Abstract
A central composite design was used to investigate the effects of the three independent variables of extraction temperature ($X_1$), ethanol concentration ($X_2$), and extraction time ($X_3$), on dependent variables including yield ($Y_1$), total phenol levels ($Y_2$), electron-donating ability ($Y_3$), brownness ($Y_4$), and reducing sugar content ($Y_5$) of Vitis Coignetiae. Yield was affected by extraction temperature and time. The maximum yield was obtained at $91.62^{\circ}C(X_1)$, and, 25.37% (w/v) ethanol ($X_2$), after 317.70 min of extraction ($X_3$), evident as a saddle when displayed graphically. Total phenol levels were essentially unaffected by extraction temperature or ethanol concentration, but were highly influenced by extraction time. The maximum total phenol levels was 4,763.46 GAE mg/100 g obtained at $88.20^{\circ}C(X_1)$, and 47.79% (w/v) ethanol ($X_2$), after 349.32 min ($X_3$) of extraction. Electron-donating ability (EDA) was affected by extraction temperature and time. Maximum EDA was 55.90% at $86.72^{\circ}C(X_1)$, 50.61% (w/v) ethanol ($X_2$), and 265.96 min ($X_3$) of extration time, again shown by a graphical saddle. Brownness was affected by extraction time. The maximum extent of brown coloration was obtained at $82.66^{\circ}C(X_1)$, 99.27% (w/v) ethanol ($X_2$), and 252.63 min of extraction time ($X_3$), once again shown by graphical saddle. The maximum reducing sugar content was obtained at $96.24^{\circ}C(X_1)$, 22.59% (w/v) ethanol ($X_2$), and 216.06 min extraction time($X_3$).
산머루의 유용성분을 효율적으로 추출할 수 있는 공정을 개발하고자 반응표면분석법에 의한 환류 냉각 추출공정 최적화를 실시하였다. 산머루에 함유된 항산화 성분을 효과적으로 추출하기 위해 에탄올 추출을 실시하여 반응표면 분석에 의해 추출조건을 최적화하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 온도($X_1$), 추출 농도($X_2$), 추출 시간($X_3$)을 독립변수로 하고 추출물의 특성 즉, 추출 수율($Y_1$), 총 페놀($Y_2$), 전자공여능($Y_3$), 갈색도($Y_4$), 환원당($Y_5$)을 종속변수로 하여 추출을 실시하였다. 실험 결과, 추출수율은 추출온도와 추출농도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건은 시료에 대한 추출온도는 $91.62^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 25.37%($X_2$), 추출시간은 317.70 min ($X_3$)이었다. 총 페놀함량은 추출온도와 추출시간의 영향을 거의 받지 않았으며 추출농도의 영향을 많이 받았다. 최대값은 4763.46 GAE mg/100 g으로 나타났으며 이때의 추출조건은 시료에 대한 추출온도는 $88.20^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 47.79%($X_2$), 추출시간은 349.32 min ($X_3$)으로 나타났다. 전자공여능은 추출온도와 추출농도의 영향을 많이 받는 것으로 나타났고 안장점에서 추출조건은 시료에 대한 추출온도 $86.72^{\circ}C(X_1)$, 추출농도 50.61%($X_2$), 추출시간은 265.96 min ($X_3$),였고 최대값은 55.90%로 예측되었다. 갈색도는 다른 조건들보다 농도에 의한 영향을 받았다. 안장점일 때의 추출조건은 시료에 대한 추출온도 $82.66^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 99.27%($X_2$), 추출시간은 252.63 min ($X_3$)으로 나타났으며 환원당은 추출농도와 추출시간의 영향을 많이 받았으며 시료에 대한 추출온도 $96.24^{\circ}C(X_1)$, 추출농도는 22.59%($X_2$), 추출시간은 216.06min($X_3$)에서 최대값이 예측되었다. 산머루 추출물의 최적 추출조건을 예측한 결과 추출온도 $75^{\circ}C$, 추출농도 48%, 추출시간 143 min으로 예측되었다.