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        장풍 폐광산 주변 지질환경에서 중금속의 존재형태

        이인경,이평구,최상훈,김지수,소칠섭,Lee In-Gyeong,Lee Pyeong-Koo,Choi Sang-Hoon,Kim Ji-Soo,So Chil-Sup 대한자원환경지질학회 2005 자원환경지질 Vol.38 No.6

        In order to identify the speciation of As and trace elements which are contained weathered waste rocks on the abandoned Jangpoong Cu mine area, five fraction sequential extraction was carried out. Concentrations of the extraction solutions which were acquaired each fraction were mesured by ICP-AES. Mineral characters of weathered waste rocks were determinated by XRD. The weathered waste rocks could divide into two types (Type I and type II). Type land type II weathered waste rocks are mainly composed of a quartz and a calcite, respectively. The most dominant speciation of As, Co and Fe is residual phase. Most of the speciation of Cd, Mn and Zn is residual phase for type I and Fe-Mn oxide phase for type II. In case of Cu, residual phase is predominant in type I and sulfide is predominet in type II. The most dominant speciation of Pb for type I and type II is associated with the residual phase and Fe-Mn oxide phase, respectively. At pH 4-7 range, the order of relative mobility considers Zn>Cu>Cd>Pb>Co>AS in type I, and Cd>Cu>Zn>Pb>As>Co in type II. 폐광된 장풍광산의 풍화된 폐광석에 함유된 중금속의 존재형태를 규명하기 위해 5단계 연속추출법을 수행하였다. 각 단계에서 용출된 용액은 ICP-AES로 분석하였다. XRD로 풍화된 폐광석 시료들의 광물조성을 파악한 결과, 시료는 산성 환경에서 pH에 대한 완충작용을 할 수 있는 방해석의 유무에 따라 두 유형(type I and type II)으로 나눌 수 있었다. Type I 시료의 주 구성광물은 석영으로 방해석이 산출되지 않으며, type II 시료의 주 구성광물은 방해석이었다. 모든 시료에서 비소, 코발트, 철은 잔류형태로 존재하는 것이 가장 우세하였다. 카드뮴, 망간, 아연의 경우 type I 시료에서는 잔류형태가, type II 시료에서는 산화철망간형태가 우세하였다. 구리는 type I 시료의 경우 잔류형태가 가장 우세하였고, type II의 경우 황화광물형태가 우세하였다. 납은 type I시료에서는 잔류형태가 가장 우세하였고, type II시료에서 산화철망간 형태가 우세하였다. pH 4-7 사이에서 중금속의 상대적인 이동성은 type I시료의 경우 아연>구리>카드뮴>납>코발트>비소의 순서였으며, type II시료에서는 카드뮴>구리>아연>납>비소>코발트의 순서로 확인되었다.

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        장풍 동광산 폐광석 내 원소의 용출 특성

        이인경,최상훈,Lee, In-Gyeong,Choi, Sang-Hoon 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.6

        함동 장풍광산에서 산성 환경에 노출된 폐광석 원소의 지화학적 거동을 파악하기 위한 용출실험과 총함량 분석을 실시하였다. 주변의 오염되지 않은 토양 내의 원소 함량과 폐광석 내의 원소함량을 비교하였을 때, 농집이 많은 순서는 As>>Cu>Pb>Cd>Co이다. 산성비 ($0.00001{\sim}0.001N\;HNO_3$)와 산성배수($0.001{\sim}0.1N\;HNO_3$)를 고려한 산도변화에 따른 용출 실험 결과, 산용액과 24시간 반응한 후의 최종 pH 변화 형태를 3가지 유형으로 구분하였다. 산도를 더 낮아지게 할 수 있는 광물의 용해 작용으로 반응 용액의 pH보다 더 낮은 최종 pH를 나타내는 유형 1과 pH를 완충할 수 있는 광물이 존재하여 반응용액의 pH보다 높은 pH를 유지하는 유형 2.3으로 구분되었다. 원소의 용출거동 특성은 비소-코발트-철과 구리-망간-카드뮴-아연 그리고 납으로 구분할 수 있었다. 비소-코발트-철의 용출특성은 약산성의 환경에서는 용출이 미약하나, 최종 pH 1.5 이하의 강산성환경에서는 용출량이 급격하게 증가하며, 구리-망간-카드뮴-아연형태에서는 최초로 용해되는 pH가 $7.0{\sim}3.0$으로 pH $2.5{\sim}1.5$에게서 최초 용출이 발생하는 비소-코발트-철보다 높았다. 납은 원소에 비해 상당히 적게 용출되었다. 최종 용출된 함량과 관계없이 초기 용출이 발생하는 pH값을 기준으로 한 각 원소의 상대적인 이동성은 망간 아연>카드뮴>구리>>철 코발트>비소>납 순서이며, 산성비는 아연, 망간 및 구리를 쉽게 용출시킬 것이고, 산성광산배수의 발생은 이동도가 낮은 원소(비소, 철, 코발트 그리고 납)의 분산을 야기할 수 있을 것이다. In order to evaluate the geochemical behaviors of elements with waste rocks in the abandoned Jangpoong Cu mine area, total concentration analysis and leaching experiments were performed. The content of elements within waste rocks compared with background values decreased in order of As>>Cu>Pb>Cd>Co. Leaching experiments were carried out at various extraction environments, considering the acid rain ($0.00001{\sim}0.001N\;HNO_3$) and the acid mine drainage ($0.001{\sim}0.1N$ HNO3). After 24 hours of reaction with different acidic solution, the leaching characteristics of waste rocks were classified into three types according to final pH of leaching solution. Type I refers to the case that the final pH of leaching solution was lower than that of the reaction solution due to the dissolution of acidic minerals from rocks, while type 2 and 3 refer to the case that the final pH maintained higher than that of the reaction solution. Theses types include in acid buffering minerals such as clay minerals and carbonate minerals. The leaching characteristics of the elements after the reaction could be categorized into As-Co-Fe, Cu-Mn-Cd-Zn, and Pb. As-Co-Fe started to get leached under 2.5 of pH regardless of changes in the final pH, and Cu-Mn-Cd-Zn showed different initial leaching pH according to the types of final pH changes. Based on the pH value where leaching started regardless of leaching concentration, the relative mobility of each element was in the order of Mn Zn>Cd>Cu>>Fe Co>As>Pb. Thus, more higher mobility elements(Zn, Mn and Cu) were leached by reacting with acid rain water. Acid mine drainage may result in distributions of elements having relatively less mobility(As, Fe, Co and Pb).

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        울진 폐광산의 매립광미와 폐광석에 의한 주변 토양 및 수계의 오염특성

        이인경,최상훈,Lee, In-Gyeong,Choi, Sang-Hoon 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.1

        울진광산 지역에 매립된 광미와 방치된 폐광석이 주변 하천에 미치는 영향을 평가하기 위해, 하천수, 침출수, 갱내수 및 지하수의 물리화학적인 특성을 파악하였다. 또한 폐광석 내 황화광물의 풍화 특징을 파악하기 위한 광물학적 연구와, 토양 내 미량원소의 분산 특성을 파악하기 위한 총함량 분석을 수행하였다. 매립된 광미에서 발생하는 침출수의 pH의 범위는 $2.9{\sim}6.0$이며, EC는 $99{\sim}3990{\mu}S/cm$로 주원소(최대 492 mg/l Ca; 83.8 mg/l Mg; 45.2 mg/l Na; 44.7 mg/l K; 50.8 mg/l Si) 및 미량원소(최대 $826,060{\mu}g/l$ Fe; $131,230{\mu}g/l$ Mn; $333,600{\mu}g/l$ Al; $61,340{\mu}g/l$ Zn; $2,530{\mu}g/l$ Cu; $573{\mu}g/l$ Cd; $476{\mu}g/l$ Pb)함량이 높게 나타났다. 하천수의 물리화학적 특성은 침출수와 지류의 유입에 따른 공간적 변화와 강수량에 따른 시기별 변화가 관찰되었다. 침출수의 유입으로 하천수의 용존 이온의 농도는 증가하지만 오염되지 않은 지류와의 혼합에 의한 희석작용으로 하류로 갈수록 감소한다. 건기인 2월에는 침출수 유입량이 줄어 하천수의 용존 이온 함량이 우기보다 낮다. 하지만 건기에는 지류 및 하천수의 유량 감소로 인하여 희석작용이 상대적으로 미약하여 우기에 비해 오염 확산 범위가 더 넓은 것으로 확인되었다. 배경치와 비교한 울진광산 주변의 토양시료의 중금속 농집 순서는 망간>철>납>구리>아연으로 나타났다. 울진광산에서 산출되는 황화광물은 자류철석과 섬아연석이 주를 이루며, 방연석과 황동석이 수반된다. 이 중 자류철석이 가장 풍화가 빠르게 진행되었으며, 광물 내부에 발달된 균열부와 입자 가장 자리를 따라 내부로 산화가 진행되어 철수산화광물이 생성되며, 소량의 Zn을 흡착하는 것으로 밝혀졌다. Physicochemical characteristics of stream water, leachate, mine water and groundwater were investigated to estimate the influences of the tailing and waste rock from the abandoned Uljin mine area. Total extraction analysis and mineralogical studies were carried out to understand sulfide weathering and to determine the distributions of trace elements in the soil affected by mine waste (tailing, waste rock and leachate). The pH and EC value of the leachate from the tailing disposal ranged 2.9-6.0, $99{\sim}3,990{\mu}S/cm$, respectively, and the concentrations of dissolved major (up to 492 mg/l Ca; 83.8 mg/l Mg; 45.2 mg/l Na; 44.7 mg/l K, 50.8 mg/l Si) and trace elements (up to $826,060{\mu}g/l$ Fe; $131,230{\mu}g/l$ Mn; $333,600{\mu}g/l$ Al; $61,340{\mu}g/l$ Zn; $2,530{\mu}g/l$ Cu; $573{\mu}g/l$ Cd; $476{\mu}g/l$ Pb) were relatively high. The stream water showed the variation of dissolved metal concentrations in seasonally and spatially. The dissolved metal contents of the stream water increased by influx the leachate from the tailing disposal, but these of the down stream have been considerably decreased by mixing of dilute tributaries. The dissolved metal concentrations of the stream water at dry season (as February) were lower than these at rainy season (as May and July). These represent that the amounts of the leachate varied with season. However, stream water could not be effectively diluted by confluence with uncontaminated tributaries, because the flux of tributaries and streams reduced at dry season. Thus attenuations by dilution had been dominantly happened in rainy seasons. The order of accumulations of trace element in soils compared with background values revealed Mn>Fe>Pb>Cu>Zn. Sulfide minerals were mainly pyrrhotite, sphalerite and galena and chalcopyrite. Pyrrhotite was rapidly weathered along the edge and fractures, and results in the formation of Fe-(oxy)hydroxides, which absorbed a little amount of Zn.

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        농축 블루베리 퓌레 열처리 시 pH 조절제의 품질 저하 억제 효과

        이인경,민세철,김희선,한귀정,김명환,Lee, In Gyeong,Min, Seo Cheol,Kim, Hee Sun,Han, Gwi Jung,Kim, Myung Hwan 한국식품조리과학회 2016 한국식품조리과학회지 Vol.32 No.5

        Purpose: In this study, we aimed to minimize quality degradation of concentrated blueberry puree by thermal treatment at $90^{\circ}C$ for 5 min, with citric acid (CA) and acidic sodium metaphosphate (ASM) as pH modifiers. Methods: The color values, redness a, anthocyanin contents, DPPH radical scavenging, elastase inhibition and tyrosinase inhibition activities were evaluated for quality parameters of concentrated blueberry puree. Results: The highest values of color value, redness a, anthocyanin contents, DPPH radical scavenging, elastase inhibition and tyrosinase inhibition activities were 1% CA+0.5% ASM followed by 1% CA and control. The quality parameters of concentrated blueberry puree were significantly different between control and 1% CA+0.5% ASM treatment (p<0.05). Conclusion: During thermal treatment, quality degradation of concentrated blueberry puree was reduced by 1% CA+0.5% ASM treatment, which is expected for new acidulants.

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        하동-산청 회장암체 내 부존하는 하동 함 철-티탄 광체의 광화작용

        이인경,전영식,최상훈,Lee, In-Gyeong,Jun, Youngshik,Choi, Sang-Hoon 대한자원환경지질학회 2017 자원환경지질 Vol.50 No.1

        하동-산청 회장암체는 영남육괴의 남서부에 선캠브리아기 지리산 편마암 복합체의 변성암류를 기반암으로 차노카이트(charnockite)와 함께 분포하며, 주변에는 중생대 화성암류가 관입 산출한다. 하동-산청 회장암체는 중생대 쥬라기의 섬장암을 경계로 북서쪽의 산청 회장암체와 남쪽의 하동 회장암체로 구분된다. 광체는 하동 회장암체 내에 남북방향으로 약 14 km의 연장을 보이며 단속적으로 산출되는 하동 함 철-티탄 암맥상 광체이다. 하동 함 철-티탄 암맥상 광체 내에는 함-철 산화광물인 자철석(magnetite) 및 티탄철석(ilmenite) 과 함께 함 티탄 광물들(금홍석(rutile) 과 티타나이트(titanite))과 소량의 황화광물들(자류철석, 황철석, 황동석, 섬아연석 등)이 수반하여 산출된다. 하동 함 철-티탄광체의 광화작용은 초기 자철석-티탄철석의 공생 산출로 시작되어 자철석-티탄철석 ${\rightarrow}$ 자철석-티탄철석-자류철석 ${\rightarrow}$ 티탄철석-자류철석-금홍석-티타니이트(${\pm}$황철석) ${\rightarrow}$ 황화광물의 공생관계를 보이며 진행되었다. 광체 내 공생관계와 및 열역학적 연구를 통하여 확인된 하동 함 철-티탄 광체의 초기 함 철-티탄 광화작용은 약 $10^{-11.8}{\sim}10^{-17.2}$ atm의 산소 분압조건($700^{\circ}C$)에서 $Fe_3O_4-FeS$ 상평형을 이루는 황 분압조건 (약 $10^0$ atm) 까지 황 분압의 증가에 의하여 진행되었으며, 그 후 황화광물의 산출은 산소 분압은 감소(${\geq}10^{-20.2}$ atm)되면서 황 분압이 증가(${\geq}10^0$ atm) 하는 환경에서 진행되었다. The Hadong-Sancheong Proterozoic anorthosite complex occurs in the southwestern region of the Ryongnam massif. The geology of the area mainly consists of metamorphic rocks of the Jirisan metamorphic complex as basement rocks, charnockite, and the Hadong-Sancheong anorthosite, which are intruded by the Mesozoic igneous rocks. Hadong-Sancheong anorthosite complex is divided into the Sancheong anorthosite and the Hadong anorthosite which occur at north-southern and south area of the Jurassic syenite, respectively. The Hadong Fe-Ti-bearing dike-like ore bodies developed intermittently in the Hadong anorthosite with north-south direction and extend about 14 km. The Hadong Fe-Ti-bearing ore bodies consist mainly of magnetite and ilmenite with rutile, titanite, and minor amounts of sulfides(pyrrhotite, pyrite, chalcopyrite and sphalerite). The Hadong Fe-Ti-bearing ore bodies show a paragenetic sequence of magnetite-ilmenite ${\rightarrow}$ magnetite-ilmenite-pyrrhotite ${\rightarrow}$ ilmenite-pyrrhotite-rutile-titanite(and/or pyrite) ${\rightarrow}$ sulfides. Equilibrium thermodynamic interpretation of the mineral paragenesis and assemblages indicate that early Fe-Ti-bearing ore mineralization in the ore bodies occurs at about $700^{\circ}C$ which corresponds to oxygen fugacity of about $10^{-11.8}{\sim}10^{-17.2}$ atm with the decrease tendency of sulfur fugacity to about $10^0$ atm as equilibrium of $Fe_3O_4-FeS$. The change of ore mineral assemblages from Fe-Ti-bearing minerals to sulfides in late ore mineralization of the ore bodies indicates that oxygen fugacity would have slightly decreased to ${\geq}10^{-20.2}$ atm and increased sulfur fugacity to ${\geq}10^0$ atm.

      • KCI등재

        옥천지역 천부지하수의 지구화학적 특성 및 질산염 오염 특성

        이인경,최상훈,Lee, In-Gyeong,Choi, Sang-Hoon 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.1

        충북 옥천 지역 천부지하수의 지화학적 특성과 질산염의 기원을 규명하기 위하여 지화학 및 질소동위원소 연구가 수행되었다. 지하수의 pH는 6.9~8.4로 중성 내지 약알칼리성으로 나타났다. 지하수의 전기전도도, 산화환원전위 및 용존산소량은 각각 $344.2\;{\mu}s/cm$, 195 mV, 4 mg/L이다. 채취된 45개의 시료에서 검출되어진 질산성 질소의 농도는 12.4 mg/l~34.2 mg/l 범위를 보이며, 모두 먹는물 수질기준의 10 mg/l를 초과하는 것으로 나타났다. 질산성 질소의 동위원소 분석 결과, $\delta^{15}N-NO_3$는 $2.7^{\circ}/_{\circ\circ}{\sim}18.8^{\circ}/_{\circ\circ}$이다. 이와 같이 지하수내 15N의 부화는 질산성질소의 오염기원이 동물분뇨임을 지시한다. 또한 일부는 탈질화작용이 기여한 것으로 보여진다. The geochemical and nitrogen isotopic analyses for shallow groundwater of Ogcheon area were carried out to characterize the geochemical characteristics of the groundwater and to identify the source of nitrate. Groundwater shows a neutral pH to weakly alkalic condition with pH values ranging from 6.9 to 8.4. The average of EC, Eh and DO is $344.2\;{\mu}s/cm$, 195 mV, 4 mg/L, respectively. According to piper diagram, chemical composition of groundwater is dominantly characterized by Ca-$HCO_3$ type. On the other hand, groundwater type in the study area include Ca-Cl+$NO_3$ type that were highly influenced by agricultural activities. $NO_3$-N concentration of the collected samples(n=45) range from 12.4 to 34.2 mg/l. These data show that the $NO_3$-N concentration exceeds Korea Drinking Water Standard (10 mg/l). The $\delta^{15}N-NO_3$ values range from $2.7^{\circ}/_{\circ\circ}$ to $18.8^{\circ}/_{\circ\circ}$. The enrichments of heavy isotope in the groundwater indicate that major origin of nitrate pollution were associated with animal and human waste. Also the denitrification may have partly contributed as one of the sources of nitrogen.

      • SCOPUSKCI등재

        pH 조절제를 이용한 농축 블루베리주스 열처리 시 품질저하억제

        이인경(In Gyeong Lee),민세철(Seo Cheol Min),김희선(Hee Sun Kim),한귀정(Gwi Jung Han),김명환(Myung Hwan Kim) 한국식품과학회 2016 한국식품과학회지 Vol.48 No.5

        본 연구는 농축 블루베리주스를 제조 시 구연산(CA) 또는 산성메타인산나트륨(ASM)을 산미료로써 이용하여 열처리과정에서 블루베리의 폴리페놀과 안토사이아닌과 같은 기능성 성분농도와 산화방지활성, elastase 억제활성 및 tyrosinase 억제활성 등의 저하를 최소화시키는데 있다. 열처리한 농축 블루베리주스의 색가는 1% CA+1% ASM 처리군이 54.672로 가장 높았고, 1% CA처리군이 33.034, 대조군이 22.083의 순으로 나타났다. 총 안토사이아닌 함량에서도 1% CA+1% ASM 처리군이 65.747 mg/100 g, 1% CA 처리군, 대조군 순으로 각각 46.022, 30.864 mg/100 g으로 나타났다. 산화방지활성으로써 DPPH radical 소거능의 경우 대조군은 67.983%, 1% CA 처리군은 75.486%, 1% CA+1% ASM 처리군은 87.338%로 나타났다. Elastase 억제활성에서는 대조군, 1% CA, 1% CA+1% ASM 처리군의 결과 값은 각각 26.063, 26.336, 28.285%로 나타났다. Tyrosinase 억제활성에서는 대조군 26.375%, 1% CA 처리군 67.598%, 1% CA+1% ASM 처리군은 77.891% 순으로 높게 나타났다. 모든 분석 치에서 대조군과 1% CA+1% ASM 처리군 간에는 5% 내에서 유의성 차이가 있었다. 본 결과를 통해 ASM처리가 열처리과정에서 기능성성분과 생리활성의 저하를 억제하여주는 역할을 하는 것으로 나타났으며 새로운 산미료로서 활용할 수 있을 것으로 기대한다. This study was conducted to minimize the quality degradation of concentrated blueberry juice after 90℃ treatment for 5 min by means of citric acid (CA) and acidic sodium metaphosphate (ASM) as pH modifiers. The highest anthocyanin content was observed at 1% CA+1% ASM (65.747 mg per 100 g) followed by 1% CA (46.022 mg per 100 g) and control (30.864 mg per 100 g). The DPPH radical scavenging activities of 1% CA+1% ASM, 1% CA and control were 87.338, 75.486 and 67.983% in respectively. The elastase inhibitory activity at 1% CA+1% ASM, 1% CA and in the control was 87.338, 75.486 and 67.983%, and the tyrosinase inhibitory of these samples were 77.891, 67.598 and 26.375%, respectively. Anthocyanin contents, DPPH radical scavenging, elastase inhibitory and tyrosinase inhibitory activities were significantly different (p<0.05) between the 1% CA+1% ASM treatment and control. During the heat treatment, quality degradation of concentrated blueberry juice was reduced by the 1% CA+1% ASM treatment, as expected for new acidulants.

      • KCI등재

        pH 조절제를 이용한 농축 딸기 퓌레 열처리 시 품질저하 억제

        이인경(In-Gyeong Lee),민세철(Seo-Cheol Min),김희선(Hee-Sun Kim),한귀정(Gwi-Jung Han),김명환(Myung-Hwan Kim) 한국식품영양과학회 2016 한국식품영양과학회지 Vol.45 No.10

        본 연구는 농축 딸기 퓌레를 제조 시 구연산(CA) 또는 산성메타인산나트륨(ASM)을 산미료로 이용하여 열처리 과정에서 농축 딸기 퓌레의 폴리페놀과 안토시아닌과 같은 기능성 성분 농도와 항산화 활성의 저하를 최소화시키는 데 있다. 열처리한 농축 딸기 퓌레의 색가는 1% CA+1% ASM 처리군이 13.027로 가장 높았고, 1% CA 처리군이 9.539, 대조군이 6.905의 순으로 나타났다. 총안토시아닌 함량에서도 1% CA+1% ASM 처리군이 3.049 mg/100 g, 1% CA 처리군, 대조군 순으로 각각 1.140 mg/100 g, 0.757 mg/100 g으로 나타났다. 항산화 활성으로써 DPPH 라디칼 소거능의 경우 대조군은 58.148%, 1% CA 처리군은 72.638%, 1% CA+1% ASM 처리군은 83.763%로 나타났다. 모든 분석치에서 대조군과 1% CA+1% ASM 처리군 간에는 5% 내에서 유의성 차이가 있었다. 기호도 검사 결과 전체적인 기호도에서는 1% CA 처리군이 가장 높았고 1% CA+1% ASM 처리군, 대조군 순이었으나 세 처리군 간에 5% 내에서 유의적 차이를 보이지 않았다. 본 결과를 통해 ASM 처리가 열처리 과정에서 기능성 성분과 생리활성의 저하를 억제해 주는 역할을 하는 것으로 나타났으며 새로운 산미료로서 활용할 수 있을 것으로 기대한다. This study was performed to minimize quality degradation of concentrated strawberry puree after 90°C for 5 min by heat treatment with citric acid (CA) and acidic sodium metaphosphate (ASM) as pH modifiers. The highest color value was 1% CA+1% ASM (13.027), followed by 1% CA (9.539) and control (6.905). Anthocyanin contents were also 1% CA+1% ASM (3.049 mg/100 g), 1% CA (1.140 mg/100 g), and control (0.757 mg/100 g) in sequence. The DPPH radical scavenging activities of control, 1% CA, and 1% CA+1% ASM were 58.148, 72.638, and 83.736%, respectively. The color values, anthocyanin contents, and DPPH radical scavenging activities were significantly different at P<0.05 between control and 1% CA+1% ASM treatment. For the results of overall preference for hedonic test, there was no significant difference at P>0.05 among the three samples. During heat treatment, quality degradation of concentrated strawberry puree was reduced by 1% CA+1% ASM treatment, which is expected for new acidulants.

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