KR20140129509A - 콜라겐과 코코넛을 이용한 바이오셀룰로오스 마스크시트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콜라겐을 원료로 하여 겔타입의 마스크팩시트를 제조하는 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 콜라겐과 코코넛을 이용하여 바이오셀룰로오스 마스크팩을 제조할 경우 피부 밀착성이 매우 뛰어나고 촉감이 좋으면서도, 콜라겐의 피부탄력개선 및 피부광노화억제 효능까지 기대할 수 있는 마스크팩시트를 제조 할 수 있다.

Description

콜라겐과 코코넛을 이용한 바이오셀룰로오스 마스크시트 제조방법 {Production Method of Bio Cellulose Mask Sheet from Collagen and Coconut}

본 발명은 콜라겐을 원료로 하여 겔타입의 마스크팩시트를 제조하는 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 콜라겐을 함유한 겔형태의 마스크팩시트로써 피부 밀착성이 매우 뛰어나고 촉감이 좋으면서도, 콜라겐의 피부탄력개선 및 피부광노화억제 효능까지 기대할 수 있는 마스크팩시트의 제조방법에 관한 것이다.

마스크팩은 피부에 유용한 영양성분을 다양한 종류의 시트 매개체를 통해 피부에 전달함으로써 단순히 한번 발라주는 일반 에센스, 크림, 로션류에 비해 장시간 피부를 관리해주는 기능을 수행할 수 있는 제품으로써, 에센스, 크림, 로션류에 비해 강력하고도 지속적인 피부관리를 할 수 있어서 그 수요가 점점 증가되는 추세이다.

그런데 마스크팩 제품류에서 가장 중요한 소재는 이와같은 강력하고도 지속적인 피부관리를 할 수 있도록 해주는 마스크시트의 역할이 매우 가장 중요하다 할 수있다.

따라서 마스크시트는 첫째, 피부영양성분을 충분히 함유할 수 있어야하고, 둘째, 피부 밀착성이 뛰어나야하며, 셋째, 피부에 부착시 사용자가 불편함을 느끼지 않고 편안함을 느낄 수 있어야 한다. 여기에 추가해서 마스크시트자체가 특정의 피부관리 효능을 가지는 기능의 필요성이 제기된다.

기존의 마스크시트 소재는 우선 부직포 또는 면을 이용한 시트와 수용성하이드로겔 (대한민국 등록특허 제 10-1240254) 시트가 주를 이루고 있다.

부직포 또는 면 시트는 값이 저렴하고 제조가 간단한 장점이 있으나, 첫째, 에센스성분을 제대로 함유하지 못하고 있기 때문에 피부에 부착시 10분 ~15분 내에 말라버려 마스크팩의 주용도인 피부영양성분의 매개체역할을 제대로 수행하지 못한다. 둘째, 피부 밀착성이 매우 낮아 얼굴에 부착시 사용자는 가만히 누워 있어야 하는 불편함이 있다. 셋째, 부직포 또는 면 소재의 거친 구조 때문에 피부에 부착시 불편함을 느낄 수 있다.

수용성하이드로겔 시트는 부직포 또는 면 시트에 비해서 부드러운 겔 형태의 시트를 특징으로 하기 때문에 마스크팩으로 사용하기에 더욱 적합한 특징을 가지고 있다.

그러나 이러한 수용성하이드로겔은 곤약-카라기난 및 한천을 주성분으로 하는 고분자물질로써 피부에 유용한 영양성분을 충분히 공급해 주는데에는 한계가 있으며, 또한 부직포나 면에 비해서 피부 밀착도가 뛰어나다고는 하지만 그럼에도 불구하고 얼굴의 굴곡진 부위를 충분히 감싸주지 못하고 또한 사용자는 활동상의 제약을 받게 된다.

따라서, 기존 마스크팩 시트소재의 단점을 보완하고 보다 개선된 시트를 개발하여야 하는 필요성이 제기되었다.

최근 이러한 필요성에 의해 사과등의 쥬스 배양액으로부터 바이오셀룰로오스를 제조하는 방법(한국등록특허 제0405776), 그리고 인삼추출액을 배양액으로 하는 바이오셀룰로오스 제조방법 (한국공개특허 10-2012-0043287) 등의 기술이 개발되고 있다.

콜라겐은 척추동물과 무척추동물의 골격을 형성하는 중요한 구성물질로 특히 포유류에 있어 콜라겐은 피부, 연골, 조직, 힘줄 등의 주요한 성분을 이루는 섬유단백질로 100~200A의 직경이며 필라멘트상에서 콜라겐분자들이 수개가 가지런히 배열되어 1000~2000A 콜라겐 피브릴을 형성하고 이 피브릴이 모여 2~5 um의 원섬유를 형성하고, 이러한 원섬유들이 모여 20~100um의 섬유속을 형성한다. 일반적으로 돈피나 우피를 산 또는 알카리로 처리하여 콜라겐을 제조한 후 가수분해 효소를 처리하여 펩타이드로 만든 다음 콜라겐 펩타이드 또는 젤라틴으로 추출한다. 콜라겐은 의약품, 화장품 및 식품 분야에 광범위하게 사용 되는데, 특히 화장품 분야에서 피부탄력개선, 피부광노화억제 등의 목적으로 많이 활용되고 있다. (한국산학기술학회논문지 Vol. 11, No. 9 pp 3277-3283, 2010)

마스크시트의 경우 주로 얼굴피부의 관리를 위해 사용되는데, 얼굴피부와 같이 주름이 많고 자외선으로 인한 노화에 취약한 부위에 사용되는 마스크시트 자체가 콜라겐을 함유하게 하면 별도의 화장수의 공급 없이 마스크시트만으로도 피부탄력개선 및 피부광노화억제의 효능을 기대할 수 있게 된다.

따라서 본 발명의 주된 목적은 기존의 마스크팩시트에 비해 에센스 성분을 많이 함유하고 밀착성과 착용감이 뛰어나면서도, 피부탄력개선 및 피부광노화억제에 효과가 있는 콜라겐성분을 함유하여 그 효능까지 기대 할 수 있는 바이오셀룰로오스 마스크시트 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 콜라겐을 함유한 배양액에서 미생물 배양을 통해 발효하여 제조한 바이오셀룰로오스를 이용한 화장용 바이오셀룰로오스 마스크팩시트를 제공한다.

또한 본 발명은 1) 콜라겐-코코넛 배양액을 준비하는 단계; 2) 바이오셀룰로오스 생산균주를 전배양하는 단계, 3) 콜라겐 배양액에 생산균주를 투입하여 바이오셀룰로오스를 생산하는 단계; 및 4) 배양된 바이오셀룰로오스를 멸균 세척 등의 가공공정을 거쳐 화장용 바이오셀룰로오스 마스크팩시트로 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 피부관리에 효과가 있는 것으로 알려진 콜라겐을 직접 배양액으로 활용하여 이 배양액으로부터 발효공정을 거쳐 겔타입의 마스크팩시트를 생산하므로써, 피부밀착성, 착용감, 보습성이 매우 뛰어날 뿐 아니라 콜라겐 고유의 피부관리 효능도 기대 할 수 있다.

도 1-1,2 은 콜라겐-코코넛 배양액으로부터 바이오셀룰로오스가 생성된 모습을 나타낸 사진이다.
도 2은 상기 방법으로 배양된 바이오셀룰로오스를 세척, 멸균, 압착 공정을 거쳐 마스크시트형태로 제조한 사진을 나타낸다.
도 3는 상기 방법으로 배양된 바이오셀룰로오스의 SEM 사진을 나타낸다.
도 4는 콜라겐-코코넛 배양액을 이용하여 바이오셀룰로오스 마스크시트를 제조하는 제조공정도를 나타낸다.

본 발명은 피부탄력개선, 피부광노화완화에 효과가 있는 것으로 알려져 있는 콜라겐을 이용한 겔타입의 마스크팩시트의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는 먼저 바이오셀룰로오스를 생산할 수 있는 미생물인 아세토박터 자이리늄 (Acetobacter Xylinum) 균을 배양하는 것으로 시작한다. 바이오셀룰로오스를 생산하는 생산균주로 현재 가장 많은 연구가 되어있고 많이 사용되는 것은 아세토박터자이리늄 균이며, 그 외에도 글루콘아세토박터속(Gluconacetobacter), 아그로박테리움속 (Agrobacterium), 리조비움 (Rhizobium), 프도마나스속(Pseudomanas), 살시나속(Sarcina) 미생물들이 많이 알려져 있다. 본 발명에서는 가장 생성효율이 높은 것으로 알려진 아세토박터 자이리늄 균을 사용하였다. ("Cellulose biogenesis : Polymerization and crystallization are coupled processes in Acetobacter xylinum", Moshe Benziman et al, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 77, No. 11, pp. 6678-6682, November 1980 Cell Biology)

바이오셀룰로오스를 배양하기 위한 배양액으로는 콜라겐을 코코넛액에 희석시켜 준비하였다. 이때, 콜라겐을 희석시키는 용매로는 코코넛액과 과당을 9:1의 비율로 혼합한 액을 사용하였다. 여기서 코코넛액과 과당을 선택한 이유는 코코넛액은 전통적으로 베트남, 태국 등의 동남아시아 지역에서 바이오셀룰로오스의 생산에 사용되어온 주요 원료라는 점과 손쉽게 구할 수 있고 가공이 용이하면서 값이 저렴하다는 점이 고려되었다. 기술적으로 코코넛액이 아세토박터자일리넘균을 이용한 바이오셀룰로오스의 생산에 유리한 이유는, 코코넛에는 바이오셀룰로오스의 생성에 필요한 질소원, 탄소원 및 섬유소가 풍부하기 때문이다. 또한 과당을 같이 혼합한 이유는 바이오셀룰로오스의 생성에 필요한 탄소원을 보완해주어 아세토박터 자이리늄 균으로부터 바이오셀룰로오스의 생성능을 높이기 위해서 이다. ("Kinetic aspects of bacterial cellulose formation in Nata-de-coco culture system", A. Budhiono et al, Carbohydrate Polymers 40 (1999) 137-143)

본 발명에서 사용한 콜라겐은 일반적으로 국내에서 화장품 원료로 많이 사용하는 Edible Fish hydrolyzed collagen (Supplier : Rousselot SAS)을 사용하였다.

콜라겐-코코넛 배양액의 PH는 일반적으로 4~5 사이가 적합한데, 가장 바람직한 PH는 4.5이다. 본 발명에서는 acetic acid를 이용해 배양액의 PH를 4.5로 맞추었다.

콜라겐과 코코넛액을 혼합하는 방법은 코코넛액을 100℃에서 30분이상 끓이면서 여기에 콜라겐을 섞어 충분히 교반시킨다. 그 뒤 배양액 온도가 30℃ 정도가 될 때까지 충분히 실온에서 식혀준다.

배양방법은 콜라겐-코코넷 배양액을 원하는 면적의 플라스틱 용기에 깊이가 6cm 이상이 되도록 배양액을 채운 뒤 배양액 통을 한천지 같은 종이를 이용해 뚜껑을 덮어준다. 그런뒤 28℃ 정도를 유지하며 15일간 정치배양한다. 이때 배양방법으로는 교반배양, 진탕배양, 정치배양의 세가지 방법이 있는데 본 발명에서와 같이 시트형태의 바이오셀룰로오스를 생산하기 위해서는 정치배양을 해야한다.

이와같은 배양과정을 거치면 [도1]와 같이 바이오셀룰로오스가 생성이 된다. 이렇게 생성된 바이오셀룰로오스를 마스크팩시트 형태로 가공한 뒤의 SEM 사진을 보면 [도3]와 같은 미세한 구조를 가지게 됨을 알 수 있다.

[실시예]

가. 콜라겐-코코넛 배양액 준비단계 : Edible Fish hydrolyzed collagen (Supplier : Rousselot SAS) 50g, 코코넛액 500g, 과당 50g을 100℃로 30분 가량 끓이면서 잘 섞은 뒤 실온에서 약 30℃ 가량이 될 때까지 식혀준다

나. 아세토박터 자일리넘균주 배양단계 : 포도당 (10g/L), 효모추출물 (10g/L), 펩톤 (7g/L), 숙신산 (0.2g/L), 아세트산(1.5mL/L)가 혼합된 배지에 아세토박터자일리넘균을 접종하여 32℃에서 1일간 배양한다.

다. 바이오셀룰로오스 생산단계 : 상기 가.에서 준비된 콜라겐 배양액 300ml에 상기 나.에서 준비한 아세토박터자일리넘 미생물액 20ml를 넣고 인규베이터에서 28℃를 유지하면서 약 15일간 정치배양한다.

라. 마스크팩시트 제조단계 : 15일 뒤 바이오셀룰로오스가 16mm ~ 25mm가 되면 이를 수거한다. 이렇게 수거된 바이오셀룰로오스를 바이오셀룰로오스 마스크시트로 제조하기 위해서는, 바이오셀룰로오스를 3mm 두께로 슬라이싱 한다. 3mm로 절단된 바이오셀룰로오스를 0.3mm정도의 두께로 압축한 뒤, 다시 물에 넣어 3mm 정도로 불린다. 3mm 정도로 불린 바이오셀룰로오스를 다시 압축하여 0.3mm 정도의 두께로 만든다. 이와 같은 과정을 3~5회 반복한다. 최종적으로 압축된 0.3mm 두께의 바이오셀룰로오스 마스크시트로 완성한다. 이렇게 완성된 바이오셀룰로오스 마스크시트형태는 [도2]와 같다.

[대표도]와 [도4]에서 화살표는 각 공정의 다음단계를 나타낸다.

Claims (3)

1. 콜라겐을 포함한 배양액으로부터 바이오셀룰로오스를 생산하는 단계 및 이렇게 생산된 바이오셀룰로오스로부터 바이오셀룰로오스 마스크시트를 제조하는 제조방법
2. 상기 [청구항 1]에 있어 콜라겐을 코코넛액, 사과액, 및 화학조성물 배지에 혼합하여 바이오셀룰로오스를 배양하는 제조방법
3. 상기 [청구항 1]에 있어 콜라겐을 포함한 배양액으로부터 아세토박터자일리넘균을 이용해 바이오셀룰로오스를 제조하는 제조방법

Images