• 한국작물학회지
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• 제64권4호
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• pp.422-431
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• 2019

본 연구는 옥수수 유수형성기(본 잎 6개)에 10일 동안 수분부족처리를 하였을 때 F₁ 옥수수 교잡종 식물체의 생리적 반응과 프로테옴 변화를 분석한 것이다. 실험에 사용한 품종은 일미찰과 광평옥이었다. 1. 정상구에 비해 수분이 결핍된 옥수수 교잡종에서는 평균 3개의 잎이 감소했고, 잎 면적은 각각 32~34 % 감소했으며, 경장은 일미찰에서는 약 14%, 광평옥에서는 약 27% 줄었다. 웅수 길이는 일미찰과 광평옥에서 각각 74, 82%가 감소하였다. 2. V4~6 엽기 때 10일간의 수분 결핍 처리는 옥수수의 모든 부분에서 건물중을 감소시켰으며 특히, 줄기의 건물중이 잎과 뿌리보다 훨씬 감소하였다. 일미찰과 광평옥에서 잎과 줄기의 건물중은 각각 약 83%, 73% 감소했으며, 수술 건물중은 각각 약 35, 86% 감소했다. 3. V4~6 엽기 때 10일간의 수분 결핍 처리는 옥수수의 모든 부분에서 건물중을 감소시켰으며 특히, 줄기의 건물중이 잎과 뿌리보다 훨씬 감소하였다. 일미찰과 광평옥에서 잎과 줄기의 건물중은 각각 약 83%, 73% 감소했으며, 수술 건물중은 각각 약 35, 86% 감소했다. 4. 이차원전기영동방법으로 정상구와 한발 스트레스를 받은 교잡종에서 다른 단백질 발현양상을 나타내는 21 개의 단백질 spot을 확인하였다. MALDI-TOF MS (matrix assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry) 및 단백질 데이터베이스 분석을 통해 21개의 단백질 spot 중 탄수화물 대사에 관련된 단백질이 8개, 스트레스 관련 단백질이 6개, 지방산 이화작용 및 광합성에 관련된 단백질이 각각 2개, 에너지 대사 및 수송에 관련된 단백질이 각각 1개가 분석되었다. 5. 이들 단백질 중 Triosephosphate isomerase, fructose-bisphosphate aldolase, uncharacterized protein을 제외하고 한발 스트레스 처리시 일미찰과 광평옥 모두에서 단백질 발현양이 증가하였으며, lactoylglutathione lyase, delta 3,5-delta 2,4-dienoyl-CoA isomerase은 광평옥에서만 과발현되었다.

• 한국작물학회지
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• 제67권1호
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• pp.9-16
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• 2022

흑미에서 생합성되는 안토시아닌에 대한 관심이 높아지고 있고, 환경 및 제분비용이 낮은 건식제분 쌀가루의 장점이 부각되고 있다. 이에 따라 국립식량과학원에서는 분질배유를 지녀 건식제분에 적합한 벼 '수원542호'에 흑미인 '흑진주'를 교배한 '아로마티'를 개발하였고, 2019년 특허 출원하였다(Ha et al., 2019). 2019년 국립식량과학원 작물육종과 포장에서 재배된 '아로마티'의 재배시기별 주요 농업형질, 분질배유 및 건식제분 적합성을 연구한 주요 결과는 다음과 같다. 1. '아로마티'는 남부지방에서 이모작 또는 만기재배에 적합하다. 이모작 및 만기재배에서 '아로마티'의 출수기는 각 8월 14일 및 8월 26일으로써 부본인 '흑진주'보다 늦었다. '아로마티'와 '흑진주' 현미수량성은 보통기 재배보다 이모작 재배와 만기재배에서 격차가 더 컸다. '아로마티'의 안토시아닌 성분과 향기성분인 2AP 함량은 만기재배에서 유리하다. 따라서 '아로마티'는 '흑진주'에 비해 남부지방에서의 이모작 및 만기재배 환경에 더 적합할 것으로 판단된다. 2. '아로마티'의 분질배유는 모본인 '수원542호'에서 유래되었다고 유전적으로 규명하였다. '수원542호'의 분질배유는 5번염색체에 존재하는 열성 단인자 'flo7'에 의해 결정되고, 분질배유 유전자인 cyOsPPDK 유전자의 ORF 내 8번 Exon에 존재하는 SNP의 서열이 G에서 A로 치환되었다고 보고되었다. 해당 영역의 '아로마티'의 SNP 서열은 '수원542호'와 동일하게 G에서 A로 치환되었다. 또한, '아로마티'에서는 '수원542호'와 동일한 'Adenine' 염기가 확인되었고, '흑진주'에서는 'Guanine' 염기가 확인됨을 알 수 있었다. 따라서 '아로마티'의 분질배유는 '수원542호'에서 유래되었음을 유전적으로 확인할 수 있었다. 3. '아로마티'가 '흑진주'보다 등숙기간의 저온 및 고온 적응력이 더 우수하다. '아로마티'의 안토시아닌 함량은 모든 재배조건에서 '흑진주'보다 높게 생합성되기 때문이다. 특히, 만기재배에 생산된 '아로마티'는 부본인 '흑진주'보다 열수처리를 통해 용출되는 안토시아닌 함량도 높았고, 구수한 향을 발산하는 2AP의 함량이 높으므로 음용이 간단한 흑미차 소재로 활용가치를 확인하였다. 4. '아로마티'는 건식 흑미가루 생산에 적합하다. '아로마티'는 분질배유를 지니었기에, 가루로 제조할 경우 입도가 곱고, 손상전분이 낮다. 따라서 '아로마티'는 다양한 쌀 가공품 소재로 활용가능성이 높은 건식 흑미가루 생산에 적합할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과로 '아로마티'는 분질배유를 지니는 흑미이자 향이 존재하는 점을 고려할 때, 고품질 흑미가루 및 현미차 등으로 활용하여 쌀가공산업에 신소재로써 가치가 높다고 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제67권4호
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• pp.199-210
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• 2022

우리나라의 쌀 과잉 문제를 해소하면서 경지이용률과 식량자급률을 향상시키기 위한 논 이용 작부체계는 주로 1년 2모작으로, 특히 남부지역에 비해 낮은 경지이용률을 보이는 중부지역의 기상적 특성을 고려한 새로운 형태의 작부모형 개발이 요구된다. 농가 수익성과 노동력 효율적 배분 등 경영적 측면을 고려하면서 제한된 토지를 최대한 효율적으로 이용하기 위해 식량작물, 유지작물, 원예작물을 연계한 2년 3모작 작부체계를 도입하여 생산량과 소득을 분석하고 최적 작부체계를 검토하였다. 수량성 측면에서 10a 당 옥수수가 감자보다 3배 이상이었고, 들깨가 참깨보다 5 kg 가량 높았고, 양파가 마늘보다 6.3배 이상 높았다. 그러나, 조수익 측면에서 감자가 옥수수보다 3.8배 이상 높았고, 참깨가 들깨보다 1.8배 높았으며, 마늘이 양파보다 2.8배 이상 높은 것으로 산출되었다. 결과적으로, 순소득 측면에서 '옥수수-들깨-양파' 또는 '옥수수-참깨-양파' 보다 '감자-참깨-마늘'을 연계한 작부체계가 동일 면적에서 상대적으로 높은 소득을 보이는 것을 확인하였다. 1모작 작물인 감자와 2모작 작물인 참깨의 재배기간이 겹치는 문제는 감자 수확기 동안 참깨를 육묘하고, 감자 수확 후 참깨 유묘를 이식하는 방법을 통해 1모작 작물과 2모작 작물 간의 재배기간 겹침 문제를 해소 할 수 있었다. 따라서, 본 시험에서 확인한 '감자-참깨-마늘' 연계 2년 3모작 작부모형이 중부 평야지 논 이용 밭작물의 생산성 향상과 소득 작물을 연계한 농가소득 향상에 합리적인 작부체계로써 기여할 수 있는 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제10권3호
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• pp.103-134
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• 1977

밭 작물에 대(對)한 칼리의 생리(生理) 및 생화학적(生化學的) 역할(役割)을 최근(最近) 연구결과(硏究結果)를 중심(中心)으로 검토(檢討)하였으며 우리나라 밭 작물(作物)의 가리영양(加里營養) 현황(現況)을 살펴봤다. 칼리이온의 물리화학적(物理化學的) 특성(特性)은 Na에 의(依)하여 완전(完全) 대체(代替) 불가능(不可能)함을 보이며 대부분(大部分)의 작물(作物)에서 Na의 K대체(代替)는 불가피(不可避)한 대체기능(代替機能)에 대(對)한 부분적(部分的) 대체(代替)에 불과(不過)한 것 같다. 칼리의 특이성(特異性)은 엽록체(葉綠體) thylacoid막(膜)과 같은 미세구조(微細構造)를 효율적(效率的) 구조(構造)로 유지(維持)하며 주(主)로 탄수화물(炭水化物)과 단백질(蛋白質) 대사(代謝)에 관계(關係)하는 제효소(諸酵素)들의 allosteric effector로, 효율적(效率的) conformation의 유지자(維持者)로 작용(作用)하는 것으로 보였다. 광인산화(光燐酸化) 반응(反應)과 산화적(酸化的) 인산반응(燐酸反應) 등(等) energy 대사(代謝)에 필수적(必須的) 존재(存在)로서 유기물(有機物)의 합성(合成)과 전류등(轉流等) 광범(廣範)한 energy 의존(依存) 생리작용(生理作用)에 관여(關與)하고 있다. 칼리는 삼투압(渗透壓) 및 교질(膠質)의 가수도(加水度)를 유지(維持)하여 수분흡수(水分吸收) 및 전류(轉流)의 동인(動因)으로 작용(作用)하여 생리작용(生理作用)의 최적환경(最適環境)을 만들며 수분효율(水分效率)을 높인다. 칼리는 무기양분(無機養分)의 흡수(吸收)와 체내분포(體內分布)에 영향(影響)을 주고 생산물의 품질향상(品質向上)에도 영향을 주며 생산품의 K함량자체(含量自體)가 인체(人體)에서의 K의 중요성(重要性)으로 품질평가(品質評價)의 기준(基準)이 될 것 같다. 칼리의 흡수(吸收)는 저온(低溫)에 의(依)해 크게 저해(沮害)받으며 내부(內部) 칼리 함량에 의(依)한 부(否)의 feedback기작(機作)이 있어서 칼리의 사치흡수는 재평가(再評價)되어야 할 것으로 보였다. 우리나라 토양(土壤)의 전가리(全加里)는 약(約) 3%이나 치환성(置換性)은 0.3me/100g으로 동해(凍害), 한해(寒害)와 불균일(不均一)한 강우(降雨)로 인(因)한 습해(濕害), 한해(旱害) 등(等)으로 모든 밭 작물(作物)에서 요구도(要求度)가 컸다. 대맥(大麥)은 결빙직전(結氷直前) 및 해빙(解氷) 직후(直後)의 K영양(營養)이 수량(收量)과 유의성(有意性) 상관(相關)을 보이며 곡실(穀實)로 많이 전류(轉流)되는 것이 좋았다. 대맥(大麥)의 가리이용률(加里利用率)은 27%, 대두(大豆)는 숙전(熟田)에서 58% 개간지(開墾地)에서 46%였다. 대두(大豆)는 야산(野山) 개발지(開發地)에서 특(特)히 가리(加里) 결핍증상(缺乏症狀)을 많이 보였으며 화아분화기(花芽分花期)에 엽(葉) 중(中) $K_2O$ 2% 이상(以上) K/(Ca+Mg) (함량비(含量比))비(比)는 1.0 이상(以上)이어야 할 것 같다. 고구마는 가리흡수력(加里吸收力)이 커서 후작(後作)의 K영양(營養)에 크게 영향(影響)을 주었다. 감자와 옥수수는 Ca와 Mg에 비(比)해 K가 특히 높았다. 가리결핍(加里缺乏) 고구마는 뿌리에서 K농도 차이가 가장 컸다. 당근, 가지, 배추, 고추, 무우, 도마도가 가리(加里) 함량(含量)이 많았으며 배추 수량(收量)은 가리(加里)와 정상관(正相關)이었다. 사료작물(飼料作物)의 가리(加里) 함량(含量)은 비교적(比較的) 높은 편이었으며 식물체(植物體) 중(中) N, P, Ca와 유의정상관(有意正相關)을 보였다. 과수원(果樹園)의 16~25%가 가리(加里) 부족(不足)으로 나타났으며 우량(優良) 사과밭과 배밭의 토양(土壤)과 엽(葉)은 가리(加里) 함량(含量)이 높았다. 뽕나무의 동해(凍害)에 의(依)한 가지 끝 고사방지(枯死防止)를 위(爲)한 엽(葉) 중(中) $K_2O/(CaO+MgO)$ 임계치(臨界値)는 0.95이었다. 밭 작물재배(作物栽培) 뒤의 토양(土壤) 중(中) 가리(加里)는 전작(前作)에 따라 증가(增加)되는 경우와 감소(減少)되는 경우가 있으며 가리(加里) 흡수(吸收)는 토양수분(土壤水分)에 존재(依存)하는 것 같다. 따라서 토양(土壤) 중(中)의 전가리(全加里)를 포함한 형태별(形態別) 가리(加里) 함량(含量)의 토질(土質), 기상(氣象), 작부체계(作付體系) 등(等) 제요인(諸要因)과 관련(關聯) 장기적(長期的)이고 정량적(定量的)인 조사(調査)가 필요(必要)하다. 가리(加里)의 추비(追肥), 심층시비(深層施肥) 또는 완용성(緩溶性) 비료(肥料)와 입상비료(粒狀肥料) 등(等)이 강우양상(降雨樣相)과 관련(關聯) 검토(檢討)됨으로써 K흡수(吸收) 및 효율(效率)을 증진(增進)시킬 수 있을 것 같다. 가리영양(加里營養)을 포함하여 밭 작물(作物)의 영양해석(營養解析)에는 다요인분석(多要因分析)에 의(依)한 합리적(合理的)이고 실용적(實用的)인 영양지표(營養指標)를 찾는데 경주(傾注)해야 할 것 같다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제11권
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• pp.1-27
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• 1969

우리나라에서 알려진 젓갈 30여종(餘種)에서 그중(中) 대표적(代表的)인 것으로 알려진 조기젓. 조개젓(고식(高食) 염성(鹽性)인 20%내외(內外))과 굴젓, 오징어젓(저식염성(低食鹽性)인 10%내외(內外))의 4종(種)을 시료(試料)로하여 일반성분(一般成分) 분석(分析), microflora, 주요발효미생물(主要醱酵微生物)의 동정(同定) 및 효소(酵素)의 특성(特性)을 조사(調査)하는 동시(同時)에 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)의 효소작용(酵素作用)이 정미성(呈味性) 5’-mononucleotide 및 amino 산(酸)의 생성(生成)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. (1) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 microflara를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 생균수(生菌數) total counts가 $10^7$이었으며 담금후(後) 6개월(個月)의것은 $10^4$이였다. b) 젓 갈 담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 Micrococcus 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Brevibacterium 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Sarcina 속(屬)이 $0{\sim}30%$, Leuconostoc 속(屬) $20{\sim}30%$, Bacillus 속(屬)이 30%내외(內外) Pseudomonas 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Flavobacterium 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Yeast가 $0{\sim}20%$인 분포상(分布相)을 나타냈다. c) 젓갈숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)로서 초기이후(初期以後)에는 주(主)로 내염성(耐鹽性) Bacillus subtilis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus halophilus, Sarcina litoralis 등(等)임을 동정(同定)하였고 이들의 효소활성(酵素活性)이 젓갈숙성(熟成)을 지배(支配)하는 요소(要素)임을 알 수 있었다. d) 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 세균중(細菌中)에 Sarcina litoralis 8­14 및 8-16. 양균주(兩菌株)는 영양요구성(榮養要求性)이 현저(顯著)하여 전자(前者)는 purine, pyrimidine base 및 cystine 후자(後者)는 purine, pyrimidine base 및 glutamic acid가 공존(共存)하여야 생육(生育)이 가능(可能)하였다. (2) 젓갈원료(原料) 및 젓갈에서 분리(分離)한 관여미생물(關與微生物)에 대(對)하여 효소특성(酵素特性)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈원료중(原料中)에 protease는 소량(少量) 존재(存在)하나 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 protease 활성(活性)이 현저(顯著)하게 조해(阻害)를 받아 그 효소활성(酵素活性)의 $30{\sim}60%$나 감소(減少)하였다. b) 내염성세균(耐鹽性細菌)인 Bacillus subtilis 7-6, 11-1, 3-6 9-4 등(等) 4 균주(菌株)는 complete media에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 약간 조해(阻害)를 받아 활성(活性)이 $10{\sim}30%$가 감소(減少)하였고 Sarcina litoralis 8-14 및 8­16 양균주(兩菌株)는 동배지(同培地)에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 그 발효활성(醱酵活性)의 $10{\sim}20%$가 감소(減少)하였다. c) 젓갈 원료중(原料中)의 단백질(蛋白質)은 자가효소(自家酵素)에 의한것보다 주(主)로 젓갈숙성중(熟成中) 관여미생물(關與微生物)의 protease에 의(依)한 가수분해(加水分解)로 유리(遊離) amino 산(酸)이 생성(生成)됨을 알 수 있었다. d) 젓갈원료(原料) 및 젓갈의 RNA-depolymerase는 젓갈중(中) RNA를 nucleoside 및 유리인산(遊離燐酸)까지 분해(分解)하므로 정미성(呈味性) 5'-mononucleotide로서 축적(蓄積)되기 어렵다 e) 조개젓에서 분리(分離)한 Bacillus subtilis 3-6 균주(菌株)가 생성(生成)한 효소(酵素)는 RNA를 분해(分解)하여 5’-mononucleotide로 축적(蓄積)하므로 이 균주(菌株)가 생성(生成)한 RNA 분해효소(分解酵素)는 5’-phosphodiesterase임을 밝혔다. f) Bacillus subtilis 3-6 strain의 효소생성배지중(酵素生成培地中)에 corn steep liquor 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)와 조개젓 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)에서 5’-phosphodiesterase 생성증가(生成增加)를 보았으므로 corn steep liquor 및 조개젓 성분(成分)이 각각(各各) 5’-phosphodiesterase 생성증가제(生成增加劑)가 됨을 밝혔으며 또한 이 효소(酵素)는 10%의 식염농도(食鹽濃度)에서 활성조해(活性阻害)를 받아 $10{\sim}30%$에 해당(該當)되는 활성(活性)이 감소(減少)되었고 식염농도(食鹽濃度) 20%에서 이 효소활성(酵素活性)의 $40{\sim}60%$가 감소(減少)함을 나타냈다. 그리고 이 균주(菌株)의 5’­phosphodiesterase에 의(依)하여 젓갈중(中) 5’-mononucleotides가 생성(生成)되는 것이라고 생각된다. (3) 젓갈의 유리(遊離) amino 산(酸)을 Autoanalyzer로 정량(定量)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓은 산성(酸性) amino 산(酸)인 glutamic acid, asp artic acid 함량(含量)이 다른 젓갈보다 $2{\sim}10$배(倍) 정도(程度)로 현저하게 많아서 조개젓의 구수한 맛이 발현(發現)되는 것이라고 생각(生覺)된다. b) 조기젓에는 basic amino acid인 arginine, histidine함량(含量)이 다른 젓갈보다 특이(特異)하게 많았다. c) 오징어젓은 함류황(含硫黃) amino산(酸)인 cystine함량(含量)이 다른 젓갈의 $17{\sim}130$배(倍), methionine함량(含量)이 $7{\sim}17$배정도(倍程度)로 현저하게 많았다. d) 굴젓에는 필수(必須) amino 산(酸)인 lysine, threonine iso leucine, leucine 함량(含量)이 다른 젓갈보다 현저하게 많을 뿐아니라 또한 감미성(甘味性) amino 산(酸)인 alanine 함량(含量)이 다른 젓갈들보다 4배(倍), glycine 함량(含量)이 $3{\sim}14$배정도(倍程度)로 함유(含有)하고 있어 이것이 굴젓 특유(特有)의 단맛을 발현(發現)하는 것이라 생각(生覺)된다. (4) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 5'-mononucleotide를 ion exchange column chromatography로 측정(測定)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓에는 5'-adenylic acid, 3’-adenylic acid 가 많이 들어있고 5'-inosinic acid가 미량(微量)들어 있다. b) 굴젓에는 5'-adenylic acid와 3’-adenylic acid가 다른 mononucleotides보다 현저하게 많았다. c) 오징어젓에는 5'-adenylic 및 3'-adenylic acid만이 함유(含有)되어 있는데 이것은 패류(貝類)의 젓갈들과 같 이 무척추연체동물(無脊椎軟體動物)이며 이것들은 adenylic deaminase가 결여(缺如)되어 있어 mononucleotide중(中) adenylic acid의 함량(含量)이 높아 adenylic acid-type 임을 알았다. d) 조기젓 중(中)에는 5'-inosinic acid 함량(含量)이 다른젓갈보다 현저하게 많았으므로 이것은 다른 척추동물(脊椎動物)의 어육(魚肉)이나 수육(獸肉)과 같이 adenylic deaminase가 있어 5'-inosinic acid가 많은 inosinic acid-type임을 알았다. (5) 정미성(呈味性) amino 산(酸) 및 5'-mononucleotide의 조성(組成)과 함량(含量)으로 맛의 조화성(調和性)을 비교(比較)하여 보면 다음과 같다. a) 조기젓은 glutamic acid와 aspartic acid가 풍부(豊富)하고 소량(小量)의 5'-inosinic acid가 공존(共存)된 상태(狀態)이므로 정미성분조성(呈味成分組成)과 함량(含量)이 잘 조화(調和)되어 구수한 맛의 상승작용(相乘作用)이 적당(適當)하게 발현(發現)됨을 구명(究明)하였다. b) 조개젓의 맛은 정미성(呈味性) 5’-mononucleotides에서 유래(由來)되는것 보다는 현저하게 많이 들어있는 glutamic acid 및 aspartic acid에 기인됨을 알았다.