상품성이 낮은 배 그리고 가공 부산물의 하나인 과피의 기능성식품 소재로써의 이용가능성을 검토하고자 생육단계별 풍수, 신고, 추황배의 과피로부터 식이섬유원을 분리하여 이들의 성분을 분석하고 물리적 특성을 측정하였다. 3 품종의 3 생육단계에서 과피로부터 분리한 식이섬유원의 총식이섬유 함량은 74.00-88.38%로 비교적 높은 수준이었고 그 중 92-94%가 불용성 성분이었다. 분리된 식이섬유원에 잔존하는 총페놀성물질의 함량은 1.64-4.46mg/g이었고 신고와 추황배에서는 과실의 성숙도에 따라 잔존하는 총페놀성물질의 함량이 증가하였다. 평균입자의 크기는 $255-381{\mu}m$이었고 동일한 품종내에서 성숙된 과실일수록 분리된 식이섬유원의 입자는 증대하였으며 이에 따라 유과에서 분리한 식이섬유윈의 밀도가 유의적으로 작았다. 보수력은 3.11-6.03g water/g solid이었고 신고와 추황배에서는 유과, 미숙과, 성숙과의 순으로 점차 증가하였으며 oil 흡착력은 1.98-2.57g oil/g sample로 보수력보다 낮은 값을 보였고 보수력이 낮은 유파의 식이섬유원이 oil 흡착력은 컸다. 식이섬유원의 입자의 크기는 밀도, 보수력, oil 흡착력과 높은 상관관계를 나타내었고 물리적 특성에 영향을 주는 주요성분은 Cellulose와 uronic acid로 나타났다. 결론적으로 배 과피에서 분리한 식이섬유원은 총 식이섬유 함량이 높고 생리활성 물질인 페놀성물질을 함유하고 있으며 미숙과, 성숙과 식이섬유원은 비교적 높은 보수력을 갖고 있어 새로운 식이섬유원 소재로 이용이 가능할 것으로 생각된다.
Priority pollutant이며 페놀성화합물의 전구체인 페놀을 고체상추출법을 이용하여 추출 정제하여 형광검출기와 질량분석기가 각각 장착된 고속액체크로마토그래프를 이용하여 분석하는 방법을 설정하여 보았다. 고체상추출은 고분자성물질이 충진된 Oasis HLB cartridge를 이용하여 최적의 조건을 확립하였으며 이때의 평균회수율은 87.0% 이었다. 형광검출기를 이용한 경우가 질량분석기를 이용한 경우보다 검출한계가 낮았으나 선택성의 측면에서 질량분석기가 우수하였다.
본 연구는 방향족 화합물질 중 페놀폐수에 대한 생물학적 처리를 위해 본 실험실에서 분리한 페놀분해능이 우수한 Rhodococrus sp. EL-GT를 이용하여 catechol 분해 catechol 1,2-dioxygenase 분해활성을 측정하였고, 이것이 ortho-pathway임을 확인할 수 있었다. 또한 다른 연구에서 보고된 Rhodococcus rhodochrous NCIMB 13259 균주의 catechol 1,2 dioxygenase를 기초로한 primer를 이용하여 PCR을 수행하였으며 이 분해 유전자의 cloning실험을 수행 중이다. 이들 실험을 통하여 Rhodococcus sp.의 페놀분해균의 유전적 구조 및 특성을 검토하고 밝혀지는 단백질 정보를 이용하여 방향족 화합물의 분해능이 보다 우수한 균주의 개발을 시도하고자 한다.
본 연구에서는 두 개의 크기집단의 바지락(Ruditapes philippinarum), 재첩(Corbicula japonica), 홍합(Mytilus edulis)을 세 개의 수온 조건(5, 13 그리고 $18^{\circ}C$)에서 용존 노닐페놀에 노출시킴으로써 개체 크기와 수온 변화가 여수율과 용존 노닐페놀 흡수율에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 통해 이매패류의 여수율과 유기화합물질 흡수과정의 관련성에 대해 평가하고자 하였다. 단위무게당 여수율($CR_{wt}$)은 모든 개체 크기와 온도 범위에서 홍합(0.3-4.9 L $g^{-1}\;h^{-1}$)이 가장 높았으며, 재첩(0.44-1.98 L $g^{-1}\;h^{-1}$), 바지락(0.08-0.6 L $g^{-1}\;h^{-1}$) 순으로 나타났다. 한편 단위무게당 노닐페놀의 흡수율은 종 간 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 단위무게당 여수율과 노닐페놀 흡수율은 일반적으로 개체의 크기가 증가함에 따라 감소하고, 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 세 종 모두에서 노닐페놀 흡수율은 여수율과 높은 상관관계를 보였다. 한편 노닐페놀 흡수율은 같은 여수율 범위에서 홍합, 재첩, 바지락 순으로 증가하였다. 여수율과 노닐페놀 흡수율의 높은 상관관계로부터 여수율이 이매패류의 용존 유기화합물 흡수에 중요한 역할을 한다는 것을 추정할 수 있다.
외래잡초인 돼지풀은 국내 확산이 우려되는 문제잡초로서 allelopathy와 관련성을 평가하기 위하여 돼지풀이 함유하고 있는 phenolic compounds의 시기별 변화와 이들 화합물에 의한 3종 잡초의 발아 및 초기생육을 평가하였다. 식물의 생육을 억제하는 물질로 잘 알려진 cinnamic acid 유도체인 5종의 페놀화합물은 HPLC를 이용하여 정량분석하였고, 4종 (caffeic acid, O-coumaric acid, ${\rho}$-coumaric acid 및 ferulic acid)의 화합물을 동정하였다. 돼지풀에서 검출된 페놀화합물 중 caffeic acid의 농도가 가장 높았으며, O-와 ${\rho}$-coumaric acid는 개화직전 농도가 개화후기보다 3배 정도 높았다. 돼지풀이 함유하고 있는 페놀화합물의 총함량은 개화직전이 $1,377{\mu}g$으로 개화후기의 $1,583{\mu}g$보다 낮았으나 돼지풀이 생장률에 비해 증가량은 현저히 낮았다. 표준용액을 이용하여 농도별로 조제한 페놀화합물 중 O-와 ${\rho}$-coumaric acid는 바랭이의 발아를 지연시켰으며, caffeic acid는 피의 발아율을 대조구보다 10% 억제시켰다. 또한 발아가 50%에 도달하는 시점을 나타내는 $T_{50}$는 $10^{-4}M$ 페놀화합물 처리구의 금방동사니와 바랭이에서 촉진되었으며, $10^{-3}M$ 페놀화합물 처리구의 금방동사니와 피에서 현저히 지연되었다. 다양한 페놀화합물 중에서 O-coumaric acid는 3종의 모든 잡초에서 하배축과 유근의 신장을 현저히 억제시켰으며, 금방동사니의 뿌리 세포 분열을 억제시켰고, 특히 피의 발근을 100% 억제시켰다.
본 연구에서는 오존의 용해효율 개선과 자가분해 촉진을 위해 나노기포와 초음파 캐비테이션을 동시에 적용한 오존 나노기포 공정을 조사하였다. 공정의 유기물 분해효율을 파악하기 위해 200mm × 200mm × 300mm 규모의 반응기를 제작하여 다양한 조건에서 페놀 분해 실험을 진행하였다. 나노기포의 사용은 60분 반응에서 페놀 분해 효율을 일반적인 폭기 방식에 비해 2.07배 증가시켰으며, 용존 오존의 최대 용해농도를 크게 증가시켜 오존의 용해효율 개선에 효과적이었다. 초음파 조사는 나노기포와 함께 사용될 때 페놀 분해 효율을 36% 증가시켰으며 오존의 자가 분해 촉진으로 용존 오존은 낮게 나타났다. 초음파 출력이 강할수록 페놀 분해 효율도 증가하였으며, 실험에서 사용한 28kHz, 132kHz, 580kHz 중 132kHz의 주파수에서 페놀의 분해 효율이 가장 높게 나타났다. 오존 나노공정은 기존 오존 공정과 같이 높은 pH에서 더 좋은 분해효율을 보였으나 중성에서도 60분 반응 후 페놀 100% 분해를 달성하여 pH에 의한 영향이 적은 것으로 나타났다. 이는 초음파에 의한 오존 자가분해 촉진에 의한 것으로 판단된다. 초음파 조사에 의한 기포 특성 변화를 확인하기 위해 Zetasizer를 이용하여 기포의 크기와 제타 전위 분석을 진행하였으며 초음파 조사가 기포의 평균 크기를 11% 감소시키고 기포 표면의 음전하를 강화하여 오존 나노기포의 물질전달과 수산화 라디칼 생성 효율에 긍정적인 효과를 끼치는 것을 확인하였다.
해당화로부터 초음파 추출을 이용한 기능성 물질 생산 및 이를 통한 화장품용 소재 발굴을 위해 HPLC와 HPLC-MS/MS를 이용하여 추출물의 주요물질을 탐색하고 항산화 활성에 기반한 기능성을 평가하였다. 해당화 추출물의 HPLC 분석을 통해 해당화 추출물 내 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트가 각각 17.4와 4.35 mg/g 포함됨을 확인하었으며 HPLC-MS/MS 분석을 통해 해당 물질이 해당화 추출물 내 주요물질임을 재확인하였다. 항산화 활성을 평가하기 위해 TPC, TFC와 RSA를 분석한 결과 72.3±1.5 mg GAE/g DM, 11.2±0.7 mg QE/g DM과 87.9±0.3%로 확인되었으며 HPLC 분석을 통해 확인된 갈산과 에피갈로카테킨이 해당화의 TPC와 TFC에 기여하는 주요물질임이 확인되었다. 주요물질의 RSA를 측정한 결과 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트가 해당화 추출물의 항산화 활성에 기여하는 주요물질임이 재차 확인되었다. 따라서, 해당화 추출물이 우수한 생리활성 효능을 가지는 갈산과 에피갈로카테킨 갈레이트의 함량이 높고 이에 따른 높은 폴리페놀 함량과 함께 우수한 항산화 활성이 확인됨에 따라 건강기능성 식품과 화장품 천연 항산화제소재로써 부가가치를 창출할 수 있을 것으로 사료된다.
현재, 솔더범프용 주석계 도금액의 필수성분인 산화방지제의 경우, 국내외 경쟁사에서는 가격 및 성능이 우수한 벤젠/페놀 계열을 적용 중이다. 그러나, 최근 대형 고객사에서 페놀류 산화방지지제를 환경규제물질로 규정함에 따라, 자사에서는, 특허 이슈 해소 가능한 친환경 대체 산화방지제 개발을 해오고 있다. 본 연구에서는, 반도체 패키지용 주석계 도금액의 산화방지제 종류와 농도에 따른 주요 특성 (Particle, 전류 효율, 안정성 (변색, 침전 외), 범프 두께의 편차, 감광제의 침해, Reflow 후 빈공간 등)에 대하여 살펴보았다.
고성능 액체 크로마토그래피에 있어서 지방족 화합물인 알코올 케톤 및 에스테르의 간접 분광광도 측정에 관하여 조사하였다. 비발색단 또는 약한 발색단을 가지고 있는 이들 시료들은 검출시약으로 UV 흡수물질인 p-클로로페놀 또는 p-니트로페놀을 이동상에 첨가하므로 UV 검출기로서 간접적으로 검출할 수 있었고 검출한계로 Submicrogram 수준까지 얻을 수 있었다. 또한 최적조건하에서 몇가지 혼합시료들을 좋은 분리도와 비교적 높은 감도로서 분리 및 정량할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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