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명봉광산의 광미 내 비소의 고정화 특성 연구 (Characterization of Arsenic Immobilization in the Myungbong Mine Tailing)

  • 이우춘;정종옥;김주용;김순오
    • 자원환경지질
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    • 제43권2호
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    • pp.137-148
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    • 2010
  • 백악기 불국사화강암 내 열극을 충진한 함금은석영맥으로 구성된 명보광산은 전남 보성군에 위치한 광산이다. 본 연구에서는 명봉광산의 광미를 채취하여 광미 내 황화광물 풍화와 이차 삼차 광물 생성 또는 변질 등의 다양한 과정들이 비소의 고정화에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 광물학적 화학적 방법으로 나누어 연구를 수행하였으며, 광물학적 방법으로는 비중/자력 선별, 초음파 서}척, 기기분석(X-선 회절 분석기, 에너지 분산분광기, 전자탐침미세현미경) 등이 이용되었다. 그리고 왕수분해법을 적용하여 광미 내 원소함량을 알아보았다. 연구결과, 광미의 풍화로 형성된 철 (산)수산화물은 충진, 침전, 변질 등의 3가지 형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 즉, 황철석의 가장자리와 균열부를 충진하는 형태, 맥석광물을 피복하여 침전된 형태 그리고 유코나이트로 변질된 형태 등이었다. 초기 다량의 산-발생 광물인 황철석과 유비철석의 풍화로 인해 산화반응이 빠르게 일어나면서 많은 철 (산)수산화물과 스코로다이트 등이 이차적으로 생성되는 것이 인지되었다. 이와 더불어 산화 환경에 대한 노출기간이 길어지고 산-발생 광물이 소모되면서 광미 내 pH 감소속도는 점차적으로 줄어들게 될 뿐만 아니라 주변 모암 내 함유된 방해석과의 중화반응이 더 크게 기여함으로써 광미의 pH는 증가한 것으로 생각된다. 이러한 광미 내 pH의 상승으로 인하여 이차적으로 생성된 스코로다이트의 안정도가 감소하면서 비소가 재용출 되어진다. 또한 방해석과 스코로다이트로부터 용출된 칼슘이온과 비소이온이 국부적으로 농집되면서 삼차적으로 유코나이트로 성장하게 되고, 이러한 비산염광물의 일종인 유코나이트는 비소의 함량이 높은 광물로서 비소를 고정화시키는데 크게 기여한 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 광미의 주요한 일차광물인 황철석이 풍화되면서 생성된 다량의 철 (산)수산화물은 비소의 거동에 대하여 제어능력이 큰 것으로 인지되었다. 결론적으로 본 연구는 이러한 일련의 과정에 통하여 일차적으로 용출되거나 이차적으로 재용출된 비소는 흡착, 공침, 흡수 등과 같은 다양한 수착 반응들로 인해 고정화됨을 확인하였다.

미생물제제의 첨가가 면양의 반추대사 및 젖소의 유생산성에 미치는 영향 (Effect of Microbial Additives on Metabolic Characteristics in Sheep and Milking Performance of Lactating Dairy Cows)

  • 김광림;최선규;최성호;송만강
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권6호
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    • pp.819-828
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    • 2007
  • 지난 20여년 동안 항생제나 화학 요법의 문제점을 줄이고 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하는 장내 미생물들의 균총을 유지시켜주기 위해 살아있는 미생물제제(direct-fed microbial agents, DFM)를 반추가축의 사료에 직접 첨가하고 있다. 반추동물 사료에도 생산성을 개선하기 위하여 여러 종류의 DFM이 널리 이용이 되고 있는데, DFM은 건물섭취량(dry matter intake, DMI)의 증가 및 반추위내에서의 영양소 분해율 향상 그리고 유생산량의 증가와 체온감소 등에 효과적이다(Piva 등, 1993; Higginb- otham 등, 1994; MacGilliard와 Stallings, 1998; Nocek와 Kautz, 2006). 대표적인 DFM으로는 효모균, 곰팡이, 박테리아 및 세포 구성물질 등이 이에 속한다(Beharka와 Nagaraja, 1993; Sullivan과 Martin 1999). 효모 및 효모배양물은 대표적인 DFM의 한 종류인데, 반추가축에게 효모(yeast) 및 효모 배양물(yeast culture)을 급여하였을 때 반추위 내 발효 특성을 변화시키고(Harrison 등, 1988; Martin과 Nisbet, 1990) 반추위 내에서 조단백질과 조섬유의 반추위내 분해율을 개선시키며(Gomez-Alarcon 등, 1990; Williams 등, 1991), 체내 전장소화율(Gomez-Alarcon 등, 1990; Wiede- mier 등, 1987)을 향상시키는 효과가 있다고 보고된 바 있다. 한편, 일반적으로 대부분의 Clostridium 균들은 독소를 생산하거나 인체에 유해한 물질들을 생산하여 사람과 가축에게 좋지 않은 영향을 주고 있으나, Clostridium butyricum은 장내 유익한 균으로서 유산균과의 공생이 가능하고 반추위 내에서 주요 VFA 생산에 관여하기도 하며(Araki 등, 2002a, 2002b) 많은 종류의 비타민 B군을 생산하여 유산균이 이용할 수 있게 한다. 또한 생산되어진 acetic acid와 butyric acid는 장관 상피세포를 흡수되어 상피세포에서 에너지원으로 사용되어진다고 하였다(김 등, 2001). 낙산균은 주로 단위동물에서 사용되어 왔는데, 일부 복합생균제의 형태로 사용하였을 경우 유해세균이 장 점막을 침입하는 것을 방지하고(Fuller와 Brooker, 1974), butyric acid를 생산하여 장내 pH를 저하시키며 항균작용(Under-dahl 등, 1982)을 하는 것으로 알려져 있다. S. cerevisiae는 가장 일반적으로 사용되는 균주로써 이의 효과와 효능에 관한 연구는 비육우와 착유우를 대상으로 많이 이루어져 왔지만, 낙산균은 일부 국내 젖소 사육농가에서 사용되고 있음에도 불구하고 이에 대한 연구는 단위동물 및 어린송아지의 경우(최 등, 1991)를 제외하고는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구는 S. cerevisiae 및 C. butyricum을 단독으로 또는 혼합하여 급여할 때 면양에서의 반추위내 발효성상과 소화율, 그리고 젖소를 이용한 사양시험을 통해 산유량과 유조성에 미치는 효과를 비교하기 위하여 실시되었다.

가열 살균 후 무균 포장한 한국 전통 청주의 저장성에 관한 연구 (Determination of the Shelf-life of Pasteurized Korean Rice Wine, Yakju, in Aseptic Packaging)

  • 이철호;김기명
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.156-163
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    • 1995
  • Tetra-pak에 무균 포장된 약주(포장단위 500 ml)를 $4^{\circ}C,\;20^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;35^{\circ}C$에 각각 19주간 저장하면서 2주 간격으로 저장 약주의 pH, 산도, 환윈당, 흡광도, 총세균수, 산생성 균수, 효모수, 곰팡이수 및 관능적 품질을 고사하였다. pH 및 환원당은 저장 19주 동안 저장온도에 관계없이 거의 변하지 않았다. 370 nm에서의 흡광도는 저장 온도가 높을 수록 저장 기간에 따라 다소 증가하는 경향을 보였다. 총세균수는 저장 6주째 부터는 현저히 감소하였으며, 저장 14주 이후에는 10cfu/ml 이하로 떨어졌다. 산생성균도 초기 $4.6{\times}10^{3}cfu/ml$ 수준에서 8주 이후에는 저장온도에 관계없이 1 cfu/ml 이하로 감소하였다. 효모와 곰팡이는 살균포장된 모든 시료에서 발견할 수 없었으며 저장기간 중에도 나타나지 않았다. 저장 약주의 관능적 품질 변화는 3점 검사와 향미 요소에 대한 척도 채점법으로 평가하였다. 3점 검사에서 $4^{\circ}C$에 저장된 시료와 $20^{\circ}C,\;30^{\circ}C,\;35^{\circ}C$에서 저장된 시료를 각삭 비교한 결과 6주 이후부터 시료간의 차이를 인식할 수 있었으며, 저장온도가 높을 수록 차이의 인식 정도가 더 뚜렷하였다. 대조구의 관능적 변화를 검증하기 위하여 19주 동안 $4^{\circ}C$에서 저장된 시료와 살균 포장 직후의 치료에 대한 삼점 대비 실험을 한 결과 두 시료간의 차이를 인식하지 못하였다. 척도시험에서 알콜취와 신냄새의 변화는 뚜렷하지 않았으나 상쾌한 냄새는 저장기간에 따라 저장 온도가 증가할 수록 뚜렷한 감소 추세를 보였으며 쓴맛과 떫은맛도 증가 추세를 나타내어 맛의 기호도는 감소하였다. 저장중의 전체적인 기호도는 뚜렷한 감소추세를 나타내었으며 이에 대한 반응속도 상수는 $20^{\circ}C$에서 $7.93{\times}10^{-3},\;30^{\circ}C$에서 $9.69{\times}10^{-3},\;35^{\circ}C$에서 $13.49{\times}10^{-3}$이었다. 이 값들을 Arrhenius식에 대입하여 구한 활성화 에너지는 24.795 kJ/Kmol이었다. 이 값으로부터 결정한 살균 포장약주 명가의 상용 저장 수명은 $10^{\circ}C$에서 2년, $20^{\circ}C$에서 1년 4개월, $25^{\circ}C$에서 1년 2개월 이었다. 서울의 매월 평균 온도를 기준으로 계산할 때 본제품의 상용저장기간은 1년 8개월이었다.

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제철 유적 출토 철재(鐵滓)의 재료학적 특성 연구 (The Study on Material Characteristics of Slags Excavated from Iron Making Site)

  • 강윤희;조남철;송현정;고형순
    • 보존과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.171-182
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    • 2010
  • 공주 계실리, 청원 연제리, 원주 법천사지 유적에서 출토된 철재의 화학조성 및 미세조직을 X-선형광분석, 금속현미경 및 주사전자현미경-에너지분산형분광기 등을 이용하여 각 유적별 사용된 원료광석과 제철 기법에 대하여 알아보았다. 우선 각 유적별 주성분을 분석한 결과 공주 계실리 유적 출토 철재는 보통 고대에서 발견되는 철재의 전철량인 30~50% 범위에 속하는 39~44%로 나타났다. 조재량은 15~21%로 고대에 나타나는 보통의 양이다. 청원 연제리 유적은 제철로가 확인되었고, 수습된 철재의 전철량은 41~43%이며, 조재량도 18~30%로 일반적인 전철 및 조재량을 보였다. 그러나 원주 법천사지 유적의 경우 주거지내에서 철재만이 수습되었고, 제철 유적은 확인되지 않았다. 또한 주성분 분석결과 전철량은 52~57%, 조재량은 8~14%이다. 이 함유량은 공주 계실리와 청원 연제리보다 전철량이 높고, 조재량이 낮은 것으로서 철재와 철의 분리가 다른 지역에 비해 원활하게 이루어지지 못했음을 보여준다. 또한 미량성분 분석결과 공주 계실리 유적은 Ti과 V, Zr의 함량이 다른 유적들에 비하여 높게 나타나며, 미세조직에서는 magnetite와 ulvospinel이 나타나는 것으로 보아 원재료로서 사철을 사용했음을 확인 할 수 있었으며 청원 연제리와 원주 법천사지는 철광석으로 제련된 철재로 확인되었다. 미세 조직 관찰 결과 청원 연제리 출토 철재는 회색장주상의 fayalite가 나타나고, 원주 법천사지는 거상의 wustite가 주상으로 확인되었다. 즉, 청원 연제리 출토 철재는 제련 작업 시 생성된 철재이고, 원주 법천사지는 출토 지점과 분포된 조직 양상을 보아 단야 작업 과정에서 생성된 철재임을 확인할 수 있었다.

노화에 따른 면역지표의 변화에 관한 연구 (Modulation of Immune Parameters by Aging Process)

  • 이지혜;정지혜;김현숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제43권2호
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    • pp.152-160
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    • 2010
  • 본 연구에서는 노화에 따른 영양 태와 면역지표의 변화를 알아보기 위해 연령대가 다른 성인 여성 총 54명을 대상으로 실시하였다. 연령 이외의 환경적 유전적 차이를 최소화하기 위하여 대부분이 한 가족 내 3세대, 즉 20대인 딸, 40~50대인 어머니, 60세 이상의 할머니들로 구성시켰다. 대상자들의 신체 계측, 식이 섭취 조사, 생화학적 검사를 통해 영양상태를 판정하였고, 면역지표를 평가하기 위해 총 백혈구 수 및 백혈구 백분율을 측정하였다. 또한 세포매개성 면역능력을 측정하기 위해 T ltmphocyte과 CD4 +, CD8 + 그리고 NK cells의 수와 비율을 측정하였으며 체액성 면역지표를 알아보기 위해 면역 글로불린 G, A, M의 농도를 측정하였다. 신체 계측 결과 연령이 증가됨에 따라 평균 체지방 함량은 증가하였고 체내 총 수분량과 근육의 양은 줄어드는 경향을 나타냈다. 각 연령별 영양 섭취 상태를 조사한 결과 20대 여대생군의 경우 열량과 철분을 제외한 다른 영양소의 영양상태는 비교적 양호하였으나 3대 영양소의 열량 섭취 비율 또한 한국인 영양섭취기준과 거의 일치하는 것으로 나타났다. 40~50대 어머니군에서도 철분의 영양 상태가 권장량에 비해 부족하였고, 할머니군에서는 에너지 섭취량은 권장량에 비해 낮은 반면 단백질과 철분의 섭취량은 양호한 것으로 나타났다. 총 백혈구 수 및 백혈구 백분율은 조사 대상자 대부분이 정상 범위에 속해 연령 증가에 따른 유의성이 없었으며, T lymphocyte 및 CD4 +, CD8 +와 NK cells을 조사한 결과 T lymphocyte과 CD4 + T cells은 연령 증가에 따라 유의적 차를 보이지 않는 반면 CD8 + T cells은 연령이 증가할수록 유의적으로 감소하여 CD4 +:CD8 +의 비율이 노화됨에 따라 증가하는 경향을 나타냈고, 전체 lymphocyte 중에서 NK cells과 B lymphocyte 수는 유의적 차를 보이지 않았으나 면역 글로불린 M은 노화에 따라 그 농도가 감소하는데 비해 면역 글로불린 A는 각 군별 유의성이 없었고, 면역 글로불린 G는 어머니군에서 유의적으로 높았다. 영양 면역학은 비교적 최근의 관심 분야이고 더욱이 국내에서 이 분야의 연구는 매우 미흡한 실정이다. 그러므로 급속히 발달하고 있는 면역학 이론의 올바른 이해와 새로운 연구 방법의 신속한 적용, 정확한 연구 결과의 해석으로 좀더 구체적이고 체계적인 연구를 통해 각 영양소가 인체 면역지표에 미치는 구체적 메커니즘을 밝히고 면역능 증진을 위한 생리적 활성을 줄 수 있는 각 영양소의 권장량에 대한 연구가 앞으로 이루어져야 할 것으로 보인다.

파랑에 의한 해저 사련 위에서의 유사입자의 거동 특성 (Sediment Particulate Motions Over a Ripple Under Different Wave Amplitude Conditions)

  • 장연식;안경모;황진환;박영규
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.374-385
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    • 2013
  • 부유 퇴적물의 입자 운동에 대한 수치실험이 굴곡이 있는 해저면 위에서 수행되었다. 해저면 경계층의 난류 유속장은 LES 난류모델을 사용하여 구현하였고, 난류 흐름 속에서의 퇴적물 입자운동은 Lagrangian 입자추적 모델을 사용하여 구현하였다. 수치실험을 통하여 두개의 다른 유속조건을 사용하였는데, 파랑주기를 비롯한 다른 모든 조건은 동일하게 유지한 가운데 오직 최대 유속만 다르게 하여 실험을 수행하였다. 예상한 것과 같이 부유되는 퇴적물 입자의 양은 유속이 강할 수록 증가하였다. 그러나 예상하지 못한 결과도 관측되었는데 그것은 비록 최대유속외에 다른 모든 조건은 동일하더라도 퇴적물이 부유되는 양상은 다르게 나타날 수 있다는 것이다. 특히 퇴적물이 부유하게 되는 시간이 위상평균한 파장 주기안에서 서로 다르게 나타나는 것이 발견되었는데, 이는 해저면 굴곡 주위에서 유속에 의해 생성되는 난류 와동의 생성시간이 다르기 때문에 일어나는 것으로 밝혀졌다. 이전의 연구에서도 알려진 바와 같이 이런 난류 와동들이 퇴적물의 부유현상에 미치는 영향은 지대한 것으로 확인되었으며, 또한 이런 와동들의 생성시간은 유속의 크기에 따라 달라 질 수 있음이 밝혀졌다. 이로인해 해저면 굴곡 위에서 퇴적물의 부유현상을 보다 정확하게 규명하기 위해서는 파랑의 여러가지 복잡한 변수들을 고려하여야 함이 이번 실험을 통하여 입증되었다. 또한 퇴적물 입자의 부유에 영향을 미치는 난류 에너지분포 역시 생성된 난류 와동에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 이번 연구를 통하여 유속의 세기변화 만으로도 퇴적물이 부유되는 시간이 굴곡이 있는 해저면에서 바뀔 수 있는 것으로 확인되었으며, 이는 향후 퇴적물 부유에 대한 연구를 할때 해저면 구조와 유속구조의 상관관계를 보다 신중히 검토해야 함이 밝혀졌다.

Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)를 이용한 방사성 스트론튬 오염물질에 대한 신속한 모니터링 기술 (Rapid Detection of Radioactive Strontium in Water Samples Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS))

  • 박진영;김현아;박기홍;김경웅
    • 자원환경지질
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    • 제50권5호
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    • pp.341-352
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    • 2017
  • Cs-137 (반감기 : 30.17년)과 더불어 중요한 원자력발전소 주변 환경감시대상 방사성 핵종 가운데 하나인 순수한 베타방출체인 Sr-90 (반감기 : 28.8년)에 대한 신속하고 용이한 모니터링 방법을 연구하였다. 스트론튬은 칼슘과 같은 2족 알칼리 토금속에 속해 있어서 전자배치나 크기가 비슷하며 최외각전자를 2개 가지고 있기 때문에 화학적으로 칼슘과 치환될 수 있다. 이러한 유사한 화학적 성질로 인해서 환경으로 유출시 물, 토양 및 농작물을 통한 먹이사슬을 거쳐서 인체로 쉽게 유입될 수 있으며, 인체 유입 시 뼈에 쉽게 침적되어 장기간 (생물학적 반감기 : 약 50년) 동안 독성을 유발한다. 스트론튬은 매우 환원성이 있고 특이 반응으로 습식분석이 어려우며, 특히 원자력발전소에서 감시하고 있는 방사성 스트론튬은 복잡한 분석절차, 고가의 분석 장비 사용 및 화학 전처리약품 다량 사용 등으로 분석의 정확도 저하는 물론 고비용에 따른 문제를 안고 있다. 따라서 펄스에너지를 사용하여 시료에 플라즈마를 생성시켜 고유 스펙트럼을 이용해 시료내 원소를 분석하는 Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) 분석기법을 도입하여 전처리 과정 없이 수 초 내에 분석이 가능하고 현장에서 실시간으로 측정 가능한 스트론튬 원소의 정량분석 방법을 도출하였다. 다양한 분석에 필요한 시료기판을 개발하여 레이저, 파장 및 시간분해능의 최적화로 분석 감도를 향상시키고 방해이온에 대한 영향 평가로 액체시료의 정량분석을 가능하게 하여 신속한 모니터링 체계를 구축하게 하였다. 이는 원자력발전소로부터 방출되고 있는 방사성 폐수의 실시간 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있으며, 더 나아가 후쿠시마 원전사고와 같은 비상시 모니터링 수단으로 적용 될 수 있다.

양파 Oleoresin의 저장중 품질 변화 (Quality Stability of Oleoresin Onion)

  • 최옥수;배태진
    • 한국식품영양학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.179-184
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    • 1998
  • 양파를 생채로 착즙하여 분리한 액즙을 Brix 70%까지 감압농축시킨 것과 이어서 잔사에 ethyl alcohol을 가하여 추출한 것을 농축시켜 같이 합하고, 갈변방지를 위하여 1% cysteine의 첨가와 유화제로서 2% PGDR을 첨가하여 양파 oleoresin을 저장중 품질 안정성을 검토하였다. 양파로부터 oleoresin에 추출된 당은 저장온도 5$^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 및 4$0^{\circ}C$에서 매우 안정하여 저장 60일후까지도 함량변화는 거의 일어나지 않았다. 양파 oleoresin 추출 직후 갈변도를 나타내는 흡광도가 0.38로 담갈색을 띄었는데 5$^{\circ}C$에서는 저장 60일 후에도 변화가 거의 없었으나, $25^{\circ}C$ 및 4$0^{\circ}C$에서 저장한 경우는 60일후 흡광도가 1.53 및 3.32로 증가하였고, cysteine을 1% 첨가한 경우는 대조구에 비하여 갈색 억제효과가 상당히 나타나 4$0^{\circ}C$에서 60일간 저장하였을 때의 흡광도는 대조구의 절반 수준으로 나타났다. 유화 안정성은 5$^{\circ}C$ 저장의 경우 20일, 40일 및 60일 후에 분리되지 않는 emulsion 층의 부피가 각각 96.8%, 94.1% 및 9.06%로 매우 안정하였고, $25^{\circ}C$ 및 4$0^{\circ}C$에서 60일간 저장 후는 83.2% 및 75.4%로 유화상태가 다소 불안정하였다. 생체 양파로부터 추출한 oleoresin을 저장시키지 않고 바로 대두유에 1%를 첨가한 경우와 0.02% BHA를 첨가하였을 때 A.I.는 각각 1.39 및 1.72를 나타내어 0.02% BHA를 첨가한 대두유의 유도기간 연장효과에 대하여 80.8%에 해당하는 항산화 활성을 나타내었고, 5$^{\circ}C$$25^{\circ}C$에서 60일 동안 저장한 양파 oleoresin을 대두유에 각각 1% 첨가하였을 때의 A.I.는 1.37 및 1.30을 나타내어 실온 또는 그 이하의 온도에서는 양파 oleoresin이 가지는 항산화 활성은 매우 안정하였으며, 4$0^{\circ}C$에서 저장 60일후의 양파 oleoresin의 A.I.는 1.08로 나타나 고온에서 저장기일이 길수록 불안정하였다. Overall odor intensity의 지표로서 total pyruvate 함량변화는 5$^{\circ}C$, $25^{\circ}C$ 및 4$0^{\circ}C$에서 저장 60일 후 잔존율이 각각 89.9%, 79.7% 및 65.2%로 저온에서 상당히 안정하였다. 양파 oleoresin의 저장중 pyruvate 감소에 대한 반응속도 상수는 저장온도 범위 5~4$0^{\circ}C$에서 1.381~4.735m㏖/$\ell$.hr, Q10 값은 1.537~1.694, 그리고 활성화 에너지는 11.649㎉/g mole이었다.

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습식분류층 석탄가스화기 수치해석 및 실험적 연구 (Numerical and Experimental Study on the Coal Reaction in an Entrained Flow Gasifier)

  • 김혜숙;최승희;황민정;송우영;신미수;장동순;윤상준;최영찬;이재구
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.165-174
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    • 2010
  • 석탄 가스화 반응을 모델링하여 습식분류층 석탄 가스화기의 반응특성에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 신뢰성 있는 수치해석기술을 이용하여 가스화 장치의 기본설계와 더불어 최적 운전조건의 설정에 있다. 석탄 가스화 반응은 복사가 관여하는 고체와 기체의 이상 난류반응으로서 수증기 증발로부터 휘발화, 촤와 가스의 반응 등 일련의 연소반응의 구조를 가진다. 본 연구에서는 실험과 수치해석적인 방법을 병행하여 연구를 수행하였으며 한국에너지기술연구원에 설치된 1톤 규모의 실험용 가스화기를 대상으로 하였다. 본 연구에서는 기본적으로 상용프로그램을 사용하였으며 석탄 가스화 반응해석에 필요한 여러 서브루틴을 개발하여 해석하였다. 세부 반응 서브루틴의 난류반응은 기본적으로 에디붕괴모델에서 화학적 반응속도의 개념을 조화평균의 형태로 사용하였다. 그리고 석탄입자궤적은 라그란지안 접근방식을 선택하였으며 입자의 궤적 계산에서 저항력에 나타나는 난류비선형적인 문제에 대한 모델도 고려하였다. 이와 같이 개발된 프로그램은 실험에서 얻어진 가스농도와 온도분포 그리고 냉가스 효율 등의 자료들과 비교하여 성능을 일차적으로 검토하였다. 석탄의 입자크기분포, 석탄 슬러리 농도, 그리고 가스화기의 형상변화는 가스화 성능에 직접적으로 영향을 주며 이를 합성가스 생성량과 냉가스 효율을 통해 비교 검토하였다. 본 연구 결과가 비록 물리적으로 타당하고 변수연구의 일관성을 보여주나 기류층 석탄가스화 반응장치의 복잡성을 고려하여 볼 때 보다 많은 실험결과에 대한 정교한 모델검증 노력이 신뢰성 있는 프로그램의 완성에 필요할 것으로 판단된다.

Aspergillus niger 유래의 Soluble과 고정화 Transglucosidase의 속도상수, pH 및 열 특성 비교 (Comparison of Kinetic Parameters, pH and Thermal Properties of Soluble and Immobilized Transglucosidase from Aspergillus niger)

  • 안장우;박관화;서진호
    • 한국식품과학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.630-637
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    • 1998
  • Aspergillus niger 유래의 TG를 공유결합법으로 고정화시키고 고정화된 TG에 대한 효소적 특성을 soluble TG와 비교하였다. Soluble TG의 $K_m$은 21 mM, $V_{max}$는 0.4 mM/min 인데 비해, 고정화 TG의 $K_m$은 184 mM, $V_{max}$는 7.4 mM/min로 나타났다. 고정화 TG는 soluble TG와 같이 최적 pH도 5.0으로 동일하였으나 고정화 TG가 soluble TG에 비해 pH 6.0에서는 45%, pH 7.0에서 16% 더 높은 활성을 보였다. pH에 대한 안정성은 두 형태의 효소 모두 pH 2.0에서 pH 9.0까지의 비교적 넓은 pH 범위에서 90%이상의 활성이 유지되었다. 고정화 TG의 반응최적 온도는 soluble TG가 $60{\sim}70^{\circ}C$인데 반해 $70{\sim}80^{\circ}C$로 향상되었다. 고정화 TG의 열안정성은 soluble TG보다 $32{\sim}40%$이상 더 높은 활성이 유지되었다. 고정화 TG의 열불활성화 곡선으로부터 구한 D-value는 $65^{\circ}C$에서 7690초, $70^{\circ}C$에서 200초, $75^{\circ}C$에서 83초, $80^{\circ}C$에서는 7.2초이고 Z-value는 soluble TG가 $6.4^{\circ}C$, 고정화 TG가 $5.3^{\circ}C$로 나타났다. Soluble TG와 고정화 TG의 효소반응 활성화에너지는 각각 $7.7{\times}10^3\;J/mol,\;8.8{\times}10^3\;J/mol$이었다. 고정화 TG의 반응중 물질전달의 저항은 거의 없는 것으로 판단되었다.

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