• 생물환경조절학회지
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• 제9권3호
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• pp.171-178
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• 2000

시설 오이재배에서 조절가능한 환경요인들, 즉 광도, $CO_2$ 농도, 온도 그리고 엽중 질소 농도의 변화에 따른 양액재배 오이 엽의 총광합성 속도를 측정하였다. 광보상점은 10~20$\mu$mol.m$^{-2}$ .s$^{-1}$ 정도로 낮았고 광포화점은 1000$\mu$mol.m$^{-2}$ .s$^{-1}$ 이상이었으며, 오이의 총광합성 속도는 온도가 상승할수록 증가속도는 감소하지만 지속적인 증가를 보였으나 24~32$^{\circ}C$ 사이에서 광합성 속도는 큰 차이를 보이지 않아 이 범위가 오이 생육에 대한 적정온도인 것으로 나타났다. $CO_2$ 보상점은 20-40$\mu$mol.mol$^{-1}$ 사이에 위치하였고 $CO_2$포화점은 1200$\mu$mol.mol$^{-1}$이상으로 나타났으며 엽중은 질소함량의 증가에 따른 잎의 총광합성 속도의 변화는 sigmoid형의 증가추세를 보였다. 요인들간의 상호작용 효과에서는 모든 경우 상승적으로 나타나, 한 요인의 수준이 증가함에 따라 타 요인의 수준의 증가에 따른 총광합성 속도도 상승적을 증가하였다. 각환경요인의 변화와 요인들간의 상호작용에 따른 총광합성 속도의 변화에 대한 수리적 모형을 개발하였다. 이들 모형은 시설 내 환경변이에 따른 오이의 생육 내지는 수량에서의 차이를 밝히는데 이용될 수 있으며 오이의 식물생장 모형이나 더 나아가 경영합리화를 위한 오이 생산 전문가 시스템의 개발에 필요한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권2호
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• pp.465-474
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• 1999

식용 단백질 생산 균주인 S. cerevisiae ATCC 7754에 돌연변이를 유도하고, 핵산 함량이 높으면서도 성장 속도가 빠른 고핵산 축적 균주를 선별하였고 배양 특성을 조사하였다. Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754는 pH $3{\sim}4$에서 최대 활성을 보이는 산성 RNase와 pH 9에서 최대활성을 보이는 알칼리성 RNase를 가지고 있는 것이 확인되었으며 산성 RNase의 활성이 훨씬 높았다. Saccharomyces cerevisiae ATCC 7754의 RNase는 금속염에 의하여 영향을 받는데 산성 RNase의 경우는 $0.08\;M\;HgCl_2$에 의하여 활성이 크게 저하되었고, 알칼리성 RNase경우는 2.0 M NaCl이나 KCl에 의하여 활성이 크게 저하되었다. 반면 알칼리성 RNase는 $0.05\;M\;CaCl_2$, $0.02\;M\;ZnSO_4$, $0.008\;M\;HgCl_{2}$에 의하여 활성이 증가되었다. Ethylmethane sulfonate, 자외선, 감마선을 이용한 돌연변이를 통하여 핵산 축적능이 뛰어난 KCl 감수성 균주를 선발하고 YPD 배지에서 배양하면서 건조 균체량과 리보핵산 함량을 측정하여 건조 균체 단위 무게당 리보핵산의 함량이 가장 높은 B24 균주를 고핵산 변이주로 선택하였다. B24 균주는 모균주와 비슷한 증식 특성을 나타내었는데, pH $4.5{\sim}5.5$에서 성장이 잘 되었고 리보핵산 축적은 pH 4.5와 5.0에서 가장 잘 일어났으며, 또한 탄소원으로 당밀을 사용한 경우가 세포 내에 리보핵산이 가장 많이 축적되었고 균의 생육도 빠름을 알 수 있었다. 발효기를 이용한 유가식 배양에서는 배양 초기에 균체내 리보핵산 함량이 급격히 증가하고 이후 정지기까지 서서히 감소하여 최종적으로 리보핵산 함량이 균체 건물량의 19.8%(w/w)로 모균주의 16.1% (w/w)에 비해 우수하였으며, 이때 최대 69.6 g/L(건물량)의 균체를 수득하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권2호
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• pp.148-152
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• 2009

본 연구는 배추 재배시 기후변화에 대비하여 고온과 고농도의 이산화탄소 조건에서 생육반응과 세포조직의 변화를 알아보고자 수행하였다. 처리는 '대기중 온도+대기중 $CO_{2}$ 농도(Control)', '대기중 온도+대기보다 $CO_{2}$ 2배 상승(Elevated $CO_{2}$)' '(대기온도보다 4$^{\circ}C$ 상승+대기중 $CO_{2}$ 농도(Elevated temp.)', '대기온도보다 4$^{\circ}C$ 상승+대기보다 $CO_{2}$ 2배 상승(Elevated temp.+$CO_{2}$)'의 4가지 조건으로 처리하였다. 그 결과, 대기조건보다 온도만 높아지게 되면 배추의 생체중이 현저하게 저하되어 수량이 떨어지는 것으로 나타났고, 온도가 높아지고 $CO_{2}$ 농도가 동시에 올라가게 되면 생육이 어느정도 회복되는 것으로 나타났다. 또한 칼륨과 인산함량은 처리별로 차이가 없었지만 칼슘과 총질소함량은 온도만 높인 처리에서 높았고, 마그네슘 함량은 온도와 $CO_{2}$ 농도를 동시에 높인 처리에서 높게 나타났다. 배추잎의 세포 관찰결과 $CO_{2}$ 농도를 2배 정도 높인 처리에서 잎내의 전분함량이 증가하는 것으로 나타났고, 온도만 높인 처리에서 전분 함량이 가장 낮았다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권1호
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• pp.51-55
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• 2004

식물의 조직배양에서 가장 널리 이용되는 MS 배지 등의 무기성분은 종속영양에 적합하도록 조성되었다. 그러므로 이들 배지가 혼합영양이나 독립영양 배양에는 부적합 할 수 도 있다. 광혼합영양 미세증식에서 배지에 첨가되는 당의 수준은 낮추고 배양기의 광과 $CO_2$ 수준은 올리며, 광합성의 의한 탄소의 획득을 증진시키기 위해 열록소가 있는 절편체를 이용한다. Factorial 실험에서 유기물 (OM, $m^{-3}$ 배지당 각각 0.5g의 thiamine, nicotinic acid 및 pyridoxine과 100g ${\cdot}$ $m^{-3}$ myo-inositiol)의 첨가(+)와 생략(_) 및 세 가지 수준의 당(0, 15 및 30 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$)이 감자 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 단엽단절 절편체를 0.1${\times}$$10^{-4}m^{-3}$의 MS 아가(8 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$) 배지(증기소독 전 pH 5.80)배지가 담긴 유리 시험관(100mm${\times}$25mm)에 치상하여 직경 6mm의 가스투과 필터(5.1 air exchanges ${\cdot}$$h^{-1}$)가 부착된 투명한 필름으로 봉하여 배양하였다. 배양체는 27일간 $23^{\circ}C$, 50% RH에서 16 h ${\cdot}$ $d^{-1}$의 명기 동안에 cool white 형광등으로 130${\mu}mol\;{\codt}\;m\;{\codt}\;s^{-1}$ PPFD의 광과 350-450${\mu}mol\;{\codt}\;mol^{-1}의CO_2$가 공급되는 배양실에서 배양되었다. 유기물이 공급된 처리(+OM)와 공급되지 않은 처리(-OM)에서 감자 소식물체의 생육은 유사하였으나 배지의 pH는 후자에서 0.2 더 낮았다. 배지에 첨가된 당의 수준이 증가할수록 건물중, % 건물율 및 경경은 증진된데 반해 신초와 뿌리의 건물중 비율, 엽면적, 건물중당 엽록소 함량 및 배지의 pH는 감소하였다. 유기물과 당 수준간의 상호작용도 신초길이와 배지 pH에서 관찰되었다. 이상의 결과로부터 광도와 $CO_2$농도를 높인 광혼압영양배양에서 감자 소식물체의 생장에는 배지에 첨가되는 당은 유익하지만 그 이외의 유기물은 첨가하지 않아도 악영향이 없다는 것은 나타낸다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.448-454
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• 2021

본 연구는 생육초기 저온 저일조 조건이 토마토의 수량 및 품질에 미치는 영향을 구명하기 위해서 수행되었다. 비가림 하우스에서 정식 후 17일에 측창 개폐와 차광막을 이용하여 26일간 저온, 저온차광 처리하였다. 처리기간 동안의 토마토 GDD를 산출한 결과 저온 처리로 인해 GDD가 5.5% 감소하였다. 차광 처리에 의한 평균 일사량을 분석한 결과 대조구 대비 차광처리가 25.3% 수준이었으며, 일 최고광량의 평균을 분석한 결과 대조구, 차광처리가 각각 634, 156W·m^-2였다. 처리 결과 저온차광에 의하여 엽수, 엽면적, 생체중, 건물중, SPAD를 분석한 결과 차광에 처리에 의하여 생육이 저하된 것을 볼 수 있었으며 초장은 웃자란 것을 확인할 수 있었다. 수량을 분석한 결과 첫 수확일은 정식 후 63일로 동일 하였으나 무처리구, 저온처리, 저온 강차광 순으로 각각 177, 99, 53g/plant로 최대 3.3배까지 차이를 보였으며, 최종 수확일인 정식 후 87일의 누적수량은 각각 1734, 1131, 854g/plant로 생육 초기 저온, 저온차광 처리에 의하여 수량이 각각 34.8, 50.7% 감소한 것을 확인할 수 있었다. 처리와 수확기에 따른 토마토의 품질을 조사한 결과 당도와 산도는 처리 및 수확기에 따른 차이가 없었다. 처리에 따른 광합성 특성을 조사하기 위하여 이산화탄소반응 곡선을 작성하고 광합성 기구의 생화학적 모델을 활용하여 분석한 결과 최대 광합성 속도와 J, TPU, R_d는 온도에 따른 차이를 보이지 않았으나 차광에 의하여 감소된 것을 확인할 수 있으며, V_cmax의 경우 저온 과 차광에 따라서 값이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이로 보아 정식 후 생육초기 저온 저일조는 토마토의 초기생육과 광합성능력을 감소시키며, 생육이 진행되면서 생육에 대한 차이가 없어지거나 줄어들고 품질 변화도 나타나지 않았지만 누적 수량이 감소하기에 이를 방지하기 위해서는 생육초기 저온 및 저온저일조 등 이상기상 발생시 보온 및 보광이 필요하다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.401-409
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• 2021

본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(V_cmax), 최대 전자전달속도(J_max), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200µmol·m^-2·s^-1 to 1500µmol·m^-2·s^-1)와 온도(20℃ to 35℃) 조건에서 CO₂ 농도에 대한 A-C_i curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값(Arrhenius function), 순광합성율(net CO₂ assimilation, A_n), 열파괴(thermal breakdown), R_d(주간의 잎호흡)를 계산하였다. 엽온이 30℃ 이상으로 상승하였을 때 J_max, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 J_max의 가장 최고점은 엽온 30℃였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200-400µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 600ppm, PAR 600-800µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 800ppm, PAR 1000µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1000ppm, PAR 1200-1500µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권3호
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• pp.197-203
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• 2019

본 연구는 왕고들빼기 어린잎의 염소수 및 플라즈마 처리가 저장 중 품질 및 미생물 제어에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 초장이 10cm 수준에서 수확한 왕고들빼기 어린잎을 100ppm의 염소수와 플라즈마 가스로 1, 3, 6시간동안 살균 처리한 후 산소투과도가 $1,300cc{\cdot}m^{-2}{\cdot}day^{-1}{\cdot}atm^{-1}$인 OTR(oxygen transmission rate) 필름을 사용하여 포장하였고, $8{\pm}1^{\circ}C$의 저장 온도와 상대 습도 $85{\pm}5%$의 조건에서 25일간 저장하였다. 저장 중 생체중 감소율은 모든 처리구가 1.0% 미만을 보였고, 저장 종료일 모든 처리구의 포장 내 산소 농도는 16-17%을 보였고, 포장 내 이산화탄소 농도는 6-8%의 수준을 보였다. 포장 내 에틸렌 농도는 저장 기간 중 $1-3{\mu}L{\cdot}L^{-1}$의 수준으로 증감을 반복하였는데, 저장 10일째부터 저장 종료일까지 플라즈마 6시간 처리구가 가장 높은 농도를 보였다. 모든 처리구의 이취는 거의 느껴지지 않는 수준이었고, 염소수 및 플라즈마 가스 1시간 처리가 저장 종료일까지 상품성을 유지하였다. 저장 종료일에 조사한 엽록소 함량과 Hue angle 값은 염소수와 플라즈마 1시간 처리가 저장 전과 유사한 수준으로 높은 수준을 유지하였다. 살균 처리 직후 모든 살균 처리구에서 대장균은 검출되지 않았고, 총 세균 및 총 곰팡이 수는 플라즈마 6시간 처리구를 제외한 모든 살균 처리구에서 국내 미생물 허용 기준을 충족하였다. 저장 종료일 조사한 총 미생물수는 저장 전에 비해 증가하였으나 대장균은 모든 살균 처리구에서 검출되지 않았다. 세균과 곰팡이에 대한 살균효과는 염소수 처리가 가장 우수하였고, 플라즈마 처리구는 살균효과는 나타났으나 처리 시간이 길어짐에 따라 그 효과는 미비하였다. 위의 결과를 종합해보면, 왕고들빼기 어린잎은 염소수 처리 및 단시간 플라즈마 처리 시 황화 및 부패 억제를 통한 상품성 유지 및 미생물 제어에 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권2호
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• pp.172-177
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• 2019

왕고들빼기(선향 품종)을 4주 간격으로 파종하여, 4주 동안 재배하여 어린잎(초장 10cm 이하)과 8주 동안 재배하여 성체(초장이 $20{\pm}5cm$) 상태에서 수확하였다. 수확직후 조사한 호흡률과 에틸렌 발생률은 모두 어린잎이 성체보다 높았으며, DPPH 라디컬 소거능도 성체에 비해 어린잎에서 높았다. 잎의 $L^*$, $a^*$, $b^*$값은 어린잎과 성체가 유의적인 차이를 보이지 않았고 엽록소 함량은 성체에서 높았다. 왕고들빼기 성체와 어린잎을 미세천공 필름으로 포장하여 $2^{\circ}C$, $8^{\circ}C$, 및 $20^{\circ}C$에서 저장하였을 때, 저장온도가 높을수록 생체중 감소율이 높았으며, $2^{\circ}C$와 $8^{\circ}C$에서는 성체의 생체중 감소율이 낮았다. 저장 중 패널테스트를 통해 진행한 외관상 품질도 저장온도가 높을수록 빠르게 나빠졌다. 또한 외관상 품질이 3점을 유지되었던 기간으로 계산한 저장수명은 성체가 $2^{\circ}C$에서는 1.6일, $8^{\circ}C$에서는 1.4일, 그리고 $20^{\circ}C$에서는 1.5일 어린잎보다 더 길었다. 저장 종료일 조사한 포장 내 산소 및 이산화탄소 농도는 대기 중 농도와 유사한 수준이었다. 저장 종료일의 엽록소 함량은 저장온도가 낮을수록 높게 유지되었고, 패널테스트로 조사한 이취는 어린잎에서 더 높은 수준이었다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.31-38
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• 2023

수자원 오염 그리고 기후변화로 인한 극한의 기상현상으로 물 부족 현상 심화로 공공하수처리 시설의 폐수 배출시 총유기탄 소량(TOC) 기준이 시행되고, 대체 수자원 확보를 위해 하수처리수 재이용에 연구와 관심이 증가하고 있다. 현장에서는 하폐수고도처리로 MBR(membrane bio-reactor)공법을 보편적으로 사용하며, 유기 및 무기 이온 제거 그리고 화학물질의 사용 및 배출이 없다는 친환경적인 장점이 있다. 하지만, 분리막을 사용한 MBR공정은 고농도 활성슬러지 부유물질(mixed liquor suspended solid, MLSS)로 인한 분리막의 막오염(파울링) 현상으로 잦은 막세정 비용 발생의 문제가 있다. 본 연구에서는 분리막 운영시 최대 단점이었던 분리막의 차압 상승, 통수량 저하, 파울링 현상을 개선하고자 i) 공정 개선과 ii) 마이크로버블의 세정 효율을 평가하였다. 기존 MBR공법에 원수가 유입되는 호기조와 MBR조 사이에 침전조를 설치하여 침전조를 거친 상등수가 유입된 분리막조 내부로 마이크로버블을 주입하였다. 마이크로버블은 5개월간 15일 간격으로 마이크로버블 발생장치를 작동(ON), 미작동(OFF)하여 방류수 시료(4L)를 채취 후 TOC를 측정하였다. 침전조를 거친 상등수가 분리막조로 유입하여 원수 MLSS의 95%이상이 제거되어 생물막 등의 오염으로부터 막의 파울링 현상을 1차 방지할 수 있었다. 침전조를 거친 상등수에 마이크로버블의 적용으로 분리막의 차압은 1.6 ~ 2.3배 감소 및 통수량은 최대 1.4배 증가하였다. 마이크로버블의 적용(ON)으로 TOC 제거율은 58% 이상 증가했다. 호기조와 분리막조를 분리 운영함에 따라 침지식 분리막의 파울링 현상을 저감할 수 있고, 추가로 마이크로버블을 적용하여 분리막의 차압, 통수량과 막오염(파울링)이 개선으로 효율적인 고도처리공법을 제시했다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.416-422
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• 2023

본 연구는 겨울과 봄철의 CO₂ 시비 토마토 온실에서 낮과 밤의 온도 변화에 따른 CO₂ 농도 변화를 구명하고 계산된 CO₂ 공급량을 비교하고자 수행하였다. 온실 내 CO₂ 농도는 2022년과 2023년의 겨울철 실험 온실에서 생육단계가 LAI 2.0인 대표적인 날들 중 누적광량 차이로 인한 평균 온도가 다른 날을 선정하여 분석하였다. 평균 온도 18℃ 이상의 경우(고온, HT), CO₂ 공급 시간대(10:00-13:00) 이후 13, 14, 15, 16시에 각각 31.7, 26.8, 23.8, 22.4℃일 때 CO₂ 농도는 459, 299, 275, 239µmol·mol^-1이었고 평균 온도 18℃ 이하의 경우(저온, LT), 22.0, 18.9, 15.0, 13.7℃일 때 각각 500, 368, 366, 364µmol·mol^-1으로 HT에서 CO₂ 감소량이 LT보다 유의적으로 높았다. 야간 CO₂ 농도는 HT의 경우 오후 6시(346µmol·mol^-1) 부터 서서히 증가되어 오전 3시(454µmol·mol^-1)에 가장 높았으며 9시간 동안 약 100µmol·mol^-1이 증가되어 시간당 약 11µmol·mol^-1이 증가되었고(토마토 240개체, 엽면적 330m²), LT에서는 그 증가폭이 낮았다. 봄철 CO₂ 시비 온실에서 CO₂ 시비 개시 직전(오전 7:30)에 측정된 CO₂ 농도는 야간온도가 15℃ 이상의 경우(HT)는 15℃ 이하의 경우(LT)보다 3-4배 높은 것으로 나타났으며 그날의 계산된 공급 CO₂ 시비량도 HT에서 적었다. 본 연구결과에서 야간 CO₂ 농도는 재배 시기에 따른 온도의 영향을 받으며, 야간에 증가된 CO₂는 광합성 작용의 주요 공급원이 된다는 것을 알 수 있었다. 이를 고려한 CO₂ 공급 모델식 개발이 필요한 것으로 판단된다.