Marine brown seaweeds are a source of functional ingredients with various biological properties. They have been used in the food and functional food industries. Brown seaweeds are divided into three parts of blades, stipe, and root. Normally seaweed blades were used as raw materials for biological research. However, there are limited uses on stipes of Ecklonia maxima (E. maxima) depending on the physicochemical, nutritional, and biological properties. Besides, the comparative studies of two structures of E. maxima, blades and stipe didn't discover previously. This study aimed to compare the potent antioxidant and anti-inflammatory activities of the two structures of E. maxima, blades and stipe in vitro studies to increase the utilization of the two structures of E. maxima. The enzyme-assisted hydrolysate from E. maxima showed significant antioxidant and anti-inflammatory activities. Among them, celluclast-assisted hydrolysate from E. maxima blades (EMBC) and viscozyme-assisted hydrolysate from E. maxima stipe (EMSV) expressed significant protection on hydrogen peroxide-induced oxidative stress. Moreover, EMBC and EMSV treatment remarkably reduced nitric oxide production by downregulation of pro-inflammatory cytokine expressions in lipopolysaccharide-stimulated Raw 264.7 cells. Especially EMBC showed strong inhibition on pro-inflammatory cytokine production compared to EMSV. Taken together research findings suggest that EMBC and EMSV possessed potent antioxidant and anti-inflammatory properties and may be utilized as functional ingredients in the food and functional food sectors.
Objectives : The purpose of this study is to investigate neuroprotective effects and molecular mechanisms of luteolin against ${\beta}$-amyloid ($A{\beta}_{25-35}$)-induced oxidative cell death in BV-2 cells. Methods : The protective effects of luteolin against $A{\beta}_{25-35}$-induced cytotoxicity and apoptotic cell death were determined by MTT dye reduction assay and TUNEL staining, respectively. The apoptotic cell death was further analyzed by measuring mitochondrial transmembrane potential and expression of pro- and/or anti-apoptotic proteins. To elucidate the molecular mechanisms underlying the protective effects of luteolin, intracellular accumulation of reactive oxygen species, oxidative damages, and expression of antioxidant enzymes were examined. Results : Luteolin pretreatment effectively attenuated $A{\beta}_{25-35}$-induced apoptotic cell death indices such as DNA fragmentation, dissipation of mitochondrial transmembrane potential, increased Bax/Bcl-2 ratio, and activation of c-Jun N-terminal kinase and caspase-3 in BV-2 cells. Furthermore, $A{\beta}_{25-35}$-induced intracellular formation of reactive oxygen species and subsequent oxidative damages such as lipid peroxidation and depletion of endogenous antioxidant glutathione were suppressed by luteolin treatment. The neuroprotective effects of luteolin might be mediated by up-regulation of cellular antioxidant defense system via up-regulation of ${\gamma}$-glutamylcysteine ligase, a rate-limiting enzyme in the glutathione biosynthesis and superoxide dismutase, an enzyme involved in dismutation of superoxide anion into oxygen and hydrogen peroxide. Conclusions : These findings suggest that luteolin has a potential to protect against $A{\beta}_{25-35}$-induced neuronal cell death and damages thereby exhibiting therapeutic utilization for the prevention and/or treatment of Alzheimer's disease.
독도에 자생하는 식물인 왕호장근(Fallopia sachalinensis)의 근권 토양에서 다양한 균류를 분리하였다. 분리균들의 형태적 특징과 rDNA-ITS와 LSU 또는 beta-tubulin 영역 분석을 통한 분자적 특징을 확인하였다. 그 결과 기존에 국내에 보고되지 않은 Penicillium striatisporum, Gongronella sichuanensis 종들이 분리되어 이를 보고하고자 한다. 미기록 종들의 형태적 특징과 분자적특징을 본문에 기술하였다.
최근 과잉생산단계에 이르고 생식이외의 소비방법이 없는 우렁쉥이는 봄부터 여름 사이에 집중적으로 대량출하되므로서 선도의 보존과 소비에 한계가 들어나고 있다. 또한 젓갈 등의 제품가공시에는 처리중에 일어나는 변색 즉 갈변으로 인한 품질의 저하가 문제가 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 (1)갈변의 원인을 밝히고, (2)그에 관여하는 여러가지 반응요인, 그리고 (3)갈변을 방지하기 위한 처리방법 등에 관해서 검토하였다. 1. 우렁쉥이 육과 내장에서 추출한 조효소액을 L-tyrosine과 catechol을 기질로 하여 polyphenol oxidase 활성을 측정한 결과 L-tyrosine의 경우 육과 내장에서 20.6 및 63.5 unig/mg의 비활성도를 각각 나타냈으며 특히 내장의 경우가 육보다도 3배정도 높았다. 이 결과 보아 갈변의 주된 원인이 tyrosinase의 작용이 아닌가 추정된다. 2. 우렁쉥이 조효소액의 tyrosinase활성 최적 pH는 6.0, 최적온도는 $30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$였으며, 열안정성은 $70^{\circ}C$에서 9분, $80^{\circ}C$에서 3분 그리고 $90^{\circ}C$와 $100^{\circ}C$에서 1분 처리로 완전히 실활하였다. 3. 효소활성 저해효과에 있어서 육의 경우 0.5mM의 농도에서는 ascorbic acid, sodium bisulfite, cystein, citric acid, cyanide 등이 효과가 있었고, 0.1mM의 농도에서 ascorbic acid, sodium bisulfite, cystein만이 유효하였다. 그러나 내장의 경우와 같이 효소활성이 클 때는 sodium bisulfite만이 tyrosinase활성을 저해했다. 4. 갈변방지를 위하여 산, buffer, sulfite, 기타 갈변억제처리 효과를 검토한 결과 0.2M citric acid에 5분, 또는 $0.2\%\;NaHSO_3$에 1분 침지한 것이 갈변방지에 좋은 효과를 나타내어 젓갈 등의 가공제품의 개발에 있어서도 유용한 전처리 방법이라 생각되었다. 또 $0.2\%\;NaHSO_3$에 1분 침지한 경우의 잔존 $SO_2$양은 100 ppm 이하였으며 $NaHSO_3$에 침지후 상온숙성의 경우는 약 30일 정도, 저온숙성의 경우는 50일까지 갈변발생을 억제할 수 있었다.
연료가스로부터 황화수소를 제거하기 위해 망간계 탈황제를 개발하여, 대기압하 고정층반응기에서 황화/재생 반복실험을 통하여 탈황제의 효용성, breakthrough times, 그리고 평형농도를 구하였다. 황화수소 제거능에 영향을 미치는 입자크기, 황화반응 온도, 재생온도 그리고 재생 특성에 관해 살펴보았다. 황화수소 제거를 위한 적정 조업온도는 $800^{\circ}C$였으며 입자크기가 감소할수록 탈황능은 증가하였으나 입경 0.214~0.631mm에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 실험으로부터 구한 황화수소 평형관계식은 log(K)=3.396/T-1.1105이고 탈황제 이용효율은 $800^{\circ}C$에서 92%를 나타냈다. 공기를 사용해서 재생할 때 $SO_2$ 배출농도는 $800^{\circ}C$에서 8.5% 이상, $850^{\circ}C$에서 8.4% 이상, 그리고 $900^{\circ}C$에서 8.8% 이상을 보여 황산제조에 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue) 량은 약 200,000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD)둥에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG, Caltex에서 435-500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도 : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력 : 1~6kg/$ extrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량 : 50~110Nm$^3$/hr., 발열량 : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, 탄소전환율 : 65~92 및 냉가스효율 = 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화 하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.
우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue)량은 약 200.000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD) 등에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG Caltex에서 435~500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도: 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력: 1~6 kg/$\textrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio: 0.8~0.9 and steam/V.R ratio: 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량: 50~110 Nm$^3$/hr. 발열량: 2,300~3,000 k㎈/Nm$^3$, 탄소전환율: 65~92 및 냉가스효율: 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.
The formation of volatile fatty acids(VFAs) and changes in pH, oxidation and reduction potential(Eh) and acid volatile sulfide(AVS) with the addition of yellow clay were investigated using microcosm systems to examine the effects of yellow clay dispersion on the anaerobic decomposition of Cochlodinium polykrikoides in marine sediments. The acetate concentration reached a maximum by day 4 and was 1.2-1.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (224-270 vs. 333 uM). The formate concentration reached a maximum by day 1 and was 1.3-2.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (202-439 vs. 563 uM). The propionate concentration reached a maximum by day 2 and was 1.5-1.8 fold less in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (32.6 vs. 57.2 uM). After the amounts of acetate, formate and propionate peaked the levels dropped dramatically due to the utilization by sulfate reducing bacteria. The Eh of the samples treated with yellow clay was similar to the untreated sample on day 0 but was higher in the sample treated with yellow clay(140-206 mV) from days 4 to 17. AVS started to form on day 3 and this was sustained until day 6, and 1.2-2.2 fold less was produced in the sample treated with yellow clay compared to the untreated sample (40.2-69.3 vs. 83.2-93.8 mg/L). Accordingly, during the anaerobic decomposition of C. polykrikoides in marine sediments, yellow clay dispersal seems to suppress the reduction state of Eh and the formation of volatile fatty acids(acetate, formate and propionate) used as an energy source by sulfate reducing bacteria, indicating that this process controls the production of hydrogen sulfide that negatively affects marine organisms and the marine sediment environment.
본 연구에서는 소나무 혼합수종을 이용하여 에너지 밀도 증가, 균일한 품질의 바이오매스 제공을 위해 무산소 조건에서 반탄화를 실시하였다. 반응온도는 240, 260,$280^{\circ}C$로 하여 30분 동안 반응시킨 후 반탄화 바이오매스 특성을 조사하였다. 침엽수혼합수종의 반탄화는 무처리 바이오매스와 비교하여 발열량이 향상되었음을 확인하였다. 반탄화 온도가 증가할수록 반탄화된 바이오매스의 탄소함량은 최대 46.55%에서 55.73%로 증가하였다. 반면 수소와 산소의 함량은 각각 6.00%에서 5.87%, 30.55%에서 27.21%로 감소하였다. 반탄화 과정에서 주로 헤미셀룰로오스와 휘발성 물질이 제거되었다.$280^{\circ}C$에서 30분 동안 반응하였을 때 최대 발열량 5,132 kcal/kg을 나타냈다. 이것은 처리전 바이오매스의 발열량 보다 약 13% 증가하였음을 나타내고 있다. 중량감소율과 에너지수율을 고려하여 비교한 결과 $240^{\circ}C$에서 30분 동안 처리하였을 때 효과적인 반탄화가 이루어졌다.
막을 이용한 분리 공정은 상(phase) 변화가 없고 낮은 에너지 소비, 장치의 간소화, 큰 선택성, 가공의 용이성, 낮은투자 및 운용비용 등 여러 가지 장점으로 인하여 다른 방법들에 비해 분리가 간단하다는 장점 때문에 여러 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 여러 가지 기체 분리 방법 중 막을 이용한 기체 분리는 막 층 내에서의 기체 분자의 투과성의 차이를 이용하여 기체 분리를 할 수 있다. 이러한 기체 투과 특성을 예측하기 위해서 본 연구에서는 PDMS, ${\gamma}-radiated$ PDMS, PTFE, PTFE-X 기체 분리막을 선택하였다. 네 가지 분리막의 기체 투과 실험의 결과를 이용하여 열역학적으로 고찰, 분석 후 실험데이터의 reduction 및 regression을 통하여 온도, 압력등의 외부 조건과 기체 분자의 열역학적 특성값에 따른 기체 투과특성 예측식을 개발하였다. 이렇게 개발된 예측식으로 구한 값과 실험데이터를 비교하여 객관적 신뢰성을 확인하였다. 이로 인하여 분리막이 분리 조건과 각각의 기체의 열역학적 특성값($\sigma$, $\varepsilon/k$)으로 기체 투과특성을 알 수 있으므로 예측식을 여러 분야에서 활용할 수 있다 하겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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