마이크로웨이브 추출조건에 따른 백지 추출물의 폴리페놀 함량과 항산화 작용 Polyphenol Contents and Antioxidant Activity of Extracts from Angelica dahurica Root after Different Conditions of Microwave-assisted Extraction원문보기
백지의 유용성분을 추출하기 위한 최적의 추출조건을 알아보고자 MAE 추출장치를 이용하여 물과 에탄올을 용매로 에너지 강도와 추출시간을 달리하여 백지 추출물의 수율, 총 폴리페놀의 함량 및 전자공여능과 SOD 유사활성능을 측정하였다. 추출수율은 물을 용매로 30분간 추출한 240 W 추출물이 11.77mg%이었으며, 120W 추출물에서도 11.42 mg%의 수율을 나타내었다. 총 폴리페놀은 240W 30분간 추출된 에탄을 추출물이 32.36mg/g를, 동일한 조건의 물 추출물은 31.77mg/g의 폴리페놀을 함유하였다. 전자 공여능은 1.0 mg/mL의 농도에서 240W 30분 에탄을 추출물이 83.55%로 가장 높은 전자공여능을 나타내었으며, 그 다음으로 120W 5분 물 추출물이 82.49%의 전자공여능을 나타내었다. SOD 유사칠청능 측정 결과에서는 120W 15분 에탄을 추출물이 14.16%였으며, 120W 5분 물 추출물이 13.22%의 활성을 나타내었다. 이상의 결과 추출수율과 폴리페놀 함량이 높은 최적의 추출조건을 예측하면, 240W에서 30분간 물을 용매로 추출하는 방법이 효과적인 조건인 것으로 나타났으며, 전자공여능과 SOD유사활성 등의 추출물의 생리활성을 만족시키는 최적의 추출조건을 예측하여 보았을 때, 물을 용매로 에너지 강도는 120W에 5분간 추출하는 가장 효율적인 추출 조건인 것으로 분석되었다.
백지의 유용성분을 추출하기 위한 최적의 추출조건을 알아보고자 MAE 추출장치를 이용하여 물과 에탄올을 용매로 에너지 강도와 추출시간을 달리하여 백지 추출물의 수율, 총 폴리페놀의 함량 및 전자공여능과 SOD 유사활성능을 측정하였다. 추출수율은 물을 용매로 30분간 추출한 240 W 추출물이 11.77mg%이었으며, 120W 추출물에서도 11.42 mg%의 수율을 나타내었다. 총 폴리페놀은 240W 30분간 추출된 에탄을 추출물이 32.36mg/g를, 동일한 조건의 물 추출물은 31.77mg/g의 폴리페놀을 함유하였다. 전자 공여능은 1.0 mg/mL의 농도에서 240W 30분 에탄을 추출물이 83.55%로 가장 높은 전자공여능을 나타내었으며, 그 다음으로 120W 5분 물 추출물이 82.49%의 전자공여능을 나타내었다. SOD 유사칠청능 측정 결과에서는 120W 15분 에탄을 추출물이 14.16%였으며, 120W 5분 물 추출물이 13.22%의 활성을 나타내었다. 이상의 결과 추출수율과 폴리페놀 함량이 높은 최적의 추출조건을 예측하면, 240W에서 30분간 물을 용매로 추출하는 방법이 효과적인 조건인 것으로 나타났으며, 전자공여능과 SOD유사활성 등의 추출물의 생리활성을 만족시키는 최적의 추출조건을 예측하여 보았을 때, 물을 용매로 에너지 강도는 120W에 5분간 추출하는 가장 효율적인 추출 조건인 것으로 분석되었다.
This study investigated the antioxidant activities of extracts from Angelica dahurica roots after microwave-assisted extraction with different levels of energy (120, 240W) and extraction time (5, 10, 15 and 30 min). The highest extraction yield was 11.77 mg% in water at 240W for 30 min followed by 1...
This study investigated the antioxidant activities of extracts from Angelica dahurica roots after microwave-assisted extraction with different levels of energy (120, 240W) and extraction time (5, 10, 15 and 30 min). The highest extraction yield was 11.77 mg% in water at 240W for 30 min followed by 11.42 mg% in water at 120Wand 30 min. The highest total polyphenol contents was 32.36 mg/g in an ethanol extract, followed by 31.77mg/g in water extract at the same conditions of 240W, 30 min. The electron donating abilities both the ethanol extract obtained using 240W and 30 min and the water extract obtained employing 120W and 5min showed the highest values, 83.55% and 82.49% respectively at a concentration 1.0mg/mL. The highest superoxide dismutase (SOD)-like activity was 14.16% in ethanol extract at 120Wand 15min, followed by 13.22% in the water extract at 120W and 5 min. The best extraction yield and polyphenol content after microwave-assisted extraction were achieved with 240W and 30 min using water. The best condition for extraction of electron donating ability and SOD-like activity from A dahurica roots were 120W and 5 minutes using water.
This study investigated the antioxidant activities of extracts from Angelica dahurica roots after microwave-assisted extraction with different levels of energy (120, 240W) and extraction time (5, 10, 15 and 30 min). The highest extraction yield was 11.77 mg% in water at 240W for 30 min followed by 11.42 mg% in water at 120Wand 30 min. The highest total polyphenol contents was 32.36 mg/g in an ethanol extract, followed by 31.77mg/g in water extract at the same conditions of 240W, 30 min. The electron donating abilities both the ethanol extract obtained using 240W and 30 min and the water extract obtained employing 120W and 5min showed the highest values, 83.55% and 82.49% respectively at a concentration 1.0mg/mL. The highest superoxide dismutase (SOD)-like activity was 14.16% in ethanol extract at 120Wand 15min, followed by 13.22% in the water extract at 120W and 5 min. The best extraction yield and polyphenol content after microwave-assisted extraction were achieved with 240W and 30 min using water. The best condition for extraction of electron donating ability and SOD-like activity from A dahurica roots were 120W and 5 minutes using water.
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문제 정의
이에 본 연구는 백지의 유용성분을 추출하기 위한 최적의 추출조건을 알아보기 위하여 기존의 추출방법보다 추출효율 및 에너지 효율이 좋은 것으로 알려져 있는 MAE 추출장치로 에너지 강도와 추출시간을 상이하게 하여 물과 70% 에탄올을 용매로 추출하고, 각 추출물에 대한 추출수율, 총 폴리페놀의 함량 및 전자공여능과 SOD 유 사활 성능을 측정하여 MAE 추출공정의 최적 추출특성을 알아보고자 실시하였다.
제안 방법
vessel)을 사용하였다. 3차 증류수와 70% 에탄올을 용매로, 백지 시료당 중량비 10배에 해당하는 용매를 넣고 MAE의 에너지 강도를 120 W(watts)와 240 W로 설정하여, 각각의 용매와 에너지 강도에 따라 5, 10, 15, 30분으로 추출 시간을 변화시키면서 추출하였다. 그리고 각 추출조건에 따라 추출하고 여과한 다음 남은 잔사에 다시 10배에해당되는 용매를 가하고 추출, 여과하였다.
MAE 추출장치를 이용하여 에너지 강도와 추출 시간을 달리하여 추출된 백지 추출물들의 전자공여능을 측정하였다. 물을 용매로 추출한 백지 물 추출물은 1.
백지 추출물의 전자공여능은 Blois의 방법(26)을 약간 변형하여 각 추출물의 DPPH (1, 1 -diphenyl-2-picryl hycyl)에 대한 전자공여 효과를 측정함으로써 각 추출물의 환원력을 평가하였다. 일정 농도로 희석된 시료액 2 mL 에 0.
백지의 유용성분을 추출하기 위한 최적의 추출조건을 알아보고자 MAE 추출장치를 이용하여 물과 에탄올을 용매로 에너지 강도와 추출시간을 달리하여 백지 추출물의 수율, 총 폴리페놀의 함량 및 전자공여능과 SOD 유 사활 성능을 측정하였다. 추출수율은 물을 용매로 30분간 추출한 240 W 추출물이 11.
대상 데이터
그리고 각 추출조건에 따라 추출하고 여과한 다음 남은 잔사에 다시 10배에해당되는 용매를 가하고 추출, 여과하였다. 2회 추출로 얻은 여과액을 40 ℃ 이하에서 rotatory vacuum evaporator(Eyela 400 series, Japan)를 사용하여 감압농축한 후에 동결건조(FD 5510 SPT, Ilsin, Korea)하여 분말로 제조하였으며 일정량의 농축액을 만들어 본 실험의 분석을 위한 시료로 사용하였다.
마이크로웨이브 추출(microwave-assisted extraction; MAE) 에 사용된 추출장치는 CEM matthews NC marsx unit (USA) 을 이용하였으며, 밀폐형 테플론 추출관(closed teflon extraction vessel)을 사용하였다. 3차 증류수와 70% 에탄올을 용매로, 백지 시료당 중량비 10배에 해당하는 용매를 넣고 MAE의 에너지 강도를 120 W(watts)와 240 W로 설정하여, 각각의 용매와 에너지 강도에 따라 5, 10, 15, 30분으로 추출 시간을 변화시키면서 추출하였다.
본 실험 재료로 사용한 백지는 2004년 7월에 경북 경산의 한약재 생산 농가에서 채집하였으며, 물로 세척한 후 물기를 제거하고 잘게 잘라 -75 ℃에서 보관하면서 본 실험의 추출 시료로 사용하였다.
데이터처리
각각의 실험은 독립적으로 3회 이상 반복 실시하였으며, 실험결과는 평균士표준편차로 나타내었다. 실험군내의 농도에 따른 유의성을 검정하기 위하여 SPSS 12.
평균士표준편차로 나타내었다. 실험군내의 농도에 따른 유의성을 검정하기 위하여 SPSS 12.0 for windows program을 이용하여 ANOVA test를 행한 후, 유의성이 있는 경우 실험군간에 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
MAE 장치를 이용한 각 조건에 따른 백지 추출물의 SOD 유사활성은 Marklund와 Marklund(27)의 방법에 따라 유해 환원 산소종을 과산화수소(2)로 전환시키는 반응을 촉매하는 pyrogallol의 산화된 양을 측정하여 SOD 유사 활성을 평가하였다. 일정 농도의 시료 02 mL에 pH 8.
백지를 대상으로 다양한 MAE의 조건에 따라 백지 추출물의 총 폴리페놀 화합물 함량은 동결건조 된 시료를 1.0 mg/mL의 농도로 3차 증류수에 희석하여 Folin-Denis(25) 법으로 측정하였다. 즉 일정농도의 시료를 0.
성능/효과
6). MAE 추출물은 용매에 따라서는 물 추출물이 에탄올 추출물보다 높았으며, 에너지 강도에서는 120 W가 240 W보다 높은 SOD 유사활성 효과를 나타내었다. 또한 추출시간에 따라서는 물 5-10분의 추출물이 높았으며, 에탄올 추출물은 15분간 추출한 경우 높은 SOD 유사 활성을 보였으며, 물과 에탄올 추출물 모두 30분 추출물이 가장 낮은 활성을 나타내었다.
49%의 전자공여 능을 나타내었다. SOD 유사활성능 측정 결과에서는 120 W 15분 에탄올 추출물이 14.16%였으며, 120 W 5분 물 추출물이 13.22%의 활성을 나타내었다. 이상의 결과 추출수율과 폴리페놀 함량이 높은 최적의 추출조건을 예측하면, 240 W에서 30분간 물을 용매로 추출하는 방법이 효과적인 조건인 것으로 나타났으며, 전자공여능과 SOD 유사활성 등의 추출물의 생리활성을 만족시키는 최적의 추출조건을 예측하여 보았을 때, 물을 용매로 에너지 강도는 120 W에 5분간 추출하는 가장 효율적인 추출 조건인 것으로 분석되었다.
이는 대류에 의해 에너지가 전달되는 가열방식과 달리 MAE 추출에서는 시료 전체가 MAE 에너지에 노출됨으로써 시료 내의 목적성분이 용매에 추출되기 때문이라고 하였다. 따라서 다량의 추출용매와 장시간 추출한 Lee 등(24)의 환류 추출물과 가압 열수 추출물 등의 보고와 본 실험결과를 비교하면 소량의 추출용매와 짧은 시간이 소요된 MAE 추출 방법이 유사하거나 더 높은 폴리페놀을 함유하여 기존의 추출 방법보다 효과적인 추출방법인 것으로 판단된다.
MAE 추출물은 용매에 따라서는 물 추출물이 에탄올 추출물보다 높았으며, 에너지 강도에서는 120 W가 240 W보다 높은 SOD 유사활성 효과를 나타내었다. 또한 추출시간에 따라서는 물 5-10분의 추출물이 높았으며, 에탄올 추출물은 15분간 추출한 경우 높은 SOD 유사 활성을 보였으며, 물과 에탄올 추출물 모두 30분 추출물이 가장 낮은 활성을 나타내었다.
물 주줄물이 에탄올 추출물보다는 높은 수율을 나타내었으며, 추출시간 길수록 수율이 높았다. 또한 추출을 위한 에너지 강도에서도 120 W보다는 240 W의 수율이 더 좋은 것으로 분석되었다.
01 mg/g)의 순으로 폴리페놀을 함유하였다. 모든 추출물은 추출시간이 증가할수록 폴리페놀의 함량이 높았다.
15 mg%)의 순으로 물을 용매로 하여 240W 30분 주출물이 가장 높은 수율을 나타내었다. 물 주줄물이 에탄올 추출물보다는 높은 수율을 나타내었으며, 추출시간 길수록 수율이 높았다. 또한 추출을 위한 에너지 강도에서도 120 W보다는 240 W의 수율이 더 좋은 것으로 분석되었다.
물과 에탄올을 용매로 하여 MAE 추출강도와 시간을 다르게 하여 추출한 백지 추출물의 SOD 유사활성능을 측정한 결과, 1-0 mgL 농도에서 백지 물 추출물은 에너지 강도를 120 W로 설정한 경우 2.84~13.22%로 5분 추출물의 SOD 유사활성능이 가장 높았으며, 240 W 추출물은 3.65 ~ 9.72%로 10분간 추출한 경우 SOD 유사활성능이 높았다 (Fig. 5). 에탄올 추출물에서는 120 W에서 7.
물을 용매로 추출한 백지 물 추출물은 1.0 mg/mL의 농도에서 120 W 경우에는 74.25 ~82.49%로 추출 시간이 낮을수록 전자공여 효과가 증가하였으며, 240 W의 추출물에서는 69.69 ~75.43%로 10분 추출물의 전자공여능이 가장 높았다(Fig. 3). 에탄올을 용매로 추출한 경우 120 W 추출물은 4.
본 실험결과는 백지의 환류 물 추출물과 에탄올 추출물 그리고 가압 열수 추출물이 각각 15.86%와 23.24% 그리고 10.96%의 SOD 유사활성능을 나타낸다는 Lee 등(24)의 보고와 비교하면, 본 실험의 MAE 추출물이 환류 추출물보다는 낮은 SOD 유사활성 효과를 나타내었으나, 가압 열수 추출물보다는 SOD 유사활성이 높았다. 또한 한국산 약용식물을 대상으로 SOD 유사활성을 분석한 Lim 등(31) 의감초(35.
1과 같다. 시료 100 g당 수율은 W-240 W(11.77 mg%) > W-120 W(11.42 mg%) > E-240 W(8.33 mg%) > E-120W(7.15 mg%)의 순으로 물을 용매로 하여 240W 30분 주출물이 가장 높은 수율을 나타내었다. 물 주줄물이 에탄올 추출물보다는 높은 수율을 나타내었으며, 추출시간 길수록 수율이 높았다.
3). 에탄올을 용매로 추출한 경우 120 W 추출물은 4.28 ~60.22%였으며, 240 W에서는 45.74 - 83.55%로 30분 추출물의 전자공여 활성이 가장 높은 것으로 나타났다(Fig 4). 추출용매에 따른 비교에서는 물 추출물이 에탄올 추출물보다 전자공여능이 높았으며, 에너지 강도 및 추출시간에 따른 분석에서는 물 추출물의 경우 에너지 강도가 낮고 추출시간이 짧을수록 전자공여능이 높았으며, 에탄올 추출물에서는 추출강도가 높고 추출시간이 증가할수록 전자공여효과가 증가하였다.
22%의 활성을 나타내었다. 이상의 결과 추출수율과 폴리페놀 함량이 높은 최적의 추출조건을 예측하면, 240 W에서 30분간 물을 용매로 추출하는 방법이 효과적인 조건인 것으로 나타났으며, 전자공여능과 SOD 유사활성 등의 추출물의 생리활성을 만족시키는 최적의 추출조건을 예측하여 보았을 때, 물을 용매로 에너지 강도는 120 W에 5분간 추출하는 가장 효율적인 추출 조건인 것으로 분석되었다.
77 mg/g의 폴리페놀을 함유하였다. 전자공여 능은 1.0 mg/mL의 농도에서 240 W 30분 에탄올 추출물이 83.55%로 가장 높은 전자공여능을 나타내었으며, 그다음으로 120 W 5분 물 추출물이 82.49%의 전자공여 능을 나타내었다. SOD 유사활성능 측정 결과에서는 120 W 15분 에탄올 추출물이 14.
42 mg%의 수율을 나타내었다. 총 폴리페놀은 240 W 30분간 추출된 에탄올 추출물이 32.36 mg/g를, 동일한 조건의 물 추출물은 31.77 mg/g의 폴리페놀을 함유하였다. 전자공여 능은 1.
측정하였다. 추출수율은 물을 용매로 30분간 추출한 240 W 추출물이 11.77 mg%이었으며, 120 W 추출물에서도 11.42 mg%의 수율을 나타내었다. 총 폴리페놀은 240 W 30분간 추출된 에탄올 추출물이 32.
55%로 30분 추출물의 전자공여 활성이 가장 높은 것으로 나타났다(Fig 4). 추출용매에 따른 비교에서는 물 추출물이 에탄올 추출물보다 전자공여능이 높았으며, 에너지 강도 및 추출시간에 따른 분석에서는 물 추출물의 경우 에너지 강도가 낮고 추출시간이 짧을수록 전자공여능이 높았으며, 에탄올 추출물에서는 추출강도가 높고 추출시간이 증가할수록 전자공여효과가 증가하였다. 특히 에탄올 120 W 의 5분 추출물은 240 W로 에너지 강도를 증가한 경우 1.
추출용매에 따른 비교에서는 물 추출물이 에탄올 추출물보다 전자공여능이 높았으며, 에너지 강도 및 추출시간에 따른 분석에서는 물 추출물의 경우 에너지 강도가 낮고 추출시간이 짧을수록 전자공여능이 높았으며, 에탄올 추출물에서는 추출강도가 높고 추출시간이 증가할수록 전자공여효과가 증가하였다. 특히 에탄올 120 W 의 5분 추출물은 240 W로 에너지 강도를 증가한 경우 1.0 mg/mL의 농도에서 약 10배 이상 높은 전자공여효과를 나타내었으며, 10분과 15분 추출물에서도 에너지 강도를 증가한 경우에 약 2배 이상 전자공여능이 증가하였다.
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