• 제목/요약/키워드: Response surface methodology RSM)

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${\beta}$-Glucanase를 이용한 국내산 찰보리 전분 추출공정의 최적화 및 추출 전분의 주요 이화학적 특성에 관한 연구 (Optimization of ${\beta}$-Glucanase-assisted Extraction of Starch from Domestic Waxy Barley and Its Physicochemical Properties)

  • 정용선;배재석;김정원;이의석;이기택;이미자;홍순택
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.789-798
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    • 2013
  • In the present study, optimization on ${\beta}$-glucanase-assisted extraction was made in order to isolate waxy barley starch from domestic cultivar using the D-optimal design suitable for response surface methodology (RSM). The results demonstrated that the amount of enzyme was found to be a major influencing factor on the extraction yield, which was substantially increased by increasing the amount of enzyme. It was also influenced by the reaction time and amount of water addition; however, the two factors were less influential than the amount of enzyme. The optimized condition by RSM for the reaction time was found to be 2.63 hours and amount of enzyme 1.7%, and amount of water addition 4.38 times the weight of raw material. With the enzyme treatment, the starch content in residues (R), particularly in R1 and R5, was reduced considerably, resulting in an increase in the extraction yield and therefore primarily and effectively releasing B-type starch small granule confirmed by scanning electronic microscopy. In addition, the study determined the physicochemical properties of isolated waxy starch (i.e., purity, water adsorption capacity, thermal properties, rheology and starch morphology) and compared them with those from the enzyme-not treated sample. It was found that they were almost similar to each other, except for the purity of starch, which was lower in the enzyme-treated sample than in the enzyme-not treated one.

액상청국장 추출물의 기능성에 대한 마이크로웨이브 최적 추출조건 예측 (Prediction of Optimal Microwave-Assisted Extraction Conditions for Functional Properties from Fluid Cheonggukjang Extracts)

  • 이보미;도정룡;김현구
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제36권11호
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    • pp.1465-1471
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    • 2007
  • 액상청국장의 추출공정별 청국장 추출물의 특성 비교 및 청국장의 최적 추출조건을 설정하고자 하였다. 용매로 물을 사용하여 추출한 액상청국장을 각각 마이크로웨이브 파워별(30, 60, 90, 120 및 150 W), 시간별(1, 5, 9, 13 및 17분)로 추출한 후 생리활성 실험을 수행하였을 때, 수율, 전자공여능, 아질산염 소거능, tyrosinase 저해작용, SOD 유사 활성 등의 생리활성 측정을 통해 추출 최적조건을 찾아내었다. 반응표면분석법을 이용하여 모니터링 한 결과, 액상청국장은 수율, tyrosinase 저해작용, SOD 유사활성이 일치하는 범위로 마이크로웨이브 파워 $55{\sim}75$ W, 시료에 대한 용매비 $2{\sim}5$ g/mL, 추출시간 $3.5{\sim}15$분으로 확인되었다. 예측결과에 의한 최적조건을 확인하기 위하여 예측된 최적조건 범위 내에서 임의의 조건을 대입하여 이화학적 특성을 예측해본 결과 액상 청국장에 대한 임의의 조건으로 시료에 대한 파워 60 W, 용매비 3.5 g/mL, 추출시간 13분을 설정한 후 액상 청국장에 대한 각각의 회귀식에 대입하여 얻은 예측된 최적값은 수율 24.99%, 전자공여능 75.42%, 아질산염 소거능 70.12%, tyrosinase 저해작용 15.69%, SOD 유사활성 36.16%로 실험값과 예측값 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

냉풍 건조 조건에 따른 증절간 밤고구마의 건조 특성과 기호도 (Drying Characteristics and Preferences for Steamed Chestnut-Sweet Potato Slab after Cold Air Drying)

  • 신미영;이원영
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.526-534
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    • 2011
  • 본 연구는 증절간 고구마 제조를 위하여 냉풍 건조 방법을 이용하여 건조 조건별 증절간 건조 고구마의 건조 특성, 물성 및 관능적 특성을 연구하였다. 건조 시 수분함량은 $25^{\circ}C$ 48시간에서 4.53%로 가장 낮은 수치를 보였고, 색차에서 건조 온도가 낮을수록, 건조 시간이 짧을수록 L값이 높아졌으며 a, b, ${\Delta}$E값은 건조 온도가 높을수록 건조 시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 가용성 고형분은 건조 조건별로 17~60.33 $^{\circ}Brix$의 범위를 나타내었고, 환원당은 93.22~190.35 mg/g 범위를 나타내었으며, 물성 측정에서 경도는 $25^{\circ}C$ 48시간 25.13 kgf /$cm^2$ 가장 높은 수치를 나타내었으며, 탄성과 응집성은 88.60, 94.87%로 가장 높은 수치를 나타내었다. 관능 평가에서 밤고구마는 $20^{\circ}C$ 40시간에서 색, 향미, 맛, 조직감, 전반적인 기호도에서 가장 높은 평가치를 나타내었으며, 이때 수분함량 10~13% 내외로서 미생물의 증식을 억제할 수 있는 수분함량의 범위이며, 저장성의 향상도 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 반응표면분석을 통한 증절간 고구마의 최적 건조 조건을 예측한 결과, 건조 온도 $19^{\circ}C$, 건조시간 39.5 hr으로 예측되었다.

Threonine과 Sucrose 용액에 침지 및 볶음에 의한 도라지차의 색상 발현 모니터링 (Monitoring for the Color Formation of a Doraji Tea by Soaking of Threonine and Sucrose Solution and Roasting)

  • 이기동;정용진;박난영;권중호
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.938-944
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    • 1999
  • 도라지의 색상발현을 위하여 반응표면분석법으로 도라지의 threonine 침지농도 및 볶음조건에 따른 도라지차의 기계적 색도 및 관능적 색상 변화를 모니터링 하였다. 기계적 색도와 관능적 색상에 대한 회귀식의 $R^{2}$는 모두 0.87 이상으로 5% 수준에서 유의성이 인정되었다. 백색도가 가장 높은 침지 및 볶음조건은 threonine 농도 0.09%에서 침지한 후 건조하여 $142.37^{\circ}C$에서 21.94분 볶음처리하는 것으로 나타났다. 적색도가 가장 높은 침지 및 볶음조건은 threonine 농도 1.24%에서 침지한 후 건조하여 $154.01^{\circ}C$에서 28.59분 볶음처리하는 것으로 나타났고, 가장 낮은 침지 및 볶음조건은 threonine농도 1.67%에서 침지한 후 건조하여 $137.61^{\circ}C$에서 24.62분 볶음처리하는 것으로 나타났다. 황색도가 가장 높은 침지 및 볶음조건은 threonine 농도 1.10%에서 침지한 후 건조하여 $154.72^{\circ}C$에서 27.12분 볶음처리하는 것으로 나타났다. 관능적 특성으로서 도라지차의 색상에 대한 관능평점은 threonine 농도 1.25%, 볶음온도 $141.81^{\circ}C$및 볶음시간 34.14분에서 가장 높았다.

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둥굴레 근경의 증자 및 볶음조건에 따른 추출물의 항산화성 및 아질산염 소거능 변화 (Antioxidative and Nitrite Scavenging Activities of Polygonatum odoratum Root Extracts with Different Steaming and Roasting Conditions)

  • 김경태;김정옥;이기동;권중호
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.166-172
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    • 2005
  • 반응표면분석법을 이용하여 둥굴레 근경의 증자 및 볶음조건에 따른 추출물의 총 페놀성 성분, 전자공여능 및 아질산염 소거능의 변화를 모니터링하였다. 중심합성계획법에 따라 증자시간$(60\~180\;min)$, 볶음온도$(110\~150^{\circ}C)$ 및 볶음시간$(10\~50\;min)$을 달리하였을 때 회귀식의 $R^2$는 총 페놀성 성분, 전자공여능 및 아질산염 소거능(pH 3.0)에서 각각 0.9356, 0.9578 및 0.9436으로 $1\%$ 수준에서 유의성이 인정되었다. 총 페놀성 성분의 최대값은 증자시간 135.59분, 볶음온도 $143.84^{\circ}C$ 및 볶음시간 43.47분에서 $2847.67\;mg\%$로 예측되었다. 전자공여능의 최대 예측치는 $75.00\%로 증자시간 108.98분, 볶음온도 $135.56^{\circ}C$ 및 볶음시간 48.86분일 때였다. 아질산염 소거능(pH 3.0)은 증자시간 162.80분, 볶음온도 $143.88^{\circ}C$ 및 볶음시간 31.97분일 때 최대값 $87.38\%$로 예측되었다. 둥굴레 추출물의 총 페놀성 성분은 볶음온도>증자시간>볶음시간의 순으로, 전자공여능과 아질산염 소거능은 복음시간>볶음온도>증자시간의 순으로 각각 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

청징방법에 따른 오렌지주스의 품질특성 (Quality Changes of Orange Juice as Influenced by Clarification Methods)

  • 손경석;석은주;이준호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.378-382
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    • 2006
  • 원심분리, 한외여과 및 혼합처리를 이용하여 청징 오렌지주스를 제조한 후 반응표면분석법 (response surface methodology, RSM)으로 청징조건에 따른 탁도, 색도 및 일반성분을 비교하였다. 원심분리시 회전속도가 높고 온도가 낮을수록 청징효과가 개선되어 회전속도의 증가뿐만 아니라 저온의 효과가 뚜렷했다. 원심분리 최적조건은 10,000 rpm, $5^{\circ}C$이었다. 특히 한외여과 및 혼합처리 공정이 공정조건에 관계없이 청징 효과가 매우 우수한 것으로 나타났다. 한외여과의 최적조건은 150 kPa, $45^{\circ}C$이었다. 혼합처리의 경우 청징효과가 뚜렷하게 개선되지는 않았는데 이는 한외여과 공정을 거치면서 이미 일정 수준의 청징이 이루어졌음을 의미한다. 한외여과 공정의 효율성은 색도의 변화에서도 간접적으로 측정할 수 있었는데 한외여과 처리된 시료의 $L^*$값과 ${\Delta}E$ 값이 가장 높았으며, 또한 비타민 C와 가용성 고형분의 회수율을 비교하여 볼 때 한외여과방법이 고품질의 청징 오렌지주스를 제조하는데 가장 우수한 것으로 판단된다. 더불어 한외여과의 경우 배제액 중의 고형성분은 식이섬유강화 주스제조 시에 첨가될 수 있다.

항산화 활성 증진을 위한 민들레 잎의 열수추출 조건의 최적화 (Hot Water Extraction Optimization of Dandelion Leaves to Increase Antioxidant Activity)

  • 고윤정;차동수;최희돈;박용곤;최인욱
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.283-289
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    • 2008
  • 민들레 잎의 열수 추출물의 항산화 활성 증진을 위한 추출조건을 최적화하기 위하여 반응표면분석법을 사용하였다. 중심합성 계획에 따라 추출조건의 독립변수(추출온도, 용매비, 추출시간)와 이에 따라 영향을 받는 종속변수(수율, 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거활성, ABTS 라디칼 소거활성, superoxide 라디칼 소거활성)를 설정하였다. 추출물의 수율은 추출시간에 의해 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났으며 시료의 용매비가 증가할수록 감소하였고, $70^{\circ}C$ 이상의 추출온도에서 감소하는 것으로 나타났다. 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량은 추출온도가 증가함에 따라 크게 증가하였으며, DPPH 라디칼, ABTS 라디칼, superoxide 라디칼 소거활성도 추출온도에 가장 크게 영향을 받아 추출온도가 증가함에 따라 증가하다가 최적온도 이후에 약간 감소하는 것으로 나타났다. 이들 추출물의 특성을 모두 만족시키는 최적 추출조건은 추출 온도 83.77$\pm$1.07$^{\circ}C$, 시료에 대한 용매비 20.85$\pm$0.24 mL/g, 추출시간 1.59$\pm$0.12 hr이었고 이 때 예측된 수율은 38.98%, 총 폴리페놀 함량은 74.28 ${\mu}g$/mg, 총 플라보노이드 함량은 74.00 ${\mu}g$/mg이었으며, DPPH 라디칼, ABTS 라디칼, superoxide 라디칼의 소거활성($IC_{50}$)의 예측 특성값은 각각 0.14 mg/mL, 3.24 mg/mL, 2.49 mg/mL로 나타났다.

흑임자 첨가량을 달리한 구기자흑임자죽의 품질특성 (Quality Characteristics of Gugija.Heukimja Jook Containing Different Levels of Black Sesame Powder)

  • 민은설;조정순
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.106-118
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    • 2009
  • This study was to investigated optimum preparation conditions for Gugija Heukimja jook by response surface methodology (RSM). The important materials used for the Gugija Heukimja product were Lycium chinese, Seasamum indicum L., Ziziphus jujuba Mill. and rice. Moisture content, crude protein, crude fat, crude ash and crude fiber content were 15.62, 16.60, 13.62, 4.93 and 11.17% for Lycium chinese, 3.62, 20.94, 43.56, 5.67 and 10.72% for Seasamum indicum L., 24.12, 5.38, 0.73, 2.30 and 1.25% for Ziziphus jujuba Mill., and 12.36, 6.98, 0.46, 0.43 and 0.41% for rice, respectively. Optimal extraction conditions of brix, color, pH and total acidity in the materials for Gugija Heukimja jook were temperature $80^{\circ}C$, water volume 850 mL and extraction time of 63 min. The spreadability of jook with Lycium chinese and Ziziphus jujuba Mill. extracts was the highest when black sesame was 12 g pH was the lowest when black sesame was 9 g. PH showed a significant difference when the added black sesame ratio changed. The 'value L' of chromaticity was lower with an increase of the black sesame ratio, 'value a' was higher with an increase of the black sesame ratio, 'value b' was lower with an increase of the black sesame ratio. Brix was lower when black sesame in jook was added. Total acidity was highest (7.27%) when black sesame was 12 g. The degree of gelatinization tended to be lower with additional black sesame. Higher scores of sensory evaluation were found for the product containing 9 g black sesame with Lycii furctus and Ziziphus jujuba Mill. extracts ompared to the other samples with 3 and 6g. No significant difference in taste occurred for Gugija Heukimja jook prepared with over 9 g black sesame, while a great difference showed in color, pH and total acid. Therefore, the Gugija Heukimja jook prepared under the optimal conditions of 9 g black sesame with Lycium chinese and Ziziphus jujuba Mill. extracts exhibited higher qualities. Gugija Heukimja jook can use the easier for Yacksun jook. It is expected to become functional in the product's development.

홍삼 첨가 액상청국장의 기능성에 대한 마이크로웨이브 최적 추출조건 예측 (Prediction of Optimal Microwave-assisted Extraction Conditions Preserving Valuable Functional Properties of Fluid Cheonggukjang Obtained from Red Ginseng)

  • 이보미;도정룡;김현구
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.474-480
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    • 2007
  • 홍삼 첨가 액상청국장의 추출공정별 청국장 추출물의 특성 비교 및 청국장의 최적 추출 조건을 설정하고자 하였다. 용매로 물을 사용하여 추출한 홍삼 첨가 액상청국장을 각각 마이크로웨이브 파워별(30, 60, 90, 120 및 150 W), 시간별(1, 5, 9, 13 및 17분)로 추출한 후 생리활성 실험을 수행하였을 때, 수율, 전자공여능, 아질산염 소거능, tyrosinase 저해작용, SOD 유사 활성 등의 생리활성 측정을 통해 추출 최적점을 찾아내었다. 홍삼을 첨가한 액상 청국장의 경우 마이크로웨이브 파워 $0{\sim}85\;W$, 시료에 대한 용매비 $1.4{\sim}2.8\;g/mL$, 추출시간 $6.5{\sim}11$분에서 최적의 조건이 나타났다. 예측결과에 의한 최적조건을 확인하기 위하여 예측된 최적조건 범위 내에서 임의의 조건을 대입하여 이화학적 특성을 예측해본 결과 홍삼을 첨가한 액상 청국장에 대한 임의의 조건으로 시료에 대한 파워 90W, 용매비 2.5 g/mL, 추출 시간 9분을 설정한 후 홍삼을 첨가한 액상 청국장에 대한 각각의 회귀식에 대입하여 얻은 예측된 최적값은 수율 23.04%, 전자공여능 56.33%, 아질산염 소거능 65.62%, tyrosinase 저해작용 4.96%, SOD 유사활성 41.97%로 실험값과 예측값 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

증절간 호박고구마의 냉풍건조조건 최적화 (Optimization of the Cold-air-drying Condition for a Steamed Pumpkin-Sweet Potato Slab)

  • 신미영;이원영
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.488-496
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    • 2011
  • 본 연구는 증절간 고구마 제조를 위하여 냉풍건조 방법을 이용하여 건조조건별 증절간 건조 고구마의 건조특성, 물성 및 관능적 특성을 연구하였다. 건조시 수분함량은 $25^{\circ}C$ 48시간에서 4.98%로 가장 낮은 수치를 보였고, 색차에서 건조온도가 낮을수록, 건조시간이 짧을수록 L값이 높아졌으며 a, b, ${\Delta}E$값은 건조온도가 높을수록 건조시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 가용성 고형분은 건조 조건별로 19~70 $^{\circ}Brix$의 범위를 나타내었고, 환원당은 98.7~194.75 mg/g 범위를 나타내었으며, 불성측정에서 경도는 $25^{\circ}C$, 48시간에서 23.88 $kg_f/cm^2$로 가장 높은 수치를 나타내었으며, 탄성과 응집성은 91.15, 98.36%로 가장 높은 수치를 나타냈다. 관능평가에서 $10^{\circ}C$, 40시간, $25^{\circ}C$, 24시간에서 색, 향미, 맛, 조직감, 전반적인 기호도에서 가장 높은 평가치를 나타내었으며, 반응표면분석을 통한 증절간 고구마의 최적 건조조건을 예측한 결과 $19^{\circ}C$, 건조시간 32hr으로 예측되었다.