양파의 이용 다변화를 위하여 껍질과 육질을 각각 100∼300℃의 조건에서 아임계수로 추출하여 그 특성을 조사하였다. 양파 껍질과 육질 모두 추출 온도가 상승함에 따라 아임계수 추출물의 페놀 함량이 증가하였다. 양파 껍질 추출물은 250℃에서 quercetin, quercetin 3,4'-diglycoside, quercetin-3- glucoside의 함량이 가장 높았고, 육질 추출물은 quercetin 3,4'-diglycoside 의 함량이 200℃에서 가 장 높았으나 quercetin 및 quercetin-3-glucoside의 함량은 상대적으로 미미하였다. 양파 껍질과 육질 추출물의 quercetin및 그 배당체 함량은 300℃에서 급격히 감소하였다. 양파 껍질과 육질 모두 추출 온도가 증가할수록 아임계수 추출물들의 DPPH 라디칼 소거능과 alcohol dehydrogenase 활성을 향상시 켰다. 이상의 결과는 적절한 아임계수 조건이 양파 추출물의 생리활성을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

생강은 오랫동안 음식과 약초로 사용되어 왔다. 생강의 주요 생리활성성분으로 gingerol과 shogaol 등이 있으며 이들은 항산화와 항염 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 생강과육에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 것에 반해 껍질에 대한 연구는 전무한 실정이다. 아임계수 추출은 압력을 조절하여 끓는점과 임계점 사이에서 물을 액체상태로 유지시켜 추출하는 방법으로 gingerol과 shogaol 같은 비극성 화합물을 유기용매를 사용하지 않고 추출하는데 효율적인 추출방법이다. 본 연구의 목적은 아임계수를 이용하여 생강껍질에서 생강의 주요 생리활성성분인 6-gingerol과 6-shogaol의 최대 수율을 나타내는 최적 추출 조건을 찾는 것이다. 추출은 다양한 추출 시간(5-20분) 및 온도(110-190°C)에서 Dionex Accelerated Solvent Extractor (ASE, Model 350)를 사용하여 수행하였다. 6-gingerol과 6-shogaol은 HPLC (high performance liquid chromatography)를 이용하여 분석하였으며 항산화능은 FRAP분석법에 의해 평가되었다. 6-gingerol 함량은 110°C에서 추출 시간에 따라 증가하였지만, 130°C와 150°C에서는 증가하다 시간이 길어질수록 감소했다. 이후 온도에서는 시간에 따라 함량이 감소하여 130°C에서 10분간 추출했을 때 6-gingerol이 가장 많이 함유된 추출물을 얻을 수 있었다. 6-shogaol은 110°C에서 검출되지 않았고 130°C 이상의 온도에서 검출되기 시작했다. 6-shogaol은 130°C부터 170°C까지 추출온도와 시간이 증가할수록 함량이 증가하는 경향을 보였다. 190°C에서는 15분까지 추출시간에 따라 증가하다 20분동안 추출 시 6-shogaol의 함량이 줄어 190°C에서 15분간 추출했을 시 가장 높은 수율을 보였고 이는 메탄올을 이용하여 60°C에서 2시간동안 추출한 추출물보다 높은 수율이었다. 이는 gingerol이 열에 의해 shogaol로 전환되는 성질이 있고 온도가 증가하며 6-shogaol의 추출이 이루어지다가 열에 많이 노출될 경우 6-shogaol이 다른 형태로 분해되기 때문으로 보인다. 항산화능 역시 6-shogaol의 함량과 유사한 경향을 보였으며 추출온도와 시간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 생강껍질을 190°C의 아임계수를 이용하여 15분간 추출할 경우 6-shogaol의 수율을 최대로 하여 항산화능이 높은 추출물을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 오직 물만을 이용한 아임계수 추출을 이용해 생강의 부산물로 버려지던 생강껍질의 활용가능성을 확인하였다.

The effect of subcritical water for the extraction of total polyphenols and flavonoids from apple peel was investigated, and then the antioxidant activity of the extracts was estimated. Maximum yields of total polyphenolic compounds(36.4±1.9 mg quercetin equivalent(QE)/g dried material) and flavonoids(9.9±0.8 ㎎ QE/g dried material) were obtained by subcritical water extraction(SWE) with operating conditions of 190℃, 1, 300 psi, and 20 min. Furthermore, the highest antioxidant activity(76.1±1.1%) was observed in the extract obtained from SWE using the same conditions. The flavonoids from the SWE of apple peel were compared to three conventional extraction methods in terms of their extraction efficiency and antioxidant activity. The SWE was significantly more effective than hot water (90℃), methanol, and ethanol extraction for flavonoid yield by 4.7-, 2.2-, and 1.3-fold, respectively, and for antioxidant activity by 11.0-, 4.9, and 2.8-fold, respectively.

본 연구에서는 흑미의 가공부산물인 흑미강으로부터 기능성 polyphenol 및 flavonoid가 새로운 추출방법인 아임계 추출법을 통해 추출되었고, 열수(80oC), 에탄올, 설탕용액을 이용한 기존 추출법과의 추출효율이 비교 분석되었다. 건조된 흑미강 시료로부터 polyphenols(35.06±1.28 mg QE/g dried material) 및 flavonoids(7.08±0.31 mg QE/g dried material)에 대한 최대 수율이 아임계 추출법(190oC, 1300 psi, 10 min)을 통해 획득되었으며, 이것은 기존 추출법 가운데 가장 높은 수율을 보인 에탄올 추출법을 통한 polyphenols(2.98±0.74mg QE/g dried material) 및 flavonoids(0.58±0.21mg QE/g dried material) 수율 대비 11.77배와 12.21배 이상 더 높은 것이었다. 추출방법에 따른 흑미강 추출물의 항산화 활성은 에탄올 추출물에서 가장 높게 관찰되었다. 그러나 흑미강 시료 1 g 당 획득된 추출물의 건조중량 차이 비교를 통해서 얻어진 건조 흑미강 1 g 당 함유된 항산화 성분의 상대수율(relative yield, %)은 최적조건(190oC, 1,300 psi, 10 min)의 아임계 추출법을 통해 획득된 추출물에서 가장 높았으며, 이것은 에탄올 추출물의 항산화 성분 상대수율에 비해 대략 11.53배 이상 더 높은 것이다. 이상의 결과들은 아임계 추출법이 흑미강으로부터 기능성 polyphenols 및 flavonoids를 추출하는데 매우 적합한 방법임을 설명하고 있으며, 유기용매 추출법을 포함한 기존의 전통적 추출법에 대한 매우 효과적인 대안임을 제시하고 있다.

물은 22.1 MPa의 압력하에 100℃ - 374℃의 온도범위에서 액체상태로 존재하며, 이를 아임계수라 한다. 아임계수 조건에서 물은 분자간 수소결합이 약해지면서 유전상수, 점성, 표면장력이 감소되어 유기용매와 유사한 특성을 지니게 된다. 원유오염토양은 전남 여수지역 공단 내에 있는 유류로 오염된 토양을 이용하였으며, 오염기간은 약 1년이며 저분자성 휘발유류성분 및 고분자성 유류로 오염되어 있었다. 초기 오염된 TPH농도는 16,895 mg/kg였다. 원유오염토양은 고분자성 물질이 다량 함유되어 있어 기존정화방법으로는 처리하기 어려운 점이 있다. 이를 해결하기 위하여 상기 아임계수 특성을 이용하여 원유로 오염된 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 수행하였다. 이와 함께 친유성 용매인 등유를 이용하여 토양으로부터 원유 일부를 탈착(전처리)시킨 후, 아임계수로 토양 내에 잔류되어 있는 유류성분을 제거하는 실험도 수행하였다. 이를 통해 아임계수 추출만을 적용하였을 경우와 등유 전처리가 추가된 경우의 제거율과 정화공정상 효율을 비교하였다. 아임계수 추출 시 275℃에서 2시간 추출을 5회 반복 진행하였을 때, 토양 내의 잔류 유류 농도가 498 mg/kg(제거율 97%)로 나타났다. 등유 전처리(토양 : 등유=1 : 0.5 wt%)후 아임계수 적용시 250℃에서 1시간동안 추출 시, 토양 내 잔류 유류 농도는 223 mg/kg로 나타났다. 적용된 두가지 공정 모두 토양1지역 우려기준(500mg/kg)이하로 정화되었으나, 상대적으로 등유전처리가 포함된 공정이 아임계수 기술만을 적용하여 추출을 진행한 것보다 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 또한 등유 전처리가 추가된 아임계 공정이 추출시간, 공정수, 투입에너지(가열)에 있어 경제적으로 판단되며, 따라서 원유 오염토양의 아임계수 정화공정에서는 등유전처리 도입이 효과적인 것으로 판단된다.