전자공여작용과 관능적 특성을 고려한 산국(山菊) 에탄올 추출물의 제조조건 최적화

Optimization for Electron Donating Ability and Organoleptic Properties of Ethanol Extracts from Chrysanthemum Petals

반응표면분석에 의하여 야생국인 산국 꽃잎의 추출조건에 따른 추출물의 전자공여작용 및 관능적 특성을 모니터링하고 에탄올 추출조건을 최적화하였다. 중심합성 실험계획에서 시료에 대한 용매비$(X_1)$, 에탄올 농도$(X_2)$, 추출시간$(X_3)$을 요인변수로 하고 추출물의 품질 즉, 전자공여작용$(Y_1)$, 관능적 색상$(Y_2)$ 및 관능적 향$(Y_3)$을 각각 종속변수로 하여 $60^{\circ}C$에서 추출을 실시하였다. 조건별 실험 결과는 회귀분석하여 4차원 반응표면으로 나타내었다. 종속변수들에 대한 결정계수$(R^2)$는 $0.8180{\sim}0.9696$ 범위로 나타났다. 산국의 에탄올 추출물의 전자공여 작용은 50 mL/g, 61%, 16 hr에서, 관능적 색상은 88 mL/g, 21%, 16 hr에서 그리고 관능적 향은 55 mL/g, 73%, 19 hr의 조건에서 추출물의 특성이 가장 높은 값으로 예측되었다. 산국의 에탄올 추출물에서 전자공여작용과 관능적 품질을 고려한 최적 추출조건 범위는 시료에 대한 용매비 $65{\sim}78\;mL/g$, 에탄올 농도 $90{\sim}100%$, 추출시간 $15{\sim}25\;hr$으로 나타났다. 예측된 조건에서 얻어진 추출물의 예측값들은 실제 측정값과 유사한 것으로 확인되었다.

Response surface methodology (RSM) was used to monitor extraction characteristics of electron donating ability and organoleptic properties for ethanol extracts from Chrysanthemum petals, thereby determining optimum extraction conditions. A central composite design was applied to investigate effects of solvent per sample $(X_1)$, ethanol concentration $(X_2)$ and extraction time $(X_3)\;at\;60^{\circ}C$ on dependent variables such as electron donating ability $(Y_1)$, organoleptic color $(Y_2)$ and organoleptic aroma $(Y_3)$ of the extracts. Second-order models were employed to generate 4-dimensional response surfaces for qualitative and quantitative aspects of ethanol extracts. Coefficients of determination $(R_2)$ of the models for dependent variables were ranged from 0.8180 to 0.9696. Optimum extraction conditions for each variable were 50 mL/g, 61% and 16 hrs in electron donating ability, 88 mL/g, 21% and 16 hrs in organoleptic color, 55 mL/g, 73% and 19 hrs in organoleptic aroma, respectively. The optimum condition ranges for maximized characteristics of ethanol extracts were $65{\sim}78\;mL/g,\;90{\sim}100%\;and\;15{\sim}25\;hrs$. Predicted values at the optimum conditions were in good agreement with experimental values.