• 농업생명과학연구
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• 제44권3호
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• pp.61-67
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• 2010

국산 재배삼 4년근의 뿌리, 장뇌삼 4년근과 8년근의 잎과 뿌리에 대한 물 및 80% 에탄올 추출물에 대한 구성사포닌 및 항산화 활성을 분석하였다. 재배삼 80% 에탄올 추출물에 대한 조사포닌 함량은 3.85% (d.b) 이었으며, 4년근 장뇌삼 뿌리와 잎의 조사포닌 함량은 각각 6.75 및 8.57% (d.b)이었으며, 8년근 장뇌삼은 각각 6.53 및 7.54% (d.b)이었다. 재배삼의 구성사포닌은 ginsenoside-$Rh_1$의 함량이 6.07 mg/g으로 가장 높았고, 4년근 장뇌삼뿌리는 $-Rb_1$이 11.63 mg/g, 잎은 -Re가 24.35 mg/g으로 가장 높았고 8년근 장뇌삼 뿌리는 $-Rh_1$ 이 19.77 mg/g, 잎은 -Re가 20.43 mg/g으로 가장 높았다. 항산화활성 ($IC_{50}$값)은 삼의 종류 및 연근별로 1.84~21.88 mg/mL의 범위이었고 8년근 장뇌삼 잎 80% 에탄올 추출물에서 가장 높았다. 총 항산화력은 5.56~20.67 mg AA eq/g의 범위를 나타내었으며, 8년근 장뇌삼 잎 증류수 추출물에서 가장 높은 값을 나타내었다.

• 한국육종학회지
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• 제42권6호
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• pp.674-678
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• 2010

'대유미'는 국립식량과학원 바이오에너지작물센터에서 2008년에 육성한 바이오에탄올용 고구마 신품종으로 주요 특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 넝쿨색은 녹색, 잎모양은 심장형, 잎색은 녹색을 띤다. 또한 엽맥색은 녹색으로 자색을 포함하지 않으며, 끝잎색은 녹색, 잎자루색은 녹색이다. 2. 괴근 모양은 방추형으로 껍질색은 홍색을 띤다. 육색은 대조품종 '율미'가 담홍색인데 비하여 농황색이다. 상품성을 좌우하는 표피의 형태는 골파짐이 없이 메끄럽다. 3. 토양 병해충에 대한 저항성을 조사한 결과 대조품종인 '율미'에 비하여 선충 및 덩굴쪼김병은 '중강', 검은썩음병과 연부병도 '중강'을 나타낸다. 또한 저장 중 부패율은 3.0%로 저장성이 강하다. 4. 전분가는 25.9%로 높고, 에탄올 수량은 418 (L/톤, 건조고구마)으로 높다. 총당 함량은 '대유미'가 2.46 g/100 g(dw)으로 '율미'에 비하여 62% 수준이다. 당 종류별로는 Sucrose가 2.08 g/100 g (dw)으로 가장 많이 함유되어 있다. 5. 전분의 최고점도(Peak viscosity)가 높아 전분의 탄력성이 좋으며, 응집점도는 노화도가 빠르다. 호화개시 온도는 $76.2^{\circ}C$로 낮은 온도에서 호화된다. 6. 수량은 조기재배의 25.0 t/ha, 만기 및 적기재배는 27.80t/ha으로 수량이 높다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.250.2-250.2
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• 2010

빛과 공기 중의 이산화탄소를 고정화하여 생성되는 바이오매스(biomass)로부터 다양한 에너지 및 물질을 생산하는 연구는 석유고갈과 환경문제 해결의 한 방안으로서 활발히 진행되어 왔으며, 앞으로도 그 지속 가능성과 환경 친화성에 의해 바이오에너지 이용 및 보급은 꾸준한 증가세를 보일 것으로 전망된다. 바이오디젤, 바이오에탄올의 경우는 미국, 브라질, EU, 한국 등에서 상용화되어 사용되고 있으며 그 생산량이 계속적으로 증가하고 있다. 하지만, 바이오연료의 보급 증가는 식량 자원과의 충돌과 열대우림 파괴 등의 부작용을 일으키고 있다. 이러한 문제 해결의 일환으로 단위면적당 생산성이 대두, 유채보다 월등한 것으로 보고되는 미세조류에 대한 관심이 증가하고 있으며 우수 미세조류종 개발, 미세조류 고속배양 및 수확, 미세조류로부터 에너지 및 유용물질, 소재 생산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미세조류로부터 바이오디젤 원료유를 생산하기 위해 Soxhlet을 이용한 추출 방법을 이용하였다. 추출되는 오일은 사용 용매의 극성에 따라 물성과 추출 효율에 차이가 큰 것으로 나타났다. 강한 극성의 용매일 경우, 엽록소와 단백질이 같이 추출되는 문제가 있으며 약한 극성 용매는 세포벽의 방해로 용매가 세포내부로 흡수되지 못하는 문제가 있다. 추출 효율이 높은 극성용매의 경우 불순물을 제거해야 고순도의 바이오디젤의 생산이 가능하고 비극성 용매는 추출 오일의 물성은 좋으나 수율이 매우 낮게 측정되었다. 이러한 동시추출을 방지함과 동시에 추출 효율을 높이기 위해 본 연구에서는 세포벽 파괴 후 용매추출하는 방법으로서 미세조류를 Microwave에 노출시켜 오일 추출율을 증가시키는 전처리 연구를 수행하였다. 전처리시, Microwave에 의한 열 발생은 미세조류를 탄화시키기 때문에 열매체로서 물을 혼합하여 탄화를 방지하고 세포벽 내외부의 가열효과로 세포벽을 파괴하고자 하였다. Microwave에 의한 에너지 손실을 줄이며 세포벽 파괴에 효과적인 수분혼합비를 조사하였으며 Microwave에 노출 후 잔류수분을 건조하고 효율적으로 용매를 접촉시키기 위해 분쇄를 수행하였다. 모든 전처리 반응을 거친 미세조류에서 약 2배 증가된 추출수율을 얻을 수 있었으며, SEM을 통해 전처리 미세조류와 미전처리 미세조류를 분석해본 결과 전처리 미세조류의 다공성이 증가함을 확인하였다. 또한, 90%의 메탄올에 미세조류를 녹여 엽록소 함유량을 측정한 결과, 전처리 미세조류의 엽록소가 미전처리 미세조류보다 약 7배가량 감소함을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.1-5
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• 2015

본 연구는 바이오에탄올을 생산하고자 목질계 바이오매스의 효소당화에서의 반탄화의 영향을 비교분석하였다. 전처리로서, 목질계 바이오매스의 반탄화는 무산소 조건에서 $250{\sim}350^{\circ}C$의 온도로 시행되었다. 또한 비이온성 계면활성제인 Tween-80을 첨가하여 반탄화로 인한 소수성변환에 대처하여 당화효율을 높이기 위한 실험을 진행하였다. 그 결과, 반탄화 전처리한 바이오매스를 효소당화한 후 글루코즈 생산량이 전처리하지 않은 바이오매스의 글루코즈 생산량보다 높았다. 그리고 Tween-80의 첨가하여 효소당화하였을 때 당 전환율이 더 높았다. 이로 인해 반탄화를 목질계 바이오매스의 전처리로 적용할 수 있으며 Tween-80을 첨가하였을 때 효소당화에 영향이 있다는 것을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권5호
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• pp.577-596
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• 2018

ASEAN 국가는 광대한 연안과 수 천 개의 섬들로 이루어져 있어 기후변화로 인한 해수면 상승은 국가의 존립에 큰 위기요인이다. 이로 인해 ASEAN 각 국가가 입게 되는 피해를 최소한으로 줄이기 위해서는 범국가적인 온실가스 배출량을 감축하기 위한 노력이 중요하다. 기후변화에 대비하기 위한 다양한 방안 중 하나인 바이오연료는 이를 화석연료를 대체함으로써 환경에 미치는 영향을 최소화하고 온실가스 감축 효과를 불러올 수 있다. 바이오연료 선진국인 유럽과 미국, 브라질은 이 분야에 대한 연구와 개발 및 투자가 이전부터 활발하게 진행되고 있었던 반면 ASEAN 국가에서 관련 정책이 제정 된 것은 긴 시간이 지나지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 바이오연료 선진국 중, 바이오에탄올 중심의 미국과 브라질, 바이오디젤 중심의 유럽 연합(EU)의 의무혼합제도와 바이오연료 보급 정책을 각각 살펴보았다. 또한 이를 바탕으로 현재 시행되고 있는 ASEAN 국가의 바이오연료 활용방안과 전망을 모색하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.23-34
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• 2006

우리 인류가 이룩한 산업의 발전은 화석원료에 기반을 두고 있다. 현재 인류가 사용하고 있는 대부분의 정밀 화학제품, 의약품, 각종 화학 소재, 플라스틱, 연료 등은 화석원료 특히 석유를 원료로 생산되고 있다. 그러나 석유는 수요의 지속적 증가와 매장량의 한계 때문에 최근 그 가격이 급격히 상승하고 있으며 이로 인해 세계 경제의 발전이 크게 위협받고 있다. 또한, 화석연료나 화석원료 이용하는 화학제품의 제조공정은 지구온난화 가스 및 폐기물을 대량생산하여 인류에게 심각한 환경문제를 야기하고 있다. 이에 바이오매스를 원료로 사용하는 새로운 생물화학공정, 즉 산업 BT의 필요성이 대두되었다. 산업 BT는 바이오 에탄올, 바이오 수소 등의 대체 연료, 글리세롤, 젖산, 아세톤, 부탄올, 프로피온산 및 각종 아미노산 등을 포함한 대체원료, 미생물이 생산하는 PHA 등의 바이오폴리머의 생산에 활용될 수 있으며, 궁극적으로 기존 화석원료 기반의 산업구조를 환경친화형 바이오 기반 구조로 대체할 것으로 기대되고 있다.

• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.135-144
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• 2016

불안정한 원유 가격과 지속적인 환경 문제를 야기하고 있는 석유 자원의 대체를 위한 바이오매스 활용 기술 개발과 상업화가 활발히 진행되고 있다. 목질계 바이오매스 전처리와 펄프 제조 과정에서 다량으로 발생하는 리그닌은 바이오에탄올 제조량의 증가와 더불어 발생량 또한 급속히 증가할 것으로 예상되고 있다. 리그닌은 방향족 고분자로 hydroxyl기와 같은 화학 작용기를 갖고 있어 화학 소재 원료로서의 활용이 가능한 저가 부산물이다. 리그닌의 방향족구조와 작용기를 oxypropylation, epxoidation 등을 이용하여 화학적으로 변환시켜 반응성을 향상시키거나, 새로운 화학작용기를 도입함으로써 바이오폴리우레탄, 바이오폴리에스터, 페놀 수지, 에폭시 수지 등 바이오플라스틱 제조에 활용이 가능하다. 본 총설은 리그닌을 활용하여 제조 가능한 바이오플라스틱, 수지, 탄소섬유 등에 대해 소개하고, 관련 최신 연구 동향 및 리그닌 응용 기술에 관한 전망을 소개하였다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.349-352
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• 2010

이산화탄소 저감을 위한 바이오에너지의 개발이 활발히 진행되고 있는 가운데 본 연구에서는 산당화과정을 이용하여 볏짚으로부터 셀룰로스 에탄올의 제조공정을 해석하고자 하였다. 전처리 과정으로는 초음파에너지를 이용한 수화과정과 10~30 wt%의 황산을 이용한 산당화과정을 진행하였으며, 발효과정에서는 10~50 wt%의 효모를 이용하여 3~6 일간 발효시켜 셀룰로스 에탄올 수율을 결정하였다. 최적 전처리조건으로는 375W의 초음파세기로 30 min 간 수화시킨 후 20 wt%의 황산을 이용하여 산당화과정을 2 h 동안 진행하는 것을 추천할 수 있으며, 30 wt%의 효모를 이용하여 3일간 발효하는 것이 가장 높은 셀룰로스 에탄올 수율을 얻을 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제38권5호
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• pp.1229-1240
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• 2021

은행나무 종자인 백과를 70% 에탄올로 추출하여 미백 효능을 규명하고 화장품 소재로서의 응용 가능성을 확인하고자 하였다. 백과 에탄올추출물 (GBE)을 B16F10 melanoma cells에 처치하여 멜라닌 생성과 tyrosinase 활성을 확인한 결과 유의한 수준의 멜라닌 생성 저해가 관찰되었고, 멜라닌 생성과정에 관여하는 주요 효소인 tyrosinase의 활성이 농도 의존적으로 억제됨이 관찰되었다. 멜라닌 생성 관련 주요 인자들의 단백질 발현과 mRNA 수준을 관찰한 결과, tyrosinase, tyrosinase-related protein-1, -2 (TRP-1, -2), microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 단백질 발현과 유전자 수준이 GBE의 처리에 의해 유의한 수준으로 저해되었다. 이 결과를 통해, 본 연구의 백과 에탄올추출물은 멜라닌 세포의 멜라닌 생성 관련 핵심 전사인자인 MITF의 조절을 통해 멜라닌 생성 억제 효과를 나타내는 것으로 보인다. 이에 따라 백과 에탄올추출물을 화장품 미백 기능성 소재로 활용 가능성이 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.389-397
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• 2016

본 연구에서는 옥살산 전처리 바이오매스의 액상가수분해산물에 포함된 발효저해물질을 전기투석과 XAD 수지 처리하여 제거한 후 에탄올을 생산하였다. 전기투석 과정에서 아세트산은 대부분 제거되었으며(95.6%), 비이온성 발효저해물질(Total phenolic compound: TPC, 5-hydroxymethyl furfural: HMF, furfural)은 XAD 수지 처리에 의해 효과적으로 제거되었다. 전기투석과 XAD 수지 처리된 액상가수분해산물로 발효를 수행한 결과 XAD 수지의 침지시간이 짧을수록 에탄올 생산이 향상되었다. 최대 에탄올 생산은 발효 72시간 후 $6.16g/{\ell}$로 전기투석 후 액상가수분해산물을 XAD-4 수지에서 5분 침지하였을 때 나타났다. 리그닌 유래 발효저해물질 중 syringaldehyde는 저농도(1 mM, 2 mM)에서 에탄올 생산을 향상시켰으며 5 mM에서는 발효에 부정적인 영향을 주었다. 리그닌 유래 발효저해물질의 시너지 효과를 확인하고자 합성배지로 발효를 수행하였으며, Syringaldehyde (1 mM)와 ferulic acid (1 mM) 합성배지를 이용하여 발효를 수행한 결과 syringaldehyde보다 ferulic acid의 영향으로 에탄올 생산이 감소했다.