시금치에 fumaric acid와 mild heat의 병합처리를 통해 병원성 미생물 제어효과를 규명하고자 시금치에 E. coli O157:H7, L. monocytogenes 를 접종한 후 각 단일처리 후 미생물 수 변화를 측정하였다. Fumaric acid (0.1, 0.3, 0.5%)와 mild heat (40, 50, $60^{\circ}C$)의 각 단일처리 실험 결과를 토대로, 병합처리를 위한 fumaric acid의 최적농도는 0.5%, mild heat 처리조건으로 $50^{\circ}C$에서 5 min으로 선정하였고, 병합처리 시 L. monocytogenes, E. coli O157:H7의 수는 대조구에 비해 각각 2.53, 2.62 log CFU/g 감소하였다. 그리고 신선한 시금치에 병합처리 후 $4^{\circ}C$에서 12일간 저장하면서 미생물 수 감소 및 품질 변화를 조사하였다. 시금치의 초기 미생물 수에 있어서 대조구와 비교하여, 병합 처리구에서 총 호기성 균을 2.77 log CFU/g 감소시켰다. 특히, 저장 12일 후 병합 처리구의 총 호기성 균 수는 4.84 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 1.82 log CFU/g의 감균 효과를 가졌다. 또한 시금치의 저장 중 Hunter 색도 값 및 비타민 C 함량에 있어서 처리구 간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 따라서 본 연구 결과, fumaric acid와 mild heat의 병합처리가 시금치의 미생물학적 안전성 유지에 효과적인 처리라고 판단된다.
온주밀감을 사용하여 과육통조림을 만든 후 $5^{\circ}C,\;15^{\circ}C,\;,30^{\circ}C$에서 4개월간 저장하면서 유리당, 유기산, 비타민 C, 색도 등의 품질을 검토한 결과는 다음과 같다. 환원당은 통조림 제조 직후 4.91%였으나 120일에 $5.39{\sim}7.95%$로 증가되었고, 함량은 $30^{\circ}C,{\;}15^{\circ}C,\;,5^{\circ}C$구의 순으로 높았다. 유리당은 자당 $6.63{\sim}18.09%$, 포도당 $3.86{\sim}9.12%$, 과당 $3.59{\sim}9.51%$였다. 통조림 제조시 시럽액으로 사용된 자당은 다른 당류보다 함량이 높았으나 저장 중 감소하였다. 특히, $30^{\circ}C$ 저장구는 저장기간의 경과에 따라 자당은 현저히 감소하고 포도당과 과당은 증가하였다. 유기산으로는 시트르산, 말산, 말레산, ${\alpha}-$케토글루타르산, 옥살산이 확인되었고 이 중 시트르산이 $50.41{\sim}90.15m%$로 가장 많았다. 유기산 함량은 저장 중 감소하였고 저장온도별로는 $30^{\circ}C,\;15^{\circ}C,{\;},5^{\circ}C$구의 순으로 높았으나 함량차이는 크지 않았다. 비타민 C는 $8.28{\sim}14.29m%$의 범위로 저장기간 중 감소하였고 $30^{\circ}C$ 저장구에서 손실이 가장 많았다. 색도는 시험구간에 거의 차이가 없는 편이었다. 명도 L 값이 $20.41{\sim}23.01로 저장 직후보다 저하되었고, a값은 $-1.15{\sim}0.67$, b값이 $3.22{\sim}4.77$ 범위였다.
미나리 (O. javanica)는 오염된 하수 등에서도 매우 잘 자라는 식물체이다. 이런 미나리를 phytoremediation에 응용하기 위하여 $50\;{\mu}M$ 카드늄을 처리하여 카드늄에 대한 저항성 및 식물체에 축적된 카드늄을 정량하고 생리적, 생화학적 변화를 조사하였다. 카드늄을 처리하고 3주 뒤에 미나리는 거의 성장저해를 받지 않았으나 대조구로 사용한 담배 (N. tabacum Xanthi)는 75% 성장저해를 받았다. 미나리는 뿌리, 줄기, 잎에 건중량 1 그램당 각각 2.1, 7.3, $113\;{\mu}moles$의 카드늄을 축적하였다. 카드늄을 처리한 미나리의 경우 전체 thiol 잔기의 농도가 카드늄을 처리하지 않은 미나리에 비해 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 0.5, 1,7배 증가하였으나 글루타치온 농도의 경우는 대조구에 비해 각각 57%, 30%, 53% 까지 감소하였다. 이를 HPLC로 조사해본 결과 증가된 thiol의 함량은 새로운 thiol 잔기를 지닌 물질의 생성으로 기인된 것이고, retention time을 기초로 이는 phytochelatin인 것으로 보여진다.
생균력 안정성이 보장되고 품질이 규격화된 농용 미생물제공급을 위하여 캡슐형 미생물제의 캡슐화 소재로 열수 추출법과 알칼리 추출법을 이용하여 다시마로부터 Na-alginate를 직접 추출하여 겔 형성능과 생균력을 검토하였다. 열수추출 alginate(HWEA)의 경우 5%의 고농도에서 겔 형성이 성공적으로 이루어진데 반해 알칼리추출 alginate(ASA)는 3% 농도에서 $992.1\;{\pm}\;0.2\;g/cm^2$의 강한 겔이 형성되는 특성을 보여 시판되고 있는 alginate(CA) 1.5% 농도의 겔과 유사한 겔 형성능을 나타내었다. 또한 ASA의 경우 추출 수율이 20%로 HWEA 보다 2배 이상 높게 나타났으며 현재 시판되고 있는 Na-alginate(CA)에 비해 비용이 11배 이상 저렴한 것으로 산출되었다. 이상의 결과로부터 ASA를 사용할 경우 값싼 비용으로 추출이 용이하며 저농도에서 겔형성능이 우수하여 최적의 농용 미생물 캡슐소재로 평가되었다. ASA 캡슐제의 생균력을 조사한 결과 81%의 생균력을 나타내어 고가의 CA 캡슐제와 동일한 생균력을 보장 할 수 있음이 입증되었다. 미세 캡슐 내 미생물 생존력을 보다 안정적으로 유지하기 위해 캡슐막의 효과를 나타낼 수 있는 보조제로 starch와 zeolite를 이용하여 생균력 증진효과를 검토한 결과 단일소재 ASA만으로 제조된 캡슐제보다 보조제를 혼합한 캡슐제 경우 세균과 효모는 생균수가 크게 증가되는 효과를 볼 수 있었다. 미생물 혼합 배양액과 상기의 최적 복합 캡슐소재를 혼합하여 캡슐화한 미생물제의 생균력을 측정한 결과 세균은 93%의 높은 생균력을 나타내었고 유산균과 효모의 경우 70% 이상의 생균력을 나타내어 본 연구를 통해 다시마로부터 직접 추출한 ASA가 고가의 시판품 alginate를 대체할 수 있는 농용 미생물 캡슐화 소재로 이용가능할 것으로 판단되었다.
반응표면분석법을 이용하여 상황버섯의 열수추출을 위한 최적조건을 결정하였다. 추출특성을 조사하기 위하여 추출시간 ($1{\sim}5$시간) 및 가수량$(0.02{\sim}0.10%(W/V))$을 중심으로 10개 종속변수 구간을 설정하여 갈색도, 환원당 및 총당 함량 등을 반응표면분석법으로 모니터링하였다. 그 결과 갈색도$(Y_1)$, 환원당 $(Y_2)$ 및 총당 함량$(Y_3)$은 10% 내에서 유의성이 인정되었고, 갈색도, 환원당 및 총당 함량은 추출시간보다 가수량에 의해 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 이용하여 contour map을 superimposing 하여 추출물의 특성을 모두 만족시켜주는 최적추출 조건의 범위를 결정한 결과 추출시간은 $3.0{\sim}4.5$시간, 가수량은 상황버섯 1 g 당 $40.0{\sim}58.2\;ml$이었다. 최적 추출조건에서의 상황추출물의 품질특성은 무기원소는 N, K가 다른 무기원소보다 많은 경향을 보였고, 유리당은 sucrose와 glucose가 각각 0.126, 0.012% 존재하는 것으로 확인되었다. 유리아미노산은 총함량이 $503.26\;{\mu}g%$이었으며, 이 중에서 필수아미노산은 유리아미노산 전체의 5.4%를 차지하였다. 또한 다당류의 분자량은 10 KDa 부근의 분자량이 main peak를 이루고 있었다.
농약성분 분석에 있어서 시료 전처리시간을 단축할 수 있는 분석방법을 개발하기 위해 농산물 중에 잔류하고 있는 잔류농약성분을 대상으로 ASE(accelerated solvent extraction) 방법을 활용한 자동화된 전처리 방법을 검토하였다. ASE 추출조건은 preheat 1 min, heat 5 min, static 1 min, solvent flush% 60 vol, nitrogen purge 60 sec, cycle 4, pressure 1500 psi, temperature $100^{\circ}C$를 선택하였다. 이 분석조건과 n-hexane:acetone(4 : 1, v/v)를 추출용매로 사용하였을 때, ASE 추출과 정제능력은 solvent extraction 방법과 유의적인 차이를 보이지 않았고, 추출 용매의 감소는 추출산물의 재현성에 큰 영향을 미치지 않았다. ASE 방법은 잔류농약 분석 시 소요되는 유기용매의 양을 감소하고 추출과 정제를 동시에 수행함으로써 동결건조 시간을 제외한 전처리 시간이 단축되어 분석비용 또한 solvent extraction에 비해 감소시킬 수 있었다.
대기 중 휘발성유기물(VOC) 분석을 위해 가스시료 채취 용기로서 고분자 재질의 유연한 백(bag)이나 금속재질의 캐니스터 또는 유리병 등을 사용하고 있다. 본 연구에서는 가스시료 용기에 시료 채취 후 분석 시까지 단기 보관에 따른 휘발성시료의 농도 안정성을 다양한 용기에 대해 비교하였다. 시료용기로 폴리비닐플로라이드(polyvinyl fluoride, PVF), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리에스터-알미늄(polyester aluminum, PE-Al) 재질의 폴리머백과 스테인레스 재질의 캐니스터 그리고 2종의 갈색유리병을 사용하였으며 VOC 시료로 100 nmol/mol의 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌, 스타이렌 표준가스를 사용하였다. 열탈착-가스크로마토그래프-불꽃이온화검출기(TD-GC-FID)를 사용하여 용기 종류별로 10~20일 동안 보관된 시료의 농도변화를 측정하였다. 캐니스터와 갈색병은 1주일 동안 큰 농도의 변화가 없었으며 2주까지도 처음 농도의 80 %이상 농도를 유지하였다. 폴리머재질의 모든 백(bag)형 용기의 경우는 벤젠과 톨루엔을 제외한 모든 성분이 1일 후에 처음 농도의 70 % 미만으로 큰 농도 변화를 보였다. 특히 에틸벤젠, 자일렌, 스티렌의 경우 처음 농도의 30 % 미만이 남아 매우 큰 농도 변화를 보였다.
This study was performed to improve antioxidant activities and skin-whitening effects of Rubus coreanus Miquel extracts by nano-encapsulation. R. coreanus was extracted at $60^{\circ}C$ and encapsulated by lecithin and gelagine. Nano-encapsulated extracts showed highest free radical scavengering effect as 97.62% in adding sample ($500\;{\mu}g/m{\ell}$), compared to the extracts from conventional processes. It was showed strong inhibition effect on melanin production test by Clone M-3 cells as 55.23%. High inhibitory potency on tyrosinase was also measured as 155.8% by adding nano-sample of 1 $mg/m{\ell}$. The improvement of biological activity was demonstrated by real time confocal microscope. We could consider that the water soluble extracts of R. coreanus could be definitely enhanced by nano-encapsulated as a potent natural resources for antioxidant and skin-whitening agent.
고속원소충격질량분석법을 이용하여 thromboxane $B_2$의 극미량분석법을 개발하였다. static FAB mode에서 decosanoic acid를 내부표준물로 이용하여 검출한계 5ng의 분석법을 확립하였고, CF-FAB mode에서 고안한 시료도입장치를 사용하여 thromboxane $B_2$의 측정감도, 재현성 등 정량분석에 미치는 용매조성, 용매의 유속 등 분석파라미터들을 조사하였다. CF-FAB mode에서 0.75% glycerol(in EtOH, v/v)을 eluent 용매로, 유속을 $3.7{\mu}l/min.$로 하여 분석조건을 최적화하고 TIC법과 SIM 검출법을 이용하여 정량한계 각각 500pg 및 10pg인 극미량분석법을 확립하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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