Screening of Bacillus subtilis strains capable of producing extracellular hydrolases, including lipolytic enzyme was carried out. Within the scope of this study, total 61 strains were isolated from various domestic specific environmental samples such as seawater, soil, Jeju ranch, hot spring, salt farm, and fermented food and identified as Bacillus subtilis based on 16S rRNA sequences. Among the isolates, 4 strains had extracellular lipase activity. The growth profile of the strains revealed that 4 strains showed well growth at 50℃, 3 strains at 55℃, and pH 7.0. All strains could tolerate salinity up to 5%(w/v), 3 strains up to 10%(w/v), and only one strain showed growth at 15%(w/v). Additionally, amylolytic and proteolytic activities were detected in these strains. The highest lipolytic, amylolytic, and proteolytic activity was detected in Bacillus subtilis YS-YR 5A. These results demonstrate the potential application of extracellular hydrolase-producing Bacillus subtilis strains, especially strain YS-YR 5A, as fermentation starter to enhance the functionality and multiplication of functional natural products in the food/medicine/cosmetics/bio industries.

Triterpenoid, saponin, 전분 등이 함유되어 있는 것으로 알려진 Adenophorae radix (A. radix)의 뿌 리 추출물을 이용하여 각질형성세포의 분화와 피부장벽기능에 대한 연구를 수행하였다. A. radix의 뿌리 추출물 은 CV-1 세포를 이용하여 PPARα 발현을 살펴본 결과, Wy-14,643 0.5-1.0 μ M 수준의 발현양을 나타내었 다. 인체 각질형성 세포주(HaCaT)와 각질형성세포(nomal human keratinocyte)에 대한 각질형성능(cornified envelop formation, CE)은 대조군에 비해 통계적으로 유의한 증가를 보였다. HaCaT 세포에 A. radix의 뿌리 추출물 처리하였을 때, transglutaminase (TGase-1)의 유의적 증가를 보였다. A. radix의 뿌리 추출물 을 함유한 간단한 화장품 제형을 약 2주간에 걸쳐 임상시험을 실시한 결과, TEWL의 유의적 감소와 수분량의 증가를 살펴볼 수 있었으며, 하박 내측에서 지질을 추출하여 세라마이드를 분석한 결과 통계적으로 유의한 증가 를 관찰할 수 있었다. 이를 통하여 A. radix의 뿌리 추출물을 건조피부나 아토피 등의 피부질환과 관련된 질환의 예방 및 치료제로 사용될 수 있을 것이다.

하이드록시 산(hydroxy acid, HA)은 피부 각질층에 대한 박리효과로 노화방지와 피부 보습을 높이는데 효과를 보여, 피부 외용제와 화장품으로서 많은 활용을 하고 있다. 그 중에서 가장 효과적으로 빠른 시간 내에 나타나는 각질 박리는 화장품 제형 pH에 의해 효과를 보이는 것으로 많은 보고가 있다. 그러나 pH에 의한 자극, 부작용에 의한 염려로 인해 사용에 많은 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 피부 각질층에 (1) 하이드록시 산의 농도와 (2) 종류, (3) pH를 변화시킨 화장품을 인체 피부 에 도포하여 각질 박리 효과에 대한 영향을 측정하는 데에 있다. 건강한 성인 22명을 대상으로 하박 내측에 DHA (dihydroxyacetone), DC (dansyl chloride)로 피부 표면 각질을 염색하여, 시험제품을 도포한 뒤 각질 박리 효과를 측정하였다. (1) GA (glycolic acid)의 농도에 따라 각질 박리 효과는 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. (2 )하이드록시 산의 종류에 따라 pH를 산성과 중성으로 제조한 제품을 대상으로 각질 박리 효과를 측정한 결과, 중성 pH의 GA는 각질 박리 효과가 나타나지 않았다. 이에 반해 SA (salicylic acid)는 산성 pH와 중성 pH에서 모두 통계적으로 유의한 각질 박리 효과가 나타났다. (3) 중성 pH의 SA는 DHA와 DC로 염색한 피부 표면에서 모두 우수한 각질 박리 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 pH에 민감한 사람들에게 각질 박리 효과를 기대하는 화장품을 사용할 수 있는 기회를 제공하며, 피부 장벽의 손상 없이 안전한 화장품을 제조할 수 있을 것이라 사료된다.

피부는 신체에서 가장 크고 육중한 기관 중 하나로 인간의 생리 및 병리 과정에 참여한다. 피부는 자기 유지 및 치유, 기계적 및 화학적 손상 방어, 자외선 과 외부 병원성 미생물로부터의 방어, 비타민 D 합성 그리고 사회 심리적 기능을 한다고 알려져 있다. 이 연구의 목적은 한국 여성의 부위와 연령에 따라 피부 생물학 인자와 연관된 생물리학 인자의 변화를 평가하는 데 있다. 20 ∼ 49세의 약 70명의 건강한 성인 여성이 이 실험에 참여 하였다. 측정부위는 하박 내측과 뺨으로 진행하였다. 인체 피부의 생물리학 인자를 측정하기 위하여 여러 가지 비침습적인 방법으로 진행하였다. 피부의 생물학 인자를 분석하기 위하여 코티졸, 파이브로넥틴, 케라틴-1, 10, 11, 인보루크린, 케라틴 6를 인체의 얼굴과 하박내측으로 비교하였다. 또한 비침습적 방법으로 피부 생물리학 인자는 피부 부위와 연령에 따른 차이를 측정하였다. 측정 부위에 따른 결과, 각질층 수분량, 경피수분손실량과 피부색(L과 a값)은 유의적인 차이가 나타났다. 연령에 따른 결과, 오직 피부색에서만 연령에 따른 차이가 유의 적으로 나타났다. 코티졸, 케라틴-6, 파이브로넥틴, 케라틴-1, 10, 11 은 연령과 부위간 유의적 차이가 없지만 인볼루크린은 30 ∼ 39세 연령대에서 다른 연령대보다 유의적으로 가장 높았다. 이러한 결과는 개인의 피부 환경에 대한 상세한 피부 상태 변화로 설명할 수 있을 것이다.

여성의 얼굴에 과색소침착이 발생하는 것은 불안감, 특히 미적인 요소에 있어서 많은 고민을 유발한다. 피부의 흑화는 자외선(UV)에 대하여 이를 방어하기 위한 기작으로 멜라닌의 양과 밀접한 관계가 있다. 이러한 피부의 구성성분을 관찰하기 위해, confocal scanning laser microscope (CSLM)은 피부에 직접 현미경 검사를 실시하여 어떠한 조직의 변화 없이 피부를 실시간으로 관찰할 수 있는 비침습적 이미지 장치이다. 본 연구에서는 자외선 조사를 통해 유도된 하박 내측 피부의 과색소침착을 유도하여, 다른 피부색을 평가하는 측정기기와 상관성을 분석하여, CSLM을 이용한 새로운 미백 평가방법을 제시하였다. CSLM을 활용한 미백 효능 평가법은 소비자가 보다 이해하기 쉽도록 미백 제품을 평가하는데 유용할 것으로 생각된다.

피부의 최외곽층인 각질층에 대한 수분량을 측정하는 것은 피부장벽기능과 생물리학적 특성에 대한 피부 건강함, 유연함, 부드러움 등의 중요한 정보를 제공한다. 그러나, 평가자와 피험자와의 개인적인 차이와 측정환경의 변화에 따라 재현성과 반복성에 있어서 각질층의 수분량을 측정하는 데에는 많은 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 피부 각질층에 여러 종류의 제품을 사용 전후에 객관적으로 수분량을 측정하는 데에 있다. 40명의 건강한 자발적 피험자의 하박 내측을 피부의 전기용량 특성을 이용하여 수화정도를 측정하였다. 피부 수분량은 시험제품 도포 후, 3 h, 6 h 뒤에 측정하였다. 무도포 부위의 편차를 보정하기 위해 수분증가율을 이용하였고, 5반복 측정을 통하여 분석하였다. 수분량 측정에 가장 효과를 보이는 대표적 폴리올 종류인 글리세롤과 부틸렌 글라이콜을 이용하여 연구를 수행하였다. 대부분의 폴리올 종류는 피부 수분량 변화에 영향을 미치기 때문에 연구에 참여한 피험자에게 0 ~ 20%의 글리세롤을 표준제품으로 사용하여 보정하였다. 피부 수분량은 낮은 농도의 글리세롤 범위에서 직선의 상관관계를 갖기 때문에, 글리세롤의 농도에 따라 피부 수분량에 대한 피험자 각각의 표준화된 곡선을 얻었다. 이렇게 얻어진 피부 수분량에 대응하는 글리세롤 농도값은 통계학적으로 재현성과 반복성을 보였다. 게다가 이렇게 얻어진 표준화 곡선은 피험자 개인의 피부특성으로 활용할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 화장품과 같은 피부외용제품에 대한 미세한 피부 상태의 변화와 외부 환경 변화에도 불구하고, 같은 결과를 보였다. 향후 이러한 결과를 토대로, 계면활성제와 지질, 수용성 물질에 대한 제품 원료에 대한 피부 측정에 필요한 비침습적 방법과 병행해서 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

최근 화장품을 사용하는 인구가 증가함에 따라 세안의 중요성도 강조되고 있다. 회전 브러시를 이용한 세안은 이전부터 산업계에서 적용되어 온 방법이나, 국내 문헌상 회전 브러시를 이용한 클렌징 기기의 세정효과에 대한 연구가 보고된 바가 없는 실정이다. 본 연구는 회전 브러시를 장착한 클렌징 기기인 PBRCF1201(Amorepacific Co., Korea)에 대한 세정력과 피부상태 개선효과에 대한 실험 결과를 보고한다. 총 20명의 환자가 참여하였으며, PBRCF1201를 사용하기 전 블랙헤드, 세정력(피부 밝기), 피부 각질, 모공, 유분함유량에 대해 측정을 하였고 시험제품을 1회 사용하게 한 후 동일한 항목을 측정하였다. 평가 대상 부위는 얼굴과 전박부를 대상으로 하였다. 그 결과 클렌징 젤을 단독으로 사용할 때보다 클렌징 젤과 클렌징 기기를 사용하였을 때 통계적으로 유의한 차이를 나타내며 더 좋은 세정력을 나타냈으며 피부 각질, 블랙헤드, 유분 함유량, 모공 개수 역시 감소하였다. 결론적으로 회전 브러시를 장착한 클렌징 기기는 피부에 손상이나 건조를 유발시키지 않는 효과적인 세안방법이라고 생각된다.

외과적으로 가슴의 볼륨 측정은 석고법, 가슴 X선 사진을 이용한 가슴의 볼륨을 산출하는 방법과 MRI, 3차원측정 시스템 등을 이용한 측정 방법들이 주로 이용되었다. 그러나 최근 화장품 영역에서 가슴 볼륨 증가 및 탄력개선제품의 증가로 효능평가가 필요하나 외과적 방법들의 적용은 어려운 실정이다. 그리하여 본 연구는 화장품 영역에서 최초로 등고선 사진을 이용하여 가슴 탄력개선을 평가하였다. 또한 가슴둘레 측정, 디지털 이미지 분석, 3차원 가슴이미지 분석 값과의 상관성을 비교하였고 등고선 사진평가를 가슴의 탄력을 평가하는 새로운 방법으로 제안하고자 하였다. 본 연구는 병력조사 및 피부 상태 진단을 통해 건강한 여성 피험자 30명이 시험에 참여하였다. 피험자로 하여금 제품사용 전과 2주, 4주, 8주 후 시점에서 가슴둘레 측정, 유두점의 각도와 거리 분석, Moire’s Topography를 이용한 scoring, 3D가슴측정을 실시하여 가슴확대 및 탄력개선 정도를 평가하였다. 평가 결과 디지털 이미지를 분석결과 유두점의 각도(Angle)는 시점별로 증가하는 경향을 보였으나 유의성은 없었다. 유두점으로부터 밑가슴까지의 길이(Length)는 시점별로 유의하게 증가하였다(p < 0.05). 또한, 유두점으로부터 밑가슴까지의 높이는 4주 후, 8주 후 시점에서 통계적으로 유의하게 증가하였다(p < 0.05). Moire’s Topography Score 평가 결과 각 시점별로 유의하게 개선하였다(p < 0.05). 3차원 가슴 부피 분석 값은 각 시점별로 증가하는 경향을 보였으나 통계적 유의성은 없었다. 상관성 분석결과 Moiré tophography score는 디지털 이미지 분석 값 중 길이, 높이와 유의한 상관성이 있었고 3차원 부피 분석 값과 유의한 상관성이 관찰되었다. 따라서 Moire’s Topography Score 평가는 이미지 분석과 3차원 부피분석 평가법과 더불어 화장품에 의한 탄력 및 처짐 개선을 평가하는 데 중요한 평가방법으로 사용될 것으로 사료된다.

천연보습인자(NMF, natural moisturizing factor)는 정상 피부 내의 각질층에 존재하는 수용성, 친수성 성분을 총칭하는 말로 외부로부터 수분을 흡수하고 각질층의 수분보유능을 증가시키며 피부가 건조해지는 것을 방지하여 피부의 유연성과 가수성을 유지하는 기능을 한다. NMF는 주로 아미노산과 아미노산의 대사산물로 구성되며 이들은 필라그린(filaggrin)이 분해되면서 생성된다. 본 연구에서는 피부 각질층의 22종의 개별 아미노산의 함량분석을 통하여 피부보습능과 개개의 아미노산과의 상관관계를 연구하였다. 15명의 건강한 지원자들의 전박과 이마로부터 tape stripping한 각질 시료 중 22종의 아미노산 함량을 UPLC-PDA를 이용하여 동시 분석하였다. 그 결과 각질 표면보다는 안쪽에서의 아미노산들의 함량이 높음을 확인하였다. 또한 신체 부위별 비교에서 전박이 이마에 비해 아미노산 함량이 1.5배 정도 높음을 확인하였다. 전박부위의 아미노산 총 함량과 보습능(TEWL)과의 상관 관계분석을 통해서는 보습능이 클수록 총아미노산 함량이 높은 것으로 확인되었으며 특히 Ser, Glu, Gly, Ala 및 Thr은 각질 내 존재하는 주요 아미노산 성분으로 보습에 긍정적인 영향을 주는 성분으로 확인되었다. 이상의 결과로써 NMF의 주성분인 아미노산의 함량은 각질 생리기능과 밀접한 관련을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며 본 연구를 통해 얻은 각질층의 아미노산의 통합적인 분석법은 보습, 노화, 미백, 피부 염증질환 등 다양한 피부 상태와 아미노산류들의 변화와의 관계를 깊이 이해하고 피부 기능과 관련된 새로운 분자적 타겟을 발굴하고 증명하는데 기초적인 방법으로써 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

미백과 더불어 피부 칙칙함은 많은 여성들의 고민거리다. 칙칙함이란 피부의 붉은 기와 광택이 감소하고, 노란기는 증가하며 피부의 명도가 저하되어 보이는 상태를 말하며, 최근까지 피부 칙칙함의 경우, 일반적으로 피부색 측정을 통해 명도, 색 불균일성 등으로 많이 평가하였다. 명도는 L* a* b* 표색계(CIELAB color space system)의 L*로 나타낸다. 하지만 L*값은 칙칙함 중 하나의 현상, 명도를 측정한 지표일 뿐만 아니라 칙칙함(투명감)같은 인지효능과의 연계점을 찾기 힘든 단점이 있다. 이에 투명감이 높은 피부(칙칙하지 않은 피부)는 동일한 광세기가 피부로 입사하였을 때 피부 내부로부터 빛이 많이 돌아오는 피부이고 이는 확산 반사광(내부 반사광)이 큰 피부라는 피부 투명감 측정 방법에 따라 편광기술을 이용한 자사 제작의 이전 투명감 측정 기기와 측정의 용이성과 휴대성을 개선한 LumiscanTM이라 명명한 신규기기를 개발, 기존 투명감 측정기기와 신규기기로 20 ~ 30대 남성과 여성의 얼굴 피부 투명도를 측정하여 육안을 통한 투명감과 확산반사광 값의 관계를 통해 신규기기의 성능을 확인하고자 하였다. 이번 연구에서 육안 평가와 신규기기의 확산 반사광 값 사이에 단순 비교가 아닌 강한 상관성(R = 0.732, p < 0.01)이 있음을 확인할 수 있었으며 이전 자사개발 기기가 지닌 낮은 휴대성과 측정의 불편함을 개선한 LumiscanTM의 성능평가를 확인할 수 있었다.

현재까지 피부 미백에 대한 평가는 피부 반사광 전체에 대한 분석이 주를 이루어 왔다. 그 예로 SHV (Saturation, Hue, Value), L* a* b* (CIELAB color space system) 등 색차계를 사용하여 검출된 빛을 몇 가지 기준으로 나누어 분석하는 방법이 이용되어왔으며, 밝기나 채도 변화를 기준으로 피부 미백을 평가해왔다. 하지만 이러한 기존의 미백 평가법들은 빛의 전체 피부 반사량을 통한 측정이라는 한계를 가지고 있어 투명감, 화사함, 윤기 등 소비자들이 원하는 새로운 미백 효능의 평가에는 사용하기 힘든 단점이 있었다. 이번 연구에서는 이전까지 정량적으로 표현하기 힘들었던 투명감에 대한 새로운 측정법을 활용하여 8주 동안 자사의 2가지 미백 제형 효능 평가에 사용하였으며, 이를 위해 루미스캔(LumiscanTM)이라고 명명된 편광을 활용한 각도별 반사광 측정 장치를 제작하여 실험에 활용하였다. 또한, 투명감 측정 이외에도 15가지 측정치에 대한 실험을 병행하여 투명감에 주요한 영향을 미치는 요소를 분석하고자 하였으며 결과적으로 자사의 2가지 미백 제형은 각각 4, 8주에 5 ~ 9 %의 투명도 개선을 보여주었다. 그리고 피부결(-28 %), 멜라닌(-17 %), 홍반(-7 %), 수분량(15 %), 피부 밝기(6 %) 등이 피부 투명감에 주요한 영향을 주는 요소라는 사실을 보여주었다.

PRIMOS bodyⓇ 기기를 이용한 얼굴부피 평가법 개발에 관한 연구를 진행하였다. 평가법의 신뢰성을 확인하고자 세 명의 시험자가 마네킹과 사람을 대상으로 얼굴 부피를 측정하였다. 마네킹의 얼굴에 여러 가지 부피의 찰흙을 붙이고, 기기로 얼굴을 측정하였는데, 실제 찰흙의 부피와 측정값 사이에 높은 상관성(R2 = 0.99)이 있는 것으로 나타났다. % RSD와 Gage R&R 분석으로 기기의 정확성, 반복성, 재현성을 확인한 결과 신뢰성이 있는 결과를 얻었다. 이와 같은 평가법을 얼굴 붓기 감소에 영향을 주는 화장품의 효능을 평가하는데 적용하였다. 10명의 건강한 여성을 대상으로 화장품 사용 전후 얼굴의 부피를 측정한 결과, 얼굴의 부피가 감소하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 통해 PRIMOS bodyⓇ를 이용한 얼굴 부피 평가법은 인체평가에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보인다.

피부장벽 기능은 중요한 피부 기능 중 하나로 각질층과 표피층은 다른 피부층 보다 이러한 기능에 있어 큰 역할을 담당하고 있는 것으로 여겨지고 있다. 각질층은 표피 기저층에서부터 표피세포가 위층으로 올라오면서 분화의 과정을 거쳐 형성되게 된다. 이러한 분화 과정은 피부 표면에서 완성되게 되며 지속적으로 올라오는 새로운 각질로 대체되게 되어 건강한 방어막을 형성하게 된다. 본 연구는 tape stripping에 따른 깊이별 여러 인자들의 변화를 살펴봄으로써 각질층의 각 부분의 역할에 대해 살펴보고자 하였다. 피부 표면 수분량에 있어서는 각질층 중 위쪽에 위치하고 있는 uppermost stratum corneum (SC)가 중요한 역할을 하고 있는 것으로 나타났으며, 수분증발을 막는 장벽으로써의 역할은 lower SC가 주로 역할을 하는 것으로 나타났다. 그리고 일반적으로 pH는 각질의 산성 pH에서 표피 쪽으로 진행하면서 중성의 pH가 보여지는 것으로 보고되고 있는데 각질층만을 살펴봤을 경우, 아래층으로 내려가면서 오히려 다소 산도가 높아짐을 관찰할 수 있었다. 또한 tape stripping을 통한 각질량 분석에서는 stripping을 거듭할수록 채취되는 각질량도 감소되는 양상을 보여주었다. 본 연구를 통해 수 ∼ 수십 층으로 구성되는 각질층 중 윗부분은 수분량에, 아래 부분은 장벽으로서의 기능에 있어 역할을 하고 있음을 알 수 있었고 각질층의 깊이가 증가할수록 pH와 각질량은 감소함을 알 수 있었다. 이러한 각질층 내의 위치 차이에 따른 역할에 대한 결과를 통해 화장품 개발에 있어서 다양한 접근이 가능할 것으로 기대되어진다. 또한 본 연구를 통해 각질층도 그 위치에 따라 다른 역할을 담당하고 있음을 간접적으로 알 수 있었고 향후 이러한 점에 초점을 맞춘 특화된 각질 연구도 필요할 것으로 생각되어진다.