초록 ▼

1. 연구개발 목표 및 내용
1) 최종목표 및 내용
※ 국내 자생 식물로부터 바이오컨버전 기술을 이용한 천연 화장품 소재 개발
□ 최종 목표
국내산 천연 식물성오일을 발굴하여 이를 원료로 바이오컨버젼기법 (Bioconversion technology)을 이용 천연화장품소재를 개발하는 것이 본 연구과제의 최종 목표임.

(1세부) 국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발
(2세부) 국내산 천연오일을 이용한 저분자 바이오컨버젼오일 기술개발 및 양산화
(3세

1. 연구개발 목표 및 내용
1) 최종목표 및 내용
※ 국내 자생 식물로부터 바이오컨버전 기술을 이용한 천연 화장품 소재 개발
□ 최종 목표
국내산 천연 식물성오일을 발굴하여 이를 원료로 바이오컨버젼기법 (Bioconversion technology)을 이용 천연화장품소재를 개발하는 것이 본 연구과제의 최종 목표임.

(1세부) 국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발
(2세부) 국내산 천연오일을 이용한 저분자 바이오컨버젼오일 기술개발 및 양산화
(3세부) 국내산 천연오일을 원료로 에틸헥실 바이오컨버전 오일 생산 기술개발

□ 전체 내용
1차년도 : 국내산 천연오일 생산 및 이를 이용한 바이오컨버전 오일 생산 기술 개발

(1세부과제) 연구개발 내용
● 국내자생식물 업사이클링 소재확보
- 유자씨,동백씨,호박씨
● 천연오일 (유자씨유, 동백씨유, 호박씨유) 생산기술 최적화
- 추출방법 최적화: 압착법, 엑스펠라법
- 정제방법의 최적화: 탈색, 탈취
- 시료오일 품질조사: 과산화물가, 산가 등
● 바이오컨버전 오일 기술 개발용 천연 오일 공급


(2세부과제) 연구개발 내용
● 사용원료의 항상성 확보를 위한 원료별 품질 및 보관조건 확립
● 회분식 반응기에서 저분자 바이오컨버젼오일 생산을 위한 원료별 효소적 에스테르 반응 최적화 (천연오일 1세부에서 공급)
(3세부과제) 연구개발 내용
● 에틸헥실 지방산 에스터 합성을 위한 고정화 효소 제조 및 활성도 조사
● 자체 제조된 고정화 효소와 상업용 효소들을 대상으로 효소선별
● 회분식 반응시스템에서 에틸헥실 바이오컨버전 오일 생산을 위한 오일별 반응조건 최적화
(천연오일 1세부에서 공급)
● 바이오컨버전 오일 성분 분석

2차년도 : 천연오일 및 바이오컨버전오일 생산 및 피부 효능 평가

(1세부과제) 연구내용
● 천연 및 바이오컨버전 오일의 피부 사용감 평가
● 천연 및 바이오컨버전 오일의 세포 효능 평가
● 천연 및 바이오컨버전 오일의 피부 1차 자극테스트
● 천연및 바이오컨버전 오일의 인체피부효능평가(보습,주름)
● COSMOS인증(2건)확보
● ICID 성분등록


(2세부과제) 연구내용
● Pilot scale 연속식 반응 시스템로부터 자체 고정화 효소를 이용 바이오컨버전 오일 생산성 확인
● 바이오컨버전 오일의 품질 규격 확립
(3세부과제) 연구내용
● 실험실 규모의 연속식 반응 시스템 구축 및 효율성 조사
● 연속식 반응시스템에서 에틸헥실 바이오컨버전 오일 반응 조건 최적화

3차년도 : 천연 및 바이오컨버전 오일 대량 생산 체계 구축 및 화장품 제형화

(1세부과제) 연구내용
● 천연 및 바이오컨버전 오일 제형의 피부 사용감 평가
● 천연 및 바이오컨버전 오일 제형의 안정성 평가
● 제형의 피부 1차 자극 테스트
● 제형의 인체피부효능평가(보습,주름)
● 화장품원료(ICID)등록(1건)
● 시제품 규격 설정 및 제품 양산
● 제품 홍보 및 국내 유통

(2세부과제) 연구내용
● 연속식 대형 효소컬럼(3톤/컬럼)을 이용한 저분자 바이오컨버전 오일 생산
● 연속식 대형 효소컬럼(3톤/컬럼)을 이용한 에틸헥실 바이오컨버전 오일 생산

(2세부와 3세부의 협동연구)
● 대량 생산 저분자 바이오컨버전 오일의 품질 규격 확립
● 시제품의 물성 개선 및 보완(1세부, 2세부 협동)

(3세부과제) 연구내용
● 에틸헥실 바이오컨버전 오일의 정제조건(탈색, 탈취 정제) 최적화
● 대량 생산 에틸헥실 바이오컨버전 오일의 품질 규격 확립 (2세부와 3세부의 협동연구)
● 최적화 조건에서 생산된 정제 bioconversion 합성물들 (에틸헥실 지방산 에스터)을 1세부와 2세부에 제공하여 1세부에서는 피부효능평가, 안정성등 조사를 2세부에서는 품질규격 확립에 대하여 협업

※ (연구개발과제1) 국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발
□ 최종 목표
국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발

국내산 천연 식물성오일을 발굴하여 이를 원료로 바이오컨버젼기법 (Bioconversion technology)을 이용 천연화장품소재를 개발하는 것이 본 연구과제의 최종 목표임.

□ 전체 내용
(1차년도): 국내 자생식물 종자로부터 천연오일 생산

● 국내자생식물 업사이클링 소재확보
- 유자씨,동백씨,호박씨
● 천연오일 (유자씨유, 동백씨유, 호박씨유) 생산기술 최적화
- 추출방법 최적화: 압착법, 엑스펠라법
- 정제방법의 최적화: 탈색, 탈취
- 시료오일 품질조사: 과산화물가, 산가 등
● 바이오컨버전 오일 기술 개발용 천연 오일 공급

(2차년도): 천연 및 바이오컨버전 오일 피부효능 평가 및 제형화

● 천연 및 바이오컨버전 오일의 피부 사용감 평가
● 천연 및 바이오컨버전 오일의 세포 효능 평가
● 천연 및 바이오컨버전 오일의 피부 1차 자극테스트
● 천연및 바이오컨버전 오일의 인체피부효능평가(보습,주름)
● COSMOS인증(2건)확보
● ICID 성분등록

(1세부과제): 천연 및 바이오컨버전 오일 피부 평가 및 화장품 소재 개발

● 천연 및 바이오컨버전 오일 제형의 피부 사용감 평가
● 천연 및 바이오컨버전 오일 제형의 안정성 평가
● 제형의 피부 1차 자극 테스트
● 제형의 인체피부효능평가(보습,주름)
● 화장품원료(ICID)등록(1건)
● 시제품 규격 설정 및 제품 양산
● 제품 홍보 및 국내 유통

2) 단계별 목표 및 내용
<1단계>
※ 국내 자생 식물로부터 바이오컨버전 기술을 이용한 천연 화장품 소재 개발
□ 최종 목표
국내식물종자 원료인프라를 확립하고 천연오일 생산기술을 개발 및 공정 최적화를 정립하였음. 바이오컨버전 오일 공정을 위한 천연오일 공급하였음. 천연오일원료 표준화하고 저분자바이오 컨버전 오일 생산 및 정제 공정최적화를 회분식 시스템으로 구축하였음. 에틸헥실바이오 컨버전 오일생산을 위한 고정정화 효소 제조 및 활성도를 확인하고 고정화 효소시스템의 적용할 효소를 선별하였음. 바이오컨버젼 오일 성분 표준분석법을 구축하였음. 천연오일과 바이오컨버전 오일의 피부사용감 및 세포 효능 평가를 통해 원료로서의 효능평가를 임상시험을 통해 진행하였으며, COSMOS 인증 2건, INCI등록 1건의 성과를 달성하였음. Pilot Scale 생산을 통해 생산신뢰성을 확보하고 품질규격을 확립하고자 하였음. 소재별 보관안정성 평가를 실시하고 연속식 반응시스템구축 및 연속식 반응 시스템 바이오컨버전 반응 최적화를 목표로 함

□ 전체 내용
버려지는 업사이클링 국내자생식물확보, 국내 자생식물오일 생산체계 최적화를 진행 하였음. 천연오일의 탈색, 탈취 정제 최적화를 통해 원료를 표준화실시. 회분석 반응기에서 효소적 반응을 최적화하고 반응오일의 정제 조건 최적화 시험을 수행함. 효소 선별과 고정화 효소는 생산 조건 최적화, 회분식 반응시스템에서 바이오컨버전 반응 최적화 공정연구를 수행함. 업사이클링 유자오일 추출공정은 표준화하는 가운데 알레전 이슈사항이 있었으니 알러젠 제거 공정을 추가로 확립하였음. 바이어컨버전 오일의 품질이슈 사항에 따라 이를 보완하고 신규한 물성을 ㅈ안하는 연구개발을 이어서 진행하게 되었음.

※ (연구개발과제1) 국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발
□ 최종 목표
국내식물종자 원료인프라를 확립하고 천연오일 생산기술을 개발 및 공정 최적화를 정립하였음. 바이오컨버전 오일 공정을 위한 천연오일 공급하였음. 천연오일원료 표준화하고 저분자바이오 컨버전 오일 생산 및 정제 공정최적화를 회분식 시스템으로 구축하였음. 에틸헥실바이오 컨버전 오일생산을 위한 고정정화 효소 제조 및 활성도를 확인하고 고정화 효소시스템의 적용할 효소를 선별하였음. 바이오컨버젼 오일 성분 표준분석법을 구축하였음. 천연오일과 바이오컨버전 오일의 피부사용감 및 세포 효능 평가를 통해 원료로서의 효능평가를 임상시험을 통해 진행하였으며, COSMOS 인증 2건, INCI등록 1건의 성과를 달성하였음. Pilot Scale 생산을 통해 생산신뢰성을 확보하고 품질규격을 확립하고자 하였음. 소재별 보관안정성 평가를 실시하고 연속식 반응시스템구축 및 연속식 반응 시스템 바이오컨버전 반응 최적화를 목표로 함

□ 전체 내용
버려지는 업사이클링 국내자생식물확보, 국내 자생식물오일 생산체계 최적화를 진행 하였음. 천연오일의 탈색, 탈취 정제 최적화를 통해 원료를 표준화실시. 회분석 반응기에서 효소적 반응을 최적화하고 반응오일의 정제 조건 최적화 시험을 수행함. 효소 선별과 고정화 효소는 생산 조건 최적화, 회분식 반응시스템에서 바이오컨버전 반응 최적화 공정연구를 수행함. 업사이클링 유자오일 추출공정은 표준화하는 가운데 알레전 이슈사항이 있었으니 알러젠 제거 공정을 추가로 확립하였음. 바이어컨버전 오일의 품질이슈 사항에 따라 이를 보완하고 신규한 물성을 ㅈ안하는 연구개발을 이어서 진행하게 되었음.

<2단계>
※ 국내 자생 식물로부터 바이오컨버전 기술을 이용한 천연 화장품 소재 개발
□ 최종 목표
1단계에서 원료에 대한 생산플랫폼이 개발 되었다면, 2단계에서는 오일을 제형에 적용하여 임상시험진행을 통해 피부사용감과 임상효능 평가를 실시하고자 하였음. 제형 적용시 제형의 안정도를 확인하고 시제품 규격설정 및 제품 양산과 제품홍보 및 국내유통 진행하고자 함.
연속식 대형 효소칼럼(3톤) 공정을 통해 에틸헥실 바이오컨버전 양산 생산. 양산 진행을 통해 바이오컨버전 오일의 품질규격확립하고 제품 물성 개선을 보완하여 시제품 제작. 에틸헥실 바이오컨버전은 정제조건 최적화와 규격확립을 목표로 함.

□ 전체 내용
업사이클링 유자오일의 브리이트닝 임상시험을 추가하고, 오일의 사용량을 증대를 위해 오일고함량(40%) 리포좀 형태의 제품을 개발하여 임상시험을 진행함. 바이오컨버전 유자버터 원료를 추가로 개발하고 이의 임상효능 연구를 추가함. 바이오컨버전 에틸헥실유자오일을 적용한 제형을 개발하고 화장품제형의 임상시험을 수행함. 유기농인증제품에 적용가능한 유자오일을 적용하여 실제 효능이 좋은 데이타를 확보하였음. 임상연구는 안전성, 24시간 보습지속, 눈가주름개선 효능을 확인하였으며 세포에서 프로콜라겐 생성 및 필라그린 생성 등 탄력과 보습에 관한 인자를 확인하였음. 에틸헥실 바이오컨버전에 적용한 고정화 효소를 non-GMO 효소를 선별하여 최적화 공정을 수립하였으며, 에틸헥실유자의 경우 COSMOS 인증을 획득 하였음.

※ (연구개발과제1) 국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발
□ 최종 목표
1단계에서 원료에 대한 생산플랫폼이 개발 되었다면, 2단계에서는 오일을 제형에 적용하여 임상시험진행을 통해 피부사용감과 임상효능 평가를 실시하고자 하였음. 제형 적용시 제형의 안정도를 확인하고 시제품 규격설정 및 제품 양산과 제품홍보 및 국내유통 진행하고자 함.
연속식 대형 효소칼럼(3톤) 공정을 통해 에틸헥실 바이오컨버전 양산 생산. 양산 진행을 통해 바이오컨버전 오일의 품질규격확립하고 제품 물성 개선을 보완하여 시제품 제작. 에틸헥실 바이오컨버전은 정제조건 최적화와 규격확립을 목표로 함.

□ 전체 내용
업사이클링 유자오일의 브리이트닝 임상시험을 추가하고, 오일의 사용량을 증대를 위해 오일 고함량(40%) 리포좀 형태의 제품을 개발하여 임상시험을 진행함. 바이오컨버전 유자버터 원료를 추가로 개발하고 이의 임상효능 연구를 추가함. 바이오컨버전 에틸헥실유자오일을 적용한 제형을 개발하고 화장품제형의 임상시험을 수행함. 유기농인증제품에 적용가능한 유자오일을 적용하여 실제 효능이 좋은 데이타를 확보하였음. 임상연구는 안전성, 24시간 보습지속, 눈가주름개선 효능을 확인하였으며 세포에서 프로콜라겐 생성 및 필라그린 생성 등 탄력과 보습에 관한 인자를 확인하였음. 에틸헥실 바이오컨버전에 적용한 고정화 효소를 non-GMO 효소를 선별하여 최적화 공정을 수립하였으며, 에틸헥실유자의 경우 COSMOS 인증을 획득하였음.

3) 연구개발 성과 및 기대효과
※ 국내 자생 식물로부터 바이오컨버전 기술을 이용한 천연 화장품 소재 개발
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대효과
국내산 천연 식물성오일(유자씨유, 동백씨유, 호박씨유) 생산 및 바이오컨버젼 기법(Bioconversion technology) 이용 천연화장품 소재 개발
● COSMOS 인증(2건) 확보
● ICID 성분등록
● 연속식 반응시스템에서 에틸헥실 바이오컨버전 오일 반응 조건 최적화건)확보
● SCI(E)논문 2건
● 특허 출원 3건
● 특허 등록 1건
○ 코스모스와 천연화장품 시행에 따라 광물, 동물, 석유, 실리콘계 원료가 배제되고 가벼운 사용감을 내는 실리콘과 석유계 원료 대체 원료로 기존 에몰리언트(emollient)를 대체 제품으로 시장공략.
○ 화학적 유기용매를 사용하지 않고 자연친화적인(eco-firendly)인 방법으로 제조된 식물성 오일은 업사이클링(upcycling), 지속가능소재(sustainability), 환경적, 윤리적 책임 실천등 글로벌 트렌드를 반영하는 소재로 국내시장과 아울러 글로벌 시장에 진출
○ 천연 및 바이오컨버전 오일 제품은 원료가 국내 자생식물로부터 얻은 천연식물 오일로서 유전자원에 대한 접근 및 생물다양성협약 나고야의정에 구속받지 않음으로 수입에 의한 천연오일 제품군에 대한 수입방어와 수입대체효과로서 구현 가능함.
○ 화장품시장에서의 단순확장보다 클린라벨, 비건등의 다양한 소비자들을 고려한 ‘건강하고 착한’뷰티 시장으로 성장발전이 예상됨으로 이를 고려하면 본 연구결과에 의한 천연 및 바이오컨버전 오일은 한국시장을 넘어 선진국 시장에서 K뷰티 선전을 유지할것으로 전망됨.

천연 식물성오일 및 바이오컨버전오일의 기술 개발을 통해 연구개발결과와 화장품 시장에 다음과 같은 효과를 기대할 수 있음

○ 기술적 측면
1. 환경 및 윤리적인 측면에서의 화장품 소재의 개발
- 성분, 내용물 뿐만 아니라 포장재까지 확대되는 클린뷰티의 추세로 소비자와 화장품업계의 패러다임이 변화하고 현실에 적절한 화장품소재로서의 시장자리매김 실현
2. 천연화장품법에 따른 시장 변화 제품의 개발

○ 경제적 측면
1. 환경적 순환고리 및 고부가가치 발굴
2. 지속가능성 실현
3.“건강하고 착한”가치들이 중요시 되는 시장에서의 선점유

○ 경제적 측면
1. 유자씨오일/바이오컨버전 유자씨 오일의 경우, 유자차를 만들기 위해 껍질 및 과육을 얻고 난 후 폐기되는 유자씨를 가공하여 화장품 원료로 새로운 가치를 부여함으로써, 유자씨를 폐기하기 위한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 유자씨 오일을 제조하고 남은 유자씨 박은 농업에 사용할 수 있는 비료로 활용하는 지속가능개발을 실현할 수 있음.

2. 국내 최대 유자산지인 전남 고흥의 농가와 협업하여, 유자씨 폐기 비용을 감소할 뿐만 아니라, 유자씨에 대한 비용을 지불함으로써, 지역 농가 발전에도 기여할 수 있음.

○ 당사는 바이오컨버전 오일화 기술을 유자씨오일을 필두로 하여 궁극적으로는 팜오일 및 팜커널 오일에 적용하고 사용감을 개선하여 사용자의 사용 편의성을 높인다. 또한, 수입한 팜오일에 새로운 가치를 부여하여 다시 재수출함으로써 경제적인 부가 가치 실현.
○ 팜오일이 전세계적으로 가장 많이 사용되고 있고, 코스메틱이나 연료와 같은 산업적인 이용은 10% 정도이며 나머지는 식품에 사용됨

※ (연구개발과제1) 국내산 천연오일소재 생산플랫폼 개발 및 바이오컨버전 오일을 이용한 화장품 개발
□ 연구개발성과 활용계획 및 기대효과
1. 국내자생식물 3종(유자,동백,호박)
2. 탈색조건 : 일일 생산성 100kg 이상
3. 소재 안정성시험 : 6개월, KFDA
4. 소재 물성 및 Sensory평가 : 시중품 대비비교(내부평가 5종)
5. 화장품원료 인증(ICID) 2건
6. COSMOS인증 2건
7. 인체피부 자극테스트 및 효능평가 1건 (10개 소재제품)
○ 코스모스와 천연화장품 시행에 따라 광물, 동물, 석유, 실리콘계 원료가 배제되고 가벼운 사용감을 내는 실리콘과 석유계 원료 대체 원료로 기존 에몰리언트(emollient)를 대체 제품으로 시장공략.
○ 화학적 유기용매를 사용하지 않고 자연친화적인(eco-firendly)인 방법으로 제조된 식물성 오일은 업사이클링(upcycling), 지속가능소재(sustainability), 환경적, 윤리적 책임 실천등 글로벌 트렌드를 반영하는 소재로 국내시장과 아울러 글로벌 시장에 진출
○ 천연 및 바이오컨버전 오일 제품은 원료가 국내 자생식물로부터 얻은 천연식물 오일로서 유전자원에 대한 접근 및 생물다양성협약 나고야의정에 구속받지 않음으로 수입에 의한 천연오일 제품군에 대한 수입방어와 수입대체효과로서 구현 가능함.
○ 화장품시장에서의 단순확장보다 클린라벨, 비건등의 다양한 소비자들을 고려한 ‘건강하고 착한’뷰티 시장으로 성장발전이 예상됨으로 이를 고려하면 본 연구결과에 의한 천연 및 바이오컨버전 오일은 한국시장을 넘어 선진국 시장에서 K뷰티 선전을 유지할것으로 전망됨.

천연 식물성오일 및 바이오컨버전오일의 기술 개발을 통해 연구개발결과와 화장품 시장에 다음과 같은 효과를 기대할 수 있음

○ 기술적 측면
1. 환경 및 윤리적인 측면에서의 화장품 소재의 개발
- 성분, 내용물 뿐만 아니라 포장재까지 확대되는 클린뷰티의 추세로 소비자와 화장품업계의 패러다임이 변화하고 현실에 적절한 화장품소재로서의 시장자리매김 실현
2. 천연화장품법에 따른 시장 변화 제품의 개발

○ 경제적 측면
1. 환경적 순환고리 및 고부가가치 발굴
2. 지속가능성 실현
3.“건강하고 착한”가치들이 중요시 되는 시장에서의 선점유

○ 경제적 측면

1. 유자씨오일/바이오컨버전 유자씨 오일의 경우, 유자차를 만들기 위해 껍질 및 과육을 얻고난 후 폐기되는 유자씨를 가공하여 화장품 원료로 새로운 가치를 부여함으로써, 유자씨를 폐기하기 위한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 유자씨 오일을 제조하고 남은 유자씨 박은 농업에 사용할 수 있는 비료로 활용하는 지속가능개발을 실현할 수 있음.

2. 국내 최대 유자산지인 전남 고흥의 농가와 협업하여, 유자씨 폐기 비용을 감소할 뿐만 아니라, 유자씨에 대한 비용을 지불함으로써, 지역 농가 발전에도 기여할 수 있음.
○ 당사는 바이오컨버전 오일화 기술을 유자씨오일을 필두로 하여 궁극적으로는 팜오일 및 팜커널 오일에 적용하고 사용감을 개선하여 사용자의 사용 편의성을 높인다. 또한, 수입한 팜오일에 새로운 가치를 부여하여 다시 재수출함으로써 경제적인 부가 가치 실현.
○ 팜오일이 전세계적으로 가장 많이 사용되고 있고, 코스메틱이나 연료와 같은 산업적인 이용은 10% 정도이며 나머지는 식품에 사용됨

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1) 천연 식물 오일 소재 ... 11
• 2) 연구개발 대상의 국내외 현황 ... 13
• 3) 연구개발의 중요성 ... 14
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 16
• 1) 연구개발 연차별 수행 과정 ... 16
• 2) 연구개발 연차별 수행 내용 ... 17
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 20
• 1) 연구수행 결과 ... 20
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 20
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 149
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 149
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 155
• 2) 목표 달성 수준 ... 156
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 157
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 158
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 159
• 7. 참고문헌 ... 162
• 끝페이지 ... 164