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논문 상세정보

반응표면분석법을 이용한 타타리메밀싹에서 플라보노이드 추출 최적화

Optimization of the Conditions of Flavonoid Extraction From Tartary Buckwheat Sprout Using Response Surface Methodology

초록

타타리메밀은 rutin, quercetin, kaempferol, myricetin 등의 플라보노이드를 함유하고 있는 곡물이다. 또한, 이러한 생리활성 물질은 곡물을 발아시키고 싹으로 재배하였을 경우 증가하는 경향을 가지게 된다. 이에 본 연구에서는 반응표면분석법을 활용하여 재배한 타타리메밀싹으로부터 생리활성 물질인 플라보노이드, rutin, quercetin, myricetin의 추출 함량이 최대로 되는 최적추출조건을 도출하였다. Box-Behnken design에 따라 함량에 영향을 끼칠 수 있는 독립변수로 추출온도(X1, 50~70℃), 추출시간(X2, 5~9 hr), 에탄올의 농도(X3, 60~90%)를 설정하였고, 종속변수로는 rutin, quercetin, myricetin 각각의 함량을 사용하였다. 각각의 함량에 대한 모델식의 R2은 0.95 이상으로 유의성을 가져 적합하다고 판단되었다. 적합성 결여 test에서의 p-value가 모두 0.1 이상을 나타내어 유의성이 기각되었고, 이는 모델이 추출조건을 잘 설명할 수 있음을 나타내었다. 최적화된 추출 방법은 추출온도 51.03℃에서 6.62시간 동안 69.16%의 에탄올을 이용하여 추출하는 것이었다. 최적 조건에서의 예측된 rutin, quercetin, myricetin의 함량은 각각 808.467, 193.296, 37.361 ㎍/ml이었다. 예상된 모델을 검증하기 위하여 최적화된 추출조건을 이용하여 10회 추출을 진행한 결과, rutin, quercetin, myricetin 함량이 각각 802.84±8.49 ㎍/ml, 193.76±2.80 ㎍/ml, 34.84±0.43 ㎍/ml으로 측정되었다 rutin과 quercetin는 예측치와 실험치가 유의적 차이를 보이지 않았지만, myricetin의 경우에는 예상된 값에 조금 미치지 못하는 값이 측정되었다.

Abstract

Tartary buckwheat is a grain with many flavonoids, such as rutin, quercetin, kaempferol, and myricetin. This study aimed to optimize extraction conditions to maximize the rutin, quercetin, and myricetin contents of tartary buckwheat sprout extracts using response surface methodology. A BoxBehnken design containing 15 experiments was employed to evaluate the effects of extraction conditions, such as temperature (X1, 50~70℃), extraction time (X2, 5~9 hr), and ethanol concentration (X3, 60~90%). The coefficients of determination (R2) for all the dependent variables (extraction temperature, extraction time, and extraction ethanol concentration) were determined to be over 0.95, indicating significance. The p-value of the model in lack of fit was over 0.1 than means, indicating that the model was well predicted. The optimal extraction conditions for rutin, quercetin, and myricetin contents were obtained at X1 = 51.03, X2 = 6.62, and X3 = 69.16, respectively. Under these optimal conditions, the predicted rutin, quercetin, and myricetin contents were 808.467 ㎍/ml, 193.296 ㎍/ml, and 37.360 ㎍/ml, respectively. For the validation of the model, ten experiments were performed and the experimental rutin and quercetin contents were measured at 802.84±8.49 ㎍/ml, 193.76±2.80 ㎍/ml, and 34.84±0.43 ㎍/ml, respectively. The experimental rutin and quercetin contents were similar to the predicted contents, but the experimental myricetin content was lower than predicted.

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