초두구 추출물을 함유하는 화장료

본 발명은 초두구(Alpinia katsumadai)의 성숙한 종자로부터 추출된, 프리라디칼 소거작용, 항산화 작용, 엘라스타제 활성저해 효과, 히아루론라제 활성저해 효과 및 미백효과를 갖는 추출물 및 이 추출물을 함유하는 화장료에 관한 것이다.

피부노화 메카니즘은 다음과 같다. 자외선이나 외부 환경적 요인에 의해 활성 산소나 프리라디칼이 생성되며, 생성된 활성산소나, 프리라디칼에 의해 피부에 염증(inflammation)이 일어나며, 염증화된(inflammated) 조직은 단백질이나 유전자물질 등을 파괴하여 주름 등을 형성하는 피부노화가 일어난다. 피부노화 메카니즘에 관여되는 단계를 모두 억제, 막아 주는 것이 피부노화를 근본적으로 줄여 줄 수 있다. 상기의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

활성산소 억제에 대해서 상세히 설명하면, 일반적으로 공기 중에 산소가 없으면 생물은 존재하지 않는다. 그러나 산소는 자외선이나 효소 등의 영향을 받으면 활성산소가 된다. 이 활성산소는 지방산을 산화시켜 과산화물을 생성시킨다. 생체의 생체막의 인지질도 산화시켜 장해를 일으킨다. 생성된 과산화물과 활성산소는 유전자 손상을 일으켜 노화를 촉진시킨다. 이 활성산소는 티로신에서 멜라닌을 생성하는 기구에도 영향을 일으켜 피부의 흑화에도 관여한다. 이 활성산소를 억제하는 것은 피부노화 화장료에 중요한 요소이다. 일반, 화장품, 의약품, 식품의 원료로서 사용되는 활성산소 억제와 항산화 효과가 있는 물질이 알려져 있지만 합성품으로 장기간 인간의 피부에 적용할 경우에 안전성이 나쁘므로 사용이 제한된다.

천연물은 활성산소 억제 효과가 약한 것이 대부분이지만 사람의 피부에 대해서는 안전성이 보증된다. 따라서, 활성산소 억제 효과 및 항산화 효과가 강하고 사람의 피부에 대해서도 또 다른 효과가 있는 물질이 희망된다.

또, 피부에서 엘라스틱 섬유는 콜라겐 섬유와 더불어 진피(epiderm)안쪽에서 가교 결합을 형성한다. 나이가 들어감에 따라 엘라스틴 분해 효소인 엘라스타제의 작용으로 피부의 탄력이 급격히 저하되고, 함몰(sagging)이 생긴다. 조직학적으로는 염증 세포의 침윤이 증가하며, 엘라스틴 섬유의 결핍과 응집, 콜라겐 섬유의 감소를 보여주며, 생화학적으로는 엘라스타제의 활성도가 현격히 증가한다. 엘라스타제는 엘라스틴을 분해 할 수 있는 지금까지 알려진 유일한 효소이며, 이에 대한 저해는 피부 노화를 근본적으로 줄여 줄 수 있다. 피부 노화를 지연시키기 위하여 종래에는 보습제, 항염증제, 엘라스틴 및 콜라겐 가교 결합이 파괴되어 있는 조직에 영양 및 첨가제 등을 화장료에 배합하는 방법이 이용되고 있는데, 이는 근본적으로 노화를 지연시키는데는 한계가 있는 실정이다. 따라서 피부 탄력을 유지시키는 엘라스틴 및 콜라겐의 분해를 근본적으로 저해시키는 저해제가 요구되고 있는 실정이다. 종래의 동물성 추출물이나 콜라겐과 엘라스틴과 유사한 구조를 가진 합성 펩타이드 유도체 등이 사용되고 있으나, 안전성에 문제가 있고 근본적으로 엘라스틴 및 콜라겐의 분해를 저해하지 못하는 단점으로 인하여, 새로운 기능성 물질들을 찾고자 하는 연구가 시도되어 왔다. 종래부터, 생약 등으로 사용되어 오던 여러가지 자연의 천연물 등은 안정성이 뛰어날 뿐 만 아니라 여러 가지 유익한 약효 성분들을 함유하고 있어 좋은 검색 대상이 되어오고 있다.

히아루론라제 작용에 대해서 상세히 설명하면, 히아루론라제는 생체 중에 넓게 분포하며, 피부에도 존재하는 효소이며, 히아루론산을 분해한다. 히아루론산은 β-DN-아세틸글루코자민과 β-D-글루크론산이 서로 결합한 직쇄상의 고분자 다당이며, 글루코 아미노 글루칸의 일종이다. 결합 조직내의 히아루론산의 작용으로는 세포가 수분을 보유하며, 조직내의 메트릭스를 형성하여 세포가 수분을 보유하게한다. 히아루론산은 나이가 먹음에 따라 감소하고, 그 결과 수분 보유능이 저하되어 노화를 일으킨다. 따라서 히아루론산을 분해하는 히아루론라제의 활성을 억제하는 것은 제재에 사용되고 있는 히아루론산의 안정성이나 피부에 도포한 후의 제형에서의 히아루론산 및 피부에 존재하는 히아루론산의 안정성에 기여한다.

미백 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 피부는 여러 가지 중요한 기능을 가지고 있다. 그 중에서도 대표적인 것은 태양광의 자외선으로부터 신체를 보호하기 위하여 멜라닌 생성을 억제하는 기능이다. 멜라닌은 피부 세포의 일종인 멜라노사이트에서 생성되고, 피부 표면에 분포되어 인체에 유해한 자외선을 차단하는 자연적인 스크리닝을 가지고 있다. 멜라닌 생성 기저에는 멜라노사이트에서 합성되는 티로시나제라는 효소가 있다. 티로시나제는 티로신이라는 아미노산을 기질로 하여 도파(DOPA)를 거쳐 도파퀴논(Dopaquinone)을 생성시키며, 도파퀴논으로부터 여러 단계의 산화 축합 반응으로 흑색색소인 멜라닌이 생성된다. 이미 아스코르빈산(특개평 4-9320), 하이드로퀴논(특개평 6-192062), 코지산(특개 56-7710), 알부틴(특개평 4-9315) 및 일부의 추출물등이 티로시나제 저해 활성을 가지고 있어 미백화장료로 이용되고 있으나, 처방계 중에서의 안정성이 나빠 분해되어 착색되거나, 이취의 발생, 생체 레벨에서의 효능, 효과의 불분명 및 안전성 문제 등으로 그 사용이 제한되고 있는 실정이다. 그리고 티로시나제의 억제 효과는 입증되었으나, 실제 생체 레벨과 유사한 실험에서는 그 효과가 낮게 나타난다. 따라서 생체레벨과 유사한 멜라노마 세포 배양에 의한 저해 효과가 요구되고 있는 실정이다. 또한, 하이드로퀴논은 발암성 물질로 규정되어 사용이 금지되고 있다. 코지산과 아스코르빈산은 매우 불안정한 물질이다. 소량 함유한 화장료를 실온에서 수주일간 보관하면 갈변 현상이 발생한다. 알부틴도 세포 독성을 일으키는 등 안전성 문제가 지적 되고 있다. 반면, 천연물들은 안전성이 뛰어날 뿐만 아니라 여러 가지 유익한 성분들을 가지고 있어 미백 물질의 좋은 검색대상이 되고 있다.

종래부터 피부노화 억제기능을 가진 원료가 갖는 문제점을 해결하기 위해서 한방제로 사용되고 있는 생약, 야채, 과일, 꽃 등의 안전성이 뛰어난 식물추출물로부터 피부노화를 근본적으로 억제할 수 있는 여러 가지 효과를 가진 추출물을 찾고자 하는 노력이 있어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은, 우수한 프리라디칼 소거작용, 항산화 작용, 엘라스타제 저해 작용, 히아루론라제 저해작용 및 미백 효과 등의 효능이 우수하고 안정성 및 안전성에 문제가 없는 천연물 추출물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 효능을 갖는 추출물을 포함하는 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 이러한 견지에서, 피부노화에 근본적 물질을 찾고자하여 자연의 여러 가지 천연식물들 중에서 노화예방에 유효한 물질을 검색한 결과, 초두구 종자로부터 추출한 추출물이 매우 우수한 프리라디칼 소거작용, 항산화 작용, 엘라스타제 저해 작용, 히아루론라제 저해작용 및 미백 효과 등의 효능이 있고 안정성과 안전성에 문제가 없다는 것을 발견하였다. 또한 화장료 조성물에 일정농도 이상 배합하여 사람 피부에 직접 도포한 실험 결과에서도 뚜렷한 피부 탄력 및 노화로 기인한 피부상태가 개선되는 효과를 발휘하게 됨을 발견하게 되었다. 따라서, 상기 본 발명의 목적은 초두구 추출물 및 초두구 추출물을 함유하는 화장료 조성물에 의해 달성된다.

초두구(Alpinia katsumadai)는 중국 남부, 대만, 홍콩 등에 분포하며, 열대 각지에서 재배하고 있다. 초두구 해독과 체질개선, 구강위생 증진, 항염증제 등의 효능을 가진 원료로 효능이 있는 것으로 알려져 있다.

본 발명의 초두구 추출물은, 말린 초두구의 종자를 무수 또는 함수의 저급 알코올, 아세톤, 에틸아세테이트, 헥산, 벤젠, 클로로포름 또는 이들의 혼합물 등으로 추출한 것이다. 물과 친수성 유기용매인 메탄올 또는 에탄올의 혼합 용매로 추출하는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는 글리세린, 부틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 다가 알콜 또는 다가 알콜과 물의 혼합액도 추출에 이용된다.

본 발명의 화장료는 이렇게 추출한 초두구 추출물을 화장료, 다시 말하면 유연화장수(스킨), 영양화장수(로숀), 영양크림, 맛사지 크림, 엣센스, 팩, 유화형 화운데이션 등에 첨가한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

일차로 초두구의 종자를 깨끗한 물로 세척한 다음 건조하여 잘게 분쇄하고, 분쇄물 건조중량에 대하여 추출 용매로서 물, 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 헥산, 벤젠, 클로로포름 글리세린, 에틸렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 용매를 1-15배 부피량을 가한다. 추출 방법으로는, 예를 들어 냉각 콘덴서가 장치되어 유효성분이 증발되는 것을 방지한 상태에서 50-95℃, 4-20시간 가열하여 추출하거나 5-37℃에서 1-15일간 침적시켜 유효성분을 추출하는 방법을 사용할 수 있다. 이렇게 추출한 초두구 추출물을 냉각 콘덴서가 달린 증류장치를 이용하여 증발되어 나오는 용매를 회수하면서 완전히 감압 농축한 후 그 건조 중량으로서 0.0001-10%, 바람직하게는 0.001-5%의 양으로 화장료에 첨가하는 것이다. 아래의 실시예 및 실험예는 본 발명의 내용을 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 내용이 여기에 한정되지는 않는다.

실시예 1

초두구 종자 1kg을 깨끗한 물로 씻어 건조시킨 다음 물 10ℓ에 넣고 냉각 콘덴서가 달린 추출기에서 5시간 끓여서 추출한 후 300메쉬 여과포로 여과하고, 5-15℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 2번 여과지로 여과하였다. 이 추출물을 냉각 콘덴서가 달린 증류장치에서 80℃에서 감압 농축하여 85g(건조중량)을 얻었다.

실시예 2

초두구 종자 1kg을 깨끗한 물로 씻어서 건조시킨 다음 50% 에탄올 10ℓ에 넣고 냉각 콘덴서가 달린 추출기에서 5시간 끓여서 추출한 후 300메쉬 여과포로 여과하고, 5-15℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 2번 여과지로 여과하였다. 이 추출물을 냉각 콘덴서가 달린 증류장치에서 60℃로 감압 농축하여 89g(건조중량)을 얻었다.

실시예 3

초두구 종자 1kg을 깨끗한 물로 씻어서 건조시킨 다음 80% 에탄올 10ℓ에 넣고 냉각 콘덴서가 달린 추출기에서 5시간 끓여서 추출한 후 300메쉬 여과포로 여과하고, 5-15℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 2번 여과지로 여과하였다. 이 추출물을 냉각 콘덴서가 달린 증류장치에서 60℃로 감압 농축하여 105g(건조중량)을 얻었다.

실시예 4

초두구 종자 1kg을 깨끗한 물로 씻어서 건조시킨 다음 에탄올 10ℓ에 넣고 냉각 콘덴서가 달린 추출기에서 5시간 끓여서 추출한 후 300메쉬 여과포로 여과하고, 5-15℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 2번 여과지로 여과하였다. 이 추출물을 냉각 콘덴서가 달린 증류장치에서 70℃로 감압 농축하여 122g(건조중량)을 얻었다.

실시예 5

초두구 종자 1kg을 깨끗한 물로 씻어서 건조시킨 다음 에탄올 10ℓ에 넣고 15-37℃에서 7일간 추출한 후 300메쉬 여과포로 여과하고, 5-15℃에서 7일간 방치하여 숙성시킨 후 와트만 2번 여과지로 여과하였다. 이 추출물을 냉각 콘덴서가 달린 증류장치에서 70℃로 감압 농축하여 118g(건조중량)을 얻었다.

실시예 6-21

하기 표 1의 용매를 사용하고 실시예 5와 동일한 방법으로 추출하여 그 결과를 하기 표 1에 기재한다.

표 1. 실시예 6-21의 실험결과

추출용매 최종 추출물의 건조중량(단위 : g )

실시예 6 50% 에탄올 100

실시예 7 80% 에탄올 134

실시예 8 메탄올 125

실시예 9 50% 메탄올 105

실시예 10 80% 메탄올 135

실시예 11 n-프로판올 120

실시예 12 이소프로판올 118

실시예 13 n-부탄올 115

실시예 14 함수 글리세린 91

실시예 15 함수 프로필렌글리콜 95

실시예 16 함수 부틸렌글리콜 94

실시예 17 벤젠 42

실시예 18 클로로포름 50

실시예 19 헥산 70

실시예 20 아세톤 90

실시예 21 정제수 125

처방예 1

초두구 추출물을 함유한 화장료 중 유연 화장수(스킨)의 처방예는 다음과 같다. 여기서 초두구 추출물은 실시예 5의 것을 사용하였다.

처방예 2

초두구 추출물을 함유한 화장료중 영양화장수(로숀)의 처방예는 다음과 같다. 여기서 초두구 추출물은 실시예 5의 것을 사용하였다.

처방예 3

초두구 추출물을 함유한 화장료중 영양크림의 처방예는 다음과 같다. 여기서 초두구 추출물은 실시예 5의 것을 사용하였다.

처방예 4

초두구 추출물을 함유한 화장료중 맛사지 크림의 처방예는 다음과 같다. 여기서 초두구 추출물은 실시예 5의 것을 사용하였다.

처방예 5

초두구 추출물을 함유한 화장료중 팩의 처방예는 다음과 같다. 여기서 초두구 추출물은 실시예 5의 것을 사용하였다.

처방예 6

초두구 추출물을 함유한 화장료중 유화형 화운데이션의 처방예는 다음과 같다. 여기서 초두구 추출물은 실시예 5의 것을 사용하였다.

실험예 1

상기 실시예 1-21의 초두구 추출물에 대하여 항산화 효과를 측정 하였다.

1) 실험 방법

항산화 효과 측정은 펜톤반응(Fenton reaction)에 의한 지질 과산화 반응계(lipid peroxidation system)을 이용한 티오부틸레이트아세트산(TBA) 시험으로 측정 하였다. 에틸리놀레이트 10㎕, 0.02 % 도데실황산염, 염화제이철 10μ㏖, 과산화수소 2μ㏖을 함유하는 25mM 트리스 완충용액/0.75mM 칼륨 완충용액 5㎖에 초두구 추출물의 도데실메틸 황산염 용액을 가한 후 55℃에서 16시간 배양 후, 4% 부틸히드록실 톨루엔 50㎕를 가한후 반응을 정지 시킨다. 이 용액 0.3㎖를 시험관에 넣고 0.05몰 염산 3.0㎖, 0.67% 티오부틸레이트 아세트산 용액을 가하고 30분간 끓인다. 이 반응액을 냉각 시킨후 85% 부탄올 4.0㎖를 가하고 원심 분리 후 부탄올 등의 흡광도를 535nm에서 측정하여 항산화 효과(%)를 구한다. 이때 대조시험을 동시에 실시한다.

표 2. 초두구 추출물의 항산화 효과

실험예 2

상기 실시예 1-21의 초두구 추출물에 대하여 프리라디칼 소거 효과를 측정하였다.

1) 실험 방법

60μ㏖의 디펜닐피크릴히드라질(DPPH)용액 2㎖에 초두구 추출물의 도데실메칠황산염 용액을 가한 후 37℃에서 30분간 반응 시킨 후, 520nm에서 흡광도를 측정하여 프리라디칼 소거능(%)을 구한다. 이때 대조시험을 실시한다.

표 3. 초두구 추출물에 대한 프리라디칼 소거작용 효과

실험예 3

상기 실시예 1-21의 초두구 추출물에 대하여 엘라스타제 저해 효과를 측정하였다.

1) 실험 방법

엘라스타제는 돼지 췌장으로부터 추출된 것으로 시그마(Sigma)사의 것을 사용하였다. 췌장 엘라스타제에 의한 합성 팹티드 기질(Sigma)의 가수분해에 근거한 시험법으로 광파장 410nm에서 단위 시간당 4-니트로아닐린의 방출량 증가를 엘라스타제의 촉매 활성치로 하였다. 먼저, 기질 용액을 1.O㎖씩 시험관에 넣고, 포타슘-포스페이트 완충용액과 증류수를 가한다. 각 추출물 시료로는 에탄올 용액에 적당농도로 함유시킨 0.2㎖의 추출물 시료액을 반응액에 넣은 뒤 37℃ 항온조에서 10분동안 반응 시킨다. 이때 대조군은 각 추출물 대신 용매만을 0.2㎖씩을 넣고 광전 분광 분석계로 파장 410nm에서의 흡광도를 측정한다. 각 추출물의 엘라스타제 저해 효과는 다음의 공식으로 구한다.

엘라스타제 저해율(%) = [ 1 - ( 각 추출물의 효소 활성도/대조군의 효소 활성도) ] X 100

표4. 초두구 추출물에 대한 엘라스타제 저해효과

실험예 4

상기 실시예 1-21의 초두구 추출물 중 하기 표 5의 7개 추출물에 대하여 히아루론라제 저해 효과를 측정 하였다.

1) 실험 방법

히아루론라제(시그마, 타입4)을 사용하여 콤파운드 48/80에 의한 불활성형효소의 활성화 단계의 저해작용을 중심으로 측정했다. 초두구 추출물 시료를 0.1M아세트산 완충용액(pH 4.0) 100㎖에 용해해서 시험관에 넣고, 아세트산 완충용액 50㎖에 용해한 효소 0.1mg을 가해 37℃에서 20분간 방치시킨다. 최후로 아세트산 완충용액 250㎖에 녹인 히아루론산나트륨 200mg을 가해 37℃에서 40분간 방치시킨후 0.4 몰 수산화나트륨 100㎖를 가해 냉각 후 붕소산 완충용액(pH 9.1) 100㎖를 가해 37℃에서 20분간 항온 시킨 후 585nm에서 흡광도를 측정한다. 대조로는 초두구 시료용액에 아세트산 완충용액을 사용하였다. 대조 시험의 흡광도와 초두구 추출물 함유 흡광도의 비에서 100을 곱하여 저해효과를 %로 나타내었다.

표 5. 초두구 추출물에 대한 히아루론라제 저해효과

실험예 5

상기 실시예 1-21의 초두구 추출물 중 하기 표 6의 7개 추출물에 대하여 세포의 멜라닌 생성 억제 작용으로 미백 효과를 측정 하였다.

1) 실험 방법

멜라노사이트 배양을 통하여 멜라닌 생성 억제 기능을 세포 수준에서 검정하였다. B16 멜라노마 세포는 10% 소의 멜라노마 세포를 5% 이산화탄소가 존재하는 곳에서 2일간 배양하여 1.0×10 ⁸ 세포/T25플라스크가 될 때까지 배양한다. 그후, 배양중간체를 제거하고 트립신을 첨가하여 세포들을 원심 분리하여 수거하여 세포의 흑화 정도를 관측한다. 세포에 존재하는 멜라닌의 정량은 수거된 세포를 5 % 트리클로로아세트산을 이용하여 세포를 세척한 후, 에테르-에탄올 용액과 에테르를 처리하여 세포를 세척한 다음, 1몰 수산화나트륨으로 처리하여 90℃에서 멜라닌을 용액 속으로 녹여낸다. 475nm에서 용액 속의 멜라닌을 정량하고 세포수를 세어 단위 세포 당 생성된 멜라닌의 양을 정량하여 %로 저해 효과를 나타낸다.

표 6. 초두구 추출물에 대한 미백효과 측정 결과

피부탄력성에 대한 초두구 추출물의 영향을 실험하기 위해 20명의 왼쪽눈 가장자리에 처방예 1-7의 화장료를 하루에 두번 적용하였다. 처리하지 않은 오른쪽눈 가장자리는 대조군으로 사용하였다. 초두구 추출물 함유 화장료를 처리하기 전과 처리하고 난 14일 후 피부 표면의 피부 탄력성을 Corneometer CM 80과 Cutometer SEM 474에 의해 측정하였다. Corneometer CM 820에 의한 피부 보습 측정은 대조군에 비해 증가한 보습력 값을 %로 나타내었으며, 피검자 20명의 평균값을 결과에 나타내었다. Cutometer SEM 474에 의한 피부 탄력도 측정은 주름의 깊이를 측정하는 것으로서, 값이 적을수록 탄력성이 좋은 것이다. 탄력도 값은 대조군에 비해 감소한 값을 %로 나타내었으며, 피검자 20명의 평균값을 표 7에 나타내었다.

표 7. 초두구 추출물의 피부 표면 보습 및 탄력도 증가 효과

상기 실험예의 결과에서 알 수 있는 바와 같이. 본 발명의 초두구 추출물은 프리라디칼 소거작용, 항산화 작용이 있고, 엘라스타제 활성저해 효과, 히아루론라제 활성저해 효과 및 미백효과가 탁월하다. 또한 천연 추출물로서 안정성 및 인체의 피부에 사용할 경우 안전성이 뛰어난 장점이 있다.