1. 소개

 

수분이 부족한 피부는 보습작용이 떨어져 세포의 재생능력이 저하돼 탄력이 줄어들고 주름이 생기면서 피부 노화가 촉진되기 때문에 피부관리에 있어서 가장 기본이 되는 것이 피부보습이라고 할 수 있다. 피부보습제는 피부를 촉촉하게 하는 물질로 수분을 끌어당기는 흡습 능력과 수분 보유력이 강하고 피부와의 높은 친화성을 가지는 성분이다.

 

안전성 천연유래(특히 비건)와 친환경 등에 대한 소비자들의 관심이 증가하고 있는 요즘 피부보습을 위해 합성 보습제 뿐 아니라 천연소재들 특히 다당체, 당단백, 단백질과 같은 다양한 천연고분자 들이 보습용 화장품에 많이 이용되고 있다.

 

버섯은 식물도 동물도 아닌 1만여개의 무수한 종을 보유한 균류이며 차가버섯, 영지버섯, 치마버섯, 흰목이버섯, 노루궁둥이버섯 등과 같은 많은 버섯들이 화장품에 이용되고 있다. 다양한 영양성분과 베타글루칸, 다당체 등이 포함돼 있으며 면역력 증진, 보습, 항염과 항노화 등 같은 피부효능을 가지고 있어 최근 뷰티 시장에서 머쉬룸 뷰티(mushroom beauty)로 주목받고 있는 화장품 소재이다.

 

흰목이버섯(tremella fuciformis)은 이담자균강(Heterobasidiomycetes) 흰목이목(Tremellales) 흰목이과(Tremellaceae)에 속하는 버섯으로 한국, 일본, 중국, 유럽과 아메리카 등 전 세계에 걸쳐 분포하고 있다[1]. Snow Fungus, Snow Jelly Mushroom, 흰젤리버섯(white jelly fungus), 은이(silver ear) 등 다양한 이름으로 불리는 흰목이버섯은 스킨케어, 면역기능개선, 질병예방 등의 목적으로 중국에서 수천년간 이용돼 왔다.

 

과거 양귀비와 서태후가 미용식으로 즐겨먹은 흰목이버섯은 황실에서만 먹을 수 있는 귀한 식재료였다고 한다. 건조된 흰목이버섯은 비타민D 함량이 세계에서 가장 높은 식품이며 이는 연어의 60배, 참치의 156배, 새우의 259배나 되는 함량이다. 탄탄한 피부를 위한 셀레늄과 콜라겐이 풍부하며 흰목이버섯의 다당류는 식균능력을 증가시켜 면역력 활성에 도움을 준다고 알려져 있다.

 

젤리와 같은 탱글탱글한 탄력을 가지고 있는 흰목이버섯 자실체는 높은 점성을 갖는 다량의 다당체를 함유하고 있다. 흰목이버섯 다당체(tremella fuciformis polysaccharide)는 자신의 무게에 약 500배에 달하는 수분을 함유할 수 있는 천연유래 히알루론산으로 알려져 있다. 만노스, 자일로스, 글루쿠론산 등으로 이루어진 Glucurono-Xylomannan 구조의 분자량 100만달 톤이상인 흰목이버섯 다당체는 수분축적과 유지에 탁월한 장점을 가진다(그림1). 특히 우수한 필름형성을 통해 고보습 효과 뿐 아니라 산화스트레스에 의한 피부질환의 개선, 항노화, 항염 등의 효능이 있고 알려져 있다[2-4].

 

그림1 흰목이버섯 다당체의 구조

 

 

모아캠에서는 친환경 무농약 농법으로 재배된 국산 흰목이버섯으로부터 모아캠만의 특수공법을 이용해 다당체를 추출, 정제, 가공해 고보습, 미백, 세포 보호와 세포재생 효능을 갖는 화장품 원료인 ‘Snow Blossom’을 개발해 시중에서 판매되고 있는 일반 흰목이버섯 다당체와의 차이를 연구했다.

 

2. 실험방법과 결과

 

2-1. 흰목이버섯 다당체의 분자량 측정

 

Snow Blossom은 3중 히알루론산과 유사하게 적절한 수준의 고, 중, 저분자량 다당체를 갖도록 모아캠의 특수공법을 이용해 개발했다. 고, 중, 저분자량의 다당체의 분포를 확인하기 위해서 Snow Blossom과 일반 흰목이버섯 다당체의 분자량을 겔크로마토그래피 (GPC)를 이용해 비교했다(그림2).

 

시험 결과 일반 흰목이버섯 다당체는 고분자량의 다당체(94%)가 대부분을 이루고 소량의 저분자량(6%)의 다당체를 함유하고 있다. 반면 Snow Blossom은 고분자량( > 700KDa ; 64%), 중분자량(6~700kDa ; 28%), 저분자량(< 6kDa ; 8%)에 해당하는 다당체들을 포함하고 있음을 확인했다. 이처럼 Snow Blossom은 고분자량의 다당체에 의해 만들어지는 보습막(moisturizing film)을 통해 피부의 수분이 유출되는 것을 억제하고 피부 흡수가 용이하도록 중, 저 분자화된 다당체에 의해서 피부 생리활성이 발현될 수 있도록 설계됐다.

 

그림2 Snow Blossom과 일반 흰목이버섯 다당체의 분자량 분석

 

 

2-2. Snow Blossom의 구성당 조성

 

흰목이버섯 다당체는 Mannose, Xylose, Glucuronic acid 등으로 이루어진 Glucurono-Xylomannan 구조의 다당체로 알려져 있다. Snow Blossom의 구성당이 이와 일치하는지 확인하기 위해 HPLC를 이용해 분석한 결과, 구성당으로는 Mannose(38%), Glucuronic acid(21%), Xylose(17%), Fucose, Glucose 등으로 확인됐다(그림3).

 

그림3 Snow Blossom의 구성당 분석

 

 

2-3. Snow Blossom의 보습 효과

 

2-3-1. 보습막 형성 효과

 

Snow Blossom의 보습막 형성 효과를 확인하기 위해 Agar gel과 떡을 이용해 시험을 진행했다. Agar gel 위에 Snow Blossom을 도포하고 60℃에서 10시간 방치한 결과 Snow Blossom을 도포한 군에서 무처치군에 비해 Agar gel 수축이 억제된 것을 확인했다 (그림4).

 

그림4 Snow Blossm의 Agar gel 수축 억제 효과

 

 

또 떡 위에 Snow Blossom을 도포하고 상온에서 2시간 30분을 방치한 결과 대조군(Snow Blossom의 Base 조성)의 경우 1시간 경과 후 시료가 모두 증발하고 1시간 30분만에 떡 표면에 갈라짐이 육안으로 확인됐다. 반면 Snow Blossom을 도포한 결과 2시간 30분까지 시료가 모두 증발하지 않았으며 대조군 대비 떡 표면의 갈라짐이 관찰되지 않았다(그림5). 시험 결과 Snow Blossom의 경우 표면에 보습막을 형성해 수분의 손실을 방지하는 역할을 수행할 수 있음을 확인했다.

 

그림5 Snow Blossom의 떡 수분 손실 억제 효과

 

 

2-3-2. Snow Blossom의 피부 임상 효과

 

Snow Blossom의 피부 보습효과를 확인하고자 Corneometer를 이용해 수분 함유량을 측정했다. 피험자의 팔 하완에 대조군(Snow Blossom Base), 양성 대조군 (히알루론산), Snow blossom을 각각 도포해 시간 별로 수분 함유량을 측정했다.

 

시험 결과 도포 15분 경과 후 Snow Blossom의 경우 수분 보유량이 히알루론산에 비해 53% 높은 수치를 나타 냈으며 Base 대비 90%까지 증가했다. 또 시료 도포 1시 간까지 Base 대비 30% 높은 수분 함유량을 나타내어 Snow Blossom의 피부 보습 효과를 확인했다(그림6).

 

그림6 Snow Blossom의 피부 보습 효과

 

 

2-4. Snow Blossom의 미백 효과

 

모아캠은 (그림3)과 같이 Snow Blossom의 구성당 성분 중 Glucuronic Acid(GA)의 함량을 확인했다. GA는 피부 Tyrosinase를 조절해 멜라닌의 생합성을 조절 한다고 알려져 있다[5]. GA가 함유된 Snow Blossom의 피부 미백 효능을 확인하기 위해 멜라닌 형성 세포를 이용해 멜라닌 생합성 저해능 평가를 진행했다. 멜라닌 형성 세포에 AlphaMelanocyte-stimulating hormone(α-MSH)을 처리해 멜라닌 형성을 유도한 후 각 시료를 처리했다.

 

대조군으로는 일반 추출 다당체을 이용했으며 양성 대조군으로는 Arbutin을 사용했다. 시험 결과, Snow Blossom 5% 처리 시 일반 추출 다당체 10%를 처리 한 결과와 유사한 멜라닌 생성 저해능을 나타냈다. 또 Snow Blossom 10%를 처리했을 때 멜라닌 생성을 Control(α-MSH 처리 군) 대비 36% 저해시켰다(그림7).

 

그림7 Snow Blossom의 멜라닌 합성 저해 효과

 

 

2-5. Snow Blossom의 피부 재생 효과

 

일부 당류는 Tricarboxylic acid cycle(TCA cycle)을 조절하는 주요 인자로 알려져 있다. 그 중 Glucose 는 Acetyl-CoA를 생성하며 Histone 단백질의 Acetylation의 증가를 유도한다. 이는 세포의 성장과 관련된 여러가지 유전자의 발현을 증가시킨다고 알려져 있다.[6]

 

Glucose를 함유하고 있는 Snow Blossom이 피부 세포의 성장을 유도하는지 확인하기 위해 섬유아세포(Human Dermal Fibroblasts) 증식능 평가와 Wound Healing을 진행했다. 시험 결과, Snow Blossom 2%부터 농도 의존적으로세포 증식이 증가함을 확인했다. 특히 Snow Blossom 10% 처리시 Control 대비 79%의 세포 증식이 증가했 으며 일반 추출 다당체 대비 높은 효능을 나타내었다(그림8).

 

그림8 Snow  Blossom의 세포 증식 효과

 

 

또 Wound Healing 시험을 통해 세포 이동능과 증식능을 평가한 결과 Snow Blossom 5% 처리 시 48시간뒤 scratch가 모두 회복됨을 확인했다. 일반 추출 다당체 대비 중, 저분자량의 비율이 높은 Snow Blossom이 높은 효능을 나타내었다(그림9).

 

그림9 Snow Blossom의 Wound Healing 효과

 

 

2-6. Snow Blossom의 피부 보호 효과

 

피부에 유해하다고 알려진 UVB는 세포 내부에 존재하는 Mitochondria의 Fragmentation을 유도시킨다고 알려져 있다. Mitochondria의 Fragmentation의 증가는 세포의 사멸로 이어지며 Glucose는 Mitochondria의 Fusion을 증가시켜 세포의 증식을 유도한다는 것이 알려져 있다[7, 8].

 

Snow Blossom이 UVB에 대한 세포 보호 효과 있는지 확인하기 위해 UV를 조사해 섬유아세포의 생존능을 평가했다. 시험 결과, 일반 추출 다당체 10% 처리시 UVB에 의한 세포 사멸을 보호하지 못한 반면 Snow Blossom 처리시 농도 의존적으로 생존력이 높아짐을 확인했다(그림10).

 

그림10 Snow Blossom의 세포 보호 효과

 

 

3. 결론

 

Snow Blossom은 3중 히알루론산과 유사하게 적절한 수준의 고, 중, 저분자량 다당체를 갖도록 모아캠의 특수공법을 이용해 개발했다. 고분자량 다당체는 보습막을 형성해 수분 손실을 억제하고 중분자량과 저분자량 다당체는 흡수돼 피부 안팎에서 우수한 보습력을 발현하도록 고안되었으며 임상평가 결과 히알루론산 대비 높은 수분 함유량을 나타냄을 확인했다.

 

또 피부 흡수를 위해 적절히 중, 저분자화된 다당체는 Glucose, GA 등의 구성당들에 의해 in vitro 평가에서 우수한 멜라닌 생성 저해능을 보였고 세포 재생과 UVB에 대한 보호능을 나타냈다. 위의 내용을 통해 Snow Blossom은 일반적인 다당체 들이 갖는 단순한 피부 보습막 형성에 의한 보습효과 뿐 아니라 미백과 피부 재생을 높이는 효과를 기대할수 있다.

 

따라서 Snow Blossom은 건강하고 아름다운 피부에 대한 욕구가 높아지는 현재 스킨케어 시장에서 비건 유래 천연성분을 충족시킬 뿐 아니라 스킨케어의 3대 과제인 보습, 미백, 피부 재생에 폭넓은 효과를 위한 화장품 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

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