초록 ▼

1. 연차별 연구개발의 목표
가. 1 년차 (2007 년)
○ 복분자， 당귀， 마황의 극한 공정 (초고압， 초음파 등) 개발을 통한 생체 활성 종전 기술 확립
- 복합 추출, 극한 초고압 추출 공정의 최적화 설계
- 추출물들의 세포독성 및 안전성평가
- 단일 자원의 기존 추출과의 비교 평가 실행 : 면역 활성 및 항 스트레스 평가
- 상기 기술로부터 추출된 추출물을 제 2세부과제에 지속적으로 제공
○ 수용성 유효성분의 식용가능 냐노업자 소재 개발
- 수용성 물질의 나노 입자화 기숨 확립 및

1. 연차별 연구개발의 목표
가. 1 년차 (2007 년)
○ 복분자， 당귀， 마황의 극한 공정 (초고압， 초음파 등) 개발을 통한 생체 활성 종전 기술 확립
- 복합 추출, 극한 초고압 추출 공정의 최적화 설계
- 추출물들의 세포독성 및 안전성평가
- 단일 자원의 기존 추출과의 비교 평가 실행 : 면역 활성 및 항 스트레스 평가
- 상기 기술로부터 추출된 추출물을 제 2세부과제에 지속적으로 제공
○ 수용성 유효성분의 식용가능 냐노업자 소재 개발
- 수용성 물질의 나노 입자화 기숨 확립 및 천연물의 나노화를 위한 vesicle의 기능성 소재화
○ 나노업자에 대한 기초 활성 실험
- 나노 입자의 세포 독성 설험을 통한 기초 활성 기반 자료 도출
- 생성된 나노 입자들의 크기 확인 및 피부 투과 최적 조건 확립
나 2년차 (2008년)
○ 대상 활성 증진물들의 활성 유지가 가능한 제품화 공정개발
- 새로운 공정과 기존 추출공정의 비교를 통한 생체 내에서의 항노화 활성 평가
- $PGE_{2}$, tyrosinase 정량 등을 통한 추출물의 세포노화 및 면역 활성 측정
○ 수용성 나노업자의 균일화
- 나노 분산 초음파 세기에 따른 나노업자의 크기 비교 분석
○ 수용성 추출물의 나노입자크기 조절 및 유효성분들의 생제적용성 증진 활성 검증
- 누드마우스를 이용한 생체 잔류성 및 침투성 평가
- MTT assay를 이용한 생체 면역반응 평가
다. 3년차 (2009년)
○ 초고압 추출물들의 HPLC 분석을 통한 유용 물질의 용출 종류 및 정도의 비교와 검증실시
- 복분자에서 caffeic acid, taxifolin, catecrnn 등의 용출 정도 분석
- 마황에서 norephedrin, norpseudoephedrin, ephedrin 등의 용출 정도 비교 및 검증
○ 분획, TLC, HPLC, NMR 등을 통한 초고압 수출물에서의 유용물질 분리 및 유용물질의 가능성 소재화 검증
- 복분자, 마황, 당귀 추출물을 chloroform, butanol, ethyl acetate, hexane 등으로 각각 분리 분획 실시 후 유용물질의 분리
- p53, Bc1-2 등의 단백질 발현 정도의 비교와 평가
○ 특용 작물들 안정적 추출이 가능한 조건의 확립 및 최적화
- 제안 추출 공정에 따른 천연물의 분리 수율 비교를 통한 최적 조건 확립
○ 천연추출물을 함유한 나노 입자의 대량생산공정 확립
- 더블 에멀젼 테크닉을 이용한 나노캡슐의 대량생산 공정 평가
- Hot melt homogenization을 이용한 나노캡슐의 제조 방법의 평가
○ 수용성 추출물의 나노입자를 이용한 기능성 제품 적용 가능성 평가
- 에탄올, pH, 담즙산염, 피부침투, 시간 등의 변수에서 수용성 추출물 나노입자의 안정적인 조건 탐색
라. 4년차 (2010년)
○ 제안된 공정으로부터 분리된 단라 물질의 활성 실험
- 제안 공정으로부터 단리 물질의 효과적인 분리 분획 방법 확립 및 수율 측정
- In vitro를 통한 활성 검증 : 항암, 면역 및 피부 항노화 효과 측정
- In vitro를 통한 활성 검증 : 마우스 복수암, 고형암에 대한 항암 효과 측정
○ 대상 활성들의 안정적 유지가 가능한 시제품 생산 공정 확립 및 각 추출물들의 맛, color 등을 고려한 제품성 향상 실험
- Rheo-meter를 사용한 제형의 물성 측정
- 패널 테스트 및 흡광도 측정을 통한 시제품의 관능 평가
○ 나노재형이 적용된 향장제품의 보관안정성 (shelf test) 평가
- 총 12주에 걸쳐 다른 온도에서 나노 향장제품의 보관 안정성 평가
○ 삭약청에 고시된 기능성 제품의 개별 인증을 위한 기초 자료 도출
- 마우스 항체생성능 (IgG) 측정, 장기무게 측정 등
○ 전문기관을 통한 기능성 화장품의 효능 간이 임상평가 실시
- 화장품의 기능성 평가를 위해 1차 피부자극실험 및 주름 개선능 간이 임상 평가
2. 연구 개발의 추진 전략 및 방법
가. 연구 개발의 추진 체계
□ Technology Flow Diagram

Abstract ▼

○ The extraction yields from HPE15 were 17.3%, 10.9% and 24.3%, compared to 10.8%, 8.4% and 17.9% from the conventional process with water at 60·C.
○ In addition, the HPE15 showed a higher immune activation of human B cell (>20%) and NK cell (>15%) growth as well as the secretion of cytokines, IL

○ The extraction yields from HPE15 were 17.3%, 10.9% and 24.3%, compared to 10.8%, 8.4% and 17.9% from the conventional process with water at 60·C.
○ In addition, the HPE15 showed a higher immune activation of human B cell (>20%) and NK cell (>15%) growth as well as the secretion of cytokines, IL-6 (>10%) and TNF-a
(> 12%), and NO- (>20%) from macrophages than HPE5 and NE100.
○ It was concluded that the high pressure processing effectively destroyed the cell membrane and allowed the solvents to easily penetrate into the cytoplasm, which can result in the release of more immuno-modulatory active components with less heat damages.
Moreover, nano-particles containing HPE15 showed the highest free radical scavengering activity (up to 90%) at a concentration of 500 fig/me, compared to extracts obtained from conventional processes.
○ In addition, a strong inhibition effect on melanin production by Clone M -3 cells (up to 50%) was observed for each HPE15 nano-particle.
○ A high inhibitory potency on tyrosinase was also observed (up to 150%) sample containing 1 mg/㎖ of the extract. The nano-particles were made of edible materials L-a-phosphatidylcholine (lecithin), gelatine and chitosan.
○ The size of the nano-particles was measured by DLS (Dynamic Light Scattering). 80% of the nanoparticles, which were characterized by dynamic light scattering and electron microscopy, had a diameter of less than 300 nm.
○ A spray dryer, microfluidizer and sonicator were used to investigate the properties of the nano-particles. When the nano-particles containing the extracts were in the size range of 100 ~ 300 nm by sonication, the penetration ratio increased on mouse skin.
○ When the energy of the sonicator was stronger, the size of nanoparticles was below 100 nm. However, if the energy of the sonicator was weaker, then the size of the nanoparticles was larger. Absorption of the nanoparticles on mouse skin was clearly observed by confocal microscopy, where the green color of the FITe dye was distinctly observed.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...5
• SUMMARY...28
• CONTENTS...32
• 목차...40
• 제 1 장 서 론...49
• 제 1 절 연구 개발의 목적...51
• 제 2 절 연구 개발의 필요성...53
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황...57
• 제 1 절 국내.외 기술개발 현황...59
• 제 2 절 필요 연구 분야...74
• 제 3 장 연구개발 수행방법 몇 결과...77
• 제 1 절 면역 및 항노화 활성 증진이 가능한 복합 추출 공정 확립 및 기능성 제품 개발...79
• 1. 연구 개요...79
• 2. 연구 목표 및 내용...80
• 3. 연구 방법...81
• 가. 시료의 제조...81
• (1) 공시원료...81
• (2) 극한 추출 공정...81
• 나. 공정별 복분자, 마황, 당귀 추출물의 생리활성 평가 및 최적 초고압 추출 조건 확립...82
• (1) 세포독성 및 항암 활성 측정...82
• (2) 면역 세포 생육도 측정...82
• (3) Cytokine 분비량 측정...83
• (4) NK cell을 이용한 면역 활성 측정...83
• (5) 최적 초고압 추출 조건 확립...83
• 다. 최적 초고압 추출 조건 에 따른 항노화 활성 평가...83
• (1) 조직병리학적 콜라겐섬유 및 엘라스틴 섬유의 평가...83
• (2) PGE2 생성량 측정...84
• (3) Hyaluronidase 활성 저해 효과...84
• (4) Tyrosinase 저해 활성 효과...85
• (5) 세포독성 측정 SRB assay...85
• (6) MTT assay에 의한 세포 활성 평가...86
• (7) DPPH radical 소가 활성법에 의한 항산화 효과 평가...86
• (8) 대식세포에서의 nitric oxide 생성능 측정...87
• (9) Melanogenesis inhibition assay...87
• 라. 복분자, 마황, 당귀의 분리 분획 공정...88
• (1) 분획물의 TLC 분석...94
• (2) 분획물의 HPLC 분석...94
• (3) 단리물질의 구조 동정...95
• 마. 특용 작물틀의 안정적 추출이 가능한 최적 조건의 확립...96
• 바. 제안된 공정으로부터 분리된 단리 물질의 활성 실험...96
• (1) 분획물 및 단리물질의 ln vitro를 통한 활성 검증...96
• (가) DPPH radical 소거 활성법에 의한 항산화 효과 평가...96
• (나) MTT assay에 의한 생세포 생육도 평가...96
• (다) 분획물의 Bcl-2 유전자 발현...97
• (라) 분획물의 p53 항암 유전자 발현...97
• (마) 항암 활성 측정...98
• (바) 피부 항노화 활성...98
• (사) 정상세포독성측정...99
• (아) 면역세포 생육도 측정...99
• (자) NK cell 생육도 측정...99
• (차) Nitric oxide 생성능 측정...100
• (2) 고농축물로부터 분리한 물질의 In vivo 유용 생리 활성 검증...100
• (가) 나노입자의 안전성 입증 및 제품화 기초 연구 자료 확보...100
• (나) In vivo 세포 노화억제 시험...100
• (다) In vivo를 통한 마우스 항암 활성 검증...101
• (라) 항스트레스 측정...101
• 4. 연구 결과...103
• 가. 공정별 복분자, 마황, 당귀 추출물의 생리활성평가 및 최적 초고압 추출 조건...103
• (1) 세포독성 및 항암 활성 측정...105
• (2) 면역 세포 생육도 측정...115
• (3) Cytokine 분비량 측정...121
• (4) NK cell을 이용한 면역 활성 측정...122
• (5) 최적 초고압 추출 조건 확립...128
• 나. 최적 초고압 추출 조건에 따른 항노화 활성 평가...137
• (1) 조직병리학적 콜라겐섬유 및 엘라스틴 섬유의 평가...137
• (2) PGE2 생성량 측정...138
• (3) Hyaluronidase 활성 저해 효과...140
• (4) Tyrosinase 저해 활성 효과...141
• (5) 세포독성 측정 SRB assay...145
• (6) MTT assay에 의한 세포 활성 평가...149
• (7) DPPH radical 소가 활성법에 의한 항산화 효과 평가...153
• (8) 대식세포에서의 nitric oxide 생성능 측정...154
• (9) Melanogenesis inhibition assay...155
• 다. 복분자, 마황, 당귀의 분리 분획 공정...156
• (1) 분획물의 TLC 분석...156
• (2) 분획물의 HPLC 분석...160
• (3) 단리물질의 구조 동정...167
• 라. 특용 작물들의 안정적 추출이 가능한 최적 조건의 확립...185
• 마. 제안된 공정으로부터 분리된 단리 물질의 활성 실험...187
• (1) 분획물 및 단리물질의 In vitro를 통한 활성 검증...187
• (가) DPPH radical 소거 활성법에 의한 항산화 효과 평가...187
• (나) MTT assay에 의한 생세포 생육도 평가...190
• (다) 분획물의 Bcl-2 유전자 발현...193
• (라) 분획물의 p53 항암 유전자 발현...195
• (마) 분리 수율...197
• (바) 항암 활성 측정...199
• (사) 피부 항노화 활성...222
• (아) 정상세포독성측정...224
• (자) 면역세포 생육도 측정...226
• (차) NK cell 생육도 측정...230
• (카) Nitric oxide 생성능 측정...234
• (2) 고농축물로부터 분리한 물질의 In vivo 유용 생리 활성 검증...238
• (가) 나노입자의 안전성 입증 및 제품화 기초 연구 자료 확보...238
• (나) In vivo 세포 노화억제 시험...239
• (다) In vivo를 통한 마우스 항암 활성 검증...241
• (라) 항스트레스 측정...246
• 5. 제 1 세부 파제 연구 결론...252
• 제 2 절 제품성 향상을 위한 수용성 추출물의 나노 입자화 공정 개발...258
• 1. 연구 개요...258
• 2. 연구 목표 및 내용...258
• 3. 연구 방법...259
• 가. 시료의 제조...259
• (1) 일반적인 나노입자의 제조 방법...259
• (가) 유화 용매 증발법...259
• (나) Double emulsion 법...260
• (다) Complex coacervation 법...260
• (라) In-situ polymerization...260
• (마) Nanoprecipitation 법...260
• (바) Interfacial deposition 법...260
• (사) Reversible Salting Out 법...261
• (아) 유화법을 이용한 Solid lipid nanoparticle 제조...261
• (자) 유기용매 증발법을 이용한 Solid lipid nanoparticle 제조...261
• (2) 유효성분을 포함한 나노입자의 제조 및 공정개발...261
• 나. 제조된 나노입자의 특성화...262
• (1) 나노입자의 확인...262
• (2) Dynamic light scattering (DLS)...262
• (3) 나노입자의 SLS 농도에 대한 안정성 평가...262
• (4) 나노입자의 피부투과성 측정...263
• 다. 나노 제형화 된 천연추출물의 안전성 및 활성 평가...263
• (1) 경피흡수성 평가...263
• (2) 피부 잔류성 평가...264
• (3) 수용성 나노입자의 균일화...265
• (4) 나노업자 형성 수율 증진 공정 확립...266
• (5) MMP-1 저해활성 측정...267
• (6) MTT assay에 의한 세포 활성 평가...268
• (7) 경시안정성 평가...268
• 라. 천연추출물을 함유한 나노 입자의 대량생산공정 확립...269
• (1) 제 1 유화공정...269
• (2) 제 2 유화공정...269
• (3) 증발 또는 건조공정...270
• 마. Microfludizer를 이용한 균질화 공정...270
• (1) 제 1공정 (pre-homogenization)...270
• (2) 제 2공정 (hot melt homogenization)...270
• (3) 건조공정...270
• 바. 수용성 추출물 나노입자를 이용한 기능성 제품 적용 가능성 평가...271
• (1) 기능성 향장제품...271
• (2) 나노입자의 shelf stability 측정...271
• (3) 나노입자의 침투특성 평가...271
• (4) 온도에 따른 방출특성 평가...271
• (5) In vitro 상에서의 생체 내 나노입자 안정성 측정...272
• (6) pH에 따른 나노입자의 방출 특성 평가...272
• 4. 연구 결과...273
• 가. 시료의 제조...273
• (1) 일반적인 나노입자의 제조 방법...273
• (2) 유효성분을 포집한 나노입자의 제조, 및 공정개발...274
• 나. 제조된 나노입자의 특성화...283
• (1) 나노입자의 확인...283
• (2) Dynamic light scattering (DLS)...285
• (3) 나노입자의 SLS농도에 대한 안정성 평가...286
• (4) 나노입자의 피부투과성 측정...290
• 다. 나노 제형화 된 천연추출물의 안전성 및 활성 평가...291
• (1) 정피흡수성 평가...291
• (2) 피부 잔류성 평가...293
• (3) 수용성 나노입자의 균일화...294
• (4) 나노입자 형성 수율 증진 공정 확립...296
• (5) MMP-l 저해활성 측정...299
• (6) MTT assay에 의한 세포 활성 평가...300
• (7) 경시안정성 평가...303
• 라. 천연추출물을 함유한 나노 입자의 대량생산공정 확립...304
• 마. Microf1udizer를 이용한 균질화 공정...306
• 바. 수용성 추출물 나노입자를 이용한 기능성 제품 적용 가능성 평가...306
• (1) 기능성 향장제품...306
• (2) 나노입자의 shelf stability 측정...308
• (3) 나노입자의 침투특성 평가...311
• (4) 온도에 따른 방출특성 평가...313
• (5) In vitro 상에서의 생체 내 나노입자 안정성 측정...316
• (6) pH에 따른 나노입자의 방출 특성 평가...318
• 5. 제 2 세부 과제 연구 결론...320
• 제 3 절 기능성 시제품의 개발 및 효능 평가 : 기능성 식품과 화장품의 개발 및 활성 평가...324
• 1. 대상 활성 나노 입자의 안정적 유지가 가능한 시제품 생산 공정 확립...324
• 가. 시제품의 생산 공정...324
• 나. 시제품의 관능 평가...335
• 다. 각 추출물들의 맛, color 등을 고려한 제품성 향상 실험...341
• 2. 식약청에 고시된 기능성 식품의 개별 인증을 위한 기초 자료 도출...352
• 3. 천연 추출물 나노 제형이 적용된 향장제품의 개발...360
• 가. 제품 개발을 위한 컨셉 결정...360
• 나. 천연추출물 나노제형이 적용된 기능성 향장제품의 제조 ...361
• 다. 나노제형이 적용된 향장제품의 보관안정성 (shelf test) 평가...366
• 4. 전문기관을 통한 기능성 화장품의 효능 간이 임상평가 실시...378
• 5. 연구 결론...397
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...400
• 제 1 절 연구개발목표 대비 달성도...401
• 제 2 절 정량적 성과...402
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...403
• 제 1 절 기술적, 경제.산업적 기대성과...405
• 제 2 절 기업화 추진 방안...407
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...408
• 제 7 장 기타 중요 변동사항...409
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 장비 현황...410
• 제 9 장 참고문헌...411