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반응표면분석에 의한 소국(小菊) 에탄올 추출물의 추출조건 최적화
Optimization of Extraction Conditions for Ethanol Extracts from Chrysanthemum morifolium by Response Surface Methodology

박난영   (경북대학교 식품공학과UU0000096  ); 권중호   (경북대학교 식품공학과UU0000096  ); 김현구   (한국식품개발연구원CC0186878  );
  • 초록

    재배국인 소국의 꽃잎을 이용하여 우수한 품질특성의 에탄올추출물을 얻고자 반응표면분석에 의해 추출조건을 최적화 하였다. 중심합성계획에 따라 시료에 대한 용매비 $(X_1)$ , 에탄올 농도 $(X_2)$ , 추출시간 $(X_3)$ 을 요인변수로 하고 추출물의 특성 즉, 황색도 $(Y_1)$ , 카로티노이드 함량 $(Y_2)$ , 가용성고형분 $(Y_3)$ , 페놀성 화합물 함량 $(Y_4)$ , 전자공여능 $(Y_5)$ , 관능적 색과 향 $(Y_6,\;Y_7)$ 을 각각 종속변수로 하여 $60^{\circ}C$ 에서 추출을 실시하였다. 각 조건별 실험결과를 회귀분석하여 3차원 반응표면분석을 실시하여 본 결과, 종속변수들에 대한 결정계수 $(R^2)$ 는 $0.8223{\sim}0.9965$ 범위로 나타났다. 추출물의 기능적 특성들을 극대화하기 위한 최적추출조건은 황색도가 시료에 대한 용매비 115 mL/g, 에탄올 농도 97%, 추출시간 18 hr, 카로티노이드 함량 145 mL/g, 50%, 12 hr, 가용성고형분 147 mL/g, 48%, 17 hr, 페놀성 화합물 함량 116 mL/g, 68%, 17 hr, 전자공여작용 110 mL/g, 98%, 14 hr, 관능적 색은 101 mL/g, 48%, 54 hr에서, 향은 109 mL/g, 54% 및 4 hr 조건일 때 최대값을 나타내었다. 추출물의 여러 기능적 특성을 고려한 추출조건 범위를 최적화 해 본 결과 시료에 대한 용매비 $103{\sim}122\;(mL/g)$ , 에탄올 농도 $64{\sim}78\;(%)$ , 추출시간 16 (hr)로 나타났다. 최적조건에서 얻어진 에탄올 추출물의 예측값들은 실제 측정값과 유사한 수준으로 확인되었다.


    Extraction conditions were optimized using response surface methodology for preparing high-quality ethanol extracts from cultivated Chrysanthemum petals. A fractional factorial design was applied to investigate effects of solvent ratio to sample $(X_1)$ , ethanol concentration $(X_2)$ and extraction time $(X_3)$ at $60^{\circ}C$ on dependent variables of the extract properties, such as yellow color $(Y_1)$ , carotenoids $(Y_2)$ , soluble solids $(Y_3)$ , phenolic compounds $(Y_4)$ , electron donating ability $(Y_5)$ , sensory color $(Y_6)$ and sensory aroma $(Y_7)$ . Second-order models were employed to generate 3-dimensional response surfaces for dependent variables and their coefficients of determination $(R^2)$ were ranged from 0.8063 to 0.9963. Optimum extraction conditions for each variable were 115 mL/g, 97%, 18 hr in yellow color, 145 mL/g, 50%, 12 hr in carotenoids, 147 mL/g, 48%, 17 hr in soluble solids, 116 mL/g, 68%, 17 hr in phenolic compounds, 110 mL/g, 98%, 14 hr in electron donating ability, 101 mL/g, 48%, 54 hr in organoleptic color and 109 mL/g, 54%, 4 hr in organoleptic aroma, respectively. The range of optimum conditions at 16hr extraction for maximized characteristics of ethanol extracts was $103{\sim}122\;mL/g$ and $64{\sim}78%$ . Predicted values at the optimum condition agreed with experimental values.


  • 주제어

    Chrysanthemum morifolium .   ethanol extract .   optimization .   RSM.  

  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Jeong, Ji-Young ; Woo, Koan-Sik ; Hwang, In-Guk ; Lee, Youn-Ri ; Park, Eui Seok ; Jeong, Heon-Sang 2008. "Optimization of Extraction Conditions for Limonin and Nomilin in Citron Seed" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, 40(5): 540~544     
    2. Lee, Hyun-Jung ; Hwang, Young-Il ; Park, Eun-Ju ; Choi, Sun-Uk 2011. "Antihepatotoxic and Antigenotoxic Effects of Herb Tea Composed of Chrysanthemum morifolium Ramat." 한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 40(1): 78~83     
    3. Park, Young-Mi ; Kim, Jee-In ; Lee, Chang-Ho ; Lim, Jae-Hwan ; Seo, Eul-Won 2011. "Effect of Dendranthema indicum Extracts on Cell and DNA Damage Induced by Oxidative Stress" 생명과학회지 = Journal of life science, 21(12): 1698~1704     
    4. Lee, Hyun-Jung ; Kim, Min-Jung ; Park, Jae-Hee ; Park, Eun-Ju 2012. "Antioxidative and Antigenotoxic Activity of White and Yellow Chrysanthemum morifolium Ramat Extracts" 한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 41(3): 289~294     

 저자의 다른 논문

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    2. 1981 "식품중(食品中)의 질산염(窒酸鹽) 및 아질산염(亞窒酸鹽)에 관(關)한 연구(硏究)(제 2보)(第 2報) -대두발아과정중(大豆發芽過程中) 질산염(窒酸鹽) 및 아질산염(亞窒酸鹽)과 Ascorbic Acid 함량변화(含量變化)에 관(關)하여-" 한국영양식량학회지 10 (1): 47~52    
    3. 1982 "폐엽종실(廢棄種實)의 식량자원화(貪糧資源化)에 관(關)하여 -제(第) 1 보(報) : 포도씨의 화학적(化學的) 조성(組成)-" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology 14 (3): 250~256    
    4. 1993 "Methyl Linoleate에 대한 Phenol성 물질의 항산화성과 산화 생성물" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology 25 (4): 379~385    
    5. 1993 "${\alpha}-Tocopherol$이 첨가된 Methyl Linoleate의 산화물 생성 기구" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology 25 (6): 614~619    
    6. 1993 "가자 항산화성 물질의 분리 및 확인" 한국농화학회지 = Journal of the Korean society of Agricultural Chemistry and Biotechnology 36 (4): 239~243    
    7. 1993 "산사 항산화성 물질의 분리 및 동정" 한국농화학회지 = Journal of the Korean society of Agricultural Chemistry and Biotechnology 36 (3): 154~157    
    8. 1993 "산사 및 가자 에테르 추출물의 항산화 효과" 한국농화학회지 = Journal of the Korean society of Agricultural Chemistry and Biotechnology 36 (3): 203~207    
    9. 1994 "시금치 분말의 품질안정성에 대한 살균처리의 영향" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology 26 (2): 167~171    
    10. 1994 "백삼분말의 흡습특성 및 미생물학적 품질 안정성에 대한 감마선 및 에틸렌옥시드 처리의 영향" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology 26 (3): 272~277    
  • Kim, Hyun-Ku (121)

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