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호염 미생물(Haloarcula vallismortis) 용해물의 자외선유발 피부변화에 대한 효과 (Effect of Halophilic Bacterium, Haloarcula vallismortis, Extract on UV-induced Skin Change)

  • 김지형;신재영;황승진;김윤선;김유미;길소연;진무현;이상화
    • 대한화장품학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.341-350
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    • 2015
  • 피부는 외부 유해물질로부터 내부기관을 보호하는 장벽기능을 하는 대표적인 기관으로 자외선(ultraviolet radiation, UV), 중금속, 각종 산화 물질들과 같은 외부의 위협에 항상 노출되어 있어 손상을 받기 쉽다. 특히 자외선 B (UVB)는 진피의 상부까지 도달하여 화상이나 홍반과 같은 염증반응을 일으키며 멜라닌 생성을 촉진시켜 색소 침착을 유발한다. 지나친 자외선 B의 피부세포로의 유입은 각질세포 및 진피 섬유아세포의 DNA손상을 야기하고, 세포외기질의 합성을 방해하여 피부탄력감소, 주름생성, 진피 결합조직의 손상과 함께 피부장벽을 붕괴시켜 노화를 일으키며, 장기간 노출 시 심각한 피부 병변으로 이어져 피부세포 사멸 및 종양의 발생으로까지 이어진다. Haloarcula vallismortis는 사해로부터 분리 동정한 미생물로 호염성 고생물의 생장적 특징은 아직 자세히 연구된 바는 없다. 대게 10% 이상의 염도에서 자라는데 실제 생장염도는 평균 20 ~ 25% 염도에서 자란다. 염도가 높은 호수나 염전에서 주로 발견되기 때문에 강한 햇빛에 대한 방어기작이 존재한다. 그중 하나로 다른 ATP를 생성하기 위한 bacteriorhodopsin외에 halorhodopsin이라는 색소를 이용, 광자(photon)를 흡수하고 염화이온 채널을 개방시켜 생기는 전위차를 이용해 추가로 에너지를 생산한다. 또 carotenoid 색소로 인해 농도가 높을시 분홍색 또는 빨간색을 띄는 특징이 있는데 이것이 강한 자외선에 대한 방어기작을 할 것이라고 여겨진다. 본 연구는 호염성 고세균이 자외선을 에너지 소스로 이용하는 특성을 이용하여 자외선으로부터 피부를 방어하는 방법을 개발하고자 이들의 피부각질세포에서 자외선에 의한 항염 효과 및 DNA 손상 방어 효과를 확인하였다. 그리고 이들을 천연 자외선 차단제의 소재로서 사용할 수 있음을 확인하였다.

식량증산을 위한 유휴사지(遊休砂地) 및 사질계(砂質系) 농지(農地) 활용(活用)에 관한 기초적(基礎的) 연구(硏究) -1. 수도(水稻)의 사지재배(砂地栽培)에 관한 연구(硏究) (Studies on the utilization of sandy barren lands and sandy farm lands of low productivity -1. Studies on growing rice-plant in sandy barren lands)

  • 김용철;최규호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.33-38
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    • 1976
  • 전국(全國)에 널리 분포(分布)한 유휴사지(遊休沙地)를 활용(活用)하여 식량증산(食糧增産)을 도모하고 사질계농지(沙質系農地)의 생산성(生産性)을 제고(提高)할 기초적연구(基礎的硏究)로서 수도(水稻)의 사지재배시험(沙地栽培試驗)을 다음과 같이 실시(實施)하였다. 1. 불모사토(不毛沙土)에 수도(水稻)(품종(品種) IR667)를 재배(栽培)하였고 재배법(栽培法)은 사토(沙土)의 양수분보축역(養水分保蓄力)을 보완(補完)하기 위하여 저농도(低濃度)의 양액(養液)을 연속(連續) 자동공급(自動供給)하고 삼투량(渗透量) 및 증발량(蒸發量)을 최소(最少)로 하는 방법(方法)(관비농법(灌肥農法))을 사용(使用)하였다. 2. 물 못자리묘(苗)를 사용(使用)하였기 때문에 활착(活着)에 시간(時間)이 걸리었으나 활착후(活着後)의 생육(生育)은 왕성(旺盛)하고 출수후(出穗後) 소엽(小葉), 후엽(厚葉), 다엽(多葉), 직립(直立), 총생(叢生)의 전형적(典型的) 다수(多收) 모형(草型)을 나타냈다. 3. 사지적응성(沙地適應性)은 품종간(品種間)의 차이(差異)가 있고 재래종(在來種) 보다 IR계통(系統)이 큰 것으로 보인다. 4. 사지재배(沙地栽培) 수도(水稻)는 출수후(出穗後) 하엽고사(下葉枯死)가 거의 전무(全無)하고 세근(細根)이 많은 왕성(旺盛)한 근계(根系)를 형성(形成)하고 있다. 채용(採用)한 재배법(栽培法)(관비농법(灌肥農法))은 작물(作物)뿌리에 의한 흡수량(吸收量)과 평형(平衡)을 이룬 양액공급량(養液供給量)으로써 삼투손실량(渗透損失量) 등을 최소(最少)로 함을 목표로 하기 때문에 수도전체요수량(水稻全體要水量) 내지 용수량(用水量)을 적지할 수 있을 뿐 아니라, 토양유기물(土壤有機物)을 필요(必要)로 하지 않기 때문에 이와 경합(競合)되는 산소공급능(酸素供給能) 내지 양수분이동성(養水分易動性)을 최대(最大)로 할 수 있어 활력(活力)이 큰 왕성(旺盛) 근계(根系)와 생육후기(生育後期)에도 고사(枯死)가 없는 하엽(下葉)을 이루게 한 것으로 보인다. 5. 질소, 인산, 칼리만을 관비(灌肥)로써 공급한 것 보다 칼슘과 마그네슘을 미리 공급한 것이(규산석회 및 용성인비) 포기당줄기수, 줄기당알수 및 10a당 수량(收量)이 월등하다. 6. 일반(一般)재배보다 1개월 늦게 이앙(移秧)하여 완전임실(完全稔實)까지는 이루지 못하였으나 9월 중순(中旬) 수량조사(收量調査)로 10a당, 최고 510kg 까지의 결과(結果)를 거두었다. 7. 수도(水稻)의 사토재배(沙土栽培)를 기하며 채용(採用)한 재배법(栽培法)은 관비자동공급(灌肥自動供給)을 위한 시설상각비(施設償却費)가 일반재배(一般栽培)에 비하여 부가되지만 경운(耕耘), 중운(中耕), 제초(除草), 시비(施肥)등 노력(勞力)에 있어 절감(節減)되기 때문에 경제성(經濟性)에 대하여 유리(有利)한 전망(展望)을 내릴 수 있으나 앞으로 검토할 문제이다.

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고농도 용액에서 Layered Copper Hydroxides의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Layered Copper Hydroxides in Highly Concentrated Solution)

  • 남대현;최충렬;김광섭;서영진;박만
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.872-879
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    • 2010
  • LCHs는 높은 구리함량 뿐만 아니라 고결정도, 음이온교환능력 및 규칙적인 층상 구조 등을 가지고 있어 살균제로 활용가능성이 높다. 본 연구에서는 최초로 고농에서 LCHs를 합성하였으며, 다양한 반응인자에 따른 결정학적 및 물리적 특성을 규명하여 최적조건을 설정하였다. $Cu(NO_3)_2$ 용액에 NaOH 용액을 첨가하여 합성된 LCHs의 결정성은 후숙시간에 따라 약간 증가하였으나, 0.5시간 이후에는 거의 변화가 없었다. 반응온도에 따른 LCHs의 XRD 피크의 강도 및 패턴은 매우 유사하였으나, LCHs 현탁액의 안정성은 반응온도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. LCHs의 결정성은 반응용액의 pH가 높아질수록 증가하였으나, pH 9.0 이상에서는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 반응용액의 pH에 따라 LCHs 현탁액의 색상과 안정성이 다양하게 변화되었다. $Cu(NO_3)_2$ 농도가 증가할수록 반응용액의 점성이 증가되었으며, LCHs의 결정성은 상대적으로 낮아졌다. NaOH 용액 5.0 M에서 합성된 LCHs의 결정성은 뚜렷하게 감소하였으나, 현탁액의 안정성은 NaOH 농도가 높아질수록 증가하였다. 그러므로 LCHs의 최적 합성조건은 후숙 2시간, 반응온도 $25^{\circ}C$, 반응용액의 pH 6.0, $Cu(NO_3)_2$ 및 NaOH 용액의 농도는 3.0 M 이었다. 최적 반응조건에서 합성된 LCHs는 골격구조를 형성하는 OH, 층간의 $H_2O$$NO_3$로부터 기인하는 흡수 band가 FT-IR 분석에서 뚜렷하게 나타났다. LCHs의 탈수 및 결정구조의 파괴는 $206{\sim}246^{\circ}C$의 매우 좁은 온도범위에서 발생하였으며, 무게감량이 31.8%로서 이론적인 값인 33.6%와 비슷하게 나타났다. $25^{\circ}C$에서 합성된 LCHs는 0.2~0.8 ${\mu}m$ 크기의 plate 형태를 나타내었으나, 반응온도 및 반응용액의 pH가 증가할수록 입자 크기가 증가할 뿐만 아니라 그들의 입자모양도 변화되었다. 무기 구리제의 병원균에 대한 작용기작은 식물체 표면에 처리된 구리제가 건조 후 엷은 막을 형성하고, 공기 중의 이산화탄소나 탄산을 함유한 빗물, 이슬, 식물체 또는 미생물의 분비물에 의해 가용성의 구리염으로 변화되어 방출된 구리이온이 병원균과 접촉하여 효과를 발현한다. 따라서 작물보호제 처리 시 식물체 표면 흡착이 증가할수록 방제효율은 증가되며, 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 식물표면 흡착은 증가한다. 그러므로 본 연구에서 합성된 HDCS는 합성공정이 간단하며, 고농도에서도 합성이 가능할 뿐만 아니라 입자크기가 작고 현탁액의 안정성이 높기 때문에 구리 살균제로서의 활용가능성이 높은 것으로 판단되었다.

가시광선하에서 황화물계 광촉매를 이용한 로다민 B의 광분해 반응기구에 대한 비교 연구 (Comparative Studies on Mechanism of Photocatalytic Degradation of Rhodamine B with Sulfide Catalysts under Visible Light Irradiation)

  • 이승현;정영재;이종민;김대성;배은지;홍성수;이근대
    • 청정기술
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    • 제25권1호
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    • pp.46-55
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    • 2019
  • CdS 및 CdZnS/ZnO를 침전법으로 제조하여 가시광선하에서의 로다민 B의 광분해 반응에 대한 광촉매로 이용하였다. 제조된 광촉매들은 X선 회절분석기와 UV-vis 확산반사 분광법 등으로 특성을 분석하였으며, 그 결과 원하는 결정구조를 지닌 광촉매들이 생성되었으며 또한 CdS 및 CdZnS/ZnO 두 가지 광촉매 모두 자외선뿐만 아니라 가시광선 영역의 빛도 효율적으로 흡수함을 알 수 있었다. 여러 종류의 활성 화학종에 대한 포집제들을 첨가하면서 각각의 광촉매에 대한 활성을 조사하였으며, 특히 두 가지 촉매상에서의 반응기구 차이점에 중점을 두고 고찰하였다. 이때 $CH_3OH$, KI 및 p-benzoquinone을 각각 ${\cdot}OH$ 라디칼, 광여기 정공 그리고 ${\cdot}O_2{^-}$ 라디칼에 대한 포집제로 이용하였다. 각각의 광촉매상에서는 서로 다른 반응기구에 의해서 반응이 진행되는 것으로 나타났다. CdS 광촉매 반응에서는 ${\cdot}O_2{^-}$ 라디칼이 그리고 CdZnS/ZnO 광촉매 반응에 있어서는 광여기 정공이 중요한 역할을 하는 것으로 판단되며, 따라서 CdS와 CdZnS/ZnO 각각의 광촉매상에서는 발색단 골격의 탈알킬화 반응 및 발색단 콘쥬케이트 구조의 절단 과정을 통하여 반응이 우선적으로 진행된다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 CdS, CdZnS 그리고 ZnO 각각 반도체들의 전도대와 가전자대의 띠끝 전위와 활성 화학종 생성에 대한 산화환원 전위의 차이에 주로 기인한 것으로 생각된다.

고려말 사경의 감지(紺紙) 재현과 수리 - 이화여자대학교 소장 감지은니묘법연화경을 중심으로 - (The Restoration and Conservation of Indigo Paper in the Late Goryeo Dynasty: Focusing on Transcription of Saddharmapundarika Sutra(The Lotus Sutra) in Silver on Indigo Paper, Volume 7)

  • 이상현
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제54권1호
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    • pp.52-69
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    • 2021
  • 고려시대의 사경은 어느 시기보다도 정교하고 화려한 기록물로 우리나라 서지학상 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 그 가운데에서도 감지(紺紙) 바탕에 제작된 사경은 장식성과 귀족들이 선호하였을 법한 품위와 격을 여지없이 보여주는 예라고 할 수 있다. 특히 이 시기에 제작된 많은 양의 사경들은 감지에 권자본(卷子本)과 절첩본(折貼本)의 장황 형태가 대표적인 것이다. 권자본은 유연성이 보장되지 않으면 그 자체가 갖는 구조적 한계 때문에 취급에 있어 불편함과 손상을 야기한다. 이를 보완하기 위해 절첩 형태로 바꿔 제작함으로써 편의성과 구조적인 안정성을 꾀하여 단점을 극복할 수 있게 되었다. 절첩 형태는 병풍의 형태와 유사하여 접었다 펼 수 있는 구조로 한 면의 크기에 맞추어 규칙적으로 연결되어 만들어진 것이다. 아무리 작은 크기라 하더라도 얇은 한지로 제작하면 취급에 어려움이 따르고, 형태를 유지하기 힘든 구조라고 볼 수 있다. 이러한 이유로 통상 절첩형의 사경은 두꺼운 종이로 만들어 첩의 구조를 지탱할 수 있는 힘을 가지도록 하였으며, 표지는 내지보다 더 두껍게 제작되어 내지를 보호할 수 있도록 하였다. 즉, '절첩형'은 종이에 두께를 주어 강도를 유지해야 하는 특성에 맞게 제작되는 것이 일반적이다. 그렇기 때문에 많은 양의 한지를 진하게 염색 가공하는 것은 오롯이 장인의 몫이 될 수밖에 없었다. 비단에 비해 흡수량이 몇 배 이상이고, 수십 차례 염색을 하여야만 진한 감색을 얻을 수 있는 '감지 제작 기법'은 구체적으로 문헌에 남아 있지 않고, 기법도 명맥이 끊긴 지 오래이다. 최근 한지장인과 천연염색가, 수리복원가에 의해 제각기 시도는 되고 있으나 유물에서 보이는 질감과 깊은 색감은 도저히 흉내낼 수 없다. 본 연구에서는 고려 말 사경을 보존 처리하기 위해 실제 유물에 적합한 보강지를 제작하는 과정에서 염색장과 한지장, 그리고 수리복원가의 협업으로 고려시대 감지를 재현하는 일련의 과정을 소개하고, 감지의 재현·제작 방법을 유추해보고자 한다.

완충재-근계암반 상호작용을 고려한 압축 벤토나이트 완충재 침식 및 파이핑 연구 현황 및 주요 영향인자 도출 (Review of Erosion and Piping in Compacted Bentonite Buffers Considering Buffer-Rock Interactions and Deduction of Influencing Factors)

  • 홍창호;김지원;김진섭;이창수
    • 터널과지하공간
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    • 제32권1호
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    • pp.30-58
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    • 2022
  • 고준위방사성폐기물 심지층처분장은 공학적방벽과 천연방벽의 다중방벽으로 이루어져 있으며 각 방벽재 사이의 상호작용에 의해 처분시스템의 전반적인 장기 건전성이 영향을 받게 된다. 특히 공학적방벽재인 압축 벤토나이트 완충재와 천연방벽인 근계암반의 상호작용에 의한 완충재의 침식 및 파이핑 현상은 사용후핵연료의 붕괴열 발산, 지하수 유입 저지 및 핵종 이동 저지의 역할을 수행하는 완충재의 성능을 저하시키기 된다. 처분 초기에 벤토나이트 완충재가 흡수할 수 있는 물의 양보다 많은 유량이 근계암반의 절리로부터 유입되면 잉여 지하수로 인한 수압이 발생하고 이로 인해 완충재 자체 및 갭채움재 주변으로 파이핑 현상이 발생할 수 있다. 또한 지하수와 벤토나이트 완충재의 물리-화학적 상호작용으로 인하여 완충재의 표면의 팽윤 및 겔/졸화로 인하여 완충재의 표면에서 침식이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 침식 및 파이핑 현상이 발생하는 조건과 이로 인한 완충재의 건전성을 명확하게 평가하는 것이 처분장의 장기건전성 평가를 위해 반드시 필요하다. 처분선진국들에서는 주로 실내 및 공학규모 실험이 수행되고 있으며 일부 전산 모델 개발이 진행되고 있는 상황이지만 실험에서 관측된 현상들을 복합적으로 모사할 수 있는 전산 모델은 개발되지 않았다. 국내에서도 다양한 침식/파이핑 시나리오에 대한 연구나 열-수리-역학-화학적 복합거동을 고려한 연구는 수행되지 않았다. 본 기술 보고에서는 현재까지 수행된 국내외 벤토나이트 침식 및 파이핑 연구와 이들이 주로 고려한 영향인자를 파악하였다. 실험값을 검증하기 위해 제안된 전산 모델들을 소개하고 향후 완충재 침식 및 파이핑 현상 규명을 위한 연구 수행 방향에 대해 정리하였다. 본 논문에서 검토한 다양한 시험 및 모델링 사례를 바탕으로 향후 국내 심층처분장환경을 고려한 압축 벤토나이트 완충재 침식 및 파이핑 관련 연구가 필요하다고 판단된다.

KOMPSAT-3/3A 영상 기반 하천의 탁도 산출 연구 (A Study on the Retrieval of River Turbidity Based on KOMPSAT-3/3A Images)

  • 김다희;원유준;한상명;한향선
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1285-1300
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    • 2022
  • 탁도는 부유물질에 의한 빛의 산란 또는 흡수로 인한 수체의 흐림을 나타내는 수치로 수질 관리 분야에서 중요 지표로 활용되고 있다. 탁도는 소규모의 하천에서 변동성이 심할 수 있으며, 이는 국가하천의 수질에 직접적으로 영향을 준다. 따라서 고해상도의 탁도 공간정보 산출은 매우 중요하다. 이 연구에서는 Korea Multi-Purpose Satellite-3 및 -3A (KOMPSAT-3/3A) 영상으로부터 한강 수계 하천의 고해상도 탁도 매핑을 위한 eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) 알고리즘 기반의 탁도 산출 모델을 개발하였다. 이를 위해 총 24장의 KOMPSAT-3/3A 영상과 150장의 Landsat-8 영상으로부터 계산된 대기 상단(Top Of Atmosphere, TOA) 반사율을 활용하였으며, Landsat-8 TOA 반사율은 KOMPSAT-3/3A의 관측 파장 대역에 적합하도록 교차검보정을 수행하였다. 국가수질자동관측망에서 측정된 탁도를 탁도 산출 모델의 참조자료로 사용하였고, 입력 변수로는 탁도가 실측된 위치에서의 TOA 분광반사율과 탁도 분석에 널리 이용되어 온 분광지수인 정규식생지수, 정규수분지수, 정규탁도지수, 그리고 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)의 대기 산출물(에어로졸 광학 두께, 수증기량, 오존)을 사용하였다. 또한 고탁도와 저탁도에 대한 KOMPSAT-3/3A TOA 분광반사율을 분석하여 탁도를 설명할 수 있는 새로운 정규탁도지수(new normalized difference turbidity index, nNDTI)를 제안하였고, 이를 탁도 산출 모델에 입력 변수로 추가하였다. XGBoost 기반 탁도 산출 모델은 현장관측 탁도와 비교하여 2.70 NTU의 평균 제곱근 오차(root mean square error, RMSE) 및 14.70%의 정규화된 RMSE(normalized RMSE)를 가지는 탁도를 예측하여 우수한 성능을 보였으며, 이 연구에서 새롭게 제안한 nNDTI가 탁도 산출에 있어 가장 중요한 변수로 사용되었다. 개발된 탁도 산출 모델을 KOMPSAT-3/3A 영상에 적용하여 하천 탁도를 고해상도로 매핑하였으며, 탁도의 시공간적 변동에 대한 분석이 가능하였다. 이 연구를 통하여 고해상도의 정확한 탁도 공간정보 산출에 KOMPSAT-3/3A 영상이 매우 유용함을 확인할 수 있었다.

서해 최북단 섬 백령도의 인삼 재배 현황 (Cultivation of Ginseng in Baengnyeongdo, the Northernmost Island of the Yellow Sea in South Korea)

  • 조대휘
    • 인삼문화
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    • 제4권
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    • pp.128-141
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    • 2022
  • 백령도는 인천광역시 옹진군에 속한 대한민국의 서해 최북단의 섬이고 면적은 51km2로 우리나라 섬 중에서 15번째로 크다. 1996년에 당시 한국담배인삼공사와 한국인삼연초연구소가 백령도에서 인삼의 재배 가능성을 조사하였다. 1997년에 옹진군의 재배 비용 지원에 힘입어 백령도에서는 최초로 인삼 묘포가 조성되었고, 1999년에 한국담배인삼공사와의 계약에 의해 밭에 묘삼(苗蔘)을 이식하였다. 2003년 본포에서 5년간 재배된 6년생의 첫 수확이 있었고 생산된 전량을 한국인삼공사에서 수매하였다. 이후 한국인삼공사는 2012년까지 2년생 밭을 계약하여 6년생이 된 2016년 가을까지 해당 밭에서 생산된 인삼을 수매하였다. 이후 2014년부터는 김포파주인삼농업협동조합과 계약하여 인삼을 생산하고 있다. 백령도의 6년생 재배 밭 9개소(총 5,961칸)를 조사한 결과 생육이 양호한 상위 5개소는 생존주율(生存株率)이 42.6~68%이고 생육이 부진한 하위 4개소는 생존주율이 11.1~21.3%로 매우 저조하였다. 생존주율이 저조한 4개소는 공통으로 전작물(前作物)이 다비성 작물인 고추였다. 고추재배 시 처리된 퇴비나 거름으로 인하여 토양에 질소 성분이 과잉 남아 인삼 뿌리를 썩게 하였을 것으로 판단된다. 전체 인삼밭의 평균 잎점무늬병 발병엽율(發病葉率)은 8.6%이었는데, 6년생 6개소는 1.1~4.7%로 발병엽율이 낮았으나 다른 3개소는 16.7~20.9%로 높게 나타났다. 결주(缺株)와 잎점무늬병 발병이 많은 것은 육지보다 적은 강우량 때문에 해가림 피복을 비가 새는 차광망으로 설치한 것이 원인으로 추정된다. 한편, 황갈색 반점형 황증이 3% 발생한 밭이 있었는데 토양 중 철 성분이 과잉으로 존재하여 인삼에 과다하게 흡수되었기 때문으로 추정된다. 백령도 인삼재배에서 생산성을 증대시키기 위해서는 토양에 대한 이화학적 분석 결과를 토대로 해서 과학적 방법으로 예정지 관리를 강화하여야 하며, 비가 새지 않는 차광지로 해가림하고, 점적관수 시설을 설치하는 등 백령도에 적합한 인삼경작법을 개발해야 할 것으로 생각된다. 백령도의 아름다운 자연환경에 인삼제품과 음식을 특화하여 인삼이 백령도의 새로운 발전 동력이 되기를 기대한다.

중금속 처리한 토양에서 참김의털의 생육특성과 중금속 흡수능력 평가 (Evaluation of Growth Characteristics and Heavy Metal Absorption Capacity of Festuca ovina var. coreana in Heavy Metal-Treated Soils)

  • 양금철
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제9권4호
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    • pp.259-268
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    • 2022
  • 본 연구는 장기간 중금속 오염에 노출된 폐 석탄매립지에 생육하고 있는 참김의털 (Festuca ovina var. coreana) 종자를 채집하고 발아한 유식물을 가지고 온실 재배 실험을 통해 생육특성과 중금속축적능을 평가하고 식물정화법 (phytoremediation) 적용 가능성을 위해 수행하였다. 참김의털을 온실에서 인공적으로 오염된 토양에서 12 주 동안 재배하였다. 비소처리 인공토양의 농도구배는 각각 25, 62.5, 125, 250 mg/kg, 납 농도는 200, 500, 1000, 2000 mg/kg 및 카드뮴의 농도는 각각 15, 30, 60, 100 mg/kg로 처리하여 실험하였다. 비소, 납 및 카드뮴 처리구에서 참김의털의 엽수는 납 처리구 (200, 500, 1000 mg/kg)를 제외하고 대조구보다 모두 감소하였고, 지상부의 길이 성장은 비소 처리구 모두에서 대조구보다 증가하였으나 지하부는 모두 감소하였고, 1000 및 2000 mg/kg 납 처리구에서는 대조구보다 증가하였으나 나머지 처리구에서는 대조구보다 모두 감소하였고, 카드뮴 처리구의 경우, 지상부는 대조구보다 모두 증가하였고, 지하부는 모두 감소하였다. 비소 처리구의 경우, 생체량은 모든 부위와 모든 농도에서 대조구보다 감소하였고, 200, 500, 1000 mg/kg 납 처리구는 지상부와 지하부 모두에서 대조구보다 생체량이 증가하였고, 카드뮴 처리구에서는 지상부와 지하부의 생체량이 대조군보다 모두 감소하였다. 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 엽수와 식물부위별 생체량은 모두 감소하는 경향을 보였고, 중금속의 처리구 농도가 높아질수록 지상부의 길이 성장은 소폭 증가하는 경향이 있으나 지하부는 다소 감소하는 경향이 있었다. 62.5 mg/kg 비소 처리구의 지상부, 지하부의 비소축적농도는 9.4 mg/kg와 253.3 mg/kg로 지하부가 26.9배로 축적율이 높았으며 250 mg/kg 비소 처리구의 지상부는 고사한 반면 지하부의 비소축적농도는 859.1 mg/kg로 분석되었고, 2,000 mg/kg 납 처리구에서 지상부와 지하부는 10,308.1 및 11,012.0 mg/kg로 지상부가 지하부의 1.1배 높게 축적되었고, 100 mg/kg 카드뮴 처리구에서 지상부와 지하부는 176.0 및 287.2 mg/kg로 지하부가 지상부의 1.6배 높게 축적되었다. 참김의털의 내성평가 결과, 비소, 납, 카드뮴의 모든 처리구에서 고사하지 않고 생장을 유지하여 3종의 중금속에 다재내성이 확인되었다. 참김의털의 납 오염토양에 대한 식물추출 (phytoextraction)은 납 오염농도 2,000 mg/kg까지 적용할 수 있는 식물종으로 검증되었다.

장수풍뎅이 유충 추출물이 고지방산 처리 골격근세포의 인슐린 저항성에 미치는 영향 (The effects of Allomyrina dichotoma larval extract on palmitate-induced insulin resistance in skeletal muscle cells)

  • 김경;심미성;곽민규;장세은;오윤신
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제55권4호
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    • pp.462-475
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    • 2022
  • 본 연구는 팔미트산으로 인슐린 저항성을 유도한 C2C12 근육세포주에서 ADLE의 인슐린 저항성개선효과를조사하고이에대한조절기전을확인하고자하였다. C2C12 근육세포주에 ADLE를 처리 시, AMPK의 활성화를 통해 포도당흡수 (glucose uptake)가 증가되었으며, 이는 미토콘드리아-매개 에너지 생합성 조절단백질인 PGC1α, UCP3, CS 활성을 증가시킴과 동시에 지방산 합성인자인 ACC, FAS, SREBP-1의 발현을 억제함을 알 수 있었다. 세포주에서 확인된 결과들을 고지방식이 유도 당뇨마우스의 근육조직에서 조사한 결과, 고지방식이와 ADLE를 동시에 처리한 그룹에서 AMPK 활성화, GLUT4 발현증가와 미토콘드리아 에너지 대사증가, 지방산 합성 감소효과를 보였다. 이상의 결과들로, ADLE가 근육 내 에너지 대사 관련 경로의 상위유전자인 AMPK를 활성화하여 GLUT4의 세포막 이동을 증진시켜 당대사 조절에 관여하는 것을 관찰하였으며, AMPK의 인산화 증가는 PGC1α의 활성화에 관여하고, 이를 통해 열 발산 대사와 관련된 UCP3의 증가 및 CS 활성을 증가시키고, 지방산 합성 관련 유전자 발현을 억제시킴을 알 수 있었다. 본 결과로부터 ADLE는 대사증후군에서 공통적으로 나타나는 인슐린 저항성을 개선시킬 수 있으며, 이는 근육세포에서의 AMPK의 활성화를 통한 에너지생성기전과 관련이 있음을 알 수 있었다. ADLE는 비만, 당뇨 등의 다양한 부작용을 가진 약제와는 다른 안전성을 보장할 수 있는 이점을 가지고 있어 인슐린 저항성 및 제2형 당뇨병 치료를 위한 기능성 식품 소재로의 활용 가능성도 충분히 가지고 있음을 확인할 수 있었다.