방부제 화학적 원리 - bangbuje hwahagjeog wonli

피부멘토 훈즈(HOONZ)

오늘은 화장품의 방부제에 대해 자세히 설명해드릴려고 합니다.

(왼손이 매우 부은 관계로 파라벤의 방부 메커니즘과 단점에 대해 자세히 설명할게요.)

주의 : 내용이 많이 어려울 수 있으니 색칠하신 글씨만 보셔도 됩니다.

​

보통 화장품의 방부제 관련은

식품공학, 약학, 미생물학과 에서 주로 다루게 될 것 입니다.

일반인들은 주로 모를 수 있을 것 이에요.

저는 화공과에서 배운 적이 없기 때문에 따로 공부를 했습니다.

화공과에서 중요하게 생각하는 학문은

열역학, 열 및 물질전달, 유체역학, 유기화학, 공정제어 이런 파트거든요.

제가 못한 것은 오히려 유기화학, 생화학 파트인데

일하는 분야는 그쪽으로 하게 된 아이러니한 상황입니다.

다수의 전공자들이 겪는 상황 같아요.

그래서인지 제형 구조 및 안정성, 자외선차단 이런 쪽을 더 잘하는 것 같아요.

​

본론으로 들어갈게요.

우선 미생물에 대해 알아야 방부시스템을 알게 되는 것 입니다.

미생물은 microorganism라고 불리는데 육안으로 관찰하기 어려운 작은 생물을 의미합니다.

미생물에게 영향을 주는 환경인자가 있어요. 

물, 영양분, 에너지원, 온도, 기체, 염, pH 등이 있습니다.

화장품에서 확인하는 미생물은 크게 2가지로 분류 할 수 있어요.

세균(박테리아)와 진균(곰팡이)를 확인한답니다.

세균은 단세포생물이며 원핵생물로서 일반적으로 최적성장온도는 30~35 ℃ 입니다.

그람양성 및 음성으로 구별되며

그람양성에는 식중독을 일으키는 포도상구균이,

그람음성에는 심내막염&폐렴&수막염&폐혈증을 일으키는 녹농균,

장내설사&복통을 일으키는 살모넬라균 등이 속합니다.

진균은 진핵생물로 포자를 형성하면서 증식하는 곰팡이, 효모가 이에 속하며,

최적성장온도는 20~25 ℃ 입니다.

​

그렇다보니 식품, 화장품 그리고 의약품에 쓰이는 방부제도

단일 방부제로 쓰이지 않습니다.

세균에 강한 방부제, 진균에 강한 방부제를 혼합해서 주로 쓰여요.

​

미생물에 대한 방부메커니즘은 크게 3가지로 분류 할 수 있어요.

​

세포막 응용, 효소 응용, RNA&DNA화학적 변화 입니다.

세포막에서는 세포막 변성, 세포막 파괴, 세포막 기능 교란 등이 있으며

효소 응용에는 효소의 기능을 저해, 효소의 파괴 등이 있습니다.

RNA&DNA 화학적 변화는 DNA합성을 억제하거나 RNA&DNA를 끊는 방법이 있어요.

대표적인 것이 가열하면 세포막과 효소가 파괴되고 DNA가 분해되어 균이 죽는다고 생각하심 됩니다.

​소금으로 방부하는 것은 세포막의 삼투압을 응용한 것 이에요.

그러면

파라벤은 어느 원리이고 1,2-헥산디올(헥산다이올)은 어느 원리인지 알려드릴게요.

​

파라벤은 벤조산계열이에요.

정확한 명칭은 파라하이드록시벤조익애씨드(Parahydroxybenzoic acid) 입니다.

유기산의 방부원리와 활성산소로 인해 세포사멸을 유발하는 2가지가 있습니다.

보통 전자만 알더군요. 벤조산 계열은 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS)를 유발시키거든요.

활성산소로 방부 및 살균력이 뛰어난 대표적인 것은 과산화수소수 이에요.

​

우선 파라벤은 세포막을 뚫고 들어가게 되어요.

​

피부에 흡수가 안 된다는 것 멍멍이 소리 입니다.

분자량도 작고 유용성이면서도 극성을 띄고 있다보니 침투가 다른 성분에 비해 매우 잘 되어요.

아니 쉽게 생각해보세요. 방부 원리자체가 세포막을 잘 뚫는데 피부에 침투가 어려울까요?

​

세포막이 유기산을 흡수하여 통과시킨 후 수소이온을 받은 산성을 흡수해요.

세포막 안에 있던 원형질안에서는 산이 해리 되어 세포내 pH가 낮아지게 되죠.

​

이때 세균은 수소이온을 계속 세포막 밖으로 배출시키고

나트륨(Na)을 세포 안으로 흡수하여 pH를 일정하게 유지할려고 합니다.

​

세포내 수소이온농도(pH) 수치가 저하되면 세균의 번식율이 낮아지게 되고

활성종인 수소이온과 결합한 물질들의 세포막 통과가 유지되면서

세포는 산성화를 촉진시키다보니 세균이 사멸하게 되는 것 입니다.

​

이 방법은 벤조산, 살리실산, 파라벤 등 유기산들의 방부 메커니즘 이에요.

물에 용해도가 있으면서 세포막에 통과가 잘 되는 유기산이 유리하죠.

그래서 벤조산, 살리실산, 파라벤 인 것 입니다.

​

그러면 활성산소로 세포사멸을 하는 원리를 알려드릴게요.

세포사멸을 일으키는 것으로 잘 알려진 것이 TNF-R1이에요.

​

(출처 Mitochondrial Mechanisms of Degeneration and Repair in Parkinson's Disease p1-23)

TNF-α는 감염에 반응하여 활성화된 대식세포나 T 림프구에 의해

주로 생산되며 세포사멸뿐만 아니라 전사인자인

Nuclear factor kappalight-chain-enhancer of activator B cells(NF-κB)와

Activator protein-1(AP-1)을 활성화시킴으로써 다양한 염증반응과 면역반응에 관여하는데

활성산소종(ROS)은 이러한 TNF-α의 자극으로 인해 생성되어 다양한 신호 단백질을 산화시킴으로써

caspase를 통한 세포사멸 신호경로와 NF-κB를 통한 생존경로를 조절하기 때문입니다.

​

예전에 파라벤이 활성산소를 유발하고 DNA에 데미지를 가한다고 글을 올렸었어요.

​

파라벤이 활성산소를 유발한 후 활성산소종들이 호르몬에 공격을 가하고

DNA에 데미지를 가한다는 자료 입니다.

특히 메칠파라벤에 빛을 조사하면 에스테라아제에 의해

DNA가 데미지를 받는다는 연구가 추가로 나왔습니다.

바꿔 말하면 파라벤이 들어간 제품을 햇빛에 쐬면

데미지를 가해 염증 유발 및 최악의 경우 유전독성, 생식독성, 발암을 유발하는 것 입니다.

괜히 유럽에서는 파라벤에 대한 규제가 보다 강화되고

덴마크에서는 유아용 화장품에 전면금지 시킨 이유가 있습니다.

기저귀 닿는 부위(아이 궁둥이)에는 부틸파라벤, 프로필파라벤 전면 금지 입니다.

특정브랜드에서는 문제 없다고 광고하고 특정 다단계 브랜드에서는 천연파라벤이라고 하겠지만

천연이든 합성이든 성분이 중요한 것 입니다.

천연파라벤이라고 안전하다는 말은 정말 멍청하고 무식한 소리에요.

그러면 천연 독버섯은 안전한가요?

(허재 감독의 무슨 말같지도 않은 소리를 하는 거야. #^&%@^)

​

말이 안되는 소리를 하면서 파는 브랜드들은 과연 제대로 연구하고 자료를 찾는 것일 까요?

곰곰히 생각해보셔야 합니다.

​

내일은 1,2-헥산디올의 방부력을 알기 위해

1,2-알칸디올에 대해 설명을 해드리겠습니다.

피부멘토 훈즈(HOONZ)

좋은 정보를 쉽게 알려드리기 위해

언제나 노력하겠습니다.~