본 연구는 진동대 모형실험기를 이용하여 동하중 재하 시 네일 두부 구속방식에 따른 쏘일네일 보강사면의 거동에 관한 실험을 실시하였다. 진동대 모형실험은 네일 두부의 구속과 비구속조건 등을 변화시키면서 장주기 특성을 지닌 Hachinohe 지진파와 단주기 특성을 지닌 Ofunato 지진파를 적용하여 실험을 실시하였다. 실험으로부터 얻어진 결과를 바탕으로 사면의 파괴유형과 지반 가속도특성, 수직변위 및 수평변위를 비교 분석하였다. 진동대 모형실험을 수행한 결과 단주기파가 장주기파 보다 사면에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났고, 네일 두부의 구속이 동하중에 대하여 전단저항력이 크게 발휘하는 것을 알 수 있었다. 또한 쏘일 네일 두부를 구속함으로써 지진하중 작용 시 사면의 안정성이 크게 향상됨을 확인할 수 있었다.
난각과 초산용액으로부터 조 calcium acetate 하여 두부용 응고제로의 활용성을 검토한 것이다. 난각을 $100^{\circ}C$에서 $20{\sim}30$분간 가열 살균하고 것을 $20{\sim}30$mesh로 분쇄한 후 난각분에 10%초산 용액을 가하여 난각의 calcium염중 Ca을 수용성인 calcium acetate$[(CH_3COO)_2Ca]$로 만들었다. 난각 1개의 무게는 약 5.6g이었고, 난각 1개로 부터 3.8g의 CCA를 얻을 수 있었다. 300g짜리 두부 1모들 만드는데는 난각 약 1.2개 필요하였다. 난각으로부터 얻은 응고제를 이용하여 만든 두부는 기존 응고제($MgCl_2$, $CaCl_2$등)를 이용하여 만든 두부와의 비교에서 즉 수율, 단백질함량, 경도 맛에서 큰차이가 없었다. 따라서 기존응고제 대신 CCA사용은 닭이라는 생체 중에서 농축된 calcium을 두부로 이행시킴으로써 폐기물을 활용하는 효과와 아울러 두부의 자연성을 높이는데 의미가 있다고 하겠다.
합성 및 두부 제조 폐수로부터 혐기 세균 복합체를 이용하여 수소를 생산하였다. 수소생산 혐기 세균 복합체는 하수처리장 농축 소화조에서 발생하는 슬러지를 $90^{\circ}C$에서 20분간 열처리하여 얻었다. 혐기 세균 복합체는 $37^{\circ}C$ 회분식 운전조건에서 1% (w/v) 포도당 함유 PYG (peptone-yeast extract-glucose) 배지로부터 1.15 L-$H_2$/g-균체건조량의 수소를 생산할 수 있었고, 이때 주요 유기산으로 15 mM acetate와 32 mM butyrate가 생성되었다. 같은 발효조건에서 1.4% 전분과 0.07% 환원당을 포함하는 두부 제조 폐수로부터 1.76 L $H_2$/L-두부제조폐수의 수소를 발생하였다. 이와 같은 결과로 부터 포도당과 두부 제조 폐수로부터 혐기세균 복합체에 의한 수소생산 효율은 각각 1.9과 0.9 mol $H_2$/mol 포도당을 나타내었다. 반연속운전(HRT, 12 시간)시 합성폐수를 이용하여 60일 이상 안정적으로 수소를 생산할 수 있었고, 이 때 혐기 세균 복합체는 1.3-2.0 L $H_2$/L-배양액을 발생하였다. PCR-DGGE(polymer chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) 분석결과, 반응기 내 세균 복합체의 주요 미생물은 Clostridium 종이었다. 본 연구는 적절한 열처리를 통해 혐기 소화조 슬러지로부터 고활성 수소생산 세균 복합체를 얻을 수 있으며, 이들 세균 복합체를 이용하여 합성 및 두부제조 폐수로부터 효율적인 수소생산이 가능하다는 것을 나타내고 있다.
떫은감 분말 첨가 두부의 수율, 품질 및 저장성에 응고제의 종류(magnesium chloride, calcium chloride, calcium sulfate, glucono-${\delta}$-lactone)가 미치는 영향을 조사하였다. Glucono-${\delta}$-lactone으로 응고시킨 두부가 가장 높은 수율, hardness, chewness, crispness, overall acceptability 및 가장 낮은 L값, b값, pH, 침지저장액 탁도, 총균수를 보였다. Calcium sulfate와 calcium chloride으로 응고시킨 두부는 비교적 높은 L과 b값을 나타내었다. Magnesium chloride로 응고시킨 두부는 관능적 품질특성(firmness, taste, overall acceptability)이 glucono-${\delta}$-lactone 응고 두부와 상호 유의적인 차이가 없이 비교적 높게 평가되었다. 이러한 결과로써 glucono-${\delta}$-lactone과 magnesium chloride가 떫은감 분말 첨가 두부 제조에 적합한 응고제로 판단된다.
다양한 3차원 전두부 형상을 효과적으로 모델링할 수 있는 열차형상함수를 이용하여 실제 차량인 KTX 산천 전두부 형상의 공기저항을 저감하는 최적설계를 수행하였다. KTX 산천 전두부의 2차원 단면형상의 특성 곡선을 추출하고 열차형상함수를 이용하여 KTX 산천의 최적설계용 유선형 기본형상을 구성하였다. 기본형상을 이용해 상용 고속열차 전두부의 형상 제약조건을 위반하지 않는 설계공간을 구축하였다. Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno 알고리즘을 이용한 최적설계를 수행하여 기본형상 대비 약 6%의 공기저항을 저감할 수 있었다. 최적형상은 기본형상에 비해 전두부 길이가 길고 끝단이 약간 날카로운 형상을 가져 후미차량에서의 와류의 크기를 줄임으로써 공기저항을 저감하였다.
두부비지를 이용한 친환경적인 목재방부제를 조제하고, 두부비지 가수분해에 사용하는 산의 농도 및 염의 구성에 따른 방부능의 영향을 조사하는 실험을 수행하였다. 두부비지 방부제는 $25^{\circ}C$에서 1시간 동안 0, 1%, 그리고 2% 황산에 의해 가수분해된 두부비지와 염화구리 또는/그리고 붕산나트륨으로 조제되었고, 목재시편 내에 감가압법으로 주입하여 주입된 시편을 $70^{\circ}C$ 열수에서 72시간 동안의 용탈실험을 거친 후, 갈색부후균 Trametes palustris 및 백색부후균 Tyromyces versicolor에 대한 내후성을 조사하였다. 실험결과 두부비지를 가수분해한 산의 농도가 높아짐에 따라 방부제의 주입능과 내후성이 증가하였고, 용탈성은 감소하였다. 두부비지산 가수분해물/구리염 또는 두부비지 산 가수분해물/구리염/붕소염으로 처리된 목재시편은 T. palustris 및 T. versicolor에 대한 우수한 방부효능을 보였으나, 두부비지 산 가수분해물/붕소염 또는 두부비지가 포함되지 않은 방부제로 처리된 목재시편은 T. palustris에 의한 부후가 관찰되었다. 상기 결과를 토대로 1% 황산에 의해 가수분해한 두부비지, 염화구리 그리고 붕산나트륨으로 조제한 목재방부제가 두부비지를 이용한 목재방부제 조제의 최적 조건으로 평가되었다.
기능성 강화 두부의 제조와 수수의 이용성을 높이기 위해 수수가루를 첨가한 두부를 제조하여 이화학적 특성을 검토하였다. 수수가루 첨가 비율에 따라 제조된 두부의 수율은 약간 증가하는 경향을 보였으며, 5 및 7%(w/w) 첨가한 두부에서 무첨가 두부와 비슷한 수율을 보였다. 제조된 두부의 수분함량은 불린 후 볶은 수수가루를 첨가하였을 때 높은 수분함량을 보였고 단백질 및 회분 함량은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 식이섬유 함량은 무첨가 두부보다 수수가루를 첨가한 두부가 높은 함량을 보였다. 칼륨의 함량은 증가하는 것으로 나타났으며, 칼슘 및 마그네슘 함량은 대체적으로 수수가루 첨가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 경도는 수수가루 첨가량이 증가함에 따라 경도는 뚜렷하게 감소하는 경향을 보였다. 대체적으로 수수가루 첨가량에 따라 L 및 b값은 감소하는 경향을 보였으며, a값은 증가하는 경향을 보였다. 무첨가 두부의 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 탄닌 함량은 0.955, 0.072 및 0.328 mg/g(dry basis)으로 나타났으며, 총 항산화력은 0.770 mg AA eq/g sample(dry basis)으로 나타났다. 수수가루 첨가량에 따라 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 탄닌 함량과 총 항산화력은 증가하는 경향을 보였으며, 불리지 않고 볶은 수수가루를 첨가한 두부 추출물이 불린 후 볶은 수수가루를 첨가한 두부 추출물보다 높은 경향을 보였다. 두부의 수분함량, 경도, 항산화활성 등을 고려할 때 5-7%의 불리지 않고 불리지 않고 볶은 수수가루를 두부 제조 시 첨가하는 것이 바람직한 것으로 생각되었다.
본 연구에서는 우리나라에서 재배되는 14품종의 콩으로 제조한 두부의 화학적조성, 수율과 관능적인 특성을 비교하였다. 두부의 제조는 콩을 침지하여 마쇄한 후 가열 및 여과하여 $CaSO_4$로 응고 시킨 다음 압착, 성형하였다. 그 결과 제조된 두부의 수분은 $75.0{\sim}82.0%$이었으며, 건물량으로서 단백질함량은 $48.6{\sim}56.1%$, 지방은 $14.8{\sim}40.4%$, 탄수화물은 $6.4{\sim}26.8%$였다. 두부의 부피수율 및 고형분수율은 콩 100g당 각각 $182.2{\sim}227.5cm^3,\;42.65{\sim}55.60%$, 단백질수율은 $57.90{\sim}76.50%$였다. 14품종 중 수원-141로 제조한 두부가 부피수율, 수분함량 및 탄수화물함량이 제일 높았으며 지방함량은 가장 낮았다. 백운콩과 장엽콩으로 만든 두부는 수분, 단백질 및 지방함량이 매우 낮았고 부피수율도 가장 낮았음을 볼 때 두부의 수분, 단백질, 탄수화물이 부피수율과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다. 두부의 냄새와 맛은 품종간에 많은 차이가 있었으나 관능적 특성과 화학적 조성간의 상관관계는 높지 않았다.
두부의 기능성 및 저장성을 향상시킬 목적으로 큰느타리버섯 균사체를 이용한 발효두부를 제조하여 물과 메탄올로 추출하여 면역세포 활성에 미치는 효과를 조사하였다. 큰느타리버섯 균사체를 배양하기 위한 최적 배지는 PD broth 배지인 것을 확인하였으며, 큰타리버섯 균사체를 이용한 두부의 최적 발효기간은 7일 정도가 적당하였다. 큰느타리버섯 균사체를 이용하여 발효한 두부의 물 및 메탄올추출물은 $0.01 {\mu}g/mL$ 농도 이상에서 비장세포의 증식을 유도하였으며, 이들 추출물은 IL-6, IFN-$\gamma$ 분비를 유도하는 것으로 나타났다. 발효두부 물 추출물은 대조군에 비해 대식세포의 일산화질소 생산을 $1 {\mu}g/mL$ 농도 이상에서 유의적으로 증가시키는 것을 알 수 있었으며, 메탄올 추출물은 $10 {\mu}g/mL$ 농도 이상에서 그 생산을 증가시켰다. 발효두부 추출물들은 대식세포가 분비하는 IL-6, TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$ 및 GM-CSF 분비량을 유의하게 증가시켰다. 따라서 큰느타리버섯 균사체로 발효한 두부는 기능성 두부로 개발이 가능하리라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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