• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.32-32
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• 2017

2012년부터 도입된 "신재생에너지 의무할당제(RPS)"로 인하여 500MW이상의 설비 용량을 갖춘 발전소의 경우 총발전량에서 일정 비율을 신재생에너지로 공급하여야 한다. 이러한 신재생에너지 중 농업부산물은 목질계 바이오매스의 한 종류로 '탄소중립(Carbon Neutral)' 연료이며 기존 화석연료와 혼소로 활용 할 수 있는 장점을 지니고 있다. 그러나 낮은 발열량, 운송 및 저장비용, 일정하지 않은 연소특성의 문제로 인하여 대부분 노지에 방치되거나 버려지고 있다. 이러한 버려지는 농업부산물을 효율적으로 활용하기 위한 방법 중 하나로 반탄화(Torrefacation) 처리가 대두되고 있다. 반탄화 처리 시, 발열량이 증대되며, 저장과 이송에서의 이점을 갖게 된다. 그러나, 반탄화는 공정 과정중 질량손실에 따른 에너지 총량의 감소한다는 단점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 효율적인 반탄화공정을 위한 질량감소모델을 제시 하고자한다. 승온 속도(heating rate)를 $7.5^{\circ}C/min$, $15^{\circ}C/min$, $22.5^{\circ}C/min$의 조건에서의 열중량분석 결과를 토대로 속도모델식(Arrhenius method, Ingraham & Marrier method 등)을 적용하여, 반응속도상수를 도출하였다. 이 반응속도상수를 이용하여 질량감소 모델을 정립하였고, 이를 실험결과와 비교, 검증하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제60권4호
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• pp.333-338
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• 2017

최근 미생물을 이용하여 목질계 바이오매스로부터 에탄올, 부탄올, 2,3-부탄디올과 같은 바이오 알코올을 생산하고자 하는 관심이 매우 높아져 있다. 하지만, 목질계 바이오매스의 전처리 과정에서 높은 비용이 발생함과 동시에 리그닌과 같은 이용하지 못하는 성분들이 상당부분을 차지하는 문제점들이 노출되고 있다. 이와 같은 문제 해결을 위하여 바이오매스를 합성가스로 전환하고, 이들을 이용하여 바이오 알코올을 생산하는 전략이 새로운 대안으로 부상하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 합성가스를 이용하는 미생물인 아세토젠(acetogen)을 소개하고, 이들의 중심대사회로인 우드-륭달 대사회로(Wood-Ljungdahl pathway)를 리뷰하였다. 또한, 최근 합성가스로부터 바이오 알코올을 생산하기 위한 대사공학 연구 전략을 리뷰하고, 향후 연구 방향을 전망하였다.

• 농업과학연구
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• 제50권2호
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• pp.281-294
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• 2023

As a byproduct obtained from cheese manufacture, whey protein was developed as a functional food that contains multi-functional proteins. In this study, the biochemical activity of fermented milk prepared by fortifying whey protein with excellent physiological activity was investigated. Immunoglobulin (IgG) content was higher in 10% fortified whey protein fermented milk than in the control. The viable cell counts were 20% higher in the fermented milk with 10% fortified whey protein than in the control group. The antibacterial effect of 10% fortified whey protein fermented milk compared to the control group was shown to be effective against four pathogenic microorganisms, Escherichia coli (KCTC1039), Pseudomonas aeruginosa 530, Salmonela Typhimurium (KCTC3216), and Staphylococcus aureus (KCTC1621). The antioxidant effect by 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activities wasincreased two-fold in 10% fortified whey protein fermented milk compared to the control. The 10% fortified whey protein fermented milk inhibited the expression of the inflammatory cytokines (interleukin [IL]-6, tumor necrosis factor [TNF]-α, and induced nitric oxide synthase [iNOS]) in a concentration-dependent manner. In a piglets feeding test, the weight gain with 10% fortified whey protein fermented milk was increased by 18% compared to the control group, and no diarrhea symptoms appeared. Our results clearly demonstrated that 10% fortified whey protein fermented milk could be a useful functional ingredient for improving health.

• 한국토양비료학회지
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• 제47권6호
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• pp.457-463
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• 2014

This study was carried out to find out major factors to mitigate carbon emission using Life Cycle Assessment (LCA). System boundary of LCA was confined from sowing to packaging during vegetable production. Input amount of agri-materials was calculated on 2007 Income reference of white radish, chinese cabbage and chive produced at open field and film house published by Rural Development Administration. Domestic data and Ecoinvent data were used for emission factors of each agri-material based on the 1996 IPCC guideline. Carbon footprint of white radish was 0.19 kg $CO_2kg^{-1}$ at open fields, 0.133 kg $CO_2kg^{-1}$ at film house, that of chinese cabbage was 0.22 kg $CO_2kg^{-1}$ at open fields, 0.19 kg $CO_2kg^{-1}$ at film house, and that of chive was 0.66 kg $CO_2kg^{-1}$ at open fields and 1.04 kg $CO_2kg^{-1}$ at film house. The high carbon footprint of chive was related to lower vegetable production and higher fuel usage as compared to white radish and Chinese cabbage. The mean proportion of carbon emission was 35.7% during the manufacturing byproduct fertilizer; white radish at open fields was 50.6%, white radish at film house 13.1%, Chinese cabbage at outdoor 38.4%, Chinese cabbage at film house 34.0%, chive at outdoor 50.6%, and chive at film house 36.0%. Carbon emission, on average, for the step of manufacturing and combustion accounted for 16.1% of the total emission; white radish at open fields was 4.3%, white radish at film house 15.6%, Chinese cabbage at open fields 6.9%, Chinese cabbage at film house 19.0%, chive at open fields 12.5%, and chive at film house 29.1%. On the while, mean proportion of carbon footprint for the step of $N_2O$ emission was 29.2%; white radish at open fields was 39.2%, white radish at film house 41.9%, Chinese cabbage at open fields 34.4%, Chinese cabbage at film house 23.1%, chive at open fields 28.8%, and chive at film house 17.1%. Fertilizer was the primary factor and fuel was the secondary factor for carbon emission among the vegetables of this study. It was suggested to use Heug-To-Ram web-service system, http://soil.rda.go.kr, for the scientific fertilization based on soil testing, and for increase of energy efficiency to produce low carbon vegetable.

• 한국응용곤충학회지
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• 제44권3호
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• pp.189-197
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• 2005

장수풍뎅이(Allomyrina dichotoma(Coleoptera: Dynastidae)) 후장에서 셀룰로오스 분해균을 분리하였다. 분리된 두 세균은 각각 Yersinia와 Bacillus 속으로 동정되었다. 이 두 세균의 셀룰로오스 분해능력은 참나무 톱밥으로 사육되는 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis senlensis (Coleoptera: Cetoniidae))의 성장을 촉진시켰다. 이때 먹이 톱밥에 10% 이상의 밀가루를 첨가할 경우, 흰점박이꽃무지의 발육은 더욱 증진되었다. 한편 동정된 셀룰로오스 분해균을 사과원 전정목 톱밥에 첨가할 경우, 흰점박이꽃무지는 이를 먹이원으로 성장하였다. 이들 굼벵이의 대량사육에 따른 배설물은 높은 유기물 함량과 극소량의 독성 중금속을 함유하여 퇴비로서의 기능을 보유하였다. 이 굼벵이 배설물을 상추 재배지에 투입할 경우 상추발육을 촉진시켰다. 본 연구는 장수풍뎅이 유래 셀룰로오스 분해균을 이용하여 굼벵이 사육을 도모하는 데 일차 응용성을 보여주었으며, 이를 통해 부차적으로 사과원 폐목과 굼벵이 배설물의 자연 순환 모델을 제시하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.903-915
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• 2011

최근 농산 바이오매스를 이용한 혐기적 메탄생산은 가장 실질적인 바이오 에너지 생산 방법으로 주목받고 있다. 그러나 국내의 경우 폐기물 처리 측면에서 가축분뇨, 음식물쓰레기, 하수슬러지에 대한 혐기소화 연구가 주를 이루고 있으며, 농업생산과정에서 발생하는 각종 농산 바이오매스에 대한 혐기소화 연구는 매우 미흡한 실정이다. 특히 국내에서 농산 바이오매스의 혐기적 매탄 생산 퍼텐셜은 측정 방법이 표준화되어 있지 않아 다양한 연구자들의 연구결과를 비교 활용하는데 어려움이 있어 왔다. 외국의 경우 독일은 VDI 4630, 미국은 ASTM E2170-01을 혐기적메탄 생산 퍼텐셜 및 유기물 분해율 분석의 표준분석 방법으로 활용하고 있다. 따라서 독일과 미국의 메탄생산 퍼텐셜 분석법을 비교 검토하여 메탄 생산 퍼텐셜을 정의하고, 분석방법, 영향인자, 기술적인 계산 방법등을 고찰하였다. 한편 국내외 농산 바이오매스의 메탄 생산 퍼텐셜 측정 현황을 살펴보고자, 국내의 경우에는 1980년대에 실시되었던 볏짚 등의 18종의 농산 바이오매스와 식품산업부산물 등의 연구 자료를 조사하였으며, 국외는 43개 농산바이오매스에 대하여 곡류, 채소류, 특용작물, 과수, 기타작물로 분류하고, 사료작물인 사탕수수, 사탕무, 옥수수 등은 에너지 작물로 분류하여 216건의 메탄 생산 퍼텐셜에 대한 연구자료를 조사하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권1호
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• pp.51-56
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• 2017

Objective: The objective of this study was to evaluate the intake and nutrient digestibility, nitrogen balance and ruminal ammonia nitrogen in lambs of diets containing different levels of residual frying oil. Methods: Levels of 0, 20, 40, 60, and 80 g/kg dry matter (DM) base of residual frying oil in the diets of lambs were evaluated. Five castrated lambs with initial body weights of $36.8{\pm}3.3kg$, distributed in a Latin square ($5{\times}5$) design, were used. Results: There was a decreasing linear effect on the intake of DM, organic matter (OM), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), total carbohydrates (TCH), and nonfibrous carbohydrates (NFC). There was an increased linear intake of ether extract (EE). The apparent digestibility of DM, OM, CP, NDF, TCH, and NFC, as well as urine nitrogen excretion, nitrogen balance and ruminal parameters, were not influenced by different levels of residual frying oil in the diet. EE digestibility presented a crescent linear effect. Conclusion: It can be concluded that the addition of residual frying oil to the diets of sheep can affect nutrient intake without affecting the digestibility of most nutrients (with the exception of EE), nitrogen balance and ruminal ammonia nitrogen concentration.

• KSBB Journal
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• 제29권3호
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• pp.165-178
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• 2014

Statistical medium optimization has been carried out for the production of succinic acid in anaerobic fermentations of Actinobacillus succinogenes. Succinic acid utilized as a precursor of many industrially important chemicals is a fourcarbon dicarboxylic acid, biosynthesized as one of the fermentation products of anaerobic metabolism by A. succinogenes. Through OFAT (one factor at a time) experiments, corn steep liquor (CSL), a very cheap agricultural byproduct, was found to have significant effects on enhanced production of succinic acid, when supplemented along with yeast extract. Hence, using these factors including glucose as a carbon/energy source, interactive effects were investigated through $2^n$ full factorial design (FFD) experiments, showing that the concentration of each component (i.e., glucose, yeast extract and CSL) should be higher. Further statistical experiments were conducted along the steepest ascent path, followed by response surface method (RSM) in order to find out optimal concentrations of each constituent. Consequently, optimized concentrations of glucose, yeast extract and CSL were observed to be 180 g/L, 15.08 g/L and 20.75 g/L respectively (10 g/L of $NaHCO_3$ and 100 g/L of $MgCO_3$ to be supplemented as bicarbonate suppliers), with the estimated production level of succinic acid to be 92.9 g/L (about 3.5 fold higher productivity as compared to the initial medium). Notably, the RSM-estimated production level was almost similar to the amount of succinic acid (92.9 g/L vs. 89.1 g/L) produced through the actual fermentation process performed using the statistically optimized production medium.

• 한국유기농업학회지
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• 제19권spc호
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• pp.144-147
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• 2011

The main nutritional problem of sorghum${\times}$sudangrass hybrid (Sorghum bicolor${\times}$Sorghum sudanese) silage is low quality and palatability. This experiment was conducted to evaluate whether organic com grain and crushed rice addition of sorghum${\times}$sudangrass hybrid silage increases forage quality of the silage. The sorghum${\times}$sudangrass hybrid silages with added com grain and crushed rice were similar to conventional com silage in moisture content. However organic sorghum${\times}$sudangrass hybrid silage had low pH values. Silage added with gain and byproduct had higher crude ash, acid detergent fiber (ADF) and neutral detergent fiber (NDF) contents than control com silages, while its non-fiber carbohydrate (NFC) and total digestible nutrients (TDN) showed the opposite results. Lactic acid, butyric acid and lactic percentage of total organic acid (L/T) of sorghum${\times}$sudangrass hybrid silages were higher than those of com silage, but acetic acid was higher than control. In vitro dry matter digestibility (IVDMD) of com silage was higher than other sorghum silages. Feed intake of sorghum${\times}$sudangrass hybrid silage added with crushed rice was highest among silages. Therefore, these data indicate that crushed rice and com grain added sorghum${\times}$sudangrass hybrid silage could be recommended as the most effective treatment for increasing silage quality and palatability.

• 한국환경농학회지
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• 제23권4호
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• pp.211-219
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• 2004

본 연구는 퇴비의 원료로 지정된 제약업종 부산물(공정오니) 및 화장품 제조업 폐수처리오니를 시용한 후 고추를 재배하면서 시용한 오니에 의한 작물의 비료의 피해를 밝히기 위해 포장에서 작물의 생육과 수량(적과, 청과), 시기별로 토양 및 식물체 중 중금속 함량 등을 조사하였다. 토양 중 유기물 및 질소성분은 시험재료의 성분함량이 높은 처리구에서 생육 초기(6월 11일)에 높았다. 토양의 중금속 성분에서 전함량의 경우 As성분은 생육 중기(7월 8일)에 함량이 급격히 높아졌다가 감소하였으며 Zn Cu Pb Cd성분은 수확기에 갑자기 함량이 증가하였고, 1 N-HCl 가용함량에서 Zn Cu Pb As성분은 생육 중기에 증가하였다가 감소하는 경향이었다. 고추의 생육(초장, 간경)은 초기에는 오니구(제약오니3구 제외)가 화학비료구보다 전반적으로 불량하였는데 이는 유기물 함량이 높은 미 부숙된 오니의 영향인 것으로 생각되며, 생육 후기에는 회복이 되어서 화장품 오니구를 제외하고는 서로 비슷하였다. 고추 식물체(잎, 줄기)의 질소함량에서 생육 초기 및 중기에 제약오니 1과 돈분구가 높은 것은 이들 시험재료의 유기물 및 질소성분의 특성과 함량에 기인된 것으로 보이며, 식물체 중 중금속 함량에서 잎은 Zn Pb Ni 성분이, 줄기는 Zn Pb성분이 수확기에 급격히 높아졌으므로 이들 성분에 대해서 주의할 필요가 있다고 생각된다. 고추의 총 적과 수량은 가축분뇨 > 제약오니3 > 제약오니1 > 화학비료 > 제약오니2구 순으로 낮아졌으며, 화장품오니구는 타 처리구보다 상당히 감수하였다. 수확기 고추 청과 및 적과의 중금속 함량은 Zn과 Cu성분이 타 성분들보다 높았고, 처리별로는 청과에서 Zn 및 Cu성분은 제약오니1구가, Pb성분은 제약오니3구가 타 처리구들보다 조금 높아서 유기성 오니를 퇴비원료로 사용할 경우 오니 중의 Zn Cu Pb Ni성분의 특성과 함량이 상당히 중요할 것으로 판단된다. 따라서 퇴비원료로 지정된 오니 중에서 화장품오니와 제약오니2에서 생육 후기부터 수확기에 걸쳐 질소성분의 부족현상에 의한 생육부진과 낙엽, 어떤 원인인지 알 수 없지만 비해에 의한 수량감소 등의 원인을 앞으로 연구를 통해서 밝힐 필요가 있다고 생각된다. 본 시험의 결과는 퇴비원료로 지정하거나, 지정된 퇴비원료의 사용을 신청할 때 허가할 퇴비원료가 작물에 대해 적합한지 알아보는 방법의 일환으로 활용될 수 있을 것이다.