초록 ▼

1. 최종목표
프로폴리스의 활성물질인 폴리페놀의 강화 및 Encapsulation 을 통한 수용화 및 생체 이용율 증대를 목표로 함.
● 아임계, 초임계 및 초고압 신 공정을 도입하여 추출 수율 향상
● 한외여과, 나노여과를 도입하여 활성 성분인 폴리페놀 강화
● Encapsulation 을 통한 소재의 이용성 확대
2. 개발내용 및 결과
● 프로폴리스의 추출 공정 개선
프로폴리스 추출공정 비교 시 수율, 활성성분의 함량은 효소적 처리 후 추출이 가장 높았다.
원물 대비 DPPH, ABTS

1. 최종목표
프로폴리스의 활성물질인 폴리페놀의 강화 및 Encapsulation 을 통한 수용화 및 생체 이용율 증대를 목표로 함.
● 아임계, 초임계 및 초고압 신 공정을 도입하여 추출 수율 향상
● 한외여과, 나노여과를 도입하여 활성 성분인 폴리페놀 강화
● Encapsulation 을 통한 소재의 이용성 확대
2. 개발내용 및 결과
● 프로폴리스의 추출 공정 개선
프로폴리스 추출공정 비교 시 수율, 활성성분의 함량은 효소적 처리 후 추출이 가장 높았다.
원물 대비 DPPH, ABTS 라디칼소거능은 초임계 추출물이 가장 높았다.
초임계, 아임계 추출물의 경우 추출 수율과 polyphenol 함량이 낮았다.
● 프로폴리스의 활성 성분인 폴리페놀 강화: 한외여과, 나노여과를 통한 폴리페놀 성분 강화. 한외여과 공정 도입에 따른 활성성분이 32.3%증가하였으며, 프로폴리스의 지방제거율이 27.8% 증가
● 추출율 및 폴리페놀 성분이 강화된 프로폴리스의 활성 측정 및 활성 성분 분석
Lipase OF, Lipozyme TL IM 처리 시 FRAP 에 대한 값은 각각 (0.56, 0.52 mmmol/g) 로 기존 추출공정(0.48 mmol/g)보다 높은 활성을 보임.
Lipozyme TL IM 처리시 피부 유해균인 Propionibacterium acnes 에 대한 MIC 값은 2.5 mg/mL 이고 Staphylococcus epidermidis 에 대한 MIC 값은 12.2 mg/m 으로 기존 추출 공정보다 높은 활성을 보임.
● Cyclodextrin 에 의한 프로폴리스 추출물의 Encapsulation γ-Cyclodextrin, 온도: 50℃, 용매: 60% ethanol, Homogenization for 30 min and Sonication for 4 hrs Core material : Wall materials = (PE: CD=2:3)
● Encapsulation 소재 특성 평가
Encapsulation yield: 22.06%
Tm: 138.25℃
수분함유량: 8.3 g/100 g
Zeta potential in DW: -60.73 mV
● 제품 개발: 항균 활성 및 항산화 활성을 이용한 먹고 바르는 Beauty food 제품 개발
알콜 추출물에서 지용성 물질 제거: lipase(esterase)를 이용하여 추출물내에 함유된 지방의 esterification 을 통해 침전화. 침전으로 지용성 물질이 제거됨에 따라 활성의 변화 없이 이용성 증대
lipase 중 Lipozyme TL IM 처리는 지용성 물질의 저감화와 더불어 ABTS 라디칼 소거능은 control 과 동일, FRAP 는 control 보다 다소 우수함. 또는 항균활성의 지표인 MIC 값(낮을수록 높은 항균력)은 control 보다 낮으므로 높은 항균력 보유.
활성평가(propolis 활성평가는 항산화 및 항균활성으로 비교. 효소 처리전(control)과 동일 또는 이보다 높은 경우 바람직): Lipozyme TL IM 은 control 과 유사하거나 높은 항산화활성(ABTS IC50- 낮을수록 유리)은 유사하나 FRAP(높을수록 유리)는 다소 높음. 항균활성은 MIC 값으로 평가하며 낮을수록 항균활성이 우수, TL IM 은 control 보다 우수
Lipozyme TL IM 은 control 보다 다소 높거나 같은 flavonoids 함량을 보임. 특히 p-Coumaric acid, Kaempferide, Artepillin C 가 control 에 비하여 높으며 이것으로 인해 다소 우세한 활성을 보이는 듯 함.
3. 사업성과
● 기술적 성과
Lipase 활용에 의한 지용성 물질 제거 기술 확보: lipase 는 esterase 및 esterification 활성을 모두 가지고 있다. 따라서 목적에 따라 지방 분해 또는 지방의 합성에 활용이 가능함. Lipozyme TL IM 처리는 지방의 합성을 진행하여 침전으로 제거되는 효과를 얻었을 뿐만 아니라 항균활성이 증가되었다.
추출공정의 다양화: 목적물질 추출에 다양한 추출방법 활용 기술 습득, 아임계, 초음파추출 및 초고압 추출 등 다양한 추출공정의 도입을 실행함으로 향후 추출에 대한 다양한 적용성 확대.
Encapsulation 기술 확보: 불용성 물질의 분산성 증대 또는 수용화 기술로 각광받고 있는 encapsulation 기술을 CD 를 활용하여 진행함에 따라 향후 다양한 소재에 적용이 가능함.
● 경제적 성과
프로폴리스 추출에 대한 새로운 기술을 도입함에 따라 다양한 제품 개발이 가능하며, 이는 곧 수요 증대 및 생산성 향상으로 농가 소득 증대 및 관련 산업 발전.
인지도가 높은 소재를 활용함에 따라 새로운 시장인 Beauty food 시장 형성 및 차별화가 가능함에 따라 매출 증대 효과를 기대할 수 있다.
프로폴리스 원료물질은 국내에서 생산되고 있음에도 불구하고 대부분 수입에 의존하고 있다. 원재료의 80% 정도를 수입에 의존함으로써 점차 국내원료시장이 축소되는 실정이다. 차별화된 기술로 생산된 국내 소재를 개발함에 따라 원료 수급의 안정과 수입 대체 효과를 기대할 수 있음.
● 사회적 성과(일자리 창출 등)
프로폴리스는 세균 감염치료제로서 기원전 300 년전부터 민간 치료제로 이용되어 왔으므로 표준화, 활성성분 강화로 인한 대체요법의 소재임. 따라서 다양한 질병의 예방이나 치료가 기대되어 국민 건강증진에 이바지가 가능함.
현재 프로폴리스는 자연 항생 물질로 항균, 항산화 활성을 대표로 하여 살균, 항염증, 항알레르기, 생체면역 강화작용, 면역력 활성화, 세포 활성화, 세포재생, 피부병, 화상 등에 효과가 알려져 있으며 그 외에 항암 작용, 항암제 부작용 경감작용으로 인해 간보호 기능, 과산화반응 억제, 구강악취 제거 등의 다양한 생리 활성이 보고되고 있다. 이러한 활성의 강화는 국민생활의 건전성 유지에 도움이 될 것이다.
4. 기술개발결과 활용계획
본 과제 수행 후의 제품 생산 공정은 크게 추출, 여과, Encapsulation 공정 및 Beauty food 제품 생산으로 구분됨. 따라서 이러한 공정이 가능한 업체를 통하여 생산
● 추출 공정은 기존의 공정과는 달리 고온·고압의 설비가 필요하므로 이러한 설비 보유 업체에 임가공 실시
● 제형화를 위한 제형라인과 포장 라인을 이용하여 제품화
● 소재화된 원료를 이용하여 화장품 생산,
● GMP 설비 갖춘 업체 또는 HACCP 인증기관에서 제품 생산 추진
● 독자적인 품질관리
개발 제품을 OEM 을 통해 양산할 경우에도 품질 관리는 참여 기업이
독자적으로 수행할 예정임
프로폴리스의 폴리페놀 성분인 chrysin/galangin 을 지표 성분으로 공정 및 제품관리할 예정임
5. 기술개발자료의 보안관리
● 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
● 연구개발의 기술임치 및 특허 출원　등록 실적
- 프로폴리스로부터 왁스의 제거 및 저감 방법, 특허출원(10-2013-0067388, 2013.06.12)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 개발결과의견서 ... 2
• 최종 보고 요약서 ... 9
• 본문 ... 14
• 제 1 장. 서 론 ... 16
• 제 1 절. 프로폴리스의 추출, 여과 공정 개선 및 사이클로 덱스트린을 이용한 캡슐화 공정 개발 ... 16
• 제 2 절. 프로폴리스의 항균, 항산화 활성을 이용한 Beauty food 개발 ... 20
• 제 2 장. 과제개발 내용 및 방법 ... 23
• 제 1 절. In vitro ... 23
• 1.1. 실험재료 ... 23
• 1.2. 추출 공정 ... 23
• 1.2.1. 용매 별 추출 ... 23
• 1.2.2. 초임계 CO2 추출 및 아임계수 추출 ... 24
• 1.2.3. 알칼리 추출 ... 24
• 1.2.4. 프로폴리스 알코올 추출물의 효소 처리 ... 24
• 1.2.5. 효소적 처리를 동반한 초고압 추출 ... 24
• 1.2.6. 효소처리 추출물의 한외 여과 ... 25
• 1.2.7. 사이클로덱스트린을 이용한 프로폴리스의 캡슐화 ... 25
• 1.3. 프로폴리스 추출물의 화학적 성분 분석 ... 25
• 1.4. 프로폴리스 추출물의 생리 활성 분석 ... 27
• 1.5. 사이클로 덱스트린을 이용한 프로폴리스 캡슐화 특성 분석 ... 29
• 제 2 절. In vivo ... 31
• 2.1. 프로폴리스 화장품 특성 분석 ... 31
• 2.1.1. 프로폴리스 화장품의 안정성 실험 ... 31
• 2.1.2. 프로폴리스 화장품의 피부 흡수율 실험 ... 32
• 2.2. 프로폴리스 효소처리 알코올 추출물의 피부 안전성 실험 ... 33
• 2.3. Hairless mouse 를 이용한 프로폴리스 추출물의 광노화 방지 효과 ... 37
• 제 3 절. 통계 처리 ... 42
• 제 3 장. 과제 개발 결과 및 사업 성과 ... 43
• 제 1 절. In vitro ... 43
• 1.1. 용매 별 추출 ... 43
• 1.2. 초임계 CO2 추출 및 아임계수 추출 ... 45
• 1.3. 알칼리 추출 ... 49
• 1.4. 프로폴리스 알코올 추출물의 효소 처리 ... 54
• 1.5. 프로폴리스 효소적 처리를 동반한 초고압 추출 ... 65
• 1.6. 프로폴리스 효소처리 추출물의 한외 여과 ... 67
• 1.7. 사이클로 덱스트린을 이용한 프로폴리스 추출물의 캡슐화 분석 ... 76
• 제 2 절. In vivo ... 85
• 2.1. 프로폴리스 화장품의 특성 분석 ... 85
• 2.1.1. 프로폴리스 화장품의 안정성 실험 ... 85
• 2.1.2. 프로폴리스 화장품의 피부 흡수율 실험 ... 87
• 2.2. 프로폴리스 효소처리 알코올 추출물의 피부 안전성 실험 ... 88
• 2.3. Hairless mouse 를 이용한 프로폴리스의 광 노화 방지 효과 ... 94
• 제 3 절. 사업 성과 ... 123
• 3.1. 기술적 성과 ... 123
• 3.2. 경제적 성과 ... 123
• 3.3. 사회적 성과 ... 124
• 제 4 장. 결 론 ... 125
• 제 1 절. 개별적 과제 평가 ... 125
• 제 2 절. 총 과제 평가 및 향후 계획 ... 129
• 제 5 장. 참고 문헌 ... 130
• 끝페이지 ... 131