• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.24-31
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• 2022

오늘날 다양한 용도로 사용하고 있는 석유계 플라스틱은 지구 환경 및 생태계에 큰 위협을 주는 존재로서 이를 대체하기 위한 방안을 찾기 위해 범세계적으로 각 분야에서 많은 노력이 가해지고 있다. 이런 관점에서 본 연구에서는 생분해성 특성을 지닌 해양 바이오매스 유래 알지네이트에 석유계 기반의 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol; PVA)을 10 wt% 혼합하여 알지네이트 기반 폴리비닐알콜 블렌드 필름(alginate-based PVA blend films)을 수용액상으로부터 캐스팅하여 제조하였다. 가교제로는 글루타르알데히드가 사용되었으며, 필름에 항균성을 부여하고자 캐슈넛껍질액으로부터 추출된 알킬 페놀계 바이오오일인 카다놀(cardanol) 성분을 0.1 ~ 2.0 wt% 범위로 첨가하였다. 이렇게 제조된 블렌드 필름의 특성을 알아보기 위하여 푸리에변환 적외선 분광법(FTIR), 열중량분석(TGA), 인장강도, 팽윤도 및 항균성 등을 측정하였다. FTIR과 열중량분석, 인장강도 결과들은 주성분인 알지네이트에 PVA가 하나의 매트릭스 상을 이루며 잘 분산되어 있음을 보여주었고, 특히, 단일 성분일 때 약점으로 알려진 알지네이트의 취성(brittle)과 PVA의 약한 열적 내구성이 블렌드를 이루면서 PVA와 알지네이트 기능기들의 가교 및 수소결합으로 인하여 열적, 기계적인 물성들이 향상됨을 보였다. 카다놀 성분의 첨가는 황색포도상구균과 대장균에 대한 항균성을 크게 향상시켜 60 min 접촉시간에서 황색포도상구균의 사멸율은 98% 이상이고, 대장균의 경우 약 70%의 우수한 향균 성능을 나타냈다. 알지네이트-PVA 블렌드에 대한 최적 항균성은 카다놀이 0.1 ~ 0.5 wt% 범위이었다. 이상의 결과들을 볼 때, 카다놀을 함유한 알지네이트-PVA 블렌드 필름은 식품 포장제 및 여러 항균소재로서 응용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권2호
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• pp.66-79
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• 2022

고분(古墳)시대 중기에 한반도 남부지역의 기술이 일본열도로 전해져, 스에키라고 하는 일본열도식 도질토기가 탄생하였다. 제작기술이 전파된 초기 무렵은 한반도 각지의 요소가 강하게 남아 있고, 또한 일본열도 내에서의 생산도 매우 제한된 장소에서만 행해졌으며, 그 후 시간이 지남에 따라 일본열도 각지에서의 생산도 개시하게 된다. 스에키는 한반도의 기술을 가지고 일본열도로 전해졌지만, 한반도 내에서도 많은 출토 사례가 보고되고 있으며(한반도에서 출토되는 것은 스에키계 토기라고 불린다.), 그 중에서도 영남지역이나 영산강유역을 중심으로 한 전라도에서 많이 출토되는 경향을 보인다. 기왕의 연구에서 밝혀졌듯이 전라도 주변에서 출토되는 것은 모방품이 많이 포함되는 경향을 보이지만, 영남지역 분묘에서는 일본열도에서 제작된 스에키가 출토된다. 출토시기가 5세기 후엽~6세기 전엽(특히 TK23~MT15형식이 제작되는 시기)에 집중되는 경향이 강하여, 전라도 지역과는 근본적으로 차이를 보인다. 스에키계토기가 출토되는 분묘를 살펴보면, 대부분 지역 유력자층 분묘에서 확인되며, 왕릉급 분묘에서는 거의 출토되지 않는다. 또한 일본열도식 장송의례나 스에키계토기에 특별한 의미를 부여했던 흔적이 확인되지 않기 때문에, 대부분은 도질토기와 같은 의미로 다루어졌을 것으로 생각된다. 한편, 유력자층(집단, 일족, 세력 등)도 분묘 전체로 보면, 일정 가야권역만 관계를 맺고 있었던 것이 아닌, 복잡하고 광역적인 관계구조가 있었음을 확인할 수 있다. 즉, 영남지역(가야권역)에서 출토된 스에키계토기를 보면, 각 가야권역 세력의 변천을 여실히 반영하고 있고, 각 가야권역의 중앙정권 아래에서 교섭과 교류의 역할을 수행한 지역 유력자층의 실체를 나타내며, 가야권역 내에서 복수의 지역이 상호관계를 유지함으로써 성립된 지역(집단, 일족, 세력)의 존재를 가야권역에서 출토된 스에키계토기에서 엿볼 수 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제55권2호
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• pp.252-271
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• 2022

십이지신상이 표현된 능묘는 신라 후기의 대표적인 무덤 양식이다. 하지만 내부 매장시설에 대한 조사나 출토유물을 확인할 수 없다는 점에서 이 능묘는 근본적인 연구에 한계를 가진다. 그럼에도 불구하고 기존 연구에서는 능묘에 표현된 가시적인 특징을 토대로 십이지신상의 조각수법의 변화나 표현기법의 변화, 그리고 외부호석 및 난간석을 별개의 조건으로 다루어 연구를 진행해왔다. 외부호석 및 난간석을 별개의 조건으로 다룬 것은 다른 제속성들과 정합되지 않기 때문이다. 본 글에서는 기존 연구의 제속성을 다시 분석하여 십이지신상에 표현된 기법의 변화가 능역 구성요소의 변화와 부합되는가를 확인하였다. 제속성의 특징은 첫째, 호석의 갑석과 지대석의 치석방법의 차이와 면석의 이격 칸수는 1단(무단) 치석에서 2단, 3단의 순으로 양의 상관관계를 보인다. 둘째, 십이지신상의 지물은 방망이, 창, 낫형지물, 봉, 삼지창 등으로 배열되며 연속성을 띤다. 또한 석상의 지물은 십이지신상에서 사라진 이후에 석인상에 표현된다. 셋째, 십이지신상은 조각수법에 따라 곡면각과 평면각으로 크게 구분되고, 세부적으로 두향과 복장은 화면비율에 따라 시간성을 갖는다. 넷째, 상석의 안상형태는 돌기의 수가 9개에서 5개, 3개 등으로 줄어들고, 보주형의 중앙돌기에서 돌기의 높이가 낮아져 편평한 형태로 변화한다. 이들 각 제속성들의 상관관계를 살피면 정합되는 특징을 보인다. 이를 토대로 신라 후기 십이지신상의 능묘는 5단계로 변화함을 확인하였다. 왕릉의 입지 또한 서악동고분군과 전선덕여왕릉처럼 초기에는 구릉 능선에서 원성왕릉 단계에는 산기슭으로, 나아가 전 헌덕왕릉에서는 평지 순으로의 변화를 보인다. 더불어 능묘의 상대순서에 대해 다시 한 번 재고해 볼 필요가 있음을 인지하였다. 이 능묘에 대한 근본적인 연구의 한계는 다양한 가능성을 열어두기 때문이다. 결국, 전 진덕왕릉과 구정동방형분은 원성왕릉보다 이른 왕릉일 가능성이 있다. 아울러 신라 후기 십이지신상의 능묘는 능과 석상, 배례공간, 신도, 능비가 조합된 완성형 능역구조를 갖추며 고려와 조선왕릉에 기본 모티브가 되는 것으로 이해된다.

• 한국작물학회지
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• 제67권2호
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• pp.111-120
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• 2022

국내외 유전자원을 이용하여 HMW-GS 조성과 농업 특성이 밀가루 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 1. 국내 자원의 HMW-GS 조성은 Glu-A1c와 Glu-A1b, Glu-B1b, Glu-D1f가 가장 많았고, Glu-B1i 또는 Glu-B1al을 가진 자원은 각 1개로 적었다. 외국 자원은 각 loci 별로 Glu-A1a, Glu-B1c, Glu-D1d가 가장 많았고, Glu-B1에서는 Glu-B1i가 두번째로 많았다. 2. 국내자원은 도입자원에 비해 출수일수가 짧고 성숙일수가 길며, 글루텐 인덱스, 믹소그래프 반죽 강도(MPV 및 MPW)가 높은 반면, Glu-1 점수와 반죽시간, 반죽 안정성(MTxW)이 낮았다. 3. HMW-GS 조성과 품질 특성 간 관계를 분석한 결과 단백질 함량과 글루텐 함량은 Glu-B1i에서 가장 높았다. 글루텐 인덱스, 침전가, 믹소그래프 반죽시간, 반죽 안정성(MTxW)은 모두 공통적으로 Glu-B1의 Glu-B1i와 Glu-B1al에서 높게 나타났다. 반죽시간과 반죽 안정성(MTxW)은 Glu-A1a와 Glu-A1b, Glu-D1d에서도 높았다. 4. 농업 형질과 품질 특성의 상관관계를 분석한 결과 단백질 함량, 글루텐 인덱스, 침전가, 반죽 강도(MPV 및 MPW)는 공통적으로 출수일수와는 부의 상관, 성숙일수와는 정의 상관을 나타내었다. 이를 통해 국내 자원의 빠른 출수기와 충분한 성숙일수를 유지하면서 도입 자원이 가진 Glu-B1i, Glu-B1al, Glu-D1d 등의 유용한 HMW-GS 조성을 도입하면 고품질 밀 품종을 육성하는 데 도움이 될 것으로 생각된다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.603-620
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• 2021

수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다.

• 광물과 암석
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• 제36권1호
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• pp.73-94
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• 2023

문경 지질공원 후보지의 지질명소 쌍룡계곡, 용추계곡 그리고 문경새재를 구성하고 있는 화강암류와 규장질 관입암류의 저어콘 U-Pb 연령측정과 전암 지구화학 성분분석을 수행하였다. 이들 화성암류들은 각각 문경시의 서부, 북서부, 중부에 분포하고 있으며, 옥천변성대의 변성암류와 문경층군의 퇴적암류를 관입하고 있다. 고분해능 이차이온질량분석기(SHRIMP)를 사용하여 측정한 쌍룡계곡의 두 개의 규장질 반암과 한 개의 화강암 시료의 저어콘 U-Pb 연대측정 결과는 각각 93.9±3.3 Ma (tσ), 95.1±4.0 Ma (tσ) 그리고 94.4±2.0 Ma (tσ)으로 백악기 관입 연령을 정의한다. 용추계곡의 화강암, 규장질 암맥, 그리고 문경새재 반상 화강암에서 측정한 관입 연령은 각각 90.2±2.0 Ma (tσ), 91.0±3.0 Ma (tσ) 그리고 88.6±1.5 Ma (tσ)의 관입연령을 갖는다. 이 지역의 화강암 연대에 대한 기존 연구결과(Lee et al., 2010; Yi et al., 2014; Aum et al., 2019)와 더불어 계산한 평균표준오차를 계산해보면, 쌍룡계곡(94.5±0.2 Ma)과 용추계곡(89.7±0.4 Ma) 화강암들 사이에 대략 5 Myr 정도의 관입 시기의 차이가 존재함이 나타난다. 이 두 지역 사이의 문경지역의 규장질 화성암류의 지구화학 성분분석 결과는 후조산성 화강암 특성을 나타내며, 이는 초기 백악기 조산운동 및 이자나기의 섭입 말기의 화성활동에 대비된다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.808-819
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• 2023

본 연구에서는 미생물균총에서 B. licheniformis K12 균주의 양상을 확인하기 위한 선발마커 개발을 시도하였다. Bacillus licheniformis는 바위게 내장에서 유산생산균주로써 분리되었다. 본 균주는 중온에서 성장이 양호할 뿐만 아니라 유전체 분석결과 protease, amylase, cellulase, lipase, protease, xylanase 등 다양한 고분자 물질들을 분해할 수 있는 효소류들을 보유하고 있는 것으로 나타났다. 선발마커 발굴을 위해 recombinase, integrase, transposase, phage-related genes, bacteriocin 등 유전자 변이 유발이 쉬운 게놈상의 영역에 대해 탐색을 실시하였다. 그 결과, 선발마커로써 가능성이 높은 5개 부위를 확보하였다. 후보마커는 recombinase 부위 3개(BLK1, 2, 3) integrase 부위 1개(BLK4), phase 관련 1개(BLK5)로 나타났다. 후보 선발마커로써 Bacillus species가 다른 B. licheniformis, B. velezensis, B. subtilis, B. cereus 등에 대해 PCR 분석을 실시하였다. 그 결과 BLK1 recombinase, BLK2 recombinase family protein, BLK4 site-specific integrase 등에서 B. licheniformis에서 특이적인 위치에 PCR 산물이 나타나는 것을 확인하였다. 또한, B. licheniformis 표준균주로써 subspecies에 대한 PCR을 수행한 결과 BLK1 및 3이 선발마커로써 양호한 것으로 나타났다. 따라서 BLK1이 미생물균총에서 종(species) 및 아종(subspecies) 선발마커로써 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국포장학회지
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• 제29권3호
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• pp.153-161
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• 2023

최근 소비자들의 소비 형태가 온라인 쇼핑 및 간편식, 배달 음식 등 비대면 소비를 위한 서비스 시장이 크게 확대됨에 따라 플라스틱 일회용 제품의 소비가 급증하게 되면서, 사용한 플라스틱 폐기물에 의한 여러 환경오염 문제들이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국제적으로 플라스틱 사용을 줄이고, 환경친화성 및 재활용성이 높은 지속 가능 물질로 대체하려는 움직임을 보이고 있다. 본 연구에서는 재활용성이 높은 종이에 다양한 종류의 배리어 코팅을 적용한 종이 시료의 물성과 배리어 특성 및 재활용성 등을 평가하여 실제로 식품용으로 사용되는 종이의 코팅층 종류와 이에 따른 물성 및 배리어성 개선 효과 및 재활용성에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 배리어 코팅종류는 PE와 PP, 개질 아크릴 코팅이 된 종이 시료를 사용하였으며, 코팅 처리하지 않은 종이를 대조군으로 하여 평가를 진행하였다. 형태학적 분석을 통해 PE의 코팅층은 약 30 ㎛, PP는 약 20 , 개질 아크릴은 10 ㎛의 코팅층 두께를 보여주었으며, 섬유조직 형태를 보여주던 대조군의 표면과 달리 배리어 코팅 종이는 코팅층으로 인하여 매끈한 표면 형태를 보여주었다. 기계적 물성 평가에서는 PE 코팅 종이와 개질 아크릴 코팅 종이에서 대조군이 비해 인장강도와 파열강도에서 개선되는 결과를 보여주었으며, PP 코팅 종이에서는 파열강도 외에 대조군과 유의적 차이를 보여주지 않았다. 공기 투기도 평가로 배리어 코팅층이 없는 대조군에서 약 2.24 ㎛/Pa·s로 가장 높은 투기도 값을 보여주었으며, 배리어 코팅 종이의 경우 모두 0.003 ㎛/Pa·s 이하의 상대적으로 낮은 투기도 값을 보여주었다. 또한 Cobb 사이즈도 대조군에서 약 43.77 g/m²로 가장 높은 흡수 특성을 보였으며, 배리어 코팅 종이 시료에서는 2.80 g/m² 이하의 흡수 특성을 보여주었다. 이는 이미 내수성 및 기체 차단 특성을 가진 고분자의 특성으로 종이의 차단 특성도 개선된 것으로 판단된다. 내유성 평가에서도 PE 코팅 종이와 PP 코팅 종이에서 최고 측정값인 12 등급으로 내유성이 높은 특징을 보여주었으며, 개질 아크릴 코팅 종이는 5 등급으로 PE, PP 코팅 종이 보다 상대적으로 낮은 내유성을 보여주긴 하였으며, 대조군은 0 등급으로 내유성이 없는 모습을 보여주었다. 코팅 처리별 종이의 재활용성 평가에서 대조군의 리젝트율은 5.25%로 모든 시료 중 미해리분이 가장 낮은 모습을 보여주었으며, PE 코팅 종이와 PP 코팅종이는 각각 19.04%, 16.57%로 리젝트율이 증가함을 나타냈다. 상대적으로 높은 리젝트율 값은 PE 코팅 종이와 PP 코팅 종이는 해리 시 코팅 층이 작은 크기로 조각나 미분화되어 슬릿에 걸러지는 것으로 확인하였으며, 이는 미해리분으로 인해 재활용에 어려움이 발생할 것으로 판단된다. 개질 아크릴 코팅 종이의 리젝트율은 6.25%로 대조군과 유사하게 미해리분 없이 스크린을 거의 통과되는 현상을 보여주었다. 이 결과는 개질 아크릴 수지의 수해리성이 높아 발생한 것으로 판단된다. PE 및 PP 코팅 종이에 비교하여 개질 아크릴 코팅 종이가 재활용성 평가에서 더 효율적인 결과를 가짐을 나타내며, 추가 해리되어 스크린 업셉트된 펄프 슬러리를 사용하여 제조한 재활용지에 대한 종이의 품질 변화는 향후 보강 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.36-43
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• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권1호
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• pp.149-160
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• 2024

식물에서 유래하는 전분과 달리 dextran은 미생물 기원으로 바이오폴리머로 glucose 단위체가 α-1,6 결합 형태로 연결된 다당류이며, 주로 젖산균에 의해 설탕으로부터 생산되는 것으로 알려져 있으나 dextran-dextrinase 활성을 갖는 초산균(G. oxydans)을 통해서도 얻을 수 있다. 쌀로부터 dextrin 기반의 dextran을 얻기 위해 쌀 가수분해물을 이용하여 초산균 발효를 통해 dextran을 생산하고 생성물의 특성을 연구하였다. 발효조를 이용한 dextrin 및 쌀 가수분해물 첨가 배지 배양 시, 초산균 배양 20시간 후 모두 OD₆₀₀값 5 수준을 유지하였으며, 배양 72시간 후 상등액의 분자량구성을 GPC 분석한 결과 배지 내 기질의 구성과 달리 DP 480 및 400 수준의 고분자 물질이 생성된 것을 확인하였다. 다당류의 glucose 결합패턴을 ¹H-NMR로 확인한 결과 α-1,4:1,6 결합비율이 각각 1:2.37 및 1:4.4로 증가하여 쌀 가수분해물을 이루는 주요 결합인 α-1,4 결합이 α-1,6 결합 물질로 전환된 것으로 확인되었고, rat 유래 alpha-glucosidase 소화효소 처리결과 glucose가 천천히 방출되는 것으로 나타났다. 이를 통해 쌀 가수분해물은 당전이 활성이 있는 초산균 발효를 통해서 미생물 유래의 dextran으로 전환시켜 수용성 식이섬유 소재와 같이 소화를 지연시키는 고부가 생물소재로 제조할 수 있음을 시사하였다.