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초음파 주파수 및 반응조건 변화에 따른 나프탈렌 분해효율과 OH 라디칼의 발생량 비교 (Comparison of Naphthalene Degradation Efficiency and OH Radical Production by the Change of Frequency and Reaction Conditions of Ultrasound)

  • 박종성;박소영;오재일;정상조;이민주;허남국
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.79-89
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    • 2009
  • 나프탈렌은 휘발성이 있는 소수성 물질로 발암유발 가능성이 있고, 수생태계에 심각한 영향을 미친다. 본 연구는 초음파의 주파수 및 반응조건별 나프탈렌 분해효율과 OH 라디칼 변화량을 조사하였다. C-18 역상칼럼을 이용한 LC/FLD (1200 series, Agilent)로 나프탈렌을 분석한 결과 MDL (Method detection limit)은 0.01 ppm이었다. 초음파 조사동안 휘발된 나프탈렌은 거의 검출되지 않았고(0.05 ppm 이하), 반응조 덮개 개폐별 나프탈렌 분해효율은 거의 차이를 보이지 않았다(1% 이내). 초음파 반응온도가 증가할수록 나프탈렌 제거효율은 감소하는 경향($15^{\circ}C$: 95% ${\rightarrow}$ $40^{\circ}C$: 85%)을 보였고, pH가 낮을수록 나프탈렌 분해효율이 증가(pH 12: 84% ${\rightarrow}$ pH 3: 95.6%)하였다. 나프탈렌 초기농도의 감소에 따라 반응속도는 증가하는 경향을 보여주었다(2.5 ppm: $27.3{\times}10^{-3}\;min^{-1}$, 5 ppm: $27.3{\times}10^{-3}\;min^{-1}$, 10 ppm : $19.0{\times}10^{-3}\;min^{-1}$). 동일한 초음파 조건(2.5 ppm 나프탈렌, 0.075 W/mL, $20^{\circ}C$, pH 6.8)에서 28 kHz의 분해효율이 132 kHz보다 약 1.46배 높았고(132 kHz: 56%, 28 kHz: 82.7%), 유사 일차반응 속도상수($k_1$)도 약 2.3배 높게 나타났다(132 kHz: $2.4{\times}10^{-3}\;min^{-1}$, 28 kHz: $5.0{\times}10^{-3}\;min^{-1}$). 초음파 조사 10분 후 $H_2O_2$ 농도는 132 kHz가 28 kHz보다 약 7.2배 높았지만(132 kHz: 0.36 ppm, 28 kHz: 0.05 ppm), 조사 90분 후에는 28 kHz가 132 kHz보다 1.1배 높았다(28 kHz: 0.45 ppm, 132 kHz: 0.4 ppm). 2.5 ppm 나프탈렌 용액에 132 kHz와 28 kHz 초음파 조사시 발생된 $H_2O_2$ 농도는 초순수에 초음파 조사한 결과보다 각각 0.1 ppm과 0.05 ppm씩 낮게 나타났다. 혼형(24 kHz)과 배스형(28 kHz) 초음파의 나프탈렌 분해효율은 각각 87%와 82.7%였고, $k_1$$22.8{\times}10^{-3}\;min^{-1}$$18.7{\times}10^{-3}\;min^{-1}$로 산출되었다. 다주파 복합형 초음파 시스템(28 kHz 배스형 + 24 kHz 혼형 초음파)의 나프탈렌 분해효율은 단일주파수 24 kHz(혼형)와 비슷한 제거효율을 보였으나(88%), $H_2O_2$의 농도는 약 3.5배 높게 조사되었다(28 kHz + 24 kHz: 2.37 ppm, 24 kHz: 0.7 ppm). 이와 같은 다주파 복합형 초음파 시스템은 OH 라디칼에 의해 산화가 잘 일어나는 물질의 분해에 매우 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

Xylazine이 histamine 유리에 미치는 영향 (Effect of xylazine hydrochloride on histamine release)

  • 김영환;박준형
    • 한국동물위생학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.53-73
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    • 2002
  • It has been reported that degranulation of mast cells in rats, rabbits and dog was observed after dosing xylazine hydrochloride(Xh) which has been widely used as sedative, analgesic and muscular relaxant. Therefore, this experiment was conducted to examine the relations between Xh and histamine release and to identify the action of ${\alpha}$-adrenoceptors which exists on the suface of mast cells. 1. The content of histamine within serum was measured with HPLC by performing the O-phthalaldehyde(OPA) fluorescent derivation. The pretreatment method had a little modification from the conventional method. The pretreament was carried out in the following method. 0.2$m\ell$ of serum and 1$m\ell$ of butanol were added to mixed together and then the liquid was centrifugally separated at 4$^{\circ}C$ and 2,000 rpm for 3 minutes. 0.4$m\ell$ of 0.1N HCl and 1.6$m\ell$ of heptane were added to 0.8$m\ell$ of supernatant taken from the liquid, and they were mixed together. This mixture was also centrifugally separated at 4$^{\circ}C$ and 2,000 rpm for 5 minutes. The supernatant was thrown away and the OPA fluorescent derivation was carried out with 0.2$m\ell$ of the lower liquid then, 5 minutes after mixing 400${\mu}\ell$ of 0.1N HCl, 120${\mu}\ell$ of 1N NaOH and 40${\mu}\ell$ of 0.1% OPA in the 0.2$m\ell$ of the lower liquid,120${\mu}\ell$ of 3.57N H$_3$PO$_4$ was added to the mixed liquid, and the liquid, was mixed again and syringe-filtered. Then, the measurement was done with HPLC in the 30 : 70(ν/ν) ratio of 0.004M KH$_2$PO$_4$: CH$_3$CN, flow rate of 1.0$m\ell$/min., and a wavelength of λex= 350nm and λem=444nm at the column temperature of 27$^{\circ}C$, using the fluorescence detector. 2. The content of histamine in each laboratory animal appeared to be higher in such an order as rabbit, rat, guinea pig, dog, Korean indigenous goat, swine, Korean indigenous cattle, Holstein, and mouse, of which the individual mean values${\pm}$standard deviation were 2.0668 ${\pm}$ 0.6049. 0.4999 ${\pm}$ 0.2278, 0.4241 ${\pm}$ 0.1974, 0.1054 ${\pm}$ 0.0556, 0.1028 ${\pm}$ 0.0276, 0.0972 ${\pm}$ 0.0513, 0.0872 ${\pm}$ 0.0373, 0.0717 ${\pm}$ 0.0379, and 0.0706 ${\pm}$ 0.0366, respectively. 3. The content of histamine was measured at the moments of 15-, 30-, 60-, 120-minutes after inoamuscular injection of 20mg/100kg Xh into two to 4 years old Holstein weighing 600∼700kg. The result showed that there was a significant increase at the times of 30- and 90-minutes after injection(p<0.05). 4. Intramuscular injection of 3mg/10kg Xh was given to crossbred pug dogs weighing 2.5∼4.3kg. The content of histamine was measured at the times of 30-, 60-, 90- and 120-minutes after injection. The result revealed that there was a significant increase at the times of 60-and 90-minutes after injection(p<0.05). 5. Intramuscular injection of 10mg/$m\ell$∼25mg/$m\ell$ Xh in concentration of 0.1$m\ell$ was applied to Korean indigenous goat over 5 months old. Then, the content of histamine was measured at the times of 15-, 30-, 60- and 90-minutes after injection. A significant increase was shown at the times of 30- and 60-minutes after injection(p<0.05). 6. The content of histamine was measured at the moments of 30- and 60-minutes after intramuscular injection of 0.1-0.2$m\ell$ Xh (20mg/$m\ell$) into male rabbits weighting 2.5-4kg. A significant increase was found at the moment of 60 minutes after injection(p<0.001). 7. After administering Xh to the mast cell taken from the abdominal cavity of mouse, the content of histamine was measured. The result showed that the higher the concentration, the more significantly the content of histamine was increased(p<0.05). 8. Compound 48/80 was administered in concentration of 5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ and 10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ to the mast cell picked from the abdominal cavity of mouse. The result showed that there was a significant increase in the content of histamine in case of the concentration of 10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$(p<0.05). It was found to be about 10,000 to 500,000 times stronger than the Xh. 9. After premedication of 1mg/kg of yohimbine hydrochloride as ${\alpha}$$_2$-adrenergic antagonist to rabbits, the Xh was administered to them. The result was that the value of histamine within serum was decreased significantly(p<0.001). 10. After premeditation of 1mg/kg of prazosin hydrochloride as ${\alpha}$$_1$-adrenergic antagonist to rabbits, the Xh was administered to them. It was found that the value of histamine within serum was decreased significantly(p<0.005). 11, Prazosin hydrochloride and yohimbine hydrochloride as ${\alpha}$$_1$-adrenergic antagonist, respectively, and ${\alpha}$$_2$-adrenergic antagonist were administerd. In this case, the value of histamine within serum was decreased significantly(p<0.0001). As the results, when the Xh is administered to various kinds of animals, the amount of histamine release within serum is increased. In view of the results so far achieved, it is concluded that Xh acted on both a$_1$-adrenoreceptor and ${\alpha}$$_2$-adrenoreceptor induces the degranulation of mast cell.

젓갈등속(等屬)의 정미성분(呈味成分)에 관(關)한 미생물학적(微生物學的) 및 효소학적(酵素學的) 연구(硏究) (Microbiological and Enzymological Studies on the Flavor Components of Sea Food Pickles)

  • 이계호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제11권
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    • pp.1-27
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    • 1969
  • 우리나라에서 알려진 젓갈 30여종(餘種)에서 그중(中) 대표적(代表的)인 것으로 알려진 조기젓. 조개젓(고식(高食) 염성(鹽性)인 20%내외(內外))과 굴젓, 오징어젓(저식염성(低食鹽性)인 10%내외(內外))의 4종(種)을 시료(試料)로하여 일반성분(一般成分) 분석(分析), microflora, 주요발효미생물(主要醱酵微生物)의 동정(同定) 및 효소(酵素)의 특성(特性)을 조사(調査)하는 동시(同時)에 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)의 효소작용(酵素作用)이 정미성(呈味性) 5’-mononucleotide 및 amino 산(酸)의 생성(生成)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. (1) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 microflara를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 생균수(生菌數) total counts가 $10^7$이었으며 담금후(後) 6개월(個月)의것은 $10^4$이였다. b) 젓 갈 담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 Micrococcus 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Brevibacterium 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Sarcina 속(屬)이 $0{\sim}30%$, Leuconostoc 속(屬) $20{\sim}30%$, Bacillus 속(屬)이 30%내외(內外) Pseudomonas 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Flavobacterium 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Yeast가 $0{\sim}20%$인 분포상(分布相)을 나타냈다. c) 젓갈숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)로서 초기이후(初期以後)에는 주(主)로 내염성(耐鹽性) Bacillus subtilis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus halophilus, Sarcina litoralis 등(等)임을 동정(同定)하였고 이들의 효소활성(酵素活性)이 젓갈숙성(熟成)을 지배(支配)하는 요소(要素)임을 알 수 있었다. d) 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 세균중(細菌中)에 Sarcina litoralis 8­14 및 8-16. 양균주(兩菌株)는 영양요구성(榮養要求性)이 현저(顯著)하여 전자(前者)는 purine, pyrimidine base 및 cystine 후자(後者)는 purine, pyrimidine base 및 glutamic acid가 공존(共存)하여야 생육(生育)이 가능(可能)하였다. (2) 젓갈원료(原料) 및 젓갈에서 분리(分離)한 관여미생물(關與微生物)에 대(對)하여 효소특성(酵素特性)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈원료중(原料中)에 protease는 소량(少量) 존재(存在)하나 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 protease 활성(活性)이 현저(顯著)하게 조해(阻害)를 받아 그 효소활성(酵素活性)의 $30{\sim}60%$나 감소(減少)하였다. b) 내염성세균(耐鹽性細菌)인 Bacillus subtilis 7-6, 11-1, 3-6 9-4 등(等) 4 균주(菌株)는 complete media에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 약간 조해(阻害)를 받아 활성(活性)이 $10{\sim}30%$가 감소(減少)하였고 Sarcina litoralis 8-14 및 8­16 양균주(兩菌株)는 동배지(同培地)에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 그 발효활성(醱酵活性)의 $10{\sim}20%$가 감소(減少)하였다. c) 젓갈 원료중(原料中)의 단백질(蛋白質)은 자가효소(自家酵素)에 의한것보다 주(主)로 젓갈숙성중(熟成中) 관여미생물(關與微生物)의 protease에 의(依)한 가수분해(加水分解)로 유리(遊離) amino 산(酸)이 생성(生成)됨을 알 수 있었다. d) 젓갈원료(原料) 및 젓갈의 RNA-depolymerase는 젓갈중(中) RNA를 nucleoside 및 유리인산(遊離燐酸)까지 분해(分解)하므로 정미성(呈味性) 5'-mononucleotide로서 축적(蓄積)되기 어렵다 e) 조개젓에서 분리(分離)한 Bacillus subtilis 3-6 균주(菌株)가 생성(生成)한 효소(酵素)는 RNA를 분해(分解)하여 5’-mononucleotide로 축적(蓄積)하므로 이 균주(菌株)가 생성(生成)한 RNA 분해효소(分解酵素)는 5’-phosphodiesterase임을 밝혔다. f) Bacillus subtilis 3-6 strain의 효소생성배지중(酵素生成培地中)에 corn steep liquor 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)와 조개젓 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)에서 5’-phosphodiesterase 생성증가(生成增加)를 보았으므로 corn steep liquor 및 조개젓 성분(成分)이 각각(各各) 5’-phosphodiesterase 생성증가제(生成增加劑)가 됨을 밝혔으며 또한 이 효소(酵素)는 10%의 식염농도(食鹽濃度)에서 활성조해(活性阻害)를 받아 $10{\sim}30%$에 해당(該當)되는 활성(活性)이 감소(減少)되었고 식염농도(食鹽濃度) 20%에서 이 효소활성(酵素活性)의 $40{\sim}60%$가 감소(減少)함을 나타냈다. 그리고 이 균주(菌株)의 5’­phosphodiesterase에 의(依)하여 젓갈중(中) 5’-mononucleotides가 생성(生成)되는 것이라고 생각된다. (3) 젓갈의 유리(遊離) amino 산(酸)을 Autoanalyzer로 정량(定量)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓은 산성(酸性) amino 산(酸)인 glutamic acid, asp artic acid 함량(含量)이 다른 젓갈보다 $2{\sim}10$배(倍) 정도(程度)로 현저하게 많아서 조개젓의 구수한 맛이 발현(發現)되는 것이라고 생각(生覺)된다. b) 조기젓에는 basic amino acid인 arginine, histidine함량(含量)이 다른 젓갈보다 특이(特異)하게 많았다. c) 오징어젓은 함류황(含硫黃) amino산(酸)인 cystine함량(含量)이 다른 젓갈의 $17{\sim}130$배(倍), methionine함량(含量)이 $7{\sim}17$배정도(倍程度)로 현저하게 많았다. d) 굴젓에는 필수(必須) amino 산(酸)인 lysine, threonine iso leucine, leucine 함량(含量)이 다른 젓갈보다 현저하게 많을 뿐아니라 또한 감미성(甘味性) amino 산(酸)인 alanine 함량(含量)이 다른 젓갈들보다 4배(倍), glycine 함량(含量)이 $3{\sim}14$배정도(倍程度)로 함유(含有)하고 있어 이것이 굴젓 특유(特有)의 단맛을 발현(發現)하는 것이라 생각(生覺)된다. (4) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 5'-mononucleotide를 ion exchange column chromatography로 측정(測定)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓에는 5'-adenylic acid, 3’-adenylic acid 가 많이 들어있고 5'-inosinic acid가 미량(微量)들어 있다. b) 굴젓에는 5'-adenylic acid와 3’-adenylic acid가 다른 mononucleotides보다 현저하게 많았다. c) 오징어젓에는 5'-adenylic 및 3'-adenylic acid만이 함유(含有)되어 있는데 이것은 패류(貝類)의 젓갈들과 같 이 무척추연체동물(無脊椎軟體動物)이며 이것들은 adenylic deaminase가 결여(缺如)되어 있어 mononucleotide중(中) adenylic acid의 함량(含量)이 높아 adenylic acid-type 임을 알았다. d) 조기젓 중(中)에는 5'-inosinic acid 함량(含量)이 다른젓갈보다 현저하게 많았으므로 이것은 다른 척추동물(脊椎動物)의 어육(魚肉)이나 수육(獸肉)과 같이 adenylic deaminase가 있어 5'-inosinic acid가 많은 inosinic acid-type임을 알았다. (5) 정미성(呈味性) amino 산(酸) 및 5'-mononucleotide의 조성(組成)과 함량(含量)으로 맛의 조화성(調和性)을 비교(比較)하여 보면 다음과 같다. a) 조기젓은 glutamic acid와 aspartic acid가 풍부(豊富)하고 소량(小量)의 5'-inosinic acid가 공존(共存)된 상태(狀態)이므로 정미성분조성(呈味成分組成)과 함량(含量)이 잘 조화(調和)되어 구수한 맛의 상승작용(相乘作用)이 적당(適當)하게 발현(發現)됨을 구명(究明)하였다. b) 조개젓의 맛은 정미성(呈味性) 5’-mononucleotides에서 유래(由來)되는것 보다는 현저하게 많이 들어있는 glutamic acid 및 aspartic acid에 기인됨을 알았다.

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