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문제 정의
- Multiple lamella emulsion은 훼손된 피부 장벽 기능을 보완해 줄 수 있는 피부 관리를 목적으로 하는 화장품 제형으로서 본 연구에서는 훼손된 피부 장벽 기능의 복원을 위한 기초 제형 개발을 수행하였으며 유화제, 수상 성분, 유상 성분은 Table 2와 같다. 유상 성분과 수상 성분을 각각 70-80℃까지 가온하여 70-80℃의 항온 조건에서 균질화기로 3,000 rpm의 회전력을 이용하여 유화한 후 냉각하였다.
- 본 연구는 포도가공부산물로부터 유용성분을 추출하여 자원의 활용과 환경오염을 줄이고, 공정을 간결하게 하여 실제산업현장에서 이용할 수 있는 공정의 개발을 목적으로 하였다. 포도가공 부산물을 포도과피와 포도씨로 나누어 과피에서는 anthocyanin을 씨에서는 oligomeric proanthocyanidin(OPC)를 주 대상물질로 하여 추출하기 위한 공정을 개발하였다.
- 본 연구에서는 HPLC에 의한 포도씨 유래 OPC를 분석하였다. 포도씨 추출물 중 catechin류의 동정은 표준물질 6가지 (catechin, caffeic acid, chlorogenic acid, epigallocatechin, theobromine, theophylline)를 개별적으로 정량분석하여 동정하였다.
- 근래에 들어서는 포도씨에 포함된 항산화제를 추출한 후 고부가가치의 식품첨가물 및 화장품의 원료로 사용되고 있다 [6,7]. 본 연구에서는 포도과피 및 씨의 항산화 활성을 탐색하고 항산화 성분을 동정하였다. 또한 이를 이용하여 화장품제형도 개발하였다.
제안 방법
- 유상 성분과 수상 성분을 각각 70-80℃까지 가온하여 70-80℃의 항온 조건에서 균질화기로 3,000 rpm의 회전력을 이용하여 유화한 후 냉각하였다. Multiple lamella emulsion의 생성은 편광현미경 (OPTIPHOT-100, Nikon Co., JAPAN)으로 확인하였다. 편광현미경 상으로 특유의 liquid lamella crystal 구조를 가지는 것으로 확인되었다.
- , Japan) 3,000 rpm으로 유화한 후 냉각하였다. 계면활성제, 알코올, 인지질, 점증제, 고급지방산, 비타민 등의 약효 성분과 자외선 차단제, 산화방지제, 보존제, 향료, 착색제, pH 조절제 등 일반적인 화장품 제조에 사용되는 성분을 첨가하였으며, Ethanol과 보존제는 40℃에서 첨가하였다. 본 연구를 통하여 surfactant-free, oil-free, water-in-silicone, oil-in-water 등 4종의 화장품 기초 제형들은 실온의 보관 조건과 0℃ 및 40℃ 이상의 가혹 조건에서도 최소 4주일 이상 안정화되어 전반적으로 안정성이 우수한 것으로 확인되었다 (data not shown).
- 대조시약의 경우 1 mg/mL로 희석하여 실험군과 대조군을 각각 50 µL씩 넣었으며, 15 mM DPPH solution을 150 µL 가한 후 상온에서 반응시키며 (1, 3, 5, 10, 20, 30분) 시간에 따른 전자공여능을 비교하였다.
- 본 연구에서는 포도과피 및 씨의 항산화 활성을 탐색하고 항산화 성분을 동정하였다. 또한 이를 이용하여 화장품제형도 개발하였다.
- 각각의 성분들을 70-80℃까지 가온하여 용해한 후 통상의 화장품 유화 제조 방법으로 유화한 후 실온까지 냉각한다. 또한 제품 특성에 따라 화장품 base의 계면활성제는 유화 능력의 보강 및 경제성 등을 고려하여 선택하며, 유화 능력을 보강하기 위하여 통상적인 계면활성제, 탄소수가 12-20인 고급알코올, 인지질, 점도 또는 경도를 조절하기 위한 점증제, 그리고 고급지방산, 비타민 등의 약효 성분과 자외선 차단제, 산화방지제, 보존제, 향료, 착색제, pH 조절제 등 통상적인 화장품 제조에 사용되는 성분을 첨가하여 화장품 제형을 개발하였다.
- 상기 개발된 화장품 기본 제형 시료를 가지고 피부 안전성 시험을 실시하였다. 피검자 20명을 대상으로 Haye’s Test Chamber를 이용하여 상박의 피부 첩포 시험 (patch test)을 실시하였다.
- 시험부위를 에탄올로 닦아낸 뒤 건조시키고 상기 화장료를 각각 15 μg씩 chamber에 적하시킨 뒤, 시험 부위인 상박 부위에 얹어 고정하고, 첩포 시간은 24시간 동안 도포하고 첩포를 제거한 후 marking pen으로 시험부위를 표시하여 각각 24시간 후에 시험 부위를 관찰하여 하기의 국제 접촉피부염연구회의 판정 기준에 따라 평가하였다.
- 수세한 후 탈지하여 수득된 분쇄된 포도씨분말을 80% 에탄올과 1：10의 부피비로 혼합하여 3시간 동안 환류추출 (reflux) 한다. 여과된 추출물은 30℃ 이하에서 감압농축 하여 포도씨의 에탄올 분획을 추출하여, 이를 Diaion HP 20 수지를 이용하여 분획하고 30℃ 이하에서 감압농축 하여 11.4 g의 갈색 분말형태의 추출물을 얻었다.
- 두 방법 모두 포도씨 추출물의 효능이 포도과피 추출물보다 뛰어난 항산화도를 보였다. 이렇게 생산된 추출물을 이용하여 multiple lamella emulsion의 화장품 제형을 개발하였고 이 제형의 안전성과 안정성을 실험적으로 확인하였다.
- 포도가공 부산물을 포도과피와 포도씨로 나누어 과피에서는 anthocyanin을 씨에서는 oligomeric proanthocyanidin(OPC)를 주 대상물질로 하여 추출하기 위한 공정을 개발하였다. 추출된 항산화물질은 HPLC를 이용하여 정량하였으며, 이들의 효능은 DPPH법, SOD법을 이용하여 대조군들과의 비교를 통하여 확인하였다. 두 방법 모두 포도씨 추출물의 효능이 포도과피 추출물보다 뛰어난 항산화도를 보였다.
- 포도 껍질에 포함된 anthocyanin 분석을 위하여 표준품인 anthocyanin을 메탄올에 녹여 만든 시료를 사용하여 분석하였다. 분석결과 delphinidin-3-O-glucoside chloride 등과 유사한 물질은 발견되지 않았으며 (data not shown) 다른 malvoside oligomer, cyanoside oligomer 등이 포함된 것으로 추측된다.
- 본 연구는 포도가공부산물로부터 유용성분을 추출하여 자원의 활용과 환경오염을 줄이고, 공정을 간결하게 하여 실제산업현장에서 이용할 수 있는 공정의 개발을 목적으로 하였다. 포도가공 부산물을 포도과피와 포도씨로 나누어 과피에서는 anthocyanin을 씨에서는 oligomeric proanthocyanidin(OPC)를 주 대상물질로 하여 추출하기 위한 공정을 개발하였다. 추출된 항산화물질은 HPLC를 이용하여 정량하였으며, 이들의 효능은 DPPH법, SOD법을 이용하여 대조군들과의 비교를 통하여 확인하였다.
- 포도과피 추출물에 대한 항산화 효과를 DPPH법으로 측정한 후 추출물에 대한 억제 효과를, 대조군 대비 DPPH free radical 50% 억제하는데 요구되는 농도 (IC50)로써 비교하였다. 그 결과 10분 반응 후의 값을 산출하여 보면 84.
- 본 연구에서는 HPLC에 의한 포도씨 유래 OPC를 분석하였다. 포도씨 추출물 중 catechin류의 동정은 표준물질 6가지 (catechin, caffeic acid, chlorogenic acid, epigallocatechin, theobromine, theophylline)를 개별적으로 정량분석하여 동정하였다. 그 결과 포도씨의 추출물의 경우 Fig.
- 피검자 20명을 대상으로 Haye’s Test Chamber를 이용하여 상박의 피부 첩포 시험 (patch test)을 실시하였다.
- 피부 안전성 시험을 실시한 화장품 시료들 중 열에 의한 상분리 현상이 현저하게 나타날 가능성이 큰 oil in water 제형과 multiple lamella emulsion에 대하여 0℃, 25℃, 35℃, 45℃ cycle의 항온기에 보관하면서 1주일 단위로 열 안정성을 하기의 평가 기준으로 평가하여 Table 3에 나타내었다. 이러한 가혹 조건에서의 제품 안정도 시험은 4계절의 변화가 뚜렷한 국내 실정과 제품의 유화 안정도 확보에 의한 유통 기간 중의 상분리 현상의 방지를 위하여 실시하는 것으로서, 가혹 조건에서 제품의 안정도를 확보하여 제품이 시장에 유통되는 기간 동안 제품의 안정성을 예측하기 위하여 통상의 화장품 산업에서 일반적으로 실시되고 있는 것이다.
- 화장품 기본 제형 시료를 가지고 피부 안전성 시험을 실시하였다. 피검자 20명을 대상으로 Haye’s Test Chamber를 이용하여 상박의 피부 첩포 시험 (patch test)을 실시하였다.
대상 데이터
- 포도부산물로부터 추출한 유용성분에 대한 항산화 활성을 측정하기 위하여 2,2-diphenyl-picryl-hydrazyl (DPPH)법을 사용하였다. DPPH 소거 활성도는 96 well microplate를 이용하여 측정하였으며, 실험에 사용된 DPPH solution 은 15 mM의 농도에서 사용하였다. 대조군인 butylated hydroxy anisole (BHA), ascorbic acid는 1 mg/mL의 농도로 희석하였으며, 측정 시 사용한 total volume은 well 당 250 µL이었다.
- 09 mL에 혼합하여 실온에서 10분간 방치한 후, 이를 325 nm에서 흡광도값으로서 활성도를 측정하였다. 대조군으로는 BHA, caffeic acid, tocopherol, chlorogenic acid 및 catechin으로 하였다.
- 본 실험에서 가용된 장비로는 동결건조기 (모델-PVTED 100 R, 일신랩,), HPLC (모델-LC-10AT, Shimadzu), dry oven (모델-DA-00-SP, Dong-A, 220 V/2.5 kW), rotary evaporator (모델-SB-1000, Eyela, Japan), 원심분리기 (5415R, Eppendorf, Germany)가 사용되었다.
- 본 실험에서 사용된 시약으로는 HPLC 분석용 용매로서 acetonitrile (HPLC J.T. Baker, USA, CH3CN), water (HPLC 100% J.T. Baker, USA, H2O), membrane filter (Pall Gelman Lab, USA, pore size 0.45 μM, diameter 4 mm)를 사용하였다.
- 사용된 표준시약과 표준물질 및 유기용매는 Sigma-Aldrich사에서 구입하여 사용하였으며, 분석을 위한 표준물질들은 초저온냉장고 -70℃에서 보관하였다.
- 충북 옥천에 위치한 옥천농협 농산물가공공장에서 수매한 캠밸포도 (campbell early) 로 포도즙을 착즙하고 남은 부산물인 포도가공박을 입수하여 세척 후 40℃ dry oven에서 수분이 완전히 없어질 때 까지 건조한 뒤 포도씨와 포도과피를 분리하여 가정용 믹서기 (LG전자, CM-9000, 정격시간 3분, 용량 500 mL)를 이용해 파쇄한 후 -4℃에 보관하여 사용하였다.
이론/모형
- SOD 유사활성은 Marklund 방법 [8]에 의하여 각 시료 0.3 mL 를 취하여 이를 50 mM phosphate buffer (pH 8.2) 2.61 mL와 3 mM pyrogarollol 0.09 mL에 혼합하여 실온에서 10분간 방치한 후, 이를 325 nm에서 흡광도값으로서 활성도를 측정하였다. 대조군으로는 BHA, caffeic acid, tocopherol, chlorogenic acid 및 catechin으로 하였다.
- 추출한 항산화물질의 정량분석은 high performance liquid chromatography (HPLC)법으로 정량하였다. 자세한 분석 조건은 Table 1과 같다.
- 포도부산물로부터 추출한 유용성분에 대한 항산화 활성을 측정하기 위하여 2,2-diphenyl-picryl-hydrazyl (DPPH)법을 사용하였다. DPPH 소거 활성도는 96 well microplate를 이용하여 측정하였으며, 실험에 사용된 DPPH solution 은 15 mM의 농도에서 사용하였다.
성능/효과
- 이는 free radical 소거 활성의 속도가 가장 빠르며, 안정도도 대조군에 비해 높게 나타났다. OPC의 용매 추출물에 대한 항산화 효과를 DPPH법으로 측정한 결과 추출물에 대한 억제 효과는 다른 포도추출물에 비해 가장 우수한 결과로 나왔으며 IC50의 값은 60.19 mg/mL로 나타났다 (Fig 2). 한편 DPPH 활성도는 포도과피 추출물의 경우보다 1.
- )로써 비교하였다. 그 결과 10분 반응 후의 값을 산출하여 보면 84.96 mg/mL로 나왔으며, BHA, ascorbic acid 경우 각각 0.72 mg/mL, 0.56 mg/mL로 나왔다 (Fig. 2). 포도과피 추출물의 경우 60%대의 활성도를 보였으며, 점차 시간이 지나면서 BHA와 ascorbic acid에 보다는 낮은 활성을 보였다.
- 포도씨 추출물 중 catechin류의 동정은 표준물질 6가지 (catechin, caffeic acid, chlorogenic acid, epigallocatechin, theobromine, theophylline)를 개별적으로 정량분석하여 동정하였다. 그 결과 포도씨의 추출물의 경우 Fig. 1에서와 같이 12-13분경은 chlorogenic acid, 26분경은 catechin, 31분경은 epigallocatechin, 16-17분경은 caffenic acid가 존재함을 알 수 있었다. 정량분석을 하였을 경우는 catechin은 157.
- 추출된 항산화물질은 HPLC를 이용하여 정량하였으며, 이들의 효능은 DPPH법, SOD법을 이용하여 대조군들과의 비교를 통하여 확인하였다. 두 방법 모두 포도씨 추출물의 효능이 포도과피 추출물보다 뛰어난 항산화도를 보였다. 이렇게 생산된 추출물을 이용하여 multiple lamella emulsion의 화장품 제형을 개발하였고 이 제형의 안전성과 안정성을 실험적으로 확인하였다.
- 편광현미경 상으로 특유의 liquid lamella crystal 구조를 가지는 것으로 확인되었다. 또한 실온의 보관 조건과 0℃ 및 40℃ 이상의 가혹 조건에서도 최소 4주일 이상 안정화되어 전반적으로 안정성이 우수한 것으로 확인되었다.
- 본 연구를 통하여 surfactant-free, oil-free, water-in-silicone, oil-in-water 등 4종의 화장품 기초 제형들은 실온의 보관 조건과 0℃ 및 40℃ 이상의 가혹 조건에서도 최소 4주일 이상 안정화되어 전반적으로 안정성이 우수한 것으로 확인되었다 (data not shown). 또한 착향제, 착색제, pH 조절제 등 화장품 제조에 사용되어지는 첨가제가 소량 첨가되어도 안정성에 큰 영향을 주지 않는 것으로 관찰되었다.
- 계면활성제, 알코올, 인지질, 점증제, 고급지방산, 비타민 등의 약효 성분과 자외선 차단제, 산화방지제, 보존제, 향료, 착색제, pH 조절제 등 일반적인 화장품 제조에 사용되는 성분을 첨가하였으며, Ethanol과 보존제는 40℃에서 첨가하였다. 본 연구를 통하여 surfactant-free, oil-free, water-in-silicone, oil-in-water 등 4종의 화장품 기초 제형들은 실온의 보관 조건과 0℃ 및 40℃ 이상의 가혹 조건에서도 최소 4주일 이상 안정화되어 전반적으로 안정성이 우수한 것으로 확인되었다 (data not shown). 또한 착향제, 착색제, pH 조절제 등 화장품 제조에 사용되어지는 첨가제가 소량 첨가되어도 안정성에 큰 영향을 주지 않는 것으로 관찰되었다.
- 포도 껍질에 포함된 anthocyanin 분석을 위하여 표준품인 anthocyanin을 메탄올에 녹여 만든 시료를 사용하여 분석하였다. 분석결과 delphinidin-3-O-glucoside chloride 등과 유사한 물질은 발견되지 않았으며 (data not shown) 다른 malvoside oligomer, cyanoside oligomer 등이 포함된 것으로 추측된다.
- , JAPAN)으로 확인하였다. 편광현미경 상으로 특유의 liquid lamella crystal 구조를 가지는 것으로 확인되었다. 또한 실온의 보관 조건과 0℃ 및 40℃ 이상의 가혹 조건에서도 최소 4주일 이상 안정화되어 전반적으로 안정성이 우수한 것으로 확인되었다.
- 포도과피 추출물의 경우 60%대의 활성도를 보였으며, 점차 시간이 지나면서 BHA와 ascorbic acid에 보다는 낮은 활성을 보였다. 포도과피 추출물이 1분대에서 가장 높은 활성을 보였으며, 점차 시간이 지남에 따라 대조군보다 낮은 활성도를 나타내었다. 이는 free radical 소거 활성의 속도가 가장 빠르며, 안정도도 대조군에 비해 높게 나타났다.
- 는 peroxidase나 catalase에 의해 무해한 물분자와 산소분자로 전환된다. 포도추출물에 대한 SOD 유사활성을 측정한 결과 OPC가 높은 SOD 유사활성을 나타내었다. OPC의 경우 대조군으로 사용된 ascorbic acid와 chlorogenic acid와 거의 대등한 항산화력을 나타내어 천연 항산화소재로써 적합한 것으로 판단된다 (Fig.
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