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문제 정의
- 본 연구에서는 녹차, 삼백초, 귀룽나무 등을 포함한 식물성 추출물의 샴푸로서의 특성을 검토하였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸, 합성계면활성제(Sodium dodecylsulfate), 천연계면활성제(Quillaja Bark Saponin)와 피마자유 간의 계면장력을 측정한 결과, 샴푸의 계면장력은 25~100%의 농도에서 가장 우수한 계면활성을 보였다.
- 본 연구에서는 녹차, 삼백초, 귀룽나무 추출물을 주성분으로 포함하는 천연샴푸를 사용하여 계면장력 및 기포력 시험, 항균력 시험, 세포독성 시험 및 안정성시험을 실시하여 화장품용 샴푸로서의 이용가능성을 조사하였다.
제안 방법
- 수상성분은 (주)바이오메틱스에서 개발한 샴푸, 음이온 계면활성제(Sodium dodecylsulfate, SDS)와 천연 계면활성제(Quillaja Bark Saponin, QBS)을 사용하였으며, 유상은 사람의 두피 기름과 유사한 피마자유를 사용하여 수상과 유상간의 계면장력을 측정하였다.
- 추출물을 함유한 샴푸의 제형을 상온에서 7개월 간 보관하면서 pH, 점도 및 외관(상분리, 색상) 변화 등의 물성을 관찰하였다.
- (주)바이오메틱스에서 개발한 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 특성을 알아보기 위해 계면장력과 기포력을 측정하였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸와 대조군으로 많이 사용되는 화학합성 음이온 계면활성제인 SDS, 천연계면활성제인 QBS를 사용하여 계면활성력을 비교하였다.
- 추출물을 함유한 샴푸의 제형을 상온에서 7개월 간 보관하면서 pH, 점도 및 외관(상분리, 색상) 변화 등의 물성을 관찰하였다. Brookfield 점도계(DV-1, USA)를 사용하여 점도를 측정하였으며, 측정 시 S64 spindle을 이용하였고 60 rpm 속도에서 30초간 측정하였다.
- MTT시약과 반응하여 형성된 formazan을 200 µl DMSO에 녹이고, 595 nm에서 ELISA reader(PowerWave XS2, BioTek, USA)로 흡광도를 측정하였다.
- 항균력은 다음과 같은 방법으로 평가하였다. 균을 도말한 한천배지 위에 직경 6 mm의 paper disk 4개를 적당한 위치에 놓고 대조군 2종과 시료 2종을 디스크에 접촉시켰다. 진균인 칸디다균은 30 ℃, 그 외의 균은 37 ℃의 온도에서 72시간 동안 배양하였다.
- 그 후 100, 200, 350, 500, 1,000 µg/ml의 농도로 희석한 시료가 첨가된 새 배지로 교체하고 24시간 동안 재배양하였다.
- 진균인 칸디다균은 30 ℃, 그 외의 균은 37 ℃의 온도에서 72시간 동안 배양하였다. 그 후 디스크 주위에 형성된 균발육 저지대(Clear zone)을 측정 하여 항균력을 평가하였다.
- 귀룽나무는 먼저 줄기의 표피를 벗겨낸 후 완전건조하고 광천수에 한 달간 숙성한 뒤 열수추출을 하였다. 그 후, 역삼투 및 초음파 처리과정을 거친 후에 동결 건조하여 유효물질을 얻었다. 샴푸의 원액은 녹차, 삼백초 및 귀룽나무 추출물을 혼합하여 사용되었다.
- 기포력 측정은 한국공업 표준규격 시험방법인 Modified Ross-Miles method의 원리를 변형하여 측정하였다[9]. 시험에 사용된 시료는 식물성 추출물을 함유한 샴푸, SDS와 QBS를 각각 1%로 희석한 수용액을 시료로 하였다.
- 샴푸는 한 번 사용할 때 소량만을 사용하는 특성 상 구매하여 개봉하면 장기간 사용하게 된다. 따라서 식물성 추출물을 함유한 샴푸를 상온에서 장기간(4~10월, 7개월) 보관하면서 한 달에 한 번 pH와 점도 및 외관 변화를 측정하였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 시간에 따른 장기 안정성 시험을 실시한 결과(Fig.
- 식물성 추출물의 안전성을 평가하기 위해서 세포독성시험인 MTT assay를 실시하였다. 본 시험은 Mosmann법을 변형하여 세포생존율을 측정하였다[11]. 시험에 사용된 시료는 식물성 추출물과 대조군으로 Vitamin C를 시료로 하였다.
- 샴푸는 인체 중 두피를 세정하는 목적으로 사용되는 화장품이기 때문에 디스크확산법을 통해 피부상재균에 대한 항균력을 평가하였다(Table 2).
- 샴푸의 주성분인 식물성 추출물의 안전성을 평가하기 위해서 세포독성시험을 실시하였다(Fig. 2). B16F10 mouse melanoma cell에 대한 세포독성을 측정한 결과, 350 µg/ml 이하의 농도에서는 세포생존율이 80% 이상이었으나, 그 이상의 농도에서는 약간의 세포독성을 나타내었다.
- (주)바이오메틱스에서 개발한 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 특성을 알아보기 위해 계면장력과 기포력을 측정하였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸와 대조군으로 많이 사용되는 화학합성 음이온 계면활성제인 SDS, 천연계면활성제인 QBS를 사용하여 계면활성력을 비교하였다. Du Nouy ring법을 이용해 샴푸의 계면장력을 측정한 결과, 샴푸의 계면활성력은 저농도에서는 SDS와 QBS보다 낮았으나, 100% 원액에서는 대조군과 유사한 계면장력을 나타내었다(Fig.
- 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 장기 안정성 시험을 실시하였다. 추출물을 함유한 샴푸의 제형을 상온에서 7개월 간 보관하면서 pH, 점도 및 외관(상분리, 색상) 변화 등의 물성을 관찰하였다.
- 시험방법은 다음과 같다. 우선 비커에 0, 25, 50, 75, 100%로 희석한수용액과 피마자유를 2:1의 비율로 넣어서 측정하였다.
- 추출에 사용된 삼백초와 귀룽나무는 경남 함양군에서 채취한 것을 구입하였다. 추출은 열수추출 방법과 초음파처리 두 가지 방법을 사용하였다. 완전 건조한 녹차와 삼백초는 잎을 열수 추출하여 동결건조를 통해 유효 물질을 분리하였다.
- coli), 칸디다균(Candida albicans) 총 4종으로 이 중 황색포도상구균, 녹농균, 대장균은 TSA(Tryptic soy agar)에 도말하였고 칸디다균은 PDA(Potato dextrose agar)에 도말하였다. 항균력을 평가할 시료는 식물성 추출물을 함유한 샴푸 원액과 증류수에 50% 농도로 희석한 용액으로 하고 음성대조군은 증류수, 양성대조군은 페니실린을 사용하였다. 항균력은 다음과 같은 방법으로 평가하였다.
대상 데이터
- 본 실험에서 사용한 녹차, 삼백초, 귀룽나무를 함유한 식물성 추출물은 (주)바이오메틱스에서 제공받아 사용하였다. 추출에 사용된 삼백초와 귀룽나무는 경남 함양군에서 채취한 것을 구입하였다.
- 그 후, 역삼투 및 초음파 처리과정을 거친 후에 동결 건조하여 유효물질을 얻었다. 샴푸의 원액은 녹차, 삼백초 및 귀룽나무 추출물을 혼합하여 사용되었다.
- 시험에 사용된 시료는 식물성 추출물과 대조군으로 Vitamin C를 시료로 하였다. 세포는 한국세포주 은행에서 B16F10 mouse melanoma cell을 구입하였다. Cell을 24 well plate에 1×104 cell/ml 씩 분주하여 24시간 배양하였다.
- 본 시험은 Mosmann법을 변형하여 세포생존율을 측정하였다[11]. 시험에 사용된 시료는 식물성 추출물과 대조군으로 Vitamin C를 시료로 하였다. 세포는 한국세포주 은행에서 B16F10 mouse melanoma cell을 구입하였다.
- 기포력 측정은 한국공업 표준규격 시험방법인 Modified Ross-Miles method의 원리를 변형하여 측정하였다[9]. 시험에 사용된 시료는 식물성 추출물을 함유한 샴푸, SDS와 QBS를 각각 1%로 희석한 수용액을 시료로 하였다. 250 ml 메스실린더에 준비한 시료를 조심히 기울여 50 ml를 채운 후 기포가 사라질 때까지 안정화시켰다.
- 항균력 시험은 디스크확산법(Disk diffusion method) 으로 시험하였다[10]. 시험에 사용한 균은 피부상재균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 대장균(E. coli), 칸디다균(Candida albicans) 총 4종으로 이 중 황색포도상구균, 녹농균, 대장균은 TSA(Tryptic soy agar)에 도말하였고 칸디다균은 PDA(Potato dextrose agar)에 도말하였다. 항균력을 평가할 시료는 식물성 추출물을 함유한 샴푸 원액과 증류수에 50% 농도로 희석한 용액으로 하고 음성대조군은 증류수, 양성대조군은 페니실린을 사용하였다.
- 본 실험에서 사용한 녹차, 삼백초, 귀룽나무를 함유한 식물성 추출물은 (주)바이오메틱스에서 제공받아 사용하였다. 추출에 사용된 삼백초와 귀룽나무는 경남 함양군에서 채취한 것을 구입하였다. 추출은 열수추출 방법과 초음파처리 두 가지 방법을 사용하였다.
이론/모형
- 식물성 추출물을 함유하여 제조한 샴푸의 계면장력은 Du Nouy Ring(Itoh seisakusho, Model: 3121, Japan) 법으로 측정하였다[8]. 수상성분은 (주)바이오메틱스에서 개발한 샴푸, 음이온 계면활성제(Sodium dodecylsulfate, SDS)와 천연 계면활성제(Quillaja Bark Saponin, QBS)을 사용하였으며, 유상은 사람의 두피 기름과 유사한 피마자유를 사용하여 수상과 유상간의 계면장력을 측정하였다.
- 식물성 추출물의 안전성을 평가하기 위해서 세포독성시험인 MTT assay를 실시하였다. 본 시험은 Mosmann법을 변형하여 세포생존율을 측정하였다[11].
- 항균력 시험은 디스크확산법(Disk diffusion method) 으로 시험하였다[10]. 시험에 사용한 균은 피부상재균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 대장균(E.
성능/효과
- QBS 수용액이 가장 안정하였고, 샴푸가 그 다음으로 우수하였고, SDS가 가장 낮았다.
- B16F10 mouse melanoma cell에 대한 세포독성을 측정한 결과, 350 µg/ml 이하의 농도에서는 세포생존율이 80% 이상이었으나, 그 이상의 농도에서는 약간의 세포독성을 나타내었다.
- Du Nouy ring법을 이용해 샴푸의 계면장력을 측정한 결과, 샴푸의 계면활성력은 저농도에서는 SDS와 QBS보다 낮았으나, 100% 원액에서는 대조군과 유사한 계면장력을 나타내었다(Fig. 1).
- 기포력 시험 결과는 Table 1에 나타내었다. QBS가 가장 높은 기포의 높이를 나타내었고, 샴푸, SDS 순으로 높았다. 따라서 거품형성력은 샴푸는 천연계면활성제보다는 낮지만 합성계면활성제보다는 높았다.
- 기포의 크기와 밀도는 두 종류의 계면활성제에 비해 샴푸가 크기도 작고 밀도가 높은 풍성한 기포를 형성하여 더 우수한 결과를 보였다. 결론적으로 식물성 추출물을 함유한 샴푸는 계면활성과 기포력에서 우수한 효과를 보였다.
- 3), 제조 후 처음 3개월은 pH 7 내외의 값을 유지하였고, 점도 역시 1,500~2,000 cP 사이의 값을 보였다. 그러나 3개월 이후부터 pH값이 급격히 증가하여 pH 8의 값을 나타내었고, 점도는 1,500 cP 이하로 급격히 감소하는 경향을 보였다. 이는 7월이 되면서 대기의 온도가 30℃ 정도로 높아짐에 따른 현상으로 보인다.
- QBS 수용액이 가장 안정하였고, 샴푸가 그 다음으로 우수하였고, SDS가 가장 낮았다. 기포의 크기와 밀도는 두 종류의 계면활성제에 비해 샴푸가 크기도 작고 밀도가 높은 풍성한 기포를 형성하여 더 우수한 결과를 보였다. 결론적으로 식물성 추출물을 함유한 샴푸는 계면활성과 기포력에서 우수한 효과를 보였다.
- QBS가 가장 높은 기포의 높이를 나타내었고, 샴푸, SDS 순으로 높았다. 따라서 거품형성력은 샴푸는 천연계면활성제보다는 낮지만 합성계면활성제보다는 높았다. 기포의 안정성 평가는 최초의 기포 높이와 5분 후의 기포 높이의 차로 평가되며, 그 차가 낮을수록 우수한 기포력을 나타낸다.
- 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 시간변화에 따른 장기 안정성 시험결과, 제조 후 초기 3개월은 pH, 점도, 외관의 변화가 안정적이었으나 그 이후 상온이 높아짐에 따라 pH와 점도의 변화가 심하여 제형의 보완이 필요한 것으로 나타났다. 따라서 녹차, 삼백초, 귀룽나무 등을 함유한 식물성 추출물은 샴푸로서의 높은 가능성을 보였다.
- 따라서 샴푸의 배합 시 식물성 추출물의 농도가 350 µg/ml 이하로 사용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
- 1). 따라서 식물성 추출물을 함유한 샴푸는 합성 및 천연계면활성제 보다 우수한 계면활성력을 보였다.
- 본 연구에서는 녹차, 삼백초, 귀룽나무 등을 포함한 식물성 추출물의 샴푸로서의 특성을 검토하였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸, 합성계면활성제(Sodium dodecylsulfate), 천연계면활성제(Quillaja Bark Saponin)와 피마자유 간의 계면장력을 측정한 결과, 샴푸의 계면장력은 25~100%의 농도에서 가장 우수한 계면활성을 보였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸는 황색포도상구균과 칸디다균에 대해서는 약간의 항균력을 보였다.
- 식물성 추출물을 함유한 샴푸, 합성계면활성제(Sodium dodecylsulfate), 천연계면활성제(Quillaja Bark Saponin)와 피마자유 간의 계면장력을 측정한 결과, 샴푸의 계면장력은 25~100%의 농도에서 가장 우수한 계면활성을 보였다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸는 황색포도상구균과 칸디다균에 대해서는 약간의 항균력을 보였다. 식물성 추출물의 세포독성시험(MTT assay) 결과, 100~350 µg/ml 범위의 농도에서는 80% 이상의 세포생존율을 보였으나 그 이상의 농도에서는 세포독성을 나타내었다.
- 샴푸는 인체 중 두피를 세정하는 목적으로 사용되는 화장품이기 때문에 디스크확산법을 통해 피부상재균에 대한 항균력을 평가하였다(Table 2). 식물성 추출물을 함유한 샴푸는 황색포도상구균과 칸디다균에 대해서는 약간의 항균력을 보였으나 녹농균과 대장균에 대한 항균효과는 나타내지 않았다.
- 식물성 추출물의 세포독성시험(MTT assay) 결과, 100~350 µg/ml 범위의 농도에서는 80% 이상의 세포생존율을 보였으나 그 이상의 농도에서는 세포독성을 나타내었다. 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 시간변화에 따른 장기 안정성 시험결과, 제조 후 초기 3개월은 pH, 점도, 외관의 변화가 안정적이었으나 그 이후 상온이 높아짐에 따라 pH와 점도의 변화가 심하여 제형의 보완이 필요한 것으로 나타났다. 따라서 녹차, 삼백초, 귀룽나무 등을 함유한 식물성 추출물은 샴푸로서의 높은 가능성을 보였다.
- 식물성 추출물을 함유한 샴푸의 시간에 따른 장기 안정성 시험을 실시한 결과(Fig. 3), 제조 후 처음 3개월은 pH 7 내외의 값을 유지하였고, 점도 역시 1,500~2,000 cP 사이의 값을 보였다.
- 식물성 추출물의 세포독성시험(MTT assay) 결과, 100~350 µg/ml 범위의 농도에서는 80% 이상의 세포생존율을 보였으나 그 이상의 농도에서는 세포독성을 나타내었다.
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