• 한국산림과학회지
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• 제112권4호
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• pp.554-560
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• 2023

불법 목재 유통을 막기 위해 DNA를 활용한 수종 및 원산지 식별이 이루어지고 있지만, 목재의 물리·화학적 특성 때문에 양질의 DNA를 얻기 어렵다. 본 연구에서는 목재 DNA 추출 수율과 polymerase chain reaction (PCR) 성공률에 목재 조직의 나이가 영향을 미치는지 알아보기 위하여, 국내 주요 수종인 소나무 원목에서 DNA를 추출하여, 목재의 나이테 생성 시기와 추출 DNA 농도(ng/μl) 및 순도(A260/A280) 그리고 PCR 성공률(%)의 관계를 확인하였다. 분석 결과, 나이테가 형성층으로부터 멀어질수록, 즉 오래 전에 생성된 목재일수록, 추출한 DNA의 농도와 순도는 유의하게 감소하였다. 증폭 길이가 짧은 trnM-trnV(285 bp) 영역과 rpoC1(298 bp) 영역의 경우 PCR 증폭 성공률이 100 %였으나, rbcL(1.3 kb) 영역의 경우 66.67 %였고 30년보다 오래된 조직에서는 모두 증폭에 실패하였다. 시간이 지남에 따라 목재 세포의 사멸과 함께 양질의 DNA가 파괴되어 DNA 농도, 순도, PCR 성공률이 감소한 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 목재를 활용한 수종 동정 등에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 임산에너지
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• 제17권1호
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• pp.56-70
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• 1998

This study was carried out to investigate the structural characteristics of kraft lignin and the wood degrading characteristics, the productivity of ligninolytic enzymes and the enzymatic degradation of kraft lignin by white-rot fungi. To purify kraft lignin, precipitation of kraft pulping black liquors of pitch pine meal was done by titration with lN $H_{2}SO_{4}$ reaching to pH 2, and isolation of the precipitates done by centrifugation. The isolated precipitates from pitch pine were redissloved in lN NaOH, reprecipitated by titration with lN $H_{2}SO_{4}$, washed with deionized water, and kept ofr analysis after freeze drying. Fractionation of the precipitates in solution by successive extraction with $CH_{2}Cl_{2}$ and MeOH, and the fractionates were named SwKL, SwKL I, SwKL II, and SwKL III for pitch pine kraft lignin. The more molecular weights of kraft lignin increased, the less phenolic hydroxyl groups and the more aliphatic hydroxyl groups. Because as the molecular weights increased, the ratio of etherified guaiayl/syringyl(G/S ratio) and the percentage were increased. The spectra obtained by 13C NMR and FTIR assigned by comparing the chemical shifts of various signals with shifts of signals from autherized ones reported. The optimal growth temperature and pH of white-rot fungi in medium were $28^{\circ}C$ and 4.5-5.0, respectively. Especially, in temperature and pH range, and mycelial growth, the best white-rot fungus selected was Phanerochaete chrysosporium for biodegradation. For the degradation pathways, the ligninolytic fungus jcultivated with stationary culture using medium of 1% kraft lignin as a substrate for 3 weeks at $28^{\circ}C$. The weight loss of pitch pine kraft lignin was 15.8%. The degraded products extracted successively methoanol, 90% dioxane and diethyl ether. The ether solubles were analyzed by HPLC. Kraft lignin degradation was initiated in $\beta$-O-4 bonds of lignin by the laccase from Phanerochaete chrysosporium and the degraded compounds were produced from the cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages at the side chains by oxidation process. After $C\alpha$-$C\beta$ cleavage, $C\alpha$-Carbon was oxidized and changed into aldehyde and acidic compounds such as syringic acid, syringic aldehyde and vanilline. And the other compound as quinonemethide, coumarin, was analyzed. The structural characteristics of kraft lignin were composed of guaiacyl group substituted functional OHs, methoxyl, and carbonyl at C-3, -4, and -5 and these groups were combinated with $\alpha$ aryl ether, $\beta$ aryl ether and biphenyl. Kraft lignin degradation pathways by Phanerochaete chrysosporium were initially accomplished cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages and $C\alpha$ oxidation at the propyl side chains and finally cleavage of aromatic ring and oxidation of OHs.

• 한국산림과학회지
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• 제84권4호
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• pp.525-535
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• 1995

대규모의 벌채, 경제수 조림, 생태계의 부적절한 보존등 서구의 산업화된 삼림경영은 환경론자들과 생태학자와 보존론자들의 거센 반발에 부딪치고 있다. 환경이 급격히 파괴되어 가고 있음에 따라 삼림경영 방침도 바뀌어져야 한다는 생태학자들의 목소리가 높아지고 있다. 지역적 임업, 사회적 임업, 자작농임업(自作農林業) 등 여러 가지 이름으로 불리는 임업 즉 지속적으로 생태계를 보호하려는 오래된 임업 경영 방법이 최근에 관심을 끌고 있다. 자연 자원을 조직적으로 경영하지 못하는 이러한 전통적인 형태의 삼림 경영 방법은 오래 전부터 많은 나라에서 수행되어 왔으나 지역사회의 필요와 생태계의 역할을 확실하게 이해함으로써 보다 높은 생산력을 올릴 수 있는 토지 이용 방법을 찾을 수 있게 될 것이다. 혼농임업경영의 성격은 지리적 위치, 규모, 사회적 또는 지역적 구조와 요구에 따라 매우 다양하다. 이 논문은 혼농임업 경영이 산업적 삼림 경영보다 경제적 생산력은 낮을지 모르나 생태계를 보호하고 생산을 지속적으로 유지하는데 훨씬 유리한 방법이라는 것을 밝혀냈다. 산업적 삼림 경영은 처음에는 혼농임 경영보다 높은 생산력을 얻을 수 있을지 모르나 시간이 갈수록 생태적인 파괴 때문에 지속적인 생산성이 저하하게 될 것이다. 전통적인 경제 분석법을 조사해 볼 때 삼림과 관련된 많은 사회, 환경적 비용을 계상 하지 않았음을 알 수 있다. 본 논문에서는 관리가 잘된 혼농임업은 지속적으로 생태계를 보존하는 문제와 경제적인 이득을 얻는 문제간에 균형을 잡을 수 있다는 것이 논의되었다. 즉 혼농임업에 대한 자가농임업(自家農林業)개발의 종합적 모델을 농업, 임업 및 환경 부분의 서비스를 상호 연결시킨 협력 방법을 제시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권3호
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• pp.344-354
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• 2015

이온성 액체를 이용한 거대억새의 전처리 특성을 알아보기 위하여 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([Emim][OAc])와 1-butyl-3-methylimidazolium acetate ([Bmim][OAc]) 두 종류의 이온성 액체로 $90^{\circ}C$, $110^{\circ}C$, $130^{\circ}C$ 세 온도조건에서 전처리를 진행하였다. 반응 온도가 높아짐에 따라 cellulose-rich product (CP)의 수율은 87.2%에서 67.6%로 점차 감소하였으며 ionic liquid lignin (ILL)의 수율은 2.2%에서 9.9%로 증가하였다. CP는 ILL에 비해 탄소함량은 낮았지만, 산소함량은 높게 나타났다. CP의 효소당화 결과 $110^{\circ}C$에서 [Emim][OAc]로 전처리하여 얻은 CP의 당화율이 56.7%로 가장 높게 나타났다. ILL의 열중량 분석 결과에 의하면 전처리 온도가 증가함에 따라 최대분해율은 점차 감소하였으며, 최대분해온도는 [Emim][OAc]로 처리한 ILL이 $274{\sim}279^{\circ}C$로 [Bmim][OAc]의 $2701{\sim}294^{\circ}C$보다 낮은 경향을 나타내었다. 전처리 온도가 $90^{\circ}C$에서 $130^{\circ}C$로 증가함에 따라 ILL 내 ${\beta}$-O-4 결합빈도는 [Emim][OAc]의 경우 $2315{\mu}mol/g$에서 $591{\mu}mol/g$으로, [Bmim][OAc]의 경우 $1936{\mu}mol/g$에서 $2478{\mu}mol/g$으로 감소하였다. ILL의 S/G ratio는 [Bmim][OAc]용액으로 $110^{\circ}C$에서 처리하였을 때 1.2로 가장 높게 나타났다.

• 한국자원식물학회지
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• 제33권5호
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• pp.428-435
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• 2020

본 연구에서 상동나무 가지 추출물(STB-E100)은 대장암 세포에서 세포사멸을 유도하여 세포생육을 억제하였다. 또한 IκB-α 인산화를 통한 IκB-α 단백질 분해를 유도하며 이로 인해 P65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. NF-κB 신호전달 활성화는 GSK3β 활성화를 통해 P65 핵내 전이를 유도에 의한 것이지만 IκB-α분해는 GSK3β 의존성이 아니다. 상동나무 가지 추출물은 이러한 신호전달 활성화를 통해 세포사멸을 유도하여 대장암의 세포생육을 억제한다. 본 결과를 바탕으로 상동나무 가지가 암 예방 및 치료를 목적으로 한 표적 요법에서 항암제 개발의 잠재적 활용 소재로서 이용 가능하다고 사료된다. 그러나 대장암 세포에서 상동나무 가지 추출물에 의해 유도된 NF-κB 신호전달 작용기전을 좀더 구체적으로 구명할 필요가 있고 대장암에 대한 세포사멸과 작용기전의 정확한 관련성을 조사하기 위해 추가적인 연구가 필요하다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권6호
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• pp.91-99
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• 2007

소나무, 낙엽송, 리기다소나무, 잣나무 등 국내산 침엽수 목분을 기질로 진탕배양했을 때 갈색부후균인 Fomitopsis palustris로부터 분비된 당 분해성 균체 외 효소는 Endoglucanase (EG), $\beta$-glucosidase (BGL) 및 $\beta$-1,4-xylosidase (BXL)와 함께 결정형 셀룰로오스를 분해하는 Cellobiohydrolase (CBH)도 활성을 갖은 것으로 나타났다. 4주간 배양에서 변재는 심재에 비해 큰 효소활성을 나타냈으나, 배양기간을 증가시킴으로써 효소활성이 커지는 것으로 밝혀져 효소에 의한 목질바이오매스 분해의 경우 심변재 혼합처리도 가능할 수 있음이 시사되었다. 그리고, 균체 의 단백질을 SDS-PAGE로 분석한 결과, 대부분의 수종에서 나타나는 효소의 단백질 패턴은 거의 유사한 것으로 나타나 효소를 이용한 목질계 바이오매스 분해의 경구 수종별 혼합처리도 가능함이 시사되었다. F. palustris에 의해 분해된 목분(60 mesh 통과) 셀룰로오스의 결정화도 감소율은 4주 배양에서 약 4.2~20.4%, 8주 배양에서 약 12.9~28.9% 수준으로 나타났다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.218-222
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• 2011

본 연구에서는 반복적인 온도변화가 목분(50 wt.%와 70 wt.%)이 첨가된 폴리프로필렌 WPC(Wood Plastic Composites)의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. WPC의 휨탄성계수(flexural modulus)와 휨강도 (flexural strength)는 반복 회수에 상관없이 동결 융해 시험에서 계면접착력의 약화 때문에 감소하는 경향을 보였다. 목분의 함량이 높을 때, 휨탄성계수의 감소가 비교적 높았다. WPC의 휨탄성계수와 휨강도는 고온($60^{\circ}C$) 저온 ($-20^{\circ}C$) 반복시험 후 고온에서 감소하고 저온에서 증가되었다. 폴리프로필렌(polypropylene, PP)의 유리전이점 (glass transition temperature: $-10^{\circ}C$) 보다 낮은 저온($-20^{\circ}C$에서 WPC는 높은 강성(stiffness)과 강도 (strength)를 유발시키는 유리상태(glassy state)로 존재한다. 고온에서 목분의 함량이 낮은 WPC가 연성의 증가 때문에 낮은 휨탄성계수와 휨강도를 보였다.

• Spatial Information Research
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• 제23권2호
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• pp.11-20
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• 2015

모니터링은 북한지역을 대상으로 하는 사회공헌형 산림탄소상쇄 사업을 진행하는 과정에서 핵심요건으로 부각되고 있다. 온실가스 감축 여건에 대한 모니터링이 잘못되었을 경우, 입증수단과 방법을 사전에 점검하여 리스크와 불확실성을 최소화하여야 한다. 따라서 본 연구의 목적은 산림탄소상쇄사업에서 발생할 수 있는 입증책임에 관련된 쟁점들을 사전에 점검하고자 백두산을 대상으로 모니터링 여건(사업대상지의 적합성, 산림 바이오매스 성장에 따른 탄소축적, 바이오매스의 손실, 삼림 전용 및 훼손 여부, 환경, 사회, 경제적 영향에 의한 탄소 배출량)을 평가하였다. 인공위성 영상은 백두산의 산림현황을 가시적인 기록으로 제시하였는데, 대북 산림탄소상쇄사업에서 모니터링이 필요한 지표를 대부분 충족하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 북한에서 산림탄소상쇄 사업을 수행하려는 한국기업에게 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.457-476
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• 2016

본 연구에서는 목재의 열처리가공에 대하여, 문헌 연구를 통하여 이와 관련된 주요 이슈 및 기술 동향을 조사하였다. 산업적으로 이용되는 주요 열처리기술은 네덜란드의 Plato-process, 프랑스의 Retification process, 독일의 OHT-process, 및 핀란드의 Thermowood process 등이었다. 열처리 공정상의 주요 영향인자들은 대상 수종, 가열 온도, 시간, 열전달 매질(air, 증기, 진공, 질소, 오일 등)이며, 이들 인자들을 변수로 한 최적조건 탐색 등의 연구가 주류를 이룬다. 열처리 목재는 치수안정성 증가, 중량 및 강도 감소, 부후균에 대한 내후성 향상에 변이, 변색균 및 해충에 대해 불충분한 저항성 등의 특징을 가진다. 열처리 목재의 내후성 향상을 위해 각 수종에 적합한 열처리 공정과 처리조건 탐색의 필요성이 시사되었다. 지속가능한 환경보존 및 목재자원 절약을 위해 열처리 목재의 새로운 용도 개발 및 이용 확대 노력이 반드시 필요한 과제인 것으로 고찰되었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제39권4호
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• pp.304-313
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• 2015

Background: Ginsenoside Rg3 is a promising anticancer agent. It is usually produced by heat treatment of ginseng, in which ginsenoside Rb1 is the major ginsenoside. A kinetic study was conducted to optimize ginsenoside Rg3 production by the heat treatment of ginsenoside Rb1. Methods: Ginsenoside Rb1 was heated using an isothermal machine at $80^{\circ}C$ and $100^{\circ}C$ and analyzed using HPLC. The kinetic parameters were calculated from the experimental results. The activation energy was estimated and used to simulate the process. The optimized parameters of ginsenoside Rg3 production are suggested based on the simulation. Results: The rate constants were $0.013h^{-1}$ and $0.073h^{-1}$ for the degradation of ginsenosides Rb1 and Rg3 at $80^{\circ}C$, respectively. The corresponding rate constants at $100^{\circ}C$ were $0.045h^{-1}$ and $0.155h^{-1}$. The estimated activation energies of degradation of ginsenosides Rb1 and Rg3 were 69.2 kJ/mol and 40.9 kJ/mol, respectively. The rate constants at different temperatures were evaluated using the estimated activation energies, and the kinetic profiles of ginsenosides Rb1 and Rg3 at each temperature were simulated based on the proposed kinetic model of consecutive reaction. The optimum strategies for producing ginsenoside Rg3 from ginsenoside Rb1 are suggested based on the simulation. With increased temperature, a high concentration of ginsenoside Rg3 is formed rapidly. However, the concentration decreases quickly after the reaching the maximal concentration value. Conclusion: The optimum temperature for producing ginsenoside Rg3 should be the highest temperature technically feasible below $180^{\circ}C$, in consideration of the cooling time. The optimum reaction time for heat treatment is 30 min.