서론
국내 화장품 시장은 이미 성숙 및 포화 수준에 도달 하고 있어 앞으로 세계시장에서의 경쟁력을 향상시켜
야 할 필요성이 절실한 상황이며, 우리나라 고유의 국 산 화장품 브랜드의 개발과 수출 전략 마련의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 우리나라 화장품 제조에 사용되 같은 인증 약재 원료에 대한 니즈는 지속적으로 증가
할 것으로 보여진다.
결론
최근 국내 화장품 시장이 성숙단계에 진입함으로써 많은 화장품 제조회사들은 새로운 성장 동력으로 해 외시장에 눈을 돌리고 있다. 특히 무한한 가능성을 지 닌 중국에 앞다투어 진출하고 있다. 조만간 국내의 많 은 한방브랜드들이 국내에서와 마찬가지로 해외에서 글로벌 회사들의 브랜드와 치열한 경쟁을 하게 될 것 이다. 한방화장품이 글로벌 경쟁력을 갖기 위해서 우 선적으로 시급한 부분이 한의학적 이론의 피부의 관 점에서의 과학화이다. 한방화장품에 사용하는 다양한 약재 원료들이 실제로 피부에는 어떠한 영향을 미치
고, 한의학적 이론과는 어떠한 상관성을 가지는 가에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 또 글로벌에서 통용 될 수 있는 한방논리를 구축하기 위해서는 서구에서 보편적으로 받아들여지고 있는 대체보완의학과 한의 학의 유사점 또는 차이점에 대한 비교 분석이 필요하 다. 한방논리와 함께 또 하나 한방화장품의 경쟁력에 서 중요한 부분이 질 좋은 약재를 수급할 수 있는 시 스템의 구축이다. 한방화장품 원료의 원재료로 사용 되는 약재에 대해서 소비자들이 안심하고 믿을 수 있 는 재배, 가공, 유통의 시스템이 구축되지 않고서는 국 제 경쟁력을 가질 수 없다. 약재의 관리 시스템을 구 축하기 위해서는 화장품 업계와 한약재를 생산하는 지자체와의 긴밀한 협조가 필요한 사항이다.
발효 및 바이오 전환기술을 이용한 화장품 신소재 개발
김 창 호
콧데상사, (주)익수제약 연구소 [email protected]
는 원료의 약 80% 이상은 해외 수입을 통해 이루어지 고 있는 실정이다. 화장품 원료 수입품 가운데 수입실 적이 높은 원료들은 각국이 특허 등의 방법을 통해 산 업차원에서 보호하고 있기 때문에 국내에서 이를 수입 할 경우 고가의 로열티를 지불해야 한다. 그리고 수입 화장품의 성장세가 지속되고 있는데, 이를 극복하기 위 한 방안으로 내세우는 것이 바로 국내 한방화장품으로 인식되고 있다. 한방화장품은 수입에만 의존하던 화장 품 원료를 국산으로 대체할 수 있고 시대적 트랜드인 웰빙에 부합하면서 소비자의 수요가 지속적으로 늘어 나고 있어 국내 화장품 산업 발전 도모와 국제시장에서 의 수출 교두보를 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
한방화장품에 대한 관심 집중으로 현재 한방 화장 품 시장에 진출한 업체수는 30여개를 넘어섰고 설화 수, 후, 수려한, 백옥생, 십장생, 산심, 수향진 등 브랜 드 수만 120여개에 달한다. 현재 화장품 업계는 한방 화장품을 장기적인 신성장 동력으로 삼고 독자적인 기술력을 확보하겠다는 전략이다. 또한 해외시장 진 출을 위한 포석으로 삼을 계획이며 FTA 등 시장 개 방 시대에 세계와 경쟁할 수 있는 유일한 경쟁력으로 삼고 더욱 특화시키겠다는 의지를 보이고 있다. 이처 럼 한방화장품 시장의 장기화가 지속될 것으로 보는 현시점에서 보다 차별화된 한방원료의 개발이 절실하 다고 판단되며 이에 대한 방안으로 발효 및 바이오 전 환 기술을 우리의 전통적인 이미지를 한방소재와 접 목시킴으로서 한방화장품의 한류브랜드를 보존·정 착시키고 한방소재의 기능성을 보다 과학적으로 향상 시키고자 하는 연구가 국내에서 진행되고 있다. 그리 고 최근 웰빙 열풍으로 친환경 성분이 소비자들에게 큰 관심을 모음에 따라 발효한방화장품도 친환경으로 컨셉의 업그레이드 현상이 나타나고 있다. 2007년 LG 생활건강의 수려한이 한방화장품에 발효 기법을 도입,
‘수려한 효’라인을 출시한 이후 큰 주목을 받았던 발 효한방화장품이 다수의 기업들의 참여로 친환경적으 로 변화되고 있는 추세다[표 1]. 이 같은 현상은 발효 기법을 도입해 화장품을 개발하는 기업들이 늘어나면
서 각사들이 소비자들의 웰빙에 대한 성향에 부합되 는 제품 개발로 차별화를 꾀하고 있기 때문이다. 특히 국내에 발효 기법이 도입되고 있는 화장품 유형이 한 약재를 활용한 한방화장품이 대다수여서 친환경 성분 을 앞세운 마케팅으로도 활용이 가능해 발효한방화장 품 개발은 앞으로도 큰 이슈가 될 전망이다.
발효 및 바이오전환 기술로 개발된 소재의 특성
우리나라 국민들은 김치, 된장 등 발효식품을 많이
이용하기 때문에 발효라는 개념이 매우 친숙하다. 그
리고 발효기술을 이용하여 새로운 소재를 개발할 경
우 기존 소재와 완전히 새로운 효능을 보이거나 유해
한 많은 성분들이 안전한 성분으로 변화된다고 알려
져 있다. 하지만 현재 화장품에 적용되는 많은 발효소
재들이 천연발효 또는 자연숙성에 가까운 발효 방법
을 사용하는 것으로 알려져 있다. LG생활건강에 따르
면 자연발효란 가공하지 않은 다양한 원료를 있는 그
대로 두고 물과 바람, 대지, 계절 등 자연의 힘을 이용
하여 피부에 유용한 성분을 자연스럽게 생산하는 방
식이다. 비록 시간이 오래 걸리지만 다양한 물질들을
얻을 수 있어 보습과 항산화, 주름개선, 세포활성, 피
부결 개선 등의 효과를 얻을 수 있다는 것이 강점이
다. 하지만 천연발효 또는 자연숙성 방식의 발효는 생
산 batch 별로 일정한 품질의 발효생성물을 얻기 어
려우며, 품질의 관리도 어려운 면이 있다. 국내는 1960
년대부터 시작한 아미노산 핵산 발효 및 1980년 이후
항생제발효산업을 통하여 훌륭한 발효설비와 우수한
발효기술자를 많이 보유하고 있다. 하지만 2000년 이
후 중국 및 인도에서 생산되는 저가의 아미노산, 항생
제와 같은 발효제품으로 인하여 CJ, 대상, 종근당 등
대부분 발효회사들이 사업을 포기하거나 생산기지를
해외로 이전하였다. 하지만 여전히 우수한 인력과 발
효설비는 국내에 존재하고 있다. 이러한 우수한 인력
과 설비를 활용하여 화장품산업에 사용될 수 있는 품
질이 안정되고 새로운 효능의 발효소재를 생산할 수
있다면 국내 발효산업 및 화장품산업에 동시에 도움
이 될 수 있다고 사료된다.
한방화장품 소재를 미생물 또는 효소를 이용하여 바이오 전환시키는 경우 [표 2]에서와 같이 다양한 효 과가 있다고 알려져 있다. 첫 번째로 화장품 소재내에 들어 있는 많은 물질의 크기가 작아진다. 보통화장품 은 입자의 크기가 마이크로미터이다. 그러나 마이크로 의 크기는 피부흡수가 제한적이다. 발효화장품의 입자 크기는 천연적으로 30~70나노미터가 되어 흡수력에
있어서는 최상이 된다. 그리고 미생물이나 효소는 식 물체에 존재하는 배당체물질에서 당을 제거하여 기능 이 대폭 향상된 물질로 전환시킨다. 그리고 미생물이 자라면서 비타민, 유기산등 피부에 유리한 영양성분이 생성되어진다. [표 3]는 일반 두유와 식물성 유상균을 이용한 발효를 시켰을 경우 다양한 비타민과 영양성 분들이 생성됨을 보여주고 있다. 그리고 한약재와 식 품에 존재할 수도 있는 중금속, 농약 잔유물 등 피부에
바실루스 청국장에 들어있는 미생물을 화장품
바이오닉 로제화장품 청국장 피부보호, 황산화효과, 피부트러블 개선, 피부청정효과 등
프로그램 피부 트러블에 탁원한 효능
콩 발효 메주와 콩을 발효해 만든 화장품
화장품 첼리스트 콩 ‘소이본’화장품은 콩을 발효할 때 생기는 이소플라본이
‘소이본’ 주원료
비타민A보다 뛰어난 hyaluronic acid 증가 효과를 가지는
비싸이클 일본
대두 대두비피더스균 발효액“BE액”을 배합
리프팅 에센스 야쿠르트 “BE액”이란 양질의 대두(두유)를 비피더스균(B.브레베.
야쿠르트균주)으로 발효
수려한 효 LG생활건강 한약재 한약재에 효모를 첨가해 발효시켜 한약재 유효성분을 20배
이상 증폭 발효 한약재로 경북 경산의 매실·갈근·목향·
한약재를 각각의 특성에 맞게 건조시키고 전통 옹기에서 만든 화장수 벤처농업인 천궁·작약·동충하초 등
숙성시킨 뒤 그 추출물을 증류해서 만드는 것 18가지 한약재
미샤 과일 천연과일 발효액에 열대과일, 곡류 등을 한번 더 발효 처리한
발효 비누 미샤 천연과일, 열대과일, 곡류
성분으로 항균력 및 항산화력을 높여줘 피부건강에 좋다.
천연발효오일, 인삼, 발효물질로 양친매성을 띈 식물성 불포화 지방산을 이용 이폴리(Epolli) 이폴리(Epolli)
당귀를 포함한 한약재 천연발효오일(허브성분)워터를 이용
㈜SBB 특허받은 원료 단계에서부터 미생물의 영양학과 발효기능을 활용해
산산라이프 일본의 소보 복합발효 상용화
바이오테크 영양배양액 발효식품의 원리를 이용해 피부가‘섭취’하도록 만들어진 제품
콩 수수 율무 발아현미와 한방을 발효해서 만든 화장품 비욤 ㈜미애부 DF-III Complex 곡물을 천연미생물(효모)공법을 이용하여 발효하고 다른
기능성물질 포함하여 DF-III complex를 만듬
디라닌 아샤코스메틱 오이와 포도 오이와 포도 원액을 이용해 동충하초 균사체를 발효시킨
(Delanin) 눈꽃동충하초 배양액
미락오일 미락화장품 양의 양수, 허브 중국의 청정지역에서 방목된 양의 신선한 양수와 엄선한
미락바디오일 허브를 원료로 하여 발효, 양수 발효화장품
표 1. 국내 유통 발효 화장품
제품명 제조 및 판매 사용 원료 특징
유해할 수 있는 물질들이 미생물에 의하여 분해되거 나 흡착되어 제거되는 효과가 있다고 알려져 있다. 이 와 같은 여러 가지 목적을 위해 적절한 발효 미생물 탐색이 필요하다.
발효한방화장품의 인기와 함께 국내에서 미생물의 효소전환반응을 이용한 천연화장품 소재 개발과 관련 된 많은 특허가 출원되거나 등록되고 있다. 유용미생 물을 이용한 화장료 조성물 및 그의 제조방법(특허 10-2005-0085925), 대두발효추출물 및 이를 함유하는 화장료 조성물(특허10-2004-0007951), 유산균 곡물 발효액 및 이를 이용한 화장료 조성물(특허 10-2002-
0044064), 천연 발효수를 이용한 스킨 및 그 제조방법 (특허 10-2005-0091817) 등 국내에서 이루어진 미생 물 발효를 이용한 새로운 화장품 소재 개발에 대한 다 양한 특허가 출원되고 있다. 하지만 해외에서 발효를 이용한 천연재료의 변환을 주요 기작으로 하는 화장 품 원료의 개발에 관한 특허와 연구 내용은 매우 미미 한 실정이다. 이는 미생물 발효를 천연성분의 생물변 환반응으로 응용하기 보다는 미생물이 생산하는 분비 물에 대해 주로 연구가 수행되었기 때문인 것으로 보 인다. 일본의 일환(一丸) 팔코스 회사에서 개발한‘파 멘테츠’ 가 있다. 파멘테츠는 과즙을 배지로 하여
- 천연물 추출공정을 시작으로 발효 관련 공정 공정 - 재료 및 성분에 따른 최적의 추출공정 - 발효 후 균체 제거
- 추출 또는 후 정제공정 등 약 5~10 여개 공정으로 구성 성분 - 천연물에 이미 함유되어 있는 각종의 성분들 - 각종 천연물성분 + 전환효소의 작용에 의한 이들 성분들의
활성화 + 발효 균주에 의한 새로운 성분들의 생성 피부 - 추출물의 성분에 따라 흡수성과 자극성이 - 분해효소의 작용에 의한 저분자화로 피부흡수성이 증가
적합성 상이함 - 피부자극성과 알러지 성분 감소(예, 우유와 콩단백질의 알러지
성분이 요구르트와 청국장의 경우 없어짐) 표 2. 천연추출물 소재와의 차이점
천연추출물 발효추출물
Vitamin B1 1.0 0.04 1.0 과민성 피부 개선
Vitamin B2 0.1 0.04 1.2 손톱과 모발의 성장
Vitamin B3 5.1 0.4 13.0 피부의 수분 유지
Vitamin B6 0.4 0.06 1.5 단백질의 생성과 분해
Vitamin C 54.0 0 100.0 피부 노화방지
Vitamin D 0.076 0 0.005 염증 조절, 감염예방
Vitamin E 3.4 0.3 10.0 피부노화방지
Folicacid 1.1 0.028 0.25 핵산의 합성(세포재생)
GABA 13.0 주름 개선
Free amino acids 2,600 천연 보습인자, 세포재생
Isoflavone 15.0 9.0 식물성 여성호르몬 유사체
Dextran 4.8 0 25.0 장기능 개선
유산균 대사 식이섬유 - 발효두유*: 두유공장 plain 두유를 복합 식물유산균으로 3일간 배양한 액
- 두유** : 농촌자원개발연구소(식품성분표6개정), 논문자료 참고 표 3. 두유와 식물유산균 발효두유의 영양성분 비료
영양성분 발효두유* 두유** 일일 영양소
(mg/100g) (mg/100g) 기준치(mg) 비고
lactobacillus plantarum으로 발효를 행하여 당질에 의 한 끈적임을 감소시키고 이들 당질을 젖산으로 변환 시켜 결과적으로 끈적임과 자극성을 감소시킨 발효과 즙 화장품 원료이다. 그리고 SK-II는 효모 발효산물을 사용하여 고가의 인기 발효화장품을 판매하고 있다.
누룩발효를 이용한 고기능성 화장품 소재 개발 누룩은 우리의 전통술 제조상 가장 특징적이며 독 특한 효소 및 발효 미생물원으로 알려져 있다. 누룩에 는 다양한 미생물과 자연중의 세균, 효모, 곰팡이 등이 부착되어 번식함으로써 amylase, glycosidase, protease 등의 많은 효소 생성을 유도할 수 있다. 누룩 에서 만들어지는 이들 복합효소를 이용하면 한방 원 료가 갖는 toxin을 완화내지는 제거할 수 있으며 폴리 페놀 배당체를 비배당체 형태로 생물전환하여 활성화 시킬 수 있다. 누룩곰팡이는 발효공업에서 매우 중요 한 곰팡이이며 된장, 간장, 단술, 청주 등 우리의 전통 식품과 깊은 관련을 갖는다. 그리고 누룩곰팡이는 1980년대부터 이용되어온 대표적인 미백 소재인 코지 산(kojic acid)을 생산하는 균이다. 코지산의 미백효과 와 누룩곰팡이가 분비하는 글루코시다제를 이용해 한 방 재료의 폴리페놀을 활성화하여 얻은 발효액으로 발효한방화장품을 개발하게 된다면 피부 미백과 주름 에 뛰어난 기능성 소재를 개발할 수 있을 것으로 판단 된다. (주)콧데는 감초와 천마를 원료로 누룩곰팡이 를 이용하여 화장품 원료로 우수한 항노화물질과 미 백원료를 개발하여 상업화에 성공하였다.
1) 감초와 바이오전환기술을 이용한 항노화 물질 생산 감초[그림 1]는 약방의 감초라는 표현이 있듯이 한 방에서 가장 많이 사용되는 한약 재료로 알려져 있다.
기관지 천식, 아토피, 소염작용, 항산화 기능도 뛰어나 며, 혈액을 맑게 해주기 때문에 피부미용에도 좋다고 알려져 있다.
[표 4]와 같이 대표적 감초로 Glycyrrhiza glaba, Glycyrrhiza uralensis 두 종류가 알려져 있다. 국내에
서 화장품원료로 사용되고 있는 감초추출물은 Glycyrrhiza glaba으로부터 유용성 추출과정을 거쳐 얻은 추출물이 glabridin의 함량이 높아 주로 화장품 원료로 사용되고 있다. 하지만 감초의 다른 수종인 Glycyrrhiza uralensis에는 항노화제로 우수한 효과를 나타내는 Liquiritigenin의 원료가 되는 다양한 배당체 를 함유하고 있다고 알려져 있다.
(주)콧데의 연구진들은 누룩곰팡이의 효소전환반응 을 이용하여 감초추출물로부터 고순도의 Liquiritigenin 을 다량 생산할 수 있는 바이오전환반응을 연구하여 상업화에 성공하였다. (주)콧데는 개발된 바이오전환 기술을 이용하여 Liquiritigenin을 고농도로 함유한 추 출물 및 고순도로 정제된 Liquiritigenin을 생산해 기능 성 한방화장품의 원료를 포함한 phytoestrogen 효능 을 나타내는 식품/의약품으로써도 이용을 확대할 계 획이다. 경동시장에서 판매되는 감초는 중국산이 대 부분이며 일부가 우즈베키스탄에서 수입되고 있는 실
그림 1. 감초.
주요 성분 Liquiritigenin 배당체 Glabridin 피토에스트로겐
Tyrosinase 저해 활성 기작 (phyto-estrogen)
콜라겐생성, 항산화제 (미백)
제품화 여부 ICID 미등재 Glabridin Powder (40%함량, 800만원/KG) 누룩발효시
주름개선 -
기대효과
표 4. Glycyrrhiza uralensis와 Glycyrrhiza glaba의 성분 및 특징
G. uralensis G. glaba
정이다. 본 연구 성과로부터 감초의 고부가가치적 이 용이 증대된다면 국내에서도 감초의 활성성분의 고농 도화를 위한 연구를 비롯하여 농가 재배의 확산으로 이어질 수 있을 것으로 기대되고 있다.
감초추출액의 Liquiritin과 Liquiritin apioside는 [그림 2]와 같이 Liqutritigenin으로 전환된다. [그림 3]
에서와 같이 배양시간에 따라 Liquiritin과 Liquiritin apioside들이 Liqutritigenin으로 전환됨을 보여준다.
2) 천마와 바이오전환기술을 이용한 항노화 물질 생산 천마는 3,000년 전부터 한약재로 사용되었지만 재 배가 매우 어려운 식물로 알려져 있다[그림 4]. 한방 에서는 땅속줄기인 천마를 진경·강장 및 현기증·두 통·신경쇠약 및 감기의 열, 손발이 저린데 하루 3~5g씩 복용한다. 특히 중풍과 반신불수에 특효가 있는 것으로 전해진다. 천마에 천궁(川芎)을 첨가하 여 달여 먹으면 더욱 효과가 있다고 알려져 있다.
천마에는 다양한 폴리페놀, 아미노산, 핵산 등이 풍 부하다고 알려져 있으며 특히, Gastrodin 성분이 매우 풍부(약 0.9% 함유)하다. 천마에 들어있는 Gastrodin 은 누룩발효를 통해 4-hydroxybenzyl alcohol(4- HBA)으로 전환되고[그림 5], 비교적 고농도로 얻을 수 있다. 4-HBA는 하이드로퀴논과 분자구조가 유사 하여 강력한 미백작용을 나타낼 것으로 예상된다.
그림 2. 누룩발효에 의한 Liquiritigenin의 생성.
그림 3. 누룩발효의 배양시간에 따른 Liqutritigenin의 생성.
결론
한방화장품은 개발 초기 피부 건강 측면에서 연구 된 사례가 대부분이었지만 최근‘웰빙’ , ‘내추럴 뷰 티’열풍에 힘입어 천연 성분을 함유한‘자연주의’화 장품의 한 축으로 각광받고 있다. 최근에는 이러한 한 방천연 소재에 우리나라 고유의 전통된장, 고추장, 청 국장 등에 적용되는 발효이론을 접목한 천연 발효 바 이오 신소재 및 이를 활용한 발효한방화장품이 주목 받고 있다. 발효는 안전하고 효능 있는 제품을 생산하 는 웰빙시대에 부합하는 유망한 21세기 바이오 축이 되고 있다. 지금까지 발효기술은 식품, 의약품분야에 주로 활용되었지만 새로운 분야에 적용하려고 하는 연구가 우리나라를 필두로 해서 국제적으로 활발해 졌다. 발효기술과 발효의 의미로 조금 더 확대한 바이 오전환기술은 우리의 특색이 가장 잘 반영되고 있는 화장품인 고기능성 발효한방화장품 개발을 위한 전환 점을 마련하는 계기가 될 수 있을 것으로 보인다. 그 리고 발효한방화장품이 국내시장에서의 차별화된 컨 셉으로 성장할 수 있는 교두보를 마련하는 것은 물론 국제시장에서 경쟁력을 확보하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
유기농 화장품의 정의 및 관련 제도
유기농 화장품은 친환경 자연주의를 표방하는 일반 적인 천연화장품과 구별되어야 할 필요성이 있으며 저자극, 천연원료 화장품을 넘어 엄격한 인증 요건의 충족이 필요하다.
유기농 화장품에 대한 관련 규정에 있어 우리나라 의 경우 식약청에서“유기농 화장품 표시, 광고 가이 드라인” 을 시행하여 2010년 1월부터 시행하고 있는데, 이에 따르면 유기농 원료란“친환경 농업 육성법” 과 식약청이 공지하는 국가별 유기농 인증기관 또는
그림 4. 천마와 뿌리.그림 5. 누룩발효에 의한 Gastrodin의 전환.
유기농 화장품의 이해 및 발전 방안
하 병 집
(주)콧데 연구소 [email protected]
