KR102405022B1

KR102405022B1 - 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물

Info

Publication number: KR102405022B1
Application number: KR1020210116454A
Authority: KR
Inventors: 김지은; 이정노; 박성민
Original assignee: 주식회사 코씨드바이오팜
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-06-07

Abstract

본 발명은 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다. 상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체는 식물체의 당화 단계, 동결 및 파쇄 단계, 산 또는 염기 수용액 함침 단계 및 여과/세척 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.

Description

저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물{Cosmetic Composition Comprising Plants With Low Molecular Weight Cellulose As Active Ingredient}

본 발명은 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

화장품이란 인체를 청결·미화하여 매력을 더하고 용모를 밝게 변화시키거나 피부·모발의 건강을 유지 또는 증진하기 위하여 인체에 바르고 문지르거나 뿌리는 등으로 사용되는 물품으로서 기본적으로 보습, 미백, 탄력 등의 기능을 갖추고 있다.

오늘날 화장품 산업은 급속도로 발전하고 있는 가운데, 유행이나 트렌드에 민감한 산업군 중 하나이다.

특히, 코로나19의 장기화에 따른 마스크의 생활화로 기초 라인 스킨케어의 상승세 및 근본적인 피부 개선 효과를 얻을 수 있는 제품군이 각광을 받고 있다. 이에 따라 피부 진정 및 재생 성분을 주로 이루는 자연 유래, 천연 유래 등 천연이나 유기농 성분들이 트렌드를 이루고 있다. 그리고 단순히 성분을 떠나서 해당 성분을 이루는 추출물의 출처나 지리적 요건 등의 유래를 확인하고 싶어 하는 소비자가 늘고 있다.

한편, 식물체를 추출하여 추출물로서 화장품에 적용하는 경우가 대부분으로, 이러한 경우에 식물체를 추출하는 과정에서 유효성분의 대부분이 소실되어 그 효과가 매우 적다는 문제점이 있다. 또한, 화장품에 식물체 그대로를 넣을 경우, 관상용 목적을 가지나, 원형 그대로의 식물체로부터 얻을 수 있는 피부 효능은 미미하다는 한계가 있다.

한편, 셀룰로스(Cellulose)는 식물 세포벽의 기본 구조이며, 모든 식물성 물질의 30% 이상을 차지한다. 셀룰로스는 결정성 및 비결정성 부위로 구성되며, 식물체의 셀룰로스는 매우 단단한 결합을 이루고 있어 물 또는 대부분의 유기 용매에 용해되지 않는다. 따라서, 화장품에 식물체를 원료로 사용하는 경우 이를 직접 사용하지 않고 셀룰로스를 제거하게 되는데, 이 과정에서 물 또는 유기 용매에 추출되지 않는 대부분의 유효성분들은 셀룰로스와 함께 버려지게 된다.

따라서, 최근에는 천연의 식물 소재를 사용하여 그 유효 성분을 최대한 활용하면서도 소비자들의 호기심을 자극할 수 있는 소재의 개발이 요구되고 있다.

한국등록특허 제10-2247990호는 산과 정제수를 포함하는 수용액에 천연 잎사귀를 함침시켜 제조된 천연 잎사귀 화장료 조성물을 개시한다.

한국등록특허 제10-1047785호는 천연 꽃잎을 시트르산, 카보머 또는 그 혼합물 수용액에 혼합한 후 70~90℃로 가열하는 연화 공정을 거쳐 제조된 천연 연화 꽃잎을 함유하는 화장료 조성물을 개시한다.

이에, 본 발명자들은 상기 언급한 목적을 가지고 식물체의 원형을 유지하면서 식물체의 유효성분을 최대한으로 이용할 수 있는 기술을 연구한 결과, 당화 및 액화 질소를 이용한 동결 파쇄 공정을 통해 식물체의 향과 유효성분은 증가하면서 재현성과 경제성을 가지는 결과를 도출해내어 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 저분자화된 셀룰로스를 가지는 식물체를 포함하는 화장료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는, 당화 공정 및 액화질소를 이용한 동결 파쇄 공정을 통해 적절하고 균일한 크기를 가지며, 향과 유효성분이 증가된 식물체 중의 셀룰로스를 저분자화하여, 이를 포함하는 화장료 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.

바람직하게, 상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체는,

식물체를 당화하는 단계; 상기 당화된 식물체를 액화 질소를 이용하여 동결 및 파쇄하는 단계; 상기 동결 파쇄한 식물체를 산 수용액 또는 염기 수용액에 함침하는 단계; 및 상기 수용액을 가온 후 여과 및 세척하여 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것이다.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체는 화장료 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 30 중량%로 함유되는 것이 좋다.

한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 당화하는 단계는 상기 식물체에 단당류, 이당류, 다당류 및 당알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 당을 식물체 중량 대비 1 내지 20 중량%로 첨가하는 것이 좋다.

한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 동결 및 파쇄하는 단계는 상기 당화된 식물체를 액화 질소에 넣어 1 분 내지 30 분 동안 방치하여 동결시키고, 파쇄기로 파쇄하여 1 내지 10 mm 크기의 균일한 식물체를 수득하는 것이다.

한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 산 수용액은 시트릭산, 타르타르산, 락틱산, 글라이콜릭산, 포름산, 아세트산, 말산 및 아스코르빅산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유기산, 또는 염산, 질산, 인산 및 황산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기산을 포함하는 수용액이고, pH가 3.5 내지 5.5인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 산 수용액은 상기 식물체를 분쇄하는 단계; 상기 식물체에 당을 첨가하여 알코올 발효시켜 1차 발효물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 발효물에 초산균을 접종한 후 발효시켜 얻어진 천연 비니거를 사용하는 것이 좋고, 상기 천연 비니거는 pH가 3 내지 5인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 염기 수용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 아르기닌 및 트리에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 수용액이고, pH가 8 내지 10인 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 조성물에 있어서, 상기 식물체는 목본류의 어린 가지, 잎, 꽃 등 또는 초본류의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리 등인 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 식물체는 인진쑥, 병풀, 카렌둘라, 애플민트, 국화 및 비누풀로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

기존의 식물체 연화 공정은 pH 1 내지 2의 강산 또는 pH 11 내지 14의 강염기 조건에서 수행되는 것으로, 이는 다량의 증기가 발생하여 눈, 피부 등의 생체 조직에 손상을 입힐 수 있어 위험성이 크다. 또한, 강산 또는 강염기의 투입량과 대비하여 경제적이지 못하며, 균일한 크기를 갖는 연화 식물체 상태를 얻지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명의 화장료 조성물은, 당화 공정 및 액화질소를 이용한 동결 파쇄 공정을 통해 균일한 크기의 식물체를 재현성 있게 수득할 수 있으며, 향과 유효성분이 증가된 식물체를 수득할 수 있다. 또한, 상기 수득한 식물체 중의 셀룰로스를 저분자화 하여, 저분자화된 셀룰로스를 가지는 식물체가 화장료 조성물 안에서 원형을 유지하면서 포함되고, 피부에 이물감 없이 부드럽게 마사지 되며 식물체의 유효성분을 최대한으로 이용할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 연화 인진쑥의 산화질소 억제율을 도시한 것이다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.

용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.

본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.

본 발명에서 사용하는 용어 “연화 식물체”는 당화 공정 및 액화 질소를 이용한 동결 파쇄 공정을 거친 식물체에 산(acid) 또는 염기(base) 수용액에 함침한 후 가열하여 셀룰로스 중의 비결정성 영역의 글리코사이드(glycoside) 결합이 분해되어 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 말한다.

일반적으로 식물체를 화장품에 그대로 사용할 경우 셀룰로스의 결합이 단단하여 조직이 질기며 이물감이 커 피부에 자극을 유발할 수 있으며, 식물체 중의 유효성분을 피부에 전달하는 데에 효과가 미미하다. 따라서, 식물체 중의 셀룰로스를 저분자화할 수 있는 과정이 필요하다.

또한, 식물체를 화장품에 포함하고자 할 경우, 식물체를 적절하고 균일한 크기로 가공하는 것이 중요하다. 식물체의 크기가 너무 크거나 작을 경우, 또한 불균일한 크기의 식물체가 화장품에 포함되어 있을 경우, 화장품 용기를 선정하는 데에 어려움이 있고, 시각적으로 부정적인 효과를 가져올 수 있다. 따라서, 식물체를 균일하게 가공할 수 있는 전처리 과정이 필요하다.

본 발명에서는 대표적인 피부 진정 소재인 인진쑥을 사용하여 연화 인진쑥을 제조하고, 이를 포함하는 화장료 조성물을 개시하였다.

인진쑥(Artemisia capillaris Thunb.)은 냇가의 모래땅에서 자라며 높이는 약 30 내지 100 cm이며 겨울에 죽지 않고 이듬해 줄기에서 다시 싹이 나온다고 해서 사철쑥 또는 정경쑥이라고도 부른다. 또한, 인진쑥은 스코파론(scoparone), capilartemisin A와 B, cirsimaritin, genkwanin, rhamnocitrin 및 각종 무기질과 비타민을 함유하고 있다고 알려져 있다. 인진쑥은 한방의료에 많이 활용되는 약재로써 주로 소염, 해열, 이담, 이뇨 및 간질환 개선을 목적으로 많이 이용되어왔고, 최근에는 항산화 활성, 항균작용, 항염 작용 등 인진쑥의 다양한 생리활성에 관한 연구가 진행되고 있다.

하지만, 본 발명의 식물체는 목본류의 어린 가지, 잎, 꽃 등 또는 초본류의 꽃, 잎, 줄기, 뿌리 등에 응용이 가능하다. 바람직하게는 인진쑥, 병풀, 카렌둘라, 애플민트, 국화, 비누풀을 사용할 수 있다. 하지만, 본 발명의 식물체가 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체는,

(1) 화장료 조성물에 포함하고자 하는 식물체의 잎, 줄기, 뿌리 꽃 등을 세척하여 당화하는 단계; (2) 상기 당화된 식물체를 액화 질소를 이용하여 동결 및 파쇄하는 단계; (3) 상기 동결 파쇄한 식물체를 산(acid) 수용액 또는 염기(base) 수용액에 함침하는 단계; 및 (4) 상기 수용액을 50℃ 내지 100℃ 범위의 온도에서 30분 내지 360분의 시간 동안 가온 후 여과 및 세척하여 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 수득 단계를 포함하는 방법으로 제조된다.

상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체, 즉 연화 식물체는 화장료 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 30 중량% 포함될 수 있다.

상기 (1)의 당화 처리 단계는 식물체의 잎, 줄기, 뿌리 꽃 등을 수확, 세척하고, 식물체 총 중량 대비 1 내지 20 중량%의 당(sugar)을 첨가하여 0.5 내지 6 시간 동안 실온에 방치하여 이루어지는 당화 처리에 의해 수행될 수 있다.

상기 당(sugar)은 일반적인 의미에서 단맛을 지닌 물질을 의미하며, 상기 당은 단당류, 이당류, 다당류, 당알코올 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 당은 설탕, 꿀 또는 글리세롤일 수 있다.

상기 첨가하는 당이 식물체 총 중량 대비 1 중량% 미만인 경우, 식물체에 당화가 고르게 되지 않게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 20 중량%를 초과하는 경우에는 당 투입량 대비 효율성이 떨어져 경제적이지 못하다.

이러한 당화 처리 단계에 의해 식물체의 조직 세포가 건조되는 것을 방지하고 유효성분의 추출을 더욱 용이하게 하여 후속의 연화 단계에 적용될 수 있게 된다.

상기 (2)의 동결 파쇄 단계는 상기 당화된 식물체를 액화 질소에 넣어 1 분 내지 30 분 방치하여 동결시킨 후, 파쇄기로 파쇄하여 1 내지 10 mm 크기의 균일한 식물체를 수득할 수 있다.

상기 액화 질소는 질소를 액화한 것으로 대기 압력 하에서 영하 196℃인 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 액화 질소를 이용하여 식물체를 동결하는 단계에서 1분 미만으로 방치할 경우, 식물체가 불완전한 동결 상태로 될 수 있고, 반대로 30분을 초과하여 방치할 경우에는 식물체의 조직이 파괴될 수 있다.

이러한 동결 파쇄 단계에 의해 1 내지 10 mm 크기의 균일한 식물체를 수득할 수 있고, 후속의 연화 단계에서 식물체 중의 유효성분의 소실을 방지하는 효과를 얻게 된다.

상기 (3)의 함침 단계는 상기 당화 및 동결 파쇄 처리된 식물체에 10 내지 100 중량%의 산 또는 염기 수용액을 추가하여 함침시키는 것을 의미한다.

상기 산(acid)은 수용액 상태에서 pH가 7보다 낮은 물질을 의미하며, 시트릭산, 타르타르산, 락틱산, 글라이콜릭산, 포름산, 아세트산, 말산 및 아스코르빅산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유기산, 또는 염산, 질산, 인산 및 황산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기산을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 산 수용액은 pH 3.5 내지 5.5의 값을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 산 수용액의 pH가 3.5 미만일 경우, 위험성이 높고, 산 투입량 대비 효율성이 떨어져 경제적이지 못하며, 식물체가 과분해되어 그 형체를 유지하지 못한다는 문제점이 있고, 반대로 pH 5.5를 초과할 경우에는 식물체 중의 셀룰로스가 충분히 분해되지 않을 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 수용액은 천연 비니거일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 천연 비니거의 제조방법은, 식물체를 잘게 분쇄하는 단계; 상기 식물체에 당을 첨가한 후 알코올 발효시켜 1차 발효액을 생성하는 단계; 및, 상기 1차 발효액을 초산발효시켜 2차 발효액을 생성하는 단계;를 포함한다.

바람직하게 본 발명의 일 실시형태에 따른 천연 비니거는,

(a) 식물체를 발효에 적당하도록 건조하여 분말화하는 준비 단계; (b) 상기 알코올 발효를 위해, (a) 단계의 결과물에 당을 혼합한 후 효모균을 접종하여 발효시키는 단계; (c) (b) 단계에서 수득한 1차 발효액을 초산발효시켜 천연 비니거를 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된다.

구체적으로 (a) 단계에서는 상기 식물체를 발효에 적당하도록 건조 후 잘게 분쇄하여 분말화하며, 이러한 분말은 정제수와 혼합하여 발효에 사용할 수 있다.

(b) 단계에서는 (a) 단계의 결과물에 당을 혼합한 후 효모균을 접종하여 발효시킨다. 바람직하게, 상기 당으로 설탕을 이용할 수 있으며 상기 식물체 100 중량%에 대하여 5 내지 30 중량%의 당을 혼합하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 효모균으로 사카로미세스(Saccharomyces) 속 균주를 이용할 수 있으며 상기 식물체 100 중량%에 대하여 효모균 0.01 내지 1 중량%를 가할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 효모균으로 시판 중인 건조효모제품을 이용할 수 있으며, 효모균을 직접 배양한 배양물을 이용할 수 있다. 상기 효모균을 접종한 후 20 내지 30℃의 온도에서 7 내지 30일 동안 발효용기에서 보관하여 알코올 발효시킨다.

(c) 단계에서는 (b) 단계의 결과물을 고압 멸균한 후 초산균을 접종한다. 바람직하게, 상기 초산균은 아세토박터 속의 미생물들을 이용할 수 있다. 구체적으로 아세토박터 자일리넘(Acetobacter xylinum), 아세토박터 파스테리아누스(Acetobacter pasteurianus), 및 아세토박터 한세니(Acetobacter hansenii)로 이루어지는 군으로부터 1종 이상이 선택되어 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 초산균은 배양액 1 L 당 1×10⁴ 내지 1×10⁶ cfu가 되도록 접종하며, 배양액 내 에탄올 2 내지 10 중량%가 첨가되는 것이 좋다. 그 다음 발효조에서 20 내지 30℃의 온도에서 7 내지 28 일 동안 이루어지는 것이 바람직하다. 배양이 완료된 발효액을 원심분리(7,000 rpm)하여 얻어진 상등액을 천연 비니거라 하며, 상기 얻어진 천연 비니거는 아세트산을 함유하며, pH 3 내지 5의 값을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 식물체에 따라 상기 발효 조건은 달라질 수 있으므로, 본 발명의 내용이 상기 예시된 발효 온도, 발효 시간에 제한되는 것은 아니다.

상기 염기(base)는 수용액 상태에서 pH가 7보다 높은 물질을 의미하며, 상기 염기 수용액은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 아르기닌 및 트리에탄올 아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.

상기 염기 수용액은 pH 8 내지 10의 값을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다. 염기 수용액의 pH가 8 미만일 경우, 식물체 중의 셀룰로스가 충분히 분해되지 않는다는 문제점이 있고, 반대로 pH 10을 초과할 경우에는 위험성이 높고, 염기 투입량 대비 효율성이 떨어져 경제적이지 못하다.

상기 (4)의 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체의 수득 단계는 상기 수용액을 50℃ 내지 100℃ 범위의 온도에서 30분 내지 360 분의 범위의 시간 동안 가온하여 식물체 중의 셀룰로스를 저분자화한 후, 여과망으로 여과하고, 여과된 고형분을 정제수로 세척하는 것에 의해 수득된 것을 특징으로 할 수 있다.

가장 바람직하게는 상기 수용액을 80℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 수용액의 온도가 50℃ 미만일 경우 식물체 중의 셀룰로스의 분해 정도가 미미하게 되며, 상기 수용액의 온도가 100℃를 초과하는 경우, 식물체가 완전히 분해되어 그 형상이 남지 않을 수 있다. 또한, 상기의 온도 범위에서 30 분 미만으로 가온할 경우, 식물체 중의 셀룰로스의 분해 정도가 미미하게 되며, 360 분을 초과하여 가온할 경우에는 식물체가 완전히 분해되어 그 형상이 남지 않을 수 있다.

상기에서 제조된 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체, 즉 연화 식물체는 화장료 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 30 중량% 포함할 수 있다.

상기 연화 식물체의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 사용자가 화장품을 사용함에 있어 연화 식물체의 양이 미미하여 연화 식물체로 인한 효과를 기대하기에 어려움이 있으며, 연화 식물체의 함량이 30 중량% 초과하는 경우에는 연화 식물체의 투입량 대비 얻을 수 있는 효과의 양이 비례하지 않아 투입량 대비 경제적이지 못하다.

한편, 상기 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 일례로 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제 함유 클렌징, 오일, 팩, 마사지크림 및 스프레이 등으로 제형화 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 상세하게는, 유연 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이 크림, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.

이하, 본 발명의 내용에 대해 하기 실시예에서 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

[실시예 1. 당화 및 액화질소를 이용하여 동결건조의 전처리를 실시한 연화 인진쑥 제조]

천연식물체로서 인진쑥을 준비하여 본 발명의 일 실시예와 같이 당화 및 액화질소를 이용하여 동결건조의 전처리를 실시한 후, 연화 과정을 통해 실시예 1을 제조하였다.

(1) 당화 전처리

건조된 인진쑥 잎 100 g을 준비하여, 천연 아카시아 꿀 1,000 g에 넣어 저어주며 완전히 함침하였다. 이후 실온의 온도에서 3 시간 동안 당화 처리를 수행하였다. 당화가 완료된 후 거름망을 이용하여 여과하여 당화 인진쑥을 수득하였다.

(2) 액화질소를 이용한 동결건조 전처리

상기 준비된 당화 인진쑥에 액화 질소를 부어 당화 인진쑥이 액화 질소에 완전히 함침되도록 하였다. 이후 10 분 동안 방치하여 당화 인진쑥을 동결하였다. 상기 동결된 당화 인진쑥을 파쇄기를 이용하여 파쇄한 후 당화 및 동결 파쇄한 인진쑥을 수득하였다.

상기 (1) 및 (2)의 과정을 통해 셀룰로스 조직에 당이 흡착하여 동결 파쇄하였을 때, 균일한 형태의 입자 크기를 갖도록 할 수 있다.

(3) 저분자화된 셀룰로스를 가지는 연화 인진쑥 제조

건조 상태의 인진쑥을 분쇄기를 이용하여 분말화한 후 300 메시 크기의 체를 이용하여 미세하게 만들었다. 정제수와 인진쑥 분말의 비율을 20:1로 혼합한 다음, 설탕 5 중량%, 효모 추출물 1 중량%를 혼합하여 30℃, 7일 동안 발효하였다. 상기 발효액을 121℃ 온도에서 15분 동안 고압 멸균한 후, 얻어진 배양액에 에탄올 6 중량% 및 초산균(Acetobacter xylinum)을 배양액 당 1×10⁵ cfu/L가 되도록 접종하였다. 이 후, 30℃의 온도에서 7일 동안 발효하였다. 발효액을 원심분리(7,000 rpm)하여 얻어진 상등액을 천연 인진쑥 비니거로 하여 사용하였다.

상기 (1) 및 (2) 단계에서 수득한 당화 및 동결 파쇄한 인진쑥 10 중량%에 천연 인진쑥 비니거 100 중량%를 넣어 완전히 함침될 수 있도록 잘 저어주었다. 이후 당화 및 동결 파쇄한 인진쑥이 완전히 함침된 천연 인진쑥 비니거를 80℃의 온도에서 120 분의 시간 동안 가온하여 식물체 중의 셀룰로스를 저분자화하였다. 이후, 거름망으로 여과하여 얻어진 고형분을 정제수로 세척하여 저분자화된 셀룰로스를 가지는 연화 인진쑥을 수득하였다.

[실시예 2 내지 6. 당화 및 액화질소를 이용하여 동결건조의 전처리를 실시한 연화 식물체의 제조]

병풀 전초, 카렌둘라 꽃, 애플민트 잎, 국화꽃 및 비누풀 전초를 준비하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 연화 식물체를 제조하였다. 의 종류만 달리 하여 실시예 2 내지 6을 제조하였고, 그 구체적인 조건은 하기 표 1과 같다.

또한, 실시예 1과 동일한 온도 조건, 연화 시간 하에 연화하였지만, 당화 또는 액화질소를 이용한 동결건조의 전처리를 실시하지 않은 비교예 1 내지 3을 제조하였다. 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 제조 조건을 하기 표 1에 나타내었다.

구분	식물체	당화	액화질소 이용 동결건조	연화
실시예 1	인진쑥	○	○	○
실시예 2	병풀	○	○	○
실시예 3	카렌둘라	○	○	○
실시예 4	애플민트	○	○	○
실시예 5	국화	○	○	○
실시예 6	비누풀	○	○	○
비교예 1	인진쑥	○	×	○
비교예 2	인진쑥		○	○
비교예 3	인진쑥	×	×	○
(○ : 실시함, × : 실시하지 않음)

[실험예 1. 연화 식물체의 성상 측정]

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 결과물인 연화 식물체의 성상을 확인하기 위해 무작위로 동일한 양의 연화식물체를 채취하여 연화 식물체의 크기를 측정하여 그 값들의 평균 및 표준 편차를 통해 평균 입자 크기 및 균일도를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구분	평균(단위: mm)	표준편차
실시예 1	1.83	0.01
실시예 2	2.01	0.01
실시예 3	1.95	0.03
실시예 4	2.26	0.02
실시예 5	2.13	0.02
실시예 6	2.29	0.02
비교예 1	2.49	0.98
비교예 2	2.68	1.02
비교예 3	3.94	1.31

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 6의 연화 식물체가 비교예 1 내지 3에 비하여 적절하고 균일한 크기의 연화 인진쑥의 수득이 가능한 것으로 나타났다.

[실험예 2. 연화 식물체의 연화도 측정]

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3의 결과물인 연화 식물체의 연화도를 측정하기 위해 각 연화 식물체를 손등에 올려놓은 상태에서 사용자의 손가락을 이용하여 적절한 수준의 힘을 가하여 문질렀을 때, 잎이 연화되는 정도를 관찰하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 연화도는 하기의 기준에 따라 나타내었다.

◎ : 연화가 매우 잘 되어, 상대적으로 적은 힘을 가해도 잔류물이 남지 않고 사라짐

○ : 연화가 잘 되었지만, ◎에 비해 강한 힘을 가했을 때 잔류물이 남지 않고 사라짐

△ : 연화가 잘 되었지만, ○에 비해 강한 힘을 가했을 때 잔류물이 남지 않고 사라짐

× : 연화가 되지 않아, 잔류물이 남아있음

구분	연화도
실시예 1	◎
실시예 2	◎
실시예 3	◎
실시예 4	○
실시예 5	◎
실시예 6	○
비교예 1	△
비교예 2	△
비교예 3	×

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 연화 식물체의 경우 대체적으로 뛰어난 연화도를 보였고, 효과적으로 각 식물체 중의 셀룰로스가 저분자화 되었음을 확인하였다. 반면에 비교에 1 내지 3의 경우에는 전혀 연화가 되지 않았거나, 단지 조직이 약간 부드러워졌을 뿐, 오랜 시간 동안 강한 힘을 가하여도 잔류물이 남아 있는 것을 확인하였다.

[실험예 3. 연화 인진쑥의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 평가]

한편, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 결과물인 연화 인진쑥에 존재하는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 비색법을 이용하여 측정하였다. 각 연화 인진쑥 1 g을 70%(v/v) Ethanol 10 g에 넣어 30 분간 침출한 후 상등액을 감압 농축한 것을 시료로 사용하였다.

총 폴리페놀 함량 측정을 위해 시료 20 ㎕에 2% Na₂CO₃ 100 ㎕와 50% Folin-Ciocalteu 시약 20 ㎕를 가한 후 30 분간 암소에서 반응을 진행하였으며, 마이크로플레이트 리더(microplate reader)를 통해 750 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 농도별 갈릭산(gallic acid)을 통해 작성된 검량선을 이용하여 시료에 존재하는 총 폴리페놀 함량은 mg gallic acid equivalent(GAE)/g로 계산하여 하기 표 3에 나타내었다.

총 플라보노이드 함량은 시료 20 ㎕에 에탄올 80 ㎕와 2% AlCl₃·6H₂O 100 ㎕를 가한 후 상온에서 5 분간 반응을 진행하였으며, 마이크로플레이트 리더를 이용하여 450 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 농도별 퀘르세틴(quercetin)을 통해 작성된 검량선을 이용하여 시료에 존재하는 총 플라보노이드 함량을 mg querctin equivalent(QE)/g 로 계산하여 하기 표 4에 나타내었다.

시료	총 폴리페놀 함량 (mg GAE/g)	총 플라보노이드 함량 (mg QE/g)
실시예 1	31.42	27.61
비교예 1	6.10	5.45
비교예 2	3.88	2.87
비교예 3	2.26	0.91

[실험예 4. 연화 인진쑥의 항염 평가]

본 실험예에서는 상기 실시예 1 및 비교에 1 내지 3에서 제조된 연화 인진쑥에 대하여 항염 효과를 측정하였다. 항염 평가는 NO(Nitric Oxide) 생성 억제 실험을 통하여 평가하였으며, 각 연화 인진쑥 1g을 70%(v/v) 에탄올 10g에 넣어 30 분간 침출한 후 상등액을 감압 농축한 것을 시료로 사용하였다.

마우스 유래 대식세포인 RAW 264.7 세포를 96 웰 플레이트에 1×10⁵cells/well로 분주한 후, 37^oC, 5% CO₂ 세포 배양기에서 하루 동안 세포를 안정화시켰다. 1 ug/ml 농도의 LPS(lipopolysaccharide)를 처리한 후 시료를 농도별로 희석하여 처리하고 양성대조군으로 NDGA(nordihydroguaiaretic acid)를 5 uM 농도로 처리하였다. 24 시간 동안 반응시킨 후, 배양 상층액 100 ul를 분리하여 동량의 Griess 시약 100 ul을 첨가하여 상온에서 반응시킨 다음 마이크로플레이트 리더(microplate reader)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 산화질소의 농도는 질화나트륨(sodium nitrite, NaNO₂)을 사용하여 얻은 표준 직선과 비교하여 산출하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 얻어진 연화 인진쑥이 가장 뛰어난 NO 생성 억제 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

[제조예 1 및 제조비교예 1 내지 3. 연화 인진쑥을 포함하는 화장료 조성물의 제조]

실시예 1 내지 비교예 1 내지 3의 연화 인진쑥이 각 5.0 중량% 포함된 화장료 조성물을 하기 표 5의 조성으로 제조하였다. 다만, 본 발명은 여러 가지 제형으로 응용이 가능하며, 본 제조예는 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

구분	원료명 (단위: 중량 %)	제조예 1	제조비교예 1	제조비교예 2	제조비교예 3
A	정제수	to 100	to 100	to 100	to 100
	다이소듐이디티에이	0.02	0.02	0.02	0.02
	카보머 1	7.0	7.0	7.0	7.0
	카보머 2	14.0	14.0	14.0	14.0
	다이프로필렌글라이콜	1.0	1.0	1.0	1.0
	글리세린	7.0	7.0	7.0	7.0
	1,2-헥산다이올	2.0	2.0	2.0	2.0
B	알코올	4.0	4.0	4.0	4.0
B	스테아트라이모늄 클로라이드	5.0	5.0	5.0	5.0
C	실시예 1	5.0	-	-	-
	비교예 1	-	5.0	-	-
	비교예 2	-	-	5.0	-
	비교예 3	-	-	-	5.0

[실험예 2. 연화 인진쑥의 선호도 조사]

상기 제조예 1 및 비교제조예 1 내지 3의 화장료 조성물의 선호도 조사 결과를 하기 표 에 나타내었다. 20대 ~ 40대 여성 10명을 대상으로 평가하였으며, 5점 척도법으로 다음과 같이 평가하여 하기 표 6에 나타내었다.

1: 매우 나쁘다, 2: 나쁘다, 3: 보통이다, 4: 좋다, 5: 매우 좋다.

구분	제조예 1			비교제조예 1			비교제조예 2			비교제조예 3
피검자	향	색	종합	향	색	종합	향	색	종합	향	색	종합
1	5	5	5	2	1	1	1	2	2	1	3	2
2	4	5	5	1	2	2	1	3	2	1	1	1
3	5	4	4	1	1	1	1	1	1	1	2	1
4	5	4	5	2	1	1	2	1	2	2	3	1
5	4	5	4	2	3	2	1	3	3	1	2	2
6	5	3	5	2	1	1	2	1	1	2	1	2
7	5	5	5	1	3	1	1	1	1	2	2	2
8	5	5	5	1	2	1	1	2	2	1	1	1
9	4	3	4	1	2	2	2	2	3	1	2	2
10	5	5	5	1	1	1	2	1	1	1	1	1
평균	4.7	4.4	4.7	1.4	1.7	1.3	1.4	1.7	1.8	1.3	1.8	1.5

Claims

저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물로서,
상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체는,
식물체를 당화하는 단계;
상기 당화된 식물체를 액화 질소를 이용하여 동결 및 파쇄하는 단계;
상기 동결 파쇄한 식물체를 산 수용액에 함침하는 단계; 및
상기 식물체 포함 수용액을 가온 후 여과 및 세척하여 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체를 수득하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되고,
상기 산 수용액은 상기 식물체를 분쇄하는 단계; 상기 식물체에 당을 첨가하여 알코올 발효시켜 1차 발효물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 발효물에 초산균을 접종한 후 발효시켜 얻어지고 pH가 3 내지 5인 천연 비니거인, 화장료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 저분자화된 셀룰로스를 갖는 식물체는 화장료 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 30 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 당화하는 단계는 상기 식물체에 단당류, 이당류, 다당류 및 당알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 당을 식물체 중량 대비 1 내지 20 중량%로 첨가하는 단계를 포함하는, 화장료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 동결 및 파쇄하는 단계는,
상기 당화된 식물체를 액화 질소에 넣어 1 분 내지 30 분 동안 방치하여 동결시키고, 파쇄기로 파쇄하여 1 내지 10 mm 크기의 균일한 식물체를 수득하는 단계를 포함하는, 화장료 조성물.
제1항에 있어서,
상기 식물체는 인진쑥, 병풀, 카렌둘라, 애플민트, 국화 및 비누풀로 이루어진 군에서 선택된 1종인, 화장료 조성물.
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