• 제목/요약/키워드: shear effect

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Experimental study on the vertical bearing behavior of nodular diaphragm wall in sandy soil based on PIV technique

  • Jiujiang Wu;Longjun Pu;Hui Shang;Yi Zhang;Lijuan Wang;Haodong Hu
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제35권2호
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    • pp.195-208
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    • 2023
  • The nodular diaphragm wall (NDW) is a novel type of foundation with favorable engineering characteristics, which has already been utilized in high-rise buildings and high-speed railways. Compared to traditional diaphragm walls, the NDW offers significantly improved vertical bearing capacity due to the presence of nodular parts while reducing construction time and excavation work. Despite its potential, research on the vertical bearing characteristics of NDW requires further study, and the investigation and visualization of its displacement pattern and failure mode are scant. Meanwhile, the measurement of the force component acting on the nodular parts remains challenging. In this paper, the vertical bearing characteristics of NDW are studied in detail through the indoor model test, and the displacement and failure mode of the foundation is analyzed using particle image velocimetry (PIV) technology. The principles and methods for monitoring the force acting on the nodular parts are described in detail. The research results show that the nodular part plays an essential role in the bearing capacity of the NDW, and its maximum load-bearing ratio can reach 30.92%. The existence of the bottom nodular part contributes more to the bearing capacity of the foundation compared to the middle nodular part, and the use of both middle and bottom nodular parts increases the bearing capacity of the foundation by about 9~12% compared to a single nodular part of the NDW. The increase in the number of nodular parts cannot produce a simple superposition effect on the resistance born by the nodular parts since the nodular parts have an insignificant influence on the exertion and distribution of the skin friction of NDW. The existence of the nodular part changes the displacement field of the soil around NDW and increases the displacement influence range of the foundation to a certain extent. For NDWs with three different nodal arrangements, the failure modes of the foundations appear to be local shear failures. Overall, this study provides valuable insights into the performance and behavior of NDWs, which will aid in their effective utilization and further research in the field.

붕괴방지수준(CLE)을 적용한 콘크리트 댐 피어부 내진성능평가 방안 개선 (Improvement of Seismic Performance Evaluation Method for Concrete Dam Piers by Applying Collapse-Level Earthquake(CLE))

  • 오정근;정영석;권민호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.1-11
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    • 2024
  • 이 논문의 목적은 붕괴방지수준의 지진력을 적용한 콘크리트 댐 피어부 동적해석 시 합리적인 댐 축방향 지진하중 재하 방법, 내하력 평가 방법 등에 대한 적용방안을 제시하는 것이다. 이를 위하여 콘크리트 댐 피어부를 대상 시설로 선정하여 다양한 위어부 폭을 적용한 동적해석을 통해 위어부 댐 축방향 동적거동 특성을 분석하고 'U.S. Army Corps, 2007'제시하는 RC수력구조물 평가기법을 적용하여 내하력 평가를 수행하였다. 연구결과 피어부 댐 축방향 지진력 적용 시 위어부 댐 축방향은 강체거동으로 가정하는 것이 보다 현실적이고 'U.S. Army Corps, 2007'에서 제시하는 모멘트와 전단에 대한 내하력 검토방법이 합리적인 것으로 판단되므로 현행 평가방법의 개선이 필요한 것으로 결과가 도출되었다. 연구 결과 개선사항을 적용할 경우 CLE를 적용한 현행 내진성능평가 방법보다 합리적인 평가결과를 도출하는 효과가 있을 것이다. 피어부에 발생하는 비틀림 모멘트에 대해서는 향후 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

Correct Closure of the Left Atrial Appendage Reduces Stagnant Blood Flow and the Risk of Thrombus Formation: A Proof-of-Concept Experimental Study Using 4D Flow Magnetic Resonance Imaging

  • Min Jae Cha;Don-Gwan An;Minsoo Kang;Hyue Mee Kim;Sang-Wook Kim;Iksung Cho;Joonhwa Hong;Hyewon Choi;Jee-Hyun Cho;Seung Yong Shin;Simon Song
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제24권7호
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    • pp.647-659
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    • 2023
  • Objective: The study was conducted to investigate the effect of correct occlusion of the left atrial appendage (LAA) on intracardiac blood flow and thrombus formation in patients with atrial fibrillation (AF) using four-dimensional (4D) flow magnetic resonance imaging (MRI) and three-dimensional (3D)-printed phantoms. Materials and Methods: Three life-sized 3D-printed left atrium (LA) phantoms, including a pre-occlusion (i.e., before the occlusion procedure) model and correctly and incorrectly occluded post-procedural models, were constructed based on cardiac computed tomography images from an 86-year-old male with long-standing persistent AF. A custom-made closed-loop flow circuit was set up, and pulsatile simulated pulmonary venous flow was delivered by a pump. 4D flow MRI was performed using a 3T scanner, and the images were analyzed using MATLAB-based software (R2020b; Mathworks). Flow metrics associated with blood stasis and thrombogenicity, such as the volume of stasis defined by the velocity threshold ($\left|\vec{V}\right|$ < 3 cm/s), surface-and-time-averaged wall shear stress (WSS), and endothelial cell activation potential (ECAP), were analyzed and compared among the three LA phantom models. Results: Different spatial distributions, orientations, and magnitudes of LA flow were directly visualized within the three LA phantoms using 4D flow MRI. The time-averaged volume and its ratio to the corresponding entire volume of LA flow stasis were consistently reduced in the correctly occluded model (70.82 mL and 39.0%, respectively), followed by the incorrectly occluded (73.17 mL and 39.0%, respectively) and pre-occlusion (79.11 mL and 39.7%, respectively) models. The surfaceand-time-averaged WSS and ECAP were also lowest in the correctly occluded model (0.048 Pa and 4.004 Pa-1, respectively), followed by the incorrectly occluded (0.059 Pa and 4.792 Pa-1, respectively) and pre-occlusion (0.072 Pa and 5.861 Pa-1, respectively) models. Conclusion: These findings suggest that a correctly occluded LAA leads to the greatest reduction in LA flow stasis and thrombogenicity, presenting a tentative procedural goal to maximize clinical benefits in patients with AF.

Effect of the initial imperfection on the response of the stainless steel shell structures

  • Ali Ihsan Celik;Ozer Zeybek;Yasin Onuralp Ozkilic
    • Steel and Composite Structures
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    • 제50권6호
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    • pp.705-720
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    • 2024
  • Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

산간지 방목이 거세한우의 성장특성 및 도체형질에 미치는 영향 (Effect of Mountain Grazing on Growth Performance and Carcass Characteristics of Hanwoo Steers)

  • 이은미;정기용;김의형;안준상;박보혜;강동훈;장선식
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.250-257
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    • 2019
  • 본 연구는 산간지 방목이 거세한우의 성장특성 및 도체형질에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 시험구 배치는 육성기부터 출하시까지 일반 비육프로그램(30개월)으로 사육되는 대조구(Control)와 육성기부터 5개월간 방목후 30개월에 출하되는 처리구(TRT 1), 육성기부터 9개월 방목후 30개월에 출하되는 처리구(TRT 2) 및 육성기부터 9개월 방목 후 31개월에 출하되는 처리구(TRT 3)로 4처리 하였으며, 처리구당 한우 거세우 8두씩 배치하였고, 모든 방목 처리구는 방목기간 이후에 출하시까지 일반 비육프로그램으로 전환하여 사육하였다. 출하시 종료체중은 대조구에서 가장 높았으며, 육성기간 동안의 일당증체량도 모든 방목 처리구에 비해 대조구에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.02). 도체중은 대조구에서 가장 높았고, 등지방두께는 TRT 3에서 두꺼운 경향을 보였지만 처리간 통계적인 차이는 없었다. 근내지방도는 방목에 따른 일관적인 경향 없이 TRT 2에서 가장 높게 나타났으며, 등심의 일반성분 및 전단력은 방목에 영향을 받지 않았다. 육색의 명도, 적색도 및 황색도의 처리간 차이는 없었지만, 지방의 황색도는 대조구 보다 TRT 1 및 TRT 2에서 높게 나타났다(p<0.02). 방목기간이 등심의 지방산 조성에 미치는 영향은 일정하지 않았다. 따라서, 산간지 방목은 거세한우의 성장과 육질에 미치는 영향없이 육색을 저하시킬 수 있을 것으로 판단되며, 향후 초지의 품질, 생산량 및 섭취량에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

글리시리직애씨드의 경피 전달을 위한 액정 에멀젼의 제조와 물리적 특성 및 In Vitro 피부투과 연구 (Preparation of Liquid Crystal Emulsion for Transdermal Delivery of Glycyrrhizic Acid and Physical Characteristics and In Vitro Skin Permeation Studies)

  • 정진우;유차영;박수남
    • 대한화장품학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.315-324
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    • 2015
  • 본 논문에서는 양친매성물질인 $C_{12-20}$ 알킬글루코사이드, $C_{14-22}$ 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정 에멀젼을 제조하고 그 특성 및 in vitro 피부 투과 연구를 수행하였다. 액정 에멀젼의 배합비 실험 결과, $C_{12-20}$ 알킬글루코사이드 0.8%, $C_{14-22}$ 알코올 3.2% 및 베헤닐알코올 4%에서 선명한 액정 구조가 관찰되었다. 액정 에멀젼과 비교군으로 O/W 에멀젼의 물리적 특성을 비교한 결과, 액정 에멀젼과 O/W 에멀젼의 점성은 각각 $1871.26{\sim}1.15Pa{\cdot}s$$1768.69{\sim}1.14Pa{\cdot}s$이었으며, 전단응력은 액정 에멀젼은 190.45 ~ 919.38 Pa, O/W 에멀젼은 178.68 ~ 909.18 Pa로 측정되었다. 저장 탄성률은 액정 에멀젼은 4487.82 ~ 8195.59 Pa, O/W 에멀젼은 3428.53 ~ 9157.45 Pa, 탄성에 대한 점성의 비인 tan (delta) 값은, 액정 에멀젼은 0.23 ~ 0.25, O/W 에멀젼은 0.43 ~ 0.19로 나타났다. 경피 수분 함량 측정 결과, 액정 에멀젼은 O/W 에멀젼에 비하여 사용 후 1 h부터 6 h까지 유의적으로 더 높은 피부 수분 함량을 나타냈으며, 경피 수분 손실에서는 30 min부터 4 h까지 유의적으로 수분 손실 억제 효과를 나타내었다. 글리시리직애씨드를 이용한 피부 투과 실험 결과, 24 h 동안 피부 투과량은 액정 에멀젼($64.58{\mu}g/cm^2$), O/W 에멀젼($37.07{\mu}g/cm^2$), 부틸렌글라이콜 용액($41.05{\mu}g/cm^2$) 순으로 나타났고, 시간별 투과능 관찰 결과는 8 h 이후부터 액정 제형에서 피부 투과능이 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 액정 에멀젼은 피부의 보습 효과를 증진시킬 뿐만 아니라 기능성 소재의 효율적인 피부 전달체로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

지방산 칼륨 Cream Soaps 의 상거동 연구 (Phase Behavior Study of Fatty Acid Potassium Cream Soaps)

  • 노민주;여혜림;이지현;박명삼;이준배;윤명석
    • 대한화장품학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.55-64
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    • 2022
  • Cleansing foam이라 불리는 지방산 칼륨 cream soap은 crystal gel 구조로 이루어져 있어 유화계와는 달리 전단응력에 약하며 고온의 보관조건에서 쉽게 분리되는 특성을 보여준다. Crystal gel 구조는 지방산의 종류 및 비율, 중화도, polyol의 종류와 사용량에 따라 크게 영향을 받는다. Crystal gel 구조에 미치는 이들의 영향을 조사하기 위해 water/potassium hydroxide (KOH)/fatty acid ternary system에서 실험을 실시하였다. Differential scanning calorimeter (DSC) 측정 결과 myristic acid (MA) : stearic acid (SA) = 3 : 1 비율에서 공융점(eutectic point)를 갖고 이 혼합비가 가장 안전한 삼성분계(ternary system)를 만든다는 것을 발견했다. 점도 측정과 편광현미경 (POM) 관찰 결과 중화도는 75% 부근이 최적이라고 판단된다. 삼성분계의 melting point (Tm)이 보관온도보다 높을 때, 그리고 crystal phase가 lamellar gel phase로 상 전이가 일어날 때 안정하나 지방산 함량의 증가는 안정성에 거의 영향을 미치지 않는다. 삼성분계에 polyol의 첨가는 Tm을 변화시키고 상전이를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 클렌징폼의 구조는 저온 주사전자현미경 (Cryo-SEM), 소각 및 광각 X-선 산란 (SAXS, WAXS) 분석으로 규명하였다. Butylene glycol (BG), propylene glycol (PG), dipropylene glycol (DPG)은 Tm을 낮추어주며 lamellar gel phase 형성을 어렵게 하는 반면 glycerin, PEG-400, sorbitol은 Tm을 상승시키고 lamellar gel phase 형성을 용이하게 하며 안정한 삼성분계를 만든다.

현수방법이 한우육질에 미치는 영향 (The effect of suspension method on meat quality of Hanwoo)

  • 황인호
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권3호
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    • pp.427-436
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    • 2004
  • 본 연구는 현수방법이 한우 육질에 미치는 영향과 근육간 육질특성 차이에 영향을 주는 요인을 평가하기 위해 수행되었다. 총 18두 한우 거세우의 좌도체와 우도체를 순차적으로 tendaerstretch(TS) 처리하고, 다음날 양 도체의 longissimus(LD), semimembranosus(SM), tricepsbrachii(TB)을 발골하여 7일 동안 숙성하였다. 관능검사는 한국식 바베큐(BBQ)와 서양식 스테이크(Grill) 방법으로 360명을 대상으로 실시하였고, 동시에 전단력, 보수력, 가열 감량, 근절길이와 근내 조지방 함량을 측정하였다. 소비자 맛 지수는 도체 육질등급이 높은 경우 LD는 높았으나(P < 0.05), TB는 차이가 없었다. 한편, SM은 Grill의 경우에만 높은 듭급이 높은(P < 0.05) 값을 없었다. 이 결과는 높은 도체 육질등급은 LD의 경우 맛이 우수하다는 것을 증명하나, SM과 TB의 맛은 대변하지 못한다는 것을 시사한다. Tenderstretch는 TB의 관능 특성 및 물리적 육질 특성에는 영향을 미치지 않았고, 다른 근육의 가열 감량에도 영향을 미치지 않았다. 한편, 이 현수 방법은 LD와 SM의 근절길이와 맛 지수를 증가(P < 0.05) 시키고 전단력을 감소(P < 0.05) 시켰다. 이 결과는 시료가 7일 동안 냉장 숙성되었다는 점을 고려할 때, 결체조직의 약화와 관련되었다는 것을 시사하고 있다. 도체 육질등급에 따른 현수방법의 특별한 효과는 대부분 육질 특성에는 관찰되지 않았으나, tenderstretch된 SM의 맛 지수가 처리를 하지 않은 LD와 동하였다. 이 결과는 소비자들이 tenderstretch한 우둔을 불고기 형태로 소비했을 경우 등심과 같은 맛을 느낄 수 있다는 것을 의미한다. 소비자 맛 지수와 기계적 육질 측정치와의 상관관계에서, LD의 경우 근내지방과 유의적(P < 0.05) 상관관계를 보였고, SM의 경우는 근절길이와 유의적(P < 0.05) 관계를 보였다. 이 결과는 근육에 따라 맛을 대변할 수 있는 예측 요인이 다르다는 것을 시사한다. SM의 경우 보수력과 가열 감량이 높은 음의 상관관계를 보여, 보수력과 가열 감량과의 관계를 잘 나타내고 있으나, 다른 근육에서는 높은 상관도가 관찰되지 않았다. 소비자가 느끼는 맛 차이를 포함하여 실험실적 측정요인을 이용한 근육간 별별력 검사를 하였을때 약 77%의 확률에서 분류되었다. 근육간 차이에서 가장 큰 요인은 맛지수였고, 가열 감량과 근절길이도 큰 요인으로 작용했다. 이 결과는 전단력 측정의 절대치와 맛과의 관계는 근육에 따라 다르다는 것을 나타내며, 근육간 맛 차이는 전단력보다 가열 감량과 근절길이가 설명력이 높다는 것을 나타냈다. 본 연구 결과는 Tenderstretch는 우둔과 같은 비인기부위의 맛 지수를 높이는데 유용한 방법이고, 기계적인 육질측정 방법이 국내 소비자 맛 지수를 예측하는데 한계가 있다는 것을 시사한다.

역삼투 처리한 해양 심층수의 급여가 닭고기의 품질 특성에 미치는 영향 (Effect of Reverse Osmosis-treated Deep Sea Water Supplementation on the Quality Characteristics of Chicken Meat)

  • 강선문;이익선;오상집;김거유;이성기
    • 한국가금학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.373-382
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    • 2010
  • 본 연구는 역삼투 처리한 심층수의 급여가 닭고기의 품질 특성에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 1일령 Ross 308종 육계 병아리를 음용수의 종류에 따라 2처리구로 나누어 각각 식수(대조구)와 역삼투 심층수를 28일 동안 급여하였다. 대조구의 경우 0.21% 소금이 첨가된 사료를 급여하였으며, 역삼투 심층수 급여구의 경우 심층수 원수를 역삼투 처리한 후 3차 증류수로 1:20(역삼투 심층수:증류수)의 비율로 희석하여 제공하였다. 시료의 처리는 육성 완료시 처리구 마다 각각 5수씩 도축한 다음 가슴육을 $4^{\circ}C$에서 9일 동안 저장하였다. 일반 성분 함량, 지방산 조성, 콜레스테롤 함량, 미네랄 함량, pH, 보수력 및 전단력은 역삼투 심층수의 급여에 따른 차이를 보이지 않았다. 지방산화(TBARS)는 저장 6일째부터 역삼투 심층수 급여구가 대조구에 비해 유의적으로 높았다(P<0.05). 표면 육색은 역삼투 심층수 급여구의 명도(CIE $L^*$)가 저장 6일째부터 대조구보다 유의적으로 낮았으나(P<0.05), 적색도(CIE $a^*$)와 황색도(CIE $b^*$)는 저장 기간 동안 처리구들간에 차이가 없었다. 결론적으로 역삼투 처리한 심층수를 육계에게 급여했을 때 닭고기의 저장 중 육색이 어둡게 변하였으며, 지방산화 안정성이 감소하였다. 따라서 역삼투 처리 심층수의 급여는 닭고기의 품질을 저하시키므로 육계의 음용수로서 사용하는 것은 바람직하지 못하다고 판단된다.

모자반(Sargassum fulvellum) 추출물 첨가에 의한 빵의 저장성 및 품질증진 효과 (Effect of Sargassum fulvellum Extracts on Shelf-Life and Quality Improvement of Bread)

  • 김민지;송유진;김꽃봉우리;이청조;정지연;곽지희;최문경;김동현;선우찬;최정수;최호덕;안동현
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.867-874
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    • 2011
  • 모자반(Sargassum fulvellum) 발효주정 추출물을 모닝빵에 첨가한 후 모닝빵의 저장성 및 품질에 미치는 영향을 알아보았다. 9일간 저장하며 모닝빵의 일반 세균수를 측정한 결과, 저장 3일째까지 모든 첨가구에서 일반세균이 검출되지 않아 미생물의 생육이 억제됨을 알 수 있었다. 곰팡이수를 측정한 결과에서는 저장 6일과 9일째에 0.5% 첨가구의 곰팡이수가 무첨가구에 비해 다소 높은 반면, 1 및 2% 첨가구와 무첨가구 사이에는 큰 차이가 없었다. 수분함량은 25.72~32.03으로 변화폭이 크지 않아 저장기간 동안 전반적으로 안정을 유지하였으며, pH는 저장기간 동안 모든 첨가구에서 5.75~6.28의 값을 보여 큰 변화가 없었다. Rancimat을 이용하여 산화안정도를 측정한 결과, 저장기간 동안 모든 첨가구가 무첨가구에 비해 높은 산화안정도 값을 보였다. 색도 측정결과, 명도와 적색도의 경우 첨가구가 무첨가구에 비해 낮은 값을 보인 반면 황색도에서는 높은 값을 보였다. 또한, 경도, 전단력, 검성 및 씹힙성은 저장기간 동안 첨가구가 무첨가구에 비해 낮은 경향을 보였으며, 탄력성 및 복원성에 있어서는 큰 변화가 없었다. 관능평가에서는 0.5 및 1%의 모자반 추출물 첨가구가 맛, 질감 및 전체적 호감도 항목이 무첨가구에 비해서 높은 점수를 받았다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 모닝빵에 모자반 추출물 0.5 및 1%를 첨가할 경우 모닝빵의 관능적인 면을 충족시키면서 저장성 증진에 효과가 있을 것으로 사료된다.