• 한국식품영양과학회지
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• 제42권7호
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• pp.1125-1132
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• 2013

종균용 김치를 제조를 하기 위해서는 김치 공장에서 저가로 종균이 대량배양 되어야 한다. 그러나 현재의 유산균배지는 종균 생산용으로 사용하기에는 비용이 많이 든다. 이를 해결하기 위해서는 새로운 배지를 개발해야 하는데 새로운 배지를 개발하기 위한 기본적인 요소에는 배추 추출액, 탄소원, 질소원, 무기염류가 있다. 선정된 최적배지 조성은 배추 추출액 잎 30%, maltose 2%, yeast extract 0.25%, $2{\times}$ salt stock(2% sodium acetate trihydrate, 0.8% disodium hydrogen phosphate, 0.8% sodium citrate, 0.8% ammonium sulfate, 0.04% magnesium sulfate, 0.02% manganese sulfate)으로 나타났다. 그리고 새롭게 개발된 배지의 이름은 MFL로 명명하였다. Leuconostoc(Leuc.) citreum GR1을 $30^{\circ}C$에서 24시간 배양하면 MRS 배지에서는 $3.41{\times}10^9$ CFU/mL, MFL 배지에서는 $7.49{\times}10^9$ CFU/mL의 생균수로 MFL 배지에서 배양하면 MRS 배지에서 배양했을 때보다 2.2배 더 높은 성장을 보였다. 또한 최적화 배지의 scale-up을 위해 5 L 발효조를 이용하여 2 L의 working volume으로 Leuc. citreum GR1을 배양하였다. 교반속도는 50 rpm에서 생균수 $8.60{\times}10^9$ CFU/mL를 얻었다. 발효조의 pH 조절은 pH-stat mode로 하였으며, 균체 성장의 최적 pH는 수산화나트륨 수용액을 이용한 pH 6.8이었고, 이 조건으로 20시간 배양 후 $11.42{\times}10^9(1.14{\times}10^{10})$ CFU/mL의 균체를 얻을 수 있었다. 이는 MRS 배지로 사용하여 얻은 생균수의 3.34배에 해당하는 높은 값으로, 본 연구에서 개발된 MFL 배지는 김치 종균용 Leuc. citreum GR1 배양을 위한 배지로 배지 단가 절감, 높은 균체 수율 등 충분한 경제적 장점을 기대할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권4호
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• pp.343-350
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• 2016

본 연구는 퇴비에 함유된 영양소 및 중금속 함량을 파악하고 상추 재배시 퇴비의 적정 시용 비율을 알아보고자 수행되었다. 실험을 위해 두가지 퇴비를 이용하였다. 첫 번째 퇴비는 미완숙 퇴비(CA)이며 두 번째 퇴비는 시중에서 판매되고 있는 완숙 퇴비(CB)이다. 각각의 퇴비는 인공토양을 0%, 25%, 50%, 75%로 혼합하여 사용하였다. 50%와 75%의 비율로 혼합한 CA의 pH는 각각 5.39, 5.50으로 측정되었으며 약 산성으로 나타났다. CA 및 CB를 75% 비율로 혼합할 경우, 총 탄소 함량은 각각 14.5%와 6.5%로 다른 비율의 퇴비에 비해 높았고 대조구에 비해 총 질소와 인 농도가 유의하게 증가하였다. 총 탄소함량은 CA퇴비를 인공토양에 75% 혼합한 실험구에서 가장 높게 나타났다. CA는 CB와 비교하여 퇴비화율, 질소, 인의 농도가 크게 증가하였다. CB 75% 혼합한 실험구에서 구리($128mg\;kg^{-1}$), 아연($260mg\;kg^{-1}$), 납($0.32mg\;kg^{-1}$), 카드뮴($0.48mg\;kg^{-1}$)의 함량은 다른 혼합구에 비해 가장 많은 증가하였다. 특히 비소는 CA퇴비를 25% 혼합한 실험구와 CB퇴비를 75%, 50% 혼합한 실험구에서 가장 높았다(6.69 and $6.28mg\;kg^{-1}$). CA실험구 중에서 상대적으로 낮은 염분 및 중금속 함량을 함유한 CA 25% 혼합한 실험구는 상추의 성장속도 및 엽면적 등이 CB에 비해 낮게 측정되어 최적의 성장조건은 아닌 것으로 사료된다. 따라서, CA를 사용하여 상추재배에 이용할 경우, 더 낮은 농도의 CA를 이용하는 것이 적당할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제38권3호
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• pp.262-273
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• 2010

갈색부후균인 Fomitopsis palustris에서 균체 외 cellulase 생산 특성과 이 효소를 이용하여 목재와 볏짚의 당화특성, mediator 첨가 효과, 목질기질의 미세 표면구조나 결정화도가 효소 당화에 미치는 영향 등에 대해 연구하였다. F. palustris의 균체 외 효소의 생산에 혼합목분을 탄소원으로 이용 시 endo-${\beta}$-1,4-gulcanase (EG)는 12.0 U/$m{\ell}$, ${\beta}$-glucosidase (BGL)는 116.68 U/$m{\ell}$, cellobiohydrolase (CBH)는 18.82 U/$m{\ell}$, 그리고 ${\beta}$- xylosidase (BXL)는 13.33 U/$m{\ell}$의 활성을 보였다. 이러한 활성은 BGL, CBH, 그리고 BXL이 볏짚을 이용한 경우보다 약 2~4배 정도 높았다. 볏짚을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-RS의 효소 최적반응 온도 및 pH는 $45^{\circ}C$와 pH 5.0이었으며, 혼합 목분을 탄소원으로 이용하여 생산한 cellulase-SW의 경우에는 $50^{\circ}C$와 pH 5.0이었다. Cellulase-SW는 볏짚을 기질로 사용할 때 $40.6{\pm}0.6%$로 가장 높은 당화율을 보였다. 또한 당화촉매제인 Tween 20의 첨가로 당화율이 44%로 상승하여 상용화 효소인 Celluclast 1.5L의 53.7%의 당화율 대비 약 82% 수준으로 상승되었다. 이는 본 실험에서 사용한 효소가 조효소 형태임을 고려하면 상용화 효소에 매우 근접한 당화율을 얻은 것으로 판단된다. 또한 볏짚의 낮은 조직 결정화도와 주사전자현미경을 이용한 볏짚 표면의 섬유화를 통한 표면적 증대 효과는 목재에 비해 높은 볏짚의 당화율에 대한 원인을 제시하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권4호
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• pp.479-499
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• 2019

본 연구는 제주지역 무 주산지에서 재배 방법(유기 vs. 관행)과 토양 종류(화산회토 vs. 비화산회토)에 따른 토양의 화학적 특성, 미생물 활성 그리고 미생물 군집 조성을 분석하고 요인간 연관성을 구명하기 위하여 수행하였다. 전반적으로 유기와 관행의 재배 방식에 따른 토양 화학성은 처리간 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 토양 미생물체량, 효소 활성, 종 풍부도와 다양성 그리고 미생물 군집 분포 등은 유의한 차이를 보였다. 반면에 토양 종류에 따른 화학성과 미생물 군집 분포 등 미생물학적 특성은 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 유기재배 토양에서 관행 대비 토양의 세균, 방선균 및 사상균 그리고 미생물체량이 증가하였으며, Org-NA 토양에서 탈수소효소 활성, 종 풍부도(Chao 1) 그리고 종 다양성(Phyrogenetic diversity) 지수가 가장 높았다. 무 재배 토양에 분포하고 있는 주요 세균 문은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes 그리고 Actinobacteria 등 5종이었으며 재배 방법 및 토양 종류에 관계없이 Proteobacteria 문이 화산회토에서 25.9%, 비화산회토에서 21.9~24.9%로 가장 높은 분포를 보였다. 그리고 대체로 화산회토와 비화산회토 토양 종류별로 유사한 군집 조성을 보였으며, 화산회토에서는 재배 방법별 주요 문의 군집 조성은 큰 차이가 없었으나 비화산회토에서는 차이를 보였다. 특히, Firmicutes는 Org-NA 토양에서 21.0%, Acidobacteria는 Con-A에서 21.6%로 가장 높은 분포를 보였는데 대체로 화산회토와 관행재배 토양에서 높은 경향을 보였다. 또한 재배 방법 및 토양 종류별 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 찾기 위하여 LEfSe 분석을 실시한 결과, Firmicutes 문의 분포가 비화산회토와 유기재배 토양에서 유의하게 증가하였다. 그리고 토양 화학성 중에서 총유기탄소 함량, 유효인산 그리고 치환성칼륨 함량은 Firmicutes 등 주요 세균 문과 유의한 상관관계를 보였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.107-121
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• 2010

본 연구에서는 한반도의 주요 생태계인 활엽수림과 농경지에서 지면 모형 JULES(Joint UK Land Environment Simulator)으로 모의한 총일차생산량 (Gross Primary Productivity: GPP)과 생태계 호흡량 (ecosystem respiration: RE)의 수치 모사 결과에 영향을 미치는 주요 모수를 파악하였으며, 민감한 모수에 대해 실측자료를 사용함에 따른 모형 예측력의 개선 정도를 평가하였다. 민감도 실험의 결과, 활엽수림과 농경지에서 모두 JULES로 모의한 GPP는 잎 내부의 질소농도와 리불로오스이인산(RuBP) 카르복실화의 최대 속도에 가장 민감하였다. RE는 활엽수림에서는 목질부 탄소량과 엽면적지수를 연결시켜주는 상수에 가장 민감하였다. 반면에 농경지에서 수치모사된 RE는 GPP와 같이 각각 잎 내부의 질소 농도와 RuBP 카르복실화의 최대 속도에 가장 민감하였다. JULES로부터 제공된 모수의 값으로 모의된 두 지역의 GPP와 RE는 모두 관측값에 비해 과대평가되었다. 특히 활엽수림에서 GPP가 가장 민감하게 반응했던 잎 질소 농도의 실제 관측값이 모형에서 사용하는 기존 설정값의 50% 이하임을 고려할 때 모형에서 설정된 모수의 값으로 탄소 순환을 수치 모사할 경우에 모수의 기존 설정값과 실제값의 차이가 모형의 과다모의에 상당한 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 따라서 한반도 탄소순환의 현실적인 모의를 위해서는 모형에서 요구되는 생물리학적 정보가 한반도 다양한 식생 기능 형태를 현실적으로 잘 반영하는지를 확인해야 할 뿐 아니라 지속적인 현장 관측을 통해서 생물리학적 정보와 관련된 자료기반을 마련하는 것이 중요하다.

• 생태와환경
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• 제37권3호통권108호
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• pp.319-331
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• 2004

본 연구는 실험적으로 조성된 인공연못(2 m ${\times}$ 2 m ${\times}$ 2 m)에서 패류의 여과 섭식이 수체 내 물질순환과 플랑크톤 군집에 미치는 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 실험의 초기에는 처리구와 대조구 enclosure 모두에서 남조류인 Microcystis viridis와 M. aeruginosa 등이 우점하였고, 세포밀도와 생물량의 큰 차이는 없었다. 패류 100개체 투입 이후에 처리구에서 세포밀도의 감소와 수중 내 N/P의 증가와 더불어 우점종은 Microcystis에서 Scenedesmus로 바뀌었다. 반면에, 대조구에서의 세포밀도는 증가와 더불어 Oscillatoria spp.가 우점하였다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구와 대조구 모두에서 Selenastrum spp.와 Cryptomonas sp.가 우점하였다. 실험 초기 대조구에서의 동물플랑크톤 밀도는 처리구에 비해 높았으나 100개체 투입 이후에는 처리구에서 높았다. 패류 600개체 투입 이후에는 처리구에서 크기가 작은 윤충류와 요각류 유생들의 밀도가 감소하였으나, Bosmina longirostris, Diacyclops thomasi와 같은 크기가 큰 동물플랑크톤의 밀도와 생물량은 대조구에 비해 높았다. 실험기간 동안 엽록소 a농도의 증가는 처리구에서 수체 내 DIP농도가, 대조구에서는 암모니아농도가 상승한 직후에 나타났다. 처리구에서 600개체 투입 전후 시기동안 대조구에서는 TSI (Chl. a-TN)과 TSI (Chl. a-TP)가 모두 증가하였으나 처리구에서는 암모니아 농도의 증가로 인하여 질소 제한에 대한 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과들은 패류의 여과섭식이 수체내 영양염 이용율을 변화시키고, 동물플랑크톤과의 동일한 먹이원에 대한 경쟁 혹은 직접적인 섭식을 통해 수환경에서 물질 순환과 플랑크톤 군집 변화에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.198-221
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• 2021

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.

• 환경생물
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• 제41권3호
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• pp.179-192
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• 2023

인천 영흥도는 대한민국에서 가장 큰 하천인 한강의 담수가 유입되어 영양염의 변화가 예상되는 해역이다. 특히 해양의 영양염의 변화는 식물플랑크톤을 포함한 미소생태계의 변화를 야기시키고, 어패류와 같은 상위 단계의 현존량에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 인천 영흥도 연안은 국내의 주요 수산물 생산지임에도 불구하고 미소생태계의 기초자료조차 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인천 영흥도의 기초자료 수집을 위해, 2014년부터 2018년까지 5년간 미소생태계를 조사하였다. 특히, 연안에서 유입되는 담수의 영향을 거리를 통해 비교하기 위해, 연안 정점(S1)과 연안으로부터 0.75, 1.5, 3 km 떨어진 대조구 정점을 설정하여 물리·화학·생물학적 요인의 변화를 모니터링했다. 그 결과 수온(15.7~26.7℃), 용존 산소(5.73~14.31 mg L^-1), 염분도(28.5~34.1) 및 pH(6.65~8.80)는 계절에 따른 변화만 관찰되었을 뿐, 정점에 따른 유의미한 차이는 관찰되지 않았다. 영양염의 경우, 용존무기질소는 4~6월에 평균 6.4 μM의 농도에서 7~11월 16.4 μM로 증가하였고, 인산 인 및 규산 규소 역시 4~6월 각각 0.4 μM, 2.5 μM에서 7~11월 1.1 μM, 12.0 μM로 그 농도가 증가하였다. 특히 인산 인은 2014~2015년 최대 0.2 μM로 2016~2018년(2.2 μM)에 비해 낮은 농도로 관찰되어, 해당 기간동안 인산 인 제한 현상이 나타나며 계절에 따른 차이는 보였으나, 서해의 뚜렷한 조석차에 의해 정점 간 차이는 나타나지 않았다(Table S1). 연간 댐 방류량이 낮았던 2014~2015년 조사 정점에서 인산 인 제한현상이 두드러졌고, 해당 시기 식물플랑크톤의 현존량은 최대 3,370 cells mL^-1으로 높게 관찰되었다. 그러나 해당 시기, 용존유기탄소 혹은 박테리아의 현존량 증가는 관찰되지 않았다. 생물학적 요인 역시 3 km의 거리에 따른 정점 간 차이는 관찰되지 않았으나, 계절 및 담수 유입에 따른 미소생태계 변화에 관한 기초자료를 축적할 수 있었다. 본 연구를 통해 미소생태계의 기초자료 수집을 통한 인천 연안의 생태계를 이해하였으며, 다양한 오염원으로부터의 교란을 방지하기 위해 인천 영흥도에서의 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제10권4호
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• pp.181-195
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• 2005

해상어류가두리양식장의 양식 활동이 해양환경에 미치는 영향을 파악하기 위해 통영주변의 해상어류가두리양식장(Site A)에서 해수유동, 퇴적물, 저서동물 및 트랩 등의 현장조사와 수치모델-DEPOMOD를 이용하여 가두리양식장의 고형물 침강량 예측과 적정 고형물 침강량 산정으로 해상가두리양식장의 환경관리 방안을 제시하였다. 조사대상인 Site A 해상어류가두리양식장의 입식 어종은 common sea bass(Lafeolabrax japonicus), red seabream(Pagrus major), striped breakperch(Oplegnathus fasciatus) 등 4종이고, 입식량은 227,800미 (23.1MT) 였다. 가두리양식장의 입식밀도는 $43.0kg\;m^{-2}(6.1kg\;m^{-3})$ 이고, 사료투여 량은 $30.8g\;kg^{-1}day^{-1}(1.32kg\;m^{-2}day^{-1})$ 이였다. Site A 가두리양식장 중심의 저층 퇴적물의 ORP, AVS, COD, 탄소 및 질소 농도는 각각 -334.6mV, $0.43mg\;g^{-1}dry,\;17.75mg\;g^{-l}dry,\;10.19mg\;g^{-1}dry$ 및 $3.49mg\;g^{-1}dry$ 였다. 저서동물은 Capitella capitata가 $57.8\%$로 우점하였고, Infaunal Trophical Index(ITI)는 가두리 가장자리에서 20m 거리 내까지 20 이하로 나타났다. 트랩조사 결과 Site A의 고형물 침강량은 0m에서 $34,485g\;m^{-2}yr^{-1}$, 42m지점에서 $18,915g\;m^{-2}yr^{-1}$침강하는 것으로 나타났다 모델 예측 결과 Site A의 사료 미섭이율은 $40\%$, 연간 고형물 침강량은 63,401 kg으로 연간 사료 급이량의 $24.4\%$이고, 고형물 침강 면적은 $8,450m^2$으로 가두리 시설 면적의 16배인 것으로 예측되었다. ITI와 저서동물의 풍도를 통한 Site A의 지속 가능한 고형물 침강량은 $10,000g\;m^{-2}yr^{-1}$ 이하 인 것으로 예측되었다. 가두리양식장에서 고형물 침강량의 주 요인은 높은 미섭이율이고, 고형물 침강량을 최소화 하기 위해서는 사료 섭이효율을 높여주어야 한다. 모델에 따르면 미섭이율을 $40\%$에서 $10\%$로 줄이면 고형물 침강량이 1/2 수준으로 감소되는 것으로 예측되었고, 습사료, 생사료의 사용 대신에 배합사료(EP)를 사용할 경우 $57\%$정도 침강량이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 가두리양식장의 허가면적에 대한 시설 면적비는 $5\%$미만이 적정한 것으로 판단된다.