• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.801-812
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• 2022

Omics-driven synthetic biology is a multidisciplinary research field that creates new artificial life by employing genetic components, biological devices, and engineering technique based on genetic knowledge and technological expertise. It is also utilized to make valuable biomaterials with limited production via current organisms faster, more efficient, and in huge quantities. As the bioeconomic age begins, and the global synthetic biology market becomes more competitive, investment in research and development (R&D) and associated sectors has grown considerably. By overcoming the constraints of present biotechnologies through the merging of big data and artificial intelligence technologies, huge ripple effects are envisaged in the pharmaceutical, chemical, and energy industries. In agriculture, synthetic biology is being used to solve current agricultural problems and develop sustainable agricultural systems by increasing crop productivity, implementing low-carbon agriculture, and developing plant-based, high-value-added bio-materials such as vaccines for diagnosing and preventing livestock diseases. As international regulatory debates on synthetic biology are now underway, discussions should also take place in our country for the growth of bioindustries and the dissemination of research findings. Furthermore, the system must be improved to facilitate practical application and to enhance the risk evaluation technology and management system.

• 농업과학연구
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• 제49권4호
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• pp.823-835
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• 2022

In this study, the feasibility of alternative tractor Roll Over Protective Structure (ROPS) designed to evaluate conditions required for testing was confirmed. In accordance with Organization for Economic Cooperation and Development (OECD) code 4, the required load energy of the tractor ROPS was determined. First, the tractor ROPS test was performed and a repeated test was performed using a simplified ROPS as an alternative tractor ROPS. The test procedure is first rearward, second lateral, and last forward based on ROPS. The load test device consists of a load cell that measures force and a LVDT that measures deformation. Precision was confirmed by calculating the relative standard deviation of the simplified ROPS repeated test. Accuracy was analyzed by calculating the mean relative error between the mean measured values in the simplified ROPS test and the tractor ROPS test. As a result, the relative standard deviation was less than 2.5% for force and 3.3% for maximum deformation overall, showed the highest precision in lateral load. The mean relative error value for force measured at the lateral load of simplified ROPS was 0.5%, showing the highest accuracy. In the front load test, the mean relative error of maximum deformation was 20.5%, showing the lowest accuracy. The mean relative error (MRE) was high in the forward load test was because of structural factors of the ROPS. The simplified ROPS model is expected to save money and time spent preparing tractors.

• 농업과학연구
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• 제50권3호
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• pp.459-467
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• 2023

Because an irradiation of 405 nm violet light could have a strong energy, it was used to be sterilized against various microbes in the indoor air condition or fresh food. Escherichia coli is a representative bio-pollutant in the indoor air-borne bacteria, and a hygienic microbe in the horticultural food. This study evaluated the inactivation influences on E. coli DS5α after exposure to 405 nm violet-light (VL) by investigating irradiating time, and the vertical and horizonal distance from light source. The illumination of 405 nm VL was inversely proportional to the distance from the VL source. E. coli DS5α on nutrient agar (NA) was inactivated approximately 50% more than the control when irradiated at 65 cm from 405 nm VL for 3 hours. When compared to the control, E. coli DS5α was inactivated approximately 50% within 70 cm from 405 nm VL for 3 hours. As it was irradiated for 3 hours 70 cm away from 405 nm VL, the horizonal distance from the point was negatively correlated to the inactivation of E. coli DS5α. These results indicated that the inactivation of E. coli DS5α grown on NA medium needs to be irradiated with 405 nm within 70 cm from the light source for 3 hours.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권8호
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• pp.3335-3346
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• 2024

Due to the radiation released by commonly used isotopes, many nuclear, medical, and industrial facilities require proper radiation shielding. In this work, distinct copper borate glasses intercalated with varied aluminum and vanadium oxide (Al₂O₃ and V₂O₅) content have been synthesized and used against radiation (gamma rays and fast/thermal neutrons). The different percents were as follows: [60% B₂O₃ + 35% CuO + (5-x)% Al₂O₃ + xV₂O₅], where x = 0, 1, and 2.5 wt.%, which was coded as BCu(5-x)Al:xV. The synthesized glass samples were characterized using Fourier transforms, infrared, and X-Raydiffraction analysis. Experimentally, the radiation shielding possessions of the samples were established using an HPGe detector at the gamma energy lines 0.356 MeV, 0.661 MeV, 1.173 MeV, and 1.332 MeV. Also, the prepared glasses were investigated theoretically using the Monte Carlo code (MCNP5) at photon energies of 0.015-15 MeV. Also, the fast and thermal neutron macroscopic effective removal cross-sections were calculated using MRCsC and JANIS-4.1 software, respectively. The prepared sample BCu2.5Al:2.5V, which has a vanadium and aluminum content of 2.5%, has the highest linear attenuation coefficient as well as the highest removal cross-section for fast, and thermal neutrons.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.465-475
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• 2024

Lactiplantibacillus plantarum K9은 굼벵이에서 분리된 다양한 생리활성물질에 기인하여 프로바이오틱스 균주로 활용 가능한 유산균이다. L. plantarum K9 유전체 분석결과로써 박테리아 염색체와 3 plasmid가 존재하는 것으로 나타났다. L. plantarum K9의 핵심 대사경로 분석 결과 해당과정, 오탄당대사(pentose phosphate pathway)는 정상적으로 수행되는 것으로 나타났다. 그러나 포도당신생합성과 ED pathway의 핵심 효소인 fructose-1,6-bisphosphatase (EC: 3.1.3.11)와 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12) / 2-keto-de- oxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55)가 각각 결여되어 있기 때문에 포도당신생합성과 ED pathway는 수행하지 못하는 것으로 제의된다. 또한, TCA 회로에서 fumarate 및 malate를 형성하는 일부 효소만 존재하는 반면에 나머지 TCA 회로에 연관되는 효소들이 모두 결여되어 있었기 때문에 TCA 회로는 진행되지 못하는 것으로 추정되었다. 산화적 전자전달계는 NADH dehydrogenase complex I과 cytochrome reductase complex IV에 해당하는 요소들을 보유하고 있기 때문에 class IIB 타입(bd-type)의 전자전달시스템을 수행할 것으로 예측되었다. 종합적으로, L. plantarum K9은 lactic acid 동형발효를 수행하며, 포도당신생합성 및 오탄당대사가 가능하며, class IIB 타입(bd-type) 산화적 전자전달시스템에 의해 에너지 대사를 수행하는 것으로 제의된다. 따라서, L. plantarum K9은 다른 유산균주에 비교하여 lactic acid 생성량이 비교적 높아 생리활성도가 우수할 것으로 제의된다. 다른 한편으로, L. plantarum K9은 산화적 전자전달이 가능한 것으로 추정되어 산소에 대한 내성이 높아서 배양 특성이 양호하여 프로바이틱스로써 활용가능성이 높은 것으로 제의된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제5권2호
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• pp.202-209
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• 1996

본 연구는 온실내에서 퇴비발효 과정중에 발생하는 암모니아가스의 동태와 퇴비발효에 수반되는 환경의 변화가 토마토의 생육에 어떠한 영향을 미치는지 구명하고자 관행온실과 퇴비발효온실의 환경변화를 추적하면서 토마토의 생장과 수량 및 과일의 품질을 비교하였다. 1. 온도는 난방기에 의해 일정온도로 유지되도록 설정하였고 주간에는 $25^{\circ}C$이상에서 환기를 하였기 때문에 두 온실간의 차이가 없었다. 2. 퇴비발효온실 지중 l0cm 깊이의 지온은 관행온실보다 주간 약 7$^{\circ}C$, 야간 약 1$0^{\circ}C$ 높았으며, 지중 30cm 깊이의 퇴비발효온실의 지온은 관행온실의 지온보다 약 10-15$^{\circ}C$ 높았다. 3. 발효시작후 2, 3, 4, 5, 및 6일째의 암모니아가스 휘산농도는 각각 5.4, 13.3, 114, 114.7 및 117.3ppm으로 상승하였다. 발효후 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 및 14일 째에는 각각 79.3, 41, 41, 54.7 10.7, 20, 82 및 27ppm으로 발효 7일째부터 낮아져서 8일 이후에 현저히 감소하였다. 발효 16일째에는 15.7ppm으로 낮아졌으나 작물에 따라서는 8ppm에서도 암모니아가스 장해를 받을 수 있으므로 본 실험과 같은 조건으로 발효를 시키는 퇴비발효온실에서의 작물 정식은 발효시작 후 약 3주 이후가 되어야 할 것으로 판단되었다. 4. 관행온실내의 탄산가스 농도는 450ppm 내외인데 비해 퇴비발효온실내의 농도는 발효 후 1개월까지는 약 2500ppm 이상까지 높아졌으며 발효가 시작된 2개월까지는 무환기시 약 1000-1500ppm을 유지하였으며 2개월 이후부터 4개월까지는 약 700-1000ppm이 유지되었다. 5. 주근장을 제외하고는 전체적으로 관행온실보다 퇴비발효온실에서의 토마토 생육이 양호하였다. 특히 경경의 경우 정식 1개월 후부터 그 차이가 뚜렷하게 나타났으며 2개월 후에는 직경 약 1cm의 차이가 나타났다. 엽, 경, 근의 생체중 및 건물중도 생육이 진전됨에 따라 퇴비발효온실에서 현저히 증가하였다. 방울토마토의 경우 개화수와 착과수는 퇴비발효온실에서 높았으며 과중은 거의 비슷하거나 낮았다. 그러나 일반토마토의 경우는 모든 항목이 퇴비발효온실에서 높게 나타나 그 효과가 현저하였다. 퇴비발효온실 방울토마토의 총수확과수와 수확총중량은 생육이 진전됨에 따라 관행온실보다 많아졌으며 일반토마토에서는 그 경향이 현저하였다. 6. 퇴비발효온실에서 재배된 방울토마토의 평균당도는 8.5-9.2인 반면 관행온실에서 재배된 방울토마토의 당도는 7.0-9.0으로 나타났으며 일반토마토의 경우 퇴비발효온실에서의 당도가 6.5-7.5인 반면 관행온실에서는 5.9로 나타나 퇴비발효온실 토마토의 당도가 약 1도 정도 높아졌다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.52-61
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• 2020

겨울철 벤로형 유리온실(W59×L68×H5.9m) 보온스크린 높이의 차이에 따른 실내온도 변화를 파악하기 위하여 00시부터 04시까지 30분 간격으로 열유동해석을 하였다. 초기에는 상대적으로 난방 외부접촉면적이 큰 보온스크린 설치높이 5.9m에서 보온스크린 설치높이 4.1m에 비해 온도감소가 빨라 낮은 온도를 나타냈으나 해석 2시간 이후부터는 상대적으로 온도감소가 느렸고 04시에는 0.6℃ 높았다. 그러나 해석시작1시간 후 실내온도가 약13℃까지 내려가고, 그 이전에 난방기가 작동해야 된다고 볼 때, 해석 2시간 동안 온도감소가 상대적으로 느렸던 보온스크린 설치높이 4.1m에서 5.1m에 비해 난방에너지 절감에 유리할 것으로 판단되었다. 토마토가 자라는 지면 2m 높이에서의 유동은 보온스크린 설치높이 5.9m에서 4.1m에 비해 상대적으로 넓고 빨랐으며 유동해석 1시간 후인 01시의 평균차이는 0.034m·s^-1였다. 여름철 차광스크린 설치높이를 5.7m와 3.9m로 달리하되70%닫힘 조건에서 12시부터 13시까지는 온실하부덕트 외부공기유입량 0.67㎥·s^-1 상태 그 후부터는 외부 유입공기를 3배로 증가하여 냉방효과를 비교하였다. 초기 12시부터 13시까지는 차광스크린 70%닫힘 상태에서 무차광에 비해 오히려 평균 약0.9℃ 높았지만 외부공기유입량이 증가하는 13시 이후 부터는 차광스크린 70%닫힘 조건에서 온도가 감소하였고 14시 30분에는 무차광에 비해 0.5℃ 낮았다. 차광스크린 70% 닫힘 조건에서 바닥면의 온도분포는 스크린 설치높이와 개방 정도에 비례하여 낮았으며 무차광에 비해 8℃이상 낮았다. 온실 내 상대습도는 차광스크린을 30% 개방하는 조건에서는 차광스크린의 높이나 개방정도에 따른 차이가 미미하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권4호
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• pp.308-316
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• 2015

최근 관심이 집중되고 있는 스마트온실의 기술적용 실태와 문제점을 파악하고 이를 토대로 단동온실의 ICT 기술적용 장애요인 극복과 생산성을 제고하기 위하여 실험을 수행하였다. 자동화 시설의 도입 장애요인으로는 시설비 부담(24%)이 높았으며, 설치업체 사후관리 미흡(19%), 잦은 고장(16%), 관리기술 미흡(15%), 기능 미흡(13%), 소득향상기여 미흡(12%) 순이었다. ICT 도입필요성은 노동력절감(15%)이 가장 높았다. 자동화 온실에서 문제가 발생되는 부분은 온실구조, 구동기제어, 복합환경제어기, 센서기술이 각 14%로 비슷하였고, 원격제어기술 13%, 작물관리기술 12%, 에너지절감기술 10%, 소프트웨어활용 8%이었다. 온실구조 측면에서의 문제점은 천창개선이 18%로 가장 많았다. 효율적인 온도 및 환기 제어를 위해 농촌진흥청 고시 10-단동-7형 온실에 랙피니언 천창을 추가하였으며, 지붕형태를 복숭아형으로 변경하였다. 온실내 환경의 균일성을 위해 공기 유동팬은 6대를 설치하도록 하되 필요에 따라 증설 가능하도록 하였으며, 에너지 절약을 위해 1, 2중은 두께 0.1mm필름을 사용하고 3중은 5겹보온커튼을 설치하였다. CFD 유동해석 결과, 측창이 열린조건에서는 풍상 방향의 평균 유속이 빠르고 온도가 낮았으며, 풍하 방향으로 멀어 질수록 평균 유속이 점차 느려지고 온도는 높게 나타났다. 반면, 측창이 닫힌조건에서는 평균 유속이 낮으며, 구역별로 큰 편차는 없었다. 다만 풍상 풍하의 천창이 모두 열린 조건에 비하여 풍하 방향의 천창만 열린조건이 영역별 평균 유속에서 더 높은 값을 보였다. 측창을 닫은 조건에서는 외기의 유동이 아닌 온실 내 설치된 환기용 유동팬에 의해 유속이 발생하며 외부 환기가 없는 조건에서 유동팬에 의한 순환은 실내 전체 공간의 유동 편차를 줄여 줄 수는 있지만 전체적인 온도에는 영향을 미치지 못하였다. 저측고의 영역별 평균 온도는 고측고보다 균일하게 나타났다. 겨울철 3중 다겹보온커튼 여닫음에 관계없이 유동팬 근처에서 유속이 높고 유동팬에서 멀어지면 유속이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한, 시간경과에 따른 평균 온도는 3중다겹보온커튼 열림상태에서 약 2시간 후에 외부온도와 같아졌으나 닫힘상태에서는 5시간 이후에 외부온도와 같아져, 3중 다겹보온커튼의 보온효과가 뚜렷하였다. 같은 조건에서 열용량의 차이로 인해 저측고 온실이 고측고 온실에 비하여 온도 하강 속도가 빨랐다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권9호
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• pp.1106-1113
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• 2017

본 연구에서는 튀긴 약과(FY) 및 구운 약과(BY)의 자소엽 분말의 첨가 비율을 달리하여 약과를 제조하고 이화학적 품질 특성을 분석하였다. 수분함량은 튀긴 약과 7.05%, 자소엽 분말 첨가량에 따른 구운 약과가 12.42~10.44%로 튀긴 약과보다 구운 약과 및 자소엽 분말 첨가군이 높게 나타났으며, 자소엽 분말 함량에 비례하여 수분함량이 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 튀기는 과정 중 약과 내 수분이 유실된 것으로 판단되며 구운 약과가 튀긴 약과보다 팽화율은 낮지만, 일정한 크기와 형태를 유지하여 튀긴 약과의 단점을 해소하며 동시에 쿠키 타입의 약과 제조에 적합할 것으로 판단된다. 조지방의 경우 튀긴 약과가 구운 약과보다 지방 성분이 높았으며, 이는 튀기는 과정에서 수분과 유지의 교환반응이 진행되기 때문으로 판단된다. 약과 열량의 경우 튀기는 조리법을 사용한 FY 시료는 501 kcal로, 오븐에 굽는 조리법을 사용하는 BY 시료군들에 비해서 약 65.8 kcal 정도 높은 것을 확인할 수 있었으며, 이는 기름에 튀기는 조리법과 오븐에서 굽는 조리법에 따른 조지방의 함량 차이가 크게 영향을 미친 것으로 판단된다. 약과의 색도는 튀긴 약과보다 구운 약과의 L값은 높게 나타났고 a, b값이 낮게 나타났으며, 이는 자소엽 분말 함량이 증가함에 따라 L, a, b값은 모두 감소하였다. 조직감의 경우 자소엽 분말의 첨가량에 비례하여 약과의 경도, 응집성, 씹힘성, 검성은 증가하였으나 탄력성은 감소하였다. 약과의 DPPH 라디칼 소거 활성은 BY 0.2~0.4% 시료군이 FY와 BY 0~0.1%에 비해 높게 나타났고, 자소엽 분말 첨가량이 증가할수록 항산화 활성도 증가하였다. 따라서 구운 약과 제조 시 자소엽 분말을 0.2% 이상 첨가하였을 때 항산화 효과가 증진함을 알 수 있었다. 관능평가에서 맛, 전반적인 기호도 평가에서는 BY 0.1% 시료가 가장 선호도가 높은 것으로 나타났고 향과 색에서는 BY 0% 시료의 선호도가 가장 높게 나타났다. 이상의 결과를 통하여 자소엽은 항산화 활성이 우수한 소재로 자소엽 분말을 첨가하여 구운 약과를 제조할 경우 열량 및 지방 감소, 항산화 활성 증가 효과를 알 수 있었고, 또한 구운 약과는 기존 튀긴 약과에 비해 경도 값이 쿠키 경도와 비슷하여 차후 약과 제품 유통 시 형태 보존에 대한 안전성 유지에 도움을 줄 것이다. 더불어 기존 튀긴 약과의 상품성, 맛과 품질을 개선해야 할 필요성을 인식할 기회를 제공하며 한국의 대표 디저트에 부합하는 약과 제조 방법 정립에 중요한 자료가 될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-22
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• 2009

본 연구는 묘의 생육을 최대화하기 위하여 생육 단계를 임의로 구분하고 각 단계 별 적정 환경 조건을 확립함에 목적을 두었다. 생육 단계는 총 20일의 배양기간을 6일(1단계), 7일(2단계), 7일(3단계)의 3단계로 구분하였다. 첫 번째 단계는 활착기로서 환경 처리 별 생육에 큰 차이가 나타나지 않았다. 높은 환경 조건에 의한 잎의 장해를 고려하였을 때, $80{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 의 PPFD 및 대기 중의 $CO_2$ 농도가 적합하였다. 두 번째 단계에서는 PPFD 및 $CO_2$ 조건이 높아짐에 따라 건물 중을 중심으로 부분적으로 향상되었다. 에너지 효율과 생육을 고려할 때, $160{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 의 PPFD와 $700{\mu}mmol{\cdot}mol^{-1}$의 $CO_2$가 적합할 것으로 생각되었다. 세 번째 단계에서는 PPFD 및 $CO_2$ 농도가 높아짐에 따라 유의적으로 생육이 향상되었으며, 잎 및 마디의 발달상태도 현저히 향상되었다. 따라서 보다 적극적으로 생육증진을 고려할 때, $320{\mu}mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD와 $1800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$의 $CO_2$가 적합할 것으로 생각되었다. 생육 단계별 환경 조절은 초기단계에 상대적으로 낮은 조건을 유지하고 후기단계에서 충분한 조건을 제공함으로써 건전한 묘를 생산할 수 있고 에너지 및 물질의 투입량을 절약할 수 있다.