• 제목/요약/키워드: 생칼슘화

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재조합단백질 GRP_BA 및 GG1234를 이용한, 상온상압조건에서의 In vitro 탄산칼슘 결정화 (In vitro CaCO3 Crystallization at Room Temperature and Atmospheric Pressure Using Recombinant Proteins GRP_BA and GG1234)

  • 손채연;송우호;최현석;최유성
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권2호
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    • pp.205-209
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    • 2019
  • 바이오미네랄의 독특한 구조 및 생물학적 물성은 다양한 의료 및 산업용 분야에서 활용할 수 있는 뛰어난 잠재력을 지니고 있어 최근 관심이 증대되고 있다. 껍질 메트릭스 단백질에 의해 조절되는 탄산칼슘 생광물화는 이러한 바이오 미네랄의 생성 메커니즘을 이해하기 위한 대표적인 모델로 활용되고 있다. 본 연구에서는 진주조개 프리즘층에 존재하는 껍질 메트릭스 단백질인 GRP_BA 재조합단백질과 껍질 메트릭스 단백질의 특성과 유사한 인공단백질 GG1234를 이용하여, 상온상압 조건에서 in vitro 탄산칼슘 결정화를 진행하였다. 대표적인 탄산칼슘 결정화 방법인 $CaCl_2$ 용액과 $(NH_4)_2CO_3$ 증기를 활용하였을 때, 두 단백질 모두 상온상압 조건에서 전형적인 능면체의 방해석 결정 성장을 저해하였고, 하위단위의 작은 방해석 결정이 뭉쳐진 장미모양리본 형태의 구형 방해석 성장을 유도하였다. 이러한 실험결과는 두 단백질에서 나타나는 블록으로 구성된 무정형 단백질의 특성에 의해 야기된 것으로 추정되며, 이러한 측면에서 본 연구는 껍질 메트릭스 단백질에 의해 조절되는 탄산칼슘 생광물화 현상의 이해를 높이는 데 기여할 것으로 판단된다.

매립지 복토용 슬러지 고화물내 이산화탄소 생광물화 고정균 분석 및 생광물화능 평가 (Characterization of CO2 Biomineralization Microorganisms and Its Mineralization Capability in Solidified Sludge Cover Soil in Landfill)

  • 안창민;배영신;함종헌;천승규;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권8호
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    • pp.598-606
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    • 2013
  • 본 연구에서는 실제 매립장에 매립되어 있는 슬러지 고화물을 대상으로 생광물화 미생물 종분석을 위한 기초 연구를 수행 하였고, 또한 분석된 미생물을 배양하여 일반적으로 알려진 생광물화균과의 대조 실험을 통해 토착 미생물의 carbonate 생성능을 기기분석을 통해 비교 평가하였다. 시료내 미생물 종분석을 16S rDNA 시퀀스 분석을 통해 수행해본 결과, 다양한 미생물종이 관찰되었으며, 특히 생광물화 기작에 관여한다고 알려진 호기성 토양 미생물의 한종인 Bacillus megaterium과 금속을 환원시켜 미네랄염 상태로 전환시키는 Alkaliphilus metalliredigens의 근연종을 확인 하였다. 복토재에서 분리 배양한 균주를 이용하여 실험을 수행한 결과, 생광물화 균주가 주입된 실험군에서 미생물이 주입되지 않은 대조군보다 이산화탄소의 감소량이 더 컸다. 이와 연계하여 반응후 열중량분석기(TG-DTA)를 이용하여 탄산염(carbonate minerals)을 정량한 결과, 미생물이 주입된 실험군에서 대조군에 비해 약 30% 정도 더 생성된 것을 확인 하였다. 이러한 실험 결과로 비춰 볼 때 열중량분석법(TG-DTA)은 이산화탄소의 생물학적 전환에 의해 생성된 탄산염물의 정략적 분석에 적합할 것으로 판단된다. 이를 종합해 보면 복토재로 현장 매립된 슬러지 고화물은 매립장에서 표면 발산되는 이산화탄소의 자연적인 탄산염 전환 매체로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

산업부산물을 이용한 CSA계 팽창시멘트의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of CSA Type Expansive Cement Using Industrial By-products)

  • 송종택;조진상;전준영
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.183-192
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    • 2001
  • 산업부산물을 이용하여 3CaO.3Al$_2$O$_3$.CaSO$_4$(C$_4$A$_3$S) 클링커를 합성하였다. 이때, 원료 물질은 산업부산물로 플라이 애쉬, 고로 수쇄 및 괴재슬래그를 $Al_2$O$_3$원으로 그리고 부산석고를 SO$_3$원으로 이용하였으며, CaO원으로 천연석회석을 사용하였다. 제조된 $C_4$A$_3$S 클링커를 CaSO$_4$, CaO를 배합하여 CSA계 팽창재를 제조하였으며, 일반 포틀랜드 시멘트(OPC)에 10 wt.% 첨가하여 수화 및 물성 특성을 조사하였다. 주요 수화생성상은 에트링자이트 및 수산화칼슘이었다. 수화시 에트링자이트의 생성으로 인해 팽창 및 경화체가 치밀화되어 건조수축이 감소되었고, 강도(압출, 인장, 휨)가 향상되었다.

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Cellulose Diacetate/$CaCO_3$ 복합체의 제조 및 물성 (Preparation and Properties of Cellulose Diacetate/$CaCO_3$ Composite)

  • 임환규;계형산;원성호;남재도;이영관
    • 폴리머
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    • 제32권2호
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    • pp.178-182
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    • 2008
  • 생분해가 가능한 셀룰로오스 디아세테이트(CDA)/탄산칼슘($CaCO_3$) 복합체를 용융가공을 통하여 제조하였고, 그 특성을 연구하였다. 용융가공을 위하여, 혼합체에 가소제로 트리아세틴(TA)과 윤활제로서 소량의 에폭시화된 콩기름(epoxidized soybean oil)을 첨가하였으며 가공시 최적 조건을 확립하였다. CDA와 TA의 아세틸기($-OC(O)CH_3$)가 용융가공 중에 열분해 되어 초산($CH_3COOH$)을 발생시키는데, 탄산칼슘의 함량(wt%)이 증가할수록 초산($CH_3COOH$)의 흡수효과(absorption effects)가 향상되며, 탄성률과 $T_g$가 증가하였다. 탄산칼슘의 함량이 증가할수록 인장강도와 신율은 감소하였다.

새우의 품질에 미치는 가열 및 건조방법의 영향 (Effects of Cooking and Drying Methods on the Quality of Shrimp)

  • 김현구;조길석;신효선
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제32권3호
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    • pp.286-294
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    • 1989
  • 가열처리 및 건조방법이 새우의 품질에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 생새우의 콜레스테롤 함량은 건물 100g당 81.4mg이었으며, 동결 건조한 것은 열풍건조한 것보다 그의 함량이 $5{\sim}28%$가 적었다. 새우의 신선도와 관계가 있는 volatile basic nitrogen과 trimethylamine의 함량은 열풍건조한 것이 동결건조한 것보다 이들의 함량이 높았고 세균수는 동결건조한 것이 열풍건조한 것보다 낮았다. 생새우를 가열하거나 건조하면 L값이 크게 상승하여 새우의 색깔이 밝아졌는데 동결건조한 것은 열풍건조한 것보다 그 폭이 더 컸고 색차는 L값과 반대현상을 나타냈다. 생새우의 무기질 중에는 칼슘 함량이 가장 많았고 그 다음은 칼륨, 나트륨이었으며, 이들 무기질 성분은 전체 무기질 성분의 96%를 차지하였으며 가열 및 건조방법에 따라 차이가 없었다.

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Bacillus종의 생광물화에 미치는 영향 인자의 비교 평가 (Comparative Assessment on Indicating Factor for Biomineralization by Bacillus Species)

  • 석희정;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.179-191
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    • 2013
  • 본 연구에서는 생광물화에 미치는 주요한 영향 인자의 파악 및 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$ 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus pasteurii와 S 매립지 복토재 내 토착 미생물을 이용하였다. 광물 종류별 실험을 진행한 결과, $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$에 대해 각각 85, 88, 42 mg/L의 암모늄($NH_4{^+}$)이온이 생성되었고 이산화탄소 가스가 각각 12, 12, 24시간 후에 검출되지 않았다. 수용액 내 $Ca^{2+}$$CaCl_2$의 경우 12시간 후 92% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 36시간 후 85% 감소하였다. 반면에 $Mg^{2+}$$MgCl_2$의 경우 48시간 후 46% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 72시간 후 38.5% 감소하였다. 이온 농도 또는 광물의 종류에 관계없이, pH의 경우 생광물화가 일어난 실험군에서만 pH 5.5에서 pH 9로 변하는 것을 볼 수 있었고 미생물 활성도($OD_{600}$) 또한 0에서 0.6으로 증가했다. 실험 종료 후, 주사전자현미경(SEM) 사진을 촬영한 결과, 회전 타원체 모양의 결정체와 사다리꼴 모양의 결정체가 형성된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 X-선 회절분석으로 확인된 $CaCO_3$ (Calcite)와 $MgCO_3$ (Magnesite)이었다. 본 연구 결과 urea를 이용한 생광물화능을 판단할 수 있는 영향인자로서 효소의 활성도, $CO_2$ gas 농도변화, $OD_{600}$, pH, 용액 내 칼슘(또는 마그네슘) 이온농도가 적합함을 확인하였다.

흑토란의 식품재료화를 위한 숙성 조건에 따른 토란의 특성 및 관능 최적화 (Characteristics and Sensory Optimization of Taro (Colocasia esculenta) under Different Aging Conditions for Food Application of Black Taro)

  • 전유호;이지원;손양주;황인경
    • 한국식품과학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.133-141
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    • 2016
  • 토란은 풍부한 영양 성분과 다양한 효능을 가지고 있으나 활용도가 높지 않고, 옥살산 등의 독성 성분과 높은 수분 함량을 가지며 갈변 현상이 쉽게 일어나기 때문에 상품화를 위해서는 새로운 가공 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 토란을 증자, 숙성, 건조하는 과정을 통해 차로 음용할 뿐만 아니라 다양한 식품 재료로 활용할 수 있는 새로운 가공 방법을 개발하고자 하였으며, 이를 흑토란이라 명명하였다. 흑토란을 제조하기 위하여 증자($95{\pm}3^{\circ}C-1\;h$) 후 다양한 조건(85, 90, $95^{\circ}C-20$, 40, 60 h)에서 숙성시켰으며, 이를 건조($60^{\circ}C-24h$)하여 분말화하였다. 그 후, 이화학적 특성, 산화방지 활성을 분석하였으며, 반응표면분석을 이용하여 관능적 최적점을 탐색하였다. 토란의 일반성분 분석 결과, 생토란은 87.69%의 수분 함량을 보였고 증자 시 90.70%으로 증가하였다가 흑토란에서 4.87-8.56%로 감소하였다. 흑토란은 생토란과 증자 토란에 비해 탄수화물, 조단백, 조지방, 조회분 함량이 모두 증가하였으며, 조섬유는 생토란에서 0.45%, 흑토란에서 5.23-7.86%의 함량을 나타내었다. 무기질 성분 분석 결과, 모든 시료에서 포타슘 함량이 가장 높았다. 토란의 총당과 함량 결과, 생토란은 112.53 mg/g, 증자 토란은 70.51 mg/g을 나타냈으며, 흑토란은 숙성 시간에 따라 유의적으로 증가하였고 54.94-120.03 mg/g의 함량을 보였다. 환원당은 42.48 mg/g에서 증자 후 12.29 mg/g로 감소하였으며, 흑토란에서 12.73-24.14 mg/g의 함량을 나타내었다. 분말색도는 생토란을 열처리함에 따라 L값이 84.57에서 증자 토란의 71.05, 그리고 흑토란에서 47.91-55.28으로 감소하였으며, a값은 증가하고 b값은 감소하는 경향을 나타내었다. 갈색도는 생토란에서 0.08의 값을 나타냈고, 증자 후 0.02로 감소하였다가 흑토란에서 급격하게 증가하였으며 $90^{\circ}C$에서 40시간 숙성한 토란에서 0.88의 가장 높은 값을 보였다. 옥살산칼슘 함량 측정 결과, 생토란에서 59.07 mg/100 g의 함량을 보였으며, 증자 후 37.20 mg/100 g으로 감소하였고, 숙성 과정을 거치며 시간에 따라 유의적으로 감소하여 $90^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 토란에서 11.46mg/100 g의 가장 낮은 값을 보였다. 흑토란의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 20.61-28.30 mg GAE/g의 값을 나타냈으며, 숙성 온도에 따라서 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 흑토란의 산화방지 활성을 DPPH, ABTS 자유라디칼 소거능 및 FRAP 활성으로 측정하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 모두 숙성 온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. DPPH 라디칼 소거능은 3.67-7.52 mg VCE/g의 값을, ABTS 라디칼 소거능은 9.63-20.32 VCE/g의 값을 나타냈으며, 두 소거능 모두 $95^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 시료에서 가장 높았다. FRAP 활성 또한 유사한 경향을 보였고, 3.43-6.79 mg VCE/g의 값을 나타내었다. 흑토란의 관능 최적 숙성 조건을 탐색하기 위하여 색, 맛, 향, 전체적인 기호도에 대하여 반응표면분석을 실시하였다. 색($R^2=0.8471$), 맛($R^2=0.8244$), 전반적인 기호도($R^2=0.7480$)에 대하여 유의한 반응 표면을 이끌어낼 수 있었으며, 맛과 전반적인 기호도 항목에서 실험 범위 내의 최적점을 이끌어낼 수 있었다(맛: $88.73^{\circ}C$, 39.50시간, 전반적인 기호도: $88.82^{\circ}C$, 42.60시간). 관능 특성간의 상관 분석 결과, 전반적인 기호도에는 색, 맛, 향 모두 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 맛(r=0.884)의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 토란의 숙성 조건에 따른 이화학적 특성 및 산화방지 활성의 차이를 확인하였으며, 관능적으로 최적이 되는 토란의 숙성 조건을 확인하였다. 실험 결과를 종합해 보았을 때, 생토란에 비해 흑토란에서 섬유소 함량의 증가, 옥살산칼슘의 유의적인 감소, 그리고 갈변 반응으로 인한 생리활성 성분의 증가 효과를 기대할 수 있다. 높은 산화방지 효과를 위해서는 높은 온도에서 오랜 시간 숙성이 필요하며, $88.73-88.82^{\circ}C$의 온도에서 39.50-42.60시간 동안 숙성시켰을 시 관능적으로 우수한 흑토란을 생산할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 토란의 이용성을 증대시키며 흑토란 분말의 다양한 식품재료로서의 활용 가능성을 탐색하기 위한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

조리에 따른 미역중의 색도 및 무기성분의 변화 (Changes in Chromaticity and 6 Mineral Contents of Sea Mustards according to Several Cooking Methods)

  • 한재숙;이연정;이신정;김정애
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.101-108
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    • 2002
  • 본 연구는 미역의 조리방법(수침, 끓이기, 볶아 끓이기, 초무침)에 따른 색도 및 6종의 무기성분 함유량 변화를 조사한 것으로 그 결과는 다음과 같다. 1. 미역의 색도는 L, a, b 값 모두 끓이기를 했을 때가 가장 높았고 초무침시에 가장 낮았다. 특히 a값은 조리시에도 양식 미역이 자연산 미역보다 커서 더 녹색을 띠었다. 2 수분 함량은 끓이기>볶아 끓이기>수침>초무침 순으로 많았다. 3. 칼슘, 철, 마그네슘 및 인 함유량은 수침>끓이기>볶아 끓이기>초무침 순이었고 특히 초무침을 했을 때 가장 큰 감소가 일어났으며 끓이는 방법간에는 볶아끓이는 것이 그냥 끓이는 것보다 감소가 컸다. 이들 무기성분은 조리시에 국국물이나 초국물에 용출되어 나간 것으로 미역국이나 초무침을 해 먹을 경우에는 반드시 국국물이나 초국물을 함께 섭취하는 것이 요구되며 국을 끓일 때에도 볶아 끓이는 방법이 그냥 끓이는 방법보다 무기성분 용출에 효과적인 것으로 나타났다. 4. 칼륨 및 나트륨은 무기성분들 중에도 감소가 가장 두드러져 기초 조리작업인 수침만으로도 절반이상 감소하여 칼륨이 요구되는 사람은 미역을 수침해서 이용하는 요리보다는 자연산 건미역을 그대로 분말화시켜 차로 이용한다든가 생미역을 그대로 먹는 방법이 권장할 만하였다. 5. 칼슘 인의 함량 비율은 양식 미역의 경우 1.0∼3.1 : 1 수준이었고 자연산 미역의 경우는 3.3∼4.2 : 1 수준으로 칼슘의 함량이 높은 것은 우리식탁에서의 Ca과 P의 식사중의 균형을 위해서 오히려 효과적이라 여겨진다.

전남 화순군 백아산 아천동굴(석회동굴) 동굴생성물을 이용한 생광물화작용 연구 (Carbonate Biomineralization Using Speleothems and Sediments from Baekasan Acheon Cave (Limestone Cave) in Hwasun-gun, Jeollanam-do, South Korea)

  • 김유미;서현희;조경남;정다예;신승원;허민;노열
    • 한국광물학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.113-121
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    • 2018
  • 전라남도 화순군에 위치한 백아산 아천동굴은 전남지역에서 발견된 유일한 석회동굴이다. 이 연구에서는 백아산 아천동굴 내부에서 채취한 동굴생성물(동굴산호, 붕암)과 주변 점토 퇴적물의 광물학적 특성을 확인하고, 생성물 내에 존재하는 호기성 미생물을 농화배양하여 탄산염광물을 형성하는 생광물화작용에 대해 알아보고자 하였다. 연구를 위한 시료는 동굴 내 세 지점에서 점토, 동굴산호, 붕암을 채취하였다. XRD 분석결과, 동굴산호와 붕암은 주로 탄산염광물인 Mg가 풍부한 방해석(Mg-rich calcite)으로 이루어져 있었고, 점토는 석영, 백운모, 질석으로 구성되어 있었다. 탄산염광물 형성 미생물의 농화배양을 위하여 각각 소량의 동굴생성물을 D-1 배지에 넣고 상온의 호기 조건에서 미생물을 배양하였다. 그리고 미생물들의 탄산염광물 형성능을 확인하고자 요소가 포함된 D-1 배지에 칼슘이온(Ca-acetate, Ca-lactate)을 주입한 후 각 시료로부터 농화배양된 미생물 배양액을 1% (v/v)씩 주입하였다. 그 결과 모든 조건에서 흰색의 침전물이 형성되었으며, XRD 분석결과 침전물이 방해석과 바테라이트(vaterite)로 구성된 것을 확인하였다. SEM-EDS 분석 결과 Ca, C, O를 주성분으로 하는 능면체, 구형, 주상형의 탄산칼슘이 관찰되었다. 따라서 백아산 아천동굴 내 영구암대에 분포하는 임의의 동굴생성물로부터 확인된 미생물들은 동굴생성물 형성에 관여하고 탄소와 칼슘의 지화학적 순환에 기여했을 것으로 추정된다.

생체복합체의 재생패각 합성전략: 참굴 패각의 변형에 따른 키틴 합성 및 패각재생 (Biomineralization Strategy of Biocomposites on Regenerated Shell: Chitin Synthesis and Regenerated Shell Formtation by Deformed Oyster Shell)

  • 이승우;박승빈;용동희;최청송
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권3호
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    • pp.529-534
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    • 2008
  • 생체복합재료인 참굴 (Crassostrea gigas) 패각은 생성되는 형태에 따라 정상패각과 재생패각으로 구분되었다. 산과 알칼리를 이용한 탈 석회화과정 및 단백질제거반응을 통해 재생패각 내에서 얻어진 유기막이 키틴 특성을 가지고 있음을 FT-IR (Fourier transform infrared spectrometer)과 XRD (X-ray Diffractometer)를 통해 확인하였다. 불용성단백질의 함량은 정상패각이 재생패각과 비교하여 두배 이상 이었던 반면 수용성단백질 2차구조는 재생패각의 경우 random과 같은 불규칙구조가 많은 부분을 차지하고 있음을 확인할 수 있었다. 수용성단백질의 아미노산 조성과 단백질 2차구조분석을 통해 재생패각의 탄산칼슘 합성전략을 분자수준에서 논의하였고 재생패각 형성과 관련된 생광물화 전략이 패각의 재료학적 특성에 미치는 결과로써 해석되었다.