KR20200071997A - 선복화 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속 및 미세 먼지 제거용 화장료 조성물 - Google Patents

선복화 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속 및 미세 먼지 제거용 화장료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물에 관한 것으로, 선복화 용매 추출물, 분배추출물 또는 발효 추출물을 유효 성분으로 함유한다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과, 염증성 사이토카인 발현 억제 효과, 콜라겐 생합성 저해 억제효과, 히아루론산 분해 억제효과 및 피부손상 회복효과를 갖는다.

Description

선복화 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속 및 미세 먼지 제거용 화장료 조성물{Cosmetic Composition For Heavy Metal Chelation And Particulate Matter Removal Comprising Extract Of Inulae Flos As Active Ingredient}
본 발명은 선복화 추출물을 유효 성분으로 함유하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과, 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인 발현 억제 효과, 미세먼지에 의한 콜라겐 생합성 저해 억제효과, 미세먼지에 의한 히알루론산 분해 억제효과 및 미세먼지에 의한 피부손상 회복효과를 갖는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물에 관한 것이다.
미세먼지는 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 물질로 대기 중에 오랫동안 떠다니거나 흩날려 내려오는 직경 10㎛ 이하의 입자상 물질을 의미한다. 구체적으로, 석탄, 석유 등의 화석연료가 연소될 때 또는 제조업ㆍ자동차 매연 등의 배출가스에서 나오며, 기관지를 거쳐 폐에 흡착되어 각종 폐질환을 유발하는 대기오염물질이다.
먼지는 입자의 크기에 따라 총 먼지(TSP, Total Suspended Particle), 지름이 10㎛ 이하인 미세먼지(PM 10), 지름이 2.5㎛ 이하(PM 2.5)인 초미세먼지로 나뉜다. 미세먼지는 질산염(NO3 -), 암모늄(NH4 +), 황산염(SO4 2-) 등의 이온 성분과 탄소화합물(carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어져 있는데 세계보건기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 BC(black carbon)를 1급 발암물질로 지정한 바 있다. 장기간 미세먼지에 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종 질병에 노출될 수 있다. 특히 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다(PM 2.5). 황사는 중국의 고비사막과 몽골에서 주로 3월 봄철에 날아오는 모래를 말한다. 반면 세계보건기구(WHO)에서 1급 발암물질로 정한 미세먼지는 중국 상하이와 칭다오 지역의 매연과 자동차 배기가스 등이 포함된 고농도의 대기오염물질이다.
미세먼지는 건선, 아토피성 피부염, 여드름과 같은 염증성 피부질환뿐 아니라 피부노화, 탈모, 피부암에도 영향을 미친다. 미세먼지는 모공의 크기보다 최대 20배 정도 작기 때문에 피부 내로 쉽게 침투할 수 있으며 지속적인 미세먼지의 공격은 피부장벽의 보호 기능을 상실시킴으로써 심각한 질병을 초래할 수 있다. 또한 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인의 증가와 체내 활성산소의 증가가 피부 세포에서 염증 반응, 주름 생성, 색소 침착을 증가시키며 심각하게는 피부암 발병에도 영향을 준다고 알려져 있다. 미세먼지는 단기적으로 조기 노화, 수분 부족, 색소 침착, 잔주름과 주름을 증가시키고, 장기적으로는 되돌릴 수 없는 피부 손상으로 인해 피부가 환경적 요소들로부터 몸을 보호하는 기능을 상실하면서 피부암과 같은 심각한 병을 초래할 수 있다.
한국등록특허 제10-1629706호는 진귤 과피 추출물, 고사리삼 추출물 및 백기생 추출물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 황사 또는 미세먼지로부터 유발되는 피부 염증 완화용 조성물에 관하여 기재되어 있다. 또한, 한국공개특허 제10-2016-0108015호는 구아바, 조릿대, 울금, 백수오 및 섬오가피의 복합 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 중금속에 의한 피부 손상의 예방 또는 치료용 조성물에 관하여 기재되어 있다.
본 발명자들은 이제까지 알려지지 않은 여러 천연물들에 있어서 화장품으로의 응용 가능성을 연구한 결과, 선복화를 선정하고 이로부터 선복화 추출물, 분배추출물 및 발효추출물을 제조하여 중금속 및 미세먼지 흡착효과, 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과, 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인 억제효과, 미세먼지에 의한 콜라겐 합성 저해 억제효과, 미세먼지에 의한 히아루론산 분해 억제효과, 미세먼지에 의한 피부손상 회복효과를 측정한 그 효능이 매우 우수하다는 것을 발견하게 되었다.
본 발명의 목적은 선복화 추출물, 분배추출물 및 발효추출물을 함유하여 중금속 및 미세먼지 흡착효과, 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과, 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인 억제효과, 미세먼지에 의한 콜라겐 합성 저해 억제효과, 미세먼지에 의한 히아루론산 분해 억제효과, 미세먼지에 의한 피부손상 회복효과를 나타내는 화장료 조성물을 제공하는데 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 목적은 선복화(Inulae Flos) 추출물을 유효 성분으로 함유하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 선복화 추출물은 (a) 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 부틸 아세테이트, 디에틸에테르, 디클로로메탄, 헥산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 추출용매로 추출된 용매추출물, (b) 선복화를 용매추출법으로 추출한 추출물을 N-헥산(N-hexane), 염화메틸렌(methylene chloride), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 물로 순차적으로 분획하는 단계로 얻어지는 분배 추출물 또는 (c) 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum ATCC 10012)로 발효시켜 얻은 발효 추출법을 사용하여 추출된 발효 추출물인 것을 특징으로 하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 선복화 추출물은 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과, 콜라겐 생합성 저해 억제효과, 히아루론산 분해 억제효과 및 피부손상 회복효과를 갖는, 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 선복화 추출물은 화장료 조성물의 전체 중량에 대하여 0.0001 ~ 30.0 중량% 함유되는, 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 화장료 조성물은 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 클렌징, 오일, 분말파운데이션, 유탁액파운데이션, 왁스파운데이션, 팩, 마사지크림 및 스프레이로 구성된 군으로부터 선택되는 제형을 갖는, 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선복화 추출물, 분배추출물 및 발효추출물은 중금속 및 미세먼지 흡착 효과(실험예 1), 미세먼지에 의한 세포사멸 억제 효과(실험예 2), 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인 발현 억제 효과(실험예 3), 미세먼지에 의한 콜라겐 생합성 저해 억제 효과(실험예 4), 미세먼지에 의한 히아루론산 분해 억제 효과(실험예 5) 및 미세먼지에 의한 피부손상 회복 효과(실험예 6)를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 선복화 분배 추출물의 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 선복화 추출물의 히알루론산 분해 억제 효과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
용어 "약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, "포함하다" 및 "포함하는"이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 화장료 조성물은 중금속 및 미세먼지 제거 위한 유효성분으로 함유하는 선복화 추출물, 분배추출물 또는 발효추출물을 함유하는 화장료 조성물이다. 선복화의 생약명은 Inulae Flos이며 국화과의 금불초(Inula britannica var. japonica(Thunb.) Franch. & Sav)의 꽃을 말린 약재이다. 생김새는 편구형 또는 구형이며 여러 개의 총포로 이루어져 기와 모양으로 배열되어 있다. 포의 조각은 작은 비늘 모양으로 회황색이다. 총포의 밑부분에는 꽃받침의 흔적이 있고 포의 조각과 꽃받침의 바깥 면은 백색 털로 덮여 있다. 씨방의 끝부분에는 백색 털이 많고 그 길이는 약 5mm이다. 여기에 타원형의 작은 씨가 있다. 선복화는 특이한 냄새가 있고 맛은 쓰고 맵고 짜며 성질은 약간 따듯하다. 선복화는 뭉친 기를 순환시켜 풀어주어 가래나 기침, 딸꾹질, 트림, 천식, 만성기관지염, 급성늑막염, 가슴이 항상 그득한 것처럼 답답한 증상에 쓰며 입덧, 유암, 유옹 등에 사용한다. 약리작용으로 기관지의 항경련작용, 이뇨작용 등이 보고되었다.
본 발명에 있어서, 선복화의 추출물은 선복화의 다양한 기관 또는 부분(예: 잎, 가지, 꽃, 뿌리, 줄기 등)으로부터 추출하여 얻은 것을 의미하고, 바람직하게는 전초 또는 뿌리로부터 얻은 추출물이고, 가장 바람직하게는 전초로부터 얻은 추출물을 의미한다. 선복화 추출물에는 용매 추출물, 분배 추출물 또는 발효 추출물을 포함한다.
본 발명에 있어서, 선복화의 용매 추출물은 당업계에 공지된 통상의 방법에 따라서, 즉, 통상적인 온도와 압력의 조건 하에서, 통상적인 용매를 사용하여 제조될 수 있으나, 바람직하게는 (a) 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올), 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 디에틸에테르, 에틸 아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, 클로로포름, 헥산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 용매를 이용한 용매 추출법을 이용하여 추출한다. 본 발명에서는 바람직하게는 추출용매를 이용한 용매 추출법을 이용하였다. 바람직하게는 에탄올, 70%(v/v) 에탄올 또는 물을 사용하여 얻어진 것이고, 가장 바람직하게는 70%(v/v) 에탄올을 사용하여 얻어진 것이다. 한편, 본 발명의 천연식물의 추출물은 상기한 추출 용매뿐만 아니라, 다른 추출 용매를 이용하여도 실질적으로 동일한 효과를 나타내는 추출물이 얻어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 것이다.
본 발명의 선복화의 분배추출물은 상기 용매 추출물을 N-헥산, 염화메틸렌, 에틸아세테이트 및 물로 극성에 따라 순차적으로 분획하여 제조한다. 상기 용매 추출물을 물에 재용해시킨 뒤 물과 동량의 N-헥산을 첨가하여 2~5회 분획하고 N-헥산층을 분리한 뒤 감압 농축하여 N-헥산 분획물을 제조한다. 다음으로 N-헥산을 제거한 후 남은 물층에 동량의 염화 메틸렌을 첨가하여 2~5회 분획하고 염화메틸렌을 분리한 뒤 감압 농축하여 염화메틸렌 분획물을 제조한다. 그 다음으로 염화메틸렌을 제거한 후 남은 물층에 동량의 에틸아세테이트를 첨가하여 2~5회 분획하고 에틸아세테이트를 제거한 뒤 감압 농축하여 에틸아세테이트 분획물을 제조한다. 남은 물층은 동결건조하여 물 분획물을 제조한다.
본 발명의 선복화의 발효추출물은 다음과 같이 제조할 수 있다. 선복화를 100~500메쉬 정도로 미세하게 파쇄한 다음 통상적인 미생물 배양액에 선복화를 1 ~ 30 중량% 첨가하고 유산균을 10,000 ~ 10,000,000 cfu/mL의 양으로 첨가한다. 배양온도는 30~37℃의 통상적인 미생물 배양조건으로 배양한다. pH는 5~7로 호기적 또는 통상 혐기(anaerobic)적인 조건으로 약 24 내지 72시간 배양한다. 이후 숙성 및 여과를 통해 얻을 수 있다
본 발명에 따르면, 상기 선복화 추출물은 화장료 조성물의 전체 중량에 대해서 0.0001 ~ 30.0 중량%함유되며, 더욱 바람직하게는, 상기 선복화 추출물은 화장료 조성물의 전체 중량에 대해서 0.01 ~ 10 중량%함유되는 것을 특징으로 한다. 상기 선복화 추출물의 함량이 0.0001 중량%미만인 경우에는 피부개선 효과가 나타나지 않으며, 30.0 중량%를 초과하는 경우에는 함유량 증가에 대한 피부 개선 효과 증대 정도가 미미하며, 제형상의 안전 및 안정성에 문제가 있으며 경제적이지도 못하다.
따라서, 이러한 다양한 기능을 가진 선복화 추출물, 분배추출물 및 발효추출물을 포함하는 본 발명의 화장료 조성물은 중금속 및 미세먼지 제거에 효과적이다. 또한 본 발명에 따른 화장료 조성물은 중금속 및 미세먼지로 인해 발생하는 피부 염증 예방하고 피부 손상을 회복시킨다. 구체적으로 상기 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물은 우수한 중금속 및 미세먼지 흡착효과, 세포사멸 억제효과, 항염효과, 피부손상 회복효과를 통해 이루어질 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물에 포함되는 성분은 유효 성분으로서 상기 유효 성분 이외에 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함한다.
본 발명의 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 계면활성제-함유 클렌징, 오일, 분말 파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스 파운데이션, 팩, 마사지크림 및 스프레이 등으로 제형화될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 상세하게는, 유연 화장수, 영양 화장수, 영양 크림, 마사지 크림, 에센스, 아이크림, 클렌징 크림, 클렌징 폼, 클렌징 워터, 팩, 스프레이 또는 파우더의 제형으로 제조될 수 있다.
본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물성유, 식물성유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액인 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용해화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다.
본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌글리콜과 같은 액상의 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소 결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.
본 발명의 제형이 계면활성제가 함유된 클렌징의 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 라놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물이 비누, 계면활성제 함유 클렌징 제형 또는 계면활성제 비함유 클렌징 제형일 경우, 피부에 도포한 후 닦아내거나 떼거나 물로 씻어낼 수도 있다. 구체적인 예로서, 상기 비누는 액상비누, 가루비누, 고형비누 및 오일비누이며, 상기 계면활성제 함유 클렌징 제형은 클렌징 폼, 클렌징 워터, 클렌징 수건 및 클렌징 팩이며, 상기 계면활성제 비 함유 클렌징 제형은 클렌징크림, 클렌징 로션, 클렌징 워터 및 클렌징 겔이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.　이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
제조예 1: 선복화 추출물 제조
세절하여 음건한 선복화 전초 100g을 70% (V/V) 에탄올 수용액으로 5시간씩 3회 환류 추출하고 냉침한 후, 와트만(Whatman) #4 여과지로 여과하였다. 여과된 추출물을 50℃ 이하에서 감압 농축 및 동결 건조하여 19.4g의 선복화 추출물을 얻었다.
제조예 2 내지 5 : 선복화 추출물의 분획물
상기 선복화 에탄올 추출물을 극성에 따라 분획하기 위해 유기용매를 이용해 도 1과 같이 계통적 분획을 실시하였다. 구체적으로는 상기 에탄올 추출물을 물에 다시 녹인 뒤 동량의 N-헥산(n-hexane)을 첨가하고 헥산층을 분리하여 헥산 분획물을 수득하였다 (제조예 2). 상기 헥산 분획물을 제거한 물층에 염화메틸렌(methylene chloride)을 동량 첨가하고 염화메틸렌 층을 분리하여 염화메틸렌 분획물을 수득하였다 (제조예 3). 상기 염화메틸렌 분획물을 제거한 물층에 에틸아세테이트(ethyl acetate)를 동량 첨가하고 에틸아세테이트 층을 분리하여 에틸아세테이트 분획물을 수득하였다 (제조예 4). 상기 에틸 아세테이트 분획물을 제거하고 남은 물층을 동결건조하여 물 분획물을 수득하였다(제조예 5). 상기 분획과정은 상온에서 수행하였으며 각 분획을 3시간 이상 정치하였다. 각 분획물을 얻는 과정은 2회 반복 수행되었으며 물층을 제외한 분획물은 여과 후 감압농축하고 건조시켰다. 상기 과정은 도 2에 기재되어 있다.
제조예 6 : 선복화 발효추출물 제조
제조예 6은 선복화 추출물의 발효추출물로서 제조예 1을 유산균 발효하여 제조하였다. 유산균용 배양배지는 락토바실러스 MRS 배지(Lactobacillus MRS Broth)(DIFCO, USA)를 사용하였으며 여기에 각각 상기 제조예 1의 선복화 추출물을 1 ~ 30 중량%, 바람직하게는 10 중량% 첨가하여 제조하였다. 상기 락토바실러스 MRS 배지에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum ATCC 10012)를 10,000,000cfu로 접종 후 35℃에서 72시간동안 배양하였다. 배양 후, 배양액을 원심 분리하여 균을 제거하여 선복화 발효물을 얻은 뒤 여기에 에탄올을 최종 70%(V/V)가 되도록 첨가한 뒤 5시간씩 3회 환류 추출하고 냉침한 후, 와트만(Whatman) #4 여과지로 여과하였다. 여과된 발효추출물을 다시 0.25 um 여과지로 여과한 후 이를 60℃ 이하에서 감압 농축 및 동결 하여 16.3g의 선복화 발효추출물을 얻었다.
실험예 1: 중금속 및 미세먼지 흡착효과
천연식물 추출물의 중금속과 미세먼지 흡착효과를 확인하기 위해, 각각 100ppm의 납, 카드뮴, 구리, 비소, 아연 및 미세먼지(PM2.5)를 10,000ppm 농도의 제조예 1 내지 6와 각각 1시간 동안 반응시킨 뒤 필터링하였다. 필터하고 남은 필터액의 잔존 중금속 및 미세먼지 함량을 원자흡수분광법(Atomic absorption spectrometry)을 통해 측정하였다. 대조군으로는 제조예 대신 정제수를 포함하는 군을 사용하였다. 흡착율은 중금속과 미세먼지 흡착 후 시료의 농도를 흡착 전 시료의 농도로 나눠 계산하였으며, 흡착율이 높을수록 중금속 및 미세먼지를 효과적으로 흡착하여 제거하는 것을 의미하였으며 그 결과를 표 1에 나타냈다.
시료 흡착율(%)
납 구리 카드뮴 아연 비소 미세먼지
(PM2.5)
대조군(무첨가) - - - - - -
제조예1 40 37 37 50 49 45
제조예2 51 49 50 50 52 51
제조예3 52 51 50 49 52 50
제조예4 50 49 51 49 51 49
제조예5 31 29 28 32 32 30
제조예6 55 52 52 52 54 53
상기 표 1의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 선복화 추출물인 제조예 1에 의해 제조된 용매 추출물과 제조예 2 내지 5에 의해 제조된 분배 추출물 및 제조예 6에 의해 제조된 발효 추출물은 중금속 및 미세먼지 흡착효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
실험예 2: 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과
실험예 2는 제조예 1 내지 6에서 수득한 추출물의 미세먼지에 의한 세포사멸을 억제하는 효과를 측정한 것이다.
인간 피부 각질형성 세포(한국 세포주 은행, 대한민국)를 48-웰 마이크로 플레이트(Nunc, 덴마크)에 각 웰당 1×104 세포가 되도록 접종하고, DMEM 배지(Sigma, 미합중국)에서 37℃의 조건에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 미세먼지(100ppm) 또는 황사와 상기 제조예 1 내지 6의 추출물을 각각 500ppm을 첨가한 무혈청 DMEM 배지 및 대조군으로 미세먼지만 단독 포함된 무혈청 DMEM 배지에서 24시간 동안 추가로 배양하였다.　사용된 미세먼지는 황사 또는 대기 중에 떠다니는 직경 0.001㎛에 이르는 모든 입자상물질인 TSP(total suspended particle), PM2.5(Particulate matter 2.5), PM10(Particulate matter 10) 및 urban dust(Standard Reference Material　 1649b)이다. 배양 후 MTT시약을 첨가하고 4시간 동안 배양한 후, 배양액을 제거하고 1N NaOH/이소프로판올 용액을 첨가하여 20분간 교반한 후 흡광 광도계로 565nm에서 흡광도를 측정하고 세포의 생존율을 계산하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
세포생존율(%)
황사(0.01%) PM2.5(0.01%) PM10(0.01%) urban dust(0.01%) TSP(0.01%)
대조군 40.5 31.3 38.4 40.3 37.5
(무첨가)
제조예1 73.4 75.5 75.4 78.1 73.8
제조예2 88.6 87.7 88.1 87.5 85.8
제조예3 86.7 85.6 86.3 86.1 84.9
제조예4 85.2 86.6 86.6 87.1 85.3
제조예5 69.5 68.4 67.8 68.1 66.4
제조예6 88.5 87.5 86.2 88.6 87.7
상기 표 2의 결과에서 알 수 있듯이, 황사, TSP(total suspended particle), PM2.5(Particulate matter 2.5), PM10(Particulate matter 10) 및 urban dust에 의해 피부 각질형성세포의 세포사멸이 유발됨을 확인할 수 있었다. 발명의 제조예 1에 의해 제조된 추출물과 제조예 2 내지 5에 의해 제조된 분획물 및 제조예 6에 의해 제조된 발효추출물은 피부 각질형성세포에서 미세먼지에 의해 유발된 세포사멸을 억제시켜 세포생존율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
실험예 3: 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인 발현 억제효과
실험예 3은 제조예 1 내지 6을 통하여 수득한 추출물의 미세먼지 및 중금속에 의해 발현되는 염증성 사이토카인 발현 억제 효과를 평가하기 위한 것이다. 사람의 표피 조직에서 분리한 섬유아세포(fibroblast)를 24-웰 시험 플레이트에 5×104개씩 넣고 24시간 동안 부착시켰다. 각 웰을 PBS로 1회 세척하고 각 웰에 500 μl의 PBS를 넣었다. 이 섬유아세포에 미세먼지(100ppm) 또는 황사와 상기 제조예 1 내지 6을 각각 500ppm을 첨가한 무혈청 DMEM 배지 및 대조군으로 미세먼지만 단독 포함된 무혈청 DMEM 배지에서 24시간 동안 추가로 배양하였다.　배양 상층액을 150μl을 취하여 IL-1α를 정량함으로서 식물 추출물 및 혼합물의 염증성 사이토카인 발현 억제 효과를 판단하였다. IL-1α의 양은 효소 면역 분석법(Enzyme-linked immunosorbent assay)을 이용하여 정량화하였으며, 염증성 사이토카인(IL-1α)의 발현 억제율(%)은 하기 수학식 1에 의해 계산하였다.
Figure pat00001
Bo : 자외선 조사하지 않고 시료 처리하지 않은 웰의 IL-1α 생성량
Bt : 자외선 조사하고 시료 처리하지 않은 웰의 IL-1α 생성량
St : 자외선 조사하고 시료 처리한 웰의 IL-1α 생성량
시료명 염증성 사이토 카인 발현 억제율 (%)
황사 (0.01%) PM2.5 (0.01%) PM10 (0.01%)
제조예1 54.13 ± 1.46 52.17 ± 1.13 53.27 ± 1.06
제조예2 65.11 ± 1.87 66.18 ± 1.14 65.22 ± 1.37
제조예3 67.18 ± 1.24 66.24 ± 1.18 67.12 ± 1.31
제조예4 66.92 ± 1.21 67.53 ± 1.37 66.58 ± 1.22
제조예5 45.35 ± 1.29 43.14 ± 1.26 44.32 ± 1.16
제조예6 74.12 ± 1.31 73.26 ± 2.14 74.36 ± 1.32
인도메타신(100ppm) 62.27 ± 1.27 63.29 ± 1.12 61.43 ± 0.87
표 3에 따르면, 제조예 1에 의해 제조된 추출물과 제조예 2 내지 5에 의해 제조된 분획물 및 제조예 6에 의해 제조된 발효추출물은 미세먼지에 의한 염증성 사이토카인인 IL-1α의 생성을 억제하는 것을 알 수 있었다.
실험예 4: 미세먼지에 의한 콜라겐 생합성 저해 억제효과
실험예 4는 제조예 1 내지 6에서 수득한 추출물의 미세먼지에 의한 콜라겐생합성 저해를 억제하는 효과를 측정하였다. 인간 정상 상피 세포인 섬유아세포를 48-웰 마이크로 플레이트에 각 웰당 1 x 104 세포가 되도록 접종하고, DMEM 배지에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 미세먼지(100ppm) 또는 황사와 상기 제조예 1 내지 6의 추출물을 각각 500ppm 첨가한 무혈청 DMEM 배지 및 대조군으로 미세먼지 또는 황사만 단독 포함된 무혈청 DMEM 배지에서 24시간 동안 추가로 배양하였다.　 배양 후, 각 웰의 상층액을 모아 콜라겐 키트(Takara, 일본)를 이용하여 프로콜라겐(procollagen) 타입 IC-펩타이드(PICP) 양을 측정하여 ng/㎖ 환산하였으며, 이에 의해 합성된 콜라겐 양을 측정하였다. 콜라겐 생합성 증가율(%)은 하기 수학식 2에 따라 계산하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
Figure pat00002
처리 농도(중량%) 콜라겐 생합성율(%)
황사 (0.01%) PM2.5 (0.01%) PM10 (0.01%)
제조예1 65.8 66.8 62.5
제조예2 73.1 72.8 72.2
제조예3 74.6 72.4 73.7
제조예4 75.4 74.8 73.5
제조예5 54.8 52.8 50.5
제조예6 78.2 79.1 79.4
대조군(제조예 무첨가/미세먼지처리) 20.4 21.2 23.7
미세먼지 무처리 100 100 100
표 4에 따르면, 본 발명의 제조예 1에 의해 제조된 추출물과 제조예 2 내지 5에 의해 제조된 분획물 및 제조예 6에 의해 제조된 발효추출물이 미세먼지에 의해 저하된 콜라겐 생합성을 다시 회복시키는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 5: 미세먼지에 의한 히아루론산 분해 억제 효과
상기 제조예 1 내지 6의 추출물이 미세먼지에 의해 히아루론산이 분해되는 것을 억제할 수 있는지 확인하기 위해 실험예 5를 실시하였다. 사람의 섬유아세포를 10% FBS가 포함된 DMEM에 배양하여 24웰 플레이트에 2x104 cells/웰의 농도로 첨가하여 배양하였다. 24시간 후 70-80%로 자란 세포의 배지를 Serum-free DMEM로 교체하고 5시간 배양하였다. 5시간 배양 후 제조예 1 내지 6의 추출물을 각각 500ppm을 처리하였다. 배양 3일 후 배지내 총 히아루론산의 양을 Hyaluronan Quantikine ELISA Kit(R&D biosystem)을 이용하여 합성된 히아루론산의 양을 측정하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 따르면, 발명의 제조예 1에 의해 제조된 추출물과 제조예 2 내지 5에 의해 제조된 분획물 및 제조예 6에 의해 제조된 발효추출물이 미세먼지에 의한 히아루론산 분해를 억제하는 것을 확인할 수 있었다.
제형예 1: 미세먼지 제거용 추출물을 함유하는 화장료 조성물의 제조
제조예 1 내지 6의 선복화 추출물 또는 분획물 또는 발효추출물을 각각 포함하는 화장료(제형예 1 내지 6)를 제조하였으며, 보습제로서 세라마이드를 포함하는 화장료 조성물(비교제형예 1), 추출물이나 보습제를 모두 포함하지 않는 화장료 조성물(비교제형예 2)을 하기 표 5에 나타내었다.
성분 제형예1 제형예2 제형예3 제형예4 제형예5 제형예6 비교제형예1 비교제형예2
A 제조예1 2 - - - - - - -
제조예2 - 2 - - - - - -
제조예3 - - 2 - - - - -
제조예4 - - - 2 - - - -
제조예5 - - - - 2 - - -
제조예6 - - - - - 2 - -
세라마이드 - - - - - - 0.5 -
글리세린 - - - - - - - -
1,3 부틸렌글리콜 - - - - - - - -
EDTA-2Na 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
정제수 to100 to100 to100 to100 to100 to 100 to 100 to 100
B 세토스테아릴알코올 2 2 2 2 2 2 2 2
글리세릴스테아레이트 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
마이크로크리스탈린 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
스쿠알란 5 5 5 5 5 5 5 5
유동파라핀 3 3 3 3 3 3 3 3
트리옥타노인 5 5 5 5 5 5 5 5
폴리솔베이트 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
솔비탄스테아레이트 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
토코페릴아세테이트 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
사이클로메치콘 3 3 3 3 3 3 3 3
BHT 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
C 향,방부제 적량 적량 적량 적량 적량 적량 적량 적량
실험예 6: 피부손상 회복효과
TEWL(Trans-Epidermal Water Loss)은 피부를 통해 증발되는 수분 (땀은 제외)을 나타내는 지표로 각질층의 손상 정도와 피부장벽 기능을 평가하는데 이용된다. 높은 수준의 TEWL은 피부장벽이 손상됐다는 것을 나타낸다. TEWL의 측정은 항온(22℃) 및 항습(47%) 상태에서 이루어졌으며 단위는 g/h/m2이다. 측정방법은 다음과 같다. 우선, 테이프-스트립핑(tape-stripping)을 30회 실시하여 피부장벽의 손상을 유발시켰다. 피부장벽의 손상을 유발한 후 시험 제품을 도포하기 전 TEWL 수치를 Tewameter TM210 (Courage+Khazaka, 독일국)을 사용하여 측정하였다. 손상된 피부에 표 5의 제형예 1 내지 6과 비교제형예 1, 2를 1일 2회씩 3일 동안 도포한 뒤 TEWL 수치의 변화를 측정하여 수학식 3에 따라 경피수분 손실의 회복도를 측정하였다. 그 결과는 표 6에 나타내었다.
Figure pat00003
시료명 TEWL값 TEWL 회복도(%)
스트립핑 전 스트립핑 후 도포 3일후
제형예1 7.1 18.6 9.5 79.1
제형예2 7.4 18.9 9.3 83.5
제형예3 7.2 18.6 8.5 88.6
제형예4 7.2 18.5 8.8 85.8
제형예5 7.2 18.7 11.3 64.3
제형예6 7.3 18.4 7.8 95.5
비교제형예1 7 18.5 7.5 95.7
비교제형예2 7.1 19.5 15.8 29.8
표 6과 같이 추출물 및 혼합물을 함유하는 제형예 1 내지 6과 세라마이드를 함유하는 비교제형예 1, 유효성분을 포함하지 않는 비교제형예 2을 피부에 도포한 후 TEWL을 측정하여 피부 손상 회복 효과를 확인한 결과, 제형예 1 내지 6을 함유하는 화장료 조성물이 피부손상을 빠르게 회복시키는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 선복화(Inulae Flos) 추출물을 유효 성분으로 함유하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선복화 추출물은 물, 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 글리세린, 아세톤, 에틸 아세테이트, 클로로포름, 부틸 아세테이트, 디에틸에테르, 디클로로메탄, 헥산 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 추출용매로 추출된 용매 추출물인 것을 특징으로 하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선복화 추출물은 선복화를 용매추출법으로 추출한 추출물을 N-헥산(N-hexane), 염화메틸렌(methylene chloride), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 물로 순차적으로 분획하는 단계로 얻어지는 분배 추출물인 것을 특징으로 하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 선복화 추출물은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum ATCC 10012)로 발효시켜 얻은 발효 추출법을 사용하여 추출된 발효 추출물인 것을 특징으로 하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 선복화 추출물은 미세먼지에 의한 세포사멸 억제효과, 콜라겐 생합성 저해 억제효과, 히아루론산 분해 억제효과 및 피부손상 회복효과를 갖는, 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 선복화 추출물은 화장료 조성물의 전체 중량에 대하여 0.0001 ~ 30.0 중량% 함유되는, 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 화장료 조성물은 용액, 현탁액, 유탁액, 페이스트, 겔, 크림, 로션, 파우더, 비누, 클렌징, 오일, 분말파운데이션, 유탁액 파운데이션, 왁스파운데이션, 팩, 마사지크림 및 스프레이로 구성된 군으로부터 선택되는 제형을 갖는, 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물.
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