• 제목/요약/키워드: 동결-용매추출법

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LED배양조건에서 미세조류 Nannochloropsis oculata의 생산 효율성을 높이는 공정 최적화 (Optimized Processing Condition of Production of Nannochloropsis oculata under Light-emitting Diode (LED) Condition)

  • 이남규
    • 생명과학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.754-759
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    • 2017
  • 100 l scale 미세조류 배양 시스템은 LED 광을 기반으로 자체 제작하였으며 Nannochloropsis oculata를 f/2 medium에서 광도($100{\mu}mol/m^2/s$), 배양온도($20^{\circ}C{\pm}1^{\circ}C$), LD cycle (12 hr)으로 배양하였다. 그 결과 LED blue (475 nm)에서 $100{\mu}mol/m^2/s$의 광도, 24 mg/l의 nitrate 농도에서 100 l 대량배양 결과 최대 biomass인 1.07 g/l를 배양하였다. 이렇게 배양된 미세조류에서 유용물질을 추출의 위한 추출방법을 확보하고 나아가 산물의 추출, 농축 및 건조공정 기술을 최적화하고자 하였다. 추출은 물리적인 방법인 sonicator, homogenizer를 이용한 파쇄법과 화학적인 방법인 0.5M HCl 파쇄법을 이용한 결과 chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid 함량은 물리적인 파쇄법인 sonicator를 이용 시 1.6, 0.5, 0.3 mg/g cell, homogenizer 이용 시 1.0, 0.6, 0.2 mg/g cell로 측정되었다. 0.5M HCl의 화학적 파쇄법 이용 시 chlorophyll a, chlorophyll b 함량은 0.9, 0.8 mg/g cell으로 측정되었다. 파쇄시간당 추출되는 영양물질이 가장 높은 시간은 15 min 파쇄 시 3.6 mg/g cell로 측정되었으며 acetone, methanol, ethanol의 3가지 용매 중 acetone이 3.6 mg/g cell로 효과적이 용매로 측정되었다. 농축은 2종류의 연속원심분리장비(tubular type, disk type), 마이크로필터, 필터프레스 4종 장비를 이용하여 시험한 결과 마이크로필터, disk type 연속원심분리기, Tubular type 연속원심분리기의 경우 16.0, 1.1, 0.5 g/l의 순으로 시간당 수율을 확인하였다. 건조공정 최적화를 위하여 열풍건조기, 진공건조기, 분무건조기, 동결건조기 등의 4종 시생산설비를 이용해 미세조류의 시간당 회수율 분무건조기는 Dextrin 0.5 kg이 첨가되면 회수율이 80%이지만 순도가 떨어졌고 동결건조기 회수율은 60%로 측정되었다.

자색고구마 색소의 추출과 특성 (Extraction and Characteristics of Purple Sweet Potato Pigment)

  • 김선재;임종환;이란숙;이준설
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.345-351
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    • 1996
  • 자색고구마를 새로운 천연식용색소원으로서 개발하기 위한 연구의 일환으로 자색고구마 색소의 추출조건과 특성을 조사하였다. 자색고구마 색소는 물, ethanol, methanol 등의 용매에는 잘 추출되나 비극성 유기용매에는 거의 추출되지 않는 수용성 색소임을 알 수 있었으며, 0.1%의 구연산을 첨가한 20%의 ethanol 용액이 자색고구마 색소 추출을 위한 최적의 용매임을 알 수 있었다. 자색고구마로부터 생체중량의 3.7%에 해당하는 동결건조분말을 얻을 수 있었다. 자색고구마 색소를 추출하기 전에 가압중탕($121^{\circ}C$, 15분)이나 데치기($9^{\circ}C$, 15분)와 같은 전처리를 하였을때에도 색소의 추출량과 농도에는 영향이 없는 것으로 보아 본 색소는 열에 비교적 안정함을 알 수 있었다. 색소 추출에 대한 온도의 영향은 추출온도가 높을 수록 초기에는 색소 추출율이 높았으나 일시간이 지난 후에는 색소가 파괴되어 추출효과가 낮았으며, 저온에서는 초기에는 다소 추출속도가 낮았으나 시간이 지날수록 계속 추출량이 증가하였다. 따라서 색소의 안정성과 추출속도를 고려하여 $30^{\circ}C$가 자색고구마색소 추출을 위한 최적온도라고 판단되었다. 자색고구마의 색소는 pH의 변화에 따라 큰 변화를 보였는데, 색깔은 pH가 $1.0{\sim}3.0$일 때 적색, pH가 $7.0{\sim}8.0$일 때는 청색, pH가 $9.0{\sim}10.0$일 때는 녹색을 띠었으며, spectrum양상은 pH가 증가할수록 최대흡수파장이 장파장 쪽으로 이동되는 anthocyanin 색소의 전형적인 특성을 나타냈다.^5\;{\beta}(33)\;-9.79{\times}10^5,\;{\beta}(12)3.31{\times}10^5\;{\beta}(33)\;-9.79{\times}10^5,\;{\beta}(12)3.31{\times}10^5\;{\beta}(13)\;5.18{\times}10^5,\;{\beta}(23)9.08{\times}10^5$ 2) 회귀식에 대한 분산분석 결과, 분산비(Fo)가 8.44로 0.05 수준에서 모델에 의해 도출된 결과를 잘 성명할 수 있으며 그 정확도에 대한 결정계수($r^2$)는 0.938로 높았다. 또한 정상점에서 ${\beta}-carotene$의 반응표면을 정준분석한 결과 중속 변량인 ${\beta}-carotene$추출함량이 최대점임을 확인하였다. 3) 최적조건 즉, 압력은 350bar, 온도는 $51^{\circ}C$ 및 시간은 200min의 조건을 동시에 만족하는 관심영역에서의 ${\beta}-carotene$의 최대추출량은 생당근 100g당 10,611 ${\mu}g$으로 예측되었다.이 높은 반면 AsA는 둘다 낮은 편이었다. 무기질은 무에서 Fe, Ca, Na, K과 우엉에서는 Na, P, K의 잔존량이 높은 반면 우엉에서 Fe의 잔존율이 극히 낮았다. 6. 각종 조리시 비타민과 무기질의 잔존상태가 전체적으로 좋은 결과를 보인 채소의 순서는 사용된 횟수에 차이가 있으나 도라지>들깻잎, 양배추>무, 오이>참취, 상추>숙주>시금치, 우엉, 돌나물>당근, 호박>콩나물>가지로 나타났으며, 조리법 중에서 잔존율이 좋은 것은 비타민의 경우는 생채이었고 무기질은 생채, 볶음, 조림이었다

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측백나무(Thuja orientalis Linnaeus) 잎의 추출성분 (Extractives from the leaves of Thuja orientalis Linnaeus)

  • 이상극;김진규;함연호;배영수
    • 임산에너지
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    • 제21권1호
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    • pp.56-64
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    • 2002
  • 측백나무 잎을 채취하여 건조시킨 후 분말로 제조하여 아세톤-물(7:3, v/v)로 추출하고 hexane, CH₂C1₂, EtOAc, 그리고 수용성으로 분획하여 동결건조 시켰다. 그 중에서 EtOAc 분획을 Sephadex LH-20으로 충진한 칼럼에서 메탄올과 에탄올-헥산 혼합액을 용리용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피를 실시하였다. 단리된 화합물들은 TLC로 확인한 후 NMR스펙트럼을 사용하여 정확한 구조규명을 하였고 FAB-MS로써 분자량을 측정하였다. 주로 quercetin-3-O-a-L-rhamnopyranoside와 myricetin-3-O-α-L-rhamnopyranoside 같은 flavononol 유도체들이 다량으로 포함되어 있었으며 비교적 적은 양의 (+)-catechin과 (+)-gallocatechin 같은 flavan 화합물들도 함께 단리 되었다. 각 분획물들과 단리된 화합물들은 DPPH 라디칼 소거법을 이용하여 항산화실험을 실시하였으며, 모두 우수한 항산화 효능이 있는 것으로 나타났다.

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노간주나무(Juniperus rigida Siebold et Zucearini) 잎의 추출성분 및 항산화 활성 (Extractives from the needles of Juniperus rigida Siebold et Zucearin and Antioxidant activity)

  • 이상극;김진규;함연호;배영수
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제32권1호
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    • pp.59-66
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    • 2004
  • 노간주나무 잎을 채취하여 건조시킨 후 분말로 제조하여 1.5 kg을 아세톤-물(7:3, v/v)로 추출하고 헥산, 메틸렌클로라이드, 에틸아세테이트 및 수용성으로 분획하여 동결 건조시켰다. 그 중에서 에틸아세테이트용성과 수용성 분획을 Sephadex LH-20으로 충진한 칼럼에서 메탄올과 에탄올-헥산 혼합액을 용리용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피를 실시하였다. 단리된 화합물들은 TLC로 확인한 후 NMR스펙트럼을 사용하여 정확한 구조를 규명하였고 FAB 및 EI-MS로써 분자량을 측정하였다. 주로 많은 양의 (+)-catechin, quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranoside와 isoconiferin이 분리되었으며, 소량의 umbelliferone과 quercetin-3-O- β-D-rutinoside도 분리되었다. 각 분획물들과 단리된 화합물들은 DPPH 라디칼 소거법을 이용하여 항산화실험을 실시하였으며, 분획물중에는 에틸아세테이트용성이 그리고 화합물중에는 (+)-catechin과 quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranoside이 우수한 항산화 효능이 있는 것으로 나타났다.

해조단백질의 추출에 관한 연구 1. 수용성 단백질의 추출 (STUDIES ON THE EXTRACTION OF SEAWEED PROTEINS 1. Extraction of Water Soluble Proteins)

  • 류홍수;이강호
    • 한국수산과학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.151-162
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    • 1977
  • 분포량이 많고 식용되고 있는 중요 해조의 효율적인 이용과 영양학적인 의의를 구명하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 동근돌김(Porphyra suborciculata). 잎파래(Enteromorpha linza). 톳(Hizikia jusiforme). 모자반(Sargassum fulvllum), 미역(Undaria pinnatifida), 청각(Codim fragile), 셀만모자반(Sargassum kjellmanianum), 구멍갈파래(Ulva pertusa)등 8종을 선정하여, 이들 해조의 불용성 단백질 추출에 영향을 주는 제요소 즉 조체처리별, 추출온도와 시간별, 시료일추출용매화, pH의 영향등을 검토하고 또한 추출액중의 단백질 심전조건에 대하여 검토하였다. 1. 식용 해조의 조단백질 함량은 둥근돌김(Porphyra suborbiculat) $24.14\%$, 미역(Undaria pinnatifida) $15.7\%$, 톳(Hizikia jusiforme) $7.66\%$, 모자반(Sargasum fulvellum) $12.61\%$, 셀만모자반(Sargassum kjellmanianum) $14.08\%$, 잎파래(Enteromorpha linza) $10.86\%$, 구멍갈파래(Ulva Pertusa) $16.60\%$, 청각(Codium fragile)$9.89\%$이었다. 2. 시료의 처리조건에 따른 추출효과는 dry icemethanol 한제 중에서 동결시켜, 해사를 첨가하여 마쇄한 시료가 수용성 단백질 추출성적이 월등하게 좋아, 막지사발에서 마쇄한 $1.5\~2.5$배의 추출성적을 보였다. 3. 시료일추출용매비는 점질물이 적은 구멍갈파래, 잎파래는 1:20(w/v)에서, 점질물량이 많은 청각,미역, 톳, 모자반, 둥근돌김 등은 1:30(w/v)에서, 셀만모자반은 1:40(w/v)일 때 추출성적이 좋았다. 4. 추출시간은 구멍갈파래, 잎파래는 1시간, 둥근돌김, 톳, 미역, 모자반, 셀만모자반은 2시간, 청각은 3시간 정도에서 가장 효과적이었다. 5. 추출온도는 톳이 $40^{\circ}C, 둥근돌김, 청각, 잎파래 미역, 모자반, 셀만모자반 $50\%$에서, 구멍갈파래는 $60^{\circ}C$에서 최고의 추출성적을 보였다. 6. pH의 영향은 각 시료마다 대동소이하여 $pH9\~12$에서 가장 좋은 결과를 얻었다. 7. 추출 최적조건에서의 수용성 단백질 추출율은 1차 추출에서 전조단백질에 대하여 평균 $63\%$, 2차 유출에서 평균 $8.6\%$ 합계 $74\%$ 정도의 수용성 단백질 추출이 가능했으며, 1차에 대한 2차의 추출비율이 7.5:1이었다. 8. 단백질 침전분리 조작으로는 Barnstein method, methanol 처리법, TCA 처리법, 가열처리법 순으로 침전효과가 있었다.

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국내산 주요 침엽수 잎의 추출성분(I) - 구상나무(Abies koreana Maximowicz)와 전나무(Abies holophylla Wilson) 잎 추출성분의 항산화 활성 - (A Study on the Extractives of Domestic Major Softwood Needles(I) - Antioxidant Activity of the Extractives from the Needles of Abies koreana Maximowicz and Abies holophylla Wilson -)

  • 이상극;최돈하;배영수
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제34권3호
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    • pp.73-83
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    • 2006
  • 구상나무(Abies koreana Maximowicz)와 전나무(Abies holophylla Wilson) 잎을 채취하여 건조시킨 후 분말로 제조하여 각각 1.5 kg을 아세톤-물(7:3, v/v)로 추출하고 헥산, 메틸렌클로라이드, 에틸아세테이트 및 수용성으로 분획하여 동결건조 시켰다. 에틸아세테이트용성 분획을 Sephadex LH-20으로 충진한 칼럼에서 메탄올과 에탄올-헥산 혼합액을 용리용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피를 실시하였다. 단리된 화합물들은 TLC로 확인한 후 $^1H-$, $^{13}C-NMR$, COSY, HETCOR 등의 스펙트럼을 사용하여 정확한 구조를 규명하였고 FAB 및 EI-MS로써 분자량을 측정하였다. 많은 양의 aromadendrin-7-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (화합물 III), polydatin (화합물 VI), (-)-rhododendrol-2-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (화합물 VII)가 단리되었으며, 소량의 (+)-catechin (화합물 I), kaempferol-3-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (화합물IV), myricetin-3-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (화합물 V), naringenin-7-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (화합물 II)도 단리 되었다. DPPH 라디칼 소거법을 이용하여 단리된 화합물들에 대한 항산화 활성시험을 실시하였으며 (+)- catechin과 polydatin이 항산화 효능을 나타내었다.

수목추출물의 생리활성에 관한 연구(X VIII) -다릅나무(Maackia amurensis) 수피의 추출성분의 분리 및 항산화 활성- (Studies on Biological Activity of Wood Extractives (X VIII) -Isolation and Antioxidant Activity of Chemical Constituents from Maackia amurensis-)

  • 김우진;이학주;이상극;강하영;최돈하;최태호
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제35권6호
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    • pp.135-144
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    • 2007
  • 다릅나무 수피를 채취하여 건조시킨 후 분말로 제조하여 95% 에탄올로 추출하고 석유에테르, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트로 분획하여 동결건조시켰다. 디클로로메탄 가용부 및 에틸아세테이트 가용부를 Sephadex LH-20과 silica gel 60으로 충진한 칼럼에서 다양한 용매를 사용하여 칼럼크로마토그래피를 실시하였다. 단리된 화합물들은 TLC로 확인한 후 $^1H-$, $^{13}C-NMR$, COSY, NOESY, HMQC, HMBC 등의 스펙트럼을 사용하여 정확한 구조를 구명하였고, FAB 및 EI-MS로써 분자량을 측정하였다. 기기분석 결과, 7-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-4'-methoxyisoflavone, 7-O-$\beta$-glucopyranosyl(1'''->6'')-$\beta$-D-glucopyranosyl-4'-methoxyisoflavone, 7-O-$\beta$-D-glucopyranosyl(1''''->6''')-$\beta$-D-glucopyranosyl(1'''->6'')-$\beta$-D-glucopyransoyl-4'-methoxyisoflavone, 7-O-$\beta$-D-glucopyranosyl-4', 6-dimethoxyisoflavone으로 각각 동정하였다. 단리 물질의 항산화 활성은 DPPH법에 의한 라디칼 소거능을 측정하였으며, 항산화 활성은 $\alpha$-tocopherol보다 낮게 나타났지만 BHT와 비슷한 활성을 나타내었다.

독일가문비(Picea abies Karsten) 잎 추출성분의 항산화 활성 (Antioxidant Activity of the Extractives from the Needles of Picea abies Karsten)

  • 이상극;배영수
    • 한국산림과학회지
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    • 제95권4호
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    • pp.429-434
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    • 2006
  • 독일가문비(Picea ahies Karsten) 잎을 채취하여 건조시킨 후 분쇄하여 1.5 kg을 acetone-$H_2O$(7:3, v/v)로 추출하고 핵산, 메틸렌클로라이드, 에틸아세테이트 및 물 가용부로 분획하여 동결건조 시켰다. 에틸아세테이트 및 물 가용부를 Sephadex LH-20으로 충진한 칼럼에서 MeOH와 EtOH-n-hexane 혼합액을 용출용매로 사용하여 칼럼크로마토그래피를 실시하였다. 단리된 화합물들은 셀룰로오스 박층크로마토그래피(TLC)로 확인한 후 $^1H$-, $^{13}C$-NMR 등의 스펙트럼을 사용하여 정확한 구조를 규명하였고 FAB 및 El-MS로써 분자량을 측정하였다. 독일가문비 잎의 에틸아세테이트 가용부에는 (+)-catechin(화합물 I), (-)-epicatechin(화합물 II), kaempferol-3-O-${\beta}$-D-glucopyranoside(화합물 III), 4-hydroxyacetophenone(화합물 IV)가 분리되었으며 물 가용부에서는 (+)-catechin(화합물 I)과 protocatechuic acid(화합물 V)가 분리되었다. 각 분획물 및 단리된 화합물들은 DPPH 라디칼 소거법을 이용하여 항산화 시험을 실시하였으며, 분획물중에는 에틸아세테이트 가용부, 그리고 화합물중에는 (T)-catechin과 (-)-epicatechin에서 기준물질과 유사한 우수한 항산화 효능이 있는 것으로 나타났다.