본 연구에서는 최대한 인삼의 외형을 원형삼 형태의 홍삼과 유사하게 유지하면서도 기능성은 증진시킬 수 있는 신속한 고온고압 처리 공정을 확립하기 위하여 다양한 고온고압 처리공정 조건에 따른 이화학적 성분 특성 및 항산화 활성 변화를 살펴보았다. 산성다당체 및 홍삼 특유의 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3의 함량은 $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$의 고온고압 처리조건에서 가장 높은 반면, 총 페놀 화합물 및 말톨 함량은 $156^{\circ}C$, $5kg/cm^2$의 고온고압 처리조건에서 가장 높았다. 그러나 홍삼의 증자 처리 시 $156^{\circ}C$, $5kg/cm^2$의 처리조건에서는 시료가 터지거나 외형의 변형이 심하기 때문에 $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$를 최적 온도 및 압력으로 설정하였다. 한편, 증자 시간이 증가함에 따라 총 페놀 화합물, 말톨 및 흑삼특이 진세노사이드 함량은 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으나, 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타냈으므로, $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$에서 20분 동안 증자 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 설정하였다. 최종적으로 이러한 최적조건을 통해 제조된 홍삼의 항산화 효능을 분석한 결과, 시중에서 판매되는 백삼, 홍삼 및 흑삼과 비교하여 높은 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타냈다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 고온고압 처리를 통한 신규홍삼 제조기술은 그 형태가 기존의 홍삼 제품과 유사하면서도 공정이 신속하고, 품질은 흑삼과 비슷한 고기능성 신규 인삼제품 개발 시 응용 가능한 공정으로 사료된다.
본 연구는 엽표면 특성 및 유전적 특성이 현저히 다른 벼 품종들의 엽표면 wax의 양과 화학적 조성을 밝히고자 수행 되었다. 벼품종은 엽의 형태적 특성면에서 glabrous한 것, long-hairy한 것, pubescent한 것, water-wettable한 것을 선정했고 이들 각각에 대한 일본형 품종과 통일형(Indica$\times$Japonica) 품종을 1개씩 공시하였으며, 공시품종들의 분얼기 및 출수기에 엽표면 wax를 chloroform으로 추출하고 그 양 및 화학적 조성을 TLC, GLC 및 FTIR로 분석했으며, 그 주요결과는 다음과 같다. 1. 벼의 엽표면 wax는 chloroform을 용매로 추출할 때 대체로 엽표면 wax 전체에 대해 균등하게 작용하며 wax 소편의 일부 및 첨예한 부분을 많이 용해시키나 상온에서 chloroform이 엽전면에 균일하게 접촉하고 wax 이외 물질을 유출하지 않기 위해서 벼 잎을 5분이내 침지함이 적당했지만 5분간 추출로도 엽면적 wax 전량을 추출하지는 못하였다. 2. 공시 품종들의 엽표면 wax는 대부분 소편장(platelet)으로 엽표면에 축적되어 있고 품종에 따라 wax축적의 조밀성이 달랐는데 Glabrous 품종이 제일 치밀했고 Long-hairy 품종, Pubescent 품종들이 그 다음으로 치밀했으며, Water-wettable 품종들은 wax 소편들이 적고 엉성하여 큐티클층 노출이 많았다. 또한 잎의 전면과 이면간 wax 축적은 품종에 관계없이 이면보다 전면이 더 치밀하였다. 3. Chloroform으로 5분씩 2회 침출한 엽표면 wax의 양은 벼품종간 차이보다 생육시기간 차이가 컸는데, 분얼기는 0.8~1.8 mg / g f.w. 수준, 출수기에는 1.7~3.6 mg / g. f.w. 수준으로 출수기에 불얼기보다 2~3배 정도 더 많았다. 4. 벼 엽표면 wax의 화학조성은 TLC상에서 크게 7성분으로 분리 동정되었는데 ketone류는 확인할 수 없었고 diol류, fatty alcohol류, fatty acid류, fatty aldehyde류, fatty ester류, 포화와 불포화 hydrocarbon류 등이 확인되었다. 5. 엽표면 wax의 TLC상의 화학조성은 벼품종간보다 생육시기별로 달랐는데 분얼기는 극성 성분인 diol, fatty acid, fatty alcohol류들을 확인할 수 없었지만 출수기에는 이들과 비극성 성분인 fatty aldehyde, fatty ester, 포화 및 불포화 hydrocarbon류를 확인할 수 있었다. 6. 벼 엽표면 wax를 이루고 있는 조성을 화학성분별로 탄소수면에서 보면 diol류는 C30 단일물질로, fatty alcohol류중 primary인 경우 C13과 C32가 주종이었고 secondary는 C14, C16, C30으로 구성되어 있었으며, aldehyde류는 C29-C34까지 비교적 비슷한 비율로 분포되어 있었다. Fatty ester중 acid 부위는 aldehyde 부위보다 저탄소수분포를 보였고 주로 C22, C23이었고, alcohol류는 C13, C22, C24, C26 등으로 품종에 따라 다른 구성을 보였다. Hydrocarbon류는 품종과 생육시기에 관계없이 탄소수가 홀수인 물질이었으며 주로 C29와 C31이었다.
본 연구는 항산화 성분이 있다고 알려진 녹차, 로즈마리, 레몬밤을 이용하여 대두유의 튀김 중 산패 억제 가능성을 확인하고자 하였다. 허브의 복잡한 추출과정 없이 대두유에 침유시키는 방법으로 침출유를 제조하였고, 항산화 효과를 확인하기 위해 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능을 측정하였다. 그 결과 허브 침출유에서 대두유보다 항산화 활성이 증가되는 것으로 확인되어 항산화제의 첨가없이 허브의 첨가만으로도 항산화 효과를 증가시키는 것으로 확인되었다. 튀김과정중 산패의 정도를 확인하기 위해 총 극성화합물 함량(TPC)과 산가, p-anisidine가를 측정하였다. 튀김 과정 중 모든 유지의 총 극성화합물 함량은 지속적인 증가를 보였으며, 25% 도달 시점은 대두유가 62시간으로 산패가 가장 빨랐고, 허브 침출유에서는 레몬밤유(80시간) > 로즈마리유(74시간) > 녹차유(68시간) 순으로 총 극성화합물의 생성 억제가 확인되었다. 산가는 유지의 가열산화 과정 중 생성된 유리지방산을 측정하는 방법으로 모든 유지에서 튀김시간의 증가에 따라 상승하는 경향을 보여 TPC(%)의 경향과 유사하였다. 그러나 로즈마리유가 52시간 경과 후 부터 1.05 mg/g으로 대두유(1.04 mg/g)보다 더 증가하여, 허브의 종류에 따른 차이를 확인해 볼 필요성이 있을 것으로 판단된다. p-Anisidine가는 대부분 증가하다 일정 시간 후 감소하는 경향을 보였으며, 로즈마리유에서 가장 증가폭이 낮았다. 그러나 산가가 가장 낮았던 녹차유는 가열시간이 증가하는 동안 지속적으로 상승하여 가열 종료 시 82.3으로 가장 높은 결과를 보였다. 유지의 산패에 관여하는 성분들은 다양하여 여러 측정방법들을 사용하여 종합적인 판단에 의해 평가하여야 한다. 따라서 항상화 활성과 산패도의 결과를 종합해 볼 때 허브의 첨가가 대두유의 산패를 억제하는데 기여하는 것으로 판단되며, 각각의 허브들이 측정 방법들에 어떤 작용을 하는지에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
Imidacloprid를 물과 물-토양계에 처리후 광에 노출시켜 광분해 특성을 조사하였다. 물중에서 imidacloprid는 극성화합물로 전환이 빠르게 이루어져서 약제 7일에는 수상대 유기상의 분포비가 80 : 20 이었으며, 이러한 경향은 조사 후 60일까지 지속되었다. 광에 의한 imidacloprid의 대사물인 imidacloprid urea는 노출 1 일차에 0.0112 mg/kg이 검출되었으며, 7일차에는 0.0391 mg/kg로 최고 농도에 도달한 후 감소하여 60일에는 검출되지 않았다. 물-토양계에서 imidacloprid의 농도는 약제처리 7일 후 평형상태에 도달하였으며, 극성화합물로 전환은 7 일간 지속되어 수상과 유기상간 분배비는 80 : 20로 전환되었다. 광에 의하여 imidacloprid의 농도는 약제처리 당일에는 1.6538 mg/kg, 1일에 0.8785 mg/kg으로 감소하여 15일에는 검출한 계 미만으로 검출되지 않았으나, 광분해산물인 imidacloprid urea는 약제 처리 3일에 최고 농도인 0.0259 mg/kg에 도달한 후 감소하였다. 물과 물-토양계에서 imidacloprid는 광에 의하여 분해되어 imidacloprid urea가 생성되는 분해경로를 확인하였다.
성인병 에방물질의 가능성을 지닌 5-lipoxygenase 활성 저해제가 8종의 수산 미이용자원의 순차 용매 추출구간들 중에 존재하는지 여부를 수산 미이용자원의 고부가 가치적 이용 방안 모색을 위해 시도해 보았다. 그 결과, 대상자료에 대한 여러 용매 추출구들의 거의 대부분의 경우에 있어서 5-lipoxygenase 효소저해능을 나타내었다. 그 중 수산동물의 경우, 불가사리의 에테르 추출구와 아세톤 추출구, 우렁쉥이 껍질의 아세톤 추출구, 오징어먹즙의 아세톤 추출구와 메탄올 추출구에서 $IC_{50}$이 각각 72.5, 65, 13.3, 13.3 및 $75\mu\textrm{g}/ml$로 높은 5-lipoxygenase 활성저해 효과를 나타내었다. 시험대상 해조류 중 구멍쇠미역의 아세톤 추출구, 모자반의 물 추출구, 에테르 추출구 및 아세톤 추출구, 산말의 에테르와 아세톤 추출구에서 $IC_{50}$이 각각 15.5, 46.5, 5.03, 1.1, 30.5 및 $35\mu\textrm{g}/ml$로서 매우 높은 저해 효과를 보였다. 이상의 활성물질에 대한 보다 더 순수한 분리 후 동정을 행하여 대량 생산만 된다면, 효소적 산화방지제로서 뿐 아니라 생체내 산화조절제로서도 이용가능할 것이므로 수산 미이용자원의 고부가 가치적 이용방안의 하나가 되리라 여겨진다.
[ $Febry-P{\acute{e}}rot$ ] 프린지 패턴 (fringe pattern)과 광발광성 (photoluminescence, PL)의 광학적 성질을 동시에 가지고 있는 다공성 실리콘을 이용하여 가스센서를 개발하였다. 다공성 실리콘 샘플은 p-type 실리콘 웨이퍼 (boron-doped, <100> orientation, resistivity $1{\sim}10{\Omega}$)를 이용하여 전기화학적 식각을 통하여 만들어 졌다. 다공성 실리콘 샘플들은 열적 산화 방법과 hydrosilylation 방법을 통하여 그 표면이 수소로 종결된 다공성 실리콘 (Si-H)과 산화된 다공성 실리콘(Si-OH), 두 가지 각각 다른 표면 성질을 갖는 다공성 실리콘을 제작 하였다. 준비된 두 가지 다른 다공성 실리콘 칩들은 메탄올, 아세톤, 헥산, 그리고 톨루엔의 증기에 노출 시켰을 때 Febry-P rot 프린지 패턴의 변화나 PL의 변화를 관측하여 다공성 실리콘을 이용한 VOCs (volatile organic compounds) 센서로서의 응용에 대하여 연구하였다. $Febry-P{\acute{e}}rot$ 프린지 패턴은 유기 물질의 증기압이 클수록 단파장으로 이동하는 폭이 컸고, 광 발광성은 극성도가 큰 물질일수록 소강현상이 크게 일어나는 것을 알 수 있었다.
In order to assess the level of contamination and identify the priority contaminants in the Busan coast, intensive sediment sampling was conducted and persistent organic pollutants and heavy metals were analyzed. The Sediment Quality Index (SQI) was derived based on the contaminant data by comparing with Sediment Quality Guidelines (SQGs) established in Korea, Canada, and Australia/New Zealand. Toxic contaminants were found to be widely distributed across the coast. Among organic contaminants, PAHs showed the highest concentration, followed by butyltins, nonylphenols, PBDEs, DDTs, PCBs, HCHs and CHLs. Heavy metals were also abundantly detected with the highest concentration of Zn followed by Cu > Cr > Pb > Ni > As > Cd > Hg. Compared to organic contaminants, most heavy metals, except for Cu and Hg, were homogeneously distributed along the coast in a good relationship with total organic carbon of sediment particles. In general, the concentrations of organic compounds and heavy metals were highest at the inner part of harbor areas with a tendency to decline from inside areas to the outside, indicating the high loading of pollutants from harbors. A high exceedance for low-SQGs and high-SQGs was found for TBT, p'-DDT, p,p'-DDD, Cu and Zn. The SQI scores calculated from low-SQGs and high-SQGs were in the range of 18-100 and 54-100, respectively. The inner part of Busan Harbor, Dadaepo Harbor, and Gamcheon Harbor were observed as being regions of concern. Overall, TBT, Cu, and p,p'-DDT were the chemicals most frequently exceeding SQGs and influencing SQI scores.
Heterocyclic amines (HCAs) and acrylamide are unintended hazardous substances generated by heating or processing of foods and are known as carcinogenic and mutagenic agents by the animal experiments. A simple method was established for a rapid and accurate determination of 12 types of HCAs (IQ, MeIQ, Glu-P-1, Glu-P-2, MeIQx, Trp-P-1, Trp-P-2, PhIP, $A{\alpha}C$, $MeA{\alpha}C$, Harman and Norharman) and acrylamide in three food matrices (non-fat liquid, non-fat solid and fat solid) by isotope dilution liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). In every sample, a mixture of internal standards including $IQ-d_3$, $MeIQx-d_3$, $PhIP-d_3$, $Trp-P-2-^{13}C_2-^{15}N$ and $MeA{\alpha}C-d_3$ was spiked for quantification of HCAs and $^{13}C_3$-acrylamide was also spiked for the analysis of acrylamide. HCAs and acrylamide in sample were extracted with acetonitrile and water, respectively, and then two solid-phase extraction cartridges, ChemElut: HLB for HCAs and Accucat: HLB for acrylamide, were used for efficiently removing interferences such as pigment, lipid, polar, nonpolar and ionic compounds. Established method was validated in terms of recovery, accuracy, precision, limit of detection, limit of quantitation, and linearity. This method showed good precision (RSD < 20%), accuracy (71.8~119.1%) and recovery (66.0~118.9%). The detection limits were < 3.1 ng/g for all analytes. The correlation coefficients for all the HCAs and acrylamide were > 0.995, showing excellent linearity. These methods for the detection of HCAs and acrylamide by LC-MS/MS were applied to real samples and were successfully used for quantitative monitoring in the total diet study and this can be applied to risk assessment in various food matrices.
수산 미이용자원을 의약품화 등 고부가가치적으로 이용하기 위한 기초자료 수집을 위해 본 감자 lipoxygenase-II 활성을 조절해 줄 수 있는 천연 저해제의 존재유무를 8종의 수산 미이용자원을 대상으로 각각 순차용매 추출한 후 그들 용매 추출물들에 대해 검색 시도해 보았다. 시험 대상 시료는 별불가사리(Asterina pectinifera), 우렁쉥이(Holocynthia rotetzi)껍질, 오징어(Nototodarus sloani) 먹즙, 성게(Anthocidaris crassispina)껍질, 괭생이모자반(Sargassum horneri), 구멍쇠미역(Agarum cribrosum), 참빗풀(Odonthalia corymbifera) 및 산말(Desmarestia ligulata) 등이었다. 모자반은 물 추출구, 에테르 추출구, 아세톤 추출구 및 메탄올 추출구 모두에서 $IC_{50}$이 각각 320, 18, 9.5 및 $100\;{\mu}g/ml$로 나타나 낮은 농도의 첨가로도 높은 감자 lipoxygenase-II 저해능을 나타내었다. 또한, 불가사리 에테르 추출구와 오징어 먹즙 아세톤 추출구에서도 $IC_{50}$이 각각 29.5, $14.3\;{\mu}g/ml$로 비교적 높은 저해능을 보였으나, 전체적으로 모자반, 구멍쇠미역, 참빗풀, 산말 등 4종의 시험 대상 해조류에 불가사리, 성게, 우렁쉥이껍질, 오징어 먹즙 등 4종의 대상 수산 미이용동물자원에서 보다 저해제가 많이 내재해 있었다. 더욱이, 전반적으로 각 대상 시료의 에테르나 아세톤 등의 비극성용매 추출구쪽에서 물이나 메탄올과 같은 극성용매쪽보다 많은 유용물질의 용출경향을 나타내었다.
Hee-Chul Choi;W.M. Stallard;Kwang-Soo Kim;In-Soo Kim
한국토양환경학회지
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제1권1호
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pp.67-79
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1996
점토는 물과 같이 극성이 큰 유체가 존재할 때 매우 낯은 투수계수를 갖게된다. 따라서 극성이 매우 낮은 탄화수소계연료나 할로겐화 유기용제등은 간극수(pore water)를 밀어내지 못하기 때문에 점토공극내로 이동할 수 없다. 최근들어 대기오염 저감대책의 하나로 알콜이나 MTBE(methyl-tert-butyl ether)등과 같은 가솔린 산소첨가제의 사용량이 늘어나고 있는 추세에 있다. 이들 산소첨가제는 극성을 띠고 있으며 물에 대한 용해도가 매우 높기 때문에 간극수를 교체하여 가솔린이나 유기용제등의 점토층내 이동을 촉진시킬 가능성을 갖고 있다. 본 연구에서는 가솔린-알콜 혼합연료(gasohol)의 압밀점토층 내에서의 이동을 실험적으로 살펴보았다. 카올린슬러리를 압밀시켜 제조한 점토층에 가솔린, 알콜, 그리고 물의 혼합액을 152 Pa하에서 접촉시켰다. 점토층내로의 유체이동은 교체된 간극유체유량을 측정함으로써, 그리고 현상학적인 관찰은 핵자기 공명상(magnetic resonance image; MRI)을 측정해봄으로 추적하였다. 또한 점토시료의 구조는 environmental scanning electron microscopy (ESEM)를 이용하여 분석하였다. 연구결과를 볼 때 가솔린만 존재시 접촉 14일 이후에도 물로 포화된 점토층내로 가솔린이 이동하지 못한 반면 gasohol 혼합체는 접촉후 단 20분이내에 점토층을 완전 통과하여 탄화수소계연료에 첨가된 알콜이 점토층내로의 이동을 한층 강화하는 것으로 나타났다. Gasohol과 접촉시 이러한 점토의 투수계수 증가는 알콜로 인해 점토의 공극구조가 붕괴되어 더 큰 공극을 형성시켰기 때문인 것으로 판단되었다. 또한 공극직경(pore diameter)이 증가함으로 gasohol이 간극수를 교체하는데 필요한 모세압력이 감소되어 gasohol이 쉽게 점토증을 이동하게 되는 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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