• 유기물자원화
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• 제11권4호
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• pp.105-113
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• 2003

반응이 진행되는 동안 적절한 희석율(dilution rate; D)을 유지시키는 것은 성공적인 반응조 운전에 있어 필수적이다. 높은 희석율은 미생물의 유실을 가져오며 또한 낮은 희석율은 유기산의 축적으로 인한 product inhibition을 발생시키기 때문에, 높은 효율의 수소를 생산하는데 제한요소가 된다. 그러므로, 본 연구에서는 희석율의 조절을 통한 음식물쓰레기의 산발효 시 효율향상에 대한 연구를 실시하였다. 운전초기(1-2일)에는 단순유기물의 급속산화가 일어나기 때문에 유기산의 축적과 pH 저하가 발생하기 쉽지만, 최적의 초기 희석율로 보고된 $4.5d^{-1}$에서는 초기 이틀동안 적절한 유기산의 농도와 pH가 유지될 수 있었다. 그리고 이때의 뷰틸산/초산(B/A)의 값도 3.2이상의 높은 값이 유지되었다. 하지만 희석율의 조절없이 $4.5d^{-1}$로 계속 유지된 경우에는 단순 유기물의 감소로 인해 2일째 이후에는 유기산의 감소와 pH의 증가가 발생하였다. 또한 미생물의 유실이 많이 발생하였고, 수소발생도 크게 감소하였다. 그러나, 희석율을 $4.5d^{-1}$에서 $2.3d^{-1}$로 변화시킨 경우에는 반응조의 거동특성이 크게 향상되었다. 다른 희석율로 변화시킨 경우와 비교했을 때, 운전 4일째부터 7일째까지 2.0 이상의 가장 높은 뷰틸산/초산 (B/A) 값을 보여주었고 가장 큰 수소발생의 증가가 나타났다. 그 결과, 수소발효의 효율도 70.8%까지 크게 증가하였다. 이것은 적절한 희석율의 변화가 미생물성장에 알맞은 환경을 조성하였기 때문으로, 이 때 제거된 COD는 각각 수소(19.3%), 유기산(36.5%), 에탄올(15.0%)로 전환되었다. 그러므로 분해단계에 따른 적절한 희석율의 조절전략은 수소발효의 효율을 향상시키는데 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.391-397
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• 2011

수소가 매력적인 연료로 각광받기 시작하면서 수요가 급증하였으며 이에 대응하여 수소 생산 기술에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 산소-메탄올 비율에 따른 연료전지용 메탄올 개질기의 반응 효율을 알아보았다. 각각의 촉매 배열에 따른 산소-메탄올의 비율($O_2/CH_3OH$)의 영향을 알아보기 위해 $O_2/CH_3OH$를 0.1에서 0.4까지 0.05씩 증가시켜 반응기의 온도, 변환율, 효율에 관한 실험을 수행하였다. $O_2/CH_3OH$가 0.15에서 0.2로 증가할 때 촉매층(catalyst bed)의 온도도 증가하며, 흡열 반응이 발열반응으로 변하여 반응기의 온도를 상승시켜 촉매 점화에 따라 온도는 $235^{\circ}C$정도 급상승한 $500^{\circ}C$가 된다. 반응기의 성능은 $O_2/CH_3OH$에 크게 의존하며 이론적 연구에서 $O_2/CH_3OH$는 0.23이었으나 실험 결과는 30 % 높은 0.30일 때 최적의 성능을 나타내었다. 이것은 혼합기체의 농도차이, 반응속도, 촉매, 반응기의 열손실, 반응 시 생성된 생성물 등의 변화 때문인 것으로 여겨진다.

• 한국수산과학회지
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• 제23권4호
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• pp.280-288
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• 1990

마른 김의 배소(焙燒) 및 배소김의 저장중에 일어나는 색소(chlorophyll a, carotenoid 및 biliprotein). Trypsin Tndigestible Substrate(TIS) 및 dietary fiber 등 성분들의 변화를 측정하고 색소단백, TIS 및 소화율과의 관계를 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다 1. 마른김을 $50,\;70,\;90,\;100,\;120^{\circ}C$ 에서 각각 1시간 가열처리하였을 때 chlorophyll a와 carotenoid는 비교적 안정하여 $120^{\circ}C$ 에서도 $85\%$이상의 잔존량을 보였다. 그러나 biliprotein은 매우 불안정하여 $70^{\circ}C$에서 $60\%$ $100\~120^{\circ}C$에서는 $20\~10\%$의 잔존량에 불과하였다. Chlorophyll a는 carotenoid보다 다소 안정하였고 biliprotein 색소중에서는 phycoerythrin보다 phycocyanin이 더 불안정하였다. 2. TIS는 열에 대하여 비교적 안정하였는데 $100^{\circ}C$ 이상에서 $10\%$감소하였고 소화율은 대조시료가 $80\%,\;100^{\circ}C$ 처리시료에서는 $85\%$로 증가하였다. TIS의 감소와 소화율의 증가는 색소 단백의 감소와 상관관계를 보였다. 3. 열처리중에 insoluble dietary fiber(IDF)가 다소 감소하는 경향을 보였으나 온도별 영향은 크지 않은 반면에 soluble dietary fiber(SDF)는 열처리 온도가 높을수록 다소 증가하는 경향을 보였다. 4. 배소김을 실온에서 20주간 저장하였을 때 chalorophyll a는 aw 0.65의 경우 약 $20\%$ aw 0.1에서는 $75\%$이상, carotenoid의 경우 aw 0.1일때 $40\%$, aw 0.65일 때 $2\%$ 정도와 잔존량을 보여 저장중 크게 감소하는 반면, biliprotein 색소는 안정하였다. 5. 저장중 TIS는 aw 0.65일 때 $15\%$ 정도가 감소하였고 같은 조건에서 소화율은 $92\%$로 증가하여 TIS와 소화율과의 관계를 나타내었고 SDF는 점차 증가하여 12주 경부터 상당한 변화를 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.535-543
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• 2022

실리콘 카바이드 입자(평균 입도 123 ㎛)의 유동층 태양열 흡열기의 성능 및 효율에 영향을 미치는 입자 거동 해석을 위해 MP-PIC 모델을 이용하여 전산모사를 수행하였고, 기존 실험결과와의 비교를 통해 검증하였다. 특히, 본 연구에서는 실험적으로 접근하기 어려운 유동층 표면 부근에서의 거동을 모사함으로써 흡열 성능과 입자 거동과의 상호 영향을 분석하였다. CPFD 모사결과는 입자층 및 프리보드에서의 평균 고체체류량과 압력요동 등 수력학적 특성 실험결과를 잘 예측하였다. 입자 흡열기에서 1차적으로 태양열 에너지를 흡수하여 층 내부로 전달하는 층 표면 부근에서의 국부 고체체류량은 입자층 내 기포거동에 따라 중심부에서 상대적으로 낮은 값을 나타내는 불균일 분포를 나타내었다. 프리보드 영역에서 국부 고체체류량은 기체속도가 증가할수록 축방향과 각 높이에서의 횡방향에서 불균일성이 증가하였고, 이는 입자 흡열기의 프리보드 영역 내 비산된 입자에 의해 반사된 태양광 에너지 손실과 연관된 압력강하 상대표준편차 증가의 원인임을 나타내었다. 입자 흡열기 내 기체속도 증가에 따른 국부적인 기체 및 입자 속도의 변화에 대한 고찰을 통해, 유동층 내 국부적인 입자거동 특성은 Geldart B 입자 물성과 관련된 입자층 내 기포 거동과 밀접하게 연관됨을 확인하였다. 유동층 입자 흡열기의 성능 척도인 일사량 당 유동기체의 출입구 온도차(∆T/I_DNI)는 입자 층 표면 및 표면 상부 프리보드 영역 내 압력요동 RSD와 상관관계가 매우 높음을 확인하였고, 이 결과는 흡열기 성능 개선에 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.134-144
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• 2024

본 연구는 7대 온실가스 중 하나인 HFC-134a를 효과적으로 분해하기 위한 촉매로써 산업 부산물인 red mud를 상업적으로 사용하기 위한 기계적 안정성 향상에 관한 것이다. 알루미늄 공정에서 배출한 산업용 폐기물인 red mud는 분쇄-분취-압축-성형-소성 공정으로 HFC-134a 분해가 가능한 촉매 제조가 가능하였는데, 소성을 통해 촉매 성능 향상 및 기계적 안정성을 확보할 수 있었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위하여, 펠렛형태로 압축성형한 red mud는 머플퍼니스를 이용하여 300, 600, 800 ℃에서 5시간 소성하여 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인하였는데, 기계적 안정성은 증류수에 촉매를 담근 후 초음파 처리 전후 무게 손실률로 확인하였다. 열처리에 따른 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인한 결과 800 ℃에서 소성한 촉매(RM 800)가 기계적 안정성은 물론 촉매활성 또한 가장 우수하였다. RM 800 촉매를 사용한 촉매 성능 및 100시간 동안 수행한 내구성 측정 결과 650 ℃에서 1 mol% HFC-134a를 99% 이상 분해하였고, 내구성 측정 기간동안 촉매성능 저하는 관찰할 수 없었다. XRD 분석 결과 800도 소성 후 Ca, Si, 및 Al의 상호작용으로 인해 기계적 강도와 활성 향상에 영향을 미치는 트라이 칼슘알루미네이트와 게레나이트 결정상이 나타났다. 내구성을 측정한 촉매 SEM/EDS 분석 결과 RM 800 촉매는 HFC-134a 분해로 인한 활성물질 저감 및 형상변화가 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 산업폐기물인 red mud는 경제성이 매우 높고 분해효율 및 기계적 안정성 또한 매우 높아 폐냉매 처리를 위한 촉매로써 상용화가 가능할 것으로 기대한다.

• 한국산림과학회지
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• 제10권1호
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• pp.29-39
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• 1970

산화(山火)는 임업(林業)에 있어서 일시적(一時的)으로 장구(長久)한 시일(時日)에 육성(育成)된 삼림(森林)을 순간적으로 황폐시킴으로 임업경영(林業經營)에 있어서 중대(重大)한 문제가 아닐 수 없으며 국가적(國家的)으로도 막대(莫大)한 손실(損失)을 갖어오는 것이다. 이러한 중대(重大)한 문제를 해결(解決)하기 위하여 선진국가(先進國家)에서는 다각도(多角度)로 문제점이 연구(硏究)되고 있으나 산화후(山火後)에 자연상태(瓷硯狀態)에서 생태학적(生態學的)인 연구(硏究)는 극히 짧은 역사(歷史)를 가지고 있으며 우리 나라에서는 이 방면(方面)의 연구(硏究)가 이제 시작이 되어 본인(本人)은 1967년(年)부터 강원도(江原道) 춘성군(春城郡) 서면(西面) 덕두원(德斗院)에 소재(所在)한 삼악산(三岳山)에 약(約)5ha의 면적(面積)이 산화(山火)로 인(因)하여 불탄 장소(場所)를 택(擇)하여 산화후(山火後)의 잔여종자(殘餘種子)의 발아율(發芽率)에 대한 조사시험(調査試驗)을 다음과 같이 연구(硏究)하였다. 1. 종자수(種子數)에 있어서 비교구(比較區) 740개(個)에 비(比)하여 시험구(試驗區)는 537개(個)의 차이(差異)를 가져온 것은 Quadrat를 설치(設置)한 위치(位置)의 차(差)도 다소(多少) 있으리라 믿으나 주(主)된 원인(原因)은 산화(山火)로 인(因)하여 일부(一部) 종자(種子)는 소각(燒却)된 것으로 생각되며 발아(發芽)의 비(比)는 208개(個);17개(個)로서 28.1%;3.2%로서 약(約)25%의 차(差)를 나타내고 있어 약(約)1/9이 감소(減少)된 것으로 보아 이 원인(原因)은 종자(種子)의 소각(燒却)과 상부(上部)의 고열(高熱)로 인(因)한 발아능력(發芽能力)을 상실(喪失)한 종자(種子)가 많은 것으로 생각된다(표(表)3. 4. 5) 2. Alnus japonica 종자수(種子數)는 시험구(試驗區)에서 16개(個)인데 발아율(發芽率)은 6개체(個體)(지수(指數)100)로서 가장 많은 발아율(發芽率)을 나타낸 것으로 보아서 열(熱)이 $150^{\circ}C$ 이상(以上)에서는 발아율(發芽率)을 저하(低下)시킨 것으로 생각된다(Fig. 7. 8. 9. 10. 11) 그리고 Carex Lanceolata var. Nana종(種)은 상부(上部)보다 하부(下部)의 종자수(種子數)가 많은 것은 하부(下部)(Quadrat 1. 2)의 식생군도(植生群度)가 많고 상부(上部)는 관목림(灌木林)인 관계(關係)로 Forest floor plants가 적은데 원인(原因)이 있는 것으로 본다(Fig. 9) 뿐만아니라 소형(小形)의 종자(種子)이기 때문에 토양입자(土壤粒子) 또는 자갈 속에 묻혀 불의 영향을 별(別)로 받지 않은 원인(原因)도 있는 것으로 본다. 3. Pinus densiflora의 종자(種子)는 비교구(比較區)에서는 43개(個)에서 11개(個)가 발아(發芽)되었는데 시험구(試驗區)에서는 11개중(個中) 하나도 발아(發芽)되지 않은 것으로 보아 Pinus densiflora는 차조사지(此調査地)에 출현(出現)한 종(種) 중(中)에서 열(熱)에 가장 약(弱)한 결과(結果)를 나타내고 있다(표(表)5). 4. 전반적(全般的)인 면(面)에서 발아율(發芽率)이 목본(木本)보다 초본(草本)이 높은 지수(指數)를 차지하고 있는 이유는 차조사지(此調査地)에는 초본(草本)이 대부분(大部分) 군생(群生)을 하고 있어 종자결실량(種子結實量)이 목본(木本)보다 많은데도 원인(原因)이 있다고 생각된다.(Fig. 11)

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.427-431
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• 2013

본 연구는 UVc 처리, 열수처리와 고 $CO_2$ 처리가 저온저장으로 인해 발생하는 저온장해 현상에 미치는 영향을 비교하고, 소량으로 다른 작물과 혼합 선적할 때 유지되는 $5^{\circ}C$ 이하의 저장 유통에 적용할 수 있는지 알아보기 위해 수행하였다. 각각의 처리 후 20일간 저온저장 후 상온에 5일간 저장하였다. 생체중은 MAP 조건이었던 고 $CO_2$ 처리구를 제외한 나머지 처리구에서 상온 저장후 급격히 감소하였으며, 에틸렌은 주기적으로 3% 내외의 수치를 보였다. 고 $CO_2$ 처리구는 저장 종료일인 25일에는 약 33%의 고 $CO_2$ 농도를 나타냈다. 저장 최종일에 측정한 경도는 통계적 유의성은 없었으나, 저온장해 현상이 완화되었던 열수처리에서 높았다. 저온장해 정도의 지표가 되는 전해질 용출량은 저온장해 발생온도인 $4^{\circ}C$에서는 고 $CO_2$ 처리구에서 가장 높았으며, 열수처리와 UVc처리구에서 가장 낮았는데, 비저온장해 대조구($7^{\circ}C$)와 유사한 수준이었다. 또한 저장최종일에 측정한 호흡률에서는 열수처리가 가장 낮아 저온장해가 완화되었음을 알 수 있었다. 이상의 결과로 보아 저온장해 완화 효과를 보인 열수처리와 UVc 처리는 소량으로 다른 작물과 혼합 선적할 때 유지되는 $5^{\circ}C$ 이하의 저장유통에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.246-254
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• 2017

호소, 하천 등에 다량의 영양염류의 유입과 수문학적, 지리학적, 생물학적 요소 등으로 인해 남조류가 대량 발생하게 되며 대표적 독성물질인 마이크로시스틴-LR(MC-LR)이 증가한다. MC-LR이 포함된 지표수를 적절하게 처리하기 위하여 정수처리공정에서는 고도산화공정을 적용하고 있다. 다양한 고도산화공정 중 특히 UV, $UV/H_2O_2$, $UV/O_3$, $UV/TiO_2$ 등에 대한 연구는 꾸준히 되어왔다. 기존의 UV램프의 짧은 교체주기, 수은 폐기물 발생, 큰 열 손실 등의 단점을 보완한 UV-LED를 MC-LR제거에 적용하였다. MC-LR 초기농도 $100{\mu}g/L$을 280 nm의 파장인 LED-L ($0.024mW/cm^2$)와 LED-H ($2.18mW/cm^2$)를 이용하여 산화시켰을 때 각각 최대 약 30%, 95.9%의 MC-LR 제거율을 나타냈다. LED-H를 조사 시 자연유기물 변화는 휴믹물질, UVD, SUVA가 감소하는 경향을 보였고 방향족 유기물이 지방족 유기물로 분해되어 저분자 물질이 되었다. $LED-H/H_2O_2$($H_2O_2$: 1, 2, 5, 10 mg/L)산화반응에 의한 MC-LR제거율은 LED-H 단독에 의한 MC-LR 제거율과 유사하였다. 남조류가 발생한 낙동강 원수를 대상으로 LED-L산화를 적용하여 수질분석을 통하여 특성변화를 확인하였다. DOC 및 TOC의 변화는 거의 없었으나 SUVA와 $UV_{254}$의 감소로 인하여 유기물의 분해되었으며 조류유래물질인 용존 및 총 MC-LR, geosmin, 2-MIB농도가 시간이 지남에 따라 서서히 감소하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권4호
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• pp.593-606
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• 2003

본 연구에서는 육계분과 제과부산물로 구성되는 반추가축용 TMR의 효과적인 제조 방법 모색을 위하여 총 5회의 실험을 수행하였으며, 각 실험의 내용은 다음과 같다. 실험 1: 퇴적발효 공법을 이용한 TMR의 소규모(1 ton) 제조. 실험 2: 퇴적발효 공법을 이용하여 제조된 TMR의 펠렛화. 실험 3: 퇴적발효 공법을 이용한 TMR의 현장 규모(15 ton) 제조. 실험 4: 혐기발효 공법을 이용한 TMR의 현장 규모(0.5 ton 타이콘백 이용) 제조. 실험 5: 육계분 단독 퇴적발효 후 급여 시 TMR 제조. 선별 육계분과 건조 제과부산물은 총가소화영양소(TDN) 함량이 69%(체중 200 kg의 육성 한우 요구량 충족)가 되도록 혼합되었으며, 각 실험별 처리에 따른 온도 변화, 외관적 특성 및 물리화학적 성분 변화를 분석하였다. 육계분에 제과부산물을 혼합함으로서 OM은 상당히 증가하였고(P<0.05), 과다한 단백질과 섬유소 함량은 육성우 요구량 수준으로 낮아지는(P<0.05) 등의 영양적으로 상호 보완적인 조화를 보였다. 실험 1과 3의 퇴적발효 공법 적용 시 발생된 발효열은 살균 효과를 충족시킬 정도로 상승하였으며, 공정 중의 화학적 성분상의 손실은 미미하였고, 표층의 공기 접촉 부위에 흰 곰팡이가 발생하고, 내부 고열로 인한 부분적 숯화(charring) 현상이 나타났다. 이의 펠렛화 시(실험 2) 단순 소형 펠렛기의 이용이 충분히 가능하였으며, 공정 중의 약간의 OM 손실과 ADF-CP 증가 현상이 수반되었다(P<0.05). 실험 4의 혐기발효 공법 적용 시 공정 간의 true protein : NPN 비율의 감소(P<0.05) 현상 이외에는 별다른 화학적 성분상의 차이는 없었으나, 한 달간의 발효기간만으로는 양호한 발효 성상을 보이지 못하였다. 실험 5의 육계분 단독 퇴적발효는 true protein : NPN 비율 감소(P<0.1), 섬유소 중 hemicellulose 함량 감소(P<0.05) 및 ADF-CP 함량 증가(고열로 인해)를 초래하는 경향이었고(P<0.1), 퇴적발효된 육계분을 급여 전에 제과부산물과 혼합하는 것도 위생적이고, 영양 보전적인 방법인 것으로 사료되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제43권5호
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• pp.588-596
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• 2011

강원도 삼척의 특산물인 머루의 활용도를 높이고 아울러 지역을 대표하는 향토음식을 개발하기 위한 일환으로, 본 연구에서는 머루즙을 첨가한 화전의 개발이 가능한지를 검토하였다. 먼저, 머루 화전 개발에 있어 화전에 첨가될 주요 부재료인 머루즙의 화학적 특성 및 안전성을 평가하였다. 이후, 머루즙을 농도(머루즙무첨가 화전의 수분함량을 기준으로 0, 5, 15, 30, 50%)를 달리하여 첨가하여 화전을 제조한 후, 화전의 이화학적 및 관능적 특성을 무첨가 화전과 비교함으로써, 머루의 기능성이 화전의 물성에 부정적 영향 없이 부가될 수 있는지를 평가하였다. 본 연구의 결과는 크게 다음과 같이 요약할 수 있다. 화전 제조에 사용된 삼척산 머루즙은 Ca:P의 비율이 1.6:1이고, K 함량은 Na 함량에 비해 80배 이상 높아, 영양학적으로 우수한 무기질 조성을 나타내었다. 또한, 4종 중금속 Pb, Hg, Cd, Sn에 대해 식품공전의 규격을 충족시킴으로써 중금속에 대해 높은 안전성을 나타내었다. 특히, 삼척산 머루즙 1 g은 quercetin 193.4 ${\mu}g$에 상응하는 환원력을 보유한 것으로 나타났으며, 이는 머루 열매의 대표적 항산화물질이며 기능성 색소인 안토시아닌(anthocyanin)의 높은 항산화력에서 기인한 것으로 해석되었다. 머루즙 첨가화전은 첨가농도가 높을수록 안토시아닌의 함량 증가로 화전의 명도는 낮아지고 적색도는 높아지는 결과를 나타내었다. 화전의 pH는 유기산(주석산)의 영향으로 머루즙 첨가농도에 비례하여 감소하였으며, 당도는 첨가농도에 따른 비례적 증가가 뚜렷하게 관찰되었다. 머루즙에 내재하는 당과 단백질의 영향으로 화전의 수분보유량은 머루즙 첨가군에서 유의적으로 증가하였으며, 화전을 지지는 과정 중 일어나는 수분과 유지의 교환 반응으로 조지방의 함량은 수분보유량과 반비례의 양상을 나타내었다. 머루즙 첨가는 화전의 기계적 물성치인 경도, 점착성, 저작성을 증가시켰으며 이는, 머루즙 첨가로 화전에 부가된 유기산과 당이 화전 제조 시 전분의 호화와 팽윤을 방해하였기 때문으로 해석되었다. 그러나, 머루즙 첨가로 부가된 당은 화전 내부에 더 많은 수분을 보유하게 함으로써, 머루즙 첨가 화전은 촉촉한 정도, 부드러운 정도, 쫄깃한 정도 및 종합적 기호도 등 관능적 특성 전반에 걸쳐 무첨가군에 비해 유의적으로 더 높은 기호도를 나타내었다. 특히, 머루즙 30%, 50% 첨가군이 가장 높은 기호도를 나타냄으로써, 머루즙 첨가로 화전의 관능적 특성 개선 및 기능성이 부가될 수 있음을 시사하였다.