• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제56권1호
• /
• pp.66-72
• /
• 2018

옥수수 대는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 이외에 높은 함량의 리그닌을 포함하고 있어 리그닌 분해를 통해 폴리페놀 생산이 가능하여 천연 항산화물 생산이 가능한 후보이다. 옥수수 대로부터 마이크로파 전처리를 이용해 폴리페놀과 플라보노이드 추출 증대를 위해 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 공정조건을 최적화하였다. 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 마이크로파 출력과 추출 시간 증가에 따라 유의하게 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 조건 최적화에 있어 698.6 W, 240 sec, 0 mol 조건에서 최대 TPC 82.4 mg GAE/g DM과 플라보노이드 18.1 mg QE/g DM이 예측되었다. 기존 추출법인 속실렛과 마이크로파 추출을 비교하였을 때, 마이크로파 추출이 폴리페놀과 플라보노이드 생산에 있어 13.5와 8.0배가 각각 높고 짧은 추출 시간과 낮은 에너지 소비로 기존 추출 대비 효과적인 공정임을 확인하였다. 본 연구는 옥수수 대로부터 유용물질 생산 가능성과 마이크로파 추출법이 상업화 공정 적용이 가능한 효과적인 추출법임을 확인하고 옥수수 대를 이용한 폴리페놀과 플라보노이드 생산을 통해 바이오당 생산과 더불어 부산물 크레딧을 확보하여 바이오 에탄올 가격 경쟁력을 높일 수 있는 추출공정을 제안하였다는 데 의의가 있다고 하겠다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제55권6호
• /
• pp.827-835
• /
• 2022

Commercial boiled frozen ark shell Scapharca subcrenata (BFAS) is generally used as a seasoned seafood products. One problem facing the industry is that quality decreases during thawing. This study investigated ways to improve quality and shelf-stability of BFAS for use as a non-thermally prepared seasoned seafood products. The Viable bacteria were detected in BFAS after thawing under running water, but were not detected after blanching for over 2 min at 95±5℃. Blanching and dewatering times were optimized by response surface methodology (RSM) to reduce the initial number of bacteria and improve BFAS texture. Experimental design was deemed appropriate because no significant difference (P>0.05) was observed between predicted and actual moisture content, hardness, and overall acceptance values. Optimal blanching and dewatering times were 210 s and 80 s, respectively. Optimized blanching and dewatering processes can significantly improve safety and BAFS qualities including texture. These results indicate that BFAS demand as a staple for home meal replacements can be increased by application of optimized blanching and dewatering processes, especially in Korean seafood processing companies where running water thawing is common.

• 공업화학
• /
• 제35권3호
• /
• pp.248-254
• /
• 2024

본 연구에서는 전나무와 잣나무 잎으로부터 항균특성을 갖는 기능성 물질을 추출한 후 반응표면분석법 중 중심합성 계획법(CCD-RSM)을 이용하여 최적화하였다. 최적 추출 조건은 전나무의 경우 추출온도(59.5 ℃)와 주정/초순수 부피비(69.5 vol.%)이었으며, 이때 반응치는 추출수율(13.5%), 대장균 억제직경(11.6 mm), 황색포도상구균 억제직경(9.3 mm)로 산출되었다. 또한 잣나무의 경우에는 최적 추출조건인 추출온도(59.2 ℃)와 주정/초순수 부피비(67.8 vol.%)에 서 추출수율(4.8%), 대장균 억제직경(7.9 mm), 황색포도상구균 억제직경(12.5 mm)로 산출되었다. 각 천연물의 최적조건에서 실제 실험 결과 전나무 잎의 추출수율은 13.0%, 대장균 억제직경은 11.7 mm, 황색포도상구균 억제직경은 9.2 mm로 약 ± 2.30% 오차율을 나타내며, 잣나무 잎의 추출수율은 5.1%, 대장균 억제직경은 7.5 mm, 황색포도상구균 억제직경은 12.3 mm로 ± 4.23% 오차율을 나타내었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제34권5호
• /
• pp.681-698
• /
• 2020

The paper addresses contribution to the modeling and optimization of major machinability parameters (cutting force, surface roughness, and tool wear) in finish dry hard turning (FDHT) for machinability evaluation of hardened AISI grade die steel D₃ with PVD-TiN coated (Al₂O₃-TiCN) mixed ceramic tool insert. The turning trials are performed based on Taguchi's L₁₈ orthogonal array design of experiments for the development of regression model as well as adequate model prediction by considering tool approach angle, nose radius, cutting speed, feed rate, and depth of cut as major machining parameters. The models or correlations are developed by employing multiple regression analysis (MRA). In addition, statistical technique (response surface methodology) followed by computational approaches (genetic algorithm and particle swarm optimization) have been employed for multiple response optimization. Thereafter, the effectiveness of proposed three (RSM, GA, PSO) optimization techniques are evaluated by confirmation test and subsequently the best optimization results have been used for estimation of energy consumption which includes savings of carbon footprint towards green machining and for tool life estimation followed by cost analysis to justify the economic feasibility of PVD-TiN coated Al₂O₃+TiCN mixed ceramic tool in FDHT operation. Finally, estimation of energy savings, economic analysis, and sustainability assessment are performed by employing carbon footprint analysis, Gilbert approach, and Pugh matrix, respectively. Novelty aspects, the present work: (i) contributes to practical industrial application of finish hard turning for the shaft and die makers to select the optimum cutting conditions in a range of hardness of 45-60 HRC, (ii) demonstrates the replacement of expensive, time-consuming conventional cylindrical grinding process and proposes the alternative of costlier CBN tool by utilizing ceramic tool in hard turning processes considering technological, economical and ecological aspects, which are helpful and efficient from industrial point of view, (iii) provides environment friendliness, cleaner production for machining of hardened steels, (iv) helps to improve the desirable machinability characteristics, and (v) serves as a knowledge for the development of a common language for sustainable manufacturing in both research field and industrial practice.

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

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제35권4호
• /
• pp.499-506
• /
• 2006

흑미 첨가량($0{\sim}20%$), 굽기시간($10{\sim}14분$) 및 당의 종류(설탕, 올리고당, 합성 감미료)를 달리 하여 쿠키를 제조하고 공정조건이 흑미쿠키의 이화학적 및 관능적 품질특성에 미치는 영향을 반응표면 분석법에 의해 살펴보았다. 흑미 첨 가랑이 증가함에 따라 pH는 반죽 또는 쿠키와 상관없이 증가하는 경향을 나타내었고 반죽의 경우 그 증가폭이 큰 것으로 나타났으며. 반죽의 pH는 굽기시간에 따라 거의 영향을 받지 않았으나 쿠키의 경우 굽기시간이 증가함에 따라 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 반죽의 수분함량은 흑미 첨가량이 증가할수록 다소 증가하는 경향을 나타내었고 굽기 시간에 따른 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 쿠키의 퍼짐성은 흑미 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고 그 증가폭은 설탕이 첨가된 쿠키에서 보다 뚜렷하게 나타났다. 또한 흑미 첨가량이 증가함에 따라 L*값은 감소한 반면 a*값은 현저하게 증가하였다. 일반적으로 흑미 첨가량의 변화는 제조에 사용된 당의 종류에 상관없이 쿠키의 경도나 fracture force에 큰 영향을 미치지 않는 깃으로 나타났다. 쿠키의 향과 단맛은 흑미 첨가량이 증가할수록 강하고 나타났고 색은 흑미 첨가량이 증가할수록 어둡다고 평가되었다. 본 연구에서 제시된 반응표면 모델식은 흑미쿠키 품질특성을 적합하게 예측할 수 있는 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권8호
• /
• pp.861-870
• /
• 2019

본 연구에서는 경제성 있는 생물학적 만니톨 고생산을 위해 선별균주의 만니톨 생산 최적화 배지조성을 RSM 방법을 이용하여 확립하고자 하였다. 먼저 김치로부터 분리된 10균주의 만니톨 생산량과 과당으로부터 만니톨 전환율 분석을 통하여 SRCM201425 균주를 선발하였으며, 선발균주는 16S rRNA 유전자 염기서열과 당 발효 분석을 통하여 Leuconostoc mesenteroides로 동정하였다. Plackett-Burman design (PBD)을 이용하여 만니톨 생산에 영향을 주는 배지 인자를 선별하기 위해 총 11개의 탄소원, 질소원, 무기원소의 영향을 조사하였으며, 통계학적 분석을 통하여 최종적으로 fructose와 sucrose, peptone을 선정하였다. 만니톨 생산을 위한 선별된 각 변수의 최적 농도를 결정하기 위한 방법으로 central composite design (CCD)과 반응표면 분석법을 이용하였으며, 최종적으로 CCD를 통해 만니톨 생산을 위한 배지 조성의 최적 농도는 fructose 38.68 g/l, sucrose 30 g/l, peptone 39.67 g/l으로 예측되었으며, 통계학적 분석을 통해 실험모델의 적합성을 확인하였다. 최종적으로 MRS 배지에서의 생산량의 약 20배의 만니톨을 생산할 수 있었으며, 100 g/l의 fructose가 포함된 MRS 배지 대비 97.46%의 만니톨을 생산하면서, 산업화시 기존 배지 대비 생산비용을 크게 절감할 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구를 통하여 만니톨 생산을 위한 배지 조성의 최적화를 확립하였으며, 만니톨을 생산하기 위한 방법으로 주로 사용되고 있는 고비용의 촉매환원 방법을 대체할 방법을 제시할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제47권3호
• /
• pp.321-327
• /
• 2015

패류의 주된 가공부산물인 패각은 전체중량의 50% 이상을 차지하며, 그 주성분이 불용성의 탄산칼슘으로서, 이를 천연 칼슘 소재로 활용하기 위해 바지락 패각을 소성처리($800^{\circ}C$, 8시간)한 소성분말로부터 가용성 개선 유기산(초산)처리 칼슘제조의 최적 조건을 규명하고자 하였다. 반응표면 분석법의 중심합성계획에 따라 제조한 11개 초산칼슘의 pH, 용해도 및 수율로부터 구명한 최적 반응조건은 초산 2.57 M 비율에 대하여 바지락 소성분말 1.57M이었으며, 이의 최적조건을 적용한 바지락 초산칼슘의 실측 pH, 용해도 및 수율은 각각 pH 7.00, 96.09% 및 220.87%로서 예측치와 유사한 결과를 얻었다. 초산칼슘의 완충능은 pH 4.89-4.92 범위였으며, 초산칼슘의 칼슘함량은 22% 내외, 20% 초산칼슘의 용해도는 96.09-100.10% 범위였다. FT-IR, XRD 분석 및 FESEM을 통한 미세구조는 비정형과 관상형이 혼합된 결정으로서 calcium acetate monohydrate로 확인되었다. 바지락 패각은 칼슘소재로서 뿐만 아니라 가용성을 높인 유기산 칼슘으로 칼슘강화용 식품소재로서의 이용 가능성이 확인되었다.

• 공업화학
• /
• 제30권3호
• /
• pp.337-344
• /
• 2019

본 연구에서는 금은화와 회화나무꽃으로부터 항산화성분을 추출하는 용매추출공정의 최적화를 위해 반응표면분석법 중 중심합성계획모델을 이용하였다. 반응표면분석법의 반응치로는 추출수율과 DPPH 라디칼소거활성을 설정하였고, 독립변수로는 추출시간, 주정/초순수 부피비, 추출온도 등을 설정하였다. 중심합성계획모델로 최적화과정을 수행한 결과 금은화의 경우 최적조건은 추출시간(2.08 h), 주정/초순수의 부피비(41.53 vol.%), 추출온도($55.08^{\circ}C$)이었으며, 이 때 수율(37.38 wt.%), DPPH 라디칼소거활성(40.37%) 값을 나타내었다. 또한 회화나무꽃의 경우 추출시간(2.13 h), 주정/초순수의 부피비(62.89 vol.%), 추출온도($50.42^{\circ}C$)에서 개별 최대값인 수율(35.43 wt.%), DPPH 라디칼소거활성(55.27%) 값을 나타내었다.

• 한국조리학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.13-28
• /
• 2016

이 연구의 목적은 영주에서 재배되고 있는 부석태콩과 부석태청국장의 이소플라본 중에서 여성호르몬과 관련 있는 배당체 탐색과 영주시에서 유통되고 있는 부석태청국장의 품질표준화를 위한 것이다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, LC-MS/MS를 통한 이소플라본 배당체를 분석한 결과, Daidzein의 함량은 부석태가 $212.16{\mu}g/g$, 대원콩이 $212.21{\mu}g/g$, 우람콩이 $158.54{\mu}g/g$이었고, genistein 함량은 부석태가 $318.84{\mu}g/g$, 대원콩이 $310.50{\mu}g/g$, 우람콩이 $262.71{\mu}g/g$이었다. 부석태청국장의 총 isoflavone의 함량은 A 청국장($32^{\circ}C$, 96시간 발효)이 $430.10{\mu}g/g$, B 청국장($36{\sim}40^{\circ}C$, 30시간 발효)이 $460.09{\mu}g/g$, C 청국장($36{\sim}38^{\circ}C$, 72시간 발효)이 $417.46{\mu}g/g$이었다. 둘째, 청국장 맛의 표준화는 양(40, 55, 70 g)과 시간(2, 3, 4 min)을 요인으로 하여 반응표면분석을 한 결과, 청국장 맛은 6.29, 색은 6.48, 조직감은 6.05, 향은 5.49, 전반적인 기호도는 6.42로 청국장 첨가량 55.20 g과 시간 2.92 min을 청국장 품질 표준화의 최적조건으로 제시하였다.