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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 우뭇가사리, 닥나무껍질 및 미더덕 껍질을 이용한 친환경적인 바이오 마스크팩 시트를 제조하기 위해 미더덕 껍질과 닥나무 껍질의 분말화,각 성분의 조성비 및 반응조건을 연구하고 물성을 분석하였다.
- 본 연구에서는 hydrogel화 능력이 우수한 우뭇가사리의 가공품인 한천과 보습성 및 피부미백의 효과가 우수한 닥나무 껍질, 그리고 항산화 효과가 있는 미더덕껍질을 혼합하여 기능성 화장품 소재로서 개발가능성을 검토하였다. 또한, 우뭇가사리의 함량에 따른 여러 가지 물성의 차이를 비교 분석하였다.
제안 방법
- 1%로 고정하고, 미더덕 껍질의 함량만 달리하여 시트를 제조하여 강신도를 측정하였다. 0.05%, 1.0%의 미더덕껍질이 함유된 hydrogel의 인장강도 및 신도는 인장강도기(UTM SSTM-1, USA)에 의해 측정되었고, 5kg load cell을 사용하였다. 시험편은 ASTM D1708 규격을 따랐고, 상온에서 10mm/min의 속도로 측정하였으며 시험은 총 7회씩 반복하여 실험한 후 평균을 산출하였다.
- 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1.0%의 agar hydrogel의 인장강도 및 신도는 인장강도기(UTM SSTM-1,USA)에 의해 측정되었고, 5kg load cell을 사용하였다. 시험편은 ASTM D1708 규격을 따랐고, 상온에서 10mm/min의 속도로 측정하였으며 시험은 총 7회씩 반복하여 실험한 후 평균을 산출하였다.
- 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1.0%의 agarhydrogel의 수분 투과성은 ASTM 96에 따라 투습도를 측정하였다28). 증류수 30mL을 채운 내경 40mm의 실린더형 컵에 직경 50mm 크기의 시료를 얹어 고정한 후 온도 37±2℃ 상대습도 35±5%로 맞춰진 건조기에서 일정한 시간 간격에 따라 무게를 측정하였다.
- 694mm)으로 자른 뒤 24 well-plate에 넣어 세포 배양용 MEM 배지를 각 1 mL씩 침지한 뒤 24시간 동안 37℃,5% CO2조건의 incubator에서 배양하였다. 24시간 뒤 침지시킨 배지를 배양된 세포에 교체시켰으며 세포 생존율을 분석하였다.
- 29, No. 1각 추출물을 회전감압농축→원심진공농축 또는 동결건조하여 고형분을 얻은 후, 증류수 또는 dimethylsulfoxide(DMSO)에 10mg/mL로 용해하여 tyrosinase 저해활성을 95% 에탄올에 용해시킨 0.1mM DPPH1.5mL와 각각의 추출물 1.5mL를 vortex로 혼합하여 30분 동안 암소에 방치한 다음 UV-Visible spectrophotometer(SCINCO, Korea)를 사용하여 517nm에서 흡광도로 측정하였다.
- 각 시료의 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, Sigma, USA) radical에 대한 소거효과를 측정하였다. 추출물의 항산화능을 스크리닝하기 위하여 Textile Coloration and Finishing, Vol.
- 각 시료의 미백활성은 tyrosinase 저해활성을 측정함으로써 조사하였다. 다양한 농도의 시료 500㎕를 2.
- 닥나무 껍질과 미더덕 껍질을 완전 건조 시킨 후, 두 차례의 분쇄과정을 거쳐 40mesh 1회, 120mesh 2회의 채 거름을 통하여 Figure 1과 같이 미세분말화한 후 사용했다. 입도분포는 증류수에 0.
- 25~1%(W/V)로 하여 100℃로 가열, 냉각하여 하이드로겔을 제조하여 농도에 따른 수분흡수도, 강신도, 투습도 등을 측정하였다. 또한 우뭇가사리 농도를 1%(W/V)(Vehicle 그룹)로 하고 0.1%(W/V)의 닥나무 껍질 분말의 중량을 혼합한 용액에 미더덕 껍질 분말을 우뭇가사리 양의 5%(W/W)(S.clavetunicslow;SCTL그룹),10%(W/W)(S. clave tunics high; SCTH 그룹), 비율로 첨가하여 제조한 막의 수분흡수율, 강신도, 세포독성 등을 관찰하였다. 막의 제조는 탈이온수 100 mL에 우뭇가사리 1%(W/V)와 닥나무 껍질 분말 0.
- 본 연구에서는 hydrogel화 능력이 우수한 우뭇가사리의 가공품인 한천과 보습성 및 피부미백의 효과가 우수한 닥나무 껍질, 그리고 항산화 효과가 있는 미더덕껍질을 혼합하여 기능성 화장품 소재로서 개발가능성을 검토하였다. 또한, 우뭇가사리의 함량에 따른 여러 가지 물성의 차이를 비교 분석하였다.
- 마스크팩 시트에 사용할 막(membrane)은 탈이온수에 순수한 우뭇가사리만의 농도를 0.25~1%(W/V)로 하여 100℃로 가열, 냉각하여 하이드로겔을 제조하여 농도에 따른 수분흡수도, 강신도, 투습도 등을 측정하였다. 또한 우뭇가사리 농도를 1%(W/V)(Vehicle 그룹)로 하고 0.
- 미더덕 껍질 분말의 함유된 마스크팩 시트의 수분흡수도에 미치는 영향을 알아보기 위해 Figure 8와 같이 우뭇가사리의 농도를 1%와 닥나무 껍질의 분말을 0.1%로 고정하고 2가지 농도의 미더덕 껍질 분말로 제조된 hydrogel막의 흡수율을 측정하였다.
- 미더덕 껍질 분말이 포함된 마스크팩 시트의 강신도에 미치는 영향을 알아보기 위해 Figure 9와 같이 우뭇가사리의 농도를 1%와 닥나무 껍질의 분말을 0.1%로 고정하고 2가지 다른 농도의 미더덕 껍질 분말로 제조된 hydrogel막의 인장강도 및 신도를 측정하였다. 인장강도의 경우 미더덕 껍질의 함량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 신도의 경우 SCTL 그룹에 비해 SCTH 그룹이 21.
- 미더덕 껍질은 경상남도 고성에서 생산하여 시장에 판매할 목적으로 칼로서 제거한 껍질을 자연 건조한 상태로 수집하였다. 불순물의 제거 및 탈색을 위한 전처리 공정으로 수세 후 10%(V/V)차아염소산 소다 수용액에 24시간 침지한 후 아유산소다 3%(W/V)로 잔류염소를 제거하였다. 잔류염소의 존재여부는 최종의 수세액을 0.
- 서로 다른 조건에서 제조된 미더덕/닥나무 시트에 대한 피부결하조직 세포주인 L-929의 세포생존율을 평가하기 위해 MTT 분석을 실시하였다.
- 0%의 agar hydrogel의 인장강도 및 신도는 인장강도기(UTM SSTM-1,USA)에 의해 측정되었고, 5kg load cell을 사용하였다. 시험편은 ASTM D1708 규격을 따랐고, 상온에서 10mm/min의 속도로 측정하였으며 시험은 총 7회씩 반복하여 실험한 후 평균을 산출하였다.
- 우뭇가사리 함량을 변화시킨 후 마스크팩을 제조할 경우 강신도에 미치는 영향을 알아보기 위해 4가지 다른 농도의 우뭇가사리로 제조된 hydrogel의 인장강도 및 신도를 측정하였다.
- 우뭇가사리 함량이 마스크팩의 수분 투과성에 미치는 영향을 알아보기 위해 4가지 다른 농도의 우뭇가사리로 제조된 hydrogel의 투습도를 측정하였다.
- 우뭇가사리 함량이 마스크팩의 수분흡수도에 미치는 영향을 알아보기 위해 4가지 다른 농도의 우뭇가사리로 제조된 hydrogel의 팽윤성을 측정하였다.
- 우뭇가사리와 닥나무껍질 농도를 각각 1%, 0.1%로 고정하고, 미더덕 껍질의 함량만 달리하여 시트를 제조하여 강신도를 측정하였다. 0.
- 우뭇가사리와 닥나무껍질 농도를 각각 1%, 0.1%로고정하고, 미더덕 껍질의 함량만 달리하여 시트를 제조하여 수분흡수도를 측정하였다. 흡수율은 0.
- 닥나무 껍질과 미더덕 껍질을 완전 건조 시킨 후, 두 차례의 분쇄과정을 거쳐 40mesh 1회, 120mesh 2회의 채 거름을 통하여 Figure 1과 같이 미세분말화한 후 사용했다. 입도분포는 증류수에 0.01g/mL 농도에서 입도분석기(ELS-Z, Photal Otsua Electronics, Japan)를 사용하여 분석하였다. 미더덕 껍질은 80~400μm로 크기의 75% 분포하고, 닥나무 껍질은 Textile Coloration and Finishing, Vol.
- 제조한 3가지 시트(Vechicle 그룹, SCTL 그룹,SCTH 그룹)가 피부세포주의 활성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 각 시트를 200mm2(지름: 63.694mm)으로 자른 뒤 24 well-plate에 넣어 세포 배양용 MEM 배지를 각 1 mL씩 침지한 뒤 24시간 동안 37℃,5% CO2조건의 incubator에서 배양하였다. 24시간 뒤 침지시킨 배지를 배양된 세포에 교체시켰으며 세포 생존율을 분석하였다.
- 증류수 30mL을 채운 내경 40mm의 실린더형 컵에 직경 50mm 크기의 시료를 얹어 고정한 후 온도 37±2℃ 상대습도 35±5%로 맞춰진 건조기에서 일정한 시간 간격에 따라 무게를 측정하였다.
- 0%의 agar hydrogel를 건조기에서 완전 건조시킨 상태의 중량과 각각의 시료를 상온에서 증류수에 침지한 후 한계 팽윤에 도달할 때까지 일정한 시간 간격마다 막 표면의 과도한 물기를 제거한 후 중량을 측정하여 아래의 식(1)을 이용하여 산출하였다. 팽윤의 정도는 각각 3회씩 반복하여 실험한 후 평균을 산출하였다.
- 1% 미더덕 껍질이 함유된 hydrogel를 제조하여 건조기에서 완전 건조시킨 상태의 중량과 각각의 시료를 상온에서 증류수에 침지한 후 한계 팽윤에 도달할 때까지 일정한 시간 간격마다 시트표면의 과도한 물기를 제거한 후 중량을 측정하여 아래의 식(3)을 이용하여 산출하였다. 흡수율은 각각 총 3회씩 반복하여 실험한 후 평균을 산출하였다.
대상 데이터
- 닥나무 껍질은 태국산 수입품의 표백된 습윤 상태의껍질(일명 백닥 또는 물닥)을 열풍 건조하고 3~5cm 크기로 절단하여 Pin milling M/C(Daehaw, Korea)으로 분쇄하였다.
- 닥나무껍질과 미더덕껍질로 제조된 마스크팩시트가 피부세포에 미치는 영향을 평가하기 위하여 피하결체조직(subcutaneous connective tissue) 세포주인 L-929 세포주를 한국세포주은행(Korean CelllineBank, KCLB, Korea)에서 구입하여 사용하였다.
- 미더덕 껍질은 경상남도 고성에서 생산하여 시장에 판매할 목적으로 칼로서 제거한 껍질을 자연 건조한 상태로 수집하였다. 불순물의 제거 및 탈색을 위한 전처리 공정으로 수세 후 10%(V/V)차아염소산 소다 수용액에 24시간 침지한 후 아유산소다 3%(W/V)로 잔류염소를 제거하였다.
이론/모형
- 세포 생존율은 MTT(3-[4,5-Dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diohenyl tetrazolium bromide, Sigma chemical Co., USA)방법을 통하여 분석하였다. 먼저 L-929 cell line을 96 well(1x105 cells/well)에 분주하여 24시간 배양한 뒤, Control(MEM), Vehicle,SCTL, SCTH를 처리하고, 24시간 동안을 배양하였다.
성능/효과
- SCTL과 SCTH 그룹을 비교했을 때, SCTH 그룹의 수분흡수도가 더 우수한 것으로 나타났다. 이는 미더덕껍질이 친수성의 셀룰로오스 구조로 이루어져있기 때문으로 생각된다.
- 미더덕 껍질과 천연고분자 혼합물을 이용한 마스크팩 시트는 팽윤도, 강신도, 투습도 및 세포독성 등의 실험으로부터 인체친화적인 화장용 마스크팩 시트의 적합한 소재임을 확인하였다. 미더덕 껍질 추출물의 DPPH radical 소거능력을 확인한 결과 열수 추출이 유기용매로 추출한 것에 비하여 효과는 부족하지만 실용성과 경제적이며 화학적 독성이 없으므로 화장품 소재로서 응용 가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다. 비록 마스크팩 시트 제조에 미더덕 껍질 추출물이 아닌 미더덕 분말을 사용하여 마스크팩 시트의 항산화성을 동일하다 볼 수는 없지만 간접적으로 정성적 효능을 확인할 수 있었다.
- 미더덕 껍질과 천연고분자 혼합물을 이용한 마스크팩 시트는 팽윤도, 강신도, 투습도 및 세포독성 등의 실험으로부터 인체친화적인 화장용 마스크팩 시트의 적합한 소재임을 확인하였다. 미더덕 껍질 추출물의 DPPH radical 소거능력을 확인한 결과 열수 추출이 유기용매로 추출한 것에 비하여 효과는 부족하지만 실용성과 경제적이며 화학적 독성이 없으므로 화장품 소재로서 응용 가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다.
- 미더덕 껍질 추출물의 DPPH radical 소거능력을 확인한 결과 열수 추출이 유기용매로 추출한 것에 비하여 효과는 부족하지만 실용성과 경제적이며 화학적 독성이 없으므로 화장품 소재로서 응용 가능성이 매우 높은 것으로 판단되었다. 비록 마스크팩 시트 제조에 미더덕 껍질 추출물이 아닌 미더덕 분말을 사용하여 마스크팩 시트의 항산화성을 동일하다 볼 수는 없지만 간접적으로 정성적 효능을 확인할 수 있었다.
- 0% 그룹에서는 16% 감소하였다. 신도 측정 결과, 0.25%, 0.5% 그룹에서는 유의적인 차이가 없었다. 그러나 0.
- 5% 그룹에서는 50% 감소하였다. 우뭇가사리의 농도가 높을수록 팽윤성은 감소하였으나 0.5%, 0.75%, 1.0% 그룹간의 유의적인 차이는 없었다. 우뭇가사리의 농도가 일정 기준 이상 낮으면 겔화되지 않으므로, 겔화가 적절히 이루어지는 선에서 적합한 우뭇가사리의 농도는 1%로사 료된다.
- 1%로 고정하고 2가지 다른 농도의 미더덕 껍질 분말로 제조된 hydrogel막의 인장강도 및 신도를 측정하였다. 인장강도의 경우 미더덕 껍질의 함량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 신도의 경우 SCTL 그룹에 비해 SCTH 그룹이 21.9% 감소하여, 미더덕 껍질의 함량이 증가함에 따라 신도가 감소함을 확인하였다.
- 불순물의 제거 및 탈색을 위한 전처리 공정으로 수세 후 10%(V/V)차아염소산 소다 수용액에 24시간 침지한 후 아유산소다 3%(W/V)로 잔류염소를 제거하였다. 잔류염소의 존재여부는 최종의 수세액을 0.1%의 질산은 수용액으로 반응시켜 소량의 염소라도 용액 중에 존재하면 염화은의 백색침전을 발생시키므로 쉽게 확인할 수 있었다.
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