• 제목/요약/키워드: water binding capacity

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폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 오염농경지의 안정화 처리를 위한 석회석과 제강슬래그의 처리효과 검토 (An Investigation of Treatment Effects of Limestone and Steel Refining Slag for Stabilization of Arsenic and Heavy Metal in the Farmland Soils nearby Abandoned Metal Mine)

  • 윤성욱;강신일;진혜근;김하진;임영철;이지민;유찬
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.734-744
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    • 2011
  • 본 연구에서는 안정화공법을 이용하여 폐금속 광산 주변 비소 및 중금속 성분이 복합적으로 오염된 농경지를 효과적으로 복원하기 위해 안정화제로써 석회석과 제강슬래그의 처리효과와 적용성을 실내컬럼실험을 통해서 검토하였다. 대상토양 내 중금속의 존재형태 중 이동성이 높은 형태인 교환성 및 탄산염 형태의 분포비율은 여러 문헌들의 결과들과 유사하게 카드뮴 > 아연 > 납 순으로 높게 분포하는 것으로 나타나 광해로 인한 농경지의 오염성분들 중 카드뮴은 주변 환경에 미치는 영향이 가장 크며 상당한 주위가 필요한 성분인 것으로 판단되었다. 본 대상토양과 같이 pH가 매우 높은 토양도 갑작스럽게 변화하는 산성환경에 의해 일시적으로 토양의 pH 완충력이 감소하여 다량의 중금속 성분들이 용출될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 반면 석회석과 제강슬래그로 처리한 처리구는 수질기준을 초과한 침출수 가 관찰되었던 대조구에 비해 모두 수질기준 이하로 중금속의 농도가 매우 낮게 나타났다. 비소의 경우는 비소 저감의 목적으로 적용한 제강슬래그의 혼합비가 증가할수록 오히려 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 제강슬래그가 함유하고 있는 인 성분과 관계가 있는 것으로 판단되었으며, 비소와인의 경쟁적인 흡착 관계에서 그 우세함이 토양의 특성에 따라 상이할 수 있을 것으로 예상되었다. 석회석은 카드뮴, 납 그리고 아연 등의 중금속 성분에 대해서 모두 좋은 처리효과를 나타내어 토양의 중금속 처리에 있어서 효과적인 안정화제로 판단되었다. 제강슬래그의 경우는 비소를 효과적으로 저감하는 물질인 철 산화물을 많이 함유하고 있기 때문에 비소 처리에 있어서 활용 가능성이 높은 재료로 판단되나 복원 대상토양 내에서 철 산화물과 서로 강하게 흡착하려고 하는 비소와 인의 흡착선호도를 먼저 평가한 후에 적용여부를 검토해야 하며, 이와 관련된 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

석탄광산배수처리슬러지에 Na와 S를 첨가하여 개량한 흡착제의 세슘 흡착 특성 규명 (Identification of Sorption Characteristics of Cesium for the Improved Coal Mine Drainage Treated Sludge (CMDS) by the Addition of Na and S)

  • 전소영;김단우;변정현;신대현;양민준;이민희
    • 자원환경지질
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    • 제56권2호
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    • pp.125-138
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    • 2023
  • 수계 내 세슘(cesium: Cs)을 제거하기 위하여 개발된 대부분의 기존 Cs 흡착제들은 원재료 값이 고가라는 단점과, 해수와 같이 높은 이온 강도와 낮은 Cs 농도를 가지는 대규모의 오염수를 실질적으로 정화하는데 한계를 가지고 있었다. 본 연구에서는 석탄광산배수를 처리하는 과정에서 생성되는 슬러지(CMDS)에 Na와 S를 첨가하여 친환경적이고 높은 Cs 제거 효율을 가지는 Cs 흡착제를 개발하였다. Fe 및 Ca 함량이 풍부한 CMDS를 1차 소재로 사용하였고, 열처리 과정으로 Na와 S를 첨가하여 새로운 Cs 흡착제를 제조하였다(이하 본 연구에서 개발한 흡착제는 Na-S-CMDS라 명명함). Na-S-CMDS의 Cs 흡착능 및 흡착 기작을 평가하기 위해 실험실 규모의 실험과 흡착 동역학 및 등온 모델링 연구를 수행하였으며, XRF, XRD, SEM/EDS, XPS 등의 분석을 통해 Na-S-CMDS의 물리화학적, 광물학적 특성을 조사함으로써 Cs 흡착 기작을 규명하였다. 흡착 배치 실험 결과, Cs은 빠르게 Na-S-CMDS에 흡착되어 1시간 내 평형에 도달하였으며, 낮은 Cs 농도(0.5 mg/L) 조건에서도 높은 Cs 제거 효율(> 90.0%)을 보였다. 흡착 등온 모델링 결과, 단일 흡착을 가정하는 Langmuir 흡착 등온 모델에 대응되는 경향을 보였으며, 흡착 동역학 모델링 결과 흡착 경향이 유사 2차 속도(pseudo second order kinetic) 모델과 일치하는 경향을 보였고, 이러한 결과는 단순한 물리적 흡착보다 이온 교환과 같은 화학적 흡착이 우세함을 의미한다. 고농도의 Cs 용액으로 반응시킨 Na-S-CMDS의 XRF/XRD 분석 결과, Na-S-CMDS 내 Na 함량은 감소하고 흡착 전 존재하던 erdite (NaFeS2·2(H2O))가 관찰되지 않는 것을 통해, Na+과 Cs+ 사이에서 활발한 이온 교환 반응이 진행되었음을 알 수 있었다. XPS 분석 결과, Na-S-CMDS에서 Cs와 S 사이의 강한 결합 작용이 관찰되었으며, 이러한 Cs와 S(또는 S-복합체)내 결합에너지 감소도 Na-S-CMDS의 Cs 흡착능을 증가시키는 요인으로 판단되었다. 본 연구를 통해 기존에 폐기물로 처리되었던 석탄광산배수슬러지를 개량하여 제조한 Na-S-CMDS는 기존의 Cs 흡착제보다 제조 비용이 저렴하고, 해수 및 지하수와 같이 이온 강도는 높지만 Cs 농도가 낮은 대규모 오염 수계에서도 Cs 흡착능이 높게 유지되어, 현장에서 효과적인 Cs 흡착제로 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

첨가비율 및 취반기구별 현미밥의 기능성분 및 라디칼 소거 활성 (Functional Components and Radical Scavenging Activity of Brown Rice according to Addition Rate and Cooker)

  • 이경하;김현주;이석기;박혜영;심은영;조동화;오세관;이정희;안억근;우관식
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.350-357
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    • 2017
  • 취반방법이 현미밥의 항산화 활성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 현미 첨가비율별(0, 10, 20, 30, 50 및 100%)로 첨가했을 때 취반방법별로 제조한 현미밥의 기능성분 및 라디칼 소거 활성을 살펴보았다. 호화특성은 현미 첨가비율이 증가함에 따라 최고점도, 최저점도, 강하점도, 최종점도, 치반점도가 감소하였다. 경도, 검성, 씹힘성은 현미 첨가비율 및 취반방법에 따라 유의적인 차이를 나타냈다. 경도는 일반밥솥으로 취반했을 때 $28.46{\pm}0.94{\sim}27.92{\pm}0.97$ 로 나타났으며, 압력밥솥에서는 $9.72{\pm}0.33{\sim}8.95{\pm}0.25$ 로 나타나 유의적으로 감소하였다. 총 폴리페놀 함량은 발효주정을 첨가하여 일반밥솥으로 취반했을 때 높은 함량을 나타내었는데, 현미 첨가비율이 0, 10, 20, 30, 50 및 100%에서 각각 $168.52{\pm}7.16$, $206.04{\pm}3.20$, $234.06{\pm}5.48$, $266.90{\pm}9.52$, $345.19{\pm}4.00$$603.45{\pm}43.74{\mu}g\;GAE/g$ sample로 증가하였다. 이와 같은 결과는 총 플라보노이드 함량과 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성에서도 같은 경향을 나타내었다. 따라서 취반 시 발효주정을 첨가하여 일반밥솥으로 취반하였을 때 항산화 성분 함량이 증가하고 라디칼 소거 활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 취반방법에 따른 현미밥의 생리활성 연구에 기초자료가 될 것으로 생각된다.

녹두와 메밀 조전분의 이화학적 특성 및 겔 형성 (Physicochemical Properties and Gel Forming Properties of Mungbean and Buckwheat Crude Starches)

  • 주난영;이혜수
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.1-8
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    • 1989
  • 1) 녹두 조전분은 크기가 11~32 $\mu\textrm{m}$인 타원형의 형태였고 메밀 조전분은 크기가 형의 형태였고 메밀 조전분은 크기가 3-l0 $\mu\textrm{m}$인 각이 전 형태였다. 2) 녹두 조전분의 아밀로오스 함량은 78.0% 였고, 메밀 조선분은 26.4%였다. 3) 녹두 조전분의 청가는 1.030였고 메밀 조전분은 0.409였다. 4) 녹두 정제전분의 아밀로오스 분자량은 95.648, 아밀로오스 중합도는 590, 아밀로펙틴 분지도는 포도당 100개당 5.4 그리고 아밀로펙틴 한 가지당 포도당 수는18.6개였다. 메밀 정제전분은 아밀로오스 분자량이 133.690, 아밀로오스 중합도는 825, 아밀로펙틴 분지도는 포도당 100개당 5.2. 그리고 아밀로펙틴 한 가지당 포도당수는 19.2개 였다. 5) 녹두와 메밀 조전분의 물 결합 능력은 각각 185.1%. 209.9%였다. 6) 녹두 조전분의 팽윤력은 6$0^{\circ}C$에서 서서히 증가하기 시작해서 7$0^{\circ}C$부터 급격히 증가했다. 매일 조전분의 팽윤력은 급격한 변화없이 넓은 온도 범위에 걸쳐 서서히 증가했다. 7)녹두 조전분의 호화온도 범위는 63.9$^{\circ}C$~109$^{\circ}C$였고, 메밀 조전분의 호화온도 범위는 52.5$^{\circ}C$~84.2$^{\circ}C$였다. 8) Brabender amylograph에 의한 호화 양상 조사결과 녹두 조선분의 initial pasting temp.는 77.6$^{\circ}C$였고 peak viscosity는 나타나지 않았다. 메밀 조선분의 initial pasting temp.는 62.5$^{\circ}C$였고 역시 peak viscos tty는 나타나지 않았다. 9) 각 전분겔 간에도 특성치마다 상당한 유의차를 나타냈다. 10) 시료로 만든 전분겔과 시판되고 있는 묵간에는 유의차가 별로 없었으므로, 시료로 만든 녹두.동부.메밀 선분겔 등이 관능검사자들에 의해 확실히 묵이라고 받아들여졌다. 11) 단단한 정도 하나의 특성치로도 묵스러운 정도의 74.44%가 설명될 수 있었다.

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전분 제조방법에 따른 밤전분의 이화학적 특성 (Physicochemical Properties of Chestnut Starch According to the Processing Method)

  • 김용두;최옥자;심기훈;조인경
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.366-372
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    • 2006
  • 알칼리 침지법에 의하여 박피한 밤 전분과 박피하지 않은 밤 전분의 이화학적 특성, 가열 및 알칼리에 의한 호화특성을 각각 분석한 결과는 다음과 같다. 물결합력은 박피한 A전분의 경우86.9%, 박피하지 않은 B전분은 80.66%로 박피한 A전분이 더 높은 물결합력을 나타냈다. A전분과 B전분의 팽윤력은 $60^{\circ}C$에서 급격히 증가하기 시작하여 $80^{\circ}C$까지 증가하다가 그 이후는 완만하게 변하였고, 용해도는 $60^{\circ}C$에서부터 증가하기 시작하여 온도가 상승함에 따라 점점 증가하는 특성을 보였으며, A전분이 B전분보다 팽윤력과 용해도가 더 높게 나타났다. 요오드 반응은 A전분이 B전분보다 더 높게 났다. X-선 회절도는 A전분은 $C_b$도형, B전분은 B도형으로 나타났고, 상대적 결정화도는 A전분이 36.2%, B전분은 37.0%로 B전분이 더 높게 나타났다. DSC에 의하여 측정한 호화온도 및 호화엔탈피는 A전분의 경우 $66.95^{\circ}C{\sim}77.5^{\circ}C$, 2.04 cal/g, B전분의 경우 $67.09^{\circ}C{\sim}77.5^{\circ}C$, 2.29 cal/g으로 나타났다. 6.5% 밤 전분의 아밀로그램 특성은 A전분보다 B전분이 호화개시 온도가 더 높았고, peak viscosity, break-down, setback은 A전분이 B전분보다 더 높았다. 알칼리에 의한 호화특성에서 A전분이 B전분보다 점도, gel 부피 및 광투과도가 더 높게 나타났다.

한국산 마전분의 이화학적 특성 (Physicochemical Properties of Several Korean Yam Starches)

  • 김화선;김상순;박용곤;석호문
    • 한국식품과학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.554-560
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    • 1991
  • 한국에서 재배되고 있는 긴마, 단마 및 참마에서 분리한 전분의 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 전분의 평균 입자크기는 각각 단마 $23.5{\mu}m$, 긴마 $23.9{\mu}m$ 및 참마 $18.2{\mu}m$로 나타났고 표면 형태는 품종에 관계없이 불규칙한 난형을 나타내었으며 입자의 표면은 매끈하였다. 마전분의 아밀로오스 함량은 $29{\sim}33%$였고 물결합력은 $109.9{\sim}118.3%$ 였으며 온도변화에 따른 광투과도는 $70{\sim}75^{\circ}C$에서 상승 현상을 나타내는데 특히 참마는 $85^{\circ}C$부근에서 double stage 형태를 나타내었다. 팽윤력과 용해도는 단마가 다소 높은 수치를 나타내었고, 5% 마전분의 아밀로그램에 의하면 $80.3{\sim}84.3^{\circ}C$의 높은 호화 개시온도로 $95^{\circ}C$에서 가열시 계속적인 점도 상승 현상을 나타내었다. 마전분에 glucoamylase를 작용시킨 결과 반응 48시간후 최고 34%의 낮은 분해율을 보인반면 DMSO에 의해서는 반응 48시간 후 최고 100%의 용해율을 나타내었다. 마전분 및 전분에서 분리, 정제한 아밀로오스와 아밀로펙틴의 ${\beta}-amylolysis limit$는 마전분의 경우 $71.8{\sim}75.5%$를 나타내었고 아밀로오스에 있어서는 $90.2{\sim}92.1%$였으며 아밀로펙틴의 경우 $63.7{\sim}66.9%$를 나타내었다. 전분을 Sepharose CL-2B column으로 겔 크로마토그라피한 결과 모두 2개의 peak로 분리되었으며 pullulanase로 마밀로펙틴의 ${\alpha}-1,6-glucosidase$결합을 가수분해시킨 후 Sephadex G-75로 겔 크로마토그라피한 결과 peak II와 peak III의 정점에서의 중합도는 각각 15와 40부근이며 peak II에 대한 peak III의 중량비는 $2.15{\sim}2.42$ 분포를 나타내었다.

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파쇄미 쌀가루를 이용한 즉석 쌀국수의 품질특성 (Quality Characteristics of Instant Rice Noodles Manufactured with Broken Rice Flour)

  • 최은지;김창희;김영붕;금준석;정윤화;박종대
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권8호
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    • pp.1270-1277
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    • 2014
  • 쌀국수 분야에서 쌀의 도정 부산물인 파쇄미의 이용을 증대시키고 쌀국수 소재로서의 가능성을 평가하고자, 일반미 쌀가루, 파쇄미 쌀가루, 일반미와 파쇄미 혼합 쌀가루의 이화학적 특성을 조사하고 이들 쌀가루를 60% 첨가한 즉석 쌀국수를 제조하였으며, 쌀국수의 조리품질과 관능적 품질특성을 비교하였다. 원료 쌀가루의 손상전분 함량과 수분결합능력은 파쇄미 쌀가루가 가장 높았으며, 호화점도에서 setback은 파쇄미 쌀가루와 일반미 및 파쇄미 혼합 쌀가루가 유의적으로 가장 높았다. 쌀국수의 조리 후 수분흡수율은 대조구로 사용한 일반미 쌀국수가 유의적으로 가장 높았으며 파쇄미 쌀가루로 제조한 쌀국수는 대조구보다 조리 후 부피가 증가하였다. 파쇄미와 일반미 쌀가루를 혼합하여 제조한 쌀국수는 조리손실률과 조리수의 탁도가 대조구보다 높게 나타났다. 기계적 조직감에서 파쇄미 쌀국수와 파쇄미 및 일반미 혼합 쌀국수는 대조구보다 경도, 부착성 및 씹힘성이 낮은 조직감 특성을 나타내었다. 정량적 묘사분석에서 탄력성, 씹힘성은 대조구가 5점 이상을 나타내어 파쇄미 쌀국수와 비교하여 상대적으로 쫄깃한 조직감을 가지는 것으로 평가되었다. 전반적 기호도는 일반미 쌀가루만으로 제조한 대조구가 유의적으로 가장 높게 평가되었다. 이상의 결과로부터 파쇄미와 일반미 혼합 쌀가루로 제조한 쌀국수는 조직감과 전반적 기호도에서 파쇄미 단일 쌀가루로 제조한 쌀국수와 유의차가 없어 일반미 쌀가루를 첨가함으로써 품질개선을 기대하였으나 관능특성에서 큰 차이는 없었다. 따라서 파쇄미 쌀가루를 이용하여 즉석 쌀국수를 제조할 때 조리품질 및 조직감 향상을 위하여 일반미 쌀가루의 혼합량을 조절하는 것이 파쇄미 쌀가루를 이용한 쌀국수 제조에 바람직하다고 생각된다.

품종에 따른 팥 앙금의 품질 특성 (Quality Characteristics of Adzuki Beans Sediment According to Variety)

  • 송석보;서혜인;고지연;이재생;강종래;오병근;서명철;윤영남;곽도연;남민희;우관식
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권8호
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    • pp.1121-1127
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    • 2011
  • 1. 현재까지 국내에 개발된 팥의 이용성 증진을 위해 다양한 종피색의 팥 품종에 대해 앙금을 제조하여 품질 특성을 비교 분석하였다. 팥 품종별 수분함량은 8.2~11.1 g/100 g, 조단백질은 15.4~20.6 g/100 g, 조회분은 3.3~3.6 g/100 g을 나타내었으며, 칼륨은 칠보팥(CB)과 홍언팥(HE)이 각각 875.1 및 873.1 mg/100 g으로, 칼슘은 중부팥(JB)과 금실팥(KS)이 각각 73.6 및 73.2 mg/100 g으로, 마그네슘은 연금팥(YK)이 131.4 mg/100 g으로 높은 함량을 보였다. 앙금 수율은 습물중은 188.3~204.7%, 건물중은 62.1~66.0%의 범위로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 앙금의 명도는 종피색이 밝은 연금팥(YK)과 금실팥(KS)이 각각 67.0 및 68.0으로 가장 높은 값을 보였으며, 종피색이 검정색인 칠보팥(CB)이 54.0으로 가장 어두운 것으로 나타났다. 적색도(a-value)와 황색도(b-value)는 연금팥(YK)이 각각 6.6 및 12.8로 가장 높은 값을 보였고 칠보팥(CB)이 각각 3.8 및 5.9로 가장 낮았다. 앙금의 평균입자직경은 중원팥이 121.10 ${\mu}m$로 가장 크게 나타났고 중부팥이 100.80 ${\mu}m$로 가장 작은 값을 나타냈으며, 입도분포는 전체적으로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 앙금의 입자는 타원형의 모양을 가지고 있었으며, 세포막과 단백질이 둘러싸서 표면이 거칠게 나타났다. 품종별 팥 앙금의 수분결합력 및 용해도는 유의적인 차이를 나타내 지 않았다. 팥 앙금의 호화점도특성 중 최고점도, 최저점도, 최종점도 및 치반점도는 중부팥(JB)이 각각 3.79, 3.75, 7.33 및 3.54 RVU로 가장 높은 값을 나타났고 칠보팥(CB)이 1.21, 1.17, 2.46 및 1.25 RVU로 가장 낮게 나타났다. 이상의 결과를 볼 때 식품가공에서 팥 앙금의 선택은 관능적으로 색에 가장 많은 영향을 미치므로 생산하고자 하는 제품의 특성을 고려하여 팥 앙금을 사용하는 것이 바람직할 것으로 생각된다.