• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.105-108
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• 2011

유가의 급등과 화석 연료에 의한 온난화 현상은 재생 가능한 대체 연료에 대한 필요성이 요구되었다. 수송용 바이오 연료를 비교하였을 때 에탄올보다 높은 알코올 경우 휘발유와 비슷한 장점을 갖는데 그 이유는 높은 에너지 밀도와 낮은 흡습성을 갖기 때문이다. 이러한 이유로 미생물의 발효는 지속적인 에너지를 얻을 수 있는 잠재적 생산자라 할 수 있다. 본 연구에서는 생물학적으로 생산되는 알코올 성분에 대하여 두 종의 세균과 한종의 효모인 Escherichia coli와 Clostridium acetobutylicum 그리고 Saccharomyces cerevisiae를 이용하여 바이오 알코올에 대한 세포 성장 정도와 함께 미생물내에 스트레스 반응 유전자들의 분석을 실시하였다. 분석한 알코올은 에탄올과 부탄올이며, 이들의 농도별 세균의 성장속도와 산화적 손상에 민감하게 반응하는 katG 유전자, 생물막 손상에 민감하게 반응하는 fabA 유전자, 단백질 손상에 민감하게 반응하는 grpE 유전자, 유전자 손상에 민감하게 반응하는 recA 유전자의 반응여부를 분석하였다. 그 결과, 에탄올과 부탄올 중 부탄올의 세포 독성이 더 높게 관찰되었으며, 부탄올의 경우 생물막 손상을 유발하는 세포내 독성효과를 지니고 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.89-95
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• 2009

볏짚은 섬유소와 헤미셀루로우스의 함유량이 높아, 바이오에탄올 생산을 위한 잠재적 가치가 매우 높은 목질계 바이오매스 원료이다. 본 연구에서는 볏짚으로부터 바이오 에탄올 생산하기 위한 전처리 공정으로써 암모니아 재순환 침출 공정을 적용하였다. 특히 생성된 고형물의 조성과 효소 가수분해도에 전처리 공정의 온도와 반응시간 그리고 암모니아의 농도가 미치는 영향을 조사하였다. 실험을 행한 전처리 공정의 온도, 반응시간, 그리고 암모니아의 범위는 차례로 $150{\sim}190^{\circ}C$, 10~90 min 그리고 0~20 wt%이다. 전처리 공정을 통하여 약 84%의 리그닌과 20~80%의 헤미셀루로우스가 용해되었다. 또, 15 wt%의 암모니아 수용액을 이용하여 $170^{\circ}C$에서 90 min 동안 전처리한 고형 잔재물의 경우 15 FPU/g of glucan의 셀루라제 효소를 첨가하여 약 90%의 효소 가수분해도를 얻을 수 있었다. 셀루라제와 자일란나아제를 함께 사용하면 가수분해도가 현저하게 향상되였으며, 이는 헤미셀루로우스가 가수분해 과정에서 중요한 방해제 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다. $150^{\circ}C$에서 20 min 동안 15%의 암모니아수로 전처리된 시료를 이용한 동시당화발효 실험과 동시당화공동발효 실험에서는 각각 13.8 g/L(초기 glucan을 기준으로 81%)와 15.2 g/L(초기 glucan과 xylan의 합을 기준으로 89%)의 에탄올이 생성되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제37권2호
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• pp.110-119
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• 2024

본 연구는 꼬리진달래의 자원식물 개발을 위한 정보를 제공하고자 수행되었다. 꼬리진달래 신초 추출물의 폴리페놀 프로파일링을 통해 유용성분을 선발하고, 추출용매에 따른 유용성분 함량과 항산화 활성을 비교하였다. 꼬리진달래 신초 추출물에서 37개의 폴리페놀 화합물을 확인하였으며, chlorogenic acid, astragalin, myricetin, afzelin의 추출용매별 함량을 비교한 결과, chlorogenic acid의 함량은 에탄올 추출물에서 6.57±0.12 mg/g이었고, astragalin의 함량은 에탄올 추출물에서 2.29±0.02 mg/g, myricetin의 함량은 메탄올 추출물에서 4.77±0.06 mg/g, afzelin의 함량은 메탄올 추출물에서 0.10±0.01 mg/g이었다. 꼬리진달래 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량은 80.01±2.36 mg/g, 총 플라보노이드 함량은 78.08±3.44 mg/g이었다. 또한 꼬리진달래 메탄올 추출물의 DPPH radical 소거활성 IC₅₀값은 943.57±10.68 mg/L였으며, ABTS radical 소거활성 IC₅₀은 641.60±7.58 mg/L였다. 꼬리진달래는 유기용매 추출 시 유용성분과 항산화 활성이 높았고, 동일 속의 종들과 비교하여 높은 함량의 chlorogenic acid, astragalin, myricetin, afzelin을 함유하고 있어 향후 건강기능성 소재로의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.397-405
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• 2009

본 연구에서는 국내 조림 수종인 백합나무를 바이오에탄올 생산용 자원으로 이용하고자 oxalic acid 전처리 방법을 도입하여 가능성을 타진하였다. $160^{\circ}C$에서 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리하였을 때 $40.22g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였으며, 처리된 고형 바이오매스를 이용하여 동시당화발효를 수행한 결과 72시간 후 $8.6g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 같은 조건에서 반응시간을 증가시켜 40분 처리하였을 때 $32.66g/{\ell}$의 발효가능한 당을 생산하였고 동시당화발효로 72시간 후 $9.5g/{\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 가수분해산물을 분석한 결과, 같은 조건에서 반응시간이 증가함에 따라 acetic acid, 5-HMF, furfural, total phenols와 같은 발효저해물질이 증가하였다. 이와 같은 발효저해물질은 반응시간보다는 초기 oxalic acid 첨가량에 영향을 받았다. Acetic acid 생산량은 저농도(0.013 g/g)의 oxalic acid를 사용하였을 때 $3.39{\sim}5.78g/{\ell}$로 나타났으며 xylose 분해산물인 furfural은 glucose의 분해산물인 5-HMF보다 2~3배 많게 가수분해산물에 존재하였다. 리그닌 분해산물로 예측되는 total phenols는 모든 조건에서 $5g/{\ell}$ 이상이 검출되었다. 가수분해산물과 동시당화발효로부터 에탄올 생산량을 분석한 결과 0.037 g/g oxalic acid로 20분 전처리한 가수분해산물과 고형 바이오매스로부터 가장 높은 에탄올 생산을 예측할 수 있다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1995년도 춘계학술대회
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• pp.91-91
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• 1995

에탄올에 의한 급성독성은 에탄올, 아세트알데히드 및 에탄을 대사산물의 변형생성물질 등에 기인하므로 알콜 섭취 후 혈중 에탄을 농도 및 아세트알데히드의 농도를 낮추는 것은 음주에 의한 급성 중독상태에 머무는 시간을 단축시키는데 중요하다. 본 실험에서는 Bacillus subtilis natto sp.를 식물 추출액을 배지로 하여 배양한 후 단백 분해효소로 고분자물질을 절단하여 얻은 발효액인 바이오짐(상품명: Biozyme)을 주성분으로 한 '비지니스(조선무약합자회사)' 의 인체 혈중 알콜대사 촉진작용을 검색하였으며, 비지니스 및 바이오짐이 랫드의 에탄을 대사에 미치는 효과를 검토하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 인체 혈중 알콜대사 촉진작용을 검색하기 위해 알콜 섭취 전과 후의 혈중 에탄올 농도를 비교하였는데, 대조군에 비해 비지니스 투여군이 30분 후부터 2시간 후까지 혈청 알콜농도가 낮게 나타났다. 대조군의 혈청 알콜농도를 100으로 하였을 때 알콜 투여 30분, 60분, 90분, 120분 경과 후 시험군은 각각 대조군의 84.3%, 89,0%, 85.9%, 75.8%를 나타내어 평균 16% 정도 낮았다. 시험군의 AUC는 대조군의 AUC의 89%로 비지니스 투여군에서 혈액내 알콜의 제거가 빠르게 진전된다는 것을 보여주었다. 또한, 랫드의 에탄을 대사에 미치는 효과를 알아보고자 바이오짐 및 비지니스 투여 후 채혈하여 혈중 에탄을 및 아세트알데히드 농도를 측정하였다. 비즈니스 투여시 혈중 알콜 농도는 알콜 투여 60분 경과후 가장 큰 감소 효과(대조군:83.70$\pm$11.80mg/이, 시험군:45.12$\pm$6.63mg/d1, 47% 감소)를 나타내었으며, 시험군의 AUC는 대조군에 비해 30% 감소하였다. 혈중 아세트알데히드 농도는 투여 60분 후 비지니스 투여군(4.56$\pm$0.51nmol/$m\ell$)이 대조군(6.45$\pm$0.64nmo1/$m\ell$)에 비해 유의성 있는 감소(29%)를 나타내었으며, 시험군의 AUC는 대조군에 비해 35% 감소하였다. 바이오짐 투여시 혈중 에탄을 농도가 알콜 투여 2시간 경과 후 가장 큰 감소 효과(대조군:49.10$\pm$5.20mg/dl, 시험군:25.90$\pm$7.16mg/d1, 47% 감소)를 나타내었으며, 시험군의 AUC는 대조군에 비해 39% 감소하였고, 혈중 아세트알데히드의 농도는 투여 60분후 시험군(3.96$\pm$0.07nmo1/$m\ell$)이 대조군(6.45$\pm$0,64nmo1/$m\ell$)에 비해 유의성 있는 감소(39%)를 나타내었으며, 시험군의 AUC는 대조군에 비해 48% 감소하였다 한편, 시험관내 에탄올 대사 효소에 대한 바이오짐의 효과를 검색해본 결과 바이오짐(2.0 $\mu\textrm{g}$/assay)에 의해 Aldehyde dehydrogenase(1.5unit/assay)의 활성이 14% 증가되었다. 본 연구의 결과로 볼 때, 비지니스 및 바이오짐은 음주 후 상승된 혈중 에탄을 농도 및 아세트알데히드의 농도를 현저히 감소시키는 효과가 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1567-1574
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• 2020

씀바귀(Ixeris dentata)의 잎과 줄기를 열수 및 70% 에탄올 추출하여 추출물의 농도별로 항산화 활성 및 항염증 효과에 미치는 영향을 검토하고자 실시하였다. 추출용매에 따른 총 flavonoid 및 polyphenol 함량은 씀바귀 잎과 줄기 모두 열수 추출물에 비해 70% 에탄올 추출물에서 높게 나타났다. DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 씀바귀 잎의 70% 에탄올 추출물에서 열수 추출물에 비해 높게 나타났으나 줄기의 열수 추출물이 70% 에탄올 추출물보다 더 높은 활성을 보였다. 부위별 씀바귀 열수 추출물보다는 70% 에탄올 추출물에서 높은 NO 생성 억제 효과를 나타났다. 본 연구를 통하여 씀바귀의 부위별 추출용매에 띠라 우수한 생리활성에 차이가 있는 것으로 나타났으며 씀바귀를 이용하여 건강 기능성 소재로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권6호
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• pp.561-567
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• 2010

본 연구는 diethyl oxalate 처리로부터 얻어진 가문비나무 가수분해산물을 이용하여 에탄올 생산에 적합한 조건을 탐색하였다. 가문비나무 가수분해산물의 단당류 분석 결과 아라비노오스를 제외한 발효가능한 당 농도 는 29.04 g/${\ell}$이었으며 가수분해산물에 포함된 올리고머로부터 분해된 단당은 대부분 만노오스(39.26 g/${\ell}$)와 갈락토오스(12.83 g/${\ell}$)가 차지하였다. 발효저해물질인 5-HMF, furfural의 농도는 각각 0.09 g/${\ell}$, 0.04 g/${\ell}$, acetic acid는 1.4 g/${\ell}$, total phenolic compounds는 2.83 g/${\ell}$로 나타났다. 가수분해산물을 이용한 에탄올 생산 최적 pH는 6.0으로 발효 48시간 후 11.7 g/${\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 시간당 에탄올 생산량은 pH 5.0와 5.5에서 0.15 (g/(${\ell}^*h$))로 나타났으며 pH 6.0에서는 0.24 (g/(${\ell}^*h$))로 나타났다. 시간당 생성된 에탄올 생산량은 에탄올 발효 초기 pH에 따라 차이를 나타냈다. 가수분해산물에 xylanase 20 IU를 첨가하여 올리고머를 분해한 후 발효를 실시한 결과 48시간 후 14.3 g/${\ell}$의 에탄올을 생산하였다. 이것은 xylanase를 첨가하지 않았을 때 보다 에탄올 생산량이 22.2% 증가되었음을 나타내고 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권1호
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• pp.45-55
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• 2019

제주도 특산물로 알려진 당유자의 잎을 이용한 연구는 미흡한 실정이며, 특히 용매 농도별로 다양한 생리활성을 측정한 연구는 지금까지 보고되어 있지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 에탄올 농도별로 추출된 당유자 잎에 대한 생리활성을 측정하였다. 수율과 총 페놀 함량은 각각 20% 에탄올, 물 추출물이 가장높은 함량을 가진 것으로 나타났으며 가장 낮은 수율을 보인 100% 에탄올 추출물에서 비교적 높은 페놀 함량이 나타나 수율에 비하여 많은 페놀 함량이 확인되었다. 환원력과 ABTS radical 소거능 실험 결과 물 추출물이 가장 높은 활성을 나타냈으며 80% 에탄올 추출물이 DPPH radical 소거능, ${\alpha}$-glucosidase, ${\text\tiny{L}}$-tyrosine을 기질로 한 tyrosinase 저해 활성에서 가장 우수한 활성을 가진 것으로 나타났다. 또한 ${\text\tiny{L}}$-dopa를 기질로 한 tyrosinase 저해 활성과 지금까지 보고된 바 없는 ADH 및 ALDH 활성에서는 60% 에탄올 추출물이 가장뛰어난 활성을 촉진시켰고 미생물 생육을 억제하는 능력이 60%, 80% 에탄올에서 거의 동일하게 나타났다. 이 결과에서 항산화 효과를 얻고자 할때는 물이나 80% 에탄올로, 그 외 생리활성(${\alpha}$-glucosidase 저해활성, tyrosinase 저해활성, 항미생물 활성, ADH 및 ALDH 활성)에서는 60~80% 에탄올로 추출하는 것이 가장 효과적일 것으로 사료된다. 본 실험의 결과는 당유자 잎을 신소재 개발 원료로서 사용하는데 하나의 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권4호
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• pp.767-780
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• 2015

바이오매스로부터 생산되는 수송용 바이오연료는 온실가스 저감과 지속가능하고 친환경적으로 석유제품을 대체할 수 있다. 수송용 바이오연료의 의무혼합과 보급 목표는 유럽연합, 미국 등의 많은 나라에서 발표하였고 정부의 정책에 의해 활성화되었다. 본 논문에서는 각국의 수송용 바이오연료 정책과 품질기준에 대해 논하겠다. 유럽연합의 바이오연료는 온실가스를 저감하는 정책으로 이동하였다. 미국은 RFS2 하에서 바이오연료의 품질기준을 설정하였고 연방 및 주 정부 수준에서 바이오연료를 촉진하는 정책을 펴고 있다. 한국은 휘발유에 산소 함량 기준으로 2.3%를 산화물로 허용하고 있으며 바이오디젤은 2015년 7월 31일부터 B2.5로 의무혼합하고 있다.