• 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
• /
• 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
• /
• pp.1263-1263
• /
• 2001

The amounts of organic matter present in soil and the rate of soil organic matter (SOM) turnover are influenced by agricultural management practice, such as rotation, tillage, forage plow down direct seeding and manure application. The amount of nutrients released from SOM is highly dependent upon the state of the organic matter. If it contains a large proportion of light fractions (low-density) more nutrients will be available to the glowing crops. However, if it contains mostly heavy fractions (high-density) that are difficult to breakdown, then lesser amounts of nutrients will be available. The state of the SOM and subsequent release of nutrients into the soil can be predicted by NIRS as long as a robust regression equation is developed. The NIRS method is known for its rapidity, convenience, simplicity, accuracy and ability to analyze many constituents at the same time. Our hypothesis is that the NIRS technique allows researchers to investigate fully and in more detail each field for the status of SOM, available moisture and other soil properties in Alberta soils for precision farming in the near future. One hundred thirty one (131) Alberta soils with various levels (low 2-6%, medium 6-10%, and high >10%) of organic matter content and most of dry land soils, including some irrigated soils from Southern Alberta, under various management practices were collected throughout Northern, Central and Southern Alberta. Two depths (0- 15 cm and 15-30 cm) of soils from Northern Alberta were also collected. These air-dried soil samples were ground through 2 mm sieve and scanned using Foss NIR System 6500 with transport module and natural product cell. With particle size above 150 microns only, the “Ludox” method (Meijboom, Hassink and van Noorwijk, Soil Biol. Biochem.27: 1109-1111, 1995) which uses stable silica, was used to fractionate SOM into light, medium and heavy fractions with densities of <1.13, 1.13-1.37 and >1.37 respectively, The SOM fraction with the particle size below 150 microns was discarded because practically, this fraction with very fine particles can't be further separated by wet sieving based on density. Total organic matter content, mechanical texture, ash after 375$^{\circ}C$, and dry matter (DM) were also determined by “standard” soil analysis methods. The NIRS regression equations were developed using Infra-Soft-International (ISI) software, version 3.11.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
• /
• pp.100-100
• /
• 2020

Wheat is mainly composed of carbohydrate but it contains a moderate amount of protein, which gives a very useful characteristics to flour food such as the unique elasticity and stickiness of the dough. We developed a calibration equation for analyzing crude protein content using Near Infrared Spectroscopy to quick analyze the crude protein content of wheat germplasm stored in the National Agrobiodiversity Center, RDA, Korea. The 1,798 wheat germplasms were used to draw up the calibration formula. The crude protein's interval distribution of 1,798 wheat germplasms used for the calibration was 7.04-20.84%, the average content was 13.2%, and standard deviation was 2.6%. The germplasms distribution was composed of a suitable group for the preparation of the calibration formula because the content distribution was a normal, excluding the 13.0-15.5% content section. In order to verify the applicability of the NIRS prediction model, we measured the crude protein content of the 300 wheat germplasms that were not used for the calibration using both Kjeldahl analysis and NIR spectrum. The analysis value calculated using each method were statistically processed, and the test results and statistical indicators of the predictive model were compared. As a result, The R² value of the optimized NIRS prediction model was 0.997, and the Standard error of Calibration value(SEC) was 0.132, and slope value was 1.000. With prediction model selection, compared to Kjeldahl method, R² values were 0.994(Kjeldahl), 0.998(NIRS), and the SEC value were 0.191 and 0.132, respectively, comparing the statistical indices of the forecast model. And slope value were 1.013, 1.000, respectively. The analysis of crude protein content by the NIRS predictive model developed by each statistical index showing similar figures is judged to show a high degree of correlation with the Kjeldahl analysis. The proven calibration equation will be used to measure the crude protein content of wheat germplasms held by the National Agrobiodiversity Center, and by dividing the wheat germplasms by their use according to the crude protein content, it will provide useful information to relevant researchers.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.95-103
• /
• 2012

본 연구는 원유의 실시간 휴대용품질측정 시스템 개발을 위한 기초 연구로서 원유 시료의 온도에 따른 가시광선-근적외선 스펙트럼을 측정하였으며, 다양한 수학적 전처리방법을 적용하여 유성분 예측모델을 개발하였다. 스펙트럼 측정은 원유 시료 180개에 대해 스펙트럼의 수학적 전처리 방법으로 평활화, 정규화, MSC, 1차 및 2차 미분을 사용하였고 예측모델은 부분최소자승법을 이용하였다. 유성분을 분석한 결과 함량 범위와 평균은 지방이 각각 2.44~6.42%, 4.05%, 단백질은 각각 2.44~4.28%, 3.35%, 무지고형분은 각각 7.85~9.57%, 8.76%로 나타났다. 또한 유당의 함량 범위와 평균은 각각 3.93~5.24%, 4.74%였으며 요소태질소의 경우에는 각각 4.6~15.1 mg/dl, 10.27 mg/dl로 대부분 권장 기준을 만족하였다. 원유 시료의 온도에 따른 스펙트럼은 1,400~2,500 nm에서 큰 차이를 보였으며 온도가 상승함에 따라 흡광도가 높아지는 것을 알 수 있었다. 원유 시료의 온도에 따른 유성분 예측모델을 400~2,500 nm의 영역에서 개발하였으며 예측성능은 지방과 무지고형분의 경우 온도변화와 무관하였다. 단백질과 유당, 요소태질소의 예측성능은 온도가 낮을수록 급격히 감소하여 스펙트럼 측정 시 원유 시료의 온도를 $40^{\circ}C$로 유지하는 것이 필요함을 알 수 있다. $40^{\circ}C$의 원유 스펙트럼에 대해 수학적 전처리를 수행한 결과 평활화를 수행하여 측정 장치 자체의 노이즈를 감소시킬 수 있었고 정규화를 수행하여 기준선을 일치시킬 수 있었다. 또한 MSC를 수행하여 빛의 산란에 의한 영향을 제거하여 스펙트럼간의 차이를 감소시킬 수 있었고 1차 및 2차 미분을 수행한 결과 기준선 일치와 기존 스펙트럼에서 나타나지 않았던 파장영역에 대한 분석이 가능함을 알수 있다. 다중회귀분석의 stepwise 방법을 이용하여 최적 파장영역을 선정하고 유성분 예측모델을 개발한 결과 요소태질소를 제외하고 대부분 근적외선 영역에서 우수한 상관관계를 보여주었다. 지방과 단백질은 원시 스펙트럼의 검증부 결정계수가 각각 0.93, 0.92에서 정규화를 수행한 결과 각각 0.98, 0.92로 원시 스펙트럼의 결과가 우수하여 큰 개선이 없었으나 RPD는 각각 4.10, 3.41에서 5.47, 3.73으로 높아져 정밀도가 향상됨을 알 수 있다. 무지고형분과 유당의 예측모델은 원시 스펙트럼의 경우 각각 0.82, 0.75로 예측모델로 사용하기에는 어려웠으나 각각 평활화와 MSC를 수행하였을 때 검증부 결정계수가 0.90, 0.80으로 크게 개선되어 유성분 예측모델의 신뢰성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 요소태질소의 경우 가시광선 영역에서 가장 우수한 상관관계를 보여주었으나 검증부 결정계수, 오차, RPD가 각각 0.61, 1.56%, 1.58로 다른 성분에 비해 매우 낮게 나타났다. 이를 개선하기 위해 수학적 전처리를 수행하였으나 크게 개선되지 않았으므로 요소태질소의 신뢰성 있는 모델을 개발하기 위해서는 부분최소자승법 외에 다양한 알고리즘의 적용이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.258-263
• /
• 2019

본 연구는 근적외선분광법을 이용한 수입 건초의 신속한 품질 평가를 위하여 2016년부터 2019년까지 전국 건초 수입상, TMR 회사와 축산 농가에서 화본과와 두과 수입 목건초 392점을 수집하여 수입 건초의 품질평가 NIR-DB를 구축하고 구축된 DB를 바탕으로 최적의 품질평가 검량식을 개발하고 검증하였다. 수집된 건초 시료는 근적외선 분광기를 이용하여 스펙트라를 측정한 후 측정된 스펙트라와 실험실 분석값간에 상관관계를 이용한 다변량회귀분석법을 통하여 검량식을 작성한 다음 각 성분별로 예측 정확성을 평가하였다. 수입건초의 수분함량 평가에 대한 예측 능력은 각각 SEC 0.50%(R²=0.92)와 SECV 0.61%(R²=0.87)로 나타났으며 ADF와 NDF 함량의 예측능력은 각각 SEC 0.56% (R²=0.98), SECV 0.65%(R²=0.97) 및 SEC 0.36%(R²=0.97), SECV 0.40%(R²=0.95)로 나타났다. 조단백질 함량은 각각 SEC 0.04%(R²=0.99)와 SECV 0.06%(R²=0.98)로 조사료의 사료가치 평가 성분 중 가장 우수한 예측능력을 나타내었으며 총가소화양분 (TDN)과 건초의 품질 등급인 상대사료가치 (RFV)의 예측 능력은 각각 SEC 0.44%(R²=0.98), SECV 0.51%(R²=0.96) 및 SEC 2.63% (R²=0.97), SECV 3.04%(R²=0.96)로 나타났다. 이상의 결과를 종합해보면 근적외선분광법을 이용하여 국내에 수입된 외국 건초의 수분함량과 각종 영양성분을 적은 오차범위에서 분석·평가가 가능하였다.

• 한국작물학회지
• /
• 제64권4호
• /
• pp.353-365
• /
• 2019

본 연구는 근적외선 분광분석기(NIRS) 예측모델을 설정하여 유전자원 대량분석 체계를 확립하고 그에 따른 국내 외 밀 자원의 단백질 함량에 관한 기초 정보를 제공하고자 하였다. 1. 농업유전자원센터에 보유하고 있는 20,000여 자원 중 1,798자원을 검량 자원으로 선발하였다. 검량자원의 NIR 스펙트럼을 측정하였고, 단백질 함량 습식분석 데이터 입력 등 일련의 통계적 처리 과정을 거쳐 NIRS 예측모델을 설정했다. 검량 자원의 다양성 지수는 0.80이었고, 습식 분석법에 의한 단백질 평균은 13.2%, 함량 구간은 7.0-20.8%였다. 최적화된 NIRS 모델의 R², SEC, Slope은 0.997, 0.132, 1.000이었다. 300자원을 사용하여 외부 검정 과정을 실시하였고 R², SEP, Slope은 0.994, 0.191, 1.013이었다. 최적화된 NIRS 모델과 외부검정 결과의 통계치가 상호 유사하였고, 1에 가까운 R²와 Slope 값, 낮은 SEC와 SEP 값을 볼 때 본 연구에서 설정한 NIRS 모델은 습식 분석법을 대체하여 밀 자원의 단백질 함량 분석에 적용 가능할 것으로 판단되었다. 2. 국내외 수집된 밀 6,794자원의 NIRS 단백질 함량 측정값을 정규분포로 작성하여 특성을 파악했다. 자원의 다양성 지수는 0.79, 단백질 평균은 12.1%, 전체 자원의 임의구간 42.1% 단백질 함량자원 범위는 10-13%이었으며, 68.0%를 차지하는 자원들의 단백질 함량 범위는 9.5-14.7%였다. 3. 전체 6,794자원의 품종 집단 구성은 육성계통 3,128자원, 재래종 2,705자원, 육성품종 961자원이었다. 육성계통 자원의 다양성 지수는 0.80, 단백질 평균은 11.8%, 전체 자원의 68%를 차지하는 자원들의 함량 범위는 9.2-14.5%였다. 재래종 자원의 다양성 지수는 0.76, 단백질 평균은 12.1%, 전체 자원의 68.0%를 차지하는 자원들의 함량 범위는 9.8-14.4%였다. 육성품종 자원의 다양성 지수는 0.80, 단백질 평균은 12.8%, 전체 자원의 68.0%를 차지하는 자원들의 함량 범위는 10.2-15.4%였다. 재래종 자원은 가장 낮은 다양성 지수를 나타냈고, 육성계통과 육성품종은 동일한 다양성 지수를 나타냈다. 육성계통은 가장 낮은 단백질 평균을 나타냈고, 육성품종은 가장 높은 단백질 평균을 나타냈다.

• 폴리머
• /
• 제27권3호
• /
• pp.210-216
• /
• 2003

Benzylquinoxalinium hexafluoroantimonate를 함유한 4-vinyl-1-cyclohexene diepoxide (VCE)/diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) 에폭시 블렌드를 전자선을 사용하여 경화하였다. 그리고 VCE에서 DGEBA의 함량이 경화 거동, 열적 그리고 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. VCE/DGEBA 블렌드계의 조성은 100 : 0, 80 : 20, 60 : 40, 40 : 60, 20 : 80, 및 0 : 100 wt%로 하였다. 경화 거동과 열안정성은 근적기선 분광기와 열중량 분석기로 각각 측정하였다. 또한 기계적 계면 특성을 연구하기 위하여 경화된 시편의 임계응력 세기인자 ( $K_{IC}$) 실험을 수행하였다. 그 결과 DGEBA 함량 증가와 함께 수산화기와 카보닐기에 기인한 짧은 곁사슬 구조와 사슬 절단의 감소가 근적외선 분광법에 의해서 측정되었다. 그리고 열안정성 인자들로서 초기 열분해 온도 (IDT), 최대 무게 감량시 온도 ( $T_{max}$), 그리고 분해 활성화 에너지 ( $E_{d}$)는 DGEBA 함량 증가와 함께 증가하였다. 이러한 결과들은 DGEBA 함량 증가에 따른 점도의 감소와 안정된 방향족 고리 구조, 그리고 graftedIPN구조로 설명될 수 있었다. 또한 최대 $K_{IC}$ 값은 40 : 60 wt%에서 보였다.보였다..

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
• /
• pp.56-56
• /
• 2010

Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) have attracted much attention as a promising material for transparent conducting films (TCFs), due to their superior electrical conductivity, high mechanical strength, and complete flexibility as well as their one-dimensional morphological features of extremely high length-to-diameter ratios. This study investigated three kinds of SWCNTs with different purities: as-produced SWCNTs (AP-SWCNTs), thermally purified SWCNTs (TH-SWCNTs), thermally and acid purified SWCNTs (TA-SWCNTs). The purity of each SWCNT sample was assessed by considering absorption peaks in the semiconducting ($S_{22}$) and metallic ($M_{11}$) tubes with UV-Vis NIR spectroscopy and a metal content with thermogravimetric analysis (TGA). The purity increased as proceeding the purification stages from the AP-SWCNTs through the thermal purification to the acid purification. The samples containing different contents of SWCNTs were dispersed in water using sodium dodecyl benzensulfate (SDBS). Aqueous suspensions of different purities of SWCNTs were prepared to have similar absorbances in UV-Vis absorption measurements so that one can make the TCFs possess similar optical transmittances irrespective of the SWCNT purity. Transparent conductive SWCNT networks were formed by spraying an SWCNT suspension onto a poly(ethyleneterephthalate) (PET) substrate. As expected, the TCFs fabricated with AP-SWCNTs showed very high sheet resistances. Interestingly, the TH-SWCNTs gave lower sheet resistances to the TFCs than the TA-SWCNTs although the latter was of higher purity in the SWCNT content than the former. The TA-SWCNTs would be shortened in length and be more bundled by the acid purification, relative to the TH-SWCNTs. For both purified (TH, TA) samples, the subsequent nitric acid ($HNO_3$) treatment greatly lowered the sheet resistances of the TCFs, but almost eliminated the difference of sheet resistances between them. This seems to be because the electrical conductivity increased not only due to further removal of surfactants but also due to p-type doping upon the acid treatment. The doping effect was likely to overwhelm the effect of surfactant removal. Although the nitric acid treatment resulted in the similar. electrical properties to the two samples, the TCFs of TH-SWCNTs showed much lower sheet resistances than those of the TA-SWCNTs prior to the acid treatment.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제25권4호
• /
• pp.515-523
• /
• 2012

The objective of this study was to investigate the variability in broiler performance, apparent metabolisable energy (AME) and ileal digestible energy (IDE) between five different maize samples fed with and without xylanase at 16,000 U/kg. Various in vitro characterisations were conducted to determine if any could predict performance or AME. Samples of the maize were harvested in five diverse regions and fed individually in a mash diet as follows (g/kg): test maize 608.3; soya bean meal (SBM) 324.1; poultry fat 25.2; salt 4.6; met 2.6; lys 1.6; thr 0.5; limestone 9.7, dical 18.4; vit/min 5.0; CP 210 and ME (kcal/kg) 3,085. The diets were fed to 720 broilers with 6 replicates, each containing 12 birds per treatment, from 0 to 18 d of age. Maize samples were analysed for starch, protein, crude fibre, fat, protein solubility index (PSI) and vitreousness using near infra red reflectance spectroscopy (NIR). They were also assayed using an in vitro starch digestibility method. The results showed that there was no effect of harvest region on the feed intake (FI), body weight gain (BWG) or feed conversion ratio (FCR) of the broilers over the 18 d period (p = 0.959, 0.926, 0.819 respectively). There was an improvement in all parameters with the addition of xylanase (FI p = 0.011; BWG and FCR p<0.001). There was a significant positive effect of xylanase on IDE, AME, IDE Intake (IDEI) and AME intake (AMEI) (p<0.0001 in all cases). Although there was no significant effect of maize source, there was a strong trend towards variability in IDE (p = 0.066) and AME (p = 0.058). There were no significant correlations (p<0.05) between any proximate or physiochemical values and any performance or AME values. This may suggest that none of those selected were suitable predictors for performance or AME. The broilers performed well according to the breed guidelines, with slightly increased FI, increased BWG and similar FCR prior to the addition of xylanase. When FCR and BWG were analysed with FI as a covariate, xylanase addition remained significant suggesting that the improvement in BWG and FCR was driven by an increase in digestibility and nutrient availability.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.386-392
• /
• 2010

녹차, 부분발효차, 발효차 및 후발효차 등 다양한 차 제품 분말을 NIRSystem를 이용하여 전 대역(400-2500 nm)에서 스펙트럼을 얻어 중회귀분석에 의해 색상 관련 특성 및 카테킨류 성분에 대한 검량식을 유도하였다. Hunter color scale에서 발효정도의 변이를 a/b로 98.7% 설명될 수 있어 a/b값으로 차제품의 발효정도를 추정할 수 있다. MPLS를 이용하여 작성된 검량식의 결과 L값의 검량식 작성시 결정계수는 0.997, a값의 결정계수는 1.00, b값의 결정계수는 0.996, a/b값의 결정계수는 0.999로 매우 높았다. MPLS를 이용하여 작성된 검량식의 결과 EGC, EC, EGCg, ECg 및 총 카테킨의 결정계수는 각각 0.919, 0.896, 0.978, 0.905 및 0.983으로 매우 높았다. 차 제품 분말의 색상관련 특성들(L, a, b, a/b) 및 카테친류 (EGCg, EGC, EC, ECg 및 총 카테킨) 의 검량식 정확도가 매우 높아서 NIRS의 가시광선 대역(400~700 nm)및 근적외선 대역(780~2500 nm)에서 동시에 두 특성의 성분을 1~2분 내로 측정이 가능하다.

• 한국작물학회지
• /
• 제51권spc1호
• /
• pp.283-291
• /
• 2006

To investigate seed non destructive and fast determination technique utilizing near infrared reflectance spectroscopy (NIRs) for screening ultra high oleic (C18:1) and linoleic (C18:2) fatty acid content sesame varieties among genetic resources and lines of pedigree generations of cross and mutation breeding were carried out in National Institute of Crop Science (NICS). 150 among 378 landraces and introduced cultivars were released to analyse fatty acids by NIRs and gas chromatography (GC). Average content of each fatty acid was 9.64% in palmitic acid (C16:0), 4.73% in stearic acid (C18:0), 42.26% in oleic acid and 43.38% in linoleic acid by GC. The content range of each fatty acid was from 7.29 to 12.27% in palmitic, 6.49% from 2.39 to 8.88% in stearic, 12.59% of wider range compared to that of stearic and palmitic from 37.36 to 49.95% in oleic and of the widest from 30.60 to 47.40% in linoleic acid. Spectrums analyzed by NIRs were distributed from 400 to 2,500 nm wavelengths and varietal distribution of fatty acids were appeared as regular distribution. Varietal differences of oleic acid content good for food processing and human health by NIRs was 14.08% of which 1.49% wider range than that of GC from 38.31 to 52.39%. Varietal differences of linoleic acid content by NIRs was 16.41% of which 0.39% narrower range than that of GC from 30.60 to 47.01%. Varietal differences of oleic and linoleic acid content in NIRs analysis were appeared relatively similar inclination compared with those of GC. Partial least square regression (PLSR) among multiple variant regression (MVR) in NIRs calibration statistics was carried out in spectrum characteristics on the wavelength from 700 to 2,500 nm with oleic and linoleic acids. Correlation coefficient of root square (RSQ) in oleic acid content was 0.724 of which 72.4 percent of sample varieties among all distributed in the range of 0.570 percent of standard error when calibrated (SEC) which were considerably acceptable in statistic confidence significantly for analysis between NIRs and GC. Standard error of cross validation (SECV) of oleic acid was 0.725 of which distributed in the range of 0.725 percent standard error among the samples of mother population between analyzed value by NIRs analysis and analyzed value by GC. RSQ of linoleic acid content was 0.735 of which 73.5 percent of sample varieties among all distributed in the range of 0.643 percent of SEC. SECV of linoleic acid was 0.711 of which distributed in the range of 0.711 percent standard error among the samples of mother population between NIRs analysis and GC analysis. Consequently, adoption NIR analysis for fatty acids of oleic and linoleic instead that of GC was recognized statistically significant between NIRs and GC analysis through not only majority of samples distributed in the range of negligible SEC but also SECV. For enlarging and increasing statistic significance of NIRs analysis, wider range of fatty acids contented sesame germplasm should be kept on releasing additionally for increasing correlation coefficient of RSQ and reducing SEC and SECV in the future.