Lactobacillus plantarum의 LTA (lipoteichoic acid)는 염증에 대하여 유익한 효과를 나타내며, EPS (exopolysaccharides)는 항산화 활성을 가지고 있다. 또한 독성이 없고, 면역 조절 활성을 나타낸다고 보고하였다. 가열을 통한 paraprobiotic 생산방법은 세포벽을 분해시켜 세포 내부 항산화 물질이 용출되도록 도와주며, 동시에 유산균 균체에 포함된 당류와 단백질이 가열을 통해 항산화능을 가진 maillard reaction product를 생산하는 것이 알려졌다. 최근 프로바이오틱스는 항산화, 항염, 미백 활성을 가지고 있는 동시에 안정성과 낮은 독성을 가지고 있어 새로운 화장품에 첨가되고 있다. 또한 아토피 피부염, 알레르기, 광노화에 대해 유익한 영향을 미친다는 것이 선행연구에서 입증되었다. 이에 본 연구는 세계적으로 건강식품으로써 관심이 집중되고 있는 깍두기 김치에서 분리한 균을 가열을 통하여 사균체화시켜, 천연화장품 소재로서의 가능성을 확인하기 위해 항산화능과 세포실험을 하였다. 먼저 본 연구에서는 전통발효식품인 깍두기 김치로부터 효능성 물질을 생산하는 균주를 screening하였다. 깍두기 시료 100개 중 47개의 L. plantarum를 분리하고 L. plantarum LP299v보다 증식속도가 빠른 8개 균주를 선별하였다. 선별된 젖산균 L. plantarum을 121℃에서 15분간 처리하여 젖산균 사균체를 제조하였다. 대조군은 산업적으로 많이 사용되고 있는 L. plantarum LP299v를 사균체로 하여 항산화능, 멜라닌 생성 억제능 및 항염능을 비교하였다. 그 결과 항산화능에서는 L. plantarum 사균체 중 가장 우수했던 119P는 대조군에 비해 total phenolic compound는 4.87 mg/g of gallic acid 더 높은 수치를 나타내어, 12% 더 높았다(p<.01). 다른 항산화능 측정에서도 119P는 대조군보다 DPPH assay에서 radical 소거능은 9.86％(p<.05), ABTS assay에서 radical 소거능은 7.28％(p<.05)더 우수하였다. 그리고 피부 세포 생리 활성 실험에서는 높은 활성을 갖는 균은 108P와 119P로 나타났으며, 다음과 같은 결과를 보였다. RAW 264.7 macrophage를 이용한 세포독성 실험에서 108P와 119P는 대조군 LP299v보다 각각 21.19%, 21.32% 더 높은 생존율을 나타냈었다. B16F10에서는 contol보다는 각각 6.48%, 3.48% 높은 생존율을 보였다. NO 소거능에서는 대조군 299v보다 각각 18.03%, 21.89% 더 높은 NO 소거능을 보였고, 멜라닌 억제능은 대조군 299v보다 각각 15.00%, 5.47%로 더 높은 수치의 melanin 억제능을 나타냈었다. 따라서 항산화능과 피부 세포 실험에서 모두 우수한 균 119P가 화장품 원료로서 가장 적합하다고 볼 수 있어, 119P를 16S rRNA 분석을 통해 동정한 결과 L. plantarum으로 나타났다.
이와 같이 본 연구에서는 젖산균 L. plantarum 사균체가 안티에이징 효능 및 항염, 멜라닌 억제능에 따른 미백작용에 효과가 있는지 확인하기 위해 항산화능 실험과 피부세포 실험을 한 결과, 화장품 소재로서의 가능성을 확인할 수 있었다. 특히 세포 독성이 거의 없어 매일 사용하는 소모품인 화장품이 갖추어야 할 조건과 천연 화장품 선택 시 기대하는 안전성이 확보되었다. 이를 통해 안전성을 보유한 L. plantarum 119P 사균체는 항산화 및 항노화와 화이트닝과 같은 기능성이 필요한 화장품의 소재로서의 이용 가능성이 있다고 판단되었다.

LTA (lipoteichoic acid) of Lactobacillus plantarum shows beneficial effects on inflammation, and EPS (exopolysaccharides) has the antioxidant activity effect. It is reported that these have no toxicity but have immunomodulation activation. The method of producing paraprobiotic with heat helps antioxidant substance to be eluted by decomposing cell wall, and produces maillard reaction product with antioxidant effect as sugars proteins included in the probiotics strains are heated. Recently, probiotics is contained in new cosmetic products due to its antioxidant, antiinflammatory and whitening activation effects as well as low toxicity. In addition, precedent studies demonstrate it has a beneficial effect on atopic dermatitis, allergy and skin photoaging. Therefore, in this study, antioxidant capacity and cellular experiment are implemented in order to identify the feasibility as an ingredient of natural cosmetic products through heat-killed bacteria separated from kkakdugi, which is gathering attention in the world as healthy food. First, the strains that produce efficacious substances from kkakdugi are screened. Among 100 samples, 46 L. plantarum strains are separated, and 8 strains that have faster proliferation rate than L. plantarum LP299v are selected. The selected lactic acid bacteria L plantarum strains are processed at 121℃ for 15 minutes to make heat-killed lactic acid bacteria. The control group is the heat-killed L. plantarum LP299v, which is widely used in industry, to compare antioxidant capacity, melanogenesis inhibitory capacity and antiinflammatory ability. In the results, 119P, which is the most superior among heat-killed L. plantarum bacteria in antioxidant capacity, has higher number by 4.87 mg gallic acid/g, which is 12% higher, in total phenolic compound (p<.01). In other antioxidant capacity as well, 119P has higher radical scavenging ability in DPPH assay by 9.86％ (p<.05), and higher radical scavenging ability in ABTS assay by 7.28％ (p<.05). In the skin cell biological activity experiment, bacteria that have high activity are 108P and 119P, and the results are as follows. In the cytotoxicity test with the use of RAW 264.7 macrophage, 108P and 119P have higher survival rate than the control group LP299v by 21.19% and 21.32% respectively. In B16F10, they show higher survival rate than the control group by 6.48% and 3.48% respectively. They have higher NO scavenging ability than the control group by 18.03% and 21.89% respectively. They have higher melanogenesis inhibitory capacity by 15.00% and 5.47% respectively. Therefore, 119P that is superior in both antioxidant capacity and skin cell experiment can be considered as the most suitable ingredient for cosmetic products, so the result of identification of 119P through 16S rRNA analysis is L. plantarum. As shown above, this study conducts antioxidant and skin cell experiments in order to identify whether heat-killed lactic acid bacteria of L. plantarum has anti-aging, anti-inflammatory, and whitening effect by melanogenesis inhibitory capacity, and the results show the feasibility as an ingredient of cosmetic products. Especially, it has almost no cytotoxicity, which secures safety as one of the conditions of daily consumables and as the one expected in selecting natural cosmetic products. Through this, the heat-killed bacteria of L. plantarum 119P can be considered as a component for cosmetic products that need functionality such as antioxidant, anti-aging and whitening effects.