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.
자건대멸분말의 색택 개선을 위한 주정 처리의 최적화를 ${\Delta}$E 값을 종속변수로 하여 반응표면분석법으로 알아본 결과, 멸치의 건조중량 대비 7배의 주정을 $50^{\circ}C$에서 9시간동안 처리하는 것이 최적조건으로 설정되었고, 그 조건에서 제조되어진 자건대멸분말을 soxhlet법과 SPME와 GC로 지방과 TMA를 측정한 결과, 무처리구에 비해 각각 81.1, $77.4\%$ 제거되었다. 자건대멸분말의 TMA에 유기산들을 $1\%$ 농도로 실온에서 20분간 처리한 결과, citric acid가 가장 효과가 높았다. 주정과 citric acid를 병행 처리한 결과, $90\%$의 제거율을 보여 가장 좋은 효과를 나타내었다. in vitro 칼슘 흡수율에서는 병행 처리구의 칼슘 흡수율이 $12.3\%$로 무처리구 $2.9\%$에 비해 흡수율이 많이 증가하는 것으로 나타났다.
본 연구는 우리 나라의 여러 가지 산채류 중에서 참취(학명: Aster scaber)를 이용한 스낵제품의 참취와 기름의 첨가 수준에 따른 이화학적 및 관능적 특성을 조사하여 최적수준을 알아본 것으로 요약하여 보면 다음과 같다. 참취와 기름의 첨가량에 따른 스낵의 이화학적 특성을 조사한 결과 L값(명도)은 참취의 첨가량이 증가할수록 낮아졌고, 기름의 첨가량이 증가할수록 높았다. 갈변도는 참취의 첨가량과 기름 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 기름 흡수율은 참취의 첨가량이 증가할수록 크게 감소하였다. 팽화율은 참취의 첨가량이 증가할수록 감소하고 기름의 첨가량이 증가할수록 증가하였다. Texture analyzer로 측정한 스낵의 경도는 참취의 첨가량이 증가할수록 증가하고 기름첨가량이 증가할수록 감소하였다. 참취와 기름의 첨가량에 따른 스낵의 관능적 특성을 조사한 결과 어두운 정도와 참취향은 참취첨가량이 증가할수록 증가하였고, 기름첨가량이 증가할수록 약간 감소하였다. 경도는 참취첨가량이 증가할수록 증가하고 기름첨가량이 증가할수록 감소하였다. 바삭바삭한 정도는 참취첨가량이 증가할수록 감소하고 기름첨가량이 증가할수록 증가하여 경도와 반대 경향을 보였다. 기름진 정도는 참취가 증가할수록 감소하고 기름이 증가할수록 증가하였으며, 짠맛은 참취첨가량이 증가할수록 증가하였고, 기름첨가량이 증가할수록 감소하였다. 참취 스낵을 제조하기 위한 요인들의 최적 수준은 바람직한 특성인 바삭바삭한 정도가 5점 이상이고, 바람직하지 않은 특성인 기름진 정도가 5점 이하일 때 경제성을 고려하여 팽화율이 최대가 되는 처리 조합을 최적수준으로 결정하였다. 그 결과 최적 수준은 참취 8.6%첨가, 기름 7.6%첨가로 결정되었다. 본 연구 결과로 개발된 참취 스낵을 1일 약 70개(90g) 섭취할 경우 한국인 1일 영양권장량에서 권장하는 총 식이섬유량 20g의 1/2을 만족시키고 우리 나라 국민에게 가장 섭취량이 낮은(67%) Vitamin A의 권장량인 700 R.E.중 139 R.E.를 공급할 수 있으며, flavonoids 1.2mg도 공급할 수 있다. 따라서 참취 스낵의 이용은 노약자와 어린이 등의 섬유소를 쉽게 섭취할 수 없는 계층의 사람들이 쉽게 섭취할 수 있어 건강증진에 크게 도움이 될 것이며, 참취의 계절적 제약 및 저장기간이 짧은 단점도 보완할 수 있어 새로운 신토불이(身土不二) 식품개발로 인한 농가소득도 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
To develop an effective use for poor-quality individually quick-frozen (IQF) oysters Crassostrea gigas stored for a long period, the extract conditions, quality characteristics, and optimum reaction flavoring (RF) conditions of a complex extract from these IQF oysters were investigated. The moisture, pH, and volatile basic nitrogen contents of IQF oysters stored for 18 months (18M-IQFO) were 77.9%, 6.32, and 17.9 mg/100 g, respectively. Three different kinds of extract were prepared from 18M-IQFO: a hot-water extract (HE), scrap enzymatic hydrolysate (EH), and complex extract (CE). The respective extracts contained 5.5, 8.6, and 6.6% crude protein and 281.7, 366.0, and 343.0 mg/100 g amino nitrogen, and had 811, 359, and 1,170 mL/kg extraction yields. The CE was superior to the traditional HE in terms of the extraction yield, amino-nitrogen content, and organoleptic qualities, except for the odor. To improve flavor via the Maillard reaction, the reaction system used to produce a desirable flavor comprised CE (Brix $30^{\circ}$), 0.4 M glucose, 0.4 M glycine, and 0.4 M cysteine solution (4:2:1:1, v/v). The reaction time and pH were the independent variables, and the sensory scores for baked potato odor, masking shellfish odor, and boiled meat odor were the dependent variables. The surface response methodology (RSM) analysis of the multiple responses optimization gave a reaction time of 120.6 minutes and pH 7.33 at $120^{\circ}C$. The reaction improved the flavor of CE considerably, as compared to that of the unreacted extract.
당질계 및 전분질계 바이오 매스(1세대 바이오 매스)의 단점은 식량고갈의 문제로 인한 원료수급이 불안정하여 원료비 상승과 함께 원료 확보라는 문제에 당면해 있다. 이를 해결하기 위한 다양한 대책이 모색되었고 그 대책으로 목질계 바이오 매스(2세대 바이오 매스)에 대한 연구가 이루어져 왔다. 그러나 목질계 바이오 매스는 매우 복잡하고 어려운 Lignin 제거 문제에 직면하게 되었다. 그리하여 현재는 기존의 바이오 매스의 단점을 극복할 새로운 바이오 매스인 비 식용작물의 관심이 증가하고 있다. 비 식용작물 바이오 매스는 당질계 및 전분질계 바이오 매스와 달리 식량문제로 인한 원료비의 상승이나 원료 확보 면에서 안전하며 또한 기존 목질계 바이오 매스에 비해 보다 쉽게 Lignin을 제거할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 이러한 비 식용작물 중 Cellulose 함량이 높고 Lignin 함량이 상대적으로 낮은 억새를 이용하여 암모니아 공정 전처리의 최적화 조건을 연구하였다. 공정변수로는 암모니아 농도, 반응시간, 반응온도를 선정하였으며 전처리 후 각 반응물의 Cellulose 함유율, Lignin 함유율, 잔류 고체량 및 가수분해도를 반응표면 분석법을 이용하여 최적 전처리 조건을 확립하였다. 최적조건 탐색 결과는 암모니아 반응농도; 11.27%, 반응온도; $157.75^{\circ}C$, 반응시간; 10.01 min으로 최적 반응조건을 결정할 수 있었으며 최적조건으로 전처리 후 억새의 상대적인 Cellulose 함유율; 39.98%, Lignin 함유율; 8.01%, 가수분해도; 85.89%의 결과를 얻어, 억새가 기존 목질계 바이오 매스들보다 전처리 및 당화 발효에 있어 유리한 기질이라고 결론지을 수 있다.
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.
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.
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.
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.
반응표면분석법을 이용하여 적양배추 종자의 전자선 처리조건과 재배조건에 따른 새싹채소의 이화학적 및 관능적 품질특성을 분석하여 유통에 적합한 최적조건을 모색하였다. 수분함량의 경우 회귀식의 $R^2$가 0.9638이었고 조사선량 및 재배기간에 많은 영향을 받고 있었다. Total phenolics 함량은 회귀식의 $R^2$가 0.9117이었고 조사선량에 많은 영향을 받았으며, carotenoid 함량($R^2$=0.8338)의 경우 조사선량, 재배기간, 저장기간의 순으로 조건 변수의 영향력이 작용하였다. 관능적 품질 역시 전자선 조사선량에 가장 크게 영향을 받아 선량의 증가에 따라 관능평점이 감소하는 경향을 보여주었다. 재배 및 저장조건의 최적화를 위해 total phenolics 함량 및 전반적 기호도를 superimposing한 결과 최적조건은 조사선량 2.2-3.8 kGy, 재배기간 3.0-4.0일 및 저장기간 2.0-3.0일 범위로 예측되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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