• 제목, 요약, 키워드: response surface methodology

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다시마추출액을 이용한 발효음료개발 및 품질특성 (Development of Fermented Beverage Using the Sea Tangle Extract, and Quality Characteristics Thereof)

  • 김미림;최미애;정지숙
    • 한국식품저장유통학회지
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    • v.15 no.1
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    • pp.21-29
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    • 2008
  • 중심합성계획법을 이용한 반응표면분석에 따라 다시마 추출액으로 tea fungus 발효 특성을 모니터링 하였으며, 그 발효액의 관능적 검사를 하였다. 그 결과, 다시마 추출액을 이용한 산형 발효 음료 제조시 산도는 $0.0318{\sim}0.8904$, pH는 $0.64{\sim}2.18$, 당도는 $0.6{\sim}8.0$ 및 겔 두께는 $0{\sim}17.5$ mm 등으로 처리구에 따라 큰 변화가 있었으며, 산의 함량이 가장 높은 처리구는 알코올 함량 2.00%, 당 함량 10.17% 및 감귤과즙 함량 1.99%이었고, 그때 예측된 산도는 0.94였다. 부수적으로 배양액 표면에 생성되는 겔은 알코올 함량 1.98%,당 함량 10.94% 및 감귤과즙 함량이 1.62%일때 최대치 20.13 mm를 나타내었다. 겔이 생성될 때 다량의 유기산이 소모되므로 적정량의 유기산을 함유한 발효액을 수거하기 위해서는 겔의 생성을 저해하면서 발효액의 유기산을 확보할 수 있는 방법이 고안되어야 할 것으로 사료된다. 관능검사 결과, 전체적인 기호도에서는 알코올 함량 1.0%, 당 함량 10.0%, 감귤과즙 4.0% 첨가구가 $3.67{\pm}0.58$로 가장 높게 평가되었다. 감귤과즙 첨가 유무는 기호도에 크게 영향을 주지 않는 것으로 보이며 다시마 추출액만 이용하여 발효하여도 다시마 특유의 비린내는 사라지고 발효가 진행되면서 생성되는 유기산에 의해 마시기에 적절한 발효액이 될 것으로 판단된다.

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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    • v.14 no.5
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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.

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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    • v.33 no.2
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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.

내열성 효소를 이용한 전분으로부터 6-인산과당의 제조 (Production of Fructose 6-Phoschate from Starch Using Thermostable Enzymes)

  • 권규혁;차월석;김복희;신현재
    • KSBB Journal
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    • v.22 no.5
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    • pp.345-350
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    • 2007
  • 인산당은 모든 유기체에서 발견되며 무척 다양한 유용성을 지니고 있다. 특히 glucose 1-phosphate (G1P), glucose 6-phosphate (G6P), fructose 6-phosphate (F6P) 등은 해당과 정, 당합성과정, 5탄당 인산화과정 및 캘빈회로와 같은 탄수화물 대사와 에너지 생산 대사의 주요한 핵심 중간물질이다. 특히 해당과정에서 F6P는 G6P의 이성질화반응에 의하여 생성된다. F6P의 대량생산은 전분을 이용하는 것이 가능한데, 우선 전분에 인산화효소를 가하여 G1P를 얻고, 이 G1P를 자리옮김효소 (phosphoglucomutase, GM)와 이성질화효소 (phosphoglucoisomerase, GI)를 순차적으로 적용하여 G6P와 F6P를 생산하게 된다. 효소반응의 경우 전분의 용해도 증가, 반응속도의 향상 및 미생물의 오염방지 등을 위하여 중온성 효소보다는 고온성 효소 혹은 내열성 효소가 선호된다. 본 연구는 세 가지 내열성 효소를 이용하여 전분으로부터 두 단계반응으로 F6P를 생산하는 것에 관한 것이다. 실험에 사용된 효소는 대장균에서 발현된 재조합 효소로서, 효소의 생산은 유가식 배양을 이용하였다. 1.2% 가용성 전분 200 L를 이용하여 1,253 g의 순수한 G1P를 생산하였으며 이를 이용하여 최종적으로 30% 수율로 F6P를 생산할 수 있었다. 최대수율을 얻기 위하여 반응표면분석법을 이용하여 GM : GI = 1 : 1.23, 63.5$^{\circ}C$, pH 6.85의 조건이 도출되었으며, 이 조건하에서 실험을 통하여 20 g/L의 전분을 이용하여 30% 수율로 F6P가 생성됨을 확인할 수 있었다.

깻잎절임의 조리조건 확립 및 품질변화 (Establishment of the Preparation Method on Quality Changes of Seasoned Perilla Leaves during Storage)

  • 류은순;이기은;최동만;신동주;정순경
    • 한국식품저장유통학회지
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    • v.14 no.6
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    • pp.598-604
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    • 2007
  • 한국의 고유 식품인 깻잎은 위생적, 고품질 및 규격화된 가공방법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 깻잎 절임의 관능적, 위생상 안전성이 향상된 최적조리 조건을 확립하고자 하였다. 그 결과 반응표면분석에서는 저장기간에 따른 성분 조성의 최적값에는 차이가 있으나 저장식품인 경우를 고려할 때 간장 $24{\sim}27g$, 물엿 24 g이 전반적으로 적합한 것으로 나타났다. 깻잎의생균수는 세척전 8.08 cfu/g에서 세척 후 4.27 cfu/g 으로 약 50% 수준으로 감소하였다. 또한 3% 염수에 침지 후 세척한 깻잎은 0.55 cfu/g으로 미생물이 대부분 제거되었다. 이는 가열 조리하는 방법의 밑반찬과는 달리 비열처리되는 반찬이므로 저장성에 효과가 있을 것으로 판단된다. 깻잎 절임의 저장 중 품질 변화에 있어서 배합조건에 대한 큰 차이는 볼 수 없었으나, 전처리 및 세척 방법에 따른 저장성의 차이가 나타났으며, 3% 염수에 1분간 침지 후 수돗물에 헹궈서 이용하는 것이 미생물 생육을 억제하고 저장성에도 가장 효과가 우수하였다.

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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    • v.36 no.11
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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.

감귤 과피 가수분해물의 플라보노이드 조성 및 기능적 특성 (Flavonoids Components and Functional Properties of Citrus Peel Hydrolysate)

  • 이명희;허담;조덕조;이기동;윤성란
    • 한국식품영양과학회지
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    • v.36 no.11
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    • pp.1358-1364
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    • 2007
  • 본 연구에서는 감귤 과피의 Viscozyme L 효소를 첨가하여 가수분해물을 제조하고, 이들의 플라보노이드 조성의 변화를 반응표면분석하여 모니터링하였다. 그 결과 효소처리에 따라 aglycone 형태의 플라노보이드인 hesperetin 및 naringenin 함량이 증가하는 것으로 나타났으며, 가용성 고형분 함량과 aglycone 형태의 플라보노이드 함량이 높은 최적 효소처리 조건은 효소농도 1.5% 및 반응시간 18 hr으로 설정되었다. 일반진피의 경우는 가용성 고형분 함량 48.49%이고, 플라보노이드는 hesperidin 58.85 mg/g만 검출되어졌으나, 최적 효소처리 조건에서는 가용성 고형분 함량은 72.97%로 나타났으며, 플라보노이드 조성은 naringin 1.56 mg/g, hesperidin 31.31 mg/g, naringenin 2.58 mg/g 및 hesperetin 3.90 mg/g으로 각각 나타났다. 일반진피와 효소 처리한 감귤 과피의 전자공여능 및 ACE 저해활성을 측정한 결과 효소 처리한 감귤 과피가 활성이 더 높은 것으로 나타났다.

썸머파워 양배추 추출물의 기능적 특성 최적화 (Optimization for Functional Properties of Cabbage Extracts)

  • 김현구;도정룡;홍주헌;이기동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • v.12 no.6
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    • pp.591-599
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    • 2005
  • 본 실험은 반응표면분석법을 이용하여 양배추(썸머파워)의 추출조건에 따른 이화학적 특성을 평가하였다. 중심합성계획법에 따라 시료에 대한 용매비($10\~30$mL/g), 에탄올 농도($0\~100\%$) 및 추출온도($35\~95^{\circ}C$)를 달리하였을 때 회귀식의 $R^2$는 추출수율, 전자공여작용, tyrosinase 저해효과 및 SOD유사활성에서 각각 0.8162(p<0.1), 0.8173(p<0.1), 0.9374(p<0.01)와 0.9116(p<0.05)로 분석되었다. 조건별 추출물의 수율, 전자공여능, SOD유사활성에 대한4차원 반응표면을 superimposing하여 얻은 최적 추출조건 범위는 시료에 대한 용매비 $15\~30$ mL/g, 에탄을 농도$40\~80\%$, 추출온도 $50\~90^{\circ}C$로 나타났다. 최적 추출조건 범위내의 임의의 조건인 시료에 대한 용매비 25 mL/g, 에탄을 농도 $50\%$ 및 추출온도 $70^{\circ}C$을 각각의 회귀식에 대입하여 얻은 예측값은 추출물의 수율 $37.51\%$, 전자공여능 $45.66\%$, tyrosinase 저해효과 $53.59\%$, 아질산염 소거능의 경우 $73.30\%$(pH 1.0), $65.06\%$(pH 3.0), $16.41\%$(pH 4.2) 및 SOD 유사활성 $31.01\%$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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    • v.12 no.3
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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.

둥굴레 근경의 증자 및 볶음조건에 따른 중금속(Pb, Cd) 제거 특성 (Elimination of Heavy Metals(Pb, Cd) by Steaming and Roasting Conditions of Polygonatum odoratum Roots)

  • 김경태;노정은;이정은;김정옥;이기동;권중호
    • 한국식품저장유통학회지
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    • v.12 no.3
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    • pp.209-215
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    • 2005
  • 둥굴레 근경의 증자 및 열처리 중 수용성 고형분 및 Pb, Cd 제거율의 변화를 확인하기 위하여 반응표면분석(RSM)을 활용하였다. 중심합성계획법에 따라 증자시간($60{\sim}180$ min), 볶음온도($110{\sim}150^{\circ}C$) 및 볶음시간($10{\sim}50$ min)을 달리하여 16구간으로 제조된 시료의 수용성 고형분 함량, Pb 및 Cd 제거율을 측정하고 회귀분석을 실시하였다. 예측된 가용성 고형분의 최대값은 $71.47\%$ 이었으며, 이때의 증자 및 볶음조건은 증자시간 65.24분, 볶음온도 $126.93^{\circ}C$ 및 볶음시간 37.58분 이었다. 둥굴레 시료의 Pb 제거율은 증자시간 71.23분, 볶음온도 $119.81^{\circ}C$ 및 볶음시간 24.35분일 때 최대값 $18.87\%$이었으며, Cd 제거율은 증자시간 160.89분, 볶음온도 $126.43^{\circ}C$ 및 볶음시간 15.81분일 때 최대값 $50.85\%$로 예측되었다. 중금속 제거율을 고려한 둥굴레차의 품질특성을 극대화시킬 수 있는 증자 및 볶음조건은 증자시간 $165{\sim}180$분, 볶음온도 $120{\sim}135^{\circ}C$ 및 볶음시간 $30{\sim}45$분 범위로 예측되었다. 이상의 예측범위 내의 임의의 점에서 실제 실험한 실험치는 반응표면분석법에 의해 예측된 값과 유사한 경향을 보여 도출된 회귀식의 신뢰성을 검증할 수 있었다.