[논문]미세조류로부터 색소물질 생산 증대를 위한 추출 조건 최적화

강민호; 박제훈; 박하영; 김소희; 김진우

doi:10.5657/kfas.2023.0028

미세조류로부터 색소물질 생산 증대를 위한 추출 조건 최적화
Optimization of Extraction Conditions to Enhance Production of Bioactive Compounds from Microalgae 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.56 no.1, 2023년, pp.28 - 32

강민호 (선문대학교 식품과학과) , 박제훈 (선문대학교 식품과학과) , 박하영 (선문대학교 식품과학과) , 김소희 (선문대학교 식품과학과) , 김진우 (선문대학교 식품과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

We optimized ultrasound-assisted extraction to improve the extraction efficiency of bioactive compounds from the microalgae Acutodesmus reginae. To optimize this extraction process, we investigated the effects of solvent type, solvent concentration, extraction time, extraction number, and extraction power on the production of lutein, α-carotene, β-carotene, and chlorophylls a, and b. After sequential optimization of these main variables, the maximum amount of each compound was extracted at 30℃ with an ultrasound power of 80 W and using 99.5% methanol. Under these optimum conditions, the amount of lutein, α-carotene, β-carotene, and chlorophylls a, and b, were measured as 10.43, 8.66, 3.76, 15.43, and 6.39 mg/g dry matter respectively.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Experimental conditions for optimizing the extraction of pigment in A cutodesmusreginae
그림 Fig. 1. Standard material calibration curve for the analysis of pigment substances.substances. A, The calibration curve and extracted ion chromatogram of lutein containing 0.0-1.0 mg/mL; B, The calibration curve and extracted ion chromatogram of α-carotene containing 0.0-1.0 mg/ mL; C, The calibration curve and extracted ion chromatogram of β-carotene containing 0.0-1.0 mg/mL.
그림 Fig. 2. Effect of extraction solvents on extraction of lutein, α-carotene, β-carotene, chlorophyll a and b of Acutodesmus reginae. DW, Distilled water.
그림 Fig. 3. Effect of extraction times on extraction of lutein, α-carotene, β-carotene, chlorophyll a and b of Acutodesmus reginae.
그림 Fig. 4. Effect of extraction powers on extraction of lutein, α-carotene, β-carotene, chlorophyll a and b of A cutodesmus reginae.
그림 Fig. 5. Effect of extraction methanol concentrations on extraction of lutein, α-carotene, β-carotene, chlorophyll a and b of Acutodesmus reginae.

AI 본문요약
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제안 방법

A. reginae로부터 색소 물질 추출을 위해 건조 시료 0.2 g과 용매 2 mL를 혼합한 후 예비실험을 통해 선정 된 4 개의 영향인자(용매, 시간, 출력, 농도)의 처리조건을 Table 1과 같이 변경하여 초음파 추출실험을 진행하였다. 초음파 추출은 시료와 용매(증류수, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 에틸 아세테이트)를 각각 혼합한 후 초음파 추출기(KFS-150N; Korea Process Technology Co.
A. reginae로부터 색소물질 추출 증진을 위해 추출에 영향을 미치는 변수 4종(추출 용매, 추출 시간, 추출 횟수, 추출 출력과 추출 용매 농도를 설정하여 색소 추출 조건 최적화를 수행하였다. 그 결과 각 추출 변수의 순차적 최적화에 따라 루테인, 알파 카로틴, 베타카로틴, 클로로필 a와 b의 추출 효율이 증가하는 것으로 확인되었다.
초음파 주파수는 20 kHz로 고정하고 출력을 48.0 W, 64.0 W와 80.0 W로 변경하여 추출하였으며, 이후 2분간 냉각수에 침지하고 탁상용 초음파기(SD-250H; Mujigae Co., Seoul, Korea)를 사용하여 30°C, 40 kHz에서 30분간 2차 초음파 추출을 진행하였다
2 g과 용매 2 mL를 혼합한 후 예비실험을 통해 선정 된 4 개의 영향인자(용매, 시간, 출력, 농도)의 처리조건을 Table 1과 같이 변경하여 초음파 추출실험을 진행하였다. 초음파 추출은 시료와 용매(증류수, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 에틸 아세테이트)를 각각 혼합한 후 초음파 추출기(KFS-150N; Korea Process Technology Co., Seoul, Korea)를 이용하여 진행하였다. 초음파 주파수는 20 kHz로 고정하고 출력을 48.

대상 데이터

A. reginae 추출물의 주요물질 분석을 위한 HPLC (high performance liquid chromatography)용 이동상은 아세토니트릴과 메탄올은 Sigma-Aldrich의 순도 99.5% 이상을 사용하였다.
reginae는 국립 낙동강 생물자원관(Sangju, Korea)에서 동결건조 분말(0.71 mm) 상태로 제공받아 4°C에서 보관하여 실험에 사용하였다

성능/효과

reginae 추출물 내 존재하는 5종의 색소 물질이 6–43% 증가한 것으로 확인되었다
reginae로부터 색소물질 추출 증진을 위해 추출에 영향을 미치는 변수 4종(추출 용매, 추출 시간, 추출 횟수, 추출 출력과 추출 용매 농도를 설정하여 색소 추출 조건 최적화를 수행하였다. 그 결과 각 추출 변수의 순차적 최적화에 따라 루테인, 알파 카로틴, 베타카로틴, 클로로필 a와 b의 추출 효율이 증가하는 것으로 확인되었다. 하지만 분해물과 생성물에 대한 정확한 연구 사례는 보고된 게 없으며, 본 연구에서도 측정되지 않았다.
향후 추가적인 연구를 통해 분해물과 생성물의 보다 면밀한 정성 및 정량 분석을 통해 본 부분을 해결하려 한다. 최적조건에서 루테인, 알파카로틴, 베타카로틴, 클로로필 a와 b의 함량은 각각 10.43, 8.66, 3.76, 15.43과 6.39 mg/g DM로 확인되었으며 이는 최적화 이전 조건에 비해 각각 1.43, 1.06, 1.23, 1.24와 1.43 배 증가한 것으로 주요 추출 변수 최적화에 따라 A. reginae 추출물 내 존재하는 5종의 색소 물질이 6–43% 증가한 것으로 확인되었다.
reginae 추출물 내 존재하는 5종의 색소 물질이 6–43% 증가한 것으로 확인되었다. 최종적으로 도출된 최적 추출 조건은 메탄올 99.5%, 추출 출력 80 W, 추출시간 2분으로 확인되었다. 따라서 본 연구를 통해 A.

후속연구

따라서 본 연구를 통해 A. reginae로부터 색소 추출 조건을 최적화함에 따라 친환경적 추출 방법인 초음파 공정을 이용하고 순차적 조건 최적화를 통해 향후 식품, 화장품 및 의약품 소재로써 상업적 사용시 한정적으로만 이용되어왔던 미세조류로부터 고부가가치 기능성 물질의 생산이 가능할 것으로 사료된다.
하지만 분해물과 생성물에 대한 정확한 연구 사례는 보고된 게 없으며, 본 연구에서도 측정되지 않았다. 향후 추가적인 연구를 통해 분해물과 생성물의 보다 면밀한 정성 및 정량 분석을 통해 본 부분을 해결하려 한다. 최적조건에서 루테인, 알파카로틴, 베타카로틴, 클로로필 a와 b의 함량은 각각 10.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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