The optimization of deacetylation process parameters for producing chitosan from isolated chitin shrimp shell waste was investigated using response surface methodology with central composite design (RSM-CCD). Three independent variables viz, NaOH concentration (X1), radiation power (X2), and reaction time (X3) were examined to determine their respective effects on the degree of deacetylation (DD). The DD of chitosan was also calculated using the baseline approach of the Fourier Transform Infrared (FTIR) spectra of the yields. RSM-CCD analysis showed that the optimal chitosan DD value of 96.45 % was obtained at an optimized condition of 63.41 % (w/v) NaOH concentration, 227.28 W radiation power, and 3.34 min deacetylation reaction. The DD was strongly controlled by NaOH concentration, irradiation power, and reaction duration. The coefficients of correlation were 0.257, 0.680, and 0.390, respectively. Because the procedure used microwave radiation absorption, radiation power had a substantial correlation of 0.600~0.800 compared to the two low variables, which were 0.200~0.400. This independently predicted robust quadratic model interaction has been validated for predicting the DD of chitin.

This study is concerned with the optimization of the manufacturing process of a hot water extract containing antioxidant activity from Lycium barbarum, traditionally known to have various physiological activities. For the establishment of the optimization process, the central composite design of response surface methodology(RSM) was used. Thirteen extraction processes were performed by encoding the independent variables, extraction temperature (65.9oC–94.1oC) and extraction time (2.59 hr–5.41 hr). As a result of the experiment, the optimal manufacturing conditions for the extract were 340.0 mg/100 g of GAE at an extraction temperature of 94.1oC and an extraction time of 5 hr. The maximum yield of flavonoids was 22.44 mg/100 g of HES at an extraction temperature of 94.1oC and an extraction time of 4 hr. The conditions for producing the extract with the maximum antioxidant capacity (DPPH 92.12%) were 90oC and 4.5 hr extraction time. Therefore, the optimal manufacturing process conditions for extracts containing total phenol content, flavonoid content, and DPPH radical scavenging activity, which are dependent variables, were extraction temperature of 90-95oC and extraction time of 4 hr, which were not significantly different from the actual values. Therefore, Lycium barbarum extract rich in total phenol and flavonoid content related to antioxidant function is expected to be used as a functional food and cosmetic material.

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.

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 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.

Tyrosinase is a key enzyme in animal melanogenic pathway that is the rate-limiting step for the production of melanin. Several synthetic and naturally occurring tyrosinase inhibitors have been studied for skin whitening, the development of natural agents is becoming more important due to the disadvantages of synthetics such as high cytotoxicity, insufficient penetration power, and low activity. The purpose of this study was to evaluate the polyphenols, antioxidant and tyrosinase inhibition activity of mealworm (Tenebrio molitor) extract and optimization of extraction condition using statically-based optimization. The results showed that extraction temperature of 92.0°C, extraction time of 36.7 min, and ethanol concentration of 79.5% provided the maximum levels of compounds of 5.69 mg GAE/g DW, tyrosinase inhibition of 78.8%, and radical scavenging activity of 100.8 μg/ml in the validation experiment.

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.