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금은화와 회화나무꽃으로부터 항산화성분의 추출 : 중심합성계획모델을 이용한 최적화
Extraction of Antioxidants from Lonicera japonica and Sophora japonica L.: Optimization Using Central Composite Design Model 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.30 no.3, 2019년, pp.337 - 344  

한경호 (단국대학교 전자전기공학부) ,  줘청량 (단국대학교 화학공학과) ,  홍인권 (단국대학교 화학공학과)

초록
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본 연구에서는 금은화와 회화나무꽃으로부터 항산화성분을 추출하는 용매추출공정의 최적화를 위해 반응표면분석법중심합성계획모델을 이용하였다. 반응표면분석법의 반응치로는 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 설정하였고, 독립변수로는 추출시간, 주정/초순수 부피비, 추출온도 등을 설정하였다. 중심합성계획모델로 최적화과정을 수행한 결과 금은화의 경우 최적조건은 추출시간(2.08 h), 주정/초순수의 부피비(41.53 vol.%), 추출온도($55.08^{\circ}C$)이었으며, 이 때 수율(37.38 wt.%), DPPH 라디칼소거활성(40.37%) 값을 나타내었다. 또한 회화나무꽃의 경우 추출시간(2.13 h), 주정/초순수의 부피비(62.89 vol.%), 추출온도($50.42^{\circ}C$)에서 개별 최대값인 수율(35.43 wt.%), DPPH 라디칼소거활성(55.27%) 값을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, an antioxidant was extracted from Lonicera japonica and Sophora japonica L, which was optimized by using the central composite design (CDD) model of response surface methodology (RSM). The response value of CDC model establishes the extraction yield and the 2,2-diphenyl-1-picrylhydraz...

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 반응표면분석법을 이용하여 금은화의 열수추출공정의 추출조건을 최적화하였다. 반응표면분석법은 통계학적인 특성과 수학적 기술을 결합하여 여러 조건에 따른 최적화된 공정을 제시한다 [13].
  • 반응표면분석법의 반응치 (response)로는 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 설정하였고, 독립변수로는 추출시간, 주정/초순수 부피비, 추출온도 등을 설정하였다. 이를 바탕으로 중심합성계획모델로부터 산출된 회귀방정식을 이용하여 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 동시에 최적화시킴으로써 최적 추출조건을 제시하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
항산화시스템의 균형 유지가 중요한 이유는 무엇인가? 고령화 사회로의 진입이 가속화되면서 건강 및 노화방지에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 노화와 질병의 원인으로 알려진 활성산소종(reactive oxygenspecies, ROS)은 대사활동에 의해 유입되고, 체내에 축적되어 세포손상을 일으켜 노화나 질병을 유발시킨다[1-3]. 따라서 노화 방지와 질병의 예방을 위해서는 항산화시스템의 균형을 유지하는 것이 중요하며, 이를 위해 충분한 양의 항산화 물질을 섭취해야 한다.
금은화의 특징은 무엇인가? 항산화 물질로 알려진 금은화(Lonicera ja-ponica)는 인동과 인동덩굴과 같은 덩굴식물의 꽃으로 처음 피었을 때 흰색이었다가 시간 지남에 따라 금색으로 바뀌어 붙여진 이름이다. 금은화는 강한 환경적응성을 가지고 있어 산성 및 알칼리성 토양 모두에 생존할 수 있으며, 해열 및 해독효과가 있는 것으로 알려져 있다. 금은화에는 chlorogenic acid와 cinaroside 등이 함유되어 있어 용혈성 연쇄상 구균 및 포도상 구균 등 다종 병원균 및 기관지 감염을 야기한 병독 등에게 강한 억제력을 가지고 있다.
용매추출공정의 최적화를 위해 사용한 분석방법은 무엇인가? 따라서 본 연구에서는 금은화와 회화나무꽃으로부터 항산화성분을 추출하는 용매추출공정의 최적화를 위해 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하였다. 반응표면분석법의 반응치(response)로는 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 설정하였고, 독립변수로는 추출시간, 주정/초순수 부피비, 추출온도 등을 설정하였다.
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참고문헌 (13)

  1. L. A. Callender, E. C. Carroll, E. A. Bober, and S. M. Henson, Divergent mechanisms of metabolic dysfunction drive fibroblast and T-cell senescence, Ageing Res. Rev., 47, 24-30 (2018). 

  2. E.-S. Yang, R.-H. Hong, and S.-M. Kang, The effect of genistein on the proliferation and type I pN collagen synthesis in aged normal human fibroblasts, Koean J. Microbiol. Biotechnol., 35(4), 316-324 (2007). 

  3. J. P. de Magalhaes and J. F. Passos, Stress, cell senescence and organismal ageing, Mech. Ageing Dev., 170, 2-9 (2018). 

  4. Q. Yang, Q. Wang, W. Deng, C. Sun, Q. Wei, M. Adu-Frimpong, J. Shi, J. Yu, and X. Xu, Anti-hyperuricemic and anti-gouty arthritis activities of polysaccharide purified from in model rats, Int. J. Biol. Macromol., 123, 801-809 (2019). 

  5. X. Shang, H. Pan, M. Li, X. Miao, and H. Ding, Lonicera japonica Thunb.: Ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology of an important traditional Chinese medicine, J. Ethnopharmacol., 138(1), 1-21 (2011). 

  6. D. Kong, Y. Li, M. Bai, H. He, G. Liang, and H. Wu, Correlation between the dynamic accumulation of the main effective components and their associated regulatory enzyme activities at different growth stages in Lonicera japonica Thunb, Ind. Crops Prod., 96, 16-22 (2017). 

  7. Q. Paynter, A. Konuma, S. L. Dodd, R. L. Hill, L. Field, A. H. Gourlay, and C. J. Winks, Prospects for biological control of Lonicera japonica (Caprifoliaceae) in New Zealand, Biol. Control, 105, 56-65 (2017). 

  8. A. Alberti, A. A. F. Zelinski, D. M. Zardo, I. M. Demiate, A. Nogueira, and L. I. Mafra, Optimisation of the extraction of phenolic compounds from apples using response surface methodology, Food Chem., 149, 151-158 (2014). 

  9. P. E. Ohale, C. F. Uzoh, and A. A. Shamsuddeen, Response surface methodology optimization of adsorptive desulfurization on nickel/activated carbon, Chem. Eng. J., 313, 993-1003 (2017). 

  10. Y. Lu and L. Y. Foo, Antioxidant and radical scavenging activities of polyphenols apple pomace, Food Chem., 68, 81-85 (2000). 

  11. I. Hamlaoui, R. Bencheraiet, R. Bensegueni, and M. Bencharif, Experimental and theoretical study on DPPH radical scavenging mechanism of some chalcone quinoline derivatives, J. Mol. Struct., 1156, 385-389 (2018). 

  12. M. Zamani, A. M. Delfani, and M. Jabbari, Scavenging performance and antioxidant activity of ${\gamma}$ -alumina nanoparticles towards DPPH free radical: Spectroscopic and DFT-D studies, Spectrochim. Acta A, 201, 288-299 (2018). 

  13. S. B. Lee, X. Wang, and I. K. Hong, Ultrasound-assisted extraction of total flavonoids from wheat sprout: Optimization using central composite design method, Appl. Chem. Eng., 29(6), 663-669 (2018). 

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