기능성화장품은 신제품 개발이 가능하고 시장 성장성과 긍정적인 첨단미래형 산업으로 인식되고 있는데, 특히 식물체 유래 천연물에서 기능성 화장품의 원료를 탐색하는 연구의 필요성이 중요해졌다. 본 논문에서는 식물체에서 생산되던 베타카로틴을 화장품으로 대량생산하는 방법을 개발했다. 베타카로틴은 비타민 A 전구체로서 면역기능 증강, 강력한항산화제, 노화예방과 항암효과도 있는데, 이것을 농도별로 섬유아세포배양액에 첨가한 후 세포에 콜라겐 생합성 양 증가 유무를 관찰하여 베타카로틴의 안전성 및 주름개선제로의 가치를 조사하였다.
<p>노령 인구 및 여성들의 사회활동 증가로 인해 화장품 수요가 급증하고 있다. 특히 국민소득의 증가와 함께 소비자들은 기존의 수동적인 입장에서 피부주름개선, 피부노화방지, 자외선 차단 등의 기능이 첨가된 피부치유 개념의 고품질 화장품 구입에 적극적인 투자를 하고 있다. 2000년 7월정부가 기능성 화장품 심사에 관한 규정을 제정함에 따라, 국내화장품 제조사들이 주름개선, 노화방지 등의 기능성을 강조한 화장품을 출시하기 시작하며 적극적인 마케팅을 함에 따라 기능성 화장품 시장은 지속적으로 성장하여 명실상부하게 1조원 규모의 큰 시장을 형성하게 되었다.</p> <p>기능성 화장품은 막대한 시간과 자금이 투자되는 의약품보다 상대적으로 적은 비용과 시간을 투자하여 세계적으로경쟁이 가능한 신제품 개발이 가능하고 시장 성장성과 고부가가치 창출에도 상당히 긍정적인 첨단미래형 산업으로 인식되고 있다. 한편, 소비자들은 기능성화장품의 일시적 개선효과 보다는 가시적이고 지속적인 미백 또는 주름개선 등 실질적인 효과를 요구하고 있으나, 현재까지 개발된 국내의 기능성 화장품들은 이를 충분히 만족시켜주지 못하고 있다. 이는 식약청에서 고시한 기능성화장품 원료 pool이 많지 않아차별화된 제품 개발에 한계가 있고, 화학적으로 제조된 기능성 화장품 원료의 부작용들이 보고되고 있기 때문이다. 이러한 부작용 사례로 인하여 최근 정부에서는 많은 화학합성물질들을 기능성 화장품에 첨가하는 것을 금지하고 있다. 한편 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 식물체 유래 천연물에서 기능성 화장품의 원료를 탐색하는 연구가 이루어지고 있지만 생산 수율이 낮아 경제성이 떨어지는 문제점이 지적되고 있다.</p> <p>비타민 A 전구체로서 면역기능 증강효과가 있고, 강력한항산화제로서 인체 내 유해한 활성산소를 제거함으로써 노화예방은 물론 항암효과도 있는 것으로 알려진 베타카로틴이 전형적인 예다. 베타카로틴은 상업화된 화학합성공정에 의해 생산되고 있으나 최근 미국, 유럽 및 우리나라 정부에서는 식품 및 화장품 참가제로 합성 베타카로틴의 사용을법으로 엄격히 금지하고 있다. 당근, 토마토, 호박과같은 녹황색 채소에서 추출·정제된 천연 베타카로틴은 가격이 매우 비싼데, 이는 식물체 재배에 상당한 기간이 소요되는 반면 생합성되는 베타카로틴의 함량은 매우 적기 때문이다. 뿐만 아니라 견고한 세포벽 때문에 이를 회수하기 위해서는 복잡한 추출 과정이 필요하고, 다른 카로테노이드 성분들도 함께 존재하기 때문에 이들로부터 순수한베타카로틴을 얻기 위한 추가적인 분리·정제과정이 필요하다.</p> <p>최근 본 연구팀에서는 식물체에서 생산되던 베타카로틴을 재조합 대장균의 유가식 배양공정에 의하여 경제적으로 대량생산할 수 있는 방법을 개발하였다. 또한 저독성 용매를 이용하여 이로부터 베타카로틴을 고순도로 회수하기 위한 추출·정제 시스템을 개발하였다. 또한 본 연구팀이 회수한 재조합 대장균 유래 베타카로틴을 농도별로 섬유아세포(normal human primary fibroblast) 배양액에 첨가한 후세포에 미치는 독성 유무 및 주름개선의 지표인 콜라겐 생합성 양 증가 유무를 관찰함으로써 베타카로틴의 안전성 및주름개선제로의 가능성 여부를 조사하였다. 그 결과 \(\mathrm{1.7 μM}\)의 농도로 처리 시 세포에 대한 독성이 거의 나타나지 않았고 콜라겐 생성량은 베타카로틴을 첨가하지 않은 대조군(control)에 비하여 약 1.4배 증가한 것을 확인하였다.</p>