KR20210001601A

KR20210001601A - 갯지렁이 분해물 및 이를 포함하는 염색 모발 보호제

Info

Publication number: KR20210001601A
Application number: KR1020190077919A
Authority: KR
Inventors: 강상모; 이정섭
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-01-06
Also published as: KR102235335B1

Abstract

본 발명은 (a) 갯지렁이를 분쇄하여 분쇄물을 얻는 단계; 및 (b) 상기 얻어진 분쇄물을 효소분해하거나, 30 ~ 70 ℃에서 자가분해하여 갯지렁이 분해물을 얻는 단계를 포함하는 갯지렁이 분해물의 제조방법, 이에 의해 제조된 갯지렁이 분해물 및 이를 이용한 모발 보호제를 제공한다.
본 발명의 갯지렁이 분해물 및 이를 포함하는 염색 모발 보호제는 염색 또는 탈색 과정에서 모발을 보호하는 첨가제로서 화장품 및 미용 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

갯지렁이 분해물 및 이를 포함하는 염색 모발 보호제{Degradation product of lugworm and composition for protecting dyed hair comprising the same}

본 발명은 갯지렁이 분해물 및 이를 포함하는 염색 모발 보호제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수율 및 펩티드 함량이 향상된 자가분해 조건에서 제조된 갯지렁이 자가분해물과 효소분해물을 염색시 또는 탈색시 전처리하여 모발 손상을 방지할 수 있는 염색 모발 보호제에 관한 것이다.

모발의 구성성분은 85 ∼ 95 %의 케라틴(keratin), 5 ∼ 10 %의 멜라닌(melanin), 지질, 수분 및 미량 원소 등으로 이루어져 있다. 이 중 모발의 케라틴은 시스틴결합(이황화결합, disulfide bond)과 이웃하는 알파-헬릭스 간의 독특한 맞물림 방식인 노브 홀 패킹(knob hole packing)의 기본단위가 반복적으로 이루어진 단백질 성분으로 모발의 탄력과 구조를 형성시키는 데 기여한다.

모발의 구조는 표면으로부터 큐티클(cuticle), 콜텍스(cortex), 메듀라(medulla)의 3층으로 구성되어 있다. 평균 6 - 10매의 모발이 비닐모양으로 겹쳐진 층상구조를 형성하고 있다. 큐티클은 외층에 F-층(F-layer), 그리고 내측으로 에피큐티클(epicuticle), A-층(A-layer), 엑소큐티클(exocuticle), 엔도큐티클(endocuticle), β-층(β-layer) 및 δ-층(δ-layer)으로 매우 복잡한 층상구조를 나타낸다. 모발표면의 F-층에 주성분인 18-메틸 에이코사노산(18-methyl eicosanoic acid, 18-MEA)은 모발의 감촉을 결정하는 중요한 지방산으로 F-층에 의해서 큐티클은 보호되고 모발표면은 소수성으로 유지되고 있다.

이러한 복잡한 층상구조를 갖는 모발에 과산화수소를 사용한 탈색 및 염색은 모발 내부의 멜라닌 색소를 산화, 탈색하는 동시에 모발 단백질의 주요 구성 아미노산인 시스틴결합을 과도하게 산화하여 시스테인산(cysteic acid, S=O)을 생성하게 된다. 이러한 시스테인산의 생성으로 모발 내부의 단백질 구조에 시스틴결합이 감소하기 때문에 단백질 용출이 발생하게 되고 모발의 물리적 변화로 이어져 탈색에 의한 구조적 물성이 저하한다. 이 때문에 시스테인산의 증가를 모발 손상의 주원인으로 간주하며, 시스테인산의 생성량이 모발 손상 정도에 지표로 알려져 있다.

특히, 회색 계열, 체리레드 및 블루실버의 색상은 유멜라닌 과립이 다량 분포한 모발에서는 산화염모제를 이용해서는 색상을 표현하기가 어려워서 반드시 반복된 탈색시술이 필요하다. 이 과정에서 과산화수소와 알칼리제의 영향으로 모발이 팽윤되면서 모발 큐티클 층의 손상과 내부 멜라닌 색소가 분해된다. 또한, 동시에 시스틴결합의 분해와 단백질의 유출, 큐티클의 박리와 모발표면이 소수성에서 친수성으로 화학적 변화하는 등의 손상이 나타난다. 이런 결과로 회색계열, 체리레드 및 블루실버 염색은 염료착색과 지속성을 유지하기 어려워 이를 해결할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.

최근 탈색 및 염색과정에서 모발손상의 방지와 복구를 위한 다양한 헤어 케어 제품들이 시판되고 있으나, 대부분 화학적 합성 성분을 함유한 제품이다. 그러나 이들 제품은 모발, 두피 및 인체에도 영향을 미쳐 피부 알레르기, 지모, 절모, 열모 및 탈모 증상 등의 심각한 문제점을 발생시키고 있어, 이와 같은 문제점을 최소화하기 위해 다양한 천연 유래 소재를 활용한 모발 화장품이 활발히 개발되고 있다.

현재까지 갯지렁이(lugworm)를 화장품 원료 소재로 사용한 연구가 미비하였으나, 갯지렁이는 동양 의학에서 수백 년 전부터 한방 의학의 천연 생리 활성물질 소재로 사용되었으며, 자연에 존재하는 천연 단백질 자원으로 약 65 %의 단백질, 14 %의 지방, 14 %의 탄수화물, 3 %의 회분 및 천연 미네랄 성분으로 구성되어 있다. 갯지렁이는 산, 알칼리 분해가 아닌 효소학적 자가분해(autolysin) 또는 단백질 가수분해 효소를 이용한 효소분해를 통하여 펩티드, 유리 아미노산 및 당류를 얻을 수 있다.

한국 공개특허 제10-2012-0098233호 (2012.09.05) 미국 공개특허 US 2015/0250707 A1 (2015.09.10) 한국 등록특허 제10-0774973호 (2007.11.02)

Liangjun Xia, et al., Polymers 2018, 10, 730

본 발명의 발명자들은 모발의 손상을 최소화하는 동시에 손상된 모발을 보수할 수 있는 천연 소재 모발 화장품 원료에 대하여 연구하던 중, 갯지렁이의 자가분해 조건을 최적화하여 수율 및 펩티드 함량이 개선된 갯지렁이 자가분해물을 얻을 수 있고, 단백질 가수분해 효소를 사용하여 펩티드 함량이 증가된 효소분해물을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 갯지렁이 분해물을 탈색 전처리 및 염색 전처리에 사용함으로써 탈색 모발의 손상을 억제하고 염색의 착색 및 지속력을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 갯지렁이 분해물 및 이를 포함하는 염색 모발 보호제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따라, (a) 갯지렁이를 분쇄하여 분쇄물을 얻는 단계; 및 (b) 상기 얻어진 분쇄물을 효소분해하거나, 30 ~ 70 ℃에서 자가분해하여 갯지렁이 분해물을 얻는 단계를 포함하는 갯지렁이 분해물의 제조방법이 제공된다.

일 구현예에서, 단계(b)의 상기 효소분해가 플라보짐(flavourzyme), 알칼라아제(alcalase), 뉴트라아제(neutrase), 프로타맥스(protamax), 펩신(pepsin), 알파-키모트립신(α-chymotrypsin), 써모아제(thermoase), 수미자임(sumizyme), 코지자임(kojizyme), 브로멜라인(bromelain), 피신(ficin) 및 파파인(papain)을 포함하는 단백질 분해효소(protease)로부터 1종 이상의 효소를 선택하여 수행될 수 있다.

일 구현예에서, 단계(b)의 상기 자가분해가 12시간 이상 수행될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 갯지렁이 분해물의 제조방법에 의해 제조된 갯지렁이 분해물이 제공된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 갯지렁이 분해물을 포함하는 모발 보호제가 제공된다.

일 구현예에서, 상기 모발 보호제가 모발의 염색시 또는 탈색시 전처리될 수 있다.

본 발명에 의해, 갯지렁이 분해물을 모발의 염색시 또는 탈색시 전처리함으로써, 모발 및 모발표면에 흡착되어 소수성 피막을 형성하여 탈색 과정에서 알칼리제와 과산화수소에 의한 시스틴결합의 산화적인 분해를 억제하는 것이 밝혀졌다. 또한, 반복된 탈색 시술을 필요로 하는 회색 계열, 체리레드 및 블루실버의 색상의 염색에 있어서 상기 조성물을 전처리하여 염색 착색 및 색소의 지속력을 향상시키는 동시에 염색 과정에서의 과산화수소에 의한 모발의 손상을 방지하고 보수하는 효과를 확인하였다.

따라서, 본 발명의 갯지렁이 분해물 및 이를 포함하는 염색 모발 보호제는 천연소재 화장품 원료로 손상케어, 오염방지, 퇴색방지 및 두피보호 등의 용도를 위한 제품에서 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 갯지렁이 자가분해물에 대한 SDS-PAGE 결과이다. 레인 M, 마커; 레인 1, 표 2의 웰 번호 1; 레인 2, 표 2의 웰 번호 2; 레인 3, 표 2의 웰 번호 3; 레인 4, 표 2의 웰 번호 4; 레인 5, 표 2의 웰 번호 5; 레인 6, 표 2의 웰 번호 6.
도 2는 ATR 방법에 의해 4,000 ~ 800 ㎝^-1 에서의 갯지렁이 자가분해물에 대한 적외선 흡수 스펙트럼이다. 레드 라인은 갯지렁이 자가분해물을 나타내고 퍼플라인은 표준품 W-32를 나타낸다.
도 3은 ATR 방법에 의해 3,000 ~ 2,800 ㎝^-1(a) 및 1,500 ~ 900 ㎝^-1(b)에서의 갯지렁이 자가분해물에 대한 적외선 흡수 스펙트럼이다. (a)에서 그린 라인은 18-MEA를 나타내고, (a) 또는 (b)에서 핑크, 라이트블루, 레드, 퍼플 및 블루라인은 pH 및 자가분해 시간을 달리하여 제조된 갯지렁이 분해물을 각각 나타낸다.
도 4는 갯지렁이 자가분해물의 아미노산 조성에 대한 HPLC 분석 결과이다.
도 5는 pH 값에 대한 기능으로서 갯지렁이 자가분해물에 대한 제타 전위를 나타내는 결과이다.
도 6은 ATR 방법에 의해 4,000 ~ 800 ㎝^-1에서의 자연모 및 탈색모에 대한 적외선 흡수 스펙트럼이다.
도 7은 모발 표면에 대한 메틸렌/메틸 영역에서의 2차 유도 FT-IR 스펙트럼이다.
도 8은 탈색 모발에 대한 1,240 ~ 980 ㎝^-1 영역에서의 2차 미분 분석을 나타내고, 상기 영역에서 시스테인산, S-술폰산염, 시스틴디옥사이드 및 시스틴모노옥사이드에 해당하는 흡수 피크를 나타낸다.
도 9a는 자연모, 1회 탈색모, 갯지렁이 자가분해물 전처리 후 1회 탈색모, 2회 탈색모 및 갯지렁이 자가분해물 전처리 후 2회 탈색모에서의 시스테인산 피크(1,040 ㎝^-1)를 비교한 흡수 스펙트럼이다. 도 9b는 ATR 분석법에 의한 자연모 및 탈색모에 대한 1,080 ~ 900 cm^-1에서의 적외선 흡수 스펙트럼이다.
도 10은 모발에 대한 표면 접촉각 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 모발에 갯지렁이 자가분해물을 전처리 후 분리된 큐티클의 표면 제타 전위를 나타낸 그래프이다.
도 12는 모발 큐티클 표면에 대한 주사 전자 현미경 이미지(scanning electron microscopic images)이다.
도 13은 모발 시료에 대한 원자 현미경 이미지(atomic force microscopic images)이다.
도 14는 ATR 분석법에 의한 자연모 및 염색된 탈색모에 대한 4,000 ~ 800 cm^-1에서의 적외선 흡수 스펙트럼이다.
도 15는 짙은 회색 계열(a) 및 밝은 회색 계열(b) 염색시 시스테인산 피크(1,040 cm^-1)를 비교한 그래프이다.
도 16은 짙은 체리레드(a) 및 밝은 체리레드(b) 염색시 시스테인산 피크(1,040 cm^-1)를 비교한 그래프이다.
도 17은 짙은 블루실버 염색시 갯지렁이 효소분해물의 처리 유무에 따른 모발의 L*(a), a*(b) 및 b*(c) 값을 나타낸 그래프이다.
도 18은 짙은 블루실버 염색시 갯지렁이 효소분해물의 처리 유무에 따른 모발의 K/S(표면염착농도) 값을 나타낸 그래프이다.
도 19는 짙은 블루실버(a) 및 밝은 블루실버(b) 염색시 시스테인산 피크(1,040 cm^-1)를 비교한 그래프이다.

본 발명은 (a) 갯지렁이를 분쇄하여 분쇄물을 얻는 단계; 및 (b) 상기 얻어진 분쇄물을 효소분해하거나, 30 ~ 70 ℃에서 자가분해하여 갯지렁이 분해물을 얻는 단계를 포함하는 갯지렁이 분해물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 제조방법은 갯지렁이를 분쇄하여 분쇄물을 얻는 단계[즉, 단계(a)]를 포함한다. 단계(a)는 갯지렁이에 용매를 첨가하여 분쇄하는 단계이다. 상기 갯지렁이는 상업적으로 구매할 수 있고, 세척한 갯지렁이의 무게를 정량하여 갯지렁이 1 중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부의 용매를 첨가할 수 있다. 상기 용매는 0.1 ~ 10 % 1,2-헥산디올(1,2-hexandiol), 바람직하게는 1 ~ 5 % 1,2-헥산디올, 가장 바람직하게는 3 % 1,2-헥산디올이 포함될 수 있다.

갯지렁이에 용매를 추가하여 분쇄하는 경우에, 갯지렁이 효소분해물인 경우에는 효소의 종류에 따라 효소 활성을 나타내는 pH 범위에서 분쇄될 수 있다. 즉, 예를 들어, 플라보짐의 경우 pH 7 ~ 9.5에서 최적의 활성을 나타내고, 알칼라제의 경우 pH 7 ~ 9에서 최적의 활성을 나타내나, 이러한 pH 범위에 한정되는 것은 아니다.

갯지렁이 자가분해물인 경우에는 pH 7.5 ~ pH 14, 바람직하게는 pH 7.5 ~ pH 10, 보다 바람직하게는 pH 7.5 ~ pH 8.0, 가장 바람직하게는 pH 8.0의 용매 조건에서 분쇄될 수 있다.

상기 분쇄는 통상적으로 이용가능한 분쇄기를 사용할 수 있으며, 더욱 균질하게 분쇄하기 위해 호모믹서 등을 추가 사용할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 상기 얻어진 분쇄물을 효소분해하거나, 30 ~ 70 ℃에서 자가분해하여 갯지렁이 분해물을 얻는 단계[즉, 단계(b)]를 포함한다. 단계(b)는 갯지렁이 분쇄물을 효소분해시키거나 특정 온도 조건에서 자가분해시키는 단계이다.

상기 갯지렁이의 효소분해는 갯지렁이 분쇄물의 단백질을 분해시킬 수 있는 어떠한 종류의 단백질 분해 효소라도 이용할 수 있으며, 효소의 종류 및 첨가한 농도에 따라 온도 및 시간 등의 반응조건을 적절히 조절하여 수행될 수 있다. 상기 갯지렁이 분쇄물은 예를 들어, 플라보짐(flavourzyme), 알칼라아제(alcalase), 뉴트라아제(neutrase), 프로타맥스(protamax), 펩신(pepsin), 알파-키모트립신(α-chymotrypsin), 써모아제(thermoase), 수미자임(sumizyme), 코지자임(kojizyme), 브로멜라인(bromelain), 피신(ficin) 및 파파인(papain) 등의 단백질 분해효소(protease)로부터 선택된 1종 이상의 효소를 이용하여 효소분해를 수행하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 갯지렁이의 단백질을 분해시킬 수 있는 효소이면 사용할 수 있다.

상기 갯지렁이 자가분해는 갯지렁이의 분쇄물을 자가분해 효소(autolysin)를 이용하여 온도 30 ~ 70 ℃, 바람직하게는 50 ~ 65 ℃, 가장 바람직하게는 60 ℃에서 수행할 수 있다. 또한, 갯지렁이 자가분해는 12시간 이상, 바람직하게는 24시간 이상, 가장 바람직하게는 48시간 이상 수행될 수 있다.

상기 갯지렁이 분쇄물에 대한 효소분해 또는 자가분해 과정을 수행한 후에 여과·농축 및 살균 과정을 추가 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 갯지렁이 분해물의 제조방법에 의해 제조된 갯지렁이 분해물을 제공한다. 상기 갯지렁이 분해물은 원료투입량에 대한 고형분의 수율이 20 % 이상, 펩티드 함량이 25 중량% 이상 및 단백질 함량이 21 중량% 이상인 것으로 나타났다. 특히, 최적 조건인 60 ℃, pH 8.0에서 48시간 동안 자가분해된 갯지렁이 자가분해물은 고형분의 수율 및 펩티드 함량에서 가장 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 갯지렁이 효소분해물도 고형분의 수율 및 펩티드 함량 항목에서 최적의 조건에서의 갯지렁이 자가분해물과 유사함이 확인되었다.

또한, 상기 갯지렁이 분해물은 화학적 물성 분석을 통하여 등전점(isoelectric point)이 2.35 내지 3.18, 바람직하게는 2.79일 수 있다. 모발에서 가수분해한 모발 단백질의 등전점이 2.76인 것으로 알려져 있어, 갯지렁이 자가분해물 또는 효소분해물의 등전점이 이와 매우 유사함을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 갯지렁이 분해물을 포함하는 모발 보호제를 제공한다.

상기 모발 보호제를 모발의 염색시 또는 탈색시 전처리(예를 들어, 5 ~ 30분)함으로써, 상기 보호제가 모발 및 모발 표면에 흡착되어 소수성 피막을 형성하여 탈색 과정에서 알칼리제와 과산화수소에 의한 시스틴결합의 산화적인 분해를 억제하였다. 또한, 반복된 탈색 시술을 필요로 하는 회색 계열, 체리레드 및 블루실버의 색상의 염색에 있어서 상기 조성물을 전처리하여 염색 착색 및 색소의 지속력을 향상시키는 동시에 염색 과정에서의 과산화수소에 의한 모발의 손상을 방지하고 손상된 모발을 보수하는 효과를 확인하였다.

또한, 상기 모발 보호제는 헤어팩, 헤어 토닉, 헤어 트리트먼트, 샴푸 및 린스의 제형을 갖는 화장품 제조에 효과적으로 활용이 가능하다. 이를 위해, 상기 모발 보호제는 화장품의 제형 또는 사용목적 등에 맞게 정제수, 유분, 계면활성제, 보습제, 고급 알코올, 증점제, 킬레이트제, 색소, 지방산, 산화방지제, 방부제, 왁스, pH 조절제 및 향료 등을 추가로 첨가하여 다양한 화장품을 제조할 수 있다.

요약하면, 갯지렁이 분해물을 이용한 염색 모발 보호용 조성물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 염색 모발 보호용 조성물은 탈색 및 염색전처리 과정에서 모발의 화학적 손상을 방지하고 염색거동에서 퇴색방지에 효과적인 것으로 사료된다. 따라서, 본 발명에 의한 갯지렁이 분해물을 천연소재 화장품 원료로 손상케어, 오염방지, 퇴색방지 및 두피보호 등의 용도를 위한 제품에서 유용하게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

<실시예>

1. 재료 및 방법

(1) 갯지렁이 자가분해물 및 효소분해물의 제조

갯지렁이 자가분해의 최적화 조건은 다음과 같은 순서로 제조하였다. 갯지렁이는 목포 양식장에서 구입하여 정제수로 세척하고 흙 등의 이물질을 제거하고 무게를 정량하여 시료 100 g를 비커에 넣고, 3 % 1,2-헥산디올(1,2-hexandiol)이 배합된 pH 7.4 또는 pH 8.0의 1 M 인산 완충 용액을 100 mL를 첨가하여 혼합한 후 분쇄기(HR-2100, Philips, Netherlands)로 균질하게 분쇄한 다음 호모믹서(Primix, Japan)를 사용하여 3,600 rpm으로 5분 동안 균질하게 하였다. 갯지렁이 분쇄물로 부터 자가분해물을 수득하기 위해 60 ℃ 분해온도에서 12, 24 및 48시간을 각각 분해시간으로 하여 갯지렁이의 자가분해 효소(autolysin)에 의해 구조 단백질을 자가분해시킨 후 여과지(Advantec No 2, Japan)로 여과한 다음 감압농축(R-100, Amerit, China)하였으며, 자가분해물의 특성을 조사하여 최적의 조건을 선정하였다. 이후 실험은 갯지렁이 자가분해물을 최적조건으로 제조 후 멸균하여 본 발명의 자가분해물 시료로 사용하였다.

또한, 갯지렁이 효소분해물은 갯지렁이 분쇄물을 60 ℃ 분해온도에서 12시간을 분해시간으로 하여 플라보짐(flavourzyme, Novozymes, Denmark)과 알칼라아제(alcalase, Novozymes, Denmark)를 각각 1 g씩 첨가하여 구조 단백질을 효소분해시킨 후 여과지(Advantec No 2, Japan)로 여과한 다음 감압농축하여 제조하였다. 이후 멸균 과정을 거쳐 본 발명의 효소분해물 시료로 사용하였다.

(1.1) 갯지렁이 분해물의 고형분의 함량 및 수율 분석

갯지렁이 자가분해물 또는 효소분해물에 함유된 펩티드의 함량을 중량비로 나타내는 브릭스(Brix)를 측정하기 위해 굴절계(N1, Aatago, Japan)를 사용하여 펩티드의 함량을 측정하였다. 갯지렁이 분해물의 반응 수율은 건조기(Lab house, Korea)를 이용하여 105 ℃에서 상압가열건조법으로 항량이 될 때까지 건조한 후 원료투입량에 대한 고형분의 수율(%)로 나타내었다.

(1.2) 갯지렁이 분해물의 단백질함량 측정 및 SDS-PAGE 분석

갯지렁이 자가분해물 또는 효소분해물의 단백질 정량은 브래드포드(Bradford) 방법으로 분석하였다. 흡광도는 분광광도계(UV-1700, Shimadzu, Japan)를 사용하여 595 ㎚에서 측정하였고, 표준용액은 소혈청알부민(BSA)를 사용하여 표준곡선을 작성하였다.

SDS-PAGE 분자량 패턴을 분석하기 위해 갯지렁이 자가분해물의 종류별 시료를 채취하여 SDS 시료 완충액[2 % SDS, 0.1 % 브로모페놀 블루(bromophenol blue), 10 % 글리세롤(glycerol), 0.5 % β-머캅토에탄올(mercaptoethanol) 및 50 mM Tris-HCl, pH 6.8]으로 처리한 다음 95 ℃에서 5분간 가열한 후 14 % SDS-PAGE 겔을 100 V의 일정한 전압에서 작동시키고 쿠마시 브릴리언트 블루(coommassie brilliant blue) G-250 용액(Proteometech, Korea)으로 염색하였다. 상기 염색된 겔을 탈 이온수를 사용하여 세척하고 이미지를 스캐너(Bio-Rad, Hercules, USA)로 스캔하였다.

(1.3) 갯지렁이 분해물의 총 당량 분석

갯지렁이 자가분해물 또는 효소분해물에 함유된 총 당량을 분석하기 위하여 두보이스(Dubois)의 페놀-황산법으로 분석하였다. 흡광도는 분광광도계(UV-1700, Shimadzu, Japan)를 사용하여 490 ㎚에서 측정하였고, 표준용액은 글루코오스(Sigma-Aldrich, USA)를 사용하여 표준곡선을 작성하였다.

(1.4) 갯지렁이 분해물의 아미노산 분석

갯지렁이 자가분해물의 단백질을 구성하는 아미노산의 조성을 분석하기 위하여 시료(단백질 량 3 mg)를 6N HCl 30 mL에 130 ℃에서 24시간 동안 가수분해하였고, 가수분해한 다음 초순수로 희석시킨 후 0.45 ㎛ 수용성 주사기 필터로 여과하였으며, 시료를 중화하고 3차 증류수로 희석한 다음 HPLC(Ultimate3000, Agilent, USA)로 분석하였다.

(1.5) 갯지렁이 분해물의 제타 전위(Zeta potential) 분석

갯지렁이 자가분해물의 시료 1 mL를 증류수로 30배 희석하여 동적광산란 광도계(ELSZ-2000, Otsuka, Korea)를 사용하여 등전점 및 입자분포도를 분석하였다.

(1.6) 갯지렁이 분해물의 FT-IR 분석

갯지렁이 자가분해물의 단백질 복합체 및 펩티드와 유리 아미노산의 관능기를 확인하기 위해 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR S50, Thermo, Japan)를 사용하여 각 시료마다 10회씩 측정하였다. 파수(wave number)는 4,000 ∼ 800 ㎝^-1로 조절하고, 적산파수 4 ㎝^-1 간격으로 총 64회 반복 측정된 평균스펙트럼을 분석에 사용하였다. FT-IR 스펙트럼의 조사 및 데이터 변환을 위해 Omnic 프로그램을 사용하였다.

(2) 탈색 전처리 모발 및 시료제작

(2.1) 모발 시료

본 실험에 사용된 모발 시료는 뷰렉스(Beaulax, Japan)에서 자연 모발(virgin hair)을 구입하여 반사모드(attenuated total reflection, ATR) FT-IR로 자연모인 것을 확인한 후 사용하였다. 모발은 1.5 g씩 정량하여 끝 부분을 코팅된 철사로 고정하여 피스를 제작하였다. 모발 시료에 묻어 있는 이물질을 제거하기 위하여, 20 mM EDTA를 포함하는 5 % 라우레스-9 수용액에 실온에서 1시간 동안 침적한 다음 정제수로 세척하고 자연 건조하여 본 발명의 모발(V-H) 시료로 사용하였다.

(2.2) 시술약제

탈색제는 파우더 타입 탈색제와 크림 타입 산화제인 6 % 과산화수소수(H₂O₂)를 사용하였으며, 웰라 제품을 사용하였다. 탈색제의 주성분은 과황산칼륨(potassium persulfate) 및 과황산암모늄(ammonium persulfate)이다.

(2.3) 탈색 처리 및 갯지렁이 분해물의 탈색 전처리

갯지렁이 분해물을 자연모(V-H)에 전처리하고 각각 1회 및 2회 탈색한 탈색모(실험군-1: Exp-1, 실험군-2: Exp-2)와 전 처리 과정 없이 각각 1회 및 2회 탈색한 탈색모(대조군-1: Con-1, 대조군-2: Con-2)를 제작하였다. 이때 탈색제는 파우더 타입 탈색제와 크림 타입 산화제를 1 : 2 (w/w)의 비율로 혼합하여 모발 시료에 균일하게 도포하였다. 이를 알루미늄 포일로 밀폐한 후 인큐베이터(Hankuk S&I, Korea)로 40 ℃에서 15분간 처리 후 25 ℃에서 10분간 추가 처리하고, 탈색제 및 산화제가 모발에 잔류하지 않도록 pH 6.5 일반샴푸(Amino shampoo, Eson, Korea)를 사용하여 흐르는 물에 수세하고, 자연 건조하여 대조군-1로 사용하였다. 대조군-2는 대조군-1에 동일한 탈색방법으로 1회 더 탈색 처리하여 사용하였다. 실험군-1, 실험군-2는 갯지렁이 분해물을 모발시료에 실온에서 15분간 도포하고 건조 후, 각각 대조군-1, 대조군-2의 제작방법과 동일한 비율과 방법으로 탈색을 각각 1회 또는 2회하였다.

(2.4) 갯지렁이 분해물의 전처리후 탈색 모발의 분석

(2.4.1) 모발의 탈색으로 화학적 변화에 따른 FT-IR 분석

모발 시료를 ATR FT-IR 분광광도계(S50, Thermo, Japan)를 사용하여 각 시료마다 10회씩 측정하였다. 파수(wavenumber)는 4,000 ∼ 800 ㎝^-1로 조절하고, 적산파수 4 ㎝^-1 간격으로 총 64회 반복 측정된 평균 스펙트럼을 분석하였다. FT-IR 스펙트럼의 조사 및 데이터 변환을 위해 Omnic 프로그램을 사용하였다.

(2.4.2) 모발의 접촉각 분석

모발 표면의 물리적 특성을 분석하기 위해 모발 시료를 유리 플레이트에 클립으로 고정 후 증류수 1 ㎕를 미세주사기로 적가하여 접촉각 측정기(PG-X+, Japan)로 측정하였다.

(2.4.3) 모발의 제타 전위(Zeta potential) 분석

모발 시료의 표면 전위를 측정하기 위해 제타 전위 측정기(SurPASS 3, Anton Paar, Austria)를 사용하였고, 모발 시료를 약 1.2 g 칭량하여 실린더형 흡광 셀(cylindrical cell)에 넣고 600 mbar에서 200 mbar의 압력변화를 주면서 발생하는 전압차이를 측정하고 이를 제타 전위 값으로 변환하여 분석하였다.

(2.4.4) 주사 전자 현미경(Scanning electron microscope, SEM) 분석

모발표면에 큐티클의 형태학적 특성을 분석하기 위하여 건조된 모발에 이온 스퍼터(E-1010, Hitachi, Japan)를 사용하여 금(Au) 성분으로 코팅하였으며 주사 전자 현미경(S-3000N, Hitachi, Japan)으로 20 kV로 모발 표면을 관찰하였다.

(2.4.5) 원자 현미경(Atomic force microscope, AFM) 분석

모발 표면에 큐티클의 미세한 차이를 분석하기 위하여 원자 현미경(Tosca 400, Anton Paar, Austria)을 사용하여 측정하였다. 접촉 모드(contact mode)로 분석하여 토포그래픽 이미지(topography image), 3D 이미지, 프로파일 자료(profile data)를 통한 거칠기(roughness)로 모발의 손상 정도를 분석하였다.

(3) 탈색 처리 후 산화염모제 및 갯지렁이 분해물 처리 모발 시료제작

(3.1) 탈색 처리

자연모를 이용한 탈색과정은 상기 (2.3)에서 나타낸 탈색 처리 방법과 동일하게 수행하였다. 웰라사의 염색차트와 비교하였을 때 1회 탈색 모발은 약 8레벨, 2회 탈색 모발은 약 10레벨로 탈색하였다.

(3.2) 산화염모제 및 갯지렁이 분해물의 처리

갯지렁이 분해물을 탈색모에 전처리한 실험군(Exp), 미처리한 대조군(Con)으로 구분하고, 대조군은 염모제[짙은 회색(8.11), 밝은 회색(10.11), 짙은 체리레드(8.45), 밝은 체리레드(10.45), 짙은 블루실버(8.88) 및 밝은 블루실버(10.88)]의 1제와 2제를 1 : 1 (w/w)로 혼합한 후, 1회 탈색모와 2회 탈색모에 각각 균일하게 도포하였다. 실험군은 갯지렁이 분해물을 모발 시료에 실온에서 15분간 도포하고 건조 후, 대조군에 처리한 것과 동일한 방법과 동일한 비율로 상기 염모제를 균일하게 도포하였다.

(3.3) L*, a*, b*, Δ E, K/S 측정

모발 시료를 색도계(spectrophotometer CM-5, Konica-Minolta, Japan)로 측정하여 각각의 CIE L*, a*, b* 공간 표색계(color space system)를 기준으로 모발 색상을 분석하였다. 측정 조건은 단일 표준 D65 광원에서 observer 10°UV 100 %였으며, 측정경은 3 ㎜ 지름을 사용하였다.

측정모드는 SCI + SCE(specular component included, total reflectance)로 설정하여 모발 시료의 색 변화를 측정하였고, 분석 소프트웨어는 Spectra magic NX를 사용하여 분석하였다. 모발의 색차(ΔE) 측정을 정밀히 하기 위해 측정경에 맞게 지그를 설정하여 사용하였다.

탈색 모발에 염색 후 착색 및 색상의 지속력 변화를 분석하기 위해 염색하고 1회, 5회, 10회, 15회 및 20회를 세척 후 각각 측정한 결과 값을 비교하였다.

CIE Lab 색차계에서 L*은 명도를 나타내며 흑색을 0으로 하고, 백색을 100으로 표시한다. a*지수가 (+)이면 적색도를 나타내며 (-)이면 녹색도를 의미하고, b*지수가 (+)이면 황색도를 (-)이면 청색도를 나타낸다. 색차(ΔE) 기준은 미국의 NBS(National Bureau of Standard)를 사용하였으며 색차는 다음과 같은 방법(수식 1 및 수식 2)으로 값을 구하였고, 색차기준 값은 표 1과 같다.

<수식 1>

L₁, a₁, b₁ : 기준시료

L₂, a₂, b₂ : 비교시료

<수식 2>

본 연구의 색차분석은 ΔE_CF 및 ΔE_CD의 2가지로 구분하여 분석하였다.

첫째, ΔE(색차)는 대조군 및 실험군의 상대비교로 즉, 각 세척 횟수별 두 군의 비교에 대한 ΔE를 ΔE_CD로 표시하였다.

둘째, ΔE(퇴색)은 염색 후 세척 1회부터 20회 동안 대조군의 ΔE 변화와 실험군의 ΔE 변화를 비교 분석하는 것으로 ΔE을 ΔE_CF로 표시하였다.

염착량 측정을 위해서는 염색된 시료 모발을 분광측색계 360 ~ 740 ㎚ 사이에 10 ㎚ 간격으로 측정한 표면 반사율 R값을 평균으로 산출하여 쿠벨카-뭉크(Kubelka-Munk) 식(수식 3)에 의하여 색소의 최대흡수 파장에서 K/S(표면염착농도) 값을 구하였다.

K/S=(1-R)²/2R <수식 3>

K : 각 염료별 최대 흡수파장에서의 흡광계수

R : 각 염료별 최대 흡수파장에서의 반사율

S : 각 염료별 최대 흡수파장에서의 산란계수

(3.4) 갯지렁이 분해물의 전처리후 염색모발의 화학조성 변화

갯지렁이 분해물을 염색 전처리한 실험군(Exp), 미처리한 대조군(Con)으로 구분하여 염색 후 세척한 다음 모발 시료를 ATR FT-IR 분광광도계를 사용하여 각 시료마다 10회씩 측정하였다. FT-IR 스펙트럼의 조사 및 데이터 변환을 위해 Omnic 프로그램을 사용하였다.

(4) 통계분석

본 발명의 통계분석은 SPSS Statics 20.0(SPSS Inc.) 프로그램을 이용하여 일원배치 분산분석 ANOVA로 분석하였고, 군 간의 차이를 비교하기 위하여 Duncan’multiple range test를 이용하여 사후분석을 실시하였다. 실증분석은 유의수준 p<0.05, p<0.01 및 p<0.001에서 검증하였다.

2. 결과

(1) 갯지렁이 분해의 최적화 조건 및 물리 화학적 특성 분석

(1.1) 분해반응 수율, 펩티드 함량, 단백질 정량, 총 당량 및 SDS-PAGE 분석

갯지렁이 자가분해에 각각 pH 7.4 및 pH 8.0으로 조정한 1 M 인산 완충용액으로 자가분해 시간의 변화에 따른 결과는 표 2의 웰번호 1 내지 6과 같다. 갯지렁이를 pH 8.0에서 48시간 동안 자가분해시 고형분의 수율은 23.64 %와 펩티드 함량은 27 중량%로 가장 높은 결과를 나타내었다. 단백질 함량은 분해 초기에 함량이 높게 형성되었으나 분해시간의 경과에 따라 감소하는 경향을 나타내어, 자가분해 효소에 의해 단백질이 분해되면서 유리 아미노산 등으로 분해되어 정량이 되지 않은 것으로 사료된다.

또한, 갯지렁이 효소분해물(웰번호 7)은 수율, 펩티드 함량, 단백질 함량 및 당 함량의 항목에서 모두 우수한 것으로 확인되었다.

웰 번호	pH	분해 시간 (h)	수율 (%)	펩티드 함량 (중량%) Brix	단백질 함량 (중량%)	당 함량 (중량%)
1	7.4	12	20.05	25	22.44	0.85
2	8.0	12	20.51	26	23.01	0.86
3	7.4	24	22.70	25	22.36	0.84
4	8.0	24	23.50	26	21.55	0.86
5	7.4	48	23.32	25	21.02	0.84
6	8.0	48	23.64	27	21.17	0.85
7	8.0	12	23.42	27	22.47	0.87

또한, 도 1에 나타난 SDS-PAGE 분석의 분자량 패턴에서 밴드의 패턴을 보면 15 kDa에서 가장 진한 밴드를 확인하였고, 자가분해의 경과에 따라 주요 밴드가 15 kDa ∼ 30 kDa에서 진한 밴드를 형성하였다. pH 7.4 및 pH 8.0의 분자량 패턴의 밴드 비교에서 10 kDa ∼ 120 kDa까지 pH 8.0에서 48시간 분해한 갯지렁이 자가분해물이 더 진한 밴드를 형성한 결과를 나타내었다. 또한, 분자량 패턴에서 주요 밴드는 15 kDa 이하에서 저분자 펩티드 밴드가 나타났고, 50 kDa 이상에서도 밴드를 형성하여 고분자 단백질로 분해된 것을 확인하였다.

이상의 결과로 저분자 펩티드와 고분자 단백질복합체를 수득하기 위해 효과적인 갯지렁이 자가분해 조건으로 1 M 인산 완충용액을 pH 8.0으로 조정된 용액으로 48시간 동안 자가분해한 갯지렁이 자가분해물을 본 발명의 시료로 사용하였다. 또한, 갯지렁이 자가분해의 공정 중 분해시간의 경과에 따라 자가분해액은 메일라드 반응(maillard reaction) 현상으로 초기의 붉은 성상에서 갈색 성상으로 변화하는 것을 관찰하였다.

(1.2) 갯지렁이 분해물의 FT-IR 분석

갯지렁이 자가분해물의 관능기(functional group)를 확인하기 위해, 시판되는 마린 단백질(W-32, Seiwa Kasei, Japan)과 갯지렁이 자가분해물의 흡수 스펙트럼을 도 2에 비교하여 나타내었다.

흡수 스펙트럼에서 나타난 Amide A, Amide I, Amide II 및 Amide Ⅲ의 영역은 폴리펩티드의 구조와 관련이 있으며, Amide A 영역의 흡수피크는 N-H 신축진동(stretching vibration)과 관련이 있다(Muyonga, et al., Food Chemistry, 85, 81-89, 2004). 특히, 도 3a에서 보면 모발에 큐티클의 주요성분인 18-MEA의 성분과 유사한 피크(3,000 ∼ 2,800 ㎝^-1)의 영역에서 흡수 피크가 측정되어 지질과 유사한 성분이 함유된 것을 확인하였다. 또한, 도 3b에 나타난 1,600 ∼ 1,000 ㎝^-1의 영역에서 흡수 피크의 변화가 펩티드로 분해되는 단백질의 구조와 관련이 있다는 것을 확인하였다.

따라서, 갯지렁이 자가분해물이 마커인 마린단백질과 유사한 흡수피크를 나타내어 단백질 마커와 화학구조의 관능기가 유사함을 확인하였고, 갯지렁이 자가분해물이 단백질 복합물질임을 확인하였다.

(1.3) 갯지렁이 분해물의 아미노산 조성 분석

갯지렁이 자가분해물에 대한 아미노산 분석 결과를 도 4 및 표 3에 나타내었다. 갯지렁이 자가분해물의 아미노산 조성에 있어서, 특히 글루탐산은 음이온 고분자인 γ-PGA의 지표로 사용될 수 있으며, 음이온 고분자 물질은 정전기적 작용을 통해 모발의 표면에 막을 형성하는 특징이 있어 손상된 모발 보호에 기능이 있다고 알려져 있다. 또한, 티로신과 글리신은 시스테인과 함께 모발의 구조적 가교역할을 하는 중요한 아미노산이며, 모발 세포막복합체(CMC)의 단백질 대부분은 산성 아미노산, 즉 글루탐산과 아스파르트산으로 구성되어 있다. 모발의 결합 구조 중 이소디펩티드 결합(isodipeptide bond)은 글루탐산 및 리신과 반응으로 형성되며 펩티드의 공유결합은 모발의 큐티클에 안정적 구조역할을 한다.

번호	아미노산	함량(%)	번호	아미노산	함량(%)
1	글루탐산	18.61	10	페닐알라닌	4.54
2	아스파르트산	11.21	11	세린	4.47
3	알라닌	10.39	12	프롤린	3.95
4	루신	7.47	13	티로신	3.56
5	리신	7.42	14	히스티딘	2.47
6	글리신	5.40	15	메티오닌	2.40
7	발린	5.29	16	타우린	2.40
8	이소루신	4.79	17	시스테인	0.86
9	트레오닌	4.77	총		100.00

(1.4) 갯지렁이 분해물의 제타 전위 분석

갯지렁이 자가분해물의 화학적 물성분석으로 등전점(isoelectric point) 및 입자 분포도 측정 결과는 도 5에 나타낸 바와 같다. 갯지렁이 자가분해물의 등전점은 2.79로 측정되었고, 갯지렁이 효소분해물의 등전점도 이와 유사한 결과를 나타내었다. 선행문헌(Xingxing Jin, et al., Materials Lettets, 175, 188-190, 2016)에 따르면, 모발에서 가수분해한 모발 단백질의 등전점이 2.76이며, 갯지렁이 분해물의 등전점과 유사한 결과를 나타내었다.

또한, 도 5a에 나타낸 바와 같이 제타 전위로 표면 전위를 확인한 결과는 pH 10.54에서 -14.05 mV, pH 6.99에서 -13.62 mV, pH 3.18에서 -10.18 mV, pH 2.35에서 14.83 mV로 점점 음전하가 줄어드는 경향이 확인되었다. 또한, 갯지렁이 자가분해물의 입자 분포도를 확인한 결과(도 5b 참조) 728.9 ㎚로 나타나 모발표면에 흡착과 침투하기에 표면장력이 높은 입자 분포도임을 확인하였다.

(2) 갯지렁이 분해물의 처리가 탈색모에 미치는 영향

(2.1) 모발의 탈색으로 화학적 변화에 따른 FT-IR 분석

자연모와 갯지렁이 자가분해물을 전처리 후 탈색한 모발인 실험군과 미처리한 대조군을 ATR법으로 흡수 스펙트럼을 측정하였고, 파수 4,000∼800 ㎝^-1의 범위에서 측정된 흡수 스펙트럼을 비교분석한 결과를 도 6에 나타내었다. 특히, 1,750 ∼ 900 ㎝^-1 범위에서 모발 케라틴의 스펙트럼이 매우 복잡한 것은 모발 케라틴이 단백질의 폴리펩티드 구조 때문이다. 지질과 단백질에 CH₂ 또는 CH₃관능기의 흡수 피크는 3,100 ∼ 2,700 ㎝^-1 부근에서 세포막복합체(CMC)의 주요성분인 18-MEA 등이 나타났다. 도 7에 나타낸 흡수 피크를 2차 유도 미분 스케일로 분석한 결과, 자연모, 대조군 및 실험군의 차이를 확인할 수 있었고, 모발의 손상으로 18-MEA 성분이 소실되는 것을 확인하였다.

탈색 모발은 1,240 ∼ 980 ㎝^-1에서 자연모발에 비해 특징적인 흡수 피크가 나타났다. 이것은 각각 S=O 역대칭 신축 진동 및 S=O 대칭 신축 진동이며, 모발의 시스틴결합이 산화되어 생성된 시스테인산의 술폰산기(-SO₃H)에 유래하는 것이다. 상기 흡수 피크(1,040 ㎝^-1)는 모발의 손상으로 시스테인산이 생성되어 나타난 것으로 모발의 손상지표가 된다(도 8 참조). 따라서, 흡수 스펙트럼의 Amide I를 정규화(normalization)하고 Δ1,040 ㎝^-1에서 흡수 피크를 측정하였다. 모든 모발의 비교수치를 Δ1,040 ㎝^-1로 나타냈으며, 자연모의 Δ1,040 ㎝^-1지수는 0.0092로 나타났다(도 9 참조).

1회 탈색모의 대조군에 비교해 실험군은 시스테인산의 생성이 약 20 % 감소한 결과를 보였고, 2회 탈색모의 대조군에 비교해 실험군은 시스테인산의 생성이 약 30 % 감소한 결과를 나타내어, 갯지렁이 자가분해물이 탈색 시술에서 모발에 친화적으로 작용하여 과산화를 억제하는 경향을 확인하였다.

(2.2) 모발의 접촉각 분석

모발 표면의 물에 대한 표면 접촉각을 측정한 결과를 도 10에 나타내었다. 자연모의 표면 접촉각은 130.1°로 나타났으며, 대조군은 98.4°, 실험군은 112.3°로 나타나 갯지렁이 자가분해물의 전처리 후 탈색 과정에서 손상 정도가 대조군에 비교해 실험군에서 약 50 % 감소한 결과를 나타내었다.

표면 접촉각으로 비교하였을 때, 상기 결과는 갯지렁이 자가분해물이 모발에 흡착하여 소수성 피막을 형성하여 큐티클을 보호하였기 때문으로 사료된다.

(2.3) 모발의 제타 전위 분석(Zeta potential)

모발의 표면 전하를 측정하기 위해 제타 전위를 분석한 결과는 도 11에 나타낸 바와 같다. 갯지렁이 자가분해물의 전처리로 탈색모의 손상정도를 대조군과 비교하면 실험군에서 약 61 % 정도 감소한 결과를 나타내었다.

이러한 결과 역시 갯지렁이 자가분해물이 모발표면에 흡착하여 소수성피막을 형성하여 모발의 탈색과정에서 큐티클을 보호한 효과를 나타낸 것으로 사료된다.

(2.4) 모발의 주사 전자 현미경 분석

모발의 큐티클의 손상 정도를 형태학적으로 관찰하기 위하여 주사 전자 현미경을 사용하여 모발 표면을 관찰하였다(도 12 참조). 자연모의 큐티클은 매우 안정적이고 규칙적인 배열을 나타내는 반면에 대조군-1은 큐티클의 간격이 느슨하고 다공성이 관찰되었다. 특히, 대조군-2는 큐티클이 박리되어 탈락되는 현상이 나타나 손상이 매우 심했으며, 탈색 횟수가 가중될수록 큐티클은 느슨하고 마멸되어 일부가 녹아버린 현상이 확인되었다. 그러나, 갯지렁이 자가분해물을 전처리한 실험군-1 및 실험군-2는 대조군-1 및 대조군-2에 비교하여 큐티클의 박리현상이 감소하고 미세하게 탈락한 부분이 확인되었으나, 큐티클 층이 규칙적인 간격을 나타내었다.

따라서, 탈색으로 인한 큐티클의 손상이 심할 경우 모발 내부의 손상도가 심각하게 진행될 수 있으므로, 탈색 전 갯지렁이 자가분해물의 전처리로 인해 모발 큐티클의 손상을 감소시킨 것으로 사료된다.

(2.5) 모발의 원자현미경 분석

3D-이미지(도 13 참조)는 토포그래피(topography)의 지표를 다양한 방향에서 3차원적 형태로 관찰할 수 있어 모발 표면의 들뜸과 소실 정도를 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 프로파일 자료(profile date)에서 거칠기(roughness)는 모발 표면의 형상으로 큐티클의 높이와 표면 거칠기의 미세한 변화를 알아볼 수 있는 분석 방법이다. AFM 측정 후 토포그래피 이미지(topography image)와 3D-이미지를 통하여 모발의 거칠기를 수치로 나타내는 Ra 및 Rq 값을 분석하여 나타난 결과는 다음과 같다.

자연모는 모발 표면의 큐티클이 규칙적이고 정돈된 상태였으며, 자연모의 거칠기는 Ra는 122 ㎚, Rq는 146 ㎚으로 나타났다. 대조군은 큐티클의 탈락과 박리현상이 보이고 모발의 표면이 불규칙한 상태인 요철현상을 확인할 수 있었으며, 거칠기는 Ra는 142 ㎚, Rq는 171 ㎚으로 탈색 과정에 의한 손상으로 큐티클의 표면이 급격히 변화되어 거칠기가 매우 불규칙한 모습을 보였다. 실험군의 거칠기는 Ra는 134 ㎚, Rq는 161 ㎚으로 자연모보다 미세한 손상은 있었으나 큐티클의 상태가 규칙적으로 배열하고 있음을 확인하였다(도 13 참조).

따라서, 갯지렁이 자가분해물을 탈색 시술에 전처리로 사용하여 모발 내부로부터 단백질의 용출을 방지하고 큐티클을 보호함으로써 모발 손상을 최소화한 것으로 사료된다.

(3) 갯지렁이 분해물의 처리가 탈색모 짙은 회색염색의 L ^* , a ^* , b ^* , Δ E 및 K/S 지수에 미치는 영향

(3.1) 짙은 회색(8.11) 염색

갯지렁이 자가분해물의 처리가 1회 및 2회 탈색모에 짙은 회색 계열 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b*, ΔE 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 표 4 및 표 5에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 실험군의 세척 20회에서 L* 값이 33.13으로 대조군의 세척 5회시 L* 값 35.33보다도 낮은 값을 나타내어 염색 지속력의 차이를 확인할 수 있었다(p<0.001).

적색도(a*)의 경우, 20회 세척 진행시까지 변화의 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 세척 횟수에 따른 염색 정도에 통계적으로 유의적인 차이가 없었다.

황색도(b*)의 경우, 20회 세척을 진행하였을 때 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 66 % 증가했으며, 실험군은 약 25 % 증가하여 실험군보다 대조군의 증가율이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 9.32로 증가한 반면 실험군은 4.64로 증가하여 대조군보다 실험군이 50.2 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 6.64의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 많은 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다(p<0.001).

K/S의(표면염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 상대적으로 높은 표면염착농도를 유지하였다.

명도(L*)의 경우, 세척 횟수의 증가에 따른 L* 값의 변화를 보면, 20회 세척을 진행하였을 때는 염색 초기의 L* 값보다 대조군은 약 40 %, 실험군은 약 25 % 증가하여 색상 지속력이 상대적으로 좋은 것을 확인하였다(p<0.01).

적색도(a*)의 경우, 세척 20회 진행 후에도 유사한 결과로 두 군의 세척 횟수에 따른 염색 정도에 통계적으로 유의적인 차이가 없었다.

황색도(b*)의 경우, 세척 횟수별 b* 값의 변화를 보면 염색 후 1회 세척부터 실험군이 낮은 b* 값을 나타내었으며, 20회 세척을 진행하였을 때 초기보다 대조군은 약 1,093 % 증가하였고, 실험군은 약 1,014 %로 나타나 2회 탈색모의 대조군과 실험군의 b* 값에서 급격한 색상 변화를 나타내었다.

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군보다 실험군에서 30.7 %의 차이로 색상 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수에 증가에 따른 ΔE_CD의 차이가 증가하여, 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 8.05로 나타나 NBS 평가(표 1 참조)로 많은 색상의 차이가 있음을 확인하였다(p<0.01).

K/S(표면염착농도) 변화의 경우, 실험군이 대조군보다 상대적으로 높은 값을 유지하였다.

이상의 결과로 1회 탈색모 및 2회 탈색모의 중명도 짙은 회색(8.11) 염색을 비교평가한 결과는 표 6에 나타낸 바와 같다. 세척 1회 후 염색 색상의 명도지수는 대조군보다 실험군에서 낮게 착색되었으며, 세척 20회 후 염색 색상의 변화에서 ΔE_CF의 경우 대조군보다 실험군에서 1회 탈색모는 50.2 %의 차이로 색상 지속력을 보였으며, 2회 탈색모는 30.7 %의 차이로 색상 퇴색을 감소시킨 것으로 나타나, 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다, 표면 염착농도(K/S)의 경우 대조군보다 실험군에서 1회 탈색모는 32.7 %, 2회 탈색모는 55.7 %의 차이를 나타내어 상대적으로 높은 표면 염착농도가 유지되는 것을 확인하였다.

(3.2) 밝은 회색(10.11) 염색

갯지렁이 자가분해물의 처리가 1회 및 2회 탈색모에 밝은 회색 계열 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b*, ΔE 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 표 7 및 표 8에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 20회 세척을 진행하였을 때 L* 값이 염색 초기 값보다 대조군은 약 17 %, 실험군은 약 11 % 증가하여 색상의 지속력이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.05).

황색도(b*)의 경우, 20회 세척을 진행하였을 때 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 31 % 증가했으며, 실험군은 약 25 % 증가하여 실험군보다 대조군의 증가율이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.05).

ΔE의 경우, 20회 세척 시 ΔE_CF를 보면 대조군은 7.81로 증가한 반면 실험군은 5.17로 증가하여 대조군보다 실험군이 33.8 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 4.09의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 상당한 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다(p<0.05).

K/S의(표면염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 상대적으로 높은 표면 염착농도를 유지하였다.

명도(L*)의 경우, 세척 횟수의 증가에 따른 L* 값의 변화를 보면, 20회 세척을 진행하였을 때는 염색 초기의 L* 값보다 대조군은 약 27 %, 실험군은 약 26 % 증가하여 두 군 모두 유사한 증가율을 나타내었다(p<0.05).

적색도(a*)의 경우, 세척 횟수별 변화를 보면 그 차이가 크지 않아 각 시료들의 염색정도에 통계적으로 유의적인 차이가 없었다.

황색도(b*)의 경우, 세척 횟수별 b* 값의 변화를 보면 20회 세척을 진행하였을 때 초기보다 대조군은 약 542 % 증가하였고, 실험군은 약 1,184 %로 나타나 2회 탈색모의 대조군 및 실험군의 b* 값에서 급격한 색상 변화를 나타내었다.

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 16.06이고 실험군은 15.77로 두 군의 ΔE_CF 변화는 유사한 결과로 나타났다. 따라서, 두 군의 염색 지속력은 미세한 차이를 보였다. 그러나, ΔE_CD 세척 1회시 2.97의 차이와 세척 횟수에 따라서 ΔE 차이가 증가하여, 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD는 4.05를 보여 NBS 평가(표 1 참조)로는 상당한 색상차이가 있음을 확인하였다.

K/S(표면염착농도) 변화의 경우, 실험군이 대조군보다 상대적으로 높은 표면 염착농도를 유지하였다.

회색 계열의 전체적인 색상의 변화를 표 9에 나타내었다. 염색초기의 착색 상태와 세척 횟수별 색상의 변화를 육안으로 확인하였다.

이상의 결과로 1회 탈색모와 2회 탈색모의 고명도 밝은 회색(10.11) 염색을 비교평가한 결과는 표 10에 나타낸 바와 같다. 세척 1회 후 염색 색상의 명도 지수는 대조군보다 실험군에서 낮은 명도지수를 나타내었으며, K/S의 경우 대조군보다 실험군에서 상대적으로 높은 염착량을 유지하는 것을 확인하였다. 특히, 세척 20회 후 ΔE_CF의 경우 대조군보다 실험군에서 1회 탈색모에서는 33.8 %의 차이로 색상 퇴색을 감소시킨 것으로 나타나, 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 표면염착농도(K/S)의 경우, 대조군보다 실험군에서 1회 탈색모는 11.7 %, 2회 탈색모는 27.9 %의 차이를 나타내어 상대적으로 높은 표면 염착농도가 유지되는 것을 확인하였다.

(3.3) 갯지렁이 분해물의 전처리후 회색 계열 염색모발의 화학조성변화

자연모와 탈색(1회 및 2회)모에 갯지렁이 자가분해물을 전처리하고 짙은 회색(8.11) 및 밝은 회색(10.11) 염색시술 한 실험군과 미처리한 대조군을 ATR법으로 적외선 흡수 스펙트럼을 측정했다. 파수 4,000 ∼ 800 ㎝^-1의 범위에서 측정된 적외선 흡수 스펙트럼을 비교 평가한 결과는 도 14에 나타낸 바와 같다.

모든 모발의 비교수치는 △1,040 ㎝^-1지수로 나타냈으며, 자연모의 △1,040 ㎝^-1지수는 0.01±0.002로 나타났다(도 15 참조). 시스틴결합의 분해로 생성되는 시스테인산의 생성과정은 아래의 반응식과 같다.

염색모발에 시스테인산의 변화는 갯지렁이 자가분해물을 처리한 모든 실험군에서 시스테인산의 생성량이 0.001 증가한 때도 있지만, -0.001∼-0.007까지 감소하여 화학적 산화반응에서 모발 보호 효과를 확인하였고, 반면에 대조군은 0.004 ∼0.032로 시스테인산이 급격하게 증가하여 화학적 산화에 모발이 더욱 손상을 초래한 결과를 확인하였다.

(3.4) 짙은 체리레드(8.45) 염색

갯지렁이 자가분해물의 처리가 1회 및 2회 탈색모에 짙은 체리레드 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b*, ΔE 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 표 11 및 표 12에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 실험군의 세척 20회에서 L* 값이 28.36으로 대조군의 세척 10회시 L* 값 29.55보다도 낮은 값을 나타내어 염색 지속력의 차이를 확인하였다(p<0.001).

적색도(a*)의 경우, 20회 세척 진행시까지 두 군이 유사한 결과를 나타내어 세척 횟수에 따른 염색 정도에 통계적으로 유의적인 차이가 없었다.

황색도(b*)의 경우, 20회 세척을 진행하였을 때 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 448 % 증가했으며, 실험군은 약 165 % 증가하여 실험군보다 대조군의 증가율이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 5.95로 증가한 반면 실험군은 3.13으로 나타났다. 따라서 대조군보다 실험군이 47.3 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시킨 것으로 나타나, 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 4.01의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 상당한 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다.

K/S의(표면염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 20 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

명도(L*)의 경우, 세척 20회에서 대조군의 L* 값이 염색 초기보다 약 29 % 증가한 반면, 실험군의 L* 값이 약 13 % 증가하여 실험군에서 염색 지속력이 상대적으로 우수함을 확인하였다(p<0.01).

황색도(b*)의 경우, 20회 세척을 진행하였을 때 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 10 % 증가했으며, 실험군도 약 9 % 증가하여 1회 탈색 후 짙은 체리레드 염색한 염색모와 유사한 결과를 확인하였다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 7.90으로 증가한 반면 실험군은 3.49로 증가하여 대조군보다 실험군이 55.8 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 8.29의 차이를 나타내었다. 따라서 NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 많은 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다(p<0.01).

K/S의(표면 염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 38 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

이상의 결과로 1회 탈색모 및 2회 탈색모의 중명도 짙은 체리레드(8.45) 염색을 비교 평가한 결과를 표 13에 나타내었다. 명도지수(L*)는 대조군보다 실험군이 전반적으로 낮게 착색되었고, 표면 염착농도(K/S)의 경우에도 대조군보다 실험군이 높은 염착량을 유지하는 결과를 나타내었다. 특히, 세척 20회에서 ΔE_CF의 경우에 대조군보다 실험군이 1회 탈색모에서는 47.3 %, 2회 탈색모에서는 55.8 %의 차이로 보여 색상 지속성이 우수함을 나타내었다.

(3.5) 밝은 체리레드(10.45) 염색

갯지렁이 자가분해물의 처리가 1회 및 2회 탈색모에 밝은 체리레드 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b*, ΔE 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 표 14 및 표 15에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 20회 세척을 진행하였을 때 명도가 염색 초기 값에 비해 대조군은 약 29 % 증가, 실험군은 약 18 % 증가로 색소의 지속력이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.01).

황색도(b*)의 경우, 세척 횟수에 따라 두 군 모두 증가하는 경향을 나타내었으나 대조군의 b* 값이 실험군의 b* 값보다 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.05).

대조군과 실험군의 염색 후 세척 1회 ΔE를 기준을 0으로 정하고 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 10.94로 증가한 반면 실험군은 6.83으로 나타났다. 따라서 대조군보다 실험군이 37.5 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시킨 것으로 나타나, 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, 대조군과 실험군의 상대비교인 ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 6.03의 차이를 나타내었다. 따라서 NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 많은 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다.

K/S의(표면 염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 32.9 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

명도(L*)의 경우, 세척 횟수에 따라 두 군 모두 유사한 증가율을 나타내었다.

적색도(a*)의 경우, 20회 세척한 결과에서 대조군은 초기 값 대비 19.4 % 감소하였으며, 실험군은 약 7.2 % 감소하였다. a* 값의 변화는 실험군에서 조금 더 유지하는 것을 확인하였다(p<0.05).

황색도(b*)의 경우, 염색하고 1회 세척에서 대조군은 14.78이고 실험군 13.75로 나타나 실험군에서 낮게 나타났다. 세척 횟수별 b* 값의 변화에서 미세한 색상 변화를 나타내었다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 14.94로 증가한 반면 실험군은 12.63으로 증가하여 대조군보다 실험군이 15.4 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 완만히 증가하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 5.74의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 상당한 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다.

K/S의(표면염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 47.4 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

체리레드의 전체적인 색상의 변화를 표 16에 나타내었다. 염색 초기의 착색 상태와 세척 횟수별 색상의 변화를 육안으로 확인하였다.

이상의 결과로 1회 탈색모 및 2회 탈색모의 고명도 밝은 체리레드(10.45) 염색을 비교평가한 결과는 표 17에 나타낸 바와 같다. 명도지수(L*)는 대조군보다 실험군이 전반적으로 낮게 착색되었고, 표면 염착농도(K/S)의 경우에도 대조군보다 실험군이 높은 염착량을 유지하는 결과를 나타내었다. 특히, 세척 20회에서 ΔE_CF의 경우에 대조군보다 실험군이 1회 탈색모에서는 37.5 %, 2회 탈색모에서는 15.4 %의 차이로 색상 퇴색을 감소시켜 실험군의 염색 지속성이 우수함을 나타내었다.

(3.6) 갯지렁이 분해물의 전처리후 체리레드 염색모발의 화학조성변화

염색모발에 시스테인산의 변화는 갯지렁이 자가분해물을 전처리한 모든 실험군에서 시스테인산의 생성량이 약 5 % ∼ 18 % 감소한 결과로 염색 거동의 화학적 산화반응에서 모발 보호 효과를 확인하였고, 대조군은 시스테인산의 생성량이 5 % ∼ 18 % 급격하게 증가한 결과를 나타내었다. 따라서, 갯지렁이 자가분해물의 전처리로 염색과정에서의 유발되는 모발의 손상을 방지하고 손상된 모발을 보수한 효과를 확인하였다(도 16 참조).

(3.7) 짙은 블루실버(8.88) 염색

갯지렁이 자가분해물의 처리가 1회 및 2회 탈색모에 짙은 블루실버 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b*, ΔE 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 표 18 및 표 19에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 20회 세척시 염색초기 L*값에 비해 대조군은 약 12 % 증가율을 보인 반면, 실험군은 약 8 %의 증가율을 보여 상대적으로 낮은 증가율을 나타내어 두 군의 염색 지속력의 차이를 확인하였다(p<0.001).

황색도(b*)의 경우, 20회 세척시 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 1,140 % 증가한 반면, 실험군은 약 394 % 증가하여 실험군보다 대조군의 증가율이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 11.90으로 증가한 반면 실험군은 6.60으로 증가하여 대조군보다 실험군이 44.5 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 7.25의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 많은 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다(p<0.001).

K/S의(표면 염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 19 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

명도(L*)의 경우, 20회 세척시 염색초기 L*값에 비해 대조군은 약 65 % 증가율을 보인 반면, 실험군은 약 57 %의 증가율을 보여 색상의 지속성에서 실험군이 상대적으로 우수함을 확인하였다(p<0.01).

황색도(b*)의 경우, 20회 세척시 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 448 % 증가한 반면, 실험군은 약 165 % 증가하여 실험군에서 상대적으로 낮은 증가율을 나타내어 색상의 지속력이 높은 것을 확인하였다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 30.91으로 증가한 반면 실험군은 25.95로 나타났다. 따라서, 대조군보다 실험군이 16 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 완만히 증가하여 세척 20회에서는 두 군의 ΔE_CD가 6.35의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 많은 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다.

K/S의(표면 염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 18 % 더 높은 표면염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

이상의 결과로 1회 탈색모 및 2회 탈색모의 중명도 짙은 블루실버(8.88) 염색을 비교평가한 결과를 표 20에 나타내었다. 명도지수(L*)는 대조군보다 실험군이 전반적으로 낮게 착색되었고, 표면 염착농도(K/S)의 경우에도 대조군보다 실험군이 높은 염착량을 유지하는 결과를 나타내었다. 특히, 세척 20회에서 ΔE_CF의 경우에 대조군보다 실험군이 1회 탈색모에서는 44.5 %, 2회 탈색모에서는 16.0 %의 차이로 색상 지속성이 우수함을 나타내었다.

갯지렁이 효소분해물의 처리가 1회 탈색모에 짙은 블루실버 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b* 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 도 17 및 도 18에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 20회 세척시 염색초기 L*값에 비해 대조군은 약 20 % 증가율을 보였고, 실험군은 약 22 %의 증가율을 나타내었으나 대조군에 비해 전반적으로 낮은 값을 나타내어 색상의 지속력이 상대적으로 우수함을 확인하였다(p<0.01).

적색도(a*)의 경우, 20회 세척시 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 21 % 증가한 반면, 실험군은 약 7 % 증가하여 실험군에서 상대적으로 낮은 증가율을 나타내어 색상의 지속력이 높은 것을 확인하였다(p<0.001).

황색도(b*)의 경우, 20회 세척 진행시까지 두 군이 유사한 결과를 나타내어 세척 횟수에 따른 염색 정도에 통계적으로 유의적인 차이가 없었다.

K/S의(표면 염착농도)의 경우, 1회 세척시 대조군은 5.91이고, 실험군은 6.38로 실험균의 K/S 값이 높아 모발의 표면과 내부로 색소의 침투가 잘된 것을 확인할 수 있고, 세척 횟수별 K/S 변화에 대한 파장 곡선을 보면 염료의 퇴색으로 최대 흡수파장이 직선으로 감소하는 결과를 볼 수 있다. 20회 세척시 대조군은 4.43이고, 실험군이 4.95로 나타나 상대적으로 높은 표면염착농도를 유지하는 것을 확인하였다(p<0.001),

이상의 결과로 1회 탈색모의 중명도 짙은 블루실버(8.88) 염색시 전처리한 갯지렁이 효소분해물이 수회 세척 후에도 우수한 색상 지속력을 나타낸다는 것이 확인되었다.

(3.8) 밝은 블루실버(10.88) 염색

갯지렁이 자가분해물의 처리가 1회 및 2회 탈색모에 밝은 블루실버 염색시 미치는 영향을 대조군과 실험군의 L*, a*, b*, ΔE 및 K/S 지수로 나타내어 비교 평가한 결과는 표 21 및 표 22에 각각 나타낸 바와 같다.

명도(L*)의 경우, 세척 20회에서 실험군의 L* 값이 염색초기에 비해 대조군은 약 16.3 % 증가하였고 실험군은 약 12 % 증가하여 색소의 지속력이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.001).

황색도(b*)의 경우, 20회 세척시 대조군의 b* 값은 초기 값보다 약 128 % 증가했으며, 실험군은 약 106 % 증가하여 실험군보다 대조군의 증가율이 상대적으로 높은 것을 확인하였다(p<0.05).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 9.30으로 증가한 반면 실험군은 6.58로 나타났다. 따라서, 대조군보다 실험군이 29 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 ΔE_CD가 5.22의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 상당한 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다.

K/S의(표면염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 22.4 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.001).

명도(L*)의 경우, 20회 세척시 염색초기에 비해 대조군은 약 58 % 증가하였고 실험군은 약 51 % 증가하여 두 군 모두 유사한 증가율을 나타내었다(p<0.001).

ΔE의 경우, 20회 세척시 ΔE_CF를 보면 대조군은 27.80으로 증가한 반면 실험군은 24.26으로 증가하여 대조군보다 실험군이 10.8 %의 차이로 색상의 퇴색을 감소시켜 염색 지속성에서 더 효과적인 결과를 나타내었다. 또한, ΔE_CD에서도 세척 횟수의 증가에 따라 ΔE_CD의 차이가 상승하여 세척 20회에서는 ΔE_CD가 5.40의 차이를 나타내었다. 따라서, NBS의 6단계 색차평가(표 1 참조)로 두 군은 상당한 색상 차이를 나타내는 것으로 평가하였다.

K/S의(표면염착농도)의 경우, 실험군이 대조군보다 약 22.0 % 더 높은 표면 염착농도를 갖는 것을 확인하였다(p<0.05).

블루실버의 전체적인 색상의 변화를 표 23에 나타내었다. 염색 초기의 착색상태와 세척 횟수별 색상의 변화를 육안으로 확인하였다.

이상의 결과로 1회 탈색모 및 2회 탈색모의 고명도 밝은 블루실버(10.88) 염색을 비교평가한 결과를 표 24에 나타내었다. 명도지수(L*)는 대조군보다 실험군이 전반적으로 낮게 착색되었고, 표면 염착농도(K/S)의 경우에도 대조군보다 실험군이 높은 염착량을 유지하는 결과를 나타내었다. 특히, 세척 20회에서 ΔE_CF의 경우 대조군보다 실험군이 1회 탈색모에서는 29.2 %, 2회 탈색모에서는 10.8 %의 차이로 색상 지속성이 우수함을 나타내었다.

(3.9) 갯지렁이 분해물의 전처리후 블루실버 염색모발의 화학조성 변화

염색모발에 시스테인산의 변화는 갯지렁이 분해물을 처리한 모든 실험군에서 시스테인산의 생성량이 2.5 ~ 11 %로 감소하여 화학적 산화반응에서 모발 보호 효과를 확인하였고, 반면에 대조군은 5 ~ 20 %로 시스테인산이 급격하게 증가하여 화학적 산화에 모발이 더욱 손상을 초래한 결과를 확인하였다(도 19 참조).

(4) 결론

종합하면 갯지렁이 분해물의 전처리로 염색과정에서의 유발되는 모발의 손상을 방지하고 손상된 모발을 보수한 효과를 확인하였다. 이는 갯지렁이 분해물의 전처리를 통하여 탈색모의 큐티클 표면에 노출된 친수성관능기(-CONH₂ 또는 -SO₃H)와 이온결합으로 시스테인산을 감소시키고, 모발표면에 흡착하여 소수성 피막을 형성하여 큐티클의 다공성 부분을 보수하고, 콜텍스에 흡수되어 간충물질로 작용하여 탈색으로 손상된 이후 염색과정의 알칼리 조건하에서 과산화수소에 의한 시스틴결합의 산화적인 분해를 억제한 결과로 사료된다. 시스틴결합의 분해로 생성된 시스테인산은 다시 시스틴으로 돌아가지 않는 것과 동일하게, 한번 손상된 모발은 건강한 모발로 되돌릴 수 없으므로 손상을 방지하는 것이 중요하다.

따라서, 본 발명의 갯지렁이 분해물이 천연소재의 모발 화장품 원료로 손상 케어용(damage care), 항-오염용(anti-pollution), 퇴색방지 및 두피보호용 등의 여러 제품에서 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

(a) 갯지렁이를 분쇄하여 분쇄물을 얻는 단계; 및
(b) 상기 얻어진 분쇄물을 효소분해하거나, 30 ~ 70 ℃에서 자가분해하여 갯지렁이 분해물을 얻는 단계
를 포함하는 갯지렁이 분해물의 제조방법.
제1항에 있어서, 단계(b)의 효소분해가 플라보짐(flavourzyme), 알칼라아제(alcalase), 뉴트라아제(neutrase), 프로타맥스(protamax), 펩신(pepsin), 알파-키모트립신(α-chymotrypsin), 써모아제(thermoase), 수미자임(sumizyme), 코지자임(kojizyme), 브로멜라인(bromelain), 피신(ficin) 및 파파인(papain)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 단백질 분해효소(protease)로 수행되는 것을 특징으로 하는 갯지렁이 분해물의 제조방법.
제1항에 있어서, 단계(b)의 상기 자가분해가 12시간 이상 수행되는 것을 특징으로 하는 갯지렁이 분해물의 제조방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 갯지렁이 분해물의 제조방법에 의해 제조된 갯지렁이 분해물.
제4항의 갯지렁이 분해물을 포함하는 모발 보호제.
제5항에 있어서, 상기 모발 보호제가 모발의 염색시 또는 탈색시 전처리되는 것을 특징으로 하는 모발 보호제.