금은화로부터 추출된 천연미백성분을 이용한 기능성화장품의 제조

줘청량,박보라,이승범,홍인권 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0

최근들어 건강에 대한 관심이 증가함에 따라 화장품 시장에서도 자연친화적인 화장품에 대한 선호도가 증가하는 추세이다. 그에 따라 천연물에 대한 여러 가지 연구가 진행되고 있는데, 중국의 약재중 하나인 금은화는 피부미백과 항산화등 여러 가지 효능이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 금은화에서부터 추출한 유효성분을 함유한 화장품을 만들기 위해 금은화 추출실험을 우선적으로 진행하였다. 추출방법은 열수추출을 이용하였으며 추출 시간, 주정과 초순수 부피비, 추출온도를 3가지 변수로 설정하여 실험조건에 따른 수율과 dpph를 비교하여 보았다.

반응표면분석법을 이용한 Coconut Oil 원료 O/W 유화액의 유화안정성 최적화

유봉호,줘청량,이승범 한국공업화학회 2019 공업화학 Vol.30 No.5

본 연구에서는 coconut oil과 sugar ester를 이용한 유화과정에 대한 최적화공정을 수행하였다. 최적화를 위해 반응표면분석법 중 중심합성계획모델을 이용하였다. 반응표면분석법의 반응치로는 유화액의 점도, 평균입자크기와 7 days 경과 후 ESI 등을 설정하였으며, 계량인자로는 유화시간, 유화속도 및 유화제의 첨가량을 설정하였다. 중심합성계획모델로 최적화과정을 수행한 결과 계량인자는 유화시간(22.63 min), 유화속도(6,627.41 rpm) 및 유화제의 첨가량(2.29 wt.%) 에서 최적실험값인 점도(1,707.56 cP), 평균입자크기(1,877.05 nm) 및 7 days 경과 후 ESI (93.23%)로 종합만족도(D = 0.8848)가 높게 나타났다. 또한 이 조건에서 실제 실험을 통해 얻은 결과는 이론결과와 비해 평균오차율 1.2 ± 0.1%로작게 나타났다. 따라서 coconut oil의 유화과정에 반응표면분석법 중 중심합성계획법을 적용할 경우 매우 낮은 오차율을 얻을 수 있었다.

1P-579 Influence of SPAN-TWEEN mixed surfactants on the stability and rheological properties of nanoemulsions

김수인,줘청량,이승범,홍인권 한국공업화학회 2017 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2017 No.1

In this study, the stability and rheological properties of oil-in-water (O/W) emulsions according to HLB was evaluated by using mixed SPAN and TWEEN system, which are non-ionic surfactants. MS-01 (Span 60 & Tween 60) and MS-02 (Span 80 & Tween 80) were used as the mixed surfactants. The viscosity of emulsion decreased with storage time and increased with increasing HLB value of emulsion. The rate of change of viscosity was also smaller as the HLB value was larger. The droplet size increased with time and decreased with increasing HLB value. Zeta-potential was proportional to the HLB value below the critical concentration of the surfactant. Flocculation or creaming phenomenon occurred a little in all emulsions, but emulsion stability is high until 10th week since phase separation did not occur.

Tween-Span계 비이온성 혼합계면활성제를 이용한 Coconut Oil 원료 유화액의 유화안정성 평가

홍세흠,주카이양,줘청량,이승범 한국공업화학회 2019 공업화학 Vol.30 No.4

본 연구에서는 coconut oil과 Tween-Span계 비이온성 혼합계면활성제를 사용하여 제조한 O/W (oil in water) 유화액의안정성에 영향을 끼치는 인자를 평가하였다. 이를 위해 비이온성 혼합계면활성제의 HLB value와 첨가량, 균질화 속도를 변수로 설정하여 제조한 O/W 유화액의 평균액적크기, 제타포텐셜, 유화안정도지수(ESI), 열적 불안정도지수(TII) 등으로부터 유화액의 안정성을 평가하였다. 제조한 O/W 유화액의 평균액적크기는 100~200 nm의 나노에멀젼으로서비이온성 혼합계면활성제의 첨가량 및 균질화 속도가 증가함에 따라 평균액적크기는 감소하였으며, 제타포텐셜은 증가하였다. 비이온성 혼합계면활성제의 HLB value가 6.0, 10.0, 8.0 순으로 우수하게 나타났으며, HLB value가 8.0에서제조한 유화액의 평균액적크기는 120 nm으로 가장 작고, 제타포텐셜은 40~60 mV로 가장 크게 나타났다. ESI 및 TII를통한 안정성 평가는 HLB value가 6.0, 10.0, 8.0 순으로 안정성이 증가하였으며, HLB value가 8.0에서의 ESI 및 TII는각각 80% 이상과 20% 이하로 가장 우수하게 나타났다.

비이온성 혼합계면활성제를 이용한 O/W 유화액의 제조 : CCD-RSM을 이용한 최적화

이승범,리광종,줘청량,홍인권 한국공업화학회 2019 공업화학 Vol.30 No.5

본 연구에서는 palm oil과 서로 다른 HLB (hydrophile-lipophilie balance) value를 갖는 Tween-Span계 비이온성 계면활성제를 혼합하여 O/W (oil in water) 유화액을 제조하고, 유화액의 유화안정성을 향상시키기 위한 최적 유화조건을 결정하였다. 이를 위해 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)을 이용하여 각 계량인자의주효과 및 교호효과를 해석하였으며, 두 가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건을 결정하였다. CCD-RSM의 계량인자로는 유화시간, 유화속도, HLB value, 계면활성제의 첨가량 등을 설정하고, 반응치로는 O/W 유화액의 점도와 평균액적크기를 설정하였다. CCD-RSM 최적화 분석결과 반응치인 O/W 유화액이 점도와 평균액적크기의 목표치를 동시에 부합하는 최적조건은 유화시간(12.7 min), 유화속도(5,551 rpm), HLB value (8.0), 계면활성제의 첨가량(5.7 wt.%)으로 산출되었으며, 이 조건에서의 CCD-RSM 예측결과는 점도(1,551 cP)와 평균액적크기(432 nm)이었다. 이 조건의 실제 실험 결과 오차율은 2.5% 이하로 나타나 O/W 유화액 제조과정에 CCD-RSM 최적화 분석을 적용할 경우 비교적높은 유의수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

회화나무꽃 추출물이 함유된 Cosmeceuticals의 제조: Box-Behnken 설계모델을 이용한 최적화

유봉호 ( Bong-ho Yoo ),줘청량 ( Chengliang Zuo ),이승범 ( Seung Bum Lee ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.4

본 연구에서는 Box-Behnken 설계모델(BBD-RSM)을 사용하여 회화나무꽃 추출물을 첨가한 cosmeceuticals 유화액의 안정성 조건을 최적화하였다. BBD-RSM의 독립변수로는 유화제의 첨가량, 회화나무꽃 추출물 첨가량, 유화시간, 유화속도 등을 설정하고, 반응치로는 O/W 유화액의 평균액적크기(MDS), 점도 및 유화안정도지수(ESI)를 설정하였다. BBD-RSM 최적화 분석결과 세 가지 반응치를 동시에 부합하는 최적조건은 유화시간(17.8 min), 유화속도(5505 rpm), 유화제의 첨가량(2.28 wt.%), 회화나무꽃 추출물 첨가량(1.05 wt.%)으로 산출되었으며, 이 조건에서의 BBD-RSM 예측결과는 MDS (1875.5 nm), 점도(1789.7 cP), ESI (93.8%)로 얻었다. 또한 이 조건에서 실제 실험을 통해 얻은 결과는 이론 결과에 비래 평균오차율은 5% 이하로 나타났다. 따라서 본 연구에서 BBD-RSM 최적화 분석을 적용할 경우 비교적 높은 유의수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. In this study, the stability criteria of cosmeceuticals emulsion containing Flos Sophorae Immaturus extracts was established using the Box-Behnken design model (BBD-RSM). As optimization conditions of the emulsification using the BBD-RSM, the amount of surfactant and additive, and emulsification time and speed were used as quantitative factors while mean droplet size (MDS), viscosity and emulsion stability index (ESI) were used as reaction values. According to the result of BBD-RSM, optimum conditions for the emulsification were as follows; the emulsification time and speed of 17.8 min and 5505 rpm, respectively and amounts of the emulsifier and additive of 2.28 and 1.05 wt.%, respectively. Under these conditions, the MDS, viscosity, and ESI after 7 days from the reaction were estimated as 1875.5 nm, 1789.7 cP, and 93.8%, respectively. The average error value from our actual experiments for verifying the conclusions was below 5%, which is mainly due to the fact that the BBD-RSM was applied to the optimized cosmeceuticals emulsification.

녹차추출물이 함유된 천연 자외선차단 크림의 제조: CCD-RSM을 이용한 최적화

이승범 ( Seung Bum Lee ),줘청량 ( Chengliang Zuo ),쉬양 ( Yang Xu ),홍인권 ( In Kwon Hong ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.5

본 연구에서는 천연 자외선 차단크림을 제조하기 위해 shea butter, 올리브 유화왁스, 녹차추출물 등을 원료로 유화과정을 수행하였다. 유화과정의 최적화는 CCD-RSM을 이용하여 진행하였으며, 반응치로는 유화액의 7 days 경과 후 평균액적크기(MDS), 유화안정도지수(ESI), 300 nm에서의 자외선 흡광도 등을 설정하였다. 실험에 사용된 독립변수로는 유화제의 첨가량, 녹차추출물의 첨가량 및 유화시간을 설정하였다. CCD-RSM에 의해 최적화과정을 수행한 결과 자외선 차단크림 O/W 유화공정의 최적조건은 유화제의 첨가량(3.70 wt.%), 녹차추출물의 첨가량(2.47 wt.%) 및 유화시간(15.4min)이었으며, 이때 예측된 반응치는 7 days 경과 후 유화액의 MDS (1173.8 nm), ESI (99.56%), 그리고 300 nm에서의 자외선 흡광도(2.47)로 나타났다. 이 조건에서의 실제실험 결과 오차율은 3.0 ± 1.5%로 낮게 나타나 본 연구에서 적용된 CCD-RSM 최적화 과정이 비교적 높은 유의수준으로 나타난 것으로 판단된다. In this study, emulsification process were conducted to manufacture the natural sunscreen from raw materials such as shea butter, olive emulsifier wax, and green tea extract. The emulsification was optimized by using the central composite design model-response surface methodology (CCD-RSM) where the response values were established as the mean droplet size (MDS) and emulsion stability index (ESI) after 7 days in addition to UV absorbance at 300nm. The amount of emulsifier and additives and emulsification time were established as operating variables and the optimal conditions of sunscreen emulsification were accepted as 3.70, 2.47 wt.%, and 15.42 min, respectively according to the result of CCD-RSM. On the other hand, the response values were estimated as 1173.80 nm and 99.56% for MDS and ESI, respectively, after 7 days, in addition to UV absorbance at 300 nm (2.47). The average error from actual experiments was a low level as about 3.0 ± 1.5%, which is mainly due to the fact that the optimization using CCD-RSM applied in this study was in the relatively high significant level.

금은화와 회화나무꽃으로부터 항산화성분의 추출 : 중심합성계획모델을 이용한 최적화

한경호 ( Kyongho Han ),줘청량 ( Chengliang Zuo ),홍인권 ( In Kwon Hong ) 한국공업화학회 2019 공업화학 Vol.30 No.3

본 연구에서는 금은화와 회화나무꽃으로부터 항산화성분을 추출하는 용매추출공정의 최적화를 위해 반응표면분석법 중 중심합성계획모델을 이용하였다. 반응표면분석법의 반응치로는 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 설정하였고, 독립변수로는 추출시간, 주정/초순수 부피비, 추출온도 등을 설정하였다. 중심합성계획모델로 최적화과정을 수행한 결과 금은화의 경우 최적조건은 추출시간(2.08 h), 주정/초순수의 부피비(41.53 vol.%), 추출온도(55.08 ℃)이었으며, 이때 수율(37.38 wt.%), DPPH 라디칼소거활성(40.37%) 값을 나타내었다. 또한 회화나무꽃의 경우 추출시간(2.13 h), 주정/초순수의 부피비(62.89 vol.%), 추출온도(50.42 ℃)에서 개별 최대값인 수율(35.43 wt.%), DPPH 라디칼소거활성(55.27%) 값을 나타내었다. In this study, an antioxidant was extracted from Lonicera japonica and Sophora japonica L, which was optimized by using the central composite design (CDD) model of response surface methodology (RSM). The response value of CDC model establishes the extraction yield and the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity. The extraction time, volume ratio of ethanol/ultrapure water, and extraction temperature were selected as quantitative factors. According to the result of CDC, optimal extraction conditions of Lonicera japonica were as follows; the extraction time of 2.08 h, volume ratio of ethanol/ultrapure water of 41.53 vol.%, and extraction temperature of 55.08 ℃. At these conditions the expected results indicated that the yield and DPPH radical scavenging activity were estimated as 37.88 wt% and 40.37%, respectively. On the other hand, optimal extraction conditions of Sophora japonica L. could be found as the extraction time of 2.13 h, volume ratio of ethanol/ultrapure water of 62.89 vol.%, and temperature of 50.42 ℃. Under the conditions, the (possible) maximum values of yield and DPPH radical scavenging activity were found as 35.43 wt% and 55.7%, respectively.

Tween-Span계 혼합계면활성제를 이용한 Coconut Oil 원료 O/W 유화액의 제조 : CCD-RSM을 이용한 최적화

유봉호 ( Bong-ho Yoo ),주카이양 ( Kaiyang Zhu ),줘청량 ( Chengliang Zuo ),이승범 ( Seung Bum Lee ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.1

본 연구에서는 coconut oil과 Tween-Span계 혼합계면활성제를 사용하여 O/W 유화액을 제조하고 유화안정성을 향상시키기 위한 유화조건을 최적화하였다. 이를 위해 최적화과정은 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)를 이용하였다. 계량인자로는 HLB (hydrophile-lipophilie balance) value, 혼합계면활성제 첨가량, 유화속도 등을 설정하였으며, 반응치로는 평균액적크기(MDS), 유화액의 유화안정도지수(ESI), 열적 불안정도지수(TII)를 설정하였다. CCD-RSM 분석결과 3가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건으로 HLB value (9.1), 혼합계면활성제 첨가량(8.7 wt.%), 유화속도(6,200.8 rpm)로 산출되었으며, CCD-RSM 분석예상값은 MDS (151.0 nm), 유화액의 ESI (99.86%), TII (3.17%)로 나타났다. 이 조건에서의 실제실험 결과 오차율은 3.5% 이하로 나타나 본 연구에서의 O/W 유화액 제조과정에 CCD-RSM 최적화 분석을 적용할 경우 비교적 높은 유의수준의 결과를 얻을 수 있었다. In this study, the O/W emulsions prepared from coconut oil and the non-ionic mixed surfactant as Tween-Span system were evaluated and optimized in order to upgrade the stability of manufactured emulsions. For the optimization, a central composite design model-response surface methodology, so called as CCD-RSM was implemented. Quantitative factors were the hydrophile-lipophilie balance (HLB), amount of non-ionic mixed surfactant and emulsification speed while experimental results included the mean droplet size (MDS), emulsion stability index (ESI), and thermal instability index (TII). Optimized values of the HLB, amount of non-ionic mixed surfactant and emulsification speed obtained from CCD-RSM were 9.1, 8.7 wt.%, and 6,200.8 rpm, respectively. Expected experimental results for MDS, ESI, and TII under the optimized experimental condition were 151.0 nm, 99.86, and 3.17%, respectively. The average error from actual experiments which established for validation of the conclusions was lower than 3.5%. Therefore, a highly favorable level could be obtained when the optimized CCD-RSM was applied to manufacturing the O/W emulsion in this study.