키토산처리가 콩나물의 성장특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 콩에 0.05% 키토산(493kDa, 금호화성, 한국)을 함유하는 0.05% 초산 용액 4배량을 가하여 8시간 침지한 후 2$0^{\circ}C$에서 2시간 간격으로 5일간 주수하면서 발아율, 수율, 배축과 자엽의 중량변화, 수분함량, 배축의 길이와 두께 등을 조사하였다. 발아율은 키토산처리구(88-94%)가 대조구(69-85%) 보다 높았다. 5일간 재배한 콩나물의 생체중량은 처리구(70.28 g/10 g-pot)가 대조구(63.86 g/10 g-pot) 보다 18% 높았다. 재배중의 수분함량은 대조구(59.53-73.33%) 보다 처리구(64.66-84.45%)가 5.13-11.12%가 높았다. 재배중의 자엽의 중량은 대조구(25.06-27.21 g/10 g-pot)가 처리구(23.42-25.55 g/10 g-pot) 보다 높았으며 배축의 중량은 대조구(9.27-36.25 g/10 g-pot)보다 처리구(15.19-44.73 g/10 g-pot)가 높았다. 재배중 배축의 길이와 두께는 대조구(6.51-19.87 cm)보다 처리구(7.67-22.38 cm)가 길었으며, 두께는 대조구(2.08-2.12 mm)가 처리구(203-2.08 mm)보다 약간 두꺼웠다. 이상의 결과 키토산처리는 콩나물의 발아율을 높이며, 콩나물의 수분함량이 높고, 배축의 길이가 기나 두께는 다소 가는 특성을 나타내었다.
볶음조건에 따라 치커리의 유리당 함량은 무처리구에서는 sucrose 4.78%, fructose 0.81% 및 glucose 0.53%이었는데 볶음온도가 증가하고 볶음시간이 길어질수록 감소하여 16$0^{\circ}C$ 40분 볶음처리구에서는 sucrose 2.21%, fructose 0.35% 및 glucose 0.20%로 전체 유리당 함량으로는 약 45.10% 잔존하였다 아미노산은 18종이 분리되었고, 그 중 유리아미노산 함량은 arginine이 504.49 mg%, asparagine이 500.78 mg%, glutamic acid가 97.82 mg%이었고, 충아미노산 함량은 arginine이 676.7 mg%, glutamic acid가 583.9 mg%, aspartic acid가 319.2 mg%, prolineol 297.4 mg%로 다른 것에 비하여 높게 나타났다 볶음온도가 증가하고 볶음시간이 길어질수록 아미노산의 함량은 감소하였고, 그 정도도 다르게 나타났다. 전체함량으로 보면 유리 아미노산의 경우 무처리구에서는 1728.6 mg%이었던 것이 16$0^{\circ}C$ 40분 처리구에서 4.37 mg%로 약 0.25%만 잔존하였고, 총아미노산의 경우 무처리구에서 3159.4 mg%이었던 것이 16$0^{\circ}C$ 40분 볶음처리구에서는 1732.5 mg%이었다.
유기산을 이용한 카라기난 분해물의 제조 조건을 검색한 결과, 10$0^{\circ}C$ 이하의 온도는 카라기난을 올리고당의 형태로 분해시킬 수 있는 조건이 아니었다. 반면, 11$0^{\circ}C$와 12$0^{\circ}C$ 온도 조건은 유기산의 종류와 농도에 따라서는 카라기난을 올리고당화할 수 있는 조건이었으나, 분해율이 알긴산이나 한천에 비해 낮은 것으로 나타났다. 한편, 마이크로파 처리나 초음파 처리는 카라기난을 분해하는데 유효한 처리 방법이 아니라는 것을 알 수 있었다. 유기산 종류 및 농도, 처리시간에 따라 분해율은 약간의 차이를 보였는데, 전체적으로 유기산의 농도가 높고 처리 시간이 길수록 분해율이 높았다. 12$0^{\circ}C$ 온도 조건에서는 처리시간 90분 이후로는 유기산 농도 0.5%와 0.7%는 큰 차이가 없었으며, citrate나 malate가 적절한 유기산으로 판단되었고, 분해율과 올리고당의 생성 정도를 고려할 때, 유기산의 농도는 0.5%가 적절한 것으로 확인되었다. 11$0^{\circ}C$이상의 온도에서 얻어진 분해물의 TLC 상의 형태는 유기산의 종류에 따라 다소 차이가 있었으며, 분해 온도가 높을수록 이동도가 큰 저분자 획분이 많이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. TLC 상에 나타난 획분의 평균 중합도가 5~7 정도인 것으로 보아 올리고당류로 판단된다.
본 연구에서는 축산 부산물인 닭발을 산과 알칼리에 각각 침지하여 제조한 젤라틴의 이화학적 특성을 조사하였다. 침지조건에 따른 아미노산 함량은 큰 차이가 없었으나 상업적으로 판매되는 돈피나 소가죽 젤라틴과는 그 조성이 달랐다. 이는 원료의 특성과 제조공정의 차이에서 기인하는 것으로 사료된다. 젤라틴의 수율과 젤라틴 겔의 경도는 산성 조건에서 24시간 침지한 경우에, 알칼리 조건에서 1주 침지한 경우에 가장 높다고 평가되었다. 점도와 투명도는 침지기간이 증가함에 따라 산성 조건에서는 증가한 반면 알칼리 조건에서는 감소하였다. 색도는 산처리 닭발 젤라틴 겔이 알칼리처리 젤라팅 겔에 비해 L값은 높고, a값과 b값이 낮아 미관상 더 바람직하다. 이화학적 특성이 우수한 산처리 24시간 침지 시료와 알칼리 처리 1주 침지 시료의 분자량 분포를 Gel permeation chromatography로 살펴본 결과, 두 시료 모두 12개의 획분으로 구성되었다. 가장 많이 발견되는 분자량은 669 kD으로 알칼리 처리 시료가 산처리 시료에 비해 두 배나 많았으며, 300 kD 이하는 산처리 시료가 알칼리 처리군에 비해 현저히 많아 산처리 시료가 알칼리 처리군에 비해 상대적으로 저분자화 되어있었다.
유기농자재인 목초액과 키토산의 농업적 이용을 위하여 고추의 생육과 양분흡수 및 토양미생물상에 미치는 영향을 살펴본 결과는 다음과 같다. 키토산 처리구에서 토양의 방선균수가 증가하고 사상균 수는 감소하는 경향으로 A/F 및 B/F비가 커졌으며, 정식 후 50일에 경경이 약간 큰 편이었으나, 엽록소함량은 처리별 큰 차이를 보이지 않았다. 병해충은 관행에 비해 키토산 및 목초액 처리구 모두 발생률이 많아 병해충의 방제효과는 볼 수 없었다. 식물체 분석 결과 키토산과 목초액 처리구 모두 Ca, K가 관행보다 다소 높았으며 키토산 처리구는 과실의 무기성분 중 Ca와 K와 같은 양이온 함량이 다소 많은 편이었다 키토산과 목초액 처리에 의한 수량은 병해충 발생으로 관행에 비하여 모든 시험구에서 감소하여 수량증대효과는 기대할 수 없었으나. 과중 등의 과실특성이 좋게 나타나 키토산 10회 처리의 경우 관행대비 92.4%로 관행에 가까운 수량지수를 보였다.
친환경자재인 키토산과 목초액 처리가 가지 및 잎상추의 생육에 미치는 효과를 검토한 결과 다음과 같은 몇 가지 결론을 얻었다. 1. 키토산과 목초액 처리가 가지의 생육에 미치는 영향 1) 키토산과 목초액 처리 전 후 토양의 성분변화는 큰 차이는 없었으며, 총 미생물 수가 증가한 경향을 보였고, 미생물 종류 중에는 세균수가 많이 증가하였다. 그리고 방선균, 사상균 및 트리코데마수는 처리간 일정한 경향은 없었다. 2) 가지의 생육 및 수량은 대조구에 비해 키토산과 목초액 처리구에서 공히 유의하게 높았으며, 처리간에는 유의적인 차이는 없었다. 가지의 10a당 수량은 키토산과 목초액 처리구 공히 대조구에 비해 수량이 증가하였고, 처리 간에는 유의적인 차이는 없었다. 2. 키토산과 목초액 처리가 잎상추의 생육에 미치는 영향 1) 키토산과 목초액 처리 전 후 토양의 성분변화는 큰 차이는 없었으며, 미생물상에서는 총 미생물수가 증가하였고, 미생물 종류 중에는 세균수가 많이 증가하였다. 그 외 방선균, 사상균 및 트리코데마수는 처리간 일정한 경향은 없었다. 2) 잎상추의 생육은 대조구에 비해 키토산과 목초액 처리 공히 유의적인 차이가 인정되었으며, 처리간에는 유의적인 차이는 인정되지 않았다. 대체적으로 처리농도가 높을수록 생육이 양호한 것으로 나타났다.
저온 유통과정에 있는 우육에 유기산(아세트산, 시트르산, 락트산)을 처리하여 저온 보존기간에 따른 일반세균수, 부패취와 점질물의 생성, pH변화 등의 물리적, 세균학적인 실험을 대조군과 비교하여 실시하였으며 유기산 처리에 따른 냉장우육의 저장성을 파악하였다. 우육의 저온 보존기간에 따른 시료 처리군별 부패취 및 점질물 생성시기는 대조군에서 6일째에 세균수 $1.8{\times}10^7/cm^2$일 때 부패취를 발생하였고 7일째에 세균수 $6.1{\times}10^7/cm^2$일 때 점질물을 생성하였다. 유기산 처리군의 경우 $1{\sim}4%$ 모든 처리구에서 세균수 $0.8{\times}10^7/cm^2$일 때 부패취를 발생하였으며 1% 처리구에서는 대조군보다 1일, 2%에서는 2일, 3%에서는 3일, 4%에서는 5일이 늦어졌다. 또한 점질물 생성시기는 $1{\sim}3%$ 처리구에서 부패취 발생시기보다 2일 늦게 생성되었으며 이 때의 세균수는 $1{\sim}2%$ 처리구에서 $6.0{\times}10^7/cm^2$ 이상, 3% 처리구에서는 $2.0{\times}10^7/cm^2$ 이상이었다. 우육의 저장성을 부패취를 기준을 할 때 대조군은 $4^{\circ}C$에서 5일, 유기산 처리구는 1%에서 6일, 2%에서 7일, 3%에서 8일, 4%에서 10일이었다. 저온 보존우육의 pH변화는 시료처리 초기에 대조군에서 pH5.5를, 유기산 처리군은 1%, 처리구에서 $pH5.3{\sim}5.4$를, $2{\sim}3%$, 처리구에서 각각 pH5.2를, 4% 처리구에서는 아세트산이 pH4.9, 시트르산과 락트산이 각각 5.0을 보임으로써 대조군에 비해 pH가 $0.2{\sim}0.6$이나 더 낮았다.
인산가용화능이 우수한 균주인 Burkholderia sp. DA23과 Klebsiella sp. DA7l-1 두 균주를 사용하여 농도별 아미노산 첨가에 따른 성장 양상과 유리인산 방출량을 조사한 결과, 두 균주의 생육과 인산가용화에 있어 아미노산이 도움이 되는 것으로 나타났다. DA23과 DA7l-1 모두 0.05%와 0.1%의 아미노산을 SM배지에 첨가하여 성장 양상을 확인한 결과 아미노산을 첨가한 배지의 균주가 아미노산을 처리하지 않은 배지의 균주에 비해 높은 세포 밀도 성장을 보여주었다. 인산가용화 균주의 아미노산 첨가의 경우 무처리보다 높은 pH 저하를 보였으며, 또한 아미노산 첨가가 아미노산 무처리구에 비해 2배이상 높은 인산가용화 효과를 보였다. DA7l-1의 아미노산 첨가의 경우는 DA23의 아미노산 첨가보다 아미노산 첨가에 의한 인산가용화 효과가 더 있는 것으로 나타났다. hydroxyapatite와 tri-calcium phosphate 의 인산염 차이에 따른 아미노산 처리 효과는 없었으며, 0.05%의 미량의 농도에서도 인산가용화로의 세포밀도 성장 및 가용화능에 효과를 나타내었다.
아세트산은 테레프탈산 제조 공정에서 용매로 사용되며, 사용된 아세트산은 반응 후 증류 공정을 통하여 분리 회수된다. 그러나 소량의 아세트산은 그대로 폐수에 유입되어 버려지는데, 흡착공정을 이용하면 소량의 아세트산을 회수하여 다시 재사용할 수 있다. 본 연구에서는 활성탄을 아세트산 흡착제로 활용하여 상용활성탄의 아세트산 흡착능과 흡착능에 대한 온도 및 흡착제 산처리 효과를 살펴보았다. 활성탄의 아세트산 흡착능은 흡착 키네틱 실험으로 관찰한 결과, 303 K에서는 0.176 mmol/g의 흡착능을 보였으나, 343 K에서는 0.118 mmol/g으로 흡착능이 떨어졌다. 즉, 온도가 증가하면 활성탄의 아세트산 흡착능은 감소하는 결과가 나타났다. 산처리실험에서는 활성탄 표면을 염산 혹은 옥살산으로 처리할 경우, 활성탄의 아세트산 흡착능이 소폭 증가하였다. 이는 산처리로 인해 활성탄 표면에 카르복실산, 혹은 페놀 수산화기 등 표면 관능기가 증가하였기 때문인 것으로 보인다. 아세트산 탈착 실험에서는 정량분석결과, 흡착된 아세트산의 89% 정도가 탈착되었다.
일회용 위생용품의 탑시트로 사용되는 폴리프로필렌 부직포에 천연고분자이며, 인체친화력이 우수한 키토산을 분자량과 농도를 변화시켜 처리하므로써 기능성 개질화된 부직포의 항균성을 비교하고, 소취성과 공기투과도 및 흡습성, 흡수량 등의 수분 특성을 살펴보았다. 키토산의 처리농도가 증가하고, 고분자량일수록 부착률이 컸으며, 저분자량 키토산 처리포의 경우 겉보기 염착량에 의한 염색성이 더 좋게 나타났다. 수분 특성의 경우, 고분자량의 키토산 처리시 동적흡수율과 흡수량이 더 증가하였다. 키토산 처리로 공기투과도는 모두 향상되었으며, 키토산 처리농도가 증가하고 시간이 경과함에 따라 소취율이 증가하였고, 저분자량의 키토산 처리시 소취효과가 더 우수하였다. 박테리아 균주의 종류와 키토산의 농도에 상관없이 고분자량의 키토산 처리시 항균성이 아주 우수하여 위생용 부직포의 성능 중 가장 중요한 항균성과 수분 특성의 기능성 향상을 위해서는 비교적 분자량이 큰 키토산이 효과적이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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