Extraction of Pigment from Sea Mustard ( Undaiia pinnatinda) using Supercritical Carbon Dioxide and Entrainer

초임계 이산화탄소와 보조용매를 이용한 미역으로부터 색소 추출

In order to develop a new separation technology, supercritical fluid extraction process was used to produce high purity pigments and fatty acids from seaweed (Undaria pinnatifida). Supercritical carbon dioxide was used as a solvent and ethanol as an entrainer. The sample was treated by a frozen drier and experiments were conducted with a semi-batch flow system at various operating conditions (pressure range, $10.3\~17.2$ MPa; temperature range, $30\~45^{\circ}C$: particle size, $500\~1,000{\mu}m$ extraction time, 60 min). Characteristics of the recovered pigment (chlorophyll a) and fatty acids were determined by UV-spectrophotometry and gas chromatography, respectively. The highest extraction efficiency for fatty acids and pigments was achieved at 12.4 MPa, $35^{\circ}C$, $500{\mu}m$of seaweed size.

동결 건조된 미역 가공 부산물로부터 색소 및 지방산의 추출 및 조건은 시료 30g, 압력 $10.3\~17.2MPa$, 유량 15mL/min와 온도 $30\~45^{\circ}C$에서 추출 실험을 실시하였다. 지방산의 경우 초임계 처리하지 않은 것에 비해 불포화 지방산의 함량이 높게 나타났고, 온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 보조용매 (entrainer)로 에탄올을 첨가하여 압력의 변화에 따른 회수율을 실험한 결과 12.4MPa에서 최대 $92\%$의 회수율을 보였다. 그리고 압력이 증가하면서 초임계 이산화탄소에 대한 용질의 용해도가 감소하는 retrograde 현상이 나타났다 시료입자의 크기를 $500\~1,000{\mu}\;m$와 12.4MPa에서 온도의 변화를 주어 실험한 결과 입자의 크기 $500{\mu}m$가 $1000{\mu}m$에 비해 색소의 추출량이 1.8배정도 많았다 최적 조건 (압력 12.4MPa,온도 $35^{\circ}C$, 입자크기 $500{\mu}m$)에서 추출시간에 따른 chlorophyll a 함량을 비교한 결과 에탄올을 각각 3mL/min, 5mL/min 첨가하였을 때 모두 20분까지 함량이 증가한 후 감소하였으며, 최적 추출시간은 30분까지로 판단되었다. 유기용매 추출과 초임계 추출을 비교한 결과 유기용매로 48시간 추출시 chlorophyll a 함량이 150mg/L였지만 초임계로 1시간 추출시 최대 172mg/L로 약 $20\%$ 증가하였다.