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밀싹으로부터 플라보노이드성분의 초음파 추출 : 중심합성계획모델을 이용한 최적화
Ultrasound-assisted Extraction of Total Flavonoids from Wheat Sprout: Optimization Using Central Composite Design Method 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.29 no.6, 2018년, pp.663 - 669  

이승범 (단국대학교 화학공학과) ,  왕효정 (단국대학교 화학공학과) ,  홍인권 (단국대학교 화학공학과)

초록
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초음파 추출공정을 이용하여 밀싹으로부터 유효성분을 추출하고, 중심합성계획모델을 이용하여 추출공정을 최적화하였다. 중심합성계획모델의 반응치로는 추출수율과 플라보노이드성분 함량을 설정하고, 독립변수인 추출시간, 주정/초순수 부피비, 초음파 조사세기에 따른 주효과도와 교호효과도를 해석하였다. 추출수율의 경우 주정/초순수의 부피비와 초음파 조사세기가 상대적으로 큰 영향을 미쳤으며, 플라보노이드성분 함량의 경우에는 추출시간의 영향이 가장 크게 나타났다. 추출수율과 플라보노이드성분 함량을 모두 고려한 결과 최적조건은 추출시간(17.00 min), 주정/초순수의 부피비(50.25 vol%), 초음파 조사세기(551.70 W)이며, 이때 예측 추출수율은 28.43 wt%, 예측 플라보노이드성분 함량은 $29.99{\mu}g\;QE/mL\;dw$을 얻을 수 있었다. 실험을 통해 유효성분 추출수율(28.73 wt%), 플라보노이드성분 함량 ($29.65{\mu}g\;QE/mL\;dw$)의 실험값을 얻을 수 있었으며, 이를 예측값과 비교했을 때 오차율은 각각 1.05, 1.13%이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The process of extracting active ingredients from wheat sprout using ultrasound assisted method was optimized with a central composite design model. The response value of the central composite design model established the extraction yield and the total flavonoids content, main effects and interactiv...

주제어

#total flavonoids   #wheat sprout   #central composite design   #ultrasound-assisted extraction  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 중심합성계획모델의 반응치(response)로는 추출수율과 플라보노이드성분 함량 등을 설정하고, 독립변수로는 추출시간, 주정/초순수 부피비, 초음파 조사세기 등을 설정하였다. 이를 바탕으로 중심합성계획모델로부터 산출된 회귀방정식을 이용하여 추출수율과 플라보노이드성분 함량을 동시에 최적화시키므로써 최적 추출조건을 제시하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 천연물로부터 유효성분을 추출하는 추출공정의 최적화를 위해 반응표면분석법 중 중심합성계획모델(central composite design model, CCD model)을 이용하였다. 천연물로는 밀싹을 선정하였으며, 초음파 추출공정(ultrasound-assisted extraction, UAE)을 이용하여 최적 추출조건을 알아보고자 하였다. 이를 위해 초음파 에너지를 이용하여 밀싹으로부터 플라보노이드성분을 추출하기 위한 기초실험을 진행한 후 반응표면분석법을 적용하여 최적추출조건을 결정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플라보노이드란 무엇인가? 플라보노이드(flavonoid)는 비타민 P라고 불리며, 항상 비타민 C와 함께 존재하는 식물의 대사산물이다. 플라보노이드는 많은 생물 활성 물질을 포함되어 있는 항산화물질로 항바이러스 기능과 혈관이 경화되는 것을 예방하고 혈당수치를 낮추는 기능을 가지고 있다[1-2].
플라보노이드가 가진 기능은 무엇인가? 플라보노이드(flavonoid)는 비타민 P라고 불리며, 항상 비타민 C와 함께 존재하는 식물의 대사산물이다. 플라보노이드는 많은 생물 활성 물질을 포함되어 있는 항산화물질로 항바이러스 기능과 혈관이 경화되는 것을 예방하고 혈당수치를 낮추는 기능을 가지고 있다[1-2]. 이러한 플라보노이드성분은 밀싹, 은행잎, 녹차잎, 칡뿌리 등 주로 식물중에 함유되어 있다.
최적화 실험 방법의 단점은 무엇인가? 최적화란 최대의 이윤을 얻기 위하여 시스템, 프로세스의 성능을 향상시키는 것으로 전통적으로 요인변수들 중에서 한 변수를 제외한 나머지 변수를 고정시켜 그 경향성을 파악하는 실험을 대부분 사용해왔다. 하지만 이 방법은 시간소모가 많고 최적 조건을 찾기 위해 많은 수의 실험이 필요하다는 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 단점을 보안하기 위해서는 실험계획법을 이용하여야 한다.
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참고문헌 (15)

  1. N. C. Cook and S. Samman, Flavonoids-chemistry, metabolism, cardioprotective effects, and dietary sources, J. Nutr. Biochem., 7, 66-76 (1996). 

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  2. A. H. Clifford and S. L. Cuppett, Anthocyanins-nature, occurrence and dietary burden, J. Sci. Food Agric., 80, 1063-1072 (2000). 

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  3. B. Tudek, B. Peryt, J. Miloszewska, T. Szymczyk, M. Przybyszewska, and P. Janik, The effect of wheat sprout extract on benzo(a)pyrene and 7,2-dimethylbenz(a) anthracene activity, Neoplasma, 35(5), 515-523 (1998). 

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  10. N. C. Cook and S. Samman, Flavonoids-chemistry, metabolism, cardioprotective effects, and dietary sources, J. Nutr. Biochem., 7, 66-76 (1996). 

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  15. M. S. Blois, Antioxidant determinations by the use of a stable free radical, Nature, 181, 1199-1200 (1958). 

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