야생 큰흰우단버섯 추출물의 천연화장품 소재로서 활용 가능성 연구

곽남 서경대학교 대학원 2022 국내석사

본 연구는 야생 큰흰우단버섯의 메탄올추출물(LGM) 및 열수추출물(LGD)의 피부문제 개선을 위한 천연화장품 소재로서 활용 가능성을 탐색하고자 실시하였다. 야생 큰흰우단버섯은 주로 중국, 한국, 일본 등 북반구 온대 지역에서 야생으로 분포하고 있다. 독특한 향과 맛이 있고 예로부터 인류에게 중요한 식량원으로 사용되었고, 영양 가치가 우수하다고 밝혀졌다(안기홍 등, 2019). 야생 큰흰우단버섯은 소아홍역, 불안증, 결핵균, 자궁암 등에 대한 의학적 효능이 있는 것으로 알려져 있으나, 지금까지 화장품 소재로서의 연구는 보고된 바 없다. 따라서 야생 큰흰우단버섯의 LGM과 LGD을 활용하여 세포독성평가, 항산화, 항염, 항주름, 수렴 효능을 평가하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 야생 큰흰우단버섯에 대한 100% LGM의 수율은 28.3%, 80℃ LGD의 수율은 45%로 나타났다. 결과적으로 LGD이 LGM보다 더 높은 추출 수율을 보였다. 2. 세포독성에 대한 안전성을 비교 평가하기 위해 RAW264.7 cell, NHDF cell을 이용하여 MTT assay를 실시하였다. NHDF cell은 0.05~0.5 mg/mL 모든 농도 구간에서 LGM과 LGD 모두 90% 이상의 생존율 나타났으며, RAW264.7 cell에서 LGM은 약 70%, LGD은 90% 이상의 생존율을 보여 세포에 대한 안전성이 확인되었다. 3. 항산화 효능을 측정하기 위해 DPPH assay, ABTS assay, 총 폴리페놀 함량에 대해 진행하였다. 모든 실험결과에서 LGM과 LGD 모두 항산화 활성이 있는 것으로 확인되었으며, 특히 LGD이 LGM보다 항산화 활성이 더 우수한 것으로 나타났다. 4. 항염 효능을 측정하기 위해 RAW264.7 cell에 LPS를 처리하여 TNF-α, NO, IL-6 분비량을 측정하였다. 야생 큰흰우단버섯 추출물을 농도별로 처리하였을 때 염증매개물질인 TNF-α, NO, IL-6의 생성 억제를 확인하였으며, 특히 LGM에 의한 염증매개 물질의 감소가 더 높게 나타났다. 6. 항주름 효능을 측정하기 위해 MMP-1을 단백질 발현 정도를 Western bolt을 통해 수행한 결과, 야생 큰흰우단버섯 LGM은 0.5 mg/mL 농도에서 콜라겐 분해효소인 MMP-1발현을 저해시켰다. 따라서 야생 큰흰우단버섯 LGM에서 항주름 효능이 확인되었다. 7. 수렴효능을 측정하기 위해 astringent activity 평가를 진행하였다. 야생 큰흰우단버섯의 LGM에서 농도에 의존적으로 수렴 효능이 증가했으며, 10 mg/mL 고농도에서만 유의미한 결과를 보였다. 이상의 결과에 따라, 야생 큰흰우단버섯의 LGM과 LGD이 인체 세포에 대해 안전할 뿐만 아니라, 항산화 활성, 항염 효능, 수렴 및 항주름 효능 등의 평가에서 피부에 대한 우수한 유효성이 확인되었다. 따라서 야생 큰흰우단버섯이 피부 노화를 예방하고, 염증성 피부문제를 개선할 수 있는 천연소재로서 활용 가능성이 높을 것으로 판단된다. ABSTRACT A Study on the Applicability of Leucopaxillus giganteus Extracts as Natural Cosmetic Material GUO NAN Dept. of Beauty Art Graduate School, Seokyeong University In this study, researchers tried to confirm the applicability of the extract from China Leucopaxillus giganteus as new natural materials for functional cosmetics. L. giganteus, distributed widely over China, Korea, Japan, etc., In summer, it grows in groups on the grasslands, often forming mushroom circles. The flesh of the L. giganteus  is fat, with delicious taste, much protein and a variety of essential amino acids and other nutrients of the human body.  It has been widely sold as healthy food on the basis of numberous studies approving its medicinal value for the treatment of pediatric measles, irritability and anti-tumor. In other studies, the antioxidant activity, and anti-inflammatory activity of the extract from L. giganteus were confirmed. Therefore, it is considered that there is a high possibility of the application in natural materials for cosmetic. In this study, the extract form L. giganteus producted in China were measured in  cytotoxicity assessment and antioxidant, anti-inflammatory, anti-wrinkle and astringent activity through water and methanol extraction. The result were compared and analyzed to obtain the followings conclusions : 1. L. giganteus was extracted through 80℃ water and 100% of methanol and the hydration rate of methanol extraction was 28.3% and water extraction was 45%. 2. MTT Assay was conducted to evaluate the cytotoxicity of the extract from L. giganteus. As a result of the observation after treatment of L. giganteus methanol and hot water extract in RAW264.7 and NHDF cells by concentration, RAW264.7 cell viability of two extracts was found to of over 70% in all concentration, NHDF cells viability of two extracts was found to of over 90% in all concentration. The results confirmed that it had high stability to the cells.   3. To measure the antioxidant activity of methanol and water extraction, DPPH assay, ABTS assay and Total Polyphenol Content experiments were conducted. All assays confirmed the higher antioxidant activity was observed in L. giganteus hot water extraction. 4. Researchers evaluate the anti-inflammatory activity by the inhibition ability of  L. giganteus on the inflammatory mediators NO, TNF-α, IL-6 and the fermentation inhibition ability of the protein COX-2, iNOS. The result showed anti-inflammatory activity was observed in methanol extraction. 5. According to the  inhibitory ability of collagen to break down enzyme MMP-1 using the Western bolt analysis method, researchers evaluate the anti-wrinkle activity of L. giganteus. The result showed outstanding inhibitory ability of methanol extraction to MMP-1 was observed in the concentration at 0.5mg/mL and confirmed the extraction of L. giganteus has anti-wrinkle activity. 6. The researchers use astringent activity assessment method to measure the astringent activity of L. giganteus. The results showed that the astringent activity of methanol extraction also increased on concentration-dependent, so the extraction of L. giganteus with astringent activity is confirmed. Thus, the excellent efficacy of the stability, antioxidant activity, anti-inflammatory, anti-wrinkle and astringent activity of the extract from L. giganteus was confirmed, so it provides a theoretical basis for the development of natural cosmetic materials.

단삼(Salvia miltiorrhiza) 추출물의 천연화장품 소재로서의 활용 가능성 연구

GUO NAN 서경대학교일반대학원 2022 국내석사

본 연구는 단삼(Salvia miltirrohiza) 추출물의 생리활성을 연구하여 천연화장품 소재로서의 활용 가능성을 확인하고자 하였다. 단삼(Salvia miltiorrhiza radix)은 꿀풀목(Tubiflorae), 꿀풀과(Labiatae)에 속하는 다년생 식물로, 뿌리의 색이 붉어 자단삼, 적삼, 홍근으로도 불린다. 중국이 원산지로, 한의학적으로 단삼의 건조된 뿌리가 활혈거어, 양혈소종, 청심안신의 효능이 있다고 하여, 오래전부터 혈액순환 촉진, 항혈전, 생리통, 생리불순, 산후복통 완화, 타박상, 피부 발진, 정신적 안정, 불면증 치료 등의 약재로 사용되었다. 최근의 선행연구로는 당뇨병성 신장 질환, 고지혈증 예방, 항암제 유효성 등 의학 관련 연구가 발표되었으나, 미용 산업 관련 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 선행연구 결과를 토대로 단삼 에탄올 및 열수추출물의 천연화장품 소재로서의 안정성과 유효성을 평가하고자 항산화 활성, 세포독성, 항염, 항주름, 수렴 효능 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 동결 건조된 단삼 150 g을 각 80% 에탄올과 60℃ 정제수를 용매로 사용하여 추출하였으며, 추출 수율은 에탄올추출물 26.333% (39.5 g), 열수추출물 40.667% (61 g)를 나타냈다. 2. 항산화 효능을 측정하기 위하여 DPPH assay, ABTS assay, FRAP assay, 총 폴리페놀 함량(TPC) 측정을 실시하였다. 그 결과, 모든 측정 방법에서 농도의존적으로 항산화 활성이 확인되었으며, 에탄올추출물과 열수추출물의 활성 정도는 거의 유사하였다. 3. 세포독성 측정을 위하여 마우스의 대식세포 RAW264.7 cell과 인간정상 섬유아세포 NHDF cell을 대상으로 MTT assay를 측정하였다. 그 결과, RAW264.7 cell 및 NHDF cell에서 세포독성이 나타나지 않아, 화장품 원료로서의 안전성을 확인하였다. 4. 항염 효능을 측정하기 위해 LPS로 처리한 RAW264.7 cell에 단삼 추출물을 농도별로 처리하여 염증매개물질인 NO, cytokine TNF-α와 IL-6, 염증유도 효소인 iNOS와 COX-2의 발현량을 확인하였다. 그 결과, 농도의존적으로 NO, TNF-α, IL-6의 분비량이 감소되었고, 에탄올추출물이 열수추출물보다 항염 효능이 높은 것으로 확인되었다. 5. 항주름 효능을 측정하기 위해 elastase inhibition activity, type I pro-collagen 합성 능력을 측정하였다. 그 결과, 단삼 열수추출물에서 농도의존적으로 elastase 활성이 저해되었으며, type I pro-collagen의 합성량은 단삼 각 추출물에서 농도의존적으로 상승하였다. 6. 수렴 효능을 측정하기 위해 색소단백질인 hemoglobin을 이용하여 단삼 각 추출물과 결합하는 정도를 측정한 결과, 단삼 에탄올추출물 10 mg/mL의 농도에서 74.5%의 수렴 활성을 보였다. 이상의 결과를 종합해 보면, 단삼 에탄올추출물과 열수추출물은 인체 피부세포에 대한 독성이 거의 나타나지 않아 천연화장품 소재로서의 안전성이 확인되었으며, 항산화 활성은 물론 염증을 일으키는 매개물질에 대한 억제 활성, 콜라겐 합성 촉진, 수렴 활성 등 다양한 효능평가에서 효과를 나타내었다. 이에 단삼 에탄올 및 열수추출물의 천연성분 화장품 소재로서의 활용 가능성이 높을 것으로 기대된다. This study aims to verify the possibility of its use as a natural cosmetics material by studying the physiological activity of salvia miltirrohiza extract. Salvia miltiorrhiza radix is a perennial plant belonging to Tubiflorae, Labiatae, which is also called radix salviae miltiorrhizae, red ginseng, red root because of its reddish roots. Its origin is China, and since, in oriental medicine, the dried root of salvia miltiorrhiza has been known to have the effects of Hwalhyeolgeoeo (promoting blood circulation and removing clogged or stagnant travasated blood), Yanghyeolsojong(cooling the blood and removing the edema) , and Cheongsimansin (purifying the mind and calming the mind) for a long time, so it has been used as a medicine to promote blood circulation, antithrombosis, menstrual pain, menstrual irregularity, after pain relief, bruises, skin rashes, mental stability, and insomnia treatment. Although recent preceding studies related to medicine such as diabetic kidney disease, prevention of hyperlipidemia, and the effectiveness of anticancer drugs have been published, there are no studies related to the beauty industry. Therefore, in this study, experiments on antioxidant activity, cytotoxicity, anti-inflammatory, anti-wrinkle, and astringent efficacy were conducted to evaluate the stability and effectiveness of ethanol and hot water extract of salvia miltiorrhiza as a natural cosmetic material based on the results of previous studies and the conclusions obtained are as follows. 1. Using 80% ethanol and 60°C purified water as solvents, 150g of freeze-dried salvia miltiorrhiza was extracted, and the extraction yield was 26.333% (39.5 g) of ethanol extract, 40.667% (61g) of hot water extract, . 2. In order to measure the antioxidant efficacy, DPPH assay, ABTS assay, FRAP assay, and total polyphenol content (TPC) were measured. As a result, the antioxidant activity was verified in a concentration-dependent in all measurement methods, and the activity levels of the ethanol extract and the hot water extract were almost similar. 3. In order to measure the cytotoxicity, MTT assay was measured for macrophage RAW264.7 cells from mice and NHDF cells from normal human fibroblasts. As a result, cytotoxicity was not observed in RAW264.7 cells and NHDF cells, and its safety as a cosmetic raw material was verified. 4. In order measure the anti-inflammatory efficacy, LPS-treated salvia miltiorrhiza extract was treated by concentration in RAW264.7 cells to check the expression levels of inflammatory mediators NO, cytokines TNF-α and IL-6, and inflammation-inducing enzymes iNOS and COX-2. As a result, the secretion of NO, TNF-α, and IL-6 was decreased in a concentration-dependent, and it was verified that the ethanol extract had a higher anti-inflammatory effect than the hot water extract. 5. In order to measure the anti-wrinkle efficacy, elastase inhibition activity and the synthesis ability of type I pro-collagen were measured. As a result, the elastase activity was inhibited in a concentration-dependent in the hot water extract of salvia miltiorrhiza, and the synthesis amount of type I pro-collagen was vertically increased in a concentration-dependent in each salvia miltiorrhiza extract. 6. As a result of measuring the degree of binding with each salvia miltiorrhiza extract using hemoglobin, a pigment protein to measure the astringent effect, astringent activity of 74.5% was shown at a concentration of 10 mg/mL of ethanol extract of salvia miltiorrhiza. Integrating above results, ethanol extract and hot water extract of salvia miltiorrhiza showed almost no toxicity to human skin cells, verifying safety as a natural cosmetic material and in addition to antioxidant activity, it also showed its effects in various efficacy evaluations such as inhibitory activity against mediators that cause inflammation, collagen synthesis promotion, and astringent activity. Therefore, it is expected that ethanol and hot water extract of salvia miltiorrhiza will have a high potential for use as a natural cosmetic material.