미강이란 현미에서 백미로 도정하는 과정에서 생기는 부산물로서 현미의 껍질인 과피, 종피, 호분층을 포함한 겨층과 쌀눈으로 구성된 가루를 말한다. 미강의 기능성분으로 tocopherol과 tocotrienol등의 tocol류, γ-oryzanol 등의 지용성 성분과 ferulic acid, p-coumaric acid, benzoic acid등의 ...
미강이란 현미에서 백미로 도정하는 과정에서 생기는 부산물로서 현미의 껍질인 과피, 종피, 호분층을 포함한 겨층과 쌀눈으로 구성된 가루를 말한다. 미강의 기능성분으로 tocopherol과 tocotrienol등의 tocol류, γ-oryzanol 등의 지용성 성분과 ferulic acid, p-coumaric acid, benzoic acid등의 페놀성화합물이 함유되어 있으며, 체내콜레스테롤 대사조절에 도움을 주는 β-sitosterol, stigmasterol 등과 같은 식물성 스테롤도 함유되어 있다. 그 외에도 고급 지방족 alcohol인 octacosanol도 함유되어 있다. 미강의 생리활성 물질이 혈중 콜레스테롤 저하효과, 항암효과, 항염증효과, 지질산화 억제, radicals에 의한 세포손상 보호등의 효과뿐만 아니라 식품, 의학, 화장품에 항산화제로 사용되고 있다고 보고되었다. 미강 추출시 일반적으로 가장 많이 사용하는 용매는 hexane이지만 이는 환경이나 보건적인 측면에서 위험성을 내포하고 있기 때문에 근래에는 추출용매로 ethanol 및 isopropanol 등 short-chain alcohol류를 사용하는 경우가 있다. Short-chain alcohol류는 hexane보다 높은 극성을 가지고 있어서 nonglyceride 물질을 추출하는데 효율적이고 안정성이 높다고 알려져 있고, phosphatide와 비비누화물질이 alcohol을 추출용매로 사용하여 추출된 oil에 일반적으로 좀 더 많이 함유되어 있어 alcohol이 추출에 더 효율적이라고 보고되고 있다. 본 연구에서는 미강의 지용성 생리활성 물질인 ferulic acid, γ-oryzanol, tocopherol, tocotrienol 및 octacosanol 함량을 short-chain alcohol류인 ethanol을 이용하여 시료에 대한 용매비, 추출온도, 추출시간을 달리하여 추출하고자 하였다. 지용성 생리활성 물질 추출시 시료에 대한 용매비와 추출 온도, 추출 시간의 영향을 알아보기 위하여 용매비는 5~25 mL/g, 추출온도 60~100℃, 추출시간 480~720 min으로 하여 각 조건에서 추출함량을 측정하였으며 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면 분석을 실시하였다. 그 결과, 미강의 지용성 생리활성 물질의 추출시 시료에 대한 용매비와 추출온도에 영향을 많이 받았으며 추출시간은 크게 영향을 받지 않았다. 특히 ferulic acid, oryzanol 과 tocopherol은 시료에 대한 용매비에 유의하게 영향을 받는 것으로 나타났다(p<0.01). 추출 온도는 oryzanol을 제외한 종속변수에 비교적 유의하게 영향을 주었다(p<0.05) Ferulic acid와 oryzanol은 시료에 대한 용매비가 감소할수록 온도가 높아질수록 함량이 증가하였고, tocopherol과 tocotrienol은 시료에 대한 용매비가 증가할수록 온도가 높아질수록 함량이 증가하였다. Octacosanol은 시료에 대한 용매비, 추출 온도, 추출 시간 모두 일정 조건까지 증가하다 감소하였다. Ferulic acid의 추출조건은 시료에 대한 용매비 5.22 mL/g, 추출 온도 79.66℃, 추출 시간 575.24 min일 때 최대값 210.47 mg/100g으로 예측되었고 γ-oryzanol은 예측된 정상점은 안장점(saddle point)형태였으며 시료에 대한 용매비 5.10 mL/g, 추출온도 81.83℃, 추출시간 587.39 min에서 최대값 660.39 mg/100g을 나타났다. α-tocopherol은 시료에 대한 용매비 23.92 mL/g, 추출온도 84.96℃, 추출 시간 645.45min일 때 최대값 11.53 mg/100g으로 γ-tocotrienol은 시료에 대한 용매비 24.77 mL/g, 추출온도 80.84℃, 추출시간 575.05min일때 최대값 20.03 mg/100g으로 예측되었다. 그리고 반응표면 분석에 따라 octacosanol 함량의 예측된 최대값은 7.75 mg/100g으로 이때 추출조건은 시료에 대한 용매비 15.02 mL/g, 추출온도 78.71℃, 추출시간 590.80 min이었다. 미강의 지용성 성분의 최적 추출 조건을 예측하기 위하여 각 종속변수에 대한 각각의 contour map을 superimposing을 한 결과 시료에 대한 용매비 7.85 mL/g, 추출 온도 81.5℃, 추출 시간 579min으로 나타났다. 이 조건에서 실험한 결과 각각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사하게 나타났다.
미강이란 현미에서 백미로 도정하는 과정에서 생기는 부산물로서 현미의 껍질인 과피, 종피, 호분층을 포함한 겨층과 쌀눈으로 구성된 가루를 말한다. 미강의 기능성분으로 tocopherol과 tocotrienol등의 tocol류, γ-oryzanol 등의 지용성 성분과 ferulic acid, p-coumaric acid, benzoic acid등의 페놀성화합물이 함유되어 있으며, 체내콜레스테롤 대사조절에 도움을 주는 β-sitosterol, stigmasterol 등과 같은 식물성 스테롤도 함유되어 있다. 그 외에도 고급 지방족 alcohol인 octacosanol도 함유되어 있다. 미강의 생리활성 물질이 혈중 콜레스테롤 저하효과, 항암효과, 항염증효과, 지질산화 억제, radicals에 의한 세포손상 보호등의 효과뿐만 아니라 식품, 의학, 화장품에 항산화제로 사용되고 있다고 보고되었다. 미강 추출시 일반적으로 가장 많이 사용하는 용매는 hexane이지만 이는 환경이나 보건적인 측면에서 위험성을 내포하고 있기 때문에 근래에는 추출용매로 ethanol 및 isopropanol 등 short-chain alcohol류를 사용하는 경우가 있다. Short-chain alcohol류는 hexane보다 높은 극성을 가지고 있어서 nonglyceride 물질을 추출하는데 효율적이고 안정성이 높다고 알려져 있고, phosphatide와 비비누화물질이 alcohol을 추출용매로 사용하여 추출된 oil에 일반적으로 좀 더 많이 함유되어 있어 alcohol이 추출에 더 효율적이라고 보고되고 있다. 본 연구에서는 미강의 지용성 생리활성 물질인 ferulic acid, γ-oryzanol, tocopherol, tocotrienol 및 octacosanol 함량을 short-chain alcohol류인 ethanol을 이용하여 시료에 대한 용매비, 추출온도, 추출시간을 달리하여 추출하고자 하였다. 지용성 생리활성 물질 추출시 시료에 대한 용매비와 추출 온도, 추출 시간의 영향을 알아보기 위하여 용매비는 5~25 mL/g, 추출온도 60~100℃, 추출시간 480~720 min으로 하여 각 조건에서 추출함량을 측정하였으며 최적 추출 조건을 구하기 위해 반응표면 분석을 실시하였다. 그 결과, 미강의 지용성 생리활성 물질의 추출시 시료에 대한 용매비와 추출온도에 영향을 많이 받았으며 추출시간은 크게 영향을 받지 않았다. 특히 ferulic acid, oryzanol 과 tocopherol은 시료에 대한 용매비에 유의하게 영향을 받는 것으로 나타났다(p<0.01). 추출 온도는 oryzanol을 제외한 종속변수에 비교적 유의하게 영향을 주었다(p<0.05) Ferulic acid와 oryzanol은 시료에 대한 용매비가 감소할수록 온도가 높아질수록 함량이 증가하였고, tocopherol과 tocotrienol은 시료에 대한 용매비가 증가할수록 온도가 높아질수록 함량이 증가하였다. Octacosanol은 시료에 대한 용매비, 추출 온도, 추출 시간 모두 일정 조건까지 증가하다 감소하였다. Ferulic acid의 추출조건은 시료에 대한 용매비 5.22 mL/g, 추출 온도 79.66℃, 추출 시간 575.24 min일 때 최대값 210.47 mg/100g으로 예측되었고 γ-oryzanol은 예측된 정상점은 안장점(saddle point)형태였으며 시료에 대한 용매비 5.10 mL/g, 추출온도 81.83℃, 추출시간 587.39 min에서 최대값 660.39 mg/100g을 나타났다. α-tocopherol은 시료에 대한 용매비 23.92 mL/g, 추출온도 84.96℃, 추출 시간 645.45min일 때 최대값 11.53 mg/100g으로 γ-tocotrienol은 시료에 대한 용매비 24.77 mL/g, 추출온도 80.84℃, 추출시간 575.05min일때 최대값 20.03 mg/100g으로 예측되었다. 그리고 반응표면 분석에 따라 octacosanol 함량의 예측된 최대값은 7.75 mg/100g으로 이때 추출조건은 시료에 대한 용매비 15.02 mL/g, 추출온도 78.71℃, 추출시간 590.80 min이었다. 미강의 지용성 성분의 최적 추출 조건을 예측하기 위하여 각 종속변수에 대한 각각의 contour map을 superimposing을 한 결과 시료에 대한 용매비 7.85 mL/g, 추출 온도 81.5℃, 추출 시간 579min으로 나타났다. 이 조건에서 실험한 결과 각각 종속변수들의 예측값과 실제값이 유사하게 나타났다.
Rice bran is a part from raw rice that is obtained by removing from the starchy endosperm in the rice milling process. Rice bran includes many functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytic acid, lecitin and inositol. In addition, it contains long-chain alcohol...
Rice bran is a part from raw rice that is obtained by removing from the starchy endosperm in the rice milling process. Rice bran includes many functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytic acid, lecitin and inositol. In addition, it contains long-chain alcohols such as octacosanol and squalene. Rice bran has been carried out on the effect on reducing blood cholesterol levels, anti-cacer, anti-inflammation, inhibit lipid oxidation and protection of cell damage by radical scavenging activity. In addition, it is used to a potential antioxidant for food, pharmaceutical and cosmetic industries. Usually, hexane is used as a solvent to extract oil from rice bran. However, hexane is harmful to health and environment. Therefore, recently short-chain alcohols such as ethanol and isopropanol have been used as extraction solvents because of less toxic and safety. As alcohols possess high polarity, alcohols were able to extract more nonglyceride components than hexane. Besides, alcohol-extracted oils on contain more phosphatide and unsaponifiable compouds. The purpose of this study was to determine the optimum ethanol extraction conditions for maximum extraction of functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol and octacosanol from rice bran using response surface methodology(RSM). A central composite design was applied to investigate the effects of the independent variables of solvent ratio(X1), extraction temperature(X2) and extraction time(X3) on the dependent variables such as ferulic acid(Y1), oryzanol(Y2), tocopherol(Y3), tocotrienol(Y4) and octacosanol components(Y5). ANOVA results showed that Coefficients of determination (R-square) of estimated models for dependent variables ranged from 0.8024 to 0.9643. It was found that solvent ratio and extraction temperature were the main effective factors in this extraction process. Particularly, the extraction efficiency of ferulic acid, γ-oryzanol and α-tocopherol components were significantly affected by solvent to sample ratio(p<0.01). In changes extraction temperature, differences were observed for all dependent values except for oryzanol(p<0.05). The maximum ferulic acid components were obtained at 2.22 mL/g (X1), 79.66℃(X2), and 575.24 min(X3) in saddle point. Gamma-oryzanol rarely affected by solvent ratio. The maximum Gamma-oryzanol were 660.39 mg/100g under extraction conditions of 5.10 mL/g, 81.83℃, 587.39 min. The maximum α-tocopherol components were 11.53 mg/100g obtained at 23.92 mL/g, 84.96℃ and 645.45 min in Maximum point. The maximum values of γ-tocotrienol components were 20.03 mg/ 100g obtained at 24.77 mL/g, 80.84℃ and 575.05 min. In addtion, the maximum octacosanol components were 7.75 mg/100g obtained at 15.02 mL/g, 78.71℃ and 590.80 min. As a result, optimum extraction conditions were 7.85 mL/g of solvent ratio, 81.5℃ of extraction temperature and 579 min of extraction time. Predicted values at the optimized conditions were acceptable when compared with experimental values.
Rice bran is a part from raw rice that is obtained by removing from the starchy endosperm in the rice milling process. Rice bran includes many functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol, phytic acid, lecitin and inositol. In addition, it contains long-chain alcohols such as octacosanol and squalene. Rice bran has been carried out on the effect on reducing blood cholesterol levels, anti-cacer, anti-inflammation, inhibit lipid oxidation and protection of cell damage by radical scavenging activity. In addition, it is used to a potential antioxidant for food, pharmaceutical and cosmetic industries. Usually, hexane is used as a solvent to extract oil from rice bran. However, hexane is harmful to health and environment. Therefore, recently short-chain alcohols such as ethanol and isopropanol have been used as extraction solvents because of less toxic and safety. As alcohols possess high polarity, alcohols were able to extract more nonglyceride components than hexane. Besides, alcohol-extracted oils on contain more phosphatide and unsaponifiable compouds. The purpose of this study was to determine the optimum ethanol extraction conditions for maximum extraction of functional components such as ferulic acid, oryzanol, tocopherol, tocotrienol and octacosanol from rice bran using response surface methodology(RSM). A central composite design was applied to investigate the effects of the independent variables of solvent ratio(X1), extraction temperature(X2) and extraction time(X3) on the dependent variables such as ferulic acid(Y1), oryzanol(Y2), tocopherol(Y3), tocotrienol(Y4) and octacosanol components(Y5). ANOVA results showed that Coefficients of determination (R-square) of estimated models for dependent variables ranged from 0.8024 to 0.9643. It was found that solvent ratio and extraction temperature were the main effective factors in this extraction process. Particularly, the extraction efficiency of ferulic acid, γ-oryzanol and α-tocopherol components were significantly affected by solvent to sample ratio(p<0.01). In changes extraction temperature, differences were observed for all dependent values except for oryzanol(p<0.05). The maximum ferulic acid components were obtained at 2.22 mL/g (X1), 79.66℃(X2), and 575.24 min(X3) in saddle point. Gamma-oryzanol rarely affected by solvent ratio. The maximum Gamma-oryzanol were 660.39 mg/100g under extraction conditions of 5.10 mL/g, 81.83℃, 587.39 min. The maximum α-tocopherol components were 11.53 mg/100g obtained at 23.92 mL/g, 84.96℃ and 645.45 min in Maximum point. The maximum values of γ-tocotrienol components were 20.03 mg/ 100g obtained at 24.77 mL/g, 80.84℃ and 575.05 min. In addtion, the maximum octacosanol components were 7.75 mg/100g obtained at 15.02 mL/g, 78.71℃ and 590.80 min. As a result, optimum extraction conditions were 7.85 mL/g of solvent ratio, 81.5℃ of extraction temperature and 579 min of extraction time. Predicted values at the optimized conditions were acceptable when compared with experimental values.
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