• 제목/요약/키워드: oxidation time

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MFC의 금속 및 탄소전극에 의한 전기생산 특성과 오염저감 효과 (Electricity Generation and De-contamination Effect for Characteristic Electrode Material in a Microbial Fuel Cell System Using Bay Sediment)

  • 권성현;송형진;이은미;조대철;이인형
    • 한국환경과학회지
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    • 제19권8호
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    • pp.951-960
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    • 2010
  • Sediment works as a resource for electric cells. This paper was designed in order to verify how sediment cells work with anodic material such as metal and carbon fiber. As known quite well, sediment under sea, rivers or streams provides a furbished environment for generating electrons via some electron transfer mechanism within specific microbial population or corrosive oxidation on the metal surfaces in the presence of oxygen or water molecules. We experimented with one type of sediment cell using different anodic material so as to attain prolonged, maximum electric power. Iron, Zinc, aluminum, copper, zinc/copper, and graphite felt were tested for anodes. Also, combined type of anodes-metal embedded in the graphite fiber matrix-was experimented for better performances. The results show that the combined type of anodes exhibited sustainable electricity production for ca. 600 h with max. $0.57\;W/m^2$ Al/Graphite. Meanwhile, graphite-only electrodes produced max. $0.11\;W/m^2$ along with quite stationary electric output, and for a zinc electrode, in which the electricity generated was not stable with time, therefore resulting in relatively sharp drop in that after 100 h or so, the maximum power density was $0.64\;W/m^2$. It was observed that the corrosive reaction rates in the metal electrodes might be varied, so that strength and stability in the electric performances(voltage and current density) could be affected by them. In addition to that, COD(chemical oxygen demand) of the sediment of the cell system was reduced by 17.5~36.7% in 600 h, which implied that the organic matter in the sediment would be partially converted into non-COD substances, that is, would suggest a way for decontamination of the aged, anaerobic sediment as well. The pH reduction for all electrodes could be a sign of organic acid production due to complicated chemical changes in the sediment.

Bioconverted Jeju Hallabong tangor (Citrus kiyomi × ponkan) peel extracts by cytolase enhance antioxidant and anti-inflammatory capacity in RAW 264.7 cells

  • Chang, Yun-Hee;Seo, Jieun;Song, Eunju;Choi, Hyuk-Joon;Shim, Eugene;Lee, Okhee;Hwang, Jinah
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제10권2호
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    • pp.131-138
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    • 2016
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Citrus and its peels have been used in Asian folk medicine due to abundant flavonoids and usage of citrus peels, which are byproducts from juice and/or jam processing, may be a good strategy. Therefore, the aim of this study was to examine antioxidant and anti-inflammatory effects of bioconversion of Jeju Hallabong tangor (Citrus kiyomi ${\times}$ ponkan; CKP) peels with cytolase (CKP-C) in RAW 264.7 cells. MATERIALS/METHODS: Glycosides of CKP were converted into aglycosides with cytolase treatment. RAW 264.7 cells were pre-treated with 0, 100, or $200{\mu}g/ml$ of citrus peel extracts for 4 h, followed by stimulation with $1{\mu}g/ml$ lipopolysaccharide (LPS) for 8 h. Cell viability, DPPH radical scavenging activity, nitric oxide (NO), and prostagladin $E_2$ ($PGE_2$) production were examined. Real time-PCR and western immunoblotting assay were performed for detection of mRNA and/or protein expression of pro-inflammatory mediators and cytokines, respectively. RESULTS: HPLC analysis showed that treatment of CKP with cytolase resulted in decreased flavanone rutinoside forms (narirutin and hesperidin) and increased flavanone aglycoside forms (naringenin and hesperetin). DPPH scavenging activities were observed in a dose-dependent manner for all of the citrus peel extracts and CKP-C was more potent than intact CKP. All of the citrus peel extracts decreased NO production by inducible nitric oxide synthase (iNOS) activity and $PGE_2$ production by COX-2. Higher dose of CKP and all CKP-C groups significantly decreased mRNA and protein expression of LPS-stimulated iNOS. Only $200{\mu}g/ml$ of CKP-C markedly decreased mRNA and protein expression of cyclooxygenase-2 in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. Both 100 and $200{\mu}g/ml$ of CKP-C notably inhibited mRNA levels of $interleukin-1{\beta}$ ($IL-1{\beta}$) and IL-6, whereas $200{\mu}g/ml$ CKP-C significantly inhibited mRNA levels of $TNF-{\alpha}$. CONCLUSIONS: This result suggests that bioconversion of citrus peels with cytolase may enrich aglycoside flavanones of citrus peels and provide more potent functional food materials for prevention of chronic diseases attributable to oxidation and inflammation by increasing radical scavenging activity and suppressing pro-inflammatory mediators and cytokines.

퇴적토에 담지된 금속 및 탄소전극에 의한 전기 생산 특성 (Electricity Production by Metallic and Carbon Anodes Immersed in an Estuarine Sediment)

  • 송형진;이인형;권성현;조대철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.3731-3739
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    • 2009
  • 철, 황동, 아연, 구리 등 금속과 탄소섬유를 양전극으로 한 해양 퇴적물 전지를 구성하여 전기적 특성을 알아보았다. 금속 전극으로는 철, 황동, 아연, 구리판과 탄소전극으로는 graphite felt가 사용되고 환원부 전극은 graphite felt로 하였다. 해안 퇴적토에 서식하는 미생물군에 의해, 또는 빠른 금속 부식반응에 기초한 산화작용에 의해 전자가 방출되고 아연/철 전극에서 최대전류가 $7.7\;A/m^2$, 철 전극에서 최대 $6.9\;W/m^2$의 전력밀도가 형성되었다. 탄소 천을 감싼 복합금속전극 시험결과 금속전극만 사용한 경우보다 전기특성이 60%정도 향상되었고 이는 미생물 증식과 부식에 의한 산화피막 형성이 지연된 결과로 여겨진다. 산화전극부의 ORP는 실험시간 내내 일정하였으며 구리전극 사용시 유기산 형성으로 추정되는 약한 pH 강하가 일어났다. 전극부와 전해질 부분의 전기저항을 계산한 결과 전기 생산의 주 영향인자는 부식반응 조절과 미생물의 전자 이전활성에 있음을 알 수 있었다.

고성 문암리 출토 신석기 토기의 재질특성과 소성조건 (Firing Conditions and Material Characteristics of Neolithic Potteries from the Goseong Munamri Sites, Korea)

  • 김수경;장성윤;이찬희
    • 자원환경지질
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    • 제53권2호
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    • pp.197-212
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    • 2020
  • 이 연구에서는 최초의 밭 유구가 발견된 고성 문암리 출토 신석기 전기와 중기의 토기를 대상으로 재료학적 특성과 소성조건을 분석하였다. 문암리 토기는 전기 신석기(BC 4000에서 6000)의 융기문, 죽관문, 무문 또는 주칠 토기와 중기 신석기(BC 3000에서 4000)의 횡주어골문, 단사선문 또는 격자문, 침선문 토기 등 6종으로 세분할 수 있다. 토기의 색도측정 결과, 적색 및 황색도가 높은 것으로 보아 전체적으로 산화소성되었으며 단면에서는 흑심이 관찰되기도 한다. 소성온도는 토기의 문양에 따라 차이는 없으며 800℃ 이하와 800~900℃의 범위를 보이는 두 그룹으로 구분된다. 미세조직 및 X-선 회절분석 결과, 죽관문 토기에서는 흑운모의 견운모화와 봉합선 조직이 발달한 석영 및 변질된 알칼리 장석이 확인되며, 토기의 주요광물은 석영과 알칼리 장석, 흑운모 외에도 녹니석과 각섬석이 동정되었다. 문암리 일대의 지질특성으로 볼 때, 유적의 10km 이내에는 각섬석 흑운모 화강암이 분포하며 변성암이 외곽의 산악지대를 이루고 있어 수계의 영향을 받아 토기의 원료물질인 토층이 산재한다. 이 토층과 토기에 포함된 봉합선상 조직이 발달한 석영으로 보아 변성암 기원의 원료물질이 활용된 것으로 추정된다. 토기의 지구화학적 표준화 결과, 문양에 관계없이 성인적으로 유사하여 신석기 시대의 전기와 중기의 시간적 차이에도 불구하고 유적지 주변의 토양을 사용하여 제작한 것으로 해석된다.

상주시 임곡리 굴착공의 적정양수량 결정 (Optimal Pumping Rate of a Water Well at Imgokri, Sangju City)

  • 조병욱;윤욱;문상호;이병대;조수영;김용철;황세호;신제현;하규철
    • 지질공학
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    • 제27권3호
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    • pp.255-265
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    • 2017
  • 상주시 임곡리에 굴착된 심도 100 m 지하수공(PW-2)의 적정양수량을 산정하였다. 시추코아와, 물리검층 자료에 의하면 지하수 산출 심도는 26.1~26.5, 28.0~30.0, 33, 58, 71 m로 해석된다. 단계양수시험에 의하면 40, 55, 70, 90, $132m^3/d$의 양수량으로 70일간 양수시 수위강하량은 각각 6.48, 11.56, 18.07, 28.99, 60.26 m로 예상되었다. $117m^3/d$으로 250분간 실시한 일정량양수시험에서는 양수 경과시간 120~150분에 영향추가 불투수층 경계조건에 도달하여 급격한 수위강하가 일어나 PW-2의 한계채수량은 $90m^3/d$로 산정하였으며 이때의 수위강하량은 28.82~31.27 m이다. 적정양수량은 한계채수량의 범위내의 정류상태여야 하기 때문에 PW-2의 적정양수량은 $70{\sim}90m^3/d$로 제시하였다. 불투수층 경계조건에서 직선의 기울기가 급해지며 지하수의 DO와 ORP가 증가하는 것으로 보아 PW-2를 중심으로 한 기반암지하수의 발달은 제한적인 것으로 추정된다.

감마오리자놀 함유 칼슘-펙틴 미세 및 나노캡슐의 제조와 입자 크기에 따른 캡슐특성 (Preparation of γ-oryzanol-loaded pectin micro and nanocapsules and their characteristics according to particle size)

  • 이슬;김은서;이지수;이현규
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.110-116
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    • 2017
  • 감마오리자놀의 산화안정성을 증진시키기 위해 천연 다당류인 펙틴과 칼슘이온의 이온결합을 이용한 펙틴 겔 미세캡슐과 나노캡슐을 제조하였다. 캡슐의 입자특성은 펙틴, 염화칼슘, 감마오리자놀 농도와 경화시간 변화에 영향을 받았으며, 포집 효율과 방출 조절 측면에서 가장 효과적이었던 펙틴 2%, 염화칼슘 4%, 경화시간 60분에서 제조한 미세캡슐과 펙틴 0.05%, 염화칼슘 4%, 감마오리자놀 5%에서 제조한 나노캡슐을 선정하였다. 입자 크기에 따른 두 캡슐 제형에 대한 비교분석 결과, 감마오리자놀 포집 효율은 입자 크기 증가로 인한 내부 포집공간 증가로 미세캡슐에서 더 높게 나타났으며, 이는 유효량 섭취의 효율측면에서 경구투여에 적합한 것으로 판단되었다. 감마오리자놀 함유 펙틴 캡슐 모두가 산성에서 방출이 억제되고 중성으로 갈수록 방출이 촉진되어 체내 소화환경에서 효과적인 전달체의 특성을 보였으며, 미세캡슐에 비해 나노캡슐의 방출 조절이 더 효과적으로 나타나 감마오리자놀의 장기 저장과 활성유지에 더 적합한 것으로 판단되었다. FTC법을 통한 지질산화 저해능 평가에서는 저장 5일 이후 유리 감마오리자놀의 산화방지 활성이 감소한 데 반해 감마오리자놀 함유 미세와 나노캡슐은 지속적인 지방산화 억제활성을 지속적으로 유지하였다. 본 연구를 통해 미세와 나노캡슐화는 감마오리자놀의 안정성 및 지질산화 활성 증대에 효과적이며, 제형 특성에 따라 다양한 용도로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

2002년에서 2004년 동안 서해상공에서 관측된 과산화수소의 농도분포 및 거동 (Distributions and Behaviors of H2O2 Above the Yellow Sea in the Years Between 2002 and 2004)

  • 김영미;신선아;한진석;이미혜;김주애
    • 한국대기환경학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.689-697
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    • 2005
  • Hydrogen peroxide is a reservoir of OH radical which is the powerful oxidant in the atmosphere. Therefore, the status of the oxidizing atmosphere could be reflected on the concentration of $H_{2}O_{2}$. In this study, the distribution of $H_{2}O_{2}$ was determined during the intensive aircraft measurements over the Yellow sea in March, December 2002, April, November 2003 and March, October 2004. Flights covered from $124^{circ}E\;to\;129^{circ}E\;and\;35^{circ}N\;to\;37^{circ}N$, and extending to 3,000 m. The flight patterns were set properly to assess the altitudinal and longitudinal distribution for $H_{2}O_{2}$. $H_{2}O_{2}$ was extracted onto aqueous solution using a continuously flowing glass coil and analyzed by a high performance liquid chromatography (HPLC) accompanied with a fluorescence detector using postcolumn enzyme derivatization. Mixing ratios of $O_{3},\;NO_{x}\;and\;SO_{2}$ were measured in real time by commercial analysis instruments. Along the heights, the maximum concentration of $H_{2}O_{2}$ appeared around 1,500 m then gradually decreased with increasing altitude. The vertical behavior of ozone showed the similar trend to $H_{2}O_{2}$. The mean mixing ratio of $NO_{x}$ was about 2 ppbv and not showed clear vertical distribution patterns. The mean value of was the same as $NO_{x}$ however $SO_{2}$ appeared extreme concentration in low altitude. $H_{2}O_{2}\;and\;O_{3}$ showed even longitudinal distribution however $NO_{x}$ mixing ratio in land ($127^{circ}E$) was much higher than over the sea. $SO_{2}$ rather decreased with increasing longitude. $H_{2}O_{2}$ was in inverse proportion to $NO_{x}$ in spring and summer and $SO_{2}$ in spring, which indicated its significant role to NO and $SO_{2}$ oxidation pathways.

Potassium ferrate(VI)를 이용한 자연유기물질 제거 (Removal of Natural Organic Matter using Potassium ferrate(VI))

  • 임미희;김명진
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권12호
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    • pp.1337-1344
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    • 2007
  • 본 연구에서는 산화제, 소독제, 응집제로서 동시에 작용하는 potassium ferrate(VI)를 합성하여 자연유기물질(NOM, HA와 FA)로 오염된 강물을 처리하는 실험을 수행하였다. Ferrate 주입량($2\sim46$ mg/L as Fe)에 따른 낙동강 시료에 포함되어 있는 10 mg/L HA의 제거효율을 $UV_{254}$로 알아본 결과, $20.7\sim73.6%$ 제거효율을 보였고 10 mg/L FA에 대해서는 $52.6\sim77.5%$의 제거효율을 보였다. 하지만 제거효율을 TOC로 분석한 결과는 HA에 대해 $0\sim20.3%$, FA에 대해 $0\sim26.6%$의 낮은 효율을 보였다. pH와 반응온도에 따른 영향을 보면, pH가 낮을수록 ferrate에 한 NOM 제거효율이 높게 나타났고, 온도가 높을수록 HA 제거효율이 높아졌다. 응집제로서 ferrate 효과를 기존 응집제들과 비교해 본 실험에서 ferrate는 $Al_2(SO_4)_3{\cdot}18H_2O$, $FeSO_4{\cdot}7H_2O$, FeO(OH)와 비슷한 정도의 효율을 보였다. Ferrate와 HA의 반응은 60초 이내에 완결되어 정상상태에 이르렀고 반응시간에 대해 1차 반응을 보였다. 그리고 소량의 ferrate를 주입하여 HA를 전처리한 후 기존 응집제로 처리하였을 때 ferrate로 전처리하지 않았을 때보다 효율이 향상되었다.

저식염 고추장 저장시 항균물질 혼합첨가의 영향 (Effect of Combined Use of Anti-microbial Materials on Storage of Low Salted Kochujang)

  • 한선미;김동한
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제51권4호
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    • pp.281-287
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    • 2008
  • 저식염 고추장 제조시 알콜 또는 알콜에 겨자나 키토산을 혼합 첨가한 고추장을 1년간 숙성시켜, $30^{\circ}C$에서 12주간 저장하면서 미생물상과 이화학적 특성 변화를 비교하였다. 고추장의 amylase 활성은 저장 중에 급격히 감소하였고, 저온살균 처리구에서 낮았다. 산성 protease 활성은 저장 중에 증가하였으나 중성 protease는 저장 4주 이후에 서서히 감소하였다. 고추장 중의 효모수는 저장 중에 조금 증가하였으나 세균수는 감소하는 경향이었고, 시험구간의 차이는 없었다. 고추장의 색은 저장 중에 a값은 감소하였으나 L-과 b-값은 저장 4주에 증가한 후에 감소하였고, ${\Delta}E$값의 변화는 4주에 제일 심하였다. 고추장의 수분과 수분활성도는 저장 중에 감소하였으며 수분활성도는 부원료 첨가구들에서 높았다. 고추장의 pH는 저장 중에 저하하였으나, 적정산도는 저장 4주 이후에는 감소하였으며 알콜에 겨자나 키토산을 혼합 첨가한 고추장에서 높았다. 산화환원전위는 저장 4주에 증가하였으나 그 이후에는 감소하였고 부원료 첨가구에서 낮았다. 총당과 환원당은 저장 중에 감소하였으나 부원료 첨가구에서 높았다. 알콜은 저장 중에 증가하나 알콜 첨가구들은 감소하였다. 아미노태 질소와 암모니아태 질소 함량은 저장 중에 감소하였으며 부원료 첨가 고추장에서 아미노태 질소 함량이 낮았다. 따라서 부원료를 첨가한 저식염 고추장을 장기간 숙성시키면 저장 중에 가스 발생이 없어 유통 중에 포장용기의 파열이나 변색이 적고, 환원당과 아미노태 질소의 감소가 적어 품질저하 요인이 상대적으로 적은 것으로 판단되었다.

Effects of a Dietary Chitosan-Alginate-Fe(II) Complex on Meat Quality of Pig Longissimus Muscle during Ageing

  • Park, B.Y.;Kim, J.H.;Cho, S.H.;Hwang, I.H.;Jung, O.S.;Kim, Y.K.;Lee, J.M.;Yun, S.G.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제18권3호
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    • pp.414-419
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    • 2005
  • The current study was conducted to investigate the effects of dietary chitosan-alginate-Fe(II) complex (CAFC) supplementation on carcass and meat qualities of pig m. longissimus during chiller ageing. One hundred and twenty-two LYD (Landrace${\times}$Yorkshire${\times}$Duroc) pigs were sampled from an industrial population. Seventy-four pigs (32 gilts and 42 barrows) were administered 3 ml of dietary supplementation of CAFC per day from 25 to 70 days of age, while the remaining 48 pigs (20 gilts and 28 barrows) were fed the same commercial feeding regime without the supplementation. For assessing the dietary effects on pH, objective meat color, cooking loss, water-holding capacity (WHC), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), volatile basic nitrogen (VBN) and fatty acid composition during ageing, 20 barrows (10 of each treatment) were randomly sampled, and aged for 3, 7, 12, 16, 20 and 25 days in a $1^{\circ}C$ chiller. The results showed that CAFC-fed pigs required approximately 10 fewer feeding days than the control group. Furthermore, the treatment resulted in greatly higher carcass grade whereby the grade A was increased by approximately 35% and 7% for gilts and barrows, respectively. The treatment had no significant effect (p>0.05) on pH, meat color and WHC during ageing. On the other hand, the CAFC-fed pigs showed significantly (p<0.05) lower TBARS values from 20 days of storage. In addition, the sum of unsaturated fatty acids for the treated group was significantly (p<0.05) higher than that for the control group after the storage time. This implied that CAFC supplementation could reduce the formation of free radicals in fatty acids (i.e., lipid oxidation). The treatment also significantly (p<0.05) retarded VBN formation during ageing, indicating a significant reduction in protein degradation. However, as there was no difference in pH between the two groups, the result raised a possibility that antibacterial activity of the CAFC alone could cause reduction in the formation of TBARS and VBN. In this regard, although the treatment effectively slowed down the formation of TBARS and TBA during chiller ageing, it was not resolved whether that was associated with the direct effect of the antioxidant function of chitosan and/or alginate, or a consequence of their antibacterial functions.