화장품 제형에 따른 ascorbic acid의 활성도 비교 연구 :A comparative study on the activity of ascorbic acid according to cosmetics formulation types

임다솜

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자료유형: 학위논문

저자정보: 임다솜 (건국대학교, 건국대학교 대학원)

지도교수: 배승희

발행연도: 2019

저작권: 건국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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초록· 키워드

Ascorbic acid는 화장품의 소재로 널리 사용되어 왔다. Ascorbic acid는 항산화, 콜라겐 생합성 촉진, 피부 미백효과 등 인체에 특별한 효과를 나타내며, 안티에이징 활성 성분으로 사용되고 있다. 하지만 화장품 소재로써 ascorbic acid는 산화, 갈변, 변취와 같은 불안정한 문제가 있어 높은 함량을 적용하기에는 문제가 많아 적용이 까다롭고 그에 따른 안정성을 증명해야만 한다. 따라서 ascorbic acid가 함유된 화장품 제형 4가지를 만들고 ascorbic acid의 산화로 인한 활성도 저하와 그에 따른 성상의 변화를 방지 할 수 있는 효율적인 제형과 보관방법을 제시하기 위해 실험을 통해 관찰하였다. 실험은 ascorbic acid 5%를 각각의 제형 무수타입의 점성이 있는 화장수, 수용성의 점성이 있는 화장수, O/W 타입의 에멀젼, W/O 타입의 에멀젼에 동일하게 첨가하였고, 보관온도를 달리하여(25℃, 50℃, 5℃, 일광노출) 각 조건 별로 8주간 관찰하여 기록하였다. 제조일로부터 8주 동안 각 제형의 성상, 점도, 유화 입자와 HPLC로 정량분석한 함량의 변화를 비교하였다. 실험결과 네 가지 제형 모두 50℃에서 확연하게 변색이 일어났으며 O/W 타입의 에멀젼은 상분리가 일어나고, W/O 타입의 에멀젼은 기포가 발생하거나 부풀음 현상이 일어나 불안정한 성상을 보였다. 25℃에서는 약간의 색변화가 관찰되는 모습을 보였고 온도가 떨어질수록 성상의 변화가 적었다. 유화입자 또한 25℃보다 50℃에서 보관한 제형이 훨씬 불안정한 모습을 보였고 변화 시기도 더 빨랐다. 각 제형의 점도를 비교하였을 때 무수타입의 화장수를 제외한 나머지 제형은 8주 후의 점도가 초기 점도에 비해 15% 이상 감소하여 불안정한 모습을 보였다. HPLC를 이용해 ascorbic acid의 함량을 측정한 결과 25℃에서는 모든 제형이 8주 동안 80% 이상의 함량을 유지하여 ascorbic acid의 산화가 크게 일어나지 않았다고 관찰되었지만, 50℃에서는 무수타입 화장수 제형을 제외한 제형들이 큰 차이로 함량이 감소한 것을 보아 고온에서는 ascorbic acid의 산화가 더 빨리 일어난다는 것을 확인 할 수 있었다. 특히 가장 큰 함량 차이가 나타난 O/W 타입 에멀젼의 경우 ascorbic acid가 산화되면서 활성도가 떨어지고 그에 따라 상분리가 일어난 것으로 추측 할 수 있다. 무수타입 화장수의 경우 50℃를 포함한 전체 보관 온도에서 8주 동안 큰 변화 없이 90% 이상의 함량을 유지하였다. 각각의 제형에서 보관온도를 달리 하였을 때에는 모든 제형이 저온에서 가장 안정하였고 고온에서는 활성도가 크게 떨어지는 것을 보였으므로 낮은 온도에서 보관할수록 안정도를 오래 유지시킬 수 있다고 볼 수 있다. 또 빛에 대한 노출보다 각 온도별로의 차이가 더 큰 것으로 관찰되어 빛의 유무보다는 온도에 더 민감하다고 예상 할 수 있다. 각각의 성상과 유화입자, 점도, 함량의 변화 시기에 대한 경향성이 일치하는 것으로 보아 ascorbic acid가 산화되면서 제형의 성상에 영향을 미치는 것으로 사료된다. 결과적으로 실온 보관 조건에서는 무수타입의 화장수가 가장 안정성이 뛰어나 ascorbic acid를 활용하기 적합한 제형으로 나타났고, 제형과 상관없이 저온에서 보관한다면 성상, 점도, 유화 입자 및 함량을 안정하게 유지할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과를 응용하여 미백과 항산화 기능이 우수한 ascorbic acid를 안정한 제형으로 적용하여 화장품 소재로써 활용 범위를 넓힐 수 있을 것이라고 기대한다.

Ascorbic acid exhibits special effects on the human body, including antioxidant effect, facilitation of collagen biosynthesis, and skin whitening effect, while it is also used as anti-aging active ingredient. However, as an ingredient for cosmetics, ascorbic acid presents problems of instability, such as oxidation, browning, and creaming deterioration. For this reason, applying high content of ascorbic acid could be difficult due to many problems and its stability must be verified. In the experiment, equal amount of 5% of ascorbic acid was added to different formulations (anhydrous viscosity liquid, aqueous viscosity liquid, O/W type emulsion, and W/O type emulsion). The storage temperatures were varied and the results from 8-week observations were recorded by each storage condition. The experiment compared the changes in appearance, viscosity, and emulsion particles, as well as changes in content quantitatively analyzed by HPLC, of each formulation over 8 weeks. The experimental results showed discoloration at 50℃ in all four formulations. Phase separation occurred in the O/W type emulsion, while the W/O type emulsion appeared to be unstable with bubbling or swelling. Slight discoloration was observed at 25℃, and as the temperature decreased, changes in the appearance occurred to a lesser degree. The results of content measurement by HPLC showed that ≥ 80% of content was retained at 25℃ over 8 weeks, indicating little oxidation of ascorbic acid. At 50℃, all formulations, except the anhydrous viscosity liquid formulation, showed significant differences in amount of content reduced, indicating that oxidation of ascorbic acid occurred more quickly at higher temperatures. The anhydrous viscosity liquid retained ≥ 90% of content with little change at all storage temperatures, including 50℃, during the 8-week period. Moreover, based on the fact that greater differences were observed based on temperature than based on exposure to light, it is suspected that the formulations were more sensitive to temperature than light. Since the formulations showed similar tendencies in when changes in appearance, viscosity, emulsion particles, and content occurred, it is considered that oxidation of ascorbic acid had an impact on the appearance of formulations. Consequently, anhydrous skin lotion was found to be the formulation most suitable for using ascorbic acid since it was most stable when stored at room temperature. Moreover, it is considered that appearance, viscosity, emulsion particles, and content could be stably retained regardless of formulation type when stored at low temperatures. By using the findings in the study, ascorbic acid with excellent whitening and antioxidant functions could be applied in a stable formulation to broaden its application as an ingredient for cosmetics.

Ⅰ. 서론 1
1.1. 연구의 배경 및 목적 1
Ⅱ. 이론적 배경 3
2.1. 화장품의 제형 3
2.1.1. 화장품의 정의 3
2.1.2. 화장품 제형화 4
2.1.3. 화장수 4
2.1.4. 에멀젼 5
2.1.5. 화장품의 안정성 7
2.2. Ascorbic acid 9
2.2.1. Ascorbic acid의 개요 9
2.2.2. Ascorbic acid의 산화 10
Ⅲ. 연구방법 12
3.1. Ascorbic acid 함유 화장품의 처방 및 제조방법 12
3.1.1. 기기 및 시약 12
3.1.2. 화장품 제형 처방 13
3.1.3. 실험 조건 17
3.2. 각 조건별 안정도 측정 19
3.2.1. 성상의 변화 19
3.2.2. 점도 비교 19
3.2.3. 유화 입자 비교 19
3.2.4. HPLC 정량분석 20
Ⅳ. 연구결과 및 고찰 22
4.1. Ascorbic acid가 함유된 화장품의 제조 결과 22
4.2. 각 조건별 안정성 비교 및 ascorbic acid 함량 변화 측정 결과 23
4.2.1. 시간에 따른 성상 변화 비교 23
4.2.2. 제형별 입자 변화 비교 55
4.2.3. 제형별 점도 변화 비교 59
4.2.4. 시간에 따른 ascorbic acid의 함량 변화 비교 69
4.2.5. 보관 온도에 따른 ascorbic acid의 함량 변화 비교 77
Ⅴ. 결론 85
참고문헌 88
국문초록 92

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