In this study, we developed Rapid Enrichment Broth for Vibrio parahaemolyticus (REB-V), a broth capable enriching V. parahaemolyticus from 100 CFU/mL to 106 CFU/mL within 6 hours, which greatly facilitates the rapid detection of V. parahaemolyticus. Using a modified Gompertz model and response surface methodology, we optimized supplement sources to rapidly enrich V. parahaemolyticus. The addition of 0.003 g/10 mL of D-(+)- mannose, 0.002 g/10 mL of L-valine, and 0.002 g/10 mL of magnesium sulfate to 2% (w/v) NaCl BPW was the most effective combination of V. parahaemolyticus enrichment. Optimal V. parahaemolyticus culture conditions using REB-V were at pH 7.84 and 37oC. To confirm REB-V culture efficiency compared to 2% (w/v) NaCl BPW, we assessed the amount of enrichment achieved in 7 hours in each medium and extracted DNA samples from each culture every hour. Real-time PCR was performed using the extracted DNA to verify the applicability of this REB-V culture method to molecular diagnosis. V. parahaemolyticus was enriched to 5.452±0.151 Log CFU/mL in 2% (w/v) NaCl BPW in 7 hours, while in REB-V, it reached 7.831±0.323 Log CFU/mL. This confirmed that REB-V enriched V. parahaemolyticus to more than 106 CFU/mL within 6 hours. The enrichment rate of REB-V was faster than that of 2% (w/v) NaCl BPW, and the amount of enrichment within the same time was greater than that of 2% (w/v) NaCl BPW, indicating that REB-V exhibits excellent enrichment efficiency.

프로바이오틱스 제품에 대한 수요가 지속적으로 증가하 고 있으며, Lactobacillus 균주가 가장 대중적인 프로바이 오틱스로 널리 사용되고 있다. 프로바이오틱스는 기준에 적합한 균수의 확보가 중요하며 제조원가나 시간 등을 낮 추기 위해 배양법의 개발이 필요하므로 Lactobacillus 생 산을 위한 배양 조건이 최적화되었다. 반응표면방법론에 의한 통계적 최적화에서 반응 변수에 영향을 미치는 독립 변수의 최적 조건은 Lactobacillus acidophilus의 경우 22.55 시간(배양시간), 25oC(배양온도), 3.41%(프리바이오틱스 농 도); Lactiplantibacillus plantarum의 경우 24시간, 30.86oC, 2.00%; Lacticaseibacillus rhamnosus의 경우 66.67시간, 35oC, 3.41%이었다. Lactobacillus의 최적 배양조건은 예측 한 결과와 실제 결과가 밀접하게 일치하는 것을 확인하였 다. 이러한 데이터는 수율 높은 Lactobacillus를 생산하는 데 중요한 포인트를 제공할 것이다.

Aluminum alloy-based additive manufacturing (AM) has emerged as a popular manufacturing process for the fabrication of complex parts in the automotive and aerospace industries. The addition of an inoculant to aluminum alloy powder has been demonstrated to effectively reduce cracking by promoting the formation of equiaxed grains. However, the optimization of the AM process parameters remains challenging owing to their variability. In this study, the response surface methodology (RSM) was used to predict the crack density of AM-processed Al alloy samples. RSM was performed by setting the process parameters and equiaxed grain ratio, which influence crack propagation, as independent variables and designating crack density as a response variable. The RSM-based quadratic polynomial models for crack-density prediction were found to be highly accurate. The relationship among the process parameters, crack density, and equiaxed grain fraction was also investigated using RSM. The findings of this study highlight the efficacy of RSM as a reliable approach for optimizing the properties of AM-processed parts with limited experimental data. These results can contribute to the development of robust AM processing strategies for the fabrication of highquality Al alloy components for various applications.

단계별 작업기를 통합하여 일관화하는 복합기를 실용화하여 생산효율이 개선되어 밭농업 생력화에 기여하였다. 본 연구의 목적은 SAS를 이용한 복합작업기의 최적 작업조건을 반응표면기법(RSM)으로 구명하고 최적 성능을 실험으로 평가하여 집약적 밭농업의 트랙터 운용방법을 제시하고자 하였다. 로터리 작업에서 회전속도와 전진속도의 관계는 견인력의 효율성과 멀칭 등 작업품질에 적정한 트랙터의 운용기준 조건을 나타낸다. 슬립과 공차를 고려하면 통합 선택기준 작업속도는 3.4<SPDcr<4.7 km/h 범위로 확장되고, 로터리 피치(p)가 40<p<56 cm/rev로 판단되었다. 여러 검토조건에 서 연료소비량을 예측하고 동력의 효율성을 평가하는데 Kim 모델이 사용되었다. 목적함수를 만족하는 적정 p의 범위에 속하는 공칭 작업속도(SPD)를 엔진속도비(n)와 주행 기어비(GR)로 나타내어 최적 설계점은 카테고리 1급(DK450) 트랙터에 대하여 독립변수 n, GR/변속단수는 0.65, 401/M4로 구명되었다. 실험 평가에서 작은 트랙터는 시뮬레이션과 비교적 일치하였고, 큰 트랙터의 실험은 낮은 연료소비량과 실작업속도로 오차를 유발하였다.

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.

고품질의 아가콩 음료개발을 위해 반응표면분석법에 의한 추출조건을 최적화 하였다. 아가콩 의 최적 볶음조건은 250 ℃, 30분으로 설정하였다. 추출시간, 추출온도에 따른 아가콩의 품질지표인 pH, 색도 및 이소플라본 함량은 1% 이내에서의 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 추출온도와 추출시간이 길어질수록 이소플라본 함량은 높은 것으로 나타났다. 반응표면분석의 이소플라본 추출 공정 최적화 결과 추출온도는 99.5 ℃, 추출시간은 1.7 h으로 나타났으며, 이 조건에서 이소플라본의 최적 수 율은 10.63 μg/mL로 예측되었다.

본 연구에서는 전처리 방법별 건조 단호박의 이화학적 특성을 비교 분석하고 반응표면분석법을 이용하여 단호박 말랭이의 최적 건조 조건을 설정하였다. 단호박의 이취 제거와 가공적성을 위한 건열(굽기), 습열(증자), 마이크로웨 이브 처리의 전처리 방법을 비교하고자 호화 점도를 측정 하여 전처리 시간을 설정하였다. 각 전처리 방법별 열풍 건조 전후의 단호박 품질특성을 비교한 결과, 마이크로웨이브 처리에서 가용성 고형분, 과당, 포도당, 자당 함량이 건열과 습열 처리보다 높았고, 수분 함량, 강도 및 경도가 낮게 나타나 마이크로웨이브 처리를 단호박 열풍 건조를 위한 최적의 전처리 방법으로 설정하였고 반응표면분석법을 이용하여 최적의 열풍 건조 조건을 확인하였다. 반응표면분석은 중심합성 계획법으로 실험을 디자인하여 독립변수로서 건조 온도(30, 40, 50oC, X1)와 건조 시간(4, 6, 8 h, X2)을 설정하고, 종속변수로는 건조 단호박의 수분 함량, 수분활성도, 가용성 고형분, 강도, 경도, 과당, 포도당, 자당 함량, 색도(L*, a*, b*)를 측정하여 건조 조건을 최적화하였다. 최적화 변수로는 적합성 결여 검증에서 Pr> F 값이 0.05 이상인 수분 함량, 수분활성도, 가용성 고형분을 최적화 변수로 설정하였으며, 최적화 결과 43oC의 온도와 7.2시간이 최적 건조 조건으로 확인되었고, 예측값과 실험 값을 비교한 결과 90% 이상의 최적 비율을 보였으며, 해당하는 값이 95% 신뢰구간과 예측구간 범위에 들어 실험 디자인과 모델의 적합성 또한 검증되었다.

본 연구에서는 복분자 콤부차의 최적 배합비를 찾고 이화학적 특성과 항산화 활성을 알아보았다. 반응표면분석법을 통해 복분자 콤부차의 최적 배합비는 홍차 농도 10% (w/v), 복분자 농도 8.09% (w/v)로 나타났고 이 배합비로 홍차 발효 주정에 복분자 당침액과 균을 첨가하여 14일간 초산 발효와 젖산 발효 과정을 통해서 산도 4%와 pH 2.77인 콤부차를 만들 수 있었다. 복분자 콤부차의 주요 유기산은 acetic acid, lactic acid, oxalic acid로 나타났으 며 그 중에서 acetic acid가 3,705.34 mg/100 mL로 가장 높았다. 발효 후 총 폴리페놀의 함량은 763.33 μg CE/mL 로 발효 전보다 증가하였으나 콤부차 발효 후 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과 항산화활성은 각각 46.09%, 89.81%로 발효 전보다 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 반응표면분석법을 통해 얻은 최적 배합비의 종속변수 예측값과 최적 배합비 콤부차 실험값의 산도의 평균차는 0.065, 유기산의 평균차는 0.041, ABTS 라디칼 소거활성의 평균차는 0.061이므로 예측값과 실험값은 유사 하다.

본 연구에서 흰목이버섯의 추출조건별 추출수율과 기능성 성분의 함량을 비교하여 최적 추출조건을 분석하였으며, 모든 분석에서 R²이 0.9331~0.9462로 유의성을 보이는 것을 확인하였다. 각 독립변수에 따른 추출수율과 ergothioneine, β-glucan 성분을 분석한 결과 추출수율은 추출온도와 추출시료농도에 반비례했으며, 추출시간에는 큰 영향이 없었다. Ergothioneine 성분은 온도가 증가할수록 증가하며, 추출시간은 4.33 h가 가장 높았고 시료량에 큰 영향이 없었다. β-glucan 성분은 온도가 증가할수록 감소했으며, 추출시간에 큰 영향이 없었고 시료량이 21.2 mg/mL에서 가장 높았다. 모든 종속변수의 최대 독립변수는 온도 60 o C, 추출시간 4.33 h, 추출시료농도 16.6 mg/mL에서 추출수율 24.9%, ergothioneine 성분함량 66.8 ug/g, β-glucan 성분함량 34.9 g/100 g으로 나타났다.

생강의 기능성 소재화를 위해 흑생강을 제조함에 있어 숙성 조건 최적화를 위한 숙성 온도(75.0~90.0℃, X1)와 시간(18.0~72.0 hr, X2)을 독립변수로 하고 중심합성계획에 따른 11구간의 조건에서 제조된 흑생강의 이화학적 특성 및 항산화 활성을 측정하였다. 흑생강의 수율은 모든 조건에서 60% 이상이었다. 흑생강의 명도와 황색도, 6-shogaol, 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 숙성 온도가 높고 시간이 길어질수록 증가되는 경향이었다. 특히 흑생강의 6-shogaol, 총 페놀 함량 및 항산화 활성은 90℃에서 45 hr 숙성 시 최대값을 보였다. 반응표면분석법에 의한 흑생강의 제조 시 예측된 최적 조건은 89.97℃ 및 21.60 시간이었으며, 실측값은 예측값의 92.7~101.6%의 범위였다.

The purpose of this study is to optimize the rice starch and rice protein content ratio for the replacement of fish paste in eomuk using a response surface methodology. The experiment was designed based on the independent variables. The rice starch content (X1: 10, 20, 30%) and rice protein content (X2: 1, 3, 5%) were examined, along with the viscosity (Y1), color (Y2: L, Y3: a, Y4: b), and sensory evaluation of the dough (Y5: Color, Y6: Flavor, Y7: Off flavor, Y8: Taste, Y9: Hardness, Y10: Cohesiveness, Y11: Springiness, Y12: Chewiness, Y13: Overall acceptance), with the results being set as dependent variables. The p value of Y1, Y2, Y5, Y7, Y9, Y10, Y11, Y12, and Y13 showed a level of <0.05 excluding Y6 and Y8. R2 value was high at 0.80-0.95 so that these rice starch and rice protein contents were significantly affected in terms of the quality and sensory preference of eomuk; therefore, the optimal conditions of X1 and X2 were 19.99% and 2.91%, respectively. Under these optimal conditions, the predicted values of acceptance were Y5 (5.44), Y7 (5.36), Y9 (5.22), Y10 (5.46), and Y13 (6.11). These results will be the basis for building a method for obtaining a rice material. Also, they are expected to promote rice consumption through the development of processed foods using rice material.

The purpose of this study was to optimize the rice protein extracted using a response surface methodology. The experiment was designed based on a CCD (Central Composite Design), and the independent variables were the high pressure (X1, 0-400 MPa) and processing time (X2, 0-10 minutes). The results of the extraction content (Y1), residue content (Y2), and recovery yield (Y3) were fitted to a response surface methodology model (R2= 0.92, 0.92, and 0.93, respectively). Increasing the pressure and processing time has a positive effect on the extraction content (Y1), residue content (Y2), and recovery yield (Y3). Therefore, these high-pressure conditions (independent variables) can significantly affect the improvement in rice protein extraction efficiency. Thus, the optimal conditions of X1 and X2 were 400 MPa and 10 min., respectively. Under these optimal conditions, the predicted values of Y1, Y2, and Y3 were 62.93, 57.53 mg/g, and 91.76%, respectively.

The purpose of this study was to optimize the mandarin dry chip manufacturing using a response surface methodology. The experiment was designed based on a CCD (Central Composite Design), and the independent variables were the drying temperature (X1, 50-90oC), drying time (X2, 12-36 hours), and microwave pretreat time (X3, 0-4 minutes). The results of appearance (Y5), color (Y6), taste (Y8) and overall acceptance (Y10) were fitted to the response surface methodology model (R2=0.86, 0.88, 0.89, and 0.84, respectively). Increasing the drying temperature and microwave treatment time were negatively evaluated for consumer acceptance. On the other hand, a high value of consumer acceptance was evaluated when the drying time was more than 24 hr. Therefore, the optimal conditions of X1, X2, and X3 were 52.989oC, 24 hr, and 1 min, respectively. Under these optimal conditions, the predicted values of Y5, Y6, Y8, and Y10 were 5.066, 5.338, 5.063, and 5.339, respectively.

During a long-term operation of polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFCs), the fuel cell performance may degrade due to severe agglomeration and dissolution of metal nanoparticles in the cathode. To enhance the electrochemical durability of metal catalysts and to prevent the particle agglomeration in PEMFC operation, this paper proposes a hybrid catalyst structure composed of PtCo alloy nanoparticles encapsulated by porous carbon layers. In the hybrid catalyst structure, the dissolution and migration of PtCo nanoparticles can be effectively prevented by protective carbon shells. In addition, O2 can properly penetrate the porous carbon layers and react on the active Pt surface, which ensures high catalytic activity for the oxygen reduction reaction. Although the hybrid catalyst has a much smaller active surface area due to the carbon encapsulation compared to a commercial Pt catalyst without a carbon layer, it has a much higher specific activity and significantly improved durability than the Pt catalyst. Therefore, it is expected that the designed hybrid catalyst concept will provide an interesting strategy for development of high-performance fuel cell catalysts.

본 연구는 표고균사체 발효 적하수오 열수 최적 추출조건 탐색을 목적으로 수행하였으며, 표고균사로 배양된 하수오의 독립변수로는 독립변수(Xi)로서 추출온도(X1), 추출시간(X2) 및 시료에 대한 용매비(X3)에 대한 실험범위를 설정하여 각각을 5단계로 부호화하였고 중심합성계획에 따라 16구로 설정하여 추출하였다. 또한 이들 독립변수에 영향을 받을 종속변수(Yn)로는 고형분 함량(Y1) 및 당도(Y2), TPC (total polyphenol contents, Y3), TFC (total flavonoid contents, Y4), ABTS cation radical scavenging activity (Y5), DPPH radical scavenging activity (Y6)으로 하였다. 고용분 함량 최대값과 최소값은 각각 31.99%와 16.84%로 나타났다. 이를 회귀분석한 결과 고형분 함량에 대한 모델식의 R2은 0.867로 나타났다. 당도는 7번(8 hrs, 85℃, 67 mg/mL)과 15번(6 hrs, 70℃, 100 mg/mL)시험구에서 3.0 brix로 다른 시험구에 비하여 높은 함량을 보였다. 항산화물질인 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 8번 시험구(8 hrs, 85℃, 40 mg/mL)에서 총 폴리페놀 함량이 30.40 mg GAE/g, 총 플라보노이드 함량이 146.50 mg QE/g으로 가장 높게 나타났으며, 16가지 시험구의 항산화 활성도 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량의 결과와 같이 8번 시험구(8 hrs, 85℃, 40 mg/mL)에서 가장 높은 활성을 보였다. 이상의 결과를 참조하여 표고균사체 발효 적하수오에 대한 열수 추출조건을 최적화할 목적으로 추출온도를 95℃로 고정하고 용매비와 추출시간에 대한 종속변수들의 contour map을 superimposing하여 추출물의 특성 중 생리활성물질 함량과 생리활성을 만족시켜주는 최적조건은 91.22℃에서 39.71 mg/mL 용매비와 7.72 추출시간으로 각각 분석되었다. 본 연구는 적하수오에 표고균사체를 배양한 후 생리활성이 우수한 원료를 추출 생산하고자 최적 추출조건을 확립하기 위하여 반응표면분석법을 활용하였다. 향후 생리활성부분에 대한 추가적인 연구가 이루어진다면 더욱 완성도가 높은 표고균사체 발효 적하수오 식품개발에 가능할 것으로 사료된다.

The purpose of this study was to optimize dough properties using response surface methodology (RSM) and to demonstrate the performances of dough prepared under optimized conditions. Dough mixed with yeast, margarine, salt, sugar and wheat flour was prepared by fermentation process. Hardness, cohesiveness and springiness of dough were selected as critical quality attributes. The critical formulations (yeast and water) and process (fermentation time) variables were selected as critical input variables based on preliminary experiment. Box-Behnken design (BBD) was used as RSM. As a result, the quardratic, the squared and the linear model respectively provided the most appropriate fit (R2>90) and had no significant lack of fit (p>0.05) on critical quality attributes (hardness, cohesiveness and springiness). The accurate prediction of dough characteristics was possible from the selected models. It was confirmed by validation that a good correlation was obtained between the actual and predicted values. In conclusion, the methodologies using RSM in this study might be applicable to the optimization of fermented foods containing various wheat flour and yeast.

The purpose of this study was to optimize dough properties using response surface methodology (RSM) and to demonstrate the performances of dough prepared under optimized conditions. Dough mixed with yeast, margarine, salt, sugar and wheat flour was prepared by fermentation process. Hardness, cohesiveness and springiness of dough were selected as critical quality attributes. The critical formulations (yeast and water) and process (fermentation time) variables were selected as critical input variables based on preliminary experiment. Box-Behnken design (BBD) was used as RSM. As a result, the quardratic, the squared and the linear model respectively provided the most appropriate fit (R2>90) and had no significant lack of fit (p>0.05) on critical quality attributes (hardness, cohesiveness and springiness). The accurate prediction of dough characteristics was possible from the selected models. It was confirmed by validation that a good correlation was obtained between the actual and predicted values. In conclusion, the methodologies using RSM in this study might be applicable to the optimization of fermented foods containing various wheat flour and yeast.

This study was carried out to extract ginsenosides in by-products from honeyed red ginseng. Response surface methodology (RSM) was used to optimize the extraction conditions. Based on D-optimal design, independent variables were ethanol (extraction solvent) concentration (30-90%, v/v), extraction temperature (25-70oC), and extraction time (5-11 h). Extraction yield (Y1) and total ginsenosides (Y2) in the extract were analyzed as dependent variables. Results found that extraction yield increased with increasing extraction temperature and time, whereas it was decreased with increasing ethanol concentration. Similar trends were found for the content of ginsenosides in the extracts, except for ethanol concentration, which was increased with increasing ethanol concentration. Regression equations derived from RSM were suggested to coincide well with the results from the experiments. The optimal extraction conditions for extraction yield and total ginsenosides were an extraction temperature of 56.94oC, ethanol concentration of 57.90%, and extraction time of 11 h. Under these conditions, extraction yield and total ginsenoside contents were predicted to be 84.52% and 9.54 mg/g, respectively.

본 논문에서는 반응표면법과 다목적최적화 기법을 이용한 유한요소모델개선기법의 절차를 제안하고 이를 저층의 철근콘 크리트건물의 모델개선에 적용하였다. 대상건물은 전단벽 신설 및 댐퍼부착을 위한 부재의 강재보강을 통해 내진보강이 이 루어진 건물로서 보강전후에 소형 가진기를 이용한 진동실험을 실시하여 동특성을 구하였다. 대상건물의 개선에 사용된 변 수는 기존콘크리트, 신규타설된 콘크리트, 조적의 탄성계수, 신축줄눈부의 스프링계수, 강재보강된 부재의 유효강성비이다. 보강전후 건물의 초기모델을 구축한 후 중심합성법에 따라 개선변수의 값을 변화시키면서 얻은 해석결과를 통해 고유진동 수의 오차와 모드형상의 오차를 나타내는 2개의 반응함수를 구하고, 이를 다목적최적화의 목적함수로 사용하였다