• 한국포장학회지
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• 제29권2호
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• pp.95-102
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• 2023

실내마스크 착용 해제 및 거리 두기 완화에도 불구하고 비대면 서비스가 계속되어 이루어지고 있다. 특히 음·식료품을 비롯한 농·축·수산물의 배송 수요는 증가하고 있어 이에 부가되는 플라스틱 포장 폐기물의 양이 꾸준히 증가하는 추세이다. 이에 따라 EU에서는 포장재 플라스틱의 사용을 규제하려는 방향으로 움직임을 보였다. 이러한 국제 트렌드의 흐름에 대응하여 국내 패키징 업계에서는 PLA, PBAT와 같은 생분해성 물질을 이용한 친환경 포장재 개발 연구를 활발히 진행하고 있다. 본 연구에서는 이러한 이슈에 대응하여 국내 가로수 중 상당 비중을 차지하여 식재된 은행나무의 은행잎을 lactic acid 생산에 관한 새로운 원료로 활용하고자 하였다. 은행잎은 cellulose, mannan, xylan 등의 다당류를 함유하고 있으며 대량의 원료를 얻을 수 있다는 유용한 특징이 있다. 본 연구를 통해 전처리한 은행추출부산물의 glucan은 단일 분획 공정으로는 높은 수율을 기대하기 어렵다고 판단되어지며, 낮은 수욜 문제를 해결하기 위해서는 전처리 가수분해액, 효소당화액을 모두 활용하는 통합 공정이 필수적으로 적용되어야 한다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권2호
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• pp.145-156
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• 2023

본 연구에서는 -18℃ 및 4℃에서 18년간 저장된 소나무 종자 963개에 대해 FT NIR 스펙트럼을 조사하여 7개 머신러닝 방법(XGBoost, Boosted Tree, Bootstrap Forest, Neural Networks, Decision Tree, Support Vector Machine, PLS-DA)을 이용한 종자발아 예측모델을 만들고, 그 성능을 비교하였다. XGBoost 및 Boosted Tree 모델의 예측성능이 가장 우수하였으며, 정확도, 오분류율 및 AUC 값은 각각 0.9722, 0.0278, 0.9735과 0.9653, 0.0347, 0.9647이었다. 2개 모델에서 종자발아 유무를 예측하는 데 있어 상대적 중요도가 높았던 54개 파수 변수들에 대한 파장대는 크게 6개(811~1,088 nm, 1,137~1,273 nm, 1,336~1,453 nm, 1,666~1,671 nm, 1,879~2,045 nm, 2,058~2,409 nm) 그룹으로 나눌 수 있었으며, 방향족 아미노산, 셀룰로스, 리그닌, 전분, 지방산 및 수분과 관련된 것으로 추정되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 본 연구에서 얻어진 FT NIR 스펙트럼 데이터과 2개의 머신러닝 모델은 소나무 저장종자의 발아 유무를 정확도 96% 이상으로 예측할 수 있기에 장기저장 종자 유전자원의 비파괴적 활력검정에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권4호
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• pp.552-558
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• 2023

Levulinic acid (LA) is a valuable chemical used in fuel additives, fragrances, and polymers. In this study, we proposed possible biosynthetic pathways for LA production from lignin and poly(ethylene terephthalate). We also created a genetically encoded biosensor responsive to LA, which can be used for screening and evolving the LA biosynthesis pathway genes, by employing an LvaR transcriptional regulator of Pseudomonas putida KT2440 to express a fluorescent reporter gene. The LvaR regulator senses LA as a cognate ligand. The LA biosensor was first examined in an Escherichia coli strain and was found to be non-functional. When the host of the LA biosensor was switched from E. coli to P. putida KT2440, the LA biosensor showed a linear correlation between fluorescence intensity and LA concentration in the range of 0.156-10 mM LA. In addition, we determined that 0.156 mM LA was the limit of LA detection in P. putida KT2440 harboring an LA-responsive biosensor. The maximal fluorescence increase was 12.3-fold in the presence of 10 mM LA compared to that in the absence of LA. The individual cell responses to LA concentrations reflected the population-averaged responses, which enabled high-throughput screening of enzymes and metabolic pathways involved in LA biosynthesis and sustainable production of LA in engineered microbes.

• The Plant Pathology Journal
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• 제39권1호
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• pp.108-122
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• 2023

Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol) and Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc), are the causal agent of Fusarium wilt disease of tomato and banana, respectively, and cause significant yield losses worldwide. A cost-effective measure, such as biological control agents, was used as an alternative method to control these pathogens. Therefore, in this study, six isolates of the Streptomyces-like colony were isolated from soils and their antagonistic activity against phytopathogenic fungi and plant growth-promoting (PGP) activity were assessed. The results showed that these isolates could inhibit the mycelial growth of Fol and Foc. Among them, isolate STRM304 showed the highest percentage of mycelial growth reduction and broad-spectrum antagonistic activity against all tested fungi. In the pot experiment study, the culture filtrate of isolates STRM103 and STRM104 significantly decreased disease severity and symptoms in Fol inoculated plants. Similarly, the culture filtrate of the STRM304 isolate significantly reduced the severity of the disease and symptoms of the disease in Foc inoculated plants. The PGP activity test presents PGP activities, such as indole acetic acid production, phosphate solubilization, starch hydrolysis, lignin hydrolysis, and cellulase activity. Interestingly, the application of the culture filtrate from all isolates increased the percentage of tomato seed germination and stimulated the growth of tomato plants and banana seedlings, increasing the elongation of the shoot and the root and shoot and root weight compared to the control treatment. Therefore, the isolate STRM103 and STRM104, and STRM304 could be used as biocontrol and PGP agents for tomato and banana, respectively, in sustainable agriculture.

• 한국포장학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-14
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• 2024

환경문제에 대한 관심이 증가함에 따라 지속가능한 소재에 대한 요구가 증가하고 있다. 전 세계적으로 커피는 가장 많이 소비되는 음료이며, 커피음료의 가공 및 소비로 발생하는 커피 부산물에는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌, 지질 및 생리활성물질 등이 풍부하지만 대부분 폐기되는 실정이다. 따라서, 많은 연구자들이 커피 부산물을 고부가가치 소재로 개발하기 위하여 노력하고 있다. 본 총설에서는 고분자/커피 은피 복합화 연구, 커피 은피로부터 셀룰로오스 추출 및 응용연구, 고분자/커피찌꺼기 복합화 연구, 커피찌꺼기로부터 셀룰로오스 추출 및 이를 활용한 연구, 커피찌꺼기로부터 지질 추출 및 이를 활용한 PHAs합성, 가소제로써 커피찌꺼기로부터 추출한 지질의 응용가능성 연구 등에 대하여 조사하였다. 선행 연구에서는 커피 부산물인 커피 은피 및 커피찌꺼기 자체를 고분자와 혼합하여 복합소재를 제조하고 물성을 평가하는 연구는 광범위하게 수행되고 있는 것으로 확인되었다. 하지만, 커피 은피 및 커피찌꺼기로부터 나노셀룰로오스를 추출하거나, 상대적으로 친수성인 커피 부산물과 소수성인 석유계 고분자 또는 생분해성 고분자와 복합화 시 상용성 개선과 관련된 커피 부산물의 표면 개질 및 상용화제 도입 등의 연구는 부족함을 확인하였다. 또한 커피 부산물로부터 추출한 지질을 활용하여 PHAs를 합성하는 연구가 일부 진행되고 있지만 합성된 PHAs를 활용하여 포장소재로의 제조 및 응용에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다. 또한, 커피찌꺼기의 발생량 대비 국내외 관리방안 마련 및 제품 적용 시 안전성 평가방법에 관한 연구는 거의 실시되지 않아 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제3권4호
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• pp.253-261
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• 2014

본 연구는 지칭개, 박주가리, 큰부들, 띠 종자섬유에 대한 간단한 화학적, 물리적 특성을 파악하고 이의 활용가능성 여부를 알아보기 위해 수행되었다. Holocellulose 함량은 건조중의 74-88.5%로서 박주가리 종자섬유가 가장 높았고 전체적으로 큰부들 줄기의 것(59.5%)보다 높은 경향이었다. 그러나 holocellulose에 대한 alpha-cellulose의 비율은 45-48%로서 종자섬유간 서로 비슷하였다. 리그닌 함량은 17.0% (띠)-24.0% (박주가리), 회분은 0.22% (박주가리)-4.2%(띠), 열수추출물은 2.2% (지칭개)-7.8% (띠), 유기용매 추출물은 0.4% (띠)-6.3% (부들) 함량을 나타내었다. Crystallinity index (CI) 분석에 있어서는 무처리 종자섬유의 경우 지칭개와 박주가리가 약 65%로서 높았고, 띠와 큰부들은 약 54%로서 상대적으로 낮았다. 그러나 화학처리후 얻어진 EDA 섬유간의 CI는 박주가리가 71.8%로서 가장 높았고 미소한 차이이지만 큰부들과 지칭개는 보다 낮아 각각 69.3%, 67.2%를 나타내었다. 한편 열분해 특성은 전형적인 lignocellulose계 패턴을 보였는데 무처리 종자섬유의 경우, 가장 높은 분해율을 나타낸 온도는($%/^{\circ}C$) 박주가리, 큰부들, 지칭개, 띠에서 각각, $312^{\circ}C$, $321.8^{\circ}C$, $331.5^{\circ}C$, $341.6^{\circ}C$로서 박주가리가 가장 낮고, 띠에서 가장 높은 편이었다. 그런데 EDA 섬유의 경우는, 지칭개, 큰부들, 박주가리, 띠에서 각각 $327^{\circ}C$, $327^{\circ}C$, $341.1^{\circ}C$, $360.0^{\circ}C$로서 띠가 가장 높은 편이었다. 이상의 결과들은 종합해 볼 때, 본실험의 종자섬유는 그 자체로 직접 이용할 수 있을 정도의 화학적, 물리적 특징을 가졌으나 일련의 화학처리를 하면 보다 우수한 품질의 섬유를 확보할 수 있으며, 이들은 여러 용도의 천연섬유 자원으로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 농업과학연구
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• 제39권3호
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• pp.335-340
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• 2012

밤의 가공과정에서 임업 부산물로 생산되는 율피(밤껍질)는 밤 생산량의 50%를 차지하며, 사료비 저감을 위한 반추동물의 사료원으로서 이용 가능성이 있으나 이에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 밤의 가공 부산물인 1, 2차 율피의 반추동물용 사료로서의 영양적 가치와 반추위 발효 특성을 분석하기 하기 위해 1, 2차 율피의 영양소를 분석하고, 48시간 동안 in vitro 반추위 발효 실험을 실시하여 율피의 첨가 수준에 따른 in vitro 반추위 건물 소화율 및 가스 발생량을 측정하였다. In vitro 실험의 기본 사료로는 시중에서 판매되는 유산양 TMR을 이용했으며, 기본 사료와 1차 율피 및 2차 율피의 비율을 달리하여 13개의 처리구로 실험을 실시하였다. 처리구는 2차 율피 100%, 1차 율피 100%, 2차 율피와 1차 율피의 1:1 혼합구, TMR 100% 및 TMR을 2차 율피, 1차 율피 또는 1, 2차 율피 혼합으로 각각 5%, 10%, 15% 대체한 처리구이다. 율피의 일반 성분분석에서 1차 율피는 2차 율피에 비해 섬유소(NDF, ADF, 리그닌) 함량이 전체적으로 높고 이에 따라 비섬유소탄수 화물의 함량은 낮으나, 그 외의 영양소에서는 차이를 보이지 않았다. In vitro 반추위 건물 소화율은 유의적으로(p<0.05) 2차 율피(71.97%)가 가장 높았고, 1차 율피(42.80%)가 가장 낮았다. 2차 율피의 첨가 수준이 증가됨에 따라 건물소화율은 변화가 없었으며, 1차 율피의 첨가에 따라서는 소화율이 감소하는 경향을 보였다. 가스 발생량은 2차 율피 처리구에서 48시간 가스 발생량 및 발생 속도가 가장 높았고, 1차 율피 처리구에서 가장 낮았으며, TMR을 율피로 15%까지 대체하였을 때 가스 발생량의 차이는 유의하지 않았다. pH 또한 유의적으로(p<0.05) 2차 율피(6.33)에서 가장 낮았고, 1차 율피(6.50)에서 가장 높았다. 결론적으로 2차 율피는 반추동물의 사료 자원으로서 이용가치가 충분히 있으며, 1차 율피의 경우 상대적으로 사료가치가 떨어지나 조사료를 일부 대체하는 것은 가능할 것으로 판단된다. 하지만, 율피의 사료 가치를 보다 올바로 평가하기 위해서는 동물을 이용한 in vivo 대사, 소화, 성장 및 기호성 실험이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제26권1호
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• pp.53-62
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• 2006

본 연구는 시료 및 스펙트럼의 전처리 방법이 근적외선 분광법을 이용한 옥수수 사일리지의 화학적 조성분의 예측능력에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었다. 시료의 전처리 방법은 건조하여 분쇄하는 방법(Oven Dried Grinding), 액화 질소처리 후 분쇄하는 방법(Liquid Nitrogen Grinding) 그리고 생사일리지(Intact Fresh)처리로 하였으며 4개의 스펙트럼의 수처리(1,4,4, 2,6,4, 2,10,5) 방법을 이용하여 다변량회귀분석법인 변형부분최소자승회귀법(MPLS)을 통해 검량식을 작성하였다. 시료의 전처리 방법에 의해서 유도된 검량식의 예측 능력은 섬유소 성분(NDF, ADF)과 일반 조성분(CP, Ash) 모두에서 Oven dried grinding (ODG) > Liquid nitrogen grinding (LNG)>Intact fresh (IF) 처리 순으로 우수하였다. 또한 스펙트럼의 수처리 방법에 의한 결과는 시료의 전처리 방법에 따라 그 예측 능력이 다르게 나타났다. 옥수수 사일리지의 섬유소 함량을 예측하기 위한 최적의 시료 전처리 및 스펙트럼 수처리 방법은 NDF는 ODG 처리에 2,10,5 수처리 방법 $(R^2=0.86)$, ADF는 ODG 처리에 2,10,5 수처리 방법 $(R^2v=0.93)$이 가장 우수한 전처리 방법으로 나타났다. 조단백질 함량과 조회분 함량을 측정하기 위한 최적의 시료 전처리 및 스펙트럼 수처리 방법은 조단백질은 ODG 처리에 1,4,4 수처리 방법$(R^2v,=0.91)$, 조회분은 ODG 처리에 2,10,5 수처리 방법$(R^2v=0.89)$이 가장 우수한 전처리 방법으로 판단된다. 이상의 연구 결과를 종합해보면 근적외선 분광법을 이용한 사일리지의 화학적 조성분 함량 측정은 적은 오차 범위 내에서 신속하고 정확한 분석법이 될 수 있음을 확인 할 수 있었다. 비록 원물 생시료(IF)에 대한 직접적인 측정은 다소 예측 정확성이 떨어지지만 현장 적용성과 편리성을 높이기 위해서는 생시료의 측정시 오차를 줄일 수 있는 스펙트럼의 수처리 방법이나 산란보정 방법과 같은 데이터 처리기법에 대한 더 많은 연구가 앞으로 진행되어야 한다고 생각되어진다.

• 한국가금학회지
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• 제12권1호
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• pp.25-30
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• 1985

가금에서의 영양소리용성에 미치는 볏짚구성분의 영향을 고찰하기 위하여 증류수 혹은 0.25N NaClO$_2$ 800$m\ell$당 볏짚 100g의 비율로 침지하여 135$^{\circ}C$ 3.2kg/$\textrm{cm}^2$ 압력밑에서 각각 30, 60 및 120분 autoclave를 이용하여 가열하고 세척 건조(증류수 혹은 NaClO$_2$-30, 60 및 120-볏짚) NDF, ADF 및 리그닌량을 조사하였다. 갓부화한 단관백색 레그흔 숫병아리에 10일간 시판 병아리 사료를 급여하고 계속해서 8일간 밀기울(기초), 섬유소(선분), 무처리볏짚, 증류수-30-볏짚 및 NaClO$_2$-30-볏짚이 각각 17.0% 함유된 실험사료를 급여했다. 증류수-30, 60 및 120-볏짚의 건물손실율은 각각 9.7, 12.1 및 13.3%였으나, NaClO$_2$-30, 60 및 120-볏짚에서는 각각 8.8, 18.7 및 19.4%로, NaClO$_2$-60 및 120-볏짚에서는 증류수볏짚의 1.5배가 되었다. 증류수 및 NaClO$_2$ 볏짚의 건물손실은 주로 무처리볏짚의 세포내용물과 헤미셀루로스의 용출에 기인하는 것이었다. 증류수-30-볏짚을 급여한 병아리는 무처리 혹은 NaClO$_2$-30-볏짚을 급여한것에 비해서 증체량이 높고 사료요구량이 낮았다. 질소밸런스 및 축적율은 증류수-30-볏짚을 급여한것에서 무처리 및 NaClO$_2$-30-볏짚을 급여한것에 비해서 높았고, 조지방소화율은 높아지는 경향이 있었다. 무처리, 증류수-30 및 NaClO$_2$-30-볏짚을 급여한 병아리의 MEn/GE는 각각 71.9, 72.9 및 70.4%였으며, 대사체중(kg 0.75)당 MEn섭취량은 각각 307.3, 296.2 및 291.4 KCal가 되었다. 이때 kg 0.75당 1일 단백질축적량은 각각 1.647, 1.969 및 1.560g이었다. 한편 증류수-30-볏짚을 급여한 병아리의 단백질 1g 축적에 상당하는 MEn는 30.56Kcal로써 무처리 및 NaClO$_2$-30-볏짚을 급여한것의 36.90 및 37.58Kcal보다 낮았다. 따라서 무처리볏짚에는 에너지 이용성 혹은 단백질축적에 영향을 미치는 물질 혹은 성질이 존재하며, 이것은 볏짚을 끓임으로써 제거된다는 것을 시모고 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권3호
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• pp.258-267
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• 2017

리기다소나무와 신갈나무 목분에 낙엽송 수피 또는/그리고 인공건조시 발생하는 폐액을 첨가제로 사용하여 펠릿을 제조하고, 이에 대한 연료적 특성의 분석을 통하여 고등급 목재펠릿 제조를 위한 원료 및 제조조건을 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 첨가제에 대한 화학적 조성을 조사한 결과, 수피는 90% 이상의 전섬유소와 리그닌으로 구성되어 있었으며, 건조폐액은 대부분 당 성분이라 추정되는 0.1%의 고형분을 가지고 있었다. 신갈나무 목분은 수피의 포함으로 회분 함량(2.2%)이 높았으며, 수피와 건조폐액도 4% 이상의 회분을 가진 것으로 조사되었다. 목분 및 첨가제의 발열량은 모두 국립산림과학원(NIFOS)에서 고시한 "목재제품의 규격과 품질기준"의 목재펠릿 1급 기준(18.0 MJ/kg) 보다 높았다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿은 첨가제의 양이 2 wt%인 관계로 회분함량과 발열량에 영향을 미치지 않았다. 내구성의 경우, 대부분의 제조 조건에서 첨가제의 사용에 의하여 증가하였다. 한편 첨가제로 수피 그리고 목분의 함수율 조절을 위하여 건조폐액을 함께 첨가하여 제조한 펠릿의 내구성은 첨가제없이 제조한 펠릿과 차이가 없었으며, 수피 또는 건조폐액을 각각 첨가제로 사용하여 제조한 펠릿보다 낮았다. 그러나 펠릿 제조비용 측면에서 건조폐액은 폐수처리에 따른 수익이 가능한 관계로 수피와 건조폐액을 공동으로 펠릿 제조에 사용하는 것이 유리할 것으로 생각한다. 피스톤형 펠릿성형기로 제조한 펠릿의 연료적 특성 측정 결과를 토대로 파일럿 규모의 평다이펠릿성형기로 리기다소나무 및 신갈나무 펠릿을 제조하였다. 제조된 펠릿의 함수율은 목분 및 첨가제의 사용과 상관없이 NIFOS 1급 기준($${\leq_-}$$10%)을 모두 만족하였다. 이에 대한 겉보기밀도와 내구성 측정결과를 종합하면, 첨가제의 사용은 리기다소나무의 경우 목분 함수율을 10%로 조절하고 수피나 건조폐액을 사용하는 것이 그리고 신갈나무의 경우 12%의 목분 함수율에 수피를 사용하는 것이 각각의 최적 목재펠릿 제조 조건이라 생각한다. 신갈나무 펠릿의 회분 함량을 제외하고 이 조건에서 제조한 목재펠릿의 품질은 NIFOS 목재펠릿 1급 기준을 크게 상회하는 것으로 나타났다.