KR20080019059A - 표피세포 분화 및 각화 촉진제, 및 표피 각화 촉진용기능성 음식품 - Google Patents

표피세포 분화 및 각화 촉진제, 및 표피 각화 촉진용기능성 음식품 Download PDF

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아키히로 마스야마
치아키 요시무라
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칼피스가부시키가이샤
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Abstract

경구섭취에 의해 피부의 정상적인 각화 촉진작용이 얻어지는 기능성 음식품 및 이 기능성 음식품 등에 사용하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제를 제공하는 것. 본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제는 락토바실루스·헬베티쿠스 등의 유산균을 포함하는 균체에 의해 젖을 발효시켜 얻은 발효유 유청을 유효성분으로 포함하고, 본 발명의 표피 각화 촉진용 기능성 음식품은 상기 표피세포 분화 및 각화 촉진제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
기능성, 음식품, 경구섭취, 각화촉진, 유산균, 발효유.

Description

표피세포 분화 및 각화 촉진제, 및 표피 각화 촉진용 기능성 음식품{PROMOTER OF DIFFERENTIATION AND KERATINIZATION OF EPIDERMIC CELL AND FUNCTIONAL BEVERAGE/FOOD FOR PROMOTION OF KERATINIZATION OF EPIDERMIS}
본 발명은, 건조한 피부나 거친 피부, 게다가 건선이나 건피증 등의 부전각화(不全角化)를 수반하는 각종 피부질환군에 있어서, 표피세포의 분화를 촉진함으로써 표피의 정상적인 각화를 촉진시켜, 여러 피부 트러블을 정상화하는 효과가 얻어지는 표피세포 분화 및 각화 촉진제, 및 표피 각화 촉진용 기능성 음식품에 관한 것이다.
피부조직의 최외층에 있는 표피는 외계에 직접 노출되어, 각종 물리적, 화학적인 자극으로 용이하게 상해를 받는 영역이다. 그 때문에, 표피 최심부의 기저층에서 탄생한 표피세포가 외부방향으로 이행되어 가, 새로운 세포로 교체되고 있다. 이것을 표피의 턴오버라고 부르며, 이 과정에서 표피세포는 기저세포, 유극세포, 과립세포, 게다가 각질세포와 4단계의 분화를 거쳐, 최종적으로는 때로 되어 피부 표면으로부터 탈락되어 간다. 통상, 기저세포가 각질세포로 되는 각화까지는 약 14일간, 각질세포가 때로 되어 벗겨져 떨어질 때까지는 약 14일간, 계 4∼6주간에 걸쳐, 표피는 끊임없이 턴오버를 반복하고 있다.
건전한 표피의 각질세포는 약 15층으로 중층화되어, 각질층을 형성하고 있다. 이 각질층은 우수한 배리어 기능을 가져, 체내의 수분 증산을 막음과 아울러, 외래 항원 등의 이물질 침입이나 외적 자극이 체내로 전해지는 것을 막는 등, 생체방어에 중요한 역활을 수행하고 있다. 한편, 아토피성 피부염이나 건피증, 건선 등의 각종 피부질환에서는, 건전한 각질층 형성이 방해받고 있어, 이 각질층의 형성부전, 즉 부전각화가 피부의 배리어 기능 저하를 초래하여, 수분의 증산이나 외래 이물질의 침입, 외적 자극의 체내로의 전달을 쉽게 하여, 피부의 건조나 각종 피부질환의 야기 또는 악화에 결부되고 있다고 생각되고 있다. 또, 턴오버가 흐트러져, 각화가 순조롭게 행해지지 않게 된 피부에서는, 각질층이 두꺼워져, 까칠까칠함이나, 뻗뻗함과 같은 피부 거칠어짐 상태를 야기하므로, 미용적 관점에서도 표피의 각화 이상이 문제시되고 있다.
이러한 피부질환의 개선이나, 건강한 피부상태를 유지하기 위하여, 어떤 종류의 성분을 사용함으로써, 피부의 트러블을 정상화하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서, 표피 각화 촉진작용을 기대하여, 규산관련 물질을 화장품 등에 배합하는 것이 제안되어 있다. 그렇지만, 이러한 작용을 나타내는 성분의 탐색은 외용을 목적으로 한 화장품이나 피부 외용제 분야에서 행해지고 있는데, 음식품 분야에서 응용가능한 유효성분에 대해서는 아직 눈에 띄고 있지 않다. 또, 상기 피부 외용제를 음식품류에 이용하는 것도 생각할 수 있지만, 실제로 응용한 경우에, 어떠한 작용이 얻어질지에 대해서도 불분명한 상태이다.
특허문헌 1: 일본 특허 제3227378호
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
본 발명의 과제는 경구섭취에 의해 피부의 정상적인 각화 촉진작용이 얻어지는 기능성 음식품 및 이 기능성 음식품 등에 사용하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제를 제공하는 것에 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명에 의하면, 유산균을 포함하는 균체에 의해 젖을 발효시켜 얻은 발효유 유청(whey)을 유효성분으로 포함하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제가 제공된다.
또 본 발명에 의하면, 상기 표피세포 분화 및 각화 촉진제를 포함하는 표피 각화 촉진용 기능성 음식품이 제공된다.
또한 본 발명에 의하면, 표피세포 분화 및 각화 촉진제, 혹은 표피 각화 촉진용 기능성 음식품을 제조하기 위한, 유산균을 포함하는 균체에 의해 젖을 발효시켜서 얻은 발효유 유청의 사용이 제공된다.
(발명의 효과)
본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제 및 표피 각화 촉진용 기능성 음식품은, 이미 경구섭취에 의해 그 안전성이 확인되어 있는, 발효유 유청을 유효성분으로 하므로, 안전하게 경구적으로 우수한 표피 각화 촉진작용을 얻을 수 있고, 계속적 섭취 등에 의해 계절이나 기후변화에 따라 생기는 피부 건조나 피부 거칠어짐의 억제,또는, 아토피성 피부염, 건피증이나 건선과 같은 부전각화를 특징으로 하 는 각종 피부질환의 여러 증상의 개선 효과 등을 기대할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서 행한 분화 마커의 단백 발현 해석결과를 나타내는 현미경 사진의 사본이다.
도 2는 실시예 1에서 행한 mRNA 레벨에서의 Keratin 10의 발현촉진 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예 1에서 행한 mRNA 레벨에서의 Involucrin의 발현촉진 효과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 1에서 행한 분화 마커(Keratin 10)의 발현량의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예 1에서 행한 분화 마커(lnvolucrin)의 발현량의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 1에서 행한 세포 상해성 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제는 유산균을 포함하는 균체에 의해 젖을 발효시켜 얻은 발효유 유청을 유효성분으로 포함한다.
상기 유산균으로서는, 스트렙토코쿠스속, 락토코쿠스속, 락토바실루스속, 비피도박테리움속 등에 속하는 유산균을 들 수 있는데, 락토바실루스속이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면, 락토바실루스·불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus), 락토바실루스·헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실루스·카세이(Lactobacillus casei), 락토바실루스·악시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실루스·페르멘텀(Lactobacillus fementum) 등을 들 수 있고, 특히, 락토바실루스·헬베티쿠스를 적합하게 사용할 수 있다.
상기 락토바실루스·헬베티쿠스의 균주로서는 균체 외에 프로테이나제 활성이 높은 것이 바람직하다. 예를 들면, Twining 등의 방법(Twining, S. Anal. Biochem. 143 3410(1984))을 기초로 한 Yamamoto 등의 방법(Yamamoto, N. 등 J. Biochem,(1993)114, 740)에 준하여 측정한 U/OD590의 값이 400 이상을 나타내는 균주가 바람직하다. 또, 하기의 균학적 성질을 갖는 락토바실루스·헬베티쿠스 균주를 사용할 수 있다.
균학적 성질
1. 형태학적 성질:
1) 세포의 형상; 간균,
2) 운동성; 없음,
3) 포자의 유무; 없음,
4) 그램 염색성; 양성.
2. 생리학적 성질:
1) 카탈라제; 음성,
2) 인돌 생성; 음성,
3) 질산염의 환원; 음성,
4) 산소에 대한 태도; 통성 혐기성 균,
5) 글루코오스에 의해 호모 유산발효에 의해 DL(-)락트산을 생성하고, 가스의 생산은 없다.
6) 각종 탄수화물의 분해성: 글루코오스; +, 락토오스; +, 만노오스; +, 프룩토오스; +, 갈락토오스; +, 수크로오스; -, 말토오스; -, 크실로오스; -, 람노오스; -, 셀로비오스; -, 트레할로오스; -, 멜리비오스; -, 라피노오스; - , 스타키오스; -, 만니톨; -, 소르비톨; -, 에스쿨린; -, 살리신; -.
상기 바람직한 락토바실루스·헬베티쿠스로서는, 예를 들면, 락토바실루스·헬베티쿠스 CM4주(독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물기탁센터 일본 이바라키켄 츠쿠바시 히가시 1-1-1 츄오 제6 기탁번호: FERM BP-6060, 기탁일 1997.8.15)(이하, CM4주라고 칭함)를 들 수 있다. 이 CM4주는 특허 수속상의 미생물기탁의 국제적 승인에 관한 부다페스트 조약에 상기 기탁번호로 등록되어 있으며, 이 주는 이미 특허되어 있다.
상기 발효유 유청은 상기 유산균을 포함하는 발효유 스타터를 젖에 첨가하고, 발효온도 등의 발효조건을 적당하게 선택하여 발효시킴으로써 얻을 수 있다.
유효성분인 발효유 유청은 얻어지는 발효유로부터 원심분리, 여과 등의 상법의 분리조작에 의해 유청을 분리함으로써 얻어지는데, 사용시에는, 분리하지 않고 발효유의 상태에서, 또 분리한 유청을 적당하게, 분획, 농축, 정제 등을 하여 사용할 수 있는 것 이외에, 이 유청이나 그 농축물을 동결건조, 분무건조 등에 의해 분말로 하여 사용할 수도 있다.
상기 유산균은 미리 사전 배양해 둔 충분히 활성이 높은 스타터로서 사용하는 것이 바람직하다. 초발균수는 바람직하게는 105∼109개/ml 정도이다.
유효성분인 발효유 유청을 특정 보건용 식품 등의 기능성 음식품이나 표피 각화 촉진을 위한 효능을 표시한 기능성 음식품으로서 이용하는 경우에, 풍미를 양호하게 하고, 기호성을 양호하게 하기 위하여, 상기 유산균에 효모를 병용할 수도 있다. 효모의 균종은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 사카로마이세스·세레비시애 등의 사카로마이세스속 효모를 바람직하게 들 수 있다. 효모의 함유 비율은 그 목적에 따라 적당하게 선택할 수 있다.
원료의 젖으로서는, 예를 들면, 우유, 마유, 양유, 산양유 등의 동물유, 및 두유 등의 식물유, 이것들의 가공유인 탈지유, 환원유, 분유, 컨덴스 밀크 등을 들 수 있고, 우유, 두유, 이것들의 가공유가 바람직하며, 우유 또는 그 가공유가 특히 바람직하다.
젖의 고형분 농도는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 탈지유를 사용하는 경우의 무지유 고형분 농도는, 통상 3∼15중량% 정도이며, 생산성적으로는 6∼15중량%가 바람직하다.
상기 발효는, 통상 정치 혹은 교반 배양에 의해, 예를 들면 발효온도 25∼45℃, 바람직하게는 30∼45℃, 발효시간 3∼72시간, 바람직하게는 12∼36시간으로, 락트산 산도가 1.5 이상으로 된 시점에서 발효를 정지하는 방법에 의해 행할 수 있다.
본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제는 상기 유효성분인 발효유 유청 이외에, 다른 표피세포 분화 및 각화 촉진작용을 갖는 공지의 성분을 포함하고 있어도 되고, 또한 그 형태에 따라서는, 부형제 등의 각종 첨가제가 포함되어 있어도 된다.
본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제는, 필수 유효성분이 상기 발효유 유청이므로, 그 경구섭취량은 투여기간이나 그 계속성 등에 따라 원하는 효과가 얻어지도록 적당하게 선택할 수 있는데, 통상, 상기 발효유 유청량으로, 1일당 1∼1000ml/1인 정도이며, 바람직하게는 10∼200ml/1인 정도이다.
본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제의 투여는 피부의 부전각화에 의한 증상이 발생한 후이더라도, 또, 그러한 증상을 예방하는 시기에 계속해서 매일, 혹은 단속적으로 섭취할 수 있다.
본 발명의 기능성 음식품은 본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제를 포함하는 식품 및 음료로서, 표피 각화 촉진에 관한 예방이나 개선을 행한, 예를 들면 특정 보건용 식품, 표피 각화 촉진을 위한 효능을 표시한 기능성 음식품 등으로 할 수 있다.
상기 기능성 음식품에는 당류, 단백질, 지방질, 비타민, 미네랄, 플레이버, 또는 이들의 혼합물 등의 첨가물을 첨가할 수도 있다. 또, 발효유 유청을 분리하기 전의 유청 이외의 젖 성분을 더 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 기능성 음식품에 있어서, 상기 본 발명의 표피세포 분화 및 각화 촉진제의 배합비율은 음식품의 형태나 종류에 따라 적당하게 선택할 수 있고, 그 기능성 음식품의 섭취 계속성 등에 따라 적당하게 선택할 수 있어 특별히 한정되지 않지만, 유효성분인 발효유 유청으로서 통상 0.1∼100중량%, 바람직하게는 10∼90중량%의 범위가 적당하다.
상기 기능성 음식품의 형태로서는, 예를 들면, 요구르트, 유산균 음료 등의 발효유 제품, 발효유 유청 또는 그 농축물 등을 배합한 각종 가공음식품, 건조분말, 정제, 캡슐제, 과립제 등을 들 수 있다.
본 발명의 기능성 음식품은 투여량 및 투여 시기에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 상기 유효성분의 투여량 정도로 섭취하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 피부에 대하여 표피 각화 촉진이 필요한 환경 등에 접하기 전에 계속적 혹은 단속적으로, 게다가, 그러한 환경에 접한 후에, 계속적 또는 단속적으로 섭취할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
고형율 9중량% 탈지분유로 이루어지는 젖 배지에 CM4주 스타터(균수 5×108개/mL)를 3% 접종하고, 37℃에서 24시간, 정치 상태에서 발효시켜 발효유를 얻었다. 이 발효유를 12000G, 20분간 원심분리하고, 침전을 제거하여, 발효유 유청을 조제했다. 얻어진 발효유 유청을 사용하여 이하의 시험을 행했다.
<분화 촉진작용 평가 시험 및 세포 상해성 시험>
1) 방법
(a) 배양 표피세포 및 배지
인간 정상 표피세포 및 배지(Humedia-KG2)는 시판품(쿠라보사제)을 사용했다.
(b) 세포배양
인간 정상 표피세포의 세포수를 상기 배지에서 5.652×104cells/mL로 조정하고, 60mm 접시에 5mL씩 파종하고, 95% 공기(V/V)-5%(V/V) 탄산 가스의 분위기하에, 37℃에서 24시간 정치 배양했다. 그 후, 최종 농도 0.03, 0.1, 0.3, 1%의 발효유 유청 및 대조로서 정제수를 첨가한 상기 배지로 교환하고, 24시간 정치 배양했다. 또, 타임 코스 해석용으로서는, 최종 농도 1%의 시료함유 배지와 교환 후, 0, 1, 2, 4, 6, 8일간 정치 배양했다.
(c) 항체 염색에 의한 분화 마커 발현 해석
상기 (b)에서 조제한 1%의 발효유 유청의 존재하, 또는 부존재하에서 24시간 배양 후, 4% 파라포름알데히드 함유 PBS로 세포의 고정을 행했다. 10% 토끼 혈청 함유 PBS로 블로킹 후, 마우스 항 사이토케라틴 10항체(Dako사제) 또는 마우스 항 인볼루크린 항체(YLEM사제)를 실온에서 1시간 반응시켰다. PBS 세정 후, 퍼옥시다제 표지 토끼 항 마우스 면역글로불린 항체(Dako사제)를 실온에서 30분간 반응시켰 다. 또한 PBS 세정을 행한 후, DAB Substrate-Chromogen System(Dako사제)을 사용하여 발색반응을 행했다. 결과를 도 1에 나타낸다.
도 1에서, a는 발효유 유청을 첨가하지 않은 Keratin 10의 발현 관찰 결과, b는 최종 농도 1%로 발효유 유청을 첨가했을 때의 Keratin 10의 발현 관찰 결과, c는 발효유 유청을 첨가하지 않은 Involucrin의 발현 관찰 결과, d는 최종 농도 1%로 발효유 유청을 첨가했을 때의 Involucrin의 발현 관찰 결과를 나타낸다.
(d) Real-time RT-PCR에 의한 분화 마커 발현 해석
상기 (b)에서 여러 농도의 발효유 유청의 존재하에, 또는 부존재하에서 24시간 배양 후, 및 타임 코스 분석용의 배양 후, 배양 상청액을 흡인 제거하고, Hepes 완충액으로 2회 세정한 후, RNeasy Mini Kit(QIAGEN사제)을 사용하여 세포로부터 전체 RNA를 추출했다. 추출한 전체 RNA 1ng에 대하여, Smart Cycler II System(Cepheid사제)에서, One Step SYBR RT-PCR Kit(상품명, TaKaRa사제) 및 표 1에 나타내는 프라이머를 사용하여, 프로토콜에 따라 Real-time RT-PCR을 실시하고, 케라틴 10(Keratin 10) mRNA, 인볼루크린(Involucrin) mRNA 및 글리세르알데히드3인산 탈수소 효소(GAPD) mRNA의 발현량을 정량화했다. 발현량은 어느 세포에서도 동량 발현되는 것으로 생각되는 GAPD mRNA 발현량으로 나눔으로써 규격화하고, 또한, 그 값을, 상기 (b)에서 배지 중의 발효유 유청 농도를 0%로 한 것(대조)을 1로 한 상대값으로 나타냈다. 결과를 도 2∼5에 나타낸다. 단, 도 4 및 도 5에서, 검은 동그라미가 발효유 유청 첨가에 의한 결과, 흰 동그라미가 발효유 유청 비첨가에 의한 결과를 나타낸다.
(e) 세포 상해성 평가 시험
상기 (b)와 마찬가지로, 인간 정상 표피세포를 시료 존재하에서 48시간 배양 후, 알라마 블루 시약(나카라이테스크사제)을 사용하여, 프로토콜에 따라 세포 상해성 평가를 행했다.
결과를 도 6에 나타낸다.
Figure 112008001820115-PCT00001
도 1로부터, 발효유 유청 비첨가에서는 확인되지 않은 Keratin 10 및 Involucrin의 발현이 발효유 유청의 첨가로 촉진되는 것을 알 수 있었다.
도 2 및 3으로부터, 발효유 유청의 첨가량 의존적으로 Keratin 10 및 Involucrin의 발현이 증대하는 것을 알 수 있었다.
도 4 및 5로부터, 발효유 유청은 표피세포에서의 분화 마커인 Keratin 10 및 Involucrin의 발현을 촉진하는 것을 알 수 있었다.
도 6으로부터, 발효유 유청의 첨가에 의한 세포독성은 확인되지 않았다.
(실시예 2)
실시예 1에서 조제한 발효유 유청을 음용하기 쉽게 하기 위하여, 이 발효유 유청 90질량부, 향료 0.25질량부, 아스파르테임 0.05질량부 및 물 9.70질량부를 혼합하고, 발효유 유청 함유 음료를 조제했다. 얻어진 음료를 사용하여 이하에 나타내는 평가를 행했다.
<경구섭취에 의한 각층 세포면적의 평가>
셀로판테이프(니치반사제)를 사용한 테이프 스트립핑법에 의해, 안면 좌측 볼의 최외층의 각층 세포를 박리하고, 슬라이드 글래스에 전사, 정착시켰다. 이것을, 각각 브릴리언트 그린·젠티안 바이올렛(BG)으로 염색하고, 염색 화상을 컴퓨터에 받아들였다. BG 염색 화상의 화상해석에 의해, 각층 세포면적을 측정했다.
평가 시험은 24∼43세의 평균 연령 29.4세인 남성 패널 16명으로 행했다. 먼저, 시료를 음용하기 전에 실시하고, 각 패널의 평균값을 구했다. 이어서, 발효유 유청 함유 음료를, 1일당 150g, 9주간 매일 음용하게 하고, 9주째에 다시 동일하게 평가 시험을 행하여, 각 패널의 평균값을 구했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
시험 개시 전 9주 후
평균±SD 평균±SD
419±64 446±38
표 2로부터, 발효유 유청 함유 음료 섭취군의 세포면적이 음용 9주 동안 27 증가했고, 발효유 유청 함유 음료를 장기 음용함으로써, 피부 표피의 각질화를 촉진시키는 것이 시사되었다.

Claims (6)

  1. 유산균을 포함하는 균체에 의해 젖을 발효시켜 얻은 발효유 유청을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제.
  2. 제 1 항에 있어서, 유산균이 락토바실루스·헬베티쿠스를 포함하는 것을 특징으로 하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제.
  3. 제 2 항에 있어서, 락토바실루스·헬베티쿠스가 락토바실루스·헬베티쿠스 CM4주(독립행정법인 산업기술종합연구소 특허생물 기탁센터 기탁번호: FERM BP-6060)인 것을 특징으로 하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 경구섭취용인 것을 특징으로 하는 표피세포 분화 및 각화 촉진제.
  5. 제 4 항에 기재된 표피세포 분화 및 각화 촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 표피 각화 촉진용 기능성 음식품.
  6. 제 5 항에 있어서, 표피 각화 촉진을 위한 효능을 표시한 것을 특징으로 하는 기능성 음식품.
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