본 연구는 강섬유보강 콘크리트의 시공성 및 공학적 특성에 미치는 강섬유 길이의 영향과 실리카흄 및 플라이애시와 같은 콘크리트용 혼화재의 첨가에 의한 영향을 실험적으로 고찰한 것으로서 본 연구결과 낮은 물결함재비를 채용하고 고성능감수제를 사용함으로써 슬럼프 10(cm)의 유동성과 $600(kgf/\textrm{m}^2)$ 이상의 28일 압축강도를 갖는 강섬유보강콘크리트의 제조가 가능하였으며, 실리카흄의 사용은 강섬유보강콘크리트의 시공성 및 공학적 특성 개선에 유효한 인자로 나타났으며, 또한 강섬유보강콘크리트의 인장강도는 보통콘크리트에 비하여 높게 나타나 강섬유가 콘크리트의 인성증진에 기여 하는 것으로 나타났다.
쑥의 첨가로 물결합능력, 팽윤력, 용해도는 모두 증가 하였으며 이는 쑥의 이런 성질이 쌀가루보다 크기 때문이었다. 쑥의 첨가로 페이스트의 점도는 상승하였으나, 저장중($25^{\circ}C,\;4^{\circ}C$에서 7일)에는 페이스트와 쑥첨가 페이스트의 점도가 모두 뚜렷하게 변하지 않았다. 겔은 쑥첨가로 더 단단해졌으며 저장중 경도는 쌀가루 겔과 쑥첨가겔이 모두 크게 증가하였고 특히 $4^{\circ}C$ 저장의 경우 심하였다. Glucoamylase에 의한 가수분해 방법으로 측정한 페이스트와 겔의 저장중의 호화도는 제조직 후의 $94{\sim}100%$에서 7일 저장 후 $92{\sim}98%$로 감소하였다. 쌀가루 겔의 냉동-해동시 안정성은 쑥에 의해 영향을 별로 받지 않은 것으로 나타났다.
본 연구는 밤가공 과정에서 폐기물로 나오는 밤껍질에서 분리한 밤 가루의 이화학적 특성을 규명하고, 식품 자원으로의 이용가능성을 검토해보고자 빵, 국수, 묵 등 식품을 제조하여 기호성과 관능검사를 실시하였다. 밤 가루의 물결합능력은 순수한 밤에서 분리한 것보다 껍질에서 분리한 것이 약 40%정도 높았으며 요드반응은 유사한 상태를 보였으며 amylose 분해한도는 밤 껍질에서 분리한 밤가루가 약 8.0%높았다. 밤 가루로 만든 빵, 국수, 묵 등은 냄새, 경도, 탄력성, 응집성, 부착성, 씹힘성, 검성 등에서 밀가루나 도토리로 만든 것과 유의적 차이가 없었다.
본 연구에서는 장시간 수침이 찹쌀가루와 전분에 미치는 영향을 알아보기 위하여 25"C에서 1일과 7일, 35"C에서 7일간 수침한 찹쌀과 전혀 수침 하지 않은 찹쌀로부터 가루를 내거나 전분을 분리하여 이화학적 특성과 호화특성을 실험하였다. 본 실험의 결과를 종합하면 찹쌀을 장시간 수침함으로써 단백질, 지질, 회분 등의 성분이 크게 감소하였다. 주사전자현미경 관찰에서는 수침에 의해 찹쌀가루의 배유세포벽이 파괴되었으며, 찹쌀 전분은 수침 에 의 해 모양은 영향을 받지 않았으나, 크기는 감소했다. 밀도, 물결합능력 그리고 팽윤력과 용해도 등의 이화학적 특성의 변화가 있었다. 찹쌀 전분의 결정형은 모두 A형으로 수침에 영향을 받지 않았다. 아밀로그램, X-선 회절도로 나타낸 가열 중의 호화도도 변화하였다. 특히 아밀로그램에 의한 호화특성은 찹쌀가루의 경우 최고 점도가 증가하여 전반 적으로 찹쌀 전분과 유사한 패턴으로 변하였다 이와 같은 실험 결과로 보아 장시간 수침하는 것은 찹쌀에 존재하는 단백질과 지질 및 미량 성분을 제거하고, 호화 특성에 변화를 일어나게 하여 찹쌀가루가 유과의 제조에 좀더 적합한 성질을 가지도록 하는 과정으로 사료된다.과정으로 사료된다.
아밀로오스 함량이 높은 옥수수전분을 전분겔 제조에 이용하고자 고아밀로오스 옥수수전분과 99% 메탄올로 탈지한 전분의 이화학적 특성과 호화특성을 알아보았다. 전분입자의 모양은 둥근형이었고 탈지시모양의 변화는 없었으며 선 회절도에 의한 전분의 결정형은 모두 B형이었고 결정도의 변화는 없었다. 요드친화력은 51.6%로, 탈지시 71.3%로 증가하였으며 총지방질 함량은 감소하였다. $80^{\circ}C$에서의 팽윤력과 용해도는 탈지에 의해 큰 차이가 없었으며 물결합능력은 104.6%에서 탈지시 117.3%로 증가하였다. 온도에 따른 용해성 탄수화물과 용출 아밀로오스의 함량은 $110^{\circ}C$이상에서 급격히 증가하였으며 탈지전분이 생전분에 비해 용출되는 양이 많았다. 알칼리의 농도에 따른 점도 변화는 0.3N NaOH 이상의 농도에서 증가되었으며 광투과도는 0.4N NaOH용액에서 증가를 보여 보통전분보다는 열호화 뿐만 아니라 알칼리에 의한 호화도 잘 일어나지 않았다. DSC에 의한 호화 endotherm은 단일피크가 아니고 폭넓은 두 개의 피크를 보였는데 탈지하면 높은 온도의 피크가 더 커졌으며 엔탈피는 0.62cal/g으로 낮았고 탈지에 의한 차이는 없었다.
지속적으로 감소하는 쌀 소비량을 해결하기 위해 쌀을 주원료로 하며 식사대용식은 물론 스낵으로도 제공될 수 있는 누룽지 제품의 다양성을 확보하고자 기능성을 보유한 7종의 천연 소재를 첨가하여 기호도와 상품성을 증가시킬 수 있는 누룽지를 제조하고 이화학적 특성을 분석하였다. 물 결합력은 흑임자를 첨가한 누룽지에서 264.13%로 가장 높게 나타났으며 경도는 갈색거저리를 첨가한 누룽지에서 0.36 N으로 가장 낮은 값을 보였다. 환원당 함량은 단호박을 첨가한 누룽지를 30분 침지하였을 때 1.47%로 가장 높게 나타났다. 다양한 소재를 첨가한 누룽지의 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl 유리라디칼 소거활성을 측정한 결과 단호박과 비트 첨가 누룽지에서 높은 소거능을 보였다. 관능평가 결과 전체적 기호도는 흑임자 첨가 누룽지에서 4.3으로 가장 높게 나타났다. 여러 소재가 첨가된 누룽지의 이화학적 특성 분석과 관능평가 결과 다양한 식품으로서의 적용이 가능한 것을 확인하였다.
본 연구에서는 기존 PVA 섬유보강 시멘트 복합체(fiber-reinforced cementitious composites, FRCCs) 대비 성능유지 90% 이상을 목표로 하여 자원순환형 재료를 치환한 PVA FRCCs를 제조 및 개발하고자 하였다. 자원순환형 재료를 치환한 FRCCs의 압축, 휨 및 직접인장강도 시험을 통하여 역학적 특성을 분석하였으며, 이와 더불어 FRCCs의 제조단계에서 이산화탄소($CO_2$) 배출량을 국내 외 LCI 데이터베이스를 통하여 평가하였다. 실험을 통해 역학적 특성을 평가한 결과, 자원순환형 재료의 치환율이 증가함에 따라 압축, 휨 및 직접인장강도가 감소하는 경향으로 나타났다. $CO_2$ 배출량은 물결합재비(W/B)가 높고, 플라이 애시(FA)의 치환율이 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. FA의 치환율이 증가함에 따라 결합재 지수($B_i$) 또한 증가하여 단위 강도(1 MPa)를 발휘하기 위한 결합재의 양이 보통 포틀랜드 시멘트보다 FA가 높은 것으로 나타났다. FRCCs의 성능을 유지하기 위해 설정된 목표치와 $CO_2$ 배출량을 동시에 고려해 볼 때 W/B 45%, FA 25% 및 순환 잔골재 25%가 치환된 배합이 가장 우수한 것으로 나타났다.
본 연구는 부존자원의 고갈화 문제에 따른 신소재 개발이라는 성자원적인 측면과 산업부산물의 재활용이라는 환경친화적인 측면에 상응하여 현재 경북지역에서 발생하는 산업 폐기물인 가네트를 대상으로 제반 물성 실험을 통하여 콘크리트 제조시 활용할 수 있는 방안에 대해 실험실적을 통해 그 가능성을 검토하였다. 그 결과 가네트 미분말은 포졸란 반응성과 상관관계를 갖는 실리카와 알루미나의 함유량이 약 50% 정도로써 화학조성상 혼화재로서 사용 가능성을 보여 주었으며, 응결시간은 가네트 치환량이 많아 질수록 다소 줄어드는 것으로 나타났으며, 플로우 시험결과 일반 모르터에 비해 가네트의 사용량이 많아짐에 따라 플로우치가 약간씩 증가하는 경향을 보이며 콘크리트에 활용시 시공연도를 증진시켜 줄 것으로 기대된다. 또한 모르터에 대한 압축강도 시험결과 물결합재비에 따라 약간씩의 차이는 있지만 대체적으로 일반 모르터에 비해 약간씩 압축강도를 상회하고 있으며 최고의 강도 발현율은 치환율 10% 정도로 사료되며, 기존 혼화재(실리카 흄, 플라이애쉬)에 비해 동수준의 강도 발현율을 나타냄으로써, 콘크리트 제조시 시멘트 절감효과 및 성질개선을 위한 혼화재로써의 사용가능성을 보여 주었다.
본 연구에서는, 강원도 해안지역 특산물인 해당화 열매를 소비자의 접근성이 높은 잼에 첨가하여 지역을 대표하는 지역특화 제품으로 개발하는 것이 가능할지 알아보고자 하였다. 중심합성계획법에 따라, 해당화 열매와 설탕 첨가량을 달리하여 10종의 잼을 제조하였다. 제조된 10종의 잼을 관능검사로 평가하여 반응표면분석을 실시한 결과, 잼의 관능적 특성 중 시각, 후각, 미각에 의해 인지되는 특성인 색, 광택, 이취, 단맛, 신맛은 설탕의 첨가량에 의해 지배적으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 설탕 자체의 단맛 뿐 아니라, 가열 공정이 주를 이루는 잼 제조 공정 중, 일부의 설탕 분자가 열에 의해 분해되는 caramelization반응이 일어나, 기호도에 영향을 줄 수 있는 향미물질(flavor compounds)과 색소(pigments)를 형성했기 때문으로 해석되었다. 또한, 관능검사 항목 중 물성 특성인 끈기(되직한 정도)와 발림성은 해당화 열매 첨가량과 연관된 것으로 나타났다. 즉, 해당화 열매 첨가량이 증가할수록, 완성된 잼의 수분함량이 증가하였고, 이는 덜 되직하고 부드럽게 잘 발리는 관능적 특성으로 평가되었다. 이 결과는 기계적 물성 평가로 얻어진 각 잼의 경도(hardness), 점착성(gumminess), 씹힘성(chewiness)의 경향과도 일치하였다. 즉, 해당화 열매의 첨가량이 증가함에 따라, 당의 함량이 증가하고, 당의 높은 물결합력은 펙틴 분자끼리의 상호 결합을 촉진시켰으며, junction zone안에 더 많은 물을 보유하게 함으로써 내부적 결합력이 강하고, 부드러운 물성의 잼을 형성한 것으로 해석되었다. 5점 평점법으로 평가된 관능검사 결과에서 모든 항목이 3점 이상으로 높은 기호도를 보여 만족도(desirability)가 높았던 설탕 첨가량 60%에서 제조된 3종의 잼(해당화 첨가량 0%, 10%, 20%)을 기계적 물성 평가와 관능평가로 비교분석 하였을 때, 해당화 첨가량이 10%인 잼이 색, 광택, 끈기, 발림성 항목에서 기호도가 유의적으로 높았고, 물성 또한 개선된 것이 확인되었다. 이러한 결과는, 소비자의 순응도가 비교적 높은 사과잼에 그 기호도와 물성의 유의적 저하 없이 해당화 열매의 기능성이 추가될 수 있음을 시사하였다.
알칼리 침지법에 의하여 박피한 밤 전분과 박피하지 않은 밤 전분의 이화학적 특성, 가열 및 알칼리에 의한 호화특성을 각각 분석한 결과는 다음과 같다. 물결합력은 박피한 A전분의 경우86.9%, 박피하지 않은 B전분은 80.66%로 박피한 A전분이 더 높은 물결합력을 나타냈다. A전분과 B전분의 팽윤력은 $60^{\circ}C$에서 급격히 증가하기 시작하여 $80^{\circ}C$까지 증가하다가 그 이후는 완만하게 변하였고, 용해도는 $60^{\circ}C$에서부터 증가하기 시작하여 온도가 상승함에 따라 점점 증가하는 특성을 보였으며, A전분이 B전분보다 팽윤력과 용해도가 더 높게 나타났다. 요오드 반응은 A전분이 B전분보다 더 높게 났다. X-선 회절도는 A전분은 $C_b$도형, B전분은 B도형으로 나타났고, 상대적 결정화도는 A전분이 36.2%, B전분은 37.0%로 B전분이 더 높게 나타났다. DSC에 의하여 측정한 호화온도 및 호화엔탈피는 A전분의 경우 $66.95^{\circ}C{\sim}77.5^{\circ}C$, 2.04 cal/g, B전분의 경우 $67.09^{\circ}C{\sim}77.5^{\circ}C$, 2.29 cal/g으로 나타났다. 6.5% 밤 전분의 아밀로그램 특성은 A전분보다 B전분이 호화개시 온도가 더 높았고, peak viscosity, break-down, setback은 A전분이 B전분보다 더 높았다. 알칼리에 의한 호화특성에서 A전분이 B전분보다 점도, gel 부피 및 광투과도가 더 높게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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