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Modern Paper Quality Control

  • Olavi Komppa
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2000년도 제26회 펄프종이기술 국제세미나
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    • pp.16-23
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    • 2000
  • The increasing functional needs of top-quality printing papers and packaging paperboards, and especially the rapid developments in electronic printing processes and various computer printers during past few years, set new targets and requirements for modern paper quality. Most of these paper grades of today have relatively high filler content, are moderately or heavily calendered , and have many coating layers for the best appearance and performance. In practice, this means that many of the traditional quality assurance methods, mostly designed to measure papers made of pure. native pulp only, can not reliably (or at all) be used to analyze or rank the quality of modern papers. Hence, introduction of new measurement techniques is necessary to assure and further develop the paper quality today and in the future. Paper formation , i.e. small scale (millimeter scale) variation of basis weight, is the most important quality parameter of paper-making due to its influence on practically all the other quality properties of paper. The ideal paper would be completely uniform so that the basis weight of each small point (area) measured would be the same. In practice, of course, this is not possible because there always exists relatively large local variations in paper. However, these small scale basis weight variations are the major reason for many other quality problems, including calender blacking uneven coating result, uneven printing result, etc. The traditionally used visual inspection or optical measurement of the paper does not give us a reliable understanding of the material variations in the paper because in modern paper making process the optical behavior of paper is strongly affected by using e.g. fillers, dye or coating colors. Futhermore, the opacity (optical density) of the paper is changed at different process stages like wet pressing and calendering. The greatest advantage of using beta transmission method to measure paper formation is that it can be very reliably calibrated to measure true basis weight variation of all kinds of paper and board, independently on sample basis weight or paper grade. This gives us the possibility to measure, compare and judge papers made of different raw materials, different color, or even to measure heavily calendered, coated or printed papers. Scientific research of paper physics has shown that the orientation of the top layer (paper surface) fibers of the sheet paly the key role in paper curling and cockling , causing the typical practical problems (paper jam) with modern fax and copy machines, electronic printing , etc. On the other hand, the fiber orientation at the surface and middle layer of the sheet controls the bending stiffness of paperboard . Therefore, a reliable measurement of paper surface fiber orientation gives us a magnificent tool to investigate and predict paper curling and coclking tendency, and provides the necessary information to finetune, the manufacturing process for optimum quality. many papers, especially heavily calendered and coated grades, do resist liquid and gas penetration very much, bing beyond the measurement range of the traditional instruments or resulting invonveniently long measuring time per sample . The increased surface hardness and use of filler minerals and mechanical pulp make a reliable, nonleaking sample contact to the measurement head a challenge of its own. Paper surface coating causes, as expected, a layer which has completely different permeability characteristics compared to the other layer of the sheet. The latest developments in sensor technologies have made it possible to reliably measure gas flow in well controlled conditions, allowing us to investigate the gas penetration of open structures, such as cigarette paper, tissue or sack paper, and in the low permeability range analyze even fully greaseproof papers, silicon papers, heavily coated papers and boards or even detect defects in barrier coatings ! Even nitrogen or helium may be used as the gas, giving us completely new possibilities to rank the products or to find correlation to critical process or converting parameters. All the modern paper machines include many on-line measuring instruments which are used to give the necessary information for automatic process control systems. hence, the reliability of this information obtained from different sensors is vital for good optimizing and process stability. If any of these on-line sensors do not operate perfectly ass planned (having even small measurement error or malfunction ), the process control will set the machine to operate away from the optimum , resulting loss of profit or eventual problems in quality or runnability. To assure optimum operation of the paper machines, a novel quality assurance policy for the on-line measurements has been developed, including control procedures utilizing traceable, accredited standards for the best reliability and performance.

위대망동맥의 혈관 수축제 및 이완제에 대한 반응 (Reactivity of Human Isolated Gastroepiploic Artery to Constrictor and Relaxant Agents)

  • 이종태;이응배;박창률;김인겸;유완식;유영선
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제31권9호
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    • pp.884-892
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    • 1998
  • 우측 위대망동맥이 관상동맥 우회로 이식술에 사용되는 이식혈관으로서 관심을 끌게 된 것은 1980년대 중반 관동맥 우회로 이식술후 내유동맥의 장기 개통성이 복재정맥에 비하여 우수하다는 것이 알려진 다음부터였다. 처음에는 재수술을 하는 경우 등에서 사용 가능한 다른 이식혈관이 없을 때만 선택되었고 이식장소도 심장 후면에 위치하고 있는 후하행지 등에 제한되었으나, 최근에는 좌전하행지에도 이식되고 있고 위대망동맥의 중단기 개통성이 내유동맥의 것과 비슷한 것으로 보고된바 있으며, 일차 수술에서도 선택되는 경우가 늘어 나서 내유동맥과 복재정맥 다음으로 중요한 이식혈관이 되었다. 아직 장기 개통성이 알려 있지 않은 위대 망동맥에 대하여 이식도관으로서의 기능과 개통성 등을 연구하기 위해서 이 혈관의 수축성 및 이완성이 조사된 바 있으나 결과들이 일치하지 않고 있다. 본 실험에서는 위절제술을 받는 환자들에서 수술 중에 위대망동맥을 채취하여 고리절편으로 만든 후 organ bath내에 장치하여 혈관 수축제 및 이완제에 대한 반응을 측정함으로써 도관으로서의 가치 평가를 함과 동시에 이식된 도관의 경련발생 및 이의 치료를 위한 이완제 투여 등에 관해 연구하였다. 수축제들 중 epinephrine, noprepinephrine 및 KCl은 강한 수축력을 보였고 5-HT의 수축력이 가장 약했으며 전자들의 것과 비교했을 때 유의한 차이를 보였다. Nitroprusside과 histamine은 norepinephrine으로 유도된 수축의 거의 전부를 이완시켰으며 acetylcholine의 이완력은 이들의 것에 비해 유의하게 약했다. 이완제들중 isoproterenol의 이완력이 가장 약했으며 나머지 이완제들의 것과 비교했을 때 유의한 차이를 보였다. 이상에서 위대망동맥의 강한 내피세포 의존성 이완력은 본 혈관이 관상동맥우회로이식술에 도관으로 사용되었 을 때 개통성 유지에 중요한 역할을 할 것이고, 위대망동맥은 catecholamine에 대한 반응이 커서 관상동맥우회 로이식술후 혈중 catecholamine치료가 상승하는 경우에는 이식된 위대망동맥에 경련이 발생할 가능성이 있으며, 이의 치료에는 nitroprusside가 효과적일 것으로 추정된다. 또한 내피세포가 보존된 위대망동맥의 beta-adrenoceptor 촉진제 및 5-HT에 대한 반응은 약할 것으로 생각된다.

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가잠난각의 구조 및 물리화학적 특성에 관한 연구 (Studies on the Structure and Some Physical and Chemical Properties of the Egg Shell in the Silkworm, Bombyx mori L.)

  • 마영일;박광의
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.55-72
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    • 1983
  • 가잠의 휴면성을 난각의 조직학적 특성을 보고자 난각층에 대한 전자현미경상을 관찰하였고 또한 난각의 물리화학적 특성에 대해서는 수분투과성, 염산투과성, 염색성 및 난각 구조단백질을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 난각구조를 전자현미경으로 보면 뚜렷이 4층으로 되어 있으며, 또한 휴면난과 비휴면난 및 즉침난 사이에 구조적인 차이가 보인다. 즉 외층 밖에 또 다른 전자밀도가 낮은 얇은 층이 휴면난에는 존재하고 있으나 비휴면 및 즉침난에는 이 층을 볼 수 없다. 2. 산난후 20∼24시간째의 휴면난과 비휴면난 및 즉침난 사이에 난각염산투과성의 차이를 보면 휴면난에 비해 즉침난 및 비휴면난이 모두 투과성이 높았고 또한 난령이 지남에 따라 휴면난은 투과성이 떨어지는데 반하여 즉침난 및 비휴면난은 투과성이 높아졌다. 3. 휴면난의 ether 처리난은 무처리난에 비해 난각의 투과성이 변하는 것으로 보아 난각물질 중 ether 용출물이 존재한다. 4. 난각의 수분투과성도 염산투과성에 있어서와 같이 휴면난이 즉침난 및 비휴면난에 비해 수분투과성이 낮았다. 5. 가잠난각의 조직화학적 특성은 단백질과 당에 대한 염색성이 높아 난각에는 단백질과 당이 풍부하며 특히 지질에 대한 염색성은 거의 음성이나 내층으로 갈수록 진하게 염색되었다. 6. 누에의 난각점착물은 PAS-alcian 반응으로 보아 mucopolysaccharides이다. 7. 난각 구조단백질 중 SH단백질에 대한 전기영동상에 있어서 휴면난과 비휴면난 모두 2개의 band가 인정되나 비휴면난의 경우 이동거리가 빠른 band는 매우 흔적적이며 또한 영동거리도 원점으로부터 멀리 이동하여 두 처리간에 minor component에 차이가 보였다. 8. SH단백질에 대한 아미노산조성에 있어서는 휴면난 및 비휴면난 사이에 큰 차이를 인정할 수 없었고 난각단백질중 SH단백질의 구성아미노산에는 glycine이 가장 많고 cystine함량은 적었다. SI K-2 는 Penicillin, Ampicillin과 Cephalothin에 저항성을 나타냈고 ts-U171, A-N92와 A-N115는 이 세항생제에 민감성을 나타냈다. Temperature - sensitive돌연변이균주를 42$^{\circ}C$에서 24시간 배양후에 28$^{\circ}C$로 옮기어 배양한 결과 ts-U601, -U603, -U604와 -U171은 성장을 더 이상하지 않았다.ta-exotoxin을 생산했는데, 48시간 배양 배지 $m\ell$당 70$\mu\textrm{g}$을 분비한 균주는 BTK-1이고, BTK-37 균주는 $m\ell$당 88$\mu\textrm{g}$(6.1$\times$$10^{8}$ Cells/$m\ell$) BTK-35 균주는 $m\ell$당 81$\mu\textrm{g}$(5.2$\times$$10^{8}$ Cells/$m\ell$)을 생산했고. 그외는 모두 70$\mu\textrm{g}$미만이었다. 3. Beta-exotoxin과 B. thuringiensis 균체을 동시에 per os, interaperitoneal injection, subcuntaneous injection, nasal cavity inoculation, intracerebral injection을 120시간 처리했어도 치사효과를 나타내지 않았다.삼각호마법 and Japan#s 병음한자변환방식 have prospect to be prevalent. The following suggestions can be made from these results, 1) All the

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홍화씨 추출분말 함유 건강음료의 제조와 항산화성 (Preparation and Antioxidant Activity of Health Drink with Extract Powders from Safflower (Carthamus tinctorius L.) Seed)

  • 김준한;박준홍;박소득;최성용;성종환;문광덕
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.617-624
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    • 2002
  • 홍화씨 에탄올추출 동결건조분말을 이용한 건강음료의 제조와 그의 품질특성 및 항산화성을 조사하였다. 추출건조분말의 수율은 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올추출물이 5.62%로 가장 높았다. 음료제품의 당도는 $11.4{\sim}14.2%$, pH는 $2.83{\sim}3.34$, 산도는 $0.09{\sim}0.91%$이였고, 총페놀 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 117 mg/g로, 음료제품은 SD-I이 440 ppm으로 가장 높았고, 총플라보노이드 함량은 60% 에탄올추출 동결건조분말이 49 mg/g로, 음료제품 SD-V가 138 ppm으로 가장 높았다. 또한, serotonin 화합물인 serotonin-I과 serotonin-II의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말과 amyloglucosidase 가수분해 후 60% 에탄올 추출 동결건조분말에서 가장 높은 21.09 ppm과 33.56 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료의 경우는 SD-II에서 3.83 ppm과 5.81 ppm으로 가장 높게 나타났으며, acacetin의 함량은 80% 에탄올추출 동결건조분말에서 가장 높은 13.53 ppm의 함량을 보였고, 홍화음료에서는 SD-V가 1.14 ppm으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 또한, DPPH 소거활성은 80% 에탄올추출 동결건조분말이 94.51%로, 음료제품 SD-I이 94.88%을 나타내어 100 ppm BHA 표준용액의 93.88%보다 뛰어난 항산화 활성을 보였다. 홍화음료의 관능평가에서는 SD-I과 SD-II가 전제적 기호도, 색 및 향 등의 모든 관능평가 항목에서 전반적으로 높은 관능점수를 얻었다. 이러한 결과들은 항산화제 및 기능성식품의 소재로서의 홍화씨의 식품학적 가치를 높여 주는 역할을 할 수 있으리라 생각된다.

Earthquake impacts on hydrology: a case study from the Canterbury, New Zealand earthquakes of 2010 and 2011

  • Davie, Tim;Smith, Jeff;Scott, David;Ezzy, Tim;Cox, Simon;Rutter, Helen
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.8-9
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    • 2011
  • On 4 September 2010 an earthquake of magnitude 7.1 on the Richter scale occurred on the Canterbury Plains in the South Island of New Zealand. The Canterbury Plains are an area of extensive groundwater and spring fed surface water systems. Since the September earthquake there have been several thousand aftershocks (Fig. 1), the largest being a 6.3 magnitude quake which occurred close to the centre of Christchurch on 22February 2011. This second quake caused extensive damage to the city of Christchurch including the deaths of 189 people. Both of these quakes had marked hydrological impacts. Water is a vital natural resource for Canterburywith groundwater being extracted for potable supply and both ground and surface water being used extensively for agricultural and horticultural irrigation.The groundwater is of very high quality so that the city of Christchurch (population approx. 400,000) supplies untreated artesian water to the majority of households and businesses. Both earthquakes caused immediate hydrological effects, the most dramatic of which was the liquefaction of sediments and the release of shallow groundwater containing a fine grey silt-sand material. The liquefaction that occurred fitted within the empirical relationship between distance from epicentre and magnitude of quake described by Montgomery et al. (2003). . It appears that liquefaction resulted in development of discontinuities in confining layers. In some cases these appear to have been maintained by artesian pressure and continuing flow, and the springs are continuing to flow even now. In spring-fed streams there was an increase in flow that lasted for several days and in some cases flows remained high for several months afterwards although this could be linked to a very wet winter prior to the September earthquake. Analysis of the slope of baseflow recession for a spring-fed stream before and after the September earthquake shows no change, indicating no substantial change in the aquifer structure that feeds this stream.A complicating factor for consideration of river flows was that in some places the liquefaction of shallow sediments led to lateral spreading of river banks. The lateral spread lessened the channel cross section so water levels rose although the flow might not have risen accordingly. Groundwater level peaks moved both up and down, depending on the location of wells. Groundwater level changes for the two earthquakes were strongly related to the proximity to the epicentre. The February 2011 earthquake resulted in significantly larger groundwater level changes in eastern Christchurch than occurred in September 2010. In a well of similar distance from both epicentres the two events resulted in a similar sized increase in water level but the slightly slower rate of increase and the markedly slower recession recorded in the February event suggests that the well may have been partially blocked by sediment flowing into the well at depth. The effects of the February earthquake were more localised and in the area to the west of Christchurch it was the earlier earthquake that had greater impact. Many of the recorded responses have been compromised, or complicated, by damage or clogging and further inspections will need to be carried out to allow a more definitive interpretation. Nevertheless, it is reasonable to provisionally conclude that there is no clear evidence of significant change in aquifer pressures or properties. The different response of groundwater to earthquakes across the Canterbury Plains is the subject of a new research project about to start that uses the information to improve groundwater characterisation for the region. Montgomery D.R., Greenberg H.M., Smith D.T. (2003) Stream flow response to the Nisqually earthquake. Earth & Planetary Science Letters 209 19-28.

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천연항균제를 사용한 냉장떡류의 유통 안정성 평가연구 (A Study on the Evaluation of Distribution Stability of Refrigerated Rice Cake Using Natural Antibiotics)

  • 유승진;진종언;오성훈;류민정;황권택
    • 한국키틴키토산학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.244-255
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    • 2018
  • 냉장유통을 목적으로 하는 떡류의 저장안전성을 높이기 위하여, 1차로 공정의 변화, 2차로 천연항균성 물질을 사용하여 미생물을 억제하고자 하였다. 사용한 떡류로는 녹두깨찰떡과 통팥찰떡을 사용하였고, 천연항균제로서는 자몽종자추출물, 포도씨추출물, 복합황금추출물, polylysine, chitosan, ethylpyrubate 및 glycine을 사용하였다. 액상의 천연추출물은 0, 0.25, 0.5, 1, 2, 4% 농도까지 조정하여 미생물 변화를 확인하였고 냉장온도를 위해 4, 8, $12^{\circ}C$ 측정하였다. 자몽추출물의 경우 $4^{\circ}C$ 저장에서 모든 농도에서 미생물 안전성이 충분히 유지되는 것을 확인하였으나 냉장온도 중상온에 해당하는 $8^{\circ}C$, 21일 저장에서 이미 $10^5cfu/g$를 넘어 기준에 적합하지 않은 것을 확인하였고, $12^{\circ}C$ 저장에서는 자몽추출물의 농도가 2%에서 급격히 세균수가 안정화를 이루는 것으로 보여 이 농도 또한 미생물 항균활성이 유지되는 것을 확인하였다. 포도씨추출물의 경우 $8^{\circ}C$ 배양에서 4%에서만 최종 21일 배양에서 식품유통 안전기한의 요구조건을 충족하였고, $12^{\circ}C$에서는 4% 농도에서 18일까지만 안전기준을 만족하였다. 복합황금추출물의 농도별 처리에 따른 일반 총균수를 보여주고 있는데 저온($4^{\circ}C$)에서 안정적으로 미생물의 유통안전이 유지되는 것을 확인할 수 있었으나, $8^{\circ}C$, $12^{\circ}C$에서는 다른 처리 시료와 동일하게 유통한 계치를 넘었다. Polylysine을 녹두깨 찰떡에 적용한 경우 $4^{\circ}C$에서 무첨가군을 제외한 모든 군에서 활성을 나타내는 경향을 보여주고 있으나 $8^{\circ}C$$12^{\circ}C$에서는 그러한 특성들이 보이지 않았다. Cchitosan의 농도 0.5% 이상에서는 매우 안정적으로 미생물의 생육이 억제되는 것으로 보여지고, 8, $12^{\circ}C$에서도 유사한 경향성이 보이고 있어 미생물을 억제하는 항균성 소재로서 가능성이 있을 것으로 보이나, $12^{\circ}C$에서는 모두 일반세균수에 대한 유통기준을 상회하였다. Ethyl-pyruvate는 $4^{\circ}C$, 1% 농도에서 미생물 안전이 유지되는 것을 보이고 있고 이후의 2, 4%에서도 식품으로서의 안전이 안정적으로 유지되는 것을 알 수 있다. Glycine을 0.25~4%까지 농도를 달리하여 4, 8, $12^{\circ}C$의 냉장조건에서 성장억제 현상을 관찰하였는데 저온인 $4^{\circ}C$에서는 매우 우수하게 효과적으로 유통안전성이 유지되는 것을 확인하였다. 그러나 $8^{\circ}C$, $12^{\circ}C$에서는 다른 항균활성물질의 첨가와 마찬가지로 14일의 유통기한을 유지하지 못하였다.

종묘 어도박석 화강암의 재질특성 연구 (Characteristics of Granitic Flagstone from the Trifurcated Path at Jongmyo Royal Shrine, Seoul, Korea)

  • 홍세선;윤현수;이진영;이병태;이효민;송치영
    • 암석학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.139-153
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    • 2006
  • 서울특별시 종로구 훈정동에 위치한 종묘는 세계문화유산으로 등록되어 있다. 이 연구에서는 종묘의 어도에 깔려 있는 약 2,361개의 박석에 대해 규격과 재질특성을 규명하고자 하였다. 박석에서는 암종, 암색, 입도, 광물조성, 화학조성, 대자율, 박석의 크기, 표면상태, 파손상태 등이 조사를 실시하여 박석의 특성을 해석하고, 박석의 규격조건을 설정하였다 박석은 4종의 화강암류, 즉, 담회색 세중립질 각섬석흑운모화강암, 담회색 세중립질 흑운모화강암, 담홍색 중립질 내지 중조립질 흑운모화강암, 홍색 중립질 내지 중조립질 흑운모화강암과 페그마타이트, 편암류로 구성된다. 이들 중 화강암이 99.8%이다. 박석의 평균크기는 $65{\times}46cm$(표준편차 $12{\times}7cm$)이며, 박석의 표면상태는 양호 34.7%, 보통 41.4%, 보통 이하 23.8%이다. 종묘 삼도박석에서 2조각 이상으로 깨져 있는 박석은 약 720장 30.5%이다. 담홍색과 홍색을 띄는 흑운모화강암, 화강암 이외의 암석과 표면상태가 보통이하인 박석은 원래의 박석부재는 아니었을 것으로 생각되며 후세에 보수 과정에서 교체된 것으로 보인다. 이러한 박석의 수는 약 560여장이다. 박석의 주요 부재로 사용할 수 있는 화강암의 규격은 담회색 흑운모화강암(미량의 각섬석 허용)으로 입도는 세중립질$(0.5{\sim}3mm)$이며, 구성광물은 석영, 사장석, 미사장석, 퍼다이트, 흑운모 등으로 된 IUGS 분류상의 화강암 영역에 속해야 할 것으로 판단된다. 또한 $SiO_2$ 성분은 70wt.% 이상, 대자율은 $0.1{\tims}10^{-3}\;SI$ 내외(최대 $2{\times}10^{-3}\;SI$ 내외 허용)의 암석이 가장 적절 할 것으로 생각된다.

홍마늘 조성물의 항산화 및 항염증 효과 (Antioxidant and anti-inflammatory effects of red garlic compositions)

  • 강민정;김동규;신정혜
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.446-454
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    • 2017
  • 홍마늘과 생약재 5종(생강, 도라지, 모과, 진피, 박하)이 혼합된 조성물의 항염증 활성을 검증하고자 홍마늘 50%와 천연식물류 5종을 각각 10%씩 혼합한 조성물을 물과 에탄올로 $70^{\circ}C$$95^{\circ}C$에서 3시간 동안 추출하여 각각의 추출물을 제조하였다. 총 페놀화합물은 $70^{\circ}C$에서 에탄올로 추출 시 608.60 mg/100 g으로 가장 높은 함량이었으며 물 추출물에서는 이보다 낮은 함량이었다. 홍마늘의 유효성분인 alliin과 SAC는 $70^{\circ}C$에서 물로 추출하였을 때 각각 1.29 mg/g과 2.60 mg/g으로 에탄올 추출물에 비해 유의적으로 높은 함량이었다. 홍마늘과 5종 천연식물류 복합추출물의 DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성은 $70^{\circ}C$에서 에탄올로 추출하였을 때 각각 15.96-73.65%와 5.71-77.19%로 가장 높았다. NO 생성억제 활성은 물 추출물 보다는 에탄올 추출물에서 더 높았으며 $70^{\circ}C$ 보다는 $95^{\circ}C$에서 추출하였을 때 더 활성이 높았다. ROS 생성은 에탄올 $95^{\circ}C$ 추출물이 $1,000{\mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 약 64.92%로 가장 활성이 높았다. iNOS와 $IL-1{\beta}$의 발현량은 $1,000{\mu}g/mL$ 농도의 $95^{\circ}C$ 에탄올 추출물에서 LPS 단독처리군에 비해 유의적으로 감소되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 홍마늘 및 생약재 복합 추출물의 항산화와 항염증 활성은 서로 다른 유용물질의 영향으로 발현이 되며, 이들 유용물질은 추출용매와 온도에 따라 함량이나 구성이 서로 상이하였다.

유기자재 종류별 혼합비율이 2년생 하이부시 블루베리의 유목 생육과 토양환경에 미치는 영향 (Effect of Organic Substrates Mixture Ratio on 2-year-old Highbush Blueberry Growth and Soil Chemical Properties)

  • 김홍림;김형득;김진국;곽용범;최영하
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.858-863
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    • 2010
  • 블루베리는 유기물 함량이 높고 물리성이 양호한 산성토양에서 안정적인 생육을 기대할 수 있다. 그러나 국내 작물 재배토양은 배수가 불량하고 유기물 함량이 낮은 알칼리 토양이 대부분이다. 따라서 블루베리 재배 농가들은 적합한 토양으로 개량하기 위하여 피트모스에 크게 의존하고 있으나, 작물생육과 경제성이 고려된 혼합비율의 정보가 미흡한 실정이다. 본 연구는 경제성과 안정생육을 고려한 적정 피트모스 혼합비율 구명과 이와 비슷한 물리 화학적 특성을 가진 톱밥과 코코피트의 적용 가능성을 검토하고자 본 연구를 수행하였다. 본 연구에 사용된 유기자재는 피트모스, 코코피트 그리고 신선한 톱밥이며, 각각의 유기자재는 토양에 부피비율로 0%, 12.5%, 50% 그리고 100%로 혼합하여 처리하였다. 시험 후 유기자재별 혼합비율에 따른 토양 pH는 피트모스와 톱밥이 각각 100%인 처리구가 3.67과 3.73으로 가장 낮았으며, 피트모스 50% 혼합구가 5.30으로 뒤를 이었다. 유기물 함량은 모든 자재가 혼합비율과 같은 경향을 나타냈으며, 이와 같은 경향은 코코피트 혼합구의 치환성 칼리 함량에서도 동일하였다. 그러나 유효인산과 치환성 칼슘과 마그네슘 함량은 혼합비율이 증가할수록 감소하는 경향이었다. 처리별 엽중 질소함량은 피트모스와 코코피트 처리에서 혼합비율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 톱밥 처리는 혼합비율에 따른 경향이 나타나지 않았다. 인산 함량은 톱밥과 코코피트 처리에서 혼합비율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으나, 칼리 함량은 증가하는 경향이었고, 칼슘과 마그네슘 함량은 유기자재간 혼합비율간 차이가 없었다. 유기자재별 혼합비율에 따른 블루베리의 초장, 경경, 건물중 등의 생육은 피트모스 50%> 피트모스 12.5%> 코코피트 12.5% 순 이었으며, 피트모스 100% 처리구의 생육은 매우 저조하였다. 따라서 블루베리의 토양환경 개선과 우량한 생육을 위한 토양 개선자재로서는 피트모스가 가장 효과적이었음을 확인하였으며, 경제성을 고려한 혼합 비율은 25-50% 범위가 타당하다 보겠다.

레이저유도붕괴분광법을 활용한 토양의 정량분석 (Quantitative Elemental Analysis in Soils by using Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS))

  • 장용선;이계준;이정태;황선웅;진용익;박찬원;문용희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.399-407
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    • 2009
  • 레이저 유도붕괴 분광법(LIBS)은 물질상태(고체, 액체, 기체)에 상관없이 신체 접촉시 오염 우려 및 미량 시료도 전처리 없이 동시에 많은 종류의 원소 분석으로 분석과정이 단순하고 신속하게 분석이 가능하며, 소형화된 레이저의 개발로 시료의 직접적인 채취가 어려운 조건의 현장분석에도 적합하다. 농산물 안정성 평가나 친환경 농업 및 정밀농업을 위한 조사 등에 활용될 수 있는 비파괴 실시간 정량분석기술로서 LIBS 분석법의 토양분석 가능성을 평가하고자 표준광물, 미국의 표준기술연구소의 표준토양, 미국 테네시주 초지 및 밭토양을 대상으로 토양 구성성분의 정성 정량적 분석에 필요한 측정조건을 조사하고 이를 토대로 LIBS에 의한 농도값과 기존의 화학분석법을 통해 측정한 결과를 비교하였다. LIBS 측정은 펄스형 Nd:YAG 레이저(Minilite II, Continuum, Santa Clara, CA)에서 나오는 1064 nm 에너지 파장의 광원을 시편의 플라즈마를 생성시키는데 사용하였고, 25 mJ/pulse 여기 에너지 빔을 펄스폭 35 ns, 펄스 반복 주기 10 Hz, 노출시간 10 s 동안 시료의 표면에 조사하였다. LIBS 분광은 0.03 nm의 해상력으로 200 nm에서 600 nm의 영역에서 50 m 이하로 분쇄하여 원형 펠렛 형태로 압축시킨 시료를 10 rpm의 속도로 회전시키면서 상온 상압의 실험실 조건에서 수행되었다. LIBS를 이용한 토양 중 주요한 원소의 적정 파장(nm)은 Al(I) 309.2 nm, Ca(I) 422.6 nm, Fe(I) 406.4 nm, Mg(I) 285.2 nm, Na(I) 589.2 nm, Si(I) 288.2 nm, Ti(I) 398.9 nm 이었다. LIBS의 피크강도가 물질 중 원소의 농도가 증가됨에 따라 각 원소의 특정 파장대에서 일정하게 증가되는 것으로 나타나고 있으나 표준물질의 LIBS의 신호비와 원소비를 통해 측정된 검량곡선의 상관계수($r^2$)는 0.863에서 0.977의 범위로 원소별로 상이할 뿐만 아니라 0.98에 미치지 못하였다. 또한, 토양 중 분석대상원소에 대하여 기존 ICP-AES에 의한 표준방법으로 분석된 시료의 측정값과 비교하여 상대적인 오차는 대략적으로 (-)40%에서 80%이상이며, 평균오차는 32.2%로 표준척도 20% 이상을 초과하였다. LIBS에 의한 토양분석은 토양의 조성과 입자의 크기에 따른 매질효과(matrix effect)로 표준물질의 검량곡선에서 결정계수가 낮고, 원소별 함량도 기준의 표준방법과 비교할 때 오차가 컸다. 따라서 LIBS에 의한 토양분석은 정성적인 분석 수준의 정밀도를 보였으며, 토양 매질의 영향을 최소화하기 위하여 기존의 분쇄 펠렛형 시료조제 및 회전측정 이외의 다양한 토양매질의 표준물질(standard reference material)의 확보, 새로운 전처리 방법 및 측정상 방법개선 등 신뢰성 있는 정량 분석을 위한 노력이 필요할 것으로 사료된다.