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재진 경
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1 Korean Chem. Eng. Res., 56(1), 66-7 (018) PISSN X, EISSN 옥수수대로부터생리활성물질생산증대를위한마이크로파추출공정최적화 민보라 한여정 이도경 조재민 정현진 김진우 선문대학교식품과학과 충남아산시탕정면선문로 1 번길 70 (017 년 5 월 4 일접수, 017 년 9 월 19 일수정본접수, 017 년 9 월 일채택 ) Optimization of Microwave-assisted Extraction Conditions for Production of Bioactive Material from Corn Stover Bora Min, Yeojung Han, Dokyeoung Lee, Hyunjin Jung, Jaemin Jo and Jin-Woo Kim Department of Food Science, Sunmoon University, 70, Sunmoon-ro 1beon-gil, Tangjeong-myeon, Asan-si, Chungcheongnam-do, 31460, Korea (Received 4 May 017; Received in revised form 19 September 017; accepted September 017) 요 약 옥수수대는셀룰로오스와헤미셀룰로오스이외에높은함량의리그닌을포함하고있어리그닌분해를통해폴리페놀생산이가능하여천연항산화물생산이가능한후보이다. 옥수수대로부터마이크로파전처리를이용해폴리페놀과플라보노이드추출증대를위해반응표면분석법 (RSM) 을이용하여공정조건을최적화하였다. 폴리페놀과플라보노이드의함량은마이크로파출력과추출시간증가에따라유의하게증가하는경향을보였다 (p<0.05). 조건최적화에있어 W, 40 sec, 0 mol 조건에서최대 TPC 8.4 mg GAE/g DM 과플라보노이드 18.1 mg QE/g DM 이예측되었다. 기존추출법인속실렛과마이크로파추출을비교하였을때, 마이크로파추출이폴리페놀과플라보노이드생산에있어 13.5 와 8.0 배가각각높고짧은추출시간과낮은에너지소비로기존추출대비효과적인공정임을확인하였다. 본연구는옥수수대로부터유용물질생산가능성과마이크로파추출법이상업화공정적용이가능한효과적인추출법임을확인하고옥수수대를이용한폴리페놀과플라보노이드생산을통해바이오당생산과더불어부산물크레딧을확보하여바이오에탄올가격경쟁력을높일수있는추출공정을제안하였다는데의의가있다고하겠다. Abstract Corn stover is known as a good candidate for a functional food ingredient when the main lignocellulosic material, lignin, is used as bioactive materials as form of polyphenolic compounds. The purpose of this study was to determine the microwave extraction conditions under which total phenolic compounds (TPC) and flavonoid contents of corn stover were maximized. Microwave-assisted extracts using sulfuric acid ranging from 0 to 1.0 mol with extraction time between 40 and 40 sec were conducted by using response surface methodology (RSM). Microwave power showed significant effects (p<0.05) and the concentrations of TPC and flavonoids increased with increased level of microwave power and extraction time. The optimum conditions for corn stover extraction were determined as W, 40 sec, and 0 mol sulfuric acid, and the predicted value of TPC and flavonoid is 8.4 mg GAE/g DM and 18.1 mg/g DM, respectively. Microwave extraction was evaluated as an economic process with low energy consumption, short extraction and high extraction yield of bioactive including TPC and flavonoids compared to conventional extractions. Key words: Corn stover, Polyphenols, Flavonoids, Extraction, Microwave, Antioxidant activity 1. 서론 의학기술이발전함에따라인간의수명이증가하면서미용과건강에관한관심이늘어나며건강증진과노화억제와관련된생리활 To whom correspondence should be addressed. kimjw108@sunmoon.ac.kr This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 성물질에관한연구가다양한방면으로진행되고있다. 그중에서도생물체내에서생성되는활성산소로인해발생하는노화에관한관심이높아지면서활성산소제거와관련된연구도주목받는추세이다 [1]. 활성산소는강한산화력으로생체막의불포화지방산을산화해세포막을분해해지질과산화물의축적과조직의과산화적손상을초래함으로써세포노화, 단백질분해, 효소의불활성화, 동맥경화, 당뇨병과 DNA 합성억제등생체내에서심각한생리적장애를유발한다고알려져있다 [,3]. 생물체내에서는 catalase 등의항산화효소와 tocopherol 등과같은천연항산화제가존재하여활 66

2 옥수수대로부터생리활성물질생산증대를위한마이크로파추출공정최적화 67 성산소로인한산화적손상을방지하고있지만, 지속적인스트레스와불규칙한생활습관에서야기되는불균형한영양섭취로인하여식품을통해항산화제섭취가어려운현대인들에게더욱효과적인식이성항산화제의개발이필요한시점이다. 항산화제는 tert-butylhydroxytoluene (BHT), tert-butylhydroxyanisol (BHA) 등과같은합성항산화제와토코페롤, 플라보노이드, 시사몰, 고시폴, 레시틴, 세팔린과오리자놀등과같은천연항산화제로나눌수있다. 합성항산화제인 BHT와 BHA 등은우수한항산화능력과낮은가격으로널리사용되고있으나과량섭취시간비대, 간장중 microsomal enzyme 활성증가, 체내흡수물질의독성화혹은암을유발할수있는것으로알려져있어사용규제를받고있다 [4]. 천연물유래항산화물질은합성항산화제보다부작용이적으나항산화능력이낮고경제성이낮다는단점이있어극히일부의천연항산화제만이상업적으로사용되고있다. 따라서기존의항산화제보다안전하고경제적이며효능이우수한천연항산화제에대해더욱광범위한검색과연구가필요한상황이다 [5-7]. 일생생활에서섭취할수있는천연항산화제로는케일, 알팔파, 스프라우트, 가지와브로컬리등의항산화효과를가지고있는채소와과일의직접섭취또는추출물섭취를통해가능하다 [8]. 하지만 한국인의채소 과일섭취량과파이토뉴트리언트의섭취실태분석 에따르면, 한국인 10명중 9명은채소와과일섭취가부족한것으로나타났다. 또한, 우리나라국민의하루평균채소과일섭취량은 WHO의권고량인 400 g보다부족한 300 g에불과해식품섭취만이아니라추가적으로섭취할필요가있다고하겠다 [9]. 따라서음식으로섭취하는항산화제이외에기타의천연물질로부터항산화효과를부여할수있는항산화제를보다경제적으로생산할필요가있다. 옥수수는전세계적으로폭넓게재배되고있는작물중의하나로서옥수수의종자는인류의중요한식량자원일뿐만아니라가축사료및다양한공업원료로활용되는매우중요한식물자원이라고할수있다 [10]. 또한, 최근에는미국등을중심으로바이오에탄올의주원료로서그가치및활용성이더욱증가하고있는작물로알려져있다 [11]. 그로인해옥수수는매년많은양이재배되고있지만, 옥수수생산의부산물인옥수수줄기, 옥수수속대등은특별한용도로활용되지못하고동물의사료또는퇴비등의용도로활용되거나폐기되는등의낮은가치를가지고있다. 폐기되는옥수수대자원을사용하기위한연구가진행되었지만, 국내에서는바이오에탄올생산과관련된연구가집중적으로진행되는것외에는고부가가치화를위한연구진행은미미한상태이다 [1,13]. 미국 USDA의발표에따르면 017년도세계옥수수생산량은 10.4억톤으로전망되고있는데, 일반적으로옥수수알곡생산량의 ~3배가량인 0~30억톤가량의옥수수부산물이생산되고있다. 이러한옥수수부산물은바이오에탄올생산을위한원료물질로사용이고려중이나전처리및효소당화의기술적한계와비용적문제로인해옥수수부산물로부터폴리페놀과같은고부가가치물질을생산해경제적가치를높이는방법에관한연구가필요하다 [14]. 본연구에서는농부산물인옥수수대로부터고부가가치항산화물질인폴리페놀의추출수율을높이기위해마이크로파를이용한추출법을도입하고폴리페놀과플라보노이드추출에영향을미치는주요인자인마이크로파출력, 추출시간과황산용액농도최적화를통해더욱효과적인폴리페놀과플라보노이드추출공정을제안하고자한다.. 실험 -1. 실험재료및시약본연구에서사용된옥수수대는경기대학교화학공학과에서제공받아사용하였다. 옥수수대를가정용분쇄기 (SFM-0505S, J-ONE Co., Korea) 로파쇄하여분쇄후 60 o C 드라이오븐에서 시간건조한뒤 50~100 mesh에서분리된입자크기만을사용하였다. 총폴리페놀 (TPC) 과플라보노이드분석에사용한 Folin & Ciocalteu s phenol reagent, sodium carbonate, gallic acid와 potassium acetate, aluminum chloride hexahydrate, quercetin은 Sigma (St. Louis, MO, USA) 사에서구입하여사용하였으며, Sulfuric acid는각각 Daejung (98%, CAS No , Korea) 사와 Samchun (95.0%, CAS No.: , Korea) 사에서구입하여사용하였다. -. 추출방법건조한옥수수대분말은실험사용전까지실온에서보관하였다. 용매추출을위하여고압압력용기인 pressure vessel (XF100, Anton Paar, Austria) 을사용하여 1:15의고액비로마이크로파장치 Anton Paar microwave (Multiwave 3000, Anton Paar, Austria) 에서출력 (power) 과시간을조절하여추출하였다. 마이크로파추출은안전장치가부착된 80 ml 밀폐형압력용기에서수행하였으며시료와용매를테프론튜브에투입하고용기를밀폐하여가압상태에서추출을진행하였다. 추출에사용한출력의범위는 198~70 W였으며, 39~41 sec의시간조건에서추출하였다. 폴리페놀추출을위해산용액으로황산을사용하였으며실험에사용된산의농도는 0~1.0 mol 이었다. 추출후추출액을마이크로튜브에옮겨원심분리후상등액을회수하여 TPC와플라보노이드분석에사용하였다. -3. 총폴리페놀함량 (TPC) 분석총폴리페놀함량은 Folin-Denis 법을변형하여분석하였다 [15]. Sodium molybdate와 sodium tungstate의혼합용액인 Folin-Ciocalteu s 시약을페놀성화합물에첨가하면 phosphotungstomolydbdic acid complex를생성하는데, 이 complex 물질이알칼리조건에서다양한페놀성화합물에의해환원되어청자색환원물을생성하는원리에근거한흡광도값의변화로폴리페놀의함량을측정하였다 [16]. 추출물 0.14 ml에 Folin-Ciocalteu s 0. N 시약 0.7 ml를첨가해실온에서 6분간반응시켰다. 이후 Na CO 3 용액 0.56 ml를가해상온에서 1시간반응시켜 UV/VIS spectrophotometer (Optizen 10UV, Mecasys Co., Korea) 로 765 nm에서흡광도를측정하였다. 총폴리페놀함량은 gallic acid를표준물질로하여 0~80 μg/ml의농도범위에서작성한표준검량선을이용하여정량하였다. -4. 플라보노이드함량분석총플라보노이드함량은 aluminium chloride colorimetric method를일부변형하여적용하였다 [17]. 플라보노이드에알칼리를반응시켜흡광도값의변화로플라보노이드함량을측정하였다 [18]. 시료 0.5 ml에 1 M potassium acetate와 10% aluminum chloride 각 0.1 ml와 D.W..8 ml, 96% 에탄올 1.5 ml를첨가한뒤상온에서 30분간정치반응시킨후 UV/VIS spectrophotometer (Optizen 10UV, Mecasys Co., Korea) 로 415 nm에서흡광도를측정하였

3 68 민보라 한여정 이도경 조재민 정현진 김진우 다. 총플라보노이드함량은 quercetin (QE) 을표준물질로하여 1.5~100 μg/ml의농도범위에서작성한표준검량선을이용하여정량하였다. -5. 통계처리마이크로파추출공정최적화를위해 Design Expert 8.0 (Stat- Ease Inc., USA) 를사용하여통계학적최적화를수행하였다. 추출조건에따른추출특성예측과추출조건의최적화를위해반응표면분석법 (response surface methodology, RSM) 을사용하였고추출조건에대한실험계획은중심합성계획 (central composite design, CCD) 을적용하였다 [19]. 실험계획은 Table 1과같이추출공정에서주요변수로알려진마이크로파출력 (40~40 W, ), 추출시간 (40~40 sec, X ) 과황산농도 (0~1.0 mol, ) 를중심합성계획법에따라 -1.68, -1.0, 0, 1.0, 1.68의 5단계로부호화하여 17개실험조건에서추출을진행하였다. 이들독립변수에의해영향을받는종속변수 (Y) 를 TPC와플라보노이드함량으로하여회귀분석을적용하였다. 반응표면분석은독립변수 X i 와 X j 에대한종속변수 Y (TPC, 플라보노이드 ) 는다음과같은 차회귀식으로나타내었으며, β 0 는상수이고 β i, β ii, β ij 는회귀계수이다. Design Expert를이용하여각측정군의평균과표준편차를산출하여 p<0.05 신뢰수준에서유의성검정과함께반응표면그래프를생성하였다. k Y = β 0 + β i X i + β ii X i + β ij X i X j i = 1 k i = 1 k 1 k i = 1j = 1 3. 결과및고찰 3-1. 총폴리페놀과플라보노이드추출경향성중심합성계획에따른 17개추출조건별옥수수대의 TPC와플라보노이드함량을측정했을때 Table 에보는바와같이 TPC는.7~48. mg GAE/g DM와플라보노이드는 0.5~10.0 mg/g DM 범위로추출됨을확인할수있었다. 실험조건중, 마이크로파추출조건 600 W, 00 sec과 0. mol 황산처리조건에서 TPC와플라보노이드가각각최대값인 48. mg GAE/g DM과 10.0 mg/g이생산되었다. TPC와플라보노이드함량과의상관관계를확인하기위해각 17개실험조건에서생산된 TPC와플라보노이드의농도를비교하였는데 TPC 증가에따라플라보노이드생산이동조하여증가하는경향성을보였으며상관계수측정시 0.94로매우강한상관성을보여추출조건에따라 TPC와플라보노이드의추출특성이매우유사함을확인할수있었다 (Fig. 1). 추출조건에따른옥수수대로부터추출된 TPC와플라보노이드에대한 차회귀방정식을얻었으며회귀식은 5% (p<0.05) 유의수준에서유의성이확인되었다 (Table 3). 차회귀함수의각 1차항의계수를비교하여독립변수가종속변수에미치는선형적영향을평가했을때 TPC와플라보노이드에있어마이크로파출력과추출시간이증가함에따라폴리페놀함량이증가하는반면황산농도증가에따라폴리페놀추출이감소하는것으로나타났다 (Table 3). 분산분석을통해각항의유의성을비교했을때, 마이크로파출력 ( ) 의영향이가장큰것으로나타났고 (p<0.01) 추출시간 (p<0.05) 이다음순서로나타났으며황산농도는 TPC 추출에미치는영향이유의하지않은것으로나타 Table 1. Experimetal design of microwave-assited extraction conditions for the production of TPC and flavonoids Variables Coded and actual level Power (W) X Time (sec) Sulfuric acid conc. (mol) Table. Experimental data on total polyphenol and flavonoids content of corn stover by central composite design for response surface Run No X TPC (mg GAE/g DM) Flavonoid (mg/g DM) =Temperature; X =Time; =Sulfuric Acid Concentration

옥수수대로부터생리활성물질생산증대를위한마이크로파추출공정최적화 69 Fig. 1. Correlation between production of TPC and Flavonoids according to 17 different experimental conditions. Table 4.

4 옥수수대로부터생리활성물질생산증대를위한마이크로파추출공정최적화 69 Fig. 1. Correlation between production of TPC and Flavonoids according to 17 different experimental conditions. Table 4. Analysis of variance of the regression parameters of the predicted response surface quadratic models on total phenol ANOVA for response surface quadratic model Sum of Squares F value P value Model X X X =Temperature; X =Time; =Sulfuric Acid Concentration 났다 (p>0.1). 반면플라보노이드추출에있어마이크로파출력 (p<0.01) 과황산농도 (p<0.05) 항이유의한독립변수로판명되어마이크로파출력이 TPC와플라보노이드추출에있어공통의유의한변수임을확인할수있었다 (Table 4). 3-. 추출변수상호영향옥수수대를이용한마이크로파추출시 TPC와플라보노이드추출에미치는 3개독립변수의영향을평가하기위해마이크로파출력 ( ) 과추출시간 (X ) 의 개변수의범위를변화시켜표면반응곡선으로나타내었다 (Fig. ). 마이크로파출력이 300 W 이하에서황산농도와무관하게 TPC와플라보노이드농도가매우낮았으며출력과추출시간이증가함에따라 TPC와플라보노이드농도가급격하게증가하는경향을보여 700 W와 40 sec 조건에서 TPC와플라보노이드최고농도 49.1 mg GAE/g DM과 6.08 mg QE/g DM 을각각얻을수있었다. 이는 TPC와플라보노이드추출에있어마이크로파출력이약 300~400 W 이상에서추출이시작되며추출시간과상승효과를가짐을알수있다. 일반적으로과채류의열수추출에서온도증가에따라폴리페놀함량이일정수준까지증가하나이후에는평형에도달하거나감소하는경향이보고되고있다. 이는특정온도이상에서폴리페놀과분해속도가생산속도보다상대적으로빨라폴리페놀농도감소가발생한다는연구결과로본연구에서 700 W까지폴리페놀의급속한감소가없는것과는상이한경향을나타내었다 [0-]. 이는마이크로파추출이기존추출방법과달리분자운동의효과적증가를통해용해도를증가시키고짧은추출시간으로열분해가최소화되어출력과추출시간증가에도불구하고생산물의파괴가최소화돼 TPC와플라보노이드생산량이계속적으로증가했다예상할수있다 [3,4]. 옥수수대마이크로파추출에있어출력과황산농도가 TPC와플라보노이드생산에미치는상호영향을반응표면그래프를이용하여나타냈다. 출력에따른폴리페놀추출은황산농도에변화에경향성이없는것으로보이는데마이크로파출력이낮을경우산농도의증가에따라폴리페놀농도가증가하는반면마이크로파출력이높을경우 TPC 농도는황산농도에반비례하는것을알수있다 Fig.. (a) Response surface for the effects of microwave power and extraction time on TPC at fixed level of sulfuric acid concentraion of 0.5 mol. (b) Response surface for the effects of microwave power and extraction time on Flavonoid at fixed level of sulfuric acid concentraion of 0.5 mol. (Fig. 3(a)). 이는황산농도와마이크로파출력이높을때, 용해도증가효과대비폴리페놀분해속도가빨라폴리페놀의생산이감소한다설명할수있다. 앞선실험에서황산농도 0.5 mol 조건에서마이크로파출력과시간의증가에따른폴리페놀의과분해효과가 Table 3. Polynomial equations generated by RSM for microwave assisted extraction conditions of corn stover Response Second order polynomials R Significance TPC (mg GAE/g DM) X X X +4.99x x Flavonoids (mg/g DM) X X X +1.31x x

70 민보라 한여정 이도경 조재민 정현진 김진우 Fig. 3. (a) Response surface for the effects of microwave power and sulfuric acid concentration on TPC at fixed level of extraction time of 140 sec.

(a) Response surface for the effects of extraction time and sulfuric acid concentration on TPC at fixed level of micropower of 450 w.

5 70 민보라 한여정 이도경 조재민 정현진 김진우 Fig. 3. (a) Response surface for the effects of microwave power and sulfuric acid concentration on TPC at fixed level of extraction time of 140 sec. (b) Response surface for the effects of microwave power and sulfuric acid concentration on flavonoid at fixed level of extraction time of 140 sec. Fig. 4. (a) Response surface for the effects of extraction time and sulfuric acid concentration on TPC at fixed level of micropower of 450 w. (b) Response surface for the effects of extraction time and sulfuric acid concentration on flavonoids at fixed level of micropower of 450 w. 확인되지 않았으나 황산 농도가 높을 때 마이크로파 출력 증가에 따른 과분해가 발생함으로 황산 농도 최적화가 폴리페놀 생산 최대 화를 위해 중요함을 알 수 있었다. 앞선 TPC 추출 경향과 다르게 플라보노이드 추출에 있어 모든 마이크로파 출력 범위에 있어 황산 농도는 플라보노이드 추출에 부정적임을 알 수 있었고 최대 마이크 로파 출력 적용 시, 낮은 황산 농도에서 최대 플라보노이드 농도를 얻을 수 있었던 반면 황산 농도 증가에 따라 플라보노이드 농도가 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 옥수수 대로부터 TPC와 플라보노이드 추출에 있어 추출 시간과 황산 농도의 상호관계를 평가하고 시각화하기 위해 마이크로파 출 력을 450 W로 고정하여 두 변수가 폴리페놀에 미치는 영향을 표면 반응 곡선으로 나타냈다. Fig. 4(a)에서 보는 바와 같이 황산 농도와 추출 시간의 수준이 낮거나 높을 때 폴리페놀 농도가 매우 낮거나 추출이 안 되는 것으로 나타났는데 이는 일정수준 이하의 추출 시 간과 황산 농도에서 폴리페놀의 추출이 발생하지 않은 것으로 보이 며 추출 시간과 황산 농도가 일정 수준보다 높을 경우 폴리페놀의 분해가 시작되어 TPC 농도가 급격히 감소하는 경향을 확인 할 수 있었다(Fig. 4(a)). 플라보노이드의 경우 TPC보다 황산 농도에 대 해 민감도가 매우 높은 경향을 보였으며 황산 농도가 0.6 mol 이상 에는 플라보노이드 추출이 매우 낮은 것으로 확인되었다. 앞선 실 드의 분해가 발생하는 것으로 확인되어 폴리페놀 대비 산에 의한 영향을 크게 받는다는 것을 재확인할 수 있었다(Fig. 4(b)). 위의 표 험의 결과에 기반 할 때, 폴리페놀 과분해는 황산 농도가 낮을 때는 발생하지 않으나, 황산 농도가 높을 때 발생함을 확인할 수 있었다. 반면 플라보노이드 추출에 있어 낮은 황산 농도에서도 플라보노이 면곡선 그래프에서 보는 바와 같이 TPC와 플라보노이드 추출에 있 어 추출증대를 위해 출력증대가 필수적이나 높은 황산 농도에서는 폴리페놀의 과분해가 발생함으로 3개 독립변수의 최적화를 통해 TPC와 플라보노이드 생산 최대화 조건 도출이 필요하다 하겠다 폴리페놀 최적 추출조건 TPC와 플라보노이드에 대한 회귀식을 도출하여 옥수수 대로부터 종 속변수 최적추출 조건을 동시 만족하는 조건을 중첩(superimposing)하 여 최적 추출조건을 예측하였다. 마이크로파 추출 조건 최적화를 위해 TPC와 플라보노이드 생산을 동시에 최대화하는 추출 조건 탐 색을 진행하였을 때 Fig. 5에서 보는 바와 같이 8.4 mg GAE/g DM 과 18.1 mg QE/g DM이 예측되었다. 위와 같은 최적조건을 확보할 수 있는 출력과 시간의 조합범위는 W와33.1 sec에서 W와 7.7 sec에 위치하는 것으로 나타났다. 이는 기존의 약용식물 인 오가자(3.7 mg GAE/g DM), 오디(1.3 mg GAE/g DM)와 복분 자(6.78 mg GAE/g DM)의 에탄올 열수 추출에 대비 매우 높음을 확 인할 수 있어 마이크로파를 이용한 추출 적용 시, 농부산물로 인식 되는 옥수수 대가 기존의 약용작물 대비 유용물질 생산에 있어 매 우 우수한 후보이며 마이크로파 추출이 매우 효과적인 추출법임을 알 수 있다[5]. 기존 속실렛 대비 마이크로파 추출 성능 비교와 예 측 최대값의 정확도 확인을 위해 옥수수 대로부터 TPC와 플라보노

옥수수대로부터생리활성물질생산증대를위한마이크로파추출공정최적화 71 Fig. 5. Overlay plot showing optimal analytical design space along with levels of input variables and responses (TPC and flavonoids). Fig. 6.

6 옥수수대로부터생리활성물질생산증대를위한마이크로파추출공정최적화 71 Fig. 5. Overlay plot showing optimal analytical design space along with levels of input variables and responses (TPC and flavonoids). Fig. 6. Difference in production of TPC and flavonoids levels according to the extraction methods of Soxhlet and Microwave-assisted extraction (As a result of confirming the predicted value, it shows the mean value and standard deviation of the triple repeated experiments). 이드추출실험을수행하였다. 속실렛추출의경우 70% 에탄올을용매로하여 8시간추출을진행하였을때, TPC 5.86 mg GAE/g DM와플라보노이드.1 mg QE/g DM을각각얻을수있었다. 예측조건에서결과값의재확인을위해최적추출조건인 W, 40 sec와 0 mol 황산에서마이크로파추출을통해 TPC 79.5 mg GAE/g DM와플라보노이드 mg QE/g DM의실험값으로얻어예측치에매우근접함을확인할수있었다. 마이크로파를추출적용시, 기존의속실렛추출법대비 TPC와폴리페놀수율이각각 8 배와 13배가량증가한결과를얻을수있었다 ( 예측치와실험치재확인실험, 기존속실렛과비교실험 ). 4. 결론 옥수수대는셀룰로오스와헤미셀룰로오스로구성되어전처리와당화를통한바이오당생산과발효를이용한바이오연료생산의주요한농부산물로알려져있다. 하지만옥수수대로부터바이오당생산을위한전처리와당화공정은에너지소모가많고고가의 Table 5. Analysis of variance of the regression parameters of the predicted response surface quadratic models on flavonoids ANOVA for response surface quadratic model Sum of Squares F value p value Model X X X =Temperature; X =Time; =Sulfuric Acid Concentration 효소를필요로하여가격경쟁력확보에어려움이있어바이오에탄올상업화진입이늦어지고있는실정이다. 옥수수대는셀룰로오스와헤미셀룰로오스이외에높은함량의리그닌을포함하고있어리그닌분해를통해폴리페놀생산이가능하여천연항산화물질생산이가능한후보이기도하다. 현재까지옥수수대를이용한폴리페놀과플라보노이드추출증대를위한마이크로파이용에관한연구사례가보고된바없어옥수수대폴리페놀과플라보노이드생산을통해고부가가치물질생산으로부산물크레딧을확보하여바이오에탄올가격경쟁력을높일수있는방안을제안했다는데본연구의의의가있다고하겠다. 옥수수대의마이크로파를이용한폴리페놀과플라보노이드추출에있어기존의약용식물로부터유기용매를이용한속실렛추출에비해추출시간이단축에도불구하고높은수율증대를보였다. 본실험을통해옥수수대가유용물질생산에활용이가능하며마이크로파추출법이추출시간단축과함께에너지절감이가능하여상업화공정적용이가능한효과적인추출법임을확인할수있다. 향후, 고부가가치유용물질생산을통한부산물크레딧이바이오에탄올생산가절감에미치는영향에대해서는경제성분석프로그램을통한보다면밀한비교가필요하다고하겠다. References 1. Lee, S. O., Lee, H. J., Yu, M. H., Im, H. G. and Lee, I. S., Total Polyphenol Contents and Antioxidant Activities of Methanol Extracts from Vegetables produced in Ullug Island, Korean J. Food Sci. Technol., 37(), 33-40(005).. Kim, Y. J., Evaluation of Antioxidant Activity and Thermal Stability of Plant Polyphenols, Biomater. Res., 13, 30-36(009). 3. Jeong, G. T., Lee, K. M. and Park, D. H., Study of Antimicrobial and Antioxidant Activities of Rumex crispus Extract, Korean Chem. Eng. Res., 44(1), 81-86(006). 4. Hong, J. H., Jeon, J. L., Lee, J. H. and Lee, I. S., Antioxidative Properties of Artemisia princeps Pamp, J. Korean Soc. Food. Sci. Nutr., 36(6), (007). 5. Cha, J. Y., Ahn, H. Y., Eom, K. E., Park, B. K., Jun, B. S. and Cho, Y. S., Antioxidative Activity of Aralia elata Shoot and Leaf Extracts, J. Life Sci., 19(5), (009). 6. Choi, J. I., Kim, Y. J., Kim, J. H., Song, B. S., Yoon, Y., Byun, M. W., Kwon, J. H., Chun, S. S. and Lee, J. W. Antioxidant Activi-

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Journal of Life Science 2011 Vol. 21. No. 8. 1120~1126 ISSN : 1225-9918 DOI : http://dx.doi.org/10.5352/jls.2011.21.8.1120 μ μ μ α β Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No. 8 1121 μ μ 1122 생명과학회지 2011,