KR20110018091A

KR20110018091A - 피부 미백용 조성물

Info

Publication number: KR20110018091A
Application number: KR1020090075710A
Authority: KR
Inventors: 최상윤; 이영철; 김성수; 김경탁; 노정해; 홍희도; 김영찬; 조장원; 이영경
Original assignee: 한국식품연구원
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-23
Also published as: KR101131574B1

Abstract

본 발명은 피부 미백용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 본 발명은 제라닉산을 포함하는 피부 미백용 조성물을 제공한다.

본 발명의 피부 미백용 조성물은 멜라닌 생합성 과정에 관여하는 티로시나제의 활성 및 발현을 억제하고 멜라닌 생성을 억제하여 피부 미백 효과가 우수할 뿐만 아니라 피부에 자극 및 부작용이 적다. 또한, 상기 제라닉산은 천연 유래의 식물로부터 얻을 수 있으며 특유의 향으로 인해 일부 향수에 사용되어져 온 물질로 장기간 사용하더라도 인체에 안전하다.

제라닉산(geranic acid), 피부 미백

Description

피부 미백용 조성물 {Composition for skin whitening}

본 발명은 피부 미백용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 멜라닌 생성세포의 멜라닌 생성을 억제할 뿐만 아니라 멜라닌 생성에 주요한 역할을 하는 효소인 티로시나제의 활성 및 발현을 억제하여 피부 미백 효과가 우수할 뿐만 아니라 장기간 사용하여도 부작용이 없고 인체에 안전하며, 향이 우수하여 화장료등에 적용이 용이한 피부 미백용 조성물에 관한 것이다.

멜라닌은 자외선 등으로 인한 피부의 손상에 대항하여 생성되며 피부를 보호하는 작용을 한다. 멜라닌의 생합성 과정은 tyrosinase에 의한 tyrosine의 산화로 시작되어 DOPA와 DOPAchrome등이 생성된 후 DHICA와 DHI를 거쳐 이루어지며, 현재까지 DHI-eumelanin, DHICA-eumelanin, pheomelanin등의 3종이 생성되는 것으로 알려져 있다. 도 1 에 이러한 멜라닌의 생합성 과정을 나타내었다. 피부의 흑화는 피부세포내에 존재하는 멜라닌 생성세포(melanocyte)에서 생성된 멜라닌이 각질형성세포(keratinocyte)로 전달되어 피부 표피층에 축적되어 일어나게 된다.

피부의 멜라닌 색소 과침착은 기미, 주근깨, 검은 반점등을 일으키는 요인이 되며 이러한 피부의 흑화를 예방 및 개선하기 위하여 kojic acid, albutin, vitamin C 유도체 등이 미백제로 개발되어졌으나 kojic acid의 경우는 in vitro상의 tyrosinase 억제효과에 비해 세포상이나 in vivo상의 멜라닌 생성 억제 효과가 미비한 실정이며 또한 장기 사용시 간암을 유발할 수 있다는 보고가 있다. Arbutin 은 hydroquinone계열이 갖는 세포독성의 문제점이 잔존하고 있으며 vitamin C 역시 화학적 안정성에 대한 문제가 있어 장기 보관이 어려운 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명의 목적은 멜라닌 생성세포의 멜라닌 생성을 억제할 뿐만 아니라 멜라닌 생성에 주요한 역할을 하는 효소인 티로시나제의 활성 및 발현을 억제하여 피부 미백 효과가 우수할 뿐만 아니라 장기간 사용하여도 부작용이 없고 인체에 안전하며, 향이 우수하여 화장료 등에도 적용이 우수한 피부 미백용 조성물을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 본 발명은,

하기 화학식 1 의 제라닉산을 포함하는 피부 미백용 조성물을 제공한다:

[화학식 1]

상기 제라닉산은 총 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.

상기 제라닉산은 레몬그라스, 장미 및 포도로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물로 추출한 추출물에 포함될 수 있다.

상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 클로로포름, 디에틸에테르, 디클로로메탄 및 헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 조성물의 제형이 크림, 스킨, 로션, 팩, 화운데이션, 비누, 유연화장수, 영양화장수, 젤 또는 세안폼일 수 있다.

본 발명의 피부 미백용 조성물은 멜라닌 생성을 억제할 뿐만 아니라 멜라닌 생성 초기과정에서 주요한 역할을 하는 티로시나제의 활성을 억제하여 피부 미백 효과가 우수하다.

본 발명의 피부 미백용 조성물은 피부에 자극 및 부작용이 적으며 장기간 사용하여도 인체에 무해하다.

본 발명의 조성물은 다양한 제형으로 적용이 가능하여 피부에 사용하기 편리한 형태로 제조가 가능하다.

본 발명의 피부 미백용 조성물은 향이 좋아 화장료등의 제형으로 제조시 사용감이 우수하다.

이하, 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며, 여기서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 여기서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 피부 미백용 조성물은 제라닉산(geranic acid)을 유효성분으로 포 함한다. 본 발명의 피부 미백용 조성물은 피부 미백 효과가 우수하면서도 피부에 자극이 없고, 향이 우수하다.

상기 제라닉산은 하기 화학식 1 로 표현될 수 있다:

[화학식 1]

상기 제라닉산은 멜라닌의 생성을 억제하고, 멜라닌 생성 초기 과정에 주요한 역할을 하는 티로시나제(tyrosinase)활성을 억제할 뿐만 아니라 티로시나제의 발현을 억제함으로써 멜라닌의 생합성 과정에 영향을 미쳐 미백 효과를 상승시킨다. 도 1 은 멜라닌의 생합성 과정 및 제라닉산의 멜라닌 생합성 과정 저해 작용을 나타낸 것이다.

상기 제라닉산은 피부 미백용 조성물에 대하여 0.001 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부로 포함될 수 있다. 0.001 중량부 미만으로 포함되면 본 발명의 목적을 달성하기 어려울 수 있으며, 10 중량부를 초과하여 포함되면 조성물의 향이 진해지거나 피부에 자극을 초래할 수 있다.

상기 제라닉산은 천연 유래의 식물에서 얻어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 제라닉산은 레몬 그라스(Cymbopogon citrates ), 장미(Rosa spp.) 및 포도(Vitis vinifera L)로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로부터 추출된 추출물에 포함될 수 있다.

상기 추출물은 레몬 그라스, 장미 및 포도의 다양한 기관 또는 부분, 즉, 잎, 꽃, 열매, 줄기, 뿌리, 가지 및 껍질등을 추출하여 얻을 수 있다. 상기 추출물은 당업계에 공지된 다양한 추출 방법을 이용하여 얻을 수 있으며, 바람직하게는 상기 천연 식물의 다양한 기관 또는 부분을 추출용매로 추출하여 얻을 수 있다. 상기 추출용매는 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 클로로포름, 디에틸에테르, 디클로로메탄 및 헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 피부 미백용 조성물은 크림, 스킨, 로션, 팩, 화운데이션뿐만 아니라 비누, 유연화장수, 영양화장수, 젤, 세안폼과 같은 세안료등 여러가지 화장료 형태로 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 효과를 저하시키지 않는 범위내에서 수용성 스킨제, 점도와 경도 조절제, 자외선 흡수제, 안료, 보습, 방부제, 향료 및 색소등을 배합하여 화장료 조성물을 제조할 수 있다.

이하 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이는 본 발명의 설명을 위한 것일 뿐, 이로인해 본 발명의 범위가 제한되지 않는다.

< 실시예 1 내지 5> 제라닉산을 포함하는 화장수의 제조

하기 표 1 의 조성으로 당업계에 공지된 통상의 방법으로 제라닉산을 포함하는 화장수를 제조하였다. 하기 표 1 의 단위는 중량부이다.

성분(중량%)	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
1,3-부틸렌 글리콜	5.0	5.0	5.0	5.0	5.0
구연산	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
글리세린	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
에탄올	20.0	20.0	20.0	20.0	20.0
향료	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15
방부제	적량	적량	적량	적량	적량
제라닉산	0.001	0.1	1.0	10.0	20.0
정제수	잔량	잔량	잔량	잔량	잔량

< 비교예 1 내지 2> 화장수의 제조

상기 실시예와 동일한 방법으로 하기 표 2 의 조성으로 화장수를 제조하였다. 하기 표 2 의 단위는 중량부이다.

성분(중량%)	비교예 1	비교예 2
1,3-부틸렌 글리콜	5.0	5.0
구연산	0.1	0.1
글리세린	0.5	0.5
에탄올	20	20
향료	0.15	0.15
방부제	적량	적량
제라닉산	-	-
코직산	-	10
정제수	잔량	잔량

< 실험예 1> 멜라닌 생성 억제 효과

상기 실시예 및 비교예의 조성물이 마우스 유래의 멜라닌 생성 세포주에서 세포의 생존율과 멜라닌 생성량에 미치는 영향을 측정하기 위해 10% FBS (fetal bovine serum) 과 1% penicillin-streptomycin, 200 nM의 phorbol-12 myristate 13-acetate 이 함유된 RPMI 1640 배지로 37 , 5% CO₂ 조건에서 배양하여 EtOH/3차 증류수 = 6/4 용액에 녹인 각각의 시료를 5 μM, 50 μM, 500 μM의 농도로 3 일간처리한 후 세포 생존율과 멜라닌 함량을 측정하여 그 결과를 하기 표 3 에 나타내었다. 세포 생존율은 초기 세포 대비 생존한 정도를 % 로 표시한 것이다. 또한, 제라닉산의 농도에 따른 세포 생존율과 멜라닌 함량을 도 2 에 나타내었다.

실험에 사용된 Geranic acid 는 Fluka사(Switzerland)에서 구입하였고 geraniol, citronellic acid, citronellol은 Sigma-Aldrich 사(USA)에서 구입하여 사용하였다. 각각의 화학구조는 다음과 같다:

상기 표 3 에 의하면, 제라니올(geraniol)은 고농도에서 높은 멜라닌 생성 억제 활성을 보였으나 세포 사멸을 일으켜 피부 자극등이 우려될 수 있다. 시트로넬올(citronellol)도 500 μM의 농도에서 멜라닌 생성 억제 활성을 나타내었으나 세포 사멸정도가 높았다. 시트로넬산(citronellic acid)은 세포 독성은 적었으나 유의적인 멜라닌 생성 억제 활성을 나타내지 않았다. 또한, 상기 표 3 및 도 2 를 참조하면 제라닉산은 500 μM의 농도에서 큰 세포사멸 없이 약 33.9%의 멜라닌 생성량을 감소시켰으며, 미백제로 사용화되고 있는 코직산(kojic acid)보다 멜라닌 생성 억제 활성은 높은데 비해, 세포 사멸율은 낮은 결과를 나타냈다.

< 실험예 2> 티로시나제 ( tyrosinase )활성 억제 평가

멜라닌 생성 초기과정에 주요한 역할을 하는 효소인 티로시나제 활성에 미치는 영향을 측정하기 위하여 기질로 8.0 mM L-dopa (67 mM phospate buffer, pH 6.8 에 녹임) 120 ㎕와 메탄올 40 ㎕에 녹인 여러 농도의 실험시료를 96-well microplate에 넣고 섞은 후 tyrosinase buffer(80 mM PO₄ buffer + 1% Triton-X 100 + 100 g/㎖ of PMSF)로 세포에서 추출한 tyrosinase(150 ㎍) 40 ㎕를 가하고 20분 후에 생성된 dopachrome의 양을 492 nm에서의 흡수도를 측정하여 하기 식으로 저해도를 계산하여 그 결과를 도 3 에 나타내었다.

* 저해도=(Control OD₄₉₂ - Sample OD₄₉₂)/Control OD₄₉₂

도 3 에 의하면, 4 종의 화합물 중 제라닉산은 1 mM 과 100 μM에서 각각 97.4% 와 65.1% 의 저해도를 나타내어 가장 우수한 티로시나제 저해 활성을 나타내었고 1 mM 에서는 현재 미백제로 상용화되고 있는 코직산과 유사한 수준이었다. 제라니올, 시트로넬산은 1 mM 에서 각각 35.4% 와 55.6%의 억제활성을 나타내었다. 한편 시트로넬올은 1 mM 농도에서 UV흡수를 나타내어 정확한 저해율을 구할 수 없었으나, 100 μM에서 29.5%의 저해도를 보였다.

< 실험예 3> 티로시나제의 발현에 미치는 영향 측정

멜라닌 생합성 과정에 주요한 역할을 하는 tyrosinase의 발현에 미치는 영향을 측정하기 위하여 western immunoblotting을 실시하였다. 제라닉산를 세포에 3 일간 처리 후 lysis buffer로 단백질을 추출하여 50 ㎍을 분석에 사용하였다. 8% SDS-polyacrylamide gel을 사용하여 분리 후 primary antibody(tyrosinase 1/250) 와 antigoat secondary antibody(1/13000) 조건으로 ECL detection 한 결과는 도 4 에 나타내었다.

또한, 멜라닌 생합성과정에서 dopachrome의 dihydroxyindole-2-carboxylic acid(DHICA)로의 전환에 관여하는 TRP-2의 발현에 미치는 영향을 측정하기 위하여 제라닉산을 세포에 3 일간 처리 후 lysis buffer로 단백질을 추출하여 그 중 50 ㎍을 8% SDS-polyacrylamide gel을 사용하여 전기영동한 후 primary antibody(TRP-2 1/300) 와 antigoat secondary antibody(1/15000) 조건으로 ECL detection 하였으며, 그 결과는 도 5 와 같다.

도 4 에 의하면, 제라닉산을 5 μM, 50 μM, 500 μM의 농도로 3 일간 처리 한 결과 500 μM농도에서 멜라닌 생합성 과정의 초기에 관여하는 티로시나제 발현량을 유의적으로 감소시켰다.

도 5 에 의하면, TRP-2(Dopachrome tauomerase)의 발현에는 영향을 미치지 않았다. 따라서, 제라닉산은 티로시나제 활성을 직접적으로 억제할 뿐만 아니라 티로시나제 발현을 억제함으로써 멜라닌 생합성의 과정에 영향을 미쳐 미백활성을 나타내는 것으로 판단되었다.

< 실험예 4> 피부 색소 침착에 대한 미백효과 검정

제라닉산의 in vivo상의 활성을 알아보기 위해 갈색 기니아 피그(brown guinea pig)를 사용하여 피부 색소 침착에 대한 활성을 측정하였다. (주)오리엔트바이오로부터 450 g 내외의 갈색 기니아 피그(brown guinea pig) 암컷을 구입하여 등 부분을 제모 후 일주일 간격으로 3 회 500 mJ의 UV-B를 조사하여 색소침착을 유도하였다. 마지막 UV 조사를 한 1일 후부터 세척 후 색소침착이 유도된 피부 부위에 geranic acid를 70% 에탄올에 녹여 1 일 1 회씩 도포하고 피부색의 변화 및 자극성 여부를 관찰하였다. 도포 6 주후의 피부사진은 도 6 과 같으며, 색소 침착의 감소 효과는 초기 피부와 6 주간 매일 제라닉산을 도포한 뒤의 L값을 측정하여 살펴보았고, delta-L(L, 최종 L값-시료를 도포하기 전의 L값)을 계산하여 도 7 에 나타내었다.

도 6 에 의하면, UV 조사 후, 제라닉산을 매일 도포한 피부 영역에서 도포하지 않은 부분 대비 피부색의 완화가 관찰되었다. 또한, 도포부위에서 자극반응이 관찰되지 않아 제라닉산은 피부에 사용하여도 독성을 유발하지 않고 부작용이 없음을 알 수 있다.

도 7 에 의하면, 피부의 밝기를 나타내는 L 값이 제라닉산 도포후 크게 증가하였음을 알 수 있다.

< 실험예 5> 화장수의 멜라닌 생성 억제 효과

상기 실시예 및 비교예의 화장료 조성물의 멜라닌 생성 억제 효과를 상기 실험예 1 과 동일한 방법으로 평가하여 그 결과를 하기 표 3 에 나타내었다. 세포생존율 대비 멜라닌 억제활성은 동일농도의 생존세포량과 멜라닌 생성량의 차이로 하기식으로 계산하였다.

* 세포생존율 대비 멜라닌 억제활성 = 생존 세포량(%) - 멜라닌 생성량(%)

구 분	세포생존율 대비 멜라닌 억제활성(%)
실시예 1	2.3
실시예 2	31.3
실시예 3	25.2
실시예 4	12.2
실시예 5	7.0
비교예 1	1.1
비교예 2	5.1

상기 표 4 에 의하면, 제라닉산을 포함하는 실시예의 화장수는 제라닉산을 포함하지 않은 비교예의 화장수보다 세포 생존율 대비 멜라닌 억제 활성이 우수하였으며, 현재 미백제로 상용화되어 있는 코직산보다 우수한 멜라닌 억제 활성을 보였다.

상기에서 살펴본 바와 같이 제라닉산을 포함하는 본 발명의 피부 미백용 조성물은 멜라닌 생성, 멜라닌의 생합성 과정에 관여하는 티로시나제의 발현 및 활성을 억제하여 피부 미백에 효과가 우수하다. 또한, 피부 미백 활성이 우수하면서도 인체에 안전하고 별다른 부작용이 없을 뿐더러 천연 유래의 식물에서도 추출하여 사용할 수 있다.

도 1 은 멜라닌 생합성과정 및 생합성 과정에서 제라닉산이 티로시나제의 활성 및 발현을 억제하는 것을 나타낸다.

도 2 는 멜라닌 생성 세포에 제라닉산을 3 일간 처리 후 세포생존율 및 생성된 멜라닌생성량을 측정한 것이다.

도 3 은 실험시료의 농도별 티로시나제 활성 저해도를 나타낸다.

도 4 는 멜라닌 생성 세포에 제라닉산을 3 일간 처리 후 티로시나제의 발현 정도를 측정한 것이다.

도 5 는 멜라닌 생성 세포에 제라닉산을 3 일간 처리 후 TRP-2 의 발현 정도를 측정한 것이다.

도 6 은 brown guinea pig에 UV-B를 조사하여 색소 침착시키고 제라닉산을 도포한 후 6 주후 사진이다.

도 7 은 제라닉산 도포 전과 후의 L 값의 차를 측정한 △L 값을 나타낸다.

Claims

하기 화학식 1 의 제라닉산을 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 미백용 조성물:

[화학식 1]
제1항에 있어서,

상기 제라닉산은 총 조성물에 대하여 0.001 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 피부 미백용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 제라닉산이 레몬그라스, 장미 및 포도로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물로 추출한 추출물에 포함되는 것을 특징으로 하는 피부 미백용 조성물.
제3항에 있어서,

상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 글리세롤, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 클로로포름, 디에틸에테르, 디클로로메탄 및 헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 피부 미백용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 조성물의 제형이 크림, 스킨, 로션, 팩, 화운데이션, 비누, 유연화장수, 영양화장수 또는 젤인 것을 특징으로 하는 피부 미백용 조성물.