• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.273-279
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• 2020

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.

• 한국수산과학회지
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• 제54권3호
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• pp.271-279
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• 2021

Ultrasound-assisted extraction (UAE) conditions, including extraction time, extraction temperature, and ethanol concentration, were optimized to increase the total flavonoid content (TFC), tyrosinase inhibitory activity (TIA), and collagenase inhibitory activity (CIA) of Spirulina platensis through central composite design (CCD). For the optimization of the three dependent variables, a quadratic regression model was derived from 17 experimental sets for the simultaneous maximization of TFC, TIA, and CIA. The predicted optimal UAE conditions were 44.0 min of extraction time, 82.8℃ of extraction temperature, and 96.0% of ethanol concentration. Under these conditions, 0.93 mg QE/g DM of TFC, 81.9% of CIA, and 92.1% of TIA were predicted. The CCD-based UAE optimization enabled an increase in TFC, CIA, and TIA, thereby confirming that the S. platensis extract can be used in the development of a cosmetic material with skin whitening and anti-wrinkle effects.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권4호
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• pp.542-547
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• 2017

초음파 추출법(Ultrasonic-assisted extraction, UAE)은 기존의 추출법 대비 높은 추출 효율과 짧은 추출시간으로 식물 세포벽으로부터 생리활성물질 추출 또는 분리에 효과적인 방법으로 인식되어 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 탈지미세조류(Tetraselmis KCTC 12236BP)에서 폴리페놀 추출을 위해 UAE를 적용하여 총 폴리페놀(TPC) 생산에 미치는 주요 추출변수의 영향을 평가하였다. 추출변수의 최적화를 위해 입자크기, 고액비(L/S ratio), 에탄올 농도, 추출 온도 및 추출 시간을 요인으로 하여 순차적인 최적화를 진행하였다. 실험에 적용 된 모든 변수는 TPC 추출에 유의한 효과를 보였으며 추출 온도가 TPC생산에 가장 큰 영향을 미침을 확인 할 수 있었다. 최적 추출조건은 혼합 입자 사용 시, 10% 고액비, 60% 에탄올, 추출온도 $100^{\circ}C$와 추출시간 30 분을 적용한 추출에서 8.7 mg GAE/g DW를 얻을 수 있었다. 동일한 추출조건에서 열수추출과 UAE를 비교하였을 때 UAE에서 TPC 추출이 1.8배 증가함을 확인하였다. 본 연구를 통해 저온 및 짧은 추출시간을 적용한UAE가 기존의 열수추출 공정에 비해 LEA를 이용한 생리활성물질 생산에 보다 효과적임을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권5호
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• pp.660-665
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• 2016

초음파 추출이 커피 음료의 품질특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 볶은 커피분말을 초음파(40 kHz, 300 W, $60^{\circ}C$, 15~300 sec)나 열수($80^{\circ}C$, 5분) 추출한 후 추출음료의 이화학적 및 관능적 품질 특성을 조사하였다. 가용성 고형분의 추출수율은 초음파 60초 이상 처리구가 열수 추출구와 비교할 시 같거나 높았고, 120초 이상 처리구간에는 차이를 보이지 않았다. 투명도와 갈변도는 열수 추출구가 초음파 15초 처리와는 동등하였으나 다른 초음파 처리구 보다 유의적으로 높고 낮았다. 페놀성 물질 함량은 열수 추출구 보다 초음파 처리구 중 30초 이하 처리구는 유의적으로 낮았으나 60초 이상 처리구는 유의적으로 높았다. DPPH radical scavenging activity는 열수 추출구와 15초 초음파 추출구가 유의적으로 가장 높았으며 초음파 120초 이상 처리구가 가장 낮았다. 관능적 품질 특성인 색, 향, 맛 및 전체적 기호도는 초음파 15초 처리구가 유의적으로 가장 좋게 평가되었으며, 120초 이상의 처리구는 보다 나쁘게 평가되었다. 이로써 커피 추출시 적당한 초음파 사용은 추출음료의 품질을 향상 시킬 수 있는 방법으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.565-570
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• 2018

본 연구에서는 초음파 용매추출공정을 이용하여 닥나무로부터 항산화성분을 추출하고, 중심합성계획모델을 이용하여 추출공정을 최적화하였다. 중심합성계획모델의 반응치로는 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 설정하고, 독립변수인 추출시간, 주정/초순수 부피비, 초음파 조사세기에 따른 주효과도와 교호효과도를 해석하였다. 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성 모두 계량인자의 주효과도와 교호효과도를 모두 고려하였을 때 가장 큰 영향을 미치는 인자는 주정/초순수 부피비이었다. 반응표면분석법을 이용하여 추출공정의 최적화과정을 수행한 결과 최적추출조건은 추출시간(19.92 min), 주정/초순수 부피비(54.23 vol%), 초음파 조사세기(557.65 W)로 나타났다. 이 조건으로부터 예상되는 반응치의 값은 추출수율(38.93 wt%), DPPH 라디칼소거활성(55.33%)으로 나타났다.

• KSBB Journal
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• 제23권2호
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• pp.101-108
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• 2008

본고에서는 초음파 추출시스템의 특성, 종류, 응용을 예로 들어 설명함으로써 추출 및 분리하고자하는 물질에 대한 적합한 시스템을 선택하고 적용하여 생물분리공정에 효율적으로 응용 할 수 있다. 초음파 시스템은 약물과 천연물의 추출에 많이 사용한다. 초음파 추출의 최적조건을 선정하는 것은 많은 조업 변수에 대한 고려를 해야 하는 힘든 작업이다. 따라서 하드웨어에 대한 기초 실험과 예비 생산을 통하여 공정에 대한 모사를 검증하고 생산 효율을 증가 시킬 수 있다. 또한 초음파 추출의 중요성이 증가함에 따라 고성능 및 사용하기 더욱 편리한 추출 시스템이 나타날 것이며, 많은 영역의 천연물 산업에서 필수적으로 이용될 것이다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.726-733
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• 2018

벼의 도정 부산물을 미강이라고 하며 매년 40-60만 톤의 미강이 도정 부산물로 생산된다. 미강은 일부 가축사료로 사용되거나 버려지는 실정으로 미강으로부터 생리활성물질과 같은 고부가가치 물질 생산을 통한 도정 부산물 활용이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 통계학적 최적화를 통한 미강으로부터 총 폴리페놀 함량(TPC), 총 플라보노이드 함량(TFC) 및 라디칼 소거능 활성(EDA) 증대를 위해 초음파 추출의 주요 공정조건인 추출시간($X_1$), 추출온도($X_2$), 에탄올 농도($X_3$)를 중심합성계획법을 이용하여 최적화하였다. 중심합성계획법을 통해 최적조건을 도출한 결과 추출온도 $94.9^{\circ}C$, 추출시간 41.6 min, 에탄올 농도 74.0% (v/v) 조건에서 TPC 2.78 mg GAE/g DM, TFC 1.63 mg QE/g DM, EDA 42.86%를 얻을 수 있었다, 이를 통해 초음파 추출공정은 $100^{\circ}C$ 이하의 저온 추출 조건에서 42 min의 짧은 추출을 통해 미강으로부터 생리활성 및 항산화 화합물의 추출에 효과적임을 확인하였으며 미강 추출물의 식품첨가 및 화장품 원료로서의 이용 가능성을 확보하였다.

• 산업식품공학
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• 제15권4호
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• pp.388-397
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• 2011

본 연구에서는 추출시간을 단축시키고자 Ultrasound-Assisted Extraction(UAE)를 이용한 전처리 추출공정을 수행 후 기능성 성분 추출 시 시료에 대한 용매비와 추출 온도, 추출 시간의 영향을 알아보기 위하여 용매비는 10-30 mL/g, 추출온도 60-100$^{\circ}C$, 추출시간 2-6시간으로 하여 각 조건에서 추출함량을 측정하였으며 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면 분석을 실시하였다. 그 결과, 미강의 기능성 성분의 추출 시 추출온도에 가장 영향을 많이 받았으며 추출시간은 크게 영향을 받지 않았다. 시료에 대한 용매비는 추출온도 다음으로 종속변수에 비교적 유의하게 영향을 주었다. 총페놀함량의 추출조건은 시료에 대한 용매비 17.43, 추출온도 82.13$^{\circ}C$, 추출시간 3.76시간일 때 최대값 176.57 mg GAE/100g을 나타내었고, 총플라보노이드 함량은 18.32 mL/g, 77.51$^{\circ}C$, 2.04시간일 때 291.09 mg/ 100 g으로 최대값을 나타내었다. 전자공여능은 14.37 mL/g, 78.46$^{\circ}C$, 2.87시간일 때 94.34%로 최대값을 나타내었다. Ferulic acid의 추출조건은 시료에 대한 용매비 17.71 mL/g, 추출 온도 80.58$^{\circ}C$, 추출시간 3.62시간일 때 최대값 265.18 mg/100 g으로 예측되었고, $\gamma$-oryzanol은 시료에 대한 용매비 16.39 mL/g, 추출온도 76.45$^{\circ}C$, 추출시간 3.41시간 에서 최대값 226.46 mg/100 g을 나타났다. $\alpha$-toopherol은 시료에 대한 용매비 25 mL/g, 추출온도 79.18$^{\circ}C$, 추출 시간 5.73시간일 때 최대값 9.71 mg/100 g을 나타내었다. 흑미 미강의 기능성 성분의 최적 추출 조건을 예측하기 위하여 각 종속변수에 대한 각각의 contour map을 superimposing을 한 결과 시료에 대한 용매비 20.35mL/g, 추출 온도 79.4$^{\circ}C$, 추출 시간 2.88시간으로 나타났다. 이 조건에서 실험한 결과 각각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사하게 나타났다.