[코스인코리아닷컴 김민석 기자] 안티에이징의 화장품 트렌드가 지속되면서 콜라겐(Collagen)은 현대 스킨케어 제품에서 매우 중요한 성분으로 자리 잡고 있다. 인사이트 파트너스(Insight Partners)의 시장 분석에 따르면, 화장품, 제약 및 건강식품 분야 글로벌 콜라겐 시장은 2024년 55억 달러에서 2031년 77억 6천만 달러로 성장할 전망이다. 2025년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR)은 5.1%로 예상된다.

‘콜라겐’이라는 용어는 다양한 효능 약속을 내포하고 있어, 증거 기반 과학적 접근을 상당히 복잡하게 만든다. 오늘날 화장품은 피부 구조와 수분 공급을 촉진하기 위해 동물성 콜라겐을 원형 및 가수분해 형태로 모두 사용한다. 

이와 관련 코스인이 발행하는 코스메틱저널코리아 10월호에는 ‘콜라겐-필수 구조 단백질, 과소 평가된 잠재력 및 전설적인 신화’ (Collagen - an Essential Structural Protein, Underestimated Potentials and ‘Legendary Myths’- M. Lindner, D. Behrens, A. Niehoff)에서 콜라겐의 미용 목적 및 다양한 응용분야 적용 사례를 알 수 있다. 

1990년대 초 BSE(bovine spongiform encephalopathy, 소해면상뇌증)가 발생하면서 동물성 제품이 화장품에서 금지된 이유 중 하나는 동물에서 인간으로의 잠재적 전염 우려 때문이었다. 이로 인해 대체재에 대한 긴급한 탐색이 시작됐고, ‘식물성’ 및 ‘해양성 콜라겐’이 화장품에 처음 도입됐다. 이후 수많은 마케팅 주장이 해양성 콜라겐을 특히 효과적이고 고품질이라고 홍보했다.

이는 어류의 껍질이나 비늘에서 추출된 것이므로 역시 동물성 콜라겐이라는 사실이 종종 잊히거나 은폐된다. 동시에 비건 및 식물성 화장품 시장의 성장은 용어 측면에서 또 다른 역동성을 창출하고 있다. ‘비건, 식물성 콜라겐’은 오랫동안 수많은 마케팅 소구의 일부였다. 이는 과학적으로 오해의 소지가 있다. 콜라겐은 구조적 경질 단백질(골격 단백질)로, 피부, 뼈, 힘줄, 연골과 같은 동물 조직에서만 발견되기 때문이다.

따라서 진정한 ‘비건’(식물성) 콜라겐은 존재하지 않으며, ‘콜라겐’이라는 단어는 단순히 공허한 마케팅 약속에 불과하다. 대신 생물공학적으로 생산된 콜라겐 유사체, 콜라겐 합성을 촉진하는 식물 추출물 또는 구조적으로 유사한 분자들이 이 이름으로 판매되고 있다. 단백질 ‘콜라겐’이 오직 동물성 원료에서만 유래한다는 것은 과학적으로 입증된 사실이다.

화장품 용도로 사용되는 동물성 콜라겐은 주로 송아지와 같은 어린 동물의 피부나 소, 돼지 또는 물고기의 피부 및 껍질에서 얻는다. 송아지 피부는 매우 순수하고 산에 용해되는 I형 콜라겐을 얻기 위한 선호되는 원천으로 여겨진다. 어린 조직에서 콜라겐의 낮은 가교도만이 자연적이고 생물학적으로 활성인 콜라겐 분자를 부드럽게 추출할 수 있기 때문이다. 나이에 따라 피부에는 수용성 콜라겐 성분과 불용성 콜라겐 성분이 혼합돼 있다. 피부가 젊을수록 산에 용해되는 천연 콜라겐의 비율이 높아진다.

천연 콜라겐이라는 용어는 다양한 상태 형태를 포함한다. 즉 용해성 또는 불용성 콜라겐, 마이크로크리스탈린 콜라겐, 텔로콜라겐, 콜라겐 섬유소 및 섬유, 산 용해성 콜라겐, 아텔로콜라겐(atelo-collagen, 효소 및 화학 처리에 의해 용해되는 콜라겐), 데사미도콜라겐(desamido collagen, 화학 처리에 의해 용해되는 콜라겐) 등이다.

이들 모두의 공통점은 밧줄처럼 꼬일 때 안정적인 나선을 형성하는 3개의 분지되지 않은 펩타이드 사슬로 구성된 특징적인 삼중 나선 구조이다. 이 구조는 생물학적 기능과 미용 효능의 핵심이다.

특히 화장품 응용 분야의 경우 콜라겐 분자의 수용성은 매우 중요하며 제형의 퍼짐성과 피부의 수분 보유 능력에 영향을 미친다.
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온전한 삼중 나선 구조만이 특별한 조건에서도 여전히 섬유소를 형성해 ‘피부와 같은’ 구조를 만들 수 있다. 이 요구 사항은 심층적인 효소 또는 화학적 변형에 의해 변경되지 않은 소위 천연 콜라겐(텔로콜라겐이라고도 함)에 의해 충족된다. 

반면에 가수분해된 콜라겐은 온전한 삼중 나선 구조가 없다. 다음 표는 천연 콜라겐과 가수분해 콜라겐의 차이점을 보여준다.

화장품 응용 분야에서 천연 수용성 콜라겐은 필름 형성 및 수분 결합 특성으로 인해 특히 흥미로워진다. 피부에 침투하지 않지만 피부에 보호막을 형성한다. 

콜라겐은 피부의 보호용 산성 맨틀을 지원하고 피부의 최상층에 수분을 공급하며 경피 수분 손실을 줄인다. 히알루론산(분자량이 다른 것)과 함께 사용하면 이러한 효과가 크게 향상될 수 있다. 불행히도 가수분해 콜라겐은 분자 구조로 인해 더 이상 이를 수행할 수 없다. 반면, 가수분해 콜라겐은 영양화장품 및 식이 보조제 분야에서 더 중요한 역할을 한다.

저자들은 ➊ ‘콜라겐’ 용어의 명확성을 확보하고 ➋ 과학적으로 입증된 사실과 화장품 효능 약속을 구분하며 ➌ 화장품산업에서 동물성 및 비동물성 콜라겐의 역할 차별화 ➍ 화장품 응용 사례 및 의료분야 활용에서 콜라겐이 중심 역할을 할 것으로 내다보고 있다. 
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