• 제목/요약/키워드: ion-exchange membrane

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대구고니 단백질의 효소적 가수분해물로부터 항산화성 펩타이드의 분리${\cdot}$정제 및 특성 (Purification and Characterization of Antioxidative Peptides from Enzymatic Hydrolysate of Cod Teiset Protein)

  • 김세권;최영일;박표잠;최정호;문성훈
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.198-204
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    • 2000
  • 수산가공공장에서 원료어 처리시 대량으로 발생하는 비가식부의 하나인 대구의 고니부분을 효율적으로 이용하기 위하여 단백질을 효소로 가수분해시킨 후 한외여과막을 사용하여 분자량별로 분획하였으며, 이들 가수분해물 중 항산화활성이 뛰어난 펩타이드를 이온교환 크로마토그래피, 겔크로마토그래피 및 HPLC로 분리${\cdot}$정제하여 그 아미노산 서열을 결정하였다. 여러 가지 단백질 분해효소로 분해시켜 얻은 가수분해물 중에서 항산화활성이 가장 우수한 것은 Alcalase로 천연 항산화제인 ${\alpha}-tocopherol$보다 $5{\%}$정도 뛰어난 효과를 나타내었으며, 이 가수분해물을 한외여과막으로 분자량 10 kDa, 5 kDa 및 1 kDa의 세 종류로 분리하여 항산화활성을 측정한 결과, 1 kDa의 막을 통과하여 분리된 가수분해물이 가장 높은 활성을 나타내었으며, 이는 천연항산화제인 ${\alpha}-tocopherol$보다 $10{\%}$정도 높았다. 이 획분으로 Spsephadex C-25를 사용하여 이온교환 크로마토그래피를 한 결과, $0.5{\~}1.0 M$ NaCl 용액으로 용출시 킨 분획물에 서 ${\alpha}-tocopherol$보다 약 $17{\%}$ 활성이 높게 나타났으며, 이것을 다시 Sephadex G-15로 겔여과하여 3개의 획분을 얻었으며 이 중 획분 II에서 ${\alpha}-tocopherol$보다 약 $45{\%}$가 높은 항산화활성을 보인 획분을 얻었다. 이것을 역상 HPLC를 이용하여 5차의 획분을 얻었으며, 항산화활성은 획분 A에서 ${\alpha}-tocopherol$보다 약 $53{\%}$정도 높게 나타나 가장 우수하였다. 이 획분을 capillary electrophoresis로 순도를 확인하여 아미노산 서열을 결정한 결과 Ser-Asn-Pro-Glu-Trp-Ser-Trp-Asn였다.

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된장으로부터 Angiotensin Converting Enzyme(ACE) 저해 Peptide의 분획 (Fractionation of Angiotensin Converting Enzyme(ACE) Inhibitory Peptides from Soybean Paste)

  • 신재익;안창원;남희섭;이형재;이형주;문태화
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.230-234
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    • 1995
  • 식품 유래의 생리활성 peptide를 분리할 목적으로 전통발효식품인 된장으로부터 혈압강하기능을 가지는 ACE(angiotensin converting enzyme)저해활성 peptide를 분획하였다. 시판 된장의 동결건조분말을 냉수로 추출했을 때 총질소의 회수율은 추출시간 30분에 73.3%를 보였다. 용매추출액에서 고분자 polypeptide를 제거하고 저분자 peptide만을 얻기 위해 PM-10 membrane(Amicon)을 이용하여 3시간 동안 한외여과한 결과, 질소성분의 회수율은 80.8%, 염의 회수율은 99.2%에 달했고 투과액의 ACE $IC_{50}$$41.8{\mu}g/ml$이었다. 한외여과 투과액을 reverse phase prep-HPLC로 분획하여 7개의 획분을 얻었으며, 그 중 F5분획물의 ACE저해활성이 $IC_{50}=6.8{\mu}g/ml$로 비활성이 가장 높았다. 염은 F1분획물에서 모두 회수되었다. F5분획물을 ion exchange prep-HPLC로 다시 분획하여 얻은 5개의 모든 획분에서 높은 비활성을 보였다($IC_{50}=2.5{\sim}8.3{\mu}g/ml$). 그 중 F53분획물의 비활성이 가장 높았으며($IC_{50}=2.5{\mu}g/ml$), F53의 구성아미노산 분석 결과 histidine의 함량이 특징적으로 높았다.

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스티렌 유도체를 이용한 비불소계 고분자 전해질막의 산화적 안정성 개선 (Improvement of Oxidative Stability for Non-fluorinated Membranes Prepared by Substituted Styrene Monomers)

  • 문승현;우중제;푸롱창;서석준;윤성현
    • 멤브레인
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    • 제17권4호
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    • pp.294-301
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    • 2007
  • 비불소계 스티렌 고분자 전해질 막의 산화안정성을 개선하기 위해 p-methyl styrene, t-butyl styrene, ${\alpha}-methyl$ styrene과 같은 스티렌 유도체를 단독 또는 복합으로 도입하고 모노머 흡수법을 이용하여 막을 제조하였다. 제조된 막의 특성분석으로 중합무게비, 함수율, 이온교환용량, 수소이온 전도도 및 가속조건에서의 산화안정성을 조사하였다. 사용된 스티렌 유도체의 구조 및 특성에 따라 모노머 흡수, 중합 및 술폰화 단계가 영향을 받는 것으로 나타났다. 산화적으로 안정한 고분자를 형성하는 ${\alpha}-methyl$ styrene은 중합 단계가 어렵기 때문에 스티렌 또는p-methyl styrene과 공중합하여 제조하였고 p-methyl styrene과 공중합된 ${\alpha}-methyl$ styrene 막은 스티렌과 공중합한 막보다 높은 전도도 및 안정성을 나타내었으나 낮은 분자량으로 인해 안정성의 개선을 크게 보이지 못하였다. 벤젠 고리에 큰 치환기를 갖는 t-butyl styrene은 모노머 흡수 및 술폰화과정이 용이하지 않기 때문에 제조된 막의 성능이 감소하였으며 이를 p-methyl styrene과 공중합할 때 우수한 성능과 스티렌막보다 크게 개선된 안정성을 보였다.

가지형 공중합체/$TiO_2$ 나노복합 고분자 전해질막의 제조 및 분석 (Preparation and Characterization of Graft Copolymer/$TiO_2$ Nanocomposite Polymer Electrolyte Membranes)

  • 고종관;노동규;라즈쿠마 파텔;설용건;김종학
    • 멤브레인
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    • 제20권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 원자전달 라디칼 중합을 이용하여 poly(styrene sulfonic acid) 47 wt%를 가진 poly(vinylidene fluoride-co-chlorotrifluoroethylene)-g-poly(styrene sulfonic acid) (P(VDF-co-CTFE)-g-PSSA) 가지형 공중합체를 합성하였다. 티타늄 아이소프로폭사이드(TTIP)와 가지형 공중합체를 졸-겔 공정을 통하여 $TiO_2$/가지형 공중합체 복합막을 제조하였다. TTIP는 가지형 공중합체의 친수성을 가진 PSSA 영역에만 선택적으로 결합하였으며 그곳에 $TiO_2$ 나노 입자가 형성되어 성장하였다. 이와 같은 결과를 적외선과 자외선 분광학으로 확인할 수 있다. 함수량과 이온 교환 능력 (IEC)는 TTIP의 함량에 따라 감소하였고 이것은 막이 가진 술폰산의 수가 감소하기 때문이었다. TTIP가 5 중량%일 때, 막의 기계적 강도는 증가하고 수소이온 전도도도 유지되었다.

가축 분뇨를 이용한 미생물 연료전지의 특성 및 MEA 열화 (Characteristics of Microbial Fuel Cells Using Livestock Waste and Degradation of MEA)

  • 김영숙;추천호;정재진;안명원;나일채;이정훈;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권2호
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    • pp.175-181
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    • 2014
  • 고분자전해질 연료전지용 MEA(Membrane and Electrode Assembly)와 가축분뇨를 이용해 미생물연료전지(MFC)를 구동하였다. 여러 균을 혼합해 MFC를 구동했을 때 개별적으로 구동했을 때보다 높은 개회로전위(OCV)를 나타냈다. 돼지분뇨, 소분뇨, 닭분뇨, 오리 분뇨 중 돼지 분뇨를 이용했을 때 제일 높은 OCV 540mV를 보였다. 그리고 돼지분뇨에서 최고 $963mW/m^2$의 전력이 발생하였다. MFC 구동과정에서 MEA의 $Na^{2+}$, $Ca^{2+}$, $K^+$ 이온 및 불순물들에 의한 오염이 MFC의 낮은 성능의 한 원인임을 확인하였다.

고분자 전해질 연료전지 구동 조건에 따른 MEA 열화 및 배출수 특성 (Degradation of MEA and Characteristics of Outlet Water According to Operation Condition in PEMFC)

  • 황병찬;이세훈;나일채;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권4호
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    • pp.478-482
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    • 2017
  • 고분자 전해질 연료전지의 구동과정 중 습도제어는 매우 중요한 제어 조건이다. 물 관리 측면에서는 저가습 조건이 유리하고, 배출수 활용 및 에너지 효율면에서는 고가습이 유리하다. 본 연구에서는 배출수 활용면에서 저가습과 고가습 구동 과정에서 배출수의 특성에 대해서 연구하였다. 배출수의 불순물은 막과 전극의 열화 과정에서 발생하는 것이므로 저가습과 고가습 조건에서 막전극합체(MEA)열화에 대해서도 연구하였다. 연료극 0% RH의 저가습 조건에서 라디칼 발생속도가 커 고분자 막 열화의 주요 원인임을 보였다. 양쪽 극 모두 고가습(RH 100%) 0.6 V에서 불소 이온 농도 약 20 ppb로 낮은 농도를 나타내서, 수전해 원료수로 사용하기에 충분하였다. 고가습 조건에서 배출한 응축수에서 0.2 ppb 이하의 매우 낮은 농도의 백금이 검출되었다.

PVA/PSSA-MA 이온교환막을 이용한 물/에탄올 계의 투과증발분리 (Pervaporation Separation of Water/Ethanol Mixture Using PVA/PSSA-MA Ion Exchange Membranes)

  • 임지원;조현일;서무영;김대훈;박인철;남상용
    • 멤브레인
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    • 제16권3호
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    • pp.235-239
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    • 2006
  • 본 연구는 poly(vinyl alcohol) (PVA)와 가교제 poly(strene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)을 이용하여 제조된 막을 물/에탄올 계에 대한 투과증발 실험을 25, 35 및 45$^{\circ}C$에서 수행하였다. 가교제의 함량은 7, 9, 11 wt.%를 사용하였으며, 원액의 조성은 무게비로 물 50, 20, 10 및 공비점인 4.4%에 대하여 조사하였다. 일반적인 투과증발 결과와 마찬가지로 가교제 함량의 증가 및 조업온도 증가에 따라 투과도 및 선택도에 대한 대표적 경향을 보여 주었다. 물 : 에탄올 = 10 : 90 조성에서 그리고 $45^{\circ}C$에서 선택도 12003와 투과도 $58.92g/m^2{\cdot}hr$를 PSSA-MA 11 wt%의 막이 보여 주었다.

An Efficient Method for Co-purification of Eggshell Matrix Proteins OC-17, OC-116, and OCX-36

  • Zhang, Maojie;Wang, Ning;Xu, Qi;Harlina, Putri Widyanti;Ma, Meihu
    • 한국축산식품학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.769-778
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    • 2016
  • In this study, we improved the eggshell-membrane separation process by separating the shell and membrane with EDTA solution, evaluating effects of three different extraction solutions (acetic acid, EDTA, and phosphate solution), and co-purifying multiple eggshell proteins with two successive ion-exchange chromatography procedures (CM Sepharose Fast Flow and DEAE Sepharose Fast Flow). The recovery and residual rates of eggshell and membrane separated by the modified method with added EDTA solution were 93.88%, 91.15% and 1.01%, 2.87%, respectively. Ovocleidin-116 (OC-116) and ovocalyxin-36 (OCX-36) were obtained by loading 50 mM Na-Hepes, pH 7.5, 2 mM DTT and 350 mM NaCl buffer onto the DEAE-FF column at a flow rate of 1 mL/min, ovocleidin-17 (OC-17) was obtained by loading 100 mM NaCl, 50 mM Tris, pH 8.0 on the CM-FF column at a flow rate of 0.5 mL/min. The purities of OCX-36, OC-17 and OC-116 were 96.82%, 80.15% and 73.22%, and the recovery rates were 55.27%, 53.38% and 36.34%, respectively. Antibacterial activity test suggested that phosphate solution extract exhibited significantly higher activity against the tested bacterial strains than the acetic acid or EDTA extract, probably due to more types of proteins in the extract. These results demonstrate that this separation method is feasible and efficient.

지지체 종류에 따른 음이온 교환 함침막 특성 변화 (Property Changes of Anion Exchange Pore-filling Membranes According to Porous Substrates)

  • 전상환;최선혜;이별님;손태양;남상용;문선주;박상현;김지훈;이영무;박치훈
    • 멤브레인
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    • 제27권4호
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    • pp.344-349
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    • 2017
  • 전해질막을 사용하는 알칼라인 연료전지는 최근 들어서 시스템 구성이 비슷하고 전해질막의 종류만 다른 기존의 양이온 교환막 연료전지를 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 특히, 알칼라인 연료전지에서는 비백금계 저가 촉매가 사용 가능하여 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 이러한 알칼라인 연료전지 시스템에 적용하기 위한 고성능, 고내구성 음이온 교환막을 제조하기 위하여, 두 종류의 다공성 지지체인 폴리벤조옥사졸 지지체와 폴리에틸렌 지지체에 Fumion FAA 이오노머를 함침시켜, 기존의 Fumion 시리즈의 막보다 우수한 기계적 강도를 가지면서 높은 이온전도도를 유지할 수 있는 함침막을 제조하고자 하였다. 이를 통하여 최종적으로 지지체-함침막이 성공적으로 제조되었고, 이온 전도도와 기계적 특성이 지지체의 성질에 따라 서로 다른 결과를 보여 주었다. PE 지지체에 Fumion 이오노머를 함침시킨 함침막에서는 우수한 기계적 특성이 얻어졌지만, 이온전도도는 감소하였으며 특히 높은 온도에서 성능감소가 더욱 증가하였다. 반면에 PBO 지지체에 Fumion 이오노머를 함침 시킨 경우에는 PBO의 높은 염기성으로 인하여 함침 후에 높은 이온 전도도를 보였지만, Fumion-PE막에 비하여 상대적으로 낮은 기계적 특성을 나타내었다. 결과적으로 지지체-함침막 제조 시 알칼라인 연료전지의 운전조건에 따라 지지체의 특성을 충분히 고려하여 연구를 진행할 필요가 있다는 결론을 얻었다.

RO/NF/ED 연계 공정에 의한 고경도 담수 제조 (The Hardness Water Production By RO/NF/ED Linking Process From Deep Seawater)

  • 문덕수;김광수;지호;최미연;정현지;김현주
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.227-238
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    • 2013
  • 본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 황산이온과 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존 시키는 미네랄 수질 조정 기술로 먹는물 수질기준에 맞는 고경수 제조 공정 개발에 있다. 역삼투막(RO)에 통과시켜 농축수(Concentrated deep seawater)와 탈염수(desalted deep seawater)를 제조하고, 나노여과막(NF)를 사용하여 염화나트륨이 제거되지 않은 1차 미네랄 농축수(Mineral enriched deep seawater)를 제조하여, 전기투석 이온교환막(ED)을 가동하여 염화나트륨을 제거한 탈염 미네랄농축수(Mineral enriched desalted water)를 제조하여 이를 RO 탈염수와 희석하여 고경도 먹는해양심층수를 제조하였다. 역삼투막은 해수(해양심층수) 원수에서 용존물질과 담수를 분리할 수 있으며, 2차에 걸쳐 역삼투막을 사용하면, 용존성분 중 99.9% 이상 제거되고, 경도 1이하, 염소이온의 농도 2.3 mg/L인 용존물질이 완전히 제거된 탈염수(순수)를 제조할 수 있었다. 나노여과막 (NF 막)의 간극은 $10^{-9}$ m으로 마그네슘과 칼슘은 50%정도 통과시키며, 염소이온과 나트륨 같은 일가이온은 95%이상 통과한다. 나노여과막은 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분과 나트륨과 염소이온과 같은 염분성분을 분리 농축할 수 있지만, 완벽하게 분리하지는 못한다. 전기투석막(ED)은 전기전도도에 따라 경도성분의 이가이온과 염분성분인 일가이온이 분리된다. 전기전도도 20 mS/cm 이상에서 경도성분(마그네슘이온, 칼슘 이온 등)은 제거되지 않는 반면, 염분성분 (나트륨이온, 염소이온 등)은 지속적으로 제거되었다. 따라서, 나노여과막을 이용하여 마그네슘과 칼슘과 같은 경도 성분을 농축하고, 전기투석막을 이용하여 경도농축수에서 염분성분을 분리하여 경도농도 12,600 mg/L, 염소이온 농도 2,446 mg/L의 염분성분이 배제된 고경도 농축수를 제조할 수 있었다. 이러한 고경도수를 역삼투막을 이용하여 용존물질이 모두 제거된 2차 RO 생산수로 10배 희석하면 염소이온 농도 244 mg/L 로 먹는물 수질기준에 적합하면서 경도농도 1,260 mg/L 인 고경도 수 제조도 가능하였다. RO/NF/ED 또는 NF/ED 연계공정은 해수의 증발 없이 역삼투막, 나노여과막과 전기투석막만을 이용하여 염소이온과 나트륨, 칼륨, 황산이온과 같은 염분성분을 제거하면서 마그네슘과 칼슘과 같은 경도성분은 농축할 수 있어서 먹는물 수질기준에 적합한 고경도수 제조가 가능하였으며, 이 과정 중 소모되는 에너지를 줄일 수 있었다.