KR101501328B1 - 피부개선용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다시마, 메밀 등의 추출물을 포함하는 배지에서 유산균을 배양하여 수득한 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부개선용 화장료 조성물, 상기 화장료 조성물을 포함하는 기능성 화장품, 상기 배양물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 배양물 및 상기 배양물을 포함하는 염증치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 피부개선효과를 나타내는 화장료 조성물은 메밀 또는 다시마 추출물과 함께 신규한 유산균으로부터 생성된 GABA를 포함하여, 콜라겐합성 촉진효과, 피부염증 완화효과 등의 피부개선 효과를 나타내므로, 기능성 화장품 뿐만 아니라 피부관련 약학적 조성물의 개발 및 제조에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

피부개선용 조성물{Skin care Composition}
본 발명은 피부개선용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 다시마, 메밀 등의 추출물을 포함하는 배지에서 유산균을 배양하여 수득한 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부개선용 화장료 조성물, 상기 화장료 조성물을 포함하는 기능성 화장품, 상기 배양물의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 배양물, 상기 배양물을 포함하는 염증성 질환 치료용 약학적 조성물 및 의약외품 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 피부의 주름은 근육운동에 의해 만성적인 변형을 받는 부위에 국소적으로 형성, 정착되는 피부의 형태, 구조변화라고 말할 수 있고, 이러한 생리 변화만이 아니라 보다 미세한 피부 내부 구조의 변화나 물성 변화와 함께 주름 형성메커니즘을 검토하는 것도 실제적인 주름형성기구의 이해를 위해서는 중요하다고 말할 수 있다. 이와 관련하여, 광노화에 따른 피부 내부 구조 변화로서는, 표피, 진피의 비후화나 비정상적인 탄력섬유증물질(elastotic material)의 축적, 또는 탄성섬유의 입체구조 변화 등이 보고되고 있다. 또한, 피부구조의 주요 구성 성분인 골격이라는 콜라겐에 대해서는 콜라겐 섬유의 미세섬유화, 섬유형태의 약화 등이 밝혀지고 있다.
콜라겐은 피부의 섬유아세포에서 생성되는 주요 기질 단백질로서 세포의 간질에 존재하고 생체 단백질 총 중량의 30%를 차지하는 중요한 단백질로 견고한 3중 나선구조를 가지고 있다. 주된 기능으로는 피부의 기계적 견고성, 결합조직의 저항력과 조직의 결합력, 세포접착의 지탱, 세포분할과 분화(유기체의 성장 혹은 상처 치유 시)의 유도 등이 알려져 있다. 이러한 콜라겐은 고령화 및 자외선 조사에 의한 광 노화에 의해 감소하고, 일반적으로 노화가 진행됨에 따라 피부의 두께가 얇아지며 이러한 현상은 피부의 탄력저하 및 주름 형성과 밀접한 연관이 있다고 알려져 있다.
콜라겐 합성을 촉진하여 주름 개선 효과를 나타내는 다양한 유효성분, 예를 들어 레티노익산(retinoic acid), TGF(transforming growth factor), 동물태반 유래의 단백질(일본특허공개번호 제1996-231370호), 베튤린산(betulinic acid)(일본특허공개번호 제1996-208424호), 클로렐라 추출물(일본특허공개번호 제1994-040523, 일본특허공개번호 제1998-036283)등이 알려져 있으나, 상기 유효성분들은 피부 적용 시 자극과 발적 등의 안전성의 문제로 사용량의 제한이 있거나, 또는 효과가 미미하여 실질적으로 피부의 콜라겐 합성을 촉진하여 피부 기능을 개선하는 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 생체에 안전하고, 유효성분이 안정하며, 무엇보다도 기존의 콜라겐 합성 촉진 물질보다 효과가 우수한 주름 개선 활성을 지닌 성분의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 최근에는 감마아미노부틸산(γ-aminobutyric acid, GABA)을 활용하는 방안에 대하여 관심이 집중되고 있다.
GABA는 억제성 시냅스 후 전위를 일으키는 아미노산 신경 전달 물질로서, 글루타민산, 글라이신과 함께 포유류의 중추 신경계에서 가장 일반적으로 쓰이는 신경 전달 물질 중 하나인 비단백질성 아미노산으로, 일반 곡류를 비롯한 동식물체에 널리 존재하며, 동물에서는 뇌 속에 존재한다. 상기 GABA는 신경흥분을 억제하는 작용이 있고, 진정효과, 항 스트레스 효과 및 혈압, 신장 기능을 정상화하는 작용이 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 GABA는 세포의 활성을 직접적으로 조절하여 단기간에 세포의 활성을 변화시킬 수 있기 때문에, GABA를 화장료 조성물의 유효성분으로서 사용하려는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 예를 들어, 한국등록특허 제783556호에는 GABA와 전분유도체를 포함하는 과립화한 팩 제형의 화장료 조성물이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2007-6960호에는 GABA를 포함하는 녹두 유산균 배양물을 포함하는 화장료 조성물에 대하여 개시되어 있다. 그러나, 상술한 화장료 조성물에는 적은량의 GABA가 포함되어 있기 때문에, 상기 GABA의 기능성을 충분히 반영하지 못한다는 단점이 있었다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 유산균으로부터 생산된 GABA의 기능성을 보조할 수 있는 성분을 검색한 결과, 상기 성분으로서 다시마, 메밀 등의 추출물이 될 수 있고, 상기 성분을 포함하는 배지에서 유산균을 배양하여 수득한 배양물이, 상기 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분과 유산균으로부터 생산된 GABA로 인하여 콜라겐합성 촉진효과, 피부염증 완화효과 등을 나타낼 수 있어 피부개선효과를 나타내는 기능성 화장료 조성물 및 염증성 질환 치료용 약학적 조성물로 사용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부개선용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 피부개선용 화장료 조성물을 포함하는 기능성 화장품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유산균 배양물의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 유산균 배양물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 염증성 질환 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 배양한 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부개선용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "추출물"이란, 다시마, 메밀 등을 열수 또는 유기용매로 추출하여 수득한 추출물을 의미하는데, 상기 유기용매는 특별히 이에 제한되지 않으나, 메탄올, 핵산, 클로로포름, 메틸아세테이트, 부탄올 등이 될 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 추출물은 유산균의 발효배지에 포함되어 유산균으로부터 생산되는 GABA와 함께 콜라겐합성을 촉진하거나 또는 피부염증을 완화시키는 효과를 나타내는데 사용될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "GABA(γ-aminobutyric acid)"란, 일반 곡류를 비롯한 동식물체에 널리 존재하고, 신경흥분 억제효과, 진정효과, 항 스트레스 효과, 혈압 정상화 효과, 신장 기능을 정상화 효과 등을 나타내고, 억제성 시냅스 후 전위를 일으키는 아미노산성 신경 전달 물질을 의미한다. 본 발명에서 상기 GABA는 다시마, 메밀 등의 추출물이 포함된 배지에서 배양된 유산균에서 생산되고, 상기 추출물과 함께 콜라겐합성을 촉진하거나 또는 피부염증을 완화시키는 효과를 나타내는데 사용될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "유산균"이란, 글루코오스 등 당류를 분해하여 젖산을 생성하는 세균을 의미하는데, 대체로 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.), 바실러스 속(Bacillus sp.) 미생물이 될 수 있고, 바람직하게는 락토바실러스 브레비스(Lactobacillus brevis), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 헬베티커스(Lactobacillus helveticus), 락토바실러스 델브루에키 아종 불가리쿠스(Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus) 등이 될 수 있으며, 가장 바람직하게는 Lactobacillus brevis AR1(KACC91688P)이 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다. 상기 유산균 Lactobacillus brevis AR1(KACC91688P)은 본 발명자들에 의해 새롭게 동정된 유산균으로서, 경기도 수원시 권선구 서호로 34에 소재한 국립농업과학원 농업유전자원센터에 2011년 11월 23일자로 기탁하였다.
본 발명의 용어 "배양물"이란, 배지에서 특정 미생물을 배양하여 수득한 배양액을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 배양물은 다시마, 메밀 등을 열수 또는 유기용매로 추출하여 수득한 추출물을 포함하는 배지에 상기 유산균을 접종하여 배양함으로써 수득할 수 있고, 상기 배양된 유산균으로부터 생성된 GABA를 포함할 수 있으며, 상기 배양물에 포함된 추출물 및 GABA에 의하여 콜라겐합성 촉진효과, 피부염증 완화효과 등의 피부개선 효과를 나타낼 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 용어 "피부개선"이란, 피부의 내재적 요인 또는 외인적인 요인에 의하여 유발되는 피부의 손상을 치료, 경감, 완화시키는 과정 또는 그의 효과 등을 포괄적으로 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 피부개선은 피부세포에서 콜라겐 합성의 촉진, 피부에서 발생되는 염증의 완화 등의 효과를 나타내는 것으로 해석될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 김치로부터 GABA(γ-aminobutyric acid) 생산능을 나타내는 유산균을 분리하고(도 1), 상기 분리된 유산균을 다양한 곡물(메밀, 귀리, 검은깨, 검은콩, 율피, 현미 또는 보리) 또는 다시마의 추출물을 포함하는 배지에 접종하여 배양함으로써 유산균 배양물을 수득하였으며, 상기 유산균 배양물의 효과를 분석한 결과, 피부세포와 유사한 세포주에서 콜라겐합성 촉진효과를 나타내고(도 2 및 도 3), 농도의존적으로 세포안전성을 나타내며(도 4), 유산균으로부터 생산된 GABA를 포함하고(도 6), 피부염증 완화효과를 나타냄(도 7)을 확인하였다.
상기 유산균 배양물은 전체 화장료 조성물의 중량 대비 0.0001 내지 50중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 유산균 배양물의 함량이 전체 화장료 조성물의 중량 대비 0.0001중량% 미만일 경우에는 실질적인 피부개선 효과를 기대하기 어렵고, 50중량% 이상일 경우에는 염으로 인해 제형이 불안정해지는 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 첨가제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 유분, 물, 계면활성제, 보습제, 저급알코올, 살균제, 산화방지제, 증점제, 킬레이트제, 색소, 방부제 및 향료 중 어느 하나 이상일 수 있다. 이러한 첨가제들은 필요에 따라 적절한 함량으로 배합하여 사용할 수 있다.
다른 양태에 의하면, 본 발명은 상기 피부개선용 화장료 조성물을 포함하는 기능성 화장품을 제공한다.
본 발명의 기능성 화장품은 콜라겐합성 촉진효과, 피부염증 완화효과 등의 피부개선 효과를 나타내고, 그의 제형은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 용액, 유탁액, 현탁액, 페이스트, 크림, 로션, 겔, 파우더, 스프레이, 계면활성제-함유 클린징, 오일, 비누, 액체 세정료, 입욕제, 파운데이션, 메이크업베이스, 에센스, 화장수, 폼, 팩, 유연수, 선 스크린 크림, 선오일 등의 제형으로 제조될 수 있고, 바람직하게는 피부외용연고, 유연화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 팩, 에멀젼 또는 오일젤의 제형으로 제조될 수 있다.
예를 들어, 피부외용연고는 본 발명의 유산균 발효물 이외에 바셀린 50 내지 97중량% 및 폴리옥시에틸렌올레일-에테르 포스페이트 0.1 내지 5중량%를 함유하도록 제조될 수 있다. 예를 들어, 유연화장수는 프로필렌글리콜 또는 글리세린과 같은 다가알콜류 1 내지 10중량% 및 폴리에틸렌올레일에테르 또는 폴리옥시에틸렌 경화피마자유와 같은 계면활성제 0.05 내지 2중량%를 함유하도록 제조될 수 있고, 영양화장수 및 영양크림은 한약재 발효물 이외에 스쿠알란, 바셀린 또는 옥틸도데칸올과 같은 오일류 5 내지 20중량% 및 세탄올, 스테아릴알콜 또는 밀납과 같은 왁스성분 3 내지 15중량%을 함유하도록 제조될 수 있으며, 에센스는 글리세린 또는 프로필렌글리콜과 같은 다가알콜류 5 내지 30중량%를 함유하도록 제조될 수 있다.
마사지크림은 본 발명의 유산균 발효물 이외에 유동파라핀, 바셀린 또는 이소노닐이소노나노에이트와 같은 오일류를 30 내지 70중량% 함유하도록 제조될 수 있고, 팩은 폴리비닐알콜을 5 내지 20중량% 함유하는 필오프(peel off) 팩으로 제조될 수 있으며, 일반유화형 화장료에 카올린, 탈크, 산화아연 또는 이산화티탄과 같은 안료가 5 내지 30중량% 함유된 워시오프(wash off) 팩으로도 제조될 수 있다.
또 다른 양태에 의하면, 본 발명은 (ⅰ) 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 유산균을 배양하는 단계; 및 (ⅱ) 배양물을 수득하는 단계를 포함하는, 피부개선효과를 나타내는 유산균 배양물의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 유산균 배양물을 제공한다.
상기 제조방법에 있어서, 상기 추출물, 유산균, 배양물 등은 앞서 서술한 것과 동일하고, 상기 유산균 배양물은 유산균으로부터 생성된 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함할 수 있으며, 콜라겐합성 촉진효과, 피부염증 완화효과 등의 피부개선효과를 나타낼 수도 있다.
또 다른 양태에 의하면, 본 발명은 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 배양한 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 염증성 질환 치료용 조성물 또는 의약외품 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 피부에 염증성 질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 이미 발병된 개체에게 투여함으로써 염증반응을 예방 또는 치료하는데 활용될 수 있다. 이때, 상기 염증성 질환은 특별히 이에 제한되지 않으나, 류마티스 관절염, 연소성 류마티스양 관절염, 골관절염, 척추관절병증, 염증성 장질환, 만성 심부전, 당뇨병, 전신 홍반성 루프, 피부경화증, 유육종증, 크론병, 다발성근염/피부근염, 다발성골수증, 골이형성증후군, 급성골수성 백혈병, 파킨슨씨 병, 에이즈 복합성 치매, 알츠하이머병, 우울장애, 괴저성 농피증, 패혈성 쇼크, 베체트 증후군, 베게너 육아종증, 쇼그렌 증후군, 만성 폐쇄성 폐질환, 치주질환, 악액질, 중추 신경계 부상, 바이러스성 호흡 질환, 비만, 간경변, 카디악 믹소마, 규폐증 또는 에이즈(AIDS), 형질구증가증, 초면역성 글로불린 혈증, 빈혈, 신염, 캐츨맨즈병, 맥관증식신염, 전신성 루프스 에리테마토스, 궤양성 대장염, 급성 췌장염, 연소성 특발성 위축증 또는 전신성 연소성 특발성 위축증, 맥관염 및 가와사키병, 메니에르병, 약물성 내이장해, 바이러스성 내이염, 화농성 내이염, 측두골 골절 또는 청신경 종양에 기인하는 감각신경성 난청이거나, 또는 돌발성 난청, 노인성 난청 또는 소음난청, 전신성 홍반성 낭창, 아토피성 피부염, 당뇨병성 망막증, 망막염, 황반 변성, 관상동맥질환, 심근경색, 불안정 협심증, 혈관협착, 거대세포 동맥염, 강직성 척추염, 골다공증, 당뇨성 신장병, 자가 면역 췌장염, 만성 골반 염증 질환, 자궁내막염, 종양전이, 이식 거부 및 만성 전립선염, 알레르기성 비염, COPD, 과민성 폐 질환, 과민성 폐렴, 간질성 폐 질환(ILD), 아나필락시스 또는 과민성 반응, 약물 알레르기, 곤충 침 알레르기, 척추관절염, 경피증; 건선 및 피부염, 습진, 알레르기성 접촉 피부염, 담마진, 혈관염, 만성 관절염, 건선성 관절염 및 변형성 관절염, 다발성 연골염, 만성 활동성 간염, 근무력증, 스티븐-죤슨 증후군, 특발성 스프루우, 자가면역 갑상선염, 베셋병, 내분비성 안과질환, 그레이브스 질환, 다발성 경화증, 원발성 담도성 연소성 당뇨병(진성 당뇨병 타입 I), 건성 각결막염 및 춘계 각결막염, 간질성 폐 섬유증, 및 사구체신염, 세균 및 진균 디프테리아 및 백일해를 포함)에 의한 급성 및 만성 감염, 급성 및 만성 기관지염, 정맥동염 및 일반적인 감기를 포함하는 상부 호흡기 감염, 급성 및 만성 위장염 및 대장염, 급성 및 만성 방광염 및 요도염, 급성 및 만성 피부염, 급성 및 만성 결막염, 급성 및 만성 장막염, 심막염, 복막염, 활막염, 흉막염 및 건염, 요독성 심막염, 급성 및 만성 담낭염, 급성 및 만성 질염, 급성 및 만성 포도막염, 약물 반응, 곤충에게 쏘인 상처, 화상 (열, 화학물질 및 전기적 화상) 및 일광화상 (sunburn)을 포함하는 NO-관련 상태, 동맥경화증, 뇌졸증을 포함하는 허혈 및 재관류에 의한 조직 손상, 다발성 경화증, 만성 염증성 탈수초성 다발성신경병증, 사구체신염, 신장염 등이 될 수 있다.
본 발명의 용어, "개체"란 염증성 질환이 발병하였거나 발병할 수 있는 인간을 포함한 모든 동물을 의미한다.
이때, 상기 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 목적하는 바에 따라 피부도포 투여, 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.
상기 본 발명의 조성물은 약학적으로 허용 가능한 희석제, 부형제 또는 담체를 추가로 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 상기 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테로 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
상기 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있다.
상기 본 발명의 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있는데, 본 발명의 용어 "약학적으로 유효한 양"이란, 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하다.
아울러, 본 발명의 조성물은 피부에서 나타나는 염증성 질환의 치료를 위하여 단독으로, 수술, 호로몬 치료, 약물 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
상기 조성물에 있어서, 상기 추출물, 유산균, 배양물 등은 앞서 서술한 것과 동일하고, 상기 유산균 배양물은 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분과 함께 유산균으로부터 생성된 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함할 수 있으며, 세포에 대하여 현저한 안전성을 나타내므로(도 4) 약학적 조성물로서 사용될 수 있다.
본 발명의 피부개선효과를 나타내는 화장료 조성물은 메밀 또는 다시마 추출물과 함께 신규한 유산균으로부터 생성된 GABA를 포함하여, 콜라겐합성 촉진효과, 피부염증 완화효과 등의 피부개선 효과를 나타내므로, 기능성 화장품 뿐만 아니라 피부관련 약학적 조성물의 개발 및 제조에 널리 활용될 수 있을 것이다.
도 1은 김치 유산균의 GABA 생산에 대한 TLC 시험결과를 나타내는 사진이다.
도 2는 곡물 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 콜라겐합성 촉진효과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 농도의존적인 콜라겐 생성능을 나타내는 그래프이다.
도 4는 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 농도의존적인 세포안전성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 배양된 AR1 균주의 시간경과에 따른 생장곡선을 나타내는 그래프이다.
도 6은 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 배양된 AR1 균주에서 시간경과에 따라 생산된 GABA의 함량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물이 피부자극에 의해 유발된 염증에 미치는 효과를 나타내는 현미경사진이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1: 곡물 및 다시마 추출물의 제조
다양한 곡물(메밀, 귀리, 검은깨, 검은콩, 율피, 현미, 보리, 들깨 또는 밀) 또는 다시마를 물로 세척하고, 믹서로 분쇄한 다음, 각각 100g의 곡물 또는 다시마에 물을 5배 부피로 가하고 60℃의 온도에서 12시간 동안 추출하였다. 추출이 완료된 후, 원심분리(6000rpm, 15분)하여 상등액을 수득하고, 상기 수득한 상등액을 동결건조하여, 각각의 곡물 또는 다시마 추출물을 제조하였다.
실시예 2: GABA 생산 유산균의 분리
김치에는 다양한 유산균을 포함하고 있고 다양한 생리활성 물질을 생산하여 성인병 예방, 항암효과, 소화 및 강장효과 등의 우수성을 가지고 있다. 김치로부터 GABA를 합성하는 유산균을 분리하기 위하여, 다양한 배추김치를 멸균수 1㎖에 희석한 김치 희석액 0.1㎖를 고체상의 MRS배지(Pancreatic digest of gelatin 10g/ℓ, Beef extract 8g/ℓ, Dextrose 20g/ℓ, Dipotassium phosphate 2g/ℓ, Polysorbate80 1g/ℓ, Sodium acetate 5g/ℓ, Ammonium citrate 2g/ℓ, Magnesium sulfate 0.2g/ℓ, Manganese sulfate 0.05g/ℓ)에 도말한 다음 배양하여 콜로니를 형성시켰다. 상기 콜로니 중에서 형태가 다른 여러 종류의 콜로니를 선발하고, 선발된 콜로니를 5% MSG(monosodium glutamic acid)가 첨가된 액체상의 MRS배지에 접종한 다음, 37℃에서 48시간 동안 배양하여 배양물을 수득하였다. 상기 수득한 배양물을 원심분리하여 상등액을 회수하고, 상기 회수된 상등액에 증류수를 가하여 50배 부피로 희석하였으며, 상기 희석된 상등액을 TLC에 점적하고 전개용매(부탄올:아세트산:물=4:1:1)로 전개한 후, 0.2% ninhydrin을 가하여 발색반응여부를 확인함으로써 GABA 합성여부를 확인하였다(도 1).
도 1은 김치 유산균의 GABA 생산에 대한 TLC 시험결과를 나타내는 사진으로서, 1번 레인은 대조군으로 사용된 GABA 표준품을 나타내고, 2번 레인은 GABA 생산능을 나타내는 김치 유래 유산균을 나타낸다. 도 1에서 보듯이, 한 종류의 시료로부터 GABA 생산능을 나타내는 유산균을 검출하였다.
상기 검출된 유산균을 동정하기 위하여 그의 16s rDNA 부분염기서열(서열번호 1)을 분석한 결과, Lactobacillus brevis IMAU80121의 16s rDNA와 100% 일치하였으므로, 상기 유산균을 "Lactobacillus brevis AR1"("AR1 균주")이라 명명하고, 경기도 수원시 권선구 서호로 34에 소재한 국립농업과학원 농업유전자원센터에 2011년 11월 23일자로 기탁번호 KACC91688P로 기탁하였다.
실시예 3: 곡물 또는 다시마 추출물 함유 유산균 배양물의 제조
상기 실시예 1에서 제조한 곡물 또는 다시마 추출물 500g에 수크로스-효모추출물 배지(4% sucrose, 1% yeast extract, 4% MSG)를 가하여 혼합하고, 80℃에서 1시간 동안 가열하여 살균처리하였다. 메밀 및 다시마 혼합 추출물의 경우는 메밀 추출물 250g과 다시마 추출물 250g을 혼합한 500g에 수크로스-효모추출물 배지(4% sucrose, 1% yeast extract, 4% MSG)를 가하여 혼합하고 80℃에서 1시간 가열처리하여 사용하였다. 이때, 상기 배지에 포함된 MSG는 GABA를 합성하는 효소인 GAD(glutamate decarboxylase)의 기질로서 사용하고, 상기 GAD로는 상기 실시예 2에서 동정된 AR1 균주로부터 유래된 것을 사용하였다.
상기 실시예 2에서 동정된 AR1 균주를 액체상의 MRS배지에서 2일동안 전배양하고, 상기 살균처리된 각각의 수크로스-효모추출물 배지에 1%(v/v) 농도로 접종하여 120rpm으로 교반하면서 30℃에서, 68시간 동안 배양하여 각각의 유산균 배양물을 수득하였다. 상기 수득한 각각의 유산균 배양물을 원심분리(8000rpm, 10분)하여 각각의 상등액을 회수하고, 상기 회수된 각각의 상등액을 미세필터(기공크기: 3㎛)로 여과한 다음, 이들 각각의 균체 및 불용성 성분이 여과된 상등액을 시료로서 사용하였다.
실시예 4: 곡물 또는 다시마 추출물 함유 유산균 배양물의 효과 검증
실시예 4-1: 콜라겐합성 촉진효과
써콜어세이 방법(Sircol Assay method)을 사용하여 상기 실시예 3에서 수득한 각 시료의 콜라겐합성 촉진효과를 확인하였다. 상기 써콜어세이 방법은 콜라겐에 특이하게 결합되는 염색약을 사용하여, 콜라겐과 염색액의 결합체를 정량하는 방법으로 콜라겐을 측정하는 방법이고, 상기 콜라겐 합성에 사용되는 세포로는 섬유아세포(fibroblast) 유래의 NIH 3T3 세포주(KCLB, Korea)를 사용하였다.
구체적으로, NIH 3T3 세포주를 DMEM 배지(FBS 10%)에서 37℃ 및 5% CO2조건으로 배양하고, 24-웰 플레이트에 각각 4 ×104개/웰의 농도로 분주하고 동일조건에서 12시간 동안 배양하였다. 이어, 상기 실시예 3에서 수득한 각 시료를 0.1%(v/v)의 농도로 처리하고, 동일조건에서 24시간 동안 추가로 배양하였다. 이때, 대조군으로는 곡물 또는 다시마 추출물을 전혀 포함하지 않고 배양한 유산균 배양물로부터 유래된 시료를 처리한 NIH 3T3 세포주를 사용하였다.
상기 배양이 종료된 후, 각각의 배양물을 12,000 x g로 원심분리하여 상층액을 수득하고, 상기 상층액을 써콜어세이 분석용 키트(Sircol assay, Biocolor, UK)에 적용하여 반응시키고, 반응물의 흡광도(OD540)를 측정하여 합성된 콜라겐을 정량하였다(도 2).
도 2는 곡물 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 콜라겐합성 촉진효과를 나타내는 그래프이다. 도 2에서 보듯이, 메밀, 귀리, 검은깨, 검은콩, 율피, 현미 및 보리 추출물을 포함하는 유산균 배양물이 대조군보다 높은 수준으로 콜라겐 합성을 촉진하고, 특히 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물이 가장 높은 수준(300μg/ml 이상)으로 콜라겐의 합성을 촉진함을 확인할 수 있었다.
상기 확인된 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 농도에 따른 콜라겐 생성능을 확인하기 위하여, 상기 NIH 3T3 세포주를 24-웰 플레이트에서 배양하면서 콜라겐 합성 효과가 우수하다고 알려진 제니스테인(0.1, 1.0 또는 10μM), 상기 메밀 추출물을 포함하는 유산균 배양물(0.01, 0.1 또는 0.5%), 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물(0.01, 0.1 또는 0.5%) 또는 상기 메밀 및 다시마 혼합 추출물을 포함하는 유산균 배양물(0.01, 0.1 또는 0.5%)을 각각 처리하고, 24시간 동안 배양한 다음, 상술한 써콜어세이 방법을 수행하였다(도 3).
도 3은 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 농도의존적인 콜라겐 생성능을 나타내는 그래프이다. 도 3에서 보듯이, 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물을 0.5% 처리했을 때, 대조군으로 사용한 제니스테인을 10μM 처리한 경우보다 콜라겐 합성이 더욱 촉진되었고, 메밀 추출물을 포함하는 유산균 배양물 또한 제니스테인과 유사한 정도로 콜라겐 합성이 촉진됨을 확인하였다.
또한, 메밀과 다시마 혼합 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 경우에 메밀과 다시마 각각의 유산균 추출물 보다도 동일한 농도에서 2배 정도 향상된 콜라겐 합성능을 나타내어 두가지 물질을 혼합하여 사용할 경우 콜라겐 합성능이 배가 되는 것으로 확인하였다.
실시예 4-2: 세포안전성 시험
상기 실시예 4-1에서 확인된 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물이 세포활성에 영향을 미치는지의 여부를 확인하고자 하였다.
구체적으로, 상기 실시예 4-1과 동일한 방법으로 24-웰 플레이트에서 배양된 NIH 3T3 세포주에 배양액 내의 함량이 각각 1, 2, 5 또는 10%가 되도록 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물을 처리하고, 동일조건에서 24시간 동안 배양한 다음, EZ-cytox cell viability assay kit(Daeillab service, Korea)에 적용하여 반응시키고, 반응물의 흡광도(OD450)를 측정하여 NIH 3T3 세포주의 활성을 측정하였다(도 4).
도 4는 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 농도의존적인 세포안전성을 나타내는 그래프이다. 도 4에서 보듯이, 배양액에 포함된 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물의 농도가 증가할수록 세포활성이 다소 감소되는 경향을 나타내었으나, 최고 10%로 포함된 경우에도 85% 이상의 세포활성을 나타냄을 확인하였다.
따라서, 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물은 세포에 대하여 현저한 안전성을 나타내므로, 화장료 조성물 및 약학적 조성물로서 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
실시예 4-3: GABA 생성능 분석
상기 실시예 4-1에서 확인된 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 AR1 균주를 배양할 경우, GABA를 생성할 수 있는지의 여부를 확인하고자 하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1의 방법으로 제조한 메밀 또는 다시마 추출물 500g에 수크로스-효모추출물 배지를 가하여 혼합하고, 80℃에서 1시간 동안 가열하여 살균처리하고, MRS배지에서 2일동안 전배양된 AR1 균주를 메밀 또는 다시마 추출물이 포함된 수크로스-효모추출물 배지에 1%(v/v) 농도로 접종하여 120rpm으로 교반하면서 30℃에서, 68시간 동안 배양하면서, 4시간 마다 각각의 유산균 배양물 시료를 수득하였다. 그런 다음, 상기 수득한 시료의 흡광도(OD600)를 측정하여 AR1 균주의 증식유형을 비교하였다(도 5).
도 5는 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 배양된 AR1 균주의 시간경과에 따른 생장곡선을 나타내는 그래프이다. 도 5에서 보듯이, AR1 균주는 다시마 추출물을 포함하는 배지보다는 메밀 추출물을 포함하는 배지에서 더욱 효과적으로 증식할 수 있음을 확인하였다.
한편, 상기 수득한 시료에 포함된 GABA의 함량을 HPLC를 이용하여 분석하였다. 즉, PITC(phenylisothiocyanate)를 사용하는 AccQ-Tag를 이용하여 상기 각 시료에 포함된 GABA를 형광표지하고, 상기 표지된 시료를 미세필터(기공크기: 0.45㎛)로 여과한 다음, Nova-Pak C18 HPLC column(150 x 3.9mm)을 사용한 HPLC에 적용하여 적절한 용출조건(전개용매: AccQ-Tag Eluent A : 69% acetonitrile = 98:2(v/v), 유속: 1㎖/분) 하에서 형광표지된 GABA의 함량을 분석하였다(도 6). 도 6은 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 배양된 AR1 균주에서 시간경과에 따라 생산된 GABA의 함량을 나타내는 그래프이다. 도 6에서 보듯이, 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지 모두에서 AR1 균주의 정지기가 시작되는 45시간 이후에 GABA가 생산되기 시작하고, 68시간이 경과한 후에 약 180mM(GABA 전환율 84%)의 GABA가 생성되며, 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 서로 유사한 정도의 GABA 생성능을 나타냄을 확인하였다.
이와 같은 결과는, 본 발명의 유산균이 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 배지에서 증식 및 GABA 생산에도 탁월한 효과가 있음을 입증하는 것이다.
실시예 4-4: 피부염증 완화효과
상기 실시예 4-1에서 확인된 메밀 또는 다시마 추출물이 포함된 배지에서 유산균을 배양하여 수득한 유산균 배양물이 피부자극에 의해 유발된 염증 완화 효과를 나타내는지의 여부를 공지된 방법(Sheu 등, The journal of Investigative Dermatology, 118, pp94-101, 2002)을 이용하여 확인하고자 하였다.
구체적으로, CD-1 마우스(male & female, 4-6 weeks, Hyochang science, korea)의 양쪽 귀의 안팎에 피부자극물질로 알려진 TPA(12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate) 0.05%(wt/vol. in acetone)액 10㎕를 처리하고, 상기 처리된 귀에서 염증반응이 발생하고 45분 및 2시간이 경과한 후에 대조군으로서 염증 완화효과를 나타내는 것으로 알려진 PPAR α 아고니스트(agonist)인 클로파이브레이트(clofibrate) 1mM, 5%의 메밀 추출물을 포함하는 배지로부터 유래된 유산균 배양물 및 5%의 다시마 추출물을 포함하는 배지로부터 유래된 유산균 배양물을 각각 2㎕/㎠의 양으로 처리하였다. 그런 다음, 염증발생 부위를 적출하여 4 % 포름알데하이드로 고정하고, H&E 염색을 수행한 다음, 100배 배율의 현미경하에서 관찰하였다(도 7).
도 7은 메밀 또는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물이 피부자극에 의해 유발된 염증에 미치는 효과를 나타내는 현미경사진으로서, A는 TPA만을 처리한 조직을 나타내고, B는 TPA와 클로파이브레이트를 순차적으로 처리한 조직을 나타내며, C는 TPA와 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물을 순차적으로 처리한 조직을 나타내고, D는 C는 TPA와 메밀 추출물을 포함하는 유산균 배양물을 순차적으로 처리한 조직을 나타낸다. 도 7에서 보듯이, TPA만을 처리한 조직(A)에서는 조직이 비후되어 염증이 유발되었음을 확인하였고, TPA와 클로파이브레이트를 순차적으로 처리한 조직(B)에서는 유발된 염증이 완화됨을 확인하였으며, TPA와 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물을 순차적으로 처리한 조직(C)에서는 클로파이브레이트를 처리한 조직(B)과 유사한 수준으로 유발된 염증이 완화됨을 확인하였고, TPA와 메밀 추출물을 포함하는 유산균 배양물을 순차적으로 처리한 조직(D)에서는 다시마 추출물을 포함하는 유산균 배양물(C) 보다는 상대적으로 낮은 수준이지만, 유발된 염증이 완화됨을 확인하였다.
상기 실시예 4-1 내지 4-4의 결과를 통하여, 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 유산균을 배양하여 수득한 배양물은 유산균으로부터 생산된 GABA가 부가되어, 세포에 안전성을 나타내고, 콜라겐합성 촉진효과 또는 피부염증 완화효과를 나타냄을 확인할 수 있었으므로, 상기 배양물을 기능성 화장품 및 염증치료용 조성물의 유효성분으로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
농업유전자원센터 KACC91688P 20111123
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Claims (15)

  1. 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 배양된 유산균으로부터 생성된 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함하는 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부개선용 화장료 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추출물은 열수 추출물 또는 유기용매 추출물인 것인 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유산균은 Lactobacillus brevis AR1(KACC91688P)인 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    콜라겐합성 촉진효과 또는 피부염증 완화효과를 나타내는 것인 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    물, 계면활성제, 보습제, 저급알코올, 킬레이트제, 살균제, 산화방지제, 방부제, 색소 및 향료로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하는 것인 조성물.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 피부개선용 기능성 화장품.
  8. 제7항에 있어서,
    용액, 유탁액, 현탁액, 페이스트, 크림, 로션, 겔, 파우더, 스프레이, 계면활성제-함유 클린징, 오일, 비누, 액체 세정료, 입욕제, 파운데이션, 메이크업베이스, 에센스, 화장수, 폼, 팩, 유연수, 선 스크린 크림 및 선오일로 구성된 군으로부터 선택되는 제형인 것인 화장품.
  9. (ⅰ) 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 유산균을 배양하여 GABA(γ-aminobutyric acid)를 생성하는 단계; 및
    (ⅱ) 상기 GABA를 포함하는 유산균 배양물을 수득하는 단계를 포함하는, 피부개선효과를 나타내는 유산균 배양물의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 유산균은 Lactobacillus brevis AR1(KACC91688P)인 것인 방법.
  11. 삭제
  12. 제9항 또는 제10항의 방법으로 제조되고, 피부개선효과를 나타내는 유산균 배양물.
  13. 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 배양된 유산균으로부터 생성된 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함하는 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 염증치료용 약학적 조성물.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 조성물은 약학적으로 허용 가능한 희석제, 부형제 또는 담체를 추가로 포함하는 것인 조성물.
  15. 다시마 추출물, 메밀 추출물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 배지에서 배양된 유산균으로부터 생성된 GABA(γ-aminobutyric acid)를 포함하는 유산균 배양물을 유효성분으로 포함하는 의약외품 조성물.
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