• 한국안전학회지
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• 제34권1호
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• pp.27-33
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• 2019

Combustion characteristics of gasoline/ethanol fuel were investigated both numerically and experimentally for vehicle fire safety. The numerical simulation was performed on the well-stirred reactor (WSR) to simulate the homogeneous gasoline engine and to clarify the effect of ethanol addition in the gasoline fuel. The simulating cases with three independent variables, i.e. ethanol mole fraction, equivalence ratio and residence time, were designed to predict and optimized systematically based on the response surface method (RSM). The results of stoichiometric gasoline surrogate show that the auto-ignition temperature increases but NOx yields decrease with increasing ethanol mole fraction. This implies that the bioethanol added gasoline is an eco-friendly fuel on engine running condition. However, unburned hydrocarbon is increased dramatically with increasing ethanol content, which results from the incomplete combustion and hence need to adjust combustion itself rather than an after-treatment system. For more tangible understanding of gasoline/ethanol fuel on pollutant emissions, experimental measurements of combustion products were performed in gasoline/ethanol pool fires in the cup burner. The results show that soot yield by gravimetric sampling was decreased dramatically as ethanol was added, but NOx emission was almost comparable regardless of ethanol mole fraction. For soot morphology by TEM sampling, the incipient soot such as a liquid like PAHs was observed clearly on the soot of higher ethanol containing gasoline, and the soot might be matured under the undiluted gasoline fuel.

• Advances in nano research
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• 제10권1호
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• pp.77-90
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• 2021

In the present study, novel chitosan coated magnetic magnetite (Fe3O4) nanoparticles were successfully biosynthesized from mushroom, Agaricus campestris, extract. The obtained bio-nanocomposite material was used to investigate ultra-fast and highly efficient for removal of Ni2+ ions in a fixed-bed column. Chitosan was treated as polyelectrolyte complex with Fe3O4 nanoparticles and a Fungal Bio-Nanocomposite Material (FBNM) was derived. The FBNM was characterized by using X-Ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDS), Fourier Transform Infrared spectra (FTIR) and Thermogravimetric Analysis (TGA) techniques and under varied experimental conditions. The influence of some important operating conditions including pH, flow rate and initial Ni2+ concentration on the uptake of Ni2+ solution was also optimized using a synthetic water sample. A Central Composite Design (CCD) combined with Response Surface Modeling (RSM) was carried out to maximize Ni2+ removal using FBNM for adsorption process. A regression model was derived using CCD to predict the responses and analysis of variance (ANOVA) and lack of fit test was used to check model adequacy. It was observed that the quadratic model, which was controlled and proposed, was originated from experimental design data. The FBNM maximum adsorption capacity was determined as 59.8 mg g-1. Finally, developed method was applied to soft drinks to determine Ni2+ levels. Reusability of FBNM was tested, and the adsorption and desorption capacities were not affected after eight cycles. The paper suggests that the FBNM is a promising recyclable nanoadsorbent for the removal of Ni2+ from various soft drinks.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권7호
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• pp.892-901
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• 2022

The rising demand for carotenoids can be met by microbial biosynthesis as a promising alternative to chemical synthesis and plant extraction. Several species of lactic acid bacteria (LAB) specifically produce C₃₀ carotenoids and offer the added probiotic benefit of improved gut health and protection against chronic conditions. In this study, the recently characterized Lactiplantibacillus plantarum subsp. plantarum KCCP11226^T produced the rare C₃₀ carotenoid, 4,4'-diaponeurosporene, and its yield was optimized for industrial production. The one-factor-at-a-time (OFAT) method was used to screen carbon and nitrogen sources, while the abiotic stresses of temperature, pH, and salinity, were evaluated for their effects on 4,4'-diaponeurosporene production. Lactose and beef extract were ideal for optimal carotenoid production at 25℃ incubation in pH 7.0 medium with no salt. The main factors influencing 4,4'-diaponeurosporene yields, namely lactose level, beef extract concentration and initial pH, were enhanced using the Box-Behnken design under response surface methodology (RSM). Compared to commercial MRS medium, there was a 3.3-fold increase in carotenoid production in the optimized conditions of 15% lactose, 8.3% beef extract and initial pH of 6.9, producing a 4,4'-diaponeurosporene concentration of 0.033 A₄₇₀/ml. To substantiate upscaling for industrial application, the optimal aeration rate in a 5 L fermentor was 0.3 vvm. This resulted in a further 3.8-fold increase in 4,4'-diaponeurosporene production, with a concentration of 0.042 A₄₇₀/ml, compared to the flask-scale cultivation in commercial MRS medium. The present work confirms the optimization and scale-up feasibility of enhanced 4,4'-diaponeurosporene production by L. plantarum subsp. plantarum KCCP11226^T.

• Applied Biological Chemistry
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• 제42권3호
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• pp.218-222
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• 1999

자당지방산에스테르(SE), 이소말토올리고당(IO) 또는 글리세린(GL)을 첨가한 백설기를 7일간 저장한 후 저장온도, 수분함량 및 첨가물의 농도에 따른 백설기의 텍스쳐에 미치는 영향을 경도, 응집성 및 씹힘성의 관점에서 반응표면 분석법으로 비교분석하였다. SE첨가 백설기 경도는 20, 50 및 $80^{\circ}C$의 저장온도에서 등고선 값은 각각 $1500{\sim}3200,\;500{\sim}1300$ 및 $100{\sim}400\;g_f$로 저장온도가 올라감에 따라서 급격히 감소하였다. $20^{\circ}C$ 및 $50^{\circ}C$의 저장에서는 수분함량과 SE농도 증가에 따라서 경도는 감소하였으나 $80^{\circ}C$의 고온저장에서는 수분함량 증가나 SE첨가효과가 거의 나타나지 않았다. IO나 GL첨가 백설기의 경도는 일반적으로 저장온도가 높아질수록 수분함량 및 첨가물 농도가 증가할수록 감소를 나타내었다. 백설기의 경도에 미치는 영향은 저장온도, 수분함량, 첨가물농도 순이었으며 저장온도 조절이 백설기의 저장성 향상에 가장 효과적이라는 것을 의미한다. 응집성 측면에서 SE 또는 GL첨가 백설기는 저장온도가 $20^{\circ}C$에서 $50^{\circ}C$로 높아짐에 따라서 응집성 증가를 보였으나 $50^{\circ}C$와 $80^{\circ}C$의 저장온도간에는 차이가 거의 없었다. 또한, 수분함량이 40%부근에서 높은 응집성을 나타내었으며 GL첨가 백설기는 농도가 0.5%부근에서 낮은 값을 보였다. 저장온도, 첨가물 농도 및 수분함량 순으로 백설기의 응집성에 영향을 미쳤다. 씹힘성은 첨가물의 종류에 관계없이 저장온도가 높아질수록, 수분함량과 첨가물 농도가 증가할수록 감소하였다. 씹힘성에 영향을 미치는 정도는 저장온도, 수분함량, 첨가물 농도 순이었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권1호
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• pp.66-71
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• 2010

조선시대 동의보감, 향약구급방 등의 보급으로 건강 증진을 위해 다양한 과실차가 보급되었다. 최근 웰빙의 영향으로 과실차에 대한 관심이 높아지고 있으나 표준 제조법이 설정되지 않아 과실차 제조법의 표준화가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전통 과실차 중 포도차의 복원 및 상품화를 위하여 반응표면분석법으로 제조방법을 설정하였다. 포도차는 포도즙, 배즙, 생강 전강즙 및 꿀이 주재료이며, 포도즙, 배즙, 생강 전강즙 및 꿀의 당도는 12.3, 14.1, 3.3 및 75 Brix로 나타났다. 40~50대를 대상으로 가수량에 따른 관능검사를 실시한 결과 가수량 100%와 150%구간에서 유의적인 차이는 없었으나 150%구간에서 높은 수치를 나타내었으며, 생강맛과 단맛이 전반적인 기호도에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 생강 전강즙과 꿀을 독립변수로 하여 제조조건에 따른 색, 향, 맛 및 전반적인 기호도를 회귀분석한 결과 $R^2$는 각각 0.8411, 0.6717, 0.9499 및 0.9015이었다. 전통 포도차 제조의 최적 배합비 범위를 얻기 위해 contour map을 superimposing한 결과, 포도즙 28%, 배즙 9%, 가수 60%일 때 생강즙 0.46~0.69%, 꿀 3.85~5.20%로 예측되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제42권4호
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• pp.398-406
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• 2010

분자압축탈수 방법을 이용하여 기존의 다른 건조방법보다 우수한 탈수 및 건조된 생강을 얻고자 생강을 이용한 분자압축탈수법에 탈수제(maltodextrin) 첨가량, 탈수시간, 절단 두께를 다르게 한 후 반응표면분석법으로 최적화하여 생강의 탈수 및 건조 최적조건을 얻고자 하였다. 분자압축탈수 방법을 이용한 생강의 탈수제 첨가량을 증가시킬수록 탈수율, 복원율, 관능적 특성의 외관(external), 향기(flavor), 조직감(texture) 및 전체적인 기호도(overall acceptability) 등은 증가하였으나 색(color)의 경우 낮아졌다. 또한 탈수시간, 절단 표면을 증가시킬수록 탈수율, 복원율, 관능적 특성이 증가하는 경향을 나타내었다. 분자압축탈수를 이용한 생강의 최적조건 범위는 탈수제 첨가량이 70-82%, 탈수시간이 5.2-9.2시간 이고 절단 두께가 1.0-1.2 mm로 설정되었다. 따라서 분자 압축탈수 방법을 이용한 생강의 최적 탈수 및 건조조건은 탈수제 첨가량이 76%, 탈수시간 7.2시간, 절단 두께 1.1 mm가 적당한 것으로 나타났다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제31권4호
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• pp.395-404
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• 2015

본 연구에서는 명월초 우육 소시지를 개발하여 품질특성 및 관능적 특성의 최적화를 통하여 생리활성을 갖는 식품 소재를 이용한 기능성 우육 소시지로서의 식품 개발 가능성을 타진해보고자 하였다. 1. 명월초 우육 소시지의 제조를 위하여 명월초 분말과 올리브유(B)의 양을 독립변수로 설정하였으며 Design-Expert version 8 프로그램(Stat-Ease, Inc.)을 이용하여 실험을 설계하고 결과를 분석한 후 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율을 도출하였다. 2. 명월초 우육 소시지의 이화학적 실험결과 염도(p<0.01)와 수분함량(p<0.001)의 항목에서 유의적 차이를 보였다. 명월초 분말의 첨가량이 증가할수록 pH와 수분함량은 감소하였으나 염도는 큰 변화가 없었다. 올리브유의 첨가량이 증가할수록 pH는 감소하였고, 수분함량은 큰 변화가 없었고, 염도는 크게 감소하다가 조금 증가하였다. 3. 명월초 우육 소시지의 기계적 특성을 알아보기 위하여 가열감량, 색도(명도, 적색도, 황색도)와 조직감(경도, 부착성, 탄력성, 씹힘성, 검성, 응집성)을 측정하였다. 가열감량(p<0.01), 색도 중 a값(p<0.01), b값(p<0.05)의 유의성이 인정되었고, 조직감에서는 씹힘성(p<0.001)과 응집성(p<0.01) 항목에서 유의성이 인정되었다. 명월초 우육 소시지의 부착성, 씹힘성, 검성, 응집성은 올리브유의 첨가량이 증가할수록 크게 감소하였고, 씹힘성과 검성은 명월초 분말에 비해 올리브유의 첨가량이 큰 영향을 받았다. 4. 명월초 우육 소시지의 관능적 최적점을 도출하기 위하여 색, 풍미, 맛, 부드러움, 조직감, 전반적인 기호도의 관능검사 분석 결과 색(p<0.05), 풍미(p<0.05), 부드러움(p<0.05), 조직감(p<0.01), 전반적인 기호도(p<0.01) 항목에서 유의적인 결과를 나타내어 모델의 적합성이 인정되었고 맛에 대한 기호도는 유의적이지 않았다. 모든 항목에서 명월초 분말과 올리브유의 첨가량이 증가할수록 점차 증가하다가 일정 시점 이후로 감소하였다. 5. 명월초 우육 소시지의 최적화는 독립변수인 명월초 분말(A)과 올리브유(B)의 범위 내에서 관능검사 항목 중 유의적으로 나온 결과만을 최대로 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점을 예측한 결과, 명월초 분말 2.1 g, 올리브유 7.06 g으로 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율로 산출되었다.

• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1295-1306
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• 2012

Carboxymethylcellulase를 생산하는 미생물을 해수에서 분리하여 16S rDNA의 염기서열을 분석하고 계통 발생학 방법으로 비교한 결과, Bacillus atrophaeus로 확인되었다. 이 해양 미생물을 B. atrophaeus LBH-18로 명명하였으며 response surface method (RSM)를 사용하여 carboxymethylcellulase의 생산 조건을 최적화하였다. 이 균주의 생육에 최적인 미강, 펩톤 및 배지의 초기 pH는 68.1 g/l, 9.1 g/l 및 7.0이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 조건은 각각 55.2 g/l, 6.6 g/l 및 7.1이었다. 이 균주의 생육과 carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 온도는 $30^{\circ}C$이었다. 이 균주의 생육에 최적인 생물배양기의 교반속도 및 통기량은 324 rpm 및 0.9 vvm이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 조건은 각각 343 rpm 및 0.6 vvm이었다. 파이롯트 규모의 생물배양기를 사용하여 실험한 결과, 이 균주의 생육과 carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 내압은 0.06 MPa이었다. 최적 조건의 내압으로 배양한 결과, 이 균주의 carboxymethylcellulase의 생산성은 127.5 U/ml이었으며, 이 결과는 내압을 가하지 않고 배양한 경우에 비하여 1.32배 향상된 것이다. 본 연구를 통하여 쌀 도정 공정의 부산물인 미강을 기질로 개발하였으며 해양 미생물을 사용하여 carboxymethylcellulase의 생산기간을 7~10일에서 3일로 단축시켰다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권3호
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• pp.255-264
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• 2022

자생 희귀콩의 한 종류인 납떼기콩(Glycine max landrace)의 활성 성분을 확인하고 이의 친환경적인 추출 방법으로 초음파 추출 방법을 도입하였다. 납떼기콩 추출물에 대한 성분 분석을 통해 기존 일반콩에서는 발견되지 않은 에피카테킨 성분을 확인하였다. 초음파를 활용한 효과적인 추출을 위해 통계학적 분석 방법인 반응 표면 분석법을 이용하여 주요 추출 조건을 최적화를 수행하였다. Box-Behnken design 프로세스를 통해 추출온도, 추출용매/용질의 비율, 추출 시간을 핵심 독립 변수로 하는 15가지 실험이 수행되었다. 두 가지 종속변수인 에피카테킨 함량과 총 이소플라본 함량에 대한 2차 회귀식과 이의 결정 계수는 각각 R² = 0.9939 와 R² = 0.9844로 높게 확인되어 상호 관계가 높은 유의성을 보이는 것으로 확인되었다. 이 두 가지 종속 변수의 최대 기대치를 만족하는 추출 조건은 추출온도 40.4 ℃, 추출용매/용질의 비율 19.3 times 및 추출 시간 91 sec 로 예측되었다. 이에 대한 에피카테킨 함량과 총 이소플라본 함량의 기댓값과 실제 실험값이 유사한 결과로 확인되어 높은 신뢰성이 있는 최적화 모델임을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권6호
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• pp.762-767
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• 2009

해외 열대작물 씨앗에서 추출한 식물성 오일을 이용하여 바이오디젤을 생산하고 물성분석을 통해 차량연료로서의 사용가능성을 검토하는 연구를 수행하였다. 유리지방산 함량이 높은 열대작물 오일의 효율적인 바이오디젤 생산을 위해서는 유리지방산을 산촉매로 에스테르화한 후 전이에스테르화 반응하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리(에스테르화) 반응에 적합한 촉매를 선정하기 위해 3가지 산 촉매의 비교실험 수행 결과 황산이 최적 촉매임을 확인하였고, 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 도출한 최적 반응조건은 황산 촉매 0.982%와 메탄올 26.7%로 나타났다. 전이에스테르화 반응에 대한 최적화 실험을 반응표면분석법에 근거하여 수행하고, 결과로 KOH 촉매 1.24%, 메탄올 22.76%로 확인되었지만 본 연구팀의 선행 실험의 반응조건(KOH 0.8%)보다 과량의 촉매가 투입된 것으로 나타났다. 이에 대한 확인실험으로 메탄올과 촉매 투입량에 대한 추가 실험을 수행하였으며, 그 결과로서 최적 반응조건으로 KOH 촉매 0.8%와 메탄올:오일 몰비 6.2:1로 도출하였으며 반응생성물의 분석결과 지방산 메틸에스테르(fatty acid methyl ester, FAME) 100.8%, 산가 0.45 mgKOH/g, 수분 0.00%, 산화안정성 0.70 h, 총 글리세롤 함량 0.04%, Mono-glyceride 함량 0.04%, Di-glyceride 함량 0.01%, Tri-glyceride 함량 0.00%, 동점도($40^{\circ}C$에서) $4.041mm^2/s$, 저온필터막힘점 $1.0^{\circ}C$로 주요 바이오디젤 품질규격을 만족하는 것으로 나타났다.