• Title/Summary/Keyword: $Chlorophyll\-\

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LED배양조건에서 미세조류 Nannochloropsis oculata의 생산 효율성을 높이는 공정 최적화 (Optimized Processing Condition of Production of Nannochloropsis oculata under Light-emitting Diode (LED) Condition)

  • 이남규
    • 생명과학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.754-759
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    • 2017
  • 100 l scale 미세조류 배양 시스템은 LED 광을 기반으로 자체 제작하였으며 Nannochloropsis oculata를 f/2 medium에서 광도($100{\mu}mol/m^2/s$), 배양온도($20^{\circ}C{\pm}1^{\circ}C$), LD cycle (12 hr)으로 배양하였다. 그 결과 LED blue (475 nm)에서 $100{\mu}mol/m^2/s$의 광도, 24 mg/l의 nitrate 농도에서 100 l 대량배양 결과 최대 biomass인 1.07 g/l를 배양하였다. 이렇게 배양된 미세조류에서 유용물질을 추출의 위한 추출방법을 확보하고 나아가 산물의 추출, 농축 및 건조공정 기술을 최적화하고자 하였다. 추출은 물리적인 방법인 sonicator, homogenizer를 이용한 파쇄법과 화학적인 방법인 0.5M HCl 파쇄법을 이용한 결과 chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid 함량은 물리적인 파쇄법인 sonicator를 이용 시 1.6, 0.5, 0.3 mg/g cell, homogenizer 이용 시 1.0, 0.6, 0.2 mg/g cell로 측정되었다. 0.5M HCl의 화학적 파쇄법 이용 시 chlorophyll a, chlorophyll b 함량은 0.9, 0.8 mg/g cell으로 측정되었다. 파쇄시간당 추출되는 영양물질이 가장 높은 시간은 15 min 파쇄 시 3.6 mg/g cell로 측정되었으며 acetone, methanol, ethanol의 3가지 용매 중 acetone이 3.6 mg/g cell로 효과적이 용매로 측정되었다. 농축은 2종류의 연속원심분리장비(tubular type, disk type), 마이크로필터, 필터프레스 4종 장비를 이용하여 시험한 결과 마이크로필터, disk type 연속원심분리기, Tubular type 연속원심분리기의 경우 16.0, 1.1, 0.5 g/l의 순으로 시간당 수율을 확인하였다. 건조공정 최적화를 위하여 열풍건조기, 진공건조기, 분무건조기, 동결건조기 등의 4종 시생산설비를 이용해 미세조류의 시간당 회수율 분무건조기는 Dextrin 0.5 kg이 첨가되면 회수율이 80%이지만 순도가 떨어졌고 동결건조기 회수율은 60%로 측정되었다.

김의 가공 및 저장중의 품질변화 3. 배소 및 저장중의 색소, Trypsin 저해물질(TIS) 및 Dietary Fiber의 변화 (Quality Changes of Dried Lavers during Processing and Storage 3. Changes in Pigments, Trypsin Indigestible Substrates(TIS) and Dietary Fiber Content during Roasting and Storage)

  • 이강호;육지희;정인학;정우진
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.280-288
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    • 1990
  • 마른 김의 배소(焙燒) 및 배소김의 저장중에 일어나는 색소(chlorophyll a, carotenoid 및 biliprotein). Trypsin Tndigestible Substrate(TIS) 및 dietary fiber 등 성분들의 변화를 측정하고 색소단백, TIS 및 소화율과의 관계를 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다 1. 마른김을 $50,\;70,\;90,\;100,\;120^{\circ}C$ 에서 각각 1시간 가열처리하였을 때 chlorophyll a와 carotenoid는 비교적 안정하여 $120^{\circ}C$ 에서도 $85\%$이상의 잔존량을 보였다. 그러나 biliprotein은 매우 불안정하여 $70^{\circ}C$에서 $60\%$ $100\~120^{\circ}C$에서는 $20\~10\%$의 잔존량에 불과하였다. Chlorophyll a는 carotenoid보다 다소 안정하였고 biliprotein 색소중에서는 phycoerythrin보다 phycocyanin이 더 불안정하였다. 2. TIS는 열에 대하여 비교적 안정하였는데 $100^{\circ}C$ 이상에서 $10\%$감소하였고 소화율은 대조시료가 $80\%,\;100^{\circ}C$ 처리시료에서는 $85\%$로 증가하였다. TIS의 감소와 소화율의 증가는 색소 단백의 감소와 상관관계를 보였다. 3. 열처리중에 insoluble dietary fiber(IDF)가 다소 감소하는 경향을 보였으나 온도별 영향은 크지 않은 반면에 soluble dietary fiber(SDF)는 열처리 온도가 높을수록 다소 증가하는 경향을 보였다. 4. 배소김을 실온에서 20주간 저장하였을 때 chalorophyll a는 aw 0.65의 경우 약 $20\%$ aw 0.1에서는 $75\%$이상, carotenoid의 경우 aw 0.1일때 $40\%$, aw 0.65일 때 $2\%$ 정도와 잔존량을 보여 저장중 크게 감소하는 반면, biliprotein 색소는 안정하였다. 5. 저장중 TIS는 aw 0.65일 때 $15\%$ 정도가 감소하였고 같은 조건에서 소화율은 $92\%$로 증가하여 TIS와 소화율과의 관계를 나타내었고 SDF는 점차 증가하여 12주 경부터 상당한 변화를 보였다.

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몇 생리적(生理的) 특성(特性)을 이용(利用)한 제일대(第一代) 잡종(雜種) 포플러, Populus alba×Populus glandulosa F1의 우량(優良) clone 선발(選拔)에 관(關)한 연구(硏究) (A Technique for Selecting Superior Populus alba×Populus glandulosa F1 Clones with Some Physiological Characters)

  • 김갑태;이돈구
    • 한국산림과학회지
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    • 제59권1호
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    • pp.15-30
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    • 1983
  • 제일대(第一代) 잡종(雜種) 포플러 Poulus alba${\times}$Populus glandulosa $F_1$의 우량(優良) clone을 선발(選拔)하기 위해, 서울대학교(大學校) 농과대학(農科大學) 묘포장(苗圃場)에서 밀식재배(密植栽培)(20.000본(本)/ha)한 1,2년생(年生) 각각(各各) 13,15 clones을 대상(對象)으로 생장(生長)과 생장(生長)에 관련(關聯)된 몇 생리적(生理的) 특성(特性)을 조사(調査), 비교(比較)하였다. 개체당(個體當) 건중량(乾重量), 엽면적(葉面積), 단위엽면적당(單位葉面積當) 엽록소(葉綠素) 함량(含量)에 있어서 2년생(年生) clone들 간(間)에는 고도(高度)의 유의차(有意差)가 인정(認定)되었으나, 1년생(年生) clone들에 있어서는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다. 개체당(個體當) 건중량(乾重量)과 개체당(個體當) 엽면적(葉面積)과의 상관관계(相關關係)는 r=0.865, 개체당(個體當) 건중량(乾重量)과 개체당(個體當) 엽록소함량(葉綠素含量)과의 상관관계(相關關係)는 r=0.888로 고도(高度)의 상관(相關)이 인정(認定)되었으며, 개체당(個體當) 건중량(乾重量)과 개체당(個體當) 광합성능력(光合成能力)과의 상관관계(相關關係)에서는 r=0.745로 비교적(比較的) 높은 상관(相關)이 인정(認定)되었다. 1년생(年生) clone의 엽부위별(葉部位別) 엽단위면적당(葉單位面積當) 광합성능력(光合成能力)과 엽록소함량(葉綠素含量)은 엽순서(葉順序)가 증가(增加)함에 따라 증가(增加)하여 28번째와 33번째 엽(葉)에서 각각(各各) 최대치(最大値)를 보였으며 그후 아래엽(葉)으로 내려올수록 감소(減少)하는 경향(傾向)을 보였다. Clone 68-1-54, 66-26-55, 65-22-11 등(等)은 개체당(個體當) 엽면적(葉面積), 단위면적당(單位面積當) 엽록소함량(葉綠素含量) 및 광합성능력(光合成能力)으로 보아 다른 clone들 보다 양호(良好)한 생장능력(生長能力)을 보였다. 제일대잡종(第一代雜種) 포플러, Populus alba${\times}$Populus glandulosa $F_1$ 유시(幼時) 생장량(生長量)은 개체당(個體當) 엽면적(葉面積)이나 개체당(個體當) 엽록소함량(葉綠素含量)으로 추정(推定)할 수 있었으며, 이러한 사실(事實)로 보아, 엽면적(葉面積)과 엽록소함량(葉綠素含量)의 측정치(測定値)는 본(本) 잡종(雜種) 포플러의 우량(優良) clone을 선발(選拔)하는 하나의 기준(基準)으로 사용(使用)될 수 있다.

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건조스트레스에 의한 오이와 토마토 공정육묘의 광화학적 지표 해석 (The Assessment of Photochemical Index of Nursery Seedlings of Cucumber and Tomato under Drought Stress)

  • 함현돈;김태성;이미현;박기배;안재호;강동현;김태완
    • 환경생물
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    • 제36권4호
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    • pp.479-487
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    • 2018
  • 본 연구는 엽록소형광반응 분석을 이용하여 건조스트레스에 의한 공정육묘의 광화학적 활력을 분석하였다. 토마토와 오이 공정육묘를 8일 동안 건조스트레스 처리를 하였다. 엽록소형광반응(OJIP)과 매개변수 분석을 통해 건조스트레스로 인한 작물의 광화학적 변동을 평가하였다. 엽록소 형광반응(OJIP) 분석 결과, 토마토는 처리 후 5일부터 최대 형광량(P)이 감소한 반면 J-I 단계에서는 엽록소 형광량이 증가하였다. 따라서 생리적 활력이 감소한 것을 알 수 있었다. 오이의 경우 처리 후 4일부터 최대 형광(P) 및 변동 형광량($F_V$)이 낮아지고 J-I 단계의 엽록소 형광 수치가 증가하였다. 엽록소 형광 매개변수 분석한 결과 토마토는 처리 후 5일부터 특히 $ET2_O/RC$$RE1_O/RC$가 감소하면서 광계II와 광계I의 전자전달효율이 유의적으로 낮아진 것으로 보인 반면 오이는 처리 후 4일부터 $ET2_O/RC$$PI_{ABS}$가 상당히 변화하였다. 결론적으로 $F_V/F_M$, $DI_O/RC$, $ET2_O/RC$, $RE1_O/RC$, $PI_{ABS}$, $PI_{TOTAL}ABS$ 6개의 지표가 공정육묘의 건조스트레스를 판단하는 지표로 선정되었다. 건조스트레스지수(DFI)를 통해 건조스트레스로 인한 작물별 건전성 평가를 하였고 오이의 경우 토마토에 비해 건조 저항성이 낮은 것으로 판단되었다.

분광 영상을 이용한 사과나무 잎의 질소 영양 상태 진단 (Diagnosis of Nitrogen Content in the Leaves of Apple Tree Using Spectral Imagery)

  • 장시형;조정건;한점화;정재훈;이슬기;이동용;이광식
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.384-392
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    • 2022
  • 본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 데이터는 사과나무 '홍로/M.9' 2년생을 대상으로 고해상도 RGB와 초분광 센서로 촬영 후 영상처리를 통해 취득하였다. 식물체 데이터는 촬영이 끝난직후 엽록소와 잎 질소 함량을 측정하였다. 엽록소 측정기의 SPAD meter, RGB 센서의 개별 파장, 컬러 식생지수 및 초분광 센서의 214개의 파장과 식물체 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 엽록소와 잎 질소 함량 데이터는 시기와 상관없이 질소 시비량에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 잎은 시기가 지나면서 잎에 있던 영양분이 과실로 전이되어 색이 옅어졌으며 RGB센서의 경우 Red파장에서 시기와 상관없이 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 초분광 센서의 경우 두 시기 모두 질소 시비 수준에 따라 가시광 영역보다 비가시광 영역에서 차이가 크게 나타났다. 반사값를 이용하여 식물체 특성의 예측 모델 결과 엽록소, 잎 질소함량 모두 초분광 데이터를 이용한 부분최소제곱회귀분석을 이용하였을 때 성능이 가장 높게 나타났다(chlorophyll: 81% / 63%, leaf nitrogen content: 81% / 67%). 이러한 원인은 RGB 센서에 비해 초분광 센서는 좁은 FWHM과 400-1,000nm의 넓은 파장 범위를 가지고 있어 질소 결핍에 의한 스트레스로 인해 작물의 분광학적 해석이 가능했을 것으로 판단된다. 추후 분광학적 특성을 이용하여 전 생육 시기의 수체 생리, 생태 모델 개발 및 검증 그리고 병해충 진단 등 연구를 통해 고품질, 안정적인 과실 생산 기술 개발에 기여될 것으로 사료된다.

무인항공기 기반 다중분광영상을 이용한 낙동강 Chlorophyll-a 및 녹조발생지수 분석 (Analysis of Chlorophyll-a and Algal Bloom Indices using Unmanned Aerial Vehicle based Multispectral Images on Nakdong River)

  • 김흥민;최은영;장선웅
    • 한국지리정보학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.101-119
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    • 2022
  • 기존의 녹조 모니터링은 현장 채수에 의한 국지적인 조사로 인해 녹조 발생 및 확산 규모 등에 대한 공간적 분포 파악에 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 무인항공기 및 다중분광센서를 이용하여 녹조 모니터링을 수행하고, 녹조 분포 현황 자료를 산출하고자 하였다. 조류 우심구간인 낙동강 하류에 위치한 물금·매리 구간을 대상으로 현장조사 및 다중분광영상 촬영을 수행하였다. 현장 채수 시료의 Chlorophyll-a(Chl-a) 값과 분광지수(Spectral Index)들의 상관관계로 도출한 Chl-a 추정식을 비교 분석하였다. 그 결과 분광지수 중 Maximum Chlorophyll Index(MCI)가 가장 높은 통계적 유의성(R2=0.91, RMSE=8.1mg/m3)을 나타냈다. Chl-a 농도가 가장 높은 2021년 08월 05일 영상에 MCI를 적용하여 녹조 분포 지도를 작성하였고, 이로부터 산출한 수계 면적은 1.7km2이며, 조류경보제 발령 단계 중 경계(Warning) 면적은 1.03km2(60.56%), 대발생(Algal Bloom) 면적은 0.67km2(39.43%)를 나타내었다. 또한 연구기간 동안(2021년 07월 01일~2021년 11월 01일) 취득된 영상 내 "경계" 이상에 해당하는 영역에 대한 발생 일수를 계산한 결과, 하천 전 구간에서 최소 12회에서 최대 19회까지 "경계" 이상의 Chl-a 농도가 관측되었다. 본 연구에서 산출한 다중분광영상의 Chl-a 농도와 녹조발생지수는 녹조에 대한 공간적 분석이 용이하므로 조류경보제와 같은 현장 채수 위주의 지점 단위 자료를 보완할 수 있을 것으로 기대된다.