KR102059043B1

KR102059043B1 - 방부제 조성물

Info

Publication number: KR102059043B1
Application number: KR1020180144578A
Authority: KR
Inventors: 최용복; 박순정; 신재민; 김종수; 김형규; 트란휴비안; 정해원
Original assignee: 주식회사 에이조스바이오
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-12-24

Abstract

본 발명은 상승된 방부력으로 소량의 사용 시에도 우수한 방부력을 나타내어 의약품이나, 식품과 화장료의 첨가제로서 보다 안전하게 사용할 수 있는 방부제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 C5~C8인 1,2-알칸디올과 부틸하이드록시아니솔(BHA) 또는 t-부틸하이드로퀴논(TBHQ)의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방부제 조성물에 관한 것이다.

Description

방부제 조성물{Antiseptic Composition}

본 발명은 상승된 방부력으로 소량의 사용 시에도 우수한 방부력을 나타내어 의약품이나, 식품과 화장료의 첨가제로서 보다 안전하게 사용할 수 있는 방부제 조성물에 관한 것이다.

동식물성 유기물은 미생물의 작용에 의해 쉽게 부패하므로, 화장품, 생활용품, 식품, 의약품 등 미생물의 탄소원이나 질소원을 풍부하게 함유하거나, 사용 중 미생물에 의한 오염의 우려가 있는 제품의 부패를 방지하고, 장기간 보존하기 위해서는 방부제를 첨가하는 것이 통상적이다. 방부제로서 사용되기 위해서는 제품 내 미생물의 증식을 억제 또는 사멸시키는 방부력이 우수한 것은 물론, 인체에 해가 되지 않아야 하며, 방부제 첨가로 인해 제품의 품질을 손상시키지 않아야 한다.

파라옥시안식향산에스텔('파라벤류'로 통칭)은 강력한 방부력과 저렴한 비용으로 화장품, 의약품, 식품의 방부제로 범용적으로 사용되어 왔다. 그러나 피부 알레르기와 내성균 및 유방암을 유발하고 환경호르몬으로서의 작용 가능성이 있어 안전성 문제가 꾸준히 제기되어 왔다. 이에 식약청에서는 식품 내 첨가를 금지하였다. 파라벤류 다음으로 많이 사용되는 방부제는 이미다졸리디닐 우레아로 그 자체로 사용하거나 혹은 파라벤류와 혼합하여 사용하기도 한다. 그러나 호흡기에 염증을 발생시키고, 심장 맥박수를 증가시켜 심계항진을 유발하며, 접촉성 피부염의 원인이 된다고 보고된 이래, 일본에서는 사용이 금지되었으며 유럽에서도 사용을 자제할 것을 권고하고 있다.

최근에는 일부 디올(diol)류의 항균력이 알려지면서, 종래의 방부제를 대신하여 사용되기도 한다. 1,2-알칸디올에서 안전성은 알킬 사슬의 길이에 큰 영향을 받지 않으나, 알킬 사슬의 길이가 길어질수록 피부 흡수는 감소하며, 방부력이 증가하고, 피부에 대한 자극감이 증가하는 것으로 알려져 있다(Int. J. Cosmet. Sci. 2011, 33, 421-425). 그러나 알킬 사슬의 길이가 증가함에 따라 피부에 대한 자극감이 증가하여 C5~C8의 1,2-알칸디올이 주로 사용되어진다. 그러나 가격이 비싸고 피부에 대한 자극감 등의 문제로 화장료와 같은 외용제의 보존 용도로의 사용이 제한적이다. 또한 1,2-헥산디올을 예로 들면, 2% 첨가 시 약 6개월, 3% 첨가 시 대략 1년 미만의 보존력을 나타내어 다양한 제품에 적용하기 위해서는 많은 양이 필요하고, 이 경우 제품의 제형에 영향을 미칠 수 있다.

방부제의 함량을 낮추기 위해서는 유통기한을 줄이는 방법과 소량으로도 우수한 방부 조성물을 개발하는 것이 필요하다. 유통기한을 줄이는 것은 간단한 해법은 될 수 있으나, 제품의 단가 상승이 필연적으로 수반된다. 이에 보다 근원적인 문제해결을 위하여 인체 유해성이 없거나 적으면서 소량으로도 우수한 방부력을 나타내어 안전하게 사용할 수 있는 방부 조성물에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어 공개특허 제10-2015-0050234호는 1,2-알칸디올에 옥틸 갈레이트를 항균 상승 효과의 목적으로 혼합사용하는 경우 방부력이 향상됨을 게시하였으며, 공개특허 제10-2010-0096930호는 파라벤과 페톡시에탄올 및 피리치온 금속염이 광범위한 pH영역에서 안정하고 상승된 미생물 억제효과를 나타냄을 보고하였으나, 미생물에 따라 상승효과가 제한적이고 사용이 금지된 파라벤을 함유하고 있어 여전히 안전하게 사용할 수 있으면서도 우수한 효능을 갖는 방부제의 개발이 요구되고 있다.

공개특허 제10-2015-0050234호 공개특허 제10-2010-0096930호

Int. J. Cosmet. Sci. 2011, 33, 421-425

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 상승된 방부력으로 인하여 소량의 사용으로도 광범위한 균주에 대한 항균작용으로 우수한 방부력을 나타내는 방부제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 C5~C8인 1,2-알칸디올과 부틸하이드록시아니솔(BHA) 또는 t-부틸하이드로퀴논(TBHQ)의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방부제 조성물에 관한 것이다.

1,2-알칸디올은 종래 다른 방부제에 비해 독성이 적어 안전하게 사용할 수 있어 종래 파라벤류 방부제의 대체제로서 주목을 받고 있다. 그러나 가격이 비싸고 피부에 대한 자극감을 나타내며, 소량으로는 충분한 방부 효과를 나타내지 않는 문제가 있다. 본 발명자들은 종래 항산화제로 알려진 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논을 1,2-알칸디올에 소량으로 혼합한 방부제 조성물이, 상승된 방부 효과를 나타냄을 확인하고 본 발명을 완성하였다. 1,2-알칸디올에서 탄소수가 증가할수록 방부력은 증가하지만, 독성이나 피부에 대한 자극성 역시 증가하므로 탄소수는 C5~C8인 것이 바람직하였다.

부틸하이드록시아니솔과 t-부틸하이드로퀴논은 모두 1,2-알칸디올의 방부성에 대한 상승효과를 유발하였으나, t-부틸하이드로퀴논의 경우에는 배지의 색상을 붉게 변화시켰다. 부틸하이드록시아니솔은 색 또는 혼합 제형에 변화를 유발하지 않아 제품의 종류와 무관하게 사용할 수 있으며. t-부틸하이드로퀴논 역시 제품의 제형에서 색상의 변화가 문제가 되지 않는 제품이라면 사용에 제한이 없다.

상기 조성물은 1,2-알칸디올 100 중량부에 대해 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논 1~20 중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논의 함량이 너무 적으면 1,2-알칸디올의 방부성에 상승효과를 나타내지 않는다. 20 중량부를 넘는 경우에도 여전히 상승효과가 나타나기는 하나 상승의 정도가 감소하며, 경제성과 안전성, 제형 안정성을 고려하여 20 중량부를 넘지 않는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 조성물은 각종 미생물에 대하여 광범위한 항균효과를 나타내어 미생물의 오염에 의해 변질 우려가 있는 화장품, 식품, 의약품 또는 의약외품 등의 제품에 첨가하는 방부제 조성물로서 유용하게 사용할 수 있다. 본 발명의 방부제 조성물은 1,2-알칸디올의 농도를 기준으로 상기 제품의 0.2~2.0 w%의 농도로 함유할 수 있으며, 구체적인 사용량은 첨가되는 제품의 용도나 사용방법, 유통기한, 성상 및 조성물 중 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논의 함량 등을 고려하여 적절히 조절할 수 있을 것이다. 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논의 함량이 증가하면 더욱 강력한 항균효과를 나타내므로 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논의 함량이 적은 경우보다 제품 중 사용량을 줄여서 첨가할 수 있다.

특히 본 발명의 조성물은 화장품용 방부제 조성물로 더욱 유용하다. 상승효과를 위한 부틸하이드록시아니솔 또는 t-부틸하이드로퀴논은 모두 항산화제로서 미백 및 노화방지 효과가 검증된 것으로, 본 발명의 조성물을 사용하는 경우 부수적으로 별도의 첨가물이 없더라도 미백 및 항산화 효과를 얻을 수 있다. 1,2-알칸디올을 화장품의 방부제로 사용되는 경우 가장 문제가 되는 것은 자극성과 제형 안정성이다. 그러나 본 발명의 조성물은 화장품에서 1,2-알칸디올의 방부효과를 얻기 위해 통상적으로 사용되는 농도인 2~3%(w/w)에 비해 매우 낮은 농도로 사용하여도 더욱 효과적인 방부효과를 나타낼 수 있어 제형에 영향을 주지 않으며, 첨포 테스트에서 확인한 결과 자극성 역시 나타내지 않았다.

본 발명의 방부제 조성물은 또한 적용되는 제품에 따라 착색제, 향료, 유화제, 부형제 등의 첨가제를 추가적으로 함유할 수 있음은 당연하다. 이러한 첨가제들은 각 제품 분야에서 허용되는 것으로서 당업자라면 종래기술을 참조하여 적절한 첨가제를 용이하게 선택할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명의 방부제 조성물은 BHA 또는 TBHQ의 상승작용으로 인하여 1,2-알칸디올의 방부력을 크게 향상시키기 때문에 소량의 사용으로도 방부 효과가 우수하여 인체에 더욱 안전하게 사용할 수 있으므로 식품이나 화장료, 의약품, 의약외품 등의 보존을 위한 방부제 조성물로서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 조성물의 세포독성 시험 결과를 보여주는 그래프.

이하 첨부된 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

[실시예]

실시예 1 : 1,2-헥산디올과 산화방지제의 혼합에 따른 항균효과 평가

디올류의 방부력을 향상시키기 위하여 산화방지제와의 혼합에 의해 상승 효과를 나타내는 지 확인하였다. 구체적으로, 1,2-헥산디올, 산화방지제 또는 1,2-헥산디올과 산화방지제의 혼합물의 항균효과를 대장균(E. Coli, ATCC 8739), 슈도모나스 아루지노사(P. Aeruginosa, ATCC 9027), 칸디다 알비칸스(C. albicans ATCC10231), 스타필로코쿠스 아우레우스(S. aureus ATCC 6538), 아스퍼질러스 나이저(A. niger ATCC 9642)에 대해 측정하였다.

구체적으로 배지(Muller Hilton Broth)를 이용하여 하기 표 1의 조성을 갖는 시료를 제조하였다. 시료의 농도는 1.0 w%로 고정하였으며, 1,2-헥산디올과 산화방지제의 혼합물은 중량비를 10:1로 고정하였다. 에펜도르(Eppendorf) 튜브에 시료 1 ㎖를 넣고 균주를 10⁷CFU/㎖의 농도로 접종한 후 30℃에서 16시간 배양하였다. agar plate에 상기 배양액 50 ㎕을 도말하여 30℃에서 24시간 추가로 배양한 후 미생물의 생장여부를 관측하였다. 하기 표 1에서 ○는 100% 사멸, △는 90% 이상 사멸, ×는 90% 미만의 사멸효과를 나타낸다. 하기 표 1에서 BHA는 부틸하이드록시아니솔, BHT는 부틸하이드록시톨루엔, TBHQ은 t-부틸하이드로퀴논을 나타낸다.

표 1에서 확인할 수 있듯이, 1,2-헥산디올은 1% 농도로 처리 시 아스퍼질러스 균에 대한 항균효과만을 나타내었으나, 1,2-헥산디올에 BHA 또는 TBHQ를 혼합한 경우에는 실험 대상의 모든 균에 대한 항균효과를 보여주었다. 그러나, TBHQ는 배지에서 색상이 붉게 변하여 방부조성물로 사용 시 제품의 색상에 영향을 미칠 우려가 제기되었다. 1,2-헥산디올에 다른 산화방지제를 혼합한 조성물은 1,2-헥산디올과는 다른 항균 패턴을 나타내기는 하였으나, 일부 균주에 대해서만 효과가 있었으며, BHT나 tocopheryl actate, ascorbic acid 또는 tocopherol을 혼합한 경우에는 항균효과가 관측되지 않았다.

실시예 2 : 1,2-헥산디올과 BHA 농도에 따른 항균효과 평가

1,2-헥산디올과 BHA의 농도에 따른 항균효과를 평가하기 위하여 사용한 시료의 농도를 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 항균효과를 평가하고 그 결과를 표 2에 기재하였다.

표 2에서 확인할 수 있듯이, 1,2-헥산디올은 단독으로 사용한 경우에는 2.5%의 농도로 처리하여도 스타필로코쿠스에 대해서는 항균효과를 나타내지 않았으며, BHA는 단독으로 사용 시 0.1%의 농도로 처리하여도 슈도모나스에 대한 항균활성이 관측되지 않았다. 그러나 이들을 혼합한 경우에는 모든 균주에 대하여 항균활성을 나타내었으며, BHA의 혼합비율이 1,2-헥산디올 10에 대하여 0.5(w/w)로 소량이 혼합되는 경우에도 혼합에 의한 상승효과가 현저하였다. 이러한 상승효과는 모든 균주에 대해 관측되었다.

실시예 3 : 디올의 종류에 따른 항균효과 평가

디올의 종류에 따른 항균효과를 평가하기 위하여 혼합물 중 디올의 종류를 달리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 항균효과를 평가하고 그 결과를 표 3에 기재하였다.

실시예 4 : 세포독성 평가

디올과 BHA 혼합물의 세포독성을 확인하기 위해 MTT assay를 수행하였다. 실험에 사용한 L929(mouse fibroblast cell line) 세포는 10 % FBS가 들어간 DMEM 배지를 사용하여 5 % CO₂와 37℃ 환경의 인큐베이터에서 배양하였다. 배양된 세포는 96 웰-플레이트에 1×10³cells/웰의 농도로 분주한 후 24시간 동안 인큐베이터에서 배양하여 세포를 안정되게 부착시켰다. 시료 100 ㎍을 배지 100 ㎕에 녹인 후 2분의 1씩 희석하여 세포가 부착된 각 웰에 처리한 후 인큐베이터에서 배양했다. 배양 48시간 후 MTT(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide)를 처리하여 4시간 동안 추가 배양하였다. 그 후 배양액을 제거하고 각 웰에 생성된 formazan 결정을 DMSO를 첨가하여 녹인 후 560 nm에서 흡광도를 측정하여 세포의 생존율을 구하였다.

도 1은 그 결과를 보여주는 그래프로, 본 발명의 조성물은 세포독성을 나타내지 않아 안전하게 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 5 : 자극성 평가

하기 표 4에 기재된 조성에 따라 각 성분을 혼합하여 크림을 제조하고, 제조된 크림을 사용하여 첨포 테스트로 자극성을 평가하였다. 구체적으로는, 크림 1 mL를 등 중앙부위 1 ㎠dp 도포하여 24시간 후 피부반응을 확인하였다. 그 결과 홍반, 가피현상 및 부종형성이 전혀 관측되지 않았으며, 이로부터 제조된 크림이 "비자극성"임을 확인할 수 있었다.

Claims

1,2-펜탄디올과 부틸하이드록시아니솔의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방부제 조성물.

제 1 항에 있어서,
상기 1,2-펜탄디올 100 중량부에 대해 부틸하이드록시아니솔 1~10 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 방부제 조성물.

제 1 항에 있어서,
상기 방부제 조성물은 화장품, 식품, 의약품 또는 의약외품에 방부성을 부여하기 위한 것을 특징으로 하는 방부제 조성물.