의학기술의 발전과 생활수준 향상에 따라 인간의 평균수명이 늘어나면서, 건강과 미용에 대한 관심이 증가하였다. 이에 따라 기능성 식품 및 화장품 시장이 확대되었으며, 특히 천연물질을 활용한 연구가 급증하였다. 최근에는 유산균의 항산화 메커니즘 발견에 따라 해당 분야의 연구도 시작되었다. 본 연구에서는 유산균인 Lactobacillus rhamnosus의 세포독성 실험과 항산화 활성 실험을 바탕으로 유산균 파쇄물이 활성산소를 억제하는 능력과 미백 기능성 향장소재로서의 가능성을 평가하였다.
<h1>서 론</h1> <p>의학기술이 발전되고 현대사회의 생활수준이 점점 향상됨에 따라 인간의 평균수명도 뜽가되면서 사람들의 관심은 건강하게 오래살며 아름답게 늙어가는 것으로 집중되고 있다. 이러한 시대의 관심에 부응하여 기능성 식품 및 화장품 분야의 시장규모가 확대되고, 특히 천연물질을 활용한 분야의 연구가 급속히 진행되고 있다.</p> <p>천연물질 중 많이 사용되는 프로바이오틱스는 체내에 들어가서 건강에 도움을 주는 살아있는 균을 지칭하는데, 현재 프로바이오틱스로 사용되는 것은 Bifidobacterium 속, Enterococcus 속, Latobacillus 속, Clostridium butyricum, Lactobacillus sporogenes, Bacillus subtilis 및 Bacillus polyfermenticus 등이 있으며 이들의 면역 조절 및 항암 기능에 대한 연구들이 보고되고 있다.</p> <p>프로바이오틱스로 사용되는 유산균(Lactobacillus)은 치즈, 발효유 및 유산균 음료 등의 발효 유제품을 비롯하여 각종 발효 식품의 제조에 광범위하게 응용되고 있는 산업적으로 중요한 미생물이다. 예로부터 오랫동안 식품의 발효와 장질환 치료 및 예방의 정장 효과를 목적으로 유산균이 사용되어 발전을 거듭하여 왔다. 이러한 유산균을 이용한 발효물은 요구르트나 치즈와 같은 형태로 제품화가 되거나, 김치 및 청국장 같은 산업에 크게 영향을 미치고 있다. 하지만 일반 유산균을 이용하여 제품을 발효할 경우 유산균 종류에 따라 발효 수율 및 생리활성 물질의 생산 누율이 달라질 수 있으며, 식품 및 화장품의 원료로써 활용 되어지는 등 유산균 종류에 따라 발효에 따른 활성이 다르기 때문에 발효능력이 뛰어난 신규 유산균의 확보는 경제적으로 매우 큰 효과를 가질수 있다. 또한 유산균의 자신을 보호하는 항산화 메커니즘이 발견됨에 따라 유산균의 항산화 효과에 대한 연구가 시작되고 있다.</p> <p>특히 Latobacillus 균은 장내 정상세균으로 면역증강, 항 바이러스, 항균 효과를 나타내는 것으로 보고된 바 있으며. 국내외 연구진들에 의하여 피부장벽을 강화하는 효능 및 미백, 보습효과가 뛰어나다는 연구 결과가 보고된 바 있다. 유산균에 의한 효능들은 서로 밀접하게 영향을 가지고 있다고 사료되어, 본 연구진은 Lactobacillus rhamnosus의 항산화 및 미백활성의 연관성을 확인하여 기능성 화장품으로써의 발전을 위한 연구를 꾀하였다.</p> <p>피부는 자외선의 영향을 받기 쉬운 기관이다. 자외선의 영향으로 피부에 활성산소가 생성되고 이에 따라 생성된 활성 산소종은 피부 세포를 손상시키며 손상 받은 세포는 식세포에 의해 제거된다. 활성 산소는 매우 불안정한 상태이므로, 강한 반응성을 갖고, 세포내 매우 강한 독성을 갖게 하여 그중 \( \mathrm{O} 2 \cdot \) 은 thiol, ascorbate, tocopherol 그리고 catecholamine을 산화시켜 \( (\mathrm{Fe}-\mathrm{s})_{4} \) cluster 함유 단백질을 공격하기도 한다. 활성산소가 노화 및 각종 질병의 직접석이며, 근본적인 원인으로 작용함에 따라 과량의 활성산소가 존재하면 체내의 항산화물질을 고갈시키면서 멜라닌 생성 반응을 증가시킨다. 이는 곧 각질형성세포에 작용하여 사이토카인을 분비시켜 직·간접적으로 멜라닌 세포의 증식과 합성을 증가시켜 피부의 색소침착 및 기미 형성이 증가된다. 추가로 피부는 자외선을 받아도 피부에서 색소침착이 증가되는데, 이와 같이 색소침전이 증가하는 것은 자외선 흡수에 의한 피부 세포의 손상을 억제할 목적으로 멜라닌 생성이 증가된 결과이다. 자외선에 의한 광노화는 깊은 주름살과 잔주름살 생성, 색소 탈색, 피부건조, 탄력성 감소 및 색소 침착 등의 변화 가 나타난다. 결국 자외선에 의한 피부의 노화가 진행되면 멜라닌 증식이 항시적으로 되고 그 결과 기미가 생성된다. 이 멜라닌 생성에 있어서 가장 중요한 역할을 하는 효소가 바로 tyrosinase이며 melanosome 내에 tyrosine 을 산화시켜 3, 4-dihydroxyphenylalanine (DOPA)를 만드는 tyrosine hydroxylase로 DOPA를 산화시켜 dopachrome을 만드는 DOPA oxidase로 작용하여 최종적으로 melanin polymer를 합성하게 된다. 따라서 피부 미백제의 개발에 있어서 tyrosinase활성 억제 실험은 유용한 일차 평가법으로 인정되고 있다.</p> <p>향장소재로써의 항산화 및 미백 활성은 멜라닌 세포에 직접적으로 작용되는 활성산소와 관련되며, 멜라닌 세포 생성 경로 내의 생성인자 억제 및 활성산소의 증가를 억제하면 미백 활성이 증가한다. 더 나아가 각종 질병 및 노화의 직접적으로 관련된 활성산소를 제거하는 것이 멜라닌 색소 형성 억제에 효과적임을 알 수 있다. 이에 따라 항산화 및 미백 활성을 높일 수 있는 소재를 찾으려는 연구가 활발히 진 행되고 있다.</p> <p>본 연구진은 lactic acid bacteria인 Lactobacillus rhamnosus의 세포독성 실험 및 항산화 활성 실험을 바탕으로 하여 유산균 파쇄물이 활성산소를 억제할 수 있는 능력이 있는지 확임함과 동시에 미백 기능성 향장소재로써 가치가 있는지 여부를 확인할 수 있는 tyrosinase inhibition activity와 melanogenesis activity를 진행하였다.</p>