Prediction of Optimal Microwave-Assisted Extraction Conditions for Functional Properties from Fluid Cheonggukjang Extracts

Response surface methodology (RSM) was employed to optimize extraction conditions in order to find the maximal functional properties of fluid Cheonggukjang. Based on central composite design, a study plan was established with variations of microwave power, ethanol concentration, and extraction time. Regression analysis was applied to obtain a mathematical model. The maximum inhibitory of tyrosinase activity was found as 26.75% at the conditions of 30.56W microwave power, 2.40 g/mL of ratio of solvent to sample content and 10.00 min extraction time, respectively. The maximum superoxide dismutase (SOD)-like activity was 53.23% under the extraction conditions of 108.42 W, 4.38 g/mL and 7.84 min. Based on superimposition of three dimensional RSM with respect to extraction yield, inhibitory of tyrosinase activity and SOD-like activity obtained under the various extraction conditions, the optimum ranges of extraction conditions were found to be microwave power of $55{\sim}75$ W, ratio of solvent to sample content of $2{\sim}5$ g/mL and extraction time of $3.5{\sim}15$ min, respectively.

액상청국장 추출물의 기능성에 대한 마이크로웨이브 최적 추출조건 예측

액상청국장의 추출공정별 청국장 추출물의 특성 비교 및 청국장의 최적 추출조건을 설정하고자 하였다. 용매로 물을 사용하여 추출한 액상청국장을 각각 마이크로웨이브 파워별(30, 60, 90, 120 및 150 W), 시간별(1, 5, 9, 13 및 17분)로 추출한 후 생리활성 실험을 수행하였을 때, 수율, 전자공여능, 아질산염 소거능, tyrosinase 저해작용, SOD 유사 활성 등의 생리활성 측정을 통해 추출 최적조건을 찾아내었다. 반응표면분석법을 이용하여 모니터링 한 결과, 액상청국장은 수율, tyrosinase 저해작용, SOD 유사활성이 일치하는 범위로 마이크로웨이브 파워 $55{\sim}75$ W, 시료에 대한 용매비 $2{\sim}5$ g/mL, 추출시간 $3.5{\sim}15$분으로 확인되었다. 예측결과에 의한 최적조건을 확인하기 위하여 예측된 최적조건 범위 내에서 임의의 조건을 대입하여 이화학적 특성을 예측해본 결과 액상 청국장에 대한 임의의 조건으로 시료에 대한 파워 60 W, 용매비 3.5 g/mL, 추출시간 13분을 설정한 후 액상 청국장에 대한 각각의 회귀식에 대입하여 얻은 예측된 최적값은 수율 24.99%, 전자공여능 75.42%, 아질산염 소거능 70.12%, tyrosinase 저해작용 15.69%, SOD 유사활성 36.16%로 실험값과 예측값 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다.