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사회연결망분석과 인공신경망을 이용한 추천시스템 성능 예측 (Predicting the Performance of Recommender Systems through Social Network Analysis and Artificial Neural Network)

  • 조윤호;김인환
    • 지능정보연구
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    • 제16권4호
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    • pp.159-172
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    • 2010
  • 협업필터링 추천은 다양한 분야에서 활용되고 있지만 트랜잭션 데이터의 성격에 따라 추천 성능에 현저한 차이를 보이고 있다. 기존 연구에서는 이러한 추천 성능의 차이가 나타나는 이유에 대한 설명을 구체적으로 제시하지 못하고 있고 이에 따라 추천 성능의 예측 또한 연구된 바가 없다. 본 연구는 사회네트워크분석과 인공신경망 모형을 이용하여 협업필터링 추천시스템의 성능을 예측하고자 한다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해 국내 백화점의 트랜잭션 데이터를 기반으로 형성되는 고객간 사회 네트워크의 구조적 지표를 측정한 후 이를 기반으로 인공신경망 모형을 구축하고 검증한다. 본 연구는 협업필터링 추천 성능을 예측할 수 있는 새로운 모형을 제시하였다는 점에서 그 의의가 있으며 이를 통해 기업들의 협업필터링 추천시스템 도입에 대한 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

수도(水稻)의 역학적(力學的) 및 리올러지 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究) (Mechanical and Rheological Properties of Rice Plant)

  • 허윤근;차균도
    • 농업과학연구
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    • 제14권1호
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    • pp.98-133
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    • 1987
  • The mechanical and rheological properties of agricultural materials are important for engineering design and analysis of their mechanical harvesting, handling, transporting and processing systems. Agricultural materials, which composed of structural members and fluids do not react in a purely elastic manner, and their response when subjected to stress and strain is a combination of elastic and viscous behavior so called viscoelastic behavior. Many researchers have conducted studies on the mechanical and rheological properties of the various agricultural products, but a few researcher has studied those properties of rice plant, and also those data are available only for foreign varieties of rice plant. This study are conducted to experimentally determine the mechanical and the rheological properties such as axial compressive strength, tensile strength, bending and shear strength, stress relaxation and creep behavior of rice stems, and grain detachment strength. The rheological models for the rice stem were developed from the test data. The shearing characteristics were examined at some different levels of portion, cross-sectional area, moisture content of rice stem and shearing angle. The results obtained from this study were summarized as follows 1. The mechanical properties of the stems of the J aponica types were greater than those of the Indica ${\times}$ Japonica hybrid in compression, tension, bendingand shearing. 2. The mean value of the compressive force was 80.5 N in the Japonica types and 55.5 N in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was about 70 percent to that of the Japonica types, and then the value increased progressively at the lower portion of the stems generally. 3. The average tensile force was about 226.6 N in the Japonica types and 123.6 N in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was about 55 percent to that of the Japonica types. 4. The bending moment was $0.19N{\cdot}m$ in the Japonica types and $0.13N{\cdot}m$ in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was 68 percent to that of the Japonica types and the bending strength was 7.7 MPa in the Japonica types and 6.5 MPa in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid respectively. 5. The shearing force was 141.1 N in Jinju, the Japonica type and 101.4 N in Taebaeg, the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was 72 percent to that of Jinju, and the shearing strength of Taebaeg was 63 percent to that of Jinju. 6. The shearing force and the shearing energy along the stem portion in Jinju increased progressively together at the lower portions, meanwhile in Taebaeg the shearing force showed the maximum value at the intermediate portion and the shearing energy was the greatest at the portion of 21 cm from the ground level, and also the shearing strength and the shearing energy per unit cross-sectional area of the stem were the greater values at the intermediate portion than at any other portions. 7. The shearing force and the shearing energy increased with increase of the cross-sectional area of the rice stem and with decrease of the shearing angie from $90^{\circ}$ to $50^{\circ}$. 8. The shearing forces showed the minimum values of 110 N at Jinju and of 60 N at Taebaeg, the shearing energy at the moisture content decreased about 15 percent point from initial moisture content showed value of 50 mJ in Jinju and of 30 mJ in Taebaeg, respectively. 9. The stress relaxation behavior could be described by the generalized Maxwell model and also the compression creep behavior by Burger's model, respectively in the rice stem. 10. With increase of loading rate, the stress relaxation intensity increased, meanwhile the relaxation time and residual stress decreased. 11. In the compression creep test, the logarithmic creep occured at the stress less than 2.0 MPa and the steady-state creep at the stress larger than 2.0 MPa. 12. The stress level had not a significant effect on the relaxation time, while the relaxation intensity and residual stress increased with increase of the stress level. 13. In the compression creep test of the rice stem, the instantaneous elastic modulus of Burger's model showed the range of 60 to 80 MPa and the viscosities of the free dashpot were very large numerical value which was well explained that the rice stem was viscoelastic material. 14. The tensile detachment forces were about 1.7 to 2.3 N in the Japonica types while about 1.0 to 1.3 N in Indica ${\times}$ Japonica hybrid corresponding to 58 percent of Japonica types, and the bending detachment forces were about 0.6 to 1.1 N corresponding to 30 to 50 percent of the tensile detachment forces, and the bending detachment of the Indica ${\times}$ Japonica hybrid was 0.1 to 0.3 N which was 7 to 21 percent of Japonica types. 15. The detachment force of the lower portion was little bigger than that of the upper portion in a penicle and was not significantly affected by the harvesting period from September 28 to October 20. 16. The tensile and bending detachment forces decreased with decrease of the moisture content from 23 to 13 percent (w.b.) by the natural drying, and the decreasing rate of detachment forces along the moisture content was the greater in the bending detachment force than the tensile detachment force.

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라이프스타일과 커피소비동기에 관한 연구 (A Study on the Lifestyle and Coffee Consumption Motivation)

  • 정자영;김광진
    • 벤처창업연구
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    • 제8권3호
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    • pp.53-65
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    • 2013
  • 우리나라 사람들의 커피에 대한 소비가 급격하게 증가해왔고 지금은 20대 이후의 모든 연령대에서 커피가 사람들의 일상적인 생활에서 가장 많이 마시는 생활의 필수 소비품의 하나로 자리 잡아 가고 있다. 커피소비가 증가함에 따라서 커피 산업계는 물론이거니와 학계에서도 커피소비에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 커피는 종류가 다양하고 커피를 소비하는 동기와 커피소비 태도도 연령이나 라이프스타일 등에 따라 다양한 형태를 보이고 있다는 연 결과가 있었다. 본 연구에서는 라이프스타일에 따른 커피 소비동기의 차이를 중심으로 연구하였다. 본 연구의 조사대상은 서울시와 경기도에 거주하는 20세 이상의 성인들을 대상으로 2013년 3월 1일부터 3월 31일까지 1개월간 설문조사를 실시하였다. 총 600부의 설문지를 배부하여 480부가 회수되었고, 이들 중 설문의 응답이 불성실한 10부를 제외한 470부를 최종분석에 사용하였다. 자료의 통계처리는 SPSS Win Ver 18.0 버전을 사용하여 타당성분석, 요인분석, 신뢰성분성, 군집분석, 일원분산분석(One-Way ANOVA), 다중회귀분석 등을 실시하였다. 본 연구에서는 라이프스타일을 요인분석한 결과 웰빙추, 맛추구, 분위기추구, 외식추구, 인스턴트추구, 경제성추구 등 6가지 유형으로 분류되었다. 커피소비동기를 요인분석한 결과 웰빙소비동기, 기분전환 소비동기, 사회적 소비동기, 습관적 소비동기, 정서적 소비동기 등 5가지 유형으로 소비동기가 분류되었다. 주요 연구가설은 다음과 같다. 첫째, 라이프 스타일은 커피소비동기에 영향을 미칠 것이다. 둘째, 라이프스타일 유형에 따라 커피 소비동기에 차이가 있을 것이다. 연구결과에서 라이프스타일은 커피소비동기에 부분적으로 영향을 미치는 것으로 나타났고, 라이프스타일 유형에 따른 커피 소비동기의 차이에서는 라이프스타일 유형에 따라 습관적 소비동기에 차이가 있을 것이라는 항목을 제외하고는 다른 4가지 세부 가설이 모두 라이프스타일 유형에 따라 커피소비동기에 차이가 있는 것으로 나타났다.

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넙치(Paralichthys olivaceus) 커틀렛 제품의 제조 및 품질특성 (Processing and Quality Properties of Olive Flounder Paralichthys olivaceus Cutlet)

  • 윤문주;이재동;권순재;박시영;공청식;주종찬;김정균
    • 수산해양교육연구
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    • 제27권3호
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    • pp.625-633
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    • 2015
  • 5겹 편뜨기한 넙치 육을 비닐랩으로 감싸고 두드려 일정 모양으로 성형한 다음, 밀가루, 소금, 후추, 계란물 및 빵가루를 이용하여 튀김옷을 입혔다. 이를 올리브유에 튀긴 제품과 튀기기 않은 두 종류의 넙치 cutlet 제품을 제조하였다. 그리고 이들 제품을 7일간 $-20^{\circ}C$에서 저장한 다음 동결상태의 Cutlet-1 제품을 전자레인지로 해동하고 데운(2분간) 시료(Sample-1)와 동결상태의 Cutlet-2 제품을 해동한 후 $180^{\circ}C$로 가열된 올리브유에 1분간 튀긴 시료(Sample-2)의 품질 특성을 비교하였다. Sample-1과 Sample-2 모두 생균수가 검출되지 않았으며, 일반성분의 경우 수분(58.0% 및 58.2%)과 조회분(각각 1.8%)의 함량 차이는 거의 없었으나, 조단백질(19.2% 및 15.5%)의 경우는 Sample-1이 더 높았고, 조지방(10.4% 및 13.4%)은 Sample-2가 더 높았다. pH 값은 각각 6.41 및 6.36으로 거의 차이가 없었다. Sample-1과 Sample-2의 TBA 값은 각각 0.076 및 0.083으로 큰 차이가 없었으며, 아미노질소 함량은 각각 0.2 mg/100 g 이었다. 조직감의 경우 Sample-1보다 Sample-2의 조직감이 더 단단하였다. Sample-1 및 Sample-2 두 제품의 색조를 비교하면 명도(L값)는 각각 49.71 및 48.80으로 거의 차이가 없었고, 적색도(a값)는 각각 1.01 및 -0.95, 황색도(b값)는 각각 13.57 및 10.75로 Sample-1이 Sample-2보다 약간 높게 나왔다. 색차(${\Delta}E$값)는 각각 48.88 및 53.00으로 Sample-2가 Sample-1보다 높게 나왔다. Sample-1의 유리아미노산은 arginine 함량이 가장 많았고, 다음이 glutamic acid, alanine 및 lysine 순이었으며, Sample-2의 유리아미노산은 phosphoserine와 alanine 함량이 가장 많았고, 다음이 glutamic acid 및 arginine 순이었다. Sample-1과 Sample-2모두 각각 4종류의 아미노산이 전체 유리아미노산의 약 50%를 차지하였다. 총유리아미노산 함량은 Sample-1이 312.7 mg/100 g, Sample-2가 274.7 mg/100 g이었다. 관능검사 결과 Sample-2의 관능적 기호도가 Sample-1보다 조금 높게 나왔으나 큰 차이는 없었다는 것이 전문가 관능검사원들의 평가였다. 따라서 조리방식이 다른 Sample-1과 Sample-2의 선택은 커틀렛 제품을 구매하는 소비자의 인식에 따라 영향을 미친다고 판단되었다.

추출온도에 따른 이팝나무 과육 물 추출물의 항산화 및 항노화 활성 (Antioxidant and anti-aging activities of water extracts from Chionanthus retusus flesh according to different extraction temperatures)

  • 최해심;이양숙;서수정;김남우
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권8호
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    • pp.1129-1137
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    • 2017
  • 민간에서 식용 및 약용으로 사용되고 있으나 최근에는 활용도가 낮은 이팝나무 성숙열매 과육의 산업적 활용 증진을 위하여 상이한 추출조건(실온 $25^{\circ}C$, $80^{\circ}C$, $110^{\circ}C$)에서 물을 용매로 추출된 이팝나무 과육 3가지 추출물에 대한 항산화 및 항노화 활성을 측정하였다. 총 폴리페놀 화합물은 환류추출기를 이용한 80W에서 72.71 mg/g으로 가장 많이 함유하였으며, 플라보노이드 화합물은 가압열수 추출기를 이용 110W 추출물에서 7.608 mg/g을 함유하였다. 수용성 단백질과 환원당의 함량도 110W에서 각각 4.93 mg/g과 46.77 mg/g으로 가장 많이 함유하였다. DPPH radical 소거율은 1.0 mg/mL에서 모든 추출물이 92% 이상의 소거율을 보였으며, ABTS radical 소거활성은 110W가 88.67%였으며, 80W(87.49%)와 유의적 차이는 없었다. 아질산염 소거능은 pH 1.2의 조건에서 110W가 66.16%였으며, pH 3.0에서는 80W에서 37.86%를 나타내었다. SOD 유사활성 및 xanthine oxidase 저해활성에서도 추출온도가 가장 높은 110W에서 각각 14.95%와 59.45%의 활성을 나타내었다. 추출온도에 따른 이팝나무 과육의 미백효과를 알아보고자 tyrosinase 저해율을 측정한 결과, 환류추출기를 이용한 80W 추출물이 35.31%로 비교적 높은 저해율을 나타내었다. Collagenase에 대한 저해효과는 1.0 mg/mL에서 110W가 37.78%로 가장 우수하였으며, elastase 저해활성은 80W 20.39%, 110W 20.33%로 유사한 저해효과를 나타내었다. 모든 실험에서 농도 의존적으로 항산화 및 항노화 활성이 증가하는 경향을 보였으며, 실온보다는 높은 온도에서 추출한 이팝나무 과육 추출물에서 유용성분의 함량과 생리활성이 높게 나타났다. 이는 추출온도가 높을수록 유용성분의 추출이 용이해져 다양한 항산화 및 항노화 활성을 나타내는 것으로 사료되며, 이팝나무 과육은 기능성 식품 및 제품을 위한 천연소재로 활용 가능할 것으로 판단된다.

한국산 감초 추출물 함유 크림의 안정성 평가 (A Study on the Stability of the Cream Containing Glycyrrhiza uralensis Extract)

  • 김혜진;장하나;배정윤;박수남
    • 대한화장품학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.117-125
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    • 2013
  • 본 연구에서는 한국산 감초의 50% 에탄올 추출물로부터 얻은 에틸아세테이트 분획을 함유한 크림의 안정성을 평가하였다. 감초추출물의 0.20% 에틸아세테이트 분획을 함유한 크림에 대하여 12주 동안 온도별 저장조건($4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $37^{\circ}C$, $45^{\circ}C$)과 태양광선(2013년 3 평균온도 : $5.10^{\circ}C$, 4 ~ 5월 평균온도 : $14.10^{\circ}C$) 노출조건하에서 2주 간격으로 pH, 흡광도 및 점도 변화와 1주 간격으로 색도 변화를 측정하였다. 온도별 저장 조건에서 감초 추출물을 함유한 시료 크림의 pH 변화는 0.44로 추출물을 함유하지 않은 대조군 크림(0.66)보다 pH 변화 값이 작았다. 태양광선하에서는 pH 변화는 대조군과 시료군에서 큰 차이가 없었다. 온도별 저장조건에서 대조 크림의 점도는 평균 2,483 cPs 감소하였고 시료 크림은 평균 2,893 cPs 감소하였다. 시료 크림이 대조크림보다 평균 410 cP 감소를 나타내었다. 감초출물이 크림 점도에 큰 영향을 미치지는 않았다. 감초 추출물 에탄올 용액의 태양광선하에서 276 nm에서의 흡광도는 30.00% 감소하였다. 반면에 감초추출물 함유 크림의 경우는 동일 조건에서 흡광도가 12.02% 감소하였다. 감초추출물이 크림 속에서 비교적 안정함을 나타내었다. 색도 측정에서 대조 크림에서는 색차가 거의 일어나지 않았다. 시료 크림은 색차가 조금 증가하였으나 안정성에 크게 영향을 끼치지 않았다. 이상의 결과들로부터 한국산 감초 추출물 함유 크림 제형은 비교적 안정함을 확인하였다. 향후 제품에 응용 시 감초 추출물의 항산화 효과가 발휘할 수 있도록 보완 연구가 이루어진다면 화장품에의 응용이 가능할 것으로 사료된다.

잠열재를 이용한 이동식 저온 컨테이너 및 사과의 내부온도 유지특성 (Characteristics Maintenance Internal Temperature of Apple and Portable Low-Temperature Container by Using Phase Change Materials)

  • 권기현;김종훈;정진웅
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.15-20
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    • 2008
  • 본 연구는 저온 유통 시스템을 구축하기 위해 이동식 저온 컨테이너에서 잠열재, 내부온도의 유지특성과 운영조건별 사과의 내부 품온을 살펴보았으며, 그 결과를 요약하면 축냉식 저온유통 체계에서 다목적용 농산물 유통에 적합하도록 $0{\sim}5^{\circ}C$, $5{\sim}10^{\circ}C$, $10{\sim}15^{\circ}C$ 3가지 온도대역별 잠열재를 개발하였다. $0{\sim}5^{\circ}C$ 잠열재$(K_1)$$C_{14}H_{30}$과 Sodium polyacrylate, $5{\sim}10^{\circ}C$ 잠열재$(K_2)$$C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$, Sodium polyacrylate, $10{\sim}15^{\circ}C$ 잠열재$(K_3)$$C_{14}H_{30}$, $C_{18}H_{38}$, Sodium polyacrylate를 혼합하여 제조하여 잠열재로 사용한 결과 이동식 저온 컨테이너의 내부온도 유지특성은 $K_1$ 잠열재는 보냉 온도유지가 21시간 이상으로 유지되는 결과를 얻을 수 있었다. $K_2$의 경우 보냉 온도유지가 18시간 이상으로 유지되는 결과를 얻을 수 있었다. $K_3$의 경우 모든 잠열재에서 61시간 이상으로 $10{\sim}15^{\circ}C$ 내부온도 유지특성을 나타내었다. 사과 내부 품온 변화는 잠열재 온도 $0^{\circ}C$에서 고내온도 $5^{\circ}C$에 도달할 때까지의 이동식 저온 컨테이너에서 잠열재 보냉 유지시간은 $K_1$, $K_2$, $K_3$ 처리구에서 20시간 이상으로 유지되는 것으로 나타났으며, 사과의 내부 품온 변화는 자연대류 방식의 경우 5시간 후에 표면과 중심온도가 각각 $15^{\circ}C$, $16^{\circ}C$로 나타났으나 강제대류방식은 한 시간 후에 모든 측정지점에서 $7^{\circ}C$의 품온을 보였으며, 보냉 온도유지시간을 15시간 이상유지 하는 것으로 나타나 자연대류 방식의 이동식 저온 유통체계보다는 강제 대류식 유통체계가 우수한 깃으로 나타났다.

하늘상태와 음영기복도에 근거한 복잡지형의 일조시간 분포 상세화 (Downscaling of Sunshine Duration for a Complex Terrain Based on the Shaded Relief Image and the Sky Condition)

  • 김승호;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.233-241
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    • 2016
  • 기상청에서 제공하는 넓은 지역의 수평면 일조시간 정보를 복잡한 산간집수역의 지형특성을 반영한 실제 일조시간 분포도로 변환하기 위해 지형효과를 정량화하기 위한 실험을 수행하였다. 경남 하동군 악양면 단일 집수역을 대상으로 정밀 DEM을 이용하여 그림자모형화 및 공제선분석 기법을 적용하여 일중 시간대별 음영기복도 1년 자료를 제작하였다. 2015년 5월 15일부터 2016년 5월 14일까지 1년 간 지형조건이 서로 다른 3지점에서 바이메탈식 일조계로 측정한 일조시간자료에 음영기복도 상 해당 지점의 휘도값을 추출하여 회귀시킴으로써 맑은 날의 휘도-일조시간 반응곡선을 얻었다. 이 곡선식을 하늘상태(운량)에 따라 보정할 수 있는 방법을 고안함으로써 일조시간 상세화 모형을 도출하였다. 이 모형의 신뢰도를 기존 수평면 일조시간 추정기법과 비교한 결과 추정값의 편의가 크게 개선된 것은 물론, 일적산일조시간 기준 RMSE가 1.7시간으로 지형효과를 반영하기 전보다 37% 이상 개선되었다. 어떤 지역을 대상으로 일조시간을 상세화 하기 위해서는 먼저 대상 지역의 매 시간 음영기복도의 격자점 휘도를 모형에 입력시켜 해당 시간대의 청천 일조시간을 추정한다. 다음에 같은 시간대의 기상청 동네예보(하늘상태)에 의해 구름 효과를 보정한다. 이렇게 추정된 매 시간 일조시간을 하루 단위로 적산하여 그 날의 누적 일조시간을 얻는다. 이 과정을 연구대상 집수역에 적용하여 수평 해상도 3m의 정밀한 일조시간 분포도를 얻을 수 있었다.

제주·호남권 전통된장과 고추장의 미생물 군집구조의 분석 (Comparison of microbial community profiling on traditional fermented soybean products (Deonjang, Gochujang) produced in Jeonbuk, Jeonnam, and Jeju province area)

  • 조성호;박해석;조승화;임은정;양호연;하광수;김은지;양승조;정도연
    • 미생물학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.39-48
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    • 2017
  • 전통방식으로 제조하는 전통 장류인 된장과 고추장은 제조하는 환경과 방법, 미생물 그리고 제조자에 따라 다양한 풍미와 특성을 나타낸다고 알려져 있다. 본 연구에서는 전통 된장과 전통 고추장의 미생물 분포도를 제주도(된장 2점, 고추장 2점), 전남권(된장 3점, 고추장 3점), 전북권(된장 7점, 고추장 5점)으로 구분하여 미생물(세균, 진균) 분포의 차이점과 유사점에 대해 차세대 염기서열 분석법을 이용하여 분석하였다. 분석시료는 종균을 이용하지 않고 자연발효 되었고, 1~5년간 발효 숙성된 제품으로 수집되었다. 전통 된장의 세균 분포도를 보면, 3개 지역에서 공통적으로 우점하는 세균은 B. amyloliquefaciens와 Tetragenococcus halophilus이었으며, Bacillus 속은 전남권(43.16%), 전북권(64.54%)에서 주요한 우점균 이었다. 그러나 제주도의 시료는 Bacillus 속이 0.22%로 내륙과 제주도는 현저한 차이를 보여주었다. 진균 분포도를 보면, Candida versatilis는 3개 지역에서 공통적으로 우점 하였으며, Candida 속은 전남권(64.22%), 전북권(33.68%)이었고, Mucor 속은 전북권(36.73%), 전남권(15.66%)의 주요한 우점종이었다. 그러나 제주도 시료는 곰팡이 보다는 효모인 Candida 속과 Zygosaccharomyces rouxii가 우점균이었다. 전통 고추장의 세균 분포도를 보면, 3개 지역에서 공통적으로 우점하는 세균은 B. subtilis와 B. licheniformis이며, B. amyloliquefaciens는 호남권에서만 우점종 이었다. 전반적으로 고추장에서 Bacillus 속이 우점균이라는 내용과 일치되는 결과를 나타냈다(Jin et al., 2007). 진균 분포도를 보면, 3개 권역의 고추장에서 공통적인 우점종이 없었으며, 제주도와 전남권은 Aspergillus 속과 Rhizopus 속이 우세하였고, 전북권은 Zygosaccharomyces rouxii가 우점종이었다. 이러한 결과는 본 연구를 위해 수집된 표본에서는 전통 된장과 전통 고추장은 지역적인 특징보다는 각 시료의 군집특성에 따라 유사 군이 형성된 것으로 사료되었다. 따라서 본 연구결과를 기반으로 하여 우리나라 전국적으로 표본을 수집하여 분석함으로써 보다 명확한 지역적, 시료 특성별 유사점과 차이점에 대한 미생물의 군집 분포도를 정의할 수 있을 것으로 예상되었다.

기능성 원료를 기질로 이용하는 Monacolin-K 고함유 모나스커스 균주의 생산배지 최적화 (Production Medium Optimization for Monascus Biomass Containing High Content of Monacolin-K by Using Soybean Flour Substrates)

  • 이선규;전계택;정용섭
    • KSBB Journal
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    • 제23권6호
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    • pp.463-469
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    • 2008
  • 본 연구에서는 홍국균 (Monascus pilosus)을 이용하여 이차대사 산물인 monacolin-K를 대량생산하기 위하여 탄소원 또는 질소원으로 콩 분말을 기질로 하여 배지를 최적화하고자 하였다. 생산 배지에서 탄소원으로 콩 분말을 적용한 실험에서는 soluble starch 대신에 콩 분말을 전량 또는 50% 대체하였을 경우 전 실험구간에서 monacolin-K 생산량이 대조구의 50% 미만으로 생산되거나 전혀 생산되지 않았다. Soluble starch 대신에 sucrose를 사용한 실험의 경우 monacolin-K와 건조균체량은 각각 262 mg/L, 31.6 g/L로 대조구의 218 mg/L, 30.2 g/L보다 생산량이 증가하였다. 따라서 생산배지의 탄소원으로 sucrose를 변경하였다. 생산배지의 질소원으로 사용하는 yeast extract (15 g/L), malt extract (40 g/L), beef extract (30 g/L) 대신에 3종류의 콩 분말로 대체 실험을 한 결과, 대조구에서 monacolin-K는 262 mg/L를 생산되었고, yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 사용한 실험구에서는 monacolin-K를 215 mg/L을 생산되어 가장 좋은 결과를 냈다. 따라서 생산배지에 yeast extract 50% 대신에 DSM 콩 분말을 적용하기로 하였다. Plackett-Burman Design 실험계획법에 의한 실험결과 monacolin-K의 생산에 영향을 미치는 인자는 yeast extract, beef extract, (NH4)2SO4 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다. Monacolin-K 생산에 영향을 미치는 주요인자 3가지로 중심합성계획에 의한 반응표면분석을 수행한 결과 최적배지 조성은 sucrose 96 g/L, DSM 7.5 g/L, yeast extract 8.4 g/L, $(NH_4)_2SO_4$ 12.0 g/L, malt extract 40 g/L, beef extract 26.7 g/L, $Na_2HPO_4$ 0.5 g/L, L-Histidine 3.0 g/L, $KHSO_4$ 1.25 g/L 이고, monacolin-K 생산 예상량은 369.9 mg/L 이었다. 최적배지를 이용하여 홍국균을 $27^{\circ}C$, 200 rpm 조건에서 플라스크 배양 한 결과 monacolin-K 생산량과 건조균체량은 각각 418 mg/L, 27.1 g/L이었다. 결과적으로 monacolin-K 생산과 균체량의 감소 없이 콩 분말을 이용한 배지성분의 변화는 어느 정도 가능함을 알 수 있었다. 현재 알려진 고가의 질소원을 대체하기 위해서는 초기부터 균의 형태구조에 영향을 미치는 배지와 발효환경을 고려하여야 할 것으로 판단되었다.