• 제목/요약/키워드: Response Surface Model (RSM)

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홍게 자숙액으로부터 게향 제조를 위한 반응향의 최적화 (Optimal Conditions of Reaction Flavor for Synthesis of Crab-like Flavorant from Snow Crab Cooker Effluent)

  • 안준석;정은정;조우진;차용준
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.128-134
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    • 2014
  • 천연 게향을 제조하기 위하여 홍게 농축가공 자숙액($20^{\circ}Brix$)을 원료로 여기에 4종류의 아미노산(proline, glycine, arginine, methionine)과 단당류(fructose)를 선정하여 반응향을 유도하고자 하였다. 4종류의 아미노산과 fructose를 각각 독립변수로 두고 종속변수로는 odor, taste 및 overall acceptance를 두고 중심합성계획법에 따라 반응표면분석법으로 최적 가공조건을 선정하였다. 모델식의 결정계수(R-square)는 odor가 0.88, taste는 0.90, overall acceptance는 0.95였고, 적합결여검증(lack of fit)(P<0.05)에서는 odor(0.01)를 제외하고는 2차식으로의 설계가 유의함을 알 수 있었다(P<0.05). 그러나 odor에서도 결정계수 값이 0.88로서 전체적인 식은 만족할 만하였다. Odor score는 $7.17-0.24[Pro]^2-0.21[Gly]^2-0.21[Arg]^2-0.23[Met]^2-0.27[Fru]^2$의 식으로 나타났으며, 각각 독립변수의 2차항 만이 모두가 유의성(P<0.05)을 나타내었다. 정상점에서의 odor 값은 7.21로 정상점이 최고점이었다. 얻어진 모델식에서의 최적농도는 홍게 농축자숙액($20^{\circ}Brix$)에 proline 0.29 g/100 mL(w/v), glycine 0.63 g/100 mL(w/v), arginine 0.61 g/100 mL(w/v), methionine 0.02 g/100 mL(w/v) 및 fructose 1.07 g/100 mL(w/v)이었으며, 이 조건에서의 실제 관능검사(odor) 값은 7.56이었다.

오미자의 모유두세포 증식 활성성분과 반응표면분석을 이용한 추출조건의 최적화 (Dermal Papilla Cells Proliferation Constituent of Schisandra chinensis Fruits and Optimization Using Response Surface Methodology)

  • 조현대;정지연;류화선;이정노;박성민
    • 대한화장품학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.415-424
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    • 2020
  • 본 연구에서는 오미자 열매로부터 모유두세포 증식에 활성을 나타내는 gomisin N을 정제하고 gomisin N의 함량이 높은 추출물을 얻기 위한 최적의 추출조건을 확인하였다. 추출물 및 분획물에 대하여 모유두세포 증식 활성 실험을 진행한 결과, n-hexane 분획물 1 ㎍/mL 처리군에서 약 29%의 증식 활성을 나타내었다. n-Hexane 분획물의 활성성분을 규명하기 위하여 column chromatography를 진행하였으며 2 개의 화합물 gomisin N (1)과 schizandrin (2)를 분리 동정하였다. 분리된 화합물에 대한 모유두세포 증식 활성 실험 결과, gomisin N에서 최대 20%이상의 증식 활성을 나타내었다. 따라서 오미자 열매로부터 최대치의 gomisin N을 얻을 수 있는 최적추출조건을 반응표면분석(RSM)을 사용하여 확인하였다. 최적추출조건을 설정하기 위해 에탄올의 비율, 추출시간, 추출온도를 독립변수로 하여 실험한 결과, 0.95 이상의 결정계수와 0.05 이하의 p-value를 나타내어 모델의 적합성이 확인 되었다. Gomisin N의 최대함량을 위한 최적추출조건은 에탄올 비율 83.8%, 추출온도 80 ℃, 추출시간 8.7 h으로 확인되었고, 최적추출조건에서 gomisin N의 함량은 378,300 ppm으로 예측되었다. 최적추출조건에 대한 실제 검증에서 평균 376,884 ppm으로 예측된 값과 유사한 결과를 확인 할 수 있었다

Impact of waste crumb rubber on concrete performance incorporating silica fume and fly ash to make a sustainable low carbon concrete

  • Muhammad, Akbar;Zahoor, Hussain;Pan, Huali;Muhammad, Imran;Blessen Skariah, Thomas
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제85권2호
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    • pp.275-287
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    • 2023
  • The use of environmental-friendly building materials is becoming increasingly popular worldwide. Compared to the normal concrete, rubber-based concrete is considered more durable, environmentally friendly, socially and economically viable. In this investigation, M20 grade concrete was designed and the fine aggregates were replaced with crumb rubber of two different micron sizes (0.221 mm and 0.350 mm). Fly ash (FA) and silica fume (SF) replaces the binder as supplementary cementitious materials at a rate of 0, 5, 10, 15, and 20% by weight. The mechanical properties of concrete including compressive strength, tensile, and flexural strength were determined. The polynomial work expectation validates the response surface approach (RSM) concept for optimizing SF and FA substitution. The maximum compressive strength (22.53 MPa) can be observed for the concrete containing 10% crumb rubber, 15% fly ash and 15% silica fume. The reduced unit weight of the rubberized concrete may be attributed to the lower specific gravity of the rubber particles. Two-way ANOVA with a significance criterion of less than 0.001 has been utilized with modest residual error from the lack of fit and the pure error. The predictive model accurately forecasts the variable-response relationship. Since, the crumb rubber is obtained from wasted tires incorporating FA and SF as a cementitious ingredient, it helps to significantly improve mechanical properties of concrete and reduce environmental degradation.

양파껍질로부터 Flavonoid 물질의 추출조건 최적화 (Optimal Extraction Conditions of Flavonoids from Onion Peels via Response Surface Methodology)

  • 전선영;백정화;정은정;차용준
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.695-699
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    • 2012
  • 본 연구에서는 양파가공부산물인 양파껍질로부터 반응표면분석법을 이용하여 유효성분인 flavonoid 물질의 최적 추출조건을 설정하고자 하였다. 양파껍질의 일반성분은 수분 4.68%, 회분 6.67%, 조단백질 및 조지방이 5.03%, 0.71%이었고, 무기질은 Ca이 20.07 g/kg으로 가장 많은 함량을 차지하였고 K이 5.54 g/kg, Mg 2.17 g/kg의 순으로 함량이 많았다. 중심합성계획법에 의한 flavonoid 물질의 최적 추출조건은 다중회귀분석 및 능선분석 결과, 결정계수는 0.772이었으며, 적합결여검증(p>0.05)에서는 0.278, 전체적인 모형에서 유의성(p<0.05)을 보여 반응모형이 적합한 것으로 판단되었다. 따라서 최대점을 만족하는 각 변수의 조건은 추출용매의 농도는 70%, 추출온도 $40^{\circ}C$, 추출용매의 pH 5.3, 원료에 대한 추출용매의 비율은 1:63(w/v)이었다.

반응표면분석법을 이용한 Lactobacillus paracasei SRCM201474의 생산배지 최적화 (Application of Response Surface Methodology in Medium Optimization to Improve Lactic Acid Production by Lactobacillus paracasei SRCM201474)

  • 하광수;김진원;임수아;신수진;양희종;정도연
    • 생명과학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.522-531
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    • 2020
  • 본 연구는 반응표면분석법을 이용하여 L(+)형 젖산 생산향상을 위한 배지조성을 확립하기 위해 수행되었다. L(+)형 젖산을 선택적으로 고생산하는 것으로 알려진 9종의 Lactobacillus paracasei 균주를 전국에서 수집한 김치 시료로부터 선별하였으며, 젖산 생산량과 glucose로부터의 전환률 분석을 통하여 젖산 생산 배지 최적화를 수행하기 위한 균주로 SRCM201474를 선발하였다. 선택된 11개의 배지 조성 중 젖산 생산에 가장 큰 영향을 미치는 요인을 분석하기 위한 방법으로 Plack-Burman design (PBD)을 설계하였으며, 통계분석을 통해 탄소원으로는 glucose, sucrose, molasses, 질소원으로는 peptone을 최종 선정하였다. 젖산 생산 배지 최적화를 위한 각 변수들의 농도 최적화를 수행하기 위한 방법으로 반응표면분석법 중 적은 실험수로도 최적값을 산출할 수 있는 hybrid design 설계 하였다. 실험 모델에 의한 L. paracasei SRCM201474 균주를 이용한 젖산 생산배지 조성과 최적 농도는 glucose 15.48 g/l, sucrose 16.73 g/l, molasses 39.09 g/l, peptone 34.91 g/l로 나타났으며, 이때의 젖산 생산량은 33.38 g/l로 예측되었다. ANOVA 분석을 통해 가정된 실험 모델의 적합성과 유의성을 확인하였으며, 최종적으로 분석된 최적배지에서의 반복실험을 통한 젖산 생산량을 측정하여 모델에 의해 예측된 젖산생산량과 동일함을 검증하였다. 본 연구를 통해 L(+)형 젖산을 선택적으로 고생산하는 균주를 선발하였으며, 배지 최적화를 수행하여 생분해성 플라스틱 생산을 위한 산업적 젖산 생산에 적용할 수 있는 연구자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

침지조작에 의한 레스베라트롤 증가조건의 최적화 (Optimization for the Post-Harvest Induction of trans-Resveratrol by Soaking Treatment in Raw Peanuts)

  • 이선숙;서선정;이부용;이희봉;이준수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.567-571
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    • 2005
  • 레스베라트롤은 항암작용, 항혈전작용, 항산화작용 및 심혈관계질환의 발병을 낮추는작용이 있다고 보고되어 있다. 본 실험에서는 땅콩에 함유되어 있는 레스베라트롤의 함량을 증가시키기 위한 침지조건을 반응표면분석법을 이용하여 최적화하였다. 레스베라트롤의 함량에 영향을 미치는 요인으로는 침지 시 물의 양(농도), 침지시간 그리고 침지 후 건조시간을 검토하였으며, 실험결과 침지 시 물의 양(농도)은 $67.15\%$, 침지시간은 19.57 hr, 침지 후 건조시간은 65.56 hr으로 나타났다. 이 조건하에서 레스베라트롤은 $0.1\;{\mu}g/g$에서 $4.55\;{\mu}g/g$으로 약 45배 정도 증가함을 확인할 수 있었다. 레스베라트롤의 증가에 가장 큰 영향을 주는 요인으로는 침지시간이었으며 그 다음으로 침지 시 물의 양(농도)이 영향을 주었으며, 침지 후 건조시간은 별 영향을 주지 않았다. 본 실험의 이차 다항 회귀 곡선식에 대한 적합도를 결정 계수로 조사한 결과 높은 적합도를 나타내었으며, 분석 방법에 대한 검증에서도 그 결과가 우수하였다.

반응표면분석법에 의한 키조개 부산물 단백질 가수분해물의 제조조건 (Processing of Pen Shell By-product Hydrolysate Using Response Surface Methodology)

  • 차용준;김은정;백형희
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.958-963
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    • 1995
  • 키조개의 부산물을 향미제로 개발하기 위하여 반응표면분석법으로 가수분해조건을 디자인하여 키조개 부산물의 가수분해물 제조를 시도한 결과, 상업용 단백질 분해효소 11종 가운데 효소활성을 판매가격에 대한 비율로 환산했을 때 APL 440이 가장 경제성이 있었다. 그리고 키조개 부산물 가수분해과정 중 자가소화 효소에 의한 영향은 무시할 정도로 적었다. 반응표면분석결과 얻어진 가수분해율(%DH)은 $%DH=51.126+2.419pH+2.415T-2.426S-2.846pH^2-4.211T^2-3.014t^2+2.419S2$였다. 그러나 정상점이 안장점을 나타내am로 능선분석(반경 0.5) 결과 최대점은 pH 10.2, 온도 $61.4^{\circ}C$, 기질농도 30.9%, 기질에 대한 효소농도 0.32%에서 2.58시간 가수분해할 때이며, 실제 이 조건에서 61.80%의 가수분해율을 보였다. 분말화한 가수분해물은 아미노질소 및 염도가생시료에 비하여 각각 3.5배 및 7.7배 증가하였다.

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Optimization of Medium Composition for Lipopeptide Production from Bacillus subtilis N7 using Response Surface Methodology

  • Luo, Yi;Zhang, Guoyi;Zhu, Zhen;Wang, Xiaohui;Ran, Wei;Shen, Qirong
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.52-59
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    • 2013
  • The nutritional requirements for the maximum production of lipopeptides by Bacillus subtilis N7 (B. subtilis N7) were investigated and optimized using response surface methodology (RSM) under shake flask fermentation. A one-factor-at-a-time experimental setup was used to screen carbon and nitrogen sources. A Plackett-Burman design (PBD) was employed to screen the most critical variables for lipopeptides production amongst ten nutritional elements. The central composite experimental design (CCD) was finally adopted to elucidate the composition of the fermentation medium. Statistical analyses (analysis of variance, ANOVA) of the results showed that KCl, $MnSO_4$ and $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ were important components and that their interactions were strong. Lipopeptide production was predicted to reach 709.87 mg/L after a 60 h incubation using an optimum fermentation medium composed of glucose 7.5 g/L, peanut oil 1.25 g/L, $MgSO_4$ 0.37 g/L, $KH_2PO_4$ 0.75 g/L, monosodium glutamate 6.75 g/L, yeast extract and $NH_4Cl$ (5:3 w/w) 10 g/L, KCl 0.16 g/L, $FeSO_4{\cdot}6H_2O$ 0.24 mg/L, $MnSO_4$ 0.76 mg/L, and an initial pH of 7.0. Lipopeptide production ($706.57{\pm}3.70$ mg/L) in the optimized medium confirmed the validity of the predicted model.

Antioxidative Properties of Amaranth Cauline Leaf and Suppressive Effect against CT-26 Cell Proliferation of the Sausage Containing the Leaf

  • Lee, Heejeong;Joo, Nami
    • 한국축산식품학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.570-579
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    • 2018
  • The study investigated antioxidative properties and rectal cancer cell inhibition effect of amaranth (Amaranthus cruentus L.) cauline leaves (ACL) to produce the sausage with ACL powder (ACLP). Antioxidative effects of ACLP prepared with different stem lengths (10-45 cm) were evaluated through DPPH, ABTS, reducing power, total phenol, and total flavonoid. Inhibition effect on rectal cancer cells growth was also examined with CT-26 cell. To determine appropriate ACL amounts in sausage formula, response surface methodology was used. The sausages without ACL (control) and the sausage with ACL (ACLP sausage) were the subjected to the examinations of antioxidation, growth inhibition on CT-26, and physicochemical properties (pH and water content). ACLP made from the leaf with 15 cm length stem generally showed the highest antioxidative effect through results of DPPH, ABTS, reducing power, total phenol, and total flavonoid. ACLP also showed inhibition effect on the proliferation of CT-26, depending on concentration of ACLP. The surface response model showed that 4.87 g of ACLP was optimized amount for sausage production. Physicochemical properties between optimized ACLP and control sausages were not significantly different. Higher antioxidative effect of optimized ACLP sausage extract was observed (p<0.05) in antioxidation tests than control sausage extract except for DPPH. Cell viability of CT-26 cells were higher (p<0.05) in ACLP than in control sausage extracts. These results indicate that ACLP has functional effects on antioxidation activity and growth inhibition on CT-26 cell, and thus, it should be useful as a supplement in sausage, which may some effect as ACLP itself.

Box-Behnken법을 이용한 매입형 영구자석 동기전동기의 회전자 구조 최적설계 (Optimal Design of the Rotor Structure by using Box-Behnken Method for IPMSM)

  • 한정호;김원호;장익상;김미정;이기덕;이재준;이주
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.949-950
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    • 2011
  • There are various ways of optimizing rotor design of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors(IPMSM). In this paper, the best optimized design value was found by varying the Bridge thickness of PM in the rotor and changing Rib. The set design values were torque, 5 harmonics, 7 harmonics, and safety factor. Also, in order to make practical design value easily and quickly for optimization, Box-Behnken of Response Surface Method(RSM) method was used. Therefore, IPMSM resulted an optimized design model with high torque, low harmonics, and constant value of safety factor.

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