KR20150005486A

KR20150005486A - 프로바이오틱 유산균을 이용한 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔

Info

Publication number: KR20150005486A
Application number: KR20140161801A
Authority: KR
Inventors: 이승훈; 강대중; 김성범; 강재훈
Original assignee: 일동제약주식회사
Priority date: 2014-11-19
Filing date: 2014-11-19
Publication date: 2015-01-14
Also published as: KR101567755B1

Abstract

본 발명은 프로바이오틱 유산균을 이용한 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔을 제공한다. 본 발명의 방법으로 피토뉴트리언트(phytonutrient)인 울금을 프로바이오틱 유산균으로 발효하여 항산화물질인 커큐민(curcumin)과 보습성분인 아르-투르메론(Ar-turmerone)을 생산하고 이를 다단계 여과시스템(multi-step filtration system)을 통해 보습력과 항산화효과가 우수한 울금 발효겔을 만드는 방법이다.
본 발명은 기존의 화학성분의 보습제가 갖는 제형적인 문제와 피부의 비친화력 문제를 해결하고 보습력과 함께 항산화 기능 및 항균 항염작용을 유지할 수 있게 하여 산업적으로 유용한 방법이다

Description

프로바이오틱 유산균을 이용한 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔{Method of preparing functional fermented turmeric gel having anti-oxidant, moisturizing and anti-biotic effect using a probiotic lactic acid bacteria and functional fermented turmeric gel prepared thereby}

본 발명은 프로바이오틱 유산균을 이용한 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔의 제조방법, 그 방법으로 제조된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 프로바이오틱 유산균을 이용하여 피토뉴트리언트(phytonutrient)인 울금을 발효하여 피토케미칼(phytochemicals)인 커큐미노이드(curcuminoid)와 터르페노이드(terpenoids)가 함유된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 겔의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔에 관한 것이다.

피부는 몸 안에서 화학물질이 침입하는 것과 몸 안의 수분이 증발하는 것을 막는 장벽이다. 피부는 구조적으로 각질, 표피 및 진피의 3개 층으로 구성된다.

상기의 각질층은 10~25%의 수분을 함유하고 있으며, 표피층은 70%의 수분을 함유하고 있다.

pH 또한 피부표면의 경우 pH 5.0~6.0의 약산성을 나타내나 피부 속 진피층의 pH는 체액과 유사한 pH 7.0~7.4의 중성을 나타낸다.

연령 및 체질에 따라 피부 노화의 진행이나 겨울철 또는 잦은 일반 비누 세정으로 인한 피부 건조의 영향으로 각질층 수분의 함량이 10% 이하가 되면 피부 탄력도 및 윤기의 저하, 잔주름과 피부 갈라짐 현상이 일어난다. 또한 사람의 피부는 자외선에 노출됨으로써 피부 주름, 탄력저하, 색소침착 등으로 인해 노화단계를 거치게 되고 피부장벽의 손상으로 인하여 수분감소, 각질유발, 건선, 여드름 등이 발생되게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 다양한 보습제가 개발(대한민국 특허출원 제 10-2004-7002047호)되었으며 주로 사용되는 보습제 성분은 광물성 기름을 기본으로 하는 친유성 분산제이다. 이러한 제품은 피부 표면의 각질층에 흡수되어 일시적으로 피부를 부드럽게 하는 효과가 있으나 피부의 호흡 및 다른 기능을 방해하여 여드름이나 피부 트러블을 일으킨다. 또한 이러한 성분으로 인해 생성된 유지막은 다른 영양성분의 침투를 방해하는 문제점을 가진다. 다른 보습제로 흔히 사용되는 유화제는 섞이지 않는 물과 기름을 적당한 배합으로 섞어 피부에 수분과 유분을 공급하는 보습제에 흔히 쓰이는 재료로 일반 크림이나 로션 등을 제조하는데 사용되는 물질이다. 이러한 유화제를 기본으로 하는 보습제는 사용하는 동안은 부드럽고 촉촉한 느낌을 주지만, 피부가 세안 등을 통해 물을 만나게 되면 유화제의 동그란 구형(舊型)구조가 피부 조직 내의 지질구조를 파괴하여 수분을 빼앗아가는 문제점이 지적되어왔다.

상기와 같은 화학성분을 기반으로 한 보습제의 문제점을 해결하기 위해 유산균 가열 사균체를 유효성분으로 하는 보습제가 개발되었다(대한민국 특허출원 제 10-2009-7000690).

그러나 상기의 개선된 유산균 가열 사균체 보습제는 피부기반이 아닌 경구투여, 내복을 통한 피부보습을 유도하기 때문에 피부 보습효과를 즉각적으로 기대하기가 어렵고 화장품에 배합할 경우균체를 가열하면서 유출되는 중금속, 엔도톡신 등이 혼입되는 문제점이 여전히 지적되었다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 피토뉴트리언트(phytonutrient: 기능성 천연소재 식물자원)가 포함된 배지를 유산균으로 발효하고 그 발효액을 유기용매를 사용하지 않는 다단계 농축-여과 공정을 통해 항산화 작용을 나타내는 커큐미노이드 성분과 항염, 보습작용을 나타내는 터르페노이드 성분 그리고 박테리오신으로 대표되는 항균성분이 함유된 안전하고 피부친화적인 독특한 발효겔(fermentative gel)의 제형을 완성하였다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,

본 발명은 울금 발효겔을 제공한다.

또한, 본 발명은 다음과 같은 울금 발효겔의 제조방법을 제공한다.

(a) 울금을 발효기질로 하여 유산균과 배양하는 단계 ;

(b) 상기 (a) 단계에서 배양된 울금 발효액에 흡착제를 혼합하여 탈취하는 단계;

(c) 상기 (b) 단계에서 탈취한 울금 발효액을 농축하여 울금 발효겔을 제조하는 단계.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 울금 발효겔의 제조방법은

유산균으로 배양한 울금 발효액을 흡착제로 탈취하고 이를 필더링 및 농축하여 겔 타입으로 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

(a) 울금을 발효기질로 하여 유산균과 배양하는 단계 :

본 발명자들이 사용한 피토뉴트리언트(phytonutrient) 발효기질인 울금(Turmeric)은 생강목에 속하는 다년생 식물로서 인도를 중심으로 한 열대, 아열대 지역에서 주로 재배되며 줄기와 뿌리를 식용, 약용 등으로 사용한다. 인도, 중국. 동남아시아 등지에서 많이 재배되며, 우리나라는 전남 진도, 전남 해남, 전북 부안 등 남부지방에서 재배되고 있다. 울금은 커큐미노이드(curcuminoid) 성분인 커큐민(curcumin)과 터르페노이드(terpenoids) 성분인 투르메론(turmerone), 진기베렌(zingiberene) 등의 기능성 피토케미칼(phytochemicals)을 함유한다. 커큐미노이드(curcuminoid) 성분은 항산화 작용을 통하여 피부노화를 막고 세포보호기능을 하며, 각질 형성 세포의 정상적인 분화를 촉진시킨다. 터르페노이드(terpenoids) 성분은 피부세포 내에 존재하는 세균들에 대항하여 항염 및 항균 작용과 피부 보습작용을 나타내기 때문에 여드름이나 아토피와 같은 피부손상에 있어서도 피부수복기능을 한다.

울금을 발효기질로 하여 울금 내에 존재하는 피토케미칼(phytochemicals) 유효성분을 생산하기 위해서는, 울금을 발효기질로 사용할 때 발효능이 우수한 균주를 선발하는 것이 중요하다. 본 발명자들의 연구 결과, 유산균은 본 발명의 목적 달성을 위한 울금 발효 균주로써 유용하고 우수한 발효산물을 생산하는 것으로 확인되었다. 유산균의 대부분은 혐기성균(anaerobe)이며 젖산(lactic acid), 초산(acetic acid) 등의 유기산과 에탄올(ethanol)등의 발효산물들 뿐만 아니라 항균활성 성분인 bacteriocin을 생산하는 특징도 갖는다. 이로써 본 발명에 따른 울금 발효겔은 항균 활성 뿐만 아니라 겔조성물 자체의 장기 보존에도 유용한 구성을 형성하는 독특한 특장을 갖는다. 본 발명에 사용되는 유산균은 이에 한정되지는 않지만, 락토바실루스 속(Lactobacillus sp.), 비피도박테리움 속(Bifidobacterium sp.), 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 락토코커스 속(Lactococcus sp.), 엔테로코커스 속(Enterococcus sp.), 페디오코커스 속(Pediococcus sp.), 류코토스톡 속(Leuconostoc sp.), 바이셀라 속(Weissella sp.)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유산균이며, 바람직하게는 락토바실루스 아시도필루스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실루스 불가리쿠스 (Lactobacillus bulgaricus), 락토바실루스 카세이(Lactobacillus casei), 락토바실루스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum),락토바실루스 가쎄리(Lactobacillus gasseri), 락토바실루스 헬베티쿠스(Lactobacillus helveticus), 락토바실루스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus),락토바실루스 존소니이(Lactobacillus johnsonii), 락토바실루스 프란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실루스 루테리(Lactobacillus reuteri),비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum), 비피도박테리움 브레브(Bifidobacterium breve),비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis), 비피도박테리움 락티스(Bifidobacterium lactis), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 스트렙토코커스 페칼리스(Streptococcus faecalis), 스트렙토코커스 페시움(Streptococcus faecium), 락토코커스 락티스(Lactococcus lactis ssp. lactis), 엔테로코커스 페칼리스(Enterococcus faecalis), 엔테로코커스 페시움(Enterococcus faecium), 페디오코커스 아시도락티시이(Pediococcus acidolacticii), 페디오코커스 펜토사세우스 (Pediococcus pentosaceus), 류코노스톡 카르노숨(Leuconostoc carnosum),류코노스톡 시트레움(Leuconostoc citreum), 류코노스톡 가시코미타튬(Leuconostoc gasicomitatum),류코노스톡 겔리둠(Leuconostoc gellidum), 류코노스톡 인해(Leuconostoc inhae), 류코노스톡 김치이(Leuconostoc kimchii), 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis),류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides subsp. Mesenteroides), 류코노스톡 파라메센테로이데스 (Leuconostoc paramesenteroides), 바이쎌라 시바리아(Weissella cibaria), 바이쎌라 콘푸사(Weissella confuse),바이쎌라 코리엔시스(Weissella koreensis),바이쎌라 소리(Weissella soli), 바이쎌라 비리데센스(Weissella viridescens)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유산균, 더 바람직하게는 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201(Lactobacillus rhamnosus IDCC 3201)이다[도 1].

상기 발효기질인 울금은 유산균 배양액 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 10 중량부의 비율로 혼합하여 배양한다. 바람직하게는 유산균 배양액 100 중량부 대비 울금 0.1 중량부 내지 5 중량부로 혼합하고, 가장 바람직하게는 1 중량부 내지 5 중량부로 혼합한다.

본 발명의 일실시예에서는 울금 발효능이 우수하고 발효겔(gel)을 생성하는 유산균을 선발하기 위해 락토바실루스 속(Lactobacillus sp.), 비피도박테리움 속(Bifidobacterium sp.), 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 으로 구분하여 발효한 후, [도 2]의 공정으로 제조할 때 발효겔의 형성 여부를 확인하였다. 또한 유산균의 울금 발효겔을 DPPH assay로 측정하여 항산화 효과를 측정하고 피부도포 후 1시간 동안의 피부보습력을 수분계(Corneometer CM825, C+K, Germany)로 측정하여 상대비교를 통해 항산화력과 피부보습력이 평가하였다.

그 결과, 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201 (Lactobacillus rhamnosus IDCC 3201)을 사용하여 발효 조제한 울금 발효겔이 가장 높은 항산화 효능과 피부 보습력을 나타내었다(표 1 참조).

한편, 대표로 선발된 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201을 발효 균주로 하여 발효기질인 울금을 농도별로 혼합하여 발효한 결과, 울금 2% (w/v)로 첨가하였을 때 가장 높은 항산화 효과와 피부 보습효과를 나타내는 것으로 확인되었다(표 2 참조).

(b) 상기 (a)단계에서 유산균으로 배양한 울금 발효액에 흡착제를 혼합하여 탈취하는 단계:

(b)단계에서는 (a)단계의 울금 발효액에 흡착제를 혼합하여 탈취한다. 피부의 보습제로 사용하기 위해서는 탈취공정 또한 중요한 항목이다. 따라서 상기 탈취제는 다공성 입자성을 가진 기제로 울금 특유의 향을 흡착시키는 역할을 한다.

구체적으로는 이에 한정되지는 않지만, 규조토, 활성탄, 산화알루미나, 실리카겔, 활성알루미나겔이 포함되며, 바람직하게는 산화알루미나, 활성알루미나겔 또는 활성탄일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 활성탄을 말한다.

상기 탈취 목적의 활성탄은 울금 발효액 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 10 중량부의 비율, 바람직하게는 0.1 중량부 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 2 중량부 내지 10 중량부로 혼합한다.

본 발명의 일실시예에서는 최적의 탈취제를 선정하기 위해 규조토, 활성탄, 산화알루미나, 실리카겔, 활성알루미나겔을 첨가한 후 관능검사를 통해 탈취효과를 각각 평가하였다. 그 결과, 활성탄 5% (w/v)를 사용하였을 때가 가장 높은 탈취효과를 나타내었다(표 3 참조).

(C) 상기 (b)단계에서 탈취한 울금 발효액으로부터 농축하여 겔타입(oilish gel)의 제형을 완성하는 단계 :

상기 울금 발효액을 울금 발효겔 형태로 만들기 위해 감압 농축하면 오일형태의 겔이 형성된다. 울금 발효겔 형성 후 농축과정에서 석출된 환원당과 단백질은 마이크로필터로 제거한다. 울금 발효겔은 울금 발효능이 우수한 유산균이 생성하는 독특한 특징인 데, 이러한 겔 조성은 울금이 함유되지 않은 배지조성에서는 생성되지 않으며 울금이 들어간 배지에서도 발효능이 현저히 떨어질 경우도 생성되지 않는다. 또한 발효를 하지않고 울금을 에탄올 등의 유기용매로 추출할 때에도 겔 형성이 되지 않는다.

상기 본 발명의 방법으로 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201과 울금의 발효를 통해 조제한 울금 발효겔은 제조과정에서 유기용매를 사용하지 않기 때문에 합성보습제가 나타내는 피부 부작용이 없으며 순수발효를 통해 생성된 커큐미노이드 성분이 항산화효과를 나타내고, 터르펜노이드 성분이 항염, 보습효과를 나타내 피부 친화성을 월등히 높을 뿐만 아니라 박테리오신 등의 발효산물 등이 함유되어 있어 항균 활성뿐만 아니라 겔 조성의 장기 보존 안정성도 뛰어난 신개념 제제이다.

따라서, 본 발명은 프로바이오틱 유산균을 이용한 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔의 제조방법 및 그 방법으로 제조된 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 기능성 울금 발효겔을 제공한다. 본 발명의 방법은 제조과정에서 유기용매를 사용하지 않기 때문에 합성 보습제가 나타내는 피부 부작용이 없으며, 울금을 유산균으로 발효함에 따라 그 발효산물의 조성이 농축 조작만으로도 겔을 형성할 수 있는 독특한 장점이 있을 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 울금 발효겔은 커큐미노이드(curcuminoids)가 우수한 항산화 효과를 나타내고 터르페노이드(terpenoid) 성분은 뛰어난 항염 및 보습효과를 나타내며, 아울러 박테리오신 등의 발효산물들은 항균작용과 함께 겔 조성물 자체의 보존 안정성을 높여주는 또 다른 효과를 제공하는 등 독특한 특징을 나타낸다

도 1은 본 발명에 사용된 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201의 형상을 나타낸 전자현미경(FE-SEM)사진이다.
도 2는 2는 울금 발효겔의 대량생산 제조 공정도를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명에 사용된 울금 발효겔의 터르펜노이드 성분을 분석한 박막 크로마토그래피 (thin layer chromatography) 결과 사진이다.
도 4는 도 3의 울금 발효겔의 커큐미노이드 성분과 터르펜노이드 성분을 HPLC로 분석한 결과 사진이다.
도 5는 도 3의 울금 발효겔의 항균력을 나타낸 사진이다.
도 6은 도 3의 울금 발효겔의 항산화 작용을 나타낸 사진이다.
도 7은 도 3의 울금 발효겔의 피부 보습효과를 나타낸 사진이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

울금발효겔의 조제

<1-1> 울금 발효 유산균의 선별

유산균의 우수한 울금 발효겔 생성 여부를 확인하기 위해 발효겔 형성유무, 항산화작용, 보습력을 평가하였다. 보다 상세하게 락토바실루스 속(Lactobacillus sp.), 비피도박테리움 속(Bifidobacterium sp.), 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.)으로 구분하여 발효한 후, 발효 겔 형성은 회전식 점도계(모델명: LVDV-I+, BROOKFIELD사)를 사용하여 점도(centipoises; cP)값을 비교판단하였고, 보다 상세하게는 발효겔 샘플 15 ml를 실린더에 넣고 상온에서 S31 스핀들을 이용하여 100 RPM의 회전속도로 cP 값을 측정하였다. 발효겔의 항산화 효능은 DPPH assay에 의해 평가하여 울금 발효시 커큐미노이드를 많이 생산하는 유산균을 선별할 수 있는 근거로 판단하였다. 발효겔의 보습력은 피부도포 후 1시간 동안의 피부 보습력을 수분계(Corneometer CM825, C+K, Germany)로 측정하여 상대비교를 통해 평가하였다[표1].

본 발명에서는 울금 발효 유산균으로 다음과 같은 균주를 사용하였다.

락토바실루스 속(Lactobacillus sp.)으로 Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus rhamnosus IDCC 3201, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus plantarum,Lactobacillus reuteri 를, 비피도박테리움 속(Bifidobacterium sp.)은 Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium longum을, 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.)은 Streptococcus faecalis, Streptococcus faecium을 사용하였다.

울금 발효 유산균의 선별시험 결과

발효균주	점도 (cP)	DPPH 소거능(%)		피부 수분함량(%)
발효균주	점도 (cP)	Control (α-tocopherol)	Sample	Control (1% HA)	Sample
Lactobacillus acidophilus	30	88	72	90	65
Lactobacillus bulgaricus	26		50		60
Lactobacillus casei	29		72		64
Lactobacillus fermentum	33		80		78
Lactobacillus gasseri	31		75		79
Lactobacillus helveticus	34		79		75
Lactobacillus rhamnosus IDCC 3201	42		89		91
Lactobacillus johnsonii	28		69		70
Lactobacillus plantarum	30		71		65
Lactobacillus reuteri	24		56		55
Bifidobacterium bifidum	25		45		47
Bifidobacterium breve	24		51		56
Bifidobacterium infantis	24		59		55
Bifidobacterium lactis	26		43		51
Bifidobacterium longum	26		55		42
Streptococcus faecalis	31		73		85
Streptococcus faecium	32		75		81

그 결과, 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201 (Lactobacillus rhamnosus IDCC 3201)을 사용하여 울금을 발효하였을 때, 발효 겔 형성이 가장 용이하였으며 높은 항산화 효과와 피부 보습력을나타내었다[표 1].

<1-2> 울금 최적 농도결정

락토바실루스 람노서스 IDCC 3201 (Lactobacillus rhamnosus IDCC 3201)을 사용하여 발효할 때, 항산화 효과와 피부 보습효과가 높은 제형을 결정하기 위해 발효기질인 울금의 농도에 따른 울금 발효겔의 DPPH 소거능과 도포 후 수분량을 측정하여 항산화 효과와 피부 보습력을 백분율로 표시하여 상대 비교분석하였다[표 2].

락토바실루스 람노서스 IDCC 3201 최적 울금 농도 선별시험결과

울금 농도 (w/v, %)	점도 (cP)	DPPH 소거능(%)		피부 수분함량(%)
울금 농도 (w/v, %)	점도 (cP)	Control (α-tocopherol)	Sample	Control (1% Hyaluronic acid)	Sample
None	0.8	88	15	90	10
1	35		89		91
2	42		91		94
3	31		86		92
4	28		80		86
5	25		72		79

[표 2]에서 보는 바와 같이, 발효기질인 울금을 배지에 농도별로 혼합하여 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201을 접종, 발효하였을 때 울금 2% (w/v)로 첨가하였을 때 상대적으로 가장 높은 점도값을 나타내었으며 이때 가장 높은 항산화 효능과 피부 보습효과를 나타내었다.

<1-3> 최적 흡착제의 결정

락토바실루스 람노서스 IDCC 3201 울금 발효액은 울금 특유의 방향성 취(臭)을 갖고 있다. 이러한 방향성 취(臭)는 보습제로 첨가시 제품의 품질을 떨어뜨리게 되어 이를 제거하는 방법을 고안하였다. 본 발명에서 사용한 흡착제는 다공성 입자성을 가진 기제로 규조토, 활성탄, 산화알루미나, 실리카 겔, 활성 알루미나겔을 포함한다. 구체적으로는 상기 흡착제를 울금 발효상등액 100 ㎖ 당 1 g 내지 10 g을 첨가하고 상온에서 일정속도로 1시간 동안 교반시켜 반응시켰다. 반응이 끝나면 10,000 RPM, 10 분동안 원심분리한 후 회수한 상등액에 대해 10명이 관능검사를 실시하였다. 관능검사에 따른 탈취지수는 흡착제 처리 전의 울금 발효액의 취와 비교하여 평가하였다. 보다 상세하게는 탈취지수를 3단계로 하여 가장 탈취가 많이 된 흡착제순으로 +++, ++, +으로 상대평가하였다[표 3].

탈취효과 우수 흡착제 선별시험결과

농도 (w/v, %)	규조토	활성탄	산화알루미나	실리카겔	활성 알루미나겔
1	+	+	+	+	+
2	+	++	+	+	+
3	+	++	+	+	+
4	+	++	++	+	+
5	+	+++	++	+	++
7	++	+++	++	+	++
10	++	+++	++	++	++

* 탈취가 많이 된 순으로 +++ > ++ > + 으로 평가함

그 결과, [표 3]에서 보는 바와 같이 탈취효과가 우수한 흡착제의 종류는 활성탄(activated carbon)을 사용하였을 때가 가장 효과가 우수하였다.

<1-4> 제조방법

락토바실루스 람노서스 IDCC 3201 울금 발효겔의 대량 생산을 통해 제조방법을 최적화하였다. 보다 상세하게 생산 규모는 3톤 발효탱크에서 37℃, 24시간 overnight 배양을 하였으며, 발효기질인 울금은 2% (w/v)로 생산 기본배지에 첨가하였다. 울금 발효 종료액 2,400L를 basket type centrifuge으로 원심분리한 후, 균체가 제거된 여과액을 회수하였다. 회수한 여과액에 활성탄 5% (w/v)를 2시간 동안 처리하고 원심분리하여 활성탄을 제거하였다. 회수된 여액의 잔류 활성탄을 제거하기 위해 뎁스필터여과(depth filtration)를 하였다. 뎁스필터여액에 존재하는 당과 단백질을 제거하기 위해 ultrafiltration하였으며, 배양액 대비 40배 (v/v) 감압 농축한 후, 최종적으로 제균과 농축시 석출된 성분을 제거하기 위해 microfiltration하여 최종 울금 발효겔 IL-101을 조제하였다. 상세한 조제공정은 [도 2]에서 보는 바와 같다.

<실시예 2>

유효성분 분석

<2-1> 박막 크로마토그래피 분석

락토바실루스 람노서스 IDCC 3201의울금발효겔에 함유되어 있는 터르페노이드(terpenoid)의 정성분석을 위해 박막 크로마토그래피(thin layer chromatography, TLC) 분석을 하였다.

실리카 겔(Silica gel)이 코팅되어 있는 TLC판에 소량의 시료를 점적한 뒤 건조시키고 전개용매(벤젠(benzene)과 에틸아세테이트(ethyl acetate) = 97 : 3, v/v)를 이용하여 전개시켰다. 전개가 종료된 후, 254 ㎚의 파장에서 생성된 스팟(spot)을 확인하였다. Control로 터르페노이드(terpenoid)의 대표성분인 아르-투르메론(Ar-turmerone) 표준시약을 사용하였다.

박막 크로마토그래피 분석결과, [도 3]에서 보는 바와 같이 울금 발효겔에서 터르펜노이드(terp-enoid) 성분의 스팟 2종류가 검출되었으며, 상기 터르페노이드의대표 성분인 아르-투르메론(Ar-turmerone)이 Rf 0.55의 값으로 일치되는 spot도 검출되었다.

<2-2> HPLC 분석

울금 발효겔에 함유되어 있는 유효성분인 커큐미노이드(curcuminoid) 성분과 터르페노이드(terpenoid) 성분을 HPLC를 통해 분석하였다. 보다 상세하게는 울금 발효겔 시료의 3배 부피에 해당하는 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 처리하여 유효성분을 추출하였다. 메탄올(methanol)을 이용해 1,000 ppm의 농도로 보정하여 최종 분석시료로 사용하였다. 상세 HPLC 조건은 컬럼은 ODS-H80 (250 x 4.6 mm, 4 um)를 사용하였으며 이동상(mobile phase)은 0.1% trifluoroacetic acid (TFA)가 포함된 Milli-Q water에 acetonitrile을 40%에서 80%까지 gradient 조건으로 40분 동안 분석을 진행하였다. 분석시료의 양은 20 ul였으며 항산화작용을 나타내는 유효성분인 커큐미노이드(curcuminoid) 성분은 430 ㎚의 파장에서 분석하였다. 또한 항염, 보습작용을 나타내는 정유성분인 터르페노이드(terpenoid) 성분은 240 ㎚의 파장에서 분석하였다. 표준물질로는 커큐미노이드(curcuminoid)의 대표성분인 커큐민(curcumin)을 사용하였으며, 터르펜노이드(terpenoid)의 대표성분인 아르-투르메론(Ar-turmerone)을 사용하여 분석하였다.

분석결과, [도 4]에서 보는 바와 같이 430 ㎚에서 항산화 효과를 나타내는 커큐미노이드(curcuminoid)의 대표성분인 커큐민(curcumin)과 일치하는 피크(RT 15.6분)를 검출하였다. 또한 240 ㎚에서 보습효과를 나타내는 터르페노이드(terpenoid)의 대표성분인 아르-투르메론(Ar-turmerone)과 일치하는 피크(RT 22.34분)를 검출하였다.

<실시예 3>

효능평가

<3-1> 항산화 효과

락토바실루스 람노서스 IDCC 3201의 울금 발효겔의 항산화효과를 검증하기 위해 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 시약을 이용한 발색법을 사용하였다.

보다 상세하게는 실험군으로 발효 울금겔, 알파 토코페롤(비타민 E), 토코페롤 아세테이트를 사용하였다. 샘플은 증류수로 40배 희석액 100 ㎕를 DPPH 용액 100 ㎕와 혼합한 후, 25℃, 30분간 반응시키고 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 샘플의 영점값은 DPPH 용액대신 증류수 100 ㎕를 첨가하여 동일하게 측정하였다. 또한 control은 상기와 같은 방식으로 에탄올로 40배 희석한 샘플 100 ㎕를 DPPH 용액 100 ㎕와 혼합한 후, 25℃, 30분간 반응시키고 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. Control의 영점값은 DPPH 용액대신 증류수 100 ㎕를 첨가하여 동일하게 측정하였다.

상기와 같이 도출한 각각의 값들을 이용하여 항산화 효과를 산출하는 식은 다음과 같다.

Activity of antioxidant (AOA, %) = [1-(S-S₀) / (C-C₀)] x 100 (%)

각 샘플에 대한 항산화효과를 측정하여 비교한 결과, 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201의 울금 발효겔은 통상적인 항산화효과의 기준이 되는 알파 토코페롤과 비교하였을 때 거의 유사한 항산화 효과를 나타내었다[도 5].

<3-2> 보습효과

울금 발효겔의 피부 보습력을 측정하기 위해 수분계 (Corneometer CM825, C+K, Germany)을 이용하여 성인 남녀 21~45세 지원자 20명을 대상으로 팔 상박부 안쪽 부위, 16 cm²의 정상각형 피부 표면에 도포한 후 1, 3, 8시간단위로 피부수분 함유량을 측정하였다. 이때 대조군으로 피부 보습력이 가장 우수하다고 평가받고 있는 히알루론산(hyaluronic acid)을 1% (w/v) 농도의 시료를 사용하여 비교 평가하였다. 분석결과, [도 6]에서 보는 바와 같이 히알루론산(hyaluronic acid)보다 5~15%의 상대적으로 우수한 보습효과를 나타내어 피부 친화적임을 확인할 수 있었다.

이로써, 본 발명에 따른 울금 발효겔은 피부에 적합성이 우수하여 화장품 원료로 사용하는데 유용함을 보여준다.

<3-3> 항균작용

본 발명자들은 일반적인 천연물 추출물과는 대조적으로 유산균 발효물이 항균활성을 나타내기 때문에 락토바실루스 람노서스 IDCC 3201의 울금 발효겔에 대해서도 피부 상재균주에 대한 항균력을 측정하였다. 보다 상세하게는 지시균으로는 대장균(Escherichia coli), 살모넬라 (Salmonella typhimurium), 프로피오니박테리움(Propionibacterium acne)를 사용하였으며, 울금 발효겔의 항균활성은 well 확산법으로 측정하였다. 3종의 지시균을 도말한 각각의 분석배지에 직경 8 ㎜의 구멍을 뚫고 100 ㎕의 샘플시료를 적하한 후, 37℃, 16시간 확산 반응시켰다.

분석결과, [도 7]에서와 같이 피부 상재균인 대장균(Escherichia coli), 여드름 유발균(Propionibacterium acne) 뿐만 아니라 장내 유해균인 살모넬라(Salmonella typhimurium)에도 항균력을 나타냄으로써 울금 발효겔이 화장품 원료로 뿐만 아니라 기능성 식품원료로도 유용함을 확인하였다.

Claims

울금 발효겔의 제조방법으로서,
(a) 울금을 발효기질로 하여 락토바실루스 아시도필루스 (Lactobacillus acidophilus), 락토바실루스 불가리쿠스 (Lactobacillus bulgaricus), 락토바실루스 카세이 (Lactobacillus casei), 락토바실루스 퍼멘텀 (Lactobacillus fermentum), 락토바실루스 가쎄리 (Lactobacillus gasseri), 락토바실루스 헬베티쿠스 (Lactobacillus helveticus), 락토바실루스 람노서스 (Lactobacillus rhamnosus), 락토바실루스 존소니이 (Lactobacillus johnsonii), 락토바실루스 프란타룸 (Lactobacillus plantarum) 및 락토바실루스 루테리 (Lactobacillus reuteri)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 락토바실러스속 유산균과 배양하여 울금 발효액을 수득하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서 수득한 울금 발효액을 규조토, 활성탄, 산화알루미나, 실리카겔 및 활성 알루미나겔로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 다공성 입자성을 갖는 흡착제와 혼합하여 탈취하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계에서 탈취된 울금 발효액을 여과 및 감압농축하여 겔 타입으로 제조하는 단계를 포함하는 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 울금 발효겔의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서의 락토바실러스속 유산균이 락토바실루스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)인 것을 특징으로 하는 울금 발효겔의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서의 다공성 입자성을 갖는 흡착제가 활성탄인 것을 특징으로 하는 울금 발효겔의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (b) 단계에서 흡착제를 울금 발효액 대비 0.1%(w/v) 내지 10%(w/v)의 비율로 1 내지 2시간 동안 혼합하여 탈취하는 것을 특징으로 하는 울금 발효겔의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 (c) 단계에서 울금 발효액을 배양액 대비 30 내지 50배 (v/v)로 감압농축시켜 겔 타입으로 제조하는 것을 특징으로 하는 울금 발효겔의 제조방법.
제1항의 제조방법으로 제조된, 항산화, 보습 및 항균 활성을 갖는 울금 발효겔.
제6항에 있어서, 커큐미노이드 (curcuminoid) 성분과 터르페노이드 (terpenoid) 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 울금 발효겔.
제6항에 있어서, 대장균 (Escherichia coli), 살모넬라 티피무리움 (Salmonella typhimurium) 및 프로피오니박테리움 에크니 (Propionibacterium acne)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 세균에 대한 항균 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 울금 발효겔.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 울금 발효겔을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 울금 발효겔을 유효성분으로 포함하는 건강기능식품.