회분식 고전압 펄스 전기장 처리에 의한 막걸리의 비가열 살균 공정 적용의 가능성을 알아보았다. 막걸리의 초기 균수는 약 2×108 CFU/mL로 전기장의 세기와 처리시간이 증가할수록 사멸율은 증가하여, 30 kV/cm, 256 pulse 처리하였을 경우 약 2 log 정도의 사멸율을 나타내었다. 고전압 펄스 전기장과 열을 병합처리하였을 경우 50oC에서 20 kV/cm, 256 pulse 처리를 한 후 8 log의 높은 사멸율을 나타내었으며, 알코올 농도를 달리하였을 경우 알코올 농도가 높아질수록 높은 사멸율을 나타내어 12%의 알코올 농도에서 4.8 log의 사멸율을 보였다. 고전압 펄스 전기장 처리한 막걸리를 4oC와 30oC에서 4주간 저장하였을 경우 무처리막걸리에 비하여 4oC에서는 pH, 산도, 미생물의 수에 변화가 거의 없었으며, 30oC에서도 적정산도나 미생물의 증가가 일정 수준이하로 억제되어 막걸리의 비가열 살균 공정으로서의 가능성을 보였다.

UV 파장이 차단된 고강도 광원을 활용한 광펄스 시스템을 이용하여 막걸리로부터 분리한 효모의 살균 효과에 대하여 연구하였다. 광펄스 처리의 주요 변수인 빛의 세기와 처리시간 그리고 frequency에 따른 효모의 사멸 효과를 살펴본 결과 광원의 빛의 세기(전압의 세기)가 높아질수록 그리고 처리시간이 길어질수록 높은 사멸율을 나타내어 1000V, 50 sec 처리 후 모든 균(약 7 log CFU/mL) 이 사멸하였으며, 처리시간에 따라 직선적으로 사멸하는 경향을 보였다. 일정한 빛의 세기와 처리시간에서는 frequency가 증가할수록 사멸 효과가 증가하였지만 실제 처리시간(처리시간×펄스수)이 같으면 frequency에 상관없이 같은 사멸효과를 보여 frequency에 따른 사멸율의 영향은 없었다. 시료내에 초기 균수 농도가 높을수록 투명도의 감소에 의해 광원의 투과력이 떨어져 사멸효과는 감소하였으며, 시료의 깊이가 증가할수록 사멸효과는 감소하여 시료의 깊이가 5 mm이상일 경우 사멸효과가 급격히 떨어졌다. 광펄스 처리 중 시료의 온도는 변화가 없었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 광펄스 처리가 실제 공정에 적용될 경우 온도의 변화없이 시료 내의 미생물을 사멸하는데 효과는 있으나 이를 위해서는 시료의 탁도와 초기균수 그리고 깊이를 고려하여 설계되어야 할 것으로 보인다.

대표적인 2종의 미생물(E. coli, B. subtilis)을 이용하여 초기 미생물 농도에 대한 광 펄스의 영향을 살펴본 결과, 미생물의 사멸율이 초기 농도에 영향을 받지 않았고 25 kV에서 1500 μs 처리 시 최소 5 log 이상의 미생물 감소를 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 4종의 유해미생물(B. subtilis, E. coli, S. aureus, S. typhimurium)의 광 펄스 처리시간에 따른 미생물 사멸효과는 모든 미생물이 처리시간에 증가함에 따라 효과가 상승하였고 1500 μs 처리 시 모든 미생물이 6 log 이상의 감소를 보였다. 또한 광 펄스 처리시간에 따른 미생물 사멸속도는 1차 반응속도와 상응함을 알 수 있었다. 그리고 4종 유해미생물의 배지 두께에 따라 미생물 불활성화 효과에 대한 민감 정도를 알아본 결과 E. coli의 두께 민감 상수가 4.9로 가장 높게 나타났으며 이는 시료의 두께가 증가함에 따라 미생물 사멸효과가 감소하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 여러 가지 색(노랑, 빨강, 파랑, 녹색, 흑색)에 따른 E. coli의 사멸 효과는 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 결과적으로 초기 균체농도, 광 펄스 처리 시간, 두께에 따른 미생물 사멸효과의 민감도 등이 실제 식품 적용하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

진피는 채 썰어 12시간과 18시간 건조하여 색상을 비교하였다. 그 결과 12시간 건조 진피는 L값이 73.01로 가장 높았고 a값은 8.55로 대조구인 생진피 18.07 보다는 낮아 졌으나 18시간 건조 진피 5.87 보다는 높았다. b값은 12시간 건조 진피가 63으로 대조구와 생진피 65.81 보다는 다소 낮게 나타났으며 24시간 건조 진피는 45.98로 차이를 보이고 있었다. 이 결과 12시간 건조 진피는 a값은 낮아졌으나 L값은 높아지고 b값에서는 거의 차이가 없는 것으로 나타나 시료로 사용하기 가장 적절하였다. 탈수율에 대한 측정 결과 12시간 건조 진피는 7.3%의 수분을 함유하고 있었고 55.5%의 탈수율을 나타냈으며 24시간 건조 진피는 6.8%의 수분 함유, 56%의 탈수율을 나타내었다. 두 비교군의 수분 함유율의 차이가 적고 색도 측정 결과 검은깨엿강정에 첨가할 시료로는 L값이 더 높은 12시간 건조 진피가 적당하다고 판단되었다. 죽순은 식이섬유가 많고 수분량이 많아 생 것으로 이용하기 어려운 점을 보완하기 위해서 당절임 죽순을 제조 한 뒤 1시간 건조 과정을 거쳐 첨가 시료를 완성 하였다. 당절임 죽순의 색도는 생 죽순과 비교 할 때 L값 35.87, a값 9.37, b값 25.82로 나타났는데 생죽순의 L값 64.30, a값 -1.25, b값 25.14와 비교 시 정과 제조 과정에 의한 영향을 받은 것으로 판단되었다. 당절임 죽순은 77.02%의 높은 수분 탈수율을 보였으나 14.58%의 수분을 함유하고 있었다. 그러나 죽순깨엿강정 제조 시 더 많은 건조 시간을 갖으면 죽순 정과의 씹는 질감이 지나치게 딱딱해 질 것으로 판단하고 수분 결합력이 강한 흑미 쌀 튀밥을 첨가하며 1시간 건조한 당절임 죽순을 최종 첨가시료로 결정 하였다. 12시간 건조한 진피는 4%, 5%, 6%로 첨가구를 나누어 관능 평가한 결과 색, 향, 맛, 전체적인 선호도에서 5% 첨가군이 3.8점, 4.0점, 4.0점, 4.0점으로 가장 높게 평가되었다. 또한 제조한 당절임 죽순의 첨가량은 10%, 20%, 30%로 첨가구를 나누어 관능 평가한 결과 색, 향, 맛, 전체적인 선호도에서 당절임 죽순 20% 첨가군이 4.0점, 3.5점, 3.7점, 4.5점으로 가장 높게 평가 되었다. 일반적으로 검은깨엿강정 제품의 한계에서 벗어나 다양한 식재료를 응용한 깨엿강정을 제조 하고자 하였고 고급스러운 건강 한과 이미지를 도출하기 위해서 진피와 죽순, 흑미를 첨가 시료로 결정 하였다. 일반적인 검은깨엿강정이 갖은 색상의 단점을 보완하는데 12시간 건조 진피 5%와 당절임 죽순 20% 첨가는 더욱 의미가 있으리가 판단되었다. 따라서 최종 배합비는 검은깨 350 g, 흑미쌀튀밥 125 g, 12시간 건조 진피채 25 g(5%), 물엿 500 g, 당절임 죽순 100 g(20%)을 첨가하는 것으로 결정하였다. 죽순검은깨엿강정의 영양 성분 분석 결과 무기질(회분) 함량이 2.22 g/100 g을 함유하고 있는 특징이 있었다.

광펄스 기술은 광범위한 파장의 강한 빛을 짧은 시간동안 조사하여 미생물을 사멸시킴으로서 식품을 살균하는 새로운 비가열 살균 기술로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 막걸리를 회분식 방법으로 광펄스 처리하여 살균 효과를 살펴보고, 저장 중의 품질 변화에 대하여 살펴보았다. 광펄스 처리 후 막걸리는 처리하지 않은 막걸리에 비해 2 log cycle 정도의 생균수의 감소를 보였으며, 균수는 1.8-2.7×104 CFU/mL 정도였다. 저장 기간 중 생균수는 4oC에서는 처리구와 무처리구 모두 효모, 세균 및 젖산균의 수가 약간 감소하는 경향을 보였으며, 저장 후 4주간 큰 변화가 없었다. 그러나 30oC에서는 광펄스 처리하지 않은 막걸리의 경우 106정도 수준에서 7일간 일정하게 유지되었으며, 처리구는 2일 정도 후에 무처리구와 비슷한 생균수를 나타내었다. 저장기간 중 품질 변화를 보면 pH는 저장 온도와 상관없이 무처리구와 처리구 모두 약간 감소하는 경향을 보였으나 적정산도는 4oC에서는 일정하게 유지가 되었으나 30oC에서는 무처리구의 경우 2일 후부터 급격한 증가를 보였지만 처리한 시료의 경우에는 저장 6일 후까지 큰 증가를 보이지 않았다. 그리고 환원당의 경우에는 저장 온도에 따라 차이는 있으나 처리구와 무처리구 모두 저장기간동안 지속적으로 감소하였다. 이상의 결과로 보아 막걸리를 적절한 조건으로 광펄스 처리하였을 경우 품질변화를 최소화하고 생균수와 적정산도의 증가를 지연시킬 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 불소관능기인 perfluorocyclobutane (PFCB)과 fluorene계 방향족 화합물을 동시에 포함하는 술폰화된 고분자 전해질 막의 제조 및 그 특성에 관한 것이다. 이러한 고분자 전해질 막은 세 단계의 합성, 즉 trifluorovinyloxy그룹을 양말단에 포함하는 fluorene계 단량체의 합성, 중부가 반응 형태의 열중합, 그리고 chlorosulfonic acid를 이용한 후술폰화(post-sulfonation)를 통하여 얻어졌다. 후술폰화 반응은 일정한 시간과 온도 조건하에서 술폰화제의 첨가 비율을 달리하여 진행되었으며, 이에 따라 다양한 이온교환 능력(IEC)을 가지는 고분자를 합성할 수 있었다. 제조된 단량체 및 고분자들의 구조와 순도는 각각 FT-IR과 NMR 그리고 질량분석기를 통하여 확인되었다. 사용된 술폰화제의 양이 많아질수록 술폰화도와 이온교환 능력이 증가하는 것을 확인할 수 있었고 그에 따른 함수율도 역시 증가하는 거동을 보였다. 술폰화된 고분자들의 이온전도도를 측정한 결과 술폰화도가 증가할수록 이온 전도도가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이렇게 제조된 전해질막 중 IEC 값이 1.86 mmol/g인 고분자(sulfonated polymer 4)의 경우 다양한 온도범위(25~80℃)에서 상용 전해질막인 Nafion-115를 능가하는 우수한 이온전도도를 나타냈다.

형상 최적설계 중에 발생하는 절점의 과도한 이동은 요소망을 왜곡하고, 결국 최적해의 저하를 유발한다. 이러한 문제를 개선한 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 이 방법은 구조물의 형상이 변해 갈 수 있는 충분한 공간의 설계 영역을 정하여, 균일하고 세밀한 요소망을 미리 생성한다. 각각의 최적화 단계마다 모든 요소들과 구조물의 위치 관계를 검사하여, 내부의 요소에는 실제의 물성치를 부여하고, 외부에 존재하는 요소는 0에 가까운 물성치를 부여한다. 변위와 고유 진동수의 제한조건을 가진 두 개의 예제를 통해 이 방법의 특징을 살펴보았다.

자동차 경량화를 지향하는 초경량차체 기술 중에서 합체박판기술을 이용한 수 있는 일련의 최적설계 기법을 제안하고 기존의 자동차 도어 내판에 적용하여 경량화를 수행하였다. 먼저, 내판에 부착되는 보강재를 제거한 후 취약해진 강성을 보강하기 위한 파트 선정을 위해 위상 최적설계를 수행하여 대략적인 파트 분포를 결정하였다. 그 다음 상세설계 단계로서 각 파트의 두께는 치수 최적설계를 이용하여 정하고, 형상 최적설계로 최종 용접선을 결정하였다. 이러한 일련의 최적화를 위해 상용 소프트웨어인 GENESIS가 사용되었다.

천연 식용 색소원으로서 최근 주목받고 있는 자색 고구마로부터의 색소 추출에 대한고전압펄스전기장의 영향을 조사하였다. 자색 고구마 색소는 일정한 주파수와 처리시간 하에서 전기장의 세기를 변화시켜 추출하였을 경우 전기장의 크기가 증가함에 따라 색소의 추출량도 점차 많아지고 있음을 나타내었으며 최적 전압은 35kV/cm임을 알 수 있었다. 동일한 전기장의 세기와 처리시간을 주고 주파수만을 변화시키면서 추출을 했을 경우 낮은 주파수에서 500Hz까지는