• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.541-547
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• 2023

The effect of temperature and influent alkalinity/ammonia (K/A) ratio on the start-up of the partial nitrification (PN) process for an activated sludge-based domestic wastewater treatment was studied. Two different sequence batch reactors (SBR) were operated at 26 ℃ and 32 ℃. The relationship between temperature and the concentration of free ammonia (FA) and free acid nitrite (FNA) was investigated. A stable PN process was achieved in the 32 ℃ reactor when the influent ammonium concentration was lower than 150 mg-N/L. In contrast, the PN process in the 26 ℃ reactor had a higher nitrite accumulation rate (NAR) and ammonium removal efficiency (ARE) when the influent ammonia concentration was increased to more than 150 mg-N/L. Then three different ranges of the K/A ratio were applied to an SBR reactor. In the K/A range of 2.48~1.65, the SBR reactor achieved the highest NAR ratio (75.78%). This ratio helps to achieve the appropriate level of alkalinity to maintain a stable pH and provide a sufficient amount of inorganic carbon source for the activity of microorganisms. At the same time, FA and FNA values also reached the threshold to inhibit nitrite-oxidizing bacteria (NOB) without a significant effect on ammonia-oxidizing bacteria (AOB). Results showed that the control of temperature and K/A ratio during the start-up period may be important in establishing a stable and steady PN process for the treatment of domestic wastewater.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제47권4호
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• pp.241-249
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• 2023

Background: This study analyzed the drought responses of five forest tree species grown in Korean peninsula, Korean fir Abies koreana (Ak), eastern white pine Pinus strobus (Ps), keyaki Zelkova serrata (Zs), tulip tree Liriodendron tulipifera (Lt), and Japanese elm Ulmus japonica (Uj). Physiological (chlorophyll, root collar diameter [RCD]) and biochemical responses (non-structural carbohydrates, proline, lipid peroxidase and abscisic acid [ABA]) of the plants grown under mild (MD) and severe drought (SD) were compared. Results: In this study, three soil moisture regimes: control (100% precipitation), MD (60% reduction in precipitation) and SD (20% reduction in precipitation) were applied. Soil moisture content showed high water content in control site compared to MD and SD. A decline in RCD was found for Korean fir, keyaki, and tulip plants, with eastern white pine and Japanese elm showing no significant decline to the prolonged drought exposure (both MD and SD). Total chlorophyll showed a significant decline in Korean fir and tulip, with the sugar levels indicating a significant increase in Korean fir and keyaki species under SD compared to control plants. Non-significant decline in sugar level was noted for eastern white pine and Japanese elm. High accumulation of ABA, malondealdehyde and proline was noted in Korean fir, tulip, and keyaki under SD compared to control. Signs of tree mortality was only observed in Korean fir under MD (38%) and SD (43%). Conclusions: The observed findings indicate the drought responses of five tree species. The majority of the morpho-physiological (especially mortality) and biochemical variables assessed in our study indicate superior long-term drought resistance of Ps and Uj compared to the highly sensitive Ak, and moderately sensitive Lt and Zs. The results provided will help species selection for afforestation programs and establishment of sustainable forests, especially of drought-tolerant species, under increased frequency and intensity of spring and summer droughts.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제2권1호
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• pp.23-30
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• 1968

Tissue homogenates of 12 kinds of human cancer tissues were incubated separately in medium containing $C^{14}-1-glucose$ and $C^{14}-6-glucose$ as a substrate in order to observe the oxidative pathway of glucose in the tumor tissues. At the end of 3 hours incubation in the Dubnuff metabolic shaking incubator, respiratory $CO_2$ samples trapped by alkaling which was placed in the center well of incubation flask were analysed for total $CO_2$ production rates and their radioactivities. The tissue homogenate samples after incubation were analyzed for their concentrations of glucose, lactate and pyruvate. Calculations were made on the glucose consumption rate and accumulation rates of lactate and pyruvate. Fractionation of oxidative pathway of glucose was carried out by calculating $C^{14}O_2 yields from C-1 and C-6 carbon of glucose. The following results were obtained. 1. In 12 kinds of human cancer, total $CO_2$ production rates were less than $8{\mu}M/gm$ except 2 cases. These lower values impressed that oxidative metabolism in the tumor tissues generally inhibited as compared with that in normal tissues. On the other hand, fractions of $CO_2$ derived from glucose to total $CO_2$ production rates (RSA) were less than 10% in every case. These facts showed that oxidation of glucose into $CO_2$ was remarkably inhibited in the tumor tissues. 2. Factions of glucose disappeared into $CO_2\;(RGD_{CO_2})$, lactate $(RGD_L)$, pyruvate $(RGD_P)$ to glucose consumption rates were as follows. $RGD_{CO_2}$ were less than 2% in cases of in this experiment and $RGD_L$ showed more than 5% except in 2 cases. These facts showed that anaerobic degradation of glucose into 3 carbon compounds was easily proceeded but further degradation into $CO_2$ via the TCA cycle was greatly inhibited resulting in accumulation of lactate. There are large variation in values of $RGD_P$ in different kinds of tumor tissue but relatively higher values in $RGD_{CO_2}$ were obtained in the tumor tissues as compared with those of normal tissues. 3. The oxidative pathway of glucose in tumor tissues were analyzed from the values of RSA which were obtained in $C^{14}-1\;and\;C^{14}-6-glucose$ incubation experiments. It was found that 3% of $CO_2$ derived from glucose were oxidized via the principal EMP-TCA cycle and the remainder were via alternate pathway such as HMP in the liver cancer and values in other cancer tissues were as follows; 4% in the tongue cancer, 6% in the colon cancer, 6% in the lung cancer, 9% in the stomach cancer, 11% in the ovarian cancer, 12% in the neck tumor, 22% in the uterine cancer, 22% in the bladder tumor, 32% in the spindle cell sarcoma and 65% in the brain tumor. These values except later 2 cases showed less than 30% which is the lowest value among the normal tissues. Even in the brain tumor in which showed highest value in the tumor group. It is reasonable to suppose that this fraction was remarkably decreased because values in normal brain tissue was more than 90%. From the above data, it was concluded that in tumor tissues, oxidation of glucose via TCA cycle was greatly inhibited but correlation between degree of inhibited oxidation of glucose via TCA cycle and malignancy of tumor were not clarified in this experiments.

• 한국환경농학회지
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• 제19권2호
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• pp.171-176
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• 2000

조건성연못의 메탄발효 환경조건은 용존산소가 없고, 혐기성 및 중성 pH가 유지되어야 하며, 온도변화가 적어야 한다. 분석결과 실험 조건성연못의 바닥은 이러한 조건들을 충족시키고 있어 설계인자가 비교적 적절하다고 본다. 조건성연못의 수심이 2.4m일 경우도 강한 바람이 불면 상충의 용존산소가 바닥으로 이동하여 연못바닥의 메탄발효를 일시적으로 저하시키는 현상이 있을 수 있다. 용존산소의 바닥침투를 완화하기 위해 수심을 깊게 설계할 수 있으나 수심이 깊어지면 연못바닥의 수온이 낮아져 메탄발효의 효율이 저하된다. 실험결과 조건성연못의 수심은 2.4m 정도가 적합하다고 본다. 최근에는 용존산소의 연못바닥 침투를 차단하기 위해 연못바닥에 Pit를 설치하는 방법이 연구되고 있으나 시설비용이 추가되는 단점이 있다. 실험 조건성연못의 슬러지층의 온도가 $16^{\circ}C$ 이상에서 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 기존 조건성연못의 메탄발효 연구에 의하면 연못바닥 슬러지충의 온도가 $19^{\circ}C$에서 슬러지 분해량과 침전량이 같아진다고 보고되고 있다. 실험 조건성연못에서는 $19^{\circ}C$보다 $3^{\circ}C$ 낮은 온도에서도 메탄발효가 원활히 일어나고 있다. 실험 조건성연못의 바닥온도 분석결과 메탄발효가 거의 정지되는 $14^{\circ}C$이하가 되는 기간이 약 7 개월이 되어, 매년 어느 정도의 슬러지는 바닥에 쌓이게 된다. 1997년 1월부터 9월까지 9개월 동안 연못바닥에 형성된 슬러지 깊이가 1.3cm였다. 따라서 연간 약 1.7cm가 쌓일 것으로 예측된다. 실험 조건성연못처럼 연못의 수심을 2.4m로 유지하고, 연못바닥에 슬러지 퇴적을 위해 여분의 0.3m 깊이를 두어 15 - 20년에 한번 슬러지를 제거할 수 있도록 설계하는 것이 바람직하다고 사료된다. 메탄발생이 왕성한 기간에 연못상충에서 포집한 가스의 83%가 메탄으로 구성되어 있어 축산폐수를 처리하면서 메탄가스를 회수하여 연료로 사용하는 것이 가능하다. Parker(1979)의 연구에 의하면 슬러지층이 형성되지 않은 연못이 슬러지층이 형성된 연못의 BOD제거수준에 이르는데는 약 1년이 소요된다.$^{24)}$ 메탄박테리아 활동이 슬러지층의 표면에서 훨씬 높기 때문이다. 본 연구는 조건성연못의 초기 메탄발효를 분석한 것으로 조건성연못이 생태적으로 적용하면 초기단계보다 메탄발효의 효율이 증가할 것으로 예측된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.138-149
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• 2008

우리인류는 생존과 번영을 위해 상당량의 에너지를 화석연료를 사용하는 연소공정에 의존하고 있다. 이 공정의 주된 폐기물은 이산화탄소로서 대기로 주로 배출한다. 특히 산업혁명 이후, 급격한 인구증가와 번영은 화석연료의 사용의 증대로 가능하였다. 그러나 이로 인하여 대기 중 이산화탄소함량은 급속히 증가하였고, 그 결과 지구 온난화가 가속되고 또 해양표면이 산성화되는 등 환경에 대한 부정적 영향이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 국제적 노력의 일환으로 1990년대에 유엔기후변화협약과 교토의정서 등의 다자간 환경협정이 체결되었고, 또한 대기 중 이산화탄소의 감축을 위한 다양한 과학 기술적 방안이 개발되거나 검토 되기 시작하였다. 이와 관련하여, 몇몇 기업들이 탄소 거래 시장에 진입하기 위해 해양 철분 시비 사업을 추진하고 있다. 해양 철분 시비 사업이란, 농경지에 비료를 살포하는 것과 마찬가지로, 철분이란 영양분이 결핍된 해양에 인위적으로 철분을 첨가함으로써 식물성 플랑크톤을 대규모로 번식시키고, 이를 통해 대기 중 이산화탄소를 감축하여 획득한 탄소 크레디트를 판매하려는 것이다. 이러한 해양 시비의 잠재적 해양환경영향과 관리방안에 대해 2007년부터 폐기물 및 기타 물질의 투기로 인한 해양오염방지에 관한 국제협약에서 논의하기 시작되었다. 본 소고는 이러한 시비 사업의 동향을 살펴보고 당해 활동에 대한 국제 관리체제의 발전을 모색하기 위하여 해양 시비의 원리 및 관련 기업의 사업 추진 현황을 검토하고, UN 해양법협약, 런던협약 및 의정서 등 관련 국제법적 체제를 영해, 배타적 경제수역, 공해 별로 고찰하였다. 국제사회는 기존의 런던협약/의정서를 중심으로 하고 UN총회 산하의 유엔 해양 및 해양법협약 비공식 공개협의체를 통해 해양철분시비사업을 관리할 것으로 전망된다.

• 한국작물학회지
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• 제68권2호
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• pp.90-96
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• 2023

본 연구는 볏짚퇴비의 사용량(7.5, 15, 22.5, 30 ton ha^-1)이 토양 화학성 및 유기탄소 축적에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구결과 NPKC7.5 처리구에서 SOC와 SOC stock이 각각 15.3 g kg^-1, 57.8 Mg C ha^-1으로 NPKC22.5와 NPKC30 처리구보다 낮았으며, 볏짚퇴비 사용량이 가장 많았던 NPKC30 처리구는 SOC가 22.8 g kg^-1, SOC stock이 71.2 Mg C ha^-1로 NPKC 22.5처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나 처리구 중 높은 경향을 보여 퇴비 사용량이 많을수록 SOC의 축적이 많아진다는 것을 알 수 있었다. 그러나 교환성 칼륨과 칼슘이 퇴비 사용량이 늘어날수록 높아져 NPKC22.5와 NPKC30 처리구는 적정범위를 초과하였다. 과도한 유기물원 투입은 토양유기탄소 축적을 증가시키더라도 작물에 흡수되지 못한 양분이 수계로 유출되어 수질을 오염시키거나 토양에 축적되어 토양 환경에 악영향을 미칠 수 있으므로 지속적으로 볏짚퇴비를 투입하기 위해서는 토양, 수질 등 농업 환경을 고려하여 표준사용량을 사용하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제113권1호
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• pp.97-106
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• 2024

낙엽·낙지에 의한 탄소 및 질소 유입의 정량화는 산림생태계 양분순환 기작의 이해나 산림생산력 증진을 위한 토양양분관리에 중요하다. 본 연구는 서로 인접한 지역에 식재된 동일 영급의 삼나무와 편백 조림지를 대상으로 낙엽트랩을 설치한 후 2020년 12월부터 2021년 12월까지 낙엽·낙지에 의한 탄소 및 질소유입량을 3개월 단위로 조사하였다. 낙엽·낙지량은 꽃, 구과, 종자 같은 생식기관을 제외하고 수종 간 차이가 없었으며, 계절별로는 12월에서 3월에 유입량이 가장 많았다. 낙엽·낙지 중 편백 잎(낙엽)과 종자의 탄소농도는 삼나무에 비해 유의적으로 높았으며 낙엽과 꽃의 탄소농도는 계절별 변동을 보였다. 한편 낙엽의 질소농도도 계절별 변동을 보여 하절기(6월~9월)의 질소농도(삼나무 0.96%, 편백 1.01%)는 타 계절(삼나무 0.43%, 편백 0.53%)에 비해 유의하게 높았다. 수종별 질소농도는 삼나무 구과가 편백에 비해 높은 값을 보였다. 낙엽·낙지 중 낙엽에 의한 탄소 및 질소유입량은 두 수종 모두 12월~3월에 가장 많았으며, 6월~9월은 가장 적게 유입되었다. 연 탄소유입량은 삼나무 조림지 3,054 kg C ha^-1 yr^-1, 편백 조림지 3,129 kg C ha^-1 yr^-1로 두 수종 사이에 차이가 없었다. 연 질소유입량은 삼나무 조림지의 생식기관에 의한 질소유입량이 편백에 비해 크게 나타나 삼나무가 46.93 kg N ha^-1 yr^-1로 편백의 25.17 kg N ha^-1 yr^-1에 비해 약 1.9배 많았다. 본 연구 결과는 삼나무와 편백 조림지에 낙엽·낙지를 포함한 임분 단위 탄소 및 질소순환을 예측하는데 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제32권1호
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• pp.5-11
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• 2024

유기질비료는 무기질비료와 달리 작물의 생산량뿐만 아니라 토양 비옥도 등을 향상시킨다고 알려져 있다. 그러나 유기질비료의 사용이 작물 생산성 및 토양특성뿐만 아니라 최근 이슈화 되고 있는 탄소 축적에 미치는 영향에 대해서는 연구가 미비한 실정이다. 이에 본 연구는 배추 재배시 유기질비료를 밑거름으로 사용하고 이때 작물의 생산성 및 토양 화학성의 변화와 작물 재배 후 토양의 탄소축적량에 대해 평가하고자 하였다. 본 시험은 무처리, NPK처리구(N-P₂O₅-K₂O : 32-7.8-12.8 kg 10a^-1), 유기질비료 처리구로 설정하였으며, 유기질비료 처리구는 질소 밑거름 시비량(11 kg 10a^-1)을 기준으로 50, 100 및 150%로 설정하였다. 배추의 생산량은 무처리구를 제외하고는 유의적인 차이가 없었으며 밑거름 비율에 따라서도 차이가 없었다. 토양의 화학성은 토양 유기물함량, 전기전도도 및 질산성질소의 함량은 유기질비료 사용에 따라 증가하는 경향이었으나 그 외 항목은 차이가 나지 않는 것으로 확인되었다. 유기질비료 사용에 따른 토양 유기탄소축적은 무기질비료에 비해 유기질비료 처리구에서 증가하는 경향이었으며 밑거름 사용량에 따라서는 큰 차이를 보이지 않았다. 이를 통해 농업에서 유기질비료의 밑거름 사용은 작물의 생산성뿐만 아니라 토양 유기탄소의 축적에 효과적이었으며 탄소중립을 위한 하나의 방법으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권2호
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• pp.177-185
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• 1997

지상부 및 토양중 탄소축적에 미치는 시비의 효과와 클론간(5개의 버드나무 클론과 1개의 잡종 포플러 클론)의 특성을 규명하기 위한 목적으로, 목재에너지 공급을 위해 1987년 미국 뉴욕주립대 연습림에 조성된 버드나무(Salix spp.)조림지를 대상으로 1992년과 1993년 겨울에 분석용 지상부와 토양시료를 채취하여 탄소축적량을 측정하였다. 시비구에 매년 N(336kg/ha), P(112kg/ha) 및 K(224kg/ha)를 시비하였으며, 조림지에 식재된 모든 공시목은 매년 벌채되었다. 시비처리된 버드나무 클론SV1의 지상부 탄소축적량은 5.4t/ha/yr(6년생뿌리)와 6.8t/ha/yr(7년생뿌리)로써 전체 클론중 가장 높게 나타났다. 전체 클론에 대한 부위별 평균 탄소함량은 수간목부에서 57.1~57.5%, 수피에서 54.0~55.4%, 그리고 생지에서 55.6~56.5%로 분포하였다. 시비처리에 의한 지상부 탄소축적량의 증가가 1992년에 전체 클론 중 2개 클론(SA2, SA22)에서만 있었으며(시비와 클론간 교호작용(交互作用)), 1993년에는 대조구와 시비구간에는 유의적인 차이가 없었다. 토심별(0-10, 10-20, 20-40cm) 토양중 탄소축적량은 대조구와 시비구간에 차이가 없었다. 클론간 토양 탄소축적량은 1992년 0-10cm 토심에서만 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났는데, 이것은 클론에 의한 영향보다는 토양중 자갈함량의 차이에 의한 것으로 사료된다. 본 연구에서 나타난 클론과 시비간 교호작용(交互作用) 때문에 지상부 탄소축척에 대한 시비처리효과의 평가는 각 클론내에서 실시되어야 할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제17권2호
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• pp.93-116
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• 1974

토양(土壤), 퇴비(堆肥), 사료(飼料)로부터 세포내지질(細胞內脂質)을 다량생산(多臺生産)하는 효모(酵母)로서 Rhodotorula glutinis var. glutinis SW-17을 선발(選拔)하였고 또 식물엽(植物葉)에서 세포외(細胞外) 지질(脂質)을 다량생산(多量生産)하는 2균주(菌株)의 효모(酵母) Rhodotorula glutinis var. glutinis SW-5 및 Rhodotorula graminis SW-54를 분리동정(分離同定)하여 그들의 세포내외(細胞內外) 지질생산(脂質生産)에 관(關)한 기초적(基礎約)인 연구(硏究)를 한바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1) $24^{\circ}C$에서 8일간(日間) 진탕 배양(培養)할때 균체증식후(菌體增殖後) 질소성분(蜜素成分)이 어느정도(程度) 소모(消耗)되었을 때부터 지방(脂肪)의 생성(生成)이 시작되었으며 이때 Rhodotorula glutinis var. glutinis SW-17은 세포내지질(細胞內脂質)을 효모건체(酵母乾體)에 대하여 최고(最高) 58.42%까지 그리고 Rhodotorula graminis SW-54는 세포외(細胞外) 지질(脂質)을 2.62g/l까지 생산(生産)하였다. 2) 배양액중(培養液中)의 탄소원(炭素源)과 질소원(窒素源)이 $4{\sim}5$일(日)에 전부(全部) 소모(消耗)된 후 기아상태(飢餓狀態)에서 $24^{\circ}C$로 계속 진탕배양하면 효모세포(酵母細胞)는 세포내외(細胞內外) 지질(脂質)을 다시 이용(利用)하여 배양(培養) 90일경(日頃)에는 지질(脂質)이 완전(完全) 소모(消耗)되었다. 3) 세포내외(細胞內外) 지질(脂質)의 생함성(生合成)은 탄소원(炭素源)과 질소원(窒素源)의 상대적(相對約)인 농도(濃度)와 밀접(密接)한 관계(關係)가 있어서 질소(窒素)가 효모증식(酵母增殖)에 전부 이용(利用)되어 질소(窒素) 기아상태(飢餓狀態)에서 과잉(過剩)의 탄소원(炭素源)이 있을때 지질(脂質)이 현저하게 생성(生成)되었다. 반대(反對)로 배양액내(培養液內)의 질소농도(室素濃度)를 증가(增加)시키면 지질생산량(脂質生産量)은 현저하게 저하 되었다. 4) 본분리선정(本分離選定)된 효모균주(酵母菌株)의 배양(培養) 및 지질생성(脂質生成) 최적(最適) pH는 $5.0{\sim}6.0$이었다. 5) 본분리선정(本分離選定)된 효모균주(酵母菌株)의 세포내(細胞內) 지질(脂質)은 myristic, palmitic, palmitoleic, stearic, oleic, linoleic 및 linolenic acid로 구성(構成)되었으며 이중(中) palmitic acid $30{\sim}45%$, oleic acid가 $35{\sim}50%$로 가장 많았다. 6) 본분리(本分離) 선정(選定)된 효모균주(酵母菌株)의 세포회(細胞外) 지질(脂質)의 구성지방산(構成脂肪酸)은 myristic, palmitic, stearic, oleic, linoleic, linolenic, 3-D-hydroxypalmitic 및 3-D-hydroxystearic acid로 구성(構成)되었으며 이중(中) 3-D-hydroxypalmitic acid가 22${\sim}$25%, 3-D-hydroxy-stearic acid가 13${\sim}$17%로 가장 많았다. 7) 본분리선정(本分離選定)된 효모균주(酵母菌株)의 세포내(細胞內) 지질(脂質) 구성(構成) polyol은 glycerol뿐이 었으며 세포외(細胞外) 지질(脂質)의 구성(構成) polyol은 glycerol, mannitol, xylitol 및 arabitol 이었다.