• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.325-331
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• 2021

본 연구에서는 미이용 바이오매스인 3급 목재펠렛 및 커피박을 이용하여 바이오카본을 생산하고 이를 통하여 저분자 극성 휘발성 유기화합물인 포름알데하이드 및 아세트알데하이드 제거 성능 실험을 수행하였다. 바이오카본 생산 실험은 이산화탄소를 활성화제로 사용하여 고정층 반응기에서 수행하였다. 활성화 실험 시 반응온도 900 ℃ 및 이산화탄소 1 L min^-1으로 반응조건을 고정하여 진행하였다. 활성화 실험 결과 1급 목재펠렛으로부터 생산한 바이오카본의 BET 비표면적이 약 788 m² g^-1으로 가장 높음을 알 수 있었고 커피박으로부터 생산한 바이오카본이 약 544 m² g^-1으로 가장 낮게 나타났다. 본 실험을 통해 생산된 바이오카본은 대부분 마이크로 기공을 가진 것으로 나타났다. 바이오매스 원료 내 회분의 함량이 낮을수록 바이오카본의 비표면적이 높아지는 것으로 나타났다. 포름알데하이드 및 아세트알데하이드 제거 실험 결과 1급 및 3급 목재펠렛으로 부터 생산한 바이오카본에 비해 커피박으로부터 생산한 바이오카본이 더욱 우수한 흡착 성능을 보여주었다. 추가적으로 상용 첨착 활성탄과 커피박으로부터 생산한 바이오카본의 비교 실험을 진행하였다. 포름알데하이드 제거 성능은 상용 첨착 활성탄이 우수한 반면 아세트알데하이드 제거에는 커피박으로부터 생산한 바이오카본이 우수한 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.232-237
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• 2022

해조류 바이오매스 중 갈조류의 주요 구성 성분인 알긴산은 다양한 산업에서 널리 사용되어지며, 촉매적 저분자화를 통해 당, 당알코올, 퓨란계, 그리고 유기산과 같은 고부가가치 화합물로 전환할 수 있다. 본 연구에서는 루테늄 담지 활성탄과 마그네시아를 혼합하여 알긴산 저분자화 반응에 적용하고자 하였다. 이러한 불균일계 촉매 시스템은 생성물에 대한 분리가 용이하고 정제 과정의 간소화가 장점으로 작용한다. 반응 결과, 탄소 수 5개 이하의 저분자량 알코올 및 유기산이 생성되었으며, 최적의 반응 조건 탐색을 통해 최종적으로 1 wt% 알긴산 수용액 30 mL, 루테늄 담지 활성탄 100 mg, 마그네시아 100 mg, 반응 온도 210 ℃, 반응 시간 1 h의 반응 조건에서 29.8%의 알코올에 대한 탄소 수율과 43.8%의 알코올 포함 액상 생성물에 대한 총 탄소 수율을 확보하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권3호
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• pp.357-365
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• 2011

마늘 및 숙성을 통한 가공마늘 갈변물질의 생리활성을 규명하고자 생마늘, 중간숙성 마늘인 홍마늘 및 흑마늘의 수용성 갈변물질을 투석막을 이용하여 투석내액 및 외액으로 분리한 다음 동결 건조하여 항산화활성을 중심으로 생리활성을 비교분석하였다. 생마늘 및 홍마늘 투석액의 pH는 내액에서 더 높았으나 흑마늘은 이와 상반되게 투석외액의 pH가 더 높았고, 갈변물질은 생마늘, 홍마늘 및 흑마늘 모두 투석외액에서 더 높은 함량이었다. 총 페놀 화합물의 함량은 투석내액의 경우 홍마늘에서 가장 낮았고 흑마늘에서 가장 높았으나, 투석외액에서는 홍마늘에서 가장 높은 함량이었다. 플라보노이드 화합물의 함량은 흑마늘 투석내액에서 가장 높았으며, total pyruvate의 함량은 생마늘과 홍마늘의 경우 투석외액에서 더 높았으나 흑마늘은 이와 상반된 결과였다. Total thiosulfinate의 함량은 흑마늘에서 가장 높았고, 다음으로 홍마늘, 생마늘의 순서였다. DPPH 라디칼 소거활성은 생마늘과 흑마늘의 경우 투석내액이, 홍마늘은 외액에서 더 활성이 높았고, tyrosinase 저해활성은 홍마늘 투석액이 생 마늘 및 흑마늘에 비해 더 활성이 높았다. $\alpha$-Glucosidase 저해활성은 투석내액이 외액보다 높았으며, 저농도에서 홍마늘은 생마늘보다 활성이 더 높았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 생마늘과 홍마늘의 항산화 활성은 투석외액에서 더 높으며, tyrosinase 및 $\alpha$-glucosidase 저해활성은 투석내액에서 더 높았고, 이들에 비해 갈변 반응이 더 많이 진행된 흑마늘의 경우 투석내액의 생리활성이 더 높아 마늘의 갈변정도에 따라 생리활성에 기여하는 갈변물질의 분자 크기가 상이함을 확인할 수 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제59권3호
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• pp.265-275
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• 2020

본 연구에서는 양봉산물로서의 가치 평가와 제품다양화를 위한 기초자료 제공을 위해 수벌번데기(16 ~ 20일령)의 영양성분분석 및 이를 이용한 추출물을 제조하고 생리활성 효과를 검정하였다. 수벌번데기 동결건조 분말의 일반성분 분석 결과 수분 1.69 ± 0.07%, 조단백 48.52 ± 0.20%, 조지방 23.41 ± 0.14%, 조회분 4.05 ± 0.02% 였고, vitamin C 14.92 ± 0.52 mg/100 g, vitamin E 6.06 ± 0.11 mg α-TE/100 g 이었으며, 무기성분은 K과 P의 함량(mg/100g)이 각각 1,349.13 ± 34.57 및 1,323.55 ± 43.85로 가장 높게 함유되어 있고, Ca과 Fe의 함량은 각각 55.43 ± 1.51 및 5.49 ± 0.19가 함유된 것으로 분석되었다. 수벌번데기 동결건조분말 중에 함유된 지방산은 포화지방산(g/100g total fatty acids)이 약 59.62, 불포화지방산이 약 40.38을 차지하였고, 고급지방산인 palmitic acid (C16:0)가 35.49 ± 0.08, 그리고 oleic acid (C18:1, n-9)가 35.91 ± 0.22로 다량 함유되어 있었다. 구성아미노산(g/100 g)은 총 38.99 ± 2.63이 함유된 것으로 분석되었고, 유리아미노산(mg/100 g)은 총 5,129.04 였으며, 이중 proline이 1,257.68, glutamic acid가 759.12로 가장 높았다. 수벌번데기 추출물의 DPPH radical-scavenging 활성(㎍/ml)은 증류수추출 시 0.8, 50% EtOH 추출 시 3.2, 70% EtOH 추출 시 6.4, 그리고 EtOH 추출 시 32 농도에서 약 90% 이상이었다. 이와 같은 결과는 항산화능에 기여하는 주요 화합물이 극성계 화합물임으로 추정되었으며, 저분자단백질 또는 유리형 아미노산일 가능성이 높은 것으로 추측되었다. 이상의 결과와 같이 수벌번데기는 우수한 식품원료로의 사용과 새로운 기능성 소재로의 활용을 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제25권1호
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• pp.62-70
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• 2018

생맥산의 이화학적 특성 및 생리활성을 향상시키기 위해 주 재료 중 하나인 맥문동을 0(S-0, 대조군), 30(S-30), 60(S-60), 90(S-90)분간 건열 덖음 처리하여 생맥산을 제조한 후 유효성분 및 항산화 활성을 분석하였다. 생맥산의 색도 중 L 값은 S-0에서 가장 높았으며, 덖음 처리 시간이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다. 생맥산의 a 값과 b 값은 대조군보다 덖음 처리한 맥문동 첨가군들에서 낮았지만, 덖음 처리 시간에 따른 경향성을 보이지는 않았다. 생맥산의 가용성 고형분의 함량($7.10{\pm}0.0^{\circ}Brix$)과 환원당 함량($37.32{\pm}0.05g/100g$)은 S-60에서 가장 높고, pH와 산도는 모든 조건에서 유의적인 차이가 없었다. 생맥산의 총 페놀 화합물 함량은 맥문동의 덖음 처리 시간이 증가함에 따라 유의적으로 증가하여 S-90에서 $345{\pm}0.34mg/100g$으로 정량되었으며, 총 플라보노이드 함량은 S-0에서 가장 높고 S-60에서 감소하였지만 S-90과 유의적인 차는 없었다. 생맥산의 총 안토시아닌 함량은 오미자에서 용출된 것이기 때문에 대조군과 덖음 처리한 맥문동 첨가군에서 차이가 없었다. 생맥산의 총 진세노사이드(Ro, Rb2, Re, Rf, Rg1, Rg2, Rg3, Rh1, Rh2) 함량은 차이가 없었지만, Ro, Re, Rf, Rb2, Rh2, Rg3는 S-0과 S-90을 비교하였을 때 당과 물 분자의 제거 정도에 따라 고분자에서 저분자 진세노사이드로 변형되어 그 함량이 증가하거나 감소하였다. 생맥산의 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 및 FRAP법에 따른 항산화 활성은 맥문동의 덖음 처리 시간이 증가함에 따라 뚜렷하게 증가하는 경향이었다. 이상의 결과로부터 생맥산의 유효성분은 맥문동을 1시간 정도로 적절히 덖음 처리하였을 때 가장 높고, 항산화 활성은 맥문동의 덖음 처리 시간이 증가할수록 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.105-114
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• 2007

Advanced oxidation processes(AOPs)는 강력한 산화제인 hydroxyl radical(${\cdot}OH$)를 생성하여 오염물질을 산화시키는 기법이다. 본 연구에서는 DNAPL인 trichloroethylene(TCE)과 tetrachloroethylene(PCE)의 수리학적 특성을 고려하여 우수한 고도산화처리기법($UV/Fe^{3+}$-chelating agent/$H_2O_2$기법, $UV/H_2O_2$기법)의 적용성 평가를 실시하였다. TCE, PCE 처리에 있어 가장 높은 분해효율을 보인 기법은 $UV/H_2O_2$기법으로 pH 6의 중성조건에서 TCE의 경우 150분 만에 99.92%의 TCE 분해를 나타내었고($[H_2O_2]$ = 147 mM, UV dose = 17.4 kwh/L), PCE의 경우 반응 2시간에 99.99%가 분해되었다($[H_2O_2]$ = 29.4 mM, UV dose = 52.2 kwh/L). 또한, $UV/Fe^{3+}$-chelating agent/$H_2O_2$기법을 적용하였을 경우, TCE는 90분 만에 99.9% (UV dose = 34.8 kwh/L, $[Fe^{3+}]$ = 0.1 mM, [Oxalate] = 0.6 mM, $[H_2O_2]$ = 147 mM) PCE는 반응시간 6시간 만에 99.81% (UV dose = 17.4 kwh/L, $[Fe^{3+}]$ = 0.1 mM, [Oxalate] = 0.6 mM, $[H_2O_2]$ = 29.4 mM)의 빠른 분해경향을 보였다. 이러한 결과는 기존의 고도산화처리기법 중 modified Fenton 반응에 UV를 적용함으로서 반응 중 $H_2O_2$의 재생산을 증가시킬 수 있음을 보여주고 있다. 또한, Fe(III) 이온의 Fe(II) 이온으로의 환원을 용이하게 하여 기존 Fenton 반응에 비해 처리시간의 단축 및 분해효율의 향상을 기대할 수 있을 것이다. 그리고, oxalate나 acetate같은 저분자 유기산 착제의 적용으로 pH의 안정성과 분해효율의 향상이 가능하고, 철이온 및 oxalate나 acetate와 같은 물질이 자연상에 존재함에 따라 보다 경제적이고 친환경적인 실용적 처리기법 도출이 가능할 것이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권8호
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• pp.1248-1256
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• 2014

자죽염(purple bamboo salt; PBS)을 제조하는 공정에 영향을 미치는 원염(갯벌천일염, MSS; 죽염, BS)의 종류, 대나무 첨가에 따른 BS의 이화학적 특성, 황 화합물, 미네랄 함량 및 환원력을 비교 분석하고, 이를 통해 PBS에 함유된 $SO_2$와 산화환원전위(ORP)의 발생 원인을 분석하였다. BS를 고온에서 용융시켜 제조한 PBS에서 630 ppm의 $SO_2$가 검출되었다. PBS의 원료 염과 RB에서는 $SO_2$가 검출되지 않았으나, 염화물, 황산염류, 탄산염류와 대나무(RB)를 함께 탄화시켜 $SO_2$ 검출 원인을 확인한 결과 황산칼륨에 의해 782 ppm이 발생하였다. BS의 $SO_2$는 BSRB1(13.88)~BSRB4(109.13 ppm)에서만 발생하였고 $SO{_3}{^{2-}}$는 MSSRB4와 BSRB2~BSRB4에서만 발생하였으며, 시간이 경과함에 따라 증가되는 경향을 나타내었다. $SO_4{^{2-}}$는 시간이 지남에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 $SO_2$와 $SO_3{^{2-}}$가 많을수록 낮은 함량을 나타내었다. ORP는 모두 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 BS에서 더 높은 수준을 나타내었으며, BSRB4(-211.40 mV)에서 가장 높은 환원력을 나타내었다. 일반적 특성 중 불용분은 BS에서 더 높았으며 RB가 탄화되어 남은 물질들이 영향을 미친 것으로 판단된다. Ca, K, Mg의 경우 굽는 시간 경과에 따라 MSS는 감소, BS는 증가하는 경향을 나타내었다. BSRB4의 Ca는 1.4배, Mg는 1.5배 증가하였고 K 함량은 1.8배 더 높은 것으로 나타났다. 미량 미네랄은 굽는 시간 경과에 따라 MSS에서 Li, Al, Mn, Fe, Sr이 증가되었고, BS에서 Al, Fe, Ni가 증가하였다. 음이온(Cl, $NO_3$, Br)과 중금속(Pb, Cd, Hg, As)은 각 요인에 대한 영향을 받지 않았다. 결론적으로 BS의 기능성을 나타내는 환원력은 $SO_2$ 및 $SO_3{^{2-}}$와 같은 저분자 황화합물에 의한 것이며, 이는 한 번 굽는 과정을 거친 BS를 사용하고 이에 RB를 첨가하여 고온에서 용융하는 시간이 길수록 이들 황화물질이 많아져 환원력이 증가된다는 것을 의미하는 것이다.

• Applied Microscopy
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• 제37권1호
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• pp.11-21
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• 2007

가열공정이 없는 생식은 화식과 달리 대사효소가 보존되어 있어 체내에서 유익한 작용을 할 것으로 예측되고 있다. 생식 시장의 확대에도 불구하고 아직까지 생식의 효과에 대한 과학적 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 수컷 ICR 생쥐를 일반사료 섭취 후 올리브오일을 투여한 대조군, 사염화탄소$(CCl_4)$를 투여한 실험군 1 (Exp 1), 생식을 급이한 후 사염화탄소를 처리한 실험군 2 (Exp 2)로 나누어 간내 효소, 단백질 및 조직학적 분석을 통하여 생식의 간보호 효과를 확인하고자 하였다. 혈청 AST 수치는 대조군에서 $135.50{\pm}121.84\;IU/L$, 실험군 1에서 $4808.07{\pm}1492.94\;IU/L$, 실험군 2에서 $1799.20{\pm}1182.27\;IU/L$로 나타났으며, ALT 수치는 대조군에서 $27.60{\pm}15.04\;IU/L$, 실험군 1에서 $7317.60{\pm}2137.51\;IU/L$, 실험군 2에서 $2902.20{\pm}2302.71\;IU/L$로 나타났다(p<0.01). ALP는 대조군에서 $279.90{\pm}38.32\;IU/L$, 실험군 1에서 $329.7{\pm}50.65\;IU/L$, 실험군 2에서 $427.80{\pm}85.36\;IU/L$로 나타났다. 이는 실험군 2와 실험군 1, 실험군 2와 대조군 사이에서 각각 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 또한 조직학적인 관찰에서도 실험군 1과 실험군 2 사이에 뚜렷한 차이가 관찰되었다. 사염화탄소를 처리한 실험군 1은 육안관찰과 광학현미경 관찰에서 심한 조직괴사가 관찰되었지만 실험군 2에서는 육안검사 상 정상조직과 거의 차이를 보이지 않았고 광학현미경 관찰에서는 중심정맥 주위로 약간의 괴사와 심한 호중구 침윤현상을 보여주었다. 생식에 함유된 저분자량의 생리활성 물질은 다양한 페놀 화합물(phenolic compounds)로 구성되어 있으며, 항산화작용으로 대표되는 수많은 생리활성기능을 가지고 있다. 곡류 원료의 대표적인 식물성 생리활성물질(phytonutrients)로서 곡류에는 phytoesterogen, lignan, phytic acid, 콩에는 phytoesterogen (isoflavon), phytosterol, saponiu, 과채류에는 carotenoid, flavonoid, 유기황 복합체 (organosulfur compounds), 버섯류에는 alkaloid, polypeptide, nucleoside가 다량 함유되어 있다. 모든 곡류에는 arabinoxylan과 ferulic acid와 같은 식물성 생리활성물질들이 다량 함유되어 있어 생식은 곡류의 phytochemical의 활성을 높이는 가장 효과적인 섭취방법이라고 할 수 있다. 이번 연구 결과는 생식이 직접적인 간보호 효과를 보임으로써 건강기능성식품으로서의 가능성을 제시하였다. 앞으로 생식의 효과에 대한 다양한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권1호
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• pp.43-51
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• 2022

본 연구에서는 자작나무 증포 추출물의 탈모 조절 활성 분석을 위해 in vitro (인간모유두세포) 및 in vivo (C57BL/6N 마우스) 모델을 이용하여 모발의 성장 효과를 평가하였다. 찌고 말리는 과정을 반복하는 증포 차수 별 함유 성분의 변화가 관찰되어 새로운 추출법의 가능성을 확인하였다, 즉, 1회-5회 증포 후 관찰된 성분의 변화는 3회 증포 추출물(BPE3)에서 안정적인 추출 수율, 높은 페놀화합물 함량 및 항산화 활성을 가지는 것으로 확인되었다. 또한, 발모 주기의 전 과정에 관여하는 모유두세포에 BPE3를 처리하였을 때 유의한 수준의 FGF7과 Wnt7b 발현을 증가시켜 모발 성장 촉진과 모발의 성장기 개시를 도울 것으로 판단되었다. In vivo 마우스 모델에 12일 간 BPE를 도포하여 관찰한 결과 6일 경과 시 양성대조군(MXD 및 PTN)과 유사한 수준으로 단모의 성장이 관찰되었으며, 9일 경과 시 높은 밀도의 발모가 진행되기 시작하여 12일 경과 시 미처리 대조군에 비해 BPE3군에서 고른 발모가 관찰되었다. H&E 염색을 통한 각 군별 피부조직의 변화는 BPE3군에서 뚜렷이 나타났으며, 특징적으로 단위면적 당 많은 모낭(hair follicle)의 형성과 모간부(hair shaft)의 신장이 관찰되어 안정적으로 모발의 성장기로 진입한 것으로 판단되었다. 피부조직의 유전자발현 추가 분석 시 FGF7, VEGF, 및 Wnt7b 유전자가 유의하게 증가하여 모발성장, 분화, 모낭줄기세포 활성을 유도하여 모발성장을 촉진시킨 것으로 생각된다. 또한, BPE3가 LPS로 유도된 RAW264.7 세포의 염증인자(iNOS, IL-6 및 COX2) 발현을 저해하여 자가면역 등 염증성 탈모억제에 긍정적 역할을 할 것으로 판단된다. GC-MS 분석을 통해 확인한 betulin과 불포화지방산 등 저분자 물질은 BPE3가 나타낸 약리활성을 방증하였다. 결론적으로, 자작나무 3회 증포 추출물인 BPE3는 모유두세포의 발모 주기를 촉진할 뿐 아니라 두피의 염증 환경에서 휴지기를 단축시켜 정상적 발모를 돕는 소재로서 높은 잠재력을 나타냈다.