Statistical experimental methods were used to optimize the medium for mass production of a novel laccase3 (Lac3) by recombinant Saccharomyces cerevisiae TYEGLAC3-1. The basic medium was composed of glucose, casamino acids, yeast nitrogen base without amino acids (YNB w/o AA), tryptophan, and adenine. A one-factor-at-a-time approach followed by the fractional factorial design identified galactose, glutamic acid, and ammonium sulfate, as significant carbon, nitrogen, and mineral sources, respectively. The steepest ascent method and response surface methodology (RSM) determined that the optimal medium was (g/L): galactose, 19.16; glutamic acid, 5.0; and YNB w/o AA, 10.46. In this medium, the Lac3 activity (277.04 mU/mL) was 13.5 times higher than that of the basic medium (20.50 mU/mL). The effect of temperature, pH, agitation (rpm), and aeration (vvm) was further examined in a batch fermenter. The best Lac3 activity was 1176.04 mU/mL at 25 ℃, pH 3.5, 100 rpm, and 1 vvm in batch culture.
The purpose of this study was to evaluate the legibility of one-syllable Korean characters with the participation of sixteen subjects. The experiment considered nine factors including age (young and old), gender (male and female), illuminance (150lx and 600lx), viewing distance (50cm and 200cm), material type (paper and LCD), typeface (Ming and Gothic), thickness (plain and bold), color contrast (black letter/white background and white letter/black background), and complexity (simple, complex, and number) to examine main effects with a $2^{6-3}\times3$ fractional factorial design. The dependent variables were minimum character size of 100% correctness, maximum character size of 0% correctness, and minimum character size of comfortable reading preference. The results of analysis of variance (ANOVA) revealed that age, illuminance, viewing distance and complexity were significant for all dependent variables, except gender which was significant only for the minimum character size of comfortable reading preference. In general, the young could see twofold smaller size letters than the elderly. The subjects could see smaller sized letters with the illuminance of 600lx and viewing distance of 50cm than 150lx and 200cm, respectively and also with numbers, simple characters, and complex characters in that order. The findings of this study could be characterized about the legibility of Korean characters and be good resources for developing its standard.
Inonotus obliquus 균사체의 액상배양을 통한 항당뇨효능의 단백다당체 대량생산 배양공정을 개발하기 위한 첫 단계로 고생산성 균주의 개발을 신속하게 수행하기 위한 방법을 개발하였다. I. obliquus는 균사체로 성장할 때 포자를 형성하지 못하므로 단일 세포를 획득하기 위해서는 원형질체들을 회수하여 이로부터 성장 능력과 단백다당체의 생산성이 높은 우량균주를 선별하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 균주개량 공정 중 특별히 장기간의 배양 시간이 요구되어 신속한 균주개발 시 가장 큰 장애 요인으로 작용하는 고체성장배양 단계의 문제점을 극복하고자, 고체배양 환경의 최적화에 대한 연구를 중점적으로 수행하였다. 고체성장배양 시 균사체 성장에 효능이 탁월한 배지성분을 선별하기 위해 우선 Plackett-Burman design 실험을 통해서 유의성 높은 배지성분을 찾아내었고, 이에 근거한 부분요인설계법 fractional factorial design, FFD) 실험을 통해 배지성분 상호간의 관계를 분석 할 수 있었다. 또한 이 FFD 실험결과에 근거해서 설계한 최급상승법 (steepest ascent method, SAM) 실험방법을 적용한 결과, 고체성장배양 시 균사체 성장환의 직경이 기존의 MA 배지와 비교해서 약 41% 증가했을 뿐만 아니라 균사체의 밀도도 크게 향상된 배지조성을 확립 할 수 있었다. 또한 SAM 연구결과를 바탕으로 최적의 배지조성을 확립하고자 각 배지성분의 최적농도를 통계적으로 더욱 정밀하게 조사하는 반응표면분석법 (response surface method, RSM) 실험을 수행하였다. 그 결과 최적고체성장배지의 성분과 농도는 glucose 25.61 g/L, brown rice 12.53 g/L, soytone peptone 12.53 g/L, $MgSO_4$ 5.53 g/L, agar 20 g/L인 것으로 최종 결정되었으며, 이 조건에서 13일 동안 배양시 균사체의 직경이 약 82 mm 정도에 이르는 것으로 나타났다. 이 결과는 상기의 SAM 실험에서 최적농도로 제시한 배지조성과 매우 유사한 것으로 확인되었는데, 이로부터 최종적인 RSM 실험을 수행하기 전에 최적 농도의 근사치를 추정하기 위해서 수행한 SAM 실험이 매우 효율적이었음을 확인할 수 있었다. 또한 배지 최적화 결과 고체성장배양에서의 성장속도의 증가로 인해 배양기간을 기존의 15~20일에서 8일로 획기적으로 줄일 수 있게 되어, 짧은 시간 내에 대규모 균주 선별과 각 균주의 단백다당체의 생산성 확인이 가능하게 되었다.
본 연구는 컨조인트 분석에서 고려하고자 하는 속성의 수가 많은 경우 속성들의 병합을 통해 문항 당 묻는 속성의 수를 줄이는 방법을 제안한다. 속성 병합에 의한 문항 설계의 경우에 각 문항에 대한 응답자의 더욱 일관된 응답을 기대할 수 있어서 응답의 정확도를 높일 수 있다는 점에서 제안된 방법의 의의를 찾을 수 있다. 사례분석으로 2수준과 3수준 속성이 각각 4개인 $2^4{\times}3^4$ 문항 설계를 위하여 제안된 속성 병합 설계를 이용하여 블록의 크기가 36인 블록화 $6^4$ 설계를 생성하고, 각각의 문항에 대한 응답자들의 선호도 점수를 시뮬레이션 모형에 의해 생성하기 위해 주효과 A, C, V, W와 이인자 교호작용효과 AV, AW를 이용한 효용함수를 가정한다. 축차적인 변수 선택법과 모형 선택 기준에 따라서 1000회 반복된 시뮬레이션 모형에 의해 생성된 문항 자료를 분석하여 각 방법의 power를 비교한 결과, 보수적으로 변수를 선택하는 방법인 BIC를 기준으로 한 변수선택법과 유의수준을 0.01로 하는 본페로니 보정된 유의 수준값을 사용한 전진적 선택법이 적절한 모형 선택 방법으로 추천된다. 속성 병합 설계를 사용하는 경우에는 병합된 속성들 간의 교호작용효과를 추정할 수 없게 된다는 단점이 있다. 특정한 속성들 간의 교호작용효과가 존재할 가능성이 높다고 알려진 경우에는 실무 담당자들이 속성 병합 설계시에 병합되는 속성들의 배치를 조절해 잠재적인 속성들의 이인자 교호작용효과들은 추정가능하게 함으로써 이 문제는 해결 할 수 있다.
Cho, Sangbuem;Mbiriri, David Tinotenda;Shim, Kwanseob;Lee, A-Leum;Oh, Seong-Jin;Yang, Jinho;Ryu, Chaehwa;Kim, Young-Hoon;Seo, Kang-Seok;Chae, Jung-Il;Oh, Young Kyoon;Choi, Nag-Jin
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제27권11호
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pp.1652-1662
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2014
The present study investigated the optimum blending condition of protected fat, choline and yeast culture for lowering of rumen temperature. The Box Benken experimental design, a fractional factorial arrangement, and response surface methodology were employed. The optimum blending condition was determined using the rumen simulated in vitro fermentation. An additive formulated on the optimum condition contained 50% of protected fat, 25% of yeast culture, 5% of choline, 7% of organic zinc, 6.5% of cinnamon, and 6.5% of stevioside. The feed additive was supplemented at a rate of 0.1% of diet (orchard grass:concentrate, 3:7) and compared with a control which had no additive. The treatment resulted in lower volatile fatty acid (VFA) concentration and biogas than the control. To investigate the effect of the optimized additive and feed energy levels on rumen and rectal temperatures, four rumen cannulated Hanwoo (Korean native beef breed) steers were in a $4{\times}4$ Latin square design. Energy levels were varied to low and high by altering the ratio of forage to concentrate in diet: low energy (6:4) and high energy (4:6). The additive was added at a rate of 0.1% of the diet. The following parameters were measured; feed intake, rumen and rectal temperatures, ruminal pH and VFA concentration. This study was conducted in an environmentally controlled house with temperature set at $30^{\circ}C$ and relative humidity levels of 70%. Steers were housed individually in raised crates to facilitate collection of urine and feces. The adaptation period was for 14 days, 2 days for sampling and 7 days for resting the animals. The additive significantly reduced both rumen (p<0.01) and rectal temperatures (p<0.001) without depressed feed intake. There were interactions (p<0.01) between energy level and additive on ruminal temperature. Neither additive nor energy level had an effect on total VFA concentration. The additive however, significantly increased (p<0.01) propionate and subsequently had lower acetate:propionate (A/P) ratios than non-additive supplementation. High concentrate diets had significantly lower pH. Interactions between energy and additive were observed (p<0.01) in ammonia nitrogen production. Supplementation of diets with the additive resulted in lower rumen and rectal temperatures, hence the additive showed promise in alleviating undesirable effects of heat stress in cattle.
스크류조합을 달리한 실험실용 twin-screw extruder를 사용하여 corn grit를 원료 투입량($30{\sim}60\;kg/hr$), 스크류 회전속도($200{\sim}400\;rpm$) 및 die hole 수($2{\sim}6$개) 범위에서 압출하면서 측정된 system parameters(압출온도, 기계적 에너지 소모율, 평균 체류시간)가 압출물의 특성을 나타내는 target parameters(수분 증발량, 수분 용해도지수 및 수분 흡착지수)에 미치는 영향을 스크류 조합별과 전체 실험결과를 다중회귀분석을 통하여 회귀식으로 나타내면, 스크류조합별 관계식에서는 상관계수가 0.90 이상 이었으며, 구획하지 않은 전체 회귀식에서는 0.80 정도의 상관계수를 보였다. 이상의 결과는 system analysis approach을 이용하면, 상이한 extruder사이의 조업자료 중 system parameters의 분석을 통하여 목적 제품의 특성을 예측할 수 있는 가능성을 보여준다고 생각된다.
15% 비율로 가수한 corn grit 원료를 reverse element 수를 달리한 스크류 조합을 사용한 실험실용 동방향 회전 이축 압출성형기로 extrusion cooking할 때, 각 스크류 조합에서 원료 투입량($30{\sim}60\;kg/hr$), 스크류 회전속도($200{\sim}400\;rpm$) 및 die hole 수($2{\sim}4$개) 등의 process parameters 변화에 대한 system parameters(압출온도 및 압력, 기계적 에너지 소모율 및 평균체류시간)의 변화 양상을 다중회기분산 분석을 통하여 분석하였다. 원료 투입량이 증가할 수록, 압출온도, 기계적 에너지 소모율 및 평균체류시간이 감소하는 경향을 보인 반면에 알출압력은 증가하였다. 그리고, 스크류 회전속도가 증가할 수록, 압출온도, 기계적 에너지 소모율 및 압출압력이 증가하는 경향을 보였으나, 평균체류시간은 감소하였다. 그러나 die hole 수가 증가할 수록, 측정한 4가지 system parameters는 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 경향은 reverse element의 수를 증가시킨 스크류 조합을 사용한 경우에 더욱 뚜렸이 나타나는 결과를 보여 주었다. 이상의 결과를 각 스크류 조합에서 각각의 system parameters와 process parameters를 독립변수로 하는 함수식으로 나타낼 수 있었고, 이 때 각 함수식의 상관관계는 0.90 이상 이었다.
재배국인 소국의 꽃잎을 이용하여 우수한 품질특성의 에탄올추출물을 얻고자 반응표면분석에 의해 추출조건을 최적화 하였다. 중심합성계획에 따라 시료에 대한 용매비$(X_1)$, 에탄올 농도$(X_2)$, 추출시간$(X_3)$을 요인변수로 하고 추출물의 특성 즉, 황색도$(Y_1)$, 카로티노이드 함량$(Y_2)$, 가용성고형분$(Y_3)$, 페놀성 화합물 함량$(Y_4)$, 전자공여능$(Y_5)$, 관능적 색과 향$(Y_6,\;Y_7)$을 각각 종속변수로 하여 $60^{\circ}C$에서 추출을 실시하였다. 각 조건별 실험결과를 회귀분석하여 3차원 반응표면분석을 실시하여 본 결과, 종속변수들에 대한 결정계수$(R^2)$는 $0.8223{\sim}0.9965$ 범위로 나타났다. 추출물의 기능적 특성들을 극대화하기 위한 최적추출조건은 황색도가 시료에 대한 용매비 115 mL/g, 에탄올 농도 97%, 추출시간 18 hr, 카로티노이드 함량 145 mL/g, 50%, 12 hr, 가용성고형분 147 mL/g, 48%, 17 hr, 페놀성 화합물 함량 116 mL/g, 68%, 17 hr, 전자공여작용 110 mL/g, 98%, 14 hr, 관능적 색은 101 mL/g, 48%, 54 hr에서, 향은 109 mL/g, 54% 및 4 hr 조건일 때 최대값을 나타내었다. 추출물의 여러 기능적 특성을 고려한 추출조건 범위를 최적화 해 본 결과 시료에 대한 용매비 $103{\sim}122\;(mL/g)$, 에탄올 농도 $64{\sim}78\;(%)$, 추출시간 16 (hr)로 나타났다. 최적조건에서 얻어진 에탄올 추출물의 예측값들은 실제 측정값과 유사한 수준으로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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