화장품 원료 갈변 억제하고 우수한 항산화 활성 가진 원료 'BABA-GN 2.0'

 

1. 서론

일반적으로 항산화 효능을 지닌 원료는 항산화 효능이 강하면 강할수록 원료 자체 산화력(auto-oxidation)이 강해 공기 중에 노출됐을 때 불안정해 쉽게 파괴된다¹⁾.

 

브로콜리는 뛰어난 항산화 활성을 가진 ascorbic acid, β-carotene, rutin, quercetin, glutathione 등이 다량 함유되어 있으며 암세포증식억제와 해독효소의 유도효과가 크다고 알려져 있다²⁾³⁾. 파인애플은 페놀, 플라보노이드, 비타민A, 비타민C, 무기 성분이 풍부하고 자유 라디칼소거 활성이 있다⁴⁾⁵⁾. 또 홍반, 멜라닌, 피지량을 감소시키는 것으로 확인됐다⁶⁾. 울금의 함유성분은 Turmerone, Zingiberene, Phellandrene, 1, 8-cineole 등의 정유성분과 황색색소 성분인 Curcumin, Coumaroyl 등이 있으며 항산화 활성과 미백효과가 있다⁷⁾.

 

브로콜리와 파인애플 등의 채소는 비타민C 와 같은 항산화 성분을 포함한다. 그러나 이러한 항산화 성분들은 열에 약해 고온에서 쉽게 관련 성분이 산화되어 항산화 활성을 상실하는 경우가 많다. 이러한 문제를 해결하고자 저온성, 중온성 효소에 의한 식물 추출물의 제조 방법과 그에 의한 항산화, 항갈변 특성의 복합 식물 조성물을 제조했다.

 

(주)비에스티는 화장품용 천연방부제, 천연 자외선 차단제 등 기능성 천연원료를 개발하고 있으며 강력한 항산화력을 가진 것으로 알려진 브로콜리, 파인애플, 강황 성분을 함유한 복합추출물을 제조했다. 브로콜리 복합추출물(BABA-GN 2.0)의 항산화 활성과 항갈변 활성을 확인해 화장품 소재로서의 가능성과 산업적 활용가치를 확인했다.

 

2. 항산화 활성 평가

2-1. DPPH(2,2-Dipheny-1-picrylhydrazyl) assay

DPPH assay는 안정적인 활성산소(free radical)를 갖는 DPPH 시약이 활성산소가 제거되면 그 특유의 색이 사라지는 것을 이용해 시료가 갖는 활성산소 제거능력을 측정하는 방법이다. 항산화 활성 평가를 위해 BABA-GN 2.0의 농도별 항산화 효과를 DPPH radical에 대한 전자공여능을 BHT를 대조물질로 흡광도 값을 측정했다.

 

BABA-GN 2.0의 DPPH radical 소거율을 측정한 결과, 0.1~0.5% 농도에서 34~57%로 0.4%에서도 50% 이상의 radical 소거능을 보였고 농도 의존적으로 증가했다(그림1). 본 실험을 통해 확인된 BABA-GN 2.0의 DPPH RC50값은 0.35 ± 0.04 수준으로 나타났다.

 

그림1 BABA-GN 2.0 농도별 DPPH 라디칼 소거능

 

 

2-2. ABTS[2,2’-Azino-bis(3-ethylbenz thiazoline-6-sulfonic acid)] assay

 

ABTS assay는 potassium persulfate와의 반응에 의해 생성되는 ABTS free radical이 샘플 내의 항산화 물질에 의해 제거되어 radical 특유의 색인 청록색이 탈색 되는 것을 이용한 방법이다.

 

항산화 활성 평가를 위해 BABA-GN 2.0을 농도별 항산화 효과를 ABTS radical에 대한 전자공여능을 BHT를 대조물질로 흡광도 값을 측정했다. BABA-GN 2.0의 ABTS radical 소거율을 측정한 결과, 0.1~0.5% 농도에서 64~96%로 0.1%에서도 50% 이상의 radical 소거능을 보였고 농도 의존적으로 증가했다(그림2). 본 실험을 통해 확인된 BABA-GN 2.0의 ABTS RC50값은 0.05 ± 0.01 수준으로 나타났다.

 

그림2 BABA-GN 2.0 농도별 ABTS 라디칼 소거능

 

 

2-3. FRAP(Ferric Reducing Antioxidant Power) assay

 

FRAP에 의한 철이온 환원력 실험은 낮은 pH에서 환원제에 의해 ferric tripyridyltrizaine(Fe 3+ -TPTZ) 복합체가 청색의 ferrous tripyridyltriazine(Fe 2+ -TPTZ)으로 환원되어 593nm의 흡광도가 증가하는 원리를 이용한 방법이다.

 

항산화 활성 평가를 위해 BABA-GN 2.0을 농도별 항산화 효과를 ferric에 대한 환원력을 BHT를 대조물질로 하여 흡광도 값을 측정했다. 철이온 환원력 측정 값은 trolox를 표준물질로 trolox μM로 나타냈다. 본 실험을 통해 확인된 BABA-GN 2.0의 철이온 환원력은 0.1~0.5% 농도에서 31~384μM TE의 환원능을 보였고 농도 의존적으로 증가했다(그림3).

 

그림3 BABA-GN 2.0 농도별 철이온 환원력

 

 

3. 항갈변 활성 평가

 

3-1. Polyphenol oxidase 활성 저해력 조사

 

PPO의 반응은 monophenol이 diphenol이 되는 hydroxylation과 diphenol이 quinone이 되는 산화과정에서 작용하는 것으로 이 quinone이 중합반응을 거쳐 흑갈색을 띄는 melanin이 형성되면서 갈변이 일어 난다.

 

항갈변 활성 평가를 위해 BABA-GN 2.0을 농도별 PPO 활성을 citric acid를 대조물질로 흡광도 값을 측정했다. BABA-GN 2.0의 PPO 활성억제능을 측정한 결과, 0.1~0.5% 농도에서 20~82%로 0.3%에서도 50% 이상의 PPO 활성억제능을 보였고 농도 의존적으로 억제했다. 본 실험을 통해 확인된 BABA-GN 2.0의 PPO 활성억제 RC50값은 0.27 ± 0.04 수준으로 나타 났다(그림4).

 

그림4 BABA-GN 2.0 농도별 PPO 활성 저해력

 

 

3-2. 3-deoxyglucosone(3-DG) 생성율 평가

Penolic acid는 Maillard 반응의 촉매로 작용하는 철이온과의 결합능이 높아 Maillard 반응이 더 억제되어 3-DG 등 중간반응산물의 생성을 억제한다.

 

항갈변 활성 평가를 위해 BABA-GN 2.0 농도별 3-DG 생성억제율을 citric acid를 대조물질로 하여 흡광도 값을 측정했다. BABA-GN 2.0의 3-DG 생성율을 4주차까지 측정한 결과, 0.1~0.5% 농도에서 46~86%로, 0.5%에서 50% 이상의 3-DG 생성억제율을 보였고 농도 의존적으로 억제했다(그림5). 본 실험을 통해 확인된 BABA-GN 2.0의 3-DG 생성억제 RC50값은 0.45 ± 0.02 수준으로 나타났다.

 

그림5 BABA-GN 2.0 농도별 3-DG 생성량

 

 

3-3. Vitamin C 항갈변 테스트

 

강력한 항산화능을 가진 물질일수록 공기 또는 햇빛에 노출됐을 때 불안정해 스스로 산화됨으로 항산화능을 잃어버리게 된다¹⁾. 이로 인해 쉽게 파괴되어 갈변이 되는데 본 실험에서는 항갈변 활성 평가를 위해 15% vit C solution에 BABA-GN 2.0 5%를 적용해 갈변에 의한 색상 변화 정도를 측정했다.

 

BABA-GN 2.0의 Vit C 항갈변 활성을 5주차까지 측정한 결과, BABA-GN 2.0을 적용할 때 57% 억제율을 나타냈다. Propanediol 40% 적용할 때 27% 억제율을 나타냈고, BABA-GN 2.0과 Propanediol을 공동 적용할 때 66% 억제율을 나타냈다(그림6). 본 실험을 통해 확인한 결과, BABA-GN 2.0 5% 적용시 Vit C의 갈변 억제가 우수한 것으로 나타났다.

 

그림6 BABA-GN 2.0 적용 vit C 갈변 억제

 

 

4. 정리

BABA-GN 2.0은 강력한 항산화와 기타 생리 활성을 갖는 천연물을 이용해 저온 추출 공법으로 제조되어 유효성분 손실, 관능적 영향을 최소화한 천연 항산화제이다. 또 화장품 제형에 적용시 항갈변 활성이 우수해 천연 기능성화장품 소재로서의 가능성과 산업적 활용가치가 우수하다.

 

5. 제품정보

· INCI : Brassica Oleracea Italica (Broccoli) Extract, Ananas Sativus (Pineapple) Fruit Extract, Curcuma Longa (Turmeric) Root Extract
· Apperarance : White powder
· Concentration : 0.1~0.5%
· Solubility : Water soluble
· Optimal pH : 2.6±1.0 (25℃, 2% Solution)

 

문의처
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