• 제목/요약/키워드: response surface design (RSM)

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백진주 쌀가루를 이용한 비유탕 쌀과자 제조조건의 최적화 연구 (A study of optimization of non-fried rice snack using Baekjinju rice flour)

  • 최옥자;정희남;김용두;심재한;심기훈
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.810-817
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    • 2013
  • 본 연구는 백진주 쌀가루를 이용한 비유탕 쌀과자 제조조건의 최적화를 목적으로 두 가지 독립변수인 쌀 수침시간과 콩물 첨가량에 따라 9가지 조건의 비유탕 쌀과자 품질특성을 분석하였다. 무게는 쌀 수침시간이 길어짐에 따라 증가하다가 11.26일 이후에는 다시 감소하였으나 콩물 첨가량은 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 부피와 부피팽창율은 쌀 수침시간이 길어지고, 콩물 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 밀도는 쌀 수침시간이 1.94일 이전이고, 콩물 첨가량이 32.23% 이상일 때 밀도가 가장 낮은 구간으로 나타났다. 색도에서 쌀 수침시간이 3.52일 이상이고 콩물 첨가량이 35.47%일 때 L값은 높은 구간으로 나타났고, a값은 유의성이 없는 것으로 나타났으며, b값은 쌀 수침시간이 길어지고 콩물 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. 경도는 쌀 수침시간이 5.28~8.53일이고, 콩물첨가량이 5.34~20.26%일 때 가장 높은 구간으로 나타났다. 색, 향미, 외형 및 전체적인 선호도는 쌀 수침시간이 짧고, 콩물 첨가량이 적을수록 선호도가 높은 것으로 나타났다. 최적 조건을 설정하기 위하여 독립변수인 쌀 수침시간과 콩물 첨가량을 범위 내에서 최소로 설정하고, 종속변수에서 밀도는 최소로 설정하고 다른 항목은 최대로 설정하였을 때 백진주 쌀가루를 이용한 비유탕 쌀과자의 최적 조건은 쌀 수침시간 0.69일이고 콩물 첨가량은 26.67%로 나타났다.

반응표면 분석에 의한 참외잼의 제조조건 최적화 (Optimization of Preparation Condition on Oriental Melon Jam by Response Surface Methodology)

  • 이기동;김숙경;이명희
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.216-222
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    • 2005
  • 참외를 이용한 적절한 가공식품 개발의 일환으로 참외잼을 제조하였으며, 참외잼에서 중요한 인자로 작용하는 참외 페이스트 함량(40, 45, 50, 55, 60 g), 첨가당에 대한 과당의 비율(20, 35, 50, 65, $80\%$) 및 펙틴함량(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 g)을 달리하면서 참외잼을 제조하였다. 당도가 가장 높게 나타난 참외잼 제조조건은 첨가된 과당함량의 비율이 $48.10\%$, 참외페이스트의 함량이 41.04 g 및 펙틴함량이 2.12 g일 때 61.48 $^{\circ}$Brix로 가장 높게 나타났다. Softness는 첨가된 과당의 함량이 $79.46\%$, 참외 페이스트가 45.06 g 및 펙틴함량이 2.71 g일 때 였으며, 젤리강도가 가장 낮게 나타난 조건은 첨가된 과당의 함량이 $63.0\%$, 참외 페이스트가 47.8 g 및 펙틴함량이 1.99 g일 때 $0.04\;g{\cdot}cm$로 나타났다. 관능검사 결과 전반적인 기호도에 대한 관능점수가 가장 높게 나타난 조건은 첨가당에 대한 과당의 비율이 $73.19\%$, 참외페이스트 함량이 55.65 g 및 펙틴함량이 2.42 g일 때였다. 참외를 가지고 잼을 제조하기 위해서는 참외 페이스트 55.2 g, 과당 $76.3\%$, 구연산 0.3 g, 펙틴 2.5 g을 첨가 혼합한 후 가열하여 제조할 때, 가장 우수한 품질의 참외잼이 제조됨을 알 수 있었다.

건조단호박 제조를 위한 삼투건조공정의 최적화 (Optimization of Osmotic Dehydration Process for Manufacturing a Dried Sweet Pumpkin)

  • 나경민;홍주헌;차원섭;박준희;오상룡;조영제;이원영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.433-438
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    • 2004
  • 건조단호박의 제조시 건조공정에 의한 품질열화를 줄이기 위한 전처리 공정으로서 삼투공정을 행하였으며 반응표면분석법으로 최적화를 수행하여 최적조건을 얻고자 하였다 삼투건조시 침지온도와 농도 및 시간을 독립 변수로 하고 수분함량, 무게감소량, 수분감소량, 고형분증가랑, 당농도, 비타민 C 함량 및 경도를 반응변수로 하였다. 삼투건조시 물질이동 특성은 침지온도, 농도, 시간이 증가할수록 변화가 많이 일어났으며, 농도와 온도의 상호작용에 의해 삼투효과가 증가되었다. 당농도의 변화는 침지온도, 농도, 시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 농도의 증가에 더 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 비타민 C 함량은 낮은 온도와 고농도의 처리에서 당의 보호작용으로 손실이 적게 나타났고 경도의 변화는 전반적으로 농도와 온도가 증가할수록 측정값이 낮아졌으며, 침지 시간이 증가할수록 값이 높아지는 것으로 나타났다. 회귀모형에 대한 적합성은 경도를 제외하고 대부분이 1%이내의 유의성을 보여 수린됩 반응표면 모형이 통계 적으로 유의 하다고 할 수 있었다. 독립 변수의 영향은 침지온도와 시간보다농도에서 1%의 유의성이 인정되어 농도의 영향을 가장많이 받음을 확인하였다 독립 변수중 가장 영향이 적은 침지 시간을 80분으로 고정하고 수분함량을 60∼70%로 하고 비타민 C 함량과 경도를 각각 3 mg/100 g, 10 kg/$\textrm{cm}^2$ 이상으로 하는 온도와 농도는 20∼$25^{\circ}C$, 48∼56$^{\circ}$Brix로 나타나, 건조 단호박 제조를 위한 삼투건조처리의 최적조건은 중심값인 23$^{\circ}C$, 52$^{\circ}$Brix, 80분으로 결정할 수 있었다.

Canola Oil로부터 코코아버터와 유사한 Triacylglycerol 조성을 가진 재구성지질의 효소적 합성 최적화 연구 (Optimization of Lipase-Catalyzed Production of Structured Lipids from Canola Oil Containing Similar Composition of Triacylglycerols to Cocoa Butter)

  • 문준희;이정희;신정아;홍순택;이기택
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권10호
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    • pp.1430-1437
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    • 2011
  • 본 연구에서는 카놀라유(canola oil)를 이용하여 코코아버터 유사 재구성지질 합성의 최적조건을 연구하였다. 반응기질로는 카놀라유와 palmitic ethyl ester와 stearic ethyl ester를 이용하였으며, 효소는 Lipozyme TLIM을 사용하여 반응기질의 몰비율과 반응효소의 양, 반응시간을 독립변수로 하고, D-optimal 계획에 의한 반응표면분석에 따라 합성을 실시하였다. 반응을 통해 acyl-migration은 최소로 일어나며, POS 및 SOS, POP의 함량은 최대로 합성되는 조건을 최적화 조건으로 결정하였다. D-optimal 계획에 의한 반응표면분석을 실행한 결과, sn-2 위치 지방산 조성의 변화를 일으키는 acyl-migration($Y_1$)은 최소로 일어나고 POS($Y_2$)와 SOS($Y_3$), POP($Y_4$)는 최대로 일어나는 조건은 기질의 몰비율은 canola oil : palmitic ethyl ester : stearic ethyl ester=1:3:9이며, 반응효소의 양은 6%이고, 반응시간은 40 min이었다. 이와 같은 반응조건으로 합성된 재구성지질의 acylmigration(% of palmitic acid+stearic acid, $Y_1$)은 10.43%, POS($Y_2$)의 함량은 25.31%, SOS($Y_3$)는 19.79%, 그리고 POP($Y_4$)는 11.22%로 측정되었다.

포도씨 추출물의 총 카테킨 함량과 전자공여능에 대한 마이크로웨이브 추출조건 최적화 (Optimization of Microwave-assisted Extraction Conditions for Total Catechin and Electron Donating Ability of Grape Seed Extracts)

  • 이은진;김정숙;권중호
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.840-846
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    • 2008
  • 포도씨의 총 카테킨 함량과 추출물의 항산화성을 극대화하기 위한 마이크로웨이브 추출조건의 최적화를 시도하였다. 중심합성계획에 따라 추출조건(microwave power $0{\sim}120\;W$, 에탄올 농도 $0{\sim}100%$, 추출시간 $1{\sim}5\;min$)을 설계하고, 종속변수로서 추출물의 수율, 카테킨 함량 및 전자공여능을 회귀 분석함으로써 최적 추출조건을 예측하였다. 모든 회귀식의 $R^2$는 0.9 이상으로 1% 수준에서 유의성이 인정되었다. 총 카테킨 함량의 최대 추출 값은 434.16 mg%로 예측되었으며, 추출조건은 microwave power 122.76 W, 에탄올 농도 42.88%, 추출시간 4.67 min으로 나타났다. 추출물에 대한 세 가지 종속변수의 극대 값을 얻기 위한 추출조건 범위는 $75{\sim}150\;W$, $40{\sim}60%$$3.5{\sim}5.0\;min$이었다. 이상의 예측 값(총 추출수율 6.72%, 총 카테킨 함량 408.65mg%, 전자공여능 83.33%)은 실제 값과 유의적인 차이가 없었으며, 최적화된 마이크로웨이브 추출법(112.5 W, 50% 에탄올, 4.2분)은 현행추출법 (80% 에탄올, $60^{\circ}C$, 3시간, 150 rpm)에 비해 추출효율이 우수하였다.

반응표면 분석에 의한 산양유 요구르트의 제조조건 최적화 (Optimization of Goat Milk Yoghurt Preparation Conditions by Response Surface Methodology)

  • 함준상;정석근;신지혜;최미영;한기성;채현석;유영모;안종남;고상현;박광욱;최석호;이완규
    • 한국축산식품학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.345-350
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    • 2007
  • 본 연구는 감귤을 이용하여 산양취가 저감된 산양유 요구르트를 개발하고자 감귤농축액과 감귤향 그리고 과당을 이용하여 산양유 요구르트를 제조하였으며, 제조된 산양유 요구르트의 이화학적 특성 및 관능적 특성을 조사하여 반응표면분석을 이용하여 세 가지 요인이 이화학적 특성 및 관능적 특성에 미치는 영향을 도출하고 감귤 산양유 요구르트의 최적 제조조건을 설정하였다. 제조된 산양유 요구르트의 이화학적 특성에 있어서는 감귤농축액의 첨가가 pH, 적색도, 및 황색도에 고도로 유의적인(p<0.01) 영향을 나타내었으며, 관능적 특성에 있어서는 감귤농축액의 첨가가 색에, 과당의 첨가가 전체적인 기호도에 고도로 유의적인(p<0.01) 영향을 나타내었다. 반응표면 분석에 의한 산양취의 최대값은 2.35, 최소값은 1.08로 두배이상 차이가 나타났으며, 산양취를 최소화시키는 배합조건은 감귤농축액 1.44%,감귤향 0.0357%,및 과당 6.91%이었다.

포도씨의 총페놀 성분, 항산화능 및 아질산염소거능에 대한 마이크로웨이브 추출조건 예측 (Prediction of the Optimum Conditions for Microwave-Assisted Extraction of the Total Phenolic Content and Antioxidative and Nitrite-scavenging Abilities of Grape Seed)

  • 이은진;김정숙;김현구;권중호
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.546-551
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    • 2011
  • 포도씨에 함유된 항산화 및 아질산염소거성분에 대한 마이크로웨이브 최적 추출조건을 예측하고자, 추출조건(microwave power 0~120 W, 에탄올 농도 0~100%, 추출시간 1~5 min)을 독립변수로 하고 조건별 추출물의 총페놀 함량, 항산화능 및 아질산염소거능을 종속변수로 하여 회귀 분석함으로써 최적 추출조건을 예측하였다. 도출된 회귀식의 $R^2$는 0.8024-0.9498 범위로 나타났다. 추출물 기능성분들의 최대 예측값과 최적 추출조건은 총페놀 함량의 경우 3.19%(microwave power 142.32W, 에탄올농도 44.30%, 추출시간 4.23 min)와 항산화능의 경우 1.22(84.44W, 56.60%, 3.28 min)로 나타났다. 그리고 pH 1.2~3.0에서 99.5% 이상의 높은 아질산염 소거능을 보인 추출물의 최적 추출조건 범위는 microwave power 30.80~106.58W, 에탄올 농도 49.32~55.18%, 추출시간 3.72-4.58 min으로 예측되었다. 이상의 결과에서 총페놀 함량과 항산화능은 높은 상관성을 보이면서 microwave power에, 아질산염소거능은 에탄올 농도에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

손바닥 선인장을 이용한 음료 제조조건의 최적화 (Optimization on preparation conditions of beverage using Opuntia ficus-indica stem)

  • 이기동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.502-509
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    • 2013
  • 본 연구는 손바닥 선인장의 줄기를 이용한 겔상의 음료를 개발하고자 선인장 줄기의 추출특성을 모니터링 하였으며, 그 줄기 추출물을 이용하여 음료를 제조하고 그 음료의 관능적 품질을 반응표면분석에 의해 비교 조사하였다. 손바닥 선인장 추출조건을 설정하기 위한 실험에서 수율에 대한 회귀식의 $R^2$(결정계수)는 0.95로서 유의수준 1%이내에서 유의성이 인정되었으며, 추출온도 $93.02^{\circ}C$, 추출시간 123 min 및 시료에 대한 물의 비율 22.57 mL/g에서 최대의 수율을 타내었다. 최적 조건으로 추출한 선인장 추출물과 xanthan gum, 당 및 감식초를 혼합하여 중심합성 실험계획에 따라 음료를 제조해 본 결과, 관능적 색상은 xanthan gum 함량이 0.38%, 당 함량이 7.91% 및 감식초 함량이 0.76%일 때, 관능적 향은 xanthan gum 함량이 0.30%, 당 함량이 7.06% 및 감식초 함량이 1.26%일 때, 관능적 맛은 xanthan gum 함량이 0.22%, 당 함량이 10.36% 및 감식초 함량이 0.90%일 때 각각 가장 높은 관능평점을 나타내었다. 그리고 전반적인 기호도는 xanthan gum 함량이 0.35%, 당함량이 10.83% 및 감식초 함량이 1.21%일 때 가장 높은 관능평점 3.92를 나타내었다. 손바닥 선인장 음료는 당산미가 조화를 이루는 겔상이 선호되었다.

홍화씨로부터 Phytosterol 추출의 최적화 및 재구성지질의 합성 (Optimization for the Phytosterol Extraction and Production of Structured Lipids from Safflower seed)

  • 박래균;이기택
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.219-223
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    • 2003
  • 반응표면분석에 의하여 홍화유 추출조건에 따른 campesterol, stigmasterol, $\beta$ -sitosterol 및 total sterol의 추출 최적화를 모니터링 하였으며, 추출온도(35∼75$^{\circ}C$, X$_1$), 추출시간(1∼11시간 X$_2$), 중심합성계획으로 추출조건을 최적화하였다. campesterol 최적 추출범위는 추출온도, 추출시간 및 시료의 전처리 가공온도가 각각 59.01$^{\circ}C$, 2.88시간, 75.04$^{\circ}C$ 이었다. 그러나 $\beta$-sitosterol, stigmasterol 및 total sterol 추출율 반응표면분석은 유의차가 없었다. 한편 홍화의 35$^{\circ}C$ 유지 추출수율은 평균 23.44% 이었으며 8$0^{\circ}C$ 추출조건에서는 평균 20.05% 이었다. 추출온도가 35$^{\circ}C$에서 8$0^{\circ}C$높아짐에 따라 홍화유의 추출온도에 따른 평균 총 tocopherol 함량이 0.172% 에서 0.207%으로 증가하였다. 지방산 분석 결과 linoleic acid의 함량은 70.24%이었다. 홍화유와 CLA를 이용한 재구성 지질 합성결과 24시간 반응 재구성 지질에 함유된 CLA 함량은 31.79mol% 이었다.

탈지미세조류의 무효소 당화를 위한 마이크로파 전처리 조건 최적화 (Optimization of Microwave-Assisted Pretreatment Conditions for Enzyme-free Hydrolysis of Lipid Extracted Microalgae)

  • 정현진;민보라;김승기;조재민;김진우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권2호
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    • pp.229-239
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 탈지미세조류(LEA) 세포벽 분해를 통한 바이오당 생산에 있어 당화효소 사용없이 마이크로파 전처리만을 이용하여 글루코오스와 자일로오스를 생산하는 것이다. LEA의 주성분인 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 무효소 당화를 위해 산 가수분해 기반의 마이크로파 전처리 조건을 반응표면분석법을 이용하여 최적화하였다. 마이크로파를 이용한 무효소 당화 공정의 주요 변수는 마이크로파 출력(198~702 W), 전처리 시간(39~241 sec)와 황산 농도(0~0.1 mol)로 최적 조건 예측을 위해 중심합성계획법을 이용하여 2차 회귀함수를 도출하였다. 마이크로파 출력과 전처리 시간이 LEA로부터 육탄당(C6)과 오탄당(C5) 생산에 유의한 영향을 주는 변수이며 증가에 따라 육탄당과 오탄당 당화율이 증가하는 경향을 확인하였다. 육탄당과 오탄당 당화율 최대화를 위한 산 가수분해를 적용한 마이크로파 전처리 최적 조건은 마이크로파 출력 700 W, 전처리 시간 185.7 sec와 황산 0.48 mol으로 육탄당 당화율 92.7%와 오탄당 당화율 74.5%가 예측되었으며 확인 실험을 통해 육탄당 당화율 94.2%와 오탄당 당화율 70.8%가 확인되어 예측의 유효성을 확인할 수 있었다. 이는 LEA의 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 당화를 위해 산 가수분해 적용 마이크로파 전처리만을 이용한 무효소 당화 공정 적용과 $100^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도와 짧은 전처리 시간 적용을 가능하여 기존 전처리 대비 효과적인 공정 임을 입증했다.