• 제목/요약/키워드: central mixing composite design

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Box-willson 실험계획법 기반 고강도 자기충전형 콘크리트의 최적설계방법 (Box-Wilson Experimental Design-based Optimal Design Method of High Strength Self Compacting Concrete)

  • 도정윤;김두기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.92-103
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    • 2015
  • Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

반응표면분석법을 이용한 우엉가루와 올리고당 첨가 머핀의 제조 조건 최적화 (Optimization of Muffin Preparation by Addition of Dried Burdock (Arctium lappa L) Powder and Oligosaccharide by Response Surface Methodology)

  • 김미경;김원모;이혜정;최은영
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.575-585
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    • 2010
  • This study was performed to determine the optimal composition of a muffin administered dried burdock powder and oligosaccharide. The experiment was designed base on CCD (Central Composite Design), and evaluation was carried out by means of RSM (Response Surface Methodology), which included 10 experimental points with 3 replicates for the two independent variables burdock powder and oligosaccharide. The experimental muffin was made according to a traditional recipe, except that the flour was partially replaced with dried burdock powder (5%, 15%, 25%) and the sugar was partially replaced with oligosaccharide (25%, 50%, 75%). The compositional and functional properties of the prepared products were measured, and these values were applied to the mathematical models. Using the F-test, volume, height, pH, yellowness, chewiness, resilience, springiness, cohesiveness, taste, and overall quality were expressed as a linear model, whereas lightness, redness, adhesiveness, color, flavor, and overall quality were expressed as a quadratic model. The polynomial models developed by RSM for sensory evaluation, color, flavor, texture, taste, and overall quality were highly effective in describing the relationships between the factors (p<0.01). The estimated response surfaces confirmed that the amount of burdock powder had significant effects on color, taste, texture, flavor, and overall quality (p<0.01), whereas and the amount of oligosaccharide had significant effects on color and texture (p<0.01). Increased amount of burdock powder led to reductions of the sensory scores for color, taste, texture, flavor, and overall quality at all oligosaccharide levels. The optimal mixing percentage of burdock powder and oligosaccharide muffin were determined to be 5.00% and 46.25%, respectively.

양파와 배의 첨가가 김치의 품질 특성에 미치는 영향 (Effects of onion and pear on Kimchi Quality Characteristics during Fermentation)

  • 최은정;조신호
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.243-251
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    • 2009
  • 양파와 배를 첨가하여 제조한 김치의 이화학적 특성과 기호도를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 양파와 배 무첨가군과 첨가군 모두 김치가 숙성됨에 따라 pH는 감소하고 산도는 증가하였으며, 다량의 양파와 배의 첨가군은 무첨가군에 비해 김치의 초기 숙성이 빨리 진행되었다. 당도는 모든 실험군에서 발효가 진행됨에 따라 값이 감소하였으며, 양파 또는 배 첨가군은 무첨가군에 비해 더 높은 값을 나타내었다. 염도는 발효에 의해 변화하지 않고 일정한 값을 유지하였으며, 양파, 또는 배 첨가에 의한 변화는 나타나지 않았다. 중심합성 계획법에 의해 일정 비율의 양파와 배를 첨가한 김치의 관능적 측정 결과 냄새, 맛, 전반적인 기호도는 유의차가 인정되었지만, 외관과 텍스쳐는 유의차가 인정되지 않았다. 김치의 반응표면 분석 결과 냄새는 안장형을 맛과 전반적인 기호도는 최고형을 나타내었다. 냄새의 최적 조건은 양파 $4.55{\sim}5%$, 배 $0{\sim}3.0%$의 범위 였으며, 맛의 최대점은 양파 2.61%, 배 2.38%였으며, 전반적인 기호도의 최대점은 양파 2.78%, 배 2.57%이었다.

애플망고 젤리의 제조 최적화를 위한 반응표면분석법의 적용 (Application of Response Surface Methodology for Optimization of Applemango Jelly Processing)

  • 오현빈;심현정;백채완;장현욱;황영;조용식
    • 한국식품영양학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.473-480
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    • 2022
  • This study aimed to develop an optimal processing method for the production of apple-mango jelly for domestic suppliers, by analyzing the quality attributes of the jelly. According to the central composite design, a total of 11 experimental points were designed including the content of apple-mango juice (X1), and the sugar content (X2). The responses were analyzed including the color values (CIE Lab and color difference), physicochemical properties (water activity, sweetness, pH, and total acidity), and textural properties (hardness and gel strength). Regression analysis was conducted, except for total acidity, and showed no significant difference for all the experimental points (p<0.05). Quadratic model was derived for all responses with an R square value ranging from 0.8590 to 0.9978. Based on regression model, the appropriate mixing ratio of apple-mango jelly was found to be 31.11% of apple mango juice and 14.65% of sugar. Through this study, the possibility for developing jelly product using apple-mango was confirmed, and it is expected that these findings will contribute to the improvement of the agricultural industry.

당귀와 승검초의 혼합비율에 따른 혼돈병의 기호도 (Acceptance of Hondonbyung with Different Mixing Ratio of Leaf and Root of Angelicae powder)

  • 최은정;김향숙
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.88-95
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    • 2006
  • 다양한 생리활성 기능을 가지고 있는 승검초 가루와 당귀 가루를 일정 비율 혼돈병에 첨가하여 제조한 떡살과 감미료의 양을 감소한 고물의 관능적 측정을 한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 중심합성 계획법에 의해 일정 비율의 승검초 가루와 당귀 가루를 첨가한 혼돈병 떡살의 관능적 특성 측정 결과 색, 맛, 텍스쳐는 유의차가 인정되지 않았으며, 향과 전반적인 기호도는 당귀 함량이 높을수록 관능적 특성치가 감소하였다(p<0.05). 혼돈병 떡살의 반응표면 분석 결과 색, 텍스쳐와 전반적인 기호도는 안장형을, 향과 맛은 최고형을 나타내었다 색의 최적 조건은 승검초 가루 $2.25\sim3.00%$, 당귀 가루 $0.50\sim0.63%$의 범위었으며, 향의 최대점은 승검초 가루 1.55%, 당귀 가루 0.85%였다. 맛의 최대점은 승검초 가루 1.95%, 당귀가루 0.80%였으며, 텍스쳐는 승검초 가루 $1.00\sim1.22%$, 당귀가루 $0.58\sim0.99%$에서 최적조건을 나타내었다. 전반적인 기호도의 최적 조건은 승검초 가루 $2.79\sim3.00%$, 당귀가루 $0.50\sim0.56%$의 범위였다. 전통적인 고물을 만드는 방법에서 감미료의 양을 감소시킨 결과 전통군과 감미료를 10%, 20% 감소한 고물의 색, 향, 맛, 텍스쳐와 전반적인 기호도 모두 전통군과 유의차가 없었다(p<0.05).

아가리쿠스 버섯 가루를 첨가한 쿠키의 최적화 연구 (The Quality Characteristics of Cookies Prepared with Agaricus blazei Murill)

  • 이희정;정희선;주나미
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.175-184
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    • 2015
  • 본 연구에서는 아가리쿠스 버섯 가루를 첨가한 쿠키 제조 조건의 최적화를 위해 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 양을 독립변수로 하였고, Design Expert 8(State-easy Co.)을 사용하여 실험을 계획하고 최적화하였다. 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 최대 및 최소범위는 예비실험을 거쳐 아가리쿠스 버섯 가루는 1~5 g, 버터는 40~70 g으로 하여 쿠키를 제조하여 이화학적, 관능적 특성 검사를 실시하였다. 1. 쿠키의 수분함량은 유의적으로 아가리쿠스 버섯과 버터의 첨가량이 증가할수록 수분함량이 증가하였고(p<0.001), 독립변수가 서로 상호작용하는 2FI model이 선정되었으며, 이는 버섯의 식이섬유소의 수분 보유 성질에 의해 수분 보유력이 증가한 것으로 판단된다. 반죽의 수분함량은 유의적인 차이는 아니지만 아가리쿠스 버섯이 증가할수록 감소하고 버터가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 2. pH와 당도는 아가리쿠스 버섯과 버터의 첨가량이 증가할수록 감소하였으나 유의적인 차이는 아니었다. 색도에서 명도는 아가리쿠스 버섯 가루 1 g과 버터 70 g에서 가장 높았고, 0.1%수준에서 유의적인 차이가 있었다. 적색도는 아가리쿠스 버섯 첨가량이 증가할수록 급격하게 증가하였으며 0.1%수준에서 유의적인 차이를 보였고 이는 버섯 특유의 색상이 영향을 준 것으로 판단된다. 황색도에서는 유의적인 차이는 없었다. 3. 퍼짐성은 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 양이 증가할수록 증가하였고 5% 수준에서 유의한 것으로 나타났으며, 경도는 버터의 첨가량이 증가할수록 급격하게 감소하는 것으로 나타났으나 유의적인 차이는 없었다. 4. 관능적 특성에서 색, 향미, 조직감, 전체적인 기호도 항목은 5% 수준에서 유의한 것으로 나타났으며, 아가리쿠스 버섯 가루와 버터의 양이 많아질수록 기호도는 일정수준까지 증가하다가 급격히 감소한 것으로 나타났다. 관능의 모든 항목에서 아가리쿠스 버섯 가루 3.5 g 버터 55 g에서 기호도가 가장 높은 것으로 나타났다. 5. 이상의 실험 결과를 바탕으로 아가리쿠스 버섯 쿠키의 유의적인 관능항목의 수치 최적화와 모형적 최적화를 통해 관능적 최적 배합비율은 아가리쿠스 버섯 가루 3.63g과 버터 55.37 g으로 산출되었다. 본 연구를 통해 아가리쿠스 버섯 쿠키의 영양, 기능, 품질, 기호도 측면에서 상품화를 위한 충분한 가능성이 있다고 판단되며, 아가리쿠스 버섯을 이용한 식품개발 가능성을 확인할 수 있었다.

명월초 가루를 첨가한 우육 소시지의 최적화 연구 (The Quality Characteristics of Beef Sausage with the Addition of Gynura procumbens)

  • 박영일;정희선;주나미
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.395-404
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    • 2015
  • 본 연구에서는 명월초 우육 소시지를 개발하여 품질특성 및 관능적 특성의 최적화를 통하여 생리활성을 갖는 식품 소재를 이용한 기능성 우육 소시지로서의 식품 개발 가능성을 타진해보고자 하였다. 1. 명월초 우육 소시지의 제조를 위하여 명월초 분말과 올리브유(B)의 양을 독립변수로 설정하였으며 Design-Expert version 8 프로그램(Stat-Ease, Inc.)을 이용하여 실험을 설계하고 결과를 분석한 후 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율을 도출하였다. 2. 명월초 우육 소시지의 이화학적 실험결과 염도(p<0.01)와 수분함량(p<0.001)의 항목에서 유의적 차이를 보였다. 명월초 분말의 첨가량이 증가할수록 pH와 수분함량은 감소하였으나 염도는 큰 변화가 없었다. 올리브유의 첨가량이 증가할수록 pH는 감소하였고, 수분함량은 큰 변화가 없었고, 염도는 크게 감소하다가 조금 증가하였다. 3. 명월초 우육 소시지의 기계적 특성을 알아보기 위하여 가열감량, 색도(명도, 적색도, 황색도)와 조직감(경도, 부착성, 탄력성, 씹힘성, 검성, 응집성)을 측정하였다. 가열감량(p<0.01), 색도 중 a값(p<0.01), b값(p<0.05)의 유의성이 인정되었고, 조직감에서는 씹힘성(p<0.001)과 응집성(p<0.01) 항목에서 유의성이 인정되었다. 명월초 우육 소시지의 부착성, 씹힘성, 검성, 응집성은 올리브유의 첨가량이 증가할수록 크게 감소하였고, 씹힘성과 검성은 명월초 분말에 비해 올리브유의 첨가량이 큰 영향을 받았다. 4. 명월초 우육 소시지의 관능적 최적점을 도출하기 위하여 색, 풍미, 맛, 부드러움, 조직감, 전반적인 기호도의 관능검사 분석 결과 색(p<0.05), 풍미(p<0.05), 부드러움(p<0.05), 조직감(p<0.01), 전반적인 기호도(p<0.01) 항목에서 유의적인 결과를 나타내어 모델의 적합성이 인정되었고 맛에 대한 기호도는 유의적이지 않았다. 모든 항목에서 명월초 분말과 올리브유의 첨가량이 증가할수록 점차 증가하다가 일정 시점 이후로 감소하였다. 5. 명월초 우육 소시지의 최적화는 독립변수인 명월초 분말(A)과 올리브유(B)의 범위 내에서 관능검사 항목 중 유의적으로 나온 결과만을 최대로 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점을 예측한 결과, 명월초 분말 2.1 g, 올리브유 7.06 g으로 명월초 우육 소시지의 최적 배합 비율로 산출되었다.

오디 초콜릿의 제조 최적화 및 항산화 활성 (Processing Optimization and Antioxidant Activity of Chocolate Added with Mulberry)

  • 박소연;주나미
    • 한국식품과학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.303-314
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    • 2011
  • 본 연구는 뛰어난 생리활성을 기능을 가지고 있는 오디 품종 중 선호도가 높은 청일뽕(Morus alba L)을 이용하여 초콜릿을 개발하고자 오디분말을 첨가한 초콜릿의 품질특성 분석과 관능적 최적화의 결과를 기초로 오디 초콜릿의 최적 제조조건을 산출하였다. 또한 산출된 최적조건으로 제조한 최적화된 오디 초콜릿과 오디분말을 첨가하지 않은 대조구 초콜릿 각각의 이화학적 특성, 기계적 특성 및 관능적 특성의 분석을 통해 기능성 초콜릿으로서 오디 초콜릿의 가능성을 제고해보고자 하였다. 오디 초콜릿의 이화학적 검사를 측정한 결과 pH(p<0.001), 수분함량(p<0.01), 총 페놀 함량(p<0.05), DPPH 자유 라디칼 소거능(p<0.05) 항목에서 모델의 적합성이 인정되었다. 기계적 측정검사 결과 적색도, 황색도(p<0.05), 경도(p<0.05), 검성(p<0.01), 응집성, 점도(p<0.05) 항목에서 모델의 적합성이 인정되었다. 오디초콜릿의 관능검사 결과 향(p<0.05), 조직감(p<0.01), 신맛(p<0.05), 쓴맛(p<0.05), 전반적인 기호도(p<0.01)에서 모델의 적합성이 인정되었다. 오디 초콜릿의 최적화는 독립변수인 오디분말과 생크림의 범위 내에서 관능검사 항목 중 유의적인 결과만 최대로 설정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 수치점(numerical point)을 예측한 결과 오디분말은 25.76 g, 생크림은 72.21 g이 오디 초콜릿의 최적배합비율로 결정되었다. 오디 분말이 첨가되지 않은 대조구와 최적구의 일반성분을 비교한 결과 최적구가 대조구보다 수분, 조단백, 조섬유, 조회분이 증가하였고, 조지방은 감소하였다. 이화학적 특성, 기계적 특성 및 관능적 특성을 비교한 결과 pH, 당도, 총 페놀 함량, DPPH 자유 라디칼 소거능, 적색도, 황색도, 경도, 검성, 응집성, 색, 조직감, 신맛, 전반적인 기호도 항목에서 유의적인 차이를 나타내었다. 이상의 결과로 오디분말을 첨가한 초콜릿이 영양학적, 기능적, 품질 및 관능적 측면에서 충분한 경쟁력이 있을 것으로 생각되며 오디분말을 첨가한 초콜릿을 제품화한다면 초콜릿이 단순한 기호식품이 아닌 건강한 기호식품으로서 대중들에게 알릴 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 사료된다.

유자 첨가 양파발효음료의 제조 및 생리활성 (Development of an Onion Vinegar Beverage Containing Yuza (Citrus junos Sieb ex Tanaka) and Its Biological Activity)

  • 정은정;차용준
    • 생명과학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.563-570
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    • 2016
  • 양파식초는 양파특유의 냄새로 인한 관능적인 저하를 가지므로 양파의 불쾌치를 차폐할 수 있는 감미조향제의 선택이 요구된다. 이에 본 연구는 중심합성계획에 따른 반응표면분석을 통하여 감미조향제(유자착즙액, 사과농축액 및 황설탕)의 첨가량을 결정하였다. 즉 독립변수를 달리한 각 실험조건을 다섯 단계로 부호화 하고 실험설계 18조건(8개 요인실험점, 6개의 축점, 4개의 중심점)에 따라 기호도검사(9점 평점법)를 실시하여 중심합성법의 종속 변수로 선정하여 유자 첨가 양파발효음료(양파식초 : 용수 : 황설탕 : 사과농축액 : 유자착즙액 = 6.0 : 77.6 : 4.9 : 9.2 : 2.3(w/w비율))를 제조하였다. 최적 배합조건에서 제조된 유자 양파발효음료의 phenolic compound, total flavonoid, quercetin 및 생리활성(항균성, 항항산화성, 항혈전용해능) 분석결과 총 phenol함량은 14.8 mg/100 g, total flavonoids의 함량 2.6 mg/100 g, quercetin 함량은 1.4 mg/100 g으로 측정되었다. 유자 첨가 양파발효음료는 Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium, Escherichia coli 및 Enterobacter aerogenes 4종의 균에서 항균성을 가졌고 DPPH 라디칼 소거능에서는 18.2%, SOD 유사활성에서는 11.5%의 활성을 나타내었다. 따라서 본 연구로 개발된 유자 양파발효음료는 원료인 양파로부터 기인되는 영양성분 및 발효과정에서 생성되는 각종 유기산으로부터 복합적인 생리활성이 기대되는 제품으로 사료된다.

자맥가루와 올리브유 첨가 식빵의 제조조건 최적화 (Optimization of White Pan Bread Preparation via Addition of Purple Barley Flour and Olive Oil by Response Surface Methodology)

  • 김진곤;김영호;오종철;유현희
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제41권12호
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    • pp.1813-1822
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    • 2012
  • 본 연구에서는 기능성이 뛰어난 자맥가루와 올리브유를 첨가한 제빵개발을 위해 중심합성계획법에 따라 자맥가루와 올리브유의 양을 독립변수로 하여 빵을 제조한 후, 품질특성을 조사하고 반응표면분석법을 이용하여 최적배합비를 구하였다. 실험 결과 이화학적 특성과 물성 중 무게, 부피, 비용적, 명도, 황색도, 경도, 탄력성, 응집성, 검성, 씹힘성이 linear 모델이 채택되었으며, 적색도는 quadratic 모델이 채택되었다. 관능적 특성 중에서는 색, 외관, 조직감, 맛, 전체적 기호도가 linear 모델이 채택되었고, 향은 이차 회귀분석의 설명력이 부족한 것으로 나타났다. 이화학적 특성과 물성 중 자맥가루 첨가량이 증가할수록 무게, 황색도, 경도, 검성, 씹힘성이 증가하였고 부피, 비용적, 명도, 탄력성은 감소하였다. 올리브 첨가량이 증가하면 경도, 응집성, 검성, 씹힘성은 증가하고, 황색도, 탄력성은 감소하였다. 이화학적 특성과 물성 특성에 자맥가루 첨가량에 대한 영향이 올리브유 첨가량에 대한 영향보다 컸다. 관능특성 검사 결과, 자맥가루 첨가량이 증가할수록 향을 제외한 모든 기호도가 감소하였으며, 올리브유에 의한 영향은 거의 없었다. 관능특성 중 유의성이 있었던 항목의 최대값을 충족시키는 최적의 배합비율은 자맥가루 10.00%, 올리브유 1.45%로 이 경우에 기호도는 색 6.45, 외관 6.60, 조직감 6.13, 맛 5.96, 전체적 기호도 6.37로 산출되었다. 또한 다소 관능평가 점수가 낮아지더라도 자맥가루를 첨가량을 최대로 늘릴 수 있는 방안을 모색한 결과, 자맥가루가 15.85~22.10%에서는 올리브유 첨가량에 관계없이 5.0의 전체적 기호도를 보였고, 자맥가루가 14.62% 이하일 때 올리브유 첨가량에 관계없이 6.0 이상의 전체적 기호도를 보였다. 본 연구 결과는 자맥가루와 올리브유를 이용한 식빵을 비롯한 기능성식품의 개발에 있어 기초자료로 이용될 것으로 기대된다.