KR102418468B1 - 바이오셀룰로오스가 증진된 알로에 추출물을 포함하는 조성물, 그를 포함하는 화장료 조성물 및 음료 조성물 - Google Patents
바이오셀룰로오스가 증진된 알로에 추출물을 포함하는 조성물, 그를 포함하는 화장료 조성물 및 음료 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
일 양태로서 제공하는 화장료 조성물, 마스크팩 시트 및 음료 조성물은 상기 알로에 추출물, 홍차 설탕물 및 홍차 물을 포함하는 혼합 조성물의 바이오셀룰로오스가 증진된 발효물을 포함하고 있어, 피부 보습효과 등 바이오셀룰로오스, 알로에, 홍차 등으로부터 기대될 수 있는 다양한 기술적 효과를 얻을 수 있다.
Description
바이오셀룰로오스가 증진된 알로에 추출물을 포함하는 조성물, 그를 포함하는 화장료 조성물 및 음료 조성물에 관한 것이다.
초산균(Acetobacter)과 효모균의 공생발효에서 생성된 콤부차(kombucha)는 주로 홍차를 원료로 한 것이기 때문에 우리나라에서는 '홍차버섯차' 또는 '홍차버섯'이라고 불린다. 전세계적으로는 '콤부차'라는 이름이 널리 통용되고 있음. 콤부차에서 관찰되는 초산균은 Acetobacter xylinum이 대표적이며, 그 외에 Brettanomyces, Zygosaccharomyces, Saccharomyces, Torulopsis, Pichia 와 같은 효모균들이 존재한다.
콤부차 발효에서 초산균과 효모균은 공생관계에 있으며, 이들 균주가 동시에 상호작용하며 발효가 진행되어 아세트산(acetic acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 아미노산(amino acid), 셀룰로오스(cellulose pellicle) 층 등을 생산한다.
콤부차는 관절염의 통증을 완화시키고, 혈압을 낮추고, T 세포 수를 증가시키며, 만성피로, 변비 완화 및 소화기나 대사성 질환 등에 효과가 있다고 보고되어 있다. 또한 항균 활성, 항산화 활성 및 신체의 pH 조절 기능 등의 효능이 있는 것으로 보고되어 있다. 당뇨병이 걸린 쥐에 콤부차를 일정량 투여 했을 시, 당뇨합병증 원인 중의 하나인 혈청의 중성지질, 총 콜레스테롤 및 동맥경화지수를 낮추는 효과가 있음이 보고 되어있다.
한편, 셀룰로오스는 β-D-글루코오스가 β-글루코시드결합(1-4 글루코시드결합)을 통해 중합체를 이룬 다당류로 (C6H10O5)n의 화학식을 가지는 고분자 물질이다. 이러한 셀룰로오스는 식물에 의해 만들어지기도 하지만, 미생물 배양을 통해 만들어질 수 있는데, 이는 '바이오셀룰로오스(biocellulose)'라 불리며, 화장품용 마스크팩의 소재나 의약품용 인공피부, 화상치료제로서 활용이 되고 있다.
바이오셀룰로오스는 다수의 박테리아, 특히 초산균인 글루콘아세토박터 자일리누스 (Gluconacetobacter xylinus) 균주의 배양에 의해 생산되는 고분자 물질로서, 정치배양 (static culture) 조건에서는 배양 액상에 반투명한 막 (pellicle) 형태로 생성된다.
바이오셀룰로오스는 식물 셀룰로오스에 비해 섬유 결정도가 높으며 3차원 망사구조를 이루고 있어 보수성, 흡착성 및 포괄성이 높은 특성 때문에 고강도, 고탄력의 재료로 사용될 수 있다. 특히 박테리아가 생성하는 셀룰로오스는 식물이 생성하는 셀룰로오스와 다르게 헤미셀룰로오스, 리그닌 또는 펙틴과 같은 성분이 함유되지 않은 고순도의 셀룰로오스이며, 물리학적인 특성이 매우 우수하여 개발에 많은 연구가 진행되고 있다.
또한 '식이섬유'라 불리는 셀룰로오스는 소화효소로는 분해되지 않는 난소화성 성분으로 식이섬유의 섭취를 통해 변비와 포만감을 조절하고, 혈중 콜레스테롤 농도의 감소 작용이 있다고 알려져 있다.
식이섬유에 의한 체내 지방흡수 저해작용으로, 중성 지방 소화물의 용해를 저하시키고, 고지방 음식의 소화관내 통과시간을 단축시킴으로써 비만을 억제할 수 있다. 따라서 바이오셀룰로오스를 이용하여 다이어트식품, 건강기능식품 등에 사용하여 비만 개선에도 크게 효과를 나타낼 수 있다.
일 양태로서, 10 내지 40 부피부(v/v)의 알로에 추출물, 30 내지 60 부피부(v/v)의 홍차 설탕물 및 5 내지 30 부피부(v/v)의 홍차 물을 포함하는 혼합 조성물의 발효물을 포함하는 조성물(화장료 조성물, 식품 조성물, 음료 조성물)을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태로서, 10 내지 40 부피부(v/v)의 알로에 추출물, 30 내지 60 부피부(v/v)의 홍차 설탕물 및 5 내지 30 부피부(v/v)의 홍차 물의 혼합 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물에 초산균 또는 효모균을 접종하여 발효시켜 바이오셀룰로오스가 생성되는 단계를 포함하는, 바이오셀룰로오스를 제조하는 방법 또는 바이오셀룰로오스가 증진된 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태로서, 상기 방법에 의해 제조된 바이오셀룰로오스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태로서, 상기 바이오셀룰로오스를 포함하는 마스크팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태로서, 알로에 추출물, 홍차 설탕물 및 홍차물을 포함하는 혼합조성물의 발효물을 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
또한, 일 양태로서, 상기 화장료 조성물을 포함하는 바이오셀룰로오스 마스크팩을 제공한다.
상기 알로에 추출물은 바이오셀룰로오스를 제조하기 위한 알로에 내 유효성분을 이용할 수 있다면 알로에를 구성하는 어떠한 부위를 이용하여 추출한 것이어도 특별한 제한이 없으며, 예를 들면, 알로에의 전잎, 잎, 뿌리, 줄기, 껍질 또는 꽃의 추출물일 수 있으나, 알로에의 부산물 내 존재하는 유효성분을 활용한다는 측면에서 바람직하게는 알로에의 전잎의 추출물일 수 있다.
상기 알로에 추출물은 열수 추출물, 냉침 추출물, 환류 추출물, 용매 추출물, 수증기 증류 추출물, 초음파 추출물, 용출물, 압착 추출물, 착즙 추출물 또는 분쇄 추출물일 수 있으나, 바이오셀룰로오스의 제조를 위한 알로에 내 유효성분을 적정량 포함하면서도 이의 변성을 방지하는 측면에서 바람직하게는 착즙 추출물 또는 분쇄 추출물일 수 있고, 후술할 실시예를 참조할 때 가장 바람직하게는 분쇄 추출물일 수 있다.
상기 알로에 추출물은 조성물 총 부피 대비 5 내지 95, 10 내지 80, 10 내지 70, 10 내지 60, 10 내지 50, 10 내지 40, 20 내지 70, 20 내지 60, 20 내지 50, 20 내지 40, 25 내지 65, 25 내지 55, 25 내지 45 또는 25 내지 35 부피부(v/v)로 조성물 내 포함될 수 있으나, 알로에 추출물 내 유효성분이 적절히 포함되어 바이오셀룰로오스 제조에 이용될 수 있는 정도라면 특별한 제한은 없고, 후술할 실시예를 참조할 때 바람직하게는 25 내지 35 부피부로 조성물 내 포함될 수 있다.
상기 홍차 설탕물은 조성물 총 부피 대비 30 내지 90, 30 내지 80, 30 내지 70, 30 내지 60, 35 내지 85, 35 내지 75, 35 내지 65 또는 35 내지 55 부피부(v/v)로 포함될 수 있으나, 초산균/효모균과 상호작용하여 바이오셀룰로오스를 제조할 수 있을 정도라면 그 함량에 특별한 제한은 없고, 후술할 실시예를 참조할 때 바람직하게는 35 내지 55 부피부로 조성물 내 포함될 수 있다.
상기 홍차 물은 조성물 총 부피 대비 5 내지 50, 5 내지 45, 5 내지 40, 5 내지 35, 5 내지 30, 5 내지 25, 5 내지 20, 5 내지 15, 10 내지 50, 10 내지 45, 10 내지 40, 10 내지 35, 10 내지 30, 10 내지 25, 15 내지 50, 15 내지 45, 15 내지 40, 15 내지 35, 15 내지 30 또는 15 내지 25 부피부(v/v)로 포함될 수 있으나, 초산균/효모균과 상호작용하여 바이오셀룰로오스를 제조하면서도 혼합물 내 적정 농도를 유지한다는 측면에서 바람직하게는 5 내지 15 또는 15 내지 25 부피부로 포함될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 명세서에서 용어, “발효물”은 상기 혼합 조성물을 발효한 결과물을 의미한다. 상기 용어, "발효"는 좁은 의미로 산소를 사용하지 않고 에너지를 얻는 당 분해과정을, 넓은 의미로는 미생물이나 균류 등을 이용해 인간에게 유용한 물질을 얻어내는 과정을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 발효물은 발효시키고자 하는 물질을 포함하는 배지에 균을 배양함으로써 다양한 효소작용 등을 통해 생산되는 인간에 이로운 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합 조성물은 배지 조성물을 더 포함할 수 있다.
상기 배지 조성물은 탄소원 및 질소원으로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 첨가물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 탄소원을 포함할 수 있다. 상기 탄소원은 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 덱스트로스(dextrose), 글루코스(glucose), 수크로스(sucrose), 락토스(lactose), 및 갈락토오스(galactose)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 배지 조성물은 조성물 총 부피 대비 1 내지 20, 2 내지 19, 3 내지 18, 4 내지 17, 5 내지 16 또는 5 내지 15 부피부(v/v)로 포함되는 것일 수 있다. 이후에 상기 초산균, 효모균 또는 이들의 조합이 상기 혼합 조성물 내 접종되어 상기 혼합 조성물을 발효할 수 있다. 상기 발효는 효모균과 초산균을 1: 2 내지 8, 1: 2내지 6, 1: 4 내지 8, 또는 1 : 3 내지 5의 농도로 접종되는 것일 수 있다. 또한, 배지 조성도, 상기 효모균 배지와 초산균 배지도 상기와 동일한 농도로 혼합된 조성물일 수 있다. 홍차 및 알로에 추출물과 상호작용하여 바이오셀룰로오스를 제조할 수 있으면서 반응속도를 적절히 제한하는 측면에서 바람직하게는 5 내지 15 부피부로 접종될 수 있으나, 이에 특별히 제한되지는 않는다.
상기 발효물은 상기 혼합 조성물에 대한 초산균, 효모균 또는 이들 조합의 발효물일 수 있다.
상기 초산균과 효모균은 시중에서 용이하게 입수될 수 있는 초산균과 효모균이라면 특별한 제한이 없으나, 바람직하게는 홍차 및 알로에 추출물과 상호작용하여 발효반응을 효과적으로 일으킬 수 있는 균주일 수 있다.
상기 초산균은 아세토박터(Acetobacter) 속, 글루코노박터(Gluconobacter) 속, 글루콘아세토박터(Gluconacetobacter) 속, 아사이아(Asaia) 속, 그라눌리막터(Granulibacter) 속, 로돕필라(Rhodopila ) 속, 사카리박터(Saccharibacter) 속, 코자키아(Kozakia )속, 네오아사이아(Neoasaia) 속, 스와미나타니아(Swaminathania) 속 또는 아씨도모나스(Acidomonas) 속 일 수 있고, 후술할 실시예에 따르면 글루콘아세토박터 자일리누스(Gluconacetobacter xylinus) 균주일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 효모균은 사카로마이세스(Saccharomyces) 속, 칸디다(Candida) 속, 토룰롭시스(Torulopsis) 속, 자이고사카로마이세스(Zygosaccharomyces) 속, 스키조사카로마이세스(Schizosaccharomyces) 속, 피치아(Pichia) 속, 한세눌라(Hansenula) 속, 클루이베로마이세스(Kluyveromyces) 속 또는 데바리오마이세스(Debaryomyces) 속 균주일 수 있고, 후술할 실시예에 따르면 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 균주일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 발효는 초산균, 효모균 또는 이들의 조합에 적절한 것으로 알려진 발효 온도를 유지하되, 산소를 추가로 공급하는 호기조건이나, 산소를 차단하는 혐기조건에서의 발효일 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
일 구체예에 있어서, 상기 혼합 조성물은 발효되어 바이오셀룰로오스를 생산하는 것일 수 있다. 따라서, 상기 발효물은 바이오셀룰로오스를 포함하는 것일 수 있다.
상기 화장료 조성물은 알로에 추출물, 바이오셀룰로오스, 홍차 등을 포함하므로, 상기 알로에 추출물, 바이오셀룰로오스, 홍자 등이 갖는 활성을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 화장료 조성물은 피부 미백, 피부 보습, 피부 장벽 강화, 항노화(예를 들면, 광노화)용 화장료 조성물일 수 있다.
상기 화장료 조성물은 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 혼합 조성물의 발효물은 전체 화장료 조성물에 대하여 0.00001 내지 20.0 %(w/w)로 포함될 수 있다.
상기 화장료 조성물을 첨가할 수 있는 제품으로는, 예를 들어, 수렴화장수, 유연화장수, 영양화장수, 각종크림, 에센스, 팩, 마스크팩 시트, 파운데이션 등과 같은 화장품류와 클렌징, 세안제, 비누, 트리트먼트, 미용액 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 화장료 조성물의 구체적인 제형으로서는 스킨로션, 스킨 소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스처 로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 모이스처 크림, 핸드크림, 에센스, 영양에센스, 팩, 비누, 샴푸, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션, 바디클렌저, 유액, 립스틱, 메이컵 베이스, 파운데이션, 프레스파우더, 루스파우더, 아이섀도 등의 제형을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 양태로서, 10 내지 40 부피부(v/v)의 알로에 추출물, 30 내지 60 부피부(v/v)의 홍차 설탕물 및 5 내지 30 부피부(v/v)의 홍차 물의 혼합 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 조성물에 초산균, 효모균 또는 이들 조합을 접종하여 발효시켜 바이오셀룰로오스가 생성되는 단계를 포함하는, 바이오셀룰로오스를 제조하는 방법 또는 바이오셀룰로오스가 증진된 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
일 양태로서, 상기 방법에 의해 제조된 바이오셀룰로오스를 제공한다.
상기 혼합 조성물을 제조하는 단계는, 알로에 추출물, 홍차 설탕물 및 홍차 물을 각 물질 내 유효성분들이 모두 적절히 혼합될 수 있다면, 각 물질들을 혼합하여 혼합 조성물을 제조하는 데에 특별한 방법상의 제한은 없으며, 예를 들면, 액상의 알로에 추출물, 홍차 설탕물 및 홍차 물을 특정 용기에 담아 교반하여 혼합하는 방법을 택할 수 있다.
상기 바이오셀룰로오스가 생성되는 단계는 상기 혼합 조성물에 초산균, 효모균 또는 이들 조합을 접종하는 단계를 포함하는데, 상기 접종은 상기 혼합 조성물 내 유효성분과 상기 초산균, 효모균 또는 이들 조합이 상호작용하여 발효작용을 일으킬 수 있도록 한다면 특별한 방법상의 제한은 없으며, 예를 들면, 상기 혼합 조성물이 포함되어 있는 배지 상에 상기 초산균, 효모균 또는 이들 조합을 통상의 미생물 접종방법에 따라 접종하는 방법을 택할 수 있다.
상기 바이오셀룰로오스가 생성되는 단계는 상기 혼합 조성물에 상기 초산균, 유산균 또는 이들 조합을 접종하여 발효시키는 단계를 포함하는데, 상기 발효시키는 단계는 상술한 바대로 상기 초산균, 효모균 또는 이들 조합에 적절한 것으로 알려진 발효 온도와 발효 시간을 유지하되, 후술할 실시예에 따르면 20 내지 30℃에서 15 내지 25일간 정치배양하는 단계일 수 있다.
상기 생성된 바이오셀룰로오스는 후술할 실시예에서 확인할 수 있듯, 흡수력, 보유력 및 보습력이 매우 우수하여, 바이오셀룰로오스가 활용될 수 있는 다양한 곳에 사용될 수 있으며, 구체적으로는 피부 보습용으로 사용될 수 있다.
일 양태로서, 알로에 추출물, 홍차 설탕물 및 홍차 물을 포함하는 혼합 조성물의 발효물을 포함하는 식품 또는 음료용 조성물, 또는 건강기능식품조성물을 제공한다.
상기 조성물은 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 조성물은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다.
상기 식품 첨가물 공전에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 정제 형태는 상기 혼합 조성물을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태는 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다.
예를 들어, 캅셀 형태 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 상기 혼합 조성물을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 상기 혼합 조성물을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다.
예를 들어, 환 형태는 상기 조성물과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다.
예를 들어, 과립 형태는 상기 조성물과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
상기 식품은 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류. 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복함제 및 건강보조식품류 등일 수 있고, 구체적으로는 식음료의 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
이 외, 상기 혼합 조성물 및 발효물에 관련된 구체적인 설명은 상기 화장료 조성물에 있어서의 구체적인 설명으로부터 참조되어 해석될 수 있다.
일 양태로서 제공하는 화장료 조성물, 마스크팩 시트 및 음료 조성물은 상기 알로에 추출물, 홍차 설탕물 및 홍차 물을 포함하는 혼합 조성물의 바이오셀룰로오스가 증진된 발효물을 포함하고 있어, 피부 보습효과 등 바이오셀룰로오스, 알로에, 홍차 등으로부터 기대될 수 있는 다양한 기술적 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 알로에 추출물을 포함하지 않는 경우 제조된 바이오셀룰로오스를 촬영한 사진이다.
도 2는 착즙 알로에 추출물을 포함하는 경우 제조된 바이오셀룰로오스를 촬영한 사진이다.
도 3은 믹서 분쇄 알로에 추출물을 포함하는 경우 제조된 바이오셀룰로오스를 촬영한 사진이다.
도 2는 착즙 알로에 추출물을 포함하는 경우 제조된 바이오셀룰로오스를 촬영한 사진이다.
도 3은 믹서 분쇄 알로에 추출물을 포함하는 경우 제조된 바이오셀룰로오스를 촬영한 사진이다.
이하, 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이들 실시예가 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시예 1. 알로에 추출물을 이용한 바이오셀룰로오스의 제조
본 실시예에서는 알로에 전잎 추출물을 포함하는 조성물을 준비하고, 초산균과 효모균을 접종하여 발효액을 제조하였고, 발효액 내의 바이오셀룰로오스의 함량을 확인하였다.
먼저, 알로에 믹서분쇄 알로에추출물은 알로에음료제조공정 후 남겨지는 알로에밑둥과 알로에 전잎을 50:50으로 중량을 측정한 후 푸드믹서기(SAMWOO, SF-600)으로 분쇄하였다. 분쇄된 추출물을 90℃에서 20~30분동안 가열하여 추출하였고, 원심분리 10000rpm 15min 및 필터(HYUNDAI, HM.3005090)를 이용하여 고형분을 제거하였다.
착즙 알로에추출물은 알로에밑둥과 알로에전잎을 50:50으로 중량을 측정한 후 90℃에서 20~30분동안 가열하였다. 착즙기(㈜휴롬, HVS-STF14)을 통해 추출하였고, 원심분리 10000rpm 15분 및 필터(HYUNDAI, HM.3005090)를 이용하여 고형분을 제거하였다.
홍차물은 홍차가루를 5g/L의 농도로 증류수(정제수)를 이용하여 80~90℃ 10~15분동안 추출한 후 필터(HYUNDAI, HM.3005090)하였고, 홍차설탕물은 이에 10%(w/v)의 농도로 sucrose(덕산시약, D848)를 혼합하여 제조 하였다.
또한, 알로에 전잎 추출물, 홍차 10% 설탕물, 홍차 물, 초산균(Gluconacetobacter xylinus subsp. xylinus KCCM 41431과 효모균(Saccharomyces cerevisiae KACC 30008)의 전배양액을 포함하는 조성물에 있어서, 최적의 함량비와 배양(발효)조건의 탐색을 위해 100mL에서 소량 배양을 실시하였다.
다음으로, 이들 물질이 하기 표 1과 같은 용량으로 혼합된 조성물 100ml를 25℃, 30℃ 및 37℃로 온도를 달리하고, 알로에 추출물의 농도를 달리하면서 초산균과 효모균을 1x 108 cfu/ml의 농도에서 8:2로 동시접종한 후 20일간 정치배양하여 발효하였다. 초산균 배지는 증류수 1L에 D-Mannitol(SIGMA-ALDRICH, M9647-500g) 15g, Yeast Extract(BD Difco, 212750) 5g, PEPTONE(Duchefa Biochemie, P1328 0500) 3g를 혼합한 것이고, 효모균배지는 증류수 1L에 Dextrose(BD Difco, 215530) 20g, Yeast Extract(BD Difco, 212750)10g, PEPTONE(Duchefa Biochemie, P1328 0500) 20g를 혼합한 것을 말한다.
이후에, 최종 발효액의 부피를 확인하고, 발효가 완료된 셀룰로오스를 30분동안 상온에 방치한 후 습윤 중량을 저울을 이용하여 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 알로에 추출물 혼합비율 (%) |
실험 볼륨(100ml) | 습윤중량 (g) | ||
| 배지 조성 | 25℃ | 30℃ | 37℃ | ||
| 비교예 1 | 0% | 알로에 추출물이 들어가지 않은 발효조건 홍차설탕물 90ml+ 전배양액10ml |
13.89g | 9.17g | 0.32g |
| 비교예 2 | 0% | 알로에 추출물이 들어가지 않은 발효조건설탕물90ml + 전배양액10ml | 0g | 0g | 0g |
| 제조예 1 | 10% | 알로에 추출물10ml + 홍차설탕물80ml + 전배양액10ml | 17.16g | 11.46g | 3.06g |
| 제조예 2 | 10%(+아세트산1%+에탄올1%) | 알로에 추출물10ml + 홍차설탕물80ml + 전배양액10ml+ 아세트산1ml + 에탄올1ml | 15.13g | 2.91g | 1.79g |
| 제조예 3 | 30%(+설탕물40%) | 알로에 추출물30ml + 홍차설탕물 40ml + 전배양액10ml + 홍차물20ml | 25.25g | 10.62g | 0.40g |
| 제조예 4 | 30%(+설탕물50%) | 알로에 추출물30ml + 홍차설탕물50ml + 전배양액10ml + 홍차물10ml | 19.08g | 5.82g | 0.81g |
| 제조예 5 | 40%(+설탕물40%) | 알로에 추출물40ml + 홍차설탕물40ml + 전배양액10ml + 홍차물10ml | 19.70g | 10.89g | 0.27g |
| 제조예 6 | 40%(+설탕물50%) | 알로에 추출물40ml + 홍차설탕물50ml + 전배양액10ml | 17.01g | 5.76g | 1.73g |
| 제조예 7 | 90% | 알로에 추출물90ml + 전배양액10ml | 18.5g | - | - |
상기 표 1 에서 확인할 수 있듯이, 알로에 추출물이 들어가지 않은 발효조건에서는 바이오셀룰로오스가 거의 생산되지 않거나, 아예 생산되지 않은 것을 알 수 있었다. 이에 반해, 알로에 추출물이 조성물에 포함되는 경우 바이오셀룰로오스의 함량이 높게 나타났으며, 특히 알로에 추출물이 총 중량 대비 30중량%(v/v)일 경우 생산되는 바이오셀룰로오스의 함량이 가장 높음을 알 수 있었다. 이는, 알로에 추출물을 포함하는 경우 대조군 대비 바이오셀룰로오스 생산함량을 증진시킬 수 있다는 결과와 더불어, 약 25 내지 35 중량% 내외에서 현저한 바이오셀룰로오스 생산함량의 차이를 확인한 결과로 판단된다. 또한, 25℃, 30℃ 및 37℃ 중, 25℃에서의 바이오셀룰로오스의 생산함량이 타 온도조건 대비 더 우수하다는 사실을 확인하였다.
이러한 결과는 일 구체예에 따른, 알로에 추출물이 바이오셀룰로오스의 함량을 증가시키며, 알로에 추출물 등을 포함하는 조성물의 발효액 화장료 조성물, 건강음료, 또는 마스크팩 등에 유용하게 사용될 수 있음을 의미한다.
실시예 2. 알로에 추출물을 이용한 바이오셀룰로오스의 대량 제조
상기 실시예 1에서 도출된 최적의 함량조건과 온도조건에 기반하여, 대량 배양을 통해 바이오셀룰로오스를 제조하고자 하였다.
구체적으로, 대량발효를 위해 표면적이 넓은 트레이(27cm x 40cm x 7cm)를 이용하였고, 트레이 당 2L(알로에 (껍질) 추출물 600mL, 홍차 설탕물 800mL, 전배양액 200mL 및 홍차 물 400mL)로 맞추어, 초산균과 효모균을 1x 108 cfu/ml의 농도에서 8:2로 동시접종한 후, 25℃에서 20일간 정치배양(발효)하였다. 홍차물은 홍차가루와 증류수(정제수)를 이용하여 5g/L의 조성으로 추출하였고, 홍차설탕물은 이에 10% (g/v)으로 제조하였다. 성분 함량은 하기 표 2에 나타내었다.
| 알로에 혼합비율(%) | 실험 볼륨(2L) |
| 혼합 성분 | |
| 0% | 증류수600ml+홍차설탕물800ml+전배양액200ml+홍차물400ml |
| 30% | 믹서추출물600ml+홍차설탕물800ml+전배양액200ml+홍차물400ml |
| 30% | 착즙추출물600ml+홍차설탕물800ml+전배양액200ml+홍차물400ml |
| 25℃ | |
바이오셀룰로오스의 습윤 중량 및 두께를 즉정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 0% | 착즙추출물 | 믹서추출물 | |
| 습윤중량(g) | 465.86 | 612.674 | 654.688 |
| 두께(mm) | 4.5 | 6.198 | 6.404 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 2L의 볼륨으로 발효하였을 때, 대략적으로 습윤중량 600 내지 700g, 두께 약 6 mm의 바이오셀룰로오스를 수득할 수 있었고, 알로에 추출물의 경우 믹서기로 분쇄하여 추출한 경우 더 높은 수율로서 바이오셀룰로오스를 수득할 수 있음을 알 수 있었다.
이러한 결과는 일 구체예에 따른, 알로에 추출물이 바이오셀룰로오스의 함량을 증가시키며, 알로에 추출물 등을 포함하는 조성물의 발효액 화장료 조성물, 건강음료, 또는 마스크팩 등에 유용하게 사용될 수 있음을 의미한다.
실시예 3. 제조된 바이오셀룰로오스의 흡수력, 흡수도, 보유도 및 보습력 평가
상기 실시예 2에서 제조된 바이오셀룰로오스의 흡수도을 평가하기 위해, 상기 제조된 면적 25cm2의 바이오셀룰로오스를 상온에서 24시간 동안 방치한 후 무게(W1)를 측정한 뒤, 온도 25±1℃, 상대습도 40 내지 50%의 항온/항습기에서 증류수에 24시간 방치하였다. 이후, 표면의 물기를 제거한 후 유리판 위에 붙이고 온도 37±1℃, 상대습도 40 내지 50%의 항온/항습기에서 2시간 동안 방치한 후 무게를 측정하고, 하기 수학식 1에 따라 흡수도를 계산하였다:
[수학식 1]
흡수도 = (W2-W1) / W1 X 100.
또한, 상기 실시예 2에서 제조된 바이오셀룰로오스의 보유도를 평가하기 위해, 상기 제조된 면적 25cm2의 바이오셀룰로오스를 상온에서 24시간 동안 방치한 후 초기무게(A)를 측정하고 24 내지 26 ℃의 항온, 상대습도 40 내지 50%의의 조건에서 증류수에 24시간 동안 함침 보관한 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아낸 후 펼쳐서 붙이고, 다시 36 내지 38℃의 항온, 상대습도 40 내지 50%의의 조건의 항온 항습기에 2시간 동안 보관한 다음 무게(B)를 측정하였다. 최종적으로 하기 수학식 2을 이용하여 계산하였다:
[수학식 2]
보유도(%) = (B-A)/A × 100
상기 실시예 2에서 제조된 바이오셀룰로오스의 흡수력을 평가하기 위해, 상기 제조된 면적 25cm2의 바이오셀룰로오스를 상온에서 24시간 동안 방치한 후 무게(W1)를 측정한 뒤, W1의 40배에 해당하는 증류수(37℃)에 담가 항온기(37℃)에서 30분 동안 방치하였다. 이후, 표면의 물기를 제거한 후 무게(W2)를 측정하고, 하기 수학식 3에 따라 흡수력을 계산하였다:
[수학식 3]
흡수력(g/cm3) = (W2-W1) / (초기시료의 면적 X 두께)
또한, 상기 실시예 2에서 제조된 바이오셀룰로오스의 보습력을 평가하기 위해, 면적이 25 cm2인 시료의 무게(W1)를 측정한 뒤, 시료 무게의 40배에 해당하는 증류수(37±1℃)에 시료를 담가 항온기(37±1℃)에서 30분 동안 방치하였다. 그 후 무게 5kg의 추로 20초간 누른 후 무게(D)를 측정한 다음, 하기 수학식 4에 따라 보습력을 계산하였다
[수학식 4]
보습력(g/cm3) = (D-W1) / (초기시료의 면적 X 두께).
| 흡수도 측정 | 샘플 | 초기무게(g) | 무게측정 | 시험결과(%) | ||
| 1차 | 2차 | 1차 | 2차 | |||
| 0% 셀룰로오스 (도 1) |
9.1 | 10.93 | 11.04 | 20.11 | 21.32 | |
| 30% 착즙 셀룰로오스 (도 2) |
15.1 | 18.12 | 19.25 | 20 | 27.48 | |
| 30% 믹서 셀룰로오스 (도 3) |
11.3 | 14.03 | 14.91 | 24.16 | 31.95 | |
| 보유도 측정 | 샘플 | 초기무게(g) | 무게측정 | 시험결과(%) | ||
| 1차 | 2차 | 1차 | 2차 | |||
| 0% 셀룰로오스 (도 1) |
9.1 | 10.61 | 9.06 | 16.59 | - | |
| 30% 착즙 셀룰로오스 (도 2) |
15.1 | 17.89 | 17.23 | 18.48 | - | |
| 30% 믹서 셀룰로오스 (도 3) |
11.3 | 13.8 | 12.74 | 22.12 | - | |
| 흡수력 측정 | 샘플 | 시험결과(g/cm3) |
| 0% 셀룰로오스 (도 1) | 0.05 | |
| 30% 착즙 셀룰로오스 (도 2) | 0.08 | |
| 30% 믹서 셀룰로오스 (도 3) | 0.09 |
| 보습력 측정 | 샘플 | 시험결과(g/cm3) |
| 0% 셀룰로오스 (도 1) | 0.04 | |
| 30% 착즙 셀룰로오스 (도 2) | 0.07 | |
| 30% 믹서 셀룰로오스 (도 3) | 0.07 |
상기 표 4 에서의 흡수도 평가결과와, 상기 표 5에서의 보유도 평가결과와, 상기 표 6 에서의 흡수력 평가결과와, 상기 표 7에서의 보습력 평가결과에서 확인할 수 있듯 알로에 추출물을 포함하여 제조한 바이오셀룰로오스의 경우, 알로에 추출물을 포함하지 않고 제조한 바이오셀룰로오스 대비 흡수도, 보유도, 흡수력 및 보습력 모두에서 현저히 우수함을 확인하였다. 더 나아가, 믹서 분쇄를 통한 알로에 추출물을 포함하여 제조한 바이오셀룰로오스의 경우, 착즙을 통한 알로에 추출물을 포함하여 제조한 바이오셀룰로오스 대비 흡수도, 보유도, 흡수력 및 보습력 측면에서 더 우수함을 확인하였다.
이러한 결과는 일 구체예에 따른, 알로에 추출물이 바이오셀룰로오스의 흡수도, 보유도, 흡수력 및 보습력 모두 증가시키며, 알로에 추출물 등을 포함하는 조성물의 발효액 화장료 조성물, 건강음료, 또는 마스크팩 등에 유용하게 사용될 수 있음을 의미한다.
Claims (10)
10 내지 40 부피부(v/v)의 알로에 추출물, 30 내지 60 부피부(v/v)의 홍차 설탕물 및 5 내지 30 부피부(v/v)의 홍차 물을 포함하는 혼합 조성물의 발효물을 포함하는 피부 보습용 화장료 조성물로서,
상기 발효물은 상기 혼합 조성물에 대한 초산균 및 효모균의 발효물인 조성물.
상기 발효물은 상기 혼합 조성물에 대한 초산균 및 효모균의 발효물인 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 알로에 추출물은 알로에 전잎의 추출물인 것인 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 알로에 추출물은 알로에의 착즙 추출물 또는 분쇄 추출물인 것인 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 알로에 추출물을 혼합 조성물 총 부피 대비 25 내지 35 부피부(v/v)로 포함하거나, 홍차 설탕물을 혼합 조성물 총 부피 대비 35 내지 55 부피부(v/v)로 포함하거나, 홍차 물을 혼합 조성물 총 부피 대비 5 내지 25 부피부(v/v)로 포함하는 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 발효물은 상기 혼합 조성물 총 부피 대비 1 내지 20 부피부의 초산균 또는 효모균 함유 배지로 발효된 발효물인 것인 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 혼합 조성물은 발효되어 바이오셀룰로오스를 생산하는 것인 조성물.
10 내지 40 부피부(v/v)의 알로에 추출물, 30 내지 60 부피부(v/v)의 홍차 설탕물 및 5 내지 30 부피부(v/v)의 홍차 물의 혼합 조성물을 제조하는 단계; 및
상기 조성물에 초산균, 효모균 또는 이들 조합을 접종하여 발효시켜 바이오셀룰로오스가 생성되는 단계를 포함하는, 바이오셀룰로오스를 제조하는 방법.
상기 조성물에 초산균, 효모균 또는 이들 조합을 접종하여 발효시켜 바이오셀룰로오스가 생성되는 단계를 포함하는, 바이오셀룰로오스를 제조하는 방법.
청구항 8에 의해 제조된 바이오셀룰로오스 마스크팩.
10 내지 40 부피부(v/v)의 알로에 추출물, 30 내지 60 부피부(v/v)의 홍차 설탕물 및 5 내지 30 부피부(v/v)의 홍차 물을 포함하는 혼합 조성물의 발효물을 포함하는 음료 조성물로서,
상기 발효물은 상기 혼합 조성물에 대한 초산균 및 효모균의 발효물인 조성물.
상기 발효물은 상기 혼합 조성물에 대한 초산균 및 효모균의 발효물인 조성물.
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2020
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