KR-20260060821-A - Eco-friendly cosmetic composition containing poly-gamma-glutamic acid fermentation product using Lactobacillus pentosus strain

Abstract

락토바실러스 펜토서스 균주를 이용한 폴리감마글루탐산 발효물을 포함하는 친환경 화장료 조성물, 및 폴리감마글루탐산 발효물 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 화장료 조성물은 생분해능이 우수하여 친환경 화장료 조성물로 이용될 수 있으며, 피부 보습, 피부 주름 개선, 및 활성산소로 인한 피부 손상 개선 등의 피부 상태 개선 효과가 우수하다.

Inventors

• 권순우
• 김진화
• 유정민
• 배수정
• 최수련

Assignees

• 주식회사 잇츠한불

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (17)

1. 폴리감마글루탐산 (Poly-γ-glutamic acid; γ-PGA)을 락토바실러스 펜토서스 ( Lactobacillus pentosus ) 균주에 의해 발효시켜 수득한 발효물을 포함하는 생분해성 친환경 화장료 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 락토바실러스 펜토서스 균주는 기탁번호 KCTC 13322BP로 기탁된 락토바실러스 펜토서스 HB-8023 균주인 것인, 화장료 조성물.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 화장료 조성물은 계면활성제를 더 포함하는 것인, 화장료 조성물.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 계면활성제는 라우릴글루코사이드, 소듐코코일애플아미노산, 소듐메틸올레오일타우레이트, 다이소듐코코암포다이아세테이트, 다이소듐코코일글루타메이트, 포타슘코코일글리시네이트, 소듐라우로일글루타메이트, 소듐코코일글라이시네이트, 폴리글리세릴-4카프레이트, 폴리글리세릴-10라우레이트 및 폴리글리세릴-10올리에이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인, 화장료 조성물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 화장료 조성물은 피부 상태 개선용 또는 피부 세정용인 것인, 화장료 조성물.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 피부 상태 개선은 피부 보습, 피부 주름 개선, 또는 활성산소로 인한 피부 손상 개선인 것인, 화장료 조성물.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산의 분자량은 6,000 kDa 이상인 것인, 화장료 조성물.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리감마글루탐산은 글루탐산 및 시트르산이 포함된 배지에서 바실러스 서브틸리스 균주를 배양하여 수득된 배양액으로부터 분리된 것인, 화장료 조성물.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 바실러스 서브틸리스 균주는 기탁번호 KCTC 13486BP로 기탁된 바실러스 서브틸리스 HB-31 균주인 것인, 화장료 조성물.
10. 청구항 8에 있어서, 상기 배지는 NH 4 Cl, Na 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 , FeSO 4 · 7H 2 O, MgSO 4 · 7H 2 O, MnSO 4 · H 2 O, CaCl 2 및 ZnCl 2 로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 것인, 화장료 조성물.
11. 폴리감마글루탐산 (Poly-γ-glutamic acid; γ-PGA)이 포함된 배지에 락토바실러스 펜토서스 ( Lactobacillus pentosus ) 균주를 접종하여 배양하는 단계; 및 상기 배양된 배양물에서 균체를 제거하는 단계를 포함하는, 폴리감마글루탐산 발효물 제조 방법.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 락토바실러스 펜토서스 균주는 기탁번호 KCTC 13322BP로 기탁된 락토바실러스 펜토서스 HB-8023 균주인 것인, 제조 방법.
13. 청구항 11에 있어서, 상기 배양하는 단계는 25 내지 45 ℃에서 수행되는 것인, 제조 방법.
14. 청구항 11에 있어서, 상기 배양하는 단계는 1 내지 7일 동안 수행되는 것인, 제조 방법.
15. 청구항 11에 있어서, 상기 배양하는 단계 이전에, 글루탐산 및 시트르산이 포함된 배지에 바실러스 서브틸리스 균주를 배양하여 폴리감마글루탐산을 생산하는 단계를 더 포함하는 것인, 제조 방법.
16. 청구항 15에 있어서, 상기 생산하는 단계 이후에, 생산된 폴리감마글루탐산을 분리하는 단계를 더 포함하는 것인, 제조 방법.
17. 청구항 15에 있어서, 상기 바실러스 서브틸리스 균주는 기탁번호 KCTC 13486BP로 기탁된 바실러스 서브틸리스 HB-31 균주인 것인, 제조 방법.

Description

락토바실러스 펜토서스 균주를 이용한 폴리감마글루탐산 발효물을 포함하는 친환경 화장료 조성물 {Eco-friendly cosmetic composition containing poly-gamma-glutamic acid fermentation product using Lactobacillus pentosus strain} 본 발명은 락토바실러스 펜토서스 균주를 이용한 폴리감마글루탐산 발효물을 포함하는 친환경 화장료 조성물에 관한 것이다. 최근 친환경, 지속가능성에 대한 수요가 증가함에 따라 소비자의 친환경 의식수준이 향상되었다. 피부 세정용 제품은 거품을 발생시키는 계면활성제에 의해 수면에 거품이 형성되어 햇빛과 산소를 차단하며, 생분해성이 낮아 환경이슈를 야기할 수 있는 문제가 있다. 근래에는 생분해능이 우수한 천연유래 계면활성제를 이용하여 생분해성 제품의 연구가 진행되고 있으나 계면활성제에만 국한되어 세정 외 보습, 자극에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 친환경 생분해성 고분자에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. γ-PGA는 일본의 낫토 또는 한국의 청국장 등에서 관찰되는 점액물질로도 알려져 있으며, 글루탐산의 감마-카르복실산과 α-아미노기가 아미드 결합에 의해 연결되어 있는 거대한 중합체로서 그 분자량은 생산 균주에 따라 일반적으로 100 내지 1000 kDa 정도로 알려져 있다. γ-PGA는 몇몇 바실러스 속 균주의 배양 시 세포 밖으로 분비되고, 사람과 환경에 독성이 없고 수용성이며 생분해 가능한 고분자로 알려져 있다. 이러한 특징 때문에 γ-PGA는 침전농축장치, 습윤제, 동결방지제, 약물 담체 (drug carrier), 생분해성 섬유, 사료첨가제 등의 다양한 분야에서 이용이 가능하며, 이러한 이유로 식품, 화장 품, 의약 등의 산업에서 많은 관심을 가지고 있는 고부가가치 바이오소재로 인식되고 있다. 한편, 한국 전통발효식품인 김치에는 항산화, 항노화, 항비만, 항돌연변이, 항염, 항균, 항알러지, 면역증진 효과와 같은 다양한 기능성이 있음이 알려져 있다. 이러한 이로운 효과는 김치 내의 영양성분과 유산균의 발효산물에 유래되며, 유산균을 이용하는 연구 및 이를 이용한 프로바이오틱스 및 건강식품 등이 다양하게 출시되고 있다. 프로바이오틱스(probiotics)란 살아있는 상태로 체내에 들어가서 면역 및 다양한 기능성을 주어 건강에 도움을 주는 유익한 미생물을 말한다. 프로바이오틱스 뿐만 아니라 그 대사산물인 포스트바이오틱스(postbiotics)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 기질을 달리한 프로바이오틱스 배양을 통해 다양한 산물을 얻을 수 있다. 도 1은 비교 제형예 1 및 제형예 1의 외관을 나타낸 사진이다 (좌: 제형예 1, 우: 비교 제형예 1). 도 2는 비교 제형예 2 및 제형예 2의 외관을 나타낸 사진이다 (좌: 제형예 2, 우: 비교 제형예 2). 이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 제조예 1. 고분자량 γ-PGA 생산을 위한 바실러스 배양액 제조 ㈜잇츠한불의 국제특허균주인 바실러스 서브틸리스 HB-31 (KCTC 13486BP)와 자체 개발한 배지 조성을 사용하여 γ-PGA를 생산하였다. 구체적으로, 바실러스 서브틸리스 HB-31을 Medium E (ME)배지에 글루탐산 10중량%, 포도당 4중량%, 시트르산 1.6중량%, NH4Cl 1중량%, Na2HPO4 0.2중량%, K2HPO4 0.2중량%, KH2PO4 0.1중량%, MgSO4·7H2O 0.05중량%, MnSO4·H2O 0.015중량%, CaCl2 0.015중량%, FeSO4·7H2O 0.005중량%, ZnCl2 0.005중량%을 첨가한 배지에 접종하여 35℃에서 250 ~ 350rpm으로 24시간 동안 배양하였다. 제조예 2. γ-PGA의 분리 및 정제 제조예 1의 배양액을 pH3 (염산으로 조정)으로 조정된 멸균수에 1:3 로 희석 및 현탁하여 준 후 12,000rpm에서 30분간 원심분리 하여 상층액만 한외여과 (M.W. 컷오프 100 kDa 또는 500 kDa)하고, 완충액을 H2SO4 용액 (pH3.0)으로 교체하여 주었다. 이후, γ-PGA 배양액 정제 농축액 부피 2배의 95% 에탄올을 넣어 순수한 γ-PGA를 획득하고 85℃에서 48시간 동안 건조하였다. 비교예 1. 바실러스 서브틸리스 HB-31 (KCTC 13486BP) 유래 γ-PGA의 희석액 제조 제조예 2의 정제 및 건조된 γ-PGA를 1중량%가 되도록 정제수에 넣어준 후 35℃에서 충분히 교반하여 용해 및 분산시켜 희석액을 제조하였다. 실시예 1. 바실러스 서브틸리스 HB-31 (KCTC 13486BP) 유래 γ-PGA의 락토바실러스 펜토서스 HB-8023 발효물 제조 락토바실러스 펜토서스 HB-8023(Lactobacillus pentosus; KCTC 13322 BP)를 글루코스는 20중량%, 완두콩 펩톤은 10중량%, 효모 추출물은 10중량%, 마그네슘 설페이트는 2중량% 및 망간 설페이트는 2중량%로 포함하는 배지에 접종하였다. 이 후 상기 제조예 2에서 제조된 γ-PGA를 1중량%가 되도록 넣어주고 37℃에서 2일간 배양 후 균체를 제거한 배양물로부터 γ-PGA의 유산균 발효물을 제조하였다. 실시예 2. 바실러스 서브틸리스 HB-31 (KCTC 13486BP) 유래 γ-PGA의 락토바실러스 펜토서스 KCTC3120 발효물 제조 발효 균주로서 락토바실러스 펜토서스 KCTC3120을 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 γ-PGA의 유산균 발효물을 제조하였다. 실험예 1. 세포독성 확인 일 구체예에 따른 γ-PGA 희석액 및 γ-PGA 유산균 발효물의 피부 세포에 대한 세포 독성을 확인하였다. 구체적으로, 96-웰 플레이트에 DMEM 10% FBS가 첨가된 세포 배양 배지에 희석된 섬유아세포(fibroblast)를 1x105 cells/mL개씩 넣고 24시간 동안 부착시켰다. 이후, 비교예 1과 실시예 1 및 2를 적절한 농도로 희석하여 각 웰에 각각 처리한 후 24시간 동안 배양하였다. 24시간 경과 후, 배지를 제거하고 각 웰 당 MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) 용액 (2.5㎎/㎖)이 함유된 세포배양 배지 200㎕를 넣은 후 2시간 동안 37℃, CO2 배양기에서 배양하였다. 배지를 제거하고 DMSO(Dimethyl sulfoxide)를 100㎕씩 넣어주었다. 5분간 진탕하여 세포를 용해시킨 후, 마이크로플레이트 판독기에서 565㎚ 흡광도를 측정하였다. 하기 수학식 1에 의해 세포생존율(%)을 정하였으며, 세포의 생존에 영향을 미치지 않는 시료의 농도를 결정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다. [수학식 1] 세포생존율(%)=[(St-Bo)/(Bt-Bo)]x100 Bo: 세포배양배지만을 발색 반응한 웰의 565 ㎚에서의 흡광도 Bt: 시료를 처리하지 않고 발색 반응한 웰의 565 ㎚에서의 흡광도 St: 시료를 처리하고 발색 반응한 웰의 565 ㎚에서의 흡광도 100% 세포 생존 농도비교예 12%실시예 12%실시예 22% 그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1과 실시예 1 및 2의 100% 세포 생존 농도가 모두 2% 이상인 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 일 구체예에 따른 희석액 및 발효물은 피부 자극의 유발 가능성이 작고, 유용 농도의 범위가 넓은 바, 안전하고 효율적인 조성물로 사용할 수 있다. 실험예 2. 항산화 활성 확인 NBT(Nitro Blue Tetrazolium) 법을 이용하여 일 구체예에 따른 γ-PGA 희석액 및 γ-PGA 유산균 발효물의 항산화 활성을 확인하였다. 구체적으로, 바이엘 병에 0.05M의 Na2CO3 2.4㎖, 3mM의 잔틴 용액 0.1㎖, 3mM의 EDTA 용액 0.1㎖, BSA 용액 0.1㎖ 및 0.72mM의 NBT 용액 0.1㎖를 가하고 상기 실시예 1~2 및 비교예 1을 적절한 농도로 희석하여 각각 첨가한 후 25 ℃에서 10 분 동안 방치하였다. 이후, 잔틴옥시다제 용액 0.1 ㎖를 첨가하여 빠르게 교반한 뒤, 25 ℃에서 20 분 동안 배양하고, 6 mM의 CuCl2용액 0.1 ㎖을 가하여 반응을 정지시킨 후, 560 ㎚에서의 흡광도(St)를 측정하였다. 음성대조군으로는 상기 실시예 및 비교예의 시료대신 증류수(Bt)를 사용하였다. 시료 용액의 블랭크(Blank)는 반응 효소인 잔틴옥시다제 용액 대신 증류수(Bo)를 사용하였으며, 측정 결과를 하기 수학식 2에 의하여 산출하였다. 양성대조군으로 BHT(Butylated hydroxytoluene)를 사용하였다. [수학식 2] 활성산소 소거율(%) = [1-(St-So)/(Bt-Bo)]x100 St: 시료용액의 효소 반응 후의 560nm에서의 흡광도 Bt: 공시험용액의 효소 반응 후의 560nm에서의 흡광도 So: 효소 무첨가 시료용액의 효소 반응 전의 560nm에서의 흡광도 Bo: 효소 무첨가 공시험용액의 효소 반응 전의 560nm에서의 흡광도 활성산소 소거율(항산화 효과, %)양성대조군89.47비교예 154.12실시예 174.27실시예 270.33 그 결과, 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 γ-PGA의 락토바실러스 펜토서스 HB-8023 유산균 발효물 및 실시예 2의 γ-PGA의 락토바실러스 펜토서스 KCTC3120 유산균 발효물은 비교예 1의 바실러스 서브틸리스 HB-31 유래 γ-PGA 희석액에 비하여 활성산소 소거율이 더 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 일 구체예에 따른 γ-PGA의 락토바실러스 펜토서스 유산균 발효물은 항산화 활성이 현저히 우수함을 확인하였다. 따라서, 일 구체예에 따른 γ-PGA 락토바실러스 펜토서스 유산균 발효물은 활성산소로 인한 피부 손상 개선 또는 피부 노화의 예방 또는 개선에 유용하게 사용될 수 있다. 실험예 3. 피부 주름 개선 및 보습 효과 확인 일 구체예에 따른 γ-PGA 희석액 및 γ-PGA 유산균 발효물의 피부 주름 및 보습 개선 활성을 확인하였다. 구체적