, SC₅₀의 값이 낮을수록 자유라디칼의 소거 활성이 높은 것을 의미한다.

표 4를 참조하면, 열수 추출한 비교예 4 및 5에 비해 초음파 추출한 실시예의 자유라디칼 소거 활성이 높았으며 이는 실시예의 항산화 효과가 현저히 우수하다는 것을 시사한다.

실험예 5 : 타이로시네이즈 저해 활성 시험

실시예 및 비교예의 추출물의 타이로시나제 억제 활성(tyrosinase inhibition activity)을 평가하였다. 타이로시나제는 타이로신과 반응하여 멜라닌을 형성하는 효소로, 타이로시나제가 억제되면 멜라닌의 생성이 저해되기 때문에 미백 효과가 나타난다.

실시예 및 비교예의 타이로시네이즈 저해 효과를 측정하고자 도파산화효소(DOPA Oxidase) 방법을 변형하여 사용하였다.

2N 염산 0.5 mL에 10 mM L-DOPA 0.2 mL, 시료용액 0.1 mL, 및 mushroom tyrosinase(110 U/mL) 0.2 mL를 첨가하였다.

37℃ 에서 2분간 반응시키고 475nm 파장에서 반응액 중 생성된 도파크롬(DOPAchrome)의 양을 측정하였다.

타이로시네이즈 저해활성은 하기 수학식에 따라 시료용액을 첨가하지 않은 음성대조군과의 비율로 산출하였다.

[수학식]

타이로시네이즈 저해 활성(%) = 100 x (1 - (각 시험물질의 흡광도 / 음성대조군의 흡광도))

구분	타이로시네이즈 저해 활성(%)
실시예 1	47.6
실시예 2	44.3
실시예 3	45.8
실시예 4	46.3
실시예 5	43.6
비교예 1	32.6
비교예 2	27.5
비교예 3	30.5
비교예 4	23.7
비교예 5	22.5
코직산(Kojic acid)	45.2
아스코르빈산(ascorbic acid)	34.9

실시예의 시료는 비교예와 비교하여 타이로시네이즈의 활성을 효과적으로 억제하였다.

표 5를 참조하면, 열수 추출한 비교예 4 및 5에 비해 초음파 추출한 실시예의 타이로시네이즈의 저해 활성이 현저히 높았으며, 이는 초음파 추출에 의해 미백효과가 현저히 증대될 수 있음을 시사한다.

실험예 6 : 콜라게네이즈 저해 활성 시험

실시예 및 비교예의 추출물의 콜라게네이즈 저해 활성(collagenase inhibition activity)을 평가하였다.

0.1 M tris-HCl buffer (pH 7.5)에 4 mM CaCl2를 첨가하여, 0.3 mg/mL의 4-phenylazobenzyl oxycarbonyl-Pro-Leu-Gly-Pro-D-Arg(sigma, U.S.A)를 녹인 기질액 125 μL에 시료 50 μL를 혼합하였다. 0.2 mg/mL의 collagenase(sigma, U.S.A) 75 μL를 첨가하고 실온에서 20분간 방치한 후 후 6% citric acid 250 uL을 넣어 반응을 정지 시켰다.

ethyl acetate 1.5 mL을 첨가하여 320nm에서 흡광도를 측정하였다. 콜라게나제 저해활성은 시료용액의 첨가구와 무첨가구의 흡광도 감소율로 나타내었다.

구분	콜라게네이즈 저해 활성(%)
실시예 1	27.8
실시예 2	28.8
실시예 3	29.1
실시예 4	32.5
실시예 5	31.6
비교예 1	17.4
비교예 2	15.2
비교예 3	13.6
비교예 4	11.2
비교예 5	10.3

실시예의 시료는 비교예와 비교하여 콜라게네이즈의 활성을 효과적으로 억제하였다.

표 6를 참조하면, 열수 추출한 비교예 4 및 5에 비해 초음파 추출한 실시예의 콜라게네이즈의 저해 활성이 현저히 높았으며, 이는 초음파 추출에 의해 주름개선 및 피부 재생효과가 현저히 증대 될 수 있음을 시사한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

콩나물 및 콩나물 부산물 추출물을 유효성분으로 포함하고,
상기 추출물은 증류수 또는 20 내지 40%(v/v) 에탄올을 추출 용매로 하고,
80 내지 100℃에서 40 내지 60분 동안 초음파 추출된 것인, 화장료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 콩나물 및 콩나물 부산물은 빛이 차단된 조건에서 발아한 콩나물의 뿌리 및 껍질을 포함하는 화장료 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 추출물은 40 KHz 내지 100 KHz 주파수로 초음파 추출된 화장료 조성물.
삭제
제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
피부 미백 또는 피부 재생용인 화장료 조성물.
제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
유연화장수, 영양화장수, 수분크림, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 앰플, 젤, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 및 파우더로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상으로 제형화된 화장료 조성물.
(a) 건조된 콩나물 및 콩나물 부산물을 0 내지 40%(v/v)의 에탄올과 혼합하는 단계;
(b) 상기 혼합물을 80 내지 100℃로 가열하고, 40 KHz 내지 100 KHz의 초음파를 조사하여 40 내지 60 분 동안 추출하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물의 상등액을 분리하는 단계;를 포함하는 콩나물 및 콩나물 부산물 추출물의 제조방법.