KR20130066342A - 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온상태에서 어피로부터 콜라겐을 추출하여 콜라겐의 열변성을 방지하고 콜라겐의 구조를 그대로 유지함으로써 보습 및 피부보호효과가 증대된 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물은 어류의 껍질인 어피로부터 분리된 콜라겐을 함유한다. 어류는 농어, 조피볼락, 넙치, 참돔 중에서 선택된 어느 하나 이상이다. 그리고 본 발명의 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물의 제조방법은 어류의 껍질인 어피에 함유된 콜라겐의 열변성을 방지하면서 상기 어피를 건조시키는 건조단계와, 건조된 어피를 분쇄하여 어피분말을 형성하는 분쇄단계와; 상기 어피분말로부터 콜라겐을 분리하는 분리단계를 포함한다.

Description

어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법{cosmetic composition having collagen derived from fishes and manufacturing method thereof}

본 발명은 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저온상태에서 어피로부터 콜라겐을 추출하여 콜라겐의 열변성을 방지하고 콜라겐의 구조를 그대로 유지함으로써 보습 및 피부보호효과가 증대된 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

콜라겐은 동물 체내에 가장 풍부하게 존재하는 단백질로서 체단백질의 약 30% 이상을 차지하며, 최소 19종류 (Type Ⅰ-ⅩⅨ) 이상인 것으로 밝혀져 있다(Nakamura, Y.N. et al., Relationship among collagen amount, distribution and architecture in the M. Longissimus thoracis and M. pectoralis profundus from pigs. Meat Science, 64, pp 43-50, 2003). 또한, 콜라겐은 동물의 결합조직의 주요 단백질이며, 조직이나 장기를 지탱하게 하고 체표를 둘러싸고 있어 체형을 유지시키는 역할을 한다. 특히 생체에서 피부, 연골, 뼈 등의 결합조직의 주요한 구성성분으로 40%는 피부, 20%는 뼈와 연골, 그 외 혈관과 내장 등 전신에 넓게 분포되어 있다.

콜라겐은 2중 나선구조를 하고 있는 근원섬유단백질과는 달리 3중 나선구조로, 그 직경이 약 14~15 nm, 길이는 280~300 nm, 평균 분자량은 약 300 KDa이며(Lehninger, A.L. Biochemistry, 2nd ed., pp.145, 1975), (Gly-X-Y)n과 같은 규칙적인 형태의 아미노산 배열을 가지며 섬유상 단백질의 기본단위 분자인 트로포콜라겐(tropocollagen) 분자 내 또는 트로포콜라겐(tropocollagen) 분자 간의 공유결합성 교차결합(crosslinking)에 의해 물리적, 생물학적으로 안정한 구조를 형성하고 있다(McClain, P.E. et al., Amino acid composition and cross-linking characteristics of collagen intramuscular connective tissue of striated muscle(Bos taurus). International Journal of Biochemistry, 2(7), pp 121-124, 1971).

콜라겐은 예전부터 피혁이나 젤라틴의 원료로서 응용되어 왔고 최근에는 그 응용분야가 더욱 다양해지고 있다. 식품 산업에서는 가식성 케이징(casing) 원료로 소세지(sausage), 살라미(salami) 등 육의 포장재에 이용되고 있다. 의약품에 응용되는 콜라겐은 화상이나 상처에 의해 손상된 피부에 대해 치유 효과가 있는 것으로 보고되고 있다(Jeyanthi, R. et al., Solid tumour chemotherapy using implantable collagen-poly (HEMA) hydrogel containing 5-fluorouracil. Journal of Pharmacy & Pharmacology, 43, pp.60-62, 1991). 이처럼 콜라겐은 식품, 의약품의 기능성 소재로 이용되고 있을 뿐만 아니라 피부의 보습성을 높이는 기능이 있어 화장품의 기초 재료 등 다양한 분야에 널리 이용되고 있다.

최근의 여러 논문을 통하여 단백질 가수분해물로부터 얻어진 펩타이드가 주름 개선, 보습 증진, 탄력 증가와 특정 피부 효능을 나타낼 수 있는 잠재적인 소재로 활용되고 있으며, 대표적인 것이 콜라겐 가수분해물이다.

콜라겐 펩타이드라는 명칭으로 불리는 콜라겐 가수분해물은 돈피, 어류의 비늘 등에서 고분자 콜라겐을 추출한 후, 효소 분해 등의 후처리 과정을 통해 가수분해시켜 펩타이드 형태로 저분자화시킨 것을 말하며 최근에는 분자량을 1,000~5,000 정도까지 낮춘 콜라겐 제품들이 판매되고 있다.

한편, 현재까지 어피부산물은 음식물쓰레기로 분류되어 일반음식물과 같이 퇴비로 대부분 활용되었다. 건조한 어피는 단백질 및 유용물질이 90%이상이어서 활용도가 매우 높아 콜라겐 추출, 화장품, 건강보조식품, 접착제 등 다양하게 이용할 수 있다. 근래 콜라겐을 이용한 건강보조제, 화장품 등 다양한 상품이 상용화되고 있으나 많은 부분 수입에 의존하고 있다.

국내 1인당 수산물소비가 세계 1위인 일본과 앞뒤를 다투는 상황에서 점차 증가하는 어피부산물의 활용은 수입대체 및 양질의 수산단백질, 콜라겐의 공급으로 경제적 상승효과 및 친환경적 산업개발에 매우 적합하다.

또한, 콜라겐, 알부민, 미오신, 엘라스틴 등 다양한 고분자 단백질을 다량으로 함유하고 있어, 고품질의 콜라겐으로 활용이 가능하며, 어피 부산물의 단백질원으로서 이용은 생선회의 소비가 높은 국내에서 수거가 용이하며, 국내 해산어 양식도 꾸준히 이루어지고 있는 만큼 안정된 수량 확보를 기대할 수 있어 해산어류 어피부산물의 유효이용 가능성에 대한 평가가 절실한 상황이다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 어류 가공시 발생하는 어피를 저온에서 건조시킨 후 분말화하여 콜라겐을 추출함으로써 콜라겐의 열변성을 방지하고 고분자의 콜라겐 구조가 그대로 유지되어 겔형성능이 있고 보습효과가 증대된 화장료 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물은 어류의 껍질인 어피로부터 분리된 콜라겐을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 어류는 농어, 조피볼락, 넙치, 참돔 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물의 제조방법은 어류의 껍질인 어피에 함유된 콜라겐의 열변성을 방지하면서 상기 어피를 건조시키는 건조단계와; 상기 건조된 어피를 분쇄하여 어피분말을 형성하는 분쇄단계와; 상기 어피분말로부터 콜라겐을 분리하는 분리단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 어류는 농어, 조피볼락, 넙치, 참돔 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 분리단계는 상기 어피분말에 알칼리 용액을 가하여 비콜라겐성 단백질이 제거된 알칼리잔사를 수득하는 단계와, 상기 알칼리잔사에 산용액을 가하여 콜라겐을 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 어류로부터 분리한 어피를 저온에서 건조시켜 수분을 제거한 후 분말상태로 가공하여 콜라겐을 추출함으로써 어피의 변질을 방지함과 동시에 콜라겐의 열변성을 방지하고 추출수율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 저분자화된 콜라겐 펩타이드가 아닌 고분자의 콜라겐 구조가 그대로 유지되는 콜라겐을 함유하여 겔형성능이 있고 보습효과가 증대된 화장료 조성물을 제공할 수 있다.

도 1은 열풍건조한 넙치 어피 분말의 100배 광학현미경사진이고,
도 2는 동결건조한 넙치 어피 분말의 100배 광학현미경사진이고,
도 3은 농어의 등쪽 및 배쪽 피부를 나타내는 사진이고,
도 4는 넙치의 등쪽 피부를 나타내는 사진이고,
도 5는 넙치의 배쪽 피부를 나타내는 사진이고,
도 6은 조피볼락의 등쪽 및 배쪽 피부를 나타내는 사진이고,
도 7은 참돔의 등쪽 및 배쪽 피부를 나타내는 사진이고,
도 8은 농어 피부의 SDS-PAGE의 사진이고,
도 9는 넙치 피부의 SDS-PAGE의 사진이고,
도 10은 조피볼락 피부의 SDS-PAGE의 사진이고,
도 11은 참돔피부의 SDS-PAGE의 사진이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물 및 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 화장료 조성물은 어류의 껍질인 어피로부터 분리된 콜라겐을 함유한다. 상기 콜라겐은 화장료 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 20중량%로 함유될 수 있다. 콜라겐의 함량이 0.01중량% 미만이면 보습 및 피부보호효과가 미미하고, 20중량%를 초과하게 되면 함량에 비해 상승된 효과를 가지기 어렵다.

본 발명의 화장료 조성물은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 각종 공지의 성분 등을 추가하여 화장수, 로션, 크림, 에센스, 팩, 메이컵베이스, 파운데이션, 바디오일, 바디로션, 클렌징오일, 클렌징폼, 헤어오일, 헤어샴프 및 헤어린스, 비누 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있다.

구체적으로 본 발명의 화장료 조성물의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔, 팩인 경우 공지의 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라가칸트, 셀롤로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 파우더인 경우 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 또는 소르비탄의 비방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 현탁액인 경우 물, 에탄올 또는 프로필렌글리콜과 같은 액상 희석제, 에톡실화이소스테아릴알코올, 폴리옥시에틸렌 스르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀롤로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라가칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물의 제형이 계면활성제 함유 세정제인 경우 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성유 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

이 외에도 본 발명의 화장료 조성물은 통상적인 공지된 성분인 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료 등이 이용할 수 있으며, 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있고, 사용 대상에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

본 명세서에서 '어류'는 척추동물문의 연골어강, 경골어강, 먹장어강, 두갑강, 조기강을 통틀어 이르는 의미이다. '껍질'은 어류의 몸의 겉을 싸고 있는 외피를 뜻하며, 피부와 동일한 의미이다. 따라서 껍질은 어류의 상피(epithelium), 진피(corium) 조직을 포함하며, 표피가 변형된 비늘 등을 포함한다. 그리고 '단백질원'은 단백질을 공급할 수 있는 공급원, 바람직하게 조단백질 함량이 약 20% 이상인 공급원을 의미한다.

어피는 지질, 회분 및 색소 등이 일부 함유되어 있으나, 콜라겐을 주성분으로 한다. 이러한 콜라겐은 구조 단백질의 일종으로, 일정 온도 이상의 열을 가하게 되면 변성된다. 따라서 어피의 주성분인 콜라겐을 이용을 극대화하기 위해 콜라겐의 변성온도 미만으로 가공처리하는 것이 바람직하다.

본 발명에 적용된 어피는 모든 어류의 껍질이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 농어, 조피볼락, 넙치, 참돔을 포함하는 군에서 선택된 적어도 어느 하나이다. 상기 4종류의 어류는 국내 양식 어류의 약 90%이상(2009년 기준)을 차지하므로 상대적으로 공급이 용이하다. 더욱 바람직하게 어피는 넙치의 껍질이다. 넙치의 껍질은 다른 3종류의 어종(농어, 조피볼락, 참돔)과 비교해 양식생산량이 2배 이상 높아 원료 확보가 용이하고, 넙치는 대부분 횟감으로 사용 후, 뼈는 매운탕으로 활용되는 경우는 있으나 껍질은 활용되는 경우가 없다. 또한 3종류 어종의 껍질과 비교해 비늘을 포함해도 회분 함량이 낮게 나타나, 비늘 제거과정이 필요가 없으며, 단백질 함량과 함께 지질함량도 높아 다른 어종의 어피에 비해 성분조성에도 유리하다.

이하, 본 발명의 화장료 조성물의 제조방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 화장료 조성물의 제조방법은 어류의 껍질인 어피에 함유된 콜라겐의 열변성을 방지하면서 상기 어피를 건조시키는 건조단계와, 상기 건조된 어피를 분쇄하여 어피분말을 형성하는 분쇄단계와, 상기 어피분말로부터 콜라겐을 분리하는 분리단계와, 분리된 콜라겐을 화장료 조성물로 제형화시키는 단계를 포함한다.

구체적으로 살펴보면, 먼저 어피를 준비한다. 어류로 자연산 내지 양식산 모두 이용 가능하다. 껍질은 깨끗한 물로 2 내지 3회 정도 씻어 어피에 묻은 각종 이물질이나 혈분 등을 제거한다.

어피의 세척 후 수분을 제거하여 콜라겐의 추출수율을 증대시키고 변질 방지 및 분쇄를 위해 건조시킨다. 건조단계에서 어피는 수분 함량 7중량% 미만, 바람직하게 2 내지 5중량%로 건조시킨다. 건조방식으로 동결건조 및 열풍건조 방식 등을 적용할 수 있다. 바람직하게는 콜라겐의 변성을 방지하기 위해 동결건조(freeze drying, FD) 방식을 이용한다.

동결건조 방법으로 -50 내지 -40℃의 온도에서 10 내지 20시간 어피를 급속동결시킨 다음, 0.1 내지 0.5torr의 진공도를 가진 동결건조기에서 약 -40℃에서 48시간 동안 건조시킨다. 이외에도 식품을 제조하는 데 있어서 적용되는 통상적인 동결건조법을 적용할 수 있음은 물론이다.

어피를 동결건조시키는 경우 동결된 상태에서 승화에 의하여 수분이 제거되기 때문에 건조된 제품은 가벼운 다공성 구조를 가지며 모양과 크기도 원래의 상태를 유지하고, 열을 가하지 않고 저온에서 처리되기 때문에 고온의 열풍건조에서 일어나는 가용성 성분의 이동, 비효소적 갈변, 단백질의 변성 등이 거의 일어나지 않는다.

열풍건조의 경우 30 내지 80℃의 열풍으로 어피를 건조시킬 수 있다. 열풍건조시 콜라겐의 변성을 최대한 방지하기 위해서 열풍의 온도는 65℃이하, 바람직하게 40 내지 60℃이다. 어피에 함유된 콜라겐은 분리된 상태에 비해 변성온도가 높다.

건조된 어피는 분쇄기를 이용하여 적당한 크기로 분쇄하여 어피분말을 수득한다. 가령 50 내지 150메쉬 입도 크기로 분쇄할 수 있다. 어피분말의 현미경 사진을 도 1 및 도 12에 나타내고 있다. 도 1은 열풍건조 방식, 도 2는 동결건조 방식으로 처리된 넙치의 어피 분말이다.

어피분말의 수득 후 어피분말로부터 콜라겐을 분리한다. 이를 위해 어피분말에 알칼리 용액을 가한다. 알칼리 용액으로 수산화나트륨 또는 수산화칼슘 용액을 이용할 수 있다. 어피분말과 알칼리 용액을 1:5 내지 10의 중량비로 혼합한 다음 실온(20~25℃)에서 12 내지 24시간 동안 교반한 후 원심분리기를 이용하여 비콜라겐성 단백질이 제거된 알칼리잔사를 분리한다. 수득한 알칼리잔사를 증류수로 세척한 다음 산용액을 가해 콜라겐을 추출한다. 산용액으로 염산, 황산 등의 무기산 또는 아세트산 등의 유기산을 이용할 수 있다. 알칼리잔사와 산용액을 1:5 내지 10의 중량비로 혼합한 다음 실온(20~25℃)에서 12 내지 24시간 동안 교반한 후 원심분리기를 이용하여 상등액을 분리하여 산 가용성 콜라겐을 수득한다.

수득한 콜라겐에 각종 공지의 성분 등을 추가하여 화장수, 로션, 크림, 에센스, 팩, 메이컵베이스, 파운데이션, 바디오일, 바디로션, 클렌징오일, 클렌징폼, 헤어오일, 헤어샴프 및 헤어린스, 비누 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조한다.

제형의 일 예로 화장수는 카보머 0.1중량%, 하이드록시에칠셀루로오스 0.1중량%, 부틸렌글라이콜 2.0중량%, 글리세린 1.0중량%, 피이지-1500 0.5중량%, 에탄올 4.0중량%, 폴리소르베이트80 0.2중량%, 트리에탄올아민 0.1중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 콜라겐 5중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 영양크림은 세테아릴알코올 1.5중량%, 글리세릴스테아레이트 1.0중량%, 폴리소르베이트60 1.0중량%, 소르비탄세스퀴올리에이트 0.3중량%, 세틸옥타노에이트 6.0중량%, 스쿠알란 8.0중량%, 아프리코드커넬오일 4.0중량%,디메치콘 2.0중량%, 부틸렌글라이콜 4.0중량%, 글리세린 4.0중량%, 마그네슘알루미늄실리케이트 0.4중량%, 산탄검 0.03중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 콜라겐 5중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 로션은 부틸렌글라이콜 5.0중량%, 올레일알코올2.0중량%, 폴리솔베이트20 1.0중량%, 에탄올 6.0 중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 콜라겐 5중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 팩은 부틸렌클라이콜 5.0중량%, 폴리비닐알콜 12.0중량%, 폴리비닐피롤리돈 2.0중량%, 에탄올 8.0중량%, 폴리비닐아세테이트 1.0중량%, 방부제(미량), 정제수(잔량), 콜라겐 5중량%로 조성될 수 있다.

또한, 제형의 일 예로 고형 비누를 들 수 있다. 비누는 지방산을 비누화시킨 비누베이스와, 콜라겐을 포함한다. 바람직하게 상기 비누베이스는 식물성 유지를 가수분해하여 얻어진 지방산을 비누화시켜 얻는다. 식물성 유지로 코코넛 오일, 팜유, 대두유, 피마자유, 올리브유, 포도씨유, 살구씨유, 해바라기씨유, 호호바유 등의 다양한 종류의 오일이 단독 또는 둘 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

비누는 상기 비누베이스, 콜라겐에 더해 글리세린, 에센셜 오일을 더 포함할 수 있다. 이 경우 비누의 조성은 비누베이스 89 내지 94중량%, 콜라겐 0.5 내지 5중량%, 글리세린 0.1 내지 5중량%, 에센셜 오일 1 내지 1.5중량%이다.

글리세린은 피부에 보호막을 형성하여 보습력을 증대시킨다. 그리고 에센셜 오일로 허브로부터 추출된 오일을 이용할 수 있다.

에센셜 오일은 통상의 정유 추출법에 따라 허브로부터 추출할 수 있으며, 정유 추출법은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 용이하게 실시 가능하다. 허브로는 주니퍼베리, 캐모마일, 민다린, 레몬, 라벤더, 로즈마리, 제라늄, 페퍼민트, 스피아민트, 애플민트, 라임블라섬, 세이지 등을 이용할 수 있다. 상기 에센셜 오일은 비누의 향균 효과와 피부재생력을 향상시킨다.

한편, 본 발명의 화장료 조성물의 또 다른 실시 예로 어피로부터 분리된 콜라겐 외에 벌개미취 추출물을 더 함유할 수 있다.

벌개미취(Gymnaster koraiensis)는 국화과 개미취 속(자원 속)에 속하는 낙엽성 여러해살이 풀이다. 벌개미취는 인공적으로 대량번식이 가능하고 경제성이 뛰어나며, 뿌리가 튼튼하고 성장이 왕성하여 노출된 절개 사면, 척박지 등에 식재하면 토양고정 능력이 뛰어나 토사유출 방지 효과가 크다. 벌개미취의 어린순은 나물로 하거나 국에 넣어 먹었으며, 뿌리는 자원(紫苑)이라 하여 생약으로 쓰이며 천식, 풍한, 해수, 천식, 소변 불통 등에 처방되는(이유미, 2003, 한국의 야생화, 다른세상, 319-323) 등 인체에 무해하고 안전한 소재이다

본 발명에서 벌개미취는 잎, 뿌리, 줄기 등의 식물 전체를 이용할 수 있다. 벌개미취 추출물은 다양한 방법으로 추출이 가능하다. 일 예로 벌개미취에 대하여 추출용매를 중량비로 2 내지 20배를 가하여 혼합한 후 10 내지 150℃에서 1 내지 24시간 동안 열수추출, 냉침 또는 온침 추출 등을 이용할 수 있다. 또한, 환류냉각추출, 초음파 추출방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 상술한 추출방법뿐만 아니라, 통상적인 정제 과정을 거친 추출물도 포함한다. 예컨대, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 활성 분획도 추출물에 포함되는 것이다.

추출용매로 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로 메탄올, 에탄올 등을 이용할 수 있고, 다가 알코올로 부틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜, 펜틸렌글리콜 등을 이용할 수 있다. 그리고 혼합물로는 물 및 저급 알코올의 혼합물, 물 및 다가 알코올의 혼합물, 저급 알코올 및 다가 알코올의 혼합물, 또는 물 및 저급알코올 및 다가 알코올의 혼합물을 이용할 수 있다. 그리고 상기의 추출용매를 이용하여 추출한 추출액을 여과, 감압농축 또는 동결건조, 분무건조 방식 등을 통해 분말 형태로 얻을 수 있음은 물론이다.

벌개미취 추출물은 콜라겐과 함께 피부의 보습효과를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 벌개미취 추출물은 화장료 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 5중량%로 함유될 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예 및 실험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 이는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리 범위를 하기의 실시 예 및 실험예로 한정하는 것은 아니다.

<어피의 특성>

농어, 넙치, 조피볼락, 참돔으로부터 분리한 어피를 제 1, 제 2, 제 3, 제 4시험시료로 이용하였다.

1. 일반성분 분석

4종류의 어피에 대해 일반성분을 분석하여 하기 표 1에 나타냈다. 일반성분 분석은 AOAC(2000)방법에 따라 분석하였다. 수분은 105℃ 건조법, 회분은 550℃ 직접회화법, 지방은 soxhlet 추출법, 단백질은 micro-Kjeldahl법을 적용하였다.

구분	수분(%)	건중량(%)
		조단백질	조지방	회분
제 1시험시료	81.10±0.43	72.81±0.43	25.47±2.59	1.80±0.17
제 2시험시료	80.87±1.07	88.91±3.64	17.07±0.45	1.97±0.15
제 3시험시료	79.37±0.56	80.59±1.68	5.10±0.71	10.90±1.87
제 4시험시료	76.11±0.31	94.11±0.31	4.10±1.36	0.70±0.00

상기 표 1을 살펴보면, 4종의 어류 중 넙치의 어피가 단백질 함량이 높으면서도 지질함유량도 높은 것으로 나타났다. 이를 통해 넙치의 어피가 다른 어종의 어피에 비해 콜라겐의 추출량에서 유리할 것으로 보인다.

2.아미노산 분석

구성아미노산을 분석하기 위해 시료 0.5g을 18ml test tube에 칭량하여 6N HCl 3ml를 가한 다음 진공펌프를 이용하여 test tube를 sealing하였다.

sealing한 test tube는 121℃로 setting된 heating block에 24시간 동안 가수분해시킨다. 가수분해가 끝난 시료는 50℃, 40 psi의 rotary evaporator로 산을 제거한 후 Sodium loading buffer로 10ml 정용한 다음, 이 중 1ml를 취하여 membrane filter로 여과하여 아미노산 분석기로 정량분석하여 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.

구성아미노산 (mg/100g)	제 1시험시료	제 2시험시료	제 3시험시료	제 4시험시료
Asp	3334	3187	3362	3088
Thr	1579	1391	1358	1424
Ser	2072	2204	2509	2268
Glu	5745	5216	5221	4249
Pro	6940	5737	5271	5744
Gly	11384	10845	10383	11080
Ala	5159	4628	4206	4835
Cys	112	153	195	193
Val	1373	1325	1448	1205
Met	1110	1144	990	1128
Ile	834	763	807	594
Leu	1820	1643	1677	1415
Tyr	479	446	461	441
Phe	1475	1336	1352	1300
His	1086	1010	1099	9248
Lys	2052	1943	1946	1968
Arg	4589	4199	4051	4202
Total	53332	48779	78217	56413
*EAA	15918	14754	14727	22484

*EAA(필수아미노산):Thr, Val, Met, Ile, Leu, Phe, His,Lys, Arg

상기 표 2의 결과를 살펴보면, 콜라겐의 구성 아미노산인 프롤린, 글리신 등의 수치가 높게 나타났는데, 이는 어피의 주성분이 콜라겐으로 구성되어 있음을 나타내는 것이다.

4.조직학적 관찰

광학현미경 표본제작을 위해 어류의 피부를 절취한 시료들은 Drury and Wallington(1980)의 방법에 따라 aqueous Bouin's solution에 12시간 동안 고정한 다음, 24시간 동안 수세하였다. 그 후 ethanol을 이용한 단계별 탈수 후 Paraplast(McCormick, USA)에 포매하였다. 포매된 시료는 microtome(RM2235, Leica, Germany)을 이용하여 4-6μm 두께로 연속절편하여 조직표본을 만들었다. 제작된 조직표본은 Mayer's hematoxylin-eosin(H-E) 염색, alcian blue-periodic acid and Schiff's solution(AB-PAS, pH 2.5) 반응, Masson's trichrome 염색을 한 후 광학현미경으로 관찰하였고, 그 결과를 도 1 내지 도 5에서 보여주고 있다.

각 사진에서 Cc: 곤봉상세포(Club cell), Cf: 교원섬유(collagen fiber), Dl: 진피층(dermal layer), El: 상피층(epidermal layer), Mc: 점액세포(mucous cell), Mf: 근섬유(muscle fiber)을 의미한다.

도 1은 농어의 등쪽 및 배쪽 피부를 나타내는 것으로서, A는 등쪽 피부조직의 AB-PAS reaction 후 사진이고, B는 등쪽 피부조직의 Masson's trichrome 염색 후 사진이고, C는 배쪽 피부조직의 AB-PAS reaction 후 사진이고, D는 배쪽 피부조직의 Masson's trichrome 염색 후 사진이다. 도 2는 넙치의 등쪽 피부를 나타내는 것으로서, A는 H-E 염색 후 사진이고, B는 AB-PAS reaction 후 사진이고, C는 Masson's trichrome 염색 후 사진이다. 도 3은 넙치의 배쪽 피부를 나타내는 것으로서, A는 H-E 염색 후 사진이고, B는 AB-PAS reaction 후 사진이고, C는 Masson's trichrome 염색 후 사진이다. 도 4는 조피볼락의 등쪽 및 배쪽 피부를 나타내는 것으로서, A 및 B는 등쪽 피부조직의 Masson's trichrome 염색 후 사진이고, C 및 D는 배쪽 피부조직의 Masson's trichrome 염색 후 사진이다. 도 5는 참돔의 등쪽 및 배쪽 피부를 나타내는 것으로서, A 및 B는 등쪽 피부조직의 Masson's trichrome 염색 후 사진이고, C는 H-E 염색 후 사진이고, D는 Masson's trichrome 염색 후 사진이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 참돔, 농어의 등쪽과 배쪽 피부계는 상피층, 진피층, 피하조직층 및 근육층으로 이루어져 있었고, 농어의 진피층은 등쪽과 배쪽 모두 잘 발달된 교원섬유로 이루어져 있었다. 넙치의 등쪽, 배쪽 피부계는 일반적인 구조인 상피층과 진피층으로 구성되어 있었고, 진피층은 교원섬유로 이루어져 있었다. 조피볼락의 등쪽과 배쪽 피부계 역시 상피층과 진피층으로 이루어져 있었고, 등쪽의 진피층은 교원섬유와 일부 근섬유가 포함된 구조를 하고 있었으며, 배쪽은 잘 발달된 교원섬유로 이루어져 있었다. 이렇듯 4종류의 어종 모두 등쪽 또는 배쪽의 진피층에 콜라겐 섬유인 교원섬유가 주로 발달된 것을 알 수 있었고, 어류의 피부 두께로 보았을 때, 상피에서 진피층의 두께가 가장 두꺼운 것으로 나타나, 넙치어피가 이용가능 부피가 넓어 콜라겐 섬유 단백질을 활용할 수 있는 가장 좋은 재료원임을 확인할 수 있었다.

참고로, 4종의 어류의 피부두께는 하기 표 3과 같다.

구분	부위	상피~진피층(㎛)	상피층(㎛)
농어	등쪽	485.44	72.380
	배쪽	490.278	75.823
넙치	등쪽	540.237	49.231
	배쪽	736.923	43.077
조피볼락	등쪽	367.098	20.127
	배쪽	528.481	23.418
참돔	등쪽	287.447	18.515
	배쪽	407.595	67.599

<실시예1>

농어로부터 분리된 어피를 세척한 후 -45℃에서 15시간 동안 급속동결시킨 다음 0.5torr의 진공도를 가진 동결건조기에서 -40℃로 48시간 동안 건조시킨 후 분쇄하여 어피 분말을 제조하였다.

어피분말과 0.1M의 수산화나트륨 용액을 1:10의 중량비로 혼합한 다음 20℃에서 18동안 교반한 후 원심분리기를 이용하여 비콜라겐성 단백질이 제거된 알칼리잔사를 분리하였다. 그리고 알칼리잔사를 증류수로 세척한 다음 알칼리잔사와 6M의 염산용액을 1:10의 중량비로 혼합한 다음 20℃에서 18동안 교반한 후 원심분리기를 이용하여 상등액을 분리하여 산 가용성 콜라겐(ASC)을 수득하였다.

그리고 산 가용성 콜라겐 5중량%, 정제수 94.5중량%, 에탄올 0.5중량%를 혼합하여 제 1시료를 준비하였다.

<실시예 2 내지 4>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 산 가용성 콜라겐(ASC)을 제조하되, 농어 대신에 넙치, 조피볼락, 참돔으로부터 각각 분리된 어피 분말을 이용하였다.

산 가용성 콜라겐 5중량%, 정제수 94.5중량%, 에탄올 0.5중량%를 혼합하여 제 2 내지 제 4시료를 각각 준비하였다.

<실시예 5>

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제 5시료를 준비하되, 산 가용성 콜라겐 5중량%, 벌개미취 추출물 2중량%, 정제수 92.5중량%, 에탄올 0.5중량%를 혼합하였다.

벌개미취 추출물은 잎, 뿌리, 줄기를 포함하는 전초를 건조시킨 후 세절한 다음 메탄올을 중량비로 10배량을 가한 후 40℃에서 6시간 동안 4회 반복 추출하고 여과한 다음 감압농축하여 수득하였다.

<SDS-PAGE 실험>

각 어종별 어피와, 각 어피에서 추출한 산 가용성 콜라겐(ASC)을 시료로 하여 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)를 수행하였다. 단백질 마커(protein marker)는 시그마사(Sigma, 미국)에서 구입하여 샘플 버퍼(sample buffer; 60mM Tris-HCl, 25% glycerol, 2% SDS, 14.4mM 2-mercaptoethanol, 0.1% bromophenol blue, 10mL distilled water)에 용해시켰다. 각 시료에서 추출한 단백질에 샘플 버퍼를 동량 첨가한 후 100℃의 물에서 5분간 가열하여 단백질의 완전한 변성을 유도한 후 전기영동을 실시하였다(Mini-Protean, BIO-RAD Laboratories, Inc. USA.). 전기영동용 완충용액은 0.1%(w/v) SDS를 포함하는 0.025M-Tris base-0.192 M Glycine(pH8.3) 용액을 사용하였으며 이렇게 얻어진 겔의 염색은 쿠마시 블루 R-250 용액(Coomasie blue R-250; 1.0g Coomassie blue R-250, 450mL methanol, 450mL H2O, 100mL glacial acetic acid)을 사용하여 상온에서 2시간 가량 흔들며 수행하였다. 탈색은 탈색시약(100mL methanol, 100mL glacial acetic acid, 800mL H2O)을 겔이 살짝 잠길 만큼 부어 30분간 두 번에 걸쳐 시약을 교환하면서 흔들며 수행하였고 추가로 겔이 완전히 잠기도록 하여 18시간 가량 흔들며 탈색하였다. 이때 얻어진 겔상에 염색된 밴드는 단백질 마커와 비교하여 도 8 내지 도 11에 각각 나타내었다. 도 8 내지 도 11에서, ASC는 산 가용성 콜라겐을 의미하고, RS-AL은 알칼리 잔사를 의미한다.

도 8 내지 도 11을 통해 4종의 어류에서 분리된 산 가용성 콜라겐 모두 어피 및 알칼리잔사와 동일한 SDS-PAGE 패턴을 보였다. 저분자량의 열변성된 단편이 확인되지 않아 추출된 산 가용성 콜라겐은 열변성이 전혀 없이 콜라겐의 구조를 그대로 유지하고 있음을 나타낸다.

<보습실험>

상기 실시 예 1 내지 5에서 준비된 제 1 내지 제 5시료에 대한 보습 효과를 조사하기 위해 피부, 특히 표피의 수분함유도를 생물공학적 방법으로 측정하였다. 22~40세의 여성 5명을 대상으로 시료 도포 전 및 후의 기간별 피부의 수분함량변화를 살펴보았다. 피부의 수분함량은 각질층 표면에서 과립층상부의 수분함량을 피부의 정전부하용량으로 계측하여 측정하는 센서장비인 피부 수분량 측정기(MPA5, Corneometer CM 825 probe, Courage & Khazaka electronic, Germany)를 이용하였다.

측정시험에 참여한 피시험자는 상완부위를 매 측정을 수행하기 전 적어도 30분전부터 평가 실험실의 온습도조건에 적응(acclimation)시키고 측정하였다. 시료는 평가시험 전에 배부하여 매일 2회 지정된 피부부위에 바르도록 교육하였는데 1회 도포되는 양은 각각의 시료를 0.5 ml/㎠ 의 수준으로 균일하게 도포하였다. 아무것도 도포하지 않은 피부상태를 기준점으로 측정하고 이후 매일 2회 도포하도록 하여 5일후, 10일후, 15일후, 20일후의 피부수분함량(corneometer value)을 연속적으로 측정하여 그 평균값의 변화를 하기 표 4에 나타내었다.

구분	도포전	도포5일후	도포10일후	도포15일후	도포20일후
제 1시료	35.23	36.01	39.33	41.74	43.85
제 2시료	34.90	36.18	40.36	42.50	44.51
제 3시료	36.83	38.35	39.41	41.83	43.39
제 4시료	35.49	37.27	38.76	39.23	42.74
제 5시료	35.47	38.20	40.79	43.54	45.65

상기 표 4를 참고하면, 각 시료를 도포한 부위의 피부수분함량의 평균값의 변화를 살펴보면 각 시료들의 우수한 보습효과를 확인할 수 있었다. 특히, 콜라겐만을 함유한 제 1 내지 제 4시료들 중에서 제 2시료의 보습효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 제 2시료는 도포 20일 후 피부수분함량 평균값의 변화가 약 27.5% 증대된 것으로 나타났다. 그리고 농어의 어피로부터 추출한 콜라겐과 벌개미취추출물을 함유한 제 5시료는 제 1시료와 비교하여 약 4.2%정도 더 높은 것으로 나타났다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 어류의 껍질인 어피로부터 분리된 콜라겐을 함유하는 것을 특징으로 하는 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 어류는 농어, 조피볼락, 넙치, 참돔 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물.
3. 어류의 껍질인 어피에 함유된 콜라겐의 열변성을 방지하면서 상기 어피를 건조시키는 건조단계와;
   상기 건조된 어피를 분쇄하여 어피분말을 형성하는 분쇄단계와;
   상기 어피분말로부터 콜라겐을 분리하는 분리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 어류는 농어, 조피볼락, 넙치, 참돔 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물의 제조방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 분리단계는 상기 어피분말에 알칼리 용액을 가하여 비콜라겐성 단백질이 제거된 알칼리잔사를 수득하는 단계와, 상기 알칼리잔사에 산용액을 가하여 콜라겐을 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어피 유래 콜라겐 함유 화장료 조성물의 제조방법.
   
   

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