Optimization of Crude Papain Extraction from Papaya Latex Using Response Surface Methodology

반응표면 분석법에 의한 crude papain 추출 조건의 최적화

Crude papain was extracted from papaya latex under various conditions. Extraction conditions of crude papain were optimized by the response surface methodology (RSM). Extraction yield of papain was affected by concentration of $NaHSO_3$, extraction time and pH. Three independent factors were chosen to determine their effects on the various responses and the function was expressed in terms of a quadratic polynomial equation, which measures the linear, quadratic and interaction effects. According to the results of RSM, the stationary point for quantitatively dependent variable was found to be the maximum point for extraction yield. Optimum conditions of papain extraction were 4% of $NaHSO_3$, 120 min of extraction time and pH 7.6. Under these conditions, 793.16 mg of papain per g latex was extracted from papaya latex.

식품공업과 의학, 의료, 화장품 등 많은 분야에서 널리 이용되고 있는 단백질 분해 효소의 하나인 papain을 papaya 유액으로부터 추출해내기 위한 최적 조건을 반응표면 분석법(RSM)을 이용하여 결정하였다. 중심 합성법에 의한 실험 계획을 설정하여 부분요인 실험법에 의하여 crude papain을 추출 및 분리하고 선정된 독립 인자의 반응 표면에 대한 영향을 분석하여 다중 회귀 분석으로 다음과 같은 모델식(Y)을 얻었으며, EDTA는 다중 회귀 분석에 의하여 제거되었다. $Y=29.0630-2.5812X_3+149.3208X_4+{13.1705X_1}^{2}+{0.0208X_3}^2-{9.8494X_4}^2$. 따라서 이 결과 papain 추출은 $NaHSO_3$, 농도가 4%, 추출 시간은 120분, pH는 7.6일때 최적 조건이 된다. 이러한 최적 추출 조건으로 얻은 효소 단백질 추출 양의 실험치는 793.16 mg prot./g latex로, 이는 효소 단백질 추출 예측치인 795.60 mg prot./g latex와 매우 근접한 값을 나타냄으로써 r=0.9951의 높은 상관 관계를 입증하였다.