• 제목/요약/키워드: Composite design

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반응표면분석을 이용한 청국장 제조시 마늘의 첨가조건 최적화 (Optimization of the Addition of Garlic in Cheonggukjang using Response Surface Methodology)

  • 황초롱;심혜진;김경민;조계만;김정환;신정혜
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.661-669
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    • 2013
  • 마늘을 이용한 청국장의 제조조건을 최적화 하고자 중심합성계획에 따라 마늘의 첨가량($X_1$), 마늘 열처리시간($X_2$) 및 청국장 발효시간($X_3$)을 독립변수로 하고, 점질물 생성량($Y_1$), 산도($Y_2$), 아미노태 질소량($Y_3$), ${\gamma}$-GTP($Y_4$) 및 ABTS 라디칼 소거능($Y_5$)을 종속변수로 하여 반응표면분석을 실시하였다. 점질물 생성량의 정상점은 최대점으로 실제변수인 마늘의 첨가량이 6.53%, 열처리 시간 6.81분, 청국장 발효시간 55.18시간에서 13.02%의 최적 값을 보였다. 산도는 청국장의 발효시간이 길어질수록 증가하였으며, 최소값인 0.50%를 나타내는 마늘 첨가량의 실제변수는 7.75%, 열처리 시간은 3.42분, 청국장 발효는 58.60시간이었다. 아미노태 질소 함량은 80.58~158.82 mg% 범위였는데 정상점은 안장점으로 능선분석을 통해 얻어진 아미노태 질소의 최고값은 156.97 mg%였다. 이 때 마늘 첨가량 및 열처리 시간은 각각 6.21% 및 14.85분, 청국장 발효시간은 58.04시간이었다. ${\gamma}$-GTP 활성은 353.66 mU/mL의 최대값을 가질 때, 마늘 첨가량, 마늘 열처리 시간 및 청국장 발효시간이 각각 5.73%, 6.99분, 57.96시간 이었다. ABTS 라디칼 소거능은 마늘 첨가량과 청국장 발효시간을 낮추고 마늘의 열처리 시간을 높이는 경우 76.43%의 최고값 얻을 수 있었는데, 이에 따른 실제변수의 마늘의 첨가량과 열처리시간은 각각 3.78% 및 14.28분과 청국장 발효시간은 57.99시간이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 마늘이 첨가된 청국장 제조를 위해 마늘은 불린 콩 무게 대비 3.78~7.75%로 첨가하되 3.42~14.85분의 범위에서 스팀가열한 후 사용하며, 55~59시간 정도 발효시키는 것이 적합하였다.

반응표면분석을 이용한 송이버섯 열수추출조건의 최적화 (Optimization of Hot Water Extraction Conditions for Tricholoma matsutake by Response Surface Methodology)

  • 강복희;이진만;김유경
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.1206-1212
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    • 2010
  • 송이버섯의 최적 추출조건 예측을 위해 추출온도(60, 70, 80, 90, $100^{\circ}C$), 추출시간(1, 2, 3, 4, 5 hr) 및 시료에 대한 용매비(10, 20, 30, 40, 50 mL/g)를 독립변수로 하여 중심합성계획에 따라 16구간의 열수추출조건을 설정하였다. 각 추출물에 대한 이화학적 특성으로 가용성 고형분 함량, 총 페놀성 화합물 함량, 전자공여능, 아질산염 소거능 및 환원당함량을 조사하였다. 각 특성에 대하여 SAS program을 이용하여 회귀분석 후 최적 추출조건의 예측과 반응표면에 의한 추출특성을 모니터링하였다. 가용성 고형분 함량, 전자공여능 및 아질산염 소거능은 시료에 대한 용매비에 영향을 많이 받고 있는 것으로 나타났으며, 총 페놀성 화합물 및 환원당함량은 추출온도 및 시료에 대한 용매비의 영향을 모두 많이 받고 있는 것으로 나타났다. 송이버섯의 효율적인 추출을 위하여 열수에서 추출특성을 분석한 결과 가용성 고형분 함량의 최적 추출조건은 추출온도 $83.48^{\circ}C$, 추출시간 3.44 hr 및 시료에 대한 용매비는 42.83 mL/g이었으며, 총 페놀성 화합물 함량에 대한 최적추출조건은 추출온도 $78.85^{\circ}C$, 추출시간 3.33 hr 및 시료에 대한 용매비는 34.84 mL/g이었다. 전자공여능에 대한 최적조건은 추출온도 $91.00^{\circ}C$, 추출시간 1.62 hr 및 시료에 대한 용매비는 39.42 mL/g 등으로 각각 나타났다. 각 변수에 대한 회귀식을 도출하여 송이버섯의 이 화학적 특성에 대한 최적추출조건을 중첩(superimposing) 한 결과 추출조건의 범위는 추출온도 $70{\sim}90^{\circ}C$, 추출시간 2~4 hr, 시료에 대한 용매비 30~50 mL/g으로 각각 예측되었다.

뽕잎분말과 오디분말의 최적 혼합비율을 이용한 기능성 죽 제조 (Processing of Functional Porridge with Optimal Mixture Ratio of Mulberry Leaf Powder and Mulberry Fruit Powder)

  • 김유진;김민주;김현복;임정대;김애정
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권9호
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    • pp.1081-1090
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 반응표면분석법을 통해 최적화한 뽕잎과 오디 혼합비율을 기본 녹두죽에 첨가하여 고혈압 개선에 도움을 줄 수 있는 기능성 죽을 개발하는 것이다. 뽕잎분말과 오디분말을 독립변수로 하였고, 칼륨, 나트륨, GABA, C3G, rutin 및 flavonoid를 종속변수로 하여 뽕잎분말과 오디분말의 최적 혼합비율을 모니터링 하고자 하였다. 반응표면분석법을 이용하여 산출된 뽕잎분말과 오디분말의 최적 혼합비율 함량은 뽕잎분말 함량 5.41 g, 오디분말 함량 2.65 g이었다. 이때 종속변수들의 최적 함량은 칼륨 함량이 1,844.22 mg/100 g, 나트륨 함량이 52.74 mg/100 g, GABA 함량은 139.98 mg/100 g, C3G 함량은 1,134.89 mg/100 g, rutin 함량은 101.56 mg/100 g 및 flavonoid 함량은 201.28 mg/100 g으로 나타났다. 최적 혼합비율의 뽕잎분말(5.41 g)과 오디분말(2.65 g)을 첨가한 기능성 죽을 제조하여 일반 성분과 무기질 함량 분석을 한 결과 수분 함량은 88.54 g, 탄수화물 함량은 8.77 g, 단백질 함량은 2.24 g, 지방 함량은 0.04 g, 조회분 함량은 0.41 g으로, 최적 혼합비율의 뽕잎분말과 오디분말을 첨가한 녹두죽의 탄수화물, 단백질, 지방, 조회분 및 무기질 함량이 뽕잎과 오디의 혼합분말이 첨가되지 않은 기본 녹두죽보다 모두 높았다. 결론적으로 최적 혼합비율의 뽕잎분말과 오디분말이 첨가된 기능성 죽은 고혈압 개선에 도움을 줄 수 있는 칼륨, 나트륨, GABA, C3G, rutin 및 flavonoid와 같은 기능성 성분이 우수하여 고혈압 환자의 혈압개선에 도움을 줄 수 있을 것이다.

반응표면 분석법에 의한 단단계법 거품형 찜 케이크의 물리적 특성의 최적화 (Optimization for the Physical Properties of Steamed Foam Cakes Prepared with Single-stage Method by Response Surface Methodology)

  • 곽성호;장명숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.557-566
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    • 2005
  • 본 연구는 오븐에서 굽는 거품형 케이크 중 단단계법을 찌는 방법에 적용하여 혼합방법에 따른 거품형 찜 케이크의 가장 적합한 배합비율을 반응표면분석법으로 찾아 단단계법을 이용한 거품형 찜 케이크의 상품화와 산업화를 위한 기초자료를 만들고자 하였다. 휘핑 시간($X_1,\;4\~20$분),밀가루의 양$X_2,\;460\~540\;g$과 유화제의 양$(X_3,\;16\~24\;g)$을 독립변수로 설정하고, 색도, 부피, 텍스쳐 항목을 반응변수로 하여 최적화한 결과 물리적 특성 중 부피의 경우 16개의 실험조건에 따라 $1,300\~1,584\;mL$, 색도의 L값은 $83.64\~67.55$, a값은 $0.20\~2.70$, b값은 $30.49\~35.03$, ${\Delta}E$$32.02\~36.49$, 경도는 $209.82\~349.20\;g$, 검성은 $209.82\~349.20\;g$, 씹힘성의 경우 $120.92\~218.86\;g{\cdot}cm$ 범위의 결과를 나타내었고, 관능적 특성을 평가한 결과 외관 $4.00\~7.25$, 색 $4.83\~7.50$, 냄새 $4.40\~7.00$, 맛 $4.80\~7.02$, 부드러운 정도 $4.20\~7.50$, 촉촉한 정도 $5.44\~7.67$, 전반적인 기호도 $5.00\~7.98$의 점수를 받았다. 회귀식을 검증한 결과 부피, 경도, 검성과 씹힘성은 $5\%$ 이내의 수준에서 회귀식의 유의성이 인정되었고, 관능적 특성의 냄새, 부드러운 정도, 촉촉한 정도와 전반적인 기호도는 $5\%$ 이내에서, 맛은 $1\%$ 이내의 수준에서 회귀식의 유의성이 인정되었다. 독립변수가 각 반응변수에 미치는 영향을 본 결과 유화제의 양이 물리적 특성에 가장 큰 영향을 주었고, 관능적 특성에서는 휘핑 시간과 유화제의 양이 중요한 변수로 작용하였다. 반응표면의 정상점의 형태는 물리적 특성에서 색도의 b값만 정상점에서의 형태가 최대점을 나머지 모든 항목은 안장점의 형태를 나타내었다. 관능적 특성 결과 전반적인 기호도의 경우 안장점의 형태를 보였고, 그 이외의 항목은 최대점의 형태를 나타내었다. 결정된 회귀식의 계수를 바탕으로 3차원 반응표면을 도식화한 결과 최적조건보다 과도한 휘핑 시간과 유화제 첨가는 오히려 부피가 감소하였고, 관능검사 결과 낮은 점수를 받아 좋아하지 않았다. 독립 변수에 영향을 받으며 유의적인 차이가 인정된 반응변수에서 찜 케이크의 품질특성에 중요한 요인으로 작용하는 물리적 특성 중 부피, 경도, 그리고 관능적 특성 중 맛, 냄새, 부드러운 정도, 촉촉한 정도, 전반적인 기호도의 contour map을 중첩하여 특성을 모두 만족시켜주는 교집합을 각각의 독립변수의 최적의 조건으로 선정하였다. 그 결과 휘핑 시간 $11\~13$분, 밀가루의 양 $470\~486\;g$, 유화제의 양 $19\~20\;g$으로 각각 나타났다. 이상의 예측된 최적 조건을 검증하기 위하여 최적 조건 범위내의 중간점 즉, 휘핑 시간 12분, 밀가루의 양 478 g과 유화제의 양 20 g을 최적점으로 설정하여 실제 단단계법으로 거품형 찜 케이크를 만들어 물리적 특성을 측정하여 본 결과 실제 실험 값들은 예측된 값들과 유사한 수준의 결과를 보였다.

고정화 리파제를 이용한 충진형 효소생물반응기 내에서의 무-트랜스 유지 연속 생산을 위한 에스테르 교환 반응의 최적화 (Optimization of Interesterification Reaction for the Continuous Production of trans-Free Fat in a Packed Bed Enzyme Bioreactor with Immobilized Lipase)

  • 김상우;박경민;하재욱;이재환;장판식
    • 한국식품과학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.173-178
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    • 2009
  • 연속식 효소적 에스테르 교환반응을 이용하여 무-트랜스 유지를 제조하기 위한 체계적이고 입체적인 최적조건을 확립하기 위하여 3가지 독립변수($X_1$: 원료유지 중 FHCO 함량(%), $X_2$: 반응온도($^{\circ}C$), $X_3$: 기질의 흐름속도(mL/min))를 선정하여 RSM을 통해 각각의 독립변수에 대한 종속변수인 TS 전환율(Y)을 표현한 회귀방정식은 Y = 93.1146$(X_3)^2$+ 3.2387($X_1$) ($X_3$) + 2.6038($X_2$) ($X_3$)으로 나타났다. 이 방정식을 이용하여 정준분석을 이행한 결과 35%(w/w)의 FHCO를 함유한 원료유지를 사용하고 PBEB 내에서 68.67$^{\circ}C$의 온도 하에서 원료유지와 효소가 충분히 접촉할 수 있도록 0.63 mL/min의 흐름속도로 연속식 공정을 수행하면 TS 전환율이 극대화 되는 것으로 나타났다. 한편, 트랜스 지방의 함량이 높은 유지를 대체하되 실제 산업체 현장에서 생산되는 기존의 유지를 대체하기 위해서는 TS 전환율 뿐만 아니라 효소적으로 생산된 에스테르 교환 유지의 SFC 경향을 기존 유지의 결과와 비교하는 작업이 필요한데, 이때 비교대상의 기존 유지로는 트랜스 지방 함량 및 이화학적 물성 측면에서의 예비실험 결과 대체 가능성이 가장 높은 크림용 마가린(margarine)을 선정하였으며, 이러한 기존의 유지를 대체할 수 있는 무-트랜스 유지를 제조하기 위하여 SFC 경향 및 TS 전환율을 동시에 고려한 연속식 효소적 에스테르 교환반응의 최적조건을 확립하였으며, 최적조건은 42.83%(w/w)의 FHCO와 57.17%(w/w)의 SO가 혼합된 원료유지를 기질로 사용하며 PBEB 내에서의 반응온도는 64.72$^{\circ}C$이고, 효소와 원료유지가 극대로 접촉하여 효소적 에스테르 교환이 이루어질 수 있도록 기질의 흐름속도를 0.40 mL/min으로 각각 유지하는 것으로 판명되었다. 이상의 최적조건 하에서 연속식 효소적 에스테르 교환반응에 의해 제조된 유지의 SFC 경향을 분석하되 기존의 크림용 마가린의 경우와 비교한 결과 유의적으로 유사함을 확인하였으며, 이로써 본 논문에 의해 생산된 유지는 크림용 마가린을 성공적으로 대체할 수 있는 것으로 판단하였다. 또한, 반응온도를 60$^{\circ}C$ 및 55$^{\circ}C$로 각각 설정하여 2 단계로 분리한 PBEB에서의 TS전환율 변화를 측정한 결과, 반응 30일 경과시점까지 66%이상의 TS전환율을 유지하였으며(효소활성 반감기=약 30일 이상), 단일단계의 반응온도 실험(효소활성 반감기=약 15일)과 비교 시 반감기를 두 배 이상 연장할 수 있음을 확인하였다.

반응표면분석법을 이용한 홍시와 우유혼합물의 최적 분무건조 조건 (Optimization of spray drying conditions of soft persimmon and milk mixture using response surface methodology)

  • 박미정;김상범;김진숙;김경미;최송이;장미;김기창
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권7호
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    • pp.957-964
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    • 2017
  • 본 연구는 홍시라떼 분말화의 최적조건 설정을 위하여 반응표면분석법(RSM)을 이용하였으며, 독립변수는 inlet temperature($X_1$), air flow rate($X_2$), 시료의 공급속도인 feed flow rate($X_3$)로 설정하고 종속변수로는 회수량($Y_1$), 수분흡수지수($Y_2$), total phenolic compounds($Y_3$)로 설정하였다. 각 종속변수에 따른 회귀식은 모두 p<0.001 수준에서 유의성이 인정되었다. 홍시라떼의 경우 과당이 풍부하여 분말의 부착성이 높기 때문에 유리전이 온도와 입자의 표면 온도차이가 낮을수록 회수량은 높아졌으며, 분말의 결정성과 응집성은 증가하여 수분흡수지수는 낮아졌다. 또한 낮은 inlet temperature($X_1$)와 높은 feed flow rate($X_3$)는 입자의 표면 온도와 열의 접촉 시간을 모두 낮추어 total phenolic compounds의 손실을 최소화 하였다. 각 독립변수와 종속변수의 영향을 나타내는 반응표면그래프를 이용하여 최적 분말화 조건을 예측한 결과 inlet temperature($X_1$) $90^{\circ}C$, air flow rate($X_2$) 53 mL/min, feed flow rate($X_3$) 17.00 mL/min로 결정되었다.

해당화 열매 첨가 사과잼 제조 및 품질 특성 (Preparation and Quality Characterization of Apple Jam with Rosa rugosa Thunb. Fruit)

  • 김미현;김명희;윤선주;이병용;이창원;김보애;장기효;이재철;서정희
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.367-380
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    • 2010
  • 본 연구에서는, 강원도 해안지역 특산물인 해당화 열매를 소비자의 접근성이 높은 잼에 첨가하여 지역을 대표하는 지역특화 제품으로 개발하는 것이 가능할지 알아보고자 하였다. 중심합성계획법에 따라, 해당화 열매와 설탕 첨가량을 달리하여 10종의 잼을 제조하였다. 제조된 10종의 잼을 관능검사로 평가하여 반응표면분석을 실시한 결과, 잼의 관능적 특성 중 시각, 후각, 미각에 의해 인지되는 특성인 색, 광택, 이취, 단맛, 신맛은 설탕의 첨가량에 의해 지배적으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 이는 설탕 자체의 단맛 뿐 아니라, 가열 공정이 주를 이루는 잼 제조 공정 중, 일부의 설탕 분자가 열에 의해 분해되는 caramelization반응이 일어나, 기호도에 영향을 줄 수 있는 향미물질(flavor compounds)과 색소(pigments)를 형성했기 때문으로 해석되었다. 또한, 관능검사 항목 중 물성 특성인 끈기(되직한 정도)와 발림성은 해당화 열매 첨가량과 연관된 것으로 나타났다. 즉, 해당화 열매 첨가량이 증가할수록, 완성된 잼의 수분함량이 증가하였고, 이는 덜 되직하고 부드럽게 잘 발리는 관능적 특성으로 평가되었다. 이 결과는 기계적 물성 평가로 얻어진 각 잼의 경도(hardness), 점착성(gumminess), 씹힘성(chewiness)의 경향과도 일치하였다. 즉, 해당화 열매의 첨가량이 증가함에 따라, 당의 함량이 증가하고, 당의 높은 물결합력은 펙틴 분자끼리의 상호 결합을 촉진시켰으며, junction zone안에 더 많은 물을 보유하게 함으로써 내부적 결합력이 강하고, 부드러운 물성의 잼을 형성한 것으로 해석되었다. 5점 평점법으로 평가된 관능검사 결과에서 모든 항목이 3점 이상으로 높은 기호도를 보여 만족도(desirability)가 높았던 설탕 첨가량 60%에서 제조된 3종의 잼(해당화 첨가량 0%, 10%, 20%)을 기계적 물성 평가와 관능평가로 비교분석 하였을 때, 해당화 첨가량이 10%인 잼이 색, 광택, 끈기, 발림성 항목에서 기호도가 유의적으로 높았고, 물성 또한 개선된 것이 확인되었다. 이러한 결과는, 소비자의 순응도가 비교적 높은 사과잼에 그 기호도와 물성의 유의적 저하 없이 해당화 열매의 기능성이 추가될 수 있음을 시사하였다.

초임계수 산화를 이용한 음이온교환수지 분해 (Supercritical Water Oxidation of Anionic Exchange Resin)

  • 한주희;한기도;도승회;김경숙;손순환
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.549-557
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    • 2006
  • 화력발전소에서 발생하는 폐 음이온교환수지를 분해하기 위해 초임계수 산화 특성 연구를 진행하였다. 폐수지는 음이온교환수지와 양이온교환수지가 혼합된 상태로 배출되었으며, 혼합된 폐수지에서 고-액 유동층을 이용하여 음이온수지를 분리하였다. 분리된 음이온 수지는 원소분석과 열분석을 통해 양이온 수지가 혼합되지 않았음을 확인하였다. 음이온수지를 고압 펌프를 이용하여 초임계수 산화 반응 장치에 연속적으로 주입하기 위해 습식 ball mill을 이용하여 분쇄, 슬러리로 제조하였다. 압력 25.0 MP콘 체류시간 2분, 반응 온도 $500^{\circ}C$에서 처리수의 COD는 99.9%이상 분해됨을 확인하였지만, 총 질소 분해율은 41% 정도로 나타났으며, 슬러리에 질산을 혼합하면 처리수의 총 질소가 감소하였다. 처리수의 COD와 총 질소(T-N) 함량을 목적변수로 설정하여 음이온 수지 슬러리를 분해하는 최적 조건을 도출하기 위해 통계적 실험계획법인 중심합성계획법을 적용하였다. 처리수의 COD는 반응 온도 $500{\sim}540^{\circ}C$, 압력 25.0 MPa, 반응기 체류시간 2분 조건에서 $99.9{\sim}100%$까지 충분히 분해되었으며, 온도 변화와 질산 주입량 변화에 영향을 받지 않았다. 그러나 처리수의 총 질소는 질산 주입량의 변화에 대한 영향이 큰 것으로 확인되었다. 처리수의 총 질소는 회귀분석을 통해 질산 주입량의 함수로 나타낼 수 있었으며, 결정계수($r^2$)는 95.8%로 계산되었다.

도토리의 Polyphenol 및 Gallic Acid 성분의 열수 추출조건 최적화 (Optimization of Hot-Water Extraction Conditions for Preparation of Polyphenol and Gallic Acid from Acorn)

  • 김성호;이진만
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.58-65
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    • 2008
  • Tannin을 다량 함유하고 있는 도토리(Quercus acutissima CARRUTHERS)는 천연 항산화제 및 다양한 기능성을 가진 가공식품으로의 개발가치가 있다고 생각된다. 이에 따라 도토리 항산화 기능물질의 일종인 polyphenol류와 gallic acid의 추출조건을 반응표면분석법을 이용하여 조사하였다. Polyphenol 화합물의 함량은 추출온도 $30{\sim}70^{\circ}C$ 및 추출시간 $1{\sim}5$ hr, 용매비 $5{\sim}25$mL/g로 하여 중심합성계획법으로 16개의 구간에서 측정하였고, gallic acid함량은 추출온도 $60{\sim}100^{\circ}C$, 추출시간 $1{\sim}5$ 시간 및 용매비 $5{\sim}25$ mL/g로 하여 최적추출조건을 설정하였다. Epicatechin의 함량은 추출온도 $56.77^{\circ}C$, 추출시간 4.16시간 및 용매비 22.38 mL/g에서 최대간 $112.35{\mu}g/mL$이었다. 도토리 추출물의 catechin 함량은 추출온도 $52.37^{\circ}C$, 추출시간 2시간 및 용매비 23.59 mL/g에서 최대치인 $91.30{\mu}g/mL$이었다. 추출온도가 높고, 용매비가 증가할수록 catechin 함량이 증가하였다. Epigallocatechin함량은 추출온도와 추출시간에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 추출온도 $61.42^{\circ}C$, 추출시간 4.17 시간 및 용매비 9.25 mL/g에서 최대값은 1,066.56 ${\mu}g/mL$이었다. Epicatechingallate함량의 최대값은 $125.39{\mu}g/mL$이었고, 이때의 추출조건은 추출온도 $47.72^{\circ}C$, 추출시간 3.04 시간 및 용매비 24.93 mL/g이었다. Epigallocatechingallate 함량은 용매비에 대해 영향을 받았으며, 최대값은 $61.38{\mu}g/mL$이었고, 이때의 추출조건은 추출온도 $48.11^{\circ}C$, 추출시간 2.96시간 및 용매비 24.95 mL/g으로 나타났다. 총 polyphenol함량은 추출온도 $61.50^{\circ}C$에서 $1,332.75{\mu}g/mL$으로 최 대값을 나타내었으며, 추출시간 4.24시간 및 시료에 대한 용매비 9.71 mL/g에서 가장 높게 나타났다. 추출온도가 높고, 추출시간이 증가할수록 총 polyphenol 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. Gallic acid 함량은 $65.84^{\circ}C$에서 $30.51{\mu}g/mL$으로 최대값을 나타내 었으며, 추출시간 1.65시간 및 시료에 대한 용매비 17.17mL/g에서 가장 높은 추출율을 보였다. Gallic acid 함량에 대한 추출조건의 영향은 추출시간과 용매비에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 설정된 범위 내에서 온도에 대한 영향은 거의 나타나지 않는 것으로 나타났다.

반응표면분석법을 이용한 차가버섯(Inonotus obliquus)의 생리활성물질 최적 추출조건 탐색 (Optimization of the Extraction of Bioactive Compounds from Chaga Mushroom (Inonotus obliquus) by the Response Surface Methodology)

  • 김재철;이해창;이기욱;황금택;유기춘
    • 한국식품과학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.233-239
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    • 2015
  • 본 연구에서는 차가버섯(Inonotus obliquus)의 유효성분과 항산화능이 최대가 되는 추출물의 제조를 위하여 반응표면분석법을 이용하여 최적 추출조건을 탐색하였다. 추출 수율, 총 폴리페놀 함량, 항산화능(ABTS 자유 라디칼 소거능, ORAC), ${\beta}$-1,3-glucan 함량의 총 다섯 가지 반응변수에서 유의적인 이차 회귀식을 얻었고, 반응표면그래프와 등고선도를 통하여 최적 추출조건을 예측하였다. 각 반응변수에 따른 최적 추출조건은 추출 수율에서 50% (v/v), $88.7^{\circ}C$, 14.5 h, 총 폴리페놀 함량에서 9.2%, $92.7^{\circ}C$, 14.5 h, ABTS free radical scavanging activity에서 50.8%, $92.7^{\circ}C$, 14.5 h, ORAC에서 9.2%, $92.7^{\circ}C$, 1.5 h, ${\beta}$-1,3-glucan 함량에서 90.8%, $92.7^{\circ}C$, 1.5 h으로 예측되었다. 각 반응변수의 예측 최대추출조건에서 실제 실험을 실행하여 예측 값과 비교해본 결과, 상대오차는 0.4-12.5%였다. 각 반응 변수에서 유의적인 이차 회귀식을 얻었으며, 예측 값과 실험 값의 오차가 크지 않아 반응표면모델이 최적 추출조건을 예측하는데 적합하다고 판단하였으며, 다섯 가지 반응 변수를 통합하는 최적 추출조건은 81.4%, $92.7^{\circ}C$, 14.5 h으로 예측하였다. 본 연구는 주로 열수추출물의 형태로 유통되는 차가버섯 추출물의 품질 개선을 위하여 에탄올 용매를 포함한 최적 추출조건을 설정하였고, 구체적인 추출 수율과 생리활성물질 함량 및 항산화능이 최대가 되는 추출조건을 제시하였다.