Extraction of${\beta}-carotene$ from Carrot by Supercritical Carbon Dioxide

초임계이산화탄소에 의한 당근 중의 ${\beta}-carotene$ 추출

${\beta}-carotene$ was extracted from freeze-dried carrot by supercritical carbon dioxide $(SC-CO_2)$ and mixtures of $CO_2$ doped with ethanol or methanol as a cosolvent at temperatures of 40 to $60^{\circ}C$ and pressures of 138 to 276 bar. Solubility of ${\beta}-carotene$ in $SC-CO_2$ increased with the increase of extraction pressure and the decrease of extraction temperature. The highest solubility observed was $4.90\;{\mu}g/g\;CO_2\;for\;{\alpha}-carotene\;and\;0.604\;{\mu}g/g\;CO_2$ for ${\alpha}-carotene\;at\;40^{\circ}C$ and 276 bar. Addition of ethanol increased the solubility being the largest increase of 82% using a mixture of $CO_2$ and 17.4% ethanol. $SC-CO_2$ extraction can be used to selectively obtain natural carotenoids, free of solvent residuals, which can be used as food additives.

${\beta}-carotene$을 동결건조 당근분말로부터 초임계이산화탄소와 보조용매로서 에탄올, 메탄올을 사용하여 $40{\sim}60^{\circ}C$와 $138{\sim}276\;bar$에서 추출하였다. 초임계이산화탄소에 대한 ${\alpha},{\beta}-carotene$의 용해도는 동일온도에서 압력이 높을수록, 동일압력에서 온도가 낮을수록 증가하였다. 최고용해도는 $40^{\circ}C/276\;bar$에서 ${\alpha}-carotene$은 $0.604\;{\mu}g/g,\;{\beta}-carotene$은 $4.9\;{\mu}g/g$이었다. 보조용매로서 $CO_2$에 17.4%의 에탄올을 첨가함으로써 ${\beta}-carotene$의 용해도를 82% 이상 증가시킬 수 있었다. 위 결과는 초임계이산화탄소를 이용하여 천연물로부터 식품이나 의약산업에 중요한 특정한 카로테노이드를 추출할 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 이와 같이 얻은 천연색소는 추출물에 잔존하는 유기용매가 없기 때문에 직접 식품가공에 이용할 수 있다.