• 생명과학회지
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• 제20권5호
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• pp.710-716
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• 2010

막걸리와 막걸리지게미를 시료로 하여 난소를 절제하여 갱년기 장애를 유도한 흰쥐에 투여함으로써 난소절제에 의한 estrogen 결핍에서 발생되는 지질조성의 변화와 혈류 및 혈소판 응집능에 미치는 막걸리와 막걸리 지게미의 영향을 검토해 보았다. 난소절제에 의한 estrogen 결핍에서 발생되는 혈청 중의 AST와 ALT의 효소 활성은 막걸리와 막걸리 지게미 농축물을 각각 투여하였을 때, 모두 Sham군과 비슷하게 감소하였으며, TG, TCHO 및 HDL농도의 변화를 알아본 결과, 난소를 절제한 OVX-control군이 난소를 절제하지 않은 Sham군과 비교해 TG와 TCHO의 함량이 증가하였고 막걸리와 막걸리 지게미 농축물을 투여한 군에서는 OVX-control군에 비해 감소하였다. 그러나 혈청 중 좋은 콜레스테롤인 HDL의 농도는 막걸리와 막걸리 지게미 농축물의 투여로 증가함을 알수 있었다. 그리고 막걸리 농축물과 막걸리 지게미 농축물의 효소활성과 지질개선 효과를 비교해 볼 때, 막걸리 농축물 투여군이 막걸리 지게미 농축물 투여군보다 조금 더 증가되는 경향을 보였다. 혈류 및 혈소판 응집에 미치는 영향에 대한 결과는 막걸리와 막걸리 지게미 농축물 투여로 인해 OVX-control군보다 혈류속도가 빨라짐을 확인할 수 있었고, 막걸리 농축물과 막걸리 지게미 농축물 중 막걸리 농축물 투여군이 막걸리 지개미 농축물 투여군 보다 빠른 혈류 개선 효과 즉 높은 혈액 유동성을 나타내었다. 그리고 난소절제로 증가되어진 혈소판 응집현상도 막걸리와 막걸리 지게미 농축물 투여로 인하여 감소되어 혈소판 응집 억제 효과를 확인할 수 있었다. 또한 in vitro 실험에서 막걸리와 막걸리 지게미 농축물의 투여로 인한 ACE 활성 저해 효과도 확인하였으며, 막걸리와 막걸리 지게미 농축물을 비교하여 볼 때 막걸리 지게미 농축물보다 막걸리 농축물에서 더욱 높은 ACE 활성저해 효과를 보였다. 이상으로 in vitro에서의 ACE 저해 효과와 더불어 동물실험에서 막걸리와 막걸리 지게미 농축물이 혈청 중의 효소활성과 지질조성의 변화를 나타내어 지질개선효과를 볼 수 있었으며, 혈류 속도 증가와 혈소판 응집 억제 효과도 함께 보여 혈행 개선 효과도 확인할 수 있었다. 그리고 전반적인 실험결과에서 막걸리 농축물이 막걸리 지게미 농축물보다 조금 더 효과 있는 결과를 보였는데 이는 막걸리 농축물속에 발효를 통한 부유물의 여러 유효성분들이 더 많을 것으로 추정되고, 여러 가지 생리활성에도 영향을 준 결과로 사료되어진다. 또한 본 연구에서 시료로 사용된 페기 되어지는 막걸리 지게미 농축물에서도 막걸리 농축물보다는 낮은 효과이지만 생리활성을 보인 것으로 보아 막걸리지게미를 이용한 고부가가치 활용방안도 기대되어진다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1019-1026
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• 2010

과체중과 비만은 당뇨병, 고혈압, 고지혈증과 같은 신진 대사 질환의 발병과 강력하게 연관되어 있다. 비만의 원인은 여러가지가 있겠지만, 고지방식이는 비만의 원인 중 가장 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 C57BL/6 생쥐에게 22주간의 고지방 식이를 주었으며, 이를 통해 비만과 고혈당을 유도하였다. 22주 후에 고지방식이를 한 생쥐들에서 체중과 혈장 포도당 수준이 정상 식이를 한 생쥐들에 비해 크게 증가함을 관찰하였다. 복막 내 당 부하 검사(IPGTT)에서도 고지방 식이를 한 생쥐들은 정상 식이를 한 생쥐들에 비해서 당 내성 이상 반응을 보여주었다. 이러한 결과들은 고지방식이가 C57BL/6 생쥐에서 비만 및 고혈당을 유도한다는 사실을 확인시켜 주었다. 고지방식이군 생쥐들에서는 정상식이군의 생쥐들에 비해 혈장의 중성지방과 총 콜레스테롤의 양이 증가됨이 관찰되었다. 간에서의 중성지방 및 총 콜레스테롤의 수준도 역시 증가하였다. 따라서, 간에서의 지질대사가 어떻게 변하였는지를 알기 위해, 지질대사에 관련된 단백질들의 변화를 관찰하였다. 지방 합성과 관련된 효소들 중 FAS와 GPAT가 고지방식이 군에서 의미있게 증가 되어있었으며, 지방 수송에 관련하는 단백질 중에서도 ApoB 및 MTP의 큰 증가가 고지방식이군에서 관찰되었다. 흥미롭게도, 대사 조절 인자로 알려진 AMPK의 단백질의 양과 인산화 정도는 정상식이군에 비해 고지방식이군에서 의미있게 증가되었음이 관찰되었다. 결론적으로, 본 연구에서 우리는 고지방식이가 지질 합성과 지질 수송과정을 생리학적으로 증가시키지만, 역설적으로 AMPK의 활성화를 유발한다는 것을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제24권9호
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• pp.959-966
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• 2014

본 연구에서는 가시오가피 줄기를 이용하여 농축액을 제조한 후 운동수행능력 증진 효과를 확인하고, 관능검사를 통해 가시오가피의 유용한 기능적인 특성을 살린 기호성 있는 건강 음료를 제조한 후 그 품질 특성을 조사하여 가공식품 및 식품소재로서 가시오가피의 활용도를 높이기 위한 기초 연구 자료로 제시하고자 하였다. 본 실험에서 사용한 건가시오가피 줄기의 일반성분 분석 결과 수분함량 $6.50{\pm}0.12%$, 조단백질 $5.89{\pm}0.16%$, 조지방 $1.18{\pm}0.11%$, 조회분 $3.03{\pm}0.40%$로 나타났다. 건가시오가피 줄기 추출물을 이용하여 제조한 가시오가피 농축액의 DPPH 라디칼 소거능은 증류수로 희석한 10% 농축액에서 $87.42{\pm}1.63%$로 나타나 positive control인 butylated hydroxy anisole (BHA) 1%의 DPPH 라디칼 소거활성 $88.65{\pm}2.42%$와 비슷한 수준으로 높은 활성을 보였으며, 최대운동수행능력을 측정한 결과 가시오가피 농축액을 섭취한 생쥐에서 대조군 생쥐에 비해 농도 의존적으로 운동수행 거리와 시간이 증가하는 것으로 확인되었다. 그리고 관능검사를 통해 선호도가 가장 높은 가시오가피 음료를 제조하여 그 특성을 확인한 결과 당도는 $14.9^{\circ}Brix$, pH는 4.51, 색도는 L값(명도) -62.70, a값(적색도) 3.67, b값(황색도) -6.12로 확인되었다. 따라서 본 연구의 결과는 가시오가피 농축액을 이용한 기호도가 증진된 기능성 음료로의 개발이 가능할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.686-693
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• 2014

영양분의 제한공급은 인체에 큰 스트레스중의 하나로서, 분자수준의 유전자발현과 생리기능에 영향을 미친다. 영양고갈-스트레스 동안에 일어나는 세포반응을 이해하는 것은 다이어트를 실시할 때에 일어나는 부작용을 최소화할 수 있는 실마리를 제공해준다. Got1 유전자의 발현은 starvation 1시간부터 발현이 증가하다가 24시간에서 정상상태로 돌아왔다. Mat1 유전자의 발현은 starvation 1시간부터 24시간까지 지속적으로 발현이 증가하였다. Rat를 1-3일간 starvation에 의해서는 Got1 유전자의 발현은 큰 변화를 보이지 않았지만, Mat1 유전자의 발현은 cerebral cortex에서 현저하게 줄어드는 반면에 cerebellum과 lung에서는 1-2일간의 starvation에 의해서 유전자 발현이 증가하다가 3일째는 발현이 줄어들었다. Heart에서는 starvation에 의해서 유전자 발현이 관찰되지 않을 정도로 줄어들었다. 간헐 starvation (2일간 starvation 군과 2일간 starvation후 1일간 먹이를 공급한 것과 2일간 starvation + 1일간 먹이를 공급 + 2일간 starvation 군)으로 나누었다. Got1 유전자의 발현은 lung에서만 starvation 후 1일간 먹이를 공급한 군에서 아주 강한 발현을 보였다. liver의 경우는 2일 간 starvation 군과 2일간 starvation후 1일간 먹이를 공급한 군에서 발현이 약해진 후 2일간 starvation + 1일간 먹이를 공급 + 2일간 starvation 군에서 강한 발현을 보였다. Muscle에서는 starvation 시작과 동시에 발현이 현저히 감소 후 2일간 starvation후 1일간 먹이를 공급하면 정상상태로 돌아왔다. Mat1 유전자는 의미 있는 발현 변화가 없었다. Got1 유전자 발현은 ♂의 경우 NaCl 공급에 의해서 lung에서는 강한 발현을 보이고 thymus에서는 감소하였고 나머지에서는 뚜렷한 발현 변화가 관찰되지 않았다. ♀의 경우는 물 공급 보다가 NaCl 공급에 의해서 모두 약한 발현 양상을 보였다. Mat1 유전자의 발현은 ♂의 경우 NaCl 공급에 의해서 lung, kidney, muscle에서 약하지만 상승 발현이 관찰되었다. ♀의 경우는 NaCl 공급에 의해서 상승 발현 하는 것이 관찰되지 않았다.

• 생명과학회지
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• 제23권12호
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• pp.1501-1508
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• 2013

해조류 중에서 갈조류인 패 추출물을 이용하여 항산화 활성 검증 및 이의 결과를 이용하여 갱년기 유도 흰쥐의 혈중지질 농도, 혈소판 응집력 검토를 통해 그 효과를 검토하고자 하였다. 패 추출물의 항산화 활성은 DPPH 라디칼 소거능 및 SOD 유사활성 측정법을 이용하였다. 동물실험은 7주령 흰쥐를 난소절제 모의 수술군, 난소절제군, 난소절제 후 에스트로겐 투여군, 난소절제 후 패 추출물 50 mg/kg 및 200 mg/kg군의 5군으로 나누어 시술 후 7주간 추출물을 투여하며 사육하였다. 패 추출물의 폴리페놀 함량은 열수 추출물보다 에탄올 추출물의 경우 높은 것으로 나타났다. 항산화 활성 검토 결과, DPPH radical 소거능은 패 열수 및 에탄올 추출물은 용량 의존적으로 증가하였고, 특히 에탄올 추출물이 열수 추출물보다 항산화 활성이 증가하였다. SOD 유사활성의 경우, 에탄올 추출물의 농도가 1,000 ${\mu}g/ml$일 때 55%로 가장 높은 활성을 나타내었으며, 열수와 에탄올 추출물의 농도 의존적으로 활성이 증가하는 경향을 나타내었다. 이상과 같이 패 에탄올 추출물이 열수 추출물에 비해 폴리페놀 함량, DPPH radical 소거능 및 SOD 유사활성 또한 높은 것으로 나타나, 이를 이용하여 갱년기 유도 동물에 대한 지질함량 변화에 미치는 영향을 검토하였다. 동물실험 결과 갱년기 유도로 인하여 증가된 혈청 중 중성지방 및 총콜레스테롤 함량은 패 추출물 투여에 의해 저하되었으며, 특히 패 추출물 200 mg/kg bw/day 투여는 혈청 중 중성지방 및 LDL-콜레스테롤 함량을 유의적으로 감소시키는 결과를 나타내었다. 또한 패 추출물의 항 혈전능에 미치는 영향을 검토하기 위해, 난소절제로 인하여 혈 중 지질 함량이 증가한 상태에서 washed platelet을 분리하고 콜라겐으로 혈소판 응집을 유도하였다. 그 결과 패 추출물을 투여한 군이 OVX-CON군에 비해 혈소판 응집을 억제하는 것으로 나타났다. 응집율을 나타내는 amplitude (%)는 난소절제를 한 OVX-CON군이 난소절제를 하지 않은 SHAM군과 비교하여 증가하였으나, 에스트로겐 투여군에서 유의하게 감소하였으며 패 추출물 투여군인 OVX-EB50 및 OVX-EB200군 모두에서 감소하는 경향을 나타내었다. 응집시간을 나타내는 lag time (sec)은 난소절제에 의해 반응이 일어나는 시간이 짧아져, 혈소판 응집이 촉진되는 결과가 나타났다. 이에 반해 패 추출물 투여군인 OVX-EB50 및 OVX-EB200군에서 응집시간이 지연되는 결과가 나타났다. 이상과 같이 패 추출물이 혈중 중성지질, LDL-콜레스테롤 및 혈소판 응집능을 감소시키는 결과로부터 심혈관 질환의 예방 소재로써 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제23권12호
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• pp.1454-1459
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• 2013

본 연구에서는 양식산 극동산 뱀장어, Anguilla japonica, 에서 고비율로 암컷 친어를 확보할 목적으로 실뱀장어(평균 전장: 6.5 cm)를 estradiol-17${\beta}$ (E2) 투여구와 일반사료(E2-free) 투여구로 나누어 사육수온 별(20, 24 및 $28^{\circ}C$) 조건에서 4개월간 사육하여 성비조사와 성장변화를 실시하였다. 조사한 결과 본 연구에서 설정한 수온 영역에서는 E2-free 실험구에서는 암컷 비율의 변화가 없었으나, E2 경구투여에 의한 자성화율은 높은 수온($28^{\circ}C$)에서 소폭 증가하였다. 특히, 수온 $24^{\circ}C$ 실험구에서 E2 경구투여 개체가 E2-free 개체보다 성장곡선이 낮게 나타났으며, 혈중 E2 농도는 E2 투여를 종결한 후(178일)에도 여전히 유의적으로 높게 존재하였다. 따라서 E2 투여에 의한 자성화 유도 효과는 높았지만, 장기간 투여시 성장저하에 영향을 미치는 것으로 보인다. 극동산 뱀장어에서 사육조건 중 수온에 의한 암컷으로의 성분화 효과는 확인 할 수 없었으며, 다른 환경인자(사육 밀도, 염분 등)의 관련성도 이후 검토하여야 할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제27권9호
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• pp.1020-1030
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• 2017

대장암은 미국 등 서양 국가뿐만 아니라 국내에서도 2번째로 많이 발병이 되는 암으로 알려져 있다. 역학조사에 의하면 오메가-3를 많이 섭취한 인종에서 대장암 발생빈도가 감소하고 최근 오메가-3는 수종의 암에 대해 항암작용을 나타낸다고 한다. 이에 본 연구에서는 대장암에서 DHA의 항침윤, 항혈관 신생 및 항종양 형성능 억제의 기전을 규명하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DHA는 인체 대장암 세포주 HT29 의 증식을 농도 의존적으로 억제하였으나 AA는 거의 영향이 없었다. FACS 분석에서 DHA 처리했을 때 Sub G1 phase의 세포가 DHA의 농도 의존적으로 증가 하였다. DHA 처리 후 cleaved PARP가 증가하고, uncelaved caspase-3가 감소 하였다. HT29 세포의 침윤능은 DHA 처리에 의해 억제 되었다. DHA 처리 후 MMP-9 및 MMP-2 mRNA양이 감소 되었을 뿐만 아니라 그 promoter의 reporter 활성도 억제하였으며 VEGF promoter 활성도 DHA에 의해 억제 되었다. NF-kB promoter 활성 및 핵으로의 이동도 DHA에 의해 억제 되었다. In vivo 동물실험에서 생쥐 대장암 세포주인 MCA38에 대한 Fat-1 transgenic mice에서의 종양 형성능은 현저히 억제 되었다. 면역형광염색법을 이용한 Fat-1 transgenic mice의 종양 조직에서의 TUNEL 양성세포는 wild type mice에 비해 현저히 증가하였으나 CD31의 형광강도는 감소 되었다. 이상의 결과로 오메가-3는 대장암 세포에서 NF-kB 억제에 따른 COX-2, MMP-2 및 MMP-9 등 matrix matalloproteinase의 억제를 통한 침윤능의 억제, VEGF 억제를 통한 혈관신생의 억제등 복합적 기전에 의해 항암작용을 나타내리라 생각되며, 따라서 오메가-3는 대장암의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1437-1444
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• 2017

본 연구에서는 갈조류인 큰열매모자반 에탄올 추출물(Ethanol extract of Sargassum Macrocarpum, EESM)의 항염증 활성을 조사하였다. Lipopolysaccharide (LPS)로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 EESM에 의한 항염증 효과를 조사한 결과 EESM은 nitric oxide (NO)와 prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$)의 분비를 억제하는 결과를 보였고, 이는 inducible NO synthase (iNOS)와 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현 역시 억제하였다. 또한 전염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor-alpha ($TNF-{\alpha}$)와 interleukin 1 beta ($IL-1{\beta}$)의 발현도 억제하였다. 이러한 염증반응이 어떤 신호경로를 통해 일어나는지 알아보기 위해 nuclear factor kappa B ($NF-{\kappa}B$), phosphoinositide-3-kinase (PI3K)/Akt 그리고 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 신호전달 경로를 조사한 결과 EESM에 의해 $NF-{\kappa}B$가 세포질에서 핵으로 이동과 Akt 단백질의 인산화가 억제되었고 MAPK에 속하는 kinase 중 ERK의 단백질 인산화가 억제되었다. 따라서 EESM이 $NF-{\kappa}B$ 신호계를 포함한 PI3K/Akt 및 MAPK/ERK 신호경로를 동시에 관여하고 있음을 알 수 있었다. 또한 heme oxygenase-1 (HO-1)과 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현에 미치는 영향을 분석한 결과 EESM에 의해 HO-1 및 Nrf2의 발현이 증가됨을 보였다. 본 연구 결과 EESM은 높은 항염증 활성을 갖는 것으로 확인되였으며 향후 잠재적인 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1421-1429
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• 2017

본 연구에서는 유산균과 다시마가 항비만과 장내 미생물에 미치는 영향을 조사하기 위하여 8주령의 수컷 흰쥐를 1 cage 당 3 마리씩 4반복하여 처리군 당 12마리를 사용하였으며, 대조구 기초사료에 고지방사료 처리구는 10% lard를 첨가하고, 여기에 5% 유산균($5{\times}10^8cfu$, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus johnsonii, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis) 첨가구, 5% 유산균과 10% 다시마를 혼합 첨가한 처리구로 구분하였다. 고지방사료 처리군에 비해 유산균 처리군과 다시마와 유산균 혼합 처리군은 체중과 일당 증체량의 감소를 나타내었다. 장내미생물을 pyrosequncing 방법으로 확인한 결과, 고지방사료 처리군에 비해 유산균 처리군과 다시마와 유산균 혼합 처리군은 Firmicutes 비율이 감소하고, Bacteroidetes의 비율이 증가하였으며, Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) 비율은 감소하였다. 또한 이 두 처리군은 Firmicutes 문에 속하는 비만 관련 미생물 Roseburia, Mollicute, Erysipelotrichi, Oscillibacter가 감소하였고, 반면에 Bacteroidetes 문에 속하는 항비만 관련 미생물 Prevotella, Alistipes, Bacteroides는 증가하였다. 분변 내 단쇄지방산(short chain fatty acid; SCFA) 은 다시마와 유산균을 섭취한 처리군에서 butyric acid 함량이 높게 나타났다. 결론적으로, 다시마와 유산균의 혼합 처리는 항비만 효과를 나타내며 장내 미생물 변화를 유도하고 장내 대사 물질인 butyric acid의 함량을 높이는 것을 시사한다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.46-54
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• 2011

자연유기물을 처리하는 침지형 중공사막 정밀여과 시스템에서 $TiO_2$ 나노입자와 UV를 이용한 광촉매 반응을 적용 시 공기폭기, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 그리고 $Ca^{+2}$의 존재가 자연유기물에 의한 파울링에 미치는 혼합영향을 관찰하였다. 실험결과, $TiO_2$ 나노입자 없이 단순 UV의 조사만으로 자연유기물에 의한 파울링은 약 40% 정도 감소시킬 수 있었다. 또한 UV의 조사 없이 $TiO_2$ 나노입자의 교반만으로 약 25%의 파울링 감소효과를 나타내었다. 공기폭기가 광촉매 반응에 미치는 영향을 확인해 본 결과 공기폭기를 적용해 주지 않은 경우와 비교했을시 공기폭기로 인한 자연유기물의 제거효율은 약 12% 정도 향상되었다. 이는 공기폭기로 인한 분리막 표면으로부터 자연유기물의 물리적인 역수송 보다는 산소공급으로 인해 광촉매 반응이 더욱 향상된 것으로 판단된다. 공기폭기 유량, $TiO_2$ 농도, 용액의 pH 영향정도를 관찰한 결과 공기폭기가 자연유기물 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면, 용액의 pH 경우 낮은 pH (= 4.5)에서 파울링 감소에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 관찰되었다. 또한 $TiO_2$ 나노입자 농도가 증가할 수록 파울링 감소효과도 증가하였으며 용액의 pH를 낮출수록 파울링 감소는 증가하였다. 이는 낮은 pH에서 서로 반대전하를 지닌 자연유기물과 $TiO_2$ 나노 입자간의 정전기적인 인력이 증가하여 $TiO_2$ 나노입자 표면에서 자연유기물의 광촉매분해능이 향상된 것으로 사료된다. 또한 자연유기물 중 $Ca^{+2}$의 첨가는 상대적으로 높은 pH (= 10)에서 자연유기물과 $TiO_2$ 나노입자 사이 가교현상을 촉진시켜 $Ca^{+2}$이 첨가되지 않은 경우와 비교시 높은 파울링 감소효과와 자연유기물의 분해효과를 달성시킬 수 있었다.