• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.35-38
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• 2004

1950-1960 년대의 녹색혁명은 1970년 Nobel 평화상수 상자 Norman Borlaug가 주도했었다. 제1 녹색혁명은 지구상의 가장 큰 문제점중의 하나인 기아를 해결하는지 크게 일조하였다. 많은 사람들을 굶주림으로부터 해방시켰지만 굶주리는 사람보다 더 많은 사람들이 매일 태어나고 있고, 지구의 인구증가는 지금까지 계속되고 있다. 언제까지 인구증가가 계속될 것인지, 인구증가에 따른 식량자원의 증가도 비례할 것인지는 오래전부터 인류의 관심의 대상이 되어 왔고, 자연스럽게 지구의 기아를 해결하는 제2의 녹색혁명은 과학자들의 연구를 집중시키는 결과를 낳게 되었다. 1980 년대에 미국 Monsanto 회사에서 유전공학적으로 개발한 Roundup-Ready 제초제저항성 및 Bt-살충 농작물을 선보이면서 제2의 녹색혁명이 시작되었다고 볼 수 있겠다. 이렇게 제2의 녹색혁명은 유전공학에 의한 CMO 식물$\cdot$작물에 의해 시작되었다. Monsanto 회사는 살충제 RoundUp 제초제 저항성 옥수수, 콩, 목화, Canola (유채꽃, rape seed) 등을 개발하여 이미 상업화하였다. 1960년대 쌀의 녹색혁명도 유전적으로 벼집이 짧은 품종에 의해 이루어졌다. 최근에 개발된 GMO "Golden Rice"는 비타민 A와 철분의 함량을 대폭 증대 시켜 세계 영양결핍 아동들의 건강과 시각을 향상시킬 것으로 기대되는데, "Golden Rice"는 제1회 금호국제과학상 수상자인 Potrykus (스위스공대) 교수가 개발하였다. 그러나 현재까지는 그 보급에 많은 장애물이 있다. 특히 GMO의 환경과 건강에 대한 안전성을 의심하는 사람들이 많다. 제2의 녹색혁명의 또 다른 분야는 식물의약 분야이다. GMO 개발에 적용되는 기술을 이용하면 taxol 같은 항암제, carotene 같은 항산화 영양제 등의 대량 생산이 가능해진다. 식물은 화학적 합성이 아주 까다로운 약제물질 등을 천연상태에서 합성하고 있기 때문이다. 또 식물은 lipoxygenase 효소계가 있어서 마치 천연물 석유제조공장과 같은 제조공정 capacity를 가지고 있다. 그러면 식물/식품 GMO는 안전한 것인가? 아니, KBS의 한 사회자가 말했듯이, 그리고 많은 소비자들이 믿는 것처럼 GMO는 위험한가? GMO에 대한 일반 사람들의 공포감은 Green Peace 당원들뿐만 아니라 일부 과학자들에 의해서도 조장되고 있다. 이러한 분위기 속에서 GMO에 의한 제2 녹색혁명은 Africa 대륙에서의 제1 녹색혁명이 지금도 지연되는 것과 같다고도 볼 수 있다. GMO의 환경에 대한 악영향은 과대 선전되어있는 것이 아닌가? 마치 GMO가 화학비료, 농약제보다 더 위험하다고 믿는 사람들도 많다. 나는 이러한 GMO 공포증이 과학적으로 그리고 "Risk Assessment"의 견지에서 볼 때 그 근거가 희박하다고 보여주는 몇 몇 실험 및 경험 사실들을 인용하려 한다. 그리고 올바른 Risk Assessment야 말로 한국의 21세기 BT 산업을 경쟁력 있게 하고 국민 년 소득 2만불 달성에 중요한 기여를 하게 될 것이라고 생각한다. 한국은 농토가 적고 천연자원이 빈약하다. GMO는 21세기의 생존 경쟁 산업이다. 제2의 녹색혁명은 얼마든지 가능하며, 한국은 부족한 농토와 빈약한 자원에도 불구하고 능력 있는 인적자원이 풍부하여 GMO 개발 연구에 국제적 경쟁력을 키울 수 있다. 그러나 GMO에 대한 논쟁만 하고 있으면 이미 때가 늦는다. 미국은 이미 GMO-BT 시장을 거의 완전 독점했으며, 타국에서의 논쟁과 불합리적으로 엄격한 GMO 관련 규정을 조장하고 환영한다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.344-350
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• 2001

염 성분이 처리된 조건배지에서 발아를 유도한 양배추와 고추 종자는 각각 400 mM, 200 mM의 염분농도에서부터 발아상태만 유지되고 유묘로서의 성장은 더 이상 진행되지 않았다. 뿌리의 분화에서 고추의 경우는 성장하는 유묘에서 뿌리털만이 왕성하게 분화되는 것을 관찰할 수 있었지만, 양배추는 전체적으로 고른 뿌리털의 분화가 유도되다가 200 mM에서는 오히려 1차 근의 발달이 두드러지게 나타났다. 이러한 뿌리털의 뚜렷한 분화 현상은 염에 의한 hyperosmotic stress에 대하여 식물 세포가 cellular ion homeostasis를 유지하기 위한 것으로, 이러한 영향이 뿌리조직 중 1차 근의 분화가 둔화되고 결국 유묘의 성장이 억제된다. 유묘로부터 anthocyanin을 추출한 결과 양배추의 경우 200 mM NaCl 첨가 배지에서, 고추는 50 mM K-gluconate 첨파배지에서 가장 많은 anthocyanin이 검출되었다. 이 결과는 염분 스트레스에 의해 식물색소의 합성량을 변화시킬수 있다는 것을 시사하는 것으로 이 조건을 토대로 식물체로부터 anthocyanin의 합성을 다량으로 유도할 수 있을 것이다. Betaine합성과 BADH와의 관계를 알아본 결과, 영양변이에 의한 스트레스가 BADH의 활성을 유도하게 되면 아울러 betaine 생합성을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 고추는 100 mM의 K-gluconate 첨가 배지에서 양배추는 200 mM의 NaCl이 처리된 조건배지에서 발아되는 초기에 염분에 대해 많은 영향을 받는 것으로 보이며 유묘의 성장이 왕성한 시기에 betaine의 함량이 증가하였다. Anthocyanin 추출과 BADH활성에서 알 수 있듯이 고추는 $K^{+}$이, 양배추는 $Na^{+}$이 수분 스트레스의 신호로 작용하여 다양한 transcription factor를 합성함으로써 2차 대사반응을 유도하는 것으로 판단된다. 이 과정에시 식물 조직은 염분 스트레스에 따른 특이적 산물과 여러 유용물질을 합성하게 되는 것이다. Proline과 betaine은 높은 농도로 처리된 염 성분이 액포내에 축적되는 것을 방지하여 액포의 노화와 세포질의 효소활성을 보호하여 세포내 ion homeostasis를 유지하고 삼투대사를 조절하여 액포를 보호하는 인자와 같은 역할을 한다.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.63-68
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• 2012

본 연구에서는 베이어공정에 의해서 수산화알루미늄($Al(OH)_3$)을 합성하였으며, 고순도 알루미나를 합성하기 위하여 염산 및 초산과 같은 산성용액을 사용하여 $Al(OH)_3$에 함유된 나트륨을 제거하였다. 호주의 퀸즐랜드 주에서 생산된 보크사이트가 베이어공정에 의해 알루미나를 합성하기 위해 사용되었으며, 보크사이트는 attrition mill을 이용하여 10 ${\mu}m$ 이하의 분말로 분쇄하여 사용되었다. 보크사이트에 함유된 알루미나 성분을 용출하기 위하여 분쇄된 보크사이트를 5 N의 NaOH 수용액으로 처리하였으며, 고압반응기 내에서 보크사이트로부터 알루미나의 용출은 $140^{\circ}C$, 3.4 atm에서 수행되었다. 용출 후 고체시료인 레드 머드는 여과에 의해서 액체시료와 분리되었다. 보크사이트와 여과된 레드 머드에 함유된 알루미늄 함량과 구조변화를 XRD와 EDX로 분석하였다. 또한 분리된 용액에 함유된 알루미나는 씨드 물질로 사용된 $Al(OH)_3$의 첨가에 위해서 $Al(OH)_3$로 결정화되었다. 결정화 과정에서 얻어진 $Al(OH)_3$는 증류수에 의해서 수차례 수세과정으로 정제되었다. 또한 산성 용액에 의해서 $Al(OH)_3$에 함유된 나트륨이 제거되는 것을 확인되었다. $Al(OH)_3$ 분말의 순도는 물에 의한 세정으로 99.3%로 생산되었고, 산 처리에 의해서 나트륨의 함량은 약 0.009% 정도로 감소되었다.

• 대한화장품학회지
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• 제36권2호
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• pp.137-143
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• 2010

유자(Citrus junos Sieb ex TANAKA)는 북동아시아 지역에서 재배되는 감귤류 종이며, 비타민 C, 플라보이드, 리모노이드를 풍부히 함유하고 있다. 한국에서 재배되는 유자는 차나 음식료품으로 사용되고, 부산물인 씨와 과피는 전량 폐기되고 있다. 이 연구에서는 유자 부산물을 기능성 화장품 소재로서 이용 가능성을 평가하였다. 씨와 과피 에탄올 추출물에서 DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성 효과는 크지 않았지만 고농도의 phenolic compounds를 함유하고 있다. 각질형성세포(HaCaT Keratinocyte)와 섬유아세포(Normal Fibroblast)에 UVB를 각각 12.5 $mJ/cm^2$, 15 $mJ/cm^2$를 조사한 후 항염효과와 Collagen 합성량, Collagen 분해효소인 MMP-1 (matrix metalloproteinase)의 발현량을 확인하였다. 과피 추출물에서 UVB에 의해 증가된 TNF-$\alpha$를 상당량 줄여주었다. 마찬가지로 과피 추출물은 MMP-1의 발현량을 줄여주고 Collagen의 합성량도 증가시켰다. 한편 유자 추출물의 $\alpha$-MSH (Melanocyte stimulating hormone) 처리에 의해 유도된 멜라닌 생합성 억제효능과 타이로시나제 발현량 감소를 확인하였다. 결론적으로 유자 부산물의 에탄올 추출물질은 항노화, 미백 기능성 화장품 소재로 가치가 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제22권12호
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• pp.1697-1703
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• 2012

비만은 대사성 질환의 주요 위험 인자이다. 최근, 천연물질들의 비만 개선효과에 관심이 집중되고 있다. 잔티젠은 체중감소와 지질 대사 개선 효과가 있는 것으로 알려진 미역에서 유래한 fucoxanthin과 석류씨 오일에서 유래한 punicic acid로 구성된 복합 추출물이다. 본 연구에서, 우리는 C57BL/6N 마우스를 이용하여 잔티젠이 고지방식이로 유도된 비만을 개선시킬 수 있는지 조사하였다. 마우스는 각각 정상식이 대조군, 고지방식이 대조군, 고지방식이 + 1% 잔티젠군, 고지방식이 + 1% 녹차 추출물 양성대조군으로 나누어 11주간 사육하였다. 잔티젠 투여군은 고지방식이군과 비교하여 식이효율과 체중이 유의적으로 감소하였다. 체중 변화와 유사하게, 잔티젠은 복부부고환 지방조직과 후복막 지방조직 및 간의 무게를 고지방식이군 대비 뚜렷하게 감소시켰고, 혈청 LDL-콜레스테롤 함량 또한 유의적으로 감소시켰다. 이러한 결과들은 잔티젠의 탁월한 항비만 효과를 갖는 건강기능식품 소재로서의 개발 가능성을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권5호
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• pp.580-586
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• 2009

Black raspberry의 씨앗을 즙에 포함하여 발효주를 제조한 후 화학적 특성을 분석하여 씨앗을 활용한 새로운 과일주의 개발 가능성을 검토하였다. pH는 발효 초기에 감소하였다가 완료 시점일까지 증가하는 경향을 보였고, 산도는 발효 초기에 증가하여 완료시점까지 변화가 없었으며, pH와 산도 모두 제조법에 따른 차이는 없었다. 발효가 진행될수록 당함량은 감소하고 알코올 함량은 증가하였으며, 제조법에 따른 차이는 없었다. $L^*$, $a^*$, $b^*$ 값은 12일까지 증가하는 경향을 보이다가 이후에는 감소하거나 변화가 없었으며, 씨앗을 포함하여 발효한 것이 낮은 경향을 보였으나 유의적이진 않았다. Monomeric anthocyanin과 polyphenol 함량은 발효가 진행될수록 감소하는 경향을 보였으며, monomeric anthocyanin 함량은 제조법에 따른 차이가 없었고, polyphenol 함량은 유의적이진 않지만 씨앗을 포함하여 발효시킨 것이 높게 나타났다. 휘발성 성분 중에는 알코올 성분들이 대부분을 차지했으며, 제조법에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 관능평가 결과, 색, 향, 맛에 대한 기호도와 종합적인 기호도 모두 두 발효주 간의 차이는 없었다. 씨앗을 포함한 black raspberry 발효주가 과즙액만을 이용한 발효주에 비하여 polyphenol 함량이 다소 높은 경향과 함께 발효에 따른 화학적 특성이 처리구간에 유사하였다. 따라서 씨앗을 발효 재료로 혼입하여 사용할 때 화학적 특성과 관능적 특성에 크게 영향을 주지 않으면서 씨앗에 함유되어 있는 생리활성물질의 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단한다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권1호
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• pp.42-48
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• 2012

본 연구에서는 미세기포 액막화 부상조를 이용하여 인 제거에 관한 연구를 실시하였다. 미세기포 액막화 부상조는 기체용해탱크를 이용하여 부상 전 기 액을 충분히 용해시킨 후 일정한 저 압력으로 동일한 미세기포를 생성하도록 하는 방법을 사용하였다. $A_2O$ 공정과 m-$O_3$(미세기포 생성장치와 오존용해탱크가 결합된 공정)복합공정을 거친 2차 유출수를 인 제거 공정의 유입수로 사용하였으며, 원수의 T-P 농도가 2.89 mg/L일 때, 8%의 Alum을 30 mg/L의 농도로 주입하였을 경우 T-P 제거율이 94%를 나타내었고, T-P의 방류수수질기준인 0.2 mg/L 이하를 만족시키는 것으로 조사되었으며, 계절에 따른 수온 변화는 T-P 제거 특성에 영향을 주지 않았다. SS의 유입농도가 1.0 mg/L 이상일 시 SS가 응집공정 내의 seed 역할을 하여 평균 T-P의 제거율이 97% 이상 되는 것으로 조사되었고, 부상스컴을 50% 반송할 경우, 부상스컴 내에 포함되어 있는 응집제 성분 Al이 주입되는 응집제의 역할을 보조하여 오염물질의 응집효율을 극대화 시키는 것으로 조사되었다. 이러한 조건에서 T-P의 방류수 수질기준 0.2 mg/L 이하를 만족하는 0.18 mg/L의 농도를 나타내는 것으로 조사되었다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권1호
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• pp.96-102
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• 2011

식물 정유로부터 신규 제초제 개발을 위한 살초활성물질을 탐색하였다. 실험에 사용된 10종의 식물정유는[basil(Ocimum basilicum), blackpepper(Piper nigrum), clary sage(Salvia sclarea), ginger(Zingiber pfficinale), hyssop(Hyssopus officinalis), nutmag (Myristica fragrance), palmarosa(Cymbopogon martini), fennel(Foeniculum vulgare), sage(Salvia leucantha), spearmint(Mentha spicta)] 등이었으며, 이중 palmarosa 정유가 유채에 대한 살초력이 가장 높았다($GR_{50}$값, $201{\mu}g\;mL^{-1}$). Palmarosa 정유에 함유된 휘발성 유기화합물로는 alpha-humulene, betacaryophyllen, cis-ocimene, citral, dipentene, geraniol, geranyl acetate, myrcene, nerol, terpinolene, transocimene이었다. Palmarosa 정유에는 geraniol(40.23%), geraniol acetate(15.57%), cis-ocimene(10.79%), beta-caryophyllene(8.72%)이 다량 함유되어 있었고, geraniol과 citral의 $GR_{50}$값은 각각 151과 $224{\mu}g\;mL^{-1}$로 매우 낮았으며 이들 2종의 휘발성 유기화합물이 palmarosa 정유의 살초력에 크게 기여했다고 추론된다. 온실조건에서 palmarosa 정유 $80kg\;ha^{-1}$ 경엽처리는 수수, 돌피, 개밀, 바랭이, 자귀풀, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃을 완전 방제하였다. 포장조건에서 민들레, 망초, 쇠비름은 $40kg\;ha^{-1}$ 경엽처리에도 모두 100% 방제가 이루어졌으나 질경이의 방제가는 50% 이었다. 본 연구 결과는 palmarosa 정유에 함유되어 있는 geraniol과 citral이 살초활성에 크게 기여했다는 것을 시사하여 준다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제1권4호
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• pp.44-49
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• 2012

본 연구의 목적은 아미리스 정유의 제초활성을 검정하는데 있다. 아미리스 정유의 기내 종자발아 제초활성 검정 결과 유채에 대한 $GR_{50}$값은 8.8 ${\mu}g\;g^{-1}$ 이었으며, 온실 제초활성 검정 결과 바랭이에 대한 완전고사 경엽처리 약량은 1,250 ${\mu}g\;ml^{-1}$ 이었다. 화본과잡초 4종과 광엽잡초 5종을 대상으로한 온실실험에서 4,000 ${\mu}g\;ml^{-1}$ 약량처리시 아미리스 정유는 수수, 돌피, 자귀풀에 대해 각각 90%, 70% 그리고 70%의 약효를 나타내었으며, 아미리스 정유에 처리된 잎은 모두 건조되는 증상을 나타내었다. 포장시험에서 아미리스 정유 5%의 피, 냉이, 토끼풀에 대한 제초효과는 모두 70%이었으며, 10%에서는 100%이었다. 아미리스 10% 정유의 제초활성은 처리후 6시간부터 발현되기 시작하였으며, 아미리스 정유 처리구 잡초의 지상부위 생체중은 대조구와 비교하여 41.5%이었으나 지하부위 생체중은 대조구와 비교하여 차이가 없었다. 아미리스 정유에는 총 15종의 화학물질이 검출되었으며 주된 화합물은 calarene(27.24%), elemol(19.38%), ${\gamma}$-eudesmol(9.24%), curcumene(5.85%), ${\beta}$-sesquiphellandrene(5.63%), zingiberene(5.50%), selina-3,7(11)-diene(5.29), 1,3-diisopropenyl-6-methyl-cyclohexene(4.18), ${\beta}$-bisabolene(4.13%), ${\beta}$-maaliene(3.62%)이었다. 본 연구의 결과 아미리스 정유는 속효성, 비선택적, 비이행성 제초특성을 갖는 것으로 추론된다.

• 생명과학회지
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• 제17권3호통권83호
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• pp.412-419
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• 2007

본 연구는 병원 내 감염의 주된 원인균으로 알려진 황색 포도상구균(Staphylococcus aureus : S. aureus)와 항생제 내성구균 (Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus : MRSA)에 대해 항균활성이 우수한 천연 항균성 물질을 검색하기 위해 예로부터 민간과 한방에서 널리 이용되어 온 38종의 약용식물을 메탄올에 추출하여 항균활성을 조사해 보았다. MRSA에 대해 항균력 검색을 한 결과 세신, 황련, 호장근, 미역취씨 순으로 높은 항균활성이 나타났다. MRSA로 선별된 4종의 약용식물에 대해 농도와 배지를 다르게 하여 항균력을 측정한 결과 완전 배지인 TSA 배지에서 항균력을 측정한 결과 세신이 고농도인 5 mg/disc에서 S. aureus, MRSA 에 대해각각 21 mm, 19 mm로 우수한 항균력을 보였고, 미역취씨를제외한 3종의 약용식물은 S. aureus에서 MRSA보다 높은 항균력을 보였으며 미역취씨의 경우 두 균주 모두에서 효과가 나타나지 않았다. MSA 배지에서는 4종의 약용식물 모두 TSA 배지보다 높은 저해율을 보였고 특히 세신이 5 mg/disc 농도에서 S. aureus을 30 mm에 가까운 아주 우수한 항균력을 보였으며, 낮은 농도에서도 20 mm이상의 저해를 보였다. 미역취씨의 경우 TSA 배지에서는 항균력을 나타내지 않았으나 MSA배지의 경우 2.5 mg/disc의 낮은 농도에서도 두 균주 모두에서 10 mm이상을 저해하는 항균력을 보였다. 또한 4종의 약용식물을 서로 혼합하였을 경우 항균효과를 측정한 결과 TSA배지의 경우 두 균주 모두에서 세신과 황련을 혼합하였을 경우 세신, 황련의 각각 2.5 mg/disc의 항균력 보다 높게 나타났으며, MSA 배지의 경우 두 균주 모두에서 세신과 혼합한 3종의 약용식물에서 모두 항균력이 상승했고, 특히 호장근과 미역취씨는 20 mm의 높은 항균력을 보였다.