KR102591931B1 - 서양톱풀 효소 처리물 - Google Patents

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KR102591931B1 KR1020230026559A KR20230026559A KR102591931B1 KR 102591931 B1 KR102591931 B1 KR 102591931B1 KR 1020230026559 A KR1020230026559 A KR 1020230026559A KR 20230026559 A KR20230026559 A KR 20230026559A KR 102591931 B1 KR102591931 B1 KR 102591931B1
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김유아
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Abstract

본 발명은 우수한 항주름 효능을 갖는 서양톱풀 효소 처리물, 이를 제조하는 방법 및 이를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

Description

서양톱풀 효소 처리물{Enzymatically treated Achillea millefolium}
본 발명은 우수한 항주름 효능을 갖는 서양톱풀 효소 처리물, 이를 제조하는 방법 및 이를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.
노화, 스트레스, 환경 등의 요인에 의해 피부 탄력의 저하나 잔주름 발생과 같은 피부의 노화가 진행되고, 특히, UVA 자외선은 피부 세포를 손상시켜 피부 주름 생성을 유도한다. 이러한 피부 노화를 방지 또는 지연시키고자 하는 수요자의 요구가 강하고, 최근 이러한 현상은 성별이나 연령대를 불문하고 증가하고 있다. 이에 항노화, 주름 개선, 탄력 개선에 우수한 효과를 갖는 성분을 포함하는 화장품에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
일례로, 등록특허 10-1323487은 물냉이, 주니퍼, 백출 및 머위의 추출물 중 어느 하나 이상을 유효 성분으로 포함하는 항주름제를 개시하고 있다. 이외에도 다양한 식물 추출물을 유효 성분으로 포함하는 항주름 효과를 지닌 화장료 조성물이 제안되고 있으나, 종래의 화장품은 UVA 자외선에 대한 세포 보호를 통해 피부 주름을 개선하기에 충분한 효과를 나타내지 못하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1323487호
본 발명은 우수한 항주름 효능을 갖는 서양톱풀 효소 처리물, 이를 제조하는 방법 및 이를 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명은 서양톱풀로부터 추출된 후 효소로 처리된 서양톱풀 효소 처리물, 이를 제조하는 방법 및 이를 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 서양톱풀 효소 처리물은 우수한 항주름 효과를 제공한다. 본 발명에 따른 서양톱풀 효소 처리물은 UVA 자외선에 대한 세포 보호 효능이 우수하고, 그 결과 우수한 피부 주름 개선 효과를 발휘한다.
도 1은 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물에 대한 HPLC/MS 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2-5의 서양톱풀 효소 처리물에 대한 HPLC 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물의 세포 독성 시험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물의 항주름 효능 평가(UVA assay) 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물의 항주름 효능 평가(UV-ELN qRT-PCR) 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<서양톱풀 효소 처리물>
본 발명은 서양톱풀로부터 추출된 후 효소로 처리된 서양톱풀 효소 처리물을 제공한다. 본 발명에 따른 서양톱풀 효소 처리물은 UVA 자외선에 대한 세포 보호 효능이 우수하고, 그 결과 우수한 피부 주름 개선 효과를 발휘한다.
본 발명의 서양톱풀 효소 처리물은 서양톱풀을 추출하는 단계 및 상기 추출물을 효소 처리하는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조될 수 있다. 상기 효소로는 당 분해 효소(glycoside hydrolase enzyme)를 사용할 수 있다.
일례로, 상기 효소는 베타-클루카네이즈(beta-glucanases), 펙티네이즈(pectinases), 헤미셀룰레이즈(hemicellulases) 및 자일라네이즈(xylanases)를 포함할 수 있다. 전술한 4종의 효소를 포함하는 효소를 사용하는 경우, 루테올린(luteolin) 및 카페산(caffeic acid)을 더욱 고함량으로 포함하는 추출물을 제조할 수 있고, 그 결과 더 우수한 항주름 효과를 제공할 수 있다. 일례로, 상기 효소는 베타-클루카네이즈(beta-glucanases), 펙티네이즈(pectinases), 헤미셀룰레이즈(hemicellulases) 및 자일라네이즈(xylanases)를 0.1 내지 10 : 0.1 내지 10 : 0.1 내지 10 : 0.1 내지 10 중량비로 포함할 수 있다.
상기 효소는 해당 기술분야에 공지된 양으로 첨가될 수 있고, 예를 들어, 상기 추출물과 상기 효소의 혼합비는 1 : 0.5 내지 1.5 중량비, 예를 들어 1 : 1의 중량비일 수 있다.
<서양톱풀 효소 처리물의 제조방법>
본 발명의 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법은 서양톱풀을 추출하는 단계 및 상기 추출물을 효소 처리하는 단계를 포함한다.
서양톱풀 추출 단계
본 발명에 따른 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법은 서양톱풀을 추출하는 단계를 포함한다.
추출 용매는 물, 탄소수 1 내지 4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 아세톤, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, 에틸에테르, 헥산 및 1,3-부틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 추출 용매는 물 또는 에탄올, 예를 들어 60 내지 80 %(v/v) 에탄올일 수 있다.
서양톱풀과 추출 용매의 혼합비는 1 : 1 내지 30 중량비, 예를 들어 1 : 1 내지 10 중량비일 수 있다. 서양톱풀에 대한 추출 용매의 혼합비가 전술한 범위 미만인 경우 서양톱풀 성분이 충분히 추출되지 않을 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 사용되는 용매 량에 비해 적은 수율을 얻게 되어 비효율적이다.
상기 추출은 20 내지 40 ℃, 예를 들어 상온에서, 1 내지 5일, 예를 들어 2 내지 4일동안 인큐베이션(incubation)하여 수행될 수 있다. 전술한 조건으로 추출하는 경우, 서양톱풀 성분을 높은 효율로 추출할 수 있다. 상기 추출은 1 내지 5회, 예를 들어, 3회 수행될 수 있다.
상기 추출 후, 필요에 따라, 상기 추출물을 여과하고, 농축하고, 동결 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여과 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 0.2 내지 150 ㎛, 예를 들어 0.4 내지 0.5 ㎛ 필터(filter)를 사용하여 여과할 수 있다. 농축 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 감압농축기를 사용하여 농축할 수 있다.
효소 처리 단계
본 발명에 따른 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법은 상기 추출물을 효소로 처리하는 단계를 포함한다.
상기 효소로는 당 분해 효소를 사용할 수 있다. 일례로, 상기 효소는 베타-클루카네이즈(beta-glucanases), 펙티네이즈(pectinases), 헤미셀룰레이즈(hemicellulases) 및 자일라네이즈(xylanases)를 포함할 수 있다. 전술한 4종의 효소를 포함하는 효소를 사용하는 경우, 루테올린(luteolin) 및 카페산(caffeic acid)을 더욱 고함량으로 포함하는 추출물을 제조할 수 있고, 그 결과 더 우수한 항주름 효과를 제공할 수 있다. 일례로, 상기 효소는 베타-클루카네이즈(beta-glucanases), 펙티네이즈(pectinases), 헤미셀룰레이즈(hemicellulases) 및 자일라네이즈(xylanases)를 0.1 내지 10 : 0.1 내지 10 : 0.1 내지 10 : 0.1 내지 10 중량비로 포함할 수 있다.
일례로, 상기 제조된 추출물에 상기 효소를 첨가하고, 15 내지 55 ℃, 예를 들어 25 내지 45 ℃에서 15 내지 35 시간, 예를 들어 20 내지 30 시간 동안 인큐베이션한다. 전술한 조건을 벗어나는 경우, 효소가 충분히 활성화되지 못할 수 있다.
상기 효소는 해당 기술분야에 공지된 양으로 첨가될 수 있고, 예를 들어, 상기 추출물과 상기 효소의 혼합비는 1 : 0.5 내지 1.5 중량비, 예를 들어 1 : 1의 중량비일 수 있다.
상기 효소 처리된 용액을 70 내지 130 ℃, 예를 들어 90 내지 130 ℃에서 10 내지 30 분, 예를 들어 10 내지 15분 동안 인큐베이션하여 첨가된 효소를 비활성화한다.
상기 효소의 비활성화 후, 상기 추출물을 냉각한 후 여과하고, 동결 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여과 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 0.2 내지 150 ㎛, 예를 들어 0.4 내지 0.5 ㎛ 필터를 사용하여 여과할 수 있다.
<화장료 조성물>
본 발명의 화장료 조성물은 전술한 서양톱풀 효소 처리물을 포함한다. 화장료 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 서양톱풀 효소 처리물을 0.001 내지 20 중량%, 예를 들어 0.001 내지 5 중량% 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 화장료 조성물은 탈크, 색소 등을 더 포함할 수 있고, 산화 방지제, 방부제 등 해당 기술분야에서 통상 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 해당 기술분야에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 스프레이 등의 제형으로 제조될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[제조예 1: 서양톱풀 추출물의 제조]
서양톱풀 50 g에 70 % 에탄올 450 g을 가하여 인큐베이션(실온, 3 일)하는 과정을 3회 반복하였다. 이후, 상기 제조된 추출물을 0.45 ㎛ 필터로 여과하고, 감압 농축기를 사용하여 농축하고, 예비 동결 후 동결 건조하여 서양톱풀 추출물 파우더를 제조하였다(7.78 g 수득, 수율 15.73%).
서양톱풀 추출물 파우더 0.2 g을 정제수 20 mL 에 넣고 혼합한 후, 50 ℃, 150 rpm에서 24 시간 동안 인큐베이션하고, 이후, 121 ℃, 15lb psi에서 15 분간 인큐베이션한 뒤, 0.45 ㎛ 필터로 여과하고, 예비 동결 후 동결 건조하여 서양톱풀 추출물을 제조하였다.
[제조예 2-5: 서양톱풀 효소 처리물의 제조]
서양톱풀 50 g에 70 % 에탄올 450 g을 가하여 인큐베이션(실온, 3 일)하는 과정을 3회 반복하였다. 이후, 상기 제조된 추출물을 0.45 ㎛ 필터로 여과하고, 감압 농축기를 사용하여 농축하고, 예비 동결 후 동결 건조하여 서양톱풀 추출물 파우더를 제조하였다(7.78 g 수득, 수율 15.73%).
서양톱풀 추출물 파우더 0.2 g을 정제수 20 mL에 넣고 혼합한 후, 하기 표 1에 따라 효소 0.2 g을 넣고 인큐베이션하였다. 이후, 121 ℃, 15lb psi에서 15 분간 인큐베이션하여 효소를 비활성화시키고, 0.45 ㎛ 필터로 여과하고, 예비 동결 후 동결 건조하여 각 제조예의 서양톱풀 효소 처리물을 제조하였다.
효소 1: 베타-클루카네이즈, 펙티네이즈, 헤미셀룰레이즈 및 자일라네이즈의 혼합물(Viscozyme® L, Novozyme사)
효소 2: 베타-클루카네이즈
효소 3: 셀룰레이즈
효소 4: 알파-아밀레이즈
[실험예 1: 성분 분석]
상기 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물 1 mg을 각각 80 % MeOH 1 mL에 넣고, 소니케이션(sonication)하여 녹인 후, 0.25 ㎛ 필터로 여과하여 HPLC/MS 측정용 시료를 제조하였다. 하기 조건으로 HPLC/MS 측정하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타난 바와 같이, 효소 처리 단계를 포함하지 않은 제조예 1의 서양톱풀 추출물에서는 카페산(caffeic acid)과 루테올린(luteolin)이 거의 측정되지 않은 반면, 본 발명에 따른 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물에서는 카페산 및 루테올린이 높은 함량으로 측정되었다. 또한, 효소 처리 시, 아피제닌(apigenin) 배당체 및 루테올린(luteolin) 배당체가 줄어든 것을 확인할 수 있는데, 이는 배당체의 당이 성공적으로 제거되었음을 의미한다.
<HPLC 분석 조건>
HPLC conditions
- System: Agilent Technologies 1260 Infinity
- Column: Shiseido C18 column(MG) (5 ㎛, 4.6 mm I.D. x 150 mm)
- Solvent A: 0.1% formic acid/H2O
- Solvent B: 0.1% formic acid/acetonitrile
(gradient elution)
- Flow rate: 0.6 ml/min
- Wavelength(DAD): 220, 254, 280, 330, 365 nm
MS conditions
- System: Agilent Technologies 6530 Accurate-Mass Q-TOF
- Ion mode: negative, positive mode
[실험예 2: 성분 분석]
상기 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2-5의 서양톱풀 효소 처리물 10 mg을 사용하여 각각 MeOH 1 mL에 넣고, 소니케이션(sonication)하여 녹인 후, 0.25 ㎛ 필터로 여과하여 HPLC 측정용 시료를 제조하였다. 하기 조건으로 HPLC 측정하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이, 효소 처리 단계를 포함하지 않은 제조예 1의 서양톱풀 추출물에서는 카페산과 루테올린이 거의 측정되지 않은 반면, 베타-클루카네이즈, 펙티네이즈, 헤미셀룰레이즈 및 자일라네이즈의 혼합물인 효소 1을 사용한 제조예 2의 서양톱풀 추출물에서는 제조예 1에 비하여 카페산 및 루테올린이 높은 함량으로 측정되었다. 한편, 베타-클루카네이즈, 펙티네이즈, 헤미셀룰레이즈 및 자일라네이즈의 혼합물인 효소 1 대신 베타-클루카네이즈를 단독으로 사용한 제조예 3 및 셀룰레이즈를 단독으로 사용한 제조예 4의 서양톱풀 추출물에서는 카페산이 거의 측정되지 않았고, 알파-아밀레이즈를 사용한 제조예 5의 서양톱풀 추출물에서는 카페산과 루테올린 모두 거의 측정되지 않았다.
<HPLC 측정 조건>
- Column: Phenomenon Luna C18 250 x 4.6 mm
- Solvent A: 0.1 % Phosphoric acid/H2O
- Solvent B: Acetonitrile
- Injection volume: 10 μL
- Oven temperature: 35 ℃
- Flow rate: 1 mL/min
- Wavelength(PDA): 350 nm
[실험예 3: 세포 독성 평가, MTT assay]
섬유아세포에 대한 서양톱풀 효소 처리물의 세포 독성을 확인하기 위해, MTT assay를 실시하였다. 96 well plate에 섬유아세포(CCD-986sk)를 5Х104 cells/mL의 농도로 배양하고, 24시간 후에 무혈청 배지에 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물을 농도 별로 처리한 후, 37 ℃, 5 % CO2 인큐베이터 조건 하에 24 시간 배양하였다. 배양 완료 3시간 전 5 mg/mL MTT 20 μL 처리 후 3 시간 동일 조건으로 배양하였다. 이후, 배지를 모두 제거하고, 150 μL DMSO를 각 well에 넣어 교반한 후, Microplate reader로 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 하기 식으로 세포 생존율을 계산하였고, 세포 생존율이 80 % 이상인 경우, 세포 독성이 없는 것으로 판단하였다.
세포 생존율(%) = 100 X (실험군 흡광도 / 대조군 흡광도)
도 3에 나타난 바와 같이, 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물은 모두 50 μg/mL 농도 이하에서 무독성임을 확인할 수 있다.
[실험예 4: 항주름 효능 평가(UVA assay)]
96 well plate에 섬유아세포(CCD-986sk)를 5Х104 cells/mL의 농도로 24시간 배양하였다. 배지를 제거하고 HBSS를 넣은 후, UV irradiation system(VILBER)을 이용하여 UVA 30 J/cm2 를 조사하였다. UVA 조사 종료 후, 무혈청 배지에 비타민 C를 100 μg/mL 농도로 희석하여 처리하고, 제조예 1의 서양톱풀 추출물 및 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물을 10 μg/mL 및 50 μg/mL 농도로 희석하여 처리하였다. 21시간 후, 5 mg/mL MTT(M2128, sigma)를 10 μL 넣어 3시간 배양하였다. 이후, 배지를 모두 제거하고, 150 μL DMSO를 각 well에 넣어 교반한 후, Microplate reader로 570 nm에서 흡광도를 측정하고, 하기 식으로 세포 생존율을 계산하였다.
세포 생존율(%) = 100 X (실험군 흡광도 / 대조군 흡광도)
도 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물의 경우, 효소 처리 단계를 포함하지 않은 제조예 1의 서양톱풀 추출물 대비 세포 생존율 증가를 나타내었으며, 비타민 C에 비하여 UVA 손상 개선 효과가 우수하게 나타났다.
[실험예 5: 항주름 효능 평가(UV-ELN qRT-PCR)]
CCD-986sk 세포주를 6 well plate에 적정 농도로 2 mL 분주하고, 37 ℃, 5 % CO2 인큐베이터에서 24 시간 배양하였다. 배양 배지를 제거하고 HBSS를 넣은 후, UV irradiation system(VILBER LOURMAT, UV-irradiation BIO-SUN)을 이용하여 UVA 30 J/cm2를 조사하였다. 대조군은 동일 시간, 25 ℃ 인큐베이션하였다. 반응 종료 후 Serum Free 배지로 교체하고, UVA 조사한 세포에 샘플을 농도 별로 처리 후, 37 ℃, 5 % CO2 인큐베이터 조건 하에 24 시간 배양하였다. 배양 완료 후 각 well에 Trizol(Invitrogen) 1 mL 처리하여 RNA 추출하고, 클로로포름, 2-프로판올, 75 % EtOH 및 원심분리기를 사용하여 RNA 응축 및 워싱 진행하였다. RNA 건조 후 Nuclease free water를 적정량 넣고, Nano drop(ALLSHENG)을 이용하여 정량하였다. 각 RNA를 동일 농도가 되도록 제조한 후, cDNA Synthesis Kit(PhileKorea)를 이용하여 Reverse transcription하였다. 합성된 cDNA 및 Primer(COL1A1 Oligonucleotide), SYBR green, Nuclease free water를 적정 비율로 혼합한 후, Real time PCR 장비(Applied Biosystem, Quantstudio 5)를 사용하여 RT-qPCR 실행하였다. PCR 결과 분석은 △△Ct 값을 산출하여 유전자의 발현을 비교하였다. 효능 평가 시 사용한 인자는 엘라스틴 인자이기 때문에, UV 조사 시 이에 대한 발현 정도가 무처리 군인 Blank 대비 낮아지며, UVA 처리한 음성 대조군 대비 샘플의 mRNA 발현이 높게 측정될수록 광에 의한 주름 형성 억제 효능이 높게 평가될 수 있다.
도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 제조예 2의 서양톱풀 효소 처리물의 경우, 효소 처리 단계를 포함하지 않은 제조예 1의 서양톱풀 추출물 대비 UV에 의해 감소된 엘라스틴(ELN)의 생성 효과가 높게 나타났으며, 비타민 C에 비하여 UVA 손상 개선 효과가 우수하게 나타났다.

Claims (10)

  1. 서양톱풀(Achillea millefolium)로부터 추출된 후 효소로 처리된 서양톱풀 효소 처리물로서,
    상기 효소가 베타-클루카네이즈(beta-glucanases), 펙티네이즈(pectinases), 헤미셀룰레이즈(hemicellulases) 및 자일라네이즈(xylanases)를 포함하는 서양톱풀 효소 처리물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 추출된 서양톱풀 추출물과 상기 효소의 혼합비가 1 : 0.5 내지 1.5 중량비인 서양톱풀 효소 처리물.
  5. 서양톱풀을 추출하는 단계 및 상기 추출물을 효소 처리하는 단계를 포함하고,
    상기 효소가 베타-클루카네이즈(beta-glucanases), 펙티네이즈(pectinases), 헤미셀룰레이즈(hemicellulases) 및 자일라네이즈(xylanases)를 포함하는 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제5항에 있어서, 상기 추출 용매는 물, 탄소수 1 내지 4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 아세톤, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, 에틸에테르, 헥산 및 1,3-부틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하고,
    상기 서양톱풀과 상기 추출 용매의 혼합비는 1 : 1 내지 30 중량비이고,
    상기 추출은 20 내지 40 ℃에서 1 내지 5일동안 인큐베이션(incubation)하여 수행되는 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제5항에 있어서, 상기 추출물에 상기 효소를 첨가한 후 15 내지 55 ℃에서 15 내지 35 시간 동안 인큐베이션하는 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제7항에 있어서, 상기 효소 처리된 용액을 70 내지 130 ℃에서 10 내지 30 분 동안 인큐베이션하여 효소를 비활성화시키는 서양톱풀 효소 처리물의 제조방법.
  9. 제1항 또는 제4항의 서양톱풀 효소 처리물을 포함하는 화장료 조성물.
  10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 서양톱풀 효소 처리물을 포함하는 화장료 조성물.
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