• 제목/요약/키워드: Supercritical Carbon Dioxide Extraction

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초임계 CO2유체 추출법을 이용한 탈지미강 중 표면활성물질 추출의 최적화 (Extraction of Surface-Active Substances from Defatted Rice Bran by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 이형주;이의석;홍순택
    • 산업식품공학
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    • 제15권2호
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    • pp.175-181
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    • 2011
  • 초임계 $CO_2$유체를 이용하여 미강 중 표면활성물질을 추출하고 추출물의 표면활성능을 최적화하는 추출 조건을 반응표면분석법을 통해 조사하고자 하였다. 추출수율은 독립변수인 압력, 온도, 보조용매량이 많을수록 높았으며, 보조용매량이 추출수율에 가장 큰 영향을 주었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건은 추출압력 330 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 250 g이었다. 표면활성능 지표인 계면장력은 추출압력과 추출온도가 증가할수록 그리고 보조용매량이 높을수록 낮았으며, 추출수율과 마찬가지로 보조용매량이 계면장력에 가장 큰 영향을 주었지만 추출압력과 추출온도 등의 변수에 의한 영향은 비교적 적었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건(낮은 계면장력)은 추출압력 350 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 50 g이었다. 또한 D-optimal design을 통해 얻은 실험 결과를 바탕으로 회귀분석을 하였을 때 예측모델식은 실제 측정값과 비교해 높은 유의성을 나타내는 것으로 판단되었다. 보조용매량이 많을수록 극성 물질이 더 많이 추출되어 낮은 계면장력 값을 예상하였지만 실제 측정 결과 보조용매량이 가장 낮은 조건인 50 g에서 계면장력은 가장 낮게 측정되었다. 이의 규명을 위하여 TLC 및 HPLC 분석을 통한 추출물에 대한 성분 조사, 추출물을 이용한 유화액 제조, 유화액 특성 평가 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료되었다.

초임계 CO2 유체 추출법을 이용한 탈지 유채박 중 표면활성물질 추출의 최적화 (Extractions of Surface-Active Substances from Defatted Rapeseed Meal (Brassica napus L.) by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 김정원;정용선;길나영;이의석;이영화;장영석;이기택;홍순택
    • 한국식품영양학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.831-840
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    • 2013
  • 본 실험에서는 탈지 유채박 중 표면활성물질의 추출을 위해 초임계 $CO_2$ 유체 추출법을 이용하였다. 추출 독립변수는 추출압력(150~350 bar), 온도($33{\sim}65^{\circ}C$), 보조용매량(ethanol, 150~250 g)으로 하였으며, D-optimal design에 의한 반응표면 분석을 통해 추출수율, 중성지질 분획, 인지질 분획, 당지질 분획 함량 등의 종속변수에 대한 최적 추출조건을 검토하였다. 그 결과, 압력, 온도, 그리고 보조용매량이 증가함에 따라 종속변수 즉, 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등은 증가하였으나, 중성지질 함량은 감소하는 것으로 나타났으며, 그중 보조용매량이 각 종속변수에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해서 유도된 회귀식 모형은 실험을 통해 얻은 결과와 잘 일치하였으며, 초임계 $CO_2$ 유체 추출에 있어서 종속변수인 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등을 최대로 하면서 중성지질 함량을 최소로 하는 최적화된 추출조건은 추출압력 350 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 228.55 g으로 분석되었으며, 이 조건에서 추출수율은 5.98%, 추출물은 중성지질 3.0%, 인지질 69.43%, 당지질 17.46% 등의 조성을 나타낼 것으로 예측되었다.

초임계 이산화탄소에 의한 멸치어유의 고도불포화지방산 농축 (Concentration of Polyunsaturated Fatty Acids from Anchovy Oil by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 임상빈;좌미경;송대진
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.848-854
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    • 1998
  • 멸치어유로부터 EPA와 DHA가 농축된 분획을 제조할 목적으로, 흡착제, 보조용매, 추출압력을 달리하여 초임계 이산화탄소로 추출 분획한 후 추출수율과 지방산 조성을 측정하였다. 추출수율은 흡착제를 사용하지 않은 경우 추출시간의 증가에 따라 급격히 증가하여, 추출 3시간 후에는 63%였지만, 흡착제로 실리카겔과 질산은을 코팅한 실리카겔을 사용한 경우는 완만하게 증가하여 각각 26%와 33%였다. 어유를 질산은으로 코팅한 실리카겔과 혼합하여 추출하였을 때 추출잔류물 분획에 고도불포화지방산들이 농축되었다. 어유를 실리카겔과 혼합하여 초임계 이산화탄소에 보조용매로 hexane, ethyl acetate, ethanol과 함께 추출하였을 때 추출 2시간 후 추출수율은 각각 53.1, 86.3, 88.5%로 초임계 이산화탄소만으로 추출하였을때인 20.0%에 비하여 $2.7{\sim}4.4$배 증가하였다. 보조용매로 ethyl acetate를 사용하였을 때 추출잔류물 분획에서의 EPA와 DHA의 농도가 가장 높았다. 어유를 질산은이 코팅된 실리카겔과 혼합하여 초임계 이산화탄소에 보조용매로 ethyl acetate와 함께 추출하였을 때 추출 3시간 후 추출수율은 207, 276, 345 bar에서 각각 67.3, 76.4, 67.1%로 초임계 이산화탄소만을 사용하였을 때인 33.1%보다 2배 이상 증가하였다. 추출물 분획들의 지방산 조성은 원료 어유에 비하여 모든 추출압력 조건에서 $C14{\sim}C18$의 농도는 증가하였고, EPA와DHA 농도는 큰 폭으로 감소하였다. 추출압력 276 bar에서 추출잔류물 분획의 EPA와 DHA 농도는 각각 28.2%와 38.3%로 원료 어유에 비하여 각각 212%와 236% 농축되었다.

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초임계 $CO_2$와 에탄올 혼합물에 의한 대두인지질의 선택적 추출 (Selective Extraction of Phospholipids from Soybeans with Mixture of Supercritical Carbondioxide and Ethanol)

  • 이미진;전영수;정노희;장부식
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.233-239
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    • 2010
  • Supercritical carbondioxide is very effective in removing oils from a variety of seed matrices, devoid of any appreciable amount of phospholipid content. However, the limited solubility of phosphalipids in supercritical carbondioxide leaves behind a potentially valuable by-product in spent seed matrix. Any phospholipid extraction process from the spent matrix must maintain the structure and the quality of phospholipids and must be compatible with the end use of the seed protein meal an animal feed or for human consumption. An initial supercritical carbondioxide extraction of soybean flakes was performed at 32 MPa and $80^{\circ}C$ to extract the oils, leaving the phospholipids in the deflatted soybean flakes, A second step was performed on the defatted soybean flake using $X_{eth}$=0.10, Varying the pressure from 175 MPa to 70.6 MPa and temperature from $60^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. For all supercritical carbon dioxide/ethanol mixture extractions, a fraction rich in phospholipids was obtained. The fractions extracted from defatted soybean flakes were dried and them redissolved in chloroform before HPLC-ELSD analysis. Quantitative and qualitative analysis of phospholipids on soybean seeds, defatted soybean flake, and different extracted phospholipid fractions was carried out, to ascertain the effect of extraction pressure and temperature.

초임계 이산화탄소에 의한 감귤박으로부터 카로테노이드 추출 조건의 최적화 (Optimization in Extraction Conditions of Carotenoids from Citrus unshiu Press Cake by Supercritical Carbon Dioxide)

  • 임상빈;좌미경
    • 한국식품과학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.1104-1109
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    • 2003
  • 초임계 이산화탄소를 이용하여 감귤박으로부터 ${\beta}$-cryptoxanthin을 포함한 carotenoids의 추출수율을 극대화하기 위하여, 주요 요인 변수인 추출 압력, 추출시간, 보조용매의 농도 등 추출 조건을 반응표면분석법에 의해 최적화하였다. Total carotenoids와 ${\beta}$-cryptoxanthin의 추출수율에 대한 반응표면 회귀방정식의 $R^2$는 각각 0.9789과 0.9796이었고, 1% 이내의 수준에서 유의성이 인정되었다. 추출조건에 따라 예측된 정상점은 안장점이었으며 능선분석을 실시한 결과 total carotenoids과 ${\beta}$-cryptoxanthin의 최대 추출수율은 각각 61.1%와 95.8%로 예측되었으며, 이 때의 추출 압력, 추출시간, ethanol의 농도는 각각 33.4MPa/39.6min/18.6%와 37.3 MPa/41.0 min/17.0%이었다. Total carotenoids의 추출수율은 추출 압력의 증가에 따라 증가하였지만 압력이 높을수록 일정한 값에 도달하는 경향을 보인 반면, 추출시간과 보조용매의 농도 증가에 따라 연속적으로 증가하였다. ${\beta}-Cryptoxanthin$의 추출수율은 추출 압력, 추출시간, 보조용매의 농도 증가에 따라 연속적으로 증가하였다. 감귤박으로부터 carotenoids의 추출에는 추출시간과 보조용매의 농도 사이의 상호작용이 중요한 역할을 하였다.

Nutritional Quality and Physicochemical Characteristics of Defatted Bovine Liver Treated by Supercritical Carbon Dioxide and Organic Solvent

  • Kang, Sung-Won;Kim, Hye-Min;Rahman, M. Shafiur;Kim, Ah-Na;Yang, Han-Sul;Choi, Sung-Gil
    • 한국축산식품학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.29-37
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    • 2017
  • Defatted bovine liver (DBL) is a potential source of protein and minerals. Supercritical carbon dioxide ($SC-CO_2$) and a traditional organic solvent method were used to remove lipid from bovine liver, and the quality characteristics of a control bovine liver (CBL), bovine liver defatted by $SC-CO_2$ ($DBLSC-CO_2$) at different pressures, and bovine liver defatted by organic solvent (DBL-OS) were compared. The $DBLSC-CO_2$ samples had significantly higher (p<0.05) protein, amino acid, carbohydrate, and fiber contents than CBL and DBL-OS. There was a higher yield of lipid from CBL when using $SC-CO_2$ than the organic solvent method. SDS-PAGE analysis demonstrated that the CBL and $DBLSC-CO_2$ had protein bands of a similar intensity and area, whereas DBL-OS appeared extremely poor bands or no bands due to the degradation of proteins, particularly in the 50 to 75 kDa and 20 to 25 kDa molecular weight ranges. In addition, $DBLSC-CO_2$ was shown to have superior functional properties in terms of total soluble content, water and oil absorption, and foaming and emulsification properties. Therefore, $SC-CO_2$ treatment offers a nutritionally and environmentally friendly approach for the removal of lipid from high protein food sources. In addition, $SC-CO_2$ may be a better substitute of traditional organic solvent extraction for producing more stable and high quality foods with high-protein, fat-free, and low calorie contents.

초임계 $CO_2$를 이용한 고려인삼으로부터 Polyacetylene 추출에 관한 연구 (Studies on the Extraction of Polyacetylene from Korean Ginseng Using Supercritical Carbon Dioxide)

  • 유병삼;이호재;고성룡;양덕춘;변상요
    • KSBB Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.80-83
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    • 2000
  • 초임계 $CO_2$를 이용하여 인삼으로부터 polyacetylene계 화합물들 중 panaxydol과 panaxynol을 추출하였다. 200~300 bar 구간에서 압력의 증가에 따라 panaxydol과 panaxynol의 추출율은 비례적으로 증가하였고, 300 bar에서 최대 추출율을 나타내었다. 또한 추출온도의 영향을 알아보기위해 45 ~ $75^{\circ}C$ 온도 구간에서 추출한 결과, panaxydol과 panaxynol은 각각 65, $55^{\circ}C$ 에서 최대 추출율을 나타내었다. 그러나 panaxynol의 경우 온도변화에 따른 추출율의 변화가 크지 않았으므로, panaxydol의 최대 추출율을 나타내었던 $55^{\circ}C$를 최적 추출온도로 결정하였다. 이와 같이 결정된 최적 추출조건인 300 bar, $65^{\circ}C$에서 methanol을 보조용매로 사용하여 panaxydol과 panaxynol의 추출율을 조사한 결과, 10%(w/w)에서 각각 0.230, 0.054 mg/g-dry weight(건조시료)의 최대 추출율을 나타내었다. 이 결과를 methanol에 의한 panaxydol과 panaxynol의 유기용매 추출결과와 비교할 경우, 각각 37.8, 55.1%의 회수율로 나타났다.

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A Comparative Study on the Compositions of Hwangryeonhaedok-tang's Essential Oils Obtained by Supercritical Carbon Dioxide Extraction and Hydrodistillation Methods

  • Chang, Myeong-Jun;Lee, Sang-Ryong
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제26권4호
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    • pp.211-223
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    • 2009
  • 초임계추출법과 수증기증류법을 이용하여 황련해독탕의 정유성분을 추출하여 성분 패턴을 비교하였다. 이때 초임 계추출조건은 압력 200 atm, $45^{\circ}C$ 그리고 추출시간 25분 이었다. 이때의 추출된 성분의 93.9%인 37개의 성분을 가스크로마토그래피/질량분석기로 확인하였다. 주요성분으로는 tetradecenoic acid (11.7%), Vanillin (5.9%), dl-Limonene (5.5%) 및 Eicosane (4.6%)으로 나타났다. 수증기증류법으로 추출한 정유에서는 34개 성분을 확인할수 있었다. 주요성분으로는 tetradecenoic acid (8.9%), Vanillin (5.8%)및 Eicosane (4.7%)를 확인 할 수 있었다. 또한 구강내의 12균주를 이용하여 항균효과를 측정하여 최소엑제농도(MIC)와 사멸농도(MBC) 0.025 - 12.8 mg/ml와 0.05 - 12.8 mg/ml 각각 나타났다.

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생지황(生地黃) 증류 추출 약침액과 초임계 유체 추출물의 성분 연구(硏究) (The Study on the Composition of Rehmanniae Radix Extracts by Supercritical Carbon Dioxide Extraction and by Hydrodistillation Extraction)

  • 허종원;육태한
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제28권2호
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    • pp.89-95
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    • 2011
  • Objectives : The purpose of this study was to investigate the composition of Rehmannia glutinosa's essential oils with Rehmanniae Radix herbal acupuncture Methods : I obtained the essential oils of Rehmannia Radix by hydrodistillation extraction method and supercritical fluid extraction(SFE) method, and then I analyzed those by GC/MS(gas chromatography/mass spectrum). Results : 1. With GC(gas chromatography) and GC/MS(gas chromatography/mass spectrum) analysis. I identified 9 compounds in the Rehmanniae Radix's essential oil obtained through the SFE method. The main compounds were as follows : Hexachloroethane(2.24%), N-Butyl-benzenesulfonamide(2.05%), hexadecanoic acid(1.93%), hexadecanoic acid, ethyl ester(3.49%), 9,12-Octadecadienoic acid(z,z)(2.70%), (9E)-9-Octadecenoic acid(6.14%), ethyl linoleate(4.43%), ethyl oleate(5.80%). 2. I failed to get Rehmanniae Radix's essential oil obtained through the hydrodistillation method. 3. With GC(gas chromatography) and GC/MS(gas chromatography/mass spectrum) analysis. I identified 4 compounds in the Rehmanniae Radix's essential oil obtained through the hydrodistillation method. The main compounds were as follows : Ethylbis(trimethylsilyl)amine(1.04%), 2-(Trimethylsiloxy)benzoic methyl ester(2.65%), Hexadecanoic acid trimethylsilyl ester(12.61%), octadecanoic acid, trimethylsilyl ester(6.28%). Conclusions : The substances by hydrodistillation method may not perfectly match with the substances by supercritical fluid extraction(SFE) method in essential oils extracted form Rehmanniae Radix. But, the main substances was assumed Hexadecanoic acid and octadecanoic acid.

초임계 유체 추출법을 이용한 용담사간탕(龍膽瀉肝湯) 약침액(藥鍼液)의 정유(精油)성분에 대한 연구(硏究) (The Study on the Composition of Yongdamsagan-tang(龍膽瀉肝湯)'s Essential Oil Obtained by Supercritical Carbon Dioxide Extraction)

  • 이재은;김병우;임태진;김동희;;;권기록
    • 대한약침학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.177-187
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    • 2008
  • Objectives : This study was performed to analyze the effective components of essential oil obtained from Yongdamsagantang, which has been efficacious against leukorrhea in gynecologic diseases. Methods : I obtained the essential oils of Yongdamsagan-tang by hydrodistillation extraction method and supercritical fluid extraction(SFE) method, and then I analyzed those by GC/MS(Gas Chromatography/Mass Spectrum). Results : 1. The optimum SFE(Supercritical Fluid Extraction) condition was obtained in the following experiment conditions: pressure 200atm, temperature $45^{\circ}C$, duration of extraction 25minutes. 2. With GC(Gas Chromatography) and GC/MS(Gas Chromato- graphy/Mass Spectrum) analysis, I identified 37 compounds in the Yongdamsagan-tang's essential oil obtained through the SFE method. The main compounds were as follows : 3-Methyl-but-2-enoic acid,2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H -pyrano[3,2-g]chromen-3-yl ester(49.81%), (Z)-6-Pentadecen-1 -ol(3.19%), (-)-Spathulenol(2.40%). 3. I identified 4 compounds in the Yongdamsagan-tang's essential oil obtained through the hydrodistillation method. The main compounds were as follows : 3-Methyl-but-2-enoic acid, 2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H-pyrano [3,2-g]chromen-3-yl ester(2.61%). 4. 3-Methy I-but-2-enoic acid, 2,2-dimethyl-8-oxo-3,4-dihydro-2H,8H-pyrano[3,2-g] chromen-3-yl ester, all were identified in both the SFE method and the hydrodistillation method, but the others were not identified in common. 5. I also conducted an additional test in order to examine the essential oil's antimicrobial action against bacteria. Both MIC(Minimum Inhibitory Concentrations) and MBC(Minimum Bactericidal Concentrations) were $0.125mg/m{\ell}$ against N. meningitidis, however MIC and MBC were $1.0mg/m{\ell}$ in antimicrobial action against 12 different genera of bacteria.