본 연구는 상백피 추출물의 화장품 약리활성인 항산화 활성과 미백 효과를 탐색하기 위해 열수추출물과 에탄올추출물을 사용하여 전자공여능, ABTS, xanthine oxidase 저해활성, nitric oxide radical 소거능 및 tyrosinase 저해 활성을 측정하였다. 상백피 추출물의 전자공여능 측정결과 1,000 μg/ml에서 열수추출물은 65.8%, 에탄올추출물은 87%의 DPPH radical 소거능을 보였다. ABTS 라디칼 소거능은 1,000 μg/ml에서 열수추출물은 89.3%, 에탄올추출물은 77.1%로 높은 소거능을 보였다. Xanthine oxide 저해활성은 1,000 μg/ml에서 열수추출물은 100%, 에탄올추출물은 96.2%를 보여 높은 항산화 효과를 나타내었다. NO 소거능은 500 μg/ml에서 열수추출물은 43.5%, 에탄올추출물은 53%를 나타내었는데 이는 같은 농도에서 대조구인 BHA의 43.8%와 유사하였다. Tyrosinase 저해활성은 1,000 μg/ml에서 열수추출물은 79.6%, 에탄올추출물은 93.5%로 나타나 대조구인 비타민 C와 유사한 활성을 보여 미백효과가 우수하였다. 모든 실험에서 활성정도가 시료 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향이었으며, ABTS 저해활성을 제외하고 대부분의 실험에서 에탄올추출물이 열수추출물에 비해 다소 높은 활성을 보였다.

This study was performed to improve antioxidant activities and skin-whitening effects of Rubus coreanus Miquel extracts by nano-encapsulation. R. coreanus was extracted at 60℃ and encapsulated by lecithin and gelagine. Nano-encapsulated extracts showed highest free radical scavengering effect as 97.62% in adding sample (500 μg/ml), compared to the extracts from conventional processes. It was showed strong inhibition effect on melanin production test by Clone M-3 cells as 55.23%. High inhibitory potency on tyrosinase was also measured as 155.8% by adding nano-sample of 1 mg/ml. The improvement of biological activity was demonstrated by real time confocal microscope. We could consider that the water soluble extracts of R. coreanus could be definitely enhanced by nano-encapsulated as a potent natural resources for antioxidant and skin-whitening agent.

닭의장풀(Commelina communis L., Dayflower) 추출물의 미백효능을 확인하기 위하여 B16 melanoma 세포를 이용하여 melanin 생성에 관련된 다양한 실험을 실시하였다. 닭의장풀 추출물은 버섯 tyrosinase 활성 실험에서 저해 효과를 보이지 않았으나, melanin 생성 저해효과를 나타내었다. B16-F10 멜라노마 세포를 이용한 활성시험 결과에서, 닭의장풀 추출물은 1,000 µg/mL의 농도에서 약 32 %의 멜라닌 생성을 억제하였으며, 세포내 티로시나제 활성 억제 능도 우수하여 닭의장풀 추출물 250 µg/mL 이상의 농도에서 50 % 이상의 저해 효과를 보였다. 추출물의 melanin 생성 기작에 대한 영향을 조사한 결과, melanin 합성의 key protein인 tyrosinase 발현의 우수한 저해 능력을 보였고, tyrosinase related protein-1 (TRP-1)의 발현 억제와 tyrosinase related protein-2 (TRP-2)의 N-glycosylation 억제를 통해 melanin 합성이 억제되는 것으로 분석되었다. 따라서 닭의장풀 추출물은 melanin 합성에 필수적인 효소(tyrosinase, TRP-1)의 발현 저해 및 TRP-2의 N-glycosylation 억제를 통해 미백 효과를 나타내는 것으로 확인되었으며, 이에 따라 본 추출물은 melanin 합성의 효소 경로를 저해하는 미백 소재로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

자외선에 노출된 피부는 활성산소종을 형성한다. 이는 피부의 염증 반응을 야기시키며 콜라겐 생성 억제를 통해 피부 노화를 촉진시킨다. 본 연구에서는 2종류의 항산화성 미네랄 바이오 활성수1과 2(MIBA-W1, MIBA-W2)를 이용하여 항염증 및 항노화 기초 효능과 함께 미백효능을 측정하였다. 두 종류 MIBA-W 모두가 UV에 의해 증가된 TNF-α를 상당량 줄여주는 것으로 나타나 항염증 효능이 있는 것이 확인되었다. 한편 UVB에 의해 감소되는 콜라겐 합성량은 MIBA-W1에 의해 0.01 % 농도에서 대조군 수준으로 증가하였으나 MIBA-W2는 농도가 증가할수록 콜라겐 합성량이 증가하는 경향을 보였다. 한편 MIBA-W2는 α-MSH로 처리된 B16-F1 melanoma 세포에서의 멜라닌 합성을 억제하는 것이 관찰되었다. MIBA-W2 의 경우 고형분 0.001 % (부피비 5 %)의 농도에서 α-MSH에 의한 멜라닌의 합성을 α-MSH positive control 대비 약 50 % 감소시키는 효과를 보였다. 종합하면 두 종류의 MIBA-W는 항염증 효능과 미백기능을 가지는 피부생리활성을 가지고 있는 것이 확인되었으며 따라서 기능성화장품 소재로 개발될 수 있는 가능성을 보였다.

남아시아 지역은 문화적, 사회적으로 흰 피부에 대한 관심이 높으며 이로 인해 미백화장품에 대한 요구가 크다. 합성물에 대한 우려 및 거부감으로 천연물중심의 원료가 급증하고 있다. 본 논문에서는 인도를 포함하는 남아시아 지역의 미백소재에 관한 문화, 사회적 배경과 최근 연구 개발 현황을 조사하였다.

천연물로부터 미백활성 성분의 개발을 위하여 국내 자생식물 60종으로부터 추출물을 얻어, 이들의 멜라닌 생성과정의 주된 효소인 tyrosinase 활성 억제력을 평가하였다. 평가결과 노랑하늘타리(열매), 죽황, 누리장나무(잎), 우산고로쇠(잎) 추출물이 비교적 높은 tyrosinase 활성억제효과를 보였고, 이들의 IC50 값은 50 ∼ 100 µg/mL 이었다. 이들의 멜라닌생성 억제효과를 B16F10 흑색종세포주를 이용하여 실험한 결과, 죽황추출물이 가장 높은 52 %의 멜라닌생성 저해활성을 보였으며, 이는 기존 미백제인 arbutin (42 %)에 비해 10 % 높은 것이다. 죽황추출물로부터 용매추출 및 크로마토그래피 등의 분리과정을 거쳐 10가지 미백활성 성분을 분리하였다. 이들은 모두 페놀유도체 화합물로서, SM701과 SM702, SM703, BPR211은 hydroquinone계 화합물이며, SM707은 gallic acid계, SM704와 SM705, SM706, SM708, SM709는 ferulic acid계로 확인되었다. 이들의 유리기 소거효과를 hydorquinone과 비타민 C와 비교하여 측정하였을 때. SC50 값이 SM702와 SM709의 경우 60 ∼ 70 µM로 hydroquinone과 유사하였고, SM701과 SM708은 30 ∼ 40 µM로 비타민 C (45 µM)보다 낮은 값을 보여 죽황추출물은 항산화활성이 높은 성분들을 함유하고 있음을 확인하였다. 이들 중 1,2-O-diferulylglycerol로 확인된 SM709 성분은 tyrosine hydroxylase 및 DOPA oxidase 활성을 각각 18, 60 % 억제하였고, B16F10 흑색종세포주를 이용한 멜라닌생성량 억제시험에서 62 %의 저해효과를 나타내 가장 높은 미백활성을 보였다. 따라서 죽황추출물의 미백활성은 주로 멜라닌 생성과정의 DOPA oxidsae 저해효과와 항산화효과에 의해 나타나는 것으로 생각된다.

미백제를 선발하기 위해 주로 사용하는 현재의 방법은 in vitro 타이로시네이즈 활성 및 항산화능을 측정하는 것이다. 이 결과에 기초하여 다음 단계인 멜라노사이트에서의 멜라닌 생성량을 측정한다. 세포 내의 멜라닌 생성량 측정법은 시간, 인력 및 숙련도가 요구된다. 따라서 초기 선발 방법의 신뢰성이 중요하다. 200개 중국시료 중 측정범위 내에서 세포독성이 없는 34개를 대상으로 세포 내 멜라닌량, 타이로시네이즈 활성, 항산화능의 상관관계를 조사하였다. 조사결과 직선의 상관관계를 확인할 수 없었다. 이 결과는 현재 선발방법의 한계 및 새로운 방법이 필요함을 보여주었다.

본 연구에서는 초고압 추출 공정의 활성 증진 효과를 알아보기 위해 당귀의 자외선 차단 효과 및 피부 미백활성 실험을 실시하였다. 인간의 섬유아세포인 CCD-986sk를 이용한 세포독성 실험에서 1.0mg/ml 농도의 시료 첨가를 통해 초음파 병행 60℃ 추출물이 21.27%로 가장 낮은 세포독성을 나타내었으며, 15분간 초고압 처리한 60℃초음파 병행 추출물이 23.49%로 가장 높은 세포독성을 나타내었다. UVA 처리에 따른 MMP-1 발현 저해 효과 측정에서 1.0mg/ml 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 60℃ 초음파 추출물이 UV를 조사하지 않은 대조군과 비교하여 122.2%를 나타내며 양성대조군인 ascorbic acid의 121.3%와 근사한 수치의 발현 억제 효과를나타내었다. 그 외 다른 시료들도 134.5% 이하로 발현하며 높은 저해율을 나타냄에 따라 당귀가 UVA에 대한 MMP-1 발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. Tyrosinase 억제효과에서는 양성대조군인 ascorbic acid가 1.0mg/ml의 농도에서 70.8%로 가장 높은 저해율을 나타내었다. 당귀 시료 중에서는 초고압을 15분간 처리한 60℃ 초음파 추출물이 ascorbic acid에 근사한 수치인 69.4%로 가장 높은 저해율을 나타내었고, 그외의 시료들도 모두 55% 이상의 높은 저해율을 나타내었다. 시료 첨가를 통한 Clone M-3 세포주의 melanin 생성 억제실험에서 1.0mg/ml 농도 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 60℃ 초음파 추출물이 82.4%를 나타내어 양성대조군인 ascorbic acid에 비해 더 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 당귀가 자외선 차단 및 피부 미백 관련 향장 소재로의 활용 가능성이 있으며, 초고압 처리를 통해 향장활성의 증가가 가능함을 확인하였다.

신선초 추출물 및 그의 분획물의 미백 효과를 알아보기 위하여, B16 멜라노마와 정상 사람 표피 세포를 이용하여 멜라닌 생성에 관련된 다양한 실험을 실시하였다. 70 % ethanol 용매로 추출한 신선초 추출물을 연속적으로 분획하여 hexane, ethyl acetate, n-butanol, 물 분획물을 얻었다. 버섯 티로시나제 활성 실험에서 신선초 추출물 및 그의 분획물은 저해 효과를 보이지 않았으나, B16 멜라노마를 이용한 멜라닌 생성 실험에서는 hexane 분획물과 ethyl acetate 분획물에서 억제 효과를 보였다. 세포내 멜라닌 생성의 초기 단계에 작용하는 티로시나제 단백질의 활성을 조사한 결과, hexane 분획(IC50 < 25 g/mL)과 ethyl acetate분획(IC50 < 5 g/mL)은 알부틴(IC50 250 g/mL)과 비교 시 더 낮은 농도에서 현저하게 티로시나제 활성을 저해시켰다. 따라서 신선초 추출물의 미백 작용 기전을 규명하기 위하여, 멜라노사이트의 mitogen으로 작용하는 endothelin-1 (ET-1)과 UVB에 의해 생성되어 염증을 매개하는 interleukin-1α (IL-1α)의 생성량을 측정하였다. Hexane 및 ethyl acetate 분획물은 IL-1α의 생성에 영향을 끼치지 못했으나, 표피세포에서 UVB에 의해 생성된 ET-1을 농도에 따라 감소시킴으로써 멜라노사이트의 melanogenesis를 저해하는 것으로 확인되었다. 따라서 신선초 추출물은 미백 효능을 갖는 화장품 소재로써 사용 가능하리라 판단된다.

본 연구는 유용성 물질 포집에 효과적인 solid lipid nanoparticle (SLN)을 이용하여 수용성물질인 LA-PEG을 새로운 제조방법에 응용하여 실험하였다. 지질로 사용된 오일은 coconut oil, macadamia oil, 그리고 jojoba oil 3가지로 이들의 특징은 생분해성이 강하다. 외부유화제로는 Tween 20, Tween 60을 이용하여 T-SLN을 제조하였으며, SLN의 입자 분포를 비교 분석한 결과 coconut oil을 지질로 하여 사용한 것이 크기가 가장 작았으며 사용한 계면활성제의 양에 따라 입자크기와 분포형태가 달라졌다. 1 %의 Tween 60과 macadamia oil을 이용한 베이스가 입자크기가 가장 컸다. 방출관찰결과 coconut oil을 지질로 한 2 %의 Tween 20의 베이스가 가장 늦게 방출되었고, 가장 빠른 방출한 것은 Tween 60 2 % 베이스였다.

멜라닌은 UV로부터 피부를 보호하는 기능을 하며, 인종과 피부색을 결정하는 요인이다. 또한 미백 기능성 화장품개발의 주요 목표물이기도 하다. 최근 미와 관련된 화장품 시장이 급성장 하면서 미백효능 증대를 위한 연구들이 활발히 진행되고 있고, 보다 안전하고 효능을 극대화하기 위한 미백 기성화장품의 개발은 관심업계의 주력 분야이다. 또한 경쟁력을 확보하기 위한 수단으로 지속적인 특허 출원이 따르고 있다. 특허는 관련업계의 연구경향을 파악할 수 있는 중요한 문헌이기도 하다. 본 논문에서는 미백 기능성화장품과 관련된 특허 분석을 통하여 관련 업계의 미백연구기술의 개발 동향을 소개하고 미백 기능성 화장품의 개발 및 활성성분의 원료개발에 대한 이해를 돕고자 한다.

본 연구는 연교 추출물과 연교 추출물에서 분리한 활성물질의 멜라닌 생성 억제 효과에 관한 것이다. 연교 추출물은 0.1 ∼ 1.0 % (v/v)에서 세포독성이 없는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 멜라닌 생성억제 실험결과 1.0 %에서 63.1 ± 3.1 % 저해 효과를 확인하였다. 또한 활성물질을 분리하여 1H-NMR, 13C-NMR, Mass analysis 등의 기기분석 결과 리그난 계열의 활성물질인 4-[(3,4-Dimethoxyphenyl)methyl)]dihydro-3-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl]-2(3H)-furanone (arctigenin)으로 동정되었다. 활성물질에 대한 멜라닌 저해효과를 확인한 결과 농도 의존적으로 3.0 g/mL에서 52.7 ± 3.1 %를 저해하는 것을 확인하였다. 또한 연교 추출물을 3 % 함유한 크림의 미백효과에 대한 임상실험을 진행한 결과 전문의의 육안평가와 기기평가 모두 통계적으로 유의한 결과를 얻을 수 있었다. 결론적으로 연교 추출물은 미백 효능을 갖는 화장품 소재로서의 개발 가능성이 클 것으로 기대된다.

본 연구에서는 제주도 자생 감귤 17종에 대하여 탈색소효과(depigment effect)를 연구하였다. B16 멜라닌 생성세포(B16 melanoma cell)를 이용하여 tyrosinase 및 멜라닌 생성억제 효과를 연구한 결과 대조군 대비하여 농도 의존적으로 감소하는 3종의 미성숙 온주밀감(immature Citrus unshue), 팔삭(Citrus hassaku), 진지향(Citrus sinensis × reticulata)을 도출하였다. 또한, 이와같이 도출된 감귤 추출물을 이용하여 멜라닌 세포 생성(melanogenesis)에 영향을 미치는 tyrosinase, DOPAchrome tautomerase (TRP-2)와 DHICA oxidase (TRP-1) 단백질 발현을 실험한 결과 tyrosinase, TRP-1, TRP-2 단백질 발현이 감소함을 나타내었다. 특히 이들 중 미성숙 온주밀감은 tyrosinase와 TRP-1 단백질 발현에서 유의적으로 감소하는 결과를 보였다. 본 연구 결과로써 미성숙 온주밀감은 모든 실험에서 우수한 효과를 나타내어 UV에 의해서 야기되는 피부 색소 침착을 방지할 수 있는 물질로서 기대할 수 있다.

테린 계열의 화합물은 생체 내에 존재하여 여러 가지 효소들의 cofactor로써의 역할을 담당하며, 활성 산소에 대하여 제거 작용을 갖는 비단백질 화합물로서 널리 알려져 있다. 테린 계열의 화합물은 (6R)-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (이하 6-BH4)인 완전히 환원된 형태로 활성을 가지며 공기에 노출되었을 경우 쉽게 산화 형태로 전환된다. 6-BH4의 결핍 증상으로서 정신 질환 관련된 파킨슨 질환, 알츠하이머 질환, 우울증 등의 증상이 있으며, 피부 질환으로는 백반증이 있다. 최근에는 6-BH4의 멜라닌 합성 저해와 관련된 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 6-BH4와 유도체인 (6R)-5-methyl-5,6,7,8-tetrahydrobiopterin (이하 methyl-BH4)의 항산화 효능과 미백 효능 및 자외선 손상 방어 효능에 관한 연구를 수행하였다. 테린 화합물의 DPPH 라디칼 소거능 평가 결과 항산화 표준 물질인 quercetin과 유사한 효능을 갖는 항산화 물질임을 확인하였으며, 피부 세포주에서의 세포 독성이 없는 안전한 물질임을 확인하였다. 또한 미백 효능을 평가하기 위하여 효소 수준에서의 tyrosinase 활성 저해능과 세포 수준에서의 tyrosinase, TRP-1단백질의 발현 저해 효능을 확인하였다. In vivo에서의 미백 효능 평가 결과 역시 증류수 처리군과 비교시 테린 화합물 처리군에서 멜라닌 수치가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 테린 화합물의 또 다른 효능으로서 항산화 효능을 기반으로 하는 자외선 손상 방어 효능을 평가한 결과, 자외선에 의해 유도되는 cytokines의 발현양을 감소시켰으며, 멜라닌의 합성을 저해하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 테린 화합물의 화장료적 특성을 확인할 수 있었다.

화장품에 응용 가능한 소재를 발굴하기 위한 목적으로 추출조건에 따른 울금 (Curcuma longa L.)의 항산화 효과 및 미백 효과를 수행한 결과는 다음과 같다. 1. DPPH 라디칼에 대한 소거능은 시료 농도 1,000 μg/ml에서 초임계 추출 시료는 89.0%의 저해율을 나타내어, 3가지 추출법 중 초임계 추출물이 가장 높은 전자공여능을 나타내었다. 2. 울금 추출물의 SOD 유사활성을 측정한 결과 3가지 추출방법 중 초임계 추출물의 경우 시료 농도 500 μg/ml에서 95.0% 가장 높은 SOD 유사활성을 나타내었다. 3. Xanthine oxidase 저해활성을 측정한 결과, 시료 농도 1,000 μg/ml의 초임계 추출물에서 40%의 저해능을 나타내어 물, 에탄올, 1,3-butylene glycol 추출물에 비해 높은 효과를 나타내었다. 4. 울금 추출물의 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과 에탄올 및 초임계 추출물의 경우 1,000 μg/ml의 농도에서 각각 82.0, 89.0%로 높은 tyrosinase 저해 활성을 나타내었다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때, 울금을 이용한 4가지 추출법 중 초임계추출법이 가장 높은 항산화 효과 및 미백효과를 나타내어 화장품의 소재로서 응용이 가능할 것으로 사료된다.