• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권4호
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• pp.311-319
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• 2018

Purpose: The aim of this study is to develop a small combine for harvesting miscellaneous cereal crops. Methods: A prototype small combine was designed and constructed. Its specifications and basic performance were investigated. Results: The prototype small combine for harvesting miscellaneous cereal crops was designed and constructed to reflect similar specifications as those of the conventional combine. The prototype small combine comprises a diesel engine with the rated power/speed of 22.0 kW/2,600 rpm, three-stage primary and two-stage speed range transmission shifts, and a double acting threshing part. The maximum travel speeds of the prototype combine are approximately 0.72 m/s, 2.50 m/s, 0.30 m/s at the low, high speed range shifts in the forward direction, and while traversing in the reverse direction, respectively. The minimum radius of turning was approximately 1.50 m. In a static lateral overturning test, the prototype combine overturned neither to the right nor to left on a $30^{\circ}$ slope. The results of an oilseed rape harvesting test included the maximum operating speed of 0.32 m/s, the grain loss ratio of approximately 9.0%, and the effective field capacity of approximately 10.3 a/h. Additionally, among the outputs in grain outlet, the whole grains, damage grains, and materials other than grain (MOG) ratios accounted for 97.4%, 0.0%, and 2.6%, respectively. Conclusions: The prototype small combine for harvesting miscellaneous cereal crops indicates good driving ability and stability. The results of the oilseed rape harvesting test reveal that the harvesting performance must be enhanced such that the separating and cleaning parts are more suitable for each type of crop, thus reducing grain loss and foreign substances among the outputs in grain outlet. An improved small prototype combine could be used effectively to mechanize the harvesting of miscellaneous cereal crops in small family farms or semi-mountainous areas.

• 생명과학회지
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• 제24권1호
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• pp.26-38
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• 2014

잡곡류의 항산화활성을 조사하기 위해 국내산 11종의 잡곡으로부터 80% 에탄올 추출물을 얻어 DPPH- 및 ABTS-라디칼 소거활성을 측정한 결과, 황금찰수수(Sorghum bicolor L. Moench cv. Hwanggeumchalsusu), 찰수수(Sorghum bicolor L. Moench cv. Chalsusu) 및 식용피(Echinochloa esculenta)의 에탄올 추출물이 다른 잡곡류의 에탄올 추출물에 비해 높은 라디칼 소거활성을 나타내었다. 이들 황금찰수수, 찰수수 및 식용피의 에탄올 추출물을 n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate 및 n-butanol로 분획하였을 때, 대부분의 라디칼 소거활성은 페놀성 화합물이 주로 함유되어 있는 것으로 나타난 ethyl acetate 분획과 butanol 분획에서 집중적으로 확인되었다. 특히, 황금찰수수의 ethyl acetate 분획과 butanol 분획의 라디칼 소거활성은 천연 항산화제인 ${\alpha}$-tocopherol에 비해 더 높게 나타났다. 황금찰수수, 찰수수 및 식용피 유래의 ethyl acetate 분획과 butanol 분획은 지질 과산화를 저해하는 것으로 ferric thiocyanate (FTC)와 thiobarbituric acid (TBA) 방법에 의해 확인되었다. 황금찰수수, 찰수수 및 식용피 유래의 ethyl acetate 분획의 경우, tertiary-butyl hydroperoxide (TBHP) 처리에 의해 HL-60 세포에서 유도되는 에폽토시스 현상들 즉, sub-G1 세포 등장, ${\Delta}{\Psi}m$ 소실, caspase-9과 caspase-3의 활성화, 그리고 PARP와 lamin B의 분해 등을 저해하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 황금찰수수, 찰수수 및 식용피가 효율적인 항산화 활성을 지니고 있으며 산화적 손상에 의해 매개되는 에폽토시스를 억제할 수 있음을 보여준다. 아울러 이러한 연구결과들은, 황금찰수수, 찰수수 및 식용피가 산화적 스트레스로부터 세포를 보호하는 항산화 식이소재가 될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제23권12호
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• pp.1460-1470
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• 2013

잡곡류의 항혈전작용을 조사하기 위해 국내산 11종의 잡곡으로부터 80% 에탄올 추출물을 얻어 혈액응고저해활성을 thrombin time (TT)법으로 측정한 결과, 황금찰수수의 에탄올 추출물이 가장 높은 혈액응고저해활성을 보였으며, 뒤이어 청차조 유래의 에탄올 추출물도 혈액응고저해활성을 보였다. 황금찰수수의 에탄올 추출물을 n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate 및 n-butanol로 분획하였을 때, 대부분의 TT-저해활성은 hexane과 methylene chloride 분획에 분포하였으며, 이들 분획의 활성은 동일 농도의 aspirin (최종 농도 480 ${\mu}g/ml$)보다 더 높은 것으로 나타났다. 또한 황금찰수수의 에탄올 추출물의 혈액응고저해활성은 activated partial thromboplastin time (APTT)법 및 prothrombin time (PT)법으로도 확인되었다. 이때 APTT-저해활성은 hexane 및 methylene chloride분획에 주로 분포하였으나 PT-저해활성은 hexane 분획에 주로 분포하였다. 이들 분획들의 APTT-저해활성 및 PT-저해활성은 warfarin (최종농도 3.13 mg/ml) 보다 더 높은 것으로 확인되었다. 황금찰수수 유래 에탄올 추출물의 TT-저해활성은 열 안정성 및 pH 안정성이 매우 우수하였다. 한편, 이와 같은 황금찰수수 유래 에탄올추출물, hexane 분획 및 methylene chloride 분획의 경우는 피브린 응괴를 가용화할 수 있는 피브린용해활성을 지닌 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 황금찰수수가 혈액응고저해활성과 혈전용해활성을 지니고 있음을 보여주며, 아울러 항혈전 식이요법의 소재가 될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제24권5호
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• pp.505-514
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• 2014

항 비만 활성소재를 탐색하기 위하여 국내산 8종의 잡곡으로부터 80% 에탄올 추출물을 확보하여 마우스 3T3-L1 전지방세포에 대한 세포독성을 조사한 결과, 기장이 가장 강한 세포독성을 보였다. 따라서 본 연구에서는 기장 에탄올 추출물을 다시 메칠렌 크로라이드, 에칠아세테이트 및 부탄올로 단계 추출하여 각 유기용매 추출물을 확보하고 각 추출물의 항 비만 활성소재를 3T3-L1전지방세포의 지방세포로의 분화 억제능으로 조사하였다. 그 결과 기장의 부탄올 추출물은 지방세포 분화 유도기간(6일) 동안 처리하였을 때, 대조구보다 중성지방 축적을 약 50.3% 억제하는 것으로 나타나 가장 강한 항비만 활성 분획임을 확인하였다. 이와 같은 기장 부탄올 추출물의 항비만 활성은 지방세포 분화유도인자($(C/EBP{\alpha}$, $PPAR{\gamma}$)의 초기 발현을 억제하여 전지방세포의 지방세포로의 분화를 억제하고, 나아가 지방대사 관련 유전자(aP2 와LPL)의 발현까지도 저해함을 알았다. 그리고 기장의 부탄올 추출물은 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서는 3T3-L1 전지방세포의 지방세포로의 분화를 저해하지만 50 ${\mu}g/ml$농도에서는 3T3-L1 전지방세포의 미토콘드리아 세포막 전위(${\Delta}{\psi}m$)를 변화시키고, caspase-3 활성화와 PARP 분해를 유도하여 세포사멸을 유도하였다. 이와 같은 결과는 기장이 항비만 소재를 가진 우수한 잡곡으로서 비만 관련 질환 예방에 우수한 식소재로 활용할 수 있음을 시사한다.