KR102080940B1 - 활성 성분이 흡착된 감귤 바이오겔 및 이를 생산하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀룰로오스겔을 포함하는 마스크팩에 있어서, 상기 마스크팩은 셀룰로오스겔의 표면에 꿩의 비름 추출물이 흡착된 마스크팩을 제공한다. 본 발명의 마스크팩은 뛰어난 항산화 활성을 갖는다.

Description

활성 성분이 흡착된 감귤 바이오겔 및 이를 생산하는 방법{The active ingredient-adsorbed citrus biogel and the preparing method thereof}

본 발명은 감귤 바이오겔에 활성 성분을 흡착시키는 방법 및 이러한 방법을 통해 활성 성분이 흡착된 감귤 바이오겔에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 감귤 바이오겔에 항산화 성분을 흡착시켜 피부 투과율을 높일 수 있는 방법 및 이러한 감귤 바이오겔을 생산하는 방법에 것이다.

셀룰로오스는 자연계에 가장 풍부한 생체 물질 자원으로 특히, 초산균이 생성하는 셀룰로오스는 식품의 첨가제뿐만 아니라, 고부가가치의 산업용 신소재로 많은 주목을 받고 있다. 초산균이 셀룰로오스를 생산한다는 사실이 보고된 이래(Brown. A. J., J. Chem. Soc., vol. 49, pp. 432-439,1986), 미생물에 의해 생산되는 셀룰로오스(Bacterial Cellulose)는 신소재로서 끊임없는 연구 대상이 되어 왔다.

특히 초산균이 생성하는 셀룰로오스를 이용한 마스크팩은 화장품업계에서 고부가가치를 인정받고 있다. 셀룰로오스를 이용한 마스크팩은 피부 밀착력이 높고 자연유래 친환경소재로 수요자들에게 큰 호응을 얻고 있다.

한편 화장품 분야에서 시트(sheet) 타입의 마스크팩은 손으로 화장료를 바를 필요 없이 특정 형태로 제작된 시트를 인체에 붙이는 제품이다.

시트 타입의 팩은 일반적인 화장유액에 비해서 오랫동안 피부에 작용할 수 있도록 유액을 담지할 수 있는 지지체를 갖고 있고, 해당 지지체가 제공하는 폐쇄효과(Occlusive effect)에 의한 피부 효능 성분의 피부침투효과 증진으로 인해 보습효과, 피부미용효과가 탁월한 화장 제품이다. 사용감, 착용감, 효능 등에 있어서 차별화하기 위한 다양한 소재연구가 시도되고 있다.

그러나 시트 타입의 마스크팩은 제조과정에서 투입된 유효성분이 마스크팩 1회 제공량에 모두 포함되지 못하고, 화장유액에 잔류한채로 버려지는 문제가 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 활성 성분을 마스크팩에 흡착시켜 피부로 전달되는 활성성분의 양을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 항산화 활성이 뛰어난 활성 성분들을 감귤 바이오겔에 흡착시키는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 셀룰로오스겔에 활성 성분을 흡착시킨 것을 특징으로 하는 마스크팩을 제공하고자 한다.

본 발명은 셀룰로오스겔을 포함하는 마스크팩에 있어서, 셀룰로오스겔의 표면에 꿩의 비름 추출물이 흡착된 마스크팩을 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 셀룰로오스겔의 표면에 꿩의 비름 추출물, 바람직하게 폴리페놀, 카로티노이드 등의 성분, 더 바람직하게 헤스페리딘, 쿼세틴, 레스베라트롤, 이소플라본, 카테킨 등의 폴리페놀, 카로티노이드 등이 흡착된 마스크팩을 제공하고자 한다.

상기 셀룰로오스겔은 감귤 유래 셀룰로오스겔일 수 있다. 셀룰로오스겔은 코코넛 유래 셀룰로오스겔 등이 존재하나, 특히 감귤 유래 셀룰로오스겔을 이용할 때 활성 성분의 흡착이 탁월한 것을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 명세서에서 사용된 ‘흡착’은 셀룰로오스겔의 표면에 목적으로 하는 성분이 모여있는 현상을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 셀룰로오스겔의 기공(pore)의 영향으로 기공이 형성된 부분의 표면에 목적으로 하는 성분이 모여있는 것으로 보여질 수 있으므로 셀룰로오스겔의 내부에 목적으로 하는 성분이 포함될 수 있고, 이 경우도 본 발명의 범위에서 배제되지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 ‘셀룰로오스겔’은 감귤 착즙액 또는 감귤 착즙 후 잔류하는 부산물을 이용하여 제조된 셀룰로오스겔을 의미하며, 예를 들어, 감귤 착즙액 또는 감귤 착즙 후 남은 남은 잔류물을 배지로 하여 상기 배지에 글루콘아세토박터 속(Gluconacetobacter sp.) gel_SEA623-2(KACC 91526P)를 접종하여 생산된 셀룰로오스겔을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

본 발명의 발명자들은 꿩의 비름 추출물이 뛰어난 항산화 활성을 가지고 있음에도 마스크팩을 이용하여 전달이 용이하지 않다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 발명자들은 셀룰로오스겔에 일정한 처리를 가하였을 때, 꿩의 비름 추출물이 셀룰로오스겔의 표면에 흡착되어 피부로 용이하게 전달할 수 있다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

특히 감귤 유래 셀룰로오스겔은 겔의 탄력성이 뛰어나고, 쉽게 변형되지 않는 특성으로 인해 본 발명의 목적에 특히 탁월하다는 것을 확인하게 되었다.

바람직하게 상기 꿩의 비름 추출물은 플라보노이드. 카포티노이드 등의 항산화 성분들을 다량 함유하고 있고, 특히 쿼세틴, 카로틴, 헤스페리딘 등을 다량 포함하며, 본 발명의 처리 방법을 통해 감귤 유래 셀룰로오스 겔 표면에 헤스페리딘의 흡착이 용이하다는 것을 확인하게 되었다.

본 발명의 일 실시예를 통해서 헤스페리딘이 마스크팩 표면에 흡착되어 피부로 전달되는 마스크팩을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 꿩의 비름 추출물 및 셀룰로오스겔을 포함하는 마스크팩을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.

바람직하게 상기 셀룰로오스겔은 S1) 셀룰로오스겔을 산성 용액에 침지시키는 단계, 및 (S2) 상기 (S1) 단계에서 침지된 셀룰로오스겔을 꿩의 비름 추출물이 함유된 화장료 조성물에 침지시키는 단계를 거칠 수 있다.

추가로 (S3) 상기 (S2) 단계의 셀룰로오스겔을 90 내지 130℃의 온도로, 바람직하게는 95 내지 128 ℃의 온도로, 더 바람직하게는 98 내지 125℃의 온도로 가열하여 고온 처리할 수 있다. 상기 온도 범위에서 마스크팩에 흡착되는 꿩의 비름 추출물, 바람직하게 헤스페리딘의 양이 향상될 수 있다.

바람직하게 상기 (S1) 단계의 산성 용액은 pH 2.5 내지 6일 수 있으며, 바람직하게는 pH 3.5 내지 5.5일 수 있으며, 더 바람직하게는 약 pH 4-5일 수 있다.

마스크팩을 상기 pH 조건에서 침지시킬 때, 마스크팩에 흡착되는 꿩의 비름 추출물, 바람직하게 헤스페리딘의 양이 향상될 수 있다.

마스크팩의 특성상 외부 오염원에 의해 감염의 우려가 있으므로 방부 처리 공정을 거칠 수 있다. 다만, 통상적인 마스크팩이 예를 들어, 페녹시에탄올(phenoxy ethanol), 메틸파라벤(methyl paraben), 에틸파라벤, 프로필파라벤, 부틸파라벤 및 1,2-헥산다이올 중 선택된 하나 이상을 이용하여 방부처리를 하는 것과 비교하여, 본 발명의 마스크팩은 꿩의 비름 추출물이 갖는 뛰어난 방부 효과 및 항산화 효과로 인해 상기와 같은 성분들을 실질적으로 포함하지 않는다

본 발명에 따른 바이오셀룰로오스 시트에 적용할 수 있는 화장료에는 특별한 제한이 없으며 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및/또는 향료와 같은 통상적인 첨가제 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 꿩의 비름 추출물 성분이 함유된 바이오셀룰로오스는 성형기 등을 이용하여 마스크 형태로 가공하여 얼굴용 마스크팩을 제조할 수 있다.

본 발명의 마스크팩은 화장용 마스크팩으로의 제조를 위해 필수공정인 성형, 접기, 삽입, 충진 및 포장 공정 단계를 추가로 거칠 수 있다.

본 발명의 마스크팩은 뛰어난 항산화 활성을 갖는다.

본 발명의 마스크팩은 화장료 조성물에 포함된 항산화 활성 성분의 피부 전달율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 꿩의 비름 추출물이 감귤 셀룰로오스겔에 흡착된 모습을 보여준다.
대조군은 추출물을 포함하지 않는 용액을 나타낸다.
도 2는 코코넛 셀룰로오스겔과 감귤 셀룰로오스겔을 비교한 사진이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

[감귤 셀룰로오스겔의 준비]

당도 10 brix, 산도 pH 3.0의 온주밀감 착즙액(10%(v/v))에 기탁번호 KACC 91526P인 글루콘아세토박터 속 SEA623-2 균주를 1 × 10⁵cell/ml로 접종하였고, 25℃에서 20일간 호기성 조건에서 정치배양하였다. 그 결과, 균주의 초기 겔 생성 속도가 매우 뛰어나서 배양 2일부터 겔 막이 형성되기 시작하였으며, 약 8 mm 두께를 갖는 셀룰로오스겔을 이용하여 실험을 진행하였다.

실시예 1. 감귤 바이오겔의 pH 조성 확인

먼저 다양한 pH 환경을 조성하였다. pH는 3-10까지를 설정하였다. 정확한 pH 조건을 만들기 위해

pH3, 4, 5 : sodium citrate buffer,

pH 6,7,8: sodium phosphate buffer,

pH 9, 10: Glycine-NaOH buffer을 사용하였다.

25% 글라이세롤을 포함하는 에탄올에 완충용액의 농도는 0.1M이 되도록 조성하였다. 카로틴, 헤스페리딘, 갈릭산, 비타민C를 이용하여 실험하였다.

감귤 바이오겔에 유용 성분 흡착을 위해 4개의 화합물을 처리하였다. 처리된 화합물은 카로틴, 헤스페리딘, 갈릭산, 비타민 C이다. 이들 화합물들은 5mg/mL의 농도로 감귤 바이오겔에 흡착 시켜 이후 의 흡착 정도를 확인하였다.

실시예 2. pH에 따른 흡착력 확인

조성된 조건의 pH에 사방 1cm가 되도록 자른 감귤 바이오겔을 넣은 후 25℃에서 밤새 방치 후 흡착력 확인을 위해 항산화 활성을 측정하였다. 흡착력 확인을 위해서는 연구에 사용된 화합물들이 항산화 활성이 우수한 화합물이므로 DPPH라디칼 소거활성으로 흡착력을 확인하고자 하였다.

DPPH라디칼 소거활성은 아래와 같은 방법으로 확인하였다.

흡착시험이 끝나면 증류수로 3회 세척 후 24웰 플레이트에 유용성분이 흡착된 감귤 바이오겔을 넣고 DPPH 반응액을 500 uL 넣어 10분간 반응 후 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 이를 반복하여 활성이 유지되는 정도도 확인하였다. 6회 반복하여 활성을 유지하는 것을 확인하였다

그 결과 pH4와 5에서 흡착력이 가장 우수하였으며, 6회 이상 반복하여도 흡착력이 유지되어 항산화 활성을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.

pH	beta carotene	hesperidin	gallic acid	비타민C
3	39.75	40.20	65.42	68.05
4	54.45	42.48	83.92	85.60
5	52.32	41.45	80.89	83.65
6	47.30	37.93	77.08	79.86
8	32.76	28.23	4.92	0.68
10	35.92	31.57	73.94	79.26

실시예 3. 흡착력이 우수한 pH인 pH4와 5의 조건에서 온도에 따른 흡착력 확인을 위해 25, 37, 50, 및 100℃(1기압), 그리고 121℃(1.5기압)의 조건에서 흡착력 확인

분자량이 작은 gallic acid와 vitaminC는 온도에 상관없이 흡착력이 높은 것을 확인할 수 있었고 vitaminC의 경우 열이 가해졌을 때 화합물의 안정성이 떨어지는 것으로 보인다. 그러나 분자량이 큰 카로틴과 헤스페리딘은 열을 가해 주었을 때 흡착력이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 적정 pH는 4, 5에서 흡착력이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다.

온도별로 흡착정도를 확인하기 위해 흡착력이 우수한 pH 조건인 4와 5에서 시험을 수행하였고, 그 결과 온도가 올라갈수록 흡착력이 증가하였으며 100도에서 흡착력이 가장 우수하였다. 또한 압력이 가해질 경우 분자량이 큰 화합물의 흡착력이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

하기 표 2는 온도에 따른 카로틴과 헤스페리딘의 흡착 정도를 확인한 결과이다.

	pH4		pH5
온도(℃)	beta carotene	hesperidin	beta carotene	hesperidin
25	54.45	42.48	39.75	41.45
37	56.53	56.72	50.98	53.19
50	61.13	58.93	58.47	58.23
100	69.73	68.4	60.11	66.6
121	75.01	77.8	69.24	76.2
130	40	38	37	35

하기 표 3은 갈릭산과 비타민C에 121℃ 열을 가했을 때 활성을 보여준다.

pH	gallic acid	ascorbic acid
3	93.75	41.29
4	93.58	47.48
5	92.07	46.20
6	93.15	41.47
8	75.12	45.12
10	93.07	40.30

실시예 4. 흡착된 화합물들의 온도에 따른 release 정도 확인을 상온(25℃)과 사람의 체온인(37℃)에서 확인

또한 화합물의 release 정도 확인을 위해 상온과 피부온도에서 활성을 측정하였을 때 상온보다 20% 이상 release가 잘되는 것을 확인 할 수 있었다. 이는 피부에 밀착력이 우수한 바이오겔에 유용한 성분을 흡착 시켜 피부에 부착 시켰을 때 천천히 지속적으로 유용성분의 방출이 용이하리라고 여겨진다.

하기 표 4는 release 온도에 따른 활성을 보여준다. (DPPH를 이용하여 20분간 반응 후 활성 측정)

	25도(℃)		36.5도(℃)
pH	beta carotene	hesperidin	beta carotene	hesperidin
4	54.45	42.48	67.13	53.46
5	39.75	41.45	59.65	61.10

실시예 5. 바이오겔 내에 안정적인 흡착이 이루어진 것인지 여부에 대해 추가 실험 진행

바이오겔 표면에 일시적인 부착이 아니라는 점을 확인하기 위해 안정성 실험을 진행하였다. 4℃에서 70일간 방치 후 활성을 확인하였다.

하기 표 5는 활성 성분을 흡착시킨 바이오겔을 70일간 4℃에서 방치 후 pH에 따른 흡착력 테스트 결과를 보여준다.

pH	beta carotene	hesperidin	gallic acid	ascorbic acid
3	4,12	-	86.23	62.312
4	4.755	-	90.399	77.236
5	6.245	-	87.049	89.567
6	6.521	-	84.122	33.738
8	-	-	65.785	24.392
10	-	-	26.518	-

하기 표 6은 121℃, 1.5기압으로 처리된 셀룰로오스겔을 70일간 4℃ 방치 후 측정한 활성을 보여준다.

pH	beta carotene	hesperidin	gallic acid	ascorbic acid
3	40.322	2.331	87.231	89.635
4	73.681	13.804	90.134	90.139
5	71.371	11.43	88.183	87.674
6	60.664	7.114	85.453	90.961
8	59.641	1.962	68.059	72.290
10	-	5.058	37.216	52.982

본 발명의 조건으로 처리한 경우, 불안정한 헤스페리딘이 저온에서도 경시안정성을 갖는 것으로 확인되었다.

실시예 6. 꿩의 비름 추출물의 흡착 실험

이를 활용하여 항산화 활성이 우수한 꿩의비름 추출물을 바이오겔에 흡착시켰을 때 역시 pH4에서 가장 흡착력이 높아 항산화 활성이 우수하였으며, 항산화 활성을 6회 이상 반복하여 측정하여도 활성이 유지되는 것을 확인할 수 있었다.

이상의 결과에서 확인할 수 있듯이, 일반적인 베타카로틴과 헤스페리딘은 비타민 C 및 갈산과 비교했을 때, 셀룰로오스겔에 쉽게 부착되지 않았으나, 베타카로틴과 헤스페리딘을 포함하는 수용액의 pH를 4-5로 조절하고, 121℃, 1.5기압에서 샘플을 가열하여 최적의 조건을 수립하였을 때, 높은 흡착율을 보였다.

또한 꿩의비름 추출물이 흡착된 바이오겔의 총 폴리페놀 함량 측정방법으로 꿩의 비름이 흡착되어 색이 변하는 바이오겔을 확인 할 수 있었다.

실시예 7. 감귤 셀룰로오스겔과 코코넷 셀룰로오스 겔의 비교 실험

코코넛 겔을 이용하여 제조한 마스크팩은 거칠고 이물질이 많아 마스크팩으로 이용하기 어려웠다. 또한 본 발명과 같이 유효성분을 흡착하기 어려웠다.

그러나 본 발명의 감귤 셀룰로오스겔은 겔의 입자가 가늘고 이물질이 없어 마스크팩으로 활용하기 적당하였다.

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 베타카로틴, 헤스페리딘, 또는 이들의 혼합물및 감귤 셀룰로오스겔을 포함하고, 상기 베타카로틴, 헤스페리딘, 또는 이들의 혼합물이 감귤 셀룰로오스겔에 흡착된 마스크팩을 제조하는 방법에 있어서,
   (S1) 감귤 셀룰로오스겔을 산성 용액에 침지시키는 단계,
   (S2) 상기 (S1) 단계에서 침지된 셀룰로오스겔을 베타카로틴, 헤스페리딘, 또는 이들의 혼합물이 함유된 화장료 조성물에 침지시키는 단계; 및
   (S3) 상기 (S2) 단계의 감귤 셀룰로오스겔을 98 내지 125℃의 온도로 가열하는 단계를 포함하는 베타카로틴, 헤스페리딘, 또는 이들의 혼합물이 흡착된 마스크팩 제조 방법.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서, 상기 (S1) 단계의 산성 용액은 pH 2.5 내지 6인 것을 특징으로 하는 마스크팩 제조 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 (S1) 단계의 산성 용액은 pH 3.5 내지 5.5인 것을 특징으로 하는 마스크팩 제조 방법.
9. 삭제
10. 삭제

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