KR20200036304A - 화산송이를 이용한 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물 - Google Patents
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Abstract
특정 조성의 배지에서 발효된 식물 추출 발효물로서, 특정 조성의 배지를 통해 미생물을 이용하여 발효 시 발생하는 발효 취를 제거함으로써, 냄새로 인한 거부감이 없는 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물이 개시된다. 본 발명은 식물 추출물을 미생물에 접종시켜 화산송이를 포함하는 배지에서 발효시킨 식물 추출 발효물을 제공한다.
Description
본 발명은 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미생물을 이용하여 식물 추출물을 발효시킨 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이다.
발효기술은 생물전환, 생합성, 생촉매 등의 용어와 의미상 중복성을 가지며, 미생물이 갖고 있는 효소적 기능을 이용하여 전구물질로부터 원하는 산물을 제조하는 기술을 말을 의미한다, 따라서 생체기능을 세포 또는 효소단계에서 이용하는 발효 기술은 유용물질 생산을 주요 목적으로 하여 현재의 생물공업을 구성하는 주요한 공정과정이라 할 수 있다. 발효 식품이 자연적으로 발생하는 미생물을 활용하는 1차원적인 발효 기술을 활용했다면 발효 화장품은 더 앞선 기술을 필요로 하며, 단순히 전통적인 발효방법을 이용한 것이 1세대 발효라면 2세대 발효는 효능물질의 실용화 기술개발이었고 유용한 생리활성 물질만을 대량으로 생산할 수 있는 고도의 발효생산기술을 통하여 화장품 기능성 소재산업의 기틀을 마련한 생물전환 발효 기술이 3세대 발효기술로 자리매김하고 있다.
우리나라 국민들은 김치, 된장 등 발효식품을 많이 이용하기 때문에 발효라는 개념이 매우 친숙하며 발효 원료를 이용한 화장품 역시 거부감 없이 사용하고 있다. 그리고 일반 대중에게도 발효기술을 이용하여 새로운 소재를 개발할 경우 기존 소재와 완전히 새로운 효능을 보이거나 유해한 많은 성분들이 안전한 성분으로 변화된다고 알려져 있어 발효 화장품에 대한 선호도가 높으며 이에 따른 기술개발도 타 선진국에 비해 뒤지지 않는 수준이지만 하지만 현재 화장품에 적용되는 많은 발효소재들이 천연발효 또는 자연 숙성에 가까운 발효 방법을 사용하는 것으로 알려져 있다.
최근 국내 발효 기술의 연구 트랜드는 천연발효 또는 자연숙성에 가까운 발효 방법을 사용하는 것으로 알려져 있으며 자연발효란 가공하지 않은 다양한 원료를 있는 그대로 두고 물과 바람, 대지, 계절 등 자연의 힘을 이용하여 피부에 유용한 성분을 자연스럽게 생산하는 방식으로 비록 시간이 오래 걸리지만 다양한 물질들을 얻을 수 있어 보습과 항산화, 주름개선, 세포활성, 피부결 개선 등의 효과를 얻을 수 있다는 것이 강점이지만 천연발효 또는 자연숙성 방식의 발효는 생산 batch 별로 일정한 품질의 발효생성물을 얻기 어려우며, 품질의 관리도 어려운 단점이 있다.
우리나라 발효화장품 시장은 최근 3~4년간 40%씩 고공성장을 거듭하고 있는 중이며 2012년에는 약 4500억 원, 2013년 약 6500억 원, 2014년 약 1조 원(추정치) 규모를 달성할 것으로 전망하고 있다.
발효물은 크게 발효여과물 (Ferment Filtrate)과 발효용해물 (Ferment Lysate)로 분류될 수 있는데 발효여과물은 발효가 완료된 후 여과장치를 통해 미생물을 제거한 상등액 (supernatant)를 활용하는 것이고 발효용해물은 발효 완료 후 미생물을 열, pH, 효소(Lysozyme), 고압 등을 활용하여 균을 사멸하여 활용하는 방법이다.
발효 화장품의 선호도 증가와 많은 제품 출시에도 불구하고 발효 화장품 혹은 화장품용 발효 원료를 선택하지 않는 가장 큰 이유 중 하나는 발효물의 특이 취이며, 발효물의 특이 취는 발효 과정 및/또는 미생물의 발효를 위해 첨가하는 배지의 냄새가 원인이 되고 있다.
이러한 발효물의 특유 취를 없애기 위해 현재 사용하고 있는 기술은 발효 후 활성탄을 이용한 향의 흡착, 다른 강한 향을 추가하여 향을 가리는 방법 (fragrance masking), 특유 취를 제거한 배지를 사용하는 방법 등을 활용하고 있으나 가격, 공정의 어려움 등의 원인으로 완벽한 해결책으로 보기는 어려운 상황이다.
또한, 화산송이(Scoria)는 화산이 폭발할 때 분출된 여러 물질 가운데 다공질의 화산암, 화산 모래, 기타 화산회 등이 혼합되어 고열에서 소성된 소성체로 이루어진 기공률이 높은 화산토를 일컬으며, 화산송이는 기생화산(오름)으로 생성되어 우리나라에서는 제주 전역에 거쳐 분포되어 있으며, 색상에 있어서 적갈색, 황갈색, 검정색 및 암회색의 색상으로 크게 구분되고, 가장 일반적으로 적갈색을 띄는 송이가 가장 많이 분포되어 있다. 예로부터 고온 다습한 환경인 제주도에서는 화산석 송이를 이용하여 가옥의 지붕, 내외 벽에 사용하여 보온, 단열, 방음, 방습제로 사용하였고, 마당 도로에 깔아 복사열 방지는 물론, 우천 시 흙탕물 방지와 여과제로 널리 이용되어 왔고, 최근에는 토양개량제, 비료 첨가제, 사료 첨가제, 천연염색제, 화장품 원료 등으로 개발되고 있으며, 공개 특허 제10-2017-0038679호 및 공개 특허 10-2015-0015089호는 화산송이를 이용한 화장료 조성물에 대한 내용을 담고 있다. 다만, 화산송이는 항균, 항염, 보습 효과와 같은 효능들이 있지만 이에 대한 체계적인 연구가 부족한 실정이며, 화산송이를 이용한 발효 취 제거에 대한 연구 역시 부족한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특정 조성의 배지에서 발효된 식물 추출 발효물로서, 특정 조성의 배지를 통해 미생물을 이용하여 발효 시 발생하는 발효 취를 제거함으로써, 냄새로 인한 거부감이 없는 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물을 제공하고자 한다.
상기 문제를 해결하기 위하여 본 발명은, 식물 추출물을 미생물에 접종시켜 화산송이를 포함하는 배지에서 발효시킨 식물 추출 발효물을 제공한다.
또한, 상기 식물은 부평초, 어성초, 칠면초 및 귀리 겨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식물 추출 발효물을 제공한다.
또한, 상기 미생물은 락토바실러스(Lactobacillus) 또는 바실러스(Bacillus)속에 속하는 것을 특징으로 하는 식물 추출 발효물을 제공한다.
또한, 상기 화산송이를 포함하는 배지는 화산송이가 전체 배지 조성물 대비 0.1~10중량%인 것을 특징으로 하는 식물 추출 발효물을 제공한다.
또한, 상기 다른 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 식물 추출 발효물을 전체 화장료 조성물 대비 0.1~90중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 항산화 및 염증완화용 화장료 조성물을 제공한다.
또한, 상기 화장료 조성물은 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 아이크림, 세럼, 영양크림, 맛사지크림, 클렌징크림, 클렌징로션, 클렌징폼, 클렌징워터, 파우더, 에센스, 팩, 헤어토닉, 헤어트리트먼트, 샴푸 또는 린스의 제형을 갖는 것을 특징으로 하는 항산화 및 염증완화용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 식물 추출 발효물 발효 시 사용되는 배지의 구성을 조절함으로써, 발효 시 발생하는 발효 취를 제거하여 피부에 적용 시 거부감이 없는 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 항산화 및 염증완화용 화장료 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 화산송이가 포함된 발효물의 제조 방법을 도식화 한 표이고,
도 2는 어성초 추출 발효물과 화산송이-어성초 추출 발효물의 항산화 효과에 대한 그래프이고,
도 3은 어성초 추출 발효물과 화산송이-어성초 추출 발효물의 세포 활성 그래프이고,
도 4는 어성초 추출 발효물과 화산송이-어성초 추출 발효물의 항염증 활성 평가 그래프이다.
도 2는 어성초 추출 발효물과 화산송이-어성초 추출 발효물의 항산화 효과에 대한 그래프이고,
도 3은 어성초 추출 발효물과 화산송이-어성초 추출 발효물의 세포 활성 그래프이고,
도 4는 어성초 추출 발효물과 화산송이-어성초 추출 발효물의 항염증 활성 평가 그래프이다.
이하 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 발명자들은 식물 추출물 발효 시 발생하는 발효 취를 제거하기 위해 연구를 거듭한 결과, 화산송이가 천연물 발효 시 발생하는 강한 천연물의 냄새를 잡아줌과 동시에 화산송이의 미네랄 및 영양성분이 천연물의 효능을 강화시킴으로써, 천연물의 효능이 향상되는 것을 발견하고 본 발명에 이르게 되었다.
따라서, 본 발명은 식물 추출물을 미생물에 접종시켜 화산송이를 포함하는 배지에서 발효시킨 식물 추출 발효물을 개시한다.
상기 식물은 부평초, 어성초, 칠면초 및 귀리 겨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 어성초일 수 있다.
상기 어성초(Houttuynia cordata)는 삼백초과(Saururaceae)에 속하는 다년생 초본의 야생 약초로서 본의 야생 약초로서 우리나라, 중국, 일본 등지에서 자생하고 있다. 지역에 따라 약간의 차이는 있으나, 보통 4월경에 싹이 트고, 6~8월경에 꽃이 피며, 특유의 독특한 냄새(비린내)를 함유한 생리활성 물질들이 있다. 어성초의 생리활성 성분은 플라보노이드 유도체인 quercetin, quercitrin, isoquercitrin, reynoutrin, hyperin, rutin 등과 정유 성분으로 decanoyl acetaldehyde, methyl nonylketone, laurinaldehyde, myrcene 등이 함유되어 있으며(Hong and Kim, 2004), 효능에 관한 연구로는 항균(Song et al., 2003), 항산화(Lee et al., 1993), 항백혈병 및 고지혈증 억제 효과(Chung et al., 1999), 신경세포 보호작용(Jeong et al., 2010) 등이 보고되고 있다.
또한, 상기 부평초는 수평, 머구리밥, 개구리밥 및 자평이라고 한다. 논이나 연못의 물위에 떠서 산다. 가을에 모체에서 생긴 타원형의 작은 겨울눈이 물속에 가라앉아서 겨울을 나고 이듬해 봄에 물위로 나와 번식한다. 엽상체는 달걀을 거꾸로 세운 모양으로 길이 5∼8mm, 나비 4∼6mm이고 앞면은 녹색이나 뒷면은 자주색이다. 엽상체 뒷면 가운데에서 가는 뿌리가 5∼11개 나오고 그 옆에서 새로운 싹이 생겨 번식한다. 꽃은 흰색이며 7∼8월에 간혹 피는 것이 있으나 매우 작아서 찾아보기 어렵다. 1개의 포 안에 2개의 수꽃과 1개의 암꽃이 생기며, 수꽃의 수술은 1개, 암꽃의 암술도 1개이며 화피가 없다. 열매는 포과로 10월에 익는다. 관상용으로 연못에 키우기도 한다. 한방에서는 풀 전체를 소변불리·수종·단독·가려움증·두드러기·암종 등에 처방한다. 민간에서는 이질로 탈항이 되었을 때 가루로 빻아 상처에 뿌린다.
또한, 상기 칠면초는 바닷가 갯벌에서 무리 지어 자란다. 줄기는 곧게 서고 높이가 15∼50cm이며 딱딱하고 윗부분에서 가지가 많이 갈라지고 털이 없다. 잎은 어긋나고 곤봉 모양의 육질이며 길이가 5∼35mm이고 끝이 둔하며 처음에는 녹색이지만 점차 붉은빛이 도는 자주색으로 변한다. 꽃은 잡성화이고 8∼9월에 피며 잎겨드랑이에 수꽃과 암꽃이 모여 2∼10개씩 달린다. 꽃자루가 없으며, 꽃의 색깔이 처음에는 녹색이지만 점차 자주색으로 변한다. 꽃잎은 없고, 꽃받침은 육질이며 끝 부분이 깊게 5개로 갈라지고, 갈라진 조각은 둥근 달걀 모양이다. 수술은 5개이고 꽃받침보다 짧으며, 암술은 1개이고 암술대는 2개로 갈라진다. 열매는 포과이고 길이 2.5∼4mm의 원반 모양이며 꽃받침에 싸여 있다. 종자는 1개이고 지름 1.5∼2mm의 렌즈 모양이다. 어린순을 나물로 먹는다. 한방에서는 뿌리를 제외한 식물체 전체를 약재로 쓰는데, 해열 효과가 있다. 한국 및 일본에 분포한다.
또한, 상기 귀리는 탄수화물(21.7%), 단백질(14.3%), 지방질 등과 무기질, 비타민을 함유하고 있다. 귀리의 단백질은 쌀의 2배 정도이며, 라이신 등의 필수 아미노산이 많이 들어있다. 귀리에는 수용성 섬유질이 풍부해 콜레스테롤을 감소시키고, 심혈관 질환을 예방하는 폴리페놀 등의 항산화 성분이 풍부해 성인병 예방에도 도움을 준다. 또한, 귀리 속의 베타글루칸 성분은 우리 몸속에서 숙변을 제거하고 장 내 노폐물을 배출시키는 효능이 있어 다이어트에도 효과적이다. 현미의 4배가 넘는 칼슘을 함유한 귀리는 성장기 어린이들의 성장 발육에도 도움을 주는 영양 식품이고, 상기 귀리 겨는 귀리의 바깥층으로 구성되어 있는 부분을 말하고, 귀리 기울이라고도 한다.
상기 식물 추출물은 당업계에 공지된 통상의 추출 방법, 예를 들어 용매 추출법을 사용하여 제조될 수 있다. 용매 추출법을 이용한 혼합 추출물 제조시 사용되는 추출 용매는 물, 탄소 수가 1 내지 4인 저급 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올) 또는 이들의 혼합물인 함수 저급 알코올, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, 클로로포름, 헥산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있고, 이중 물, 알코올 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 것이 바람직하다. 추출 용매로 물을 사용하는 경우 물은 열수인 것이 바람직하다. 또한, 추출 용매로 알코올을 사용하는 경우 알코올은 탄소 수가 1 내지 4인 저급알코올인 것이 바람직하고, 저급 알코올은 메탄올 또는 에탄올에서 선택되는 것이 더 바람직하다.
또한, 추출 용매로 함수 알코올을 사용하는 경우 알코올 함량은 10~90%인 것이 바람직하고, 50~80%인 것이 더 바람직하다. 한편, 본 발명에서 상기 추출물은 상기한 추출 용매뿐만 아니라, 다른 추출 용매를 이용하여도 실질적으로 동일한 효과를 나타내는 추출물이 얻어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 것이다. 또한, 본 발명에서 상기 혼합 추출물은 상술한 추출 용매에 의한 추출물뿐만 아니라, 통상적인 다른 추출 방법을 통해 얻어진 추출물 내지 정제 및 발효 과정을 거친 추출물도 포함한다. 예컨대, 이산화탄소에 의한 감압, 고온에 의한 초임계 추출법에 의한 추출, 초음파를 이용한 추출법에 의한 추출, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피 (크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의해 분리하거나 자연상태나 각종 미생물을 이용한 발효산물에 의한 추출물 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 및 추출방법을 통해 얻어진 활성 분획도 본 발명의 추출물에 포함된다.
상기 이산화탄소에 의한 감압, 고온에 의한 초임계 추출법에 의한 추출법은 초임계 유체추출법(supercritical fluid extraction)을 의미하는 것으로, 일반적으로 초임계 유체는 기체가 고온 고압 조건에서 임계점에 도달하였을 때 갖는 액체 및 기체의 성질을 지니고 있으며, 화학적으로 비극성 용매와 유사한 극성을 지니고 있으며 이러한 특성으로 인해 초임계 유체는 지용성 물질의 추출에 사용되고 있다(J Chromatogr A 1998;479:200-205) 이산화탄소는 초임계 유체기기의 작동으로 압력 및 온도가 임계점까지 이르는 과정을 거치면서 액체 및 기체 성질을 동시에 지닌 초임계 유체가 되고 그 결과 지용성 용질에 대한 용해도가 증가한다. 초임계 이산화탄소가 일정량의 시료를 함유한 추출 용기를 통과하게 되면 시료에 함유된 지용성 물질은 초임계 이산화탄소에 추출되어 나온다. 지용성 물질을 추출한 후 추출 용기에 남아있는 시료에 다시 소량의 공용매가 함유된 초임계 이산화탄소를 흘려 통과시키면 순수한 초임계 이산화탄소만으로는 추출되지 않았던 성분들이 추출되어 나오게 할 수 있다. 본 발명의 초임계추출법에 사용되는 초임계 유체는 초임계 이산화탄소 또는 이산화탄소에 추가적으로 공용매를 혼합한 혼합유체를 사용함으로써 효과적으로 유효 성분을 추출할 수 있다. 이러한 공용매는 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 물, 에틸아세테이트, 헥산 및 디에틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 상기 초음파 추출법은 초음파 진동에 의해 발생되는 에너지를 이용하는 추출방법으로, 초음파가 수용성 용매 속에서 시료에 포함된 불용성인 용매를 파괴시킬 수 있으며, 이때 발생되는 높은 국부온도로 인하여 주위에 위치하는 반응물 입자들의 운동에너지를 크게 하기 때문에 반응에 필요한 충분한 에너지를 얻게 되고, 초음파 에너지의 충격효과로 높은 압력을 유도하여 시료에 함유된 물질과 용매의 혼합 효과를 높여주어 추출효율을 증가시키게 된다. 초음파 추출법에 사용할 수 있는 추출용매는 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 물, 에틸아세테이트, 헥산 및 디에틸 에테르로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 추출된 시료는 진공 여과하여 여과액을 회수한 후 감압증발기로 제거하고, 동결 건조하는 통상의 추출물 제조방법을 통해 추출물을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 혼합 추출물은 발효과정을 거친 추출물도 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기 미생물은 락토바실러스 또는 바실러스 속에 속하는 미생물일 수 있고, 바람직하게는 바실러스 서브틸리스(Apep Microorganism Jeju 170201, 에이앤펩(주), 자체 분리)일 수 있다.
상기 락토바실러스 속은 당류를 발효하여 에너지를 획득하여 다량의 유산을 생성하는 세균으로 형태적으로는 Gram 양성 무포자 간균으로 다형성을 나타내고, 크기는 0.5~0.9×1~11μm로 단간균에서 장간균의 여러 형태를 나타내며, Coryne형을 나타내는 균종도 있다. 균의 배열은 단재, 이연쇄, 단연쇄 및 단붕상이 있다. 대부분은 운동성이 없고, 보통은 catalase 음성이다. 본 속은 산소가 적은 환경에서 즐겨 발육하며 각종의 당에서 유산을 생성한다. 이들은 산도(pH 3~4 정도)에서 내성을 보이는 것이 많고 영양 요구성은 매우 복잡하고, 당류 외 많은 아미노산이나 비타민류를 요구하여 균종 또는 균주에 따라 미량 영양소를 가하지 않으면 발육할 수 없는 것도 알려져 있다.
상기 바실러스 속은 자연계에 널리 분포하는 호기성, 또는 통성혐기성 간균으로서 탈질, 철환원, 망간산화 등에 관여한다. 환경조건에 따라 균체 내에 구조적 변화가 생겨 포자(아포자)를 형성한다. 포자는 열, 방사선, 화학물질 등에 대한 저항성이 강하고, 영양세포에는 존재하지 않는 디피코인산의 칼슘염을 다량 함유한다. 균체의 크기, 포자의 형태와 균체 내에서의 위치, 당의 이용과 생성물, 질산환원 유무, 고식염농도하에서의 생장 유무 등의 성질에 따라 여러 종으로 분류된다. 대표 종은 고초균(Bacillus subtilis), 탄저병균, 세레우스균(식중독의 원인균) 등이다. 일반적인 용어로 간균, 또는 세균 전체를 뜻하기도 한다.
상기 발효란 미생물이 가지고 있는 효소가 원재료를 변화시켜 이로운 성분을 만들어내는 과정을 말하며, 발효 과정 중에는 유효 성분들이 추출되며 기능성 물질의 함량이 증가한다.
상기 화산송이는 배경기술에서 언급한 것과 같이 화산이 폭발할 때 분출된 여러 물질 가운데 다공질의 화산암, 화산 모래, 기타 화산회 등이 혼합되어 고열에서 소성된 소성체로 이루어진 기공률이 높은 화산토를 말한다. 상기 화산송이는 광물의 일종으로 성분이 SiO2, Al2O3, Fe2O3 등이 있는데 이 성분들은 탈취성분의 주원료로 90% 이상의 탈취 기능을 가지고 있으며 이러한 광물은 화산송이에서 악취 및 휘발성 유기물질을 흡착하여 악취 등을 없애주므로 바이오 필터 등 산업적으로 이용되고 있다.
또한, 상기 화산송이는 항균기능을 가지고 있기 때문에 발효시 유익균의 증식에는 많은 미네랄과 영양분을 공급하는 반면 유해균에 대해서는 항균 작용을 하여 오랜 기간 발효 시 유해균의 번식을 막아준다.
또한, 상기 화산송이에는 미네랄 등의 유용한 성분이 다량 함유되어 있어 발효 시 상기 식물 추출물과 혼합되어 상기 식물 추출물의 효능을 향상시킬 수 있다.
상기 배지는 화상송이를 전체 배치 조성물 대비 0.1~10중량%를 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.1~5중량%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.1~3중량%일 수 있다.
상기 배지에서 화산송이의 함량이 전체 조성물 대비 0.1중량% 미만이면, 천연물 발효 시 발생하는 발효 취를 효과적으로 제거할 수 없고, 화산송이의 함량이 전체 조성물 대비 10중량%를 초과하면 함량 대비 효과가 저조하여 경제적이지 못할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로서 상기 식물 추출 발효물을 전체 화장료 조성물 대비 0.1~90중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 항산화 및 염증완화용 화장료 조성물을 제공한다.
상기 식물 추출 발효물은 전체 화장료 조성물 대비 바람직하게 0.5~80중량%이고, 더욱 바람직하게 1~70중량%이다.
상기 식물 추출 발효물이 전체 화장료 조성물 대비 0.1중량% 미만이면, 항산화능 및 항염증 효능이 저조할 수 있고, 식물 추출 발효물이 전체 화장료 조성물 대비 90중량%를 초과하면 함량 대비 효과가 저조하여 경제적이지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 항산화 화장료 조성물은 젤 타입, 스킨 타입, 크림 타입, 연고 타입 등으로 적용될 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기의 조성물은 그것의 타입에 따라 적절한 통상의 연화제, 유화제, 증점제 또는 당업계에 공지되어 있는 기타 물질들을 첨가하여, 공지의 방법에 의해 적절하게 제조될 수 있다.
상기 젤 타입 조성물은 트리메틸올프로판, 폴리에틸렌 글리콜 또는 글리세린 등의 연화제, 프로필렌 글리콜, 에탄올, 이소세틱알콜 등의 용매, 정제주 등을 첨가하여 제조할 수 있다.
상기 스킨 타입 조성물은 스테아릴 알콜, 미리스틸 알콜, 베헤닐 알콜, 아라키딜 알콜, 이소스테아릴 알콜, 이소세틸 알콜 등의 지방 알콜, 부틸렌 글라이콜, 글리세린, 알란토인, 메틸 파라벤, 이디티에이-2-소디움, 잔탄검, 디메티콘, 폴리 에틸렌 글라이콜-60 하이드로제네이트 카스톨 오일, 폴리 소르베이트 60 및 정제수 등을 첨가하여 제조할 수 있다.
상기 크림 타입 조성물은 스테아릴 알콜, 미리스틸 알콜, 베헤닐 알콜, 아라키딜 알콜, 이소스테아릴 알콜, 이소세틸 알콜 등의 지방 알콜, 레시틴, 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민, 소프파티질세린, 소프파티딜이노시톨 등의 리피드, 이들의 유도체, 글리세릴 스테아레이트, 소르비탄 팔미테이트, 소리비탄 스테아레이트 등의 유화제, 아보카도 오일, 살구 오일, 바바수 오일, 유리지치 오일, 동백 오일 등의 천연 지방 또는 오일, 프로필렌글리콜 등의 용매 및 정제수 등을 첨가하여 제조할 수 있다.
상기 연고 타입 조성물은 연화제, 유화제 및 마이크로크리스탈린납, 파라핀, 세레신, 밀납, 경납, 바세린 등의 왁스를 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 유효성분 이외에 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 피부 주름개선 성분을 1종 이상 추가로 함유할 수 있다. 피부주름개선 성분으로는 비타민 C, 레티노산, TGF, 동물 태반 유래의 단백질, 베튤린산 및 클로렐라 추출물로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 화장료 조성물은 형광물질, 살진균제, 굴수성 유발물질, 보습제, 방향제, 방향제 담체, 단백질, 용해화제, 당유도체, 일광차단제, 비타민, 식물 추출물 등을 포함하는 부형제를 추가로 함유할 수 있다.
본 발명에서 상기 화장료 조성물은 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 아이크림, 세럼, 영양크림, 맛사지크림, 클렌징크림, 클렌징로션, 클렌징폼, 클렌징워터, 파우더, 엣센스, 팩, 헤어토닉, 헤어트리트먼트, 샴푸 또는 린스로 제형화 될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 통상의 방법에 의해 제형화될 수 있다. 피부 외용제의 제형화에 있어서 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 내용을 참조할 수 있고, 화장료 조성물의 제형화에 있어서 International cosmetic ingredient dictionary, 6th ed(The cosmetic, Toiletry and Fragrance Association, Inc, Washington, 1995)에 개시되어 있는 내용을 참조할 수 있다.
구체적으로, 상기 화장료 조성물은 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형으로 제조할 수 있다. 예컨대, 유연 화장수 또는 영양 화장수 등의 화장수; 훼이셜 로션, 바디로션 등의 유액; 영양 크림, 수분 크림, 아이 크림 등의 크림; 에센스; 화장연고; 스프레이; 젤; 팩; 선 스크린; 메이크업 베이스; 액체 타입, 고체 타입 또는 스프레이 타입 등의 파운데이션; 파우더; 클렌징 크림, 클렌징 로션, 클렌징 오일 등의 메이크업 제거제; 또는 클렌징 폼, 비누, 바디워시 등의 세정제로 제형화될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 피부 외용제는, 연고, 패취, 겔, 크림 또는 분무제로 제형화될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화장료 조성물은 각각의 제형에 있어서 상기 필수성분 외에 제형의 종류 또는 사용 목적 등에 따라 본 발명에 따른 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 성분들이 적절히 배합될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 통상적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있으며, 예컨대 유분, 물, 계면활성제, 보습제, 저급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방부제, 향료 등을 적절히 배합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 허용 가능한 담체는 제형에 따라 달리할 수 있다. 예컨대, 연고, 페이스트, 크림 또는 젤로 제형화될 때담체 성분으로서 동물성 유, 식물성 유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크, 산화아연 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 파우더 또는 스프레이로 제형화될 때, 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록사이드, 칼슘 실케이트, 폴리아미드 파우더 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있고, 스프레이의 경우 클로 로플루오로히드로카본, 프로판, 부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진제를 더 포함할 수 있다.
상기 화장료 조성물은 용액 또는 유탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 용매, 용해화제, 또는 유탁화제가 사용될 수 있고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-브틸글리콜 오일이 사용될 수 있고, 특히, 목화씨 오일, 땅콩 오일, 옥수수 배종 오일, 올리브 오일, 피마자 오일 및 참깨 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 현탁액으로 제형화될 때, 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리 옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 사용될 수 있다.
상기 화장료 조성물은 최종 제품의 품질이나 기능에 따라 업계에서 통상적으로 사용되는 지방 물질, 유기용매, 용해제, 농축제, 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉 쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 또는 피부과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 추가적으로 함유할 수 있다. 다만, 상기 보조제 및 그 혼합 비율은 본 발명에 따른 화장료 조성물의 바람직한 성질에 영향을 미치지 않도록 적절히 선택할 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 식물 추출 발효물은 발효 시 화산송이가 첨가된 배지를 이용하여 발효시킴으로써, 발효 시 발생하는 발효 취를 제거하였고, 항산화 및 항염즘 효능을 가지고 있으며, 이를 함유하고 있는 화장료 조성물 또한 발효 취가 나지 않고, 항산화 및 항염증 효능를 함유한다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 들어 설명한다.
실시예
발효물의 원료인 어성초를 20 mesh 이하로 조분쇄하여 시료 100g에 대해 100배의 70(w/v)% 에탄올을 넣어 72시간 동안 추출한 후, 여과(Whatman No 2, Maidstone, England)하였다. 여과한 에탄올 추출액을 감압농축(N1000S-WD, Eyela Co., Tokyo, Japan) 후 동결건조(FDU-1100, Eyela Co., Tokyo, Japan)하여 에탄올 추출물을 제조하였다.
본 발효에 활용한 미생물은 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) ( Apep Microorganism Jeju 170201)로서 출원인인 에이엔펩(주)에서 분리한 미생물을 사용하였다. 전배양은 nutrient broth (Difco, Detroit, MI, USA), 37℃ 진탕 배양기에서 24시간 배양하였다. 발효 시 사용된 배지는 어성초 추출물 5중량%, 화산송이 0.5중량%, glucose 0.6중량%, yeast extract 0.3중량%, soytone 0.1중량%로 구성하였다. 상기 배지에 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)를 접종하여 37℃에서 3일간 진탕 배양하여 발효를 진행하였고, 발효 완료 후 발효물은 0.2μm 필터를 이용하여 여과하여 화산송이-어성초 추출 발효물을 제조하였다.
비교예
상기 실시예에서 배지의 조성을 화산송이를 첨가한 것을 제외하고는 동일하게 어성초 추출 발효물을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예에서 제조된 화산송이-어성초 추출 발효물 및 비교예에서 제조된 어성초 추출 발효물의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드의 함량 비교를 위하여 olin-Denis법(Folin and Denis, 1912)을 응용하여 하기 실험 방법에 따라 실험을 진행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실험 방법
발효액을 농도별로 희석한 용액 2mL에 2배 희석된 Folin 시약(Sigma Co., St. Louis, MO, USA) 2mL을 첨가하여 혼합하였다. 혼합액을 3분간 방치한 다음 10중량% Na2CO3 (Sigma Co., St. Louis, MO, USA) 2mL을 넣고 1시간 동안 반응시킨 후, UV/Visible spectrophotometer(UVIKON 922, Kontran Co., Milan, Italy)를 이용하여 700nm에서 흡광도를 측정하여 작성한 표준곡선으로부터 함량을 구하였다. 이때 gallic acid(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)를 이용한 표준곡선은 gallic acid의 최종농도가 0, 5, 25, 50 및 75μg/mL가 되도록 하여 위와 같은 방법으로 700nm에서 흡광도를 측정하여 구하였다.
또한, 화산송이-어성초 추출 발효물 및 어성초 추출 발효물에 존재하는 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 gallic acid, quercetin을 기준 물질로 하여 측정하였다.
상기 표 1을 참조하면, 어성초 추출 발효물(비교예)의 총 폴리페놀 함량은 6.02μg/mL이고, 어성초-화산송이 추출 발효물(실시예)의 총 폴리페놀 함량은 3.84μg/mL로 나타나, 화산송이를 첨가하지 않은 발효물(비교예)에서 높은 폴리페놀 함량을 보였고, 총 플라보노이드 함량은 각각 10.85 및 8.55μg/mL로 폴리페놀 함량 경향과 유사하게 나타났다.
실험예 2
상기 실시예에서 제조된 화산송이-어성초 추출 발효물 및 비교예에서 제조된 어성초 추출 발효물의 항산화능을 측정하기 위하여, 하기 실험 방법에 따라 실험을 진행하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
실험 방법
free radical 소거활성은 stable radical인 DPPH (Sigma Co., St. Louis, MO, USA)에 대한 환원력을 측정한 것으로 99(w/v)% 메탄올에 각각의 시료를 100배, 50배, 10배 및 5배로 희석한 희석액 800μL을 메탄올에 녹인 0.15mM DPPH 용액에 200μL를 가하여 각각의 샘플을 제조한 후 실온에 30분 방치한 후 517nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH radical 소거활성은 다음 식에 따라 소거활성을 계산하였다.
DPPH radical scavenging activity(%) = [100-(S/C×100)]
S: 시료군 반응 후 흡광도 - 시료군 반응 전 흡광도
C: 대조군 반응 후 흡광도 - 대조군 반응 전 흡광도
2,2-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid (ABTS)) radical 소거활성
ABTS radical을 이용한 항산화력 측정은 ABTS+· cation decolorization assay 방법에 의하여 시행하였다. 7mM ABTS (Sigma Co., St. Louis, MO, USA)와 2.45 mM potassium persulfate (Sigma Co., St. Louis, MO, USA)를 최종농도로 혼합하여 실온인 암소에서 24시간 동안 방치하여 ABTS+·을 형성시킨 후 732nm에서 흡광도 값이 0.70(±0.02)이 되게 phosphate buffered saline (PBS, pH 7.4)로 희석하였다. 희석된 용액 990μL에 상기 제조된 각각의 샘플 10μL를 가하여 정확히 1분 동안 방치한 후 흡광도를 측정하였다.
도 2를 참조하면, 어성초 추출 발효물(비교예)은 100배, 50배, 10배, 5배 각각 희석액에서 약 0, 11.5, 41.5 및 70%의 소거능을 보였고, 동일한 희석액에서의 화산송이-어성초 추출 발효액은 약 35.5, 88, 100, 100%의 소거능을 보였다. 특히 화산송이가 첨가되면서 어성초 추출 발효물(비교예)보다 소거활성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. ABTS+· 소거활성 역시 DPPH 소거활성과 유사하게 화산송이를 첨가하여 발효한 FHC-S에서 높은 소거활성을 나타냄을 확인하였다
실험예
3
실시예에서 제조된 화산송이-어성초 발효 추출물의 세포 생존율을 확인하기 위해 microglia cell line (BV-2 세포)을 사용하여 하기와 같은 실험 방법에 따라 실험을 진행하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
실험방법
BV-2 세포는 10중량% fetal bovine serum (FBS; Gibco, BRL, USA), 100μg/mL penicillin (Gibco, BRL, USA) 그리고 100μg/mL streptomycin (Gibco, BRL, USA)을 첨가한 RPMI1640 배지(Gibco, BRL, USA)를 이용하여 5중량% CO2가 존재하는 37℃ 배양기에서 2~3일에 한 번씩 계대 배양하였다.
LPS로 자극된 BV-2 세포에서 LPS 및 모시풀 추출물이 세포 생존에 미치는 영향을 확인하기 위해 cell viability를 3-[4,5-Dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) 분석법으로 측정하였다. 세포(1×105cell/mL)를 96well plate에 180μL씩 분주하여 12시간 이상 CO2 배양기에서 배양한 다음, 시료를 각각의 조건에 따라 처리하여 24시간 배양하였다. 배양한 후 배양액을 제거하고 0.5mg/mL MTT가 함유되어 있는 배지 200μL를 첨가한 다음 4시간 동안 배양하여 MTT가 환원되도록 하였다. 그 후 배양액을 제거하고 dimethyl sulfoxide (DMSO) 100μL 첨가하여 생성된 formazone 결정을 용해시킨 후, ELISA reader (Bio-Rad Co., USA)를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 생존율은 대조군과 비교하여 백분율(%)로 나타내었다.
도 3을 참조하면, BV-2 cell에 LPS, 어성초 발효액 그리고 어성초-화산송이 추출 발효물(실시예)를 농도별로 처리한 결과 LPS 100ng/mL를 단독으로 처리하였을 때, 대조군에 비교하여 큰 차이가 없었다. 또한, 같이 처리하였을 때에도 cell viability가 20~200배 희석액에서는 95% 이상으로 세포 생존에 끼치는 영향이 없는 것을 확인되었다.
실험예
4
상기 실시예에서 제조된 화산송이-어성초 추출 발효물 및 비교예에서 제조된 어성초 추출 발효물의 항염 효능을 측정하기 위하여 하기 실험 방법에 따라 실험을 진행하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
실험방법
염증 유발 인자인 LPS를 각 농도별로 자극된 신경교세포에서 생산되는 NO 농도를 의존적으로 효능을 있는지 확인하였다. NO 측정은 24 well plate에 세포를 5×105 cell/을 seeding한 후, LPS와 발효물을 농도차를 두어 첨가한 후, 24시간 동안 incubator에서 반응시킨 후, 각각 50μL씩 Griess reagent(중량1% sulfanilamide/0.1중량% N-(1-naphthyl)-ethylenediamine dihydrochloride/2.5중량% H3PO4)와 반응시킨 후, 파장이 540nm인 ELISA reader (Bio-Rad Co., USA)를 사용하여 값을 측정하였다.
화산송이-어성초 추출 발효물(실시예) 및 어성초 추출 발효물(비교예)의 항염 효과를 확인하기 위하여 LPS로 자극하여 염증 반응을 유도한 BV-2 cell에 FHC(어성초 추출 발효물) 그리고 FHC-S(화산송이-어성초 추출 발효물)를 희석액별로 처리한 후, NO의 생성농도를 확인하였다.
도 4를 참조하면, 먼저 FHC(비교예)를 처리하였을 때, BV-2 cell에서 생성하는 NO의 농도는 40배 희석액에서부터 증가된 NO 농도가 50% 이상 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 반면, FHC-S(실시예)는 100배 희석액에서부터 LPS control과 대조하여 50% 이상 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.
실험예
5
화산송이-어성초 추출 발효물의 인체 피부 자극 여부를 확인하기 위하여 하기 실험방법에 따라 실험을 진행하였다.
실험방법
20~30대 여성 6인을 모집하여 화산송이-어성초 발효물질, 대조 시험 물질(Saccharomyces 발효제품, 시중에 판매)(positive control) 및 Base cream(시중에 판매)(negative control)을 사용하였다. 얼굴을 70% 알콜로 닦고 건조시킨 후, 각각의 물질을 일정량(도포량 정한 후)을 patch test chamber (IQ Ultra TM)에 loading하고, 피시험자 왼쪽 상박 under에 loading된 chamber를 얹고 microtape으로 고정시킨다. 48시간 후 제거한 후, 제거 후 30분 후, 24시간 후 관찰한다.
육안으로 관찰한 결과, 6명 전원 사용 시 문제가 없었으며, 홍반 등 육안으로 관찰되는 문제없는 것을 확인하였다.
실험예
6
상기 실시예에서 제조된 화산송이-어성초 추출 발효물 및 비교예에서 제조된 어성초 추출 발효물의 발효 취를 확인하기 위하여 화장품의 주 소비층인 20~40대 연령층 10명을 대상으로 향에 대한 조사를 실시하였다. 평점을 1점(발효 취가 나지 않음)~10점(발효 취가 심하게 남) 사이에서 평가하도록 하는 10점 평점법이 사용되었고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2를 참조하면, 화산송이-어성초 추출 발효물(실시예)의 경우, 발효 취가 거의 느껴지지 않는 것을 확인할 수 있으나, 화산송이를 사용하지 않고 발효시킨 어성초 추출 발효물(비교예)의 경우 발효 취가 매우 심하게 나는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물은 화산송이를 이용하여 발효시킴으로써, 발효 시 발생하는 발효 취가 제거되어 없어 피부에 사용하기 거부감이 없고, 화산송이에 함유되어 있는 영양물질이 식물 추출 발효물에 함유되어 식물 추출물이 함유하고 있는 효능이 향상될 수 있고, 항산화 및 항염효능을 갖는 식물 추출 발효물 및 이를 함유하는 화장료 조성물을 제공할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (6)
- 식물 추출물을 미생물에 접종시켜 화산송이를 포함하는 배지에서 발효시킨 식물 추출 발효물.
- 제1항에 있어서,
상기 식물은 부평초, 어성초, 칠면초 및 귀리 겨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식물 추출 발효물. - 제1항에 있어서,
상기 미생물은 락토바실러스(Lactobacillus) 또는 바실러스(Bacillus)속에 속하는 것을 특징으로 하는 식물 추출 발효물. - 제1항에 있어서,
상기 화산송이를 포함하는 배지는 화산송이가 전체 배지 조성물 대비 0.1~10중량%인 것을 특징으로 하는 식물 추출 발효물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 식물 추출 발효물을 전체 화장료 조성물 대비 0.1~90중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 항산화 및 염증완화용 화장료 조성물.
- 제5항에 있어서,
상기 화장료 조성물은 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 아이크림, 세럼, 영양크림, 맛사지크림, 클렌징크림, 클렌징로션, 클렌징폼, 클렌징워터, 파우더, 엣센스, 팩, 헤어토닉, 헤어트리트먼트, 샴푸 또는 린스의 제형을 갖는 것을 특징으로 하는 항산화 및 염증완화용 화장료 조성물.
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