Comparison of Extraction Methods for Enhancing Antioxidant Activity of Tumeric

Abstract

The purpose of this experiment was to verify the efficiency of microwave extraction by comparing with conventional heat extraction. Furthermore, optimal microwave extraction conditions to maximize the antioxidant activity of turmeric were investigated. The optimum conditions of MAE were ratio of ethanol to turmeric 20: 1, particle size of tumeric is 1 ~ 250µm, extraction temperature 80 °C, extraction time is 10 min. In this condition, curcuminoids content was 241.07µg/ml, TPC was 84.27 ± 0.52 mg GAE / g, TFC was 65.36 ± 0.29 mg QE / 100g. The antioxidant properties were 75.59 ± 0.40% for DPPH radical scavenging activity and 20.50 ± 0.30 Trolox (mM) for ABTS radical scavenging activity. The MAE turmeric extract, which was extracted at optimum condition, was 22% higher in curcuminoids, 42% in TPC, 25% in TFC, 26% in DPPH radical scavenging activity and 18% in ABTS radical scavenging activity than CHAE turmeric extracts. The contents of curcuminoids and antioxidant properties of turmeric extracts obtained by two methods were significantly different (p <0.05). Overall results showed that MAE could be a process for effectively extracting curcuminoids and antioxidant components. Keywords: Microwave assisted extraction (MAE); Tumeric; Curcuminoids; DPPH radical scavenging activity; ABTS radical scavenging activity. ;본 연구에서는 강황 속의 curcuminoids와 항산화 물질의 추출 효율을 향상시키고자 마이크로웨이브 추출을 적용하였다. 강황의 항산화능을 최대화 시킬 수 있는 최적의 추출 조건을 조사하고, 더 나아가 기존의 열 추출과의 비교를 통해 마이크로웨이브 추출의 효율성을 확인하고자 하였다. 추출은 온도 (50-190℃), 시간 (2-20min) 및 입자 크기로 3가지 매개 변수를 설정하여 달라지는 curcuminoids함량, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능 그리고 ABTS 라디칼 소거능을 분석했다. 최적 추출 조건은 강황과 에탄올을 ㅣ : 20 비율로 혼합한 후 마이크로웨이브 추출 온도80℃, 시간 10분 및 입자크기1-250µm일 때 가장 많은 Curcuminmoid (241.07µg/ml) 및 플라보노이드 물질 (65.36 ± 0.29 mg QE / 100g)이 추출되었고, ABTS 라디칼 소거능 (20.50 ± 0.30 Trolox (mM))이 가장 높았다. 최적 조건에서의 마이크로웨이브 추출물은 기존의 열 추출물 보다 curcuminoids 함량은 22%, TPC는 42%, TFC는 25%, DPPH 라디칼 소거능은 26%, ABTS 라디칼 소거능은 18% 더 높았다. 기존의 열 추출과 비교했을 때 마이크로파 .에너지로 인한 세포벽 팽창과 파열로 Curcuminoids, 페놀과 플라보노이드 함량이 증가하였고, 이에 따라 DPPH 라디칼 소거능 및 ABTS 라디칼 소거능이 모두 증가한 것으로 분석된다. 본 연구를 통해 강황의 항산화능을 높이기 위함에 있어 기존의 열 추출보다 마이크로웨이브 추출이 적합함을 확인하였다. 이는 추출 효과와 시간 효율성을 고려하였을 때 기존 열 추출의 대체 기술로서 마이크로웨이브 추출법의 우수성 및 산업화 가능성을 보여준 결과라 할 수 있다. 추후 scale-up된 마이크로웨이브 추출에 관한 연구를 통해 경제성과 효과성에 관한 추가 연구가 필요하다고 사료 된다.