• 한국축산시설환경학회지
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• 제13권2호
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• pp.113-120
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• 2007

본 시험은 근적외선분광법을 이용한 돈분뇨 액비의 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물의 분석 가능성을 구명하고, 이를 활용한 분석기의 개발을 목적으로 수행하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 돈분뇨 액비시료는 $400{\sim}2,500nm$ 대역의 근적외선을 시료에 투과하여 측정하였으며, 동일시료에 대한 습식분석 결과, N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물 함량은 각각 1,555mg/l, 302mg/l, 240mg/l, 98.8%, 0.53%로 조사되었다. 2. 근적외선 분광광도법을 이용한 분석에서 N, $P_2O_5,\;K_2O$, 수분 및 유기물에 대한 RSQ ($r^2$, R, Coefficient of determination)는 각각 0.9190, 0.9749, 0.5046, 0.9883 및 0.9777이었고 SEC(Standard Error of Calibration)는 2.1649, 0.5019, 1.9252, 0.1180 및 0.0789였다. 3. 액비에 대한 이화학적 습식분석과 NIR 흡수스펙트럼 측정결과를 비교 분석하여 돈 분뇨 액비에 포함된 질소, 인산, 칼리, 수분 및 유기물 함량을 실시간으로 분석하고 액비 성분량을 자동 계산할 수 있는 알고리즘을 도입한 액비분석 프로그램을 작성하였다. 4. 액비 성분분석 시작기는 근적외선(NIR : Near InfraRed)을 받아들여 실시간으로 액비성분의 흡수율을 측정하는 광검출장치(NIR Spectrometer), 근적외선 Light Source로부터 나오는 빛을 반사시키는 반사경, 액비성분 분석용 시료를 넣어 측정하는 Cell Mount, $400{\sim}2,500nm$ 대역의 가시광선-근적외선을 방출하는 Tungsten halogen lamp, NIR Spectrometer와 Tungsten halogen lamp로 전압을 입력시켜 주는 Power Supply Module 및 전체를 Black Anodizing한 외형으로 구성되었다. 5. 실험결과, 칼리를 제외한 액비내 모든 성분이 광을 흡수하는 강도는 성분의 농도에 비례하였으며 원시 스펙트럼의 중첩 제거 및 빛의 산란보정을 통해 액비의 질소, 인산성분, 수분 및 유기물 함량을 측정하는데 효과적으로 이용할 수 있을 것으로 사료되며, 분광분석법을 이용한 액비성분 분석기 개발이 완료되면 현장에서 신속하고 정확한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• 산업식품공학
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• 제15권1호
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• pp.48-55
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• 2011

본 연구에서는 고춧가루의 매운맛을 내는 주성분인 캡사이신 함량을 신속하게 측정할 수 있도록 근적외선 흡광도를 측정할 수 있는 시스템을 구성하였다. 이를 이용하여 동일지역(영광군)에서 생산된 맵지 않은 일반 품종의 고춧가루와 우리나라에서 아주 매운 고추로 알려진 청양 품종의 고춧가루를 혼합하여 만들어진 시료에 대하여 입자의 크기별로 캡사이신 함량을 예측할 수 있는 PLSR 모델을 개발하였다. 고춧가루 입도별로 캡사이신 함량의 예측성능을 향상시키기 위한 스펙트럼 전처리 조건을 구명하였으며, 입도가 캡사이신의 함량 예측에 미치는 영향을 구명하였다. 그결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 고춧가루의 근적외선 흡광도 측정 시스템은 1100-2300 nm 대역에서의 근적외선 흡광도 측정용 AOTF-NIR Spectrometer, 여러 부위의 흡광도를 측정하기 위하여 제작된 시료 회전판, 시료 회전판을 회전시키는 모터, 회전판의 속도를 조절하는 속도조절장치와, 시료 용기 등으로 구성되었다. (2) 1100-2300 nm의 대역에서 고춧가루와 순수 캡사이신 분말의 스펙트럼을 측정한 결과 고춧가루의 스펙트럼 피크들과 캡사이신의 스펙트럼 피크가 유사한 대역에서 나타나, 근적외선 분광법을 이용하여 고춧가루의 캡사이신 함량 예측이 가능한것으로 판단되었다. (3) 고춧가루 입도별(0.425 mm이하, 0.425-0.71 mm, 0.71-1.4 mm)로 획득한 근적외선 흡광도에 대하여 전처리를 달리하여 개발한 캡사이신 함량 예측용 PLSR 모델을 교차 검증한 결과 결정계수(${R_V}^2$)는 0.948-0.979, 예측오차(SEP)는 6.56-7.94 mg% 범위에서 나타났으며, 입도가 작을수록 예측성능이 우수하였다. (4) 3가지 입도를 통합한 고춧가루(입도 1.4 mm이하)에 대하여 캡사이신 함량 예측모델 개발을 위한 최적의 스펙트럼 전처리 조건은 영역 정규화, SNV와 1차 미분 3가지를 순차적으로 적용하는 것이었으며, 이를 이용하여 PLSR 예측모델을 개발하여 교차검증으로 검증할 때 결정계수(${R_V}^2$)는 0.959, 예측오차(SEP)는 8.82 mg%로 나타났다. (5) 입도가 구분된 고춧가루에는 입도별 예측모델을 적용하고, 입도가 구분되지 않은 고춧가루는 통합 입도 예측모델에 적용함으로써 캡사이신 함량의 예측정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제49권3호
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• pp.317-325
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• 2006

목 적 : 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상의 병태 생리에서 nitric oxide(NO)가 급성 저산소성 허혈(hypoxia-ischemia, HI) 후 재산소-재관류기(reoxygenation-reperfusion, RR)에 대뇌의 혈역학 및 에너지 대사에 미치는 영향을 규명하기 위하여, NO 합성 억제제인 NG-monomethyl-L-arginine(L-NMMA)와 NO 합성 촉진제인 L-arginine(L-Arg) 투여를 통하여 뇌신경 세포에 어떠한 영향을 주는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 생후 3일 이내의 신생자돈 28마리를 대상으로 무작위로 나누어, Sham 처치만 받은 정상 대조군(n=9), HI와 RR만 유발한 실험 대조군(n=7), HI 이후 RR 직전에 L-NMMA 투여군(n=6)과 L-arginine 투여군(n=6) 등 4군으로 구분하였다. 실험은 ether을 흡입 시킨 후 thiopental을 정주하고, 기관 삽관 후 인공호흡기 등의 처지를 끝낸 후, HI를 유발하기 위하여 실험군에서 수술 겸자로 양측 경동맥을 폐쇄한 후 8% 산소로 30분간 흡입하였고, RR을 시행하기 위하여 경동맥 폐색을 풀고 흡입 산소농도를 60%로 올려 1시간까지 투여하면서 관찰하였다. 생리적 변수로 혈압과 동맥혈 가스 소견을 관찰하였고, 뇌의 혈역학적 변화와 에너지 상태는 near infrared spectroscopy(NIRS)를 이용하여 대뇌의 산화 헤모글로빈($HbO_2$), 환원헤모글로빈(Hb), 환산 헤모글로빈(HbD), 싸이토크롬 $aa_3$(Cyt $aa_3$) 등을 지속적으로 관찰하여 비교하였다. 또한 실험 종료 시 얻은 뇌조직에서 $Na^+$, $K^+$-ATPase의 활성도 및 지질 대사산물인 conjugated dienes, 고에너지 인분자인 ATP(adeninetriphosphate)와 phosphocreatine(PCr)을 비교하였다. 결 과 : 생리적 변수의 변화에서는 실험군 모두에서 정상 대조군에 비하여 혈압, 동맥혈 산소 분압, pH, base excess 등이 유의하게 감소하였고(P<0.05), 젖산은 유의하게 증가하였다(P<0.05). L-NMMA와 L-Arg군에서 실험 대조군과 유의한 차이는 없었다. 실험군에서 RR 1시간 후 pH를 제외한 혈압, 동맥혈 산소 분압, base excess 등의 이상소견은 모두 기저치로 회복되었고, 실험군간에 유의한 차이가 없었다. NIRS 소견에서 $HbO_2$와 HbD는 HI 동안 정상 대조군에 비하여 실험군 모두에서 유의하게 감소하였으나(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었으며, $HbO_2$는 RR 40분 이후 정상 대조군에 비해 유의하게 감소하였다(P<0.05). Hb은 정상 대조군을 제외한 모든 실험군에서 HI 동안 유의하게 증가하였다가(P<0.05), RR 직후 기저치로 회복되었다. 산화 Cyt $aa_3$는 HI 동안 실험군 모두에서 감소하는 경향을 보였고, RR 이후 다시 증가하였다. 정상 대조군과 각 실험군간에 유의한 차이는 없었다. 뇌의 $Na^+$, $K^+$-ATPase 활성도와 conjugated dienes은 실험군 모두에서 정상 대조군(제1군)에 비하여 유의하게 감소하였다(P<0.05). 뇌의 ATP, phosphocreatine은 실험군 모두에서 정상 대조군과 차이가 없었고, 또한 실험군간에도 유의한 차이가 없었다. 결 론 : 신생 자돈에서 급성 저산소성 허혈 이후 재산소-재관류기 동안 NO 합성 억제제인 L-NMMA나 NO 생성 촉진제인 L-arginine이 뇌 혈역학이나 뇌의 에너지 대사에는 특별한 변화를 일으키지 않았다. 따라서 급성 저산소성 허혈성 뇌손상에서 재산소화 재관류기 초기에는 NO가 뇌손상의 주요한 기전으로 작용하지 않을 것으로 사료된다. 또한 뇌혈역학 및 생화학적 검사 결과 등에서 급성기에는 에너지 부전 상태가 주요한 세포손상 기전이 아니고, 이온 농도의 변화에 의한 뇌부종, 산소유리기에 의한 뇌세포 손상이 저산소성 허혈성 뇌손상의 급성기에 주로 작용하는 뇌세포 손상의 주요 기전임을 시사한다. 따라서 NO 생성 억제제 혹은 생성 전구물질인 L-Arg은 뇌신경 세포 보호 효과를 보이지 않아 급성 주산기 가사의 치료제로서 제한이 됨을 알 수 있었다. 그러나 좀 더 명확한 효과를 보기 위하여 선택적 억제제의 사용, 제제의 용량 및 투여시기, 손상 후 좀더 긴 시간 이후의 변화에 대한 연구가 필요하다.

• 폴리머
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• 제27권3호
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• pp.210-216
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• 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..

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권2호
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• pp.148-159
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• 2018

Purpose: Unmanned air vehicle (UAV) remote sensing was applied to test various vegetation indices and make prediction models of protein content of rice for monitoring grain quality and proper management practice. Methods: Image acquisition was carried out by using NIR (Green, Red, NIR), RGB and RE (Blue, Green, Red-edge) camera mounted on UAV. Sampling was done synchronously at the geo-referenced points and GPS locations were recorded. Paddy samples were air-dried to 15% moisture content, and then dehulled and milled to 92% milling yield and measured the protein content by near-infrared spectroscopy. Results: Artificial neural network showed the better performance with $R^2$ (coefficient of determination) of 0.740, NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient) of 0.733 and RMSE (root mean square error) of 0.187% considering all 54 samples than the models developed by PR (polynomial regression), SLR (simple linear regression), and PLSR (partial least square regression). PLSR calibration models showed almost similar result with PR as 0.663 ($R^2$) and 0.169% (RMSE) for cloud-free samples and 0.491 ($R^2$) and 0.217% (RMSE) for cloud-shadowed samples. However, the validation models performed poorly. This study revealed that there is a highly significant correlation between NDVI (normalized difference vegetation index) and protein content in rice. For the cloud-free samples, the SLR models showed $R^2=0.553$ and RMSE = 0.210%, and for cloud-shadowed samples showed 0.479 as $R^2$ and 0.225% as RMSE respectively. Conclusion: There is a significant correlation between spectral bands and grain protein content. Artificial neural networks have the strong advantages to fit the nonlinear problem when a sigmoid activation function is used in the hidden layer. Quantitatively, the neural network model obtained a higher precision result with a mean absolute relative error (MARE) of 2.18% and root mean square error (RMSE) of 0.187%.

• 대한화학회지
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• 제47권3호
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• pp.250-256
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• 2003

본 연구에서는 이관능성 에폭시 수지의 전자선 (EB) 경화에 양이온 개시제 함량이 미치는 영향을 근적외선 분광기 (NIRS), 열중량 분석기 (TGA), 그리고 임계응력 인자 (KIC)를 사용하여 고찰하였다. 개시제로서 benzyl- quinoxalinium hexafluoroantimonate (BQH)을 사용하였으며, 함량은 0.5, 1, 2, 그리고 3 phr로 변화시켰다. NIRS 측정에 의해 BQH의 함량이 증가할수록 EB 경화된 에폭시 수지의 수산화기가 증가하는 것을 알 수 있었으며, 열안정성과 $K_{IC}$는 BQH 함량이 증가할수록 증가하다가 함량이 2 phr을 넘으면 감소함을 확인하였다. 이러한 결과들은 에폭시 수지의 경화반응 전환율과 경화도의 감소로 설명될 수 있었다. 다시 말하면, BQH의 함량이 2 phr 이상이 되면 에폭시 수지의 경화반응 전환율과 경화도가 높은 반응성에 기인한 불완전한 네트워크 구조로 인해서 제한되기 때문에 열안정성과 $K_{IC}$가 낮아진다고 생각된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.70-70
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• 2017

This study was conducted to characterize the amylose and protein contents of 4,948 rice landrace germplasm using the NIRS model developed in the previous study. The amylose contents estimated by NIRS in the standard rice were Sinseonchal (6.881%) 4.994%, Chucheong (19.731%) 18.633%, Goami (23.246%) 20.548%. Protein contents were Sinseonchal (6.890%) 6.824%, Chucheong (6.350%) 6.869%, Goami (6.777%) 7.839%. The NIRS analysis showed that 1.1-2.7%point lower in amylose and 0.4-0.6%point higher in protein than standard contents. The average amylose content of the germplasm was 20.39% with a range of 3.97-37.13%. The average protein content was 8.17% with a range of 5.20-17.45%. Amylose contents with a range of 20.06-27.02% represented 62.20% of the germplasm. Protein contents with a range of 6.78-9.75% represented 81.60% of the germplasm. Korean landrace comprised 24.9% among the 4,948 germplasm collected from 41 countries. A specific range of amylose contents showed in Korea 16.58-20.06%, in Japan 20.06-23.25%, in North Korea 23.25-27.02% and in China 27.02-37.13%. Protein contents exhibited 5.20-17.45% evenly in the whole landraces, whereas Chinese landrace particularly observed with 6.78-8.27% and 9.75-17.45%. Fifty resources were selected with low and high amylose ranging from 3.97-6.66% to 30.41-37.13% respectively. Similarly fifty resources were selected with low and high protein ranging from 5.20-6.09% to 13.21-17.45% respectively. Landraces with higher protein should be adapted to practical utilization of food sources.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권5호
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• pp.716-722
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• 2013

The aim of the present study was to determine the influence of age of animal, hot carcass weight, pH, conformation and fat class on basic beef quality attributes (tenderness, sarcomere length, basic chemical composition, marbling and colour) in a group of purebred animals. The object of the study was beef of Limousin bulls (25 to 27 months, hot carcass weight - $432{\pm}31$ kg, "U" conformation class, "2"-"3" fat class). Analysed cuts were Infraspinatus muscle from the blade and Longissimus dorsi muscle from the cube roll and the striploin. Tenderness was analysed with universal testing machine, colour - chromometer analysis, sarcomere length - microscopic method, basic chemical composition - near-infrared spectroscopy and marbling - computer image analysis. No differences in tenderness and sarcomere length were observed within the age groups of Limousin bulls (age of 25, 26, 27 months) (p>0.05). Moisture (p = 0.0123) and fat (p = 0.0250) content were significantly different for meat of animals slaughtered at the age of 25 and 27 months. No influence of pH value on tenderness was observed, but at the same time, influence on sarcomere length (p = 0.039) and $b^*$ component of colour (0.045) was found. For "U" conformation class, in subclasses, as well as for fat classes "2"-"3", there were no differences in tenderness, sarcomere length and colour components. Higher fat content was observed in the higher fat class, rather than in lower, however this feature was not associated with marbling.

• 한국작물학회지
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• 제54권1호
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• pp.55-60
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• 2009

녹차, 부분발효차 및 발효차 등 다양한 차제품 117개 제품을 수집하여 분말화하여 측색계로 각 차제품의 표면 색상을 측정한 후 NIRS를 이용하여 가시광선 대역($400{\sim}700$ nm)에서 스펙트럼을 얻어 중회귀분석에 의해 각각 색상 관련 특성에 대한 검량식을 작성하였다. 1. 측색계로 제품의 색상을 측정한 결과 CIE color scale에서 L값(6.98), a값(0.25) 및 b값(15.42)이 높았으나, a/b(0.09)값은 Hunter color scale에서 높았다. 또한 색상관련 특성 $a^*$(a)와 $a^*/b^*$(a/b)의 변이계수가 $317.2{\sim}327.5%$와 $293.8{\sim}316.7%$로 제품간 변이성이 매우 컸다. 2. CIE color scale와 Hunter color scale에서 발효정도($X_9$)의 변이를 $a^*/b^*(X_4)$나 a/b($X_8$)로 99.7% 설명될 수 있어 $a^*/b^*$(a/b)값으로 차제품의 발효정도를 추정할 수 있다. 3. Modified partial least square(MPLS)를 이용하여 작성된 검량식의 결과 두 color scale을 종합하여 L값의 검량식 작성시 결정계수($R^2$)는 $0.973{\sim}0.977$, 검증시 상관도(1-VR) $0.969{\sim}0.972$, a값의 결정계수는 0.999, 검증시 상관도 0.998, b값의 결정계수는 $0.858{\sim}0.902$, 검증시 상관도 $0.833{\sim}0.888$, a/b값의 결정계수는 0.997, 검증시 상관도 0.993으로 매우 높았다. 4. 차 제품 표면 색상관련 특성들(CIE color scale; $L^*$, $a^*$, $b^*$, $a^*/b^*$, Hunter color scale; L, a, b, a/b)의 검량식 정확도가 매우 높아서 NIRS의 가시광선 대역($400{\sim}700\;nm$)에서 이들 특성을 용이하고 정밀하게 측정할 수가 있으며, 또한 근적외선 대역($900{\sim}2500\;nm$)에서 기존 성분분석 화일과 병합하여(merge) 차 제품의 표면 색상 및 화학적 성분을 $1{\sim}2$분내로 동시에 측정이 가능하다.

• 한국작물학회지
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• 제53권1호
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• pp.15-20
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• 2008

검정콩 종피에 함유된 안토시아닌의 색소별 함량을 비파괴적으로 신속하게 분석하기 위하여 NIRS(근적외선 분광분석기)를 이용한 모델을 개발하였다. 재료는 검정콩 유전자원 300 계통을 사용하였으며, HPLC에서 분석된 종피의 안토시아닌 함량치를 NIRS 스펙트럼에 적용시킨 후 검량식을 작성하였다. NIRS의 검량식을 몇 가지 방법에 의하여 비교 분석한 결과 1차미분된 스펙트럼을 MPLS(Modified Partial Least Squares)를 이용한 회귀식에 이용하는 것이 가장 적합하였다. HPLC를 이용한 유전자원들의 성분 함량과 NIRS에서 도출된 검량식과의 상관계수는 C3G, D3G 및 Pt3G가 각각 0.952, 0.936과 0.833을 나타내었다. 이들 검량식은 validation file에서도 C3G와 D3G는 0.897, 0.849의 높은 상관을 보였으며, 이는 NIRS를 이용하여 검정콩의 안토시아닌 함량을 신속하게 분석할 수 있음을 나타내는 것으로 판단되었다.