Extraction of Glabridin from Licorice Using Supercritical Carbon Dioxide

The purpose of this study is to investigate the feasibility of a cosolvent-modified supercritical $CO_2\;(scCO_2)$ extraction technique for the production of licorice extracts with high levels of glabridin. The effects of various parameters such as the type and amount of modifiers, extraction temperature ($40{\sim}80^{\circ}C$) and pressure ($10{\sim}50.0\;MPa$) on the extraction efficiency were examined at a fixed flow rate of 1 mL/min. The organic solvent extraction with pure methanol was also conducted for a quantitative comparison with the $scCO_2$ extraction. The recovery of glabridin from licorice was found to be extremely small for pure $scCO_2$. However, the addition of modifiers such as ethanol and acetone to $scCO_2$ resulted in a significant improvement in the recovery of glabridin. The recovery of glabridin was observed to increase with pressure at a constant temperature. Furthermore, the purity of the glabridin obtained from the $scCO_2$ extraction was higher compared with the organic solvent extraction.

초임계 이산화탄소를 이용한 감초 중의 glabridin 추출

초임계 이산화탄소를 이용해 감초 내의 glabridin을 추출하기 위하여 1 mL/min의 일정 유속으로 추출온도, 추출압력 및 보조용매의 종류와 첨가량이 추출효율에 미치는 영향을 조사하였다. 순수한 초임계 이산화탄소만을 이용하여 추출을 수행한 경우 $16\%$의 매우 낮은 회수율이 얻어졌으나, 보조용매로 $100\%$ ethanol과 acetone을 $10\%$의 농도로 첨가한 경우 $4{\sim}5.5$배 향상된 회수율을 얻을 수 있었다. 보조용매로 ethanol을 사용한 경우에는 추출온도가 감소할수록, 추출압력이 증가할수록 회수율이 증가하였고, acetone의 경우에는 추출압력이 증가함에 따라 회수율이 증가하였으나, $60^{\circ}C$의 추출온도에서 가장 높은 회수율을 얻을 수 있었다. 두 보조용매의 경우 모두 50 MPa의 추출압력 조건에서는 회수율이 떨어지는 경향을 나타내었다. 또한 acetone을 $25\%$의 농도로 첨가한 경우 $94.3\%$의 최고 회수율이 얻어졌으며, 30분 이내에 최고 회수율에 도달함을 확인하였다. 초임계 이산화탄소에 대한 보조용매로 ethanol과 acetone을 사용하여 최적의 glabridin 추출조건을 조사한 결과, ethanol은 30 MPa, $40^{\circ}C,\;25\%$의 보조용매 농도에서, acetone의 경우에는 30 MPa, $60^{\circ}C,\;25\%$의 농도조건에서 각각 $96.5\%$와 $94.3\%$의 최고 회수율을 얻을 수 있었으며, 유기용매 추출에 비해 $2{\sim}3$배 높은 glabridin 순도를 얻을 수 있었다.