발효는 미생물 세포의 성장 또는 생물 촉매 반응 시스템을 이용하여 박테리아 자체 또는 그 대사 산물을 얻는 과정입니다. 특정한 기술적 수단을 통해 균주를 선택하고 발효 공정을 제어함으로써 대상 제품의 산업화된 대규모 가공 및 제조를 실현할 수 있습니다.

 

발효의 형태는 크게 액체 발효와 고체 발효로 나눌 수 있습니다. 액체 발효는 생산량이 많고 점유율이 낮으며 소요 기간이 짧고 순수한 균사체를 분리할 수 있는 등의 장점이 있습니다. 고체 발효는 장비가 간단하고 발효 조건을 제어하기 쉬우며 배양물의 모든 영양 및 건강 성분을 최대한 활용할 수 있는 등의 장점이 있습니다.

식물 발효 기술은 미생물을 이용하여 천연 식물 원료를 천천히 발효시켜 식물의 활성 물질을 방출한 다음 미생물 효소를 통해 구조를 수정, 변형 또는 분해하여 피부 흡수를 촉진하고 피부 케어 효능을 향상시키는 기술을 말합니다.

최근 몇 년 동안 식물 발효 성분이 화장품에 점점 더 많이 사용되고 점점 더 중요한 역할을 하고 있는데 그렇다면 식물 발효 기술의 장점은 무엇일까요?

1. 농축 가능한 유효 성분

천연식물에는 다당류, 플라보노이드, 폴리페놀, 아미노산 등 다양한 활성물질이 존재하며, 전통적인 공정은 유기용매나 수용액을 이용하여 식물의 활성성분을 추출하는 것이지만, 얻어진 활성성분의 함량이 낮아 기대한 효능을 만족시키기 어려운 경우가 있습니다.

연구에 따르면 발효 기술을 사용하면 식물 원료의 활성 성분을 보다 효과적으로 유지하여 농축효과를 얻을 수 있습니다. 이는 미생물에 포함된 특정 효소가 식물 원료의 세포벽과 세포간질에서 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 기타 물질을 분해하여 결과적으로 식물세포가 파열되어 세포간 공간이 증가하고 세포 내에서 추출배지로 확산되는 유효성분의 물질 전달 저항성이 감소되어 유효성분의 추출율이 크게 향상됩니다.

예를 들어, 송이 발효액은 송이 물 추출물과 알코올 추출물보다 미백 효과가 더 좋습니다. 영지 물 추출물과 비교하여 영지 발효액의 다당류 및 펩타이드 함량이 모두 증가하고 DPPH 자유 라디칼 및 하이드록실 자유 라디칼 소거 능력이 크게 향상되었습니다.

2. 유해 물질 감소

천연 식물 자원은 영양소가 풍부하지만 성분이 복잡하고 과도한 중금속 및 잔류 농약과 같은 문제가 있어 적용 및 개발에 제한이 있습니다. 대부분의 독성은 발효 처리 후 다양한 정도로 감소하는데, 이는 미생물 대사에 의해 생성된 일부 효소가 독성 물질을 분해 및 변형시켜 유해 물질을 감소시킬 수 있기 때문입니다.

예를 들어, 발효홍삼은 미발효홍삼보다 피부에 대한 감작성이 현저히 낮고 고용량 발효홍삼은 미발효홍삼보다 독성이 현저히 낮습니다(홍삼은 면역자극 활성이 있어 피부 알레르기, 중독 등을 일으키기 쉽습니다). 미생물을 이용하여 은행잎을 발효시키면 플라보노이드, 락톤 등의 활성성분의 함량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 징콜릭애시드를 분해 및 변형시켜(징콜릭애시드는 독성이 있어 세포독성, 감작성, 변이원성, 발암성, 간독성, 신장독성 등을 일으킬 수 있음) 시너지 효과 및 독성 감소의 목적을 달성할 수 있습니다.

3. 새로운 활성 물질 생성

식물 발효 기술은 표적 균주 선택, 발효 조건 제어 및 대사 경로 조절을 통해 활성 성분의 표적 전환 및 변형을 수행하여 원래 효능 성분의 특성을 개선하고 최적화하며 새로운 활성 물질을 생성할 수 있습니다.

예를 들어, 삼칠수염뿌리를 고초균으로 발효시킨 후에는 인삼의 줄기와 잎에만 존재하는 진세노사이드 Rh4가 생성되는데, 이 사포닌은 노화방지 효능이 있습니다.

요약: 천연 식물 원료는 기능이 풍부하고 효능이 뛰어나지만 성분이 비교적 복잡하고 한계가 있습니다. 하지만 발효 기술을 사용하면 식물 자원의 활성 성분 함량을 효과적으로 농축하고 효능을 향상시키며 독성 및 부작용을 줄일 수 있으며 화장품에서 식물 자원의 광범위한 활용을 더욱 촉진할 수 있습니다.