Earticle

초록

영어

Purpose: This study aimed to evaluate the antimicrobial and biofilm-formation inhibition properties of polyols—1,2-hexanediol, 1,3-propanediol, and 1,2-butanediol—and acids—potassium benzoate and levulinic acid—as alternative preservatives for use in cosmetics. Methods: Minimum inhibitory concentration, minimum bactericidal concentration, and biofilm inhibition activities were ascertained. Representative pathogenic bacteria, such as Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, as well as beneficial skin bacteria, including Staphylococcus epidermidis and Corynebacterium accolens, were tested. Results: Among the three polyols, 1,2-hexanediol, which had the longest carbon chain, exhibited the most potent antimicrobial and biofilm-formation inhibitory activities against all tested species. Among the acids, levulinic acid was more effective than potassium benzoate. Notably, it demonstrated selective and potent suppression of pathogenic bacteria at low concentrations; however, higher concentrations were required with to inhibit beneficial bacteria. Additionally, all alternative preservatives exhibited superior biofilm suppression abilities compared to the positive control, ethanol. These effects demonstrated a dose-dependent increase and were quantitatively compared using the IC90 values. Conclusion: The findings provide fundamental data for the development of safe and effective alternative preservatives that can maintain the homeostasis of the skin microbiome. They offer important insights for future in vivo studies and innovations in cosmetic formulations.

한국어

본 연구는 화장품 대체 보존제로서 polyol 계열(1,2-hexanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol)과 acid 계열(potassium benzoate, levulinic acid)의 피부 미생물에 대한 항균 활성 및 바이오필름 형성 억제 효과를 평가하고자 수행되었다. 방법: 대표적인 피부 유해균인 Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa와 피부 유익균인 Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium accolens를 대상으로 최소저해농도(MIC), 최소살균농도(MBC) 및 바이오필름 억제능을 측정하였다. 결과: 그 결과, polyol 계열에 서는 탄소 사슬 길이가 긴 1,2-hexanediol이 모든 균주에서 가장 우수한 항균 및 항바이오필름 활성을 보였으며, acid 계열에서는 levulinic acid가 potassium benzoate보다 강력한 활성을 나타냈다. 특히 levulinic acid는 피부 유해균에 대해 낮은 농도에서 선택적 으로 높은 억제 효과를 보인 반면, 피부 유익균에 대해서는 상대적으로 높은 농도에서 억제 효과가 나타났다. 또한 바이오필름 억제 능 평가 결과, 모든 대체 보존제가 양성 대조군인 에탄올보다 우수한 억제 효과를 보였으며, 대체로 억제 효과가 농도에 따라 점차 증가하는 경향을 나타내었고, IC90 값을 통해 이러한 결과를 정량적으로 비교하였다. 결론: 연구 결과는 피부 마이크로바이옴의 균 형을 유지하면서 안전하고 효과적인 대체 보존제 개발에 기초 자료로 활용될 수 있으며, 향후 인체 적용 연구 및 화장품 제형 개발 에 중요한 근거를 제공할 것으로 기대된다.

중국어

目的: 评估多元醇(1,2-己二醇、1,3-丙二醇和1,2-丁二醇)和酸(苯甲酸钾和乙酰丙酸)作为化妆品替代防腐剂的抗 菌和生物膜形成抑制性能。方法: 测定了最低抑菌浓度、最低杀菌浓度和生物膜抑制活性。测试了具有代表性的 致病菌，如金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌，以及有益的皮肤细菌，包括表皮葡萄球菌和棒状杆菌。结果: 在三 种多元醇中，碳链最长的1,2-己二醇对所有测试菌种均表现出最强的抗菌活性和生物膜形成抑制活性。在酸类化 合物中，乙酰丙酸的抗菌效果优于苯甲酸钾。值得注意的是，乙酰丙酸在低浓度下即可选择性地强效抑制致病 菌；然而，抑制有益菌则需要更高的浓度。此外，所有替代防腐剂的生物膜抑制能力均优于阳性对照乙醇。这 些效果呈剂量依赖性增强，并使用IC90值进行了定量比较。结论: 研究结果为开发安全有效的替代防腐剂提供了 基础数据，这些防腐剂能够维持皮肤微生物群的稳态。它们也为未来的体内研究和化妆品配方创新提供了重要 的见解。

목차

Abstract
Introduction
Methods
1. 시약 및 기기
2. 사용 균주 및 배지
3. 최소저해농도(Minimum Inhibition Concentration, MIC) 측정
4. 최소살균농도(Minimum Bactericidal Concentration, MBC)측정
5. 바이오필름 형성 억제능 평가
Result
1. Polyol 계열과 Acid 계열 대체 보존제의 Minimum Inhibition Concentration (MIC) 평가를 통한 항균력 분석
2. Polyol 계열과 Acid 계열 대체 보존제의 Minimum Bacterial Concentration (MBC) 평가 결과
3. Polyol 계열과 Acid 계열 대체 보존제의 Biofilm Formation Inhibition에 미치는 영향
Discussion
References
국문초록
참고문헌
中文摘要

키워드

방부 대체제 폴리올 산 항균활성 바이오필름 억제 Alternative preservative Polyol Acid Antimicrobial activity Biofilm inhibition 防腐剂替代品，多元醇，酸，抗菌活性，生物膜抑制

저자

• Sol Bee Baek [ 백솔비 | CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd., Seongnam-si, Gyenggi-do, Korea ]
• Jae Yong Seo [ 서재용 | 1CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd./Department of Cosmetics Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ]
• Hyun Gab Yang [ 양현갑 | CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd./Department of Bio-health Engineering, Seoul Women’s University, Seoul, Korea ]
• Min Seok Sim [ 심민석 | CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd., Seongnam-si, Gyenggi-do, Korea ]
• Ju Kyeong Lee [ 이주경 | CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd., Seongnam-si, Gyenggi-do, Korea ]
• Yeong Jin Choi [ 최영진 | CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd., Seongnam-si, Gyenggi-do, Korea ]
• Hee Yong Kim [ 김희용 | CIR R&D Center, Cosmecca Korea, Co. Ltd., Seongnam-si, Gyenggi-do, Korea ]
• Seunghee Bae [ 배승희 | Department of Biological Engineering, Konkuk University, Seoul, Korea ] Corresponding Author

참고문헌

발행기관

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