제조

모발구성성분

ora 2014. 5. 12. 15:29

모발구성성분

 

         모발의 성분 

 

모발은 케라틴 단백질(80~90%), 수분(10~15%), 지질(1~8%), 멜라닉색소(3%이하), 미량원소(0.6~1%)로 구성되어 있습니다.

 

1) 케라틴(Keratin)

    모발의 주성분인 케라틴 단백질은 18종의 아미노산으로 구성되어 있으며, 아미노산은 탄소(50~60%), 산소(25~30%), 질소(8~12%), 수소(4~5%), 황(2~4%)으로 구성되어 있습니다.

 

모발을 이루고 있는 18개 아미노산의 종류

 종류

아미노산명

함유량(%) 

 산성 아미노산

 아스파라긴산(asparaginic acid)

 글루타민산(glutamic acid)

8.0 

14.8

 중성 아미노산

 알라닌(alanune)

 글리신(glycine)

 이소류신(isoleucine)

 류신(leucine)

 메티오닌(methionine)

 시스틴(systine)

 페닐알라닌(phenylalanine)

 프로린(proline)

 트레오닌(threonine)

 세린(serine)

 트립토판(tryptophan)

 티로신(tyrosine)

 발린(valine)

4.0 

9.5

2.2

9.1

1.0

16.0

2.7

3.7

7.2

7.6

0.7

3.1

4.7

 염기성 아미노산

 아르기닌(arginine)

 히스티딘(histidine)

 리신(lysine)

 9.6

0.9

2.6

 

2) 수분(water)

   (1) 모발 중의 수분은 유연함, 광택, 통풍, 강신도, 정전기량 등 모발의 성질에 영향을 미칩니다.

   (2) 모발의 수분량은 10~15%이며, 샴푸하면 수분이 흡수되면 30~35%가 된다. 수분 함유량이 적으면 모발은 건조하며, 손상된 모발일수록 수분 보유력이 낮은 반면 물에 적실 경우 흡수력은 높습니다.

   (3) 모발의 수분량은 측정당시의 온습도에 영향을 받는데 온도가 높을 수록 수분함량이 적어지고, 습도가 높을 수록 수분함량이 많아지게 되므로 수분량을 측정하는 온습도는 25℃. 65%를 유지합니다.

 

3) 지질(lipid)

   (1) 모발내부에는 지질을 극소량 함유하고 있으며, 모발자체의 지질함유량은 개인차가 적으므로 유성 또는 건성모발을 구분하는 것은 모발표면에 부착된 피지량에 따릅니다.

   (2) 모발표면에 부착된 피지량이 많을 수록 유성모발, 적을 수록 건성모발이 되며, 하루에 분비되는 피지량과 조성은 내부요인(연령, 성별, 인종, 호르몬 등)과 외부 요인(온도, 마찰 등)에 따라 개인차가 큽니다.

 

4)멜라닌 색소(melanin pigment)

  (1) 모발의 색은 모발 속에 포함되어 있는 두 종류의 멜라닌 색소 즉, 유 멜라닌(eu-melanin, 검은 색소)과 페오 멜라닌(pheo-melanin, 붉은 색소)의 분포량에 따라 좌우되며, 유 멜라닌의 양은 흑인종이 가장 많고 백인종이 가장 적습니다.

  (2) 유 멜라닌은 길이가 0.8~1.2㎛, 두께가 0.3~0.4㎛의 쌀알 모양의 과립이며, 페오 멜라닌은 유 멜라닌에 비해 색소 미립자가 작고 타원형에 가까운 구형입니다.

  (3) 멜라닌은 멜라노사이트(색소형성세포)에서 만들어지는데 피부에 함유될 멜라닌을 만드는 멜라노사이트는 표피의 기저층에 있고, 모발에 함유될 멜라닌을 만드는 멜라노사이트는 모유두의 끝부분에 있습니다.

  (4) 광선을 비롯한 여러가지 외부요인으로부터 피부와 모발을 보호하는 기능을 가지고 있습니다.

  (5) 멜라닌을 형성하는 몇가지 과정에서 문제가 발생하면 멜라노사이트의 기능이 저하되어 결국 백발이 생기게 됩니다.

 

5) 미량원소(micro elements)

   중극속 오염과 미네랄의 과부족은 질병을 일으키는 원인이 되며, 모발은 자라는 즉시 석회화되어 안정적인 상태로 존재하므로 모발 중의 미량원소를 분석함으로써 체내에 축적된 미량원소의 종류와 함량을 알 수 있습니다. 모발에서 검출되는 30여종의 미량원소 중에는 필수 미네랄을 비롯한 수은, 납 등의 유독성 원소가 있습니다.

 

모발에서 검출되는 미네랄

 분류

 미량원소 

 유독성 원소

  베릴륨, 알루미늄, 비소, 카드뮴, 안티몬, 바륨, 수은, 납, 비스무스, 우라늄 등 

 필수 미네랄

  나트륨, 마그네슘, 인, 칼륨, 칼슘, 크롬, 망간, 철, 구리, 아연, 셀레니움 등

 기타 미네랄

  리튬, 바나듐, 코발트, 니켈, 게르마늄, 스트론튬, 몰리브덴, 주석 등

 

모발는 양모와 마찬가지로 일종의 동물성 천연섬유이며 경케라틴이라고 불리는 황을 포함하는 섬유성 단백질을 주성분으로 하고 있는데, 모발을 태우면 고약한 냄새가 나는 것은 바로 이 케라틴 때문이다. 케라틴이라 하여도 딱딱한 인모, 양모, 손톱 등의 경케라틴이나 부드러운 피부와 같은 연케라틴은 구별된다.


<모발의 성분비>

성     분

조 성 비

단 백 질

80~90%

수    분

11~13%

지    질

1~9%

멜 라 닌

3%

미량원소

 


<케라틴의 화학적 조성비>

성    분

조 성 비

탄    소

50.6%

수    소

6.36%

산    소

20.85%

질    소

17.14%

5%


 모발은 그 주요 구성 성분이 18종의 아미노산이 결합되어 있는 경섬유성 단백질(hard fibrous protein)로 되어 있으며, 그 주성분인 단백질은 cystine을 14~18% 함유하고 있는 케라틴(keratin)이라고 하는 물질이다. 모발 케라틴은 염기성 아미노산인 히스티딘(histidine), 리신(lysine), 알기닌(arginine)의 비율이 1:3:10으로 되어 있다.


<모발의 아미노산 조성>

아 미 노 산 명

케라틴(%)

인체의 표피(%)

글리신(Glycine)

9.5

6.0

알라닌(Alanine)

4.0

-

바린(Valine)

4.7

4.2

류신(Leucine)

9.1

(8.3)

이소류신(Isoleucine)

2.2

(6.8)

페닐알라닌(Phenylalanine)

2.7

2.8

프로린(Proline)

3.7

3.2

세린(Serine)

7.6

16.5

트레오닌(Threonine)

7.2

3.4

티로신(Tyrosine)

3.1

3.4

아스파라긴산(Aspraginic acid)

8.0

7.2

글루타민산(Glutamic acid)

14.8

12.3

아르기닌(Arginine)

9.6

8.8

리신(Lysine)

2.6

5.1

히스티딘(Histidine)

0.9

1.2

트립토판(Tryptophan)

0.7

1.1

시스틴(Cystine)

16.0

3.1

메티오닌(Methionine)

1.0

1.8


 이상의 모발 성분은 생활환경, 유전, 식사, 미용처리 등에 의해 아미노산 특히 시스틴의 함유량 차이를 보여주고 있다. 특히 식사는 시스틴, 알기닌, 메티오닌 등에 큰 영향을 주고 있다. 모발은 발생학적으로는 표피가 변화하여 생긴 것이지만, 표피의 케라틴에 의한 시스틴 함유량은 약 3%이다. 모발의 유형별 시스틴 함유량의 차이를 살펴보면,

'모발 〉체모, 남성 〉여성, 청년 〉노인, 모근 〉모간, 흑발 〉백발'의 형태로 나타나고 있다.


모발은 캐라틴과 구리, 아연, 철, 망간, 칼슘, 니켈 등의 미량의 금속 성분과 멜라닌 색소, 지질, 수분 등으로 구성되어 있다. 모발의 주성분은 캐라틴인 경단백질이다. 케라틴은 모발의 78~80%룰 차지한다. 18종의 아미노산으로 이루어지며 그 중 시스틴이 14~18%로 가장 많이 함유되어 있다.


그 다음으로 글루타민산이 14% 정도를 차지한다. 케라틴 분자는 나선형(측쇄결합) 이다. 모발은 물에 충분히 적시면 늘어난다. 그래서 모발에 탄력성이 생기고 약품 및 세균에 강하게 견딘다. 캐라틴 단백질이 강한 강도를 가지는 것은 시스테인이라는 아미노산을 많이 함유하고 있기 때문이다.


모발을 태울 때 나는 고약한 냄새는 케라틴 냄새와 시스틴이 분해 되어서 생긴 유황화합물의 냄새다. 블랙 푸드의 대명사인 검은콩에는 시스테인이 함유돼 있어 몸 속의 노폐물을 배출하고 혈액순환을 원활하게 하여 영양성분이 고루 두피까지 전달되어 탈모 방지에 도움이 된다.


모발은 물을 흡수하는 성질을 가지고 있으며, 주변의 환경 습도에 따라 달라진다. 상대습도(relative humidity : RH)와 건조 상태에 따라서 케라틴 섬유의 수분 함량이 결정이 된다. 보통 모발은 상대습도 65%, 온도 25℃에서 약 12~13%의 수분을 함유하고 있다.


샴푸 후에는 30%의 수분을, 드라이 건조 시에는 10%의 수분을 함유하게 되며 습도와 온도에 영향을 받는다. 모발이 손상되면 수분을 유지하는 힘이 약해진다. 수분량이 너무 많으면 모발이 힘을 잃게 되고, 너무 적으면 부스스함이나 광택 등에 영향을 받게 된다.


멜라닌 색소는 1~3%정도이다. 모근부에 있는 멜라닌사이드(색소세포)로 만들어져 모발 안에 스며든다. 멜라닌 색소가 만들어지지 않거나 모발 안에서 받아들이지 않으면 흰머리가 된다. 멜라닌 색소는 모발을 착색시킬 뿐만 아니라 두피를 과도한 자외선으로부터 보호하는 중요한 역할을 하고 있다


피지의 분비량과 조성은 내부요인(연령, 성별, 인종, 호르몬 등)과 외부요인(온도, 마찰)의 영향을 받기 때문에 개인차가 크나 일반적인 1일 피지 분비량은 1~2g정도이다. 피지는 모낭, 피부에 항상 존재하고 있는 미생물 효소 리파제의 작용에 의해 중성 지방의 일부가 가수분해 되어 유리지방산과 글리세린이 된다.


그리고 땀과 혼합하여 W/O형의 유액상이 되어 피부와 모발 표면에 넓고 얇은 피지막이 형성된다. 피지막은 약산성(pH 4.5~5.5)을 나타내며 모발의 pH라 하는 것은 모발 자체의 pH가 아닌 피지막의 pH라 볼 수 있다. 즉 피지라고 하는 것은 모발의 가장 이상적인 상태를 유지시켜 주는 중요한 역할을 하는 기관이다.


모발은 지질을 1~9% 정도 가지고 있다. 피지선에서 분비가 되며, 생리 피지 생산은 안드로젠(androgen)에 의해서 조절을 받는다. 아이들은 피지 생산이 적고 성인이 되면서 생산량이 증가한다분비량이 많으면 모공이 막히고 광택이 있고 부드럽지 않고 쉽게 더러워진다.


분비량이 적당하면 유분과 습기로 윤기와 탄력이 있고 부드럽다. 분비량이 적으면 건조하여 광택이 없고 체모 절모가 되어 마른 비듬이 발생한다. 미량의 금속 성분은 0.6-1% 정도이다. 구리 ,아연, 철, 망간, 칼슘, 니켈 등이 있다. 미량의 금속 성분은 모발 색소의 결정에 영향을 미친다.



화학적으로 본 모발구성성분


모발의 주요 구성성분은 케라틴이라고 하는 단백질(80~85%)로 이루어져 있고, 이 케라틴은 18종의 아미노산의 화합물로 이루어져 있으며, 이 아미노산(aminoacid)은 여러 종류의 원소로 이루어져 있다. 즉 모발은 탄소(Carbon) 5~60%, 산소(Oxygen)25~30%, 질소(Nitrogen) 8~12%, 수소(Hydrogen) 4~5%, 황(Sulfur) 2~4%의 원소로 구성되어 있다.

  모발을 구성하는 이러한 영양소는 음식물을 섭취(돈육, 콩, 생선, 계육)하면 단백질 분해 효소에 의해서 아미노산으로 분해되어 소장에서 흡수한다.

  흡수된 아미노산은 모세혈관을 통해 모유두에 있는 모모세포로 전달되며 모모세포가 분열 증식하여 수분이 감소되면서 각화세포가 되어 위로 밀려 올라감녀서 모발이 성장하게 된다.

 

  (1) 폴리펩티드(Polypeptide)

 

  약 18종의 아미노산이 펩티드 결합을 순차적으로 반복해서 긴 쇄상이 된 폴리펩티드에 의해 구성되어 있는 것을 말하며, 아미노산이 가지고 있던 R1, R2, R3등의 원자단을 측쇄라고 하고, 분자량 1만 이상의 수백만의 고분자 화합물을 단백질이라 한다. 아울러 케라틴의 폴리펩티드 결합이 나선상으로 꼬여 있으면 a-케라틴이라고 부르고, a-케라틴을 길게 잡아당게면 베타-케라틴이 된다.그러나 당긴 상태에서 힘을 빼면 다시 알파-케라틴으로 되돌아 간다.

 

  (2) 측쇄 결합

  a-케라틴인 폴리페티드 주쇄사슬은 인접한 주쇄간에 서로 가지고 있는 측쇄끼리 측쇄 결합으로 연결되어 있다. 그림 3-18과 같이 가로로 연결된 것이 케라틴 분자를 고정시켜 강도와 탄력 등 여러 가지 특성을 케라틴이라는 특수 단백질이 된다.

  측쇄결합은 주로 시스틴 결합, 염 결합, 수소 결합의 세 종류가 있지만, 이 밖에도 수소 결합, 펩티드 결합들이 있다.

1) 시스틴 결합

  미용분야에서 가장 관심 있는 결합으로 유황(S)을 포함한 단백질에 특유한 것으로 다른 천연섬유(견, 목면 등)와 합성섬유에서는 볼 수 없는 측쇄 결합으로 케라틴을 특정짓는 중요한 결합이다.

  기계적으로는 견고한 결합이지만, 화학반응에 의해 절단되고 재결합시킬 수도 있다. 퍼머넌트 웨이브는 이러한 화학적 성질을 이용한 것이다.

  시스틴은 2분자의 시스테인이 산화되어 수소(H)가 물(H2O)로 되어 상호 결합한 것이다. 이 시스틴을 환원하면, 원래의 2분자의 시스테인으로 되돌아간다. 이 -S-S- 결합을 시스틴 결합 혹은 단순히 -S-S 결합이라 한다.

2) 염 결합

  이온 결합이라고도 하느 염 결합은 중성 아미노기, 염기성 아미노기, 산성 아미노기 측쇄를 가지는 세 종류가 있는데, 측쇄를 가진 폴리펩티드 주쇄가 접근하면 아미노산이 이온화하겨 상호 아미노기(NH2)+와 카르복실기(COOH)-가 이온적으로 결합하는 것을 염 결합이라 한다.

3) 수소 결합

  미용분야에서 셋팅이나 블로우 드라이에 응용되는 수소 결합은 주쇄간 혹은 인접한 주쇄 사이의 산소(O)와 수소(H)간에 서로 당기는 힘(인장력)에 의한 결합이다. 산소와 수소 사이의 거리가 먼 경우 수분을 공급하면 주쇄간이 절단되고 건조하게 되면 재결합하는 성질을 가지고 있다.

4) 펩티드 결합

  주쇄와 동일한 결합방식으로 그 수는 적지만 가장 강합 결합이다. 그러나 강한 산화제와 강산, 강알카리 등에 의해 절단된다.

 

  (3) 시스테인(Cysteine)과 시스틴(Cystine)

 

  시스테인 2분자가 연결된 것이 시스틴이며, 시스틴이 주사슬로서 케라틴의 완성이라고 볼 수 있도 모발의 각화를 유도한다. 이 부분을 만들어 낸 아미노산은 시시테인이라고 볼 수 있다.

  이러한 시스틴 결합은 매우 견고하여 간단하게 절단되지 않는다. 그러나 시스틴 결합은 펌 제1제인 thioglycollic acid나 가수분해된 L-Cysteine 인산염 등에 의해 절단될 수 있다. 또한 산소가 결합하는 산화작용에 의하여 결합될 수 있다.

  이러한 케라틴 분자의 사슬 결합과 절단에 대한 화학변화는 실제 모발 미용기술 중에 매우 중요한 부분을 차지한다.

 

-결합에 따른 응용분야-

------------------------------------------------------------------------------------        결합명                    절단                       재결합                        응용

------------------------------------------------------------------------------------

     수소결합                수분공급                      건조                   블로우 드라이

       염결합             pH등전점이상, 이하         pH의 등전점           트리트먼트, 셋팅

    시스틴결합              환원제 적용                 산화제 적용           퍼머넌트

------------------------------------------------------------------------------------

 

  (4) 모발의 등전점

 

  대부분의 아미노산은 전기적으로 +와 -의 양쪽의 성질을 가지고 있어서 만약 용액이 알칼리성이라면 -이온으로, 산성이라면 +이온으로 존재한다. 또한 용액이 중성이면 +와 -이온이 동등한 상태가 되는데 이것을 등전점이라고 하며 아마노산마다 각각 고유의 등전점 pH룰 가진다. 즉 아미노산은 그 종류에 따라 등전점도 다르고 모발의 경우는 약 20종류의 아미노산의 등전점을 종합 평균화한 것으로 어느 정도 차이가 있다. 따라서 등전대(isoelectric region)로 표현한다. 모발의 등전대는 pH4~6 정도인데 이때가 폴리펩티드 곁 사슬 가운데 이온 결합이 가장 안정된 때이다. 따라서 이온 결합은 pH4 이하 또는 pH6 이상의 용액을 처리하게 되면 약해지거나 끊어지게 된다. 그러므로 모발을 건강하게 유지하려면 항상 모발을 등전대의 상태로 두는 것이 중요하다.

 

 (5) 모발의 N.M.F

 

  간층물질에는 비결정형의 케라틴 외에 N.M.F라는 물질도 함유하고 있다. 이 것은 Natural Moisture Factor의 첫 글자의 약칭으로 천연보습인자인데, 어떤 종루의 아미노산이다. 핵산(核酸) 혹은 젖산 등의 염류(鹽類)의 혼합물로, 모발 중의 수분을 일정하게 유지하려고 하는 작용을 하고 있다. 이 N.M.F는 피부의 표피 각질에도 물론 함유되어 있고, 피부의 건조를 방지하기도 한다. 피부중의 N.M.F는 대체적으로 이러한 성분으로 구성되어 있다.

 N.M.F의 성분

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                   아미노산 40%         PCA라는 것은 피로리돈카르복시산

 N.M.F         PCA  12%             (Pyrroldone Varboxylic Acid)의 약자로 아미노산의

                  유산염 12%            글루타민산이 변화된 것이다.

                  그 외 36%       

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  모발이나 피부는 적당량의 수분으 함유하면 촉촉한 느낌이 나고, 그 수분이 감소되면 푸석푸석한 느낌이 나며, 외부가 건조하면 수분이 증발하기 쉽기 때문에 N.M.F가 수분의 증발을 막아 준다. 그리고 이 N.M.F는 수분을 흡수하기도 쉽지만 물에 녹기도 쉬어, 모발의 경우 계속해서 샴푸를 반복하면 서서히 이것으 잃게 되어 건조성이 되기 쉽다.

  트리트먼트는 이러한 N.M.F를 대신하여 모이스춰 효과를 가지고 있으며, 이것을 모발에 부여하는 것이 그 목적의 하나라고 할 수 있다.

 

1, 모발의 성분 

 

 모발은 탄소,산소,질소,수소,유황(젤라틴)등이 주성분이 되어 만든 아미노산의 축합반응으로 이루어져 있다.

 아미노산은 20여종이며 그중 모발을 구성하는 아미노산은 18종인데 그중 시스틴의 함량이 16%로 가장 많다.

 

 아미노산의 수가 50개 까지를 폴리펨타이드(PPT)라고 하고,

 51개이상이 되면 프로테인, 즉 단백질이라고 불리운다.

 

 이 단백질 덩어리들을 케라틴(젤라틴)이라고 하며,

 손톱,발톱,피부의각질도 모발과 같은 케라틴으로

 손톱,발톱,모발은 경케라틴,

 피부의 각질은 연케라틴으로 구분된다.

 

 

2, 모발의 화학적 성질

 

 1) 폴리펩티드 결합 - 가장강한 결합조직

 2) 시스틴 결합 - 유황결합이라고도 하며 지오구리골산으로 절단된다.

 3) 염결합 - 열이나 산 알카리에 의해 잘려진다.

 4) 수소결합 - 수분으로 절단된다.(머리를 감아 젖어있을때 머리카락이 잘 늘어나는것이 이에 속함)

  - 파마나 염색약등의 알카리제가 묻었을 경우 머리카락이 2배까지도 늘어나는데

     이는 시스틴결합,염결합,수소결합이 모두 약해져있기 때문인것이다.

 

 

3, 모발과 수분

 

 정상 모발 - 약 10~15% 정도의 수분을 함유

 세발 직후 - 30%정도

 최대수분 함유량 - 35%

 

  수분량이 10%이하이면 건조모가 되어 광택이나 유연함이 적어지기 때문에

  수분량은 모발 손상도의 기준이 된다.

 

 

4, 모발과 PH

 

  PH란 ? - Power of hydrogen ions = 수소 이온 농도 지수

 

 

 

 

  PH수치는 0~14단계이며 7을 중성  0에 가까울수록 산성, 14에 가까울수록 알카리성이다.

  모발의 PH는 5전후의 약산성으로

  모발의 손상이 가장 없는 단계가 PH5~6.5 정도이다.

 

  머리카락을 비누로 감으면 뻣뻣해짐은 느끼는 것이 바로 이 PH바란스 때문인것이다.

  비누는 알카리성이므로 모발손상의 원인이 된다.

 

  파마나 염색후 특히나 산성린스를 사용하라는 것이 PH바란스를 맞춰주기 위해서이다.

 

 

5, 모발 색상의 결정

 

  모구부위의 멜라노사이트에서 만들어지는 맬라닌에 의해 모발의 색은 결정이 된다.

 

  멜라닌 종류 - 페오멜라닌 - 분사형으로 황적색 멜라닌

                   유멜라닌 -  입자형으로 흑갈샐 멜라닌

 

    머리카락이 진한 흑색일수록 유멜라닌이 많은 경우인데 이는 탈색시 다소 붉게 되는 원인이 되기도 한다.

 

 

6, 곱슬머리

 

 곱슬머리는 머리카락 자체가 원인이 아니라 모근이 원인이다.

 



 

  모근의 모양,방향에 따라서 머리카락이 직모인지, 파상모(곱슬머리)인지, 구상모(축모,흑인머리카락)인지가

  결정된다.