KR20160000747A

KR20160000747A - 다당체를 포함하는 유화제, 이를 포함하는 화장료 조성물, 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20160000747A
Application number: KR1020140078356A
Authority: KR
Inventors: 김광년; 손주현; 윤종석; 박찬선; 김희식
Original assignee: (주)다미화학; 한국생명공학연구원
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-05
Also published as: KR101622024B1

Abstract

본 발명은 미생물을 이용하여 식물성 오일을 발효시켜 얻은 다당체를 포함하는 유화제, 이를 포함하는 화장료 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 슈도지마속 (Pseudozyma sp.) 미생물에 의해 발효된 식물성 오일로부터 얻은 다당체를 포함하는 유화제는 유화 활성 및 안정성이 우수하다. 그 결과, 본 발명의 유화제는 화장품, 의약품, 식품 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.

Description

다당체를 포함하는 유화제, 이를 포함하는 화장료 조성물, 및 이의 제조방법{EMULSIFYING AGENT COMPRISING POLYSACCHARIDE, COSMETIC COMPOSITION COMPRISING THE SAME, AND METHOD OF PRODUCING THEREOF}

본 발명은 다당체를 포함하는 유화제, 및 이를 포함하는 화장료 조성물에 관한 것이다.

화장품의 제조방법은 크게 가용화와 유화로 나뉘는데, 가용화는 화장수에 사용되는 성분 중 오일이나 향료 등과 같이 물에 쉽게 용해되지 않는 성분들을 계면활성제를 첨가하여, 물속에 용해시키는 것이며, 유화는 물과 기름처럼 서로 섞이지 않는 두 액체를 유화제 또는 계면활성제를 이용하여 한 상에 다른 한 상을 미세한 입자 상태로 분산시켜 놓은 계를 말하며 화장품 제조에 가장 필수적인 요소이다.

종래부터 피부를 보호하고 건강한 상태를 유지하기 위해서 크림 제형이나 로션 제형 등의 각종 유화형 화장료가 사용되어 왔다. 이러한 유화형 화장료들은 함유되어 있는 유용성 성분의 효과를 충분히 발휘할 수 있어야 하고, 사용감이 좋아야 하며, 고객이 제품을 개봉 이후부터 마지막 사용할 때까지 보존 안정도가 뛰어나야 한다.

최근 고객들의 피부 안전성에 대한 경각심이 높아져 천연유래 성분으로 만들어진 화장료 조성물이 선호되고 있으나, 천연유래 계면활성제는 합성 계면활성제에 비해 유화력이 떨어지는 경향이 있다. 한편 저점도 수중유(O/W, Oil in Water)형 제형은 피부에 얇게 도포되어 가볍고 흡수가 빠른 사용감을 제공하며, 피부에 윤기를 높여주는 장점이 있다. 그러나, 저점도 제형은 장시간 경과시 안정도 구현이 어려운데, 합성 유화제에 비하여 유화력이 다소 떨어지는 천연유래 유화제로 저점도 제형을 구현하는 것은 더 어려운 일이다. 따라서, 유화 활성 및 유화 안정성이 우수한 천연유래 유화제 조성물을 제조하는 것은 화장품 업계에서 하나의 과제였다.

안정한 수중유형 화장료 조성물을 만드는 한 가지 방법으로는 나노에멀젼을 제조하는 방법이 있다. 통상적으로 나노에멀젼을 제조함으로써 입자의 크기를 최소화하여 중력의 영향을 받지 않는 브라우니안 운동 영역에 들어가게 함으로써 제형의 안정성을 구현하는 것이다. 이와 같은 나노에멀젼을 제조하는 대표적인 방법은 고압유화법이다. 그러나 이러한 고압유화법은 물리적으로 강한 힘을 가하여 나노에멀젼을 제조하면서 고압유화기를 반드시 사용해야 하기 때문에 부가적인 에너지 소모가 발생하는 단점이 있고, 최근 나노화장품의 유해성에 대한 연구결과들이 잇따라 발표됨에 따라 인체 안전성 측면을 고려하면 피부 안전성을 높이고자 하는 화장료 조성물의 제조방법으로서는 적당하지 않다.

한편, 최근에는 웰빙(Well Being) 트렌드에 맞추어 먹어서 좋은 식품이 발랐을 때도 좋을 것이라는 사회적 분위기가 조성됨에 따라 식품에 쓰이는 효모류, 유산균류를 포함하는 천연 유래의 다양한 화장품들이 개발되고 있다. 화장품 제조시 상기의 효모류, 유산균류는 그 자체를 동결 건조한 것 또는 그 배양액의 형태로 첨가된다. 또한, 상기의 효모류, 유산균류 등은 인체 내 유익한 역할을 하는 균으로 당류, 단백질 등을 발효시켜 각종 유기산 및 아미노산 등 인체에 유익한 대사물질을 생성하는 균으로, 그 대사물질은 주로 항산화, 면역 증강, 피부 보습, 각질층 턴오버(turn over) 속도 증가, 주름 개선 등의 효과를 가지는 것으로 알려져 있다.

즉, 천연유래 물질 및 계면활성제의 조합으로 안정한 수중유형 화장료 조성물을 제조하기 위해서는 장기 안정성을 최대한 확보할 수 있는 유화제 조합을 찾는 것이 과제인데, 이와 같은 조합을 찾는 것이 매우 어렵고, 또한 함께 배합되는 유용성 성분 함량의 적정영역을 찾는 것도 중요하다.

따라서 본 발명은 미생물을 이용하여 식물성 오일을 발효시켜 얻은 다당체를 포함하여 유화 활성 및 유화 안정도가 향상된 유화제 및 이를 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 식물성 오일을 미생물로 발효시켜 얻은 다당체를 포함하는 유화제를 제공한다.

상기 미생물은 슈도지마속 (Pseudozyma sp.) 일 수 있으며, 특히 슈도지마속 (Pseudozyma sp.) SY16(KCTC 8950P)일 수 있다.

상기 다당체는 후코스, 갈락토스, 만노스, 글루코스, 자일로스, 람노스, 글루쿠론산을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

상기 유화제는 상기 다당체를 다가 알코올 및 물과 함께 혼합된 다당체 솔루션 형태로 포함하는 것일 수 있다.

상기 다당체 솔루션은 100중량부당 다당체 0.1 내지 10 중량부, 다가 알코올 20 내지 80 중량부 및 물 20 내지 80중량부를 포함하는 것일 수 있다.

상기 다가 알코올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,3-부틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 2-부텐-1,4-디올, 헥실렌글리콜, 1,2-헥실렌글리콜, 옥틸렌글리콜, 글리세린 및 디글리세린을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

일 구현예에 따르면, 상기 유화제는 당지질을 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 당지질은 만노실에리스리톨리피드, 셀로비오스리피드, 소포로오스리피드를 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 식물성 오일은 올리브 오일, 야자 오일, 아르간 오일, 녹차씨 오일, 포도씨 오일, 메도우폼씨 오일, 대두 오일, 해바라기씨 오일, 포도씨 오일, 참깨 오일, 들깨 오일, 아마 오일, 홍화씨 오일, 옥수수 오일, 유채씨 오일, 카놀라 오일을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

또한, 본 발명은

배지를 포함하는 배양액과 식물성 오일을 혼합하는 단계;

상기 혼합액에 미생물을 접종하여 식물성 오일을 발효시키는 단계;

발효된 식물성 오일로부터 다당체를 회수하는 단계;

회수된 다당체를 동결 건조하여 분말형태의 다당체를 얻는 단계; 및

분말형태의 다당체를 다가 알코올과 혼합하여 다당체 솔루션을 제조하는 단계; 를 포함하는 유화제 제조방법을 제공한다.

상기 방법은 상기 다당체 솔루션에 당지질을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 배지와 식물성 오일의 혼합 중량비는 1: 0.01~0.5 일 수 있다.

본 발명은 또한, 전술한 유화제를 포함하는 화장료 조성물을 제공한다.

상기 화장료 조성물은 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클린싱 오일, 분말파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 미생물을 이용하여 식물성 오일을 발효시켜 얻은 다당체를 포함하는 유화제는 온도 변화시, 장기간에도 유화 활성 및 안정성이 우수하게 지속된다. 그 결과, 화장품, 의약품, 식품 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다당체 솔루션의 이미지를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유화제의 유화 활성을 육안으로 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유화제의 유화 활성을 흡광도를 측정하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유화제의 유화 활성을 광학 현미경으로 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유화제의 다중 유화 형상을 광학 현미경으로 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 크림 제형의 성상을 육안 및 광학 현미경으로 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로션 제형의 성상을 육안 및 광학 현미경으로 관찰한 이미지를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유화제를 인간 각질형성세포에 농도별로 처리하였을 때 세포 생존률을 나타낸 것이고, 도 11은 일 실시 예에 따른 유화제를 인간 진피섬유아세포에 농도별로 처리하였을 때 세포 생존율을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 식물성 오일을 미생물로 발효시켜 얻은 다당체를 포함하는 유화제를 제공한다.

상기 미생물은 통상적으로 미생물 발효 공정에 사용되는 슈도지마(Pseudozyma), 토룰롭시스 봄비콜라(Torulopsisbombicola), 토룰롭시스 아피콜라(Torulopsisapicola), 토룰롭시스 페트로필룸(Torulopsis petrophilum), 칸디다 봄비콜라(CandidaBombicola), 칸디다 아피콜라(Candida apicola), 칸디다 페트로풀룸(Candidapetrophulum) 및 티오바실러스 티오옥시단스(Thiobacillus thiooxidans)로 이루어진 그룹으로부터 선택하여 발효에 사용할 수 있으며, 바람직하게는 슈도지마속 (Pseudozyma sp.)으로 구성된 군으로부터 1종 이상, 보다 바람직하게는 슈도지마(Pseudozyma sp.) SY16(KCTC 8950P)을 사용할 수 있다.

상기 슈도지마(Pseudozyma sp.) SY16(KCTC 8950P)는 원통 모양으로, 극성 발아 형식으로 증식하며, 균사 및 자낭포자와는 구별되는 내생포자를 형성한다. 상기 슈도지마속 (Pseudozyma sp.)은 오일 등을 탄소원으로 사용하여 발효시 생물계면활성제(MEL-SY16)를 생산하는 것으로 알려져 있다(대한민국 특허등록 제10-0532690호).

본 발명자들은 식물성 오일을 발효시킴에 있어서 미생물의 발효 조건을 적절히 제어한 결과 다당체를 얻을 수 있고 이를 유화제로 활용하는 경우 효과가 탁월함을 발견하여 본 발명을 완성할 수 있었다.

상기 식물성 오일은 특별히 제한되지 않으나, 올리브 오일, 야자 오일, 아르간 오일, 녹차씨 오일, 포도씨 오일, 메도우폼씨 오일, 대두 오일, 해바라기씨 오일, 포도씨 오일, 참깨 오일, 들깨 오일, 아마 오일, 홍화씨 오일, 옥수수 오일, 유채씨 오일, 카놀라 오일을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.

미생물을 이용하여 식물성 오일을 발효시켜 얻을 수 있는 다당체는 후코스, 갈락토스, 만노스, 글루코스, 자일로스, 람노스, 글루쿠론산을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 바람직하게는 갈락토스, 만노스, 글루코스로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 다당체를 다가 알코올 및 물과 함께 혼합된 다당체 솔루션 형태로 포함하는 것일 수 있다.

상기 다당체 솔루션은 유화제 100 중량부를 기준으로 다당체 0.1 내지 10 중량부, 다가 알코올 20 내지 80 중량부 및 물 20 내지 80중량부를 포함하는 것일 수 있다.

또, 상기 다당체는 유화제 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부, 또는 0.1 내지 7 중량부, 또는 0.1 내지 5 중량부, 또는 0.5 내지 5 중량부 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유화제는 당지질을 더 포함할 수 있다.

상기 당지질은 극성 및 비극성의 양극 성질을 모두 가지고 있으며, 다당체에 비극성을 부가하여 유화 활성을 향상시킬 수 있다. 다당체와 당지질을 혼합함으로써 오일 입자를 효과적으로 계면막에 패킹하여 수중유 제형을 안정화하는 것이다.

상기 당지질은 미생물에게 탄소원을 제공하여 생성되는 만노실에리스리톨리피드(Mannosylerythritol lipid, MEL), 셀로비오스리피드(cellobiose lipid, CL), 소포로오스리피드(sophorose lipid) 등과 같은 천연 계면활성제일 수 있으며, 상기 천연 계면활성제는 생분해가 되고 독성이 적은 점에서 화장료 조성물에 사용되기에 적합하다.

상기 슈도지마속 (Pseudozyma sp.)은 오일 등을 탄소원으로 사용하여 발효시 생물계면활성제(MEL-SY16)를 생산하는 것으로 알려져 있다(대한민국 특허등록 제10-0532690호). 따라서, 슈도지마속 (Pseudozyma sp.)에 의해 발효된 다당체 및 이에 의해 발효된 만노실에리스리톨리피드를 유효성분으로 포함할 수 있다.

상기 유화제 내 당지질의 함량은 유화제 100 중량부 기준으로 0.01 내지 20 중량부, 또는 0.05 내지 10 중량부, 또는 0.1 내지 10 중량부, 또는 0.1 내지 5 중량부 일 수 있다.

당지질의 농도를 조절함으로써, 유화제의 수중유(O/W), 나아가 다중 유화(W/O/W) 효과를 얻는 이점이 있다. 따라서, 당지질의 농도를 조절하여 유화제의 형상을 조절할 수 있으며, 나아가 피부 윤기를 개선하고 끈적임을 줄여 사용감이 우수한 화장료 조성물 제형을 완성할 수 있다.

상기 다당체 및 당지질의 질량비는 1:0.01 내지 100 일 수 있으며, 바람직하게는 1: 0.01 내지 10, 또는 1: 1 내지 5, 또는 1: 0.01 내지 5, 또는 1: 0.01 내지 1, 또는 1:1을 만족할 수 있다. 당지질의 함량이 너무 적으면 내유성 부여 효과를 기대하기 어렵고, 반면 너무 많으면 당지질이 서로 엉길 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유화제를 관찰한 도 2, 3 및 4 를 살펴보면, 다당체와 당지질의 질량비가 적정 범위를 만족하는 경우에 유화제로서 마이셀 입자가 균일하게 분산되어 있으며, 보다 안정적으로 지속됨을 알 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 유화제는

배지를 포함하는 배양액과 식물성 오일을 혼합하는 단계;

발효된 식물성 오일로부터 다당체를 회수하는 단계;

분말형태의 다당체를 다가 알코올과 혼합하여 다당체 솔루션을 제조하는 단계; 를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

또, 상기 방법은 상기 다당체 솔루션에 당지질을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.

상기 방법에서, 미생물, 식물성 오일, 다당체 및 당지질은 앞서 설명한 바와 같다. 식물성 오일은 0.1~2의 범위인 것이 바람직하고, 특히 산가가 낮을수록 발효효율이 높은 바, 0.1~0.5의 범위인 것이 바람직하다.

상기 배양액은 식물성 오일의 발효가 잘 일어나도록 다양한 종류의 배지를 배합하는 것이 중요하다. 글루코스, 이스트 추출물, 말트 추출물, 펩톤, 으깬 대두(soya bean meal), (NH₄)₂SO₄, KH₂PO₄, MgSO₄, CaCl₂, NaCl 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 글루코스, 이스트 추출물, 말트 추출물, 펩톤의 혼합물이 바람직하다.

또한 미생물에 의한 식물성 오일 발효를 통해 다당체 수득률을 높이기 위해서는 최적의 배지 조건을 결정하는 것이 중요하다.

배양액에 포함된 배지와 식물성 오일의 혼합 중량비는 1: 0.01~0.5, 또는 1:0.05~0.3, 또는 1:0.1~0.2 일 수 있다. 상기 식물성 오일의 투입량은 목적하는 발효 식물성 오일의 양에 따라서 적절히 조절할 수 있으나, 배지 100중량부 대비 50 중량부를 초과하는 양으로 식물성 오일을 투입하면 발효 시 점도가 증가하여 배지 내 용존산소량이 부족해지고, 균주의 영양섭취가 어려워서 다당체를 얻기위한 발효가 원활하게 이루어지지 않아 다당체를 수득하기가 어렵다.

발효 시간은 30 내지 200시간 또는 72 내지 120 시간이 바람직하나, 다당체가 충분히 생성될 수 있는 시간이면 특별히 제한되지 않는다.

미생물로 생산된 다당체를 회수하는 단계에서는, 미생물에 의해 발효된 다당체를 침전법, 추출법 등을 통하여 수득할 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 발효 후 에탄올 침전법으로 분리한 후 이를 동결건조하여 다당체를 얻을 수 있다. 침전법이나 동결건조 과정은 당업계 통상적인 방법에 따르며 특별히 제한되지 않는다.

다음으로, 가알코올과 상기 다당체를 혼합하여 다당체 솔루션을 제조할 수 있다. 상기 다가 알코올은 물 만을 용매로 사용하는 경우에 비하여 다당체가 균일하게 분산되어 용해도가 향상되고, 마이셀을 용이하고 안정하게 형성할 수 있도록 한다.

다가 알코올은 예를 들어, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,3-부틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 2-부텐-1,4-디올, 헥실렌글리콜, 1,2-헥실렌글리콜, 옥틸렌글리콜, 글리세린 및 디글리세린과 같은 화장품학적으로 허용 가능한 용매를 포함할 수 있다. 바람직하게는 다당체의 가용화가 우수한 1,3-프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,3-부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 1,2-헥실렌글리콜 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1,3-프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 일 수 있다.

상기 다가 알코올은 다당체 솔루션 100 중량부에 대하여 20 내지 80중량부, 또는 30 내지 70 중량부, 또는 40 내지 60 중량부일 수 있다. 가장 바람직하게는 다가 알코올의 질량비가 다당체 솔루션의 약 50% 전후일 때, 다당체의 가용화가 극대화되는 최적의 용매극성을 가질 수 있다. 다가 알코올이 상기 범위 미만이면 다당체를 솔루션화하기 어려우며, 상기 범위를 초과하면 유화제의 유화 안정성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 제형을 안정화시키고 사용감을 향상시키는 점에서 물이 함유될 수 있다. 물의 함량은 다당체 솔루션 100 중량부에 대하여 20 내지 80중량부, 또는 30 내지 70 중량부, 또는 40 내지 60 중량부일 수 있다.

또한, 상기 다당체 솔루션에 당지질을 혼합할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 당지질은 미생물로부터 생산된 것일 수 있다. 상기 당지질은 극성 및 비극성의 양극 성질을 모두 가지고 있으며, 다당체에 비극성을 부가하여 유화 활성을 향상시킬 수 있다. 다당체와 당지질을 혼합함으로써 오일 입자를 효과적으로 계면막에 패킹하여 수중유 제형을 안정화할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 유화제를 포함하는 화장료 조성물 및 상기의 유화제 제조방법을 포함하는 화장료 조성물 제조방법을 제공한다.

본 발명의 화장료 조성물은 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함하며, 예컨대 항산화제, 살균제, 색소, 방부제, 안정화제, 점증제, 보습제, 용해화제, 무기염류, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함한다. 또한, 투여 경로에 제한이 없으나 미백 목적상 경피 투여, 피하 투여 등의 국부 투여가 바람직하다.

화장료 조성물은 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 상기 조성물은 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클린싱, 오일, 분말파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 상세하게는, 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 아이크림, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.

본 발명의 화장품 조성물에 함유된 화장품학적으로 유효한 담체는 제형에 따라, 통상적으로 이용되는 담체가 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 연고, 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체성분으로서 동물성유, 식물성유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스유도체, 폴리에틸렌글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄히드록시드, 칼슘실리케이트 또는 폴리아미드파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우에는 담체성분으로서 용매, 용해화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸카보네이트, 에틸아세테이트, 벤질알코올, 벤질벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜오일이 있으며, 특히 목화씨오일, 땅콩오일, 옥수수배종오일, 올리브오일, 피마자오일 및 참깨오일, 글리세롤지방족에스테르, 폴리에틸렌글리콜 또는 소르비탄의 지방산에스테르가 있다.

본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화이소스테아릴알코올, 폴리옥시에틸렌소르비톨에스테르 및 폴리옥시에틸렌소르비탄에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성셀룰로오스, 알루미늄메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클린징 오일인 경우에는 담체성분으로서 지방족알코올설페이트, 지방족알코올에테르설페이트, 설포숙신산모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산아미드에테르설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족알코올, 지방산글리세리드, 지방산디에탄올아미드, 식물성유, 라놀린유도체 또는 에톡실화글리세롤지방산에스테르 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 비누인 경우에는 담체성분으로서 지방산의 알칼리금속염, 지방산헤미에스테르염, 지방산단백질히드롤리제이트, 이세티오네이트, 라놀린유도체, 지방족알코올, 식물성유, 글리세롤, 당 등이 이용될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시 예를 제시하나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

<제조예> 발효 공정에 의한 다당체 제조

Pseudozyma SY-16의 세포 생산성, 발효오일의 산가, 다당체 생산량에 대해 실험한 결과 확인된 최적 배양 조건에서 아르간 오일을 96 시간 동안 발효시켰다. 구체적인 조건은 다음과 같다.

배지	Glucose 15 g/L, Yeast Extract 10 g/L, Malt Extract 3 g/L, Peptone 4 g/L
오일	Argan oil
오일: 배지 혼합비	0.1 : 0.9 (0.3L, 2.7L)
온도	30 ℃
에어레이션	1 vvm
교반속도	500 rpm
pH	Initial pH 7.8, No control

발효 완료 후 다당체 침전을 위해 배지와 에탄올을 1 : 1로 혼합 후 pH를 4~5 범위로 조절하였고 24 h 오버나이트(Overnight) 하였다. 그 후, 다당체 회수를 위해 원심분리하여 상등액 제거 후 침전된 부분만을 획득하였고, 다당체 수율은 5.5 g/L로 나타났다. 다당체 조성은 글루코스:갈락토스:만노오스 4:2:1로 확인되었다.

<실시예 1 및 실험예 1> 다당체 솔루션 제조 및 용해도 평가

제조예에서 생산한 다당체를 에탄올 침전법으로 회수하고 이를 동결 건조하여 건조된 분말의 형태로 수득하였다. 건조 분말 다당체를 D/W에 투입한 후 60℃에서 가온 분산시켰다. 이어서, 세 종류의 다가 알코올, 1,3-프로필렌글리콜(1,3-Propylene glycol), 1,3-부틸렌글리콜(1,3-Butylene glycol), 또는 1,2-헥실렌글리콜(1,2-Hexylene glycol)를 투입하고, Homo mixer(T.K. Homo Mixer Mark II, Tokushu kita kogyo Co., Ltd. Japan)로 3,000 rpm, 5분 동안 교반하였다. 이때, 최종 농도는 10 mg/mL이 되도록 하였다. 표 2는 다당체 솔루션 조성이다.

Phase	Materials	A	B	C	D	E	F	G	H	I
A	다당체	1	1	1	1	1	1	1	1	1
B	D/W	69	49	29	69	49	29	69	49	69
C	1,3-Propylene glycol	30	50	70	-	-	-	-	-	-
	1,3-Butylene glycol	-	-	-	30	50	70	-	-	-
	1,2-Hexylene glycol	-	-	-	-	-	-	30	50	70
Total(wt%)		100	100	100	100	100	100	100	100	100

실험 결과 1,3-부틸렌글리콜과 1,2-헥실렌글리콜만 첨가한 D, E, F, G, H, I에서는 농도에 관계없이 용해도가 매우 낮았으나, 1,3-프로필렌글리콜을 첨가한 A, B, C에서 용해도가 현격하게 증가하여 다당체가 용매에 균질하게 용해되는 것을 확인하였다. 나아가 50% 1,3-프로필렌글리콜 용매를 사용한 B에서 용해도가 가장 우수한 것으로 나타났다. 이로부터, 다당체를 50% 1,3-프로필렌글리콜 용매에 용해하여 다당체 솔루션을 제조하였다(도 1).

<실험예 2> 유화활성시험

실시예 1의 다당체 솔루션(표 2의 샘플 B)에 당지질인 만노실에리스리톨리피드 (MEL, Mannosylerythritol lipid)을 하기 표 2와 같은 조성으로 첨가하여 유화활성 테스트용 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물을 150mesh 여과포를 이용하여 여과하였다. 표 3은 유화활성 시험을 위한 조성이다.

Phase	Materials	A	B	C	D	E
a	다당체 솔루션 (10 mg/mL)	10	10	10	10	-
b	D/W	80	79.9	79.5	79	89.5
c	미네랄 오일	10	10	10	10	10
c	MEL	-	0.1	0.5	1	0.5
Total(wt%)		100	100	100	100	100

<실험예 2-1> 유화 활성 육안 평가

도 2를 참조하면, 유화 전(a)과 유화 후(b)를 육안으로 관찰한 결과, 다당체 솔루션만을 포함한 표 3의 샘플 A도 비교적 균질하게 유화되어 다당체 솔루션과 만노실에리스리톨리피드가 포함된 샘플 B, C, D에서 더욱 균질하게 유화된 것을 확인하였다.

<실험예 2-2> 유화 활성 흡광도 측정

이물질이 없는 유리 테스트 튜브(test tube)를 준비하여 증류수 4.5 mL과 미네랄 오일 0.5 mL을 첨가하였다. 그 후 표 3의 조성물을 주입 하고, Vortex mixer(Scientific Industries, Bohemia, NY, USA)를 이용하여 1분간 혼합 후 정치 하였다. 5분, 30분, 그리고 24시간이 경과한 때, 각 튜브의 중간 지점에서 조심스럽게 1 mL을 채취 한 후, 100배 희석하여 1분간 vortexing 하였다. 유화 활성은 분광광도계(Biochrom Ltd., Cambridge, United Kingdom)를 이용하여 620nm에서 흡광도를 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3을 참조하면, 다당체 솔루션과 만노실에리스리톨리피드가 혼합된 경우, 만노실에리스리톨리피드만이 포함된 경우에 비하여 흡광도가 2배 이상 높은 것으로 나타났으며, 특히 샘플 B는 5min 경과 후에도 흡광도가 1에 가까운 탁월한 유화 활성을 가지는 것을 확인하였다.

<실험예 2-3> 유화 활성 현미경 이미지 평가

표 3의 조성물에 대하여 마이셀의 형성을, 광학 현미경을 이용하여 400배율에서 관찰하였다. 도 4를 참조하면, 다당체 솔루션과 만노실에리스리톨리피드가 혼합된 경우, 만노실에리스리톨리피드만이 포함된 경우에 비하여 마이셀이 잘 형성된 것을 알 수 있으며, 특히 다당체와 만노실에리스리톨리피드가 1:1로 포함된 샘플 B에서 가장 균질하게 분산된 것을 확인하였다.

<실험예 2-4> 다중 유화 활성 평가

표 3의 조성물에 대하여 마이셀의 형성을, 광학 현미경을 이용하여 400배율에서 관찰하였다(도 5 참조). 만노실에리스리톨리피드가 각각 0.5%, 1% 포함된 샘플 C, 샘플 D에서 W/O/W 형태의 다중 유화 형상을 나타내었다(좌: 0.5%, 우: 1%). 따라서, 당지질의 첨가 농도를 조절함으로써 유화제의 형태 조절하여, 화장료 조성물의 사용감, 유화 유안정성을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.

<실시예 3> 유화제를 포함하는 크림의 제조

수상 제조를 위해, 용해조에 D/W와 카보폴 940(Carbopol 940) 점증제를 투입한 후, 60 ℃로 가온 교반하여 완전히 분산시켰다. 그 후 표 3의 샘플 B 를 첨가하였다. 보습제로 글리세린(Glycerin)과 1,3-부틸렌글리콜을 투입하고, 방부제 EDE-cide plus를 첨가하여 교반하였다. 유상 제조를 위해, 별도의 용해조에 만노실에리스리톨리피드(MEL)과 미네랄 오일을 넣고 교반하였다. 제조된 수상과 유상을 70 내지 80 ℃로 가온한 후, Homo mixer를 이용하여 3,000 rpm에서 3분간 유화하였고, 중화제 triethanolamine(T.E.A)를 넣고 5,000 rpm 2분간 추가로 유화하였다. 유화 완료 후 30 내지 33 ℃로 냉각하고 탈포하였다. 표 4는 크림 조성이다.

Phase	Materials	A	B	비고
A	D/W	63.1	70.2
	카보폴 940(Cabopol 940)	0.2	0.2	점증제
	다당체 솔루션 (10 mg/mL)	10	-
B	글리세린(Glycerin)	3	3	보습제
	1,3-부틸렌글리콜 (1,3-butylene glycol)	3	3	보습제
	EDE-cide plus	0.4	0.4	방부제
C	표준 유화제	-	3
	MEL	0.1	-
	미네랄 오일	10	10
D	D/W	10	10
D	Triethanolamine	0.2	0.2	중화제
Total (wt%)		100	100

<실험예 3> 크림의 유화 안정성 평가

크림의 온도 변화 및 장시간 경과에 따른 유화 안정성을 평가하기 위하여, 실시예 3에서 제조된 크림을 4주 동안 5, 25, 45℃의 사이클로 보관하면서 변색, 발색, 변취, 및 유상과 수상의 분리 정도를 관찰하였다. 비교군으로 표준유화제로는 에큘리움 델타(가테포세)를 사용하였다.

도 6 을 참조하면, 크림의 성상을 육안 및 광학 현미경(CKX41-A32PHP, Olympus, Japan)을 이용하여 400배율로 확인한 결과, 실시예 3에서 제조된 크림 A는 표준 유화제를 이용하여 제조한 표준품 B와 유사한 성상을 나타내었으며, 마이셀을 형성하는 입자 역시 안정한 형태를 띄고 있음을 확인하였다. 도 7을 참조하면, 실시예 3에서 제조된 크림 A는 4주차까지 온도 변화에도 변색, 변취 및 유상과 수상의 분리가 없이 안정한 것을 육안으로 확인하였고, 마이셀을 형성하는 입자 또한 안정하게 지속되었다. 따라서, 본 발명의 유화제는 온도 변화 및 장시간 경과에도 크림의 품질은 유지시킬 수 있어, 화장료 조성물로서 사용되기에 적합한 것을 알 수 있다.

<실시예 4> 유화제를 포함하는 로션의 제조

수상 제조를 위해, 글리세린(Glycerine), 1,3-부틸렌글리콜 (1,3-butylene glycol) 및 EDE-cide plus를 넣고 교반 후, D/W와 표 2의 샘플 B 다당체 솔루션을 첨가하여 교반하였다. 유상 제조를 위해, 별도의 용해조에 만노실에리스리톨리피드(MEL)과 미네랄 오일을 넣고 교반하였다. 앞서 제조된 수상과 유상을 70 내지 80 ℃로 가온한 후 Homo mixer를 이용하여 3,000 rpm에서 3분간 유화하였고, 겔화제인 SEPIPLUS 400을 넣고 5,000 rpm 2분간 추가로 유화하였다. 유화 완료 후 30 내지 33 ℃로 냉각하고 탈포하였다. 표 5는 로션 조성이다.

Phase	Materials	A	B	비고
A	Glycerin	10	10	보습제
	1,3-부틸렌글리콜 (1,3-butylene glycol)	8	8	보습제
	EDE-cide-plus	0.4	0.4	방부제
B	D/W	57.5	65.5
B	다당체 솔루션 (10 mg/mL)	10	-
C	표준 유화제	-	2
	MEL	0.1	0.1
	미네랄 오일	10	10
D	SEPIPLUS 400	4	4	겔화제
Total (wt%)		100	100

<실험예 4> 실시예 4 로션의 유화 안정성 평가

로션의 온도 변화 및 장시간 경과에 따른 유화 안정성을 평가하기 위하여, 실시예 4에서 제조된 로션을 4주 동안 5, 25, 45℃의 사이클로 보관하면서 변색, 발색, 변취, 및 유상과 수상의 분리 정도를 관찰하였다. 비교군으로 표준유화제로는 에큘리움 델타(가테포세)를 사용하였다.

도 8을 참조하면, 로션의 성상을 육안 및 광학 현미경을 이용하여 400배율로 확인한 결과, 실시예 4에서 제조된 로션 A는 표준 유화제를 이용하여 제조한 표준품 B와 유사한 성상을 나타내었으며, 마이셀을 형성하는 입자 역시 안정한 형태를 띄고 있음을 확인하였다. 도 9를 참조하면, 실시예 4에서 제조된 로션 A는 4주차까지 온도 변화에도 변색, 변취 및 유상과 수상의 분리 등 어떠한 물리적, 화학적 변화 없이 안정한 것을 육안으로 확인하였고, 마이셀을 형성하는 입자 또한 안정하게 지속되었다. 따라서, 본 발명의 유화제는 온도 변화 및 장시간 경과에도 로션의 품질은 유지시킬 수 있어, 화장료 조성물로서 사용되기에 적합한 것을 알 수 있다.

<실험예 5> 유화제의 세포 독성 평가

인간 각질형성세포(human epidermal keratinocyte, neonatal)과 인간 진피 섬유아세포(human dermal fibroblast) 사용하여 다당체 유화제가 세포 생존율에 미치는 정도를 확인하였다.

사용된 인체 피부 각질 세포 (HEKn)는 neonate foreskin에서 얻어진 것으로, Invitrogen (CA, USA)에서 구입하였으며 공급자가 지정한 세포 배양액 및 첨가물 (Cascade biologics, CA, USA)을 사용하였다. 인체 피부 각질 세포는 2.5 × 10³ cells/cm²의 밀도로 배양을 시작하여 30 내지 40% 밀도에 도달하였을 때 실험에 이용하였고, 70% 이상의 밀도에 도달하였을 때 계대 배양하였다. 초기 배양에서 냉동 보존한 세포를 1세대 (p1)로 규정하였고, 모든 실험에 사용된 세포는 3세대 (p3)까지만 사용하여 실험을 진행하였다. 세포 배양에 사용한 배양액은 EpiLife medium with 60μM Calcium와 Human keratinocyte growth supplement (Cascade Biologics Inc., Portland, Oregon, USA)를 사용하였다.

또한 인체 피부 진피 섬유아세포(NHDF)은 Lonza (Germany)에서 구입하였으며, 공급자가 지정한 FGM-2 Bullet Kit 배지를 사용하였다. NHDF은 3.5 × 10³ cells/cm²밀도로 배양을 시작하여 90% 이상의 밀도에 도달하였을 때 계대 배양하였으며, 모든 실험에 사용된 세포는 10세대 (p 10)까지만 사용하여 실험을 진행하였다.

24-well plate에 인간 각질 형성세포를 3x10⁵cells/well씩 분주하여 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 배양하고, 표 2의 다당체 솔루션 (샘플 B)를 농도별 처리하여 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 48시간 동안 배양하였다. 그 후, D-PBS(Phosphate Buffer Saline) 용액으로 각 well을 세척하고, 최종 농도 0.5 mg/mL MTT용액을 넣어 37℃ 습윤한 5% CO₂배양기에서 3시간 배양하고 상등액을 제거하였다. 각 well에 생성된 포르마잔(formazan) 결정에 DMSO(Dimethylsulfoxide)를 첨가한 뒤, 차광 상태에서 30분간 가볍게 흔든 다음 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 인간 각질형성세포와 인간 진피 섬유아세포에 농도별로 유화제를 처리하고 48시간 후, 세포 생존율을 측정한 결과 0.5% 이하의 농도에서 80% 이상의 세포 생존율을 나타내었다. 따라서 본 발명의 유화제는 0.5%의 농도에서도 인간 각질형성세포와 인간 진피 섬유아세포에서 독성이 나타나지 않는 것으로 확인되었다.

한국생명공학연구원

KCTC08950P

20110831

Claims

식물성 오일을 미생물로 발효시켜 얻은 다당체를 포함하는 유화제.
제1항에 있어서,
상기 미생물은 슈도지마속 (Pseudozyma sp.) 인 것을 특징으로 하는 유화제.
제1항에 있어서,
상기 미생물은 슈도지마속 (Pseudozyma sp.) SY16(KCTC 8950P)인 것을 특징으로 하는 유화제.
제1항에 있어서,
상기 다당체는 후코스, 갈락토스, 만노스, 글루코스, 자일로스, 람노스, 글루쿠론산을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유화제.
제1항에 있어서,
상기 다당체를 다가 알코올 및 물과 함께 혼합된 다당체 솔루션 형태로 포함하는 것을 특징으로 하는 유화제.
제5항에 있어서,
상기 다당체 솔루션은 100중량부당 다당체 0.1 내지 10 중량부, 다가 알코올 20 내지 80 중량부 및 물 20 내지 80중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유화제.
제5항에 있어서,
상기 다가 알코올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,2-부틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 2,3-부틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 2-부텐-1,4-디올, 헥실렌글리콜, 1,2-헥실렌글리콜, 옥틸렌글리콜, 글리세린 및 디글리세린을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유화제.
제1항에 있어서,
당지질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유화제.
제8항에 있어서,
상기 당지질은 만노실에리스리톨리피드, 셀로비오스리피드, 소포로오스리피드를 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유화제.
제1항에 있어서,
상기 식물성 오일은 올리브 오일, 야자 오일, 아르간 오일, 녹차씨 오일, 포도씨 오일, 메도우폼씨 오일, 대두 오일, 해바라기씨 오일, 포도씨 오일, 참깨 오일, 들깨 오일, 아마 오일, 홍화씨 오일, 옥수수 오일, 유채씨 오일, 카놀라 오일을 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유화제.
배지를 함유하는 배양액과 식물성 오일을 혼합하는 단계;
상기 혼합액에 미생물을 접종하여 식물성 오일을 발효시키는 단계;
발효된 식물성 오일로부터 다당체를 회수하는 단계;
회수된 다당체를 동결 건조하여 분말형태의 다당체를 얻는 단계; 및
분말형태의 다당체를 다가 알코올과 혼합하여 다당체 솔루션을 제조하는 단계; 를 포함하는 유화제 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 다당체 솔루션에 당지질을 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유화제 제조방법.
제11항에 있어서,
상기 배지와 식물성 오일의 혼합 중량비는 1: 0.01~0.5 인 것을 특징으로 하는 유화제 제조방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 유화제를 포함하는 화장료 조성물.
제14항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클린싱 오일, 분말파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션 및 스프레이로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상인 화장료 조성물.