KR101103589B1

KR101103589B1 - 파이토케미컬 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법

Info

Publication number: KR101103589B1
Application number: KR1020090082753A
Authority: KR
Inventors: 김명환; 김애정; 한명륜; 김희선; 태기환
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2012-01-09
Also published as: KR20110024658A

Abstract

본 발명은 모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 원적외선 처리하고, 열수, 에탄올 또는 메탄올로 추출하는 단계를 포함하는 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물 및 상기 모시대 추출물을 함유하는 미용식품(inner beauty food)에 관한 것이다.

모시대, 원적외선, 열수, 에탄올, 메탄올, 추출, 파이토케미컬, 항산화능, 미용식품

Description

파이토케미컬 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법{Method for producing Adenophora remotilfora extract with increased phytochemical contents and improved antioxidant activity}

본 발명은 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 원적외선 처리하고, 열수, 에탄올 또는 메탄올로 추출하는 단계를 포함하는 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물 및 상기 모시대 추출물을 함유하는 미용식품(inner beauty food)에 관한 것이다.

천연물로부터 생리활성물질을 찾는 연구는 오래전부터 많은 연구자들에 의하여 이루어지고 있으며 특히 질병에 대한 치료제 및 예방책 또는 건강보조제로써 식물자원이 널리 이용되고 있다. 현재 우리나라의 경우 경제성장과 국민소득의 증대와 더불어 각종 성인병이 증가 추세에 있어 예방의학기능을 가진 건강기능식품에 대한 관심도가 급증하고 있다. 2007년 건강기능식품의 시장규모는 3조원을 예측하 고 있으며 2001년도 1조1천억 원에 비하면 약 2.7배의 비약적인 성장이다. 반면 식품시장은 최근 포화상태로 연 1%의 성장 대를 이루고 있어 대조를 보이고 있다.

건강기능식품 중 최근 들어 건강한 아름다움은 내부로부터 시작되어야 한다는 인식이 소비자들 사이에 자리 잡고 있으며 inner beauty food(미용식품)에 대한 관심이 증대됨에 따라 건강기능식품 시장영역에서 작은 일부였던 과거와 달리 현재는 매우 큰 시장으로 변모하고 있으며 웰빙의 핵심으로 떠오르고 있다. Inner beauty food라 하면 피부에 좋은 보조식품으로 정의될 수 있으며 inner beauty의 개념으로 섭취를 통하여 인체 안에서 피부를 가꾸어주는 효능을 나타내는 식품군을 의미한다.

지속적으로 건강한 피부를 유지하기 위해서는 바르는 화장품 외에도 인체 내부에서 피부에 도움이 되는 유효성분을 공급하여야 한다는 "inner beauty"의 개념이 등장하게 된 것이다. 국내외적으로 경구 섭취를 통해 식품 성분이 피부의 상태에 긍정적인 효과를 나타낸다는 연구결과들이 계속 나오고 있으며 최근 이러한 기능성 성분을 공급함으로써 최적의 피부 상태를 유지하게 하는 beauty food(미용기능식품) 분야가 피부미용에 있어 새로운 영역으로 자리를 잡아가고 있다. 건강한 아름다움은 내부로부터 시작되어야 한다는 인식이 소비자들 사이에 자리잡고 있으며, inner beauty food에 대한 관심이 증대됨에 따라 이너뷰티 트랜드가 건강 관련 시장영역에서 작은 일부였던 과거와 달리 이제는 mass category로 확대될 것으로 전망된다. 실제로 Frost & Sullovan에 의한 조사에서도 향후 식품과 음료시장이 점차 성숙화 되면서 nutraceutical 제품인 inner beauty food가 기존 제품과 차별화 될 것이라는 전망을 내놓았다.

Nutriceuticals, Beauty Supplements, Nutricosmetics 등으로 다양하게 불리는 미용기능식품(beauty food) 산업은 현재 전 세계적으로 크게 성장하고 있는 추세이다. Datamonitor와 Business Insight에 의하면 2003년 미국에서 피부미용을 위항 섭취하는 식품, 음료, 식이보충제 등의 시장은 약 5억 달러, 2005년에는 약 7억 달러였으며, 2010년까지 약 10% 이상 성장할 것으로 추정되고 있다. 유럽의 경우도 미국과 유사하여 시장의 규모가 2005년 약 7억 달러로, 2010년까지 약 9% 성장할 것으로 내다보고 있다. 일본의 경우 2005년도 건강식품시장 매출규모는 약 1조 3000억 엔 정도이며 이 중 inner beauty food는 10%로서 약 1300억 엔 정도의 시장이 형성되어 있다. 한 예로서 단일제품으로서 시세이도 화장품회사의 미백을 위한 inner beauty food로 '베네픽 화이트 플러스' 와 보습효과가 뛰어난 히알루론산(hylulonic acid) 함유제품이 각각 1200억 원과 650억 원의 판매실적을 올리고 있다. 일본의 inner beauty food는 시세이도, 팡겔, DHC 등의 회사들이 주도하고 있다.

국내의 inner beauty food(미용식품)의 경우는 유명화장품회사, 식품, 제약회사, 외국유통회사 등이 이 분야에 뛰어들어 시장형성이 가속화되고 있으며 미용은 바르는 것이라는 인식을 바꿔놓고 있다. 그러나 아직 태동기를 지나는 단계에 있으며 우리나라의 inner beauty food에 대한 통계자료는 나와 있지 않고, 2004년 기준으로 400-500억 원 정도로 추론하고 있다. 2006년 LG건강식품에서 국내최초로 개별인정형 피부미용 건강기능식품으로서 'L-스킨케어'를 개발하여 식약청에서 승 인을 받았다. 아모레퍼시픽, 태평양 등의 화장품산업체, CJ, LG, 롯데 등 식품 또는 건강기능식품업체 등에서 inner beauty food에 대한 연구와 제품개발에 박차를 가하고 있다. 앞으로 우리나라에서도 inner beauty food 시장의 팽창은 급속도로 이루어질 것이라 예상된다. 그 이유 중의 하나는 우리나라의 경우 국민소득증대와 인구의 고령화에 따른 노년층의 소비증가를 꼽을 수 있다.

우리나라의 inner beauty food에서 현재 산업적으로 가장 역점을 두고 있는 것은 피부노화방지와 피부미백기능관련 inner beauty food 개발이라 할 수 있다. 품질향상과 기술개발은 첨단기술을 앞세운 선진국과 경쟁하기보다는 선진국에서 아직 발견하지 못한 식물 원료나 천연성분을 사용한 제품개발이 보다 실용적이라 할 수 있다.

Biomedical science 분야에서 노화 및 다양한 질병에 유리 자유기(free radical)들의 관련성이 인정되고 있다. 유리 자유기들은 생체막에 존재하는 불포화 지방산을 산화시켜 막의 유동성을 저하하고 효소와 receptor의 활성을 손상시키며 막 단백질에 상해를 입혀 결국에는 세포의 불활성화를 일으키는 작용을 통하여 노화 및 각종 질병을 일으키는 것으로 알려져 있다. 따라서 이러한 유리 자유기의 발생을 억제하고 이들에 의한 산화작용으로부터 생체를 보호하고 노화를 예방할 수 있는 항산화제의 개발이 매우 중요하다고 하겠다. 대기오염, 자외선, 물리적 손상 등의 외부자극에 대한 피부주름, 어두운 피부색, 색소침착, 피부 건조 및 탄력저하 등 피부손상 및 노화의 주요원인은 인체 내 항산화제 고갈 및 free radical 형성에서 기인되기 때문이다.

기존의 항산화제로 BHA, BHT, PG 등과 같은 합성 항산화제와 토코페롤과 같은 천연 항산화제가 개발되어 이용되고 있으나 합성 항산화제인 BHA, BHT는 우수한 효과를 지니고 있지만 독성이 문제가 되어 사용이 기피되고 있으며 토코페롤은 가격이 높은 단점을 가지고 있어 이를 대체할 수 있는 효과적이고 안정성을 지닌 항산화제의 개발이 요구되고 있다. 이러한 연구 필요성에 의하여 국내에서는 대통령령에 의한 천연물 신약연구 개발촉진법 시행령공포(대통령령 제 16952호, 2000)로 많은 연구자들이 다양한 자원으로부터 천연 항산화제 탐색을 활발히 진행하고 있으며 지금까지 국내에서만 1700여 편의 학술회의 및 학술논문들이 발표되었다. 그러나 토코페롤에 대응할만한 천연 항산화제의 산업화는 아직 이루어지지 못하고 있는 실정이다.

미용기능식품에는 영양보조제와 nutraceutical의 두 가지 영역이 존재하는데 연구개발에 있어서 초기에는 대개 항산화 비타민 및 micro-nutrients를 이용한 피부 외관, 모발, 손톱의 영양 상태를 개선하는데 중점을 두었으나 최근에는 피부주름, 항노화, 자외선에 대한 광 보호와 관련된 특화된 기능 면에 관심이 집중되고 있다. 그 중에서 과잉 활성산소에 의한 산화적 스트레스가 노화, 특히 피부노화의 주요한 원인으로 밝혀짐에 따라 유리기 소거활성을 갖는 항산화제의 체내 흡수방식이 중요한 연구과제가 되고 있다.

본 발명의 재료인 모시대(Adenophora remotiflora)는 초롱꽃과에 속하는 우리나라 자생식물로서 잎은 연하고 맛이 특이해 식욕을 돋우며 최근 일부 농가에서 밭 재배에 성공하여 쌈 채소로 각광받고 있는 산채이다. 뿌리는 거담제, 해독제로 이용되고 있다. 국내외적으로 모시대에 대한 연구는 거의 없으며 향기패턴분석, 떡에 첨가 시 품질특성, 혈당강하효과 등 지금까지 국내발표논문은 4편 정도에 불과하다.

모시대와 같이 아직 개발되지 않은 식물 원료나 천연성분을 사용한 제품개발과 아울러 식물체 또는 식물체 추출물의 항산화능 향상 방법에 대한 연구가 필요하다 하겠다. 원적외선은 약 3-1,000 micron의 파장을 가지고 있으며 물질의 중심까지 고르게 열을 전달하는 특성을 가지고 있으므로 식품의 숙성, 품질향상 등에 이용되고 있다. 또한 원적외선 처리에 의하여 천연 항산화제로서 중합체인 폴리페놀, 토코페롤, 플라보노이드 들이 저분자로 유리되면서 항산화능이 증가된다는 연구결과가 있다. 본 연구재료인 모시대에 대한 식물생리활성 영양소(phytochemical) 함량 증가방법과 항산화능 향상방법에 대한 연구는 국내외적으로 이루어지지 않았으며 이에 대한 연구가 필요하다 하겠다.

한국특허등록 제0489564호에는 모시대 추출물과 그를 함유한 혈당강화용 조성물이 개시되어 있으며, 한국특허공개 제2003-74978호에는 모시대 추출물과 그를 함유한 비만억제용 조성물이 개시되어 있으나, 본 발명의 모시대 추출물의 제조방법과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명자는 모시대 추출물의 파이토케미컬 함량을 증가시키고, 항산화능을 향상시키기 위해 연구하던 중, 특정조건의 원적외선 처리 및 특정조건의 용매 추출을 수행함으로써 상기 목적을 달성할 수 있음을 밝힘으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 원적외선 처리하고, 열수, 에탄올 또는 메탄올로 추출하는 단계를 포함하는 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 모시대 추출물을 함유하는 미용식품(inner beauty food)을 제공한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 모시대 추출물은 폴리페놀 또는 플라보노이드 등의 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상되었으므로, 미용식품소재로서 유용하게 이용될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 원적외선 처리하는 단계; 및

상기 원적외선 처리한 모시대 식물을 열수, 에탄올 또는 메탄올로 추출하는 단계를 포함하는 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 모시대 추출물의 제조방법은 모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 원적외선 처리하는 단계를 포함한다. 상기 모시대 식물은 3개월 이상 재배한 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 3~4개월 재배한 것이다. 상기 원적외선 처리는 3~1,000 micron의 파장으로 70~100℃에서 30~50분간 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 80℃에서 35분간 수행하는 것이다.

본 발명의 모시대 추출물의 제조방법은 상기 원적외선 처리한 모시대 식물을 열수, 에탄올 또는 메탄올로 추출하는 단계를 포함한다. 상기 열수 추출은 30~60℃에서 3~5시간 동안 모시대 식물 g당 19~23mL의 용매 비율에서 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 31.5℃에서 4.4시간 동안 모시대 식물 g당 23mL의 용매 비율에서 수행하는 것이다.

상기 에탄올 추출은 60~80%의 에탄올 농도에서 24~30시간 동안 모시대 식물 g당 15~19mL의 용매 비율에서 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 77.8%의 에탄올 농도에서 29.9시간 동안 모시대 식물 g당 16.2mL의 용매 비율에서 수행하는 것이다.

상기 메탄올 추출은 80~100%의 메탄올 농도에서 24~30시간 동안 모시대 식물 g당 7~11mL의 용매 비율에서 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 94.8%의 메탄올 농도에서 30시간 동안 모시대 식물 g당 8.8mL의 용매 비율에서 수행하는 것이다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 모시대 추출물의 제조방법은 상기 추출단계 후에, 상기 추출단계에서 수득되는 모시대 추출물을 감압 농축한 후, 동결건조시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 메탄올 추출공정을 이용하여 추출된 모시대를 40℃에서 wet basis로 50%까지 감압농축을 행한 후 추출물을 개발하였으며, 추출물을 동결건조를 이용하여 dry basis로 6%까지 건조시킨 다음 40mesh 이하로 분쇄하여 inner beauty food의 중간소재로서 분말제품을 개발하였다. 여기에서 동결건조는 당업자에게는 상용화된 동결건조기를 구입하여, 그 사용 절차에 따라 통상의 식품 제조에서 널리 알려진바 대로 수행하는 것에 의해 용이하게 실시할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 모시대 추출물의 제조방법에서, 상기 파이토케미컬(phytochemical)은 폴리페놀 또는 플라보노이드일 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 모시대 추출물의 제조방법은 바람직하게는 3개월 이상 재배한 모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 70~100℃에서 30~50분간 원적외선 처리하는 단계; 및

상기 원적외선 처리한 모시대 식물을 80~100%의 메탄올 농도에서 24~30시간 동안 모시대 식물 g당 7~11mL의 용매 비율에서 메탄올로 추출하는 단계를 포함하는 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 본 발명의 방법에 의해 제조된 파이토케미컬(phytochemical) 함량이 증가되고, 항산화능이 향상된 모시대 추출물을 제공한다.

본 발명은 또한, 상기 모시대 추출물을 함유하는 미용식품(inner beauty food)을 제공한다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

재료 및 방법

시료

재배시기별 1, 2, 3개월간 재배한 모시대를 시료로 각각 사용하였다.

실험설계

실험설계로 원적외선 처리는 요인실험법(full factorial design)을 이용하여 재배시기별 2가지 요인은 조사온도(X₁), 조사시간(X₂)에 대하여 수준을 조절하여 phytochemical 생성량과 항산화능을 분석한 후 최적처리조건을 설정하였다. 추출은 열수, 에탄올, 메탄올을 용매로 이용하였으며 이때는 추출온도 또는 용매농도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)을 3가지 요인을 독립변수로 이용하여 최적추출조건을 설정하였다. 최적화를 위하여 분산분석, 이차다항회귀곡선식 및 반응표면분석법(response surface methodology, RSM) 등의 통계방법을 이용하였으며 모든 통계분석은 SAS를 이용하였다.

원적외선 처리

원적외선 건조기를 이용하여 조사온도로 40℃, 70℃, 100℃에서 각각 조사시간은 20, 40, 60분 동안 처리하였다.

추출

추출은 열수, 에탄올, 메탄올 등을 용매로 이용하여 행하였으며 이때는 추출온도 또는 용매농도, 추출시간 및 용매비율을 변화시켜 최적추출조건을 개발하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법을 약간 변형하여 측정하였다. 즉 추출물 2ml에 2% Na₂CO₃ 용액 2ml을 가한 후 실온에서 3분간 반응시킨 다음 50% Folin-ciocalteu 용액 0.4ml을 가하여 실온에서 30분간 방치하여 725nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 페놀함량을 구하기 위한 표준물질로는 탄닌산을 이용하여 작성 한 표준검량곡선으로부터 함량을 구하였다.

총 플라보노이드 함량 측정

총 플라보노이드 함량은 추출액 0.5ml에 10% Al(NO₃)₃용액 1ml와 1M potassium acetate 용액 0.1ml를 첨가하고, 증류수 4.3ml를 더 첨가하였다. 실온에서 40분간 반응시킨 후 415nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 플라보노이드함량을 구하기 위한 표준물질로는 quercetin을 이용하여 작성한 표준검량곡선으로부터 함량을 구하였다.

DPPH 라디칼 소거능 측정

모시대에 의한 항산화 활성을 조사하기 위하여 유리 라디칼인 DPPH를 이용한 라디칼 소거능 측정은 Kwon 등의 방법을 이용하였다. 즉, 각 조건에서의 시료 1ml를 시험관에 넣고 4.0ml의 95%(v/v)의 에틸 알콜을 가하여 실험용액을 제조하였다. 이 용액에 0.2mM DPPH 용액 1.0ml을 넣고 상온에서 30분간 반응시킨 후 U.V. visible spectrophotometer(UV-1601, Shimadzu, Tokyo, Japan)을 이용하여 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조구는 시료 대신 증류수를 이용하여 동일한 방법으로 수행하였고 각 시료에 대한 자유 라디칼인 DPPH 라디칼 소거능(%)은 아래의 식을 이용하여 계산하였다.

A : Absorbance of sample, B : Absorbance of blank

실시예 1: 본 발명의 모시대 추출물의 추출 조건 확립

아래의 4단계의 실험을 통하여 최종적으로 inner beauty food의 중간소재로서 분말제품을 개발하였다.

1) 1단계

모시대의 재배기간(1, 2, 3개월) 간의 phytochemical 함량과 DPPH 소거능을 비교분석하였다. 1개월 된 모시대의 경우는 phytocemical 함량 분석으로서 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 항산화능으로서 DPPH 소거능은 각각 81.82 mg/g, 62.77 mg/g 및 88.49%로 나타났다. 2개월 된 모시대의 경우는 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 DPPH 소거능은 각각 40.81 mg/g, 60.35 mg/g 및 81.94%로 나타났다. 3개월 된 모시대의 경우는 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 DPPH 소거능은 각각 88.68 mg/g, 77.48 mg/g 및 83.73%로 나타났다 (도 1).

따라서 3개월 된 모시대를 inner beauty food 소재로서의 최적 재배기간으로 설정하였다.

2) 2단계

3개월 재배한 모시대를 시료로 이용하여 추출 전의 공정으로서 원적외선 처 리공정인 조사온도(X₁), 조사시간(X₂)에 따른 수준(X₁; 40-100℃, X₂;20-60분)을 조절하여 phytochemical 함량 및 항산화 능 비교분석을 하였다. 이때 사용된 실험법은 요인실험법(full factorial design)이었다.

조사온도와 조사시간이 총 폴리페놀에 미치는 영향은 각각 0.001 과 0.0016이었으며, 총 플라보노이드에 미치는 영향은 각각 0.014 과 0.0388이었다. DPPH 소거능은 0.043 과 0.001이었다. 따라서, phytochemical 함량에서는 조사온도의 영향력이 컸으며 항산화능에서는 조사시간이 영향력이 컸다. 이차다항회귀곡선식에 대한 total regress는 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, DPPH 소거능은 각각 0.0003, 0.0114, 0.0002로 매우 높은 적합성을 나타내었다. 최적화 공정설계는 반응표면분석법(response surface methodology)을 이용하여 주요반응변수(측정값)의 목적 값이 최소값, 최대값, 특정목적 값인 경우에 따라서 최적조건을 찾을 수 있는 데링거-스위 방법을 이용하였다. 이때 가중치는 각각 1.0으로 설정하였다. 최적조건은 원적외선 처리 온도는 80℃이었으며 처리시간은 35분이었다.

표 1. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 측정 결과

Temperature (℃)	Time (min)	Total polyphenol contents(mg/g)	Total flavonoid contents(mg/g)	DPPH radical scavenging activity(%)
-1(40)	-1(20)	32.257±1.233	35.624±0.375	77.98±3.09
-1(40)	0(40)	55.830±1.572	41.163±2.991	87.30±1.12
-1(40)	1(60)	54.246±0.411	31.385±2.123	87.10±3.09
0(70)	-1(20)	35.303±0.550	42.923±0.376	79.76±0.00
0(70)	0(40)	64.305±1.711	54.732±2.994	86.31±0.28
0(70)	1(60)	63.390±0.955	42.959±0.249	87.50±0.28
1(100)	-1(20)	68.593±1.374	55.925±5.637	81.75±2.81
1(100)	0(40)	63.478±1.510	40.561±0.501	87.50±0.28
1(100)	1(60)	70.907±0.274	37.831±1.249	82.54±0.00

표 2. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 분산분석 결과

Factor	Polyphenol		Flavonoid		DPPH
Factor	F value	Pr > F	F value	Pr > F	F value	Pr > F
Temperature	10.77	0.0010	5.37	0.0141	3.69	0.0433
Time	9.65	0.0016	3.84	0.0388	21.76	<.0001

표 3. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 결과

Parameter	Estimate
Parameter	Polyphenol	Flavonoid	DPPH
Intercept	59.057778	50.234111	87.368333
X₁ ¹ ⁾	10.107500	4.190833	-0.100000
X₂ ² ⁾	8.731417	-3.882833	2.944167
X₁*X₁	3.219333	-6.623167	-0.495000
X₂*X₁	-4.918875	-3.463750	-2.083750
X₂*X₂	-7.087917	-4.544167	-4.267500

¹⁾Temperature

²⁾Time

표 4. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 적합도 결과

Regression	Polyphenol			Flavonoid			DPPH
Regression	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F
Linear	0.6823	23.67	<.0001	0.3522	6.42	0.0127	0.4139	16.06	0.0004
Quadratic	0.0777	2.68	0.1091	0.2321	4.23	0.0408	0.2934	11.39	0.0017
Cross product	0.0621	4.28	0.0608	0.0863	3.14	0.1015	0.1381	10.72	0.0067
Total regress	0.8261	11.40	0.0003	0.6706	4.89	0.0114	0.8454	13.12	0.0002

3) 3단계

3개월 재배한 모시대를 80℃에서 35분간 원적외선 처리한 후 각각 열수, 에탄올 및 메탄올을 이용하여 추출하였다. 실험은 중심합성설계법(central composite design)에 의하여 수행하였으며 열수 추출공정은 3가지 처리 요인으로서 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 대하여 수준(X₁; 20-100℃, X₂;1-9시간, X₃ _; 7-23(v/w))을 조절하여 분석하였다. 종속변수(측정치)로서 phytochemical 함량, 항산화활성, elastase 저해활성, tyrosinase 저해활성 등을 비교분석하였다. 열수 추출의 최적조건은 데링거-스위 방법을 이용하였으며 가중치는 각각 1.0으로 설정하였다. 열수 추출의 최적조건은 23 ml/g의 용매비율로서 31.5℃의 온도에서 4.4시간 추출하는 공정이었다.

표 5. 열수추출공정에서의 모시대 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 대한 변수변환

Independent variables	Symbol	Levels
Independent variables	Symbol	-2	-1	0	1	2
Water extraction temperature(℃)	X₁	30	45	60	75	90
Water extraction time(hr)	X₂	1	3	5	7	9
Ratio of solvent of sample(mL/g)	X₃	7	11	15	19	23

표 6. 열수추출공정에서의 모시대 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 측정 결과

Experiment number	X₁	X₂	X₃	Total polyphenol contents(mg/g)	Total flavonoid contents(mg/g)	DPPH radical scavenging activity(%)
1	-1	-1	-1	9.85±0.80	0.78±0.36	49.30±3.37
2	1	-1	-1	9.56±0.43	0.94±0.06	47.71±2.53
3	-1	1	-1	9.95±0.33	0.63±0.11	90.16±2.11
4	1	1	-1	7.31±1.18	0.98±0.08	89.76±2.95
5	-1	-1	1	13.24±3.35	1.51±0.50	92.84±0.84
6	1	-1	1	13.77±3.52	0.38±0.48	92.35±1.55
7	-1	1	1	13.35±3.41	1.61±0.74	88.07±4.78
8	1	1	1	14.08±2.96	0.19±0.12	93.94±0.14
9	-2	0	0	13.49±0.04	0.23±0.17	89.96±0.14
10	2	0	0	12.20±1.39	1.07±0.56	91.65±3.09
11	0	-2	0	11.93±2.56	0.88±0.38	89.17±1.55
12	0	2	0	12.56±1.57	0.60±0.43	92.05±0.56
13	0	0	-2	5.96±0.84	1.39±0.05	85.69±0.56
14	0	0	2	14.85±4.56	1.23±0.06	93.54±0.70
15	0	0	0	13.20±0.02	1.07±0.68	92.05±0.28
16	0	0	0	12.78±1.22	0.95±0.70	92.74±1.55

표 7. 열수추출공정에서의 모시대 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 분산분석 결과

Factor	polyphenol		flavonoid		DPPH
Factor	F value	Pr > F	F value	Pr > F	F value	Pr > F
Water extraction temperature(℃)	102.91	0.2582	0.89	0.4872	0.09	0.984
Water extraction time(hr)	53.54	0.5732	0.11	0.9785	6.63	0.0012
Ratio of solvent of sample(mL/g)	3817.22	<.0001	19.65	<.0001	7.81	0.0004

표 8. 열수추출공정에서의 모시대 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비 율(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 결과

Parameter	Estimate
Parameter	Polyphenol	Flavonoid	DPPH
Intercept	55.588469	3.591250	87.228125
X₁ ¹ ⁾	-2.015844	0.287344	0.422187
X₂ ² ⁾	-0.686906	-0.230469	5.343438
X₃ ³ ⁾	-21.214969	-4.349344	6.623437
X₁*X₁	-0.158250	-0.399375	-0.398125
X₂*X₁	-2.352313	0.102563	0.945625
X₂*X₂	-0.827500	-0.295875	-0.447500
X₃*X₁	3.466563	-1.406063	0.920625
X₃*X₂	2.353438	0.091813	-10.760625
X₃*X₃	4.277875	2.724938	-0.696250

¹⁾Water extraction temperature

²⁾Water extraction time

³⁾Ratio of solvent of sample

표 9. 열수추출공정에서의 모시대 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 적합도 결과

Regression	Polyphenol			Flavonoid			DPPH
Regression	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F
Linear	0.8291	67.25	<.0001	0.4649	18.26	<.0001	0.3556	7.36	0.0014
Quadratic	0.0595	4.82	0.0099	0.3241	12.74	<.0001	0.0024	0.05	0.9846
Cross product	0.0211	1.71	0.1946	0.0243	0.96	0.4306	0.2878	5.96	0.0039
Total regress	0.9096	24.59	<.0001	0.8134	10.65	<.0001	0.6459	4.46	0.002

에탄올 추출공정은 상온(25℃)에서의 3가지 처리 요인으로서 용매농도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 대하여 수준(X₁; 20-100%, X₂;3-30시간, X₃ _; 7-23(v/w))을 조절하여 분석하였다. 실험설계 및 분석방법은 열수 추출방법과 동일하였다. 에탄올 추출의 최적조건은 에탄올(용매)농도는 77.8%, 용매비율은 16.2 ml/g, 추출시간은 29.9시간이었다.

표 10. 에탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 대한 변수변환

Independent variables	Symbol	Levels
Independent variables	Symbol	-2	-1	0	1	2
Etanol concentration(%)	X₁	20	40	60	80	100
Ratio of solvent of sample(mL/g)	X₂	7	11	15	19	23
Etanol extraction time(hr)	X₃	6	12	18	24	30

표 11. 에탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 측정 결과

Experiment number	X1	X2	X3	Total polyphenol contents(mg/g)	Total flavonoid contents(mg/g)	DPPH radical scavenging activity(%)
1	-1	-1	-1	10.47±0.03	1.51±0.14	87.38±6.61
2	1	-1	-1	7.18±1.16	3.31±0.01	93.84±1.97
3	-1	1	-1	16.17±0.05	1.07±0.83	93.24±0.84
4	1	1	-1	12.41±1.07	2.99±0.31	97.12±0.42
5	-1	-1	1	10.01±0.04	1.38±0.04	88.77±2.67
6	1	-1	1	8.42±1.96	3.47±0.10	90.85±3.94
7	-1	1	1	13.47±2.42	0.19±0.12	91.45±2.81
8	1	1	1	12.49±0.90	3.35±0.72	94.43±2.81
9	-2	0	0	12.94±0.91	0.43±0.23	90.85±2.53
10	2	0	0	3.66±0.01	2.67±0.30	66.60±0.56
11	0	-2	0	6.01±1.16	2.05±0.28	87.48±4.78
12	0	2	0	16.40±4.73	1.58±0.72	94.04±1.97
13	0	0	-2	11.54±3.70	1.75±0.09	89.76±0.14
14	0	0	2	15.74±0.02	2.64±0.72	92.45±4.22
15	0	0	0	13.51±6.03	2.36±0.28	92.84±1.69
16	0	0	0	13.00±3.92	2.81±0.88	92.25±3.66

표 12. 에탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 분산분석 결과

Factor	Polyphenol		Flavonoid		DPPH
Factor	F value	Pr > F	F value	Pr > F	F value	Pr > F
Ethanol concentration(%)	6.87	0.0010	16.72	<.0001	3.6	0.021
Ratio of solvent of sample(mL/g)	27.83	<.0001	65.32	<.0001	0.76	0.5634
Ethanol extraction time(hr)	0.65	0.65	0.51	0.7292	0.09	0.9844

표 13. 에탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 결과

Parameter	Estimate
Parameter	Polyphenol	Flavonoid	DPPH
Intercept	27.830281	11.489938	94.471563
X₁ ¹ ⁾	-8.494938	4.133313	-2.068438
X₂ ² ⁾	-20.642938	-8.542625	1.782813
X₃ ³ ⁾	2.286000	0.420125	-0.043437
X₁*X₁	-5.504500	-1.153813	-3.454375
X₂*X₁	3.399500	-2.266625	-0.210625
X₂*X₂	4.475313	2.734000	-0.447500
X₃*X₁	2.725250	0.718750	-0.659375
X₃*X₂	-1.705125	-0.211250	-0.360625
X₃*X₃	0.430000	-0.436438	-0.360625

¹⁾Ethanol concent ration

²⁾Ratio of solvent of sample

표 14. 에탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 적합도 결과

Regression	Polyphenol			Flavonoid			DPPH
Regression	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F
Linear	0.7143	41.21	<.0001	0.7685	94.7	<.0001	0.1543	2.18	0.1196
Quadratic	0.1431	8.25	0.0007	0.1477	18.2	<.0001	0.3194	4.51	0.0131
Cross product	0.0155	0.9	0.459	0.0243	2.99	0.0529	0.0063	0.09	0.9654
Total regress	0.8729	16.79	<.0001	0.9405	38.63	<.0001	0.48	2.26	0.0577

메탄올 추출공정은 에탄올 추출공정과 같은 조건인 상온(25℃)에서의 3가지 처리 요인으로서 용매농도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 대하여 수준(X₁; 20-100%, X₂;3-30시간, X₃ _; 7-23(v/w))을 조절하여 분석하였다. 실험설계 및 분석방법은 열수나 에탄올 추출방법과 동일하였다. 메탄올 추출의 최적조건은 메탄올(용매) 농도는 94.8%, 용매비율은 8.8 ml/g, 추출시간은 30시간이었다.

표 15. 메탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 대한 변수변환

Independent variables	Symbol	Levels
Independent variables	Symbol	-2	-1	0	1	2
Metanol concentration(%)	X₁	20	40	60	80	100
Ratio of solvent of sample(mL/g)	X₂	7	11	15	19	23
Metanol extraction time(hr)	X₃	6	12	18	24	30

표 16. 메탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 측정 결과

Experiment number	X₁	X₂	X₃	Total polyphenol contents(mg/g)	Total flavonoid contents(mg/g)	DPPH radical scavenging activity(%)
1	-1	-1	-1	11.62±0.33	1.22±0.01	86.08±5.90
2	1	-1	-1	11.92±0.65	2.44±0.06	93.04±1.69
3	-1	1	-1	19.44±0.08	1.00±0.02	93.74±0.70
4	1	1	-1	16.42±0.04	1.51±0.21	94.63±4.50
5	-1	-1	1	10.15±3.23	1.46±0.40	90.16±0.70
6	1	-1	1	11.86±0.01	2.43±0.29	96.62±0.84
7	-1	1	1	15.04±4.68	1.31±0.07	91.15±4.36
8	1	1	1	15.81±0.81	1.46±0.72	93.24±3.94
9	-2	0	0	11.81±4.10	0.22±0.11	88.77±3.23
10	2	0	0	11.46±0.72	3.56±0.21	88.97±1.83
11	0	-2	0	8.13±0.03	3.54±0.01	87.08±1.12
12	0	2	0	20.20±0.38	1.21±0.14	93.74±0.70
13	0	0	-2	16.16±0.69	0.98±0.47	94.73±1.83
14	0	0	2	14.27±2.53	0.91±0.53	95.33±1.55
15	0	0	0	16.12±0.33	0.74±0.02	92.05±0.56
16	0	0	0	16.01±0.46	1.87±0.56	92.64±0.56

표 17. 메탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능 분산분석 결과

Factor	Polyphenol		Flavonoid		DPPH
Factor	F value	Pr > F	F value	Pr > F	F value	Pr > F
Methanol concentration(%)	2.81	0.0506	1.68	0.1901	3.01	0.0401
Ratio of solvent of sample(mL/g)	73.13	<.0001	27.73	<.0001	4.14	0.0119
Methanol extraction time(hr)	1.05	0.4064	0.04	0.9975	1.78	0.1694

표 18. 메탄올추출공정에서의 모시대 용매농도(X₁), 용매비율(X₂) 및 추출시간(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 결과

Parameter	Estimate
Parameter	polyphenol	flavonoid	DPPH
Intercept	69.878844	3.657969	92.683125
X₁ ¹ ⁾	0.460156	3.104781	1.050000
X₂ ² ⁾	-27.951281	-11.730906	1.260625
X₃ ³ ⁾	-2.703781	0.122781	0.304375
X₁*X₁	-4.924437	0.650750	-0.870625
X₂*X₁	-2.857938	-2.041438	-1.303750
X₂*X₂	7.668500	7.862375	-0.485625
X₃*X₁	2.776437	-0.374813	0.087500
X₃*X₂	-0.150562	-0.144437	-1.453750
X₃*X₃	-0.945188	-0.399375	0.670000

¹⁾Methanol concent ration

²⁾Ratio of solvent of sample

³⁾Methanol extraction time

표 19. 메탄올추출공정에서의 모시대 추출온도(X₁), 추출시간(X₂) 및 용매비율(X₃)에 따른 폴리페놀, 플라보노이드 함량 및 DPPH 소거능의 이차다항회귀곡선식 적합도 결과

Regression	Polyphenol			Flavonoid			DPPH
Regression	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F	R²	F value	Pr > F
Linear	0.7684	91.11	<.0001	0.5236	27.02	<.0001	0.2263	4.12	0.0184
Quadratic	0.162	19.21	<.0001	0.3267	16.86	<.0001	0.2154	3.92	0.0221
Cross product	0.0077	0.92	0.1946	0.0077	0.4	0.7563	0.1553	2.83	0.0622
Total regress	0.9382	37.08	0.4483	0.8579	14.76	<.0001	0.597	3.62	0.0066

모시대 최적 추출조건에서의 열수, 에탄올 및 메탄올 추출방법에 대하여 비교한 결과, 메탄올 추출이 가장 높은 phytochemical 함량과 활성도를 보였으며 그 다음은 에탄올 추출, 열수 추출 순이었다.

4) 4단계

메탄올 추출공정을 이용하여 추출된 모시대를 40℃에서 wet basis로 50%까지 감압농축을 행한 후 추출물을 개발하였으며 추출물을 동결건조를 이용하여 dry basis로 6%까지 건조시킨 다음 40mesh 이하로 분쇄하여 inner beauty food의 중간소재로서 분말제품을 개발하였다.

도 1은 모시대의 재배 기간(1, 2, 3개월)에 따른 폴리페놀(a), 플라보노이드(b) 함량 및 DPPH 소거능(c) 측정 결과를 보여준다.

도 2. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 폴리페놀 함량의 반응표면분석도 결과를 보여준다.

도 3. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 플라보노이드 함량의 반응표면분석도 결과를 보여준다.

도 4. 원적외선 조사온도 및 조사시간에 따른 DPPH 소거능의 반응표면분석도 결과를 보여준다.

Claims

3개월 이상 재배한 모시대(Adenophora remotilfora) 식물을 70~100℃에서 30~50분간 원적외선 처리하는 단계; 및

상기 원적외선 처리한 모시대 식물을 80~100%의 메탄올 농도에서 24~30시간 동안 모시대 식물 g당 7~11 mL의 용매 비율에서 메탄올로 추출하는 단계를 포함하는 폴리페놀 함량이 증가된 모시대 추출물의 제조방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 추출단계 후에, 상기 추출단계에서 수득되는 모시대 추출물을 감압 농축한 후, 동결건조시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
삭제
제1항 또는 제7항의 방법에 의해 제조된 폴리페놀 함량이 증가된 모시대 추출물.
제10항의 모시대 추출물을 함유하는 미용식품(inner beauty food).