Mulberry fruits were semi-dried using hot air (60-100℃) or cool air (20-40℃), and the effects of the dryingtemperature and processing time on the quality of the final driedmulberry fruits were investigated. Response surface methodologywas employed to establish a statistical model and predict theconditions resulting in minimal loss of the total phenolic content(TPC) and ascorbic acid. Thus, using overlapped contour plots,the optimal conditions for producing semi-dried mulberry fruits,which reduced the moisture residue to 45% and minimized thenutrient losses of TPC and ascorbic acid, were determined for thehot-air process (60.7℃ for 5.4h) and cool-air process (34.8℃ for23.3h). Plus, a higher drying temperature was found to lead to afaster loss of moisture and ascorbic acid, while the TPC wassignificantly decreased in the cool-air dried mulberry fruits due tothe higher activity of polyphenol oxidase between 30 and 40℃.

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.

This study was performed to determine the optimal composition of a muffin added with jerusalem artichoke powder and oligosaccharide. The experiment was designed based on CCD (central composite design), and evaluation was carried out by means of RSM (response surface methodology), which included 10 experimental points with three replicates each for the two independent variables jerusalem artichoke powder and oligosaccharide. The experimental muffin was prepared according to a traditional recipe, except that the flour was partially replaced by jerusalem artichoke powder (5, 15, or 25%) and the sugar was partially replaced by oligosaccharide (25, 50, or 75%). Using F-test, height, moisture, a-value, b-value, springiness, cohesiveness, texture, and overall acceptability were expressed as a linear model, whereas volume, pH, L-value, appearance, flavor and taste were expressed as a quadratic model. Increased amounts of jerusalem artichoke powder led to reduction of sensory scores for appearance, flavor, taste, texture, and overall quality. The optimum formulation determined by the numerical and graphical methods were similar: jerusalem artichoke powder 10.99%, oligosaccharide 71.40%.

The purpose of this study was to investigate the antioxidative effects of Mori Cortex Radicis powder and to determine the optimal mixing ratio of Mori Cortex Radicis powder and water in the preparation of bread. The optimal sensory composite recipe was determined by producing bread with different levels of Mori Cortex Radicis powder and water. The analysis was performed using response surface methodology and a sensory evaluation was performed with the data. Ten experimental recipes, including two with reference points in the composition, were selected. In terms of the antioxidative effects of Mori Cortex Radicis powder, the IC50 for total phenolic content and DPPH free radical scavenging activity were 149.56 GAE/g dry powder and 137.77 /mL respectively. Measurement results of the mechanical properties showed differences in volume (p〈0.05), baking loss (p〈0.05), yellowness (p〈0.01), lightness (p〈0.01), redness (p〈0.01), hardness (p〈0.01) and springiness (p〈0.05). The sensory measurements showed significant values for color (p〈0.05), appearance (p〈0.05), flavor (p〈0.01), taste (p〈0.01), and overall quality (p〈0.01). Overall, based on numerical and graphical methods, the optimal formulation was determined to be 21.16 g of Mori Cortex Radicis powder and 372.47 g of water.

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.

Compound K(ginsenoside M1) is one of saponin metabolites and has many benefits for human health. This study was to investigate Compound K produced from ginseng crude saponin extract with commercial cellulolytic complex enzyme(cellulase, β-glucanase, and hemicellulase) obtained from Trichoderma reesei. The effect factors(temperature, pH, ginseng crude saponin extract and enzyme concentration, and reaction time) on production of Compound K from ginseng crude saponin extract were determined by one factor at a time method. The selected major factor variables were ginseng crude saponin extract of 2%(w/v), enzyme of 7%(v/v), reaction time of 48 hr. Based on the effect factors, response surface method was proceeded to optimize the enzymatic bioconversion conditions for the desirable Compound K production under the fixed condition of pH 5.0 and 50℃. The optimal reaction condition from RSM was ginseng crude saponin extract of 2.38%, enzyme of 6.06%, and reaction time of 64.04 hr. The expected concentration of Compound K produced from that reaction was 840.77 ㎎/100 g. Production of Compound K was 1, 017.93 ㎎/100 g and 862.31 ㎎/100 g, by flask and bench-scale bioreactor(2.5ℓ) system, respectively.

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.

이 연구는 블루베리 즙을 첨가하여 젤리의 제조조건을 최적화하고자 하였다. 16개의 블루베리 즙을 이용한 젤 시료는 Design Expert 프로그램을 이용하여 제조하였으며, 최적화를 위해 블루베리 즙(100～200 g), 설탕(40～160 g), 젤라틴(8～20 g)의 양을 독립변수로, 텍스처, pH, 관능평가 항목을 종속변수로 각각 선정하였다. 반응표면 분석법을 사용하기 위한 실험설계로 중심합성계획을 이용하였다. 각 항목별 최적조건은 Canonical 모형의 수치 최적화(numerical optimization)과 모형적 최적화(graphical optimization)를 통하여 선정하였으며, 그 중 가장 높은 desirability를 갖는 최적점을 선택하여 지점 예측(point prediction)을 통해 도출한 결과, 각 독립변수의 예측된 블루베리 즙을 첨가한 젤리의 최적값은 블루베리 주스 133.63 g, 설탕 160.0 g, 젤라틴은 12.78 g이었다.

두릅을 반응표면 분석법을 이용하여 최적의 환류 추출 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 시간(X), 에탄올 농도(X), 추출 온도(X)를 요인변수로 설정하고 수율(Y), 페놀 함량(Y), 전자공여능(Y), 갈색도(Y), 환원당(Y)을 종속 변수로 하였다. 각 추출 조건에 따른 두릅의 수율의 예측된 정상점은 추출 온도 93.49oC, 에탄올 농도 15.68%, 추출 시간 316.58분에서 최대값 32.94%로 예측되었다. 총 페놀 함량은 모든 조건에 영향을 받았으나 특히 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출온도 97.41oC,에탄올 농도 28.4%, 추출시간 301.89분에서 1169.61 mg GAE/100 g으로 예측되었다. 각 추출조건에 따른 전자공여능을 측정한 결과 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출 온도는 94.78oC, 에탄올 농도 22.96%, 추출 시간은 323.05분에서 최대값 29.82%로 나타났다. 두릅의 추출조건에 따른 추출물의 갈색도도 모든 조건에 영향을 받았으나 특히 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출 온도 97.00oC, 에탄올 농도 38.35%, 추출 시간 321.82분에서 최대값인 0.30 O.D.를 나타냈다. 각각의 추출 조건에 따른 추출물들의 환원당을 측정한 결과 에탄올 농도에 가장 큰 영향을 받았고 추출 온도 87.62oC, 에탄올 농도 24.62%, 추출 시간 339.39분에서 최대값 1.04%로 나타났다. 실험 결과에 비추어 볼 때 두릅의 추출 공정에서 에탄올 농도가 가장 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 두릅 추출물의 특성의 contour map을 superimposing하여 최적 추출조건의 범위를 예측한 결과 최적 추출 조건은 추출 시간 263.5분, 에탄올 농도 14%, 추출 온도 89.5oC로 예측되었다.

Response surface methodology (RSM) was performed in order to determine the optimal mixing conditions of different amounts of egg and sugar for the preparation of soybean pudding. The experiments were designed according to a central composite design by designating whole egg and sugar content as independent variables. Meanwhile, sweetness, Commission Internationale de I'Eclairage (CIE) color parameters (L*, a* and b* values), hardness, cohesiveness, springiness, and gumminess were response variables. Overall optimization, conducted by overlaying the contour plots under investigation, was able to determine the optimal range of dependent variables within which the 14 responses were simultaneously optimized. The point chosen as a representative of this optimal region corresponded to 50.00 g of whole egg and 31.66 g of sugar. Under these conditions, the model predicted L* value=80.03, a* value=-5.44, b* value=27.86, sweetness=21.23 (˚Brix), hardness=25.45×105 (dyne/cm2), cohesiveness=67.90 (%), springiness=46.20 (%), and gumminess=12.71 (g).

쇠비름내의 여러 가지 기능성 유용성분을 효율적으로 추출하기 위해서, 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 유용 성분 용매 추출 조건을 최적화하였다. 쇠비름을 에탄올에 추출하여 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 용매 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 에탄올 농도 (), 추출 온도 (), 추출 시간 ()를 요인변수로 설정하고 총 페놀 함량(), 총 플라보노이드 함량(), 전자공여능(), 갈색도()을 종속 변수로 하였다. 쇠비름의 추출 조건에 따라 총 페놀 함량 측정결과, 총 페놀함량은 추출온도와 추출시간에 영향을 덜 받았고 에탄올 농도에는 영향을 받았고, 에탄올 농도는 46.23%, 추출온도는 , 추출시간은 2.49hr에서 최대값인 32.17mg/mL로 나타났다. 각각의 추출조건에 따른 추출물들의 총 플라 보노이드 함량 변화는 추출시간에 따라 영향을 받았으며, 에탄올 농도는 96.62%, 추출온도 , 추출시간 3.70hr에서 최대값이 58.28mg/mL로 나타났다. 쇠비름 추출물의 최적 추출조건을 contour map을 superimposing하여 예측한 결과, 최적 추출조건은 에탄올농도 70.3%, 추출온도 , 추출시간 3.3hr로 예측되었다. 각 추출조건에 따른 전자공여능(EDA)을 측정한 결과 에탄올 농도에 가장 영향을 많이 받았고, 에탄올 농도 52.95%, 추출온도 , 추출시간 4.64hr에서 최대값 74.67mg/mL로 나타났다. 각 추출조건에 따라 갈색도(browning color)를 측정한 결과, 갈색도는 추출시간에는 거의 영향을 받지 않았고, 에탄올 농도와 추출온도에 영향을 받았다. 에탄올 농도 97.75%, 추출온도는 , 추출시간은 2.93hr에서 최대값이 0.80 OD로 나타났다.

이 총설에서는 반응표면분석법을 이용하여 식품제조프로세스를 최적화하는 방법에 대하여 검토하였다. 반응표면분석을 수행하기 위한 절차와 반응표면분석의 필수적인 기본 이론을 설명하였고, 반응표면분석법 중에서도 대부분 사용되는 2차 실험계획법(3인자 완전요인, 중심합성, Box-Behnken, 및 Doehlert 계획법)들에 대한 장단점 및 효율성을 비교하였다. 식품제조프로세스를 최적화하는데 반응표면분석법을 적용하기 위해서는 우선 실험계획을 선택하고, 적절한 모델함수를 적합화한 다음, 적합화된 모델의 질 및 실험데이터와의 예측의 정확성을 평가할 필요가 있다. 식품제조프로세스를 최적화할 때 일부요인계획, 완전요인계획 및 Plackett-Burman 계획 등과 같은 실험계획법을 사용하여 중요한 실험인자를 일차적으로 스크린한 다음, 2차 실험계획법을 선택하는 것이 바람직하다. 실제적으로 최적실험조건을 찾기 위해서는 F-test, 수정 R2 등과 같은 분산분석을 사용하여 모델을 적합화하는 것이 바람직하다. Doehlert 계획과 Box-Behnken 계획은 중심합성계획법보다 좀 더 효율적이며, 최근에는 이 계획들을 적용한 문헌의 수가 증가하고 있는 추세이다. 더욱이 이 계획들은 3수준 완전요인계획법보다는 비교할 필요도 없이 훨씬 더 효율적이다. Box-Behnken설계는 식품분야에서와 같이 극한조건(즉, 인자들이 동시에 가장 높거나 혹은 가장 낮은 수준의 실험 조건)하에서 실험을 하는 것을 피하고자 할 때 유용하다. Doehlert 계획에서는 각 인자들의 수준(level)이 다르기 때문에, 몇몇 인자들이 가격적인 면에서 그리고(혹은) 장비사용에 제약을 받는 제한이 있다든지 혹은 인자의 중요도에 따라 수준의 수를 조절해야 할 필요가 있을 때에는 Doehlert 계획이 아주 유용하다. 종래에는 반응표면분석법의 2차 회귀모델 실험계획법 중에서 다른 계획법(Box-Behnken 계획 및 Doehlert 계획)에 비해 중심합성계획법을 압도적으로 많이 적용해 왔다. 그러나 Box-Behnken 계획 및 Doehlert 계획은 중심합성계획법보다 장점이 많기 때문에, 향후에는 Doehlert 계획과 Box-Behnken 계획을 사용하여 식품제조프로세스를 최적화하는 쪽으로 초점이 맞추어 지리라고 전망한다.

The objective of this study was to produce muffins with added dukeum ramie leaf powder and to compare them to a control. We used two different optimal composition ratios to produce muffins. The physical and sensory characters were varied by changing the ratio of dukeum ramie leaf powder, butter, and sugar to identify a critical value using response surface regression analysis. The ranges for the added dukeum ramie leaf powder, sugar, and butter were 15-35, 60-100, and 60-100 g, respectively. Muffins with added dukeum ramie leaves had comparable mineral and antioxidant vitamin compositions to those of dried ramie leaves. Muffins with added dukeum ramie leaf powder satisfied the suitability of the model, showing a p-value within 5% of significance level (p<0.05) for every aspect Volume and height differed without any association to ingredients. Lightness increased when less dukeum ramie leaf powder was added with more butter and sugar, redness increased when more dukeum ramie leaf powder and sugar were added with 70-80 g of butter, whereas yellowness increased when less dukeum ramie powder was added. Texture and toughness increased when less dukeum ramie leaf powder was added. The degree of gumminess and chewiness depended hugely on the amount of sugar. Cohesiveness, decreased with more dukeum ramie leaf powder and butter, whereas hardness increased with a medium range of ingredients. Sensory character increased with less dukeum ramie powder, and overall quality increased with more butter and sugar, but depended on the amount of added dukeum ramie power. The critical values from the sensory characteristics showed that 27 g of dukeum ramie powder, 72 g of sugar, and 86 g of butter was optimum.

본 연구에서는 모과내의 여러 가지 기능성 유용성분을 효과적으로 추출하기 위해서, 모과나무의 익은 열매로 만든 약재인 모과를 사용 하였다. 모과의 기능성 유용성분 용매 추출 공정의 최적 조건을 확립하고자 하였다. 모과를 에탄올에 추출하여 반응표면 분석법으로 모니터링하여 최적 용매 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 시료에 대한 용매비(X1)와 추출온도(X2), 추출시간(X3)을 요인변수로 하고 추출수율(Y1), 총페놀 함량(Y2), 전자공여능(Y3), 갈색도(Y4), 환원당(Y5)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 추출수율은 추출 온도와 추출 시간에 유의하게 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출조건은 시료에 대한 용매비는 26.38 mL/g, 추출온도는 72.82oC, 추출시간은 74.86 min에서 최대값을 나타내었다. 총페놀 함량은 용매비와 시간에 영향을 거의 받지 않았고 추출시간에는 영향을 받았으며, 최대값은 20.70 mg/mL 로 나타났다. 이때의 추출조건은 시료에 대한 용매비는 22.61 mL/g, 추출온도는 84.49oC, 추출시간은 77.25 min으로 나타났다. 전자공여능은 추출온도에 따라 유의하게 영향을 받은 것으로 나타났다. 안장점에서의 추출조건인 시료에 대한 용매비 10.65 mL/g, 추출온도 67.78oC, 추출시간 96.75 min에서 추출수율은 94.12%로 예측되었다. 갈색도에 대한 추출조건은 시료에 대한 용매비 23.77 mL/g, 추출온도 87.27oC, 추출시간 96.68 min 일 때 안장점이 나타났다. 환원당은 시료에 대한 용매비 26.83 mL/g, 추출온도 82.167oC, 추출시간 81.94 min에서 10.55 mg/mL로 최대값을 나타내었고 추출시간에 영향을 받았다.

본 연구는 신경망 알고리즘 및 반응표면법을 이용하여 부품의 최적화 설계 치수를 예측하고, 예측된 데이터의 신뢰성을 상호 검증하는 하는 데 있다. 부하가 변할 때, 부품의 치수를 변화시켜 가며 응력 및 변형량의 변화를 해석 데이터로 수집하여 반응표면법 및 신경망학습에 이용하였다. 이를 위해 임의의 조건에서 반응표면법으로 최적화 설계를 수행하고, 동일한 조건에서 신경망 알고리즘의 예측결과와 비교하였다. 그 결과 최대 3.0%의 치수 오차를 보이는 것으로 나타났다. 또한 검증을 위해 반대로 동일한 하중 및 치수 조건에서 유한요소해석을 통해 응력 및 처짐량을 구해 반응표면법 및 신경망학습의 결과를 비교하였으며, 이때 4.2%의 오차를 보였다. 이는 부품의 사양 변경 시 최적화 설계를 위해 반응표면법 및 신경망을 이용할 수 있으며 신뢰성이 있음을 알 수 있었다. 특히 신경망 학습을 통해 보다 효과적으로 최적화 설계가 가능함을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 미강과 배아로부터의 β-glucan 추출 공정 최적화를 위해 반응표면 분석법으로 모니터링하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 온도(X1), 추출 시간(X2), 추출 온도(X3)를 요인변수(Xn)로 하고 미강 추출물의 전자공여능(Y1), 배아 추출물의 전자공여능(Y2), 미강 추출물의 total phenolics(Y3), 배아 추출물의 total phenolics(Y4), 미강 추출물의 β-glucan 함량(Y5), 배아 추출물의 β-glucan 함량(Y6)을 종속변수로 하여 시행하였다. 실험 결과 미강 추출물의 전자공여능도는 추출 온도에 영향을 받음을 알 수 있었다. 안장점에서 추출 조건은 추출 온도는 60.41oC, 추출 시간은 2.75 min, 에탄올 농도 92.60%로 예측되었으며 이 때 84.02%로 비교적 높은 항산화 활성을 보여주었다. 배아 추출물의 전자공여능도의 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 54.40oC, 추출 시간 2.23 min, 에탄올 농도 87.52%였다. 미강 추출물의 total phenolics는 추출 온도와 에탄올 농도에 영향을 크게 받은 것으로 나타났고 안장점에서 추출 조건은 추출 온도 40.26oC, 추출 시간 6.69 min, 에탄올 농도 98.56%로 예측되었고 배아 추출물의 total phenolics는 최소점에서 추출 온도 53.67oC, 추출 시간 9.19 min, 에탄올 농도 95.73%에서 최대값을 나타내었다. 미강 추출물의 β-glucan 함량은 안장점일 때 추출 조건이 추출 온도 64.69oC, 추출 시간 7.70 min, 에탄올 농도 96.23%로 나타났다. 배아 추출물의 β-glucan 함량은 추출 시간에 영향을 크게 받았으며 최소점에서 추출 온도 50.03oC, 추출 시간 2.10 min, 에탄올 농도 87.82%에서 미강 추출물에서보다 더 높은 최대값을 나타내었다.