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초분광 이미지를 이용한 배나무 화상병에 대한 최적 분광 밴드 선정 (Spectral Band Selection for Detecting Fire Blight Disease in Pear Trees by Narrowband Hyperspectral Imagery)

  • 강예성;박준우;장시형;송혜영;강경석;유찬석;김성헌;전새롬;강태환;김국환
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.15-33
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    • 2021
  • 화상병이란 erwinia amylovora라는 강한 전염성을 보유하고 있어 감염 시 1년 내에 과수를 고사시키며 그 중심으로 반경 500m이내에 과수 재배를 불가능하게 만드는 세균성 바이러스이다. 이 화상병은 과수의 잎과 가지를 진한 갈색 또는 검은색으로 변색시키기 때문에 분광학적으로 검출이 가능하다고 판단되며 이는 다중분광센서를 탑재한 무인기를 이용하는 것이 효율적이다. 그러나 다중분광센서는 적은 중심 파장과 함께 넓은 반치전폭(FWHM)을 가지고 있어 화상병에 가장 민감하게 반응하는 파장 대역을 파악하기 어렵다. 그렇기 때문에, 본 논문에서는 화상병에 감염된 잎과 가지와 비감염된 잎과 가지의 초분광 이미지를 5 nm FWHM으로 취득한 후 각각 10 nm, 25 nm, 50 nm와 80 nm FWHM로 평준화한 후 샘플을 7:3, 5:5와 3:7의 비율로 훈련데이터와 검증데이터로 나누어 의사결정트리 기법으로 최적의 파장을 선정하고 overall accuracy (OA)와 kappa coefficient (KC)를 이용한 분류 정확도 평가를 통해 배나무 화상병 검출가능성을 확인하였다. 화상병에 감염 및 비감염된 잎과 가지의 초분광 반사율을 비교한 결과, green, red edge 및 NIR 영역에서 차이가 두드러지게 나타났으며 첫 번째 분류 노드로 선택된 파장 영역은 대체로 750 nm와 800 nm였다. 잎과 가지 영역의 영상데이터를 의사결정트리 기법을 이용하여 분류정확도를 종합적으로 비교한 결과, 50nm FWHM 인 4개 대역(450, 650, 750, 950nm)은 10nm FWHM인 8개 대역(440, 580, 660, 680, 680, 710, 730, 740nm)의 분류 정확도 차이가 OA에서 1.8%와 KC에서 4.1%로 나타나 더 낮은 비용의 밴드패스필터인 50nm FWHM을 이용하는 것이 더 유리하다고 판단된다. 또한 기존의 50nm FWHM 파장대역들에 25nm FWHM파장대역들(550, 800nm)을 추가하는 것을 통해 화상병 검출뿐만 아니라 농업에서 다양한 역할을 수행할 수 있는 다중분광센서를 개발할 수 있다고 판단된다.

동애등에 유충 에탄올 추출물의 지방세포 분화 억제 효과 (Ethanol Extract of Hermetia illucens Larvae Inhibits Adipogenesis in 3T3-L1 Adipocytes)

  • 박지영;곽규원;최지연;이시은;김용순;구본우;김은선;박관호;김선영
    • 생명과학회지
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    • 제31권12호
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    • pp.1094-1099
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    • 2021
  • 동애등에(Hermetia illucens)에 대한 몇 가지 약리적 효능이 보고된 바 있으나, 이 추출물의 항비만 및 작용기전에 대한 보고는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 지방세포로 분화시키는 과정에 동애등에 유충 에탄올 추출물을 첨가하여 분화 억제를 통한 항비만 효과를 확인하고자 하였다. 지방세포 분화에서 나타나는 중성지방의 양을 Oil red O 염색을 통하여 지방 축적 정도를 측정하였고, 지방세포의 분화와 지방 합성에 관련된 인자들의 발현량을 western blot을 통해 확인하였다. 동애등에 추출물에 의해 지방세포의 지방구 형성은 유의한 수준으로 억제되었다. 또한, 지방세포의 분화에 관여하는 전사인자인 peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ)와 CCAAT enhancer-binding protein α (C/EBPα)의 단백질 발현은 400 ㎍/ml 동애등에 추출물에 의해 현저하게 감소되었다. 이에 본 연구결과를 토대로 동애등에 추출물은 지방세포 분화 및 지방 축적 억제를 통한 항비만 소재로 활용하기에 적합할 것으로 판단된다.

콜레스테롤을 제거한 치즈의 개발에 관한 연구 (A Development of Cholesterol Removed Cheese)

  • 정청송
    • 한국관광식음료학회:학술대회논문집
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    • 한국관광식음료학회 2002년도 학술논문발표회
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    • pp.83-98
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    • 2002
  • 본 실험은 $\beta$-cyclodextrin 을 사용하여 cholesterol을 제거한 균질우유로부터 cholesterol이 제거된 치즈 제조의 조건을 규명하고, 그 조건에 따라 제조된 cheese 의 특성 및 관능 검사를 함으로써 cholesterol이 제거된 cheese의 개발 가능성을 조사하는데 그 목적을 두고 있다. 치즈 제조에 적합하다고 사료되는 낮은 균질압력에서 효과적인 cholesterol 제거율을 알아보기 위해 균질압력 0, 250, 500, 750, 1000psi(0, 17.5, 35, 52.5, 70kg/$\textrm{cm}^2$)와 균질온도 40, 50, 60, 7$0^{\circ}C$ 그리고 $\beta$-cyclodextrin 첨가량 1.0, 1.5 2.0% 등의 3가지 조건에 따라 우유를 처리하여 cholesterol이 제거된 cheese의 제조에 적합한 조건으로는 균질압력 1 000psi(70kg/$\textrm{cm}^2$), 균질온도 7$0^{\circ}C$, $\beta$-cyclodextrin 첨가량 2.0% 관찰되었다. 따라서 균질온도는 7$0^{\circ}C$로 정하고, 균질압력을 750, 1000, 13009si(52.5, 70, 91kg/$\textrm{cm}^2$)로, $\beta$-cyclodextrin 첨가량을 1과 2%로 처리하여 제조한 6가지의 cheese와 균질을 하지 않고 $\beta$-cyclodextrin의 처리를 하지 알은 control 치즈간의 수율, cholesterol 제거율, mettability, stretchability, oiling off, 조직검사, 관능검사 등의 실험을 실시하여 control 치즈와 가장 유사한 cholesterol이 제거된 cheese 개발의 가능성을 시도하였고, 그 결과는 다음과 같다. 1. Cholesterol 을 제거한 cheese의 제조에서 최적조건은 균질압력 1000psi(70kg/$\textrm{cm}^2$), 균질온도 7$0^{\circ}C$, $\beta$-cyclodextrin 첨가량 2%였으며, 이때 우유의 cholesterol의 제거율이 86.05%로 가장 높게 나타났다. 2. Cholesterol을 제거한 cheese들의 수율은 모두 12.53%(control 10.54%) 이상으로 균질처리가 cheese의 수율을 18.88% 이상 향상시키는 것으로 나타났다. 3. 유지방 함량 23.80% 인 control 치즈의 cholesterol 함량은 81.47mg/l00g 이었고, 균질압력 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 2%를 첨가한 cheese 에서는 cholesterol 함량이 20.15 mg/100g으로 cholesterol 제거율이 75.27%로 가장 높게 나타났다. 4. Meltability는 균질압력 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1과 2%로 처리한 치즈에서 2.25cm(control 3.34cm)로 가장 낮았으며, 균질압력이 증가할수록 meltability가 감소하여 치즈의 품질을 저하시켰다. 5. Control 치즈의 stretchability 는 30cm 이상 늘어나 가장 양호한 수치인 5점을 나타낸 반면, cholesterol을 제거한 cheese 에서는 5~10cm 사이를 나타내어 2점으로 stretchability가 저하된 것을 볼 수 있었다. 6. Oiling off는 균질압력 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1과 2% 처리한 치즈에서 0.03%(control 2.46%)로 가장 낮았으며, 균질압력이 증가할수록 oiling off는 감소하여 치즈의 외관상 품질을 향상시켰다. 7. Hardness, gumminess, chewiness는 균질압력 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1%로 처리한 치즈에서 각각 가장 낮은 2.03kg/$\textrm{cm}^2$, 2.l8kg, 2.24kg/cm(control 5.46kg/$\textrm{cm}^2$, 5.24kg, 4.87kg/cm)를 나타내었으며, control과 cholesterol을 제거한 치즈들 사이에 유의적 (p<0.05) 차이를 보이며 큰 감소를 나타내었다. 8. Cholesterol을 제거한 cheese 의 appearance와 flavor는 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)일 때 각각 가장 높은 5.56과 4.63(control 4.00)으로 균질압력이 증가하면서 향상되었으며, texture score는 균질압력 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 2%일때 1.22(control 4.00)로 가장 낮은 수치를 나타내었고, 균질이 cheese의 texture score를 상당히 저하시키는 것을 알 수 있었다. 9. 이 실험결과, 균질압력 1300psi(91kg/$\textrm{cm}^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 2% 첨가한 cheese에서 cholesterol 제거율이 75.27%로 가장 높았으며, 균질처리가 cheese의 수율, oiling off, appearance score, flavor scope등을 향상시켰고, meltability, stretchability, hardness, gumminess, chewiness, texture score를 저하시키는 것으로 나타나 cholesterol이 상당부분 제거된 cheese의 개발 가능성이 관찰되었다.

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표고 400m 제주 중산간 지역에서 혼합조합별 초지 생산성 및 식생구성 (Effect of Seed Mixture on Forage Yields and Botanical Composition at an Altitude of 400 m in Jeju island)

  • 채현석;김남영;우제훈;신문철;손준규;성필남;이왕식;김시현;황경준;김영진;박남건
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.19-27
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    • 2017
  • 본 연구는 제주지역의 표고 400 m에서 말 방목용으로 적합한 남방형 및 북방형 목초를 활용하여 북방형과 남방형 목초를 혼합하거나 북방형 목초 만을 파종하였고 또한 말의 방목 시 섭취 특성을 고려하여 북방형 목초는 상번초와 하번초로 구별하여 처리를 나누었다. 북방형 목초는 하번초인 캔터기블루그라스(Kentucky bluegrass)와 레드톱(redtop), 상번초인 오차드그라스(orchard grass), 톨페스큐(tall fescue)를 공시하였다. 남방형 및 북방형 혼합 형태에서 처리 1은 하번초 위주로 구성하여 버뮤다그라스에 캔터키부루그라스+레드톱을 혼합하였고, 처리 2는 버뮤다그라스에 상번초인 톨페스큐+오차드그라스를 혼합하였다. 북방형 목초 만으로 혼합한 형태인 처리 3은 하번초 위주인 캔터키부루그라스+레드톱을 혼합하였고 처리 4는 상번초인 톨페스큐와 오차드그라스를 혼합하였다. 제주지역의 표고 400 m에서는 남방형 목초인 버뮤다그라스가 한해 피해를 입어 생육이 저조하였다. 초장은 평균적으로 남방형 및 북방형 목초 혼합구 보다는 북방형 목초 만혼합한 처리구에서 더 크게 자랐으며 특히 상번초인 톨페스큐+오차드그라스를 혼합한 처리구에서 가장 크게 성장하였다. 건물 수량은 남방형 및 북방형 목초 혼합구 보다는 북방형 목초구에서 더 많은 수량을 나타내었고 특히 하번초인 켄터기블루그라스+레드톱 혼합 처리구가 가장 높은 수량은 나타내었다. 식생분포에서는 1차 조사의 경우 처리 1과 처리 2에서 버뮤다그라스가 11.7%, 13.3%으로 저조한 생육을 나타내었는데 이는 겨울철 버뮤다그라스가 한해 피해를 받아 생육이 저조하였고 반면에 켄터키블루그라스, 레드톱, 톨페스큐, 오차드그라스의 생육은 양호 하였다. 2차 조사에서는 처리 1과 처리 2에서 버뮤다그라스가 5.0%, 11.7%으로 1차 조사 때 보다 더욱 생육이 위축되는 경향을 나타내었다. 조단백질과 NDF, ADF의 소화율에서는 남방형 및 북방형 목초를 혼합한 처리구에서 더 우수한 목초의 특성을 나타내었으며 특히 상번초 보다는 하번초 혼합 처리구에서 좋은 값을 나타 내었다. 무기물에서는 남방형 목초인 버뮤다그라스와 북방형 하번초가 혼합한 처리 1의 경우는 P 함량이 비교적 높게 나타났고 Ca, Mg, Mn 함량이 낮게 나타났으며, 남방형 목초와 북방형 상번초인 처리 2는 Ca, K, Mg, Na, Cu, Zn, Fe 함량이 비교적 높게 나타났으며 북방형 하번초로 구성된 처리 3은 K, Mg, Na, Cu, Zn, Fe의 함량이 가장 낮은 값을 나타내었다. 상의 결과를 살펴볼 때 제주지역 표고 400 m에서 말 방목에 적합한 방법은 남방형 목초는 겨울철 한해 피해로 생육이 저조하여 북방형 하번초위주로 혼합하여 파종하는 것이 좋을 것으로 사료되었다.