• 식품과학과 산업
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• 제55권1호
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• pp.2-22
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• 2022

Near-infrared spectroscopy (NIRS) is one of the representative non-destructive and eco-friendly analysis methods used for rapid analysis of various ingredients in the food industry. To develop analysis model with NIRS, Chemometrics are applied after pre-treatment of spectrum. Many studies have been reviewed on the analysis of general and functional components for agricultural and livestock products. In the case of livestock products, some studies have been conducted for on-line analysis. This study investigated results on various samples and component applying near-infrared spectroscopy. Furthermore, the results according to sample condition were compared. It was confirmed that NIRS is applied to various fields in the food industry.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.35-41
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• 2012

본 논문에서는 바이오연료 제품 품질 분석의 저가격화와 시간단축, 그리고 궁극적으로 바이오연료 생산 공정의 모니터링 실시간화를 해결하기 위해 적외선 분광분석과 화학계량학(Chemometrics)을 융합한 on-line 분광 모니터링 시스템을 제안하고자 한다. 화학계량학 중 부분최소자승법을 사용하여 적외선 spectrum과 성분 농도 간의 정량분석을 실시하였다. 몇 가지 전처리법과 변수 중요도척도를 이용하여 모델링한 결과 spectrum의 보정, 노이즈 감소, 검량선의 유지보수 등의 측면에서 Savitzky-Golay 전처리가 가장 우수함을 보였다. 본 연구의 결과를 통해 실시간 품질 측정뿐만 아니라 하나의 분광분석 장치로 여러 성분들의 동시 측정이 가능함을 확인함으로써 비용의 절감도 예상된다. 뿐만 아니라 결정계수 $R^2$이 0.99 이상으로 실험실분석의 대체도 가능하다.

• 응용통계연구
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• 제20권2호
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• pp.345-355
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• 2007

PLS 회귀는 q-변량의 Y 변수에 대한 회귀에서 p-변량의 X 변수가 다중공선성의 문제를 갖는 경우에도 적용 가능한 방법이다. 특히 X 변수의 수 p가 관측개체 수 n보다 큰 경우에 적용 가능하여 계량화학(chemometrics) 분야에서 근적외선 분광기(near-infrared spectroscopy) 자료에 대한 표준적 분석 방법으로 활용되고 있다. 이 연구에서 우리는 PLS회귀의 방법론을 정리하고 이를 활용한 p개의 X 변수들과 q개의 Y 변수들의 동시 시각화를 위한 두 가지의 수량화 방법을 제안한다.

• 농약과학회지
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• 제10권2호
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• pp.84-90
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• 2006

농업분야에서 FT-NIR은 또 다른 분석기기를 통하여 정량하고자 하는 대상을 분석하여 작성한 data set을 이용하는 계량분석학적 정량분석기술을 통하여 시료 전처리 없이 농산물의 품질관리에 사용하였다. 농약제품은 고분자 부자재와 다양한 제형의 기기분석적 문제점들 때문에 FT-NIR을 이용하는 기기분석적 검토가 거의 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 FT-NIR의 spectrum calculator 모듈로부터 계량분석화학적 기술을 이용하여 농약제품분석의 문제점을 해결할 수 있었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제44권4호
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• pp.934-950
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• 2024

This study addresses the prevalent issue of meat species authentication and adulteration through a chemometrics-based approach, crucial for upholding public health and ensuring a fair marketplace. Volatile compounds were extracted and analyzed using headspace-solid-phase-microextraction-gas chromatography-mass spectrometry. Adulterated meat samples were effectively identified through principal component analysis (PCA) and partial least square-discriminant analysis (PLS-DA). Through variable importance in projection scores and a Random Forest test, 11 key compounds, including nonanal, octanal, hexadecanal, benzaldehyde, 1-octanol, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, and 2-acetylpyrrole for beef, and hexanal and 1-octen-3-ol for pork, were robustly identified as biomarkers. These compounds exhibited a discernible trend in adulterated samples based on adulteration ratios, evident in a heatmap. Notably, lipid degradation compounds strongly influenced meat discrimination. PCA and PLS-DA yielded significant sample separation, with the first two components capturing 80% and 72.1% of total variance, respectively. This technique could be a reliable method for detecting meat adulteration in cooked meat.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.596-603
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• 2007

실시간 온라인 석탄 성상분석은 효율적인 석탄 화력발전소 운영을 위해 반드시 필요한 기술이다. 온라인 석탄 성상분석 기술 개발을 위해 다변량 분석기법을 사용하여 확산 반사방식을 통해 얻은 석탄의 근적외선 스펙트럼과 석탄 성상(%)[수분, 회분, 휘발분, 고정탄소, 탄소, 수소, 질소, 산소, 황], 발열량(kcal/kg)간의 관계를 조사하였다. 현재 석탄 화력발전소에서 사용하는 40여종의 석탄에서 얻은 근적외선 스펙트럼을 전처리[2차 미분, MSC(multiplicative scatter correction)]를 통해 물리적 영향을 최소화하여 석탄 성상과의 관계를 PLS(partial least squares regression), PCA(principal component analysis)의 chemometrics 기법을 이용하여 정량 분석하였다. 분석 결과 본 기법을 통해 근적외선 스펙트럼으로 석탄 성상 중 회분, 질소 그리고 황을 제외한 나머지 성분에 대해 분석이 가능함을 확인할 수 있었다. 또한 PC(PLS component)의 값을 이용하여 석탄의 종류를 구별한 다음, 다변량 통계기법을 사용하여 정량 분석한 결과, 전체 석탄을 이용해서 정량 분석한 결과에 비해 비교적 좋은 결과를 얻었다. 수분, 발열량이 실시간으로 분석 가능하여 보다 효율적인 석탄 화력발전소 운영이 가능할 것으로 예상된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권1호
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• pp.85-95
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• 2017

Background: American ginseng (Panax quinquefolius L.) and Asian ginseng (Panax ginseng Meyer) products, such as slices, have a similar appearance, but they have significantly different prices, leading to widespread adulteration in the commercial market. Their aroma characteristics are attracting increasing attention and are supposed to be effective and nondestructive markers to determine adulteration. Methods: The aroma characteristics of American and Asian ginseng were investigated using gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS) and an electronic nose (E-nose). Their volatile organic compounds were separated, classified, compared, and analyzed with different pattern recognition. Results: The E-nose showed a good performance in grouping with a principle component analysis explaining 94.45% of variance. A total of 69 aroma components were identified by GC-MS, with 35.6% common components and 64.6% special ingredients between the two ginsengs. It was observed that the components and the number of terpenes and alcohols were markedly different, indicating possible reasons for their difference. The results of pattern recognition confirmed that the E-nose processing result is similar to that of GC-MS. The interrelation between aroma constituents and sensors indicated that special sensors were highly related to some terpenes and alcohols. Accordingly, the contents of selected constituents were accurately predicted by corresponding sensors with most $R^2$ reaching 90%. Conclusion: Combined with advanced chemometrics, the E-nose is capable of discriminating between American and Asian ginseng in both qualitative and quantitative angles, presenting an accurate, rapid, and nondestructive reference approach.

• 분석과학
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• 제21권5호
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• pp.345-363
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• 2008

이미 석유화학산업 등 대규모 산업공정에서 널리 활용되고 있는 공정분석화학 및 공정분석기술의 역사는 오래되었지만, 최근 "공정분석기술(Process Analytical Technology: PAT)"의 새로운 개념이 매우 빠르게 일부 산업분야의 생산공정에 보급되고 있다. 본 총설에서는 이미 오래 전부터 대규모 연속식 생산라인에서 널리 활용되어 왔던 공정분석화학 및 공정분석기술의 신개념 첨단 분석기술로서의 태동 배경과 용어 정의 등을 명확히 하였다. 또한, 공정최적화를 위한 공정분석화학 혹은 공정분석기술의 기본개념, 계량화학 등의 공정분석화학 핵심요소, 국내외 산/학/연의 기술 및 활동 현황 등에 관하여 다루었고, PAT에서 주로 활용되고 있는 공정분석기기의 종류와 현황, 그리고 미래 유망기술 및 활용분야에 대해서도 소개하였다.

• 펄프종이기술
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• 제48권1호
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• pp.34-42
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• 2016

In this study, we classified three copying papers and Korean, Chinese, and Japanese traditional papers using IR and/or NIR spectra and principal component analysis. Various chemicals are used when producing fine papers. In this case, the IR method to analyze functional groups is suitable for the classification of paper. On the other hand, NIR analysis is more suitable for the classification of traditional papers, as it uses nearly raw materials (pulp). Therefore, principal component analysis using IR and NIR depending on the paper production process will be the classification tool of paper.

• 약학회지
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• 제48권3호
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• pp.177-181
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• 2004

Non-invasive blood glucose measurement from mouse tail was performed by near-infrared (NIR) spectroscopy. Three groups; normal, type I diabetes (insulin dependent diabetes mellitus, IDDM), type II diabetes (non-insulin dependent diabetes mellitus, NIDDM) group, were studied over a 10 weeks period with the collection of near-infrared (NIR) spectra. Spectral variations from long-term measurement (10 weeks) from dramatic and nonlinear changes in the optical properties of the live tissue sample were compensated by chemometrics techniques such as principle component analysis (PCA) and partial least squares (PLS) regression. The effect from mouse body temperature changes on NIR spectral data was also considered. This study showed that the compensation of variations from long-term measurement and temperature changes improved calibration accuracy of non-invasive blood glucose measurement.