KR20230168633A - 아미노산을 이용한 식물 추출물, 이의 제조방법 및 용도 - Google Patents
아미노산을 이용한 식물 추출물, 이의 제조방법 및 용도 Download PDFInfo
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Abstract
아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 식물 추출물, 상기 방법에 의해 제조된 수염틸란드시아 추출물의 항산화, 모발 또는 두피 케어, 항염증 용도에 관한 것이다. 일 양상에 따른 방법은 친환경적인 방법이며, 유효 물질의 추출 효율이 높다. 상기 방법에 의해 추출된 수염틸란드시아 추출물은 화장료 조성물, 약학적 조성물, 건강기능식품 조성물 등으로 응용될 수 있다.
Description
식물의 신규 추출방법, 상기 방법에 의해 제조된 식물 추출물, 상세하게는 수염틸란드시아 추출물, 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
프리라디칼(free radical)이라고 불리는 활성산소는 호흡을 통해 들어온 산소가 에너지를 생산하고 전환되는 과정에서 생성된다. 활성산소는 우리 몸 속에 있는 매우 공격적인 화학물질로 건강한 세포를 손상시키고, 결과적으로 염증, 주름, 노화 등에 관여한다. 항산화 물질은 활성산소를 제거하는 역할을 하며 현재까지도 화장품 원료에서 가장 인기 있는 대표적인 물질이다. 항산화 물질은 주로 식물에서 많이 발견되는데 이들 식물에서 항산화 물질은 열수 추출, 환류 추출, 저온 추출, 초음파 추출, 초임계 추출 등 다양한 추출방법을 통해 얻을 수 있으며, 그 외에도 다양한 추출 방법에 관한 연구가 진행되고 있다.
한편, 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)는 파인애플목의 기생식물로, 수염틸란드시아 속 식물은 약 500여 종이 있다. 식물체가 은회색을 띠며 종종 수염처럼 크게 뭉쳐서 자란다. 생존을 위해 흙이 필요가 없으며 나무 같은 곳에 착색하여 공중에 매달려 생존하기 때문에 공중식물(에어 플랜트)이라고도 불린다. 보통의 식물처럼 뿌리가 큰 역할을 하지 않고 그저 매달리기 위한 용도로만 사용되며 머리카락같이 생긴 잎은 전체가 비늘로 되어 있고 미세한 솜털을 이용하여 공기 중 수증기와 유기물을 흡수한다. 일반적인 식물과 달리 낮에도 이산화탄소를 배출하지 않으며 야간에도 산소를 만들어내는 탁월한 공기정화기능을 가지고 있어 애완식물로 각광받고 있는 실정이다. 수염틸란드시아 추출물은 다량의 당류 성분, 아미노산, 무기질, 비타민, 베타인 등을 함유하고 있다. 그러나 현재는 공중식물로서 공기를 정화시키는 역할에 대한 연구만이 이루어지고 있으며 모발 또는 두피 케어 화장료 조성물로서의 연구는 미미한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 화학적 공정 또는 유기용매를 사용하지 않으면서도 유효 물질의 추출 효율을 높여줄 수 있는 신규 식물 추출법을 개발하였으며, 이러한 신규 추출법을 사용한 수염틸란드시아 추출물의 모발 또는 두피 케어 용도를 확인하여 본 발명을 완성하였다.
일 양상은 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
다른 양상은 상기 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법에 의해 제조된 식물 추출물을 제공한다.
다른 양상은 상기 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법에 의해 제조된 수염틸란드시아 추출물을 제공한다.
다른 양상은 수염틸란드시아 추출물의 용도를 제공한다.
다른 양상은 수염틸란드시아 추출물을 포함하는 조성물을 제공한다.
다른 양상은 유효한 양의 상기한 조성물을 그를 필요로 하는 개체에 처리 또는 투여하는 단계를 포함하는 개체의 상태를 예방, 개선, 또는 치료하는 방법을 제공한다.
일 양상은 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 방법은 화학적 공정 또는 유기용매를 사용하지 않는 친환경적인 새로운 추출법이다. 또한, 상기 방법은 아미노산의 전하를 이용함으로써 기존의 열수, 환류, 증류, 저온, 초음파 추출법 등에 비해 유효 물질의 추출 효율을 높여줄 수 있는 추출법이다. 상기 방법은 식물 추출물의 변이를 방지할 수 있다. 상기 방법에 의하면 항산화 효능 등 기능성이 향상된 추출물을 얻을 수 있다.
상기 방법은,
식물에 용매 및 아미노산을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 혼합물을 인큐베이션하여 식물 추출물을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 상기 혼합물을 인큐베이션 하기 전에 혼합물의 pH를 5.0 내지 8.0으로 조정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
따라서, 상기 방법은,
식물에 용매 및 아미노산을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물의 pH를 5.0 내지 8.0으로 조정하는 단계; 및
상기 pH가 조정된 혼합물을 인큐베이션하여 식물 추출물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 "식물(plant)"은 특정 종류에 제한되지 않으며, 어느 것이든 사용할 수 있다. 상기 식물은 특정 부위에 제한되지 않으며, 예를 들어 전초, 잎, 줄기, 열매, 뿌리 등을 사용할 수 있다. 상기 식물은 특정 형태에 제한되지 않으며, 예를 들어 식물 그 자체, 식물의 건조물, 이들의 세절물 등을 사용할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 식물은 식물의 건조물일 수 있다. 건조 방법은 특정 방법에 제한되지 않으나, 예를 들어 음건일 수 있다. 상기 건조물은 수분 함량이 식물 전체 중량의 10% 이하, 또는 5% 이하가 될 때까지 건조하여 제조된 것일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 식물은 식물의 건조물의 세절물일 수 있다.
용어 "추출물(extract)"은 천연물의 성분을 추출함으로써 얻어진 물질을 모두 포함하며, 천연물의 성분을 추출한 후 다른 방법으로 가공 또는 처리하여 얻어질 수 있는 물질도 포함한다. 예를 들어, 상기 가공 또는 처리는 희석, 농축, 건조, 정제, 분획, 여과, 발효, 효소 처리 등을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 추출물은 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들 조정제물 또는 정제물, 이를 분획한 분획물을 포함할 수 있다.
상기 "용매"는 물, 유기 용매, 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 상기 물은 증류수 또는 정제수일 수 있다. 상기 유기 용매는 C1 내지 C6의 알코올, 아세톤, 에테르, 에틸아세테이트, 디에틸에테르, 에틸메틸케톤 및 클로로포름 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 상기 용매는 물일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 용매는 유기 용매를 포함하지 않는 것일 수 있다. 상기 방법은 유기 용매를 사용하지 않음으로써 친환경적인 추출법으로 사용될 수 있다. 따라서, 상기 방법은 유기 용매 제거 단계 없이 유효성분을 수득할 수 있다.
상기 용매는 식물 추출물을 제조하기에 적절한 양을 당업자가 선택할 수 있다. 구체적으로, 상기 용매는 식물 전체 중량의 1 내지 100배, 5 내지 100배, 10 내지 100배, 1 내지 50배, 5 내지 50배, 10 내지 50배, 1 내지 20배, 5 내지 20배, 또는 10 내지 20배의 중량으로 사용될 수 있다.
상기 "아미노산"은 생물의 몸을 구성하는 단백질의 기본 구성단위이다. 단백질을 완전히 가수분해하면 암모니아와 아미노산이 생성되는데, 아미노산은 아미노기와 카복실기를 포함한 모든 분자를 지칭한다. 화학식은 NH2CHRnCOOH(단, n=1~20)이다. Rn의 종류에 따라서 20개의 다른 아미노산이 존재한다.
아미노기와 카복실기를 모두 포함하고 있어, 아미노산은 중성에서 쯔비터 이온(zwitter ion, 한 분자 내에 양전하와 음전하를 모두 소유함)으로 존재하며, 공명(resonance) 안정화를 취한다. 여기서 'R'은 곁사슬을 나타내고, 곁사슬에 따라 무슨 아미노산인지가 결정된다. 아미노산은 곁사슬의 성질에 따라 소수성(비극성), 친수성(극성), 염기성, 산성의 네 가지 종류로 구분된다.
소수성 아미노산에는 글라이신(유일한 비카이랄성 아미노산), 알라닌, 발린, 류신, 아이소류신, 프롤린, 메티오닌(티오에테르 결합을 소유)이 있다. 그리고 방향족 아미노산 중에서는 페닐알라닌, 트립토판이 소수성 아미노산에 속한다. 이 9가지 소수성 아미노산들은 세포의 수용성 환경을 피하기 위해 단백질 내부에 서로 모이는 경향이 있다. 이렇게 소수성 그룹들이 모이는 경향을 소수성 효과라고 한다. 다양한 크기와 모양을 가지는 탄화수소들은 단백질 내부에 응집하여 빈 공간이 없는 구조를 형성한다.
친수성 아미노산은 전체 분자는 중성이지만 전기음성도가 큰 산소 원자가 있는 -OH(hydroxyl)기를 갖는 세린, 트레오닌, 티로신, 그리고 -SH기를 갖는 시스테인, 카복실아마이드를 가지는 아스파라긴, 글루타민이 있다. 극성의 R기는 물과 수소결합을 하기 때문에 비극성 아미노산에 비해 용해도가 높다.
염기성 아미노산인 라이신, 아르기닌, 히스티딘은 중성 pH에서 양전하를 갖는다. 히스티딘은 양전하를 갖는 이미다졸(imidazole)기를 가지고 있는데, pKa가 6에 가까워 중성 pH에서는 주위 환경에 따라 중성이나 양전하를 가질 수 있다. 그래서 히스티딘은 효소의 활성 부위에 많이 존재한다.
산성 아미노산인 글루탐산과 아스파트산은 곁사슬에 카복실기를 갖고 있다.
한 분자 내에 양전하와 음전하를 모두 소유하는 쯔비터 이온 중 대표적인 아미노산을 기반으로, 전하를 이용해 단순 물 추출물에서 친수성 물질 뿐만 아니라 소수성 물질을 포함한 추가적인 추출 효율을 기대해볼 수 있다.
일 구체예에서, 상기 아미노산은 글라이신일 수 있다. 일 실시예에서, 추출 용매에 글라이신을 첨가하여 식물 추출물을 제조할 경우, 알라닌, 세린, 아르기닌 또는 글루탐산을 첨가하는 경우에 비해, 식물 추출물의 총 폴리페놀 함량이 높고, DPPH 라디칼 소거 활성이 높아, 항산화 효과가 우수함을 확인하였다(실험예 1 및 2).
상기 아미노산은 식물(또는 식물 건조물) 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부, 0.1 내지 5 중량부, 0.1내지 2 중량부, 0.5 내지 10 중량부, 0.5 내지 5 중량부, 0.5 내지 2 중량부, 또는 약 1 중량부로 포함될 수 있다. 10 중량부 이상 첨가 시 추출 효율이 떨어지고 추출 성분의 용해도를 저해시킬 수 있다.
상기 혼합물의 pH를 조정하는 이유는 pH 조건에 따라 양전하와 음전하량의 변동이 있으므로 이를 최적화하기 위함이다.
따라서, 상기 혼합물의 pH는 약산성 내지 중성, 구체적으로 pH 5.0 내지 8.0, pH 5.0 내지 7.5, pH 5.0 내지 7.0, pH 6.0 내지 8.0, pH 6.0 내지 7.5, pH 6.0 내지 7.0, pH 6.5 내지 8.0, pH 6.5 내지 7.5, pH 6.5 내지 7.0으로 조정할 수 있다. 상기 pH를 조정하는 방법은 당업계에 공지된 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 공지된 산 또는 염기성 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 pH 조정은 아미노산 첨가에 의해 수행될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 pH 조정은 아르기닌 첨가에 의해 수행될 수 있다.
상기 인큐베이션은 식물의 성분을 추출하기 위한 추출 조건에서 수행될 수 있다. 상기 추출 조건은 추출 시간, 추출 온도 등을 의미한다. 상기 추출 시간은 30분 내지 120시간, 30분 내지 100시간, 30분 내지 80시간, 30분 내지 60시간, 30분 내지 40시간, 30분 내지 20시간, 30분 내지 10시간, 2시간 내지 120시간, 2시간 내지 100시간, 2시간 내지 80시간, 2시간 내지 60시간, 2시간 내지 40시간, 2시간 내지 24시간, 10시간 내지 120시간, 10시간 내지 100시간, 10시간 내지 80시간, 10시간 내지 60시간, 10시간 내지 40시간, 또는 10시간 내지 24시간일 수 있으나, 추출 용매, 추출 온도 등 다른 조건에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 추출 온도는 20 내지 150℃, 20 내지 120℃, 20 내지 100℃, 20 내지 80℃, 30 내지 150℃, 30 내지 120℃, 30 내지 100℃, 30 내지 80℃, 50 내지 150℃, 50 내지 120℃, 50 내지 100℃, 50 내지 80℃, 70 내지 150℃, 70 내지 120℃, 70 내지 100℃, 또는 70 내지 80℃일 수 있으나, 추출 용매, 추출 시간 등 다른 조건에 따라 적절히 선택할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 식물 추출물은 추출 용매에 아미노산을 첨가하여 추출된 식물 추출물일 수 있다. 상기 아미노산은 글라이신일 수 있다.
일 구체예에서, 상기 식물은 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)일 수 있다.
일 구체예에서, 상기 식물 추출물은 추출 용매에 글라이신을 첨가하여 추출된 수염틸란드시아 추출물일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 '추출 용매에 글라이신을 첨가하여 추출된 수염틸란드시아 추출물'은 '글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물', '글라이신을 이용한 수염틸란드시아 열수추출물', '수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물', 또는 '수염틸란드시아 글라이신 첨가 열수추출물'과 상호교환적으로 사용된다.
다른 양상은 일 양상에 따른 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법에 의해 제조된 식물 추출물을 제공한다.
상기 아미노산은 글라이신일 수 있다. 따라서, 상기 추출물은 추출 용매에 글라이신을 첨가하여 추출된 식물 추출물일 수 있다. 상기 추출 용매에 글라이신을 첨가하여 추출된 식물 추출물은 총 폴리페놀 함량이 높고, DPPH 라디칼 소거 활성이 높아, 항산화 효과가 우수할 수 있다.
다른 양상은 일 양상에 따른 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법에 의해 제조된 수염틸란드시아 추출물을 제공한다.
상기 아미노산은 글라이신일 수 있다. 따라서, 상기 추출물은 추출 용매에 글라이신을 첨가하여 추출된 수염틸란드시아 추출물일 수 있다. 상기 수염틸란드시아 추출물은 총 폴리페놀 함량이 높고, DPPH 라디칼 소거 활성이 높아, 항산화 효과가 우수할 수 있다.
수염틸란드시아는 스페인 이끼(Spanish moss)라고도 불리며, 흔히 열대, 아열대 기후의 큰 나무에 붙어 자라는 멕시코, 버뮤다 제도, 바하마, 중앙아메리카, 남아메리카, 미국 남부, 프랑스령 폴리네시아, 서인도제도 원산의 착생현화식물이며, 오스트레일리아의 퀸즐랜드주에도 토착화되었다. 프랑스령 폴리네시아에서는 "할아버지 수염(grandpas beard)"이라고 알려져 있다. 이 식물이 제일 잘 알려져 있는 미국에서는 동쪽으로는 플로리다에서 서쪽으로는 텍사스와 아칸소 남부에 이르는 미국 동남부의 저지대, 늪, 사바나의 남부생참나무와 낙우송 위에서 발견된다. 이 식물의 종명 usneoides는 "송라를 닮은"을 의미하며, 겉보기에는 소나무겨우살이로도 알려진 이 균류를 확실히 닮았지만, 수염틸란드시아는 이끼도 지의류도 아니다. 이 식물은 나뭇가지에 걸려서 다소의 그늘을 파고 들어오는 쨍쨍한 햇빛을 받아 자라는 파인애플과의 현화식물이다. 이 식물은 이전에는 Anoplophytum, Caraguata, Renealmia라는 속들에 분류되었다. 자연적인 서식 범위의 최북단은 버지니아주 노샘프턴 카운티이며, 식민지 시절에는 메릴랜드주 남부에도 존재한다고 기록되었지만 현존하지는 않는다. 주요 서식범위는 미국 남동부와 푸에르토 리코에서 아르헨티나에 이르는 기후가 충분히 따듯하고 평균 습도가 상대적으로 높은 지역이다. 이 식물은 하와이와 호주 등의 기후가 비슷한 아메리카 외의 지역에도 전파되었다.
수염틸란드시아의 효능 물질로는 카로티노이드(Carotenoids), 토코트리에놀(Tocotrienols), 플라보노이드(Flavonoids), 알칼로이드(Alkaloids), 3-하이드록시-메틸글루타릭 애씨드(3-hydroxy-methylglutaric acid) 등이 알려져 있지만, 공기 정화에 대한 연구 위주로 이루어져 있으며 피부나 모발에 대한 연구가 미비한 실정이다.
다른 양상은 수염틸란드시아 추출물의 용도를 제공한다. 상세하게는, 수염틸란드시아 추출물을 포함하는 조성물을 제공한다.
상기 수염틸란드시아 추출물은 수염틸란드시아에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물일 수 있다. 상기 아미노산은 글라이신일 수 있다.
상기 수염틸란드시아 추출물은 일 양상에 따른 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법에 의해 제조된 수염틸란드시아 추출물일 수 있다. 상기 아미노산은 글라이신일 수 있다. 따라서, 상기 추출물은 추출 용매에 글라이신을 첨가하여 추출된 수염틸란드시아 추출물일 수 있다.
상기 수염틸란드시아 추출물은 화학 공정 또는 유기 용매를 사용하지 않는 친환경적 추출법에 의해 제조되므로, 안정하고, 피부 적용 시 자극, 발적 등의 안전성 문제가 발생하지 않을 수 있다.
상기 추출물의 용도는 항산화; 모발 또는 두피 케어; 또는 항염증을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 조성물은 항산화용 조성물; 모발 또는 두피 케어용 조성물; 또는 항염증용 조성물일 수 있다.
용어 "항산화"는 산화의 억제를 의미하며, 체내의 정상 세포를 공격하여 노화나 각종 질병의 원인으로 작용하는 활성산소(free radical)를 제거하는 작용을 포함할 수 있다.
용어 "피부 노화"는 나이가 들어가면서 피부에 나타나게 되는 유형과 무형상의 변화를 통틀어 말하는 것으로, 예컨대 표피 두께가 얇아지는 현상, 진피의 세포 수나 혈관 수, DNA 손상복구 능력, 세포교체주기, 상처 회복, 피부 장벽 기능, 표피의 수분 유지, 땀분비, 피지분비, 비타민D 생산, 물리적 손상방어, 화학물질 제거능력, 면역반응, 감각 기능, 체온조절의 감소를 말한다.
상기 조성물은 외인성 요인 또는 내인성 요인에 의해 유발되는 피부 노화 개선용 또는 항노화용일 수 있다. 상기 외인성 요인은 여러 가지 외부 요인, 예컨대 자외선(광)을 말하고, 내인성 요인은 연대기적 요인이라고도 지칭되며 주로 시간의 흐름에 의해 발생하는 요인을 말한다. 즉, 상기 피부 노화는 구체적으로는 자외선, 공해, 담배연기, 화학물질 등에 의한 외부 자극에 의해 유도되는 조기 노화 증상뿐만 아니라, 나이가 들어감에 의해 피부세포의 증식이 감소함에 따라 발생하는 자연노화 현상을 포함하며, 주름, 탄력 감소, 피부 처짐 및 건조 현상 등을 모두 포함하는 개념이다. 또한 주름은 내ㆍ외부 요인의 변화에 의한 자극이 피부조직을 구성하고 있는 성분을 변화시켜 주름을 유발하는 것을 포함한다.
상기 노화는 광노화일 수 있다. 용어 "광노화(Photoaging)"는 외부 환경적인 요인에 의해 유발되는 현상으로, 가장 대표적인 인자로는 자외선이 있다. 자외선은 단백질 분해효소의 활성화와 기질단백질의 사슬절단 및 비정상적인 교차결합 등의 생체 구성 성분들의 손상을 가져오고, 이러한 메커니즘의 반복은 외관상으로도 확연한 피부 노화를 초래하게 된다. 따라서, 상기 조성물은 자외선B(ultraviolet B, UVB)에 의한 광노화 예방 또는 개선용일 수 있다.
용어 "모발 또는 두피 케어"는 모발 관리 또는 두피 관리를 위한 광범위한 작용을 모두 포함할 수 있으며, 예를 들어, 발모 촉진, 탈모 방지, 모근 강화, 두피 염증 억제 등을 위한 관리를 포함할 수 있다.
용어 "발모"란 모발이 생성 및 성장하는 것을 의미한다.
용어 "발모 촉진"은 "육모 촉진"과 혼용되며, 모발의 생성 및 성장을 촉진하여 전체 모발에서 성장기 모발의 비중을 증가시키는 것을 의미한다. 이는 새로운 모발의 생성을 촉진하는 것뿐만 아니라, 기존 모발이 건강하게 자라도록 하는 것도 포함한다.
용어 "탈모(alopecia)"란 두피로부터 모발이 탈락하는 현상 또는 모발이 성기거나 가늘어지는 상태를 의미한다. 상기 탈모는 성장기 모발의 비중이 감소함에 따라 유발될 수 있다. 상기 탈모는 외인성 요인 또는 내인성 요인에 의해 유발될 수 있다. 상기 외인성 요인은 여러 가지 외부 요인, 예컨대 자외선을 말하고, 상기 내인성 요인은 시간의 흐름에 의해 발생하는 요인으로 텔로미어에 의한 모유두세포의 세포사와 세포 기능 저하에 따른 산화 스트레스 등을 포함한다. 상기 탈모는 원형 탈모증(alopecia areata), 유전성 안드로겐 탈모증(androgenetic alopecia), 휴지기 탈모증(Telogen effluvium), 외상성 탈모증, 발모벽(trichotillomania)으로 인한 탈모, 압박성 탈모증(pressure alopecia), 생장기 탈모증, 비강성 탈모증, 매독성 탈모증(alopecia syphlltiac), 지루 탈모증(alopecia seborrhecia), 증후성 탈모증, 반흔성 탈모증, 및 선천성 탈모증 중에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "탈모 방지"란 탈모를 예방하거나 억제하는 것을 의미한다. 따라서, 상기 탈모 방지는 탈모 개선, 탈모 예방, 탈모 치료 등을 포함하는 의미일 수 있다.
용어 "모근 강화"란 모발의 모근부를 강하고 튼튼하게 하는 모든 작용을 의미한다. 예를 들어, 모유두세포의 증식, 모유두세포로의 영양분 전달 촉진, 모유두세포에서 성장인자의 발현 증가에 의해 모근이 강화될 수 있다.
용어 "두피 염증"이란 두피에 발생한 염증을 의미한다. 상기 두피 염증은 지루성 피부염, 소양증, 건성 습진, 홍반, 두드러기, 건선, 약발진, 두피 여드름 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
용어 "두피 염증 억제"란 두피 염증을 감소 또는 개선시키거나, 두피 염증의 발생을 예방 또는 억제하는 모든 작용을 의미한다.
용어 "항염증"은 "염증 개선", "염증 억제"와 혼용될 수 있으며, 면역 반응이 완화되어 NO 생성이 억제되는 모든 작용을 의미할 수 있다.
용어 "피부 질환"은 피부 염증성 질환일 수 있다. 상기 피부 염증성 질환은 피부 상처, 피부염, 아토피 피부염, 소양증, 습진성 피부질환, 건성 습진, 홍반, 두드러기, 건선, 약발진, 및 여드름으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
용어 "예방"은 질병의 발생을 억제하는 것을 포함한다.
용어 "치료"는 질병의 발전의 억제, 경감, 또는 제거를 포함한다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 폴리페놀 함량이 높아 항산화 효과가 우수할 수 있다. 예를 들어, 상기 수염틸란드시아 추출물은 1.0 μg/ml 이상, 2.0 μg/ml 이상, 1.0 내지 100 μg/ml, 1.0 내지 50 μg/ml, 1.0 내지 20 μg/ml, 1.0 내지 10 μg/ml, 1.0 내지 5.0 μg/ml, 1.0 내지 3.0 μg/ml, 2.0 내지 100 μg/ml, 2.0 내지 50 μg/ml, 2.0 내지 20 μg/ml, 2.0 내지 10 μg/ml, 2.0 내지 5.0 μg/ml, 또는 2.0 내지 3.0 μg/ml의 폴리페놀 함량을 가질 수 있다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 DPPH 라디칼 소거 활성에 의해 항산화 효과를 나타낼 수 있다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 상기 항산화 효과에 의해 피부 노화 방지 효과를 나타낼 수 있다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 발모 촉진, 탈모 방지, 모근 강화, 및 두피 염증 억제 중 어느 하나 이상의 효과를 가질 수 있다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 인간모유두세포(Human follicular dermal papilla cells, HFDPC)를 증식시키는 것일 수 있다. 따라서, 상기 조성물은 발모 촉진 효과, 탈모 방지 효과, 및 모근 강화 효과를 나타낼 수 있다.
인체에 있어서 모발은 두피에 있는 모낭에서 자라나며, 일생 동안 성장기(anagen), 퇴행기(catagen), 휴지기(telogen) 등의 주기가 지속적으로 반복되며 생성, 성장, 탈락을 거치게 된다(Paus et al., J Invest Dermatol. 113, pp.523-532, 1999). 모낭의 퇴행기에는 모낭의 성장이 중단되고, 세포사멸 및 세포외 기질의 재구성이 발생하게 되기 때문에, 모낭의 퇴행기 및 휴지기 상태의 모낭세포가 많아질수록 머리카락이 빠지고 다시 자라나지 않는 탈모 현상을 나타내게 된다. 모발은 눈에 보이는 모간부와 눈에 보이지 않는 모근부로 나누어지며, 모근부 중 모발이 자라는 뿌리를 모구(Hair bulb)라고 부르고, 그 아랫부분에 움푹 들어간 부분을 모유두(Hair papilla)라고 한다. 모유두는 모발의 발생에 있어 가장 중요한 부분으로, 혈관과 신경이 있어 영양분과 성장인자를 전달하여 모발의 성장을 촉진한다. 모유두세포(dermal papilla cell)의 사멸 및 생장 감소로 인해 모발의 수가 감소하기 때문에, 모발의 유지 및 증가를 위해서는 모유두세포의 증식이 필요하다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 섬유아세포 성장인자 7(FGF7) 및 간세포 성장인자(HGF) 중 하나 이상의 발현을 증가시킬 수 있다. 섬유아세포 성장인자 7(Fibroblast growth factor 7, FGF7)은 각질세포 성장인자(Keratinocyte growth factor, KGF)라고도 하며, 모낭 바깥 부분과 두피 표면으로 드러나는 모발 부분의 생장에 관여함으로써 모발 생성 주기를 조절하는 증식 인자이다(Genes Dev. 1996;10(2):165-175). 또한, 간세포 성장인자(Hepatocyte growth factor, HGF)는 모유두세포에서 분비되어 새로운 모낭 형성에 관여하는 증식 인자이다(Journal of dermatological science, 2001;25(2):156-163). 상기 FGF7, HGF 등 성장인자의 발현 증가에 의해 모유두세포로의 영양분 전달 촉진, 모근부 세포의 생장이 유도되어, 모근 강화뿐만 아니라 탈모 방지 및 발모 촉진이 가능하다. 따라서, 상기 조성물은 발모 촉진 효과, 탈모 방지 효과, 및 모근 강화 효과를 나타낼 수 있다.
일 구체예에서, 상기 추출물은 IL-1α의 발현을 감소 또는 억제시킬 수 있다. 따라서, 상기 조성물은 IL-1α의 발현 감소 또는 억제를 통해, 두피 염증 억제 효과를 나타낼 수 있다. 나아가, 상기 조성물은 IL-1α의 발현 감소 또는 억제를 통해 피부 염증 억제 등 항염증 효과를 나타낼 수 있다.
상기 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 0.001 중량% 내지 80 중량%, 예를 들면, 0.01 중량% 내지 60 중량%, 0.01 중량% 내지 50 중량%, 0.01 중량% 내지 40 중량%, 0.01 중량% 내지 30 중량%, 0.01 중량% 내지 20 중량%, 0.01 중량% 내지 10 중량%, 0.01 중량% 내지 5 중량%, 0.05 중량% 내지 60 중량%, 0.05 중량% 내지 50 중량%, 0.05 중량% 내지 40 중량%, 0.05 중량% 내지 30 중량%, 0.05 중량% 내지 20 중량%, 0.05 중량% 내지 10 중량%, 0.05 중량% 내지 5 중량%, 0.1 중량% 내지 60 중량%, 0.1 중량% 내지 50 중량%, 0.1 중량% 내지 40 중량%, 0.1 중량% 내지 30 중량%, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 0.1 중량% 내지 10 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 1 중량% 내지 50 중량%, 1 중량% 내지 40 중량%, 1 중량% 내지 30 중량%, 1 중량% 내지 20 중량%, 1 중량% 내지 10 중량%, 10 중량% 내지 50 중량%, 10 중량% 내지 40 중량%, 10 중량% 내지 30 중량%, 또는 10 중량% 내지 20 중량%의 추출물을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 상기 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있다.
용어, "유효성분으로 포함"은 상기에서 언급한 효과를 나타낼 수 있는 정도로 본 명세서의 추출물이 첨가되는 것을 의미하고, 약물전달 및 안정화 등을 위하여 다양한 성분을 부성분으로 첨가하여 다양한 형태로 포뮬레이션(formulation)되는 것을 포함하는 의미이다.
상기 조성물은 액체 상태 또는 건조 상태인 것일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 조성물은 건조 분말 형태일 수 있다.
상기 조성물을 건조 상태로 제조하는 건조 방법은 당업계에서 일반적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 상기 건조 방법의 비제한적인 예는, 공기 건조 방법, 자연 건조 방법, 분무 건조 방법, 동결 건조 방법 등이 있다. 이들 방법은 단독으로 사용하거나 적어도 두 가지 방법을 함께 사용할 수 있다.
상기 조성물은 추출물의 열화(deterioration)를 감소시키기에 충분한 유효량의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 예를 들어 결합제일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 조성물은 화장품학적으로, 약학적으로 또는 식품학적으로 허용가능한 담체를 더 포함할 수 있다. 상기 조성물은 담체와 함께 제형화되어 화장품, 약품, 식품 첨가제 등으로 제공될 수 있다.
상기 조성물은 화장료 조성물일 수 있다.
상기 화장료 조성물은 본 명세서에 개시된 유효성분 이외에 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들, 기능성 첨가물 등을 추가로 포함할 수 있으며, 예컨대 항산화제, 안정화제, 용해화제, 계면활성제, 분산제, 방부제, 비타민, 안료, 향료 등과 같은 통상적인 보조제, 그리고 담체를 포함할 수 있다.
상기 화장료 조성물은 특정 제형에 특별히 한정되지 않으며, 목적하는 바에 따라 제형을 적절히 선택할 수 있다. 상기 화장료 조성물은, 예를 들어, 가용화 제형, 유화 제형, 또는 분산 제형을 갖는 것일 수 있다. 상기 화장료 조성물은, 예를 들어, 유연화장수, 영양화장수, 마사지크림, 영양크림, 에센스, 팩, 젤, 앰플 또는 피부 점착 타입의 화장료 제형을 갖는 것일 수 있다.
상기 화장료 조성물은 모발 또는 두피에 사용할 수 있는 제형일 수 있다. 상기 화장료 조성물은, 예를 들면 헤어토닉, 헤어컨디셔너, 헤어에센스, 헤어로션, 헤어영양로션, 헤어샴푸, 헤어린스, 헤어트리트먼트, 헤어크림, 헤어영양크림, 헤어모이스처크림, 헤어맛사지크림, 헤어왁스, 헤어 에어로졸, 헤어팩, 헤어영양팩, 헤어비누, 헤어클렌징폼, 머릿기름, 모발건조제, 모발보존처리제, 모발염색제, 모발용 웨이브제, 모발탈색제, 헤어겔, 헤어글레이즈, 헤어드레싱어, 헤어래커, 헤어모이스처라이저, 헤어무스 또는 헤어스프레이의 제형일 수 있고, 구체적으로 샴푸, 클렌져, 컨디셔너, 트리트먼트, 헤어팩, 린스, 두피팩, 토닉, 에센스, 로션, 크림, 오일, 미스트, 스프레이, 또는 헤어젤 제형일 수 있다.
상기 조성물은 피부외용제용 조성물일 수 있다.
본 명세서에서, 상기 피부외용제는 크림, 겔, 연고, 피부 유화제, 피부 현탁액, 경피전달성 패치, 약물 함유 붕대, 로션, 또는 그 조합일 수 있다. 상기 피부외용제는 통상 화장품이나 의약품 등의 피부외용제에 사용되는 성분, 예를 들면 수성성분, 유성성분, 분말성분, 알코올류, 보습제, 증점제, 자외선흡수제, 미백제, 방부제, 산화방지제, 계면활성제, 향료, 색제, 각종 피부 영양제, 또는 이들의 조합과 필요에 따라서 적절하게 배합될 수 있다. 상기 피부외용제는, 에데트산이나트륨, 에데트산삼나트륨, 시트르산나트륨, 폴리인산나트륨, 메타인산나트륨, 글루콘산 등의 금속봉쇄제; 카페인, 탄닌, 벨라파밀, 감초추출물, 글라블리딘, 칼린의 과실의 열수추출물, 각종 생약, 아세트산토코페롤, 글리틸리틴산, 트라넥삼산 및 그 유도체 또는 그 염 등의 약제; 비타민 C, 마그네슘아스코빌포스페이트, 아스코르브산글루코시드, 알부틴, 코지산; 글루코스, 프룩토스, 트레할로스 등의 당류 등도 적절하게 배합할 수 있다.
상기 조성물은 약학적 조성물일 수 있다.
상기 약학적 조성물은 약제학적으로 허용가능한 희석제 또는 담체를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 희석제는 유당, 옥수수 전분, 대두유, 미정질 셀룰로오스, 만니톨, 또는 그 조합일 수 있다. 상기 담체는 부형제, 붕해제, 결합제, 활택제, 또는 그 조합일 수 있다. 상기 부형제는 미결정 셀룰로오즈, 유당, 저치환도 히드록시셀룰로오즈, 또는 그 조합일 수 있다. 상기 붕해제는 카르복시메틸셀룰로오스 칼슘, 전분글리콜산 나트륨, 무수인산일수소 칼슘, 또는 그 조합일 수 있다. 상기 결합제는 폴리비닐피롤리돈, 저치환도 히드록시프로필셀룰로오즈, 히드록시프로필셀룰로오즈, 또는 그 조합일 수 있다. 상기 활택제는 스테아린산 마그네슘, 이산화규소, 탈크, 또는 그 조합일 수 있다.
상기 약학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여 제형으로 제형화될 수 있다. 경구 투여 제형은 과립제, 산제, 액제, 정제, 캅셀제, 건조시럽제 등일 수 있다. 비경구 투여 제형은 주사제, 연고제 등일 수 있다.
상기 조성물은 건강기능식품 조성물일 수 있다.
상기 건강기능식품 조성물은 상기 추출물 단독을 사용하거나, 또는 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합 양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 명세서의 조성물은 원료에 대하여 50 중량부 이하, 또는 15 중량부 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 상기 건강기능식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 건강기능식품의 종류 중 음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 건강식품 조성물은 또한 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제, 또는 그 조합을 함유할 수 있다. 상기 건강기능식품 조성물은 또한, 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육, 또는 그 조합을 함유할 수 있다.
다른 양상은 유효한 양의 상기한 조성물을 그를 필요로 하는 개체에 처리 또는 투여하는 단계를 포함하는 개체의 상태를 예방, 개선, 또는 치료하는 방법을 제공한다.
상기 개체의 상태는 모발 또는 두피 상태일 수 있고, 구체적으로 탈모와 관련된 상태, 또는 두피 염증과 관련된 상태일 수 있다.
용어, "투여하는", "도입하는", 및 "이식하는"은 상호교환적으로 사용되고, 일 구체예에 따른 조성물의 원하는 부위로의 적어도 부분적 국소화를 초래하는 방법 또는 경로에 의한 개체 내로의 일 구체예에 따른 조성물의 배치를 의미할 수 있다.
투여는 당업계에 알려진 방법에 의하여 투여될 수 있다. 투여는 예를 들면, 정맥내, 근육내, 경구, 경피(transdermal), 점막, 코안(intranasal), 기관내(intratracheal) 또는 피하 투여와 같은 경로로, 임의의 수단에 의하여 개체로 직접적으로 투여될 수 있다. 상기 투여는 전신적으로 또는 국부적으로 투여될 수 있다.
상기 개체는 포유동물, 예를 들면, 사람, 소, 말, 돼지, 개, 양, 염소, 또는 고양이일 수 있다. 상기 개체는 모발 또는 두피 상태 개선을 필요로 하는 개체, 예를 들어 발모 촉진, 탈모 방지, 모근 강화, 또는 두피 염증 억제 효과를 필요로 하는 개체일 수 있다.
상기 투여는 일 구체예에 따른 조성물을 개체당 일당 0.1 ㎎ 내지 1,000 ㎎, 예를 들면, 0.1 ㎎ 내지 500 ㎎, 0.1 ㎎ 내지 100 ㎎, 0.1 ㎎ 내지 50 ㎎, 0.1 ㎎ 내지 25 ㎎, 1 ㎎ 내지 1,000 ㎎, 1 ㎎ 내지 500 ㎎, 1 ㎎ 내지 100 ㎎, 1 ㎎ 내지 50 ㎎, 1 ㎎ 내지 25 ㎎, 5 ㎎ 내지 1,000 ㎎, 5 ㎎ 내지 500 ㎎, 5 ㎎ 내지 100 ㎎, 5 ㎎ 내지 50 ㎎, 5 ㎎ 내지 25 ㎎, 10 ㎎ 내지 1,000 ㎎, 10 ㎎ 내지 500 ㎎, 10 ㎎ 내지 100 ㎎, 10 ㎎ 내지 50 ㎎, 또는 10 ㎎ 내지 25 ㎎을 투여하는 것일 수 있다. 다만, 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있고, 당업자라면 이러한 요인들을 고려하여 투여량을 적절히 조절할 수 있다. 투여 횟수는 1일 1회 또는 임상적으로 용인가능한 부작용의 범위 내에서 2회 이상이 가능하고, 투여 부위에 대해서도 1개소 또는 2개소 이상에 투여할 수 있으며, 매일 또는 2 내지 5일 간격으로 총 투여 일수는 한번 치료 시 1일에서 30일까지 투여될 수 있다. 필요한 경우, 적정 시기 이후에 동일한 치료를 반복할 수 있다. 인간 이외의 동물에 대해서도, kg당 인간과 동일한 투여량으로 하거나, 또는 예를 들면 목적의 동물과 인간과의 기관(심장 등)의 용적비(예를 들면, 평균값) 등으로 상기의 투여량을 환산한 양을 투여할 수 있다.
중복되는 내용은 본 명세서의 복잡성을 고려하여 생락하며, 본 명세서에서 달리 정의되지 않은 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 의미를 갖는 것이다.
일 양상에 따른 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법은 화학 공정 또는 유기 용매를 사용하지 않아 친환경적인 방법이며, 유효 물질의 추출 효율이 높다.
일 양상에 따른 수염틸란드시아 추출물은 아미노산을 이용하여 추출함으로써, 우수한 항산화 효과, 모발 또는 두피 케어 효과, 항염증 효과를 가지므로, 화장료 조성물, 약학적 조성물, 건강기능식품 조성물 등으로 다양하게 응용될 수 있다.
도 1은 수염틸란드시아 열수추출물 및 실시예 1의 수염틸란드시아의 글라이신 첨가 추출물의 농도(0%(w/w), 1.25%(w/w), 2.5%(w/w), 5%(w/w), 10%(w/w))에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성(DPPH-radical scavenging activity)(%)을 나타낸 그래프이다. 양성대조군으로 아스코르브산 10 μg/ml을 사용하였다.
도 2는 모유두세포의 세포 증식능을 확인하기 위한 세포 생존율(%) 측정 결과이다. None: 무처리 대조군; MXD: 양성대조군으로서 미녹시딜 처리군; 열수 수염 100 ppm: 수염틸란드시아 열수추출물 100 ppm 처리군; 글라이신수염 100 ppm: 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 100 ppm 처리군.
도 3은 수염틸란드시아 열수추출물 및 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물의 농도(0%(w/w), 1.25%(w/w), 2.5%(w/w), 5%(w/w), 10%(w/w))에 따른 대식세포에서의 세포독성 시험 결과이다.
도 4는 모유두세포에서 섬유아세포 성장 인자 7(FGF7) 유전자 발현 정도를 나타낸 그래프이다. None: 무처리 대조군; AS2P(Ascorbic acid-2-phosphate): 양성대조군; 열수추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 열수추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군; 글라이신추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군.
도 5는 모유두세포에서 간세포 성장 인자(HGF) 유전자 발현 정도를 나타낸 그래프이다. None: 무처리 대조군; AS2P(Ascorbic acid-2-phosphate): 양성대조군; 열수추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 열수추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군; 글라이신추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군.
도 6은 대식세포에서 IL-1α 발현 정도를 나타낸 그래프이다. Negative: 무처리 음성대조군; Control: LPS 1 μg/ml 처리군; L-NMMA 100 uM: 양성대조군으로서 L-NMMA 100 uM 처리군.
도 2는 모유두세포의 세포 증식능을 확인하기 위한 세포 생존율(%) 측정 결과이다. None: 무처리 대조군; MXD: 양성대조군으로서 미녹시딜 처리군; 열수 수염 100 ppm: 수염틸란드시아 열수추출물 100 ppm 처리군; 글라이신수염 100 ppm: 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 100 ppm 처리군.
도 3은 수염틸란드시아 열수추출물 및 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물의 농도(0%(w/w), 1.25%(w/w), 2.5%(w/w), 5%(w/w), 10%(w/w))에 따른 대식세포에서의 세포독성 시험 결과이다.
도 4는 모유두세포에서 섬유아세포 성장 인자 7(FGF7) 유전자 발현 정도를 나타낸 그래프이다. None: 무처리 대조군; AS2P(Ascorbic acid-2-phosphate): 양성대조군; 열수추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 열수추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군; 글라이신추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군.
도 5는 모유두세포에서 간세포 성장 인자(HGF) 유전자 발현 정도를 나타낸 그래프이다. None: 무처리 대조군; AS2P(Ascorbic acid-2-phosphate): 양성대조군; 열수추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 열수추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군; 글라이신추출 수염틸란드시아: 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 10 ppm 또는 100 ppm 처리군.
도 6은 대식세포에서 IL-1α 발현 정도를 나타낸 그래프이다. Negative: 무처리 음성대조군; Control: LPS 1 μg/ml 처리군; L-NMMA 100 uM: 양성대조군으로서 L-NMMA 100 uM 처리군.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 제조
수염틸란드시아의 전초를 세척하고 수분 함량이 전체 중량의 5%가 될 때까지 음건하여 파쇄하였다. 파쇄물 10.0 g을 정제수 200 g에 넣고 글라이신 0.1 g을 첨가하였다. 첨가 후 아르기닌 0.01 g을 첨가하여 pH를 6.8로 보정하였다. 보정 후 80℃ 가온하여 24시간 추출하였다.
비교예 1. 알라닌을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 제조
글라이신 대신 알라닌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수염틸란드시아 추출물을 제조하였다.
비교예 2. 세린을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 제조
글라이신 대신 세린을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수염틸란드시아 추출물을 제조하였다.
비교예 3. 아르기닌을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 제조
글라이신 대신 아르기닌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수염틸란드시아 추출물을 제조하였다.
비교예 4. 글루탐산을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 제조
글라이신 대신 글루탐산을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수염틸란드시아 추출물을 제조하였다.
실험예 1. 총 폴리페놀 시험
실시예 1 및 비교예 1 내지 4의 추출물의 총 폴리페놀 함량을 확인하기 위한 실험을 하였다.
구체적으로, 시료 0.5 g과 70% 메탄올 4.5 ml을 넣고 30분간 초음파로 처리하였다. 반응 후 상온에서 10분간 3,000RPM에서 원심분리를 해준 후 상등액을 취하였다. 상등액 500 ul과 Folin-Ciocalteu 시약(Sigma F9252) 50 ul을 1분간 반응시키고, 2% Na2CO3(Sigma 791768) 1000 ul을 첨가하여 암실 조건에서 1시간 방치하였다. 반응이 끝나면 각각 100 ㎕씩 96Х웰 플레이트에 옮겨 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성대조군으로 갈산(Gallic acid, Sigma G7384)을 사용하였다.
실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 사용한 아미노산별 수염틸란드시아 추출물의 총 폴리페놀 함량은 표 1에 나타내었다.
| 실험군 | 총 폴리페놀 함량 (ug/ml) |
| 열수추출물 (Control) | 0.8 |
| 글라이신 첨가 열수추출물 (실시예 1) | 2.1 |
| 알라닌 첨가 열수추출물 (비교예 1) | 1.0 |
| 세린 첨가 열수추출물 (비교예 2) | 0.9 |
| 아르기닌 첨가 열수추출물 (비교예 3) | 1.1 |
| 글루탐산 첨가 열수추출물 (비교예 4) | 1.0 |
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 글라이신 첨가 추출물에서 일반 열수추출물 대비 2배 이상의 폴리페놀류가 추출되었음을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1은 비교예 1 내지 4의 다른 아미노산을 사용하였을 때보다도 약 2배의 총 폴리페놀 함량을 가짐을 확인하였다.
실험예 2. DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 시험
실험예 1의 결과에 따라, 총 폴리페놀 함량이 가장 높은 실시예 1의 추출물에 대해 DPPH 항산화 실험을 진행하였다.
구체적으로, 0.1 mM DPPH(Sigma D9132) 250 ㎕, EtOH 200 ㎕, 시료 50 ㎕을 각각 넣어 30분간 4℃에서 반응시켰다. 30분간의 반응이 끝나면 각각 100 ㎕씩 96Х웰 플레이트에 옮겨 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성대조군은 아스코르브산(Ascorbic acid, Sigma A5960) 10 ug/ml을 사용하였다. DPPH 라디칼 소거 활성(%) 시험 결과는 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 열수추출물과 비교하였을 시 실시예 1의 글라이신 첨가 추출물은 농도 의존적으로 항산화 효과가 증가하였으며, IC50 = 6.16% 결과를 확인하였다. 특히 실시예 1의 글라이신 첨가 추출물을 10%(w/w) 이상 사용했을 때 양성대조군 아스코르브산 10 ug/ml에 준하는 항산화 활성을 보였다. 열수 추출물과 비교하여 실시예 1의 우수한 항산화 활성 결과는 실험예 1의 폴리페놀 함량의 증가와도 연계성이 있는 결과이다.
실험예 3. 인간모유두세포(HFDPC) 증식능 증가 효능 평가
수염틸란드시아 열수추출물 또는 글라이신 첨가 추출물의 인간모유두세포(HFDPC) 증식능을 평가하기 위해, 다음과 조건으로 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide) 분석을 수행하였다.
먼저 인간모유두세포(HFDPC)를 96웰 플레이트에 2x104의 수만큼 분주한 후, 37℃, 5% CO2 조건의 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 이후, 아무것도 포함하지 않은 배지로 교체한 후, 수염틸란드시아 열수추출물, 또는 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물을 100 ppm 처리하고 24시간 동안 추가 배양하였다. 양성대조군으로 모발 발육 촉진제로 알려진 미녹시딜(Minoxidil, MXD)을 10 ppm 사용하였다. 24시간 후, 각 웰의 배지를 제거하고 DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline)를 이용한 워싱 과정을 1회 거친 다음, 각 웰당 500 μl의 0.5 mg/mL MTT 테트라졸륨(Sigma-aldrich, St. Louis, USA)을 포함하는 배지로 교체하고, 37℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 이후 빅터 3를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포의 생존율은 아무 것도 포함하지 않은 배지를 처리한 경우를 음성대조군(None)으로 설정하여, 이의 평균 흡광도 값에 대한 백분율로 나타내었다. 모유두세포의 증식능을 확인하기 위한 세포 생존율 측정 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물은 수염틸란드시아 열수추출물에 비해 우수한 모유두세포 증식 효과를 나타내었다. 또한, 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물 100 ppm은 미녹시딜 10 ppm에 비해 유의하게 우수한 모유두세포 증식 효과를 나타내었다.
따라서, 실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 모근 강화 및 탈모 방지에 유용하게 사용될 수 있다.
실험예 4. 세포독성 실험
실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 세포독성 실험을 하였다.
구체적으로, 대식세포 RAW264.7(ATCC)는 혈구계(hemacytometer)를 이용하여 계수한 후, 96웰 플레이트에 1Х104 세포/웰 농도로 분주하였다. 24시간 동안 배양한 후, 대식세포에 수염틸란드시아 열수추출물(비교물질) 또는 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물(시험물질)을 다양한 농도(1.25%(w/w), 2.5%(w/w), 5%(w/w), 10%(w/w))로 각 웰에 첨가하였다. 5% 페니실린/스트렙토마이신 및 10% 우태아 혈청이 포함된 DMEM 배지 100 ㎕를 이용하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 이후, 상등액을 제거하고 DMEM 배지와 WST 용액(EZ-cytox)을 9:1의 중량 비율로 혼합한 혼합물을 첨가한 다음 37℃, 5% CO2 배양기에서 2시간 동안 반응시키고, 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 독성 정도(세포 생존율)는 하기 계산식 1과 같이 시험물질 및 비교물질과 같은 용매를 사용한 대조군의 흡광 강도를 기준으로 하여 백분율(%)로 표시하였다. 대식세포에서의 세포독성 시험 결과는 도 3에 나타내었다.
[계산식 1]
세포 생존율 (%) = 시료물질 첨가군 흡광도 / 대조군 흡광도 Х 100
도 3에 나타낸 바와 같이, 모든 농도 범위에서 세포독성은 나타나지 않았다. 또한, 수염틸란드시아 열수추출물에 비해 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물은 세포 증식 효과가 있었다.
실험예 5. 인간모유두세포(HFDPC)에서 성장인자(FGF7 및 HGF)의 발현 증가 효능 평가
실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물이 모발 생장을 유도하는 성장 인자 FGF7과 HGF의 발현을 유도하는지 여부를 평가하기 위해, 실시간 중합효소연쇄반응(Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction: qRT-PCR)을 수행하였다.
구체적으로, 인간모유두세포(HFDPC)를 6웰 플레이트에 3x105 세포/웰씩 분주한 후, 세포 배양조건에서 24시간 배양하였다. 24시간 이후 배지를 버리고 PBS로 세척한 다음, FBS를 포함하지 않은 배지를 사용하여 세포를 기아 상태로 만들어 주었다. 다음날 FBS를 포함하지 않은 배지와 AS2P(Ascorbic acid-2-phosphate) 10 ppm, 수염틸란드시아 열수추출물, 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물을 10 ppm 또는 100 ppm의 농도로 처리하고, 24시간 동안 추가 배양하였다. 이후, RNeasy Mini Kit(Qiagen)을 이용하여 세포에서 RNA를 분리한 뒤, 나노드롭(nanodrop)을 이용하여 260 nm에서 RNA를 정량 한 후, 각각 2 ㎍의 RNA를 사용하여 증폭기(C1000 Thermal Cycler, Bio-Rad, 미국)에서 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA에 타겟 단백질인 FGF7와 HGF 프라이머와 시아닌 염료인 사이버그린(SYBR Green supermis, Applied Biosystems, 미국)을 첨가한 혼합물을 이용하여 실시간 PCR 기계에서 실시간 중합효소 연쇄반응을 실시함으로써, 최종적으로 FGF7, HGF 유전자의 발현 정도를 평가하였다. 프라이머의 서열과 반응 조건은 하기 표 2와 같으며, 유전자의 발현량은 β-actin 유전자에 대한 보정을 통해 최종적으로 분석하였다. 모유두세포에서 섬유아세포 성장 인자 7(FGF7) 및 간세포 성장 인자(HGF)의 유전자 발현 정도는 도 4 및 도 5에 각각 나타내었다.
| 프라이머 명칭 | 방향 | 서열 | 서열번호 | 반응 조건 |
| FGF7 | F | 5'-TCCTGCCAACTTTGCTCTACA-3' | 1 | 94℃, 5분 동안 중합 효소 활성화 후, 95℃ 30초, 60℃ 30초, 72℃ 30초 조건에서 40 사이클로 중합 반응 |
| R | 5'-CAGGGCTGGAACAGTTCACAT-3' | 2 | ||
| HGF | F | 5'- GCTATCGGGGTAAAGACCTACA-3' | 3 | |
| R | 5'- CGTAGCGTACCTCTGGATTGC-3' | 4 | ||
| β-actin | F | 5'-GGCCATCTCTTGCTCGAAGT-3' | 5 | |
| R | 5'-GAGACCTTCAACACCCCAGC-3' | 6 |
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 섬유아세포 성장인자 7(FGF7) 유전자 및 간세포 성장 인자(HGF) 유전자 발현 증가 효과가 우수함을 확인할 수 있었다.
따라서, 실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 모근 강화 및 탈모 방지에 유용하게 사용될 수 있다.
실험예 6. 항염증 효능 평가
실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물의 항염증 효능을 평가하기 위하여, 인터루킨-1α (IL-1α) 시험을 하였다.
구체적으로, 대식세포 RAW264.7(ATCC)는 혈구계(hemacytometer)를 이용하여 계수한 후, 24 웰 플레이트에 2 Х 105 세포/웰 농도로 분주하였다. 24시간 동안 DMEM 배지(10% 우태아혈청 및 5% 페니실린/스트렙토마이신 포함)에서 배양한 후, LPS 1 ug/ml (Sigma L2630)과 실시예 1의 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물(시험물질) 또는 수염틸란드시아 열수추출물(비교물질)을 각각 다양한 농도(2.5%(w/w), 5%(w/w), 10%(w/w))로 각 웰에 첨가하고 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 24시간 시료를 처리 후 배양액을 회수하고 인터루킨-1α ELISA (R&D systems MLA00)를 진행하였다. ELISA는 제조사에서 제공한 프로토콜을 이용하였다. 실험의 양성대조군으로 L-NMMA (N-Methylarginine) 100 uM (Sigma M7033)을 처리하여 검증하였다. IL-1α 시험 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 농도 의존적으로 IL-1α를 줄여주어 항염증 효과가 있음을 알 수 있었다. 특히, 수염틸란드시아 열수추출물에 비해 수염틸란드시아 글라이신 첨가 추출물의 항염증 효과가 우수함을 알 수 있었다. 또한 실시예 1의 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물을 농도 10% 이상으로 사용하면 양성대조군에 준하는 효과를 나타냄을 확인 할 수 있었다.
종합하면, 글라이신을 이용한 식물(예: 수염틸란드시아) 추출물은 알라닌, 세린, 아르기닌, 글루탐산 등 다른 아미노산을 이용한 식물 추출물에 비해 총 폴리페놀 함량이 높고, DPPH 라디칼 소거 활성이 우수하므로, 항산화용 조성물로 사용될 수 있다.
또한, 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 일반적인 수염틸란드시아 열수추출물에 비해 인간모유두세포(HFDPC) 증식능이 우수하고, 인간모유두세포에서 FGF7 및 HGF 발현 증가능이 우수하며, IL-1α의 억제 또는 감소 효과가 우수하므로, 발모 촉진, 탈모 방지, 모근 강화, 두피 염증 억제와 같은 모발 또는 두피 케어용 화장료 조성물로 사용될 수 있다.
또한, 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 일반적인 수염틸란드시아 열수추출물에 비해 IL-1α의 억제 또는 감소 효과가 우수하므로, 항염증용 조성물로 사용될 수 있다.
또한, 글라이신을 이용한 수염틸란드시아 추출물은 세포독성이 없어 인체에 안전하게 사용될 수 있다.
SEQUENCE LISTING
<110> Cosmax, INC.
NeoChem Korea
<120> Extracts of plant using amino acids, and preparation method and
use thereof
<130> PN140514KR
<160> 6
<170> PatentIn version 3.2
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> FGF7 forward primer
<400> 1
tcctgccaac tttgctctac a 21
<210> 2
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> FGF7 reverse primer
<400> 2
cagggctgga acagttcaca t 21
<210> 3
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> HGF forward primer
<400> 3
gctatcgggg taaagaccta ca 22
<210> 4
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> HGF reverse primer
<400> 4
cgtagcgtac ctctggattg c 21
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> β-actin forward primer
<400> 5
ggccatctct tgctcgaagt 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> β-actin reverse primer
<400> 6
gagaccttca acaccccagc 20
Claims (12)
- 식물에 용매 및 아미노산을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;
상기 혼합물의 pH를 5.0 내지 8.0으로 조정하는 단계; 및
상기 pH가 조정된 혼합물을 인큐베이션하여 식물 추출물을 제조하는 단계를 포함하는, 아미노산을 이용한 식물 추출물을 제조하는 방법. - 청구항 1에 있어서, 상기 아미노산은 글라이신인 것인 방법.
- 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물을 포함하는 항산화용 화장료 조성물.
- 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물을 포함하는 모발 또는 두피 케어용 화장료 조성물.
- 청구항 4에 있어서, 상기 아미노산은 글라이신인 것인 화장료 조성물.
- 청구항 4에 있어서, 발모 촉진, 탈모 방지, 모근 강화, 및 두피 염증 억제 중 어느 하나 이상의 효과를 갖는 것인 화장료 조성물.
- 청구항 4에 있어서, (i) 인간모유두세포를 증식시키거나; (ii) 섬유아세포 성장인자 7(FGF7) 및 간세포 성장인자(HGF) 중 하나 이상의 발현을 증가시키거나; 또는 (iii) IL-1α의 발현을 감소 또는 억제시키는 것인 화장료 조성물.
- 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물을 포함하는 항염증용 조성물.
- 청구항 8에 있어서, IL-1α의 발현을 감소 또는 억제시키는 것에 의해 항염증 효과를 갖는 것인 조성물.
- 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물을 포함하는 발모 촉진 또는 탈모 방지용 약학적 조성물.
- 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물을 포함하는 항산화용 건강기능식품 조성물.
- 수염틸란드시아(Tillandsia usneoides)에 용매 및 아미노산을 첨가하여 추출한 추출물을 포함하는 모발 또는 두피 케어용 건강기능식품 조성물.
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