감잎(Diospyros kaki leaf) 추출물의 생리활성 및 화장품 제형 안정성에 관한 연구 = Physiological Activities and Formulation Stability of Diospyros kaki leaf Extract for Cosmeceutical Application

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 감잎추출물(Diospyros kaki leaf extract, DKE)의 생리활성과 화장품 제형 내 적용 가능성을 평가하기 위해 수행되었다. 여름철에 수확한 경상북도 영천산 감잎을 70% 에탄올로 추출하여 DKE를 제조하였으며, 추출 수율은 12.6%로 산출되었다. 항산화 효능 분석 결과, 총 폴리페놀 함량은 59.18 ± 0.84 mg GAE/g으로 나타났고, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능 분석에서는 아스코르브산(ascorbic acid)대비 우수한 수준의 활성을 보였다. B16F10 세포 기반 평가에서는 0.2 mg/mL 이하의 농도에서 세포 독성이 나타나지 않았으며, 멜라닌 함량과 Tyrosinase 및 MITF mRNA 발현이 유의하게 억제되어 DKE의 미백 기능성 가능성이 확인되었다. 한편, 감잎추출물이 적용된 O/W형(수중유상) 에멀션 제형의 안정성 평가에서는 저장 중 색차(ΔE*ab)와 pH 변화가 비교적 완만하게 유지되었으며, 육안상 물리적 분리나 향기 변화는 관찰되지 않았다. 다만 500 ppm 이상의 고농도에서는 입자 간 응집과 계면 불안정화 경향이 나타났고, Turbiscan 분석에서는 1,000 ppm 및 고온(45°C) 조건에서 TSI 상승과 크리밍 현상이 확인되었다. 레올로지 특성은 모든 시료에서 전단박화(shear-thinning) 거동을 나타냈으며, 100–500 ppm 범위의 제형은 점도 및 점탄성(|G*|)이 안정적으로 유지되었다. 100 ppm 시료는 가장 낮은손실각(δ)을 기록하며, 점탄성 구조의 복원력과 네트워크 안정성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 종합적으로, DKE는 항산화 및 미백 효능과 더불어 적정 첨가량(100–500ppm)에서 우수한 물리·화학적 안정성을 확인하였으며, 기능성 화장품 원료로의 활용 가능성이 높은 것으로 평가된다. 본 연구는 감잎의 생리활성과 제형 안정성 간의 상관관계를 규명함으로써, 천연 유래 소재의 과학적 적용 가능성을 제시하고, 지속가능한 화장품제형 설계를 위한 기초자료를 제공하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study evaluated the bioactivities and formulation stability of Diospyros kaki leaf extract (DKE) for its potential use as a natural functional ingredient in cosmetic applications. DKE was obtained by 70% ethanol extraction of leaves harvested in Yeongcheon, Gyeongsangbuk-do during summer, yielding 12.6%. The extract exhibited a high total polyphenol content (59.18 ± 0.84 mg GAE/g) and demonstrated strong antioxidant capacity comparable to ascorbic acid in DPPH and ABTS radical scavenging assays. In B16F10 melanoma cells, DKE showed no cytotoxicity up to 0.2mg/mL and significantly reduced melanin content as well as the mRNA expression of tyrosinase and MITF, indicating its anti-melanogenic potential. In oil-in-water (O/W) emulsions containing DKE, pH and color difference (ΔE*ab) remained relatively stable during storage, with no visible phase separation or odor alteration. However, higher concentrations (≥ 500 ppm) induced slight particle aggregation and interfacial instability. Turbiscan analysis revealed increases in the Turbiscan Stability Index(TSI) and backscattering variation (ΔBS, %) over time, particularly in the 1,000 ppm samples and at elevated temperature (45 °C), indicating pronounced particle migration and creaming. Rheological evaluations confirmed shear-thinning behavior across all formulations, while the 100 ppm sample exhibited the lowest loss angle (δ) and highest complex modulus (|G*|), reflecting superior viscoelasticity and structural recovery. Overall, DKE demonstrated potent antioxidant and anti-melanogenic activities and maintained favorable physicochemical and structural stability within an optimal concentration range (100–500 ppm) in O/W emulsions. These findings highlight the potential of DKE as a promising natural ingredient for functional and sustainable skincare formulations and provide a scientific basis for its application in cosmetic product development.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법3
• 1. 실험 재료 3
• (1) 감잎추출물의 제조3
• (2) 시약 및 사용 기기 6
• 2. 실험 방법 8
• (1) 총 폴리페놀 함량 분석 8
• (2) 항산화 활성 평가 9
• 1) DPPH 라디칼 소거능 9
• 2) ABTS 라디칼 소거능 10
• (3) 세포 기반 생리활성 평가 11
• 1) B16F10 세포 생존율 평가11
• 2) B16F10 세포 내 멜라닌 생성 억제 효과 12
• 3) 멜라닌 생합성 관련 유전자 발현 억제13
• (4) 감잎추출물의 화장품 O/W 제형화 15
• (5) 감잎추출물 함유 O/W 에멀션 안정성 평가 18
• 1) 육안평가 19
• 2) 색차계 분석 19
• 3) pH 변화 측정 20
• 4) 광학현미경 관찰20
• 5) 유화 안정성 평가 21
• (6) 유변학적 특성 평가 23
• 1) 점도 분석23
• 2) 점탄성 특성 분석 24
• Ⅲ. 결과 및 고찰 25
• 1. 감잎추출물(DKE)의 제조 및 수율 25
• (1) 감잎추출물의 수율 25
• (2) 감잎추출물의 외관 및 특성26
• 2. 감잎추출물의 총 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 27
• (1) 총 폴리페놀 함량27
• (2) DPPH 라디칼 소거능 29
• (3) ABTS 라디칼 소거능 31
• 3. 감잎추출물의 세포 기반 미백 효능 33
• (1) B16F10 세포 생존율 평가 결과 33
• (2) B16F10 세포 내 멜라닌 생성 억제 효과 35
• (3) 멜라닌 생합성 관련 유전자 발현 억제 효과 37
• 4. 감잎추출물을 함유한 O/W 에멀션의 물리·화학적
• 안정성 평가 결과 39
• (1) 육안평가 결과 39
• (2) 색차계 분석 결과 41
• (3) pH 변화 측정 결과43
• (4) 광학현미경 관찰 결과 45
• (5) 유화 안정성 분석 결과 49
• 1) 온도 의존적 안정성 변화 50
• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 3
• 1. 실험 재료 3
• (1) 감잎추출물의 제조 3
• (2) 시약 및 사용 기기 6
• 2. 실험 방법 8
• (1) 총 폴리페놀 함량 분석 8
• (2) 항산화 활성 평가 9
• 1) DPPH 라디칼 소거능 9
• 2) ABTS 라디칼 소거능 10
• (3) 세포 기반 생리활성 평가 11
• 1) B16F10 세포 생존율 평가 11
• 2) B16F10 세포 내 멜라닌 생성 억제 효과 12
• 3) 멜라닌 생합성 관련 유전자 발현 억제 13
• (4) 감잎추출물의 화장품 O/W 제형화 15
• (5) 감잎추출물 함유 O/W 에멀션 안정성 평가 18
• 1) 육안평가 19
• 2) 색차계 분석 19
• 3) pH 변화 측정 20
• 4) 광학현미경 관찰 20
• 5) 유화 안정성 평가 21
• (6) 유변학적 특성 평가 23
• 1) 점도 분석 23
• 2) 점탄성 특성 분석 24
• Ⅲ. 결과 및 고찰 25
• 1. 감잎추출물(DKE)의 제조 및 수율 25
• (1) 감잎추출물의 수율 25
• (2) 감잎추출물의 외관 및 특성 26
• 2. 감잎추출물의 총 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 27
• (1) 총 폴리페놀 함량 27
• (2) DPPH 라디칼 소거능 29
• (3) ABTS 라디칼 소거능 31
• 3. 감잎추출물의 세포 기반 미백 효능 33
• (1) B16F10 세포 생존율 평가 결과 33
• (2) B16F10 세포 내 멜라닌 생성 억제 효과 35
• (3) 멜라닌 생합성 관련 유전자 발현 억제 효과 37
• 4. 감잎추출물을 함유한 O/W 에멀션의 물리·화학적 안정성 평가 결과 39
• (1) 육안평가 결과 39
• (2) 색차계 분석 결과 41
• (3) pH 변화 측정 결과 43
• (4) 광학현미경 관찰 결과 45
• (5) 유화 안정성 분석 결과 49
• 1) 온도 의존적 안정성 변화 50
• 2) Backscattering intensity 변화 (ΔBS, %) 53
• 3) Turbiscan 복합 분석에 따른 안정성 평가 56
• 5. 감잎추출물 함유 O/W 에멀션의 레올로지 특성 및 안정성 분석 57
• (1) 점도 변화 57
• (2) 손실각 변화에 대한 응력 의존성 60
• (3) 복소탄성률의 응력 의존성 63
• (4) 복소탄성률과 손실각의 상관관계 66
• Ⅳ. 결론 68
• Ⅴ. 참고문헌 71
• 초록 77
• Abstract 79