• KSBB Journal
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• 제24권4호
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• pp.377-382
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• 2009

본 연구는 다양한 조건에서의 실험을 위한 C. minutissima의 500 mL flask의 종 배양을 통해 고농도의 균주 획득 후, 가장 효율적인 배양 방식을 보인 fed-batch를 통한 autotrophic, heterotrophic, mixotrophic 조건하에서 바이오디젤용 지질 생산의 최적 배양 조건을 찾아야했다. 먼저, fed-batch의 Heterotrophic 배양 시 유기 탄소 원으로 glucose의 가장 효율적인 안정한 초기농도가 10 g/L임을 확인했다. 이 후, 20 L 배양기를 이용한 batch, fed-batch의 heterotrophic 배양에서 fed-batch배양의 경우 지질 생성양이 1.62배 정도 더 높았으며, 최대 균체량 역시 4 (g-dry wt./L)정도 높으며, 또한 디젤용 지질로 적합한 $C_{18}$의 조성 역시 49%이상 차지하여, 옥외 대량 배양 시 유기탄소 원으로 적절한 glucose의 이용을 통한 효율적인 배양방법임을 알 수 있다. 이 결과를 바탕으로, glucose를 포함한 배지를 0.5 L/day로 공급하여 유가 식 배양을 각 배양 조건에 따라 비교 실시했다. 그 결과 mixotrophic의 경우 다른 배양 조건에 비해 각각 24 (g-dry wt./L)의 최대 군체 농도와 함께 43 (%, w/w)의 높은 지질 생성량을 보였다. 또한 생성되는 지질의 조성이 균체 당 바이오 디젤용 양질의 지질 생성이 가능하였다. 또한 fed-batch 배양 이후 0.047 (% lipid/g-dry wt./day)의 비 생산 속도를 유지하며, 일정 균체 농도를 유지하는 경우 지속적인 지질 생성이 가능함을 보여주었다. 이러한 세 가지 배양 조건하에서 지질 추출을 통한 지방산 조성을 살펴본 결과 mixotrophic 배양 하에 디젤용으로 잘 알려진 $C_{17}$, $C_{18}$의 지방산 조성은 각각 18%와 49%의 생성을 보여주었다. 이 결과들을 바탕으로 이 균주를 이용해 옥외 배양이나 배양 조에서 대량 배양이 가능함을 확인했으며, 특히, 옥외배양을 위한 혼합영양 배양조건하에 배양 공정의 scale-up에 대한 추가적인 연구를 통해 C. minutissima 미세조류로부터 바이오 디젤의 보다 경제적 생산이 가능하도록 하고자 한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제15권3호
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• pp.483-490
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• 2008

주석산은 포도에 상당량 함유되어 있어 포도 주스 또는 포도주의 저장 및 유통 기간 중에 침전물을 형성하여 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 주석산의 분해에 사용될 수 있는 효소 자원의 개발을 목적으로 주석산 분해 세균을 분리하고 그 특성을 조사하였다. 주석산의 함량이 높은 것으로 알려진 국산 캠벨얼리 포도주의 주박으로부터 주석산 분해세균을 집식배양한 후 주석산을 탄소원으로 함유하는 배지를 사용하여 주석산을 분해할 수 있는 세균을 분리하였다. 분리 균주 중에서 KMBL 5777과 KMBL 5778 두 균주가 주석산 함유 배지에서 생육도와 주석산 분해능이 가장 우수하였다. 이 두 균주의 형태학적, 생리학적 특성 및 165 rDNA를 분석하여 Acetobacter tropicalis로 동정하였다. 16S rDNA 염기서열의 상동성은 KMBL 5777 균주와 A. tropicalis LMG 1663 균주 사이에는 99.3%, KMBL 5778 균주와 A. tropicalis A77 균주 사이에는 99.8%로 나타났다. 두 균주에 의한 주석산 분해 조건을 조사한 결과 두 균주 모두 $25^{\circ}C$, 배지의 초기 pH 6.0에서 가장 우수한 생육도와 주석산 분해능을 나타내었다. 주석산 0.2%를 함유하는 배지에서 8일간의 배양 후에는 600 nm에서의 생육도가 약 2.3에 도달하였으며 주석산 분해율은 약 90%를 나타내었다. 온도에 의한 영향은 $25^{\circ}C$에 비하여 20, $30^{\circ}C$의 순으로 활성이 감소하였으며 37'E에서는 생육과 주석산 분해가 전혀 불가능하였다. pH 6에 비하여 pH 7, 5, 4, 3의 순으로 주석산의 분해속도가 감소하였으나 pH7, 5, 4의 경우에는 배양 8일 후 pH 6의 경우와 유사한 주석산 분해능을 나타내었다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권4호
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• pp.401-410
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• 2012

본 연구는 국내 및 국외에서 생산된 다양한 벌꿀에 대한 탄소, 수소 및 산소의 안정동위원소 비율을 분석하고, 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 등 과학적 벌꿀 관리를 위한 기초 자료를 마련하고자 수행되었다. 이를 위한 분석은 국내에서 생산 유통 중인 국내산 및 수입산 모든 벌꿀을 대상으로 하여 동위원소 비율 양상을 조사하였다. 탄소 동위원소 비율은 $C_3$ 식물군이 -27- -21‰, $C_4$ 식물군이 -19‰ 이상인 것으로 크게 양분되는 현상을 보였다. 수입산의 경우 탄소 동위원소 비율은 모두 -27- -23‰의 범위를 나타내어 수거된 제품은 모두 $C_3$ 식물군의 밀원에서 생산되어진 것으로 판단되었다. 수소 및 산소 동위원소 비율은 국내산의 경우, 각각의 밀원에 따라 결과 값의 범위가 넓어 차이가 뚜렷하지 않은 결과를 나타내었다. 또한 원산지에 따른 지역별 양상도 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다. 수입산은 위도 차이가 넓은 지역에서는 차이가 보이나 위도 위치가 좁은 지역에서는 구분이 어려웠다. F/G 비율과 탄소 동위원소 비율을 비교 분석한 결과, 국내산은 밀감꽃을 제외한 $C_3$ 그룹이 1.3 이상으로 나타났고 $C_4$ 그룹은 1.3 이하를 나타내었다. 수입산은 다양한 밀원(초본류 및 목본류)을 가지는 경우, $C_3$ 그룹의 경우에도 1.3 이하의 경향을 나타내어 구분에 어려움이 있었다. 결론적으로 국내 유통 벌꿀의 순수 여부 판단에 탄소 동위원소 비율이 활용 가능하며, 보다 정확한 결과를 도출하기 위해 보완적으로 F/G 비율 결과를 병행하여 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1295-1306
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• 2012

Carboxymethylcellulase를 생산하는 미생물을 해수에서 분리하여 16S rDNA의 염기서열을 분석하고 계통 발생학 방법으로 비교한 결과, Bacillus atrophaeus로 확인되었다. 이 해양 미생물을 B. atrophaeus LBH-18로 명명하였으며 response surface method (RSM)를 사용하여 carboxymethylcellulase의 생산 조건을 최적화하였다. 이 균주의 생육에 최적인 미강, 펩톤 및 배지의 초기 pH는 68.1 g/l, 9.1 g/l 및 7.0이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 조건은 각각 55.2 g/l, 6.6 g/l 및 7.1이었다. 이 균주의 생육과 carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 온도는 $30^{\circ}C$이었다. 이 균주의 생육에 최적인 생물배양기의 교반속도 및 통기량은 324 rpm 및 0.9 vvm이었으나, carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 조건은 각각 343 rpm 및 0.6 vvm이었다. 파이롯트 규모의 생물배양기를 사용하여 실험한 결과, 이 균주의 생육과 carboxymethylcellulase의 생산에 최적인 내압은 0.06 MPa이었다. 최적 조건의 내압으로 배양한 결과, 이 균주의 carboxymethylcellulase의 생산성은 127.5 U/ml이었으며, 이 결과는 내압을 가하지 않고 배양한 경우에 비하여 1.32배 향상된 것이다. 본 연구를 통하여 쌀 도정 공정의 부산물인 미강을 기질로 개발하였으며 해양 미생물을 사용하여 carboxymethylcellulase의 생산기간을 7~10일에서 3일로 단축시켰다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.411-415
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• 2009

비황화광물인 망간단괴에서 일부 미생물은 비효소학적 과정을 통해 간접적으로 망간(II)을 용출시킬 수 있다. 이때 환원적 용해를 일으킬 수 있는 대사산물의 생성을 위해 제공되는 탄소 및 에너지원인 glucose, sucrose, galactose 등은 생물용출 기술의 장점인 경제성을 저하시키는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 저렴한 탄소 및 에너지원으로 corn starch를 이용하면서 망간(II) 용출능력을 지닌 종속영양 미생물로서 Bacillus sp. MR2에 의한 망간(II)의 용출 특성을 알아보았다. 망간(II)의 용출은 MR2의 생장에 수반되어 일어났으며[25.6 g Mn(II) $kg^{-1}$ nodule $day^{-1}$], 24시간 이후에는 생성된 망간(II)의 일부가 망간단괴 입자에 다시 흡착되는 경향을 보였다. 분쇄물을 dialysis tube (MWCO 12,000)에 넣어 MR2와의 접촉을 막았을 때도 유사한 정도의 결과[24.6 g Mn(II) $kg^{-1}$ nodule $day^{-1}$]를 보여 세포와 망간단괴의 직접적 접촉이 필요 없이 세포외 분비물질에 의해 환원적 용해가 일어남을 알 수 있었다. 실험에 적용된 영향요인들의 범위에서 최적 용출조건을 분석한 결과, $25\sim35^{\circ}C$, pH 5~7, 접종밀도 1.5~2.5% (v/v), 분쇄물의 농도 2~3 g/L 및 입자크기 <75 ${\mu}m$일 때가 가장 효율이 높았다. 비록 입자의 크기가 작을수록 망간(II) 용출속도가 증가했지만 분쇄에 더 많은 에너지가 요구되므로 경제성을 고려한다면 <212 ${\mu}m$가적절한 수준으로 제시될 수 있었다. 이상의 효율적인 망간단괴의 용출 조건 규명은 기존의 물리화학적 금속 회수기술에 비해 적은 비용과 에너지가 요구되는 환경친화적 생물용출 기술의 진보에 도움을 줄 것으로 기대된다.

• KSBB Journal
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• 제21권3호
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• pp.204-211
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• 2006

IFN-${\gamma}$의 대량생산을 위한 기초연구로서 IFN-${\gamma}$의 아미노 말단에 glucagon과 ferritin을 융합파트너로 각각 결합시켜 재조합 IFN-${\gamma}$의 발현을 유도하였다. 대장균 내에서 발현되는 IFN-${\gamma}$는 그 자체로 매우 강한 소수성 결합의 양상을 나타내어 inclusion body 형태로 발현된다고 알려져 있으나 OrigamiTM(DE3) 균주로부터 50% 이상의 수용성 형태로 발현시켰다. IFN-${\gamma}$로부터 융합파트너를 제거할 수 있는 system을 개발하기 위해 융합파트너와 IFN-${\gamma}$ 사이에 enterokinase cleavage site를 도입하였으며, enterokinase에 의해 IFN-${\gamma}$에는 영향을 미치지 않고 효과적으로 융합파트너를 제거할 수 있었다. 재조합 IFN-${\gamma}$의 분리 및 정제를 위해 발현벡터상의 융합파트너와 IFN-${\gamma}$사이에 6X His-tag을 도입하였고 융합파트너의 N-말단에도 6X His-tag을 추가적으로 도입함으로써 융합파트너와 더불어 enterokinase에 의해 분해되지 않은 융합단백질을 Ni-NTA agarose column으로 제거함으로서 IFN-${\gamma}$를 완전 정제할 수 있었다. IFN-${\gamma}$의 발현을 유도하는 발현유도체로서 15 mM lactose를 이용하여 5 L 발효조에서 IFN-${\gamma}$의 발현을 검토한 결과, 재조합 균체의 단위 건조질량(dry cell weight, g)으로 약 11 g DCW/L 수준의 재조합 융합단백질을 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.85-95
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• 2018

본 연구에서는 폐가스 가습조(유동상호기 및 무산소조)를 포함한 바이오필터공정으로 이루어진 바이오필터시스템을 구축하여, 돈사 및 계사 설비, 퇴비공장 또는 공공시설에서 발생되는 황화수소, 암모니아 및 휘발성 유기화합물을 포함한 악취폐가스에 대한 처리효율을 제고하고 적정 작업조건을 구축하였다. 복합 악취폐가스 처리실험에서, 암모니아 부하의 경우 폐가스 가습조에서 약 75%가 제거되고, 후 공정인 바이오필터에서 20%이상 제거되었다. 톨루엔 부하의 경우 폐가스 가습조에서 약 20%가 제거되고, 후공정인 바이오필터에서 70% 이상 제거되었다. 따라서 물에 용해도가 높은 암모니아의 경우에는 폐가스 가습조에서 주로 제거되었고, 용해도가 낮은 톨루엔의 경우는 바이오필터에서 주로 제거되었다. 한편 황화수소는 폐가스 가습조에서 거의 흡수되어 바이오필터에서 검출되지 않았다. 황화수소 및 톨루엔의 공급을 중단하였을 때에, 암모니아 부하는 폐가스 가습조에서 약 65%가 제거되고 후 공정인 바이오필터에서 나머지 약 35% 정도가 제거되어, 거의 100%의 암모니아 부하가 제거되었다. 폐가스 가습조에서는 암모니아 외에 톨루엔 및 황화수소의 부하가 추가된 복합 악취폐가스의 경우보다 약 10% 더 적게 암모니아가 제거되었는데, 이것은 탈질에 필요한 톨루엔과 같은 유기화합물의 공급 중단에 기인하였다. 바이오필터시스템의 feed가, 1)복합 악취폐가스일 때, 2)암모니아 폐가스일 때에; 기존 폐가스 가습조 용수에 yeast extract를 보충한 경우 또는 yeast extract를 첨가하지 않고 탄소원으로 glucose를 첨가한 경우, 각각의 경우에 폐가스 가습조에서 흡수되는 암모니아질소 흡수율은, 각각 약 0.28 mg/min, 약 0.23 mg/min 및 약 0.27 mg/min으로 산출되었다. 한편 각각의 무산소조에서 탈질율은 0.42 mg/min, 0.55 mg/min, 및 약 0.27 mg/min이었다. 또한 폐가스 가습조(유동상 호기조)의 bubble column 모델링에서 유동상 호기조 단위부피당 bubble의 비표면적(a)과 향상된 물질전달계수(E $K_y$)의 곱의 값은 0.12/hr로 평가되었다.

• 미생물학회지
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• 제40권1호
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• pp.29-36
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• 2004

논 토양에서 acrylamide의 분해능이 탁월한 세균 Pseudomonas JK-7를 분리하여 acrylamide의 생분해에 영향을 미치는 물리화학적 요인을 조사하였다. 초기 실험에서 acrylamide를 유일 탄소원과 질소원으로 하여 호기적 조건에서 생장할 수 있는 세균 JK-7을 논의 토양표본에서 분리하였다. BIOLOG system을 이용한 생리학적 분석으로 Pseudomonas속(genus)임을 확인하였고, 이 세균을 Pseudomonas sp. JK-7로 명명하였다. 분리 균주 JK-7은 50 mM acrylamide를 배양 72시간 이내에 완전히 분해하였다. 배양기간 중에 acrylamide 분해 중간대사 물질로서 acrylic acid가 나타나는 것을 HPLC를 통해 확인하였으며, 배양초기에 배양액에 존재하지 않았던 ammonia가 배양기간 중에 관찰되었다. 배양초기 pH는 7.0이었으나 acrylamide가 완전히 분해된 후 배양액의 최종 pH는 8.7이었다. Acrylamide 분해와 JK-7의 생장에 대한 pH의 영향을 조사한 결과, PH 5, pH 7 그리고 pH 9에서 생장과 분해가 이루어졌으나, pH3과 pH11에서는 거의 관찰되지 않았다. 부가 탄소원의 존재하에서 JK-7에 의한 acrylamide분해에서 glucose, fructose, citrate 또는 succinate를 각각 첨가하여 조사한 결과, 부가 탄소원이 없을 때보다 acrylamide분해와 JK-7의 생장은 가속화되었다. 또한 부가질소원 첨가에 따른 영향조사 실험에서, yeast extract는 acrylamide분해와 JK-7의 생장을 촉진시켰다. 그러나 다른 질소원인 $(NH_{4})_{2}SO_{4}$, $NH_4Cl$ 그리고urea는 생장과 분해에 본질적으로 큰 영향을 미치지 않았다. 금속이온에 대한 영향으로 배지내에 $ZnSO_{4}$를 첨가하였을 때 분해와 생장이 진행되었으나, $AgNO_{3}$, $CuSO_{4}$ 또는 $HgCl_{2}$를 첨가하였을 때 acrylamide분해와 JK-7의 생장이 이루어지지 않았다.

• 한국식품과학회지
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• 제12권2호
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• pp.97-102
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• 1980

Cladosporium fulvum, Aspergillus ochraceus, Aspergillus terreus 및 N-1 균주를 탄소 원으로서 sucrose를 함유한 액체로 각각 20, 25 및 $30^{\circ}C$에서 $10{\sim}12$일간 배양하여 균체를 얻고, 클로로포름-메탄올 혼합액을 이용하여 유지를 추출한 다음 추출된 유지에 대하여 몇가지 분석을 실시하였다. 이 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 배양액 100ml당 (sucrosc 15g함유) 최고 균체 생산량은 Cl. fulvum $3.82{\pm}0.30g,$ Asp. ochraceus $2.62{\pm}0.23g,$ Asp. terreus $4.24{\pm}0.25g,$ N-1 $4.62{\pm}0.18g$이었으며 조 지방 함량은 각각 $27.50{\pm}1.61%,\;50.47{\pm}1.00%,\;46.60{\pm}1.59%$ 및 33.78%였다. 이들의 fat coefficient는 각각 6.92, 8.88, 13.01 및 10.28이었다. 2. 유지 생산량은 N-1만을 제외하고 $30^{\circ}C$에서 최고량을 나타내었다. 3. 이들 균주가 생산하는 유지의 주 구성분은 triglyceride이며 그 다음 주성분은 Cl. fulvum과 N-1이 free fatty acid였으나 Asp. ochraceus 와 Asp. terreus는 phospolipid 였으며 기타 성분은 극히 적었다. 4. 이들 균주가 생산한 유지의 주 지방산은 Cl. fullvum, Asp. ochraceus 및 Asp. terreus의 경우 oleix acid, pamitic acid, linoleic acid, stearic acid 의 함량 순서로 이루어졌고 주 지방산이 전체 지방산 함량의 98% 이상을 차지하고 있으며, N-1은 linoleic acid, palmitic acid, oleic acid, stearic acid 순서로서 전체지방산의 95%이상을 차지하였다. 5. 지방산 조성은 배양 온도에 따라 변화를 보이고 있으나 대부분 일정한 경향은 나타내지 않는데, linoleic acid 만은 저온일수록 함량이 높아졌다. 6. 불포화 지방산의 함량 비율은 $50{\sim}66%$였으며 저온에서 함량이 비교적 높은 경향이었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.387-419
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• 2005

전북 완주군 이서면 반교리의 갈등유적에서 출토된 세형동검 용범 1조를 대상으로 재질특성 분석과 원료의 산지를 해석하였다. 이 용범은 주로 조립질 각섬석으로 구성된 등립의 완정질 조직을 갖는 화성기원의 각섬석암으로서 녹회색 내지 암녹색에 부드러운 지방광택을 띤다. 이 용범의 전암대자율 값은 19.2~71.0(평균; $39.2{\times}10^{-3}$ SI unit)의 범위를 보인다. 높은 대자율 값은 강자성 광물인 자철석의 높은 함량을 반영하며, 측정값의 넓은 분포는 자철석 함량의 불균질성 때문으로 판단된다. 이는 일반적인 염기성 화성암류의 특징과 유사하다. 이 용범 구성암석의 조암광물은 각섬석, 사장석, 흑운모가 주성분을 이루며 휘석, 녹니석 및 불투명 광물이 소량 존재한다. 용범 표면의 흑색 피각 물질에서는 다량의 탄소가 검출되었다. 이 용범과 동일한 재료의 산지를 추정하기 위해 유적 주변의 광역적인 암석분포를 조 사한 결과, 유적지로부터 직선거리로 약 50km 떨어진 장수군 장수읍 대성리, 식천리 및 번암면 교동리, 남원시 아영면 일대리에서 용범과 동일한 각섬석암 또는 반려암질암의 산출지를 확인하였다. 이 암석들의 전암대자율 값도 용범의 범위와 비슷한 16.1~72.4 (평균; $39.9{\times}10^{-3}$ SI unit)를 나타내었다. 이는 두 암석 간에 재질적 유사성을 뒷받침 하는 것이다. 이 중에서 장수 교동의 각섬석암이 용범의 암석학적 특성과 가장 유사하다. 용범을 구성하는 암석과 장수지역 각섬석암의 주성분원소, 미량원소 및 희토류원소 함량을 표준화하여 비교한 결과, 이들의 지구화학적 진화경향과 거동특성이 매우 유사하게 나타났다. 이는 두 암석이 성인적으로 동일 종류의 마그마에서 생성된 것임을 입증하는 것이다. 이 암석은 재질이 부드러워 표면에 활자나 미세한 문양을 조각하고 매끈한 표면을 만들기에 용이한 물성을 가지고 있으며 열전도율 또한 우수하다. 장수군 식천리 일대의 각섬석암은 현재까지도 채석되어 석제 식기제품으로 생산되고 있다. 따라서 완주 갈등 유적에서 출토된 세형동검 용범의 원료는 전북 장수 지역의 대성리, 식천리 및 교동리 부근에서 공급하였을 가능성이 매우 높다. 그러나 남원시 아영면 일대리와 같이 소규모로 노출된 동일 종류의 암석에서 공급되었을 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 이와 같은 원료의 도입과정에 대하여는 여러 가지 가능성을 명확히 규명할 수 있는 고고학적 연구가 필요하다.