제주TP·한국생물공학회, 맞춤형화장품·천연원료 세미나

[더케이뷰티사이언스]  화장품과 BT(생명공학기술) 전문가들이 제주도에 모여 제주화장품 산업의 비전을 논의하기 위해 머리를 맞댔다.

제주테크노파크(원장 허영호, JTP)는 한국생물공학회(회장 이희찬)와 공동으로 개인 맞춤형화장품과 제주의 천연·유기농화장품 발전을 위한 심포지엄을 지난 4월 11일 제주 메종글래드호텔 컨벤션홀에서 개최했다.

2019 한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄과 연계해 열린 이번 심포지엄은 오전에 ‘지속가능한, 지역특산, 천연화장품과 원료’를 주제로 천연·유기농화장품 심포지엄이 개최됐고, 오후에는 ‘개인 맞춤형화장품 기술개발 현황과 발전방향’을 주제로 최신 연구성과가 발표됐다. 고대승 제주TP 바이오융합센터장은 “올해 3월부터 천연유기농화장품 인증제가 본격 시행되는 등 개인 맞춤형화장품과 천연화장품 원료산업에 대한 관심이 뜨겁다”고 말했다.

이날 CEO초청 특별강연에서는 셀트리온 장신재 사장, 한국콜마 강학희 기술연구원장 등이 참석해 화장품, 바이오 헬스케어 분야를 포함한 생물산업의 최신 동향 및 국내외 기술개발 현황에 대한 정보를 공유했다. 강학희 기술연구원장은 “지난 10여년간 세계적인 혁신상품은 한국에서 나왔다. 가장 한국적인 것이 세계 시장에서 통했다”고 분석한 후, 자외선, 보습, 혈행, 피부장벽 등에 관한 기술을 소개했다. 특강에 이어 한국생물공학회는 장신재 사장과 강학희 원장에게 감사패를 수여했다.

이번 2019 한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄은 한국생물공학회(회장 이희찬)가 주최하고 제주자치도(도지사 원희룡)와 제주컨벤션뷰로(이사장 양기철) 후원으로 지난 4월 10~12일 제주 메종글래드호텔에서 열렸다.

이번 행사에서는 나노바이오융합분야의 세계적 권위자인 Luke P. Lee 교수(University of California, Berkeley, USA)와 효소공학분야의 대가인 Uwe T. Bornscheuer 교수(Greifswald University, Germany)가 기조강연을 맡았다. 또 2019년도 혁신기술대상으로 시알릴락토스(Sialyllactose)의 대량생산 기술을 확보, 미국 식품의약국(FDA)의 GRAS(Generally Recognized As Safe) 인증을 획득하는데 성공한 진켐(대표 우진석)이 선정되어 이번 학술대회에서 시상식 및 수상기념 특강이 진행됐다. 이와함께 신진연구자를 위한 포럼, 부문위원회 및 학생 세션, 생물공학 미래연구인재 연구동향, 바이오신약개발 워크숍 등 모두 13개의 분야별 심포지엄이 열렸다. 포스터 논문은 △동식물 생물공학 △효소 및 미생물공학 △나노바이오공학 등 9개 부분으로 나뉘어 발표됐다. 바이오산업 화장품부문(Bioindustry, Cosmetic Engineering)에서는 9편이 발표됐다.

행사장 주변에는 국립해양생물자원관, 오송첨단의료산업진흥재단, 씨애치씨랩 등이 참여한 바이오전시회가 마련됐다.

“화장품산업, 디지털 기술과 융합하면 기회 생긴다”

맞춤형화장품, 천연화장품과 원료 세미나 주요 내용

제주테크노파크와 한국생물공학회가 개인 맞춤형화장품과 제주의 천연·유기농화장품 발전을 위한 심포지엄을 지난 4월 11일 제주 메종글래드호텔 컨벤션홀에서 공동 개최했다. 이번 심포지엄은 올해 3월부터 천연·유기농 화장품 인증제가 본격 시행되었고, 2020년 3월 14일 개인맞춤형 화장품산업에 대한 관련 제도의 본격 시행을 앞두고 마련됐다.

‘개인 맞춤형화장품 기술개발 현황과 발전방향’을 주제로 한 심포지엄에서는 제주테크노파크 바이오융합센터 서인수 박사의 사회로 맞춤형화장품의 ICT(Information and Communications Technologies, 정보통신기술) 융복합 기술개발 방향, 한의학 체질과 접목한 맞춤형화장품, 유전체 및 피부진단기술의 적용 방향에 대한 발표를 진행했다.

앞서 오전에 열린 ‘지속가능한, 지역특산, 천연화장품과 원료’를 주제로 한 천연·유기농화장품 심포지엄에서는 다양한 지역특산 생물자원에 초임계추출, 식물줄기세포, 미생물 발효기술 등 최신 생물공학 기술을 적용해 개발한 천연화장품 관련 연구개발 성과들이 발표됐다. 사회는 조선대학교 신현재 교수가 맡았다. ‘개인 맞춤형화장품 기술개발 심포지엄’과 ‘천연화장품 원료개발 현황 및 발전방안 심포지엄’의 주요 내용은 다음과 같다.


‘개인 맞춤형화장품 기술개발 심포지엄’

국내외 맞춤형화장품 동향아모레퍼시픽 기술연구원 기반혁신연구소 박원석 상무
국내외 맞춤형화장품 동향아모레퍼시픽 기술연구원 기반혁신연구소 박원석 상무

좋은 화장품은 많지만 자신에게 맞는 화장품을 찾기는 어렵다. 맞춤형화장품은 고객에게 맞는 화장품을 찾아주는 것이다. 맞춤형화장품의 유형은 △현장혼합형 △공장 제조, 배송형 △Do It Yourself Kit형 △디바이스형 등으로 나눌 수 있다. 아모레퍼시픽은 2004년 ‘디아모레 갤러리’를, 2013년 ‘아이오페 랩’을 오픈하면서 맞춤형화장품 시대를 준비했다. 2016년 3월부터는 식품의약품안전처의 맞춤형화장품 시범사업에 참여하면서 전문 피부 진단 및 유전자 맞춤형 연구를 시작해 피부 측정 데이터 5193건을 축적했고, 유전체 분석 데이터 1247건을 확보했다. 이와 같은 피부상태와 유전자 진단을 통해 정확도 높은 피부 예측과 심화된 피부 맞춤 솔루션 제안에 활용하고 있다. 2017년에는 아이오페 테일러드 솔루션으로 테일러드 마스크와 테일러드 세럼을 제공했다. 또 이미지 분석 기업을 활용한 ‘뷰티 테일러 앱’을 개발해 맞춤형 스킨케어 프로그램, 기상정보 연계 스킨케어, 뷰티 트렌드 뉴스 등을 제공하고 있다. ‘컬러 테일러 앱’에서는 인공 지능 딥러닝 기술을 이용해 입술 사진으로부터 가장 비슷한 립스틱을 제품을 탐색해, 온·오프라인 매장과 연결해 주고 있다.

2018년 민텔이 조사한 자료에 따르면 16~30세 여성의 10명 중 6명(61%)은 맞춤형 화장품에 관심이 높았다. 미래의 맞춤형 화장품은 고객을 어떻게 분류하고, 디지털 기술과 융합했을 때 기회가 있을 것이다.


음허(陰虛)와 피부 표현형 데이터의 상관성 연구LG생활건강 기술연구원 명준오 책임연구원
음허(陰虛)와 피부 표현형 데이터의 상관성 연구LG생활건강 기술연구원 명준오 책임연구원

한국의 전통문화를 기반으로 소비자들에게 더 나은 서비스와 감동을 주기 위해 ‘한방 맞춤형 화장품’ 연구가 필요하다. 한의학에서는 인체의 음(陰), 양(陽), 기(氣), 혈(血)이 부족할 경우 다양한 병리적 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 즉 사상체질(四象體質)은 피부 특성에 영향을 미칠 수 있는 요소다. 그 중 음은 여성들에게 중요한 요소로 음이 부족한 음허인(陰虛人)은 음양의 균형이 무너져 양이 치솟는 허열(虛熱) 증상이 발생해 건조 및 발열을 동반하는 특징이 있다. 음허증(陰虛症)은 주로 신체대사와 관련된 증상에 대해 보고되어 왔으며 음허증에 따른 피부 노화와의 관련성은 거의 연구된 바 없다. 이번 연구에서는 음허 증상이 발생하기 시작하는 40대 이상의 여성 218명을 대상으로 음허증 측정 설문지(10문항)를 통한 문진을 실시해 음허인과 비음허인으로 분류했다. 이 가운데 음허인은 24.3% 정도였다. 그 다음으로 피부진단 영상기기를 이용해 피부 보습, 탄력, 피지, 모공, 주름, 색소침착 및 피부색을 측정했다. 그 결과, 음허 증상의 대표적인 특징으로 피부 보습이 낮고, 탄력이 감소되어 있으며 피부색이 붉어지는 특징을 보였다. 이에 음허증 처방 65종을 발굴하고, 3가지 처방을 선택해 항염, 탄력, 피부장벽 등의 피부 효능을 검증한 결과, 한방 맞춤형 화장품의 적용 가능성을 확인했다. 앞으로는 음허피부 진단을 위한 객관적인 진단법과 음허로 인한 피부노화와 일반적인 피부노화와의 차이점을 규명할 수 있는 추가 연구가 필요하다.


최신 피부 유전 연구테라젠이텍스 바이오연구소 홍경원 이사·수석연구원
최신 피부 유전 연구테라젠이텍스 바이오연구소 홍경원 이사·수석연구원

유전자 검사비는 10만원 이하 정도로 가격이 많이 내렸다. 2016년 6월부터 시작된 DTC(Direct to Consumer) 서비스는 12가지 항목(체질량 지수, 중성지방 농도, 콜레스테롤 수치, 혈압조절, 혈당 조절, 탈모, 모발굵기, 색소침착, 피부노화, 피부탄력, 비타민C, 카페인 대사)을 검사할 수 있다. 보건복지부는 시범사업을 거쳐 내년부터 57가지 항목을 허용할 예정이다. 이 가운데 피부·모발관련 항목은 태양 노출후 태닝 반응, 기미·주근깨, 튼살·각질, 새치, 피부염증, 여드름 발생 등 11가지 정도다. 2017년 말 기준 GWAS(Genome Wide Association Study) 관련 논문은 3000여편에 이른다. GWAS 연구는 샘플수가 적고, 연구기간이 짧아도 충분히 연구 할 수 있다.

현재 아모레퍼시픽, P&K 피부임상연구센타, 테라젠이텍스, FLEXINK는 3000명의 멜라닌, 주름, 보습, 민간성 등 피부를 정밀 측정해 피부특성 예측 알고리즘을 개발하고 있다.


임상 빅데이터에 기반한 맞춤형 화장품 동향 분석P&K 피부임상연구센타 한효선 수석연구원
임상 빅데이터에 기반한 맞춤형 화장품 동향 분석P&K 피부임상연구센타 한효선 수석연구원

국내 화장품업계는 개개인 유전자, 피부분석 결과에 따라 기존 제품을 추천하는 상황이다. 한반도가 고온다습한 아열대성 기후로 변하면서 소비자들은 가벼운 제형과 복합 기능을 갖춘 앰플과 에센스, 세럼을 찾고 있다. 소비자들의 화장품에 대한 이해가 높아지고, 자신의 피부에 대해 잘 알게 되면서 스킨케어 제형의 경우 에센스·세럼과 앰플에 대한 임상의뢰가 증가하고 있다. 스킨케어 항목 분석은 더 세분화 되는 추세다. 메이크업 제형은 파우더와 파운데이션이 증가하고 있다. 메이크업 제형은 스킨케어와 비슷한 효과를 기대한다. 헤어케어 제품은 샴푸에 대한 임상 의뢰가 다소 줄었고, 계절별로는 두피케어 항목에 대한 임상이 늘었다. 헤어는 광택, 볼륨 등에 대한 항목이 많다. 이는 지난 4년간 임상 데이터를 분석한 결과다.


'천연화장품 원료개발 현황 및 발전방안 심포지엄’

알피니아 갈랑가(Alpinia galanga) 추출물의 항미생물 및 항염증 활성에 관한 연구컬러핑크(Colorpink) 이태호 기술이사
알피니아 갈랑가(Alpinia galanga) 추출물의 항미생물 및 항염증 활성에 관한 연구컬러핑크(Colorpink) 이태호 기술이사

알피니아 갈랑가(Alpinia galanga, 대고량강·大高良薑)는 동남아시아에서 분포하는 식물로 강황과 비슷한 모양이다. 약재나 향신료 등으로 주로 쓰인다. 알피니아 갈랑가 추출물(extract)의 주요 생리 활성 성분은 항박테리아 및 항염증 작용을 갖는 아세톡시카비콜 아세테이트(Acetoxychavicol Acetate)인 것을 확인했고, 알피니아 갈랑가에 높은 함량으로 존재했다.

알피니아 갈랑가 추출물은 화장품 원료로 실온에서 15개월 이상 안전할 정도로 장기 보존성이 우수하다. 아토피성 피부염과 같은 알러지성 질병의 병리 기전에 중요한 Mediator인 Mast Cell을 감별하는 특수염색법인 Toluidine Blue Method를 이용해 관찰한 결과 유발대조군(PC, Positive Control)에 비해 AC 처리군에서 Mast Cell의 수적 감소가 관찰됐다. 즉 알피니아 갈랑가 추출물은 여드름균의 억제와 피부 염증에 의한 표피층의 두께 증가와 진피내 염증 세포의 침윤을 개선, 조직병리학적 검토 결과 이러한 효능·효과는 Mast Cell의 감소와 더불어 IL-4와 IL-13을 발현하는 세포들의 감소에 의한 것으로 확인됐다.

Epidermis 두께의 표지 카커인 Cytokeratin10을 염색한 결과 ACA(1'Acetoxychavicol Acetate) 처리군에서 용량 의존성으로 Epidermis의 두께가 유발군에 비해 감소하는 경향을 보였다.

알피니아 갈랑가 추출물을 함유한 화장품 제형은 제품 사용전과 비교해 제품 사용 6주후는 통계적으로 유의한 수준의 Sebum 감소가 확인됐고, 사용전과 비교해 4주후 11.9%, 6주후 17.6%의 개선율을 나타냈다. GASS(Global Acne Granding System)로 평가한 육안 평가 결과 Global Score는 제품 사용 6주후 통계적으로 유의미한 수준으로 감소했다. 전반적으로 T-zone에서 개선효과가 나타나 여드름성 피부에 사용하기 적합하다. 즉, 피부의 피지 감소와 여드름 개선 효과가 있다는 것을 인체적용시험으로 확인했다. 따라서 알피니아 갈랑가 추출물을 함유한 화장품 제형은 여드름성 피부의 개선과 피부 염증을 완화하는 효능·효과를 기대할 수 있다. 이 연구는 지역기반육성기술개발사업의 지원을 받았다.


피부 질환을 위한 천연물의 초임계 추출(超臨界抽出, supercritical extraction)을 이용한 기능성 화장품 개발광주여대 미용과학과 최선은 교수
피부 질환을 위한 천연물의 초임계 추출(超臨界抽出, supercritical extraction)을 이용한 기능성 화장품 개발광주여대 미용과학과 최선은 교수

피부 질환 원인이 다양한 만큼, 복합적인 기능을 가진 소재를 많이 찾는 추세다. 산림청 연구과제로 동구바이오제약, 나노바이오연구센터와 함께 느릅나무(Ulmus davidiana var. japonica)를 초임계추출로 연구중이다. 이 연구에서 느릅나무가지 초임계추출물(USCF)과 느릅나무가지 초임계추출박 주정추출물(USCFR), 에틸아세테이트 용매분획물(USCFREA)이 면역 조절 작용, 항산화 작용 및 항알레르기 작용을 가지고 있음을 확인했다. USCF에서는 Triterpenoid류 3종(Maslinic acid, Oleanolic acid, β-Sitosterol)이 주된 생리활성을 나타냈다. 특허는 원물 확보 용이성, 생리활성(항산화, 항염, 향균), 특허권리성 등에 따라 느릅나무가지로 확보했다. 최근에는 국립수목원과 함께 계절별, 지역별 함량을 연구하고 있다. 탈모기능성 화장품도 연구중이다.


대나무 줄기 추출물의 화장품 적용:현재와 미래조선대 생명화학고분자공학과 신현재 교수
대나무 줄기 추출물의 화장품 적용:현재와 미래조선대 생명화학고분자공학과 신현재 교수

최근 화장품의 키워드로 내추럴(Natural), 오가닉(Organic), 에스닉(Ethnic)을 꼽을 수 있다. 대나무는 나무가 아니라 풀인데, 라이프 사이클이 4년에 불과한 재생가능한 산림자원이다. 대나무 성분은 Cellulose, Silica, Bamboo vinegar, Lignin, Polyphenols 등이 있다. 이번 연구는 전남 담양 지역의 대나무를 활용하기 위해 진행했다. 담양지역의 대표적인 대나무는 왕대(Phyllostachys bambusoides), 솜대(Phyllostachys nigra vqr. Enonis Stapf.), 맹종죽이다. 특히 왕대는 1톤당 75만원으로 가격이 저렴하다. 이번 연구는 지표면에서 10cm~20cm 이상의 줄기에서 리그닌(Lignin)을 추출했다. 리그닌은 2.5%만 넣어 포뮬레이션해도 UV 차단 기능을 보인다. 다만 리그닌의 색깔은 갈색을 띈다. 이 때문에 중국에서는 리그닌의 색을 빼서 판매하고 있는데, UV 차단 효능이 떨어진다. 하지만 다양한 제형에 적용할 수 있다. ABTS는 58㎍/mL 정도를 보였다. 안전성의 경우 MTT 분석에 따르면, 100㎍/mL의 농도까지 세포 독성이 나타나지 않았다. PN3(P. nigra stem extract)는 PKA/CREB, MITF를 올려준다. 이같은 결과를 보면, 대나무 줄기 추출물은 미백 화장품 및 UV 차단제 소재로 적용할 수 있다. 하지만 바이오 매스는 자원이 어느 정도 확보되어야 수익을 창출할 수 있을 것이다. 이번 연구는 산림청, 미래창조과학부의 지원을 받았다.


미생물 배양과 생물전환공정 기술을 통한 화장품 소재 개발큐젠바이오텍 김제경 팀장
미생물 배양과 생물전환공정 기술을 통한 화장품 소재 개발큐젠바이오텍 김제경 팀장

큐젠바이오텍은 고기능성화장품 원료 및 신소재를 개발, 생산하는 미생물 배양 전문기업이다. 한방 천연식물인 천문동과 대두배아를 치마버섯으로 생물전환한 결과, 베타글루칸(EPS) 생산성은 20.19g/L로 2~3배 증가했고, 생산수율(Yp/x)은 1.83으로 5배 증가했다. 플라보노이드 함량은 0.75g/L로 열수추출물에 비해 28배 늘었다.

신소재인 천문동과 대두배아 생물(발효) 전환산물의 효능은 항염효과가 0.2~1% 범위에서 급격히 증가해 2%에서 104.64%로 우수했다. 항균효과는 대장균과 황색포도상구균 Disc assay로 확인됐다. 항산화 효과는 IC50 0.111%로 우수했다. 항주름 효과도 IC50 1.20%로 뛰어 났다. 총아미노산 함량은 약 1.5배 증가했는데 Methionine이 다른 아미노산에 비해 10배 높은 증가율을 보였다. 이번에 개발한 기능성 소재는 콜라겐 생성 시험과 피부장벽 기능 개선 시험을 거쳐 특허를 출원했고, ICID 원료 등재를 진행중이다. 이 연구는 중소벤처기업부의 지원을 받았다.

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