천연방부원료의 필요성
화장품은 물, 오일류가 주성분이며 미생물의 탄소원이 되는 글리세린이나 솔비톨, 질소원이 되는 아미노산 유도체, 단백질 등이 배합되어 있어 세균이나 곰팡이 등의 미생물이 생장하기 쉬운 환경을 갖추고 있다. 그러므로 화장품을 사용할 때 손이나 다른 기구를 사용함으로써 미생물에 쉽게 노출되며 미생물에 오염될 경우에는 미생물에 의한 변취, 변질, 상분리, 부패 등이 일어나 정상적으로 화장품을 사용할 수 없는 상태가 된다, 따라서 미생물로부터 화장품을 장기간 보호하기 위하여 방부제를 필수적으로 사용할 수밖에 없다.1),2)
방부제는 화장품에 첨가되어 외부로부터의 미생물 오염 발생시 미생물의 증식을 억제하고 나아가 사멸하게 함으로써 화장품을 장기간 보호해 주는 역할을 한다. 기존에 사용되고 있었던 파라벤류는널리 화장품 방부제로 사용되어 왔으나, 알러지반응 및 체내 축척 될 경우 내분비의 교란 가능성과 내성균유발의 문제점이 대두되며 최근 국내 화장품에서는 사용하지 않는다. 이러한 상황에서 천연 원료를 선호하는 소비자들의 심리가 크게 작용하여, 이를 제품에 적극적으로 반영하고자 각종 천연 방부제의 필요성을 느끼고 있지만, 천연 방부 원료의 경우 대부분 변색, 변취, 안정성 저하, 좁은 항균 스펙트럼, 제형상의 문제점, 높은 가격 등으로 인하여 상용화하는데 어려움을 겪고 있다. ㈜엑티브온은합성 방부 대체 원료 뿐만 아니라 천연 방부 대체 원료 개발을 꾸준히 해오고 있으며, 천연 글리콜(glycol)류인 천연 프로판디올(Natural Propanediol, 제품명 Activonol-3), 천연 펜틸렌글리콜(Natural Pentyleneglycol, 제품명 Activonol-5N)등을 생산, 판매하고 있다. 이번에 새롭게 소개할 원료는 뛰어난 항균 효능을 가진 천연 유래 원료로 COSMOS 인증을 받은 천연 방부 대체 원료인 ActivonolGreen-GCP이다.
Activonol Green-GCP의 방부 효과
1. Activonol Green-GCP의 항균력 실험
세균(그람양성균, 그람음성균)과 효모, 곰팡이 대한 MIC(Minimum Inhibitory Concentration) 실험을 통해 Activonol Green-GCP의 항균력을 알아보았다.
Activonol Green-GCP을 희석하여 제조한 다양한 농도(0.01~20%)의 상기 시료를 트립틱소이배지(TSB)와 포테이토덱스트로스배지(PDB)에 첨가하여 제조한 액상 배양액에 세균, 진균(효모와 곰팡이)을 각각 106/ml, 105/ml의 농도로 접종한 후, 이를 32℃, 25℃에서 24시간, 48시간 동안 배양하였다. 이후 접종한 초기 균주의 수를 현저히 저해하는 농도를 최소생육 저해농도(MIC)로 선정하여, 항균 효과의 정도(-/+/++/+++)를 그림1과 같이 나타냈다.
그림 1과 같이 Activonol Green-GCP는 세균과 효모, 곰팡이에 대해 넓은 항균 스펙트럼을 가지고 있었다.
2. Activonol Green-GCP의 방부력실험
1.2% Activonol Green-GCP을 사용한 에멀젼제형으로 PCPC 가이드라인 (Personal Care Products Council Technical Guidelines) 방법대로 방부실험(Challenge test)을 하였다.3)
에멀젼 25g에 대장균(ATCC8739), 스타필로코쿠스 아우레우스(ATCC6538), 슈도모나스 애루기노사(ATCC99027)의 균 액을 각 시료당 초기 농도 106 cfu/g(집락형성단위, colony forming unit) 이상이 되도록 첨가하여 혼합하였다. 이어, 30~32℃ 항온조에서 4주간 배양하면서 0일, 7일, 14일, 21일 및 28일의 간격으로 에멀젼 1g씩 취하여 생균수를측정하였다. 또한, 효모는 캔디다 알비칸스(ATCC10231), 곰팡이는 아스퍼질러스 브라실리언시스(ATCC16404)의 균 액을 각 시료당 초기 농도 105 cfu/g 이상이 되도록 첨가하여 혼합한 후 25℃ 항온조에서 4주간 배양하면서 세균과 같이 0일, 7일, 14일, 21일 및 28일의 간격으로 에멀젼 1g씩 취하여 생균수를측정하였다.
1.2% Activonol Green-GCP을 사용한 에멀젼제형에서의 방부 결과는 그림 2에서 나타난 것과 같이 균 접종 후 7일차에 세균, 진균 모두 사멸하는 우수한 방부 효과를 나타냈다.
또한 1.2%에서 1.8%의 Activonol Green-GCP을 적용한 마스크, 겔, 크림, 샴푸 제형 등 다양한 스킨케어 제형과 헤어케어제형에서 방부 실험을 하였다.
그림 3에서 보는 것과 같이 다양한 스킨 케어 제품과 헤어 케어 제품에 적용했을 때도 뛰어난 방부 효과를 나타냈다.
Activonol Green-GCP의 피부 안전성
Activonol Green-GCP의 피부 안전성을 보기 위해 2.0% Activonol Green-GCP를 첨가한 마스크 솔루션 제형으로 24시간 단회첩포시험을수행하였다. 20세에서 60세의 성인 여성 피험자 33명을 대상으로 등부위에 시료를 첩포하여 24시간 후에 첩포를제거하고 피부 반응 판정 기준에 따라 홍반, 부종 등을 육안 판정하였다.4) 일차피부자극지수(Primary Cutaneous Irritation Index ; P.C.I.)와 시료의 유형을 고려하여 시험 결과를 해석하였다. 이 모든 피부자극 실험은 임상전문기관 ㈜아이이씨코리아에서수행하였고 피부과 전문의의 지도하에 진행하였다.
실험 결과 그림 4과 같이 Activonol Green-GCP는 무자극으로 확인되었고, 시험 도중 피부 감염이나 피부 질환 증세는 관찰되지 않았다. 또한 시료와 연관된 특이적 피부 병변과 민감성 자극 등 특이적 유해사례나 부작용도 나타나지 않았다.
Activonol Green-GCP, 100% Natural 천연 방부 소재
Activonol Green-GCP는 MIC 항균 실험을 통해 세균과 진균에 넓은 항균 스펙트럼을 가지고 있음을 확인하였고, 1.2%에서 1.8%의 농도에서 여러 스킨 케어 제품과 헤어 케어 제품에 적용했을 때 높은 방부 효과를 나타냈다. 또한 2.0% 농도에서 피부 자극 임상 실험을 한 결과 무자극으로 나타났다. 따라서 Activonol Green-GCP는 피부에 안전하게 사용할 수 있는 천연 방부 대체 원료라 할 수 있다.
- 제품명 : Activonol Green-GCP
- 표시명칭(화장품) : 글리세릴 카프릴레이트, 글리세릴 운데실리네이트, 펜틸렌 글리콜
- INCI명 : Glyceryl caprylate, Glyceryl undecylenate, Pentyleneglycol
- 추천 농도 : 1.2 ~1.8%
- Activonol Green-GCP는 COSMOS인증을 받은 천연 유래 방부 대체 원료입니다.
국내특허출원번호: KR19-74117
PCT출원번호: PCT/KR2019/018672
참고문헌
1) 구정은, 화장품에 사용되는 천연방부제 연구 동향. Kor. J. Aesthet. Cosmetol., Vol. 11 No. 5,
835-844, October 2013
2) Smith CN, Alexander BR. Toxicology in Vitro . 19: 963969. 2005.
3) Personal Care Products Council Technical Guidelines 2018 Edition
4) BasketterDA, The classification of skin irritations by human patch test. Food and Chemical Toxicology, 1997, 35, 845-852.
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