본 연구는 구기자 종자를 초임계유체 추출한 후 in vitro 미백활성과 항균 실험을 실시하였으 며, 추출물을 에멀션에 적용하여 안정성 평가를 수행하기 위해 pH, 점도, 에멀션 입자를 관찰하였다. 그 결과 미백활성의 경우 750 μg/mL에서 81.86 %의 미백 활성을 나타내었으며, 항균효과의 경우 Staphylococcus epidermidis, Candida albicans, Escherichia coli 균에서 항균효과가 나타났다. 또한 추 출물을 함유한 에멀션 물리적 안정성 평가에서 점도와 pH가 28일 동안 큰 변화가 없었으며 유화물 입 자 관찰 시 경시변화에 따른 합일과 분리현상이 확인되지 않았다. 이러한 결과는 화장품소재로서의 구기 자 씨앗 추출물이 유용되게 활용될 수 있는 가능성을 가진 것으로 평가된다.

The study indicated that antimicrobial activity about gram positive and gram negative bacteria of ginger-oleoresin(GO) extract with the condition of ethanol and supercritical fluid extractions. As the concentration of extraction increases, the clear zone of GO ethanol extract also increased dependently. This led the antimicrobial activity of gram positive bacteria to take bigger place than gram negative bacteria especially in Listeria monocytogenes. There was a high antimicrobial activity in E-III treatment where the ratio of the ginger powder extract to ethanol extraction was 1:6. It was quite effective to treat the antimicrobial activity of GO ethanol extract under 80oC and there was not big difference in the intervals which were the extraction time - 1 to 7 hours. The antimicrobial activity of supercritical fluid extract seemed to take the biggest place in Listeria monocytogenes. From the supercritical fluid extract, it was shown the strong ability of antimicrobial activity in the condition with 100 bar 35oC, 250 bar 35oC and 250 bar 65oC. Furthermore, according to the case of solvent extract, there was not any significant difference in the antimicrobial activity with condition of extraction. However, there was significant antimicrobial activity in E-III treatment of 100 bar and 500 bar of extraction pressure, and 35oC and 65oC of extraction temperature.

유기용매와 초임계유체를 사용하여 대두분말에서 지방성분을 추출하는 공정에서 분말화공정(분쇄)의 시간의 변화에 따른 입자도와 초고압처리에 의한 추출속도를 측정하였다. 대두분말의 입자가 작을수록 추출속도가 향상되었으면 이는 입자의 크기가 작아짐에 따라 전체적인 표면적이 증가하여 고-액추출에서 중요한 반응기작인 물질전달속도를 증가시켰기 때문이라 판단된다. 초고압공정을 적용 시 동일한 입자크기에서 추출속도가 현저히 향상되었으며 이는 대두분말 내부에서 발생하는 확산현상에 대한 저항이 초고압상태에서의 변화로 감소되었기 때문이라 사료된다. 초임계유출에 의한 추출은 수율이 낮은 단점이 있으나 입자의 크기가 큰 상태에서는 초고압처리를 전처리로 사용할 경우 시간당 추출량을 상당부분 증가시킬 수 있음을 보여주었으나, 입자크기가 작을 경우 초고압처리가 영향을 미치지 못함을 보여주었다.

In order to optimize the supercritical fluid extraction (SFE) conditions of ginger oleoresin (GO), we conducted an evaluation of quality properties such as yield (%), color, volatile flavor compounds and gingerol components. The extraction yield gained by SFE increased as extraction pressure and temperature increased. The highest yield was 8.96 ± 0.68% at 500 bar 65℃ extraction condition. The total color difference (ΔE) values decreased at high pressure. In case of the 100 bar pressure conditions, ΔE-values increased as the temperature went up. The analysis of the 6-gingerol, 8-gingerol, 10-gingerol, 6-shogaol and curcumin contents decreased at high temperature conditions of identical pressure and increased at high pressure conditions. The volatile flavor compounds were detected in zingiberene,β-sesquiphellandre, β-phellandre, αγ-curcumene, 2,3-butandiol, β-bisabolene and so on. Also volatile component contents showed difference in each of extraction conditions.

Curcumin, the major yellow-colored pigment in turmeric(Curcuma longa L.), was extracted by using supercritical carbon dioxide. Optimum extraction conditions were determined. Overall experiments were planned by central composite design and results were analyzed by response surface methodology to find effects of three independent variables, temperature(X1), co-solvent flow rate(X2) and pressure(X3) on the yield of curcumin extract(Y). Regression model optimized by response surface analysis was as follows Y = -8.581270 + 0.220770X1 + 1.176731X2 + 0.036873X3 + -0.0026816X12 - 0.013010X2X1 - 0.103353X22 + 0.000198X3X1 - 0.0000825X3X2 - 0.000096554X32. Optimum temperature, pressure and co-solvent flow rate for extracting curcumin from turmeric were 40.31oC, 3.07 ml/min and 231.59bar, respectively, and statistical maximum yield of curcumin was 1.922%.

초임계 유체 추출 공정을 이용하여 참깨에서 hydrocarbon류를 검출하여 참깨의 방사선 조사 여부 검지 전처리 기술에 활용하고자 하였다. 참깨를 2 kGy의 감마선을 조사하여 hexane으로 지방을 추출한 용매 추출과 초임계 유체 추출을 이용하여 추출한 지방을 Florisil column으로 분리한 후 hydrocarbon류를 GC-MS로 분석하였다. 용매 추출에서와 같이 초임계 유체 추출 공정을 이용하여 검출된 hydrocarbon류은 동일하게 검지되었으며 그 marker로써 활용 가능한 hydrocarbon류인 16:3, 17:2, 16:2, 17:1은 비조사 참깨에서는 검출되지 않았다. 보조 용매를 사용한 초임계 추출 공정에서 각 보조용매에서 추출된 지방량은 용매 추출보다 많았으며 보조용매를 사용하여 검출된 hydrocarbon류의 검출량은 methanol을 제외하고 전반적으로 많이 검출되었다. 특히 acetone의 경우 marker로 사용가능한 hydrocarbon류는 용매 추출에서보다 3-4배 정도, CO2만을 사용한 초임계 유체 추출 공정에서 보다 거의 2배의 검출 특성을 보여주었다. 이러한 결과는 초임계 유체 추출 공정이 방사선 조사 여부 검지 기술에 있어서 기존의 용매 추출에 비해 지방 추출시 용매 소모량의 감소, hydrocarbon류의 검출량 증가 등의 이유로 hydrocarbon류의 검지 기술에 있어 전처리 기술로 활용 가능하리라 사료된다.

인간 면역 세포 중 하나인 T세포에 대한 각 시료의 생육촉진 활성은 시료의 1.0 g/l에서 기준물질로 사용한 유향열매의 정유 성분이 T세포의 생육촉진 활성 측정에서 가장 좋은 활성을 나타내었으며, 노간주나무의 열매의 정유성분이 줄기 부분의 정유 성분보다 높은 생육 촉진 활성을 보였다. T 세포의 각 cell 당 TNF-α의 분비량을 살펴보면 모든 시료의 정유 성분들이 배양 2일째 최대분비량을 나타내었고, IL-6의 경우는 모든 시료들이 배양 시간 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유방암 세포인 MCF-7에 대한 각 시료의 생육 억제 활성은 각 정유 성분에 대하여 농도 의존적인 경향을 나타내었으며, 가장 좋은 활성을 나타낸 시료는 노간주나무 열매의 정유 성분으로 약 84%의 높은 생육 억제 활성을 나타내었으며, 유향 열매와 노간주나무 줄기의 정유 성분들도 약 80%에 가까운 높은 생육 억제 활성을 나타내었다. 간암 세포인 Hep3B에 대한 각 정유 성분들의 암세포 생육 억제 활성도 유방암 세포와 같이 각 정유 성분에 대하여 농도 의존적인 경향을 나타내었으며, 유향 열매의 정유 성분이 약 83%의 높은 생육 억제 활성을 나타내어 가장 좋은 활성을 나타내었다. 항암 및 면역기능의 역할에 대한 분자수준에서의 검증을 위해 HL-60 세포의 분화도를 살펴본 결과, 배양 시간 의존적으로 분화도가 증가하는 경향을 나타내었으며, 유향열매의 정유 성분이 Control 군에 비하여 1.38배의 증진활성을 나타내어 가장 높은 분화도를 나타내었으며, 노간주 열매의 정유 성분이 줄기의 정유 성분에 비하여 높은 분화도를 나타내었다.

전통적인 향기치료제로 쓰여 온 회향, 유향 그리고 노간주를 사용하여 최근 신기술로 평가되고 있는 초임계 유체추출법을 통해 생체 조절기능을 지닌 기능성 정유 성분을 추출하였다. 기존의 SDE 추출법과 비교하여 추출수율 측면에서 비교적 높은 결과를 얻어내어 정유 추출시 장차 SDE 추출법을 대체할 신기술로 평가되었다. 추출용매를 사용해야 하는 SDE 추출법과는 달리 무색, 무취인 CO2를 이용하여 정유 성분을 분리하는 초임계 추출법은 인체에 무해한 정유 성분을 얻을 수 있다는 것이 가장 큰 장점이라 사료되며, 분리된 정유 물질에 대해 성분 분석 결과 대부분이 휘발성 알코올 계열에 물질임을 확인할 수 있었다. 정유 성분들에 대한 생리활성 실험결과 항암, 항 돌연변이 그리고 신경활성이 아주 높은 것으로 나타나 aroma-theraphy로서의 가능성을 제시하였다고 사료된다. 나아가 이 정유성분에 대한 in vivo 실험을 통해 기초 의약품으로서 연구가 수행되어진다면 전통적인 치료제로서 사용된 천연물에 대한 현대적 가치부여가 가능하다고 생각된다.

초임계추출(SFE)를 이용한 초피나무 과피 중 신미성분의 최적추출조건을 조사하였다. 최적 추출 압력은 300kg/cm2 이었으며 온도는 60℃, 추출 부피는 12 ml, flow rate는 3m/min 그리고 modifier로 사용한 methanol의 함량비율은 20%였다. 추출시간은 초반 20분 안에 대부분의 신미성분이 추출되었다. 또한 용매추출법과 비교한 결과 추출효능이 약 40%정도 향상되었고 시간은 20분으로 단축되었으며 유기용매 methanol은 12 ml밖에 소요되지 않을 뿐만 아니라 주요한 추출용매로 무독성 액화CO2를 사용하기에 독성 유기용매의 다량 사용을 피할 수 있는 친환경적이고 경제적인 방법으로 생각되어 진다.