문헌 연구를 통해 최적의 수소저장물질의서 수소저장 효율, 물질의 안정성 및 경제성이 우수한 나트륨붕소수소화물($NaBH_4$, sodium borohydride)을 선정하여, 소형연료전지용 수소저장시스템에 대한 다양한 특성을 조사하였다. $NaBH_4$의 기초 물성 조사를 위해 수소 발생 능력, 용해도, 수소 비발생 등의 실험을 수행하였으며 다양한 촉매의 특성비교는 물론 수소저장시스템의 설계시 핵심적으로 고려할 수 있는 Key factor의 특성을 파악하였다.
본 논문에서는 DC배전 전기추진 선박에서 전력품질 향상 및 전력 공급 안정성을 위한 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치(BESS)를 적용하고 이에 대하여 기술한다. MATLAB/Simulink를 이용하여 DC배전 전기추진 선박 및 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치의 시뮬레이션 모델을 구현하였으며, 구현된 시뮬레이션 모델에 발전 전력과 소비 전력 간의 전력 수급 차로 DC 계통의 전압 변동이 발생되는 추진전동기의 급격한 가, 감속 운전 시나리오를 적용하였다. 적용 시나리오에 의해 발생된 전압 맥동 현상은 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치를 이용하여 IEEE STD. 1709 - 2010에서 제시하는 전압 허용 범위를 만족함으로써 DC배전을 갖는 전기추진 선박의 전력품질 향상 및 전력 공급의 안정성 여부를 검토한다.
홍국균이 생산하는 색소를 상업적으로 이용하기 위한 기초연구로서 Monascus purpureus CBS 281.34 80% ethanol 가용성 색소의 열 pH, 유기산 존재 시의 안정성을 알아보았다. 또한 ethanol 가용성 색소 추출물에 증류수를 가해 수분 함량이 0∼80%가 되도록 하고 수용성 색소와 함께 저장하면서 이들의 안정성도 검토하였다. 80% ethanol 가용성 홍국색소는 1$0^{\circ}C$의 저온에서 4주간 저장 시 9.74%의 분해율을 보였으나, 60∼8$0^{\circ}C$의 고온에서는 24시간과 12시간 저장 시 각각 23.06%와 30.36%나 분해되어 색소의 안정성은 단기간 내 크게 저하하였다. pH 2와 pH 10에서의 80% ethanol 가용성 색소 분해율은 pH 4∼8보다 높았고, 0.6% citric acid, 6% acetic acid 및 1.5% lactic acid를 가해 pH 4로 조정하여 4주간 저장 시에는 대조구와 대조구와의 차이가 가장 큰 acetic acid 하에서의 분해율과의 차이도 6.08%로 거의 나타나지 않아 80% ethanol 가용성 홍국 색소는 유기산하에서 비교적 안정한 것으로 사료되었다. 또한 ethanol 가용성 색소에 증류수를 가해 저장하면 색소 안정성은 저하하였는데, 색소 분해율은 수분함량 20%에서 가장 높았고 80%에서 가장 낮았다. 한편 수중에서의 ethanol 가용성 색소는 2$0^{\circ}C$보다 1$0^{\circ}C$에서 현저하게 안정하였다.
본 연구에서는 라면제조용 튀김유지로 사용되어온 돼지기름, 쇠기름과 팜유 등의 수입유지의 대체유로서 유채유의 사용 가능성을 증대시키기 위해 적절한 항산화제를 첨가하거나, 팜유를 여러 비율로 혼합하여 이들의 라면 튀김유로서의 산화안정성을 조사하고자 하였다. 항산화제로는 천연 토코페롤, butylated hydroxyanisole (BHA), tertiarybutyl hydroquinone (TBHQ), 그리고 ascorbyl palmitate의 경우에는 구연산과 함께 각각 0.02%의 농도로 시판유채유에 첨가하여 사용하였다. 한편, 혼합유로서는 이상의 유채유에 정제팜유를 각각 30, 50, 70(w/w)의 비율로 혼합하여 사용하였다. 실험실에서 튀겨서 만든 시제라면을 $35.0{\pm}0.5^{\circ}C$의 항온기에서 90일간 저장하면서, 저장기간 중 그 일부를 일정기간 마다 취하여 여기서 추출한 유지의 과산화물가, 산가, 요오드가, 아니시딘가, 유전항수와 불포화 지방산도 비율 등을 측정했다. 그리고 그 변화들과 저장 중인 시제라면에 대한 관능검사 결과 등을 검토하여, 사용한 튀김유들의 산화안정성을 추정했다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 본 실험에 사용한 항산화제들의 튀김유로 사용한 유채유에 대한 항산화효과의 순서는 TBHQ>> ascorbyl palmitate+구연산>BHA>천연 토코페롤의 순서였다. 여기서 천연 토코페롤과 BHA는 항산화제로서의 효과가 매우 약했으나. ascorbyl palmitate와 구연산을 병용했을 때에는 상당한 항산화효과를 보였다. 한편, TBHQ는 항산화제로서 매우 효과적이었으며, TBHQ를 0.02% 함유한 유채유로 만든 라면의 저장안정성은 이 라면에서 추출한 유지의 성질로 추정할 때, 팜유로 만든 라면의 저장안정성과 거의 같았다. 2. 한편, 혼합유로 튀겨서 만든 라면의 저장안정성은 혼합유 중의 장유의 혼합비율이 증가함에 따라 증가했다. 혼합유로 만든 라면의 경우, 그 추출유지의 성질로 판단할 때 그 저장 안정성은 크게 개선되었다. 그 예로서 팜유를 70% 혼합한 혼합유로 만든 라면의 저장안정성은 팜유로 만든 라면의 저장안정성과 거의 비슷했다.
식생활이 풍요로워진 우리나라는 국민의 포화지방산 섭취량이 빠르게 증가하고 있는데 섭취량을 줄일 필요성이 있다. 최근 우리나라의 콩가루, 두유 시장규모는 건강과 국산 열풍으로 2016년부터 연평균 13%씩 성장 중이며 국산콩 사용량이 두부 다음으로 많다. 콩은 풍부한 단백질과 더불어 건강에 좋은 불포화 지방산함량이 높다. 하지만 높은 불포화지방산 함량은 저장성을 떨어뜨리는 역할을 한다. 본 연구에서는 불포화지방산함량이 상이한 3가지 콩을 3종류의 포장재에 밀봉 포장하여 상온과 저온에서 3개월간 저장실험을 하였다. 저장안정성 평가는 유지를 추출하여 산가측정을 하고 가스크로마토그래피(GC)를 이용하여 지방산함량 변화를 확인하였다. 산가는 저장기 간에 따라서 매달 산가가 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며, 저장 온도에 따라 초기, 상온, 저온모두 각각 유의적인 차이를 보였다. 콩 종류에 따라서도 유의적인 차이를 보였는데 포장재에 따라서는 차이를 보이지 않았다. 저장기간에 따라 콩가루의 지방산 변화는 대찬콩은 저온에서 올레산이 감소하는 경향을 보였고, 호심콩은 상온, 저온 처리구 모두에서 올레산과 리놀레닉산이 감소하는 경향을 보였으며, 49-3-1-8 콩은 상온, 저온 처리구 모두에서 올레산, 리놀레산, 리놀레닉산이 감소하는 경향을 보였지만 호심 상온처리구에서 리놀레닉산이 감소한 것을 제외하고는 유의미한 결과값을 얻지 못하였다. 저장 3개월차에 산가는 상온, 저온 처리구 모두에서 호심콩가루가 가장 낮게 나왔는데 이것은 이중결합이 하나라 비교적 안정성이 높은 올레산함량(~80%) 때문으로 보인다. 반면에 49-3-1-8 콩은 이중결합 3개로 가장 산화되기 쉬운 리놀렌산 함량이 비교적 많아 가장 산가가 높게 나왔다. 결과적으로 올레인산 함량이 높은 호심 콩 가루가 가장 저장안정성이 좋을 것으로 보인다.
HPLC를 이용하여 국내유통 비타민보충용제품 16종에 대한 비타민 $B_{2}$ 저장조건별(기간, 차광유무, 온도)경시변화를 제형별로 분석하여 비타민 $B_{2}$ 함량면화를 검토하였다. 저장조건(저장기간, 차광유무, 저장온도)를 달리한 결과 비타민 $B_{2}$ 함량은 저장기간이 길어질수록 감소율이 크게 나타났으며 특히 저장을 시작한 처음 5개월 이전에는 비타민 $B_{2}$ 경시변화가 심하고 그 이후에는 점차 작은 변화를 보였다. 차광유무에 따른 경시변화를 보면 차광한 제품이 비차광한 제품보다 높은 안정성을 보였다. 온도별 안정성을 보면 냉장($4^{\circ}C$), 냉동($-9^{\circ}C$), 실온($30^{\circ}C$)순으로 감소율이 커졌으나 제형별로 영향을 많이 받지 않았다. 따라서 비타민B2는 온도보다는 빛에 더 불안정한 것으로 나타났다. 제형별로는 약간의 차이는 있으나 정제제품이 각 조건에서 타 제형보다 경시변화가 적어 안정성이 높은 것으로 나타났고 캅셀, 분발, 액상 순으로 액상제품이 가장 큰 경시변화를 보였다, 비타민보충용제품 제조시에는 유통과정 중 제형별, 저장기간, 차광유무 등 저장조건에 따른 경시변화결과를 비타민B2 함유제품의 유통기한 설정에 활용하는 것이 요망된다.
난황 유래의 인지질을 주원료로 리포좀을 제조하여 서로 다른 저장조건에서의 리포좀의 물리적인 안정성을 연구하였다. 리포좀 용액의 pH를 달리하여 저장한 후 리포좀 입자크기와 리포좀 용액의 제타전위와 형광도를 측정한 결과, 리포좀은 pH 1-2에서 입자크기의 증가를 나타내었고 pH 4 이하에서 제타전위의 절대값이 감소하였으며 리포좀의 내부에 포집한 수용성물질의 손실량 지표인 형광도의 측정치 또한 pH 2-4에서 급격하게 증가한 것으로 보아 산성의 저장조건에서는 리포좀이 불안정함을 추론할 수 있다. 저장 온도별 리포좀의 안정성 평가에서는 $4^{\circ}C$에서 저장하였을 때 10일째부터 입자의 크기 변화가 있었고 20, $35^{\circ}C$에서 저장할 경우, 저장기간 40일째 이후부터 입자의 크기변화가 있었다. 제타전위는 3가지 온도조건에서 동일하게 저장 말기에 측정값의 절대값이 미세하게 감소하는 경향을 보였다. 또한, $50^{\circ}C$에서 저장된 리포좀의 형광도 측정실험에서 포집된 SRB의 누출량이 급격히 증가하는 양상을 나타내었다. 따라서 pH 6 이하의 산성의 조건에서 리포좀은 불안정하며 $50^{\circ}C$와 같이 높은 온도에서 인지질로 구성된 리포좀의 안정성을 유지하기 어렵다는 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 난황 유래 인지질로 구성된 리포좀을 이용한 진단용 시약 개발 및 포집 특성 연구에 유용한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
몇가지 산화방지제와 상승제를 첨가한 팜유와 우지로 튀긴 라면의 저장 안정에 대한 산화방지 효과를 저장 라면에서 추출한 유지의 이화학적 항수(과산화물값, carbonyl값, conjugated diene)의 변화와 n-hexanal의 생성량을 측정하여 비교하였다. 팜유와 우지에 ${\delta}-Toc$을 첨가한 것이 $DL-{\alpha}-Toc$을 첨가한 것보다 저장 안정성이 다같이 우수하였고고 ${\delta}-Toc$과 $DL-{\alpha}-Toc$에 상승제로 ascorbyl palmitate를 첨가하였을 때가 citric acid를 첨가하였을 때 보다 상승효과가 좋았다. 우지에서는 페놀계 산화방지제를 첨가한 것이 tocopherol류를 첨가한 것보다 저장 안정성이 우수하였으나 팜유에서는 BHA와 BHT 혼합제를 첨가한 것이 ${\delta}-Toc$를 첨가한 것보다 저장 안정성이 좋지 못하였다. 저장 라면에서 추출한 유지의 과산화물값, carbonyl값 및 conjugated diene산의 변화는 서로 잘 일치하지 않았다. 그러나 저장라면에 대한 산화방지 효과는 저장 라면중의 hexanal의 농도와 밀접한 관계가 있었다.
아로니아 유래 안토시아닌 색소의 pH, 온도, 저장기간, 빛, 당 및 유기산에 대한 안정성을 조사하였다. 아로니아 색소는 pH 3.0에서 가장 안정하고 높은 흡수스펙트럼을 나타냈고 pH 4.0-7.0으로 증가함에 따라 색소의 강도가 감소하였다. 아로니아 색소는 고온에서 장시간 가열할수록 색소의 안정성은 감소하는 경향을 나타냈으며 암실보다는 일광에 노출하였을 때 색소의 파괴가 급격히 나타났다. 아로니아 색소는 냉동 온도에서 저장한 경우에는 저장기간이 경과하여도 비교적 안정하였으나 냉장온도에서는 저장기간이 경과함에 따라 아로니아 색소가 감소하는 경향을 보였다. 아로니아 색소에 당을 첨가한 경우 색소의 강도가 전반적으로 감소하였고, 0.1M 당을 첨가시 색소의 강도는 maltose, galactose, sucrose, glucose 및 fructose 순으로 낮은 색소의 잔존율을 보였다. 아로니아 색소는 50 mM 농도의 유기산의 존재하에서 가장 안정하였으며 저장기간이 길어짐에 따라 첨가한 모든 유기산에서 색소의 강도가 감소하는 경향을 나타냈다. 이상의 결과는 향후 아로니아를 활용한 가공식품 및 천연 식품색소 개발을 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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