유산균은 국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능 및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된 바 있다[5, 26]. Lactic acid인 Lactobacillus rhamnosus는 보편적으로 많이 사용하는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 낮게 측정되는 세포독성 결과와 높은 tyrosinase 억제활성을 바탕으로 멜라닌 생성을 줄임에 따라 미백활성을 가진다. 또한 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물은 melanoma cell의 멜라닌 생성 저해능이 Lactobacillus casei보다 월등히 높아, 높은 미백 향장 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있다(Table 2). 이는 곧 천연물질로써 기존에 사용하던 합성미백제보다 피부에 독성을 주지 않고, 부작용 없이 피부에 적합한 향장소재로 판단되며, 현대의 새로운 미백향장소재로서 활용가능성이 매우 높을 것으로 사료된다. 더 나아가 항산화 활성은 멜라닌 세포 형성 억제에 직접적으로 영향을 주며, 주름 및 노화 등의 출발점이 되어, 미백 활성도 증가됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기능성 향장소재로써 가치가 높은 Lactobacillus rhamnosus는 합성물질 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 항산화 및 미백 기능성 향장소재로 다가갈 수 있으며, 향장소재로써 선택의 폭을 늘릴 수 있을 것으로 사료된다.
유산균은 국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능 및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된 바 있다[5, 26]. Lactic acid인 Lactobacillus rhamnosus는 보편적으로 많이 사용하는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 낮게 측정되는 세포독성 결과와 높은 tyrosinase 억제활성을 바탕으로 멜라닌 생성을 줄임에 따라 미백활성을 가진다. 또한 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물은 melanoma cell의 멜라닌 생성 저해능이 Lactobacillus casei보다 월등히 높아, 높은 미백 향장 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있다(Table 2). 이는 곧 천연물질로써 기존에 사용하던 합성미백제보다 피부에 독성을 주지 않고, 부작용 없이 피부에 적합한 향장소재로 판단되며, 현대의 새로운 미백향장소재로서 활용가능성이 매우 높을 것으로 사료된다. 더 나아가 항산화 활성은 멜라닌 세포 형성 억제에 직접적으로 영향을 주며, 주름 및 노화 등의 출발점이 되어, 미백 활성도 증가됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기능성 향장소재로써 가치가 높은 Lactobacillus rhamnosus는 합성물질 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 항산화 및 미백 기능성 향장소재로 다가갈 수 있으며, 향장소재로써 선택의 폭을 늘릴 수 있을 것으로 사료된다.
This study was performed to investigate the whitening effects of Lactobacillus rhamnosus in addition to its antioxidative activities. The cytotoxicity of the Lactobacillus rhamnosus was 7.6% at 10.0% (v/v) concentration. Its cytotoxicity was lower than 3.2% of Lactobacillus casei when adding the sam...
This study was performed to investigate the whitening effects of Lactobacillus rhamnosus in addition to its antioxidative activities. The cytotoxicity of the Lactobacillus rhamnosus was 7.6% at 10.0% (v/v) concentration. Its cytotoxicity was lower than 3.2% of Lactobacillus casei when adding the same concentration. Lactobacillus rhamnosus exhibited high antioxidative activities at 14.9% of DPPH radical scavenging activity, and a lower reducing power was measured. Lactobacillus casei exhibited relatively lower antioxidative activities at 13.4%. The tyrosinase inhibition activity of Lactobacillus rhamnosus was observed at 31.3% when adding 10.0% (v/v), as compared to 17.7% for Lactobacillus casei. Lactobacillus rhamnosus demonstrated strong inhibition activity for melanin synthesis at 58.6% when adding 10.0% (v/v), while Lactobacillus casei increased to 80.6%. It was also observed that the high antioxidative activities of Lactobacillus rhamnosus were strongly correlated to whitening activities, due to the inhibition of both tyrosinase and melanin synthesis. These results support the expanded use of lactic acid bacteria as a functional bioresources in the cosmetics industry.
This study was performed to investigate the whitening effects of Lactobacillus rhamnosus in addition to its antioxidative activities. The cytotoxicity of the Lactobacillus rhamnosus was 7.6% at 10.0% (v/v) concentration. Its cytotoxicity was lower than 3.2% of Lactobacillus casei when adding the same concentration. Lactobacillus rhamnosus exhibited high antioxidative activities at 14.9% of DPPH radical scavenging activity, and a lower reducing power was measured. Lactobacillus casei exhibited relatively lower antioxidative activities at 13.4%. The tyrosinase inhibition activity of Lactobacillus rhamnosus was observed at 31.3% when adding 10.0% (v/v), as compared to 17.7% for Lactobacillus casei. Lactobacillus rhamnosus demonstrated strong inhibition activity for melanin synthesis at 58.6% when adding 10.0% (v/v), while Lactobacillus casei increased to 80.6%. It was also observed that the high antioxidative activities of Lactobacillus rhamnosus were strongly correlated to whitening activities, due to the inhibition of both tyrosinase and melanin synthesis. These results support the expanded use of lactic acid bacteria as a functional bioresources in the cosmetics industry.
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문제 정의
Lactobacillus rhamnosus의 파쇄물의 human fibroblast cell인 CCD-986sk에 대한 세포독성을 알아보기 위하여 본실험을 진행하였다. Lactobacillus rhamnosus가 장내 일반 유산균과 비교하여 피부세포에서 어떠한 차이를 나타내는지 비교 및 관찰하기 위하여 대조군으로써 Lactobacillus casei 파쇄물을 사용하였다.
본 연구진은 lactic acid bacteria인 Lactobacillus rhamnosus 의 세포독성 실험 및 항산화 활성 실험을 바탕으로 하여 유산균 파쇄물이 활성산소를 억제할 수 있는 능력이 있는지 확임함과 동시에 미백 기능성 향장소재로써 가치가 있는지 여부를 확인할 수 있는 tyrosinase inhibition activity와 melanogenesis activity를 진행하였다.
국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된 바 있다[5, 26]. 유산균에 의한 효능들은 서로 밀접하게 영향을 가지고 있다고 사료되어, 본 연구진은 Lactobacillus rhamnosus의 항산화 및 미백활성의 연관성을 확인하여 기능성 화장품으로써의 발전을 위한 연구를 꾀하였다.
제안 방법
96-well plate에 용매를 ethanol로 하여 제조한 0.1 mM DPPH용액 200 µl와 2.5%, 5.0%, 10.0% (v/v)의 농도로 조절된 Lactobacillus rhamnosus와 Lactobacillus casei, postive control인 ascorbic acid 80 µl을 각각 혼합하여 25oC에서 20분동안 암실에 방치한 후 525 nm에서 흡광도측정하였다.
Lactobacillus rhamnosus의 파쇄물의 human fibroblast cell인 CCD-986sk에 대한 세포독성을 알아보기 위하여 본실험을 진행하였다. Lactobacillus rhamnosus가 장내 일반 유산균과 비교하여 피부세포에서 어떠한 차이를 나타내는지 비교 및 관찰하기 위하여 대조군으로써 Lactobacillus casei 파쇄물을 사용하였다. 각 sample은 2.
환원력은 활성산소에 전자를 제공할 수 있는 활성 수소의 수치를 측정한 것으로 흡광값이 높으면 활성산소 제거 능력이 높음을 나타낸다. Lactobacillus rhamnosus와 Lactobacillus casei 파쇄물을 각각 2.5%, 5.0%, 10.0% (v/v)의 농도로 사용하였으며 ascorbic acid는 positive control로 사용하였다. 실험 결과를 보면 각 sample의 파쇄물 농도가 점차적으로 증가함에 따라 농도 의존적으로 환원력이 증가하는 경향을 볼수 있었으며, positive control인 ascorbic acid의 O.
Melanoma 세포를 이용하여 시료 투여 시 멜라닌 생합성과 세포생존율에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 농도별로 처리하고 24시간 후, 멜라닌 생성량을 측정하였다(Fig. 4). 실험 결과, Lactobacillus rhamnosus의 경우 2.
Mosmann 방법을 변형시켜 세포 생존율을 측정하였다. CCD-986sk 세포를 96 well plate에 1.
DPPH 자유라 디칼 소거활성 실험과 마찬가지로 항산화 활성의 증가는 멜라닌색소 형성의 신호전달 경로에 영향을 미침으로써 멜라닌 색소 형성억제에 효과적으로 알려져 있다[31]. 따라서 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물이 체내의 활성 산소를 감소시키므로 항산화 활성이 증가됨에 따라 활성산소에 영향을 받는 멜라닌 생성기작에도 영향을 미치게 되어 피부미백 효능이 동반될 것이라 사료되기에 다음과 같은 미백 효능 실험을 진행하였다.
멜라닌 생성량 측정을 위해 melanoma cell B16F10을 각각의 시료와 positive control인 arbutin을 2.5%, 5.0%, 10.0% (v/v)의 농도로 처리하여 미백활성을 측정하였다.
본 연구에서 사용된 유산균 Lactobacillus rhamnosus (KCCM40069)와 보편적으로 사용되는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei (KCCM12452)를 초기균수 105 CFU/ ml로 37oC에서 24시간동안 1 L MRS broth에서 각각 혐기배양을 한 후, 항산화 활성 및 미백활성을 측정하기 위하여 균주와 볼밀용 볼(직경 1 mm)을 볼밀(HK-BA01, SAMHAW CERAMIC COMPANY, KOREA)에 넣어 하루동안 파쇄 시킨 후 파쇄물을 0.45 µm 필터에 여과한 후 여과물을 가지고 실험을 진행하였다.
5 ml trichloroacetic acid (SIGMA, USA) (10%, w/v)를 첨가하여 3500 rpm에서 10분간 원심분리 하였다. 상층액 5 ml에 탈이온수 5 ml와 1% ferric chloride (SIGMA, USA) 1 ml를 첨가시킨 후 UV-vis Spectrophotometer (852A Diode Array Spectrophotometer, Hewlett Packard)를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다[20].
대상 데이터
이러한 원리로 측정된 DPPH 자유라디칼 소거 활성 결과를 Table 1에 나타내었다. 실험군으로 Lactobacillus rhamnosus와 Lactobacillus casei 각각의 파쇄물을 이용하였으며, postive control로써 ascorbic acid를 사용하였다.
실험에 이용된 세포주로 human fibroblast CCD-986sk (KCLB 21947, KOREA), melanoma cell B16F10 (KCLB 80008, KOREA)를 사용하였으며, 세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640 (GIBCO, USA)을 사용하였고 그 밖의 세포 배양에 필요한 시약으로 hepes buffer (SIGMA, USA)와 fetal bovine serum (GIBCO, USA), gentamycin sulfate (SIGMA, USA), trypsin-EDTA (SIGMA, USA)를 사용하였다. 실험에 사용된 세포는 RPMI 1640 (GIBCO, USA) 배지 90%에 FBS를 10%로 적용시켜 배양하여 실험에 이용하였다.
실험에 이용된 세포주로 human fibroblast CCD-986sk (KCLB 21947, KOREA), melanoma cell B16F10 (KCLB 80008, KOREA)를 사용하였으며, 세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640 (GIBCO, USA)을 사용하였고 그 밖의 세포 배양에 필요한 시약으로 hepes buffer (SIGMA, USA)와 fetal bovine serum (GIBCO, USA), gentamycin sulfate (SIGMA, USA), trypsin-EDTA (SIGMA, USA)를 사용하였다. 실험에 사용된 세포는 RPMI 1640 (GIBCO, USA) 배지 90%에 FBS를 10%로 적용시켜 배양하여 실험에 이용하였다.
데이터처리
데이터의 통계처리는 모두 3회 반복으로 행해졌으며, 실험값의 통계는 SAS (Statistical Analysis System) 프로그램을 사용하여 평균을 구하였으며, 각 처리구간의 최소유의차(p < 0.05) 수준에서 통계처리 하였다.
이론/모형
dopachrome법을 이용하여 tyrosinase 억제 효과를 측정하였다[24]. mushroom tyrosinase-150 unit 150 µl와 2.
성능/효과
7%의 tyrosinase 저해 활성을 나타내었다. Lactobacillus rhamnosus가 Lactobacillus casei와 비교하여 약 2배에 가까운 높은 미백활성을 보였다. Kim의 연구에서는 1 mg/ml 농도의 녹차 추출물이 38.
Lactobacillus rhamnosus와 Lactobacillus casei 모두 DPPH 자유라디칼 소거능이 농도의존적으로 증가하였으며, 각각 10.0%(v/v) 농도에서 14.9%, 13.2%의 DPPH 자유라디칼 소거활성을 나타냈다. 본 실험의 결과는 postive control인 ascorbic acid과 증숙더덕 추출물 1.
Lactobacillus rhamnosus가 장내 일반 유산균과 비교하여 피부세포에서 어떠한 차이를 나타내는지 비교 및 관찰하기 위하여 대조군으로써 Lactobacillus casei 파쇄물을 사용하였다. 각 sample은 2.5%, 5.0%, 10.0% (v/v) 농도로 처리하였으며, 그 결과 농도 의존적으로 세포독성이 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 10.
더 나아가 항산화 활성은 멜라닌 세포 형성 억제에 직접 적으로 영향을 주며, 주름 및 노화 등의 출발점이 되어, 미백 활성도 증가됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기능성 향장소 재로써 가치가 높은 Lactobacillus rhamnosus는 합성물질 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 항산화 및 미백 기능성 향장소재로 다가갈 수 있으며, 향장소재로써 선택의 폭을 늘릴 수 있을 것으로 사료된다.
1을 통해서 알 수 있다. 따라서 보편적으로 사용되는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물이 fibroblast에 주는 자극이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다. 상기 프로바이오틱스와 비교하여도 현저히 낮은세포독성을 나타내는 Lactobacillus rhamnosus가 추후 식품이나 향장원료로서 큰 문제점 없이 사용될 수 있을 것이라고 사료된다.
더 나아가 항산화 활성은 멜라닌 세포 형성 억제에 직접 적으로 영향을 주며, 주름 및 노화 등의 출발점이 되어, 미백 활성도 증가됨을 확인할 수 있다. 따라서, 기능성 향장소 재로써 가치가 높은 Lactobacillus rhamnosus는 합성물질 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 항산화 및 미백 기능성 향장소재로 다가갈 수 있으며, 향장소재로써 선택의 폭을 늘릴 수 있을 것으로 사료된다.
Lactic acid인 Lactobacillus rhamnosus는 보편적으로 많이 사용하는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 낮게 측정되는 세포독성 결과와 높은 tyrosinase 억제활성을 바탕으로 멜라닌 생성을 줄임에 따라 미백활성을 가진다. 또한 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물은 melanoma cell의 멜라닌 생성 저해능이 Lactobacillus casei보다 월등히 높아, 높은 미백 향장 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있다(Table 2). 이는 곧 천연물질로써 기존에 사용하던 합성미 백제보다 피부에 독성을 주지 않고, 부작용 없이 피부에 적합한 향장소재로 판단되며, 현대의 새로운 미백향장소재로서 활용가능성이 매우 높을 것으로 사료된다.
2%의 DPPH 자유라디칼 소거활성을 나타냈다. 본 실험의 결과는 postive control인 ascorbic acid과 증숙더덕 추출물 1.25 mg/ml의 농도에서 41.58%의 항산화활성의 결과[29]보다 작은 값이지만, 농도의 증가에 따른 DPPH 자유라디칼 소거활성 증가를 확인할 수 있다.
4). 실험 결과, Lactobacillus rhamnosus의 경우 2.5%, 5.0%, 10.0% (v/v) 농도에서 각각 66%, 59% 58.6%의 생성률을 보였으며, Lactobacillus casei 파쇄물은 같은 농도에서 96.2%, 83.6%, 80.6%의 생성률을 보였다. positive control인 hydroquinone의 경우 25, 50, 100 µg/ml의 농도에서 각각 53.
0% (v/v)의 농도로 사용하였으며 ascorbic acid는 positive control로 사용하였다. 실험 결과를 보면 각 sample의 파쇄물 농도가 점차적으로 증가함에 따라 농도 의존적으로 환원력이 증가하는 경향을 볼수 있었으며, positive control인 ascorbic acid의 O.D. 값이 1.0635로 가장 강한 환원력을 나타내었고, Lactobacillus rhamnosus가 0.7636, Lactobacillus casei가 0.7391의 O.D. 값이 측정되었다(Fig. 2). 위의 결과로 Lactobacillus rhamnosus의 환원력은 초고압 공정을 거친 지치의 추출물[13]보다 작은 값이지만, 일반적인 장내유산균인 Lactobacillus casei보다 높은 항산화 활성을 가짐을 확인할 수 있다.
2). 위의 결과로 Lactobacillus rhamnosus의 환원력은 초고압 공정을 거친 지치의 추출물[13]보다 작은 값이지만, 일반적인 장내유산균인 Lactobacillus casei보다 높은 항산화 활성을 가짐을 확인할 수 있다. DPPH 자유라 디칼 소거활성 실험과 마찬가지로 항산화 활성의 증가는 멜라닌색소 형성의 신호전달 경로에 영향을 미침으로써 멜라닌 색소 형성억제에 효과적으로 알려져 있다[31].
9%의 낮은 생성률을 보였다. 위의 세포독 성결과에서 Lactobacillus casei가 가장 높은 세포독성을 가지는 데에도 불구하고 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물의 멜라닌 생성량이 낮은 결과로 보아, 멜라닌의 생성을 억제하는 활성물질이 함유되어 있을 것이라 사료된다. 미백 효능이 뛰어나다고 알려진 고로쇠 수액의 경우 100 µg/ml의 농도에서 35% 가량의 멜라닌 생성 저해율을 나타낸 것과 비교하여도 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물의 미백활성이 월등히 우수한 것이 확인되었다[12].
후속연구
따라서 보편적으로 사용되는 프로바이오틱스인 Lactobacillus casei보다 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물이 fibroblast에 주는 자극이 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다. 상기 프로바이오틱스와 비교하여도 현저히 낮은세포독성을 나타내는 Lactobacillus rhamnosus가 추후 식품이나 향장원료로서 큰 문제점 없이 사용될 수 있을 것이라고 사료된다.
64%의 미백활성을 나타낸 것과 비교하면 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물 만으로도 천연 추출물만큼의 미백활성을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 위의 결과로 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물이 Lactobacillus casei 파쇄물의 약 2배 이상의 tyrosinase 저해 활성을 나타냄에 따라, 멜라닌 생성에 관여하는 효소인 tyrosinase를 저해하여 멜라닌 생성을 방해해 미백효과를 나타낼 것으로 생각되며, 추후 미백 기능을 가지는 향장소재로써 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
Positive control인 hydroquinone의 미백활성이 Lactobacillus rhamnosus에 비해 약 15% 정도 높지만, 대표적인 미백제로 알려진 hydroquinone은 높은 미백활성과 함께 독성을 가지고 있는 합성물질로 현재 많은 연구진들이 이러한 합성 미백제를 대체할 수 있는 천연물질들에 대해 연구 중에 있다. 위의 결과를 토대로 독성이 거의 없는 Lactobacillus rhamnosus가 합성미백제인 hydroquinone의미백 활성보다 낮지만 피부 적합성이 높아 합성미백제 및 기타 천연물을 대체할 수 있는 긍정적인 향장소재로 다가갈 수있으며, 멜라닌 생성은 줄이면서 세포독성은 낮아야 하는 향장미백제로서 Lactobacillus rhamnosus의 활용 가능성이 매우 높을 것으로 사료된다.
또한 Lactobacillus rhamnosus 파쇄물은 melanoma cell의 멜라닌 생성 저해능이 Lactobacillus casei보다 월등히 높아, 높은 미백 향장 활성을 가지는 것을 확인 할 수 있다(Table 2). 이는 곧 천연물질로써 기존에 사용하던 합성미 백제보다 피부에 독성을 주지 않고, 부작용 없이 피부에 적합한 향장소재로 판단되며, 현대의 새로운 미백향장소재로서 활용가능성이 매우 높을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
프로바이오틱스란?
천연물질 중 많이 사용되는 프로바이오틱스는 체내에 들어가서 건강에 도움을 주는 살아있는 균을 지칭하는데, 현재 프로바이오틱스로 사용되는 것은 Bifidobacterium 속, Enterococcus 속, Lactobacillus 속, Clostridium butyricum, Lactobacillus sporogenes, Bacillus subtilis 및 Bacillus polyfermenticus 등이 있으며 이들의 면역 조절 및 항암 기능에 대한 연구들이 보고되고 있다[6, 17].
현재 프로바이오틱스로 사용되는 균은 무엇이 있습니까?
천연물질 중 많이 사용되는 프로바이오틱스는 체내에 들어가서 건강에 도움을 주는 살아있는 균을 지칭하는데, 현재 프로바이오틱스로 사용되는 것은 Bifidobacterium 속, Enterococcus 속, Lactobacillus 속, Clostridium butyricum, Lactobacillus sporogenes, Bacillus subtilis 및 Bacillus polyfermenticus 등이 있으며 이들의 면역 조절 및 항암 기능에 대한 연구들이 보고되고 있다[6, 17].
Latobacillus 균의 피부에 관한 효능은?
특히 Latobacillus 균은 장내 정상세균으로 면역증강, 항바이러스, 항균 효과를 나타내는 것으로 보고된 바 있으며[8, 21]. 국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된 바 있다[5, 26]. 유산균에 의한 효능들은 서로 밀접하게 영향을 가지고 있다고 사료되어, 본 연구진은 Lactobacillus rhamnosus의 항산화 및 미백활성의 연관성을 확인하여 기능성 화장품으로써의 발전을 위한 연구를 꾀하였다.
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