Development of Cosmetic Ingredient by Fermented Paprika Juice

In this study, cosmetic materials were developed using a new method of making juice through the fermentation of raw natural materials with microorganisms in order to supplement the advantages and disadvantages of an organic solvent extraction method and a microbial fermentation method. The natural products were selected from two colors (red, green) of paprika known to be rich in various colors and vitamins. The microorganisms used for fermentation were fermented by inoculating paprika with lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum) having sugar-hydrolyzed ability. First, we investigated the changes of physiologically active substances of two kinds of paprika juice and two kinds of fermented paprika juice. Total phenols content and total flavonoids content were higher in the fermented paprika juice than in the paprika juice, and especially in the fermented red paprika juice. Free radical scavenging effect and lipid peroxidation inhibitory effect were also showed an excellent antioxidative effect on paprika fermented juice, among which the effect of red paprika fermentation juice was the highest. The expression of MMP-1 in fermented red paprika juice with high antioxidant activity was inhibited by concentration-dependent expression of MMP-1 mRNA and MMP-1 protein. In the glycation experiments with aging, the anti-glycation effect of fermented paprika juice was highly inhibited by the production of advanced glycation end-products (AGEs), which was closely related to the antioxidant effect. In addition, the activity of senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal), an indicator of cell senescence, was measured using human dermal fibroblast (HDF). The results showed that the cell senescence was inhibited when the cells were treated with fermented paprika juice. In conclusion, fermented paprika juice using lactic acid bacteria showed better antioxidative and anti-aging effects than paprika juice. Among them, fermented red paprika juice has the best antioxidant and anti-aging effect and can be applied as natural new material of antioxidant and anti-aging.

파프리카 발효즙의 화장품 소재개발 연구

본 연구에서는 천연물 화장품 원료의 유기용매 추출법과 미생물을 이용한 발효법의 장단점을 보완하기 위해, 생(生) 천연물에 미생물을 이용한 발효를 통해 과즙을 만드는 새로운 제조법으로 화장품 소재를 개발하였다. 천연물은 다양한 색상과 비타민이 풍부한 것으로 알려진 파프리카 중 두 가지 색상(빨간색, 녹색)을 선정하였고, 발효에 사용된 미생물로서 당분해 효소능이 있는 유산균(Lactobacillus plantarum)을 이용해 파프리카에 접종하여 발효하였다. 먼저 고압으로 착즙한 파프리카 생즙 2종과 유산균으로 발효한 발효즙 2종의 생리활성변화를 확인해 보았다. 총 페놀함량과 총 플라보노이드 함량 측정 실험 결과, 파프리카 생즙보다 발효즙에서 모두 함량이 높았으며 특히 빨간색 파프리카 발효즙에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 프리라디칼 소거효과와 지질과산화 억제효과 역시 파프리카 생즙에 비해 발효즙에서 우수한 항산화 효과가 나타났으며, 그중 빨간색 파프리카 발효즙의 효과가 가장 높았다. 항산화 효과가 높은 빨간색 파프리카 발효즙을 이용해 MMP-1 발현실험을 한 결과 농도 의존적으로 MMP-1 mRNA와 MMP-1 단백질의 발현을 억제하였다. 노화에 따른 glycation(당화현상) 실험의 경우, 파프리카 발효즙에서 상대적으로 anti-glycation 효과로 최종 당화산물(advanced glycation end-products, AGEs) 생성 억제 활성이 높아 항산화효과와 밀접한 연관성을 나타내었다. 또한, 세포노화 지표물질인 senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) 활성을 사람 섬유아세포(HDF)를 이용하여 실험한 결과, 파프리카 발효즙을 처리하였을 때 노화에 의해 염색된 세포의 수가 감소하여 세포의 senescence를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 파프리카는 생즙보다 유산균을 이용한 발효즙이 항산화 효과와 항노화 효능이 우수했으며, 그중 빨간색 파프리카 발효즙이 가장 우수한 항산화와 항노화 효능을 가져 이를 이용한 항산화 및 항노화의 천연 신소재로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.