단축 압출 성형기를 이용하여 쌀을 원료로 한 스낵을 제조하기 위하여, 반응 표면 분석 방법(response surface methodology : RSM)을 도입하여 제조 조건의 최적화를 시도하였다. 수분함량, 스크류 회전속도, 배럴의 온도를 변수로 하여 전단강도, 팽화율, 수분 용해도 지수, 수분흡수지수, 호화도 등의 결과를 RSM 컴퓨터 프로그램에 입력하여 contour map을 적성하여 분석하였다. 쌀 압출 성형물의 최적 제조조건은 수분함량 17%, 배럴의 온도 125℃, 스크류 회전속도 210rpm으로 추정되었다.

본 연구에서는 단축 스크류 압출성형기를 이용하여 생강분말을 첨가한 쌀가루를 압출성형시켰을 때 일어나는 이화학적 성질 변화 반응표면 실험계획법에 의하여 분석하였다. 생강가루를 첨가한 쌀 압출성형물의 일반성분의 변화는 생강분말의 첨가량이 증가할수록 가용성 무질소물의 함량은 감소하는 반면 조지방, 조단백질, 조회분 조섬유 함량은 증가하였다. 2가지 독립변수인 생강함량(0∼12%)과 수분?량(14∼26%)의 주어진 범위에서 각 종속변수인 이화학적 성질에 대하여 3차원 반응표면 회귀분석하였을 때, 팽화율은 수분함량에 따라서는 변곡점(critical point)을 형성하면서 생강함량 4.30%, 수분함량 18.37%일 때 최적반응을 나타내었는데 이때 팽화율의 최적추정치는 1.83이었으며, 밀도와 전단강도는 수분함량과 생강함량이 교호적으로 증가함에 따라 증가의 폭이 커짐을 알 수 있었다. 또한 수분함량과 생강함량이 많아지면서 수분흡수 지수는 증가하였고, 수분 용해도 지수는 감소하였다. 호화도는 생강함량 6.15%, 수분함량 15.56%일 때 최대점을 나타내어 이때의 최적추정치는 88.27%이었고, 명암도는 생강함량이 증가할수록 반대로 감소함을 나타내었다. 한편, 화상분석기를 이용하여 관찰한 미세구조를 2가지 독립변수인 생강함량과 수분함량의 주어진 범위에서 3차원 반응표면 회귀분석한 결과, 최적반응을 보였을 때 각 요인들의 임계치는 생강함량 4.62%, 수분함량 19.57%로 단위 면적당 기공수의 최적 추정치는 94.88개이고, 생강함량 4.76%, 수분함량 17.97%일 때 기공 총둘레에 대한 최적 추정치는 2546.48㎛로 안부점(saddle point)을 형성하였다. 그리고 생강함량 2.79%, 수분함량 19.03%일 때 기공 총면적과 기공의 화적율에 대한 최적 추정치는 각각 512370㎛^2, 76.16%이었고, 생강함량이 증가하면서 기공의 총면적과 화적율은 증가하면서 수분함량에 따라서는 변곡점을 형성하였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 생강가루와 쌀가루를 혼합하여 제조한 extrudate의 품질은 토출구 온도 110℃에서 쌀가루에 생강분말 2∼7%를 섞어 수분함량 15∼20%로 조정하여 압출 팽화할 때 우수하였다.

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.

In order to investigate the adsorption characteristics for Sr ion using the Na-X zeolite synthesized from coal fly ash, batch tests and response surface analyses were carried out. The adsorption kinetic data for Sr ions, using Na-X zeolite, fitted well with the pseudo-second-order model. The uptake of Sr ions followed the Langmuir isotherm model, with a maximum adsorption capacity of 196.46 mg/g. Thermodynamic studies were conducted at different reaction temperatures, with the results indicating that Sr ion adsorption by Na-X zeolite was an endothermic (ΔHo>0) and spontaneous (ΔGo<0) process. Using the response surface methodology of the Box-Behnken method, initial Sr ion concentration (X1), initial temperature (X2), and initial pH (X3) were selected as the independent variables, while the adsorption of Sr ions by Na-X zeolite was selected as the dependent variable. The experimental data fitted well with a second-order polynomial equation by multiple regression analysis. The value of the determination coefficient (R2=0.9937) and the adjusted determination coefficient (adjusted R2=0.9823) was close to 1, indicating high significance of the model. Statistical results showed the order of Sr removal based on experimental factors to be initial pH > initial concentration > temperature.

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.

Background: In this study, microwave extraction was used, which is an effective method to extract useful bioactive substances as it requires low quantities of solvent and short time periods. The aim of this study was to determine the optimal extraction conditions for Agrimonia pilosa Ledeb. Methods and Results: The independent variables were ethanol concentration, microwave power, and extraction time, each of which had five levels. The dependent variables were total polyphenol and total flavonoid content, and DPPH radical scavenging activity. To determine the optimal extraction conditions for bioactive compounds, a response surface methodology was employed. Contour maps were generated from polynomial equations. The optimal conditions were then assumed by superimposing these contour maps. Based on the resulting graph, the optimal microwave extraction conditions for Agrimonia pilosa Ledeb were determined as 42 - 48% ethanol concentration, 240 - 280W microwave power, and 13 - 20 min of extraction time. Conclusions: Ethanol concentration had a significant effect on microwave extraction, in terms of total polyphenol and total flavonoid content, as well as DPPH radical scavenging activity. Microwave power and extraction time influenced the total polyphenol content, but not the total flavonoid content or the DPPH radical scavenging activity.

본 연구는 식혜의 편이성, 유통성, 저장성을 향상시키기 위하여 피막물질을 첨가하고 분무건조를 통하여 분말화를 하고자 하였다. 최적조건 설정을 위하여 반응표면분석법을 이용하였으며 독립변수는 피막물질 maltodextrin의 첨가량 (%), 분무건조기의 inlet 온도(℃) 그리고 분무건조기내 시 료의 공급속도(mL/min)로 설정하였으며 이에 따라 영향을 받는 반응변수는 분말의 흡습량(g), 용해도(%), 입자크기(μ m)로 설정하였다. 각 반응변수에 따른 회귀식은 흡습량은 p<0.001, 용해도는 p<0.05, 입자크기는 P<0.001 수준에서 유의성이 인정되었다. 그리고 각 독립변수와 종속변수의 영향을 나타내는 반응표면그래프를 이용하여 최적 분말화 조건을 예측한 결과 각 종속변수 최적점인 MD 22%, 분무건 조기의 inlet 온도 140℃ 그리고 분무건조기 내로 유입되는 시료의 공급속도는 51 mL/min로 예측되었다.

ANOVA 분석을 통해 건조온도와 건조시간이 열풍건조 와 냉풍건조의 중요변수임을 알 수 있었으며 복분자의 반건 조를 위해서는 열풍건조의 경우 65.8℃, 4.3시간이 적당하 였고 냉풍건조의 경우 비슷한 정도의 건조수분함량까지 28.2시간이 걸렸다. 그러나 건조온도가 높아지면 vitamin C와 ellagic acid의 함량이 줄어드는 등 품질적 열화가 심하 게 나타났다. 또한 생리활성물질들은 냉풍건조에서 전반적 으로 더 잘 보존 되었으며 총폴리페놀의 함량에서는 더욱 그러하였다. 따라서 냉풍건조방법은 고품질의 반건조 복분 자 제조에 적합한 건조방법이며 최적 건조조건은 21.3℃, 28.2시간으로 나타났다.

CO₂는 온실효과에 주된 원인으로 기후 변화에 대한 기여율이 약 65%이다. 이 중 시멘트 산업에서의 CO₂ 배출이 전체 CO₂의 6%를 차지하는 것으로 알려져 있어 시멘트 생산과정에서의 CO₂ 배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 대책들이 필요하다. 그 대책 중 하나로서 산업부산물을 이용한 지오폴리머가 각광받고 있다. 지오폴리머는 산업부산물들을 이용하기 때문에 CO₂ 발생량이 낮아 친환경 대체자원으로 국내‧외에서 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 메타카올린(MK)과 플래이애쉬(FA)를 이용한 고강도 지오폴리머를 제조하기 위해 반응표면분석법으로 최적 배합비를 산출하였다. 중심합성계획법을 이용하여 실험조건을 결정하였으며, 적용한 독립변수와 그 범위는 각각 플라이애쉬(FA) 첨가율(FA혼합율, 전체 무기성재료에 대한 FA의 질량 백분율, %) 0 ~ 50%, 알칼리활성화제 비(AE%, 전체 무기성재료에 대한 Na₂O 질량 백분율, %) 10 ~ 25, Silicate modulus (Ms., SiO₂/Na₂O 질량 비) 0.5 ~ 1.5이다. 시편은 고온･상온양생 후 7일, 28일 압축강도를 측정하였다. 7일 및 28일 압축강도는 FA혼합율 25.0%, AE% 17.50, Ms.1.0 일 때 각각 94.2 MPa, 98.8 MPa로 가장 높게 나타났으며, 7일 이후 압축강도 증가는 크지 않았다. 압축강도 결과를 이용하여 2차 모형 회귀분석, 분산분석, 정준분석을 실시하여 최적 배합조건을 도출하였다. 7일 압축강도 결과 값을 이용한 2차 모형으로 회귀 분석한결과 아래와 같은 식을 얻을 수 있었다. y=84.809-8.933x₁+3.882x₂+17.092x₃-1.086x₁²-18.288x₂² -12.614x₃²-4.828x₁x₂-1.027x₁x₃-2.552x₂x₃ x₁,x₂,x₃는 각각 FA혼합율, AE%, Ms.이며, 분산분석 결과 2차 모형 회귀식 및 1차항, 2차항의 회귀계수 모두 유의수준 0.05 수준에서 유효한 것으로 나타났으며, 적합성 결여 검정에서도 모델식이 유효한 것으로 판정되었다. 실험범위 내에서의 최적 배합비는 FA혼합율 0.0%, AE% 18.79, Ms. 1.2이며, 105.2 MPa의 압축강도를 얻을 수 있었다. 정준분석 결과 정상점은 최대점이며, (-6.538, 0.910, 0.852)로 파악되었다. 이로부터 정상점은 실험범위를 벗어난 영역에 존재함을 알 수 있다. 28일 압축강도 결과 값을 이용한 2차 모형 회귀분석 결과 아래와 같은 식을 얻을 수 있었다. y=90.6873-11.0202x₁+1.9121x₂+16.57243x₃-2.6492x₁²-22.3598x₂² -12.7944x₃²-4.7325x₁x₂-0.3950x₁x₃-4.1575x₂x₃ 분산분석 결과 2차 모형 회귀식 및 1차항, 2차항의 회귀계수 모두 유의수준 0.05 수준에서 유효한 것으로 나타났으며, 적합성 결여 검정에서도 모델식이 유효한 것으로 판정되었다. 실험범위 내에서의 최대 28일 압축강도는 배합비 FA혼합율 0.0%, AE% 18.18, Ms. 1.2의 조건에서 108.1 MPa을 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 정준분석 결과 정상점은 최대점이며, (-2.333, 0.230, 0.655)로 나타났다. 이로부터 정상점이 실험범위를 벗어난 영역에 존재함을 알 수 있다.

In this study, we investigated the contents of total polyphenol (TP), total flavonoid, and absorbance at 475 nm (OD475) which may produced in solid-fermented leaf of Smilax china L. by Aspergillus oryzae as a new functional components with reddish brown color, contents of water soluble substance (WSS), electron donating ability (EDA), Hunter L*, a*, b* values, sensory overall acceptability (OA) and also, the inhibitory activities (XOI and AOI) against partial purified xanthine oxidase (XO) and aldehyde oxidase (AO) from rabbit liver which were well known to relate the gout, and alcoholic liver disease, respectively in order to optimize water extraction using response surface methodology (RSM). All the R2 values of the second-order polymonials ranged from 0.85 to 0.98, except for the EDA (0.69) and the XOI (0.78). However, the activities of the EDA and XOI were relatively high in the lower concentration of the fermented Smilax china L. leaf. The effects on the water extraction were highest in the concentration, among the dependent variables, and showed significant differences at the 1% level in the TP, TF and WSS contents and the a*, b* and OD475 values, but the OA showed significant differences at the 5% level. The optimal values of AOI, which was the most important functionality in the Smilax china L. that was predicted via RSM, were 59.48% at the 2.19% concentration, a 90.02°C extraction temperature and a 4.03 minute extraction time (R2: 0.93, p<0.007). The ranges of all the dependent variables of the optimal water extraction were 1.6~1.8% for the concentration, 83~93°C for the temperature and 3.4~4.4 minutes for the extraction time; and the optimal water extraction conditions were a 1.7% concentration, an 88°C extraction temperature and a 3.9-min extraction time.

Acid hydrolysis of cellulose using hydrothermal reaction was conducted to maximize reducing sugar concentration and the response surface methodology (RSM) was applied to study the effects of independent variables, such as reaction temperature (116 ~ 184oC), reaction time (12 ~ 28 min) and hydrochloric acid concentration (HCl, 0.0159 ~ 0.1841 N) on reducing sugar concentration and production yield from the cellulose. With the optimum conditions of the acid-catalyzed hydrothermal hydrolysis, the reducing sugar (RS) was obtained as 369.14 mg-RS/g-cellulose in 172.77oC of the reaction temperature, 28.41 min of the reaction time and 0.067 N of the hydrochloric acid concentration. The glucose (Glu) was obtained as 281.94 mg-Glu/g-cellulose in 154.70oC of the reaction temperature, 11.59 min of the reaction time and 0.184 N of the hydrochloric acid concentration.

비정질 실리카겔은 Si와 O로 이루어진 가장 간단한 화합물로서, 표면에 다양한 구조의 물과 수산기, 그리고 합성과정에서 형성된 유기 리간드(ligand)를 함유하고 있어, 지권, 수권, 그리고 생물권의 상호작용을 이해하는 모델 시스템으로서 의미를 갖는다. 본 연구에서는 17O NMR 분광분석을 통해 비정질 실리카겔의 Si-O-Si와 Si-OH 산소 원자환경의 차이를 규명하고자 하였다. 이를 위해 SiCl4의 수화반응을 통해 17O이 집적된 비정질 실리카겔을 합성하였다. 1H과 29Si NMR 분광분석 결과, 비정질 실리카겔 표면에는 다양한 수소결합 세기를 가진 물과 수산기 이외에, Si-O·sR 형태의 유기 리간드가 존재함을 확인하였다. 이와 같은 유기 리간드는 에탄올 또는 증류수를 이용해 비정질 실리카겔을 초음파 세척함으로써 상당부분 제거 가능하다. 17O NMR 분광분석 결과, 짧은 펄스 길이(0.175μs)를 이용한 17O NMR 스펙트럼에서 Si-O-Si와 Si-OH 산소원자 환경이 거의 구분되지 않고 나타나는 반면, 특정 실험조건(2μs 펄스길이)의 17O NMR 스펙트럼에서는 약 0 ppm에서 빠른 동역학적 특성을 가지는 Si-OH로 추정되는 피크가 관찰되었다. 이 피크는 비정질 실리카겔 표면의 유기 리간드가 제거됨에 따라 더 뚜렷하게 관찰되며, 이는 유기 리간드와 비정질 실리카의 산소원자 사이의 상호작용이 존재함을 지시한다. 이와 같은 상호작용은 비정질 실리카겔 표면의 수산기의 원자구조에 대한 정보를 제공하며, 이를 통해 규산염 지구물질의 탈수반응 기작에 대한 이해를 고양시킬 수 있다. 따라서 궁극적으로 지구물질의 탈수반응에 기인하여 일어나는 섭입대의 중간깊이(약 70~300 km)에서 일어나는 지진의 미시적인 원인에 대한 실마리를 제시할 것으로 기대된다.

Response surface methodology was applied to the processing conditions to investigate the physicochemical properties of ramie porridge. In the processing conditions based on the central composite design with the addition of ramie leaf powder (0-4 g) and water (700-1100 g), the coefficients of determination (R2) of the models were above 0.9141 for the physicochemical properties, above 0.7627 for the Hunter color parameters, and above 0.8975 for the rheological properties. The soluble solid content, viscosity, and gumminess of the sample decreased significantly with an increase in the water added, whereas the spreadability and adhesiveness increased significantly. The Hunter color L value of the sample decreased significantly with an increase in the amount of ramie leaf powder added, whereas the Hunter b value increased significantly. The estimated maximum viscosity of the ramie porridge was shown to be 24,643 cp when 1.90 g ramie leaf powder and 700.24 g water were added; the estimated maximum lightness of the ramie porridge was shown to be 59.11 when 0.02 g ramie leaf powder and 869.30 g water were added; and the estimated maximum gumminess of the ramie porridge was shown to be 21.46 g when 2.12 g ramie leaf powder and 700.35 g water were added.