Extraction of EPA and DHA from Tuna Oil Using Supercritical Carbon Dioxide

초임계 이산화탄소를 이용한 참치유에서의 EPA 및 DHA 추출

Solubilities of urea-crystallized tuna oil methyl esters in supercritical carbon dioxide were determined by a flow through extraction reactor. Experimental results obtained under a quasi-equlibrium condition showed that at 150 bar, solubilities of the esters in supercritical $CO_2$ were 0.075, 0.028 and 0.006(w/w) at $40^{\circ}C,\;60^{\circ}C\;and\;80^{\circ}C$, respectively. In the pressure and temperature ranges $(100{\sim}200bar\;and\;40{\sim}80^{\circ}C)$, the solubility increased with the density of $CO_2$. However, selectivity of supercritical carbon dioxide on the extracted compounds was much better at low density than at high density. Supercritical fractionation with a temperature gradient $(50{\sim}75^{\circ}C)$ resulted in concentrates of EPA and DHA in purities of 12% and 85%, respectively.

요소부가 처리된 참치유의 초임계 추출에 의한 정제를 위한 기초실험으로서 추출 상 평형실험을 행하였으며 이에 근거하여 온도 gradient에 의한 고도불포화지방산의 농축을 시도하였다. 참치유의 초임계 이산화탄소에 의한 추출 평형실험을 압력범위 $100{\sim}200bar$, 온도범위 $40{\sim}80^{\circ}C$ 구간에서 행하였다. 압력이 150bar 일 때 용해도는 $40^{\circ}C,\;60^{\circ}C,\;80^{\circ}C$에서 0.075, 0.028, 0.006(w/w)이었으며, 초임계 이산화탄소의 밀도가 증가할수록 참치유의 용해도는 증가하였으나 추출되는 성분에 대한 뚜렷한 선택성은 보이지 않았다. 반면에 밀도가 낮은 경우 참치유의 용해도는 감소하였으나 분자량이 작은 지방산 ester가 분자량이 큰 지방산 ester 보다 현저하게 높은 비율로서 용해되었다. 일정한 압력 150bar에서 온도 gradient에 의한 EPA와DHA의 농축을 시도한 결과 peak에 도달했을 때 그 함량이 각각 12%, 85%를 차지하였다. EPA의 경우 그 순도가 낮았던 것은 상대 분리효율이 비슷한 C18과 C22가 분리되지 않은 채 남게 되며 또한 EPA/C20 비율이 0.55로 낮았기 때문이었다. 한편 참치유에서 DHA/C22비율은 매우 높기 때문에$(0.88{\sim}0.89)$ 초임계 이산화탄소에 의한 DHA의 농축에 매우 유리하게 작용하는 요인이 되며 따라서 참치유에서 DHA의 농축이 EPA 보다 훨씬 용이함을 보여주었다.