항산화 활성을 갖는 렌틸(0%, 5%, 10%)과 백년초(0%, 3%)의 첨가로 인해 나타나는 소시지의 저장 기간 중 안정성을 알아보기 위해 발색과 Clostridium Botulinum 증식 억제 등을 위해 첨가하는 아질산염을 첨가하지 않았으며 총 폴리페놀, DPPH 라디칼 소거능, pH, 산가, 과산화물가, VBN, 총균수를 측정하였다. 1. 렌틸과 백년초는 첨가량 증가에 따라 소시지의 총 폴리페놀과 DPPH 라디칼 소거능은 유의적으로 높아졌다. 백년초 보다 렌틸에 의한 효과가 더 크게 나타났으며 혼합첨가에 의해 효과가 상승하였다. 저장기간이 경과함에 따라 총 폴리페놀과 DPPH 라디칼 소거능은 유의적으로 감소하였다. 2. 렌틸과 백년초 첨가에 의한 지방산패 억제효과는 렌틸과 백년초 첨가량 증가에 따라 유의적으로 높아졌다. 저장기간이 경과함에 따라 산가와 과산화물가는 증가하였으나 대조군에 비해 첨가군의 지방산패 억제효과는 크게 나타났다. 3. 단백질 변패여부를 알 수 있는 VBN은 저장기간이 경과함에 따라 VBN 함량이 증가하였으나 대조군에 비해 첨가군의 증식이 억제되었다. 렌틸과 백년초는 지방산패 억제효과와 마찬가지로 단백질 변패 억제효과도 나타났다. 4. 렌틸과 백년초 첨가에 따른 일반세균에 대한 유의차가 없었다. 저장기간이 경과함에 따라 일반세균은 유의적으로 증가하였으나 백년초 첨가군의 세균증식이 적게 나타나 백년초 에탄올 추출물이 항균효과가 있음을 알 수 있었다. 따라서 렌틸과 백년초의 첨가는 소시지의 지방산패 및 단백질 변패 억제, 미생물 증식 억제 등의 효과를 나타내어 30일 저장 기간 중 안정성을 확보할 수 있었으며 첨가량이 많을수록 효과는 크게 나타났다.
숙성기간에 따른 감식초의 휘발성 성분을 알아보기 위하여 3-25년간 숙성한 감식초를 SPME-GC-MS로 분석하였다. 숙성기간에 따라 휘발성 성분 profile은 차이가 있었지만 22년 숙성한 감식초(PV-22)와 25년 숙성한 감식초(PV-25)는 휘발성 성분의 종류 및 농도가 매우 유사하였다. 총 90종의 휘발성 성분이 동정되었으며, 전반적으로 산류와 에스터류의 함량이 높았으며 그 다음으로 케톤류와 알코올류의 함량이 높았다. 산류 중 acetic acid는 숙성기간에 따라 8,925.0-26,132.3 ng/mL 범위로 검출되었다. 에스터류 중 ethyl acetate가 32.5-50,681.7 ng/mL 범위로 존재하였고, 알코올류 중 ethanol은 3년 숙성한 감식초(PV-3)에서만 9,578.5 ng/mL 농도로 존재하였다. 숙성기간에 따른 감식초의 휘발성 성분을 비교해 보면, 숙성기간이 짧았던 감식초 (PV-3)에서 휘발성 성분의 함량이 가장 높았는데 이 중 acetic acid, ethanol과 ethyl acetate의 함량이 휘발성 성분의 대부분을 차지하였다. 이와 대조적으로 숙성기간이 길었던 감식초(PV-15, PV-22와 PV-25)에서는 ethanol이 검출되지 않았으며, ethyl acetate도 낮은 함량으로 검출되었다. 휘발성 성분의 조성을 살펴보면 비교적 숙성기간이 길었던 감식초(PV-15, PV-22와 PV-25)에서는 산류의 함량이 가장 높았으며 그 다음으로 에스터류와 케톤류의 함량이 높았다. 이와 달리 숙성기간이 짧았던 감식초(PV-3)에서는 에스터류의 함량이 가장 높았으며 그 다음으로 산류와 알코올류의 함량이 높았다. 숙성기간이 증가할수록 산류, 알코올류와 에스터류의 함량이 감소한 반면, 알데하이드류와 케톤류의 함량은 증가하였다.
세 개 유전자의 DNA 분자서열을 이용해서 전라도 지역에서 재배되고 있는 신품종 왕가시천년초(O. humifusa (Raf.) Raf. f. jeollaensis E. J. Kim & S. S. Whang)의 분류학적 지위와 한국산 손바닥 선인장들의 분류학적 유연관계가 조사되었다. 신품종 왕가시천년초는 형태학적으로나 생육 지역이 천년초와 비슷하지만, 노란색 꽃의 안쪽 중심에 붉은 색이 있고, 3 cm 길이의 강모가 많이 발달되어서 차이가 있다. 분자적인 연구결과는 왕가시천년초가 O. humifusa complex에서 Macrocentra 계열에 포함되어 Humifusa 계열에 포함되는 한국산 O. humifusa와 다르게 나타났다. 왕가시천년초는 천년초와 마찬가지로 주로 농장에서 재배되고 있어서 품종으로 지위를 주었다. 한국산 손바닥선인장 3종에 대한 분류학적 유연관계가 자세히 논의되었다.
본 연구는 생리활성이 우수한 천년초의 활용도를 높이기 위해 L. plantarum를 이용한 발효과정을 통해 얻은 추출물을 천년초의 열수추출물과 비교하여 특성을 확인하였다. 점성분석, 총폴리페놀, 아미노산 분석을 수행하였으며, 항박테리아 활성 및 사이토카인 분석, zymography 등을 통해 발효추출물의 특성을 연구하였다. 천년초 이용도를 절감시키는 점성도가 거의 절반 감소되고, 비타민 C의 양은 약간 감소하였으나 발효과정 동안 거의 유지되는 것으로 보이며, 총폴리페놀, 아미노산 총량 및 생리활성 주요 무기질 성분은 발효를 통해 증가함을 확인하였다. 또한 세포독성이 없음을 확인하고, 염증관련 사이토카인류와 MMP-9 활성도를 확인한 결과 천년초의 열수추출물에 비해 L. plantarum-발효 천년초에서 염증 억제 및 조직 파괴 억제 효과가 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과들은 유산균을 이용한 발효 천년초를 기능성을 부가한 소재로 활용하는데 있어 기초가 될 것으로 기대된다.
고장초 메탄올 추출물의 항알레르기 활성을 조사하기 위해, 비만세포주인 RBL-2H3 세포를 이용하였으며, 고장초 추출물을 처리한 후 IgE-항체, A23187 및 PMA를 이용하여 세포를 활성화시켜 분비되는 $\beta$-hexosaminidase, TNF-$\alpha$의 양을 측정하였다. 그 결과 고장초 추출물이 활성화된 비만세포에서 분비되는 $\beta$-hexosaminidase, TNF-$\alpha$를 농도 의존적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비만세포에 탈과립이 발생할 경우 나타나는 형태학적 변화에 대한 시료의 영향을 검색하기 위해 고장초 추출물을 처리한 세포에 compound 48/80을 처리하였으며, 그 결과 고장초 추출물을 처리한 경우 대조군에 비해 탈과립이 현저히 억제되는 것을 관찰하였다. 따라서 고장초 추출물은 다양한 자극으로 인한 비만세포의 탈과립 저해를 통해 알레르기 반응을 억제시키는 것으로 판단되며, 본 연구결과는 고장초의 항알레르기 기능성 소재로의 이용 가능성을 시사해준다.
BaTiO$_3$, SrTiO$_3$단일막과 BaTiO$_3$ (BTO)/SrTiO$_3$ (STO) 산화물 인공격자를 pulsed laser deposition (PLD) 법에 의해서 100 nm 두께의 (La,Sr)CoO3 (LSCO) 산화물 전극이 코핑된 MgO 단결정 기판 위에 증착시켰다. 이러한 기판위에서 2 unit cell의 적층 두께를 갖는 BTO/STO 초격자 (=BTO2/STO2)를 100~5 nm까지 변화시켰다. 또한 BTO와 STO 단일막도 같은 두께로 변화시켰다. 이러한 두께 범위에서 BTO, STO 단일막과 초격자의 격자변형에 따른 유전특성을 살펴 보았다. 두께 변화에 따른 단일막과 초격자의 구조 분석은 포항 방사광 가속기의 x-ray 회절에 의해서 이루어졌다. 다양한 두께를 갖는 BTO2/STO2 초격자에서 BTO와 STO 충은 in-plane 방향으로 격자정합을 유지하면서 변형되었다. 두께가 얇아지면서 하부 LSCO영향으로 BTO, STO의 n-plane 격자상수는 LSCO 격자상수 쪽으로 접근하였다. Out-of-plane 방향의 BTO 격자상수는 두께가 얇아지면서 증가하였고 반면에 STO 격자상수는 감소하였다. STO와 BTO 단일막의 격자변형은 두께가 얇아지면서 in-plane 방향으로 압축응력으로 인해 증가하였다. 그러나, 격자부정합도가 큰 BTO격자에서 더 많이 변형되었다. 또한 초격자에서 BTO격자가 BTO 단일막보다 더 많이 변형되었는데 초격자에서는 BTO, STO 두 층의 발달된 변형뿐만 아니라 하부 LSCO/MgO 기판의 영향을 함께 받고 있기 때문이다. 초격자와 단일막의 유전상수를 살펴보면은 두께가 감소하면서 유전상수가 감소하는 size effect을 보이고 있다. 하지만 초격자에서의 유전상수가 단일막보다 우수한 유전특성을 보이고 있다. 이러한 결과로 볼 때 격자변형이 size effect 영향을 끼치는 중요한 요소임을 확인하였다.
초공동 수중비행체는 수중에서 시속 300 km 이상의 속력을 가진다. 초공동 수중비행체는 로켓추진을 동력으로 사용하기 때문에 초공동 수중비행체의 수치해석은 물과 수증기, 배기가스로 이루어진다상 유동을 다루게 된다. 배기가스가 수중비행체에 미치는 영향은 초공동 수중 비행체 성능연구에 중요한 부분이다. 본 연구에서는 초공동 수중비행체 주변의 유동장에 대한 수치해석을 통하여 배기가스가 비행체의 항력에 어떠한 영향을 미치는지 알아보았다. 배기가스가 없는 경우, 수중비행체를 둘러싼 초공동으로 물이 유입되는 재유입현상에 의해 수중비행체 항력의 변화가 발생한다. 추진체가 있는 경우 배출되는 가스는 재유입현상에 의한 영향을 감소시킨다. 또한 배기가스는 마하디스크를 생성하며 그 영향을 받아 항력 변화가 발생한다.
선학초 추출물을 기능성 화장품 소재로 활용하기 위하여 미백효과를 검증하였다. 세포 내 tyrosinase 저해활성 측정결과 선학초 에탄올 추출물 $500{\mu}g/mL$에서 42%의 저해활성을 나타내었다. 이는 선학초 추출물이 세포 내 tyrosinase 발현을 억제시킴으로서 멜라닌 합성 또한 저해 하는 것임을 확인 할 수 있었다. 선학초 추출물의 단백질 발현과 mRNA 발현 억제효과를 검토한 결과 선학초 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 B16F10군에서는 tyrosinase protein의 발현이 처리하지 않은 군보다 감소함을 확인할 수 있었다. 결과적으로 선학초 추출물의 미백효능을 확인할 수 있었으며, 식품 및 화장품의 기능성 소재로 이용이 가능할 것으로 판단된다.
유기 염소계 소독제인 삼염화이소시아눌산(trichloroisocyanuric acid)에 의한 다양한 미생물의 사멸특성을 규명하기 위하여, 대장균, 고초균, 포도상구균, 레지오넬라균, 수도모나스균 등을 각각 증류수에 부유시킨 후, 접촉시간과 소독제의 농도를 변화시키면서 사멸률을 측정하였다. 삼염화이소시아눌산 8 ppm 수용액 하에서 미생물 99%의 사멸률에 도달하는 시간은 대장균 60초, 수도모나스균 368초, 포도상구균 372초, 고초균 506초, 레지오넬라균 812초 순으로 측정되었다. 특히 대장균 사멸률 99%에 도달하기 위한 같은 농도(8 ppm) 세 종류의 소독제 접촉시간은 삼염화이소시아눌산 60초, 단토브롬(BCDMH, Bromochlorodimethylhydantoin) 114초, 칼슘하이포(calcium hypochlorite) 7,100초 순으로, 대장균에 대한 삼염화이소시아눌산의 소독력이 가장 우수하게 측정되었다. 본 연구결과는 염소계 소독제에 의한 사멸특성이 미생물 종 특이적이며 또한 소독제의 종류, 농도, 접촉시간에 따라서 매우 다양하게 측정됨을 제시하고있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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