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Asian J Beauty Cosmetol > Volume 19(2); 2021 > Article
님과 컴프리 추출물의 화장품 소재로써 생리활성 연구

요약

목적

천연소재에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있는 상황에 님과 컴프리 추출물의 항산화, 항균 및 항진균 효능을 확인함으로써 천연방부 및 화장품 원료로 활용 가능성을 확인하기 위하여 수행하였다.

방법

님과 컴프리를 각각70% 주정에탄올로 추출하여 시료로 사용하였다. 항산화 효과 및 피부관련 균에 대해 paper disc법을 사용하여 항균 및 항진균 효과를 확인 하였다.

결과

님과 컴프리 추출물의 항산화 효과에서는 님과 컴프리 추출물 모두 효과가 높게 확인되었지만 그 중에서 컴프리 추출물이 님 추출물 보다 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량, DPPH와 ABTS 라디컬 소거능이 높게 확인되었으며, SOD 유사활성도 컴프리 추출물이 높게 확인 되었다. 님과 컴프리 추출물의 피부와 관련된 S. epidermidis, S. aureus, P. acnes, C. xerosis, P. ovale, M. furfur, C. albicans, T. rubrum, T. mentagrophytes에 대한 항균 및 항진균 효과를 측정한 결과 5 mg/mL 농도에서 님 추출물은 9개 균 모두에서 clear zone을 관찰할 수 있었고, 특히 P. acnes, C. xerosis, T. mentagrophytes에서 각각 8, 7, 7 mm clear zone 확인할 수 있었다. 컴프리 추출물도 9개 균 모두에서 clear zone을 관찰할 수 있었고, 특히 P. acnes, C. xerosis, P. ovale, T. rubrum, T. mentagrophytes에서 각각 10, 8, 8. 10, 11 mm의 clear zone을 확인할 수 있었다. 이러한 결과 컴프리 추출물이 님 추출물에 비해 항균 및 항진균 효과가 더 높게 확인 되었으며, 미생물에 따라서 님과 컴프리 추출물 모두 P. acnes, C. xerosis, T. mentagrophytes에 대한 항균력이 우수함을 보여준다.

결론

님과 컴프리 추출물은 항산화 효과가 우수하였으며 피부와 관련 9개의 균에 대한 항균 및 항진균 효과가 우수함이 확인 되어 천연방부 및 화장품 원료로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract

Purpose

Recently, research and development on natural materials are actively carried out. It was conducted to confirm the applicability of Neem and Comfrey extracts as natural preservatives and cosmetic ingredients by investigating their antioxidative, antibacterial, and antifungal activities.

Methods

Both Neem and Comfrey were extracted with 70% ethyl alcohol as samples, respectively. Their antibacterial and antifungal activities for antioxidative effect and against skin-related bacteria were confirmed by the Paper Disc method.

Results

Both extracts were found to be highly effective in antioxidative effects, but the Comfrey extract showed higher total polyphenols and flavonoid content, stronger scavenging capability of 1,1-Diphenyl-2-picryhydrazyl (DPPH) and 2,2'-azino-bis-3-ehtylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) radicals as well as more robust superoxide dismutase (SOD) like activities than the Neem extract did. After measuring antibacterial and antifungal effects by the Neem and the Comfrey extracts against Staphylococcus epidermidis(S. epidermidis), Staphylococcus aureus (S. aureus), Propionibacterium acnes(P. acnes), Corynebacterium xerosis (C. xerosis), Pityrosporum ovale (P. ovale), Malassezia furfur (M. furfur), Candida albicans (C. albicans), Trichophyton rubrum (T. rubrum) and Trichophyton mentagrophytes (T. mentagrophytes), which are related to the skin, it was confirmed that the Neem extract treatment showed clear zones in all 9 bacteria at 5 mg/mL concentration and particularly, 8, 7, and 7 mm clear zones were observed from P. acnes, C. xerosis and T. mentagrophytes, respectively. The Comfrey extract treatment also showed clear zones in all 9 bacteria. Especially, it showed 10, 8, 8, 10, and 11 mm clear zones from P. acnes, C. xerosis, P. ovale, T. rubrum and T. mentagrophytes. From these results, it was confirmed that the Comfrey extract had higher antibacterial and antifungal effects than the Neem extract had, and therefore, both the Neem and Comfrey extracts have excellent antibacterial effects against P. acnes, C. xerosis, and T. mentagrophytes among various bacteria.

Conclusion

The Neem and the Comfrey extracts had great antioxidative effects as well as antibacterial and antifungal effects against 9 different skin-related bacteria. Therefore, they can be considered to be useful as natural preservatives and cosmetic ingredients.

中文摘要

目的

近年来,对天然材料的研究和开发正在积极进行。通过研究印楝和聚合草提取物的抗氧化、抗菌和抗真菌活性,确认它们作为天然防腐剂和化妆品成分的适用性。

方法

分别以70%乙醇为样品提取印楝和聚合草。通过纸盘法证实了它们的抗氧化作用和抗皮肤相关细菌的抗菌和抗真菌活性。

结果

发现两种提取物均具有高效的抗氧化作用,但聚合草提取物显示出比印楝提取物更高的总多酚和类黄酮含量、更强的DPPH和ABTS自由基清除能力以及更强大的超氧化物歧化酶 (SOD)活性。在测量了印楝和聚合草提取物对Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis)、Staphylococcus aureus (S. aureus)、Propionibacterium acnes (P. acnes), Corynebacterium xerosis (C. xerosis)、Pityrosporum ovale (P. ovale)、Malassezia furfur (M. furfur), Candida albicans (C. albicans)、Trichophyton rubrum (T. rubrum) 和 Trichophyton mentagrophytes (T. mentagrophytes)等与皮肤有关的菌,证实了印楝提取物在 5mg/mL 浓度下,对所有9种细菌的处理均显示出清晰的区域,特别是在P. acnesC. xerosisT. mentagrophytes中分别观察到了 8、7 和7 mm的清晰区域。聚合草提取物对所有9种细菌也显示出清晰的区域。特别是在P. acnesC. xerosisP. ovaleT. rubrumT. mentagrophytes.中分别观察到了10、8、8、10和11 mm的透明区域。从这些结果可以确认,聚合草提取物具有比印楝提取物更高的抗菌和抗真菌作用,因此,印楝和聚合草提取物均对P. acnesC. xerosisT. mentagrophytes具有优异的抗菌作用。

结论

印楝和聚合草提取物对9种不同的皮肤相关细菌具有很好的抗氧化作用以及抗菌和抗真菌作用。因此,可以认为它们可用作天然防腐剂和化妆品成分。

Introduction

피부는 신체의 가장 바깥쪽에 위치하여 표피, 진피, 피하조직으로 구성되어 있으며 다양한 환경적, 물리적, 화학적 및 생물학적인 요인 등으로부터 신체를 방어한다(Choi et al., 2019; Yang & Jang, 2019). 외부에서 유입되는 이물질로부터 인체를 보호하고, 피지와 땀의 분비, 약물과 화장품의 흡수, 촉각, 압각, 감각의 인지 기능이 있다. 그러나 이러한 피부는 과도한 스트레스 및 환경오염으로 인하여 여드름, 색소침착, 지루성 피부염, 아토피성 피부염, 비듬 등의 피부이상 또는 질환이 발생한다(Kim et al., 2018). 일상생활 중에 많이 노출되는 자외선은 피부의 산화적 스트레스를 유발하고 노화를 가속화시킨다. 자외선에 노출된 피부에서는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이 생성되고 단백질의 산화, DNA 손상, 지질 과산화 반응을 촉진시킨다(Jeong et al., 2018). 따라서 라디칼이나 활성산소의 제거는 노화를 억제시키고 질병을 예방할 수 있어 활성산소종을 제거하는 항산화제 개발이 다양하게 연구되고 있으며(Lim et al., 2020), 화장품 소재에서 항산화 활성은 중요한 고려요소 중 하나로 생각된다(Kim, 2020).
피부에는 다양한 종류의 병원성, 비병원성 세균이 존재한다. 피부는 이들 세균에 대해 일차적읜 장벽으로 작용하지만, 피부에 상처가 있거나 피부장벽에 기능상 이상이 있을 경우, 이들 세균에 의한 국소적인 감염이 발생할 수 있다(Choi et al., 2013). 그러한 균들이 피부에 미치는 영향이 각기 다르게 나타나고, 얼굴, 두피, 외음부, 상지와 하지 등 인체의 여러 부위의 피부에 자리 잡고 있다가, 외부자극에 지속적으로 노출이 되면 호기성 및 혐기성균, 진균 등이 번식하게 되어 여러 가지 피부의 질병을 유발하기도 한다(Park & Park, 2020).
여드름 균인 P. ances과 비듬과 모낭염의 원인균인 M. furfur, S. aureus 균은 아토피 피부염과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다(Lee et al., 2018). 여드름과 같은 피부질환의 발생을 억제하기 위해 항균제를 사용하고 있으나, 이들의 대부분은 합성물질로 피부에 allergy 등의 부작용을 유발하고 있다. 따라서 피부 상재균에 대해 항균효과를 지닌 천연 소재를 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다(Kim et al., 2017).
최근 화장품 유행성분에 대한 위험성 문제와 친환경적인 제품을 선호하는(Kim & Ko, 2020), 안전 지향의 소비자 경향으로 화장품 트랜드는 환경을 오염시키고 독성과 부작용을 갖는 합성원료에 비해 경쟁력이 있는 환경 친화적 천연 성분에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 다양한 활성을 가진 수많은 식물로부터 유용성분의 추출은 광합성 과정 중 발생되는 활성산소를 제거하기 위해 항산화 물질을 생산하고 각종 환경오염에 저항하기 위한 다양한 활성성분을 함유하고 있어 식물의 활성성분은 피부 노화와 만성질환을 완화하기 위해 사용되고 있다(Noh et al., 2017; Um, 2020).
님(Neem, Azadirachta indica)은 또는 nim tree라고 불리며, 멀구슬나무과와 비슷한 종이다. 인도와 네팔, 파키스탄, 방글라데시, 스리랑카, 몰디브와 같은 열대 및 아열대 지역에서 서식하고 높이가 12-20 m로 급성장하는 특징을 가지고 있다. 인도 대륙에서 해충 방지제, 치과위생, 사막화 방지 및 전통의학으로 사용되었으며(Hyun et al., 2020), azadirachtin, azadiradione, salannin, epoxyazadiradione 등의 주성분을 가지고 있다(Yoon et al., 2014a).
님 추출물의 국내 연구는 Kim et al. (2014)은 님 추출물의 Limonoid계 살충성분 4종의 환경매체 노출 안정성 평가를 통해 작물 지상부 병해충 방제에 적합한 것을 판단하였다. Yoon et al. (2014b)은 님 추출물의 경구투여에 따른 랫드의 신장독성의 안정성을 확인하였다. Hyun et al. (2020)은 님트리 잎 에탄올추출물의 약리활성 및 안티폴루션 효능을 검증하였다.
컴프리(Comfrey, Symphytum officinale)는 고단백질 함유 식물로서 각종 비타민은 물론 중요한 무기물질을 다량 함유하고 있으며 위궤양, 악성종양, 악성빈혈, 천식 등에 유효한 것으로 알려져 있다(Kang et al., 1997).
본 연구는 국내에서 잘 알려져 있지 않은 님과 컴프리 추출물의 화장품 소재로 이용 가능성을 확인하기 위하여 항산화 효과는 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 측정, DPPH 와 ABTS 라디컬 소거능, SOD 유사활성을 측정하였으며, 피부와 관련된 미생물에 대한 항균 및 항진균 효과를 측정함으로써 천연방부 및 화장품 소재로서 활용 가능성을 확인하고자 하였고, 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.

Methods

1. 시료 추출

시료 추출방법은 님과 컴프리를 각각 100 g에 70% 주정 에탄올 1 L를 가하여 60℃에서 24 h 추출하고, 추출액을 여과(Whatman filter paper No.1; Whatman, UK)한 후에 회전식 감압농축기(EYELA N-1000; Tokyo Rikakikai Co, Japan)로 농축하여, 동결건조기(PVTFA 10AT; ILSIN, Korea)에 72 h간 동결 건조하여 분말로 만들어 실험을 진행하였다.

2. 남과 컴프리 추출물의 항산화 효과 측정

가. 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 측정

님과 컴프리 추출물의 총 페놀 함량은 Folin & Denis (1915) 방법에 따라 측정하였으며, 님과 컴프리 추출물(1 mg/mL) 50 μL에 증류수 650 μL 넣고 Folin-Denis' reagent 50 μL를 가하여 3 min 동안 반응시킨다. 반응시킨 후 10% sodium carbonate (Na2CO3; Sigma-Aldrich, USA)포화용액을 100 μL 첨가하고, 증류수 150 μL 넣어 잘 혼합시켜 37℃ water bath에 1 h 반응시킨 후 Microplate Reader (iMARK™; Bio-Rad, USA)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질 tannic acid을 사용하여 표준곡선에 의해서 총 폴리페놀 함량을 구하였다.
총 플라보노이드 함량은 님과 컴프리 추출물(1 mg/mL) 100 μL에 1 mL diethylene glycol을 첨가하고, 다시 1 N soduim hydroxide (NaOH; Sigma-Aldrich) 100 μL 넣어 잘 혼합시켜 37℃ water bath에 1 h 반응시킨 후 Microplate Reader Reader (iMARK™; Bio-Rad)을 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질 naringin을 사용하여 표준곡선에 의해서 총 플라보노이드 함량을 구하였다.

나. DPPH 라디컬 소거능 측정

님과 컴프리 추출물의 DPPH 라디컬 소거 효과는 Blois (1958) 방법을 활용하여 측정하였다. 96 well plate에 1 mM DPPH 용액 100 μL와 님과 컴프리 추출물(15.7-500 μg/mL)을 100 μL씩 취하여 혼합한 후 실온 암실에서30 min 동안 방응시킨 후 Mciroplate Reader (iMARK™; Bio-Rad)를 이용하여 517 nm파장에서 흡광도의 변화를 측정하였다. 3회 반복실험을 실시하여 평균값을 구하였으며, 소거능은 님과 컴프리 추출물의 첨가군과 무첨가군의 흡광도 차이를 백분율로 나타내었다. 항산화 물질로 잘 알려진 ascorbic acid, BHT와 비교하였다.

다. ABTS+ 라디컬 소거능 측정

님과 컴프리 추출물의 ABTS+ 라디컬 소거능은 Re et al. (1999)의 방법으로 측정하였다. 7 mM ABTS와 2.45 mM potassium persulfate를 첨가하여 상온에서 24 h 정도 방치하여 ABTS 용액을 준비한다. 그 다음 ABTS 용액 100 μL에 님과 컴프리 추출물 100 μL을 가한 후 암소에서 10 min간 방치하여 후 Microplate Reader (iMARK™; Bio-Rad)를 이용하여 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 3회 반복실험을 실시하여 평균값을 구하였으며 음성대조군(2.45 mM potassium persulfate buffer)의 흡광도와 비교하여 흡광도를 감소시키는 정도를 백분율로 나타내었다. 항산화 물질로 잘 알려진 ascorbic acid, BHT와 비교하였다.

라. SOD 유사활성 측정

SOD 유사활성 측정은 Marklund & Markiund (1974)의 방법으로 실험하였다. 이 실험에서는 과산화수소와 반응을 촉매하는 pyogallol 자동산화를 측정하여 SOD 유사활성으로 나타냈다. Tris-HCl buffer (50 mM tris+10 mM EDTA, pH 8.5) 2600 μL와 7.2 mM pyrogallol 200 μL를 각 님과 컴프리 추출물에 0.2 mL 첨가하여 10 min간 반응시키고, 1M HCl 100 μL를 가하여 반응을 정지시키고 그 중 산화된 pyrogallol의 양을 Microplate Reader (iMARK™; Bio-Rad)로 420 nm에서 흡광도를 측정하였다. SOD 유사활성는 시료의 용액의 첨가군고 무첨가군의 흡광도 감소율로 표시하였다.

3. 님과 컴프리 추출물의 항균 및 항진균 효과

가. 항균 및 항진균 활성에 사용된 균주 및 배양

항균활성에 사용된 미생물 균주는 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC/BRC, Korea), 한국미생물 보존센터(KCCM, Korea)에서 분양 받았다, 실험에 사용한 각 미생물 균주, 배지 및 배양조건은 Table 1에 정리하였다.

나. Paper disc에 의한 님과 컴프리 추출물의 항균 및 항진균 활성 측정

님과 컴프리 추출물의 항균활성은 디스크 확산법(disc diffusion assay)에 의해 측정하였다. 순수 분리된 각 균을 취해 10 mL의 액체배지에 접종하여 각각 균의 생육적온에서 24 h씩 3회 배양 후 항균활성시험 균으로 사용하였다. 각각의 시험 균 농도를 650 nm에서 optical density (O.D)값이 0.4 (106 CFU/mL)가 되게 한 후 0.7% 한천이 첨가된 배지에 잘 혼합한 다음 평판배지 위에 분주하여 균 접종 배지를 만들었다. 멸균된 paper disk (8 mm; Advantec, Japan)를 균 접종 배지표면에 올려놓은 후 0.25-5 mg/mL가 되도록 님과 컴프리 추출물을 흡수시킨 다음 26-37℃에서 24 h 동안 배양 후 disc 주위의 clear zone을 측정하였다. Clear zone은 paper disc의 직경을 포함하지 않았다. 음성 대조군으로 25% ethanol을 사용하였다.

4. 통계처리

본 연구의 모든 실험 결과는 3회 이상 반복하여 평균값으로 나타내었으며, 통계학적 유의성은 Student's t-test로 분석하였으며, p value가 0.05 미만일 경우 통계적으로 유의한 것으로 판정하였다(*p<0.05, **p<0.01).

Results and Discussion

1. 님과 컴프리 추출물의 항산화 효과

가. 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량 측정

님과 컴프리 추출물의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 각각 tannic acid, naringin을 기준 물질로 하여 측정하였다. 폴리페놀 화합물이 phosphomolybdate와 반응하여 노란색에서 청색으로 변색되는 원리로 식물 추출물 내의 폴리페놀은 항산하 활성 또는 생리활성에 기여하는 것으로 알려져 있다(Park & Lee, 2020)
님과 컴프리 추출물1 mg/mL 농도에서 총 폴리페놀 함량은 tannic acid 표준 곡선으로 하여 측정한 결과, 149.27±2.32, 235.82±2.75 μg/mL으로 나타났다(Table 2).
플라노보이드는 식물계에 분포하는 이차 대산물로 구조적으로 phenolic hydroxyl기가 존재하여 free radical 소거활성이 우수하고 자외선에 대한 필터작용, 활성산소 제거를 통한 항산화 작용을 하는 것으로 알려져 있다(Choi & Moon, 2017).
Naringin을 표준 곡선으로 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 님과 컴프리 추출물 1 mg/mL 농도에서 50.75±1.53, 60.17±2.45 μg/mL로 나타났다(Table 2).

나. DPPH 라디컬 소거능 측정

체내에 발생하는 free radical은 매우 불안정하여 무차별적으로 반응할 뿐만 아니라, 이러한 산화반응은 각종 질병을 유발하며, 특히 피부 노화를 촉진시킨다. 따라서 free radical을 안정화시키면 간접적으로 피부의 노화를 예방한다고 말할 수 있다(Lee et al., 2016). 님과 컴프리 추출물의 DPPH radical 소거능을 측정한 결과(Figure 1), 15.7-500 μg/mL농도에서, 님 추출물은 18.8, 24.43, 43.36, 55.78, 72.66, 88.12%의 소거능이 확인 되었으며, 컴프리 추출물은 19.12, 27.09, 45.41, 60.34, 83.07, 90.14%의 소거능이 확인 되었다. 양성 대조군으로 사용된 vitamin C는 77.41, 89.24, 91.82, 92.19, 93.13, 95.25%의 소거능이 확인되었고, BHT의 경우 6.08, 16.32, 27.36, 48.49, 60.31, 84.38%의 소거능이 확인되었다.

다. ABTS+ 라디컬 소거능 측정

ABTS+ 라디컬 소거능은 ABTS와 potassium sulfate의 산화에 의해 생성된 ABTS+ 라디컬이 항산화 물질에 의해 청록색에서 무색으로 탈색되는 항산화 활성 측정법이다(Yang & Lee, 2019). 님과 컴프리 추출물의 ABTS+ 라디컬 소거능을 측정한 결과(Figure 2), 15.7-500 μg/mL농도에서 님 추출물은 28.8, 34,43, 45.21, 65.78, 82.66, 93.12%의 소거능이, 컴프리 추출물은 27.12, 37.09, 47.41, 69.34, 85.07, 94.14%의 소거능이 확인되었다. 양성 대조군으로 사용된 vitamin C는 67.41, 82.24, 90.82, 90.19, 93.13%, 96.15% 소거능이 확인되었고, BHT의 경우 6.08, 16.32, 27.36, 50.49, 71.31, 88.38%의 소거능이 확인되었다.

라. SOD 유사활성 측정

자유 라디컬을 근본적으로 제거하는 항산화 효소의 하나인 SOD는 세포에 해로운 환원 산소종을 과산화수로로 전환 시키는 반응을 촉매하는 효소로 SOD에 의해 생성된 H2O2는 peroxidase나 catalase에 의하여 무해한 물분자와 산소분자로 전환시켜 외부에 침입하는 세균 등에 대한 방어와 신호전달효과로 생체를 보호하는 역할을 한다(Lee et al, 2013). 피부 노화방지와 밀접한 관련이 있는 SOD 유사활성능은 superoxide와 반응하여 갈변물질을 내는 pyrogallol의 자동 산화반응을 측정한 결과를 Figure 3에 나타내었다. 15.7-500 μg/mL농도에서 님 추출물은 8.16, 19.52, 32.15, 49.27, 55.21, 75.12% 의 유사활성능이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 10.27, 25.16, 41.14, 52.42, 64.53, 80.24%의 유사활성능이 확인되었다. 양성 대조군으로 사용된 vitamin C는 55.17, 71.21, 76,43, 85.32, 90.21, 91.24%의 유사활성능이 확인되었고, BHT의 경우 10.71, 22.31, 55.52, 61.49, 68.13, 80.15%로 확인되었다.

2. 님과 컴프리 추출물의 항균 및 항진균 활성

피부 관련 균에 대한 님과 컴프리 추출물의 항균 및 항진균 활성을 측정하기 위해 디스크 확산법(disc diffusion assay)에 의해 clear zone을 확인하였다. 그 결과, 님과 컴프리 추출물은 9개 균에서 항균력이 모두 확인되었다(Table 3, Figure 4).
S. epidermidis 는 외모낭이나 모낭 중간에 성장하며 원발성 피부질환 및 아토피 피부염에 요인이 되어 피부 모공 또는 상처에 화농을 유발 시키며 악화시키는 원인이 된다(Kim et al., 2019). S. epidermidis에 대한 항균효과를 측정한 결과 님 추출물은 5, 1 mg/mL 농도에서 4, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 5, 1, 0.5 mg/mL의 농도에서 4, 2, 1 mm의 clear zone이 확인되었다.
S. aureus 는 피부나 환경 중에 존재하고 있는 병원성 세균으로 주로 염증을 통해서 고름형성, 피부발진 등의 증상으로 감염을 나타난다(Yang & Jang, 2019). S. aureus에 대한 항균효과를 측정한 결과 님 추출물은 5, 1 mg/mL 농도에서 4, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추추출물은 5, 1, 0.5 mg/mL의 농도에서 농도에서 6, 3, 1 mm의 clear zone이 확인되었다.
여드름은 모낭-피지선에서 발생하는 피부질환으로 피지선에서 피지 분비가 증가하거나 피지선의 모공이 좁아지든지 막혀서 피지가 배출되지 못함에 따라 세균이 증식하여 염증이 생기는 것이다(Jo et al., 2020). 여드름의 원인균인 P. acnes에 대한 항균효과를 측정한 결과, 님 추출물은 5, 1, 0.5, 0.25 mg/mL의 농도에서 각각 8, 6, 3, 2 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 각각 10, 7, 3, 2 mm의 clear zone이 확인되었다.
액취는 아포크린 한선질환으로 피부에서 악취가 나는 악취성 발한이며, 주로 액와에서 발생된다. 액취의 특유한 냄새는 겨드랑이 등 특정부위에 분포되어 있는 아포크린 한선에 있는 세균의 일종인 피부상재균에 의해 분해되거나 또는 자가 산화되어 불쾌한 냄새의 지방산을 생산하기 때문에 발생한다(Roh et al., 2009). C. xerosis에 대한 항균효과를 측정한 결과, 님 추출물은 7, 4, 1, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 각각 8, 6, 2, 1 mm의 clear zone이 확인되었다.
비듬이란 두피의 노화 각편이 쌀겨 모양으로 탈락하는 것과 피지의 분해 산화물이 혼합된 상태로 살아있는 피부 세포에서 자연스럽게 생겨나게 되는 신진대사의 부산물이며 경미한 지루성 피부염이라고 할 수 있다. 두피가 심한 통증이나 가려움증 또는 염증이나 홍반을 동반하는 경우에는 비듬균이 원인이 되어 나타나는 증상들로 반드시 비듬균의 성장을 억제해야 한다(Lee et al., 2013). P. ovale 에 대한 항균효과를 측정한 결과, 님 추출물은 5, 1, 0.5 mg/mL의 농도에서 5, 3, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 5, 1, 0.5, 0.25 mg/mL의 농도에서 각각 8, 6, 4, 3 mm의 clear zone이 확인되었다. M. furfur 에 대한 항균효과를 측정한 결과 님 추출물은 각각 5, 3, 2, 2 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 각각 5, 3, 2, 2 mm의 clear zone이 확인되었다.
피부질환을 유발하는 대표적인 균류는 C. albicans 로서, 기저귀를 하는 갓난아기의 피부염과 여성의 질염을 유발한다(Chung & Kim, 2019). C. albicans 에 대한 항진균효과를 측정한 결과 님 추출물은 각각 4, 2, 1, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 6, 3, 1, 1 mm의 clear zone이 확인되었다.
진균들은 백선(ringworm), 두부백선, 서혜부 백선 및 무좀(ahhlet's foot), 손톱, 발콥 등 전형적인 피부 감염을 일으킨다(Kim & Lee, 2013). 무좀은 백선균이 원인으로 생기는 피부병으로 고온다습한 여름철에 주로 손과 발에 발생하였으나 생활환경, 직업, 면역상태 및 무좀균의 종류 등에 따라 신체의 어느 부위에나 발생이 가능하다(Lee, 2003). 표재성 진균증을 일으키는 원인균 T. rubrum 에 대한 항진균 효과를 측정한 결과 님 추출물은 6, 3, 2, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 10, 8, 4, 3 mm의 clear zone이 확인되었다. T. mentagrophytes 에 대한 항진균 효과를 측정한 결과 님 추출물은 8, 6, 3, 1 mm의 clear zone이 확인되었으며, 컴프리 추출물은 11, 8, 4, 3 mm의 clear zone이 확인되었다.

Conclusion

본 연구는 천연소재에 대한 연구∙개발이 활발히 이루어지고 있는 상황에 님과 컴프리 추출물의 항산화, 항균 및 항진균 효능을 확인함으로써 천연방부 및 화장품 소재로 활용 가능성을 확인하기 위하여 수행하였다.
님과 컴프리 추출물의 항산화 활성을 확인한 결과는 총 폴리페놀 함량은 1 mg/mL 농도에서 각각, 149.27±2.32, 235.82±2.75 μg/mL으로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 50.75±1.53, 60.17±2.45 μg/mL로 나타났다. DPPH와 ABTS 소거능에서 님 추출물은 500 μg/mL농도에서 각각 88.15%, 93.12% 소거능이 확인 되었으며, 컴프리 추출물은 각각 90.18%, 94.14%의 소거능이 확인 되었다. 컴프리 추출물은 님 추출물 보다 항산화 효과가 높게 확인 되었다.
님과 컴프리 추출물의 피부와 관련된 S. epidermidis, S. aureus, P. acnes, C. xerosis, P. ovale, M. furfur, C. albicans, T. rubrum, T. mentagrophytes 에 대한 항균 및 항진균 효과를 측정한 결과 5 mg/mL 농도에서 님 추출물은 9개 균 모두에서 clear zone을 관찰할 수 있었고, 특히 P. acnes, C. xerosis, T. mentagrophytes에서 각각 8, 7, 7 mm clear zone을 확인할 수 있었다. 컴프리 추출물도 9개 균 모두에서 clear zone을 관찰할 수 있었고, 특히 P. acnes, C. xerosis, P. ovale, T. rubrum, T. mentagrophytes 에서 각각 10, 8, 8, 10, 11 mm의 clear zone을 확인할 수 있었다. 이러한 결과 컴프리 추출물이 님 추출물에 비해 항균 및 항진균 효과가 더 높게 확인 되었으며, 미생물에 따라서 님과 컴프리 추출물 모두 P. acnes, C. xerosis, T. mentagrophytes 에 대한 항균력이 우수함을 보여준다.
이상의 연구 결과로부터 님과 컴프리 추출물은 항산화 효과가 우수하였으며, 피부와 관련 9개의 균에 대한 항균 및 항진균 효과가 우수함이 확인 되어 천연방부 및 화장품 원료로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

NOTES

Author's contribution
BHK and MJR contributed equally to this work. BHK and MJR designed all experimental investigations and developed a process to check the possibilities with cosmetic materials. BHK designed and supported the experiment, participated in the experiment, and MJR wrote the manuscript with the help of BHK.

NOTES

Author details
Bok He Kang (Graduate student), Department of Cosmetology Science, Nambu University, 23 advanced Jungang-ro, Gwangsan-gu, Gwangju 62271, Korea; Min Jeong Ryu (Professor), Department of Cosmetology Science, Nambu University, 23 advanced Jungang-ro, Gwangsan-gu, Gwangju 62271, Korea.

Figure 1.

DPPH radical scavenging activities of neem and comfrey extracts.

DPPH radical scavenging assays were conducted to investigate neem and comfrey antioxidant effects in ethanol extracts at varying concentrations of 15.7, 31.3, 62.5, 125, 250, and 500 μg/mL, respectively. Vit C, ascorbic acid; BHT, butylated hydroxytoluene group; DPPH, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl.
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Figure 2.

ABTS radical scavenging activities of neem and comfrey extracts.

ABTS radical scavenging assays were conducted to investigate neem and comfrey antioxidant effects in ethanol extracts at varying concentrations of 15.7, 31.3, 62.5, 125, 250, and 500 μg/mL, respectively. Vit C, ascorbic acid; BHT, butylated hydroxytoluene group; ABTS, 2.2'-azino-bis-3-ehtylbenzothiazolin-6-sulfonic acid.
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Figure 3.

SOD like activities of neem and comfrey extracts.

SOD like activity assays were conducted to investigate neem and comfrey antioxidant effects in ethanol extracts at varying concentrations of 15.7, 31.3, 62.5, 125, 250, and 500 μg/mL, respectively. Vit C, ascorbic acid; BHT, butylated hydroxytoluene group.
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Figure 4.

Antimicrobial activity of neem and comfrey extracts on Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Propionibacterium acnes, Corynebacterium xerosis, Pityrosporum ovale, Malassezia furfur, Candida albicans, Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophyte.

A, 5 mg/mL; B, 1 mg/mL; C, 0.5 mg/mL; D, 0.25 mg/mL; E, control.
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Table 1.
List of strains used for experiments
Strains Gram strain Media Temp
Staphylococcus epidermidis Gram (+) TSB 37℃
Staphylococcus aureus Gram (+) TSB 37℃
Propionibacterium acnes Gram (+) RCMB 37℃
Corynebacterium xerosis Gram (-) BHIB 37℃
Pityrosporum ovale Yeast YMB 37℃
Malassezia furfur Yeast YMB 30℃
Candida albicans Yeast LBB 37℃
Trichophyton rubrum Fungi SDB 26℃
Trichophyton mentagrophytes Fungi SDB 26℃

TSB, trypticase soy broth; RCMB, reinforced clostridial medium broth; BHBI, brain heart infusion broth; YMB, yeast medium broth; LBB, luria bertani broth; SDB, saboraud dextrose broth.

Table 2.
Total phenolic and flavonoid contents of neem and comfrey extracts
Components Neem Comfrey
Total phenolic 149.27±2.32 235.82±2.75
Total flavonoids 50.75±1.53 60.17±2.45

Values represent the M±S.D. of three independent experiments.

Table 3.
Antimicrobial activity of neem and comfrey extracts
Bacteria Inhibition zone diameter (mm)
5 (mg/mL)
1 (mg/mL)
0.5 (mg/mL)
0.25 (mg/mL)
Control
Neem Comfrey Neem Comfrey Neem Comfrey Neem Comfrey Ethano
S. epidermidis 4 5 2 3 1 2 1 1 -1)
S. aureus 4 6 2 3 1 1 1 1 -
P. acnes 8 10 4 6 2 3 1 1 -
C. xerosis 7 8 3 6 2 2 1 1
P. ovale 5 8 3 6 2 4 1 2 -
M. furfur 4 6 3 3 2 2 1 2 -
C. albicans 4 6 3 3 2 2 1 1 -
T. rubrum 6 10 3 7 2 4 1 2
T. mentagrophytes 7 11 4 8 3 6 1 3 -

1) No inhibition; EE, 70% ethanol extract;

WE, water extract. S. epidermidis, Staphylococcus epidermidis; S. aureus, Staphylococcus aureus; P. acnes, Propionibacterium acnes; E. coli, Escherichia coli; P. ovale, Pityrosporum ovale; M. furfur, Malassezia furfur; C. albicans, Candida albicans; T. rubrum, Trichophyton rubrum; T. mentagrophytes, Trichophyton mentagrophytes.

References

Blois MS. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 181: 1199-1200. 1958.
crossref
Choi JE, Moon JS. Physiological activities of parsley extracts as an ingredient of functional cosmetics. Asian Journal of Beauty and Cosmetology 15: 501-511. 2017.
crossref
Choi SI, Lee JS, Cho BY, Choi SH, Sim SW, Han XH, Jang GW, Kwon HY, Choi YE, Kim JD, et al. Antioxidant and anti-aging effects of extracts from leaves of Chamaecrista nomame (Siebold) H. Ohashi on oxidative stress-induced human dermal fibroblasts. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 48: 933-942. 2019.
crossref
Choi SH, Kim HJ, Lee BC, Moon TK, Kim NS. Clinical evaluation of residual effectiveness of antibacterial agents. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea 39: 133-140. 2013.
crossref
Chung KT, Kim BW. Anti-microbial activity effects of ozonized olive oil against bacteria and Candida albicans. Journal of Life Science 22: 223-230. 2019.

Folin O, Denis W. A colorimetric method for the determination of phenols (and phenol derivatives) in urine. Journal of Biological Chemistry 22: 305-308. 1915.
crossref
Hyun JA, Lee JH, Kang EB, Kim HJ, Kim DI, Park GE, Kwak KS, An BJ. Validation of pharmacological activity and anti-pollution effect of ethanol extract of Azadirachta indica leaf. Korean Journal of Food Preservation 27: 393-406. 2020.
crossref
Jeong HJ, Xuan SH, song BR, Lee SL, Lee YJ, Park SN. Antimicrobial and antioxidant activities of Perilla frutescens var. acuta extract and its fraction and their component analyses. Applied Chemistry for Engineering 29: 716-725. 2018.

Jo SM, Kim JE, Lee NH. Anti-inflammatory and anti-bacterial active ingredients derived from the extract of the leaves of Hydrangea petiolaris. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea 46: 23-29. 2020.

Kang IJ, Ham SS, Chung CK, Lee SY, Oh DH, Choi KP, Do JJ. Development of fermented soysauce using Cirsium setidens Nakai and comfrey. Archives of Soybean Fermentation Foods Research 26: 1152-1158. 1997.

Kim JE, Jo SM, Lee NH. Anti-oxidative and anti-bacterial constituents from the extracts of Rhododendron weyrichii leaves. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea 45: 341-351. 2019.

Kim JE, Jo YJ, Lee NH. Anti-inflammatory and anti-bacterial constituents from the extracts of Daucus carota var. sativa Aerial parts. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea 44: 427-436. 2018.

Kim JH, Jeong DY, Jin CL, Kim WI, Choi GH, Park BJ. Stability of four limonoidal substance of neem extract under controlled aquatic and soil conditions. The Korean Journal of Pesticide Science 18: 156-160. 2014.
crossref
Kim HS, Ko KS. Antioxidant and anti-inflammatory effects of ginseng berry ethanol extracts as a cosmetic ingredient. Asian Journal of Beauty and Cosmetology 18: 389-397. 2020.
crossref
Kim HO. Anti-oxidant and moisturizing effects of oil extracted from Tenebrio molitor Larvae. Asian Journal of Beauty and Cosmetology 18: 273-281. 2020.
crossref
Kim YB, Lee HH. Naturopathic effects of wood vinegar treatments to the superficial mycosis. Journal of Naturopathy 2: 1-11. 2013.

Kim YD, Kim YM, Mo EK. Antibacterial, antioxidant, and antiaging effects of the ethanol extract of Dolnamul (Sedum sarmentosum) and the production of the oil in water cream. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea 43: 211-221. 2017.

Lee JR, Jung DH, Park MK. Antifungal activities of hemistepsin A and B isolated from Hemistepita lyrata bunge against Dandruff-causing microbe Malassezia obutusa. Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal 28: 74-79. 2013.
crossref
Lee AR, Roh SS, Kim HK. Anti-microbial activity and anti-inflammatory effects of fucoidan extracts. Asian Journal of Beauty and Cosmetology 16: 191-200. 2018.
crossref
Lee AR, Roh SS, Sook LE, Min YH. Anti-oxidant and anti-melanogenic activity of the methanol extract of pine cone. Asian Journal of Beauty and Cosmetology 14: 301-308. 2016.
crossref
Lee JM, Kim LC, Hur SS. Studies on cosmeceutical activity of extracts of persimmon leaves. Journal of Investigative Cosmetology 9: 371-378. 2013.

Lee SK. Antimicrobial effect of Bamboo (Phyllosrachys Bambusoides) essential oil on trichophyton and pityrosporum. Journal of Food Hygiene and Safety 18: 113-117. 2003.

Lim JM, Lee JS, Lee JH. Analysis of Zanthoxylum schinifolium for use in natural cosmetic material development. Journal of Investigative Cosmetology 16: 183-196. 2020.

Marklund S, Marklund G. Involvement of the superoxide anion radical in the autoxidantion of pyrogallol and a convenient assay for superoxide dismutase. European Journal of Biochemistry 47: 469-474. 1974.
crossref pmid
Noh JS, Park SY, Jeong KS. Extraction characteristics and antioxidant activity of ethanol extract of Rhus javanica Bark. Journal of Oil & Applied Science 34: 555-561. 2017.

Park GH, Park JY. Screening of the antibacterial, antifungal and antioxidative activities of a bamboo-distilled extract for use in cosmetics. Journal of Investigative Cosmetology 16: 239-247. 2020.

Park GR, Lee JA. Anti-oxidant, anti-inflammatory and whitening effect of Benincasa hipoda seed extract. Journal of Convergence for Information Technology 10: 249-256. 2020.

Re R, Pellegrini N, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology and Medicine 26: 1231-1237. 1999.
crossref pmid
Roh SS, Yun WS, Jung JY, Yu HU, Hwang DS, Choi SM, Lee JR, Kang SJ. The effect of body wash containing triclosan and bamboo salt on axillary malodor. Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea 35: 219-228. 2009.

Um MS. The evaluation on the effectiveness of Zingiber mioga extract as a cosmetic material through verification of cosmeceutical activations. Journal of the Korean Applied Science and Technology 37: 1088-1099. 2020.

Yang JC, Jang DY. Evaluation of anti-oxidative and antimicrobial activity of Rhus javanica L fruit extract. Culture and Convergence 41: 847-870. 2019.
crossref
Yang Y, Lee JA. Antioxidant and anti-inflammatory effect of Pyracantha angustifolia fruit extracts. Journal of Convergence for Information Technology 9: 294-301. 2019.

Yoon HJ, Cho HJ, Kim JH, Park KH, Gil GH, Oh JA, Cho JN, Pail MK. In vitro antimutagenic and genotoxic effects of Azadirachta indica extract. Journal of Applied Biological Chemistry 57: 219-225. 2014a.
crossref
Yoon HJ, Choe MS, Cho HJ, Han BS, Park KH, Oh JA, Cho JN, Pail MK. Study of kidney toxicity of Azadirachta indica extract for oral administration in rats. Korean Journal of Environmental Agriculture 33: 103-110. 2014b.
crossref
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