KR102265463B1

KR102265463B1 - 탄화 처리된 황칠 추출물을 포함하는 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료 조성물

Info

Publication number: KR102265463B1
Application number: KR1020200021612A
Authority: KR
Inventors: 이영철; 문주영
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-06-15
Also published as: KR20200102384A

Abstract

본 발명은 탄화 처리된 황칠의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료 조성물을 제공한다. 본 발명의 황칠 추출물은 분산된 탄소나노입자에 의해 흡수 및 산란에 의한 우수한 자외선/블루라이트의 차폐효과를 나타낸다. 또한, 본 발명의 황칠 추출물은 플라보노이드 및 페놀성 화합물 등의 항산화 물질을 높은 함량으로 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 황칠 추출물은 자외선 차단제로서 피부 노화 방지의 효과를 동시에 나타내는 화장료에 사용될 수 있다.

Description

탄화 처리된 황칠 추출물을 포함하는 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료 조성물{Cosmetic Composition for UV and Blue Light Protection Comprising Extract of Carbonized Dendropanax morbifera}

본 발명은 황칠을 이용한 화장료 조성물에 관한 것이다.

태양 광선은 자외선(5%), 가시광선(39%), 적외선(56%)로 구성된다. 이중에서 파장이 짧고 에너지를 많이 가지고 있는 자외선이 피부암 및 피부노화의 원인으로 지목되어 지금까지 자외선 차단에만 관심이 집중되었다. 그러나 최근에 자외선 영역이 아닌 고에너지 가시광선 빛(high-energy visible light, HEV light)도 인체 및 피부에 미치는 악영향에 대한 보고가 잇따르고 있다. 특히 LED 램프, 스마트폰, 컴퓨터 등 전자 기기로부터 나오는 것으로 알려진 블루라이트(blue light, 400~500 nm)영역의 가시광선은 다른 파장의 가시광선에 비해 에너지가 높고 일상생활에서 빈번하게 노출되기 때문에 인체에 미치는 영향에 대한 우려가 점점 더 커지고 있다. 블루라이트가 눈의 피로감을 증가시키는 것 이외에도 피부에 직접적으로 미치는 영향을 살펴보면, 프리라디컬과 활성산소를 발생시켜 카로티노이드 분해, 미토콘드리아의 DNA 손상, 섬유아세포 생존력 저하, 색소 침착유발 등 광노화를 촉진시킨다는 많은 연구 보고가 이루어졌다.

자외선 차단제에는 UV 빛을 흡수하는 유기 자외선 차단제와 빛 흡수보다는 주로 물리적인 산란 작용에 의해 자외선의 피부 침투를 막는 무기 자외선 차단제로 구분된다. 유기 자외선 차단제로는 benzophenone, p-amino benzoic acid (PABA), octhyl methoxy cinnamate (OMC) 등 여러 물질이 사용되고 무기 자외선 차단제로는 이산화티탄(TiO₂), 산화아연(ZnO)이 사용되고 있다.

유기 자외선 차단제는 제형에 용해된 상태로 피부에 넓게 도포되므로 적은 양으로도 자외선 차단 효과가 뛰어나고 백탁 현상 없이 사용감이 좋은 화장품 제형을 만들 수 있다. 하지만 유기 자외선 차단제는 합성된 화학물질로 피부에 침투하여 접촉성 피부염을 일으킬 수 있고 자외선에 의해 화학 변화가 일어나 2차적 문제 발생의 소지가 있다. 이에 반해 광물질인 무기 자외선 차단제는 분산이 어려워 제형을 만들기 어렵고 배합량이 많아지면 제형이 불투명해지고 백탁 현상 발생 및 사용감이 나빠지는 단점이 있지만 접촉성 피부염과 같은 부작용이 없고 차단 효과가 오래 지속된다. 시중에 시판되는 자외선 차단제는 대부분 유기 자외선 차단제와 무기 자외선 차단제를 모두 사용하여 각각의 장단점을 보완하고 있지만, 최근에는 피부 안전성을 위하여 가능한 한 유기 차단제를 줄이고 무기 차단제의 비중을 높이려 하고 있다.

무기 자외선 차단제로서 가장 널리 쓰이는 이산화티탄은 굴절률이 커서 빛 산란을 잘 시키며 입자크기를 수십 나노로 작게 만들수록 UV-B 차단효과가 아주 우수하다. 하지만 빛에 오래 노출되면 광촉매 활성으로 활성산소가 만들어져 유기물질 분해 및 광독성 문제를 일으킬 수 있다. 이산화티탄에 비해 자외선 차단능이 떨어지는 산화아연은 UV-A를 주로 차단하기 때문에 이산화티탄과 혼합하여 많이 사용되는데, 나노 사이즈의 산화아연도 UV 빛을 받으면 광촉매 활성이 나타나고 산성이나 염기성 수용액에서 용해가 되면 오일 속 지방산 및 음이온 성분과 반응하여 난용성 염이 생성될 가능성이 있다. 이산화티탄이나 산화아연은 자외선 차단효과는 있지만 블루라이트와 같은 400 nm 이상의 파장 빛에 대해서는 차단 효과가 아주 약하다.

파장 400 nm 이하의 자외선을 흡수하기 위해서는 약 3 eV의 밴드 갭 에너지를 가져야하는데 이산화티탄, 산화아연 이외에 또 다른 광물질로는 세륨옥사이드가 있다. 세륨옥사이드는 자외선에서 블루 라이트까지 넓은 영역의 유해한 빛 차단이 가능하고, 광촉매 활성이 낮기 때문에 피부에 대해 상대적으로 안전하다. 따라서 세륨옥사이드는 이산화티탄이 가지는 한계를 극복하는 대체 소재로 매우 가능성이 높지만 아직까지는 자외선 차단제로 화장품 제형에 많이 사용되고 있지 않다. 세륨옥사이드는 나노 사이즈의 분체이기 때문에 화장품 제형에 단순 첨가할 경우, 응집이 일어나고 물에서 분산이 어렵다. 또한 모공 침투가 가능하고 고체 파우더 제형에 사용하면 뭉치고 뻑뻑한 사용감의 문제를 지니고 있다.

한편, 황칠 추출물은 MMP-1 생성 억제 효과, 자외선 유도에 의한 MMP-1 생성억제효과, 콜라겐 합성 증진 효과, 자외선 조사에 의한 염증성 사이토카인 발현 억제 효과 및 주름 개선효과 등을 가지고 있어, 화장료로 활용될 수 있음이 알려져 있다(한국등록특허 제 10-1176529호). 그러나, 황칠을 이용한 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료의 개발은 시도된 바 없다.

이러한 상황에서 본 발명자들은 탄화 처리된 황칠의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 자외선 차단용 화장료 조성물을 제공하였고, 이는 자외선 및 블루라이트 차단 효과가 높으면서 동시에 항산화 작용을 갖는다는 점을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명이 이루고자 하는 하나의 기술적 과제는, 탄화 처리된 황칠의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 자외선 및 블루라이트 차단 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 하나의 기술적 과제는, 황칠을 탄화 처리하는 제1단계; 및 상기 탄화 처리된 황칠을 추출하는 제2단계를 포함하는, 자외선 및 블루라이트 차단용 황칠 추출물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이하에서는, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

한편, 본원에서 개시되는 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본원에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술되는 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 할 수 없다.

또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 출원에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 탄화 처리된 황칠의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료 조성물을 제공한다.

본 발명의 추출물에 사용되는 원료인 황칠(Dendropanax morbiferus)은 두릅나무과에 딸린, 사철 내내 잎이 푸른 큰키나무인 황칠나무를 지칭한다. 황칠나무는 높이 15m에 달하고 어린 가지는 녹색이며 털이 없다. 잎은 어긋나고 달걀모양 또는 타원형이다. 또한 잎 가장자리가 밋밋하지만 어린 나무에서는 3~5개로 갈라지고 톱니가 있다. 꽃은 6월에 연한 황록색으로 피고 양성화이며 산형꽃차례에 달린다. 꽃줄기는 길이 3~5cm이고 작은 꽃줄기는 길이 5~10mm이다. 꽃받침은 5개로 갈라지고 꽃잎과 수술은 5개씩이며 화반에 꿀샘이 있다. 암술머리는 5개로 갈라지고 핵과는 타원형이며 10월에 흑색으로 성숙하고 암술대가 남아 있다. 나무껍질에 상처를 내면 노란 액체가 나오는데 이것을 황칠이라고 하며 가구의 도료로 사용하였다. 한국 특산종으로 남쪽에서 자란다.

본 발명에 있어서, 추출물은 황칠나무의 다양한 기관 또는 부분(예: 잎, 꽃, 뿌리, 줄기, 가지, 껍질 및 종자 등)을 원료로 하여 탄화한 후 추출하여 얻은 것을 의미하고, 바람직하게는 잎, 줄기, 가지, 껍질 또는 뿌리를 탄화 및 추출한 것이고, 보다 바람직하게는 잎, 가지, 껍질 또는 뿌리를 탄화 및 추출한 것이며, 가장 바람직하게는 잎과 가지를 탄화 및 추출한 것을 의미한다.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 원료로서의 황칠은 분쇄된 것일 수 있다. 구체적으로, 분쇄된 입자의 평균 크기는 5.0mm이하일 수 있다. 이보다 입자 크기가 큰 경우에는 탄화 처리시 탄소나노입자의 생성이 미약할 수 있다.

본 발명의 추출물은 탄화 처리된 황칠을 추출하여 수득한 것이다. 본원에서 사용되는 용어 “탄화 처리”는 유기물 전구체에 물리적 또는 화학적 자극을 제공하여 탄소입자가 형성되도록 하는 것을 의미한다. 본원에서 탄화 처리는 초음파 조사, 열수법, 및 마이크로웨이브법 중 선택된 어느 하나의 방법으로 수행되는 것일 수 있으나, 유기물 전구체를 탄화시키는 방법이면 제한되지 않고 사용될 수 있다.

구체적으로, 상기 초음파(ultrasound irradiation) 처리는 60~100℃에서 1~10kHz의 초음파를 30~180분 동안 처리하여 수행될 수 있다. 상기 열수(hydrothermal) 처리는 100~500℃에서 10~180분 동안 처리하여 수행될 수 있다. 상기 마이크로웨이브 처리는 700 내지 900W의 마이크로 오븐에서 8 내지 12분 동안 수행될 수 있다. 구체적으로, 750 내지 850W의 마이크로 오븐에서 9 내지 11분 동안 수행될 수 있다. 상기 조건보다 강한 조건 또는 긴 시간 탄화하는 경우 항산화 성분들의 함량이 감소될 수 있으며, 상기 조건 보다 약한 조건 또는 짧은 시간 탄화하는 경우 자외선 차단에 적합한 탄소나노입자들의 생성이 감소할 수 있다.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄화 처리는 원료 황칠을 용매에 침지한 상태에서 수행되는 것일 수 있다. 상기 용매로는 물, 에탄올, 암모니아수 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄화 처리는 원료 황칠 1 중량부를 5 내지 10 중량부의 용매에 침지한 상태에서 수행되는 것일 수 있다. 이보다 많은 용매에 침지할 경우 적절한 수준의 탄화가 일어나지 않을 수 있으며, 이보다 적은 용매에 침지할 경우 탄화가 과도하게 진행되어 항산화 성분들이 파괴될 수 있다.

또한, 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탄화처리는 원료 황칠을 수용성 아민계 화합물과 혼합한 상태에서 수행되는 것일 수 있다. 본 발명의 추출방법에 따라 제공하는 황칠 탄소나노입자는 음이온성을 나타내므로, 원료 황칠을 양이온성의 수용성 아민계 화합물과 혼합한 후 탄화처리할 경우 안정적인 복합체 입자를 만들 수 있으며, 황칠 추출물이 자외선 및 블루라이트에 대한 높은 흡수를 보일 수 있다. 상기 수용성 아민계 화합물은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 알칸올 아민류, 폴리알킬렌폴리아민류, 지방족 아민류, 방향족 아민류, 환상 아민류, 아미노클레이류, 및 키토산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 종 이상일 수 있다. 예를 들어, 히드록실아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, N,N-디메틸에틸아민, N,N-디에틸에탄올아민, N,N-디부틸에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-메틸디에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 트리이소프로판올아민 등의 알칸올 아민류; 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 프로필렌디아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, N,N'-디에틸에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, N-에틸-에틸렌디아민, 1,2프로판디아민, 1,3-프로판디아민, 1,6-헥산디아미드의 폴리알킬렌폴리아민류; 히드라진, 2-에틸-헥실아민, 디옥틸아민, 트리부틸아민, 트리프로필아민, 헵틸아민, 시클로헥실 아민 등의 지방족 아민류; 모르폴린, 트리아진, 트리아졸, 포르피린, 벤질아민, 디페닐아민 등의 방향족 아민류; 피페라딘, N-메틸-피페라딘, 메틸-피페라딘, 히드록실에틸피페라딘 등의 환상 아민류; 아미노클레이류; 키토산 등을 들 수 있다.

본원의 일 구현예에 따르면, 탄화 처리에 앞서 오염물질, 용해성 및 악취성 물질이나 중금속 등의 오염물질을 제거하기 위하여 필요에 따라 여과 처리를 진행할 수 있다. 상기 여과단계는 통상의 방법에 따라 실시할 수 있으며, 특히 필터지를 이용한 감압여과법에 의해 수행될 수 있다. 또한, 상기 감압여과 이후에는 필요에 따라 막을 여과재로 사용하는 막 여과기를 이용한 막여과법을 추가로 더 실시할 수도 있다.

본 발명의 추출물은 상기 탄화 처리된 황칠을 추출하여 얻어진다. 추출방법은 당업계에서 수행되는 추출방식이면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 본 발명에서는 바람직하게는 추출용매를 이용한 용매 추출법을 이용하였다. 본 발명에서 황칠 추출물은 다양한 추출용매, 예를 들어, 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올 (예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올), 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 디에틸에테르, 에틸 아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, 클로로포름, 헥산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 추출 용매를 사용하여 얻을 수 있으며, 바람직하게는 물, C_1-6 알코올, 또는 이들의 혼합물인 용매를 사용하여 얻을 수 있으며, 보다 바람직하게는 물을 사용하여 얻어진 것일 수 있다. 추출물은 상기 추출용매에 장시간 침지하여 얻어지는 액상으로 제공될 수 있다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 추출용매는 원료 황칠 1g 당 5 내지 10mL의 양으로 사용될 수 있다.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 추출은 2 내지 4시간 진행되는 것일 수 있으며, 이보다 오래 추출될 경우 추출물이 불필요한 성분들을 과량 함유할 수 있으며, 이보다 적게 추출될 경우 추출물이 충분한 양의 플라보노이드, 페놀성 화합물, 및 탄소나노입자를 포함하지 않을 수 있다.

본원의 일 구현 예에 따르면, 상기 추출물은 필요한 경우 원심분리, 건조, 및 여과 등의 당업계에 상용되는 과정을 수회 추가로 거쳐서 제공될 수 있다.

본 발명의 황칠 추출물은 탄소나노입자를 포함함에 따라 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료로 활용될 수 있다. 본원에서 자외선 차단용 화장료 조성물은 자외선뿐만 아니라 블루라이트 차단용도로도 활용될 수 있다.

관련하여, 어떤 입자에 의한 빛 차단은 흡수와 산란에 의해 이루어진다. 주로 무기분체 입자는 빛을 흡수하기보다는 산란에 의해 빛을 차단하는 효과가 더 크다. 본 발명의 황칠 추출물은 자외선 영역의 빛을 흡수할 뿐만 아니라, 블루라이트 영역의 빛을 산란시킴에 따라 두 영역의 빛을 차단하는 효과를 갖는다. 본원의 일 실험예에 따르면, 본 발명의 황칠 추출물은 자외선이 투과되지 않을 뿐만 아니라, 블루라이트의 빛 또한 투과하지 못하고 산란시키는 것임을 확인하였다(실험예 1, 2, 및 3).

본원에서 사용되는 용어 “탄소나노입자”는 탄소나노양자점 및 탄소나노닷(Carbon nanodots)과 상호교환 가능하도록 사용되는 용어이며, 탄소 원자로 구성된 구형 입자를 의미한다. 상기 탄소나노입자는 원료황칠에는 존재하지 않으나, 탄화처리에 의해 생성될 수 있다. 탄소나노입자는 1nm 내지 10nm의 평균 입자크기를 가질 수 있으며, 바람직하게 1nm 내지 5nm의 평균 입자크기를 가질 수 있다. 이보다 입자 크기가 작거나 큰 경우에는 자외선 차단을 위한 빛의 산란 및/또는 반사 효과가 감소할 수 있다.

본원의 일 구현예에 따르면, 화장료 조성물은 7.5 내지 30mg/mL의 함량으로 황칠의 성분을 포함할 수 있다. 이보다 낮은 함량으로 포함할 경우 자외선 차단 개선 효과가 다소 미미할 수 있으며, 이보다 높은 함량의 경우에는 자극성을 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실험예에 따르면, 상기 농도를 나타내는 경우에 자외선 및 블루라이트가 차단될 수 있음을 확인하였다.

한편, 본 발명의 추출물은 플라보노이드나 페놀성 화합물 등의 추가적인 유효성분도 높은 함량으로 포함할 수 있기 때문에 자외선 차단용뿐만 아니라 항산화, 노화방지, 아토피성 피부염 개선 등의 용도로 활용될 수 있다. 본 발명의 일 실험예에 따르면, 본 발명의 추출물은 높은 함량으로 플라보노이드나 페놀성 화합물을 포함하고 있으며, 이에 따라 세포 독성을 나타내지 않음을 확인하였다.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 화장료 조성물은 실란 화합물을 추가로 포함하여 제공될 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 “실란 화합물”은 중심 규소 원자에 4개의 치환기가 결합된 화합물을 의미한다. 본 발명의 실란 화합물은 적어도 하나의 탄화수소쇄 함유기와 적어도 하나의 가수분해성기가 중심 규소 원자에 결합된 것이다. 실란 화합물을 추가로 포함함에 따라 양이온과 음이온 간의 복합체가 형성될 수 있거나, 졸-겔 법에 의한 겔 형태의 조성물이 형성될 수 있다. 이 경우, 안정적인 고체 망목 구조를 형성할 수 있으며, 화장료 조성물은 블루라이트 흡수능력을 향상될 수 있다. 본원의 일 실험예에 따르면, APTES와 같은 실란 화합물과 황칠 추출물의 혼합물은 음이온과 양이온 간에 복합체를 형성하며 부분적으로 졸-겔반응에 의한 안정적인 상을 형성하여, 블루라이트 빛의 흡수가 현저히 증가될 수 있음을 확인할 수 있다(실험예 3).

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 화장료 조성물은 전체 중량대비 실란 화합물을 5 내지 15 중량%만큼 포함할 수 있다.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 화장료 조성물은 당업계에 사용되는 다른 무기 자외선 차단제 또는 유기 자외선 차단제를 추가로 포함할 수 있다. 이에 따라 자외선 차단 및 블루라이트 차단 효과가 강화될 수 있다. 특히, 무기 자외선 차단제는 자외선을 산란시키는 특성이 강하므로, 자외선을 흡수하는 성질이 강한 본 발명의 황칠 추출물과 함께 사용되면 자외선 차단 효과가 현저하게 나타날 수 있다.

한편, 유기 자외선 차단제는 피부에 흡수되어 혈액내에 검출될 가능성이 있어, 최근 개발되는 화장료에서는 유기 자외선 차단제의 첨가를 자제하는 경향이 있다. 유기 자외선 차단제와 무기 자외선 차단제를 동시에 포함하는 화장료의 대안으로서 본 발명의 황칠 추출물 및 무기 자외선 차단제를 포함하는 화장료는 자외선/블루라이트의 흡수 및 산란에 의한 우수한 효과를 나타내면서도 독성 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. 황칠 추출물 자체의 미백 및 주름개선 효과까지 기대할 수 있다.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 화장료 조성물은 전체 중량대비 무기자외선 차단제를 0.1 내지 1.0 중량%만큼 포함할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 무기 자외선 차단제는 세륨옥사이드, 티타늄디옥사이드(TiO₂)와 징크옥사이드(ZnO), 세륨 아미노클레이(CeAC), 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 것일 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 자외선 차단제는 옥틸 메톡시신나메이트(octyl methoxycinnamate), 에틸헥실살리실레이트(ethylhexylsalicylate), 호모살레이트(homosalate), 4-메틸벤질리덴캠퍼(4-Methylbenzylidene Camphor), 드로메트리졸(Drometrizole), 드로메트리졸트리실록산(Drometrizole Siloxane), 디갈로일트리올리에이트(Digalloyl Trioleate), 디소듐페닐디벤즈이미다졸테트라설포네이트 산(Disodium Phenyl Dibenzimidazole Tetrasulfonate Acid), 디에틸아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트(Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate), 디에틸아미노하이드록시벤조일헥실벤조에이트(Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate), 디에틸헥실부타미도트리아존(Diethylhexyl Butamido Triazone), 메틸렌비스-벤조트리아졸릴테트라메틸부틸페놀(Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol), 멘틸안트라닐레이트(Menthyl Anthranilate), 벤조페논-3(Benzophenone-3), 벤조페논-4(Benzophenone-4), 벤조페논-8(Benzophenone-8), 부틸메톡시디벤조일메탄(Butyl Methoxydibenzoylmethane), 비스에틸헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진(Bis-EthylhexyloxyphenolMethoxyphenyl Triazine), 시녹세이트(Cinoxate), 에틸헥실디메틸파바(Ethylhexyl Dimethyl PABA), 에틸헥실메톡시신나메이트(Ethylhexyl Methoxycinnamate), 에틸헥실트리아존(Ethylhexyl Triazone), 옥토크릴렌(Octocrylene), 이소아밀 p-메톡시신나메이트(Isoamyl p-Methoxycinnamate), 테레프탈릴리덴디캠퍼설포닉애씨드(Terephthalylidene Dicamphor Sulfonic Acid), 페닐벤즈이미다졸설포닉애씨드(Phenylbenzimidazole Sulfonic Acid), 폴리실리콘-15(Polysilicone-15) 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것일 수 있다.

본원의 일 실험예에 따르면, 양이온성CeAC(세륨-아미노클레이) 같은 무기 자외선 차단제와 황칠 추출물의 혼합물은 빛의 산란에 의해 증가된 자외선 차단 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다(실험예 3).

본원의 일 구현예에 따르면, 화장료 조성물은, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션 및 스프레이로 이루어진 그룹 중 1종의 것으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 상세하게는 유연 화장수, 영양 화장수, 영양크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 화장료 조성물에 포함되는 성분은 상기한 성분 외, 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예컨대 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 황칠을 탄화 처리하는 제1단계; 및 상기 탄화 처리된 황칠을 추출하는 제2단계를 포함하는, 자외선 및 블루 라이트 차단용 황칠 추출물의 제조방법을 제공한다. 여기에서 사용되는 용어 및 방법에 대한 설명은 전술한 바와 같다.

본 발명의 황칠 추출물은 분산된 탄소나노입자에 의해 흡수 및 산란에 의한 우수한 자외선/블루라이트의 차폐효과를 나타낸다. 또한, 본 발명의 황칠 추출물은 플라보노이드 및 페놀성 화합물 등의 항산화 물질을 높은 함량으로 갖는다. 이에 따라, 본 발명의 황칠 추출물은 자외선 차단제로서 피부 노화 방지의 효과를 동시에 나타내는 화장료에 사용될 수 있다.

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 실시예 1의 제조 과정을 나타낸 도이다.
도 2내지 도 4는 각각 실시예 1 내지 3에 대한 블루라이트 투과 실험 결과를 나타낸 도이다.
도 5 내지 7는 실시예 1, 2, 및 3에 대한 형광 패턴 실험 결과를 나타낸 도이다.
도 8은 실시예 1 내지 3에 대한 자외선-가시광선의 흡광도를 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 실시예 1과 비교하여 실시예 2에 대한 자외선-가시광선의 흡광도 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 10은 실시예 1과 비교하여 실시예 3에 대한 자외선-가시광선의 흡광도 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 실시예 1의 세포 독성 평가에 따른 결과를 나타낸 도이다.
도 12는 페놀성 화합물의 정량을 위한 검량선 그래프를 나타낸 도이다.
도 13은 페놀성 화합물의 정량을 위한 흡광도 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 14은 플라보노이드의 정량을 위한 검량선 그래프를 나타낸 도이다.
도 15는 플라보노이드의 정량을 위한 흡광도 측정 결과를 나타낸 도이다.

이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1- 황칠의 탄화처리 수추출물

3 g의 황칠(잎과 가지)과 30mL의 증류수(DI water)를 혼합한 채로 분쇄기를 사용하여 분쇄하였다. 분쇄된 입자 크기는 0.5mm 내지 5.0mm였다. 이를 전자레인지에 넣고 800 W의 마이크로파를 10분간 조사하여 가열하였다(탄화 처리). 이에 따라 탄화물이 수득되었으며, 수득한 탄화물을 20 ml 증류수에 침지시킨 후 3시간 실온에서 방치하였다. 이후 원심분리를 반복하여 상등액을 취해 실시예 1을 제조하였다. 실시예 1 추출물의 농도는 30mg/mL로 확인되었다. 실시예 1의 제조 과정을 도 1에 나타내었다.

비교예 1 - 황칠의 비탄화처리 블랙 추출물(Black Extract 5%)

실시예 1과 마찬가지로 분쇄된 황칠 입자를 얻은 후에, 100℃의 물로 중탕하여 블랙 추출물을 수득하였다.

비교예 2 - 황칠의 비탄화처리 투명 추출물(Transparent Extract 5%)

실시예 1과 마찬가지로 분쇄된 황칠 입자를 얻은 후에, 이를100℃의 증류수를 이용한 증류추출을 수행하여 냉각기계를 통해 액상 추출물을 수득하였다.

실시예 2- 황칠의 탄화처리 추출물과 CeAC의 혼합물

실시예 1에 따른 30mg/mL 농도의 황칠 추출물에 CeAC(세륨-아미노클레이)를 일정 농도로 혼합하여 실시예 2를 제조하였다. 상기 세륨-아미노클레이는 전구체로 세륨 염화수화물(CeCl3·7H2O), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; 이하 'APTES') 및 알콜을 이용하여 제조하였으며, 등록특허 제10-1968307호의 실시예 1에 기재된 방법에 따라 분말형태의 CeAC를 수득하였다.

실시예 3 - 황칠의 탄화처리 추출물과 APTES의 혼합물

실시예 1에 따른 30mg/mL 농도의 황칠 추출물에 APTES(3-aminopropyltriethoxysilane)을 일정 농도로 혼합하여 실시예 3을 제조하였다. 상기 혼합물에서 음이온성의 탄소나노입자와 및 양이온성의 APTES는 안정적인 복합체를 형성하였으며, 졸-겔 반응이 부분적으로 나타나 안정적인 상이 형성되었다.

실험예 1. 황칠 추출물에 대한 블루라이트 투과 여부 측정

실시예 1의 황칠 추출물을 3.75, 7.5, 15, 30 mg/mL의 농도로 희석 제조하여 블랙라이트 UV램프(ROBUST UV 12LED)를 이용하여 430~450nm의 블루라이트를 투과시켰다. 대조군으로 물을 사용하였다.

실험 결과를 도 2에 나타내었다. 실시예 1이 30mg/mL, 15mg/mL, 및 7.5mg/mL의 농도인 경우 블루라이트를 투과시키지 못하였으며, 3.75 mg/mL의 샘플에서는 블루라이트가 희미하게 투과됨을 알 수 있었다.

실시예 2 및 3에 대해서도 동일한 실험을 수행하였다. 30mg/mL의 황칠 추출물에 CeAC를 0.6 중량%로 혼합한 실시예 2 에 대해서 1배, 2배, 및 4배 희석하여 상기 실험을 수행한 결과를 도 3에 나타내었다. 30mg/mL의 실시예 1의 추출물에 APTES를 10 중량%로 혼합한 실시예 3 에 대하여 1배, 2배, 4배, 8배, 16배, 및 32배 희석하여 상기 실험을 수행한 결과를 도 4에 나타내었다.

실시예 2는 UV의 투과를 막으며, 2배 및 4배 희석된 경우에 희미하게 빛을 투과시킴을 알 수 있었다. 실시예 3 은 16배 희석한 경우까지 빛의 투과를 막으며, 약 32배 희석된 경우에도 빛을 희미하게 투과시킴을 알 수 있었다.

이와 같이, 실시예 1은 블루라이트에 대한 차폐능력이 있는 것으로 나타났으며, CeAC나 APTES를 혼합한 실시예 2 및 3 또한 블루라이트 차폐 능력이 있는 것으로 나타났다.

실험예 2. 황칠 추출물의 파장별 여기에 따른 형광 실험

실험예 1에서 확인한 빛의 형광에 대해 확인하고자 하였다. 실시예 1, 2, 및 3에 대하여 320 내지 460nm 파장의 블루라이트 영역의 빛을 조사한 후 형광되는 빛의 스펙트럼을 조사하였다. 구체적으로, 320nm, 340nm, 360nm, 380nm, 400nm, 420nm, 440nm, 및 460nm의 단파장의 빛을 여기시켜 실시예 1, 2, 및 3에 실시하였으며, 형광 스펙트럼을 측정하였다. 여기에서 실시예 2 및 3은 30mg/mL의 황칠 추출물에 CeAC를 0.6 중량%로 혼합한 것과 30mg/mL의 실시예 1의 추출물에 APTES를 10 중량%로 혼합한 것이다.

실시예 1, 2, 및 3에 대한 형광 실험 결과를 도 5 내지 7에 나타내었다. 블루라이트의 영역의 빛을 조사(여기)하는 경우 보다 긴 파장의 450nm 이상의 빛으로 형광이 방출됨을 알 수 있었다. 즉, 방출되는 빛이 블루라이트가 아닌 장 파장의 빛이 방출되므로 피부를 보호할 수 있다. 따라서, 실시예 1 내지 3은 블루라이트의 빛에 대한 피부 보호효과가 있음을 알 수 있었다.

실험예 3. 빛 조사시 황칠 추출물의 흡광도 측정

실험예 1에서 확인한 차폐 효과가 빛의 흡수에 의한 것인지 확인하고자 하였다. 실시예 1, 0.5 중량%의 CeAC가 포함된 실시예 2, 및 15 중량%의 APTES가 포함된 실시예 3에 대하여 빛을 조사할 때 황칠 추출물의 흡광도를 측정하였다. 파장에 따른 흡광도를 도 8에 나타내었다.

또한, 실시예 1과 비교하여 0.2, 0.4, 0.6, 및 0.8 중량%의 CeAC가 포함된 실시예 2에 대한 흡광도 측정 결과를 도 9에 나타내었다.

또한, 실시예 1과 비교하여 10, 20, 및 40 중량%의 APTES가 포함된 실시예 3에 대한 흡광도 측정 결과를 도 10에 나타내었다.

그 결과, 실시예 1 및 2는 약 380nm 이하의 자외선 영역의 빛을 흡수하는 것으로 확인되었으며, 실시예 3은 약 480nm이하의 빛을 흡수하는 것으로 확인되었다.

실험예 1 내지 3의 결과를 종합하면, 본 발명의 황칠 추출물은 자외선 및 블루라이트 영역의 빛을 흡수 및 산란하는 방식으로 차단하여 우수한 자외선 차단제로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

특히, 황칠 추출물과 CeAc가 혼합된 실시예 2는 자외선/블루라이트의 흡수에 의한 차단보다는 산란 또는 반사에 의한 차단을 통해 우수한 차단 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

또한, 황칠 추출물과 APTES가 혼합된 실시예 3은 블루라이트의 흡수가 증가된 것으로 나타났다.

이와 같이, 추가적인 자외선 차단제 또는 부형제를 추가로 포함함에 따라 흡수, 산란, 및 반사에 의한 자외선 또는 블루라이트 차단을 향상시킬 수 있었다.

실험예 4. 세포 독성 평가 (MTT Assay)

본 발명의 자외선 차단용 화장료 조성물의　HaCaT　각질세포 생존율에 대한 효능을 확인하기　HaCaT　각질세포생존율 분석 실험을 수행하였다.

상기　HaCaT　각질세포는 10% 태아 소 혈청과 100U/㎖ 페니실린, 0.1mg/㎖ 스트렙토마이신, 0.25g/㎖ 암포테리신 B, 10g/㎖ 하이드로코티손을 포함한 DMEM/F-12 배지에서 배양하였다.　HaCaT　각질세포는 5% CO₂와 95% 공기를 포함하는 습한 대기의 37℃온도에서 배양하였다.

HaCaT　각질세포생존율 분석 실험에서는　HaCaT　각질세포에 농도별로 상기 실시예 1(Black Extract) 을 일정 농도로 24시간 및 48시간 동안 처리하고 MTT법을 통해 세포생존율을 결정하였으며 대조군 백분율로 표시하였다. 즉, 상기 처리물에 3-(4,5-dime thylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) 5mg/ml 용액 20㎕를 첨가하고 2시간동안 37℃5% CO₂ incubator에서 incubation한 후 0.1N acidified CH₃Cl-HCl를 첨가하여 세포들이 용해되면 이를 ELISA plate reader 590nm에서 흡광도를 측정하여 Cell viability를 결정하였다

흡광도는 표 1에 나타내었으며, 그에 따른 세포생존율은 표 2 및 도 11에 나타내었다.

Concentration (μg/mL)	Absorbance at 590 nm
	24시간	48시간
0	1.135±0.055		1.561±0.059
10	1.141±0.086	1.481±0.101
50	1.099±0.194	1.433±0.071
100	1.076±0.164	1.285±0.048
200	1.064±0.021	1.202±0.041
300	1.008±0.044	1.254±0.010

Concentration (μg/mL)	Cell viability (%)
Concentration (μg/mL)	24시간	48시간
0	99.97±0.37	99.98±3.77
10	100.53±4.93	94.88±3.75
50	96.86±2.25	91.80±2.61
100	94.84±3.58	82.35±2.35
300	93.74±1.83	76.97±2.60
500	88.81±0.371	80.32±0.64

이와 같이, 황칠의 탄화 수추출물인 실시예 1은 적절한 조건 하에서 (0-300 μg/mL) HaCaT 세포에 대해 낮은 독성을 가짐을 알 수 있었다. 이는 항산화 특성을 갖는 것에 기인하는 것으로 파악된다.

실험예 5. 페놀성 화합물의 정량

실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 황칠 추출물에 포함된 주요성분 중 페놀성 화합물의 총 함량을 Gutfinger의 방법을 변형하여 측정하였다.

구체적으로, 상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2 에 2%(w/v) Na₂CO₃을 2mL을 가하고 2분간 방치 후, 50% Folin-Ciocalteu 시약 0.2ml를 첨가한 후 실온에서 30분 정치한 다음 750nm에서 흡광도를 측정하였다. 50 내지 500μg/mL의 농도의 갈릭산(gallic　acid)을 이용하여 시료의 페놀성 화합물 정량을 위한 검량선을 작성하였다. 검량선은 y= 0.02992+0.00112x (R²=0.9969)의 그래프로 형성되었다(도 12). 흡광도 측정 결과를 도 13 및 표 3에 나타내었다.

Concentration	Absorbance
GA 50μg/mL	0.0281
GA 100μg/mL	0.0758
GA 200μg/mL	0.1946
GA 400μg/mL	0.4346
GA 500μg/mL	0.5189
비교예 1(Black extract 5%)	0.3207
비교예 2(Transparent extract 5%)	0.0043
실시예 1(0.2 g/mL)	0.2526

이상의 결과를 통해, 실시예 1에는 252.25 μg/mL, 비교예 1에는 313.03μg/mL, 및 비교예 2에는 30.57μg/mL의 함량으로 페놀성 화합물이 포함되어 있음을 알 수 있었다. 즉, 실시예 1의 추출물은 원료 황칠의 함량 대비 매우 높은 페놀성 화합물 함량을 가짐을 알 수 있었다.

실험예 6. 플라보노이드 화합물의 정량

실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2 에 포함된 주요성분 중 플라보노이드 화합물의 총 함량을 Moreno 등의 방법에 의해 측정하였다.

구체적으로, 각 농도별 추출액 0.1mL를 취하여 10% 질산알루미늄(aluminum nitrate)과 1M 아세트산칼륨(potassium acetate)을 함유하는 80% 에탄올(ethanol) 4.3mL에 혼합하여 실온에서 40분간 정치한 후, 415nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 플라보노이드 정량은　quercetin(Sigma Chemical Co.)을 이용하여 작성한 검량선으로부터 산출하여 함량을 구하였다. 검량선은 y= 0.005+0.0298x (R²=0.9841)의 그래프로 형성되었다(도 14). 흡광도 측정 결과를 도 15 및 표 4에 나타내었다.

Concentration	Absorbance
Quercetin 5μg/mL	0.1714
Quercetin 10μg/mL	0.3599
Quercetin 15μg/mL	0.5457
Quercetin 30μg/mL	1.0018
Quercetin 40μg/mL	1.2665
Quercetin 50μg/mL	1.4711
비교예 1(Black extract 5%)	1.0117
비교예 2(Transparent extract 5%)	0.0053
실시예 1(0.2 g/mL)	0.6769

이상의 결과를 통해, 실시예 1에는 21.04 μg/mL, 비교예 1에는 32.37μg/mL, 및 비교예 2에는 0μg/mL의 함량으로 플라보노이드가 포함되어 있음을 알 수 있었다. 즉, 실시예 1의 추출물은 원료 황칠의 함량 대비 매우 높은 플라보노이드 함량을 가짐을 알 수 있었다.

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

Claims

탄화 처리된 황칠의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 자외선 및 블루라이트 차단용 화장료 조성물로서, 상기 탄화 처리는 700 내지 900W의 마이크로파를 8 내지 12분간 조사하는 방법으로 수행되는 것인, 화장료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 탄화 처리는 원료 황칠 1 중량부를 5 내지 10 중량부의 용매에 침지한 상태에서 수행되는 것인, 화장료 조성물.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 추출물은 상기 탄화 처리된 황칠을 물, C_1-6 알코올, 또는 이들의 혼합물인 용매에 침지하여 2 내지 4 시간 동안 추출하는 것인, 화장료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 상기 탄화 처리된 황칠을 7.5 내지 30mg/mL의 함량으로 포함하는 것인, 화장료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 실란 화합물을 추가로 포함하는 것인, 화장료 조성물.
제1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 무기 자외선 차단제를 추가로 포함하는 것인, 화장료 조성물.
황칠을 탄화 처리하는 제1단계; 및 상기 탄화 처리된 황칠을 추출하는 제2단계를 포함하는, 자외선 및 블루라이트 차단용 황칠 추출물의 제조방법으로서, 상기 탄화 처리는 700 내지 900W의 마이크로파를 8 내지 12분간 조사하는 방법으로 수행되는 것인, 자외선 및 블루라이트 차단용 황칠 추출물의 제조방법.