인삼 성분의 열불안정성과 실용성을 고려하여 상압 조건에서 마이크로웨이브 추출실험을 실시하면서 반응 표면분석에 의해 추출조건의 최적화 및 추출특성을 모니터링하였다. 가용성 성분의 수율은 에탄올 농도가 낮고 microwave power가 높을수록, 조사포닌 함량은 에탄올 농도가 높을수록 증가하였다. 그리고 추출물의 가용성성분 함량, 조사포닌 함량, 페놀성화합물 함량, 전자공여작용 등의 추출물 특성을 모두 만족시키는 최적 추출조건을 예측하여 보았을 때, 에탄올 농도 $54{\sim}60%$ 범위, microwave power $41{\sim}90$ W 범위, 추출 시간 4분 이내로 나타났다. 예측회귀식의 신뢰성을 확인하기 위하여 예측된 추출조건의 임의의 최적점에서 실제 추출실험을 실시해 본 결과, 각 반응변수들의 예측값은 실제값과 유사하였다.
Extraction characteristics of garlic and functional properties of corresponding extract were monitored by response surface methodology (RSM). Maximum extraction yield of 26.41% was obtained at microwave power of 146.29 W, ethanol concentration of 63.31 %, and extraction time of 5.88 min. At microwave power, ethanol concentration, and extraction time of 114.84 W, 58.83%, and 1.42 min, respectively, maximum electron-donating ability (EDA) was 72.86%. Maximum nitrite-scavenging ability was 94.62% at microwave power, ethanol concentration, and extraction time of 81.83 W, 2.65%, and 3.83 min, respectively. Superoxide dismutase (SOD) showed maximum pseudo-activity of 49.12% at microwave power of 34.23 W, ethanol concentration of 33.11 %, and extraction time of 4.40 min. Based on superimposition of 4-dimensional RSM with respect to extraction yield, electron-donating ability, nitrite-scavenging ability, and pseudo-activity of SOD, optimum ranges of extraction conditions were microwave power of 0-100 W, ethanol concentration of 40-70%, and extraction time of 2-8 min.
In Indonesia, vetiver oil is one commodity that plays an important role in the country's foreign exchange earnings. Currently, the extraction of essential oil from vetiver still uses conventional methods. Therefore, the aim of this study was to know and verify the kinetics and mechanism of microwave hydrodistillation of vetiver based on two models. In this study, microwave hydrodistillation was used to extract essential oils from vetiver. The extraction was carried out in nine extraction cycles of 20 min to 3 hours. The rate constant, the equilibrium extraction capacity, and the initial extraction rate were calculated using the two models. Kinetics of oil extraction from vetiver by microwave hydrodistillation proved that the extraction process was based on the second-order extraction model. The second-order model was satisfactorily applied, with high coefficients of correlation ($R^2=0.9427$), showing that it well described the process.
팽이버섯 추출물의 수율 및 전자공여작용, 총폴리페놀함량, tyrosinase 저해작용, 갈색도, 아질산염 소거작용에 대하여 반응표면분석에 의해 추출조건을 최적화 하였다. 팽이버섯 추출물의 수율변화는 에탄올 농도에 가장 큰 영향을 받았으며, 갈변도는 microwave power 보다는 에탄올 농도에 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 아질산염 소거작용의 경우 에탄올 농도가 증가할수록, microwave power가 감소할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 전자공여작용의 경우 에탄올 농도가 증가할수록 증가폭이 컸고, microwave가 증가할수록 조금씩 증가하는 경향을 보였다. 총 폴리페놀 함량의 경우 에탄올 농도가 증가할수록, microwave power가 클수록 추출물의 생리활성이 우수한 것으로 나타나 에탄올 농도가 추출시 중요한 공정인자임을 확인 할 수 있었다. 한편, tyrosinase 저해 작용의 경우 에탄올 농도보다는 microwave power에 영향을 받았는데 power가 작을수록 그 값은 크게 측정되었다. 따라서 팽이버섯의 최적 추출조건 범위는 microwave power $47.21{\sim}76.05$ watt, ethanol 농도 $10.25{\sim}43.56%$, 추출시간 5.72분으로 예측되었다.
섬백리향의 항산화 기능성 성분에 대한 마이크로웨이브 추출특성을 확인하고자 microwave power($0{\sim}160\;W$)와 추출시간($1{\sim}5$분)을 독립변수($X_i$)로 하여 중심합성계획에 의해 10개구간의 추출조건을 설계하였다. 또한 추출물의 기능성분인 총 추출수율, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 전자공여능을 종속변수($Y_n$)로 하여 반응표면분석을 실시하여 최적 추출조건을 예측하였다. 도출된 회귀식의 $R^2$는 총 페놀성분을 제외하고는 모두 0.93 이상을 나타내었으며, microwave power는 추출시간보다 영향이 큰 것으로 나타났다(p<0.05). 종속변수들의 최적 추출시간은 $3.36{\sim}4.97$분이었으나 microwave power는 넓은 분포를 보였으며, 기능성 성분들 모두를 추출하기 위한 추출조건 범위는microwave power $64{\sim}100\;W$, 추출시간 $2.9{\sim}4.0$분으로 나타났다.
고무배합물의 충진제로 사용되는 알루미나 분말의 제조에 있어서 재래식 및 마이크로파 에너지원에 의하여 황산용액중의 카올린으로 부터 알루미나를 얻는다. 이때 카올린으로부터 알루미나 분말의 최대 추출율은 각각 재래식의 경우는 $80^{\circ}C$, 1M 황산, 180분에서 72.8%이고, 마이크로파 추출 공정의 경우는 $90^{\circ}C$, 1m 황산, 60분에서 $99\%$였다. 또한 추출된 시료는 TG/DTA, XRD, SEM, Atomic Emission Spectroscopy 및 BET법에 의하여 분석하였다..
다양한 추출공정에 의하여 제조된 노루궁뎅이버섯의 열수 및 50% 에탄올 추출분획이 대식세포의 활성화에 미치는 효과를 마우스의 대식세포주인 RAW264.7 세포를 사용하여 측정하였다. 실험 결과, NO 생산능은 2시간 열수추출한 분획과 60 W에서 50% 에탄올로 3분간 microwave로 추출한 분획이 높았고, 활성산소종(ROS)에 대한 소거활성은 2시간 또는 3시간 열수추출한 분획과 60W에서 50% 에탄올로 3분간 microwave로 추출한 분획 및 0.5% HCl로 추출한 분획에서 높게 나타났다. 50% 에탄올 추출에 있어서 60W, 80W 및 120W에서 3분간 microwave로 추출한 분획들이 RAW264.7 세포의 Candida albicans에 대한 포식활성을 크게 유도한다는 사실을 알았다. 특히 50% 에탄올을 용매로 사용하여 60W에서 3분간 microwave로 추출한 분획은 NO 생산, ROS 소거 및 C. albicans에 대한 포식활성의 전반적인 대식세포의 활성화를 유도하였다. 이 사실은 노루궁뎅이버섯에 있어서 60 W에서 3분간 microwave에 의한 50% 에탄올 추출조건이 함유된 다당류가 관련된 대식세포 활성화 성분의 농화에 유용하게 사용될 수 있음을 보여주었고, 단백다당류가 활성성분으로서 관련되었을 가능성을 시사하였다.
영지버섯(Ganoderma lucidum)으로부터 영양 및 기능성 성분의 열수추출 수율을 증대시킬 수 있는 방법을 개발하기 위하여 추출 전처리 및 방법의 효과를 비교, 검토하였다. 영지를 분쇄하여 사별하고 초음파와 마이크로파 처리를 10분 동안 실시한 후 물을 용매로 상압 및 가압추출을 각각 2시간 동안 실시하였다. 추출전 전처리를 행함으로서 총당, 단백질함량 및 페놀성물질의 추출수율을 증가시켰고, 유리기 소거능이 증가하는 경향을 보였으며 마이크로파 전처리가 초음파처리 보다 우수한 것으로 나타났다. 또한 상압추출보다 가압추출에 의해 가용성 고형물, 총당, 단백질 및 페놀성 물질의 추출수율이 증대되는 경향을 보였다. 따라서 초음파나 마이크로파 전처리와 가압추출은 영지버섯의 추출효율 향상에 유효한 방법인 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 바이오매스로부터 파클리탁셀 회수를 위한 전통적 용매 추출(conventional solvent extraction, CSE), 마이크로웨이브를 이용한 추출(microwave-assisted extraction, MAE), 초음파를 이용한 추출(ultrasound-assisted extraction, UAE) 방법을 비교하였다. 추출 용매 종류(아세톤, 클로로포름, 에탄올, 메탄올, 메틸렌 클로라이드)에 따른 영향을 조사한 결과, 메탄올이 모든 추출 방법에서 가장 적합하였다. 메탄올을 이용한 MAE와 UAE의 경우, 단 1회의 추출로 대부분의 파클리탁셀 회수(>95%)가 가능하였다. 또한 MAE와 UAE의 경우 추출 온도(25-45 ℃), 마이크로웨이브 파워(50-150 W), 초음파 파워(180-380 W)의 증가에 따라 파클리탁셀 회수율이 증가하였다. 또한 SEM 분석을 통해 바이오매스 표면을 조사한 결과, 표면 구조가 CSE의 경우에는 조금 주름진 형태를 보인 반면 MAE와 UAE의 경우에는 강한 충격으로 매우 거칠고 파괴된 형태를 보였다.
In order to optimize the extract condition and improve physiological activity of the extract form Tricholoma matsutake, experiments related to extraction methods, totale yield, content of total soluble polysaccharide, SOD-like activity, total polyphenol amount, and volatile flavor compound and the others were carried out, results were obtained as following: Compare with traditional hydrothermal extraction method (Hot water extraction : HWEW), it illustrates that the low temperature extraction method which combines a supersonic waves and microwave (Supersonic microwave extraction : SMEW) causes of increasing the total yield, total soluble polysaccharide. As to the anti-oxident effect, SMEW method leds to increasing of the SOD-like activity, total polyphenol amount as well. Also, cytotoxic effect and growth inhibitory effect against cancer cell line are much higher in SMEW method than HWEW method, especially SMEW5 extracts treated by supersonic 15 min. and microwave 120W, 3 min. and 2 times. The main volatile flavor compound and infinitesimal volatile flavor compound both increase significantly by SMEW method. It is concluded the main components of the volatile flavor compounds extracted from Tricholoma matsutake are 1-octen-3-0l, Methyl cinnamate, 2-octeno1 et al. alcohol typies. Consequently, SMEW5 method is considered as the most effective one for anti-oxidant and is prior to any other methods. And the optimun conditions of this method are : supersonic waves (supersonic, 25KHz, 50W) 15 minutes, microwave spectroscopy (microwave, 2,450MHz, 120W) 3 minutes, and every treatment is performed once followed twice repeats.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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