KR20240003564A - 와송 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물 - Google Patents

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김준희
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김소희
염서희
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선문대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물에 관한 것으로 와송을 마이크로파로 처리한 추출물을 유효성분으로 포함함으로써, 항산화 효과가 우수하며, 피부 미백 및 피부 주름의 개선에 효과가 있다.

Description

와송 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물{Compositions containing Orostachydis Herba extract}
본 발명은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 피부 미백 및 주름 개선용 화장료 조성물 및 건강기능식품에 관한 것이다.
최근 현대인들의 소득증대에 따라 미용과 건강에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이에 따라 기능성 향상을 목적으로 하는 합성 및 천연물 소재에 대한 개발 연구가 활발해지고 있다. 상기 합성 및 천연물 소재에 대한 항균, 항산화, 피부 노화 억제, 보습 및 미백 효과 등의 기능성이 입증되면서 신규 소재에 대한 탐색과 소요가 증가하고 있다.
특히 피부 미백 효과와 관련하여 멜라닌의 생성을 억제하는 소재 개발이 활발히 진행 중에 있는데, 이는 멜라닌의 생성 정도에 따라 피부색과 색소 침착 여부가 좌우되기 때문이다. 멜라닌은 동물, 식물, 미생물에 널리 존재하는 페놀류 고분자물질로서 자외선으로부터 피부세포를 보호하는 역할을 수행하나 과잉생성 시에는 피부의 탈색과 기미, 주근깨와 같은 색소침착 현상을 유발하고 피부노화를 촉진시킨다. 피부 진피층까지 침투가 가능한 자외선에 의해 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이 생성되면 티로시나제가 매개하는 티로신의 산화가 촉진되고 이에 멜라닌 형성이 가속화된다는 기작이 밝혀지면서 ROS를 제거하는 것이 멜라닌색소 형성억제에 효과적이라 보고되고 있다.
반면, 피부 진피층에 존재하는 콜라겐은 엘라스틴과의 결합을 통해 피부에 가해지는 압력이나 외부의 자극으로부터 피부를 보호하는 역할과 함께 주름과 피부노화를 방지하는 중요한 세포 내 기질로 알려져 있으나, 체내 ROS가 과도하게 생성 될 경우 matrix metalloproteinase(MMPs)의 일종인 콜라게나제의 활성이 증가하여 콜라겐 분해가 촉진됨에 따라 피부주름 및 탄성저하가 발생하게 된다.
이와 같이, 색소침착과 피부 노화를 일으키는 공통된 원인은 ROS의 축적으로서, 체내의 항산화 연쇄반응을 교란하여 세포와 조직에 비가역적인 손상을 초래하는데, 이러한 ROS 제거를 위해 항산화제를 사용하여 피부 조직을 보호할 필요성이 있다.
국내에서는 산화 방지제로서 butylated hydroxytoluene(BHT)과 butylated hydroxyanisole(BHA) 등의 합성 항산화제를 널리 사용하고 있지만, 상기 산화 방지제가 암 유발, 지방 변이 및 간 비대 등과 같은 문제를 발생시켜 보다 안전하고 활성이 높은 신규 항산화제 개발이 요구되고 있으며, 최근 합성 항산화제의 대체제로서 폴리페놀이 주목받고 있다. 상기 폴리페놀은 식물체가 생산하는 2차 대사산물로서 다수의 수산기를 가지며 수산기의 치환을 통해 ROS를 안정화시켜 체내에서 효과적으로 산화적 손상을 예방할 수 있다고 알려져 있다.
따라서, 항산화 효과가 우수하고, 피부 미백 및 피부 재생에 효과적이며 인체에 안전한 천연 조성물이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2021-0076302호 대한민국 공개특허 제2020-0061601호
본 발명의 목적은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 건강기능식품을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피부 미백 및 주름 개선용 화장료 조성물은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있다.
상기 와송 마이크로파 추출물은 와송 줄기와 잎이 1 : 0.4-1의 중량비로 혼합된 혼합물의 마이크로파 추출물일 수 있다.
상기 와송 마이크로파 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매 하에서 추출된 것일 수 있다.
상기 혼합용매는 20 내지 99.5 부피%의 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 프로판올 수용액일 수 있다.
상기 와송 마이크로파 추출물은 300 내지 800 W 파워의 마이크로파 장치로 20 내지 100초 동안 처리된 것일 수 있다.
상기 와송 마이크로파 추출물은 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능에 대한 공통의 최적화 조건을 가지며, 상기 공통의 최적화 추출조건은 532.8 W의 마이크로파 파워, 61.3초의 추출시간 및 47.5 부피%의 에탄올 농도일 수 있다.
또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피부 미백 및 주름의 예방 또는 완화용 건강기능식품은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함할 수 있다.
본 발명의 와송 마이크로파 추출물을 포함하는 조성물은 독성이 없으며, 항산화 효과가 우수하고, 피부 미백 및 피부 재생에 효과적이다.
또한, DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능이 증가된 와송 마이크로파 추출물을 수득할 수 있다.
뿐만 아니라, 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하여 마이크로파 추출 조건을 최적화함으로써, 생리활성 물질의 수율 증대를 수행하였다.
도 1은 한 개의 독립변수를 중간값에 고정하고 나머지 두 변수를 동시에 변화시켜 RSA 변화를 시각화한 3차원 반응표면곡선이다.
도 2는 한 개의 독립변수를 중간값에 고정하고 나머지 두 변수를 동시에 변화시켜 TAI 변화를 시각화한 3차원 반응표면곡선이다.
도 3은 한 개의 독립변수를 중간값에 고정하고 나머지 두 변수를 동시에 변화시켜 CAI 변화를 시각화한 3차원 반응표면곡선이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 와송의 마이크로파 최적 추출조건을 찾기 위하여 상기 도 1, 도 2 및 도 3의 반응표면곡선을 겹치기기법으로 나타낸 그래프이다.
본 발명은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 피부 미백 및 주름 개선용 화장료 조성물 및 건강기능식품에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 화장료 조성물은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함한다.
와송의 줄기는 가는 원기둥모양으로 길이 10~30 cm, 지름 0.3~0.6 cm이고, 잎은 다육질이고 바깥 면은 연한 녹색이나 때로 보라색을 띠는 것도 있다. 또한 뿌리는 뭉쳐나고 끝은 뾰족하다. 이러한 와송은 열을 내리고 해독하며 출혈을 멎게 하고 습사(濕邪)를 없애며 부기를 가라앉힌다.
본 발명에서는 와송의 줄기와 잎을 혼합하여 사용하며, 바람직하게는 줄기와 잎을 1 : 0.4-1의 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 0.5-0.8의 중량비로 혼합하여 사용한다. 줄기를 기준으로 잎의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 미백 및 주름개선의 효과가 낮을 수 있다.
또한, 와송의 줄기와 잎의 혼합물 대신 꽃 및/또는 뿌리를 사용하는 경우에는 미백 및 주름개선의 효과가 현저히 낮을 수 있다.
상기 와송은 추출용매 하에서 마이크로파 처리를 통해 추출되는 것으로서, 구체적으로 와송과 추출용매가 1 : 5 내지 25의 중량비, 바람직하게는 1 : 10 내지 20의 중량비로 혼합되어 300 내지 800 W, 바람직하게는 500 내지 600 W 파워의 마이크로파 장치로 20 내지 100초, 바람직하게는 50 내지 90초 동안 처리된다.
와송을 추출 시 마이크로파 추출이 아니라 초음파 추출 또는 열수 추출인 경우에는 유효성분이 소량 추출될 뿐만 아니라 항산화, 피부미백 및 피부재생 효과가 낮을 수 있다.
상기 와송과 추출용매의 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 추출물에 와송의 유효성분이 적은 양으로 추출될 수 있다.
또한, 마이크로파 장치의 파워가 상기 하한치 미만인 경우에는 와송의 유효성분이 적은 양으로 추출될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 유효성분 외에 다른 물질도 다량으로 추출되어 효과가 저하될 수 있다.
또한, 추출시간이 상기 하한치 미만인 경우에는 와송의 유효성분이 적은 양으로 추출될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 독성물질이 발생할 수 있다.
상기 추출물을 추출하는 추출용매로는 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올, 에틸렌글리콜, 에틸에테르 또는 이들의 혼합용매를 들 수 있다. 상기 저급알코올로는 20 내지 99 부피%의 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 프로판올 수용액을 들 수 있으며, 바람직하게는 우수한 항산화, 피부미백 및 피부재생 효과를 위하여 30 내지 60 부피%의 에탄올 수용액을 들 수 있다.
본 발명의 와송 마이크로파 추출물은 화장료 조성물 외에 건강기능식품에도 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 반응표면분석법을 이용하여 와송 마이크로파 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 반응표면분석법을 이용한 와송 마이크로파 추출물의 제조방법은 (A) 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매인 추출용매, 300 내지 800 W 파워의 마이크로파 장치로 20 내지 100초 동안 추출한 후 원심분리하여 수득한 상등액의 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능 각각에 대한 실험값을 획득하는 단계; (B) 상기 (A)단계의 실험값을 이용하여 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능에 대한 회귀식 모델을 도출하는 단계; (C) 상기 (B)단계에서 도출된 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 DPPH 라디칼 소거능에 대한 반응표면곡선을 수득하는 단계; (D) 상기 (B)단계에서 도출된 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 티로시나제 억제능에 대한 반응표면곡선을 수득하는 단계; (E) 상기 (B)단계에서 도출된 회귀식 모델을 변량분석(ANOVA)하여 콜라게나제 억제능에 대한 반응표면곡선을 수득하는 단계; 및 (F) 상기 (C), (D) 및 (E)단계에서 수득된 반응표면곡선을 겹치기기법(superimposing)으로 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능에 대한 공통의 최적화 조건을 예측하는 단계;를 포함한다.
이렇게 예측된 조건을 이용하여 와송을 마이크로파 장치로 추출하면 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능에 대하여 우수한 효과를 보인다.
본 명세서에서 와송을 언급하면서 사용되는 용어 ‘추출물’은 추출용매를 처리하여 얻은 조추출물뿐만 아니라 와송 추출물의 가공물도 포함한다. 예를 들어, 와송 마이크로파 추출물은 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 용어 ‘유효성분으로 함유하는’이란 와송 마이크로파 추출물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 일예로, 상기 와송 마이크로파 추출물은 10 내지 1500 ㎍/㎖, 바람직하게는 100 내지 1000 ㎍/㎖의 농도로 사용된다. 와송 마이크로파 추출물은 천연물로서 과량 사용하여도 인체에 부작용이 없으므로 본 발명의 조성물 내에 포함되는 와송 마이크로파 추출물의 양적 상한은 당업자가 적절한 범위 내에서 선택하여 실시할 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물에는 상기의 화장료 조성물과 더불어 필요에 따라 통상 화장료에 배합되는 다른 성분을 배합할 수 있으며, 이러한 배합 성분으로서는 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한제, 정제수, 수용성 비타민, 지용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 엑기스 등을 들 수 있다.
본 발명의 화장료 조성물은 당업계에서 통상 사용되는 유화 제형 및 가용화 제형의 형태로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 화장료 조성물에 포함되는 성분은 유효성분으로서 상기 성분 이외에 화장료 조성물에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 안정화제, 안료 및 천연향료와 같은 통상적인 보조제 및 담체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 제품으로는, 예를 들어, 미스트, 스킨로션, 스킨소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스쳐 로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 자외선 차단크림, 모이스처크림, 핸드크림, 파운데이션, 에센스, 영양에센스, 마스크팩, 프레스파우더, 루스파우더, 아이섀도우 등과 같은 화장품류와 비누, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션 및 바디클린저 등이 있다.
본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 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 용액 또는 유탁액의 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다.
본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 함유하는 건강기능식품 조성물을 제공한다.
건강기능식품이란, 와송 마이크로파 추출물을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 건강기능식품은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 매우 유용하다. 이와 같은 건강기능식품에 있어서의 와송 마이크로파 추출물의 첨가량은, 대상인 건강기능식품의 종류에 따라 달라 일률적으로 규정할 수 없지만, 식품 본래의 맛을 손상시키지 않는 범위에서 첨가하면 되며, 대상 식품에 대하여 통상 0.01 내지 50 중량%, 바람직하기로는 0.1 내지 20 중량%의 범위이다. 또한, 환제, 과립제, 정제 또는 캡슐제 형태의 건강기능식품의 경우에는 통상 0.1 내지 100 중량% 바람직하기로는 0.5 내지 80 중량%의 범위에서 첨가하면 된다. 한 구체예에서, 본 발명의 건강기능식품은 환제, 정제, 캡슐제 또는 음료의 형태일 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1 내지 17.
와송을 60 ℃ 오븐에서 건조하여 더 이상의 중량이 낮아지지 않는 것을 확인하고 건조한 시료(와송 줄기:잎=1:0.6의 중량비)를 분쇄기(HMF-3000S, Hanil, Korea)로 분쇄한 후 40-100 mesh의 여과망에 통과시켜 데시케이터에서 보관하였다. 상기 분쇄된 와송과 농도가 상이한 에탄올 수용액을 1 : 20의 중량비로 압력용기(XF100, Anton-Paar, Austria)에 넣고 혼합한 후 마이크로파 장치(Anton Paar microwave , Multiwave 3000, Anton Paar, Austria)를 이용하여 1기압의 가압상태에서 추출하였다.
추출한 추출물을 원심분리기를 이용하여 고액분리(4 ℃, 5000 rpm, 3분)한 후 상등액만 이용하였다. 이때 추출 공정의 마이크로파 파워, 추출시간 및 에탄올 농도를 다르게 하여 각각의 추출물을 수득하였다.
비교예 1. 와송 줄기:잎=1:2의 중량비
상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 와송의 줄기와 잎을 1 : 2의 중량비로 혼합하여 추출물을 수득하였다.
비교예 2. 와송 줄기
상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 와송의 줄기만을 사용하여 추출물을 수득하였다.
비교예 3. 와송 잎
상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 와송의 잎만을 사용하여 추출물을 수득하였다.
<시험예>
실시예 1 내지 17 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 추출물을 이용하여 항산화, 미백과 피부재생의 지표인 DPPH, tyrosinase activity inhibition (TAI)와 collagenase activity inhibition (CAI)를 측정하였다.
상기 DPPH는 안정화된 수용성 자유 라디칼로서 유기용매에서 안정한 화합물이며, 항산화 물질들은 자유 라디칼을 소거할 수 있어 있어 DPPH를 노란색으로 탈색시킨다. 따라서 DPPH의 보라색이 노란색으로 변하는 정도를 측정하여 시료의 항산화 효능을 평가할 수 있다.
또한, 상기 Tyrosinase는 기질인 L-tyrosine을 3,4-dihydroxy-L-phenylananine (DOPA)로 합성하고, L-DOPA를 phenylanine-3,4-quinone으로 산화하여 최종적으로 멜라닌을 합성하는 효소로서, 피부색이나 색소 침착 여부를 좌우하는 데 주요한 역할을 하여 피부 미백에 있어서 tyrosinase를 저해하는 활성이 중요시 되고 있다.
또한, 상기 피부 진피조직 속에서는 collagen과 elastin이 그물망 구조를 형성하고 있으며 특히 collagen은 피부 전체 건조 중량의 약 70-80%를 차지하여 분해될 시에는 그물망 구조가 처지게 되고 피부의 탄력 감소 및 주름 생성의 원인이 된다. 따라서 주름 생성을 억제하기 위해서는 collagen의 분해와 손실을 최소화해야 하며, 피부의 주름개선 기능성 분석에 있어서도 collagen을 분해하는 효소인 collagenase를 저해하는 활성이 중요시 되고 있다.
시험예 1. DPPH 라디칼 소거능(RSA), 티로시나제(Tyrosinase) 억제 효과 및 콜라게나제(Collagenase) 억제 효과 측정
중심합성계획법(central composite design, CCD)을 이용하여 마이크로파 파워(W, X1), 추출시간(초, X2), 용매농도(X3)에 대하여, 5단계의 -1.68, -1, 0, 1 및 1.68로 코드화하여 실험범위를 설계하고, 설계된 하기 20가지 조건에 대하여 실험하여 실험값을 수득하였다.
1-1. DPPH 라디칼 소거능(%): 2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거 활성 측정을 통해 항산화능을 측정하였다. DPPH는 비교적 안정한 프리 라디칼로써 ascorbic acid, tocopherol등에 의해 환원되어 짙은 자색이 탈색되는 원리를 이용하여 항산화 활성을 간단히 측정할 수 있다. 시료를 희석하고 희석한 시료 0.4 mL와 0.2 mM DPPH 1.6 mL를 혼합한 후 실온에서 30분간 암실 보관한 다음 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군으로는 ascorbic acid(CAS 50-81-7, Sigma, USA)를 이용하였고, 시료와 동일한 조건으로 진행하였다. 라디칼 소거능은 하기 [수학식 1]에 따라 계산하였다.
[수학식 1]
라디칼 소거활성(%)=[(1-시료의 흡광도)/대조군의 흡광도)]X100
1-2. 티로시나제 저해능(%): Tyrosinase는 피부의 표피 기저층에서 tyrosine을 산화시켜 멜라닌의 생성을 촉진시키는 효소로서 피부 미백과 노화 방지를 위해서는 tyrosinase의 활성 억제가 요구된다. 실험을 위해 sodium phosphate monobasic anhydrous와 sodium phosphate dibasic anhydrous을 이용하여 PH 6.8의 0.1 M sodium phosphate buffer를 제조하였고, 시료 0.2 ml와 3,4-dihydroxy phenylanin(I-dopa) 2 mg/ml에 mushroom tyrosinase(125 unit)를 가하여 37 ℃에서 20분 동안 반응하였다. 반응 후에는 dopa chrome를 475 ㎚파장에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로는 kojic acid를 사용하였다. Tyrosinase의 저해 활성은 하기 [수학식 2]에 따라 계산하였다.
[수학식 2]
저해활성(%)=[1-(시료의 흡광도/대조군의 흡광도)]X100
1-3. 콜라게나제 저해능(%): Collagenase는 체내 collagen을 분해하여 주름생성과 탄력저하를 일으키는 효소로서 피부 노화의 원인이 되는 주름 생성을 억제하기 위해서는 collagenase의 저해가 요구된다. 실험에 필요한 buffer는 1 M Tris (hydroxylmetyl)Aminomethane와 4 mM CaCl2 (Calcium chloride), 1 M HCl을 이용하여 PH 7.5로 제조하였고 buffer로 4-phenyl azobenzyloxycarbonyl-pro-leu-gly-pro-d-arg와 collagenase를 제조하였다. 이어서 시료 0.05 mL에 4-phenyl azobenzyloxycarbonyl-pro-leu-gly-pro-d-arg 1.2 mg/ml를 첨가한 후 collagenase와 혼합하여 water bath에서 37 ℃로 30분간 반응시켰다. 반응 후에는 20% citric acid 0.25 mL을 넣어 collagenase 반응을 정지시킨 후, ethyl acetate 1.2 mL을 첨가하여 shaker에 10분간 교반하였다. 교반 후에는 상등액만 320 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로는 ascorbic acid를 이용하였다. Collagenase 저해 활성은 하기 [수학식 3]에 따라 계산하였다.
[수학식 3]
저해활성(%)=[1-(시료의 흡광도/대조군의 흡광도)]X100
구분 마이크로파 파워
(W)		 추출시간
(초)		 에탄올 농도(부피%) DPPH 소거능(%) 티로시나제 억제능 (%) 콜라게나제 억제능 (%)
실시예 1 800 40 20.0 11.4±0.1c 42.2±0.1b 75.8±0.2b
실시예 2 550 60 47.5 21.3±0.2a 62.6±0.2a 88.6±0.1a
실시예 3 300 80 20.0 15.1±0.3b 38.3±0.2 71.5±0.1b
실시예 4 139.6 60 47.5 18.4±0.2b 54.2±0.1b 79.6±0.2a
실시예 5 300 40 20.0 15.4±0.1b 38.7±0.2c 78.3±0.1a
실시예 6 550 26.4 47.5 17.5±0.1b 55.5±0.1b 73.1±0.2b
실시예 7 550 93.6 47.5 20.9±0.2a 60.7±0.1a 68.3±0.2b
실시예 8 800 80 75.0 15.5±0.1b 61.4±0.2a 64.8±0.2b
실시예 9 300 40 75.0 14.5±0.2c 53.4±0.1b 68.7±0.1b
실시예 10 800 80 20.5 13.1±0.1c 46.6±0.1b 73.2±0.2b
실시예 11 550 60 1.30 5.50±0.2c 25.1±0.2c 70.1±0.1b
실시예 12 970.4 60 47.5 16.6±0.1b 58.2±0.1a 75.4±0.2b
실시예 13 800 40 75.0 12.9±0.1c 56.6±0.1b 65.7±0.1b
실시예 14 550 60 93.7 11.6±0.1c 50.5±0.1b 60.0±0.2c
실시예 15 300 80 75.0 15.4±0.2b 56.3±0.1b 69.7±0.1b
비교예 1 500 60 47.5 7.3±0.3c 24.7±0.2c 50.6±0.2c
비교예 2 500 60 47.5 4.2±0.1c 11.6±0.1c 32.1±0.3c
비교예 3 500 60 47.5 3.9±0.2c 13.5±0.1c 28.9±0.1c
위 표 1에 나타낸 바와 같이, DPPH 라디칼 소거능에 대한 실험값은 실시예 2에 따라 제조된 추출물이 다른 군에 비하여 우수한 것을 확인하였으며, 티로시나제 저해능에 대한 실험값은 실시예 2에 따라 제조된 추출물이 다른 군에 비하여 우수한 것을 확인하였고, 콜라게나제 저해능 역시 실시예 2에 따라 제조된 추출물이 다른 군에 비하여 우수한 것을 확인하였다.
특히, 와송 줄기 및 잎을 1 : 2의 중량비로 사용한 비교예 1, 와송 줄기만 사용한 비교예 2 및 와송 잎만 사용한 비교예 3은 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 저해능 모두 수치가 낮은 것을 확인하였다.
DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 저해능 및 콜라게나제 저해능이 모두 고르게 우수한 군은 실시예 2인 것을 확인하였다.
상기 실험값들을 기반으로 Design Expert software(V.8.0, State-Ease, Inc, Minneapolis, USA)를 사용하여 최적조건을 예측하기 위하여 하기 [표 2]와 같은 회귀식을 도출하였다.
구분 Second order polynomials * R 2 p
DPPH 소거능(%) [수학식 4]
Y RS A=-5.51340+0.016750X1+0.289132X2+0.515837X3+0.000105X1X2+0.000092X1X3+0.000585X2X3-0.000027X1 2+0.002753X2 2-0.005592X3 2 		0.9708 0.0008
티로시나제 억제능 (%) [수학식 5]
Y TAi =-1.75906+0.0374864X1+0.374864X2+1.23520X3+0.000167X1X2-0.000059X1X3+0.000784X2X3-0.000034X1 2-0.003594X2 2-0.009899X3 2 		0.9598 0.0001
콜라게나제 억제능 (%) [수학식 6]
Y CAi =22.71410+0.045783X1+1.34072X2+0.647147X3+0.000057X1X2+0.000120X1X3+0.002013X2X3-0.000043X1 2-0.012805X2 2-0.008181X3 2 		0.9757 0.0001
X1 : 마이크로파(W); X2 : 추출시간(초); X3 : 에탄올 농도(%); R 2 : Coefficient of Determination; p : probability value
시험예 2. 최적 조건 탐색
2-1. DPPH 라디칼 소거능(RSA)에 미치는 조건 탐색
반응표면 분석법 중 하나인 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 이용하여 도출된 조건에 따라 측정된 DPPH 라디칼 소거능(RSA)에 대한 실험값은 [표 1]에 나타냈다. CCD에 의해 도출된 20개의 조건 중 최대 DPPH 라디칼 소거능(DSA)은 실시예 2이다.
항산화 활성은 측정값으로부터 얻어진 값을 기반으로 분산분석(Analysis of variance, ANOVA)을 통하여 결과의 유의성을 평가하였을 때, R 2 값은 0.9708이며 p 값은 0.0008로 유의성이 인정되어 회귀함수가 적합한 모델임을 확인하였다.
도 1은 한 개의 독립변수를 중간값에 고정하고 나머지 두 변수를 동시에 변화시켜 RSA 변화를 시각화한 3차원 반응표면곡선이다.
도 1에 도시된 바와 같이, RSA에 대한 최적 추출 조건은 에탄올 농도 47.5 부피%, 마이크로파 파워 507.5 W, 추출시간 66.6 초로 확인되었으며, 이때 DSA는 22.2%로 예측되었다.
또한, 에탄올 농도의 변화에 따른 RSA의 변화 폭이 가장 큰 것으로 확인되었으며, 추출 시간과 마이크로파 파워의 변화에 따른 DSA의 변화 폭은 크지 않은 것으로 확인되었다.
2-2. 티로시나제 억제능에 미치는 조건 탐색
반응표면 분석법 중 하나인 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 이용하여 도출된 조건에 따라 측정된 티로시나제 억제능(TAI)에 대한 실험값은 [표 1]에 나타냈다. CCD에 의해 도출된 20개의 조건 중 최대 티로시나제 억제능은 실시예 2이다.
본 모델의 유의성은 분산분석(ANOVA)을 통해 검증되었으며, 분산분석(ANOVA)에 따르면 회귀식의 적합도를 측정하는 척도인 결정계수인 R 2 은 0.9598이며 p 값이 0.0001로 유의성이 인정되었다.
도 2는 한 개의 독립변수를 중간값에 고정하고 나머지 두 변수를 동시에 변화시켜 TAI 변화를 시각화한 3차원 반응표면곡선이다.
도 2에 도시된 바와 같이, TAI에 대한 최적 추출 조건은 에탄올 농도 63.9 부피%, 마이크로파 파워 550 W, 추출시간 71.4 초로 확인되었으며, 이때 TAI는 61.7%로 예측되었다.
2-3. 콜라게나제 억제능에 미치는 조건 탐색
반응표면 분석법 중 하나인 중심합성계획법(central composite design, CCD)을 이용하여 도출된 조건에 따라 측정된 콜라게나제 억제능(CAI)에 대한 실험값은 [표 1]에 나타냈다. CCD에 의해 도출된 20개의 조건 중 최대 콜라게나제 억제능은 실시예 2이다.
본 모델의 유의성은 분산분석(ANOVA)을 통해 검증되었으며, 분산분석(ANOVA)에 따르면 회귀식의 적합도를 측정하는 척도인 결정계수인 R 2 은 0.9757이며 p 값이 0.0001로 유의성이 인정되었다.
도 3은 한 개의 독립변수를 중간값에 고정하고 나머지 두 변수를 동시에 변화시켜 CAI 변화를 시각화한 3차원 반응표면곡선이다.
도 3에 도시된 바와 같이, CAI에 대한 최적 추출 조건은 에탄올 농도 43.5 부피%, 마이크로파 파워 550 W, 추출시간 67.5 초로 확인되었으며, 이때 CAI는 85.5%로 예측되었다.
2-4. 최적조건 탐색
와송 마이크로파 추출에 있어 주요 3 조건인 항산화, TAI, CAI의 개별 최적화 결과를 바탕으로 Design Expert를 이용하여 반응표면곡선을 겹치기기법(superimposing)으로 3개 변수의 공통 최적화 조건을 예측하여 도 4(X1: 마이크로파 파워, X2: 추출시간)에 나타내었다.
이때 독립변수 중 에탄올 농도를 47.5 부피%에 고정한 채로 DSA, TAI, CAI의 저해 활성 최적점을 확보하는 한편, 추출 공정 중의 비용을 최소화하여 경제성을 확보하고자 추출 시간의 값이 가장 낮은 지점을 최적점으로 선정하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 와송 마이크로파 추출의 최적 추출 조건은 마이크로파 파워 535.2 W, 추출시간 61.3 초 동안 추출한 것으로 예측되었고, 이때 종속변수인 DSA는 22.1%, TAI와 CAI는 각각 62.2%, 85.2%로 예측되었다.
상기 최적 조건에서 검증 실험을 수행 한 결과, DSA는 21.3%, TAI와 CAI는 각각 62.6%, 88.6%로 나타나 예측값과 유사한 값을 보이므로 통계기반 최적화를 사용하여 예측의 신뢰성을 확인하였다.
하기에 본 발명의 분말을 함유하는 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 과립제의 제조
실시예 2에서 얻은 추출물 분말 1,000 mg
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이트 70 ㎍
비타민 E 1.0 mg
비타민 B1 0.13 mg
비타민 B2 0.15 mg
비타민 B6 0.5 mg
비타민 B12 0.2 ㎍
비타민 C 10 mg
비오틴 10 ㎍
니코틴산아미드 1.7 mg
엽산 50 ㎍
판토텐산 칼슘 0.5 mg
무기질 혼합물 적량
황산제1철 1.75 mg
산화아연 0.82 mg
탄산마그네슘 25.3 mg
제1인산칼륨 15 mg
제2인산칼슘 55 mg
구연산칼륨 90 mg
탄산칼슘 100 mg
염화마그네슘 24.8 mg
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 과립제에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 과립제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강기능식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
제제예 2. 기능성 음료의 제조
실시예 2에서 얻은 추출물 분말 1,000 mg
구연산 1,000 mg
올리고당 100 g
매실농축액 2 g
타우린 1 g
정제수를 가하여 전체 900 mL
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1 시간 동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 L 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 기능성 음료 조성물 제조에 사용한다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 수요계층, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.
본 발명을 적용하기에 적합한 화장료 조성물의 제조예를 제시하기로 한다.
제조예 3: 화장수
실시예 2의 추출물을 포함하는 화장료 중 화장수의 제조예는 하기 표 3과 같다.
성분 함량(중량%)
실시예 2의 추출물 5.0
글리세린 6.0
1,3-부틸렌글라이콜 3.0
피이지1500 1.0
알란토인 0.1
DL-판테놀 0.3
EDTA-2Na 0.02
벤조페논-9 0.04
소듐하이알루로네이트 5.0
에탄올 10.0
폴리소르베이트20 0.2
방부제, 향, 색소 미량
증류수 잔량
합계 100
제조예 4: 로션
실시예 2의 추출물을 포함하는 화장료 중 로션의 제조예는 하기 표 4와 같다.
성분 함량(중량%)
실시예 2의 추출물 3.0
프로필렌글리콜 6.0
글리세린 4.0
트리에탄올아민 1.2
토코페릴아세테이트 3.0
유동 파라핀 5.0
스쿠알란 3.0
마카다미너트오일 2.0
폴리소르베이트 60 1.5
소르비탄세스퀴올레이트 1.0
카르복시비닐폴리머 1.0
방부제, 향, 색소 미량
증류수 잔량
합계 100
제조예 5: 영양 크림
실시예 2의 추출물을 포함하는 화장료 중 영양 크림의 제조예는 하기 표 5와 같다.
성분 함량(중량%)
실시예 2의 추출물 1.0
친유형 모노스테아린산글리세린 1.5
세테아릴 알코올 1.5
스테아린산 1.0
폴리소르베이트 60 1.5
소르비탄 스테아레이트 0.6
이소스테아릴이소스테아레이트 5.0
스쿠알란 5.0
광물유 35.0
디메치콘 0.5
하이드록시에칠셀룰로오스 0.12
글리세린 6.0
트리에탄올아민 0.7
방부제, 향, 색소 미량
증류수 잔량
합계 100
제조예 6: 에센스
실시예 2의 추출물을 포함하는 화장료 중 에센스의 제조예는 하기 표 6과 같다.
성분 함량(중량%)
실시예 2의 추출물 1.5
글리세린 10.0
베타인 5.0
PEG 1500 2.0
알란토인 0.1
DL-판테놀 0.3
EDTA-2Na 0.02
벤조페논-9 0.04
하이드록시에칠셀룰로오스 0.1
소듐하이알루로네이트 8.0
카르복시비닐폴리머 0.2
트리에탄올아민 0.18
옥틸도데칸올 0.3
옥틸도데세스-16 0.4
에탄올 6.0
방부제, 향, 색소 미량
증류수 잔량
합계 100
제조예 7: 마스크 팩용 유액
실시예 2의 추출물을 포함하는 화장료 중 마스크 팩용 유액의 제조예는 하기 표 7과 같다.
성분 함량(중량%)
실시예 2의 추출물 1.0
폴리비닐알코올 15.0
셀룰로오스 검 0.15
글리세린 3.0
PEG 1500 2.0
사이클로덱스트린 0.15
DL-판테놀 0.4
알란토인 0.1
글리시리진산모노암모늄 0.3
니코틴아마이드 0.5
에탄올 6.0
PEG 40 경화 피마자유 0.3
방부제, 향, 색소 미량
증류수 잔량
합계 100

Claims (7)

  1. 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 미백 및 주름 개선용 화장료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 와송 마이크로파 추출물은 와송 줄기와 잎이 1 : 0.4-1의 중량비로 혼합된 혼합물의 마이크로파 추출물인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 와송 마이크로파 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매 하에서 추출된 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 혼합용매는 20 내지 99.5 부피%의 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 프로판올 수용액인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 와송 마이크로파 추출물은 300 내지 800 W 파워의 마이크로파 장치로 20 내지 100초 동안 처리된 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 와송 마이크로파 추출물은 DPPH 라디칼 소거능, 티로시나제 억제능 및 콜라게나제 억제능에 대한 공통의 최적화 조건을 가지며, 상기 공통의 최적화 추출조건은 532.8 W의 마이크로파 파워, 61.3초의 추출시간 및 47.5 부피%의 에탄올 농도인 것을 특징으로 하는 화장료 조성물.
  7. 와송 마이크로파 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 피부 미백 및 주름의 예방 또는 완화용 건강기능식품.
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