• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.175-180
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• 2018

Box-Behnken Design (BBD) under response surface methodology (RSM) was implemented to optimization the operating parameters and assess the removal and recovery efficiencies of crude oil from contaminated soil using subcritical water extraction. The effects of temperature, extraction time and water flow rate were explored, and the results indicate that temperature has a great impact on crude oil removal and recovery. The correlation coefficients for oil removal ($R^2=0.74$) and recovery ($R^2=0.98$) suggest that the proposed quadratic model is useful. When setting the target removal and recovery (>99%), BBD-RSM determined the optimum condition to be a temperature of $250^{\circ}C$, extraction time of 120 min, and water flow rate of 1 mL/min. An experiment was carried out to confirm the results, with removal and recovery efficiencies of 99.69% and 87.33%, respectively. This result indicates that BBD is a suitable method to optimize the process variables for crude oil removal and recovery from contaminated soil.

• 한국식품과학회지
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• 제51권5호
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• pp.447-451
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• 2019

건조한 생강을 아임계수 추출 기술을 이용하여 6-gingerol, 6-shogaol을 추출하고 유효성분의 추출 효율과 영향을 비교 분석하였다. 추출 결과, 건조를 할 경우, 건조 조건에 따라 6-shogaol이 증가하기도 했으나 극한 조건으로 건조하여 생강의 수분함량이 매우 낮아질 경우, 오히려 생강 조직 사이의 공간이 감소하고 그로 인한 추출 용매의 mass transfer가 낮아져 6-gingerol과 6-shogaol 함량은 모두 감소하였다. 또한 비교적 높은 온도인 60, $80^{\circ}C$에서 4시간의 건조를 시킬 경우, 6-shogaol은 열분해가 되었다. 결과적으로 생강의 $60^{\circ}C$, 2시간이 가장 적절한 건조 조건이었다. 특히, 생강의 건조 조건과 유효성분의 추출 경향은 높은 상관관계를 나타내었다. 이는 오직 물만을 사용하여 유효성분을 추출하는 친환경적이며 안전하고 독성이 없는 아임계수 추출 방법이 최적화된 생강 시료의 건조 조건에서 6-shogaol의 유효성분을 선택적으로 추출할 수 있는 잠재성과 우수성을 확인한 결과이며, 다양한 식물에서 유효성분을 추출하거나 가공하는 식품 산업에 응용하여 사용될 수 있을 것이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권6호
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• pp.48-56
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• 2017

Although various methods have been investigated for treatment of crude oil contaminated soil, more researches are still required to preserve soil environment. This study investigated the potential utility of subcritical water in remediation of crude oil contaminated soil under various experimental conditions including temperature ($150-300^{\circ}C$), flow rate (1.0-2.0 mL/min) and extraction time (60-120 min). The removal rate of crude oil gradually increased with increasing temperature and time. After treatment at $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$ for 60 min, the remaining concentration of crude oil met the Kuwait standard clean-up level (10,000 mg/kg) and the Korean standard level (2,000 mg/kg), respectively. The removal efficiency of crude oil increased from 77.8% to 88.4% with increasing extraction time from 60 to 120 min at $250^{\circ}C$. A decreasing rate of oil removal was observed as flow rate increased, possibly due to channeling flow occurred within the soil body at higher flow rate condition. Overall, the results revealed that subcritical water extraction process could be feasible for remediation of crude oil contaminated soil, and the relative effect of parameters on the oil removal was in the order of temperature > time > flow rate.

• 한국식품과학회지
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• 제49권1호
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• pp.44-49
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• 2017

아임계수 추출 기술을 이용하여 참당귀로부터 데쿠신, 노다케닌을 추출하고 HPLC, HPLC-ESI/MS를 이용하여 추출조건에 따른 유효성분을 정성 및 정량적으로 비교 분석하였다. 추출결과, 데쿠신과 노다케닌의 추출함량은 아임계수 추출법과 비교하여 열수 추출 방법을 이용하는 것이 약간 많거나 유사하였지만, 추출 시간은 아임계수 추출법이 5-10분 이내로 매우 빠르게 추출할 수 있는 장점이 있다. 그리고 총 페놀함량, 총 플라보노이드 함량은 아임계수 추출법이 우수하게 많이 추출됨을 확인 할 수 있었고, DPPH, ABTS 라디칼 소거능을 이용한 산화방지 효과도 아임계수 추출법이 우수하였다. 특히, 아임계수 추출 조건인 추출 온도와 추출 시간이 증가할수록 총 페놀함량 및 총 플라보노이드 함량, 그리고 산화방지 효과 또한 점차적으로 증가하는 경향을 나타내었고 높은 상관관계를 보였다. 이는 오직 물만을 사용하여 유효성분을 추출하는 친환경적이며 안전하고 독성이 없는 아임계수 추출의 잠재성과 우수성을 확인한 결과이며, 다양한 한약재뿐만 아니라 다른 식품 추출 산업에 응용하여 사용될 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권6호
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• pp.757-764
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• 2015

홍삼의 신규 추출 방법으로 아임계수 추출(subcritical water extraction, SWE)을 적용하여 홍삼 추출물의 이화화적 특성 및 진세노사이드 추출 특성을 조사함으로써 최적 아임계수 추출 조건을 결정하고 기존 추출 방법과 비교함으로써 산업적 이용 효율을 평가하였다. 아임계수 추출에 의한 홍삼 추출물의 당도, 고형분 함량, 색차 및 탁도는 추출 온도가 높아지고 추출 시간이 길어질수록 증가하였고 pH는 낮아졌으며, 조 사포닌은 $120^{\circ}C$, 20분에서 최대였다. TLC 및 HPLC 분석 결과, 총 및 극성 진세노사이드 농도는 $120^{\circ}C$, 20분에서 최대였고 홍삼 특유의 저극성 진세노사이드 Rg3, Rh1 등은 $150^{\circ}C$, 15분에서 최대 농도였다. 또한 최적 아임계수 추출과 열수, 에탄올 및 메탄올을 용매로 환류 냉각 추출하여 비교한 결과, 저극성 진세노사이드의 추출 이행률은 $150^{\circ}C$, 15분의 아임계수 추출에서 가장 높았고 특히 Rg3는 3.5-5배, Rh1은 2-2.5배의 높은 농도로 나타났다. 홍삼의 특이 사포닌으로 극미량 존재하는 Rg3 및 Rh1은 강력한 항암 효과 등이 보고되면서 최근 화학적, 물리적, 생물학적 방법에 의한 전환연구가 활발히 진행되고 있으나 낮은 선택성과 생산성의 저하, 부 반응으로 인한 환경 공해 및 대량 생산의 한계 등으로 산업적 적용에 제약이 존재하여 왔다. 본 연구에서는 아임계 상태에서의 물의 특성 변화를 이용한 아임계수 추출을 적용하여 홍삼으로부터 특히 저극성 진세노사이드의 선택적 추출 및 전환에 효과적인 대체 기술로서 가능성을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권6호
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• pp.95-102
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• 2015

The purpose of this study is to compare the degradation characteristics by subcritical water of RDX contaminated soil using batch mode and dynamic mode devices. First, upon application of RDX contaminated soil, RDX treatment efficiency was increased with increasing the temperature in both modes. At 150℃, the treatment efficiency was 99.9%. RDX degradation efficiency got higher with lower ratio of solid to liquid. However, the treatment efficiency in the dynamic mode tended to be decreased at a certain ratio of solid to liquid or lower. The treatment efficiency was increased when it took longer time for the reactions in both modes. As the results of analysis on concentration of treated water after subcritical water degradation, the RDX recovery rate of dynamic and batch modes at 150℃ was 10.5% and 1.5%, respectively. However, both modes showed very similar recovery rates at 175℃ or higher. RDX degradation products were analyzed in treated water after it was treated with subcritical water. According to the results, RDX degradation mechanism was mostly oxidation reaction and reduction reaction was partially involved. Therefore, it suggested that most of RDX in soil was degraded by oxidation of subcritical water upon extraction. According to this result, it was found that both batch and dynamic modes were very effectively applied in the treatment of explosive contaminated soil.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권10호
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• pp.1391-1396
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• 2011

어성초(H. cordata Thunb) 건조 분말(0.05 g)을 10 mL의 증류수와 함께 스테인리스 용기에 넣고 밀봉한 후 여러 온도(50, 100, 200, $300^{\circ}C$)에서 10, 30, 60분간 추출하였다. 추출온도와 시간은 어성초 추출물의 중요 성분, 항산화 활성, acetylcholinesterase 저해 활성에 크게 영향을 미쳤다. $300^{\circ}C$에서 30분간 처리한 어성초 추출물에서 가장 높은 페놀 함량($33.34{\pm}0.96\;{\mu}g$ gallic acid equivalents/mL), quercetin 함량($15.75{\pm}0.20\;{\mu}g/mL$), DPPH 라디칼 소거능($44.07{\pm}2.65%$), acetylcholinesterase 저해 활성($36.53{\pm}1.14%$)이 나타났다. 플라보노이드 함량은 $100^{\circ}C$ 10분 추출물에서 $2.55{\mu}g$ quercetin equivalents/mL로 가장 높게 측정되었다. $100^{\circ}C$ 이상의 고온에서 밀폐된 증류수는 높은 압력에서 아임계수 형태로 존재하는데 이러한 아임계수는 고품질의 어성초 추출물을 제조하는데 매우 유용하였다.

• 한국축산식품학회지
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• 제35권2호
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• pp.164-170
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• 2015

The objective of this study was to evaluated the photoprotective effects of porcine placenta extract (PPE) on ultraviolet B (UVB)-induced oxidative stress in human keratinocytes (HaCaT) to evaluate its functional activities as a skin food ingredient. PPE prepared by subcritical water extraction was termed SPE, and subsequently digested by enzymes to prepare E-SPE. Increased intracellular reactive oxygen species (ROS) levels (192.0%) induced by UVB were decreased by SPE and E-SPE. SPE had more effective ROS scavenging activity than E-SPE treatment. UVB treatment increased expression of tissue inhibitor of metalloproteinase 1 (TIMP-1), and this elevated expression was decreased by E-SPE treatment. High-dose treatment with E-SPE (50 and 100 µg/mL) reduced TIMP-1 expression levels of UVB-C (control) to 33.5 and 34.6%, respectively. In contrast, at low SPE doses (1 and 10 µg/mL), the treatment slightly decreased TIMP- 1 expression levels to 73.3% and 71.3% of UVB-C, respectively. In conclusion, the present study demonstrated the protective effect of SPE and E-SPE against UVB damage in keratinocytes via ROS scavenging, down-regulating MMP-2 expression and up-regulating TIMP- 1 expression. This highlights the potential for SPE as an ingredient in the preparation of functional food against photoaging.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권3호
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• pp.10-16
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• 2011

The experimental studies for remediation of diesel contaminated soils were performed using subcritical water in laboratory scale. Contaminated soils from industrial area and artificially contaminated soils were utilized for soil remediation. Experimental system was composed for subcritical water to flow upward through the soil packed column for extracting contaminants. 10 g of contaminated soil was packed into the column and water flow rate was 2 mL/min. To evaluate the effects of temperature, pressure and treatment time on the removal efficiency, temperature was changed from 100$^{\circ}C$ to 350$^{\circ}C$, pressure from 50 bar to 220 bar and treatment time at the predetermined temperature from 0 min to 120 min. The purification efficiency increased as temperature increased. However, the effect of pressure and treatment time was low. Temperature 250$^{\circ}C$, pressure 50 bar and treatment time 30 min were selected for optimal operating condition for this study.

• 생명과학회지
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• 제34권4호
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• pp.236-244
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• 2024

Melanin은 대부분의 식물과 동물에서 발견되는 자연 색소로, 피부와 모발의 색을 결정하는 게 관여한다. Melanogenesis는 일반적으로 피부를 자외선과 같은 외부 자극으로부터 보호하기 위한 반응으로 melanocyte에서 수행한다. Tyrosinase는 기질인 tyrosine을 melanin으로 생합성 하는데 관여한다. 그러나 melanin의 과다 생성은 melasma, blotch, hyperpigmentation, 그리고 피부암과 같은 피부질환으로 이어질 수 있다. Kojic acid 및 arbutin과 같은 미백 물질에 대한 연구가 수행되었지만, 부작용으로 인해 일부 국가에서는 사용을 금지하거나 제한하고 있다. 따라서 본 연구에서는 기능성화장품의 새로운 미백재료로서 잠재력을 연구하기 위해 겨자무(horseradish)를 선택하였다. 더 나아가 효율적인 추출을 위해 아임계수 추출을 사용하였다. 연구 결과, 아임계수 200℃ 추출물은 높은 DPPH 라디칼 소거능, 총 페놀 함량, tyrosinase 저해능 그리고 B16-F10 melanoma 세포주의 melanin 생성 억제 효과를 나타내었다. B16-F10 melanoma 세포주에 대한 세포 독성을 조사하기 위해 MTT reduction assay 및 형태학적 변화를 관찰하였으며, 그 결과, 겨자무 methanol 추출물 및 아임계수 200℃에서는 세포독성이 확인되지 않았다. 결론적으로, 이 연구는 화장품의 천연 미백 기능성소재로서 가능성을 제안하는 바이다.