• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권3호
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• pp.657-665
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• 2017

본 연구는 화장품 소재로서 연근과 우절의 가능성을 확인하기 위한 것이다. 이를 위해 우리는 연근과 우절 에탄올 추출물을 사용하여 항산화, 항염증 및 항주름에 대한 생물학적 활성 평가를 수행하였다. 연근과 우절을 95% 에탄올로 추출한 다음 항산화 평가를 위해 샘플을 농도 (100, 500, 1000) ${\mu}g/mL$에 따라 처리하여 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능과 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) 양이온 라디칼 소거능을 확인하였다. 또한 항주름 효과를 평가하기 위해 Elastase 저해 활성 평가를 수행 하였다. 항염증 효과를 평가하기 위해서 대식세포 (Raw 264.7 cells)를 이용해 MTT assay를 통한 샘플의 독성평가와 nitric oxide 생성 저해 활성을 평가하였다. 그 결과 연근과 우절의 $1000{\mu}g/mL$ 농도에서 DPPH 라디칼 소거능 활성이 각 66.7%, 99.5% 로 $ABTS^+$ 라디칼 소거능 활성은 동일농도에서 각 51.2%, 98.3%로 나타났다. elastase저해 활성 결과 우절이 연근에 비해 높은 항주름 효능을 나타내었다. 우절은 $1000{\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 EGCG 보다 높은 활성을 나타내었다. Nitric oxide 저해 활성 결과에 따르면 연근은 55.8%의 효과를 나타내었고 우절은 66.6%의 효과를 각각 나타내어 우절 추출물이 연근보다 항염증 효과가 더 우수함을 나타내었다. 결과적으로 연근 및 우절 추출물은 안전한 항산화 항염증 및 항주름 천연화장품소재로 사용될 수 있음을 시사한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권4호
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• pp.323-332
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• 2010

현재 석유화학계 접착제는 합판과 같은 목질계 판상재료 생산을 위하여 주로 사용되고 있다. 그러나 석유화학계 접착제의 기본 원료인 원유의 가격 상승과 포름알데히드 방산과 같은 문제로 대체 접착제에 대한 개발이 절실한 상황이다. 본 연구는 석유화학계 접착제를 대체하기 위하여 바이오 디젤 부산물인 유채박을 이용하여 접착제를 조제하였으며, 이 접착제를 합판 제조에 적용한 후 접착능 및 포름알데히드 방산량을 조사함으로써 유채박의 합판용 접착제 제조를 위한 원료화 가능성을 확인하고자 하였다. 유채박 접착제 조제를 위하여 먼저 유채박을 수산화나트륨으로 화학적으로 개량한 후, phenol formaldehyde (PF) prepolymer와 혼합하여 접착제를 제조하고 그 접착제를 합판 제조에 적용하였다. 유채박 접착제는 가수분해 조건과 PF prepolymer의 몰비에 따라 26.08~36.12%의 고형분 함량을 보유하였으나, 점도가 매우 높은 것으로 조사되었다. 한편 유채박 접착제로 제조된 합판의 인장 전단강도와 목파율은 유채박의 가수분해 조건과 PF prepolymer의 종류와 상관없이 KS 규격의 보통 합판 품질기준을 상회하였다. 포름알데히드 방산량은 1.8몰의 포름알데히드와 1몰의 phenol로 조제한 PF prepolymer를 사용한 접착제에서 유채박의 가수분해 조건과 상관없이 KS 규격의 E0 기준보다 낮은 것으로 나타났다. 결과적으로 유채박이 합판용 접착제의 원료로서 사용될 수 있을 것으로 생각되나, 열압시간을 단축시키기 위한 유채박 접착제의 고형분 함량을 증가시키는 방안과 접착제의 목재 침투 정도와 인장 전단강도 사이의 관계를 확인하는 현미경적 미세구조에 대한 연구가 유채박 접착제의 상용화를 위해 필요할 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.171-182
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• 2018

파파야는 열대와 아열대 지역에서 광범위하게 재배되고 있는 주요 작물 중의 하나이다. 파파야 열매는 칼로리가 낮고 비타민 A와 C, 미네랄이 풍부하며, 미숙과에는 단백질 분해 효소인 파파인이 풍부하여 의약품, 화장품, 식품 가공 산업 등에 널리 활용되고 있다. 전세계 파파야 산업에서 가장 중요한 제한 요인 중의 하나가 potyvirus에 속하는 papaya ringspot virus (PRSV)에 의해 야기되는 식물병이다. 1992년에 미국 연구자들에 의해 PRSV의 coat protein (cp) 유전자를 발현하는 최초의 PRSV-저항성 GM 파파야 이벤트($R_0$ '55-1')가 만들어졌으며, 1997년에는 이로부터 유래한 GM 품종('SunUp', 'Rainbow')에 대해 미국 정부가 상업적 재배를 승인하였다. 현재까지 GM 파파야 개발은 해충 저항성, 병 저항성(곰팡이, 바이러스), 수확 후 저장성 증대, 알루미늄과 제초제 저항성 등의 형질에 초점을 맞추어 왔다. 아울러 파파야를 동물단백질(백신 등) 생산을 위한 식물공장으로 활용하기 위한 시도도 이루어졌다. 현재, 미국과 중국을 비롯한 약 17개 국가에서 GM 파파야 개발과 포장 실험 또는 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM 파파야의 개발과 더불어 생물안전성 평가 및 GM 판별 기술 개발에 관한 연구도 이루어지고 있다. 생물안전성 평가와 관련하여 주로 인체 위해성과 환경 위해성에 관한 분석이 수행되고 있다. 인체 위해성의 경우, 동물 모델을 대상으로 장기간 식이섭취를 통해 일반 및 유전 독성, 알레르기항원성, 면역 반응, GM 유래 단백질의 안정성에 관한 연구가 수행되었다. 환경 위해성의 경우, GM 재배가 토양 미생물 다양성에 미치는 영향, GM 유래 유전물질의 토양 잔류 및 토양 미생물로의 전이 여부에 관한 연구가 이루어졌다. 우리나라, 유럽 및 일본을 비롯한 많은 나라에서는 상업적 재배를 위한 GM 품종 도입이나, 파파야 가공 식품 제조에 비승인 GM 파파야의 사용을 규제하고 있다. 도입 유전자 특이적 또는 이벤트 특이적인 분자표지를 개발하고, PCR(일반, real-time) 또는 loop-mediated isothermal amplification 방법을 통해 GM 여부를 판별하고 있다. 파파야에 대한 초안 수준의 유전체 정보가 2008년에 해독되었으며, 최근에는 차세대 유전체 분석 기술로 확보된 유전체와 전사체 정보를 활용하여 GM 여부를 판별하는 기술도 확립되었다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권4호
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• pp.340-360
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• 2010

이제 바야흐로 21세기 탈석유 시대에 대비하기 위해서는 범국가적 차원의 새로운 산업전략이 필요하게 되었다. "바이오리파이너리"란 원유로부터 각종 화학제품을 생산하는 기존의 기술과 달리 석유대신 나무나 볏짚 등과 같은 식물을 원료로 해서 바이오화학제품이나 바이오연료 등을 생산하는 기술을 총칭한다. 바이오리파이너리를 통한 바이오매스 기반의 화학산업은 석유로부터 생성되는 많은 역기능적인 문제점들을 해결할 수 있다. 바이오리파이너리 기술을 이용해서 생산할 수 있는 제품을 특성별로 분류하면, 바이오 연료, 대체원료, 특수 기능물질, 바이오폴리머 등이 있으며, 이러한 공정기술 개발이 미래지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이다. 바이오 연료에는 에탄올, 디젤, 수소 등이 있고, 대체원료(chemical feedstock)로서는 글리세롤, 젖산, 아세톤, 부탄올, 프로피온산, 부틸산, 부탄디올, 프로판디올, 구연산, 숙신산, 각종 아미노산 등이 해당된다. 특수기능물질 중에는 항생제, 다당류, 미생물농약, 생리활성물질 등과 각종 생촉매 전환반응 생산제품, 바이오 식품소재 등이 있고, 바이오 폴리머는 미생물 대사산물 유기산을 원료로 하는 고분자와 미생물이 직접 생산하는 바이오 폴리머 등이 있다. 이러한 공정기술 개발이 미래 지속 성장 화학기술의 중심기술이 될 것이며, 공정기술 중에서 가장 핵심이 되는 것은 충분한 양의 바이오매스 확보 및 생화학적/열화학적 전환기술이다. 바이오매스 확보를 위하여 환경적응성이 큰 잡초의 이용이 기대된다. 바이오리파이너리는 농업으로 시작되며, 농업과 화학산업의 다리역할을 하는 기술이 바로 바이오리파이너리인 것이다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권4호
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• pp.330-339
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• 2010

억새의 식물학적인 분류 및 형태, 선진국의 억새 육종, 재배 및 이용 현황 그리고 우리나라의 억새 연구성과 등을 고찰함으로서 향후 우리나라 에너지 자급율 제고를 위한 억새 연구방향을 제시하고자 국내외 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 억새속 식물에는 17개종이 존재하는데 이 중 바이오 에너지용으로 중요한 종은 한국 등 동아시아가 원산인 참억새(M. sinensis)와 물억새(M. sacchariflorus) 그리고 이들 두 종의 종간 교잡종인 3배체 억새(M. x giganteous) 등이다. 여러 가지 에너지작물 중 억새는 연간 바이오매스 수량이 많고 저온, 염해, 습해 등 열악 환경 적응성과 질소이용효율이 우수하며 에너지 산출/투입 수지가 가장 높고 지상부 줄기와 땅속줄기에 다량의 탄소를 저장하기 때문에 탄수수지가 가장 높다. 유럽, 미국 및 캐나다 에서는 1930년대부터 일본으로부터 3배체 억새를 도입하여 연료용 펠릿 생산, 열병합발전, 양액재배 배지, 건축자재 및 강화 플라스틱 원료로 이용한다. 현재 재배되는 3배체 억새 단점보완을 위한 품종육성연구와 사탕수수와 억새교잡종인 "Miscane" 육성 연구가 진행되고 있다. 우리나라에서는 2007년 억새 유전자원 수집이 착수된 이후 2009년에 바이오매스 수량이 많은 "거대억새1호"와 억새를 증식효율을 높일 수 있는 "억새대량증식방법"을 개발하였다. 향후 우리나라 억새산업 발전을 위해서는 분자육종 등 새로운 육종기법을 활용하여 우리나라뿐만 아니라 해외에서도 재배할 수 있는 우량 신품종을 육성하는 한편 바이오매스의 전처리, 당화 및 발효 등 셀룰로오스계 에탄올 생산공정에 관한 연구도 강화해야 할 것이다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제47권4호
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• pp.221-228
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• 2014

본 연구는 유자씨유 (Citron seed oil, CSO)의 지방산분포와 생리활성 효과를 세포수준에서 확인함으로서 기능성 식용유 소재로서의 CSO의 활용가능성을 제시하고자 하였다. 그 결과 oleic acid 32%, linoleic acid 34%, palmitic acid 19.2%, stearic acid 3.8%, linolenic acid 2.0%, palmitoleic acid 0.6%, arachidic acid 0.3%를 함유하고 있었다. 세포독성실험을 통해 0.2 mg/ml 농도까지 독성이 관찰되지 않음을 확인하였으며 그 이상의 농도에서는 용매 DMSO에 의한 독성이 관찰되어 CSO의 독성 유무를 확인할 수 없었다. HUVECs과 3T3-L1 세포에서 생리활성을 확인하기위해 nitric oxide 생성, Oil Red O 염색을 이용한 지방적형성, leptin 분비를 관찰하였다. CSO는 HUVEC에서 TNF-${\alpha}$의 처리에 의해 통계적으로 유의한 수준으로 감소된 nitric oxide를 농도 의존적으로 증가시켜 0.1 mg/ml에서 control 수준까지 nitric oxide 분비량을 회복시키는 것으로 관찰되었다. 또한, CSO는 MDI solution (0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), $1{\mu}M$ dexamethasone, $10{\mu}g/ml$ insulin) 처리를 통해 분화가 유도된 3T3-L1 adipocyte에서 control (100%) 대비 0.05 mg/ml에서 약 27.5%, 0.1 mg/ml에서 약 15.1%의 지방적 (lipid droplet) 형성 억제효과를 확인하였으며 이는 CSO가 항비만 활성에 잠재적으로 기능을 할 수 있음을 의미한다. 또한 leptin 방출이 control군 (100%)대비 CSO 0.05 mg/ml에서 144.5%, 0.1 mg/ml에서 138.3%로 증가하여 식욕억제작용을 유도할 수 있음을 시사한다. 연구결과를 종합해보면 CSO는 불포화지방산이 다량 함유된 우수한 식물성유지이며 몇 가지 생리활성효과를 가지는 우수한 소재임을 확인하였으므로 이를 이용한 기능성 식품 및 소재개발에 활용되기를 기대한다.

• 한국가금학회지
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• 제30권4호
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• pp.275-280
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• 2003

본 연구의 목적은 단백질 수준이 산란계 사료내 게르마늄 흑운모의 첨가가 생산성, 난각특성 및 분내 악취성분 함량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 사양시험은 51주령 ISA Brown 갈색계 144수를 공시하였으며, 처리구는 옥수수-대두박 위주의 저단백질 사료 (LPD), 고단백질 사료 (HPD), LPD 사료에 게르마늄흑운모를 1.0 첨가한 처리구와 (LPDGB; LPD+1.0% germanium biotite, (주)서봉바이오베스텍), HPD사료에 게르마늄흑운모를 1.0%(HPD-GB; HPD+1.0% germanium biotite)로 4개 처리를 하여 처리당 3반복, 반복당 12마리씩 완전 임의배치하였다. 총 56일간의 사양시험기간 동안, 산란율에서는 HPD 처리구가 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(P<0.01). 난중은 게르마늄흑운모의 첨가함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었으며(P<0.01), 난각강도에서는 처리구간 유의적인 차이는 나타나지 않았다 (P>0.05). 둔단부 두께를 측정한 결과 게르마늄흑운모 첨가에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. (P<0.02) 예단부, 중앙부의 난각두께를 측정한 결과 처리구간 유의적 차이는 보이지 않았다. 난황계수에서는 HPD사료를 급여한 처리구가 LPD 사료를 급여한 처리구보다 낮았다(P<0.01). 분중 Propionic acid(P<0.01)와 butyric acid (P<0.03)에서는 게르마늄흥운모를 첨가함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. Butyric acid에서는 HPD 처리구가 유의적으로 증가하는 경향을 보였다.(P<0.02). Acetic aicd에서도 게르마늄흑운모 첨가 처리구가 무첨가 처리구보다 유의적으로 감소하는 경향을 보였다.(P<0.01). $NH_3$-N에서는 LPD 사료의 경우보다 HPD 사료에서 게르마늄흑운모 첨가 효과가 나타난 것으로 보인다(P<0.05). 결과적으로 산란계 사료내 게르마늄흑운모의 첨가는 분내 휘발성 지방산 발생을 감소시켜 축사환경의 개선효과가 있을 것으로 사료된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제37권4호
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• pp.315-321
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• 2017

본 연구는 지방함량이 높은 원료인 extruded linseed가 홀스타인 거세우의 메탄배출량에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행하였다. 반추위 캐뉼라가 장착된 홀스타인 거세우 4두 ($462{\pm}30kg$)를 duplicated $2{\times}2$ Latin square design에 배치하여 실험을 수행하였다. 대조구는 육우용 시판 배합사료와 tall fescue 짚을 65:35의 비율로 혼합하여 체중의 2.8%(원물기준)에 해당하는 양을 급여하였다. 처리구는 대조구의 배합사료 총 에너지와 CP 수준을 동일하게 유지하되 원료 일부를 extruded linseed 3.8%로 대체하여 급여하였다. Extruded linseed 첨가는 건물섭취량에 영향을 미치지 않았지만 지방섭취량은 대조구에 비하여 유의성 있게 증가시켰다(P<0.05). 처리구간 반추위 pH는 비교적 적은 차이었지만 대조구가 extruded linseed 첨가구에 비하여 유의적으로 낮았다(P<0.05). 총 VFA의 농도는 대조구가 extruded linseed 첨가구에 비하여 21%정도 높았지만 통계적 유의성은 없었다. 초산, 프로피온산 및 낙산의 농도도 처리구간 유의적인 차이가 없었다. Extruded linseed의 첨가는 1일 메탄 발생량과 메탄 배출계수(emission factor)를 15%정도 유의성 있게 감소시켰다(P<0.05). 건물, 유기물, NDF의 섭취 1kg당 메탄발생량 및 메탄전변율에서는 extruded linseed 첨가구가 대조구에 비하여 낮은 수준이었지만, 통계적 유의성은 나타나지 않았다. 본 실험은 우리나라의 사료급여환경에서 홀스테인 거세우에게 extruded linseed 급여한 첫 실험으로서 메탄생성량을 감소시킬 수 있다는 가능성을 보여주고 있다.

• 원예과학기술지
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• 제30권4호
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• pp.437-441
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• 2012

본 실험은 생물반응기를 통해 대량증식된 사계성 딸기 조직배양묘의 적정 순화용기를 선발하기 위해 실시하였다. 순화용기는 플라스틱투명용기, 플러그 트레이, I-포트 및 흑색비닐포트 등 4가지를 사용하였다. 토양함수율 10%이상 지속일수는 플라스틱 투명용기가 5일, 흑색비닐포트가 3-4일, 플러그 트레이 2일, I-포트가 1일 순이었다. 생존율은 흑색비닐포트가 80%, 플라스틱투명용기가 70%, I-포트가 55% 및 플러그 트레이가 15% 순으로 나타났다. 또한 생육량은 플라스틱 투명용기가 가장 왕성하였고, 흑색비닐포트와 플러그 트레이는 비슷하였으며, I-포트가 가장 저조하였다. 런너 발생은 흑색비닐포트가 주당 3.3개로 가장 많았으며, 플라스틱투명용기가 2.9개, 플러그 트레이가 1.6개 및 I-포트가 1.2개 순으로 나타났다. 총 생산비용은 흑색비닐포트가 44,405,300원/10a로 I-포트의 51,064,700원/10a보다 6,659,400원/10a이 더 절감되었으며, 총 생산주수도 흑색비닐포트가 102,718주/10a로 I-포트의 72,452.9주/10a보다 30,265.1주/10a 더 생산되었다. 또한 주당 생산비용은 흑색비닐포트가 432.3원으로 I-포트의 704.8원에 비해 272.5원의 감소하였다. 따라서 생물반응기를 통해 대량증식된 사계성 딸기 조직배양묘의 순화용기는 흑색비닐포트가 적당하였다.

• 원예과학기술지
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• 제32권5호
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• pp.666-672
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• 2014

본 연구는 저온 저장된 키위과실의 상온 유통 중 에틸렌 발생 및 품질에 미치는 영향을 확인함으로써 유통기간 연장에 NO 처리 효과를 확인하기 위해서 수행하였다. 1개월 저장된 키위를 $200{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ NO를 처리한 후 대조구와 함께 상온에 저장하면서 품질을 비교하였다. 상온에서 저장하는 동안 무게손실은 무처리구에 높았다. 에틸렌 생성은 NO 처리에 의해서 2일 지연되었으며, 호흡률은 대조구에 비해 2배이상 낮았다. 3개월 저장된 키위과실은 100, 200, 그리고 $500{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ 농도로 NO를 처리하였다. 대조구는 NO를 처리하지 않은 무처리구와 $N_2$ 처리구를 두었다. 무게손실은 $100{\mu}L{\cdot}L^{-1}$에서 가장 많았으며, 1개월 저장된 과실에 비해서도 높은 손실률을 보였다. 에틸렌 생생은 대조구와 $100{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ NO에서 높은 반면 $200{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ NO와 $500{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ NO에서는 상대적으로 낮았다. 경도는 무처리구와 $N_2$ 처리구는 저장일수가 경과 되면서 급격히 연화된 반면, NO 처리구에서는 6일까지 경도가 높게 유지되었으며, 특히 $200{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ NO 처리구는 9일까지 유지되었다. 키위과실로부터 채취하여 배양된 Botrytis cinerea에 NO를 처리한 결과 처리 후 2일 경과될 때까지 무처리구와 $N_2$ 처리구에 비해서 NO 처리구는 곰팡이 번식이 적었다. 이상의 결과를 종합해 보면 저장된 과실을 상온에 유통하기 전에 NO 처리는 에틸렌 발생 및 호흡을 저지시키고, 연화를 지연시키는데 효과가 있다. NO의 적정 처리 농도는 $200{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ NO을 기준으로 너무 낮거나 높으면 NO의 효과가 줄어든다.