초임계 CO2와 천연 심층 공융 용매를 결합한 Lavandula Stoechas의 아로마 회수 및 안정화를 위한 새로운 친환경 접근 방식

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12443(2023) 이 기사 인용

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이 연구에서는 대체 용매, 즉 초임계 이산화탄소(scCO2) 및 심층 공융 용매(DES)를 사용하여 감각적 향기 특성을 지닌 Lavandula Stoechas L. 휘발성 유기 화합물을 얻고 안정화하기 위한 친환경 접근법을 조사했습니다. CO2 추출물은 다양한 DES 혼합물(베타인:에틸렌 글리콜(1:3), 베타인:글리세롤(1:2), 글리세롤:포도당(4:1))에 분산되었으며, 6개월 동안 보관하면서 안정성을 모니터링했습니다. 헤드스페이스(HS) 프로파일을 모니터링하여 실온을 모니터링합니다. CO2 추출물을 대조군으로 사용했습니다. 처음에는 추출물에 산화된 모노테르펜(67.33~77.50%)이 지배적으로 존재하는 것으로 확인되었습니다. 저장 중에 샘플의 H2S에 상당한 변화가 발생했습니다. 예를 들어 테르펜 탄화수소의 감소는 산소화 테르펜의 존재에도 영향을 미쳤으며 특정 경우에는 증가했습니다. 더욱이, 새로운 성분의 가장 높은 형성이 대조군에서 기록되었는데, 이는 안정성 감소의 지표일 수 있습니다. DESs-CO2는 CO2 대조군보다 더 안정적이었으며, 그 중에서 베타인:에틸렌 글리콜이 L. Stoechas HS 성분의 안정성을 유지하는 데 가장 적합한 시스템으로 나타났습니다. 샘플 간 유사점과 차이점을 시각적으로 추정하기 위해 계층적 군집 분석, 주성분 분석, 순위 차이 합을 포함한 화학계량적 패턴 인식 접근법을 적용했습니다.

다양한 휘발성 유기 화합물(VOC)은 감각적 향기 특성을 특징으로 하며 다양한 냄새를 나타내며 향료, 향료 또는 향미료로도 알려져 있습니다. 이러한 VOC는 식품, 음료, 화학, 화장품, 향수 및 제약 산업1,2,3에 사용되며 방향 화합물에 대한 시장 수요는 지속적으로 성장하고 있습니다. Grand View Research4에 따르면 전 세계 향료 시장 규모는 2021년 233억 5천만 달러로 추산되며, 2022년부터 2030년까지 연평균 4.3% 성장할 것으로 예상됩니다. 또한, 천연 제품에 대한 소비자 수요와 규제에 따라 시장에서 경쟁력을 유지하기 위해 합성 향을 천연 향으로 대체하려는 업계의 엄청난 요구와 열망이 있습니다. 또한 제품의 감각적 경험이 제품의 수용과 사용을 결정하는 핵심 요소 중 하나라는 점을 고려할 때 아로마 화합물은 경제에 중요한 역할을 합니다5. 아로마 휘발성 화합물은 제품의 감각적 특성을 조절하는 데 사용되는 것 외에도 추가적인 의학적 관련 활동을 가지고 있습니다. 따라서 생물학적으로 활성이 있고 중요한 화합물을 나타냅니다.

또한, 천연 유래 휘발성 성분에 대한 수요가 증가함에 따라 이를 달성하기 위한 보다 효율적이고 저렴하며 간단하고 친환경적인 솔루션을 확립하고 천연 아로마 휘발성 화합물의 새로운 재생 가능한 소스를 식별하는 것을 목표로 하는 연구가 필요합니다.

수증기 증류, 침연, 용매 추출, 엔플뢰라지 등 천연 향미료와 향을 얻기 위한 기존 방법은 정제 필요성, 비효율적인 재료 활용, 구성 요소 분해, 시간 소모적인 공정 등 수많은 단점이 있는 공정을 나타냅니다3. 이러한 단점을 극복하기 위해 초임계 이산화탄소(CO2) 추출이 개발되었으며 기존 방법에 비해 우수성이 입증되었습니다6. 초임계 CO2 추출은 산업 구현 및 시장 경쟁력 유지를 위한 여러 가지 유익한 측면과 중요한 전제 조건을 통합합니다. (i) 환경 - 천연 원료의 보다 효율적인 활용이 달성되고 환경적으로 안전한 용매가 사용됩니다. (ii) 건강 - 독성 유기 용매가 없는 깨끗한 제품을 얻습니다. (iii) 이익 - 프로세스 최적화를 통해 프로세스 비용을 최소화하면서 효율적인 활용 및 최대 수율을 달성합니다. 공정 조건은 목적에 따라 조작 및 다양할 수 있으며, 식물 재료의 활용도를 높일 수 있는 분류를 수행할 수 있습니다7,8. 또한, 초임계 CO2 추출은 증기 증류 등에서 자주 발생할 수 있는 품질 저하 가능성을 낮춰줍니다9. 따라서 CO2 추출물의 향은 추출되는 한약재의 향과 더 유사합니다. 또한, 에센셜 오일에 비해 CO2 추출물의 안정성과 긴 저장 수명은 냄새 형성에 참여하지 않지만 감속에 역할을 할 수 있는 고분자량의 지질 성분을 함께 추출한 결과일 수 있습니다. 및/또는 방향족 VOC3의 증발 방지.