IFSCC 2022 London Congress 〈4〉 ④ 대한민국 포스터 발표 논문 - 대봉엘에스
연구 배경
유자는 중국 중부와 티베트에서 유래됐으며 야생에서 자란다. 한국, 중국, 일본에 주로 분포·생산되고 있지만, 한국산이 향이 가장 강하고 과피가 두꺼운 것으로 알려져 있다. 유자의 주요 산지로 알려진 전라남도 고흥 지역의 유자를 이번 연구에 사용했다. 고흥에서는 연간 약 1만톤의 유자가 가공되며, 그 부산물로 유자씨가 다량 생성되고 있다. 비료로 사용하는 농가도 있지만 대부분 버려져 지역에 환경 문제를 일으키고 있다. 따라서 이번 연구에서는 클린 뷰티 트렌드와 업사이클링 화장품 트렌드에 맞춰 폐유자씨 자원을 활용한 천연 식물성 오일 개발에 초점을 맞췄다. 단순한 재활용의 개념이 아니라 환경오염을 줄이고 자원의 가치사슬 구조를 형성하는 것을 목표로 한 것이다. 유자 유래 오일의 경우 Eco-Friendly 공정으로 유기용매를 사용하지 않고 물리적 착유, 건식공법 등 폐수 미발생 공정을 통해 국내산 업사이클링 오일을 제조했다.
바이오컨버전 기술로 개발된 식물천연오일 유래 에몰리언트
국내 자생 식물종자 유래 부산물을 활용한 업사이클링 공정을 통해 개발한 식물오일로부터 효소를 이용한 바이오컨버전(생물전환) 기술을 접목해 에틸헥실 에스터와 반응시켜 사용감이 가볍고 보습 기능을 가진 자연유래 피부유연제(에몰리언트;피부에 유분을 공급해 수분 증발 방지)를 개발하고자 했다.
국내 자생 식물 유래 오일 및 바이오컨버전 에몰 리언트를 선택해야 하는 이유
1) 화장품 산업 트렌드
화장품 천연오일 소재는 대부분 수입에 의존하고 있고 무거운 사용감 때문에 사용감이 가벼운 석유 화학 유래 오일이 대부분 시장을 점유 해왔다. 클린&그린 뷰티 패러다임과 생물보호협약 등의 환경변화로 수요시장과 소비자는 대안을 요구하고 있어 국내 자생식물 유래 바이오컨버전 오일은 이를 해소할 수 있는 신개념 천연 화장품 소재가 될것이다.
2) 국산화 원료에 주목하는 이유
포스트 코로나 시대 화장품산업 가치사슬별 변화 분석에 따르면 비대면 문화가 확산하면서 유통채널도 온라인, 모바일 등을 활용한 언택트 소비가 증가했다. 또한 바이러스 감염을 막기 위한 장시간 마스크 착용은 색조 제품의 수요 감소, 피부보호 및 관리에 대한 소비자 관심으로 이어지면서 친환경 원료에 대한 중요성도 커졌다. 기존 국제 분업을 통해 효율성을 중시한 글로벌 가치사슬이 국가 간 이동 제한 등 구조적 한계가 나타나면서 자국 내 가치 사슬 구축에 대한 중요성이 대두됐고, 수입의존도 가 높은 화장품 원료의 국산화가 요구되고 있다. 이로 인해 원료 수입 물류비용 증대 및 공급 이슈가 발생하면서 화장품 원료 시장에서 원료의 국산화 및 글로벌화는 한층 더 중요해졌다고 볼 수 있다.
3) 친환경을 넘어 지속가능성으로 확대
일회용품과 플라스틱 사용량이 증가하면서 환경오염에 대한 문제점이 대두되고, 화장품의 경우 내용물의 화학성분과 재활용이 어려운 용기 등이 이슈화되면서 친환경 화장품에 대한 소비자 관심이 증대됐다. 클린 뷰티와 더불어 관련된 제품을 만드는 기업의 철학과 윤리 등을 중시하는 그린 컨슈머의 증가로 가치 소비에 대한 중요성이 높아지고 있다. 유기농, 천연 추출물 등이 기본적인 친환경 요소에 국한되지 않고 지속가능성의 개념으로 확대되어 원료를 채취하는 방법부터 근로환경, 지역사회 상생까지 고려하는 윤리 경영 기업의 제품을 구입하고자 하는 소비자가 증가하는 추세이다. 농가에서 발생하는 폐기물 업사이클링을 통해 국내 자생 원료로 만들어지는 오일과 친환경 바이오컨버전 기술이 적용된 자연유래 에몰리언트, 생산 후 발생하는 부산물을 다시 농가에서 활용할 수 있는 퇴비로 돌려주는 적극적 상생 경영이념이 바탕에 깔린 제품이다.
4) 피부건강에 관한 관심 증가
과거에는 화장품 구입 시 주요 고려사항이 색과 향 등 겉으로 보이는 효능 효과에 초점을 두었다면, 코로나19 이후에는 마스크의 자극으로부터 피부를 건강하게 지켜주는 제품에 대한 관심이 증가했다. 피부 본연의 건강함을 추구하는 소비자의 피부 자극을 완화하는 기초 소재와 피부 면역과 장벽을 강화하는 연구가 이뤄지고 있고, 피부 자극을 주는 색조 제품 등의 소비는 감소하고 있다. 국내 자생 식물로부터 개발된 오일과 에몰리언트는 임상시험을 통해 피부자극이 없고, 보습, 눈가주름개선에 효과가 있는 본연의 피부 건강을 추구한 제품이다.
연구내용 및 결과
국내 자생 식물 오일과 sensory test를 비롯하여 바이오컨버전 오일의 보습 효능과 관련된 hyaluronic acidHA, filaggrinFLG 분석 및 procollagen Type I C-peptidePIP 생성 효과를 세포에서 확인하고 1차 자극, 보습효과 및 눈가주름개선 임상 연구를 진행했다.
유자 유래 오일의 sensory test 평가 항목(표 1)을 기준으로 피시험자를 20명 이상 선정하고 시료량은 각각 스포이드 1방울씩 사용했다. 비교 제품(아르간 오일)을 기준(0)으로 하고, 6가지 sensory에 대해 litter and much 6단계(-3~+3)로 평가를 실시했다. 퍼짐성spreading value test은 피시험자를 20명 이상 선정하여 시료량 4μL 도포 후 10분 방치하고 오일페이퍼로 면적을 측정하고 면적 값 계산 후 Emolience Character 평가를 실시했다(표 2, 그림 4).
유자 유래 오일이 아르간 오일에 비해 퍼짐성과 광택성, 부드러움, 흡수력이 높았으며, 끈적임과 매끄러움은 아르간 오일과 유사한 것으로 확인되었다(그림 3). 국내 자생 식물인 유자, 동백, 호박 유래 오일의 Spreading Value퍼짐성 평가 결과 유자유래 오일이 가장 퍼짐성이 좋았으며, 유자와 동백 유래 오일이 아르간 오일에 비해 좋았으며, 유자 유래 오일은 호호바 오일보다 좋은 것으로 확인됐다(표 3).
Hyaluronic acidHA는 표피의 세포 간 간격과 진피의 세포외 기질에 분포한다고 보고되었고, 이러한 히알루론산은 주로 각질형성세포와 섬유아세포에 의해 생성되어 각질형성세포에서 물리적 장벽을 형성하고 보습인자 조절을 통해 피부장벽 기능을 강화하는데 효과적임을 의미한다. 유자 유래 오일과 바이오컨버전 기술이 적용된 오일을 HaCaT 세포에서 0.1% 농도로 24시간 동안 처리한 결과 hyaluronic acid (HA) 생성량이 증가하는 것을 확인했다(그림 5).
피부 탄력과 관련된 인자에 미치는 영향을 확인하기 위하여 피부섬유아세포인 NHDFNormal Human Dermal Fibroblasts cell을 이용한 procollagen type I peptidePIP 정량 및 면역형광염색방법에 따라 세포 내 collagen fiber를 염색하여 형광발현 정도를 관찰했다. 세포 독성이 없는 0.5, 1, 2% 농도 범위에서 실험을 진행하였으며, 그 결과, 유자 유래 오일의 경우 농도 의존적으로 PIP 생성량이 증가하였으나, 바이오컨버전의 경우는 생성량이 증가하지 않음을 확인했다(그림 6). 에틸헥실 유자 오일의 경우 0.2% 제형에 적용한 임상시험에서는 눈가주름 개선 효과를 확인했다.
국내 자생 식물 유자 유래 오일과 바이오컨버전 기술이 적용된 에틸헥실 유자 오일의 도포 후, 4시간, 8시간 경과에 따른 피부 수분 변화를 바르지 않은 부위와 비교한 결과 통계적으로 유의한 수준으로 수분 유지, 보습 효과가 있는 것을 확인했다 (그림 7).
국내 자생 식물 유자 유래 오일과 바이오컨버전 기술이 적용된 에틸헥실 유자 오일 사용 후 눈가 주름 개선율, 2주 사용 후 눈가주름 개선율, 4주 사용 후 눈가 주름 개선율을 확인한 결과 통계적으로 유의한 수준으로 수분 유지 및 보습 효과가 있는 것을 확인하였다(그림 8, 9).
성과 및 계획
업사이클링 마케팅 포인트와 더불어 효능까지 겸비한 식물유래 오일Anti-aging, Brightening이라는 두 가지 포인트로 국내를 넘어 유럽(프랑스), 북미에서 글로벌 클린뷰티 스킨케어 브랜드에 채택되는 성과를 올리고 있다.
또 중국 시장에 많이 수출되는 국내 프리미엄 브랜드의 클렌징밤 제품에 적용될 예정이다. 아울러 스킨케어 이외에도 헤어케어 부문에서 아르간 오일을 대체할 수 있는 임상 효능(머릿결 개선, 단백질 결합력 등)으로 국내외 거래처를 대상으로 프로모션을 진행할 예정이다.
REFERENCES
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