This research aims to study the simultaneous extraction and transesterification of Chlorella vulgaris (C. vulgaris) using microwave irradiation with methanol as solvent and potassium hydroxide (KOH) as catalyst. The microwave-assisted insitu transesterification of C. vulgaris is assessed at various ratios of biomass-to-methanol, reaction times, and catalyst concentrations during the centrifugation and evaporation process. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis is performed to confirm fatty acid methyl ester (FAME) composition. Biodiesel preparation is carried out by simultaneous extraction and transesterification of microalgae from C. vulgaris. The product is then characterized using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and proton nuclear magnetic resonance (1H-NMR); microalgae are observed using scanning electron microscopy (SEM). The highest amount of FAME is obtained at a biomass-to-methanol ratio of 1:12, reaction time of 40 min, and catalyst concentration of 2 wt%. Biodiesel shows conversion to about 77.64% of methyl ester (methyl myristate, methyl palmitoleate, methyl linoleate, methyl oleate, methyl arachidonate, and methyl 5,8,11,14,17-eicosapentanoate).
Fagopyrum esculentum (Buckwheat) is a globally used alternative crop that contains several useful substances with various effects; however, many of these substances (rutin, quercetin, etc.) are water insoluble. To extract these substances, alcohols is required, which is inconvenient because these solvents cause diverse problems. Many studies are underway to achieve effective extraction of these substances with water. Among of these studies, microwave assisted water extraction (MAE) has been performed extensively. In this study, we performed the extraction in various solvents and/or microwave from Fagopyrum esculentum. The analysis of the content of useful substances and the bioactivity were performed and shown to increase in MAE. Liquid chromatography-mass was performed in order to identify of the useful water-insoluble substances. Catechin, quercetin, and rutin, which are all insoluble in water, were hardly extracted with water even on heating (4.4 ppb, 3.9 ppb and 60.3 ppb, respectively). However, MAE was found to extract much more of these substances than water (1204 ppb, 110.8 ppb and 2946 ppb, respectively). Although less efficient than alcohols, MAE showed much higher efficiency than simple water extraction. These results indicate that water extraction using microwave technology is effective in cases where it is difficult to extract useful substances using water.
본 연구는 새싹보리를 이용하여 제품 개발에 적용할 수 있도록, 생리활성물질의 최적 추출구간을 설정하는 데에 목적이 있다. 에탄올 농도(0-100%), 마이크로웨이브 전력 (60-300 W), 추출시간(4-20분)을 종속 변수로 설정한 후, 빠르고 추출 수율이 좋은 마이크로웨이브추출법을 이용하여 16구의 다른 추출 조건을 중심합성계획법에 따라 설정 하여 새싹보리를 추출하였다. 이 후, 추출물의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능 활성을 측정하였다. 모든 회귀식의 R2는 0.9 이상으로 5% 수준 이내에서 유의성이 인정되었다. 총 폴리페놀의 최적 추출 조건은 에탄올 농도 58.94%, 마이크로웨이브 전력 209.04 W, 추출시간은 18.17분으로 나타났으며, 총 플라보노이드 의 최적 추출 조건은 에탄올 농도 52.7%, 마이크로웨이브 전력 73.03 W, 추출시간은 5분으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거능 활성의 경우, 에탄올 농도 75.84%, 마이크로웨이브 전력 210.79 W, 추출시간 은 6.5분으로 나타났다. 조건에 따른 TPC, TFC 그리고 DPPH 라디칼 소거능 활성의 예측값 은 각각 3.84 mg GAE/g, 3.00 mg RE/g 그리고 35.43%의 수치를 나타냈다. 최적 범위 내 임의의 점, 즉 에탄올 농도 40%, 마이크로웨이브 전력 120 W, 추출시간은 18분에서 실험값은 3.38 mg GAE/g, 2.64 mg RE/g, 그리고 37.94%를 나타냈으며 예측값과 실제 실험값은 유사한 값을 보였다.
Functional compounds including flavonoids, anthocyanins, polyphneols and antioxidants were extracted from blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) using highly efficient microwave-assisted extraction. And extraction process was modeled and optimized according to response surface methodology (RSM). The independent variables (Xn) were ethanol concentration (X1: 0, 25, 50, 75, 100%), irradiation time (X2: 1, 3, 5, 7, 9 min), and microwave power (X3: 60, 120, 180, 240, 300 W). Dependent variables (Yn) were total flavonoid contents (Y1), total anthocyanin contents (Y2), total polyphenol contents (Y3) and antioxidant activity (Y4). Four-dimensional response surface plots were generated based on the fitted second-order polynomial models to get optimal conditions. Estimated optimal conditions for 4 responses were ethanol concentration of 54-72%, irradiation time of 7.1-7.6 min, and microwave power of 243-251 W. Ridge analysis predicted the maximal responses of total flavonoid content, total anthocyanin content, total polyphenol content and antioxidant activity were 38.00 mg RE/g, 6.80 mg CGE/g, 14.90 mg GAE/g, 89.10%, respectively. Verification experiment was carried out at predicted optimal conditions and experimental values for total flavonoid content, total anthocyanin content, total polyphenol content and antioxidant activity were 38.10 mg RE/g, 6.72 mg CGE/g, 14.91 mg GAE/g and 89.13%, respectively. No significant difference was observed between predicted and experimental values, indicating good fitness of fitted model and successful application of RSM.
포도씨의 총 카테킨 함량과 추출물의 항산화성을 극대화하기 위한 마이크로웨이브 추출조건의 최적화를 시도하였다. 중심합성계획에 따라 추출조건(microwave power , 에탄올 농도 , 추출시간 )을 설계하고, 종속변수로서 추출물의 수율, 카테킨 함량 및 전자공여능을 회귀 분석함으로써 최적 추출조건을 예측하였다. 모든 회귀식의 는 0.9 이상으로 1% 수준에서 유의성이 인정되었다. 총 카테킨 함량의 최대 추출 값은 434.16 mg%로 예측되었으
홍삼 첨가 액상청국장의 추출공정별 청국장 추출물의 특성 비교 및 청국장의 최적 추출 조건을 설정하고자 하였다. 용매로 물을 사용하여 추출한 홍삼 첨가 액상청국장을 각각 마이크로웨이브 파워별(30, 60, 90, 120 및 150 W), 시간별(1, 5, 9, 13 및 17분)로 추출한 후 생리활성 실험을 수행하였을 때, 수율, 전자공여능, 아질산염 소거능, tyrosinase 저해작용, SOD 유사 활성 등의 생리활성 측정을 통해 추출 최적점을
볶음처리한 새송이버섯의 마이크로웨이브 추출조건, 즉 에탄올 농도, 추출시간 및 마이크로웨이브 power에 따른 품질특성을 살펴보았다. 총 페놀성 화합물 함량, 전자공여능 및 pH 1.2에서의 아질산염소거능은 50% 에탄올로 추출한 경우 높게 나타났다. SOD 유사활성은 75% 에탄을 농도로 추출하였을때 가장 높은 활성을 나타났다. 가용성 고형분 및 총 페놀성 화합물 함량은 추출시간이 증가할수록 증가하다가 7분일 때 가장 높게 나타났으며, 전자공여
포도씨 유용성분을 효과적으로 추출하고자 마이크로웨이브를 이용하여 허용된 용매들(물, 에탄올, 아세톤)의 가열 특성을 확인하고 몇 가지 기능성분의 추출특성을 평가하였다. 이 때 추출조건의 설정을 위하여 microwave power(0, 50, 100, 150 W), 추출시간(1, 3, 5, 7, 9 min), 시료와 용매비(1:20, 1:10, 1:5, 1:2.5), 시료 입자크기(whole, 20, 40, 60 mesh) 별로 구분하여 추출하였으
마이크로파에 의한 자생식물 쥐깨풀(Mosla dianthera M.)의 유용성분을 효율적으로 추출하고자 중심합성계획에 의해 마이크로파 용량( W)과 추출시간(분)을 독립변수로 하여 에탄을 추출물의 품질특성인 총 수율(), 총 페놀성 화합물 함량(), 총 플라보노이드 함량() 및 전자공여능()을 각각 종속변수로 하여 10개 조건에 따른 추출방법에 대한 반응표면 회귀분석하였다. 종속변수들에 대한 결정계수()는 범위로 나타났다. 추출물 성분들의
섬백리향의 항산화 기능성 성분에 대한 마이크로웨이브 추출특성을 확인하고자 microwave power()와 추출시간(분)을 독립변수()로 하여 중심합성계획에 의해 10개구간의 추출조건을 설계하였다. 또한 추출물의 기능성분인 총 추출수율, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량 및 전자공여능을 종속변수()로 하여 반응표면분석을 실시하여 최적 추출조건을 예측하였다. 도출된 회귀식의 는 총 페놀성분을 제외하고는 모두 0.93 이상을 나타내었으며, mic
양배추의 고부가가치 이용방안 연구의 일환으로 선택적 가열 및 추출특성이 알려진 마이크로파 에너지(50 W, 2,450 MHz)를 이용하여 양배추 추출물의 총 수율과 총 페놀 함량 및 전자공여능의 효율적 추출조건을 설정하였다. 에탄올 용매에서 건조 양배추의 입자 크기는 20 mesh 정도가 적당하였고, 시료와 용매비는 생체시료(수분 )와 건조시료(수분 ) 모두에서 1:10(5 g/50 mL) 정도가 가장 타당한 것으로 나타났다. 추출용매의 영향에서
마이크로웨이브 추출방법과 환류 냉각 추출방법을 비교한 결과, 물과 에탄올의 혼합용매로 추출한 경우 마이크로웨이브 추출 방법에 의하여 추출시간을 단축시키면서 환류 냉각 추출 방법에서와 같은 수준의 가용성 고형분 및 총 폴리페놀 함량을 갖는 참취 추출물을 얻을 수 있었다. 마이크로웨이브 추출 시 최적 마이크로웨이브 에너지는 120∼150 W였고 추출시간은 4∼8분이 적당하였다. 추출에 사용한 용매들 가운데 에탄올, 메탄을 보다 물 그리고 물과 에탄을
마이크로웨이브 추출방법과 환류 냉각 추출방법을 비교한 결과, 물과 에탄올의 혼합용매로 추출한 경우 마이크로웨이브 추출 방법에 의하여 추출시간을 단축시키면서 환류 냉각 추출 방법에서와 같은 수준의 가용성 고형분 및 총 폴리페놀 함량을 갖는 곰취 추출물을 얻을 수 있었다. 마이크로웨이브 추출시 최적 마이크로웨이브 에너지는 120∼150 W 였고 추출시간은 4∼8분이 적당하였다. 추출에 사용한 용매들 가운데 에탄올, 메탄올 보다 물 그리고 물과 에탄올