11권 5호 내지.indd

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1 RESEARCH REVIEW ARTICLE Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 화장품에사용되는천연방부제연구동향 구정은 1, 한효선 1,2, 송정희 1,2,3 * 1 경인여자대학교피부미용과, 2 호서전문학교메이크업 & 네일아트과, 3 신구대학교뷰티스타일링학과 The Recent Trend of the Natural Preservative Used in Cosmetics Jung-Eun Ku 1, Hyo-Sun Han 1,2, Jung-Hee Song 1,2,3 * 1 Department of Cosmetology, Kyungin Women s College, 2 Department of Make-up & Nail, Hoseo Occupational Training College, 3 Department of Beauty styling, Shingu College Abstract The purpose of this paper is examining the trend of the natural preservative used in cosmetics receiving attention by recent well-being trend and suggesting base line data about natural plants having preservative effects. In korea, the raw material and limit of preservative used in cosmetics is designated strictly by Korea Food & Drug Administration and cosmetics companies manufacture cosmetics according to the rules. The problem of the existing preservative coming to the fore, the natural preservative to improve the safety and economic feasibility of the product is being developed. The study of the natural preservative was just getting into its stride after the Year of The raw material of the natural preservative is mainly both Korean native foliage plants with the antioxidant and antibacterial effect such as schisandra, chinese pepper, morus bark, scutellaria baicalensis, mume plant, saururus chinensis, artemisia capillais, anemarrhena asphodeloides, sophora flavescens solander exation and aroma essential oils such as grapefruit seed, rosemary, lavender, tee tree, sage, peppermint, german chamomile, lemongrass, lemon, thyme. In early days, the studies focused on verifying the antioxidant and antibacterial effects of those. Recently, however, the studies focused on improving preservation effects through blending those. But most of them are not commercialized because of the limit of natural plants, that is to say their color, odor, safety, narrow antibacterial spectrum. Several research has been done on the diverse natural preservative to substitute the chemical preservative at each research facility and manufacturing company, but we have to do tests on the safety and stability of natural plants considering not only their advantage but also their limits to use them in the manufacture of cosmetics. Keywords: Natural preservative, Antioxidant, Antibacterial, Cosmetics, Essential oil Ⅰ 화장품은경제성장과더불어외모에대한관심이늘어나면 서사용량이점점늘어나고있음은물론사용계층도남녀노소불문한전계층을아우르고있어이제는생활필수품으로자리매김하게되었다. 화장품은피부와신체의생리적기능장애나구조적변화를초래하지않고피부의청결, 아름다움및보호를위해바르거나도포하는물질로정의되며, 여러가지화학물질 *Corresponding author: Jung-Hee Song, Department of Beauty styling, Shingu College, 123 Ungbong-dong, Sungdong-gu, Seoul , Republic of Korea Tel.: , dgksjh@hanmail.net Received July 17, 2013; Revised October 10, 2013; Accepted October 17, 2013; Published October 30, 2013 의복합체로그원료만해도수천가지에이르고있다. 이러한화장품은의약품과는다르게피부에반복적으로장기간사용하는제품이기때문에안전성확보가무엇보다중요하다 ( 이경희, 2010). 화장품은기름이나물을주성분으로하고미생물의탄소원이되는글리세린이나솔비톨, 질소원이되는아미노산유도체, 단백질등이배합되어있어곰팡이나세균등의미생물이생장하기위한기본조건을갖고있다. 또한식품과비교하였을때화장품은사용기간이몇년이상되는것도있어미생물에의한변화의위험은식품에비할바가아니다. 마지막으로사용중손가락이나사용도구등으로부터오염되어미생물이일으키는변패, 변취등으로부터화장품을장기간보호하기위하여방부제를사용할수밖에없다 ( 류미숙, 1990; Smith, 2005). 방부제는미생물의증식을억제하며, 시간경과와함께사멸 835

2 Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 시켜제품의변화를방지한다. 하지만미국 FDA, 일본후생성, 국내의식품의약품안전처등에서배합한도를규제할만큼안전성에논란이있는것도사실이다. 게다가이러한문제점에도불구하고방부제를쓰지않았을때제품의변질과미생물의오염, 나아가인간에게해로운병균의오염등, 더욱더큰문제점이발생하기때문에방부제의문제점을알면서도사용할수밖에없는것또한사실이다 (Shinshi, 2004). 그러나기존합성방부제의접촉성피부염가능성, 체내축적으로인한내분비계교란의위험성등이연일대중매체를통해보도되고, 국, 내외의웰빙트렌드가부각됨에따라화장품에있어서도화학적원료의비중을줄이려는시도가꾸준히이어져오고있는추세이다. 이로인해화장품업계에서는화학적방부제를대체하기위해천연항균물질을방부제로사용하기위한많은연구가현재진행되고있다 ( 황신혜등, 2009). 이에본논문은최근천연방부제의연구동향을살펴보고, 방부효과를가진천연물질들의효능에대한기초자료를제공하여, 천연방부성분을이용한화장품에대해기본적인자료로서의활용성을검토하고자한다. Ⅱ 1. 방부제의개념및필요성동식물성유기물이미생물의작용에의해부패하는것을막는것이방부이고, 보존을목적으로방부하기위해서첨가하는약제가방부제이다. 세균의발육을저지하는정균제 ( 靜菌劑 ) 도방부제의일종이다. 미생물을사멸시키지않는점에서소독제 살균제와는다르지만실제로는구별이곤란한경우도있다. 일반적으로방부제라고하면식품 화장품 의약품의변질을막고그것을사용하거나보존하는동안에그순도를유지시키기위해서첨가하는것이다. 따라서인체에해가없어야한다는것이필수조건이고, 또그첨가로인해품질을손상시키지않아야한다. 화장품의경우주원료가되는정제수와각종유효성분, 오일성분등이미생물증식의영양원으로작용하는것은물론화장품제조시원료제조종사자, 제조설비, 제조환경, 용기등에의해오염될수있고, 실제제품사용중사용자의손이나보관온도의영향으로미생물의증식이일어날수있다 ( 류미숙, 1990). 그러므로화장품의경우위해한미생물의번식을막고내용물의변질을막기위해반드시방부제의사용이필요하다. 1) 화장품에사용되는방부제의요건화장품에사용되는방부제가갖춰야할요건은표 1과같다 ( 이지현등, 2012). 즉, 방부효과가지속되고휘발성이없어야 하며, 다른원료뿐아니라포장재료와도반응하지않아야한다. 또한화장품의향. 색, 성분등에영향을주지않고, 피부또는점막에부작용이없어야하며낮은농도에서쉽게활성화되어야한다. 화장품에사용되는방부제의경우넓은온도및 ph 범위에서방부력을발휘해야하고, 여러종류의미생물에효과적이어야하며, 독성및부작용이없어야한다. 2) 현재사용중인합성방부제및문제점현재화장품에사용중인대표적인합성방부제는표 2와같다. 그중에서도화장품에가장많이사용되는합성방부제인파라벤 (paraben) 은무색, 무취의비휘발성물질로넓은 ph범위에서활성을보이며다양한미생물에효과적이다. 파라벤에는메틸파라벤 (methyl paraben), 에틸파라벤 (ethyl paraben), 프로필파라벤 (propyl paraben), 부틸파라벤 (butyl paraben) 의 4 가지형태가가장많이쓰이고국내에서의사용한도는단일성분일경우 0.4%, 혼합사용일경우 1% 를초과할수없다. 알코올중에는에탄올이가장많이쓰이고, 화장품에 20% 이상함유될경우제품자체적으로살균력을갖는다. 이범주에속하는것으로는페녹시에탄올, 벤질알코올, 클로르페네신등이있으며, 값이싸고, 다양한미생물에효과적인반면알레르기유발및유아에게탈수를일으킬가능성이보고되고있다. 유기산과염들에속하는방부제로는안식향산과나트륨염, 소르빈산과칼륨염, 디하이드로초산과나트륨염등이가장많이사용된다. 이들의경우 ph 5이하에서만효과를보인다는단점이있다. 이소치아졸화합물 (Isothiazole compounds) 의경우연한호박색을띠며부드러운냄새가나는맑은액상의물질로낮은농도에서도다양한미생물에효과적으로작용하여사용후세척하는샴푸와같은제품에많이사용된다. 그러나미생물에대한활성이좋은만큼피부에대한자극도높다. 이범위에포함되는방부제로는메틸클로로이소치아졸 (Methylchloro isothiazolone), 메틸이소치아졸리논 (Methyl isothiazolinone) 등이있다. 우레아 (Urea) 는파라벤의그람음성균에대한약한항균력을해결하기위한목적으로많이사용되는백색분말로세균에대한활성표 1. 화장품에사용되는방부제의요건화장품에사용되는방부제의요건억제효과가지속되고휘발성이없어야한다. 다른원료와화학반응이없어야한다. 화장품의향, 색, 성분등에영향을주지않아야한다. 피부또는점막에부작용이없어야한다. 낮은농도에서쉽게활성화되어야한다. 넓은 ph범위에서효과적으로방부력을발휘해야한다. 여러종류의미생물에효과적이어야한다. 독성및부작용이없어야한다

3 화장품천연방부제 은좋으나효모, 곰팡이에대한활성이안좋으므로파라벤등과같은다른방부제와혼합하여사용하여야한다. 국내에서는화장품에 0.6% 까지사용할수있다. 트리크로산 (Triclosan) 은세균과진균에모두항균효과가있으나유아에게알레르기유발가능성이있는물질로국내에서는화장품에 0.3% 까지사용할수있다. 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올 (2-bromo-2- nitropropane-1,3-diol) 은세균, 곰팡이에대해낮은농도에서도효과적으로작용하나특이취가있고, 철이나알류미늄이있을때불안정하다는단점이있다 ( 황신혜, 2008). 앞에서언급한대표적인합성방부제들의경우대부분항균활성이우수하고가격경쟁력이있는반면접촉성피부염, 피부자극, 탈수등의위험성이있다. 또한최근영국에서발표한연구결과에따르면가장널리사용되는합성방부제인파라벤류의경우유방암세포에서발견되어체내축적가능성이입증되었으며에스트로겐과유사한작용을하여내분비계를교란시키는물질로작용할가능성을보였다 ( 이성훈등, 2006). 2. 천연방부제 1) 천연방부제의개념및필요성천연방부제란항균활성이나항산화기능이있는천연물질에서추출한방부제를일컫는말로지금까지천연방부제로알려진것에는향신료, 유기산, 저급지방산, 라이소자임, 락토페린, 박테리오신, 폴리라이신등이있다 ( 최나영, 2009). 화장품에사용되는방부제는반드시사용되어야만하는필수성분으로매우중요한부분을차지하고있다. 합성방부제는지질친화성이커서식품으로섭취하였을경우체내지방조직에축적되어장기적으로독성을유발할가능성이크다. 최근화장품을비롯한모든산업에천연유래제품을선호하고있으며합성방부제를꺼리는소비자의욕구가매우커지고있어효과가우수하면서피부에안전한천연방부제의개발이요구되고있다 (( 주 ) 파인엠, 2007). 그러나천연물질로서의한계성즉색상, 냄새, 안정성, 좁은항균스펙트럼, 제형상의문제점때문에대부분이상용화되지못하고다른천연항균제도경제성및항균스펙트럼, 사용범위의제한성이문제등을가지고있어보다진보되고제품개발이가능한천연방부제가필요로되고있다 ( 황신혜, 2008). 2) 천연방부성분의연구동향 (1) 약용및식용식물약용및식용식물은우리주변에서쉽게찾을수있을뿐아니라안전한천연물이기때문에이로부터각종질병의예방과치료에효과가있는유용자원및유효성분을탐색하려는시도가많이있다. 신체와피부에손상을주지않으면서피부의기능을서서히회복시켜주는역할을하는것이바로약용식물의 표 2. 대표적인합성방부제 종류장점단점 파라벤류 (Paraben, 파라옥신안식향산에스텔 ) 메틸 -(methyl-) 에틸 -(ethyl-) 프로필 (propyl-) 부틸 -(butyl-) 넓은 ph 범위에서활성, 다양한미생물에효과적 체내축적되어내분비계교란 알코올 (Alcohol) 페녹시에탄올벤질알코올클로르페네신 값이싸고, 다양한미생물에효과적 알레르기유발, 유아에게탈수발생가능성 유기산과염들 안식향산과나트륨염소르빈산과칼륨염디하이드로초산과나트륨염 ph 5 이하에서만효과 이소치아졸화합물 (Isothiazole compounds) 메틸클로로이소치아졸 (Methylchloro isothiazolone) 메틸이소치아졸리논 (Methyl- Isothiazolinone) 낮은농도에서도다양한미생물에효과 피부자극 우레아 (Urea) 이미다졸리디닐우레아 (Imidazolidinyl Urea) 디아졸리디닐우레아 (Diazolidinyl Urea) 세균에대한활성좋음 효모, 곰팡이에대한활성은안좋음분해시포름알데히드방출 트리크로산 (Triclosan) 세균과진균에모두항균효과 유아에게알레르기유발 2- 브로모 -2- 니트로프로판 -1,3- 디올 (2-bromo-2-nitropropane-1,3-diol) 세균, 곰팡이에대해낮은농도에서효과적 특이취철이나알류미늄이있을시불안정 837

4 Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 역할이며식품류, 정류, 한약재, 허브등으로부터많은천연항균물질이보고되고있다 ( 송선주, 2012) ( 표 3). 금송 (Sciadopitys verticillata) 은여러가지유효성분을함유하고있는물질로항산화효과와항염증효과가높은플라보노이드 (flavonoid) 와테르펜 (terpene) 성분이다량함유되어생체노화방지원료의이용효과가높다. 그이외에도살균작용과항균작용이있고, 안티아크네 (anti-acne) 효과와모공축소효과가있다 (Bhardwaj, 1979). 엉거시 (arnica, Arnica montana) 는아르니신 (arnicin), 휘발성오일, 탄닌, 퓰린 (phulin), 세스퀴테르펜락톤 (sesquiterpene lacton), 플라보노이드, 쿠마린등을함유하고있으며그중세스퀴테르펜락톤이항염증작용에중요한역할을한다. 피부에서는방부, 수렴, 항염, 순환촉진등의효과를가지고있는것으로알려져있다 ( 한영숙, 2002; Lyss, 1997; Woerdenbag, 1994). 메리골드 (calendula or marigold, Calendula officinalis) 는플라보노이드, 올레노인산 (oleanoicacid) 의글루코시드 (glucoside), 카로티노이드 (carotinoid), 페놀산 (phenolic acid), 트리터펜노이드 (triterpenoid) 를포함하고있고, 그중에서트리터펜노이드가항염증작용에중요한역할을하는것으로알려져있다. 피부에서는유연제로치료, 진정, 방부, 항소양, 항염증성질이있는것으로알려져있다 ( 한영숙, 2002; Donald, 1998; Fejes, 2000). 삼백초 (Saururus chinensis) 는게르마늄을비롯한플라본계탄닌과아미노산등을함유하고있다. 잎과줄기에는해독, 항균, 및항암효과가있다. 삼백초의항균작용은예로부터피부의염증성피부질환무좀등에널리사용되어왔다 ( 권중안, 1999). 파슬리 (Petroselinum crispum Nym.) 는플라보노이드계열의항산화성분들을많이함유하고있어활성산소를제거하며쿠마린성분은항균효과를가지고있다 ( 한영숙, 2002; Fejes, 2000; Remes, 2000). 쑥갓 (Chrysanthemum coronarium L.) 의전초에는항산화효과를나타내는 flavonoid 계열의유도체성분이많이발견되고있는데그성분들로는 caffeic acid, chlorogenic acid, 3,5-dicaffeoylquinic acid, 4-succinyl-3,5-dicaffeoylquinic acid, emodin, thiophene (Nisobutyl-6-(2-thiophenyl)- 2,4-hexadienamide), 1,8-dihydroxyanthroquinone, quercetin and itsglycosides, rutin 및 isoquercetin 등이있다. 쑥갓에포함되어있는비타민 C와카로티노이드, 그외풍부한항산화성분들은심혈관계질병을예방하고, chrysancorin은항균작용이있는것으로보고되고있다 ( 한영숙, 2002; Gins, 2000; Takenaka, 2000; Wang, 2001). 매실 (Prunus mume) 씨는섬유소, 탄닌과무기물이풍부하고시트릭산 ( 구연산 ) 등을포함한각종유기산이다량함유된것으 로한방과민간에서살균, 구충, 해독, 해열등과같은다양한효과를나타내는한약제로널리이용되고있다 ( 이현애등, 2003). 오미자는오미자 (Schizanda chinensis) 의열매로고르지않은구형 ~ 편구형을이루고지름약 6 mm로어두운적색내지흑갈색을띠며바깥쪽에는주름이있고때때로흰가루가묻어있다. 약간특이한냄새가있고처음에는시고나중에는떫고쓰다 ( 식품의약품안전처, 2004). 오미자의물추출물과에탄올추출물이세균에증식억제력을나타내고있고 ( 박욱연등,1992), 오미자추출물의주요성분이외에항균성물질존재가있다 ( 이신호등,1997). 또한 Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus (S. aureus), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), Euterobacter aerogenes 4가지균주에항균력이있다는연구 ( 최원균등, 2002) 가보고되고 표 3. 국내천연방부성분연구예시 1 학명 효과 금송 Sciadopitys verticillata 항산화, 항염증, 살균, 항균 엉거시 Arnica montana 방부, 수렴, 항염, 순환촉진 메리골드 Calendulaofficinalis 진정, 방부, 항소양, 항염증 삼백초 Saururus chinensis 해독, 항균, 항암 파슬리 Petroselinum crispum Nym 항산화, 항균 쑥갓 Chrysanthemum coronarium L 항산화, 항균 매실 Prunus mume 살균, 구충, 해독, 해열 오미자 Schizanda chinensis 항균 상백피 Morus alba Line 항균 황금 Scutellaria baicalensis 항균 인진쑥 Artemisia capillais 이뇨, 항균, 해독 사자발쑥 Artemisia princeps 살균소독, 방부, 구충, 소염, 이뇨 적송 Pinus densiflora Sied. et Zucc. P. densiflora 항균, 살충효과 자귀풀 Aeschynameneindica L 항균 며느리배꼽 Persicaria perfoliata 방부, 항균 울금 Curcuma longa L 항염, 항알레르기, 항균 대황 애기수영 황련 Rheum undulatum Rumex acetocella L Coptis japonica MAKINO 대황, 애기수영, 황련, 여뀌혼합 : 항균, 방부 여뀌 Persicaria hydropiper (L.) 지모 Anemarrhena asphodeloides BUNGE 해열, 항균, 거담 고삼 Sophora flavescens Solander ex Aiton 거풍살충, 이수, 해독 산초 Zanthoxyli pericarpium 항균 오배자 Rhus javanica Linne 항균, 항산화, 항혈전, 간보호 838

5 화장품천연방부제 있다. 오미자는그람음성, 양성균에모두항균력을나타낸다 ( 최혜승등, 2004). 상백피는뽕나무 (Morus alba Line) 또는동속식물의뿌리껍질로, 관상, 반관상또는띠모양을이루고뚜께는 1~6 mm로가늘게세로로갈라져있다. 특이한냄새가약간있고맛은거의없다 ( 식품의약품안전처, 2006). 상백피는그람양성균에항균력을나타낸다 ( 최혜승등, 2004). 황금 (Scutellaria baicalensis) 은속썩은풀 ( 꿀풀과 Labiatae) 의뿌리로서그대로또는주피를제거한것이다. 냄새가거의없고맛은조금쓰다 ( 식품의약품안전처, 2009). P. aeruginosa 에높은항균력을가지고있다는연구 ( 최원균등, 2002) 가보고되고있다. 황금은그람음성균에항균력을나타낸다 ( 최혜승등, 2004). 황금추출물이세포의세포막을파괴하여세포내용물들이용출되어항균활성이나타나는것으로보고되고있다 ( 강민희등, 2007; 박순희, 2001; 이종기와서진종, 2005; 조성환과김영록, 2001). 인진쑥 (Artemisia capillais) 은국화과의식물로이뇨, 항균, 해독등의다양한건강증진효과가보고되고있다 ( 김홍태, 2007). 사자발쑥 (Artemisia princeps) 추출물은약용성분들이포함되어있으며살균소독, 방부, 구충, 소염, 이뇨, 응혈억제등약리작용이있는것으로보고되고있다. 천연방부제의효능이검증되었으며향장품에적용하기위해시스템화가필요하다 (( 주 ) 파인엠,2007). 침엽수의대표적인수종인적송 (Pinus densiflora Sied. et Zucc., P. densiflora) 은중국, 일본, 우리나라전역에자생하고있으며, 해송과곰솔로불리는흑송 (Pinus thunbergii Parl., P. thunbergii) 은중국, 일본, 우리나라서해안의남양에서동해안의울진에걸쳐분포하고있다. 이들은모두우리나라에천연분포하는향토수종이자대표적인조림수종이다 ( 박주성, 2009). 소나무속의침엽수들의모든나무는모든부위 (wood, bark, needles) 에서수많은병원균과초식동물들을방어하기위해많은양의 oleoresin을생산한다 (Mumm et al., 2004). 여러침엽수로부터정유를추출하여비교한결과소나무의 terpinene-4-ol은항균효과가, α-terpinrol, α-pinene 은미생물의성장억제효과가있다고보고 (Hofstetter et al., 2005; motiejunaite et al., 2004; 정해곤등, 2003; 이성숙등, 2002; 황병호등, 1995; 강하영등, 1993) 되었을뿐만아니라살충효과도검토되었다 (Kim et al., 2008). 콩과식물은자귀풀 (Aeschynameneindica L.) 외 197종의많은품종이전국에분포하며, 콩과식물중국내산지에광범위하게분포하고있는아카시아의경우아카시아꽃잎의수분함유량은 86.60% 이며, 건조시켰을경우조단백질 (crudeprotein) 은 24.55%, 조회분 (crudeash) 은 8.51%, 총당분 (total sugar) 은 30.97%, 아스코르빈산 (ascorbic acid) 은약 16%, 탄닌산 (tannic acid) 은약 15% 으로당, 단백질및아스코르빈산 (ascorbic acid) 함량이비교적높은것으로알려져있다 ( 李相喆. 1999). 95% ethanol과증류수를용매로사용하여추출한아카시아꽃과잎의추출물을 HPLC 분석결과항균효과는 bioscreen C test와 disk paper method에서아카시아꽃추출물보다아카시아잎추출물이훨씬강한항균활성을보였으며, 증류수를용매로사용한추출물은항균활성이미약하였다. 추출물 RLE25, RLE60 및 RLE78은 S. epidermidis, S. aureus, P. aeruginosa 및 Pityrosporum ovale (P. ovale) 에대한강한항균활성을나타냈으며, 특히추출물 RLE25는 P. ovale에대한강력한항균활성을나타냈다 ( 박장순, 2009). 며느리배꼽 (Persicaria perfoliata) 은원산지가아시아지역인마디풀과의한종류이다. 며느리배꼽은전통적으로해독제, 해열제, 이뇨제등으로사용되어왔으며, 기침이나백일해등호흡기질환에도사용되어왔다 (Jang et al., 2003; Jovanovic, 1996). 본실험에대조군으로사용된호기성균주인 S. aureus와 Escherichia coli (E. coli) 에대한며느리배꼽추출물의항균활성측정결과, E. coli에대해서는비교물질인 methyl paraben, quercetin에비하여낮은활성을나타내었다. 그러나 S. aureus 에대한항균활성은며느리배꼽추출물중 ethyl acetate 분획의 MIC는 0.25% 로 methyl paraben (MIC: 0.25%) 과비교하여동일한항균활성을나타내고있음을알수있다. 현재사용되고있는방부제나항균제가평균적으로 0.2~0.4% 정도의농도범위내에서사용하고있는것을감안하면며느리배꼽추출물또한천연방부제, 항균제로서의역할이충분히기대된다 ( 김선영등, 2010). 울금은 (Curcumalonga L.) 생강과 Zingiberaceae의근경으로 phenol류및그배당체, monoterpene 배당체, tannin, 기타 sucrose등의성분으로항염증작용, 항알레르기작용, 항균작용, 중추억제, 위액분비억제, 진경작용등이보고되어있다 ( 박은영등, 2010; Kang, 1998). 대황 (Rheum undulatum) 은원산지가중국서장, 청해지방으로중국산의당대황과우리나라에분포하는조선대황 ( 토대황 ) 이있다. 당대황은일명금문계대황으로도불리우는데뿌리의자른면에밤색, 노란색, 흰색의무늬가있다하여그렇게불리운다. 여기에는장군풀, 금문대황 (R. palmatum L.), 마제대황 (R. officinaie Baillon.) 이있고, 중국의서북부와운남지방의산지대에서자란다. 토대황계에는화대황 (R.undulatum L.), 라폰티쿰 (R. raponticum L.), 토대황 (R. collinianumbaillon.) 등이있다. 대황의뿌리는적리균, 장티프스균, 대장균에대한억제작용이있다. 광범위한항균작용이있어서포도상구균, 임균, 디프테리아균, 장티프스균, 이질균등의발육을억제한다 ( 김성장, 2011). 애기수영 (Rumex acetocella L.) 은여뀌과 (Polygonaceae) 의 839

6 Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 식물로일반적인명칭으로는애기괴승아, 애기승아. 애괴승아, 소산모 ( 小酸模 ) 등으로불리우고있다. 다년생초본식물로높이가 cm정도로자란다. 항암효과가있으며, 폐결핵으로인한각혈에지혈효과가있다. 민간에서통경. 옴. 비듬. 피부병등에약재로쓰인다 ( 김성장, 2011). 황련 (Coptis japonica MAKINO) 은미나리아재비과 (Ranunculaceae) 여러해살이풀로일본원산으로전국에서재배한다. 뿌리줄기를황련 ( 黃連 ) 이라고하며, 청열사화 ( 淸熱瀉火 ), 청심제번 ( 淸心除煩 ), 조습, 해독, 살충의효능이있고, 유행성열병, 장티푸스, 비만구역 ( 痺滿嘔逆 ), 세균성설사, 복통, 폐결핵, 구토, 비출혈, 하혈, 소갈, 눈충혈 ( 目充血 ), 구내염을치료한다고알려져있다 ( 김성장, 2011). 여뀌 (Persicaria hydropiper (L.) SPACH) 는마디풀과 (Polygonaceae) 의한해살이풀로전국의냇가또는습지에서자라며, 북반구온대에분포한다. 화습 ( 化濕 ), 행체 ( 行滯 ), 거풍, 소종의효능이있고, 토사전근 ( 吐瀉轉筋 ), 수양성하리 ( 水樣性下痢 ), 이질, 류머티즘, 옹종, 각기, 개선, 타박상을치료한다고알려져있다 ( 김성장, 2011). 대황, 애기수영, 여뀌, 황련을추출하여혼합한물질을화장품의유화제형에적용한후세균및진균류에대한항균효과를실험한결과, 대황, 애기수영, 여뀌, 황련추출분획물에대하여우수한항균방부효과를확인하였으나천연방부제로사용하기에는잔류하는유기용매의분석과생산성, 시료의확보등과같은부수적인연구가추가적으로연구되어야한다고사료된다 ( 김성장, 2011). 지모 (Anemarrhena asphodeloides BUNGE) 는백합과에속하는다년생초본으로써해열작용, 항균작용이있고뿌리줄기에는 Timosaponin A-1, Chimonin, Prococathechi acid, Pantothenicacid를함유하고있어해열, 항균, 거담작용이있다 ( 송선주, 2012). 고삼 (Sophora flavescens Solander ex Aiton) 은한의학임상에서거풍살충, 이수, 해독등의효능을가지고있고주요성분으로는 quinolizidine, alkaloid, flavonoid, saponin 등이함유하고있으며고삼추출물은여러세균등에작용하여생리학적인작용에영향을주고다양한약리효과를가지고있다 ( 송선주, 2012). 산초 (Zanthoxyli pericarpium) 는산초나무의열매로옛동의문헌에의하면열매껍질을화초, 청초라하고씨를초목이라하여따로이용하였으나지금은씨가있는열매를산초라하여함께쓰고있다. 산초추출물은생선회나어패류에서식중독을발생시키는 Vibrio parahaemolyticus에서의항균력이보고되었고, 산초정유성분이 Listeria monocytogenes, S. aureus 등의식중독균에서의항균활성이연구를통해검증된바있다 ( 이승현, 2012). 오배자 (Rhus javanica L.) 는붉나무권백에오배자진딧물 이기생하여잎에생성된충영으로한의학에서는습열이정체 되어나타나는각종종기와염증에사용하거나위장의이상효 소에대한효소억제작용을이용하여위장세균에대한살균효 과를내기위해사용한다. 오배자는항균작용및항산화, 항혈 전, 간보호등의약리작용이있는것으로보고되어왔다 ( 이승현, 2012). (2) Aroma oil Aroma oil은아주오래된방부제중하나로가장대표적인예 로고대이집트에서시신을방부처리하기위해사용하였고, 고 대그리스아테네의 Hipocrates는전염성질병의확산을막기 위해향을피워소독하는데사용하였으며파리와런던에서는콜 레라확산을억제하는데사용하였다. 식물이 aroma oil과같이 이차대사산물을만드는이유중하나는박테리아, 바이러스그 리고곰팡이의공격을막기위해서이다 ( 김정원, 2008) ( 표 4). 자몽종자추출물 (Grapefruit Seed Extract; GSE) 은미생물 의세포벽및세포막의기능을약화시키며, 효소활성을저해한 다. 또한 DNA/RNA에서비롯되는증식기작을억제하여미생 물에대한살균효과가크다. 또한식물성천연살균소독제로서 독성이없고, 부식성이없으며, 무색, 무취의천연유기혼합물 로서환경오염의원인이되지않는안전한천연항균제이다. 자 몽종자에서추출한 citrex는자연평형체계에서작용하는유기 조성분들이다각적으로작용하여항균효과를나타내는것으로 알려져있으며 R-limonene은천연방부제로사용되고있다 ( 최 은영, 2006). 표 4. 국내천연방부성분연구예시 2 학명혹은명칭 효과 자몽추출물 Grapefruit Seed Extract; GSE 살균 타임 Thymus vulgaris L 항균 레몬그라스 Cymbopogon ciratus 항진균, 방부 티트리 Melaeuca altertnifolia 항박테리아, 항균 캐모마일로먼 Chamaemelum nobile 항염증, 여드름, 진정, 방부 마누카 Leptospermum scoparium 항균 유칼립투스 Eucalyptus 항균 스테비아 Stevia rebaudiana 항산화, 살균, 방부 로즈마리 Rosemarinus officinalis L 살균, 항균, 항산화 라벤더 Lavandula angustifolia 방부, 살균, 항염 페퍼민트 Mentha species 방부, 살균, 항염 비타민나무 Hiippophae rhamnoides L 항산화, 항균 라임 Citrs aurantifoli 항균 레몬 Citrus limonia 항균 840

7 화장품천연방부제 타임 (Thyme) 은학명이 Thymus vulgaris L이며꿀풀과에속하고꽃과잎에서수증기증류법으로추출한다. Thyme은강장작용과정화, 보호의기능때문에위생및피부보호제품에대해보고하였고이러한효과는방향족화합물인 thymol 과 carvacrol에의한것으로알려져있다. 제약업계에서는강력한항균작용이있는오일로알려져많이사용되고있다 ( 최은영, 2006). 레몬그라스 (Lemongrass) 는학명이 Cymbopogon ciratus 이며벼과에속하고잎에서수증기증류법으로추출한다, 레몬그라스에센셜오일은연한노랑또는붉은노랑색을띄는오일로의료적으로강력한항박테리아작용을보이고있으며또한강력한항진균작용및방부효과도가진다고알려진천연물질이다. 이오일의구성성분은 citral, geraniol, nerol, myrcene, β-pinene 등이며 geraniol, nerol은그람음성, 양성균주에항균력이있다 ( 최은영, 2006). 티트리 (Tee tree) 는 Myrtacea과에속하고학명은 Melaeuca altertnifolia이며, 잎에서수증기증류법으로추출한다. 공기를상쾌하게정화하는역할을하는허브로더우면서습기가많은늪지대에서자라며생명력이강해서줄기를잘라내도잘자란다, Tee tree의항박테리아, 항균특성은임상연구에잘나타나있다 ( 김정원, 2008). 캐모마일로먼은국화과 (Compositae) 에속하며학명은 Chamaemelum nobile (Anthemis noblis) 이다. 화학성분은 80% 이상의에스테르성분을함유하고있으며항염증작용을하는아줄렌성분이있어피부염증에특히효과적이다. 항염증, 여드름, 진정및방부효과가있다 ( 김미선, 2011). 마누카는도금양과 (Mytacea) 에속하며학명은 Leptospermum scoparium이다. 뉴질랜드가원산지로 뉴질랜드티트리 로불리며뉴질랜드원주민들의오랫동안항균제로사용되고있다는선행연구들이있으며천연항균효과가우수하다 ( 김미선, 2011). 유칼립투스 (Eucalyptus) 는도금양과에속하며호주가원산지인 500여종이상의유칼립투스오일도주된약리작용의차이를보이며다양한효과를보이지만그중우수한향균능력을보인다 ( 김지혜, 2011). 스테비아 (Stevia rebaudiana) 의줄기와잎에는감미물질인스테비오사이드 (stevioside) 와레바우디오사이드 (rebaudioside) 가함유되어있다. 스테비아는강력한항산화작용및병원균에대한살균효과를가지고있고환경호르몬및유해물질의분해효과때문에친환경재료로이용되고있다 (Takahashi, 2001). 화장품에서문제가되는병균성균주 Staphylococsa KCCM 11802, Candida albicans KCCM 11282, Aspagillus niger (A. niger) KCCM 50143에대하여방부활성을검토한결과미생물을저해할수있는최저농도에 서스테비아가다른약용식물에비해낮은농도에서방부활성이뛰어난것으로나타났다 ( 송선주, 2012). 로즈마리 (Rosemarinus officinalis L) 는지중해연안이원산인상록관목으로소나무잎처럼뽀족한잎에장뇌와비슷한산뜻하고강한향이나는허브이다. 로즈마리는예부터향수, 약으로사용되어왔으며역한냄새를제거하는소취제의역할, 상큼한향을내는부향제역할, 살균작용과항균작용및항산화기능등이있어식품의보존성을높이는것으로알려져있다 ( 송선주, 2012). 라벤더 (Lavender) 는 Lamiaceae 또는 Labiatae라부르는식물과에속하고학명은 Lavandula angustifolia 이며꽃봉우리와꽃자루에서수증기증류법으로추출한다. 독성이매우낮으면서매우탁월한방부효능과박테리아살균효능이있는것으로알려져있다. 매우강한방부제효능, 살균효능, 항염효능이있는것으로알려져있다. 이러한효능으로환부의감염진행을억제시키며, 동시에통증을완화시키고상처치유작용도촉진시킨다 ( 송선주, 2012). 페퍼민트류 (Mentha species) 와세이지 (Salvia leucantha) 는페놀그룹의 thymol과다양한알코올성분들에의한방부효능, 항염작용, 살균효능을갖고있다. 유럽본토식물인서양톱풀 (Achillea millefolium) 은상처치유를위한약제로서오랜역사를가지고있다 ( 송선주, 2012). 비타민나무 (Hiippophae rhamnoides L) 잎은플라보노이드, 탄닌, 비타민 C, 단백질, 지방, 섬유, 아미노산, 미네랄등이풍부하여건강차나고품질사료를만드는데있어서귀중한자원이되고있다. 비타민나무종자오일은면역조절, 항산화및항미생물활성을가지고있다. 부위별로는전체적으로잎 ( 에탄올추출물 ) 이다른추출부위에비해좋은항균활성을가지고있다 ( 송선주, 2012). 라임 (Citrs aurantifoli) 은인도북동부에서미얀마북부와말레이시아가원산지로추위에약하므로아열대, 열대지방에서널리재배한다. 높이는 5 m이고줄기는뭉쳐난다. 열매가익으면껍질이얇아지고초록빛을띤노란색이된다. 열매의과육은황록색이고연하며즙이많고신맛이나며레몬보다더새콤하고달다. 즙액은음료수. 음식. 화장품등의향기를내는재료로쓰인다. 과일추출물을각 1.5 g/ml의농도로 DMSO에용해시켜 50 μl씩 paper disc에 loading하여항균활성을측정한결과 E. coli에서 5 mm 정도의강한항균활성을보였으며 A. niger 에서는 2 mm 이상의항균활성을보였고 S. aureus에서도항균효과를보였다 ( 김기석, 2013). 레몬 (Citrus limonia) 은실생활에서매우많이이용되는시트러스 (citrus) 계열의과일로맛은매우시고향취는매우상큼하다. 껍질에서짜낸에센셜오일은화장품과세제에서향원료로사용되고있으며항균성을가지고있어항균제로써의역할 841

8 Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 도하고있다 ( 김기석, 2013). (3) 기타합성방부제의문제점을해결할대안의약용식물및 Aroma oil이외에도자연에는인체에해가없으면서도방부효과를가진물질들이존재한다. 이러한재료로알려진천연물질중에프로폴리스 (propolis) 라는천연왁스상의추출물 ( 신광준, 2006) 과키토산의항진균활성에대한연구는 1979년 Allen 등에의해서세포벽의주성분으로키토산을함유하고있는 Zygomycetes를제외한수종의식물병원성곰팡이에대해서키토산이생육저해효과가있음이최초로보고되었다 (Allan & Hadwiger, 1979) ( 표 5). 키틴 (Chitin) 은게, 새우등의갑각류및오징어와조개류같은연체동물의껍질과근육에곤충류, 버섯류및사상균의세포벽등에함유되어있으며, 키토산은키틴을탈아세틸화 (deacetylation) 시켜얻을수있으며자연에풍부한천연고분자지만저분자량의키토산은세균, 곰팡이, 효모등광범위한미생물에대한억제작용을나타낸다. 저분자키토산은분자량이낮을수록세균에대한억제작용이더크게나타나분자량이 3,000 인키토산이가장강한억제작용을나타내었다 ( 명형석, 2002). 프로폴리스는벌집에서얻어지는지용성복합체로강력한살균력으로인하여벌집속을무균상태로만들며유해한미생물의침입을방지하는물질로사용한다. 천년전부터민간에서약으로쓰여왔으며항균, 항종양작용, 항염증작용, 활성산소제거기능등매우다양한기능을갖고있다. 현재프로폴리스는건강식품에주로이용되고있고비누와화장품등에항균원료로이용되고있다 ( 신광준, 2006). 3) 방부제의유효성테스트방부제들은미생물의세포벽이나세포막을파괴하거나피해를주는방법과미생물내의효소활동과단백질합성을변질시켜유효성을나타내는방법으로나뉜다. 최근의방부제개발동향은새로운방부제개발은거의없고기존방부제들을혼합한형태로방부력을증진시키고있다. 이는피부안전성이나부가적인독성검증등에대한막대한비용과시간등이소요되기때문이다. 그러나새로운천연방부제물질개발에대한요구가늘어나고있다. 이에소비자들에게피부자극을일으키지않고제품을안전하게보존하기위한방부제의최소농도를찾아내고방부제의최소량을알아내어안전하면서낮은가격에제품표 5. 국내천연방부성분연구예시 3 명칭효과키틴 Chitin 세균, 곰팡이, 효모등미생물억제프로폴리스 Propolis 항균, 항종양작용, 항염증작용 을만들수있도록하여제품의안전성과소비자수용에그목적을두며유효성테스트가이루어져야한다 ( 황신혜, 2008). Ⅲ 본논문은최근웰빙트렌드와맞물려주목받고있는천연방부제의연구동향을살펴보고, 방부효과를가진천연물질에대한기초자료를제시하기위한목적으로이루어졌다. 천연방부제란항균활성이나항산화기능이있는천연물질에서추출한방부제를일컫는말로화장품에사용되는천연방부제의연구동향을살펴본결과오미자, 산초, 상백피, 황금은항균력을보였으며오배자는항균작용및항산화작용을보였다. 매실은살균, 구충, 해독과같은다양한효과를나타내는한약재로널리이용되고있고, 삼백초는해독, 항균및항암효과로염증성피부질환, 무좀등에널리이용되고있다. 인진쑥은이뇨, 항균, 해독효과, 사자발쑥은살균, 소독, 방수, 구충, 소염, 이뇨등의약리작용으로천연방부제의효능이검증되었으며화장품에적용하기위한시스템전환만이남았다. 지모는해열및항균작용, 고삼추출물은다양한세균에작용할뿐아니라다양한약리효과를가지고있다. 그외에자몽종자추출물은항균효과를나타내며 R-limonene은천연방부제로사용되고, 로즈마리, 티트리, 타임, 레몬, 비타민나무, 라임은살균및항균작용이있으며, 라벤더, 페퍼민트, 캐모마일로먼, 레몬그라스는살균효과및방부효과가있다. 프로폴리스는화장품에항균원료로이용되고있으며, 키틴은세균곰팡이효모등광범위한미생물에대한억제작용을나타낸다. 침엽수의대표적인수종인적송은항균효과뿐만아니라살선충효과가있으며, 울금은항염증, 항알레르기및항균작용이있고, 쑥갓의 chrysancorin도항균작용이있으며, 파슬리의쿠마린성분도항균효과를가지고있다. 메리골드는피부에서유연제로치료, 진정, 방부효과가있으며, 엉거시는피부에서방부, 수렴, 항염, 효과를나타내고있다. 대황, 애기수영, 황련, 여뀌추출물에대한항균, 방부효과는확인하였으나천연방부제로사용하기에는부수적인연구가추가적으로필요하며, 며느리배꼽추출물은천연방부제로서역할이충분히기대되고, 콩과의자귀풀은강력한항균활성을보인다. 금송은여러가지유효성분을함유하고있는물질로항산화효과와항염증및살균작용과항균작용이있으며, 스테비아는강력한항산화작용및병원균에대한살균효과를가지고있어방부활성이있다고보여진다. 그러므로이들천연방부물질들을화장품제조에상용화하기위해서는천연물질의장점뿐만아니라한계성역시고려하여원료의안정성및안정성에대한테스트가철저히이루어져야 842

9 화장품천연방부제 할것이다. 또한현재까지의연구결과를토대로소비자들의니즈 (needs) 를충족시키면서제품을보다안전하게보존하기위한천연방부제의물질에대한연구들이지속적으로이루어져야할것이다. 강하영, 이성숙, 최인규. 침엽수수엽정유의항균성에관한연구. 임산에너지, 13: 71-77, 권민정. 한방추출물을이용한화장품방부제개발. 건국대학교석사학위논문, 권중안. 속삼백초와어성초에대하여. 대한한약3, 9: 28-32, 김기석. 운향과과일의화장품항균활성연구. 아주대학교석사학위논문, 김기연, 김애경, 한성수, 이승화. 천연화장품과일반화장품의피부효능비교연구. 대한피부미용학회지, 7: 4-7, 김미선. 여드름균에대한에센셜오일의항균효과, 경기대학교석사학위논문, 김성장. 한약재혼합물을이용한화장품방부효과에관한연구. 건양대학교석사학위논문, 김정원. Lavender 및 Tea tree 오일을이용한화장품내에서의항균력조사. 건국대학교석사학위논문, 김지혜. 레몬과유칼립투스에센셜오일의항산화및향균효과. 건국대학교석사학위논문, 김홍태. 인진쑥추출물의항균및항암효과. 경북대학교박사학위논문, 류미숙. 화장품의미생물오염방지에대한방부력효과. 성균관대학교석사학위논문, 명형석. Escherichia coli와 Staphylococcus aureus에대한저분자키토산의항균작용. 아주대학교석사학위논문, 박은영, 허선정, 김경영, 황완균, 양기숙. 울금의항산화및미백효과, 대한피부미용학회지, 8: , 송선주. 다양한약용식물의방부효능및천연방부제로의적용. 아주대학교석사학위논문, 김선영, 원두현, 박수남. 며느리배꼽추출물의항균작용과성분분석. 한국미생물행명공학회지, 38: , 박장순. 아카시아 (Robinia pseudo-acacia) 부위별추출물의항산화및항균활성과 Tyrosinase활성저해효과. 숭실대학교석사학위논문, 신광준. 프로폴리스와허브에센셜오일을이용한천연방부제형의특성. 충북대학교석사학위논문, 이경희. 인체인공피부모델을이용한화장품천연방부제와합성방부제의피부독성비교. 중앙대학교석사학위논문, 이성숙, 강하영, 최인규. 수목정유의생리활성에관한연구 (I). 목재공학학회지, 30: 48-55, 이승현. 생약소재추출물의항산화및항균효과와화장품제형에서의방부효과. 중앙대학교석사학위논문, 이지현, 황해정, 서삼숙. 화장품학. 서울 : 리빙북스, 34, 이현애, 남인숙, 박신인. 매실 (Prunus mume) 착즙액의식중독유발균에대한항균작용. 한국식품영양학회, 16: 28-34, 정지영. 피부미생물에대한편백정유의항균작용. 광주여자대학교석사학위논문, 정해곤, 방진기, 성낙술, 김성민. 자원식물의기능성정유성분이용고찰, 한국작물학회지, 48: 41-48, 최나영, 천연화장품에첨가한천연방부제의항균력평가. 인제대학교석사학위논문, 최은영. 천연방부제의항균활성과화장품조성에따른방부력변화. 건국대학교석사학위논문, 황병호, 유순희, 조국란. 주요침엽수의정유와테르페노이드의항진향균효과에관한연구. 임산에너지, 15: 27-36, 황신혜. 황금추출물을이용한화장품에서의방부력에관한연구. 경희대학교석사학위논문, 황신혜, 박창호. 황금의에탄올추출물에의한화장품방부효과. 한국생물공학회지, 24: , Allen CR, Hadwiger LA. The funggicidal effect of chitosan on fungi of varying cell composition. Exp. Mycol., 3: , Bhardwaj DK, Bisht MS, Mehta CK, Sharma GC. Flavonoide of Prosopis spicgera flowers, P hytochemistory. 18: , Carolyn. DIY Pure Plant Skin Care. virginia: ICHA, pp7-19, Smith CN, Alexander BR. The relative cytotoxicity of personal care preservative systems in Balb/C 3T3 clone A31 embryonic mouse cells and the effect of selected preservative systems upon the toxicity of a standard rinse-off formulation. Toxicol. In Vitro, 19: David C. Steinberg. Cosmetic and Toiletries Magazine Vol. 107, September, pp77, David C. Steinberg, Cosmetic and Toiletries Magazine Vol. 110, September, pp71,

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