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Development of Cosmetic Phyto-Materials from Medical Plants Using Bioconversion Technology

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국내 화장품 시장은 이미 성숙 및 포화 수준에 도달하고 있어 앞으로 세계시장에서의 경쟁력을 향상시켜야 할 필요성이 절실한 상황이며, 우리나라 고유의 국산 화장품 브랜드의 개발과 수출 전략 마련의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 우리나라 화장품 제조에 사용되는 원료의 약 80% 이상은 해외 수입을 통해 이루어지고 있는 실정이다. 화장품 원료 수입품 가운데 수입실적이 높은 원료 및 제품들은 각국이 특허 등의 방법을 통해 산업차원에서 보호하고 있기 때문에 국내에서 이를 수입할 경우 완제품으로 수입하거나 고가의 로열티를 지불해야 하는 실정이다. 이에 더해 수입화장품의 성장세가 지속되고 있는데, 이를 극복하기 위한 방안으로 내세우는 것이 바로 국내 한방화장품으로 인식되고 있다. 한방화장품은
수입에만 의존하던 화장품 원료를 국산으로 대체할 수 있고 시대적 트랜드인 웰빙에 부합하면서 소비자의 수요가 지속적으로 늘어나고 있어 국내 화장품 산업 발전 도모와 국제시장에서의 수출 교두보를 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 이미 한방 화장품은 시장에서 좋은 반응을 얻고 있으나 차별화, 세계화를 위해서는 중장기적인 계획을 가지고 한방 화장품의 특징을 과학적이고 객관적으로 입증할 수 있도록 하는 연구를 활성화시키는 것이 무엇보다 중요하다. 또 우리나라만의 특색이 있는 한방 화장품 개발로 서양의 허브나 다른 천연추출물을 이용한 화장품과의 차별화가 되지 않으면 한방 화장품이란 의미도 점점 퇴색되어지리라 생각된다. 지금이야말로 우리 한방 화장품을 고유 브랜드로 정착시키고 세계화하기 위한 필요 요인들을 점검할 때이다. 누룩은 우리의 전통술 제조상 가장 특징적이며 독특한 효
소 및 발효 미생물원으로서 다양한 미생물과 자연중의 세균, 효모, 곰팡이 등이 부착되어 충분히 번식함으로서 amylase, glycosidase, protease 등의 효소 생성을 유도할 수 있어 이들 복합효소를 이용하면 한방 원료가 갖는 toxin을 완화내지는 제거할 수 있으며 폴리페놀 배당체를 비배당체 형태로 생물전환하여 활성화시킬 수 있다. 누룩곰팡이는 발효공업에서 매우 중요한 곰팡이이며 된장, 간장, 단술, 청주 등 우리의 전통 식품과 깊은 관련을 갖는다. 누룩곰팡이는 1980년대부터 이용되어온 대표적인 미백 소재인 코지산(kojic acid)을 생산하는 균으로 코지산의 미백효과와 누룩곰팡이가 분비하는 글루코시다제를 이용해 한방재료의 폴리페놀을 활성화하여 얻은 발효액으로 한방발효 화장품을 개발하게 된다면 피부미백과 주름에 뛰어난 기능성 소재를 개발할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 누룩 곰팡이를 이용해 고기능성 성분을 추출 및 생산할 수 있는 한방재료로 감초와 천마를 선정하였다. 현재 국내에서 기능성화장품 원료로 주로 사용되는 감초는 Glycyrrhiza glabra로부터 추출한 유용성감초추출물로 주요 활성성분은 glabridin으로 알려져 있다. 그러나 본 연구에서는 한방 감초로 Glycyrrhiza uralensis를 선정하였으며 이로부터 고농도 liquiritigenin을 함유한 발효액 내지는 효능성분을 추출정제한 고함량 제품을 얻어 고기능성미백제와 주름개선제로 개발하고자 하였다. 이처럼 Glycyrrhiza uralensis로부터 다량의 liquiritigenin을 얻기 위해서는 누룩곰팡이와 같이 폴리페놀배당체에 대해 강력한 글루코시다제 활성을 갖는 효소를 필요로 한다. Glycyrrhiza glaba가 최근까지도 기능성 화장품 제조에 '감초'와 같이 사용되어 왔지만 수종에 따라 유효성분 및 효능에 차이가 있다는 사실에 대한 인식의 부족으로 liquiritigenin 배당체를 이용한 기능성 화장품이 개발된 사례가 없는 실정이다. 본 연구자들은 ibroblast cell을 이용한 어세이 결과 누룩발효를 진행한 감초추출발효액이 발효전의 감초추출액과 비교하여 콜라겐 생성능이 증가되었으며, 발효의 진행일수별로 liquiritigenin의 함량이 증가함을 확인하였다. 이것은 감초에 다량 함유되어 있는 성분들이 누룩발효과정 중에 일어나는 강력한 효소작용(Aspegillus niger에 의한 glycosidase 활성)에 의해 보다 강한 활성을 가진 식물성 여성호르몬의 일종인 liquiritigenin으로 전환되어 생성되는 것으로 해석할 수 있었다. 향후 Glycyrrhiza uralensis로부터 전구체 성분을
효과적으로 추출하고, 누룩곰팡이를 생물전환반응의 최적화 연구를 통해 다량의 liquiritigenin을 함유한 고농도 발효액 및 정제물을 제조하여, 이를 한방발효 화장품의 주름개선용 소재로 개발하고자 안정성과 안전성, 유효성 등의 임상시험을 수행하고자 한다.
천마(天麻, Gastrodia elata)는 예로부터 정풍초(定風草)라는 이름으로 불리기도 하는데, 이것은 중풍을 치료하는 약초란 뜻이며, 산삼에 버금가는 약초로 알려져 왔다. 천마의 경우 1990대 중반에 천마의 인공재배기술이 개발되고, 고소득 작목으로 각광을 받아 98년도 생산량이 286톤까지 증가하였다. 식약청에서 식품원료로서의 사용이 허용된 2000년도를 기점으로 2001년도부터 급격하게 생산량이 증가하는 추세를 나타내어 2004년도의 생산량이 404 톤으로 이제는 과잉생산을 염려해야 할 시기이다. 현재 시중에 유통되고 있는 천마제품은 향후 소득대체 작목으로서 천마공급이 증가하는 추세임을 감안해 볼 때 보다 다양한 형태의 천마 가공제품 개발 및 천마제품의 품질 고급화를 위한 연구가 더욱더 절실히 요구되고 있다. 그러므로 천마의 가공제품 개발과 더불어 1차 상품인 천마를 기능성 한방화장품으로 소재화 함으로서 부가가치를 높이는 것 역시 매우 필요한 일로 사료된다. 당사는 Tyrosinase inhibition assay와 Melanocyte를 이용한 미백효능 시험에서 누룩발효를 진행한 천마추출발효액이 발효전의 천마추출액과 비교하여 그 효능이 증가되었으며, 발효전에는 관찰되지 않는 4-hydroxybenzyl alcohol(4-HBA)의 피크가 발효후에는 현격히 증가함을 HPLC assay로 직접 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 생물전환반응이 일어나는 기작을 연구하고, 발효공정의 최적화 연구를 통해 생산수율을 극대화하며, 하이드로퀴논과 유사한 분자구조 물질인 4-HBA의 안정성과 안전성, 유효성을 임상시험을 통해 평가함으로써 4-HBA를 다량 함유한 고농도 발효추출물 및 정제물을 한방 미백 원료로 개발하고자 한다.
한방화장품에 대한 관심 집중으로 현재 한방 화장품 시장에 진출한 업체수는 30여개를 넘어섰고 설화수, 후, 수려한, 백옥생, 십장생, 산심, 수향진 등 브랜드수만 120여개에 달한다. 현재 관련 업계는 한방화장품을 장기적인 신성장 동력으로 삼고 독자적인 기술력을 확보하겠다는 전략이다. 또한 해외시장 진출을 위한 포석으로 삼을 계획이며 FTA 등 시장 개방 시대에 세계와 경쟁할 수 있는 유일한 경쟁력으로 삼고 더욱 특화시키겠다는 의지를 보이고 있다. 이처럼 한반화장품시장의 장기화가 지속될 것으로 보는 현시점에서 보다 차별화된 한방원료의 개발이 절실하다고 판단되며 이에 대한 방안으로 본 연구에서는 누룩 발효가 갖는 우리의 전통적인 이미지를 한방소재와 접목시킴으로서 한방화장품의 한류브랜드를 보존․정착시키고 누룩곰팡이가 갖는 효소전환반응을 이용해 한방소재의 기능성을 보다 과학적으로 향상시키고자 한다. 본 연구는 앞으로 고기능성 한방화장품 개발을 위한 전환점을 마련하는 계기가 될 수 있을 것으로 보이며 또한, 한방발효화장품이 국내시장에서의 차별화된 컨셉으로 성장할 수 있는 교두보를 마련하는 것은 물론 국제시장에서 경쟁력을 확보하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

저자정보

  • KIM CHANGHO COTDE Inc.
  • HA BYUNGJIB COTDE Inc.
  • BAE DONGJUN COTDE Inc.
  • KU CHANGSUB COTDE Inc.
  • JANG DONGIL COTDE Inc.

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

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