• 제목, 요약, 키워드: response surface methodology

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연산 오계 부산물 내장육으로부터 펩타이드 생산 최적 공정 개발과 생산물의 특성 분석 (Optimization of Peptides Production Derived from By-product Viscera of Yoensan Ogae Meat Process)

  • 지중구;유선균
    • 한국응용과학기술학회지
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    • v.33 no.3
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    • pp.549-559
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    • 2016
  • 연산 오계육은 오래전부터 건강기능 증진 및 치료 효능이 높은 것으로 알려져 왔다. 최근 천연물 단백질 유래 기능성 펩타이드 효능이 알려짐에 따라, 본 연구는 연산오계 부산물인 내장육 단백질로부터 고압처리기술과 프로티아제를 이용하여 펩타이드 생산 최적공정과 생성물의 특성을 연구하였다. 내장육의 가수분해는 효소 bromelain 과 내장육을 고압 반응기에 투입을 하여 실시하였다. 최적 공정 조건 확립을 위하여 고압처리기의 압력(30 - 100 MPa), 효소반응 시간 (1 - 5시간), 내장육의 양(10 - 30%)의 범위에서 수행되었다. 효소 반응 후 각 조건에 따른 내장육 단백질의 가수분해도, 생산 펩타이드들의 아미노산 및 분자량 분포를 분석하였다. 연구 결과 내장육 단백질 가수분해 최적조건으로 압력 90 MPa, 효소반응시간 3-4시간, 내장육의 함량 20%에서 결정 되었다. 최적조건에서 오계 내장육 단백질의 65% 이상이 가수분해 되었다. 대부분의 가수분해물의 분자량들은 400-1,000 Da 이하의 분포를 보여주어 대부분이 펩타이드로 판단되었다. 생산 펩타이드들은 비극성 소수성 아미노산들 42.3%, 극성 비전하 아미노산들 26.0%, 양 전하 아미노산들 13.3%, 음 전하 아미노산들 18.6% 로 분포되었다. 따라서 항산화 능력이 뛰어난 비극성 아미노산의 분포를 보아 건강 기능 식품 소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대를 한다.

Threonine과 Sucrose를 이용한 인삼의 색상 발현 모니터링 (Monitoring of Roast Color Formation in Ginseng Using Threonine and Sucrose)

  • 이기동
    • 한국식품영양과학회지
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    • v.43 no.5
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    • pp.735-740
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    • 2014
  • 본 연구는 인삼의 threonine/sucrose 용액 침지 및 볶음온도에 따른 색상의 발현특성을 조사하였다. 인삼의 아미노산 및 당 혼합용액 침지 및 볶음 조건은 threonine 농도($X_1$, 0.1~0.9%), sucrose 농도($X_2$, 1.0~3.0%) 및 볶음온도($X_3$, $130{\sim}170^{\circ}C$)이며, 종속변수로는 갈색도, Hunter's colors 및 관능적 색상을 반응표면분석을 통하여 모니터링 하였다. 갈색도와 기계적 색도에 대한 회귀식의 $R^2$은 모두 0.8758이상으로 5%의 유의수준에서 유의성이 있었다. 인삼추출물의 갈색도가 가장 높은 침지 및 볶음조건은 threonine 농도 0.70% 및 sucrose 농도 2.32%에서 침지한 후 건조하여 $166.03^{\circ}C$에서 25분간 볶음처리한 것으로 나타났다. 볶음 인삼의 적색도가 가장 높은 침지 및 볶음조건은 threonine 농도 0.74% 및 sucrose 농도 2.19%에서 침지한 후 건조하여 $165.40^{\circ}C$에서 볶음처리한 것으로 나타났다. 그리고 황색도가 가장 높은 침지 및 볶음조건은 threonine 농도 0.61% 및 sucrose 농도 2.84%에서 침지한 후 건조하여 $159.16^{\circ}C$에서 볶음처리한 것으로 나타났다. 관능적 특성으로서 볶음 인삼의 색상에 대한 관능평점은 threonine 농도 0.53% 및 sucrose 농도 1.01%에서 침지한 후 건조하여 $146.96^{\circ}C$에서 25분으로 볶음처리한 것이 가장 높은 기호도 (7.27)를 나타내었다.

건조 구기자의 추출에 따른 항산화 효능 모니터링 (Monitoring of antioxidant activities with dried Gugija (Lycium chinensis Mill) extraction)

  • 이기동
    • 한국식품저장유통학회지
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    • v.23 no.6
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    • pp.859-865
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    • 2016
  • 본 연구는 건조 구기자의 항산화 성분 추출을 최적화하기 위한 추출 조건변수는 에탄올 농도($X_1$, 0~80%) 및 추출 시간($X_2$, 1~5 hr)이며, 종속변수로는 갈색도, 총 페놀성 화합물, ABTS 라디칼 소거능 및 $Fe^{2+}$ chelating activity로 반응표면분석을 실시하였다. 갈색도, 총 페놀성 화합물, ABTS 라디칼 소거능 및 $Fe^{2+}$ chelating activity에 대한 회귀식의 $R^2$은 각각 0.8903, 0.8667, 0.8486, 0.9214로 5~10%의 유의수준에서 유의성이 인정되었다. 건조 구기자 갈색도가 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 78.10%에서 2.38 hr 추출한 것(0.75, 흡광도)으로 나타났다. 총 페놀성 화합물이 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 30.17%에서 4.94 hr 추출한 것($2,355{\mu}g$)으로 나타났다. ABTS 라디칼 소거능이 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 16.21%에서 4.61 hr 추출한 것(13.83%)으로 나타났다. 그리고 $Fe^{2+}$ chelating activity가 가장 높은 추출 조건은 에탄올 농도 0.76%에서 3.39 hr 추출한 것(58.54%)으로 나타났다. 갈색도, 총 페놀성 화합물, ABTS 라디칼 소거능 및 $Fe^{2+}$ chelating activity에 대한 등고선도를 겹쳐 그려 얻은 최적 조건 (에탄올 농도 15% 및 추출 시간 5 hr)으로 추출된 추출물의 총 페놀성 화합물은 $2,397{\mu}g$이었으며, ABTS 라디칼 소거능은 15.62%, 그리고 $Fe^{2+}$ chelating activity는 54.78%로서 증류수로 1시간 추출한 대조구(총 페놀성 화합물 $1,293{\mu}g$, ABTS 라디칼 소거능 4.77% 및 $Fe^{2+}$ chelating activity 43.82%)에 비해 항산화 성분이 많이 추출되어 우수한 항산화 효과를 나타내었다.

비접촉 영구자석 기어의 전달토크 분석 및 전달토크 향상에 대한 연구 (Study on Analysis of Transfer Torque and Improvement of Transfer Torque in Non-Contact Permanent Magnet Gear)

  • 박규상;김찬호;김용재
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • v.1 no.1
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    • pp.181-188
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    • 2015
  • 비접촉 영구자석 기어는 높은 효율과 신뢰성의 장점을 가지고 있다. 또한, 기계적인 마찰 손실이 없으며, 소음과 진동이 적고, 윤활유가 불필요 하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여, 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어의 물리적인 접촉에 의한 문제를 해결할 수 있어 높은 관심을 받고 있다. 비접촉 영구자석 기어는 기계적 기어를 대체하여 접촉 없이 토크 전달이 가능하지만 낮은 토크밀도의 문제점을 가지고 있어, 이에 대한 개선이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 낮은 토크밀도의 문제점을 개선하고자 새로운 폴피스 형상을 제안하였다. 제안된 폴피스 형상에 대한 설계변수와 토크 및 토크 리플과 같은 반응변수들 간의 함수 관계를 파악하기 위하여 반응표면법을 이용하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 실험계획법을 수립하였다. 이들의 관계를 예측하기 위해 필요한 실험데이터는 수치해석기반 2-D 유한요소법을 이용하였다. 따라서 본 논문에서는 비접촉 영구자석 기어의 토크밀도 및 출력밀도 향상을 위하여 형상에 대한 전달토크 분석을 수행하였으며, 박스-벤켄 설계를 이용하여 제안된 폴피스 형상을 최적설계 하였다.

고온 압출식 반응시스템을 이용한 억새 바이오매스의 KOH 전처리조건 최적화 (Optimization of KOH pretreatment conditions from Miscanthus using high temperature and extrusion system)

  • 차영록;박성민;문윤호;김광수;이지은;권다은;강용구
    • 한국응용과학기술학회지
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    • v.36 no.4
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    • pp.1243-1252
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    • 2019
  • 억새와 같은 초본계 바이오매스로부터 cellulose, hemicellulose, lignin 등 주요성분을 추출하기 위해서는 알칼리 전처리가 효율적이며, 본 연구에서는 수산화칼륨(KOH)을 이용한 전처리 조건을 최적화하였다. 전처리 변수의 최적화는 반응표면분석법(RSM)을 적용하였다. RSM의 변수는 3개였으며, 변수범위는 각각 KOH 0.2~0.8M, 반응온도 110~190℃ 및 반응시간 10~90min 이었다. 억새의 알칼리 전처리를 위한 최적조건은 KOH 농도 0.47M, 반응온도 134℃ 및 반응시간 65min 이었다. 최적 전처리 조건에 따라 전처리를 수행한 후 고형물의 cellulose 함량은 66.1±1.1% 이었으며, hemicellulose 및 lignin 함량은 각각 26.4±0.4%, 3.7±0.1% 이었다. RMS 모델식에 따라 계산된 예측값은 실제값 대비 95% 범위 내에서 유효하였다. 최종적으로 전처리물을 동시당화발효를 통해 검증한 결과 에탄올 생산 수율은 96% 이었다.

고구마 끝순 및 괴근의 안토시아니딘 추출 조건 최적화 (Optimization of anthocyanidin extraction conditions from sweet potato tips and tuber)

  • 홍채영;서정현;김민영;이윤정;윤향식;남상식;이준수;정헌상
    • 한국식품과학회지
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    • v.52 no.3
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    • pp.290-295
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    • 2020
  • 본 연구에서는 고구마 끝순과 괴근으로부터 자색색소인 안토시아니딘을 추출하기 위한 최적조건을 확립하였다. 에탄올 농도(10-90%), citric acid 농도(0.1-0.5%) 그리고 추출온도(30-70℃)를 변수로 중심합성계획법으로 설계하고 반응표면분석법으로 최적화 하였다. 세가지 변수 모두 안토시아니딘 추출에 유의적인 영향을 주었으며, 산 농도나 추출 온도보다는 에탄올 농도의 영향력이 컸다. 각각의 추출조건 중 에탄올 농도 50%, citric acid 농도 0.3%, 추출 온도 50℃에서 끝순은 26.58±0.07 mg/100 g을 나타내었고 괴근은 117.32±0.39 mg/100 g으로 가장 높았다. 반응표면분석에 의한 최적추출조건은 끝순은 에탄올 농도 56.10%, citric acid 농도 0.25% 그리고 추출 온도 52.24℃이었으며, 괴근은 각각 55.08, 0.30, 53.06℃이었다. 최적추출조건에서의 예측값은 각각 27.45, 119.61 mg/100 g이었으며, 실측값은 각각 27.09±0.11, 118.72±0.67 mg/100 g이었다. 예측값과 비교할 때 각각 98.69, 99.26%로 나타나 추출조건의 유효성이 확인되었다.

붕장어(Conger myriaster) 시즈닝을 활용한 조미김(Pyropia yezoensis)의 제조공정 최적화 (Processing Optimization of Seasoned Laver Pyropia yezoensis Using Seasoning Sauce with Conger Eel Conger myriaster)

  • 김도엽;강상인;이창영;김혜진;이정석;허민수;김진수
    • 한국수산과학회지
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    • v.53 no.3
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    • pp.368-381
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    • 2020
  • This study was conducted to optimize the processing conditions of seasoned laver Pyropia yezoensis with conger eel Conger myriaster seasoning sauce (CES) using response surface methodology (RSM). The RSM program results for bonesoftness showed that the optimum independent variables based on the dependent variables (Y1, lipid removal rate; Y2, texture; and Y3, sensory fish odor score) were 431.0% for X1 (water amount), 115.6℃ for X2 (retort-operated temperature), and 50.1 min for X3 (retort-operated time). The RSM program results for the CES blend showed that the optimum independent variables (X1, amount of bone-softened conger eel by-products; X2, mixed sauce amount; and X3, starch amount) based on the dependent variables (Y1, amino-N; Y2, Hunter redness; and Y3, drying time) were 44.8% for A (pre-treated conger eel by-product), 36.0% for B (mixed sauce), and 19.2% for C (starch). The RSM program results for seasoned laver with CES showed that the optimum independent variables based on the dependent variables (Y1, water activity; Y2, Hunter yellowness; and Y3, overall acceptance) were 5.0% for X1, (CES amount), 313.8℃ for X2 (roasting temperature), and 6.0 s for X3 (roasting time). The seasoned laver with CES prepared under the optimum conditions was superior to commercial seasoned laver in terms of overall acceptance.

UV 공정을 이용한 N-Nitrosodimethylamine (NDMA) 광분해 및 부산물 생성에 관한 연구: 박스-벤켄법 실험계획법을 이용한 통계학적 분해특성평가 및 반응모델 수립 (A study on the Degradation and By-products Formation of NDMA by the Photolysis with UV: Setup of Reaction Models and Assessment of Decomposition Characteristics by the Statistical Design of Experiment (DOE) based on the Box-Behnken Technique)

  • 장순웅;이시진;조일형
    • 대한환경공학회지
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    • v.32 no.1
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    • pp.33-46
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    • 2010
  • 본 연구는 광분해 산화공정으로 난분해성 물질인 N-Nitrosodimethylamine (NDMA)인 제거 및 부산물 생성 특성을 파악하기 위한 3개의 독립변수 (자외선 강도($X_1:\;1.5{\sim}4.5\;mW/cm^2$, 초기 NDMA 농도($X_2:\;100{\sim}300\;uM$), pH(X3:3~9))와 4개의 종속변수(NDMA 제거율($Y_1$), dimethylamine (DMA) 생성농도($Y_2$), dimethylformamide (DMF) 생성농도($Y_3$) 및 $NO_2$-N 생성농도($Y_4$))로 구성된 박스-벤켄 설계를 이용한 실험계획을 적용시켜 예측 모델과 광분해 산화 최적조건을 수립하였다. 실험결과 2시간 광분해 후 NDMA는 거의 완전히 제거되었으며 DMA, DMF와 $NO_2$-N은 NDMA 광분해와 동시에 부산물로 생성되었다. 광분해 최적의 조건을 얻기 위해 정준분석을 수행하여 최적 점 (반응값, 독립변수 조건)과 예측반응모델을 수립한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었다 ($Y_1=117+21X_1-0.3X_2-17.2X_3+{2.43X_1}^2+{0.001X_2}^2+{3.2X_3}^2-0.08X_1X_2-1.6X_1X_3-0.05X_2X_3$ ($R^2$ = 96%, Adjusted $R^2$ = 88%)와 99.3% ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;190\;uM$, $X_3:\;3.2$), $Y_2=-101+18.5X_1+0.4X_2+21X_3-{3.3X_1}^2-{0.01X_2}^2-{1.5X_3}^2-0.01X_1X_2-0.07X_1X_3-0.01X_2X_3$ ($R^2$= 99.4%, 수정 $R^2$ = 95.7%)와 35.2 uM ($X_1:\;3\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;6.3$), $Y_3=-6.2+0.2X_1+0.02X_2+2X_3-{0.26X_1}^2-{0.01X_2}^2-{0.2X_3}^2-0.004X_1X_2+0.1X_1X_3-0.02X_2X_3$ ($R^2$= 98%, 수정 $R^2$ = 94.4%)와 3.7 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;290\;uM$, $X_3:\;6.2$), $Y_4=-25+12.2X_1+0.15X_2+7.8X_3+{1.1X_1}^2+{0.001X_2}^2-{0.34X_3}^2+0.01X_1X_2+0.08X_1X_3-3.4X_2X_3$ ($R^2$= 98.5%, 수정 $R^2$ = 95.7%)와 74.5 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;3.1$). 반응표면분석법 중 하나인 박스-벤켄법은 UV 광분해에 의한 NDMA 분해 및 부산물 생성에 대한 통계학적 및 수학적인 결과 및 최적의 운전조건을 제시하였다. 예측모델의 검정을 통하여 박스-벤켄법은 매우 높은 신뢰성을 보였다.

대장균과 황색포도상구균에 대한 이산화염소의 살균소독력 평가 및 살균예측모델 개발 (Evaluation of Efficacy and Development of Predictive Reduction Models for Escherichia coli and Staphylococcus aureus on Food Contact Surfaces as a Function of Concentration and Contact Time of Chlorine Dioxide)

  • 윤소정;박신영;김용수;하상도
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • v.32 no.6
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    • pp.507-512
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    • 2017
  • 본 연구는 기구등에 오염된 E. coli와 S. aureus를 제어하기 위해 이산화염소의 농도별 접촉시간에 따른 살균소독력을 평가하여 살균예측모델을 개발하였다. E. coli의 경우 초기균수가 9.13 log CFU/mL이었고, 청정조건에서 5ppm으로 1분, 3분, 5분 처리한 결과 각각 0.04, 0.07, 0.10 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 20 ppm을 처리한 결과 각각 0.74, 0.79, 0.84 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 또한 CCD에 의한 최대농도 35 ppm으로 처리한 결과 각각 2.49, 2.70, 3.65 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. S. aureus의 경우 초기균수가 8.70 log CFU/mL이었고, 청정조건에서 5 ppm으로 1분, 3분, 5분 처리한 결과 각각 0.14, 0.28, 0.36 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 20 ppm을 처리한 결과 각각 0.66, 0.79, 0.90 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 또한 CCD에 의한 최대농도 35 ppm으로 처리한 결과 각각 4.59, 5.25, 5.81 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 따라서 이산화염소의 살균소독력 평가결과는 E. coli와 S. aureus에 대하여 식품의약품안전처 살균소독력 기준에 모두 만족하는 것으로 나타났다. 살균예측모델의 경우, $R^2$값이 모두 0.98 이상으로 두 균주에 대해 모두 높은 적합성을 보였다. 본 연구에서 개발된 이산화염소의 살균예측모델을 식품산업 적용을 위한 기초자료로 활용함으로써 E. coli와 S. aureus를 적절한 농도와 접촉시간으로 제어할 수 있을 것으로 사료된다.

무속신화 <바리공주> 서사의 다층적 이해 - 이야기·생성·소통의 세 층위를 대상으로 (The multi-level understanding of Shamanistic myth Princess Bari as a narrative: focusing on levels of story, composition, and communication)

  • 오세정
    • 기호학연구
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    • no.54
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    • pp.119-145
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    • 2018
  • 본 논의는 서사로서 <바리공주>를 이해하기 위해 대상에 대한 층위를 나누고 이에 대한 접근 방법을 재검토하고자 한다. 서사의 층위 구분과 각 층위별 분석, 그리고 그것들에 대한 통합적 접근이 이루어진다면, 이는 <바리공주>를 이해하고 연구하는 새로운 방향과 방안을 제시하는 데 기여할 수 있을 것이다. <바리공주>의 이야기 차원, 즉 표층 구조는 주인공 인물의 탄생에서부터 시작된 삶의 과제를 공간 이동과 연대기적 순차 구조로 형상화하고 있다. 이 이야기는 태어나면서 정체성을 부정당한 한 여성이 어떤 과정을 통해 존재론적 변신을 이루고 정체성을 찾아가는지를 보여준다. 특히 정체성 찾기의 여정이 주로 가족 구성원과의 관계를 통해 발생하는 사건들을 통해 형성되어 있다. 이야기 차원에서 찾을 수 있는 이 같은 구조는 가족 구성원의 갈등과 화해, 삶과 죽음이라는 대립적 패러다임으로 심층 구조를 형성하고 있다. 이 이야기를 통해 드러나는 사유 구조는 삶의 문제가 가족 구성하기의 문제이며, 동시에 죽음의 문제 역시 마찬가지라는 점이다. 삶과 죽음이라는 대립되는 것들이 공존하는 이 세계를 어떻게 통합시켜 바라 볼 것인가에 대한 답으로 이 신화의 전승집단은 인간과 신을 관계 맺게 하고 있다. 이 이야기는 망자를 천도하는 굿에서 주요하게 소통된다. 무당이 발신자이고 제의 참여자가 수신자이지만, 실제 이 이야기는 특정한 상황에서 반복되는 전혀 새로운 정보가 없는 메시지이다. 굿에서 단골과 참여자들은 <바리공주> 서사를 단순히 메시지로 수용하는 것이 아니라 자가 커뮤니케이션을 통해 자신을 삶과 행위를 재구성하는 코드로 수용한다. <바리공주>의 인물과 사건을 자신의 삶과 상동적 관계로 받아들임으로써 주어진 일상의 삶을 삶과 죽음, 단절과 소통, 갈등과 화해의 통합적 시각으로 그리고 현재적 관점으로 수용하게 된다. 이는 세상과 현실을 바꿀 수 없지만 그것에 대한 '나'의 삶의 태도를 바꾸는 것으로, 결국 이것이 신화에서 바리공주가 신으로 변신하는 것처럼, 개인이 제의 커뮤니케이션을 통해 이룰 수 있는 변화 변신인 것이다. 이처럼 <바리공주>는 이야기의 층위, 이야기 생성의 층위, 이야기 소통의 층위에서 각각의 의미나 기능이 상호 관련을 맺고 있음을 알 수 있다. 또한 세 층위에서 신화서사가 드러내는 구조는 신화 전승집단의 의식 세계와 문화체계를 드러내는 데에도 효과적이다.