• 제목/요약/키워드: 유성분

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가시광선-근적외선 분광법을 이용한 유성분 측정 기술 개발 (Development of Measuring Technique for Milk Composition by Using Visible-Near Infrared Spectroscopy)

  • 최창현;윤현웅;김용주
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.95-103
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    • 2012

  • 본 연구는 원유의 실시간 휴대용품질측정 시스템 개발을 위한 기초 연구로서 원유 시료의 온도에 따른 가시광선-근적외선 스펙트럼을 측정하였으며, 다양한 수학적 전처리방법을 적용하여 유성분 예측모델을 개발하였다. 스펙트럼 측정은 원유 시료 180개에 대해 스펙트럼의 수학적 전처리 방법으로 평활화, 정규화, MSC, 1차 및 2차 미분을 사용하였고 예측모델은 부분최소자승법을 이용하였다. 유성분을 분석한 결과 함량 범위와 평균은 지방이 각각 2.44~6.42%, 4.05%, 단백질은 각각 2.44~4.28%, 3.35%, 무지고형분은 각각 7.85~9.57%, 8.76%로 나타났다. 또한 유당의 함량 범위와 평균은 각각 3.93~5.24%, 4.74%였으며 요소태질소의 경우에는 각각 4.6~15.1 mg/dl, 10.27 mg/dl로 대부분 권장 기준을 만족하였다. 원유 시료의 온도에 따른 스펙트럼은 1,400~2,500 nm에서 큰 차이를 보였으며 온도가 상승함에 따라 흡광도가 높아지는 것을 알 수 있었다. 원유 시료의 온도에 따른 유성분 예측모델을 400~2,500 nm의 영역에서 개발하였으며 예측성능은 지방과 무지고형분의 경우 온도변화와 무관하였다. 단백질과 유당, 요소태질소의 예측성능은 온도가 낮을수록 급격히 감소하여 스펙트럼 측정 시 원유 시료의 온도를 $40^{\circ}C$로 유지하는 것이 필요함을 알 수 있다. $40^{\circ}C$의 원유 스펙트럼에 대해 수학적 전처리를 수행한 결과 평활화를 수행하여 측정 장치 자체의 노이즈를 감소시킬 수 있었고 정규화를 수행하여 기준선을 일치시킬 수 있었다. 또한 MSC를 수행하여 빛의 산란에 의한 영향을 제거하여 스펙트럼간의 차이를 감소시킬 수 있었고 1차 및 2차 미분을 수행한 결과 기준선 일치와 기존 스펙트럼에서 나타나지 않았던 파장영역에 대한 분석이 가능함을 알수 있다. 다중회귀분석의 stepwise 방법을 이용하여 최적 파장영역을 선정하고 유성분 예측모델을 개발한 결과 요소태질소를 제외하고 대부분 근적외선 영역에서 우수한 상관관계를 보여주었다. 지방과 단백질은 원시 스펙트럼의 검증부 결정계수가 각각 0.93, 0.92에서 정규화를 수행한 결과 각각 0.98, 0.92로 원시 스펙트럼의 결과가 우수하여 큰 개선이 없었으나 RPD는 각각 4.10, 3.41에서 5.47, 3.73으로 높아져 정밀도가 향상됨을 알 수 있다. 무지고형분과 유당의 예측모델은 원시 스펙트럼의 경우 각각 0.82, 0.75로 예측모델로 사용하기에는 어려웠으나 각각 평활화와 MSC를 수행하였을 때 검증부 결정계수가 0.90, 0.80으로 크게 개선되어 유성분 예측모델의 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 요소태질소의 경우 가시광선 영역에서 가장 우수한 상관관계를 보여주었으나 검증부 결정계수, 오차, RPD가 각각 0.61, 1.56%, 1.58로 다른 성분에 비해 매우 낮게 나타났다. 이를 개선하기 위해 수학적 전처리를 수행하였으나 크게 개선되지 않았으므로 요소태질소의 신뢰성 있는 모델을 개발하기 위해서는 부분최소자승법 외에 다양한 알고리즘의 적용이 필요할 것으로 판단된다.

  • https://doi.org/10.11002/kjfp.2012.19.1.095 인용 PDF KSCI

MUN 수준이 번식에 미치는 영향에 관한 연구

  • 정영채;김창근;이호준;윤종택
    • 한국동물번식학회:학술대회논문집
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    • 한국동물번식학회 2001년도 춘계학술발표대회
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    • pp.81-81
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    • 2001

  • 최근 적절한 사양관리를 위해서 유중 요소태질소 수준(MUN)과 유단백을 이용하여 사료 내 에너지와 단백질의 균형을 평가하는 지표로 활용하고 있으며 요소태질소 수준이 정상보다 크게 높거나 낮았을 때 번식능력이 저하되기 때문에 번식효율의 지표로서 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 우유내 요소태질소 수준이 번식장애에 미치는 영향을 조사하여 요소태질소 수준을 번식장애의 진단지표로 활용하고자 실시하였다. 본 실험에 공시된 우유시료는 경기도 안성시와 이천시에 소재한 낙농목장에서 사육중인 조사두수를 대상으로 개체당 약 30~50$m\ell$의 우유를 채유하고 냉장보관하여 실험실로 운반하였다. 우유의 분석은 유성분분석기(Fosscomb : 4000, Fossmatic 5000, Denmark)를 이용하여 우유의 일반성분인 유지방, 유당, 유단백, 무지고형분, 총고형분, 빙점, 유중요소태질소, 구연산과 체세포를 동시에 분석하였다. 번식장애우의 진단은 낙농가가 번식장애우로 분류한 개체를 대상으로 직장검사 및 초음파 진단기를 이용하여 진단하였다. MUN준에 따른 공태일수의 조사 결과 MUN수준이 7이하 군의 공태일수가 88.98$\pm$120.68로 7-16의 92.20$\pm$105.39와 16이상의 94.42$\pm$87.51보다 다소 낮은 결과를 나타냈다. 또한 번식장애우의 발생빈도와 유성분 분석결과를 살펴보면 낙농가가 번식장애우로 분류한 68두를 진단한 결과 발정발견을 하지 못하여 번식장애우로 분류된 두수가 30두(44.1%)와 비정상두수 38두(55.9%)로 나타났으며 비정상 두수 중 난포난종이 19두(27.9%)로 영구항체6두(8.8%), 자궁내막염(10.3%), 자궁축농증 6두(8.8%)보다 많은 것으로 나타났다. 번식장애우의 유성분 분석결과 자궁축농증이 있는 개체의 유단백 평균이 3.43$\pm$0.35로 다른군에 비해 높았으며 영구항체가 있는 개체군의 MUN수준이 7.73$\pm$8.58로 다른군의 10.84$\pm$4.92, 10.89$\pm$7.38와 10.61$\pm$5.52에 비해 낮게 나타났다.

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