The purpose of this study was to determine the optimum amount of four ingredients (spirulina, sugar, lemon and orange) for the preparation of spirulina madeleine using response surface methodology. Spirulina was added at a level of 3.5-6.0 g, sugar powder, at 40-60 g, while lemon and orange peel were included at a level of 0-8 g. The optimum mixing rates of spirulina powder, sugar powder, lemon and orange were 3.5, 40, 0, and 8 g for overall quality and 3.52, 54.42, 0, and 8 g for maximum score of overall organoleptic quality, respectively.

Recently, though mulberry’s superiority as a functional food has been proven, its use as a food material is limited. Therefore, in this study, to develop jelly using mulberry that is compatible with Korean tastes as health functional food by grafting the method to manufacture jelly consumed as a dessert or a snack in the west, according to the central composit design, mulberry jelly was produced by varying the content of citric acid (X1), sucrose (X2), and gelatin (X3) at 5 levels. And by applying the response surface methodology, rheology and sensory preference experiment results were analyzed, the optimization of mulberry jelly manufacturing condition was carried out, and studies on the analysis of composition were performed. As the sensory preference of mulberry jelly, except the flavor, the remaining hardness, elasticity, sweetness, color, and the overall quality were found to be significant. And similarly, it was found to be influenced greatly by gelatin content generally. Based on the overlapped part of categories, in the range of factors that satisfy all the sensory categories, the value located in the middle was calculated, the optimization point was obtained, and it was found to be 6.2 g citric acid, 141.0 g sugar, and 13.5 g gelatin.

This purpose of this study was to develop a functional muffin by adding yam powder in the shape of a muffin as a partial surrogate for wheat flour. The yam has been found to be effective for liver and kidney function, as well as the digestion of protein, since it produces glucuronic acid in the body. Therefore, the purpose of this study was to determine the optimal mixing conditions of yam muffins by adjusting the amounts yam powder, butter, and sugar. The mixing conditions for the yam muffins included 3 categories: yam powder (X1), sugar (X2), and butter (X3) by Central Composite Design (CCD) which was optimized by Response Surface Methodology (RSM). The effects of the three variable additions on muffin quality were examined via physical and chemical experiments, such as the analysis of texture (hardness, cohesiveness, springiness, gumminess), coloration (lightness, redness, yellowness), and height. Lastly, we performed a sensory test, which revealed significant findings for gumminess, color, appearance, flavor, softness (p〈0.05), redness, and overall quality (p〈0.01). Consequently, the optimal mixing rate which best satisfied the sensory items were 34.35g of yam powder, 80.15 g of sugar, and 80.55 g of butter.

To determine the optimum mixing conditions of nopal jelly, samples were prepared with various compounding ratios of gelatin(16, 18, 20, 22 and 24g), sucrose(100, 120, 140, 160 and 180g), Citric acid(2, 3, 4, 5 and 6) using a central composite design. Physical and sensory evaluations were performed and considered using a response surface methodology. The optimum mixing rates which meet sensory items is gelatin 20.19g, sucrose 141.52g and citric acid 4.04g.

The purpose of study was to determine the organoleptic characteristics of homemade basil-pasta made in various compounding ratio according to central composite design. The optimum mixing condition for basil-pasta was optimized by response surface methodology. The texture, including color, flavor, elasticity and overall quality, was measured as sensory evaluation. The optimum mixing rates of durum wheat semolina, basil and egg were 73.97g, 5.95g and 36.17g for color, 53.14g, 4.52g and 35.85g for flavor, 48.75g, 2.95g and 36.85g for elasticity. The organoleptic overall quality of basil-pasta showed the maximum score in the mixing condition of 55.52 g durum wheat semolina, 4.55g basil paste and 35.51g egg.

Jar fermentor 배양에서 S. chibaensis J-59로 부터 포도당 이성화효소의 최적 생산조건을 확립하기 위하여 반응표면분석을 이용하였다. 실험계획은 중심계획합성법을 이용하였고, 3가지 실험요인으로는 공기주입량(vvm), 교반속도(rpm), 포도당의 농도(%)로 선별하였다. 요인실험의 결과로 회귀계수를 산출한 후 반응표면 회귀식을 구하였다. 효소 생산량의 변화에 대한 회귀식의 결정계수(R2)는 0.9776이였고, 분산분석의 F-ratio가 12.487이었으며, 이때 유의성(Prob>F)은 5% 이내로 인정되었다. 능선분석 결과, 효소생산 최대값은 공기주입량 2.227vvm, 교반속도 587.5rpm, glucose 농도 0.586%로 나타났으며 이때 반응표면 회귀식에 의해 추정하는 예상 효소활성은 7.67 단위로 나타났다. Jar fermentor 배양에서의 최적화 회귀식에 따라 1% birchwood xylan, 1.5% CSL, 0.1% , 0.012% , (pH 7.0)로 구성된 배지에 초기 pH를 7.0으로 조정하여 배양 종료까지 7.0을 유지하면서 공기주입량을 2.2vvm, 교반속도를 580rpm, glucose 농도를 0.586%로 하여 에서 42 시간 배양하였을때, 실제 효소생산량은 7.43 단위로 상기 분석법에서 예상한 효소 생산량의 97%에 달하였고, 플라스크배양의 효소생산량 (2.78 GIU/ml)보다 약 2.7배 가량 효소생산이 증가되었다.

An approach is presented for evaluating the vulnerability of electric cabinet in nuclear power plants. The method is based on the lognormal approach, including the maximum likelihood estimation and linear regression to establish the fragility curves. These procedures are applied for a cabinet considering various boundary conditions, which are expressed by restrained and anchored models at the base. The cabinet models have been built and verified by using the system identification technique. The results show that the fragility curves obtained for the anchored model are found to be closer to each other, compared to the fragility curves for the restrained model.

본 연구에서는 다양한 식품유해미생물에 대한 길항작용 및 항산화활성이 우수한 B. subtilis SRCM102046 균주를 식품보존 소재로서 이용하기 위해 반응표면분석법을 이용하여 균체 증량을 통한 항균활성 및 항산화활성 증대를 도모하고자 하였다. SRCM102046의 산업적 활용을 위한 성장조건을 최적화하기 위해 배양시간에 따른 균체 성장을 조사하였으며, 통계학적 기법인 반응표면분석법을 사용하였다. SRCM102046의 최적 성장을 위한 배지 성분을 선별하기 위해 Plackett-Burman design을 이용하였으며, PBD 결과 선별된 배지 성분으로 molasses, sucrose, peptone으로 예측되었다. 각 배지 성분의 최적농도를 결정하기 위한 방법으로 central composite design을 이용하였으며, 최종적으로 예측된 각 배지 성분의 농도는 molasses 7 g/L, sucrose 7 g/L, peptone 2 g/L로 예측되었다. 이때의 균체량은 22.03±1.30 g/L로 예측되었으며, 통계분석을 통해 실험모델의 적합성을 확인하였다. 또한, 실험 모델을 수행하여 건조균체량을 측정한 결과 22.02±0.35 g/L로 측정되어 실험모델에 의해 예측된 값이 오차범위 내에 존재하여 모델의 신뢰성이 매우 높음을 확인하였으며, 이는 실험모델에 의해 예측된 최적배지 사용시 최적화 이전의 LB 배지에서의 균체량(2.47±0.03 g/L)대비 약 9배의 균체량이 증가함을 확인하였다. 또한 최적배지에서 B. subtilis SRCM102046 배양 시 항균활성은 대조구로 사용된 LB 배지에서의 항균활성 대비 최대 140% 향상되었으며, 항산화활성은 약 100.41% 증가함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 식품보존제로서B. subtilis SRCM102046의 산업화를 위한 배지최적화를 수행하였으며, 추후 박테리오신의 정제 및 특성 등에 대한 세부적인 연구가 필요하지만 본 연구를 통해 확립된 배양조건을 기반으로 식품보존 소재의 측면에서 매우 유용한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 홍시라떼 분말화의 최적조건 설정을 위하여 반응표면분석법(RSM)을 이용하였으며, 독립변수는 inlet temperature(X1), air flow rate(X2), 시료의 공급속도인 feed flow rate(X3)로 설정하고 종속변수로는 회수량(Y1), 수분흡 수지수(Y2), total phenolic compounds(Y3)로 설정하였다. 각 종속변수에 따른 회귀식은 모두 p<0.001 수준에서 유의성이 인정되었다. 홍시라떼의 경우 과당이 풍부하여 분말의 부착성이 높기 때문에 유리전이 온도와 입자의 표면 온도 차이가 낮을수록 회수량은 높아졌으며, 분말의 결정성과 응집성은 증가하여 수분흡수지수는 낮아졌다. 또한 낮은 inlet temperature(X1)와 높은 feed flow rate(X3)는 입자의 표면 온도와 열의 접촉 시간을 모두 낮추어 total phenolic compounds의 손실을 최소화 하였다. 각 독립변수와 종속변수의 영향을 나타내는 반응표면그래프를 이용하여 최적 분말화 조건을 예측한 결과 inlet temperature(X1) 90℃, air flow rate(X2) 53 mL/min, feed flow rate(X3) 17.00 mL/min로 결정되었다.

본 연구는 새싹보리를 이용하여 제품 개발에 적용할 수 있도록, 생리활성물질의 최적 추출구간을 설정하는 데에 목적이 있다. 에탄올 농도(0-100%), 마이크로웨이브 전력 (60-300 W), 추출시간(4-20분)을 종속 변수로 설정한 후, 빠르고 추출 수율이 좋은 마이크로웨이브추출법을 이용하여 16구의 다른 추출 조건을 중심합성계획법에 따라 설정 하여 새싹보리를 추출하였다. 이 후, 추출물의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거능 활성을 측정하였다. 모든 회귀식의 R2는 0.9 이상으로 5% 수준 이내에서 유의성이 인정되었다. 총 폴리페놀의 최적 추출 조건은 에탄올 농도 58.94%, 마이크로웨이브 전력 209.04 W, 추출시간은 18.17분으로 나타났으며, 총 플라보노이드 의 최적 추출 조건은 에탄올 농도 52.7%, 마이크로웨이브 전력 73.03 W, 추출시간은 5분으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거능 활성의 경우, 에탄올 농도 75.84%, 마이크로웨이브 전력 210.79 W, 추출시간 은 6.5분으로 나타났다. 조건에 따른 TPC, TFC 그리고 DPPH 라디칼 소거능 활성의 예측값 은 각각 3.84 mg GAE/g, 3.00 mg RE/g 그리고 35.43%의 수치를 나타냈다. 최적 범위 내 임의의 점, 즉 에탄올 농도 40%, 마이크로웨이브 전력 120 W, 추출시간은 18분에서 실험값은 3.38 mg GAE/g, 2.64 mg RE/g, 그리고 37.94%를 나타냈으며 예측값과 실제 실험값은 유사한 값을 보였다.

Functional compounds including flavonoids, anthocyanins, polyphneols and antioxidants were extracted from blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) using highly efficient microwave-assisted extraction. And extraction process was modeled and optimized according to response surface methodology (RSM). The independent variables (Xn) were ethanol concentration (X1: 0, 25, 50, 75, 100%), irradiation time (X2: 1, 3, 5, 7, 9 min), and microwave power (X3: 60, 120, 180, 240, 300 W). Dependent variables (Yn) were total flavonoid contents (Y1), total anthocyanin contents (Y2), total polyphenol contents (Y3) and antioxidant activity (Y4). Four-dimensional response surface plots were generated based on the fitted second-order polynomial models to get optimal conditions. Estimated optimal conditions for 4 responses were ethanol concentration of 54-72%, irradiation time of 7.1-7.6 min, and microwave power of 243-251 W. Ridge analysis predicted the maximal responses of total flavonoid content, total anthocyanin content, total polyphenol content and antioxidant activity were 38.00 mg RE/g, 6.80 mg CGE/g, 14.90 mg GAE/g, 89.10%, respectively. Verification experiment was carried out at predicted optimal conditions and experimental values for total flavonoid content, total anthocyanin content, total polyphenol content and antioxidant activity were 38.10 mg RE/g, 6.72 mg CGE/g, 14.91 mg GAE/g and 89.13%, respectively. No significant difference was observed between predicted and experimental values, indicating good fitness of fitted model and successful application of RSM.

Multi-objective optimization using response surface methodology-based surrogate model was employed to find optimal design parameter of TMD installed on structure under the El Centro earthquake. It is found that the RSM based weighted multi-objective optimized damper improves frequency responses and root mean square displacements of the structure without TMD by 31.6% and 82.3% under El Centro earthquake, respectively, and has an equal or higher performance than the conventionally designed dampers with respect to frequency responses and root mean square displacements and when applied to earthquakes.

본 연구를 통해 논, 시설재배 밭 토양, 쓰레기장, 하천 및 호수의 퇴적 토양 등 22개소에 서 분리한 총 6종의 광합성세균 중 호기 ․암 배양이 가능한 Rhodobacter sphaeroides PS-24 를 분리하였다. 형태학적 특징으로는 그람음성의 막대모양으로, 운동성이 있었다. 분리균주 의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sphaeroides ATH2.4.1과 99%의 상동성을 나타내었으며, 본 연구에서 Rhodobacter spharoides PS-24로 명명하여 연구를 수행하였다. 선별균주를 modifed Van niel's yeast 배지에서 배양 후 생성된 carotenoid를 추출한 결과 12.03±0.15 mg/L의 함량이 측정되었으며, 반응표면분석법 중 Plackett burman 분석방법과 Box-Behnken 분석방법을 통해 carotenoid 생산에 영향을 미치는 요인을 분석하고 농도를 최 적화하였다. 분석결과 각각의 독립변수 yeast extract –0.4144 (1.23 g/L), Na2CO3 0.8541 (3.71 g/L)와 MgSO4 1.00 (1.00 g/L)의 농도를 선정하였으며, 이를 바탕으로 배지 조성을 최적화 한 결과 yeast extract 1.23 g, sodium acetate 1 g, NH4Cl 1.75 g, NaCl 2.5 g, K2HPO4 2 g, MgSO4 1.0 g, mono-sodium glutamate 7.5 g, Na2CO3 3.71 g, NH4Cl 3.5 g, CaCl2 0.01 g/ liter로 선정하였다. 최적배지를 대상으로 5 L, 50 L, 500 L scale-up을 진행한 결과 최종 carotenoid 는 각각 17.98 mg/L, 18.03 mg/L, 18.11 mg/L로 조사되었다. 최적배지의 경우 modified Van niel's yeast 배지보다 약 1.5배 많은 carotenoid를 생산하였으며, 대량배양을 통한 scale-up 과 정 시 carotenoid의 생산량은 크게 변화하지 않는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구를 바 탕으로 산업적으로 다양하게 사용되고 있는 carotenoid를 생산하는 광합성세균 Rhodobacter spharoides PS-24를 개발하였으며, 본 연구를 바탕으로 유기농축산에 사용이 가능한 기능성 미생물제제를 개발하고자 한다.

꾸지뽕 열매는 미생물에 의한 오염과 물러짐으로 저장기간이 짧고 유통이 어렵다는 단점이 있다. 농산물에 적용할 수 있는 선도 유지 및 가공법은 여러 방법이 있지만 본 연구에서는 실질적으로 농민들이 적용할 수 있는 블랜칭 처리방법과 열풍 건조법에 대해 연구하였다. 먼저 블랜칭 처리 시간별로 꾸지뽕의 생균수를 측정하여 블랜칭 처리 시간이 증가할수록 미생물이 점차적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 블랜칭 처리 시간 및 건조 조건에 따른 건조 추세를 비교한 결과, 40℃에서 건조 시 무처리구 보다 블랜칭 처리구가 더 빠른 수분 감소 효과를 나타내었다. 하지만 건조 온도가 증가할수록 무처리구와 블랜칭 처리구 간의 건조 추세 차이는 점점 줄어드는 것을 확인하였다. 최종적으로 블랜칭 및 열풍건조의 최적 조건을 도출하기 위해 반응표면 분석법을 이용하였다. 조건에 따른 total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity, 색차(ΔE)의 예측값은 각각 8.62 mg GAE/g, 56.65 mg RE/g, 40.26%, 11.69의 수치를 나타냈다. 최적 범위 내 임의의 조건 즉, 240 sec 블랜칭 처리 시간, 60℃ 건조 온도, 24 h 건조 시간에서 실험값은 10.06 mg GAE/g, 49 mg RE/g. 44.99%, 10.53을 나타냈으며 예측값과 실험값은 유사한 값을 보였다.