장미꽃잎 추출물의 피부미용 개선 효능 평가

Extraction conditions for Rosa gallica petal extracts with anti-skin aging activities

[더케이뷰티사이언스]  꽃은 우리 일상에서 축하, 기념 등을 위한 선물로 익숙하다. 특히 ‘꽃의 여왕’으로 불리는 장미꽃은 매년 5~6월이면 아름다운 자태를 뽐낸다. 이러한 장미꽃잎이 항염증 및 주름 예방과 같이 피부에 이로운 효능이 있다는 연구 결과를 보고나니 집에 말려 놓은 장미꽃에 눈길이 갔다.

2017년 기업의 기술지원 요청으로 처음 장미꽃을 접한 임태규 선임연구원은 짧은 연구기간 이었음에도 장미꽃잎추출물의 뛰어난 효능을 발굴하여 후속 과제를 통해 연구를 이어왔다. 그 결과로 작년과 올해에 걸쳐 두 편의 논문을 연이어 발표했다. 염증 관련 메커니즘 발굴과 더불어 지금도 장미꽃잎 연구를 진행 중인 그에게 궁금한 점을 물었다.

두 차례에 걸쳐 장미꽃 추출물 연구결과를 발표하셨는데 내용을 소개해주세요.

장미꽃이라고 하면 보통 기념일을 위한 선물의 하나로 생각하기 쉬운데요. 실제로 장미속(Rosa spp.)식물의 순, 꽃잎, 열매가 식품 원료에 등재되어 많이 이용되고 있습니다.

이전 발표 논문¹은 70% 에탄올로 추출한 장미꽃잎추출물의 피부염증억제 효능에 대한 내용을 다룬 것입니다. 장미꽃잎추출물이 Mitogen-activated protein kinases(MAPKs) 신호전달체계를 저해함으로써 염증성 인자 Cyclooxygenase-2(COX-2)를 억제한다는 사실을 확인했지요. MAPKs 신호전달체계는 크게 3개의 단백질 JNK, ERK, p38로 구성되어 있고, MKK4, MEK, MKK3/6의 각 인산화(Phosphorylation)를 통해 활성화됩니다.

이러한 MAPKs 신호전달체계는 피부뿐만 아니라 우리 인체에서 일어나는 많은 염증과 관련이 되어있다고 밝혀져 있으며 암의 발생, 비만 및 당뇨와 같은 만성질환과의 관련성도 보고되어 왔습니다.

1. MH Lee, TG Nam, II Lee, EJ Shin, AR Han, PJ Lee, SY Lee, TG Lim. Skin anti-inflammatory activity of rose petal extract (Rosa gallica) through reduction of MAPK signaling pathway. Food Sci Nutr. 6: 2560–2567 (2018).

그렇다면 후속 논문인 이번 연구결과는 어떤 의미를 갖나요?

우선 앞서 말씀드린 것과 같이 MAPKs 신호전달체계는 염증 발생에 매우 밀접한 관련이 있어요. MAPKs를 억제하면서 장미꽃잎추출물의 항염증 효능을 밝혔고, 이에 추가적으로 피부미용 기능성의 최적추출조건을 제시했다는 점이 이번 논문의 독창성(Originality)이라고 할 수 있습니다.

그림 2와 같이 처음에는 에탄올 함량이 너무 많으면(90%, 100%), 추출물 색상에만 단순히 영향을 주는 줄 알았는데 그렇지 않은 것 같습니다.

색상이 변화하면서 장미꽃잎추출물이 갖는 안티링클(Anti-wrinkle) 관련 효능의 변화를 관찰할 수 있었습니다. 저 또한 이러한 결과가 매우 흥미로웠는데요.

수많은 선행 문헌을 통해 장미꽃의 ‘안토시아닌(Anthocyanin)’ 성분이 장미의 붉은색을 나타내면서 다양한 생리활성을 보이는 성분임을 확인했습니다. 에탄올 함량이 높은 추출물에서는 붉은 색이 옅어지는 것을 확인하면서 동시에 피부미용개선 효능은 약해지는 결과를 얻었지요.

그럼 안토시아닌이 안티링클 관련 효능에 영향을 준다는 의미인가요?

저희는 실험과 참고문헌들을 통해 안토시아닌의 추출이 잘 되지 않아 영향을 미치지 않았을까 예상하고 있습니다. 이를 입증하기 위해 현재는 수많은 안토시아닌 중, 어떤 안토시아닌이 장미꽃잎추출물의 피부미용개선 효능에 관련되어 있는지 확인 연구를 진행하고 있어요

이외에도 이번 논문 이후에 추가적으로 계획 중인 연구도 있나요?

피부미용개선 효능에 관한 연구는 계속 진행 중이며, 이너뷰티 소재로 적용가능성에 대한 연구도 진행하고 있습니다. 장미꽃잎추출물 섭취로 동물모델에서 개선 효능을 입증하는 실험을 진행 중인데요, 좋은 연구결과로 다시 뵙고 싶네요.

꼭 좋은 결과로 다시 뵐 수 있으면 좋겠습니다. 박사님의 연구 발자취를 따라가다 보니 기존에 다양한 천연 소재와 더불어 암 연구를 많이 해 오셨더라고요. 피부 연구를 하는 데 어려움은 없었나요?

사실 박사학위 과정까지는 천연물 유래 암 예방 물질 발굴에 관한 연구를 해왔습니다. 피부 관련 연구는 박사학위 이후에 처음 시작했지요. 그렇지만 암의 발생 과정과 피부 노화 과정이 상당부분 오버랩 되어 연구하는데 큰 어려움은 없었습니다.

그런데 이따금 제가 발표했던 논문 목록을 볼 때 시나브로 암 관련 논문 수보다 피부 연구관련 논문이 더 많이 쌓이게 된 것을 확인할 수 있었습니다. ‘아직 많이 부족하지만 본격적으로 피부 관련 연구자가 되었구나’ 하는 생각도 들더라고요.

연구를 통해 실제 화장품, 건강기능식품과 같은 적용 개발 사례가 있는지요.

박사학위 이후 박사후연구원 시절 참여했던 과제 결과가 건강기능식품 원료로 인정받았던 기억이 납니다. 건강기능식품, 화장품 원료개발까지의 과정이 매우 힘든 줄 알고 있지만 저 또한 꼭 한번 직접 과제 책임자로서 해 보고픈 일 중 하나입니다.

이외에도 관심 있는 연구 분야가 궁금해요.

효능이 뛰어난 소재를 발굴해 꼭 제품화까지 참여하는 연구를 진행해보고 싶습니다. 사실 제 주된 연구 분야가 기능성 평가 분야다 보니 한때는 효능이 좋으면 뭐든 제품화까지 가능하다고 생각했었어요. 그런데 화장품, 식품업계에 종사하시는 분들을 만나 이야기를 나누다 보면 ‘우물 안 개구리였구나’라는 생각을 버릴 수 없었습니다. 그래서 하나의 소재가 제품화되는 과정에서 수많은 난관을 하나씩 배워가며 나아가고 있습니다.

인터뷰를 마무리하면서.

“빨리 가려면 혼자 가고 멀리 가려면 함께 가라”는 말이 있듯이 좋은 연구를 위해서는 나 혼자만의 능력보다는 많은 분들과의 협업이 중요하다는 것을 다시 한 번 느끼게 되었습니다. 현재도 연구를 위해 힘쓰고 계시는 많은 분들과 과제를 진행하는데 도움주신 본부장님께 감사하다는 말씀 전하고 싶습니다.

ABSTRACT
The anti-skin inflammatory activities of rose petal extracts have been described in our previous study. Because skin inflammation is closely linked to skin aging, our study investigated the effects of Rosa gallica petals on skin aging-related activities such as skin whitening and anti-wrinkle properties. Each sample was prepared via extraction using different ethanol ratios with the objective of evaluationg optimal extraction conditions for industrial application. Aqueous 50% (v/v) EtOH extract of R. gallica petal significantly suppressed tyrosinase activity, melanin production, and solar UV-induced matrix metalloproteinase-1, a hall mark of wrinkle formation. In addition, the aqueous 50% (v/v) EtOH extract showed the highest antioxidative effect and had highest flavonoid contents, consistent with the reported anti-aging effects. Overall, our findings suggest that R. gallica petals extracts exhibit antiaging effects. Furthermore, 50% EtOH extraction, in particular, was optimal for the highest anti-aging, and antioxidative effects as well as to obtain the highest flavonoid content.

KEYWORDS
Rosa gallica, Skin aging, Flavonoid, Antioxidative effect