잡곡밥의 섭취 실태 및 식미 향상을 위한 곡류 혼합비 최적화

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 식품영양학과, 2013. 8. 윤지현.본 연구는 우리나라 국민의 식생활에서 많은 비중을 차지하고 있는 잡곡밥의 섭취 실태를 분석하고, 잡곡밥의 관능적 식미 향상을 위한 최적 혼합비율을 도출하고자 하였다. 본 연구는 두 부분으로 구성되어 있다. 첫째, 제 5기 2차년도(2011년) 국민건강영양조사 자료를 이용하여 잡곡밥의 섭취 현황을 분석하였다. 24시간 회상법에 의하여 식품섭취조사에 참여한 만 1세 이상의 7,704명의 자료 중 백미밥 또는 백미에 백미이외의 곡류 및 두류를 한 가지 이상 혼합하여 지은 잡곡밥을 한 끼 이상 섭취한 7,190명(93.3%)의 자료를 분석하였다. 잡곡밥의 일 섭취횟수를 분석한 결과, 조사 대상자의 28.9%가 하루 한 끼의 잡곡밥을 섭취하였고, 24.3%는 하루 두 끼, 14.4%는 하루 세 끼의 잡곡밥을 섭취하였다. 한 끼도 섭취하지 않은 사람은 32.4%를 보였다. 연구대상자가 섭취한 백미밥과 잡곡밥의 15,250 끼니에 대하여 일반사항에 따른 구성 현황을 분석한 결과, 남성(53.6%)보다는 여성(64.5%)에 있어서 잡곡밥의 구성 비율이 높았다. 연령에 따른 분석에서는 1~18세, 60대 이상의 연령군에서 60% 이상의 높은 잡곡밥 구성 비율을 보였고, 19세~40대에서는 약 50% 정도의 구성 비율을 보였다. 거주지역에 따른 분석에서는 농어촌(54.8%)보다 중소도시(57.5%), 대도시(62.0%)로 갈수록 잡곡밥의 구성 비율이 높았다. 끼니에서는 점심(49.1%)보다 아침(69.6%), 저녁(57.9%)에 잡곡밥의 구성 비율이 높았고, 가정에서 식사를 하는 경우 71.2%의 높은 잡곡밥 구성 비율을 보인 반면, 급식, 외식업소, 기타 장소의 경우에는 11.2%~38.9%를 보이며 낮은 비율을 보였다. 백미밥과 잡곡밥 종류의 구성 비율을 분석한 결과, 전체적으로 백미밥이 41.1%로 가장 높은 구성 비율을 보였다. 그 다음으로 백미에 백미이외의 곡류 및 두류를 두 가지 이상 혼합하여 지은 잡곡밥, 보리밥, 혼합곡 상품을 이용한 잡곡밥, 흑미밥, 현미밥, 검은콩밥 등의 순으로 나타났다. 곡류를 미곡류, 맥류, 잡곡류 및 두류로 분류한 후 곡류 혼합개수를 분석한 결과에서는 평균적으로 2~3개의 곡류를 혼합하여 섭취하는 것으로 나타났다. 곡류 혼합패턴은 전체적으로 53.2%가 미곡류만을 혼합하여 섭취하였으며, 그 다음으로 미곡류+두류, 미곡류+맥류, 미곡류+잡곡류, 미곡류+맥류+두류, 미곡류+맥류+두류+잡곡류 순의 혼합패턴을 보였다. 둘째, 우리나라 국민이 자주 섭취하는 잡곡인 현미, 흑미, 기장, 차수수, 차조, 찰보리를 실험재료로 선정한 후 식미 향상을 위한 방법으로 각각의 잡곡에 백미와 찹쌀을 혼합하였다. 혼합물실험설계법을 이용하여 곡류 혼합비율에 따른 10개의 실험점을 도출하였으며, 각각의 실험점에서 이화학적 특성을 분석하였다. 잡곡밥 6종의 곡류 혼합비율에 따른 관능검사 결과, 백미와 찹쌀의 함량이 높고 잡곡의 함량이 낮을수록 종합적 기호도가 높아지는 경향을 보였다. 색도는 잡곡의 함량이 증가할수록 a, b값이 높았고, L값은 낮아지는 경향을 보였다. 텍스처 특성에서는 백미와 찹쌀의 함량이 증가할수록 부착성, 응집성이 증가하였고, 잡곡의 함량이 증가할수록 경도, 탄성, 씹힘성이 높아지는 경향을 보였다. 호화특성에서는 백미의 함량이 증가할수록 최고점도, 최저점도, 강하점도, 최종점도가 증가하였고, 잡곡의 함량이 증가할수록 치반점도와 호화개시온도가 높아졌다. 관능검사 결과를 기준으로 반응최적화도구를 이용한 잡곡밥의 최적 혼합비율을 도출하였으며, 그 결과는 다음과 같다현미밥-현미 27.0%, 백미 50.3%, 찹쌀 22.7%, 흑미밥-흑미 5.0%, 백미 67.7%, 찹쌀 27.3%, 기장밥-기장 11.9%, 백미 64.5%, 찹쌀 23.6%, 차수수밥-차수수 15.6%, 백미 64.4%, 찹쌀 20.0%, 차조밥-차조 5.0%, 백미 56.8%, 찹쌀 38.2%, 찰보리밥-찰보리 9.1%, 백미 69.9%, 찹쌀 21.0%. 본 연구에서 도출된 최적 혼합비율의 잡곡밥 6종과 한 대형 위탁 급식업체의 레시피대로 조리한 잡곡밥과 비교하여 관능검사를 실시한 결과, 가격이 높은 고품질의 쌀을 사용한 급식업체의 잡곡밥과 종합적 기호도에서 유의적인 차이가 없었다.국문초록 ⅰ 목 차 ⅲ 표 목차 ⅵ 그림 목차 ⅸ Ⅰ. 서론 1 1. 연구의 배경 및 목적 1 2. 연구의 구성 3 Ⅱ. 문헌고찰 6 1. 잡곡밥 섭취 현황 6 2. 혼합곡 상품 및 특허 현황 8 1) 혼합곡 상품 8 2) 혼합곡 특허 현황 10 3. 잡곡밥의 식미 향상을 위한 연구 14 4. 쌀의 미질 평가 방법 16 1) 일반성분 16 2) 수분흡수율 17 3) 관능검사 18 4) 기기적 측정에 의한 평가 20 Ⅲ. 한국인의 잡곡밥 섭취 실태 분석 22 1. 서론 22 2. 분석자료 및 방법 23 1) 분석자료 23 2) 분석방법 24 (1) 분석내용 24 (2) 통계분석 26 3. 결과 및 고찰 27 1) 연구대상자의 일반사항 27 2) 잡곡밥의 섭취횟수 및 섭취패턴 29 (1) 잡곡밥의 섭취횟수 29 (2) 잡곡밥 섭취패턴 31 3) 백미밥과 잡곡밥의 구성 현황 35 (1) 일반사항에 따른 구성 현황 35 (2) 끼니와 식사장소에 따른 구성 현황 37 (3) 일반사항에 따른 끼니별 구성 현황 38 (4) 일반사항에 따른 식사장소별 구성 현황 40 4) 백미밥, 잡곡밥 및 곡류 종류의 구성 비율 44 (1) 백미밥과 잡곡밥 종류의 구성 비율 44 (2) 곡류 종류의 구성 비율 49 5) 곡류 혼합개수 및 혼합패턴 53 (1) 끼니별, 식사장소별 곡류 혼합개수 53 (2) 끼니별, 식사장소별 곡류 혼합패턴 58 4. 요약 및 결론 61 Ⅳ. 잡곡밥의 식미 향상을 위한 곡류 혼합비 최적화 63 1. 서론 63 2. 실험재료 및 방법 64 1) 실험재료 64 2) 실험방법 65 (1) 실험설계 65 (2) 분석내용 69 (3) 통계분석 73 3. 결과 및 고찰 74 1) 원료곡의 특성 74 (1) 일반성분 74 (2) 수분흡수율 74 (3) 호화 특성 77 2) 잡곡밥 6종의 품질 특성 및 최적 혼합비율 79 (1) 현미밥 79 (2) 흑미밥 96 (3) 기장밥 111 (4) 차수수밥 126 (5) 차조밥 141 (6) 찰보리밥 156 3) 최적 혼합비율로 구성된 잡곡밥 6종의 관능검사 171 4) 최적 혼합비율로 구성된 잡곡밥 6종의 영양성분 174 4. 요약 및 결론 177 Ⅴ. 종합 고찰 및 제언 182 Ⅵ. 참고문헌 190 부록 204 Abstract 209Docto

지속 가능한 화학 공정 설계를 위한 리스크 기반의 배치 최적화에 관한 연구

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 화학생물공학부, 2013. 8. 윤인섭.This thesis presents the method and applications of process layout optimization based on the quantitative assessment of the individual risk (IR) in order to limit the effect to humans from the accidents can occur in a chemical process. The process layout of chemical plants is usually designed in a compact configuration for economic efficiency, although most of the chemical process units operate under high pressure and temperature, and/or deal with hazardous materials which are flammable or toxic. The possibility of the accident such as fires, explosions, and toxic gas releases which can cause severe damage to humans and properties is always present, and the social concerns of the community for this are also accompanied. Therefore, a method to quantitatively evaluate the risks arise from the chemical process equipment/facilities is required so that the actual damage can be prevented. This study tries to achieve such goal by proper arrangement of the process layout. First, various former approaches for the process layout problem, their formulations, and the solution methods have been analyzed. In addition, the method of quantitative risk assessment (QRA) of chemical processes and the concept of risk indices are introduced. Subsequently, the formulation of the risk-based layout optimization problem for sustainable chemical process design is presented. The individual risks (IR) caused from the fire and explosion that can affect the workers in the process site and the surrounding public are calculated according to the distance from the equipment, and then converted into the safety distance. The risk zones around the process equipment are modeled by using the safety distance constraints and the former layout optimization problems. Then the costs of process layout including land, pipeline, equipment purchase and protective devices are minimized to determine the economically optimized process layout. The formulation of layout optimization problem uses the framework of mixed-integer linear programming (MILP), and the procedure of iterative search for the reduced problem is applied to tackle the problem with large scale. Process layout optimization based on individual risk (IR) through these procedures can provide the layout that secures the inherent safety as well as the economic feasibility. The proposed methodology is applied to three kinds of chemical processes for validation. First case is dimethyl ether (DME) filling stationan example of the fuel gas station which is the simplest process but can cause heavy damage to humans due to its typical location. Next application is an ethylene oxide (EO) plant, as an example of general chemical process plant. In that case, the selection among the options for site location with different surrounding land uses is considered. A liquefaction process of an LNG-FPSO (liquefied natural gas - floating production, storage and offloading) vessel is considered last for multi-floor and more space-restricted case. Through these case studies, it has been shown that the proposed method can enhance the sustainability of the process layout by ensuring the safety and support the decision making related to the process layout in the early stage of process design.Abstract i Table of Contents v 1 Introduction 1 1.1 Motivation 4 1.2 Research scope 5 1.3 Thesis outline 6 2 Backgrounds Theory 9 2.1 Process layout optimization 9 2.1.1 Heuristic models 9 2.1.2 Mathematical models 12 2.2 Quantitative risk assessment 16 2.2.1 Risk indices 16 2.2.2 Assessment of risks 21 3 Risk-based Process Layout Optimization 29 3.1 Individual risk assessment and safety distances 31 3.2 Mathematical formulation for layout problem 34 3.2.1 Objective function 35 3.2.2 Risk Zone constraints 37 3.2.3 Other constraints 47 3.3 Iterative search for efficient solution 47 4 Case Studies 51 4.1 Facility layout optimization of DME filling station 51 4.1.1 Problem statement 53 4.1.2 Risk calculation 59 4.1.3 Layout result and discussion 62 4.2 Optimal layout of ethylene oxide plant 80 4.2.1 Problem statement 81 4.2.2 Risk calculation 88 4.2.3 Layout result and discussion 90 4.3 Multi-floor layout optimization of liquefaction process of LNG FPSO 105 4.3.1 Problem statement 108 4.3.2 Formulation for multi-floor layout 112 4.3.3 Risk calculation 115 4.3.4 Layout result and discussion 119 5 Conclusion 127 Nomenclatures 131 References 135 초록Docto

Development of stabilization technology for fine marine sediments with high water content and improvement of beneficial use as geotechnical structures

한국해양과학기술