KR20110024315A

KR20110024315A - 천연 한방원료를 이용한 천연 항균 조성물

Info

Publication number: KR20110024315A
Application number: KR1020090082241A
Authority: KR
Inventors: 김지운
Original assignee: 주식회사 셀루스
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-09

Abstract

본 발명은 귤핵(Citri Unshiu Semen), 들국화꽃(Inula japonica Thunberg flower), 황백(Phellodendri Cortex), 황금(Scutellariae Radix)을 추출물한 천연 항균력을 갖는 조성물에 관한 것 이다. 본 발명으로 인해 화장품 등에 사용되는 파라옥시안식향산에스텔, 메틸파라벤, 에틸파라벤, 프로필파라벤, 부틸파라벤 등의 방부제의 사용을 줄이거나 사용하지 않을 수 있다.

귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금, 천연 항균제

Description

천연 한방원료를 이용한 천연 항균 조성물 {Natural antibiotic composition including natural herb extract}

본 발명은 천연 한방원료를 추출한 복합 항균제로 상세하게는 귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금의 추출물을 혼합하여 제조하는 복합 항균제 및 이를 포함하는 제품에 관한 것이다.

화장품 등의 제품에는 내부물성의 변화를 방지하고, 일정기간 동안의 보존을 위해서인체에 이롭지 않은 방부제가 첨가되어있다. 상기 방부제로서 사용되고 있는 물질로는 천연에서 산출된 물질도 있으나 대부분 화학적으로 합성한 인공물질들이 이용되고 있다.

기존의 방부제로서 가장안전하며 화장품 등에 범용적으로 사용되는 파라벤류의 방부제들 조차 피부알러지(Andrea Counti et al., Contact Dermatitis, 1997, 37; 35-36)와 환경호르몬으로서의 가능성(Edwin et al., Toxicology and appliedpharmacology, 1998, 153; 12-19) 및 내성균 유발이라는 문제점을 가지고 있다.

이러한 인공방부제의 위험성에도 불구하고 높은 가격과 기술력의 미비 등으로 인하여 사용하지 못하고 있는 것이 현실이다.

또한, 천연활성물질들의 경우, 대부분 색취, 안정성저하, 좁은 항균스펙트럼, 제형상의 문제점 등으로 인하여 상용화되지 못하고 있으며, 나한백추출물인 히노키티올(hinokitiol)과 목련추출물인 마그놀롤(magnolol), 자몽추출물인DF-100 등 극히 일부만이 상용화되고 있는 실정이다.

현재 많은 분야에서 합성방부제의 부작용을 줄이고 동시에 폭넓은 항균스펙트럼, 제형상의 안정성 등을 보유한 천연방부제에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

하지만 기술과 개발비 등의 문제로 그 결과가 뚜렷이 나타나고 있지 않는 실정이다.

본 발명자는 기존의 항균활성이 보고된 식물추출물들을 이용, 최적의 혼합비로 배합하여 항균활성이 우수하고, 항균스펙트럼에 있어서도 폭 넓은 범위를 가지는 인체에 안전한 천연방부제를 개발하게 되었다.

본 발명은 한방원료로 많이 사용되고 있는 식물인 귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금추출물을 포함하는 복합 천연항균제에 관한 것 이다.

여기서 복합천연항균제란, 천연물질로부터 추출한 2개 이상의 물질을 혼합한 것으로 이러한 혼합물이 복합적으로 작용하여 상승효과적으로 방부효과를 나타내는 물질을 의미한다.

본 발명의 목적상, 복합천연방부제는 귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금추출물을 필수적으로 포함한다.

복합천연항균제에 포함된 각각의 추출물에 대해 살펴보면 다음과 같다

귤핵(Citri Unshiu Semen)

귤나무의 씨앗을 귤핵(橘核)이라하고 귤핵은 한방에서 기를 잘 돌게 하고 통증을 멎게 한다하여 음낭이 붓고 아픈 고환염, 유방염, 요통 등에 사용한다. 생김새는 난형에 가까우며 바깥면은 엷은 황백색이나 엷은 회백색이며 광택이 있고 한쪽은 하나의 능선이 있고 다른 한쪽은 둔한 원형이고 양쪽 끝은 뾰족하다. 외종피는 얇고 질기며 벗겨보면 엷은 갈색의 얇은 내종피가 있고 씨는 두쪽이며 황록색을 띠운다.

들국화꽃(Inula japonica Thunberg flower)

들국화꽃은 우리나라 전국 곳곳에 분포하고 있으며 예로부터 차나 술을 담글 때 등에 사용되었으며 진통, 소염에 많이 사용되었으며 여기서 분리한 잔틴(Xanthine) 등은 산화효소의 억제와 DPPH 자유라디칼 소거에 대해 항산화 효과를 가지는 페놀계 화합물로 사용되고 있다.

황백(Phellodendri Cortex)

황백은 운향과(rutaceae)에 속하는 황벽나무의 껍질을 말린 것으로 황경피라고도 한다. 이 황백피는 폐렴쌍구균, 인형결핵균, 포도상구균 등에 대하여 발육저지 작용을 함과 동시에 종양세포의 번식을 저지시키고, 살균작용을 하는 것으로 알려져 있다

황금(Scutellariae Radix)

황금은 꿀풀과에 속하며 우리나라 각처에 자생하며 우고닌(Wogonin)과 바이칼린 (Baicalin)등이 함유되어 해열, 이뇨, 소종, 소염, 설사, 안태, 발열, 고혈압, 동맥경화, 담낭염, 황달, 위염 등에 사용되고 있다.

본 발명의 복합천연항균제에 포함되는 추출물은 각각의 원료를 물, 유기용매, 또는 이의 혼합용매를 사용하여 추출할 수 있다. 이들 원료를 혼합하여 동시에 추출하거 나 개개 성분들을 최적의 조건에서 추출한 후 혼합하여 사용할 수 도 있다. 다른 방법으로는 개개 성분들을 최적의 조건에서 추출한 후 혼합한다.

유기용매를 사용하여 추출하는 경우, 에탄올, 이소프로탄올, 부탄올 등의 알콜, 에틸렌, 아세톤, 에테르, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, DMF (N,N-디메틸포름아미드), DMSO (디메틸설폭사이드), 이들의 혼합물 등을 이용하여 실온에서 또는 가온하여 유기용매로 추출할 수 있다.

다른 방법으로는, 추출용매로서 물 또는 에탄올이 사용된다. 추출물은 건조 또는 비건조된 원료를 분쇄하고, 분쇄물에 용매를10 내지100배의 중량비로 가하여 침지한 후, 이를 여과 또는 원심분리여 상등액을 수득하여 제조될 수 있다.

고온 추출하는 경우, 원료를 물/유기용매에 가하여 70℃에서, 또는 70℃이상의 온도에서 1시간이상, 또는 1시간이상 가열하고 가열된 추출물을 여과하여 제조할 수 있다.

높은 온도에서 가열하는 경우시간은 공정시간이 줄어들지만 유효성분이 파괴되어 손실될 수 있고, 상기 온도보다 낮은 온도에서 가열하게 되면 혼합물의 유효성분이 완전하게 추출되지 않으므로 온도조절과 시간을 적절하게 조절하는 것이 중요하다.

열 추출 또는 냉침 추출한 추출물은 부유하는 고체입자를 제거하기 위해 필터 등을 이용해 여과한 후, 그대로 사용하거나 이를 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 분무건조 등을 이용해 건조시켜 사용할 수 있다.

본 발명의 복합천연항균제는 귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금추출물을 1:1:1:1 (귤핵:들국화꽃:황백:황금)의 비율로 포함한다.

본 발명의 복합천연항균제 중 각각의 추출물은 조성물의 총 중량에 대해 1~30 중량%의 양으로 포함될 수 있다.

상기한 본 발명의 복합천연항균제는 단일 성분물질로서 잔틴(Xanthine)과 우고닌(Wogonin), 바이칼린(Baicalin)을 포함하며, 이들 성분을 0.01 내지 5.0의 비율로 포함한다.

상기에 언급된 단일 성분명은 단지주요성분에 국한하여 표기한 것으로서, 본 발명의 복합천연항균제는 실제로는 추출물형태로 사용하기 때문에 표기하지 않은 다른 유효성분의 역할에 의하여 효과가 나타났을 수도 있다.

본 발명의 복합천연항균제는 다양한 미생물, 특히 세균, 진균에 대해 광범위한 우수한 항균활성을 나타내고(표1. 균주별 추출원료에 대한 항균력 시험 결과), 또한 항산화 효과를 나타내었다.

균주별 추출원료에 대한 항균력 시험 결과

추출원료	대장균 (Escherichia coli)	녹농균 (Pseudomonas aeruginosa)	포도상구균 (Staphylococcus aureus)	짓무름균 (Candida albicans)	검은곰팡이 (Aspergillus niger)
귤핵	+++	++	+++	++	+++
들국화꽃	++	++	++	++	++
황백	+++	+++	++	++	++
황금	+++	+++	+++	+++	+++

+ : 투명대의 크기가 3mm 이하

++ : 투명대의 크기가 4 ~ 10mm

+++ : 투명대의 크기가 11 ~ 13mm

++++ : 투명대의 크기가 14 ~ 16mm

+++++ : 투명대의 크기가 17mm 이상

* 균주분양 : 한국미생물 보존센터

Escherichia coli : KCCM 11234, (Migula) Castellani & Chalmers

Pseudomonas aeruginosa : KCCM 11321, (Schroeter) Migula, BACTERIA

Staphylococcus aureus subsp . aureus : KCCM12256, Rosenbach, BACTERIA

Candida albicans : KCCM 11282, (Robin) Berkhout, YEAST

Aspergillus niger : KCCM 60143, van Tieghem, FUNGI

본 발명의 복합천연항균제는 상기한 추출물 이외에도 항균활성을 저해하지 않는 한 추가의 성분들을 포함할 수 있다.

상기와 같이 광범위한 방부스펙트럼을 갖는 본 발명에 따른 복합천연항균제는 화장품, 식품 등에서 방부 목적을 달성하기 위해 광범위하게 사용될 수 있으며, 이들 제품에 사용되어 제품의 품질의 안전성과 안정성을 높인다.

또한, 기존의 화학합성방부제가 인체에 나타내는 부작용을 전혀 나타내지 않으면서 우수한방부력을 갖는다. 따라서, 또 다른 양태로서, 본 발명은 상기한 본 발명의 복합천연항균제를 포함하는 제품에 관한 것이다.

이러한 제품에는 본 발명의 복합천연항균제를 포함하여 방부효과를 발휘할 수 있는 모든 제품, 예를 들어 화장품, 식품 등 다양한 제품이 포함된다. 특히, 화장품, 식품 등에 사용이 바람직하며, 더욱 특히, 화장품에 사용이 바람직하다.

상기한 제품에 본 발명의 복합천연항균제를 포함시키는 경우, 이의 사용량은 제품의 총 중량을 기준으로 0.001~30 중량%의 범위이다.

본 발명에 따른 복합천연항균제를 각종 크림, 로션, 스킨 등과 같은 화장품류와 샴푸, 린스, 클렌징, 세안제, 비누, 트리트먼트, 미용액 등에 인공방부제의 첨가 없이 첨가하여 방부효과를 제공하는 화장품을 제공 할 수 있다.

실시예1) 추출물의 제조

본 발명의 복합천연항균제에 포함되는 식물추출물을 다음과 같이 추출하였다.

귤핵(Citri Unshiu Semen)은 귤의 씨만을 채취하여 수세한 후 99% 알코올성분인 주정이나 에탄올 6배수에 17℃로 30일간 침지 후 침전물을 여과한 후 제품을 만들었다.

들국화꽃(Inula japonica Thunberg flower)은 수세한 후 99% 알코올성분인 주정이나 에탄올 3.5배수에 20℃로 20일간 침지 후 침전물을 여과한 후 제품을 만들었다.

황백(Phellodendri Cortex)은 수세한 후 99% 알코올성분인 주정이나 에탄올 1.4배수에 20℃로 13일간 침지 후 침전물을 여과한 후 제품을 만들었다.

황금(Scutellariae Radix)은 수세한 후 99% 알코올성분인 주정이나 에탄올 4.5배수에 30℃로 30일간 침지 후 침전물을 여과한 후 제품을 만들었다

실시예2) 추출물의 항균효능

항균효능을 가지고 있다고 보고 된 천연추출물을 대상으로 Staphylococcus aureus 와Escherichia coli 에 대한 항균 효과를 수행하였다. 항균 활성측정법으로는 한천확산법을 이용하였다. 이 방법은 용액 중 항생물질농도를 결정하는 방법으로서 여러 개의 원반에 기지 농도의 항생물질용액을 묻혀 시험균주가 도포된 고체한천배지에 올려 놓고 배양한 후 원반주변의 투명대(growth inhibition halo)의 크기를 측정한다. 한천확산법의 하나로 현재 널리사용되고 있는 방법은 Kirby-Bauer 방법이다. 이러한 방법을 통해 항균실험을 수행한 결과하기 추출물의 높은 항균효능이 밝혀졌다. 항균시험농도는100 ppm으로 한정해서 수행을 하였다.

항균효과에 대한 스크리닝 결과요약

추출원료	Staphylococcus aureus 억제능	Escherichia coli 억제능
귤핵	++	++
들국화꽃	++	++
황백	+++	++
황금	+++	+++

+: 투명대의크기가3 mm 이하

++: 투명대의크기가4 내지10 mm

+++: 투명대의크기가11 내지13 mm

++++: 투명대의크기가14 내지16 mm

+++++: 투명대의크기가17 mm 이상

실시예3) 복합천연항균제의 제조

상기 실시예2에서 Staphylococcus aureus 와 Escherchia coli 에 대한 항균효능실험을 통해선별된 천연추출물 중 귤핵추출물, 들국화꽃추출물, 황백추출물, 황금추출물을 다양한 비율로 혼합하여 복합천연식물추출물을 제조하였다. 복합천연항균제의 최종농도는 100 ppm이 되게 하여 실험을 수행하였다.

시험방법으로 한천확산법을 이용하였으며, 미생물균주로는 Staphylococcus aureus를 사용하였다. 표3의 복합천연방부제에 대한항균효능과 표1의 단일추출물에 대한항균효능시험의 비교로부터 알 수 있듯이, 복합천연항균제는, 단일 추출물에 비해 항균효능이 모두 우수하였으며, 특히 추출물의 혼합에 의해 상승효과가 나타났다.

각각의 단일추출물이 항균효과를 나타낸다고 해서, 이들의 배합물이 동일하게 항균효과를 나타낸다거나 나아가 상승 작용적으로 우수한 효과를 나타내는 것은 아니며, 오히려 역으로 항균활성이 감소 할 수 있음을 나타낸다. 또한 상승효과를 나타내는 특정조합의 복합물을 발견하기가 어렵다는 것을 고려 할때, 종래기술로 부터는 유추 될 수 없음을 제시하고 있다.

복합천연항균제를 만들기 위한 추출물의 시험농도조합비

실시번호	귤핵	들국화	황백	황금	항균력
1	1	1	1	1	++++++
2	1	1	1	2	++++
3	1	1	1	3	++++
4	1	1	1	4	++++
5	1	1	1	5	++++
6	1	1	2	1	++++
7	1	1	3	1	++++
8	1	1	4	1	++++
9	1	1	5	1	++++
10	1	2	1	1	++++
11	1	3	1	1	++++
12	1	4	1	1	+++++
13	1	5	1	1	++++
14	2	1	1	1	++++
15	3	1	1	1	++++
16	4	1	1	1	++++
17	5	1	1	1	+++++

* 복합천연 항균제의 최종 농도 : 100ppm

복합천연항균제의 항균효과 검증결과

+: 투명대의크기가3 mm 이하

++: 투명대의크기가4 내지10 mm

+++: 투명대의크기가11 내지13 mm

++++: 투명대의크기가14 내지16 mm

+++++: 투명대의크기가17 내지19 mm

++++++: 투명대의크기가20 mm 이상

가장 뛰어난 효과를 나타낸 조합비는 1번 조합비로 귤핵:들국화꽃:황백:황금이 1:1:1:1의 배합비에서 가장좋은 효과를 나타냈다.

실시예4) 복합천연항균제의 항균활성

복합천연항균제의 항균활성을 한천확산법으로 조사하였다.

복합천연항균제의 농도를 0.25 %, 0.5 %, 1.0 %,2.0 %로 정해 시험하였다.

미생물 균주로는 그람양성균인 Staphylococcus aureus, 그람음성균인Escherichia coli, 진균류인Candida albicans를 이용하였다.

여러 개의 원반에 기지농도의 항생물질용액을 묻혀 시험균주가 도포 된 고체한천배지에 올려놓고 배양한 후 원반주변의 투명대의 크기를 측정하였다. 시험결과는 표4에 나타낸바와 같이 Staphylococcus aureus와 Candida albicans에 대해 높은 항균활성을 보였고, 반면에E. coli에 대해서는 상대적으로 낮은 항균활성을 나타내었다

원반주변의투명대의크기측정

농도	E. coli	S. aureus	C. albicans
0.25%	10.5	14.5	13.0
0.50%	11.5	16.5	15.0
1.00%	13.0	18.0	17.0
2.00%	16.0	20.0	19.0

실시예5) 복합천연항균제의 최소억제농도(MIC) 결정

복합천연항균제의 미생물의 성장을 억제하는 최소농도인 최소억제농도(MIC)를 측정하였다. 24 시간동안배양-11한 Staphylococcus aureus, Candida albicans, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Aspergillus niger를 배지(brain heart infusion broth) 3 ml에 넣고, 동시에 복합천연항균제를 각각농도별로 첨가한후 37 ℃에서24시간 동안 배양 하였다. 2배연속희석법을 이용하였다. 표7에 나타나있듯이, Escherichia coli에 대한 복합천연항균제의 MIC는 0.125 %이고, Staphylococcus aureus에 대한MIC는 0.003 %, Candida albicans 에 대해선 0.026 %, Pseudomonas aeruginosa 에 대해선 1.0 %, Aspergillus niger에 대해선 0.5%임을 확인하였다.

복합천연항균제의 항균활성은 그람양성균인 Staphylococcus aureus에 대해 가장 높은 항균활성을 보임을 알수 있다

복합천연항균제의 최소억제농도(MIC)

균주	MIC (%)
Escherichia coli	0.125
Pseudomonas aeruginosa	1.000
Staphylococcus aureus	0.003
Candida albicans	0.026
Aspergillus niger	0.500

실시예6) 복합천연항균제의 함유한 화장품의 방부효과

제조 실시 예에서 제조한 복합천연항균제를 함유한 화장료의 방부효과를 측정하기위해, 복합천연항균제를2 % 의 농도로 포함하는 로션과 스킨을 하기와 같이 제조 하였다.

A. 복합천연항균제를 함유한 로션제조 예

복합천연항균제를 함유한 로션제조 예

성분	함량
복합천연항균제	2.00
호호바씨오일	6.00
피이지/피피지-17/6코폴리머	3.00
폴리글리세릴-3메칠글루코오스디스테아레이트	3.00
글리세릴스테아레이트	2.00
베타인	1.00
소듐아크릴레이트/소듐아크릴로일디메칠타우레이트코폴리머	1.20
비즈왁스	0.70
세테아릴알코올	0.70
향료미량정제수잔량합계	100.00

B. 복합천연항균제를 함유한 로션을 하기 표8의 조성으로 통상적인 방법을 통해 제조하였다.

B. 정제수를 함유한 로션 제조예(비교예)

상기단락 A에서 복합천연항균제를 첨가하지않고 정제수로 대체한 로션의 제조 예가 표7 에 나타나 있다.

정제수를 함유한 로션 제조예

성분	함량
호호바씨오일	6.00
피이지/피피지-17/6코폴리머	3.00
폴리글리세릴-3메칠글루코오스디스테아레이트	3.00
글리세릴스테아레이트	2.00
베타인	1.00
소듐아크릴레이트/소듐아크릴로일디메칠타우레이트코폴리머	1.20
비즈왁스	0.70
세테아릴알코올	0.70
향료미량정제수잔량합계	100.00

C. 복합천연항균제를 함유한 스킨 제조 예

D. 복합천연항균제를 함유한 스킨을 하기표8의 조성으로 통상적인 방법을 통해제조하였다.

복합천연항균제를 함유한 스킨 제조 예

성분	함량
복합천연방부제	2.00
에탄올	5.00
글리세릴폴리아크릴레이트	5.00
소듐하이알루로네이트	2.00
베타-글루칸	1.50
판테놀	0.30
호호바씨오일	0.05
향료미량정제수잔량합계	100.00

D. 정제수를 함유한 스킨 제조 예( 비교예)

상기단락C에서 복합천연항균제를 첨가하지 않고 정제수로 대체한 토너의 제조 예가 표9 에나타나 있다.

정제수를 함유한 스킨 제조 예

성분	함량
에탄올	5.00
글리세릴폴리아크릴레이트	5.00
소듐하이알루로네이트	2.00
베타-글루칸	1.50
판테놀	0.30
호호바씨오일	0.05
향료미량정제수잔량합계	100.00

제조예A (복합천연방부제를 2 % 함유한 로션), 제조예B (정제수를 함유한 로션), 제조예C (복합천연방부제를 2 % 함유한 스킨), 제조예D (정제수를 함유한 스킨)에서 제조한 로션과 스킨을 사용하여 복합천연항균제의 항균효과를 평가하였다.

항균효과 평가방법은 국소제제에 대해 1996년에 European Pharmacopoeia Commission(E.P.)에서 제시한 Microbial Challenge Test를 이용하였다(Letters in Applied Microbiology 2002, 35, 385389).

사용한 균주는 Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Aspergillus niger 이다.

방부효과를 최대20일까지 측정하였고, 0일, 1일, 2일, 3일, 5일, 10일, 20일에 6번씩 항균효능을 관찰하였다. 표9에 제시된 것 처럼 로션과 스킨제형으로 각각 복합천연항균제를 2.0 % 함유한 경우, 2일 후에 E. coli 의 수가 현저하게 감소됨을 관찰할 수 있었다. 뿐만 아니라, 20일 기간을 두고 2%의 복합천연항균제를 함유한 스킨과 로션의 방부시험결과, 처리 후 5일 이내에 균이 모두 사멸 하였다. 이는, 본 발명의 복합천연항균제가 강력한 항균효능이 있음을 제시하는 것 이다.

균주별 천연항균제의 항균효과

경과일 시험균주	0일		1일		2일		3일
경과일 시험균주	로션	스킨	로션	스킨	로션	스킨	로션	스킨
Escherichia coli	6×10⁵	7×10⁴	5×10⁴	6×10²	9×10²	1×10²	3×10²	-
Pseudomonas aeruginosa	6×10⁵	7×10⁶	7×10⁴	3×10²	8×10³	3×10²	2×10²	50
Staphylococcus aureus	6×10⁶	7×10⁴	7×10⁶	3×10⁴	6×10⁴	2×10²	1×10²	80
Candida albicans	6×10⁵	6×10⁴	5×10⁴	6×10⁴	2×10³	1×10²	6×10³	1×10²
Aspergillus niger	6×10⁶	7×10⁴	2×10⁴	8×10³	6×10⁴	2×10²	100	-

경과일 시험균주	5일
경과일 시험균주	로션	스킨
Escherichia coli	-	-
Pseudomonas aeruginosa	-	-
Staphylococcus aureus	-	-
Candida albicans	-	-
Aspergillus niger	-	-

본 발병의 복합천연항균제는 다양한 균들에 대한 폭넓은 항균활성스펙트럼을 나타내고, 항균활성 또한 우수하였다. 따라서, 본 발명의 복합천연항균제는 방부목적으로 등에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims

귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금 추출물의 천연 항균제
제1항에 있어서 귤핵, 들국화꽃, 황백, 황금 추출물이 1:1:1:1:1 (귤핵:들국화꽃:황백:황금)의 비율로 포함되는 천연 항균제
제1항과 제1항의 천연 항균제를 포함하는 제품
제3항에 있어서, 화장품인 제품
제4항에 있어서, 천연 항균제를 제품의 총 중량을 기준으로 0.001내지 30 중량%로 포함하는 제품