식물 및 동물성 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수분해물은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 연산 오계의 날개육 단백질 로부터 bromelain 프로티아제를 이용하여 펩타이드 형태의 단백질 가수분해 최적공정을 수행하고 생성 물의 특성을 분석하였다. 최적공정은 표면반응 분석법을 이용하여 수행을 하였고 공정의 범위는 반응온 도 40-60oC, 반응 pH 6-8, 효소의 농도 1-3%(w/v)이었다. 오계 날개육의 단백질 최적 효소가수분해 공정조건은 효소 반응온도 48–50oC, 반응 pH 7.0–7.2, 효소의 양은 3%(w/v)에서 결정 되었다. 이때 단 백질 가수분해 수율은 68-69%에 도달하였다. 생산된 대부분 가수분해물의 분자량들은 전형적인 펩타이 드인 분자량 500-1,200 Da로 분포되었다. 생산된 펩타이드 중에 항산화 기능을 보여주는 소수성 아미 노산들 histidine, proline, methionine, cystein, tyrosine, tryptophan, phenylalanine 들이 43.07%을 차 지하였다. 또한 구성아미노산의 함량 glutamic acid가 전체 구성아미노산의 13.6%로 가장 많은 함량을 차지하여 건강 기능 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대를 한다.

The purpose of this study was to determine the optimum conditions of solvent extraction type and solvent concentration (60, 70, 80%, v/v), extraction time (30, 80, 130 mins) and extraction temperature (10, 15, 20℃) in order to increase the antioxidant activity of the chia seed. The total polyphenol content and DPPH radical scavenging activity was measured by using response surface methodology (RSM) to establish the optimal conditions. Using ethanol and methanol extractions at extraction concentrations of 60%, and time and temperature of 130 mins and 20℃, the maximum total polyphenol content was 871.00 mg% (R2=0.9507) and 557.70 mg% (R2=0.9784) for ethanol and methanol extraction respectively. Using the same extraction conditions, the maximum level of DPPH radical scavenging activity was 72.14% (R2=0.9675) and 52.79% (R2=0.9524) for ethanol and methanol extraction respectively. The results indicate that ethanol extracts showed a higher antioxidant activity than methanol extracts. The ethanol extraction conditions of response surface analysis (RSA) were affected more by ethanol concentration than by extraction time or temperature. In contrast, the methanol extraction conditions of response surface analysis (RSA) were affected more by extraction time. Based on the RSM, the optimum ethanol extraction conditions were the following: extraction concentration, 63%: time, 100 mins: and temperature, 18℃. The optimum methanol extraction conditions were the following: extraction concentration, 65%; time, 120 mins; and temperature, 16℃.

The purpose of this study was to determine the optimal composite recipe of rice muffins with 3 concentrations of Spergularia marina L. Griseb, sugar and grape seed oil, using central composite design. In addition, the mixing condition of rice muffins was optimized by subjecting it to sensory evaluation and mechanical and physicochemical analysis using response surface methodology (RSM). In regard to its antioxidant effects, Spergularia marina L. Griseb had a total phenol and flavonoid contents and DPPH free radical scavenging activity of 17.03 mg/g, 5.13 mg/g and 17.21%, respectively. The results of mechanical and physicochemical analysis showed significant values for lightness, redness, yellowness, hardness, springiness, chewiness, gumminess, cohesiveness, height, volume, weight, specific volume, loss rate, pH, moisture, sweetness and saltiness (p<0.05), and the results of sensory evaluation showed significant values for color, flavor, taste, softness, appearance and overall quality (p<0.05). As results, optimal sensory ratio was found to be 6.69 g of Spergularia marina L. Griseb, 41.89 g of sugar and 30.48 g of grape seed oil.

The optimization of brown rice replacement ratio and superheated steam (SHS) treatment conditions in production of extruded rice snack for infants were conducted using a response surface methodology. Experiments were designed using a Box-Behnken design with three independent variables (brown rice replacement ratio, SHS temperature, and SHS time) and two response variables (hardness and water uptake). The second order polynomial model showed a satisfactory description of the experimental results. Optimal conditions for extruded snack with the lowest predicted hardness (2.84 kg/cm2) were 15.81% of brown rice replacement with SHS treatment at 279.59oC for 197.40 sec. Meanwhile, optimal conditions for extruded snack with the highest predicted water uptake (384.79%) were 17.18% of brown rice replacement ratio with SHS treatment at 274.52oC for 196.22 sec.

The determining the appropriate dosage of coagulant is very important, because dosage of coagulant in the coagulation process for wastewater affects removing the amount of pollutants, cost, and producing sludge amount. Accordingly, in this study, in order to determine the optimal PAC dosage in the coagulation process, CCD (Central composite design) was used to proceed experimental design, and the quadratic regression models were constructed between independent variables (pH, influent turbidity, PAC dosage) and each response variable (Total coliform, E.coli, PSD (Particle size distribution) (‹10 μm), TP, PO4-P, and CODcr) by the RSM (Response surface methodology). Also, Considering the various response variables, the optimum PAC dosage and range were derived. As a result, in order to maximize the removal rate of total coliform and E.coli, the values of independent variables are the pH 6-7, the influent turbidity 100-200 NTU, and the PAC dosage 0.07-0.09 ml/L. For maximizing the removal rate of TP, PO4-P, CODcr, and PSD(‹10 μm), it is required for the pH 9, the influent turbidity 200-250 NTU, and the PAC dosage 0.05-0.065 ml/L. In the case of multiple independent variables, when the desirable removal rate for total coliform, E.coli, TP, and PO4-P is 90-100 % and that for CODcr and PSD(‹10 μm) is 50-100 %, the required PAC dosage is 0.05-0.07 ml/L in the pH 9 and influent turbidity 200-250 NTU. Thus, if the influent turbidity is high, adjusting pH is more effective way in terms of cost since a small amount of PAC dosage is required.

Response surface methodology (RSM) based on a Box-Behnken Design (BBD) was applied to optimize the thermal-alkaline pre-treatment operating conditions for anaerobic digestion of flotation scum in food waste leachate. Three independent variables such as thermal temperature, NaOH concentration and reaction time were evaluated. The maximum methane production of 369.2 mL CH4/g VS was estimated under the optimum conditions at 62.0°C, 10.1% NaOH and 35.4 min reaction time. A confirmation test of the predicted optimum conditions verified the validity of the BBD with RSM. The analysis of variance indicated that methane production was more sensitive to both NaOH concentration and thermal temperature than reaction time. Thermal-alkaline pretreatment enhanced the improvement of 40% in methane production compared to the control experiment due to the effective hydrolysis and/or solubilization of organic matters. The fractions with molecular weight cut-off of scum in food waste leachate were conducted before and after pre-treatment to estimate the behaviors of organic matters. The experiment results found that thermal-alkaline pre-treatment could reduce the organic matters more than 10kD with increase the organic matters less than 1kD.

In this paper, the 5 joint toggle link of an injection molding machine is optimized. A model considering toggle link kinematics, frictions at the pin joints, and stiffness is verified by a finite element analysis(FEA) and a measured result. The FEA was carried out by the commercial FEA software ANSYS and the clamping force was calculated by measuring the tie-bar deformation of the molding machine. The influence on the maximum clamping force and stroke ratio are analyzed for the length variations of links. Based on the mathematical model and design parameter, the clamping force, the stroke ratio, and the maximum stroke of moving plate are optimized by using the response surface method(RSM) for the length of the toggle link, where the lager-the-better, the norminal-is-best, and the smaller-the-better characteristics are applied for the clamping force, the stroke ratio, and the maximum stroke of moving plate.

This study was performed to determine the optimal composition of muffins added with dropwort powder, egg and sugar. The experiment was designed based on BBD (Box-behnken design), and evaluation was carried out by means of RSM (response surface methodology), consisting of 13 experimental points with three replicates each for three independent variables dropwort powder, eggs and sugar. Using F-test, height, moisture, 1,1-diphenyl-2picriylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, L-value, a-value, springiness, cohesiveness, chewiness, brittleness, color, and appearance acceptability were expressed as a linear model, whereas pH, b-value, flavor, taste, and texture were expressed as a quadratic model. After swallow and overall acceptability were expressed as a 2FI model. As dropwort powder content increased, 1,1-diphenyl-2picriylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity increased. Increasing amounts of dropwort powder led to reduction of sensory scores for color, appearance, flavor, taste, and texture quality. The optimum formulation determined by the numerical and graphical methods were similar: dropwort powder 6 g, egg 77 g, and sugar 60 g.

부영양화 호소수에 대한 국내 서식 펄조개(A. woodiana)의 유기물 제어 실험 결과, 펄조개 30개체를 대상으로 패각 크기 4.3~15.5 cm (평균 9.54 cm)에 따른 유기물 여과율은 0.08∼0.86L g-1 h-1, 단위 건중량당 펄조개의 여과율은 0.09L g-1 h-1를 나타내었다. 펄조개의 배설물 생산량 (PF)은 0.00∼11.10mg g-1 h-1, 단위 건 중량당 배설물 생산량은 0.37mg g-1 h-1를 나타내었다. 또한, 클로로필-a와 부유물질 제거율(RA, %)은 느린 유속에서 82.1%, 71.0% 빠른 유속에서는 65.4%, 57.5%의 제거율을 나타냈고, 반응표면분석 결과, 패각 크기는 14.3~15.6 cm, 유속은 22∼30Lh-1 구간에서 여과율 6.21L mussel-1 d-1의 최적값을 나타내었다. 또한, 배설물 생산능은 패각 크기는 14.3~16.3 cm, 유속은 36∼44Lh-1 구간에서 배설물 생산이 4.2mg g-1 d-1의 최적값을 나타내었다.

A coagulation-flocculation (CF) process using aluminum sulfate as a coagulant was employed to treat highly suspended solids in tunnel wastewater. Response surface methodology (RSM) based on a Box-Behnken design was applied to evaluate the effects of three factors (coagulant dosage, pH and temperature) on total suspended solids (TSS) removal efficiency as well as to identify optimal values of those factors to maximize removal of TSS. Optimal conditions of coagulant dosage and pH for maximum TSS removal changed depending on the temperature (4 ~ 24°C). As temperature increased, the amount of coagulant dosage and pH level decreased for maximum TSS removal efficiency during the CF process. Proper adjustment of optimal pH and coagulant dosage to accommodate temperature fluctuations can improve TSS removal performance of the CF process.

본 연구는 하수오 가루를 첨가한 과자류 개발을 위해 회전중심 합성계획법에 따라 하수오 가루, 버터, 설탕의 양을 독립변수로 하여 쿠키를 제조하고, 품질 특성을 조사하였으며, 반응표면분석법을 이용하여 최적배합비를 구하였다. 이화학적 특성과 물성 중 L값(명도), b값(황색도), 경도는 quadratic 모델이 채택되었고, a값(적색도), 퍼짐성은 Linear 모델이 채택되었다. 관능적 특성인 색, 외관, 조직감, 풍미, 맛, 전체적 기호도는 quadratic 모델이 채택되었다. 관능특성 검사 결과, 하수오 가루 첨가량의 증가에 따라 색, 외관, 맛, 전체적 기호도는 감소하였고, 조직감에는 거의 영향이 없었으며, 풍미는 중심점(4 g)까지 증가하다가 감소하였다. 버터 첨가량의 증가에 따라 색의 기호도는 감소하였고, 다른 기호도(외관, 조직감, 풍미, 맛, 전체적 기호도)는 중심점(60 g)까지 급격히 증가하다가 점차 감소하는 경향이었다. 설탕 첨가량의 증가에 따라 풍미, 맛은 중심점까지 급격히 증가하다가 중심점 이후부터는 증가폭이 적었으며, 다른 기호도(색, 외관, 조직감, 전체적 기호도)는 중심점(40 g)까지 증가하다가 감소하는 경향이었다. 또한 색, 풍미, 맛, 전체적 기호도에 대한 기호도는 하수오 가루 첨가량이 버터나 설탕 첨가량의 영향보다 컸으며, 외관은 설탕의 첨가량이 하수오 가루나 버터 첨가량보다, 조직감에는 버터 첨가량이 하수오 가루나 설탕 첨가량의 영향보다 컸다. 관능특성 검사 결과 중 유의성이 있었던 모든 항목의 최대값 목표범위를 충족시키는 최적의 배합량은 하수오 가루 4.00 g, 버터 75.42 g, 설탕 45.67 g으로 산출되었다.

This study was conducted to develop an optimal composite recipe of nutritional cookies containing Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) powder. Rice powder was partially substituted with Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) powder to reduce its content. The optimal sensory composite recipe was determined by 3 concentrations of Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) powder, butter, and sugar, using the central composite design. In addition, the mixing condition of Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) powder rice cookies was optimized by subjecting the cookies to a sensory evaluation and instrumental analysis using the response surface methodology (RSM). The effects of the addition of the three variables on the quality of Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) rice powder cookies were assessed in terms of color, hardness, sweetness and sensory evaluation. The results of the sensory evaluation produced values very significant for flavor, texture, sweetness, appearance, and overall quality (p<0.05). The results of instrumental analysis showed significant values in moisture content, spreadability, sweetness (p<0.01), lightness, redness, and hardness (p<0.001). As a results, the optimal sensory ratio of Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) rice cookies was determined to be Chinese artichoke (Stachy sieboldii Miq) powder 4.22 g, butter 120.00 g, and sugar 130.00 g.

PURPOSES : In this study blast furnace slag, an industrial byproduct, was used with an activating chemicals, Ca(OH)2 and Na2SiO3 for carbon capture and sequestration as well as strength development. METHODS: This paper presents the optimized mixing design of Carbon-Capturing and Sequestering Activated Blast-Furnace Slag Mortar. Design of experiments in order to the optimized mixing design was applied and commercial program (MINITAB) was used. Statistical analysis was used to Box-Behnken (B-B) method in response surface analysis. RESULTS : The influencing factors of experimental are water ratio, Chemical admixture ratio and Curing temperature. In the results of response surface analysis, to obtain goal performance, the optimized mixing design for Carbon-Capturing and Sequestering Activated Blast- Furnace Slag Mortar were water ratio 40%, Chemical admixture ratio 58.78% and Curing temperature of 60℃. CONCLUSIONS: Compared with previous studies of this experiment is to some extent the optimal combination is expected to be reliable.

비파엽을 첨가한 쌀음료의 개발에 있어서 과당, 크림, 그리고 비파엽 물 추출물의 농도는 최종 관능적인 맛과 기호도 모두에 유의적인 효과를 주고 있었으며, 비파엽 물 추출물 자체의 쓴맛과 이미를 감소시키는 주요한 첨가물은 과당이라고 결론지을 수 있었다. 그러나 비파엽을 첨가한 쌀음료는 대조구로 사용된 상용 쌀음료를 5점으로 하였을 때 반응 표면분석의 결과로 예측된 최고 점수가 5점이 약간 못 미치는 수준인 것을 보인다. 통계적 분석 방법의 결과인 Table 2의 전체 기호도 5의 수준에 도달하기 위한 비파엽 추출물의 첨가량에 대한 과당의 첨가량의 상관 관계를 유의성이 떨어지는 항목을 배제하여 회귀식을 단순화하여 과당과 비파엽 추출물만의 식으로 나타내고, 이를 근거로 하여 과당과 비파엽이 기준시료 총 기호도의 5점에 해당하는 수준을 도달하기 위한 상호간의 관계식을 구하였다. 그 결과 과당 첨가량 = 0.618 ×(비파엽 추출물 Brix 18 고형분량)2 + 0.406 × (비파엽 추출물Brix 18 고형분량)으로 계산되었다. 결론적으로 비파엽 추출물의 쓴맛을 감소하는 효과는 크림이 있으나 선호도는 과당의 첨가량이 비파엽 추출물을 포함하는 쌀음료의 기호도에더 큰 효과가 있음을 알 수 있었다.

양이온기를 운반할 수 있는 반응시약과의 화학적 결합에 의하여 제조되는 양이온성전분은 표면에 음이온기를 보유한 펄프의 결합력을 강하게 해주는 특성을 보유하여 제지산업에서 점차 사용량이 증가하고 있다. 본 연구에서는 양이온성전분 중에서도 가장 생산량이 많은 양이온성 옥수수 전분의 water-slurry process에 의한 반응을 최적화하였다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 치환도 0.03이하의 저치환 양이온성전분과 향 후 사용량이 증가할 치환도 0.04이상의 고치환 양이온성전분으로 분류하여 실험을 진행하였으며 천연 옥수수전분 현탁액의 알칼리호화가 시작되는 NaOH 농도를 알칼리 첨가량의 최저 기준으로 하여 NaOH의 첨가량을 조절하고, 반응온도, Na2SO4의 농도를 종속변수로 하고, 반응효율을 독립변수로 하여 중심합성계획법에 따라 실험을 진행하여 반응표면 회귀분석을 이용한 양이온반응 최적화를 수행하였다. 저치환 양이온성 옥수수전분의 제조를 위하여 8%(w/w-starch, 65% active monomer)의 양이온화 시약을 첨가한 경우 반응온도 38.48oC, Na2SO4 1.89%의 농도에서 알칼리호화 예상 농도보다 6.75 meq/g-starch의 NaOH를 추가로 첨가한 경우 최적의 양이온화 반응이 진행되었으며 이때의 반응효율은 67.28%이며 최종 양이온성 전분은 0.03022의 치환도를 나타내어 동일한 양의 반응 시약으로 산업적으로 생산되는 양이온성 옥수수전분의 치환도를 20%정도 증가시킬 수 있었다. 반응시약 첨가량을 20%로 증가시킨 경우에는 실험구에서 설계한 4%(w/w)의 Na2SO4 첨가량 및 24시간의 반응범위 내에서 양이온화 반응의 최적점을 찾을 수 없어 water-slurry process에 의한 고치환 양이온성전분의 생산은 산업화에 문제점이 있음을 입증하였다. 설계된 실험군내에서 찾은 최적 반응 조건은 호화억제제를 1.99%(w/w) 첨가하고, 추가로 첨가하는 NaOH를 알칼리호화개시농도(AGIC)보다 5.73 meq/g-starch 만큼 높게 조절할 경우 가장 높은 반응효율을 얻을 수 있었으며 이때의 예상 반응효율은 57.37%로 치환도로 환산할 경우 0.0642의 값이다.

개똥쑥 추출물의 항산화 활성 및 그 유효물질의 함량을 최적화할 수 있는 추출 조건을 확립코져 반응표면 분석법에 의한 중심합성계획에 따라 15가지의 추출 조건(온도: 50∼90℃, 시간: 3∼15 hr, 에탄올 농도: 0∼100%)에서 실험하였다. 개똥쑥 추출물의 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성 및 환원력은 J 조건(90℃, 9 hr, 50%의 에탄올 농도)에서 가장 높았으며, NO 라디칼 소거활성은 H 조건(80℃, 12 hr, 75%의 에탄올 농도)에서 가장 높았다. 총 페놀 화합물 및 플라보노이드 함량은 J 조건에서 가장 많았으며, 다음으로 H 조건의 추출물이었다. 반응표면분석 결과 개똥쑥의 최적 추출조건은 평균 89.37℃, 8.55 hr 및 56.77% 의 에탄올 농도인 것으로 나타났으며, 실측값은 예상값의 89.88∼115.54%에 해당되었다.

중심합성계획에 따라 마늘의 첨가량(1.5~10.45%)과 추출시간(52.8~300 min)을 독립변수로 하고, 고형분 함량, ABTs 라디칼 소거활성, ALDH 및 15% 에탄올에 대한 ADH 활성을 종속변수로 하여 다슬기와 마늘 혼합물의 최적 추출조건 설정을 위한 반응표면분석을 실시하였다. 고형분의 함량에 대해 예측된 정상점에서 최대값은 0.49 Brix%였고, 이때의 추출조건은 마늘 첨가량 6.17%, 추출시간 191분이었다. ABTs 라디칼 소거활성은 마늘 첨가량 7.95%, 추출시간 194분에서 최대값 96.68%를 나타내는 것으로 예측되었다. ALDH의 활성은 마늘 첨가량 5.64%, 추출시간 172분에서 142.18%의 최대값을 가지며, ADH 활성이 최대화되는 정상점에서 최대값은 214.89%였고, 이때 최적 추출조건은 마늘첨가량 8.53%, 추출시간 184분이었다. 네 가지 종속변수의 최대값을 얻기 위한 최적 추출조건의 범위는 마늘첨가농도 5.64~8.53%, 추출시간 172~194분이었다.

The objective of this study was to determine the optimum mixing ratio of Opuntia humifusa powder and sugar in the preparation of muffin. The optimal sensory composite recipe was determined by following the central composites for muffin with different levels of Opuntia humifusa powder (A) and sugar (B). The analysis was performed using the response surface methodology, and the sensory evaluation was performed with the data. Ten experimental recipes, including two with reference points in the composition, were selected. The compositional and functional properties were measured, and the physical and sensory values were applied to the mathematical models. Perturbation plots showed the effects of each ingredient on the final product. Measurements showed significant values in lightness (p<0.05), sweetness (p<0.05), hardness (p<0.05), gumminess (p<0.05) and cohesiveness (p<0.01). The sensory measurements showed significant values in color (p<0.05), flavor (p<0.05), appearance (p<0.05), softness (p<0.05) and overall quality (p<0.05). Based on the numerical and graphical methods, the optimal formulation was determined to be 6.10 g of Opuntia humifusa powder and 82.61 g of sugar.

본 연구에서는 항암효과가 뛰어난 차가버섯의 초음파 추출 공정 최적화를 위해 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 추출 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 시간(), 에탄올 농도(), 추출 온도()을 요인변수로 하고 추출 수율(), 총 페놀함량(), 총 플라보노이드함량(), 갈색도()를 종속변수로 하여 시행 하였다. 실험 결과 추출 수율은 에탄올 농도와 추출 온도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건이 추출 시간 20.47min(), 에탄올 농도 42.85%(), 추출 온도 ()일 때, 최대값 18.02%로 나타났다. 총 페놀함량 또한 에탄올 농도와 추출 온도에 영향을 크게 받았다. 최대값은 71.57mg GAE/g으로 나타났으며 이때의 추출 조건은 추출시간 21.60min(), 에탄올 농도 45.19%(), 추출 온도 ()로 나타났다. 총 플라보노이드함량은 추출 온도의 영향을 받은 것으로 나타났고 안장점에서 추출 조건은 추출 시간 22.53min(), 에탄올 농도 46.37%(), 추출온도 ()였고 최대값은 35.98mg RE/g으로 예측되었다. 갈색도는 추출 시간, 에탄올 농도, 추출 온도 이 세가지 조건 모두에 영향을 크게 받았다. 안장점일 때의 추출시간 22.00min(), 에탄올 농도 46.89%(), 추출 온도 ()의 조건에서 최대값이 예측되었다. 앞에서 얻은 결과들을 바탕으로 contour map을 분석한 결과 추출시간 21.50min, 에탄올 농도 44.87%, 추출 온도 의 최적 추출 조건이 예측되었다.

흑마늘과 개똥쑥을 반응표면분석법에 따른 중심합성계획에 의하여 110∼130℃와 2∼4 시간 범위의 11가지 조건(A∼K)에서 각각 열수추출하여 총 페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성이 최대화되는 추출조건을 모니터링 하였다. 항산화 활성의 정도에 따라 흑마늘 추출조건 3종(130℃, 4 hr; 120℃, 3 hr; 130℃, 3 hr)과 개똥쑥의 최적 추출조건 1종(120℃, 3 hr)을 선정하였다. 흑마늘 추출물에 대한 개똥쑥 추출물의 혼합비율을 1:0.5, 1:1, 1:1.5 및 1:2(w/w)로 조절하여 총 페놀, 플라보노이드 함량 및 항산화 활성을 측정한 결과, 120℃, 3시간에서 추출된 흑마늘 추출물과 개똥쑥 추출물의 혼합시 활성이 우수하였으며 최적의 혼합비율은 흑마늘과 개똥쑥 추출물에서 1:1.5(w/w)인 것으로 판단된다.