Korean J. Plant Res. 27(1): (2014) Print ISSN Online ISSN Original Research Art

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1 Korean J. Plant Res. 27(1): (2014) Print ISSN Online ISSN Original Research Article 화장품개발을위한배롱나무 (Lagerstroemia indica Linnaeus) 가지추출물의생리활성에관한연구 이병근 1 *, 김종협 1, 함상경 1, 이창언 2 1 영남대학교산림자원학과, 2 대구한의대학교화장품약리학과 Study on Biological Activities of Extracts for Cosmeceutical Development from Lagerstroemia indica L. Branch Byung-Guen Lee 1 *, Jong-Hyeop Kim 1, Sang-Gyeong Ham 1 and Chang-Eeon Lee 2 1 Department of Forest Resources, Yeungnam University, Gyeongsan , Korea 2 Department of Cosmeceutical Science, Daegu Haany University, Gyeongsan-si , Korea Abstract - The aim of the study was to examine the cosmetic and biological activity of Lagerstroemia indica L. and it is possible that can be used as a cosmetic ingredient for application of cosmetic industries. Lagerstroemia indica L. branch was extracted with 70% acetone in water. In the result of DPPH (1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl) scavenging radical activity, acetone extract of Lagerstroemia indica L. branch were higher than 73% at the 50 ppm concentration. ABTS radical cation decolorization activity by acetone extract were higher than 78% at the 50 ppm. Both examine of DPPH and ABTS showed high antioxidative activities at the 50 ppm. In the result of nitrite scavenging ability, acetone extract were higher than 63% at the 50 ppm. Collagenase inhibition activity by extract were higher than 85% at the 50 ppm. Extract is showed high collagenase inhibition more than comparison group EGCG at all concentration. These results suggest that Lagerstroemia indica L. has a great potential as a cosmeceutical raw material as well as anti-oxidant and anti-inflammatory and collagenase inhibition activity. Key words - Lagerstroemia indica L., Antioxidant, Antiinflammatory, Collagenase inhibition activities 서언 생체내에서일어나는에너지공급을위한생화학적반응인산화작용은끊임없이일어나며이과정에서항상발생하는활성산소종 (reactive oxygen species, ROS) 및상당량의 free radical은근본적으로는자기방어기구인생체내제거기작에의해대부분소멸된다 (Halliewll, 1991). 그러나현대인들은증가하는스트레스, 환경오염, 약물, 유전적요인등에의해생성되는산화물에노출되어있어산화와항산화물간의평형상태를유지하지못하고있다 (Hwang et al., 2006). 이와같은활성산소종은세포막과핵산의주성분인당질, 지질산화, 단백질변성, DNA 와같은분자들을산화시키며생체막과유전자손상을일으켜성인병, 발암, 노화등이일어나게된다 (Jeon et al., * 교신저자 ( ) : key5377@naver.com 2010). 또한인간의체내에서는항상 collagen 의분해와합성이반복되는데나이가들어감에따라균형이붕괴되어합성보다는분해가더욱많아지게된다. 노년기에는 collagen 유전자활성이감소됨으로써 collagen 합성이저하되어피부가얇아지고탄력성이감소하고처지는피부노화현상이일어난다. 일반적인노화에의해서 80세는 20세에비해 65% 정도의 collagen 이감소한다는보고가있어, 주름형성과 collagen 과의밀접한연관성을보여주고있다. 그러나최근피부주름을연구한결과들을보면, 자외선이나스트레스등에의해발생한활성산소종의세포내작용과콜라겐분해효소 (collagenase) 의증가가주름의유발에중요한역할을하는것을알수있다 (Karin et al., 2000; Meinhard et al., 2001). 이러한노화나각종질병을예방하기위해서활성산소를억제하거나제거하는항산화방어체계가필요하다 (Jeon et al., 2010). c 본학회지의저작권은 ( 사 ) 한국자원식물학회지에있으며, 이의무단전재나복제를금합니다. This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons -29- Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

2 韓資植誌 Korean J. Plant Res. 27(1) : 029~034(2014) 최근천연물을중심으로한학문이발전하면서천연물이가지는 2차대사산물인생리활성물질에대한관심이증대되고있다. 생리활성물질은매우적은양으로현저한활성을나타내는고부가가치의물질로서수많은종류가인류에게유용하게이용되고있으며, 새로운물질들에대한연구개발이지속적으로이루어지고있다. 특히, BHA (Butylated Hydroxy Anisole) 와 BHT (Butylated Hydroxy Toluence) 등의합성항산화제가일반적으로많이사용되고있으나 50 mg/kg/day 이상을섭취할경우생체효소및지방의변화로암등의질병이유발된다고보고 (Choe and Yang, 1982) 되었다. 소비자들의안전과건강에대한욕구증대에따라일반기업에서도합성항산화제를이용한의약품또는기능성화장품의사용을제한하려는추세에맞춰천연물의이용분야는확대될것으로예상된다. 따라서본연구에서대조군은인공합성항산화제인 BHA 를사용하였다. 본연구의공시수종인배롱나무 (Lagerstroemia indica Linnaeus ; Crape-Myrtle) 는부처꽃과 (Lythraceae) 의낙엽소교목으로서중국남부원산이며, 중국중부이남의사원및마을부근에주로식재되어있고, 우리나라에는중국산배롱나무가도입되어관상용으로재배되고있다. 배롱나무는한방및민간요법에서이질, 습진, 종기, 악창, 옴, 간경화복수, 유선염, 오줌소태에좋다고알려져있으며, 잎은자미엽 ( 紫薇葉 ), 뿌리는자미근 ( 紫薇根 ) 이라하는데모두약으로쓴다. 배롱나무뿌리는백일해와기침, 여성들의대하증, 냉증, 불임증에좋다. 몸이차서임신이잘안되는여성은배롱나무뿌리를진하게달여서꾸준히복용하면몸이차츰따뜻해지고혈액순환이좋아져서임신이가능하게된다. 지혈작용도있으므로자궁출혈이나치질로인한출혈등에효과가있다. 특히, 주름개선의효과가뛰어나배롱나무꽃추출물을함유한피부주름개선용화장료조성물 ( 창, 2004) 에대한특허도등록되어있다. 배롱나무의성분에대해서는지상부로부터 dihydrolyfoline, lagerstroemine N- oxide, lagering N-oxide, decamine N-oxide, 5-epidihydolyfoline N-oxide, 5-epi-dihydrolyfoline 과 lagerine 성분 ( 김, 2008) 이동정되었지만, 배롱나무의우수한항산화, 항염증, 주름개선등의효과에비해기능성화장품및의약품의원료로서개발가능성에대한연구는아직미비한실정이다. 배롱나무는비교적따듯한지역에서잘자라는특성을지니고있기때문에지구온난화로인한온도상승으로인해우리나라에서식재범위가더욱넓어져배롱나무를흔히구할수있을것이다. 또한배롱나무는조경수로써수형을아름답게하기위해가지치기를많이한다. 그러므로버려지는가지치기부산물 을이용하여항산화및생리활성주름개선등기능성성분을효과적으로추출해낸다면가지치기잔여폐기물을줄일수있을뿐만아니라천연자원을이용한기능성물질소재로서의개발이가능할것이다. 게다가배롱나무가지의활성은각실험대조군들과비교하여천연물로서아주우수한활성을가지고있으므로배롱나무의가지치기부산물을이용한화장품및제약등천연물산업의소재로서이용할수있는가능성이충분할것으로사료된다. 이에본연구는배롱나무가지추출물의항산화활성, 아질산염소거작용및 collagenase 저해활성에미치는영향력을알아보므로화장품및의약품산업에기능성물질로써적용가능성을확인하기위하여수행하였다. 재료및방법재료본실험에서사용한배롱나무가지는 2011 년 5월하순경경북경산시에소재하는영남대학교임반에서개체간의측정오차를줄이기위하여집단간 5개체에대하여적정시료를채집하여이물질을증류수로세척후음건하여사용하였다시약및기기본연구에서항산화능, 항염증, 주름억제, 총폴리페놀함량측정실험에사용된시약은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-Azino-bis (3-ethyl benzothuazoline-6-sulfonic acid)diammonium salt (ABTS), Potassium peroxodisulfate, Sigma Ultra, minimum, 10X PBS Phosphate Buffered Saline without Calcium or Magnesium, Sodium Nitroferricyanide (Ⅲ), Potassium Phophate, butylated hydroxy anisole (BHA), collagenase (from clostridium histohyticum type Ⅰ) 등은 Sigma chemical Co. (USA) 에서구입하여사용하였다. 실험에사용된기기는 UV/VIS spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU Coporation, Kyoto, Japan), CO2 Incubator (MCO- 15AC, SANYO electric Co., Ltd., Osaka, Japan), ELISA reader (Power wave XS2, BIOTEK, Vermont, USA), ph meter (Metrohm 691, Metrohm Ltd., Herisau, Switzerland), 초저온냉동고 (Wise cryo WUF-21, DAIHAN scientific Co., Ltd, Wonju-si, Korea, -80 ) 등을사용하였다. -30-

3 화장품개발을위한배롱나무 (Lagerstroemia indica Linnaeus) 가지추출물의생리활성에관한연구 시료추출 배롱나무가지의아세톤추출은아세톤과증류수 7:3으로혼합한 70% 의아세톤을시료의 10배의양을가하여상온에서 24 시간침지하여상등액과침전물을분리하였으며, 동일한방법으로 3회반복후추출하였다. 아세톤추출물을여과, 농축하여동결건조후혼합한뒤, 초저온냉동고에보관하며, 본실험의시료로사용하였다. DPPH radical 소거능측정 DPPH radical 소거능은 Blois 의방법 (1958) 을변형하여측정하였다. 각시료용액 2 ml 에 0.2 mm 의 1,1-diphenyl-2- picryl-hydrazyl (DPPH) 1 ml 넣고교반한후 30분간방치한다음 517 nm 에서흡광도를측정하였다. 전자공여능은시료용액의첨가군과무첨가군의흡광도감소율로나타내었다. Electron donating ability(%) = ( 1 - As ) 100 Ac ABTS radical cation decolorization 활성측정 ABTS radical 을이용한항산화력측정은 Roterta 의 ABTS radical cation decolorization (Roterta et al., 1999) 방법에의하여측정하였다. ABTS 와 2.4 mm potassium persulphate 를섞어 12시간이상암소에방치하여청록색의 ABTS+ radical 을형성시키며이용액은냉장보관한다. Radical stock solution 은 734 nm 에서흡광도값이 0.70 (± 0.02) 이되도록흡광계수를이용하여 ethanol 로희석한다. 이용액 0.1 ml 에농도별로제조한각시료용액 0.1 ml 을가한후실온에서 7분간반응시킨후, 반응액의흡광도변화를 734 nm 에서측정하였다. ABTS radical cation decolorization 활성은시료용액의첨가군과무첨가군의흡광도감소율로나타내었다. ABTS radical cation decolorization activity(%) = ( 1 - As Ac ) 100 mm phosphate buffer 0.05 ml 과 20 mm phosphate buffer 에용해한 sodium nitroferricyanide(Ⅲ) dihydrate 0.05 ml 을첨가하였다. 이반응용액을 37 에서 150 분간반응한다음, griess reagent 0.1 ml 을첨가하였다. 이를교반후, 실온에서 15분간방치하고 542 nm 에서흡광도를측정하여잔존하는아질산염양을측정하였다. Nitrite 소거능은시료용액의첨가군과무첨가군의흡광도감소율로나타내었다. Nitrite scavenging ability(%) = ( 1 - As ) 100 Ac Collagenase 저해활성측정주름개선효과는 Collagenase 저해활성법을이용하여측정하였다 (Wunsch, Heindrich, 1963). 반응구는 0.1M tris-hcl buffer (ph 7.5) 에 4 mm CaCl 2 를첨가하여, 4-phenylazoben zyloxycarbonyl-pro-leu-gly-pro-d-arg (0.3 mg/ml) 를녹인기질액 0.25 ml 및농도별시료용액 0.1 ml 의혼합액에 collagenase (0.2 mg/ml) 0.15 ml 를첨가하여실온에서 20분간방치한후 6% citric acid 0.5 ml 을넣어반응을정지시킨후, ethyl acetate 1.5 ml 첨가하여 320 nm 에서흡광도를측정하였다. Collagenase 저해활성은시료용액의첨가구와무첨가구의흡광도감소율로나타내었다. Collagenase inhibition activity(%) = ( 1 - As ) 100 Ac 통계처리모든실험은 3회이상의반복으로평균값으로나타내었다. 통계처리는 SPSS program (SPSS 12.0, SPSS Institute, USA) 을이용하여평균치와표준오차를산출하였으며, one way ANOVA 검정을적용하였고, p<0.05 수준에서유의성검정을실시하였다. 결과및고찰 Nitrite 소거작용측정 Nitrite 소거작용측정은 Grayand 와 Dugan (1975) 의방법으로측정하였다. 농도별로제조한각시료용액 0.05 ml 에 20 DPPH radical 소거능측정 DPPH radical 소거능측정측정에사용된 1,1-diphenyl- 2-picryl hydrazyl (DPPH) 는자신이가지고있는흡수스펙트 -31-

4 韓資植誌 Korean J. Plant Res. 27(1) : 029~034(2014) 럼을보이나, 페놀성화합물과같이수소에전자를제공해주는전자공여체와반응하게되면전자 hydrogen radical 을받아 phenoxy radical 을생성하게되며, 흡수 band 도사라지게되고안정한분자가된다 (Brand-Wiliams, et al., 1995, Lee, et al., 2005). 또한공여된전자는비가역적으로결합하여그수에비례하여진보라색의 DPPH 의색깔이점점옅어지게된다 (Blois, 1958). 전자또는수소를받으면 517 nm 부근에서흡광도가감소하며각추출물에서이러한 radical을환원시키거나상쇄시키는능력이크면높은항산화활성및활성 radical에의한노화를억제하는것으로판단하여이를척도로이용할수있다 (Kim et al., 1995). 배롱나무가지의아세톤추출물의 DPPH radical 소거능을측정한결과를 Fig. 1과같이나타내었다. 배롱나무가지의아세톤추출물은 50 ppm에서 73% 의 DPPH radical 소거능을나타내었고 100 ppm 이상부터는대조군인합성항산화제 BHA 와비교하여항산화활성이다소유사하여천연항산화제로우수한항산화활성을나타내는것으로사료된다. 대조군인 BHA 는뛰어난항산화효과를가지고있지만, 최근합성항산화제품의안전성논란때문에사용에제한이있다. 이와대조적으로천연물인배롱나무가지는 BHA 를대신해화장품소재인산화방지제로적용할수있는가능성이있음을확인하였다. Fig. 1. DPPH radical scavenging activity of extracts from La-B. La-B (Largerseroemia indica L. Branch), BHA (Butylated Hydroxy Anisole). *The value is the result of mean ± S.D. of three independent experiments. The mean values were significantly different from the control: *P < ABTS radical cation decolorization 활성측정 ABTS 는 DPPH 와유사한방법의항산화력측정실험방법으로두방법모두항산화물질또는 free radical species 에의한분자량감소를통한흡광도변화로측정되는방법이다. 하지만 ABTS는 DPPH 와비교하여반응이빠르며 DPPH 와같이시료의색소에의한흡광도측정에대한문제점이없다고보고되었다 (Arnao, 2000). ABTS 는 DPPH와같은 radical이지만 DPPH 는 free radical이며 ABTS는 cation radical이라는점에서차이가나며항산화물질에따라두 radical에결합하여제거하는능력이차이가난다 (Meir et al., 1995). 배롱나무가지추출물을천연항산화제로이용가능성을확인하기위하여 ABTS radical cation decolorization 활성측정결과 Fig. 2와같다. 대조군으로는합성항산화제인 BHA 를사용하였다. 배롱나무가지추출물은 50 ppm에서부터 78% 이상의높은항산화능을보였으며, 500 ppm부터는대조군인 BHA 와비교하여항산화활성이유사함으로천연항산화제로이용가능성이있음을확인하였다. Fig. 2. ABTS radical cation decolorization activity of extracts from La-B. La-B (Largerseroemia indica L. Branch), BHA (Butylated Hydroxy Anisole). *The value is the result of mean ± S.D. of three independent experiments. The mean values were significantly different from the control: *P < Nitrite 소거작용측정아질산염은단백질식품이나의약품및잔류농약등에존재하는 2급및 3급아민등의아민류와반응하여 nirosamine을생성하는것으로보고되고있다 (Croby and Sawyer 1976). 아질산염은그자체가독성을나타내어일정농도이상섭취하게되면혈액중의 hemoglobin 이혈산화되어methemoglobin 을형성하여 methemoglobin 증등각종중독을일으키는것으로알려져있어 (Kato et al., 1987; Leaf et al., 1987) N-nitrosamine 생성억제인자에대한연구가진행되고있다. N-nitrosamine은 -32-

5 화장품개발을위한배롱나무 (Lagerstroemia indica Linnaeus) 가지추출물의생리활성에관한연구 ph가낮은조건에서쉽게일어나는것으로알려져있으며주로생체내산성위에서발생한다 (Gray 1975; Mirvish 1975). 배롱나무의아질산염소거활성측정결과 Fig. 3과같다. 50 ppm에서 63% 의활성을보였으며대조군으로사용된합성항산화제인 BHA 와비교하여모든농도에서배롱나무가지의아세톤추출물의활성이더높게나타나뛰어난아질산염소거작용을확인하였다. Collagenase 저해활성측정배롱나무가지의주름개선효과를확인하기위해 collagenase 저해활성을측정한결과 Fig. 4에서와같이나타났다. 대조군으로천연물 (-)-epigallocatechin-3-gallate 를사용하였으며, 배롱나무가지추출물은 50 ppm에서부터 85% 이상의높은 collagenase 저해활성효과가있음을확인하였다. 이는대조군인천연물 (-)-epigallocatechin-3-gallate 와비교하였을경우, 모든농도에서우수한 collagenase 저해활성효과를보여주었다. 세포외기질 (extracellular matrix) 의주요구성성분인 collagen은피부의섬유아세포에서생성되는주요기질단백질이다. 또한생체단백질총중량의약 30% 를차지하는중요한단백질로서견고한 3중나선구조를가지고있다. Collagen 은피부, 건 (tendon), 뼈및치아의유기물질의대부분을형성한다. Collagen 의주된기능으로는피부의기계적견고성, 결합조직의저항력과조직의결합력, 세포접착의지탱, 세포분할과분화의유도등이알려져있다 (Jeroma et al., 1998). 특히, collagen은피부진피에다량존재하며 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ의 6형이분포되어있고, 그중 Ⅰ형이 85% 를차지한다 (Uitto et al,. 1989). 진피층은 90% 가 collagen 으로구성되어있어 collagen 의감소및비정상적인가교결합은피부노화와매우밀접한관계를가지고있으며 (Lee and Yoon, 2010), 특히 collagen은 collagenase에의해분해된다는보고 (Demina and Lysenko 1996) 가있다. 따라서배롱나무가지추출물은피부안 collagenase의활성을억제함으로서 collagen 의분해를막아주름생성을억제할것으로사료된다. 적요배롱나무가지가기능성화장품소재및천연물의약품으로써활용가능성이있는지검토해보고자그생리활성을확인하기위해서 DPPH radical 소거능측정, ABTS radical cation Fig. 3. Nitrite scavenging ability of extracts from La-B. La-B (Largerseroemia indica L. Branch), BHA (Butylated Hydroxy Anisole). *The value is the result of mean ± S.D. of three independent experiments. The mean values were significantly different from the control: *P < Fig. 4. Collagenase inhibition activity of extracts from La-B. La-B (Largerseroemia indica L. Branch), BHA (Butylated Hydroxy Anisole). *The value is the result of mean ± S.D. of three independent experiments. The mean values were significantly different from the control: *P < decolorization 활성, Nitrite 소거작용, collagenase 저해활성을측정하였다. DPPH radical 소거능의경우배롱나무가지의아세톤추출물은 50 ppm에서 73% 의항산화능을나타내었으며합성항산화제인 BHA 는 50 ppm에서 90% 이상의높은항산화능을보여준다. ABTS radical cation decolorization 활성은 50 ppm 에서 78% 이상높은항산화활성을보였으며 BHA 의경우 50 ppm에서 96% 이상활성을보여준다. Nitrite 소거작용측정은대조군인합성항산화제 BHA 와비교하여모든농도에서우수한아질산염소거능을보여주었다. 배롱나무가지추출물은 50 ppm의저농도에서 63% 이상의활성을보여주었으며 1000 ppm 에서 73% 의활성을보이는것과비교하여저농도에서도높은활성을보여주는것을알수있다. Collagenase 저해활성측정 -33-

6 韓資植誌 Korean J. Plant Res. 27(1) : 029~034(2014) 결과대조군인천연물 (-)-epigallo-catechin-3-gallate 와비교하여모든농도에서우수한 collagenase 저해활성을보여주었으며 50ppm의저농도에서도 85% 이상의높은 collagenase 저해활성을보여주었다. 이와같은결과로미루어보아대조군인인공합성항산화제인 BHA 와비교하여배롱나무가지추출물은항산화효과, 아질산염소거작용그리고주름개선에우수한효과가나타나는것을수있다. 따라서화장품산업및천연물의약품의원료로이용하기위한적합한천연물질인것으로판단된다. References Kim, H.-K., Y.-E. Kim, J.-R. Do, Y.-C. Lee and B.-Y. Lee Antioxidantive activity and physiological activity of some Korean medicinal plants. Korean J. Food Sci. Technol. 27(1):80-85 (in Korean). Lee, H.-S., J.-A Yoon Inhibitory activity of advanced glycation endproducts (AGE) formation of edible plants for development of anti-wrinkle ingredients. J. Korean Soc Food Sci Nutr. 39(2): (in Korean). Hwang, H.-S., Y.-K. Lee and K.-G. Lee Fractionation of banaba leaves extract (Lagerstroemia speciosa L. Pers) and its antioxidant activity. Food Eng. 10: Jeroma, S.P., L. Gabrielle and F. Raul Identification of collagen fibrils in scleroderma skin. J. Invest. Dermatol. 90(1): Karin, S.K., B. Peter, W. Jutta, H. Gernot, M. Weijan, N. Lale, M. Christian and W. Meinhard Photoaging of the skin from phenotype to mechanisms. Exp. Gerontol. 35: Kato, H., I.E. Lee, N.V. Chuyen, S.B. Kim and F. Hayase Inhibition of nitrosamine of formation by nondialyzable melanoidins. Agr. Biol. Chem. Tokyo Lee, S.-Y., E.-J. Hwang, G.-H. Kim, Y.-B. Choi, C.-Y. Lim and S.-M. Kim Antifungal and antioxidant activities of extracts from leaves and flowers of Camellia japonica L. Korea J. Medicinal Crop Sci. 13(3): Leaf, C.D., A.J. Vecchio, D.A. Roe and J.H. Hotchkiss Influence of ascorbic acid does on N-nitrosoproline formation in humans. Carcinogenesis 8: Meir, S., J. Kanner, B. Akiri and S. Philosoph-Hadas Determination and involvement of aqueous reducing compounds in oxidative defense systems of various senescing leaves. J. Agric. Food Chem. 43: Meinhard, W., T.P. Iliana, N. Lale, M. Wenjian, A.S. Lars, R.W. Ziba, S.I. Jutta and S.K. Karin Solar UV irradiation and dermal photoaging. J. Photochem. Photobiol. B Biol. 63: Mirvish, S.S Formation of N-nitroso compounds: Chemistry, kinetics, and in vivo occurrerice. Toxicol. Appl. Pharm. 31: Roterta, R., P. Nicoletta, P. Anna, P. Ananth, Y. Min, and R.E. Catherine Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Bio. Med. 26: Jeon, S.-B., J.-A. Jeon and B.-G. Jeong Anti-oxidative activities and tyrosinase inhibition ability of rice bran ethanol extract. J. Korean Soc. Cosm. 16(2): (in Korean). Uitto, J., D.R Olsen and M.j. Fazio Extracellular maltrix of the skin : 50 years of progress. J. Invest Dermatol. 92: Wunsch, E., H.G. Heindrich Zur quantitativen bestimmung der collagenase. Hoppe Seylers. Z. Physiol. Chem. 333: 박창훈, 윤은숙, 김한곤 목백일홍추출물을함유한피부의주름및거친피부개선용화장료조성물. 대한민국특허청, (Received 7 October 2013 ; Revised 24 January 2014 ; Accepted 3 February 2014) -34-

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