KR20170043199A

KR20170043199A - 마늘, 총백 추출물을 함유하는 천연 방부제 조성물

Info

Publication number: KR20170043199A
Application number: KR1020150142617A
Authority: KR
Inventors: 염교선; 김영미; 김종귀
Original assignee: 주식회사 아이피어리스
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-04-21

Abstract

본 발명에서 총백 추출물을 마늘 추출물과 혼합하였을 때 항균 효과가 우수하며, 시간 경과에 따라 항균효과가 유지되었다. 마늘, 총백 추출물의 혼합 방부제의 제품에 적용 시 항균 효과를 극대화시킬 수 있는 추출조건과 조합을 제공한다.

Description

마늘, 총백 추출물을 함유하는 천연 방부제 조성물{Natural Antiseptic Composition Containing Garlic and Ciboule Root Extracts}

본 발명은 항균 및 방부 활성을 갖는 식물 추출물을 포함하는 화장품 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마늘, 총백 추출물을 포함하는 항균 및 방부 활성을 갖는 조성물에 관한 것이다.

통상 화장품류 등에 사용되는 방부제로는 파라벤류나 페녹시에탄올 등의 합성 방부제가 주로 사용되고 있는데, 이러한 합성 방부제들은 피부에 자극을 줘서 트러블과 알레르기의 원인이 된다.

합성 방부제의 가장 큰 단점인 부작용을 줄이고 안정성 등을 보유한 천연 항균 물질의 개발이 필요하다.

천연성분 중에서 이러한 방부제의 역할을 할 수 있는 성분은 자몽씨 추출물이 대표적인데, 자몽씨 추출물은 나린진이라는 성분과 벤조인산나트륨이 포함되어서 세균이나 미생물이 활동하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 천연성분 중에서는 계피 추출물과 시트로넬라, 타임(허브), 유칼립투스, 티트리 등의 성분이 세균의 활동을 억제하거나 균을 일부 죽일 수 있는 것으로 알려져 있다.

우리나라 전통적인 한방성분으로는 감초, 황금, 싸리나무, 할미꽃, 산초열매추출물, 목련껍질추출물 등이 있고 화장품의 용도로는 화이트윌로우 껍질 추출물(흰버드나무껍질 추출물)에서 살리실산이라는 방부역할의 성분을 얻을 수 있고 벤조인(Benzoin)에서 벤조인산나트륨이나 벤조익산 등의 방부제를 얻을 수 있다. 또, 유향(Frankincense)도 이러한 방부역할로 사용이 될 수 있다.

천연 항균 물질을 이용한 방부제로는 초피 추출물을 이용한 것(한국 특허공개 10-2009-0075282 호), 키틴.키토산을 함유한 것(한국 특허공개 10-2006-0075097 호), 연 추출물을 함유한 것(한국 특허공개 10-2015-0024974호) 등이 있다.

또한, 식품의 방부역할을 하는 것으로 마늘이나 소금이 알려져 있으나, 이는 아주 다량을 사용하여야 하고 그 효과도 뛰어나지 않았다.

한국 특허공개 10-2009-0075282 호 한국 특허공개 10-2006-0075097 호 한국 특허공개 10-2015-0024974호

따라서, 본 발명의 목적은 방부 효과가 우수한 천연 방부제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자들은 식물 추출물의 항균 및 방부 활성을 더욱 향상시키기 위해 연구한 결과, 마늘, 총백의 단일 추출물 항균 효과보다 총백을 조합할 시 항균 및 방부 활성이 더욱 향상되는 것을 발견하여 보다 효과적인 천연 항균 및 방부제를 개발하게 되었다.

마늘 추출물은 예를 들어, 마늘을 에탄올로 추출하여 얻을 수 있다. 바람직하게는, 도 1에 도시한 바와 같이, 95% 에탄올에 1시간 초음파 추출하고, 상온에서 23시간 교반 추출하여 얻을 수 있다. 총백 추출물은 에탄올로 추출한 후, 에틸아세테이트, 초순수 물로 분획 추출함으로써 시료를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 도 2에 도시한 바와 같이, 총백을 70% 에탄올을 사용하여 교반 추출 24시간과 환류 추출 2시간을 하고, 에탄올 추출물은 농축 후 초순수 물과 1:20 비율로 혼합 후 에틸아세테이트로 분획 추출하여 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 화장품 조성물은 천연 원료로부터 추출한 마늘, 총백 추출물을 단일로 사용하였을 때 보다 마늘과 총백을 혼합하였을 때 항균/방부 효과가 가장 우수하다. 뿐만 아니라, 본 발명의 복합천연방부제는 인체 안전성 시험에서 어떠한 독성이나 자극도 발생하지 않아 인체사용에 있어 안전한 물질인 것으로 판명되었다. 따라서, 복합천연방부제는 방부 목적으로 화장품 조성물에 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 마늘 추출물의 추출 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 총백 추출물의 추출 방법을 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 마늘, 총백, 본 발명의 혼합 추출물에 대한 항균 효과를 나타낸 사진.

본 발명에 사용된 마늘은 마늘에 의한 병원성 미생물의 번식저해작용을 연구한 대상 미생물 중 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 대한 연구가 가장 많고, 다음으로 그람 음성 및 양성의 병원성 세균이 주 연구대상이었다. 마늘 중의 주요 유효성분인 알리신이 나타내는 항균작용은 미생물의 대사에 중요한 역할을 하는 효소 중에서 -SH기를 가지는 효소 단백질과 결합하여 불활성화시키기 때문에 결과적으로 미생물이 사멸하는 것으로 설명되고 있다. 또한, 마늘과 총백은 주요 유효성분이 알리신으로 동일하지만 미생물의 항균작용을 억제한다는 연구가 부족하다. 상기 총백은 한방에서 '파의 밑동'을 약재로 이르는 말인데, 상기 동의보감, 본초강목에 의하면 바람에 상하여 얼굴과 눈이 부은 증세를 치료하니, 달인 물에 씻고 마시기도 한다고 하였다.

이하 본 발명을 실시예와 시험예를 통해 보다 상세하게 설명한다.

실시예

실시예1. 95% 에탄올을 이용한 마늘 추출법(1)

마늘과 95% 에탄올을 1:15 중량비로 혼합하여 1시간 동안 초음파 추출을 하여 상온에서 23시간 교반 추출한 후 농축 및 동결 건조하였다.

실시예2. 70% 에탄올을 이용한 총백 추출법(2)

70% 에탄올을 1:15 중량비로 총백과 혼합하여 상온에서 24시간 교반 추출하고, 70℃에서 2시간 환류 추출하였다. 실시예2를 통해 얻은 에탄올 추출물은 초 순수 물과 1:1 비율로 혼합한 후 에틸아세테이트로 분획 추출하였고 각 용매를 농축 및 동결 건조하였다.

실시예3. 마늘 추출물(1)과 총백 추출물(2)를 혼합하는 단계

마늘 추출물(1)과 총백 추출물(2)이 1:1 비율로 최종 농도가 5%가 되도록 95% 에탄올과 정제수를 첨가하여 시료를 녹인 후 부틸렌글라이콜을 혼합하여 부틸렌글라이콜의 최종 농도가 30%가 되도록 혼합하였다. 그 후 0.2㎛로 필터하였다.

시험예1. 복합 천연 방부제의 디스크 확산법

상기 실시예 1~3의 추출물의 항균활성은 디스크 확산 (Disc diffusion)법으로 측정하였다. 균주로 세균류인 그람 양성균 Staphylococcus aureus KCTC 3881(Sa), Propionbacterium acnes KCTC 3314(Pacn), 효모로 Candida albicans KCTC 7965(Ca), 곰팡이로 Aspergillus niger KCTC 6196(An)를 실험에 사용하였다. 이 균주를 평판배지에 약 1 × 10⁶~ 10⁷ cfu/㎖ 이 되도록 saline에 접종한 후 멸균 면봉으로 균일하게 도말하였다. 멸균된 페이퍼 디스크를 고체 평판배지에 올려놓은 다음 0.05 ㎖/disc 혹은 0.026 ㎖/disc가 되도록 시료를 농도별로 흡수시켜 박테리아는 37℃에서 24시간, 효모는 25℃에서 25시간, 곰팡이는 25℃에서 48시간 배양하여 디스크 주변의 clear zone을 확인하였다. 대조군으로서는 방부제로 사용되는 메틸파라벤을 사용하였다. 모든 시료의 농도는 5%를 사용하였다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 추출 혼합물은 마늘 추출물이나 총백 추출물보다 항균 효과가 우수하였다. 특히, 추출 혼합물은 Sa, Pacn, Ca, An 균주에서 대조군보다 우수한 항균효과를 보였다. 이러한 추출 혼합물의 우수한 항균효과는 총백 추출물에 의한 항균 활성의 상승효과라 볼 수 있다.

시험예2. 복합 천연 방부제의 방부 효력 시험

각각(0.1% 마늘 추출물, 0.1% 총백 추출물, 0.1% 마늘 추출물과 0.1% 혼합 추출물)의 시료 50g에 균주를 그룹별로 접종하여 15일간 미생물 감소 추이를 관찰하였다. 접종 균주는 세균류 중 Staphylococcus aureus KCTC 3881(Sa), Propionbacterium acnes KCTC 3314(Pacn)를 사용하였고, 균수는 5.1 × 10⁵ cfu/㎖을 접종하였다. 효모균은 Candida albicans KCTC 7965(Ca)로 1.2 × 10⁵ cfu/㎖, 곰팡이 균은 Aspergillus niger KCTC 6196(An)균주로 8.0 × 10⁴ cfu/㎖을 접종하였다. 세균은 37℃에서 24~48시간 배양하였고, 효모와 곰팡이균은 30℃에서 48~72시간 배양하였다. 하기 표 1에 결과를 나타내었다.

경과일 (일)			1	2	6	8	10	13	15
마늘	Bac	G+	2.1 × 10⁵	2.2 × 10⁴	3.1 × 10¹	1.0 × 10¹	-	-	-
	Y		2.1 × 10⁴	3.6 × 10³	TNTC
	M		4.0 × 10³	3.0 × 10²	1.5 × 10²	4.0 × 10¹	1.0 × 10³	-	-
총백	Bac	G+	8.3 × 10⁴	4.8 × 10²	9.0 × 10¹	-	-	-	-
	Y		2.4 × 10⁴	2.9 × 10³	1.0 × 10¹	-	-	-	-
	M		4.2 × 10³	6.8 × 10²	-	-	-	-	-
혼합	Bac	G+	7.5 × 10⁴	2.2 × 10⁴	-	-	-	-	-
	Y		9.9 × 10³	2.2 × 10³	-	-	-	-	-
	M		1.9 × 10³	2.6 ×10²	-	-	-	-	-

※ 균수 단위: cfu/㎖ (g), colony forming unit per ㎖ (g), ㎖ (g) 당 집락형성단위

¹ TNTC: Too Numerous To Count

총백 추출물은 마늘 추출물보다 접종 균주의 생육을 더 효과적으로 저해하였다. 0.1% 시료에서 마늘 추출물은 효모가 TNTC¹ ¹ TNTC: Too Numerous To Count로 검출된 반면, 총백 추출물에서는 모든 균주가 8일 후 사멸하였다. 저 농도에서 총백 추출물은 마늘 추출물보다 항균 효과가 우수하다. 따라서, 혼합 추출물에서의 효과도 총백으로 인한 상승효과임을 알 수 있다.

시험예3. 단일 추출물의 항균에 대한 안정성 평가

상기 추출물의 항균활성은 디스크 확산 (Disc diffusion)법으로 측정하였다. 천연 방부제가 시간 경과 후에도 항균 활성을 나타내는지 확인하기 위하여, 주 1회 시험을 하였으며, 시간경과에 따른 항균효과를 보았다. 시험에 사용 된 시료는 상온에 보관하였다. 총백 추출물은 Propionbacterium acnes KCTC 3314(Pacn)균주를 사용 하였고, 마늘 추출물은 효모로 Candida albicans KCTC 7965(Ca)와 곰팡이로 Aspergillus niger KCTC 6196(An)를 실험에 사용하였다. 이 균주를 평판배지에 약 1 × 10⁶~ 10⁷ cfu/㎖ 이 되도록 saline에 접종한 후 멸균 면봉으로 균일하게 도말 하였다. 멸균된 페이퍼 디스크를 고체 평판배지에 올려놓은 다음 0.05 ㎖/disc 혹은 0.026 ㎖/disc가 되도록 시료를 농도별로 흡수시켜 박테리아는 37℃에서 24시간, 효모는 25℃에서 25시간, 곰팡이는 25℃에서 48시간 배양하여 디스크 주변의 clear zone을 확인하였다. 대조군으로서는 방부제로 사용되는 메틸파라벤을 사용하였다. 모든 시료의 농도는 2.5, 5, 10%를 사용하였다.

상기 마늘 추출물, 총백 추출물은 한달 동안 항균 시험을 진행한 결과 시험한 균주에 대하여 항균활성이 유지되었다. 따라서 마늘 추출물과 총백 추출물은 시간이 경과하여도 항균활성이 유지되며, 안정성을 갖는 천연 방부제임을 알 수 있었다.

시험예4. 복합 천연 방부제의 인체 피부에 대한 1차 안전성 평가

실시예에서 제조한 복합 천연 방부제가 인체 피부에도 안전한지 확인하기 위하여, 피부 안전성 검증 실험을 수행하였다. 실시예1, 2의 추출물을 95% 에탄올과 정제수를 혼합한 용매와 부틸렌글라이콜를 1:1 혼합하여 실시예 1, 2의 추출물의 농도가 10%가 되도록 희석하고 0.2㎛로 필터 하였다. 마스크 시트 제품 (무방부)에 첨가하여 실시예 1의 마늘 추출물은 최종 시료 농도가 5%가 되도록 제조하였고, 실시예 2의 총백 추출물은 최종 시료 농도 0.5, 1%가 되도록 제조하였다. 최종 시료의 농도 1, 2%에서 진행하였다. 제품 50㎕를 도포한 patch를 상완 안쪽에 24시간 동안 첩포하고 떼어낸 후 3시간 뒤 접촉성 피부반응 및 홍반 유무를 관찰하였다. Patch는 Haye's test chambers (Koms company, Netherlans)를 사용하였다. 결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다.

표 2는 실시예 1의 마늘 추출물에 대한안전성 시험 결과이다.

증상/징후	반응표시	점수	피시험자수(명)
이상 없음	-	0	3
미약한 홍반	±	0.5	0
명확한 홍반 또는 소량의 구진(丘疹)	+	1	0
홍반과 종창(腫脹) 또는 홍반과 구진	++	2	0
홍반, 종창 및 작은 수포(水泡)	+++	3	0
수포, 진무름	++++	4	0
최종 판정 (반응율)	이상 없음	0	3 / 3 명 (100%)

표 3은 실시예 2의 총백 추출물에 대한안전성 시험 결과이다.

증상/징후	반응표시	점수	피시험자수(명)
이상 없음	-	0	9
미약한 홍반	±	0.5	0
명확한 홍반 또는 소량의 구진(丘疹)	+	1	0
홍반과 종창(腫脹) 또는 홍반과 구진	++	2	0
홍반, 종창 및 작은 수포(水泡)	+++	3	0
수포, 진무름	++++	4	0
최종 판정 (반응율)	이상 없음	0	9 / 9 명 (0%)

실시예 1의 마늘 추출물과 실시예 2의 총백 추출물은 피시험자에서 모두 피부반응을 나타내지 않았다. 따라서 반응율은 0%이다.

본 발명에 따른 천연 방부제 조성물은 천연 원료의 추출물들로 구성되며, 마늘과 총백 추출물을 단일로 사용하였을 때보다 마늘 추출물과 총백 추출물을 혼합으로 사용하였을 때 종래 합성 방부제보다 우수한 항균 활성을 가진다. 아울러, 인체 피부에 대한 안전성을 가지고 있으며, 시간 경과에 따라 항균효과의 감소가 나타나지 않았다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 복합 천연 방부제의 유효성분으로 적용될 수 있고, 특히 화장품 등에 유용하게 적용 가능하다.

Claims

마늘 추출물과 총백 추출물을 포함하는 천연 방부제 조성물.
제 1항에 있어서, 마늘 추출물은 에탄올 용매 추출물인 것을 특징으로 하는 천연 방부제 조성물.
제 1항에 있어서, 총백 추출물은 에탄올 용매 및 에틸아세테이트 분획 추출물임을 특징으로 하는 천연 방부제 조성물.
마늘을 에탄올 용매에서 추출하고, 총백을 에탄올로 추출한 후, 농축하여 물과 혼합하고 에틸아세테이트로 분획 추출하여, 상기 마늘 추출물과 혼합하는 것을 특징으로 하는 천연 방부제 조성물의 제조방법.
제 4항에 있어서, 마늘은 95% 에탄올에서 초음파 추출 및 교반 추출되며, 총백은 70% 에탄올로 교반 추출 및 환류 추출 후, 농축되고 초순수 물과 혼합된 후 에틸아세테이트로 분획 추출되는 것을 특징으로 하는 천연 방부제 조성물의 제조방법.
제 1항의 천연 방부제를 포함하는 화장료 조성물.