• 제목/요약/키워드: Zn/Mg mixture

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다양한 독성법을 이용한 중금속, 나노입자 및 금속오염 토양 평가 (Bioassessment of Heavy Metals, Nanoparticles, and Soils Contaminated with Metals using Various Bioassays)

  • 공인철;석우도;이민경;강일모
    • 자원환경지질
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    • 제48권3호
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    • pp.261-271
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    • 2015
  • 본 총설 논문에서는 다양한 급성독성법을 이용하여 중금속, 나노입자, 중금속 오염 토양에 의한 영향 평가 결과를 소개하였다. 평가는 씨앗발아, 생물발광, 효소활성 및 유전자 변이 평가법을 이용하였으며, 오염물 종류 및 방법에 따라 상이한 민감도를 보였다. 씨앗의 경우에는 상추(Lactucus)와 알타리무(Raphanus)가 대체적으로 높은 민감도를 보였다. 단일 금속 노출에서는 일반적으로 As(III)가 높은 독성을 나타내었다. As(III) 1 mg/L 조건에서 높은 유전자변이(MR=5.1)가 관찰되었다. 혼합 중금속에 대한 영향은 명확한 경향을 찾기 어려웠지만, 씨앗 발아의 경우에는 상승 효과가 보편적으로 관찰되었다. 중금속 오염 토양에 대한 평가에서는 시료별 총중금속 농도와 독성 영향 간의 상관성을 예측하기는 어려웠다. 일반적으로 나노입자의 씨앗발아에 근거한 영향은 다음의 순서로 조사되었다: CuO > ZnO > NiO > $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Co_3O_4$. 특히 $TiO_2$, $Fe_2O_3$$Co_3O_4$는 최대 노출 농도 1,000 mg/L 농도에서도 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 다양한 독성 생물검정법에 대한 통합 자료는 향후 다양한 오염물 기초 독성평가에 유용하게 사용할 수 있을 것이다.

커피박 퇴비 추출물의 식물병원균에 대한 항균력 검정 (The Antifungal Activity of Coffee Ground Compost Extract against Plant Pathogens)

  • 김민정;심창기;김용기;박종호;한은정;김석철
    • 유기물자원화
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    • 제24권4호
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    • pp.85-94
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 기능성 커피박 퇴비를 개발하고자 커피박과 커피박 퇴비의 특성을 분석하였다. 커피전문점의 커피박 pH, EC, Zn 함량이 상업용 커피박보다 높게 나타났으나 $K_2O$, CaO, MgO, $Na_2O$, Mn 함량은 유의적인 차이가 없었다. 주요 식물병원균 6종(Rhizoctonia solani, Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici, Alternaria alternata, and Botrytis cinerea)에 대한 커피전문점과 상업용 커피박 퇴비의 수용성 추출물의 항균활성을 검정한 결과, 공시한 6종의 식물병원균에 대한 항균력이 있음을 확인하였다. 커피박 추출물의 A. altanata 포자발아 억제 및 P. capsici 유주자낭 형성 억제효과를 조사 한 결과, 10% 깻묵+커피박 퇴비 수용성 추출물이 A. altanata의 분생포자 발아관의 신장과 P. capsici의 유주자낭 형성을 유의적으로 억제하였다. 커피박 퇴비의 기능성을 조사하고자 커피박을 90일간 부숙시키면서 30일 간격으로 총 폴리페놀 함량을 조사한 결과, 총 폴리페놀 함량은 부숙시간의 경과에 따라 증가하였으며, 10% 깻묵+커피박 퇴비에서 90일째에 가장 높은 총 페놀 함량인 평균 $0.35{\pm}0.03mg\;GAE/g$로 나타냈다.

만경강 유역의 토양과 수도체 중 Pb 함량의 변화에 관한 연구 (Variation of Lead Content in Paddy Rice and Soil of Mangyeoung River Area)

  • 김성조;류택규;이만상;양창휴;전경수;백승화
    • 한국환경농학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.177-184
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    • 1992
  • 수질오염에 따른 Pb의 함량변화 차이를 구명하기 위하여 도시하수 및 공단배출수의 영향을 받는 만경강 유역의 논토양을 중심으로 1982년도에 표토와 심토를 구분하여 채취한 토양시료와 1990년도에 채취한 토양시료를, 그리고 1990년도의 토양시료 채취 지역에서 재배된 수도체 시료 중 Pb함량을 분석하여 변화 요인을 추적 분석하였다. 만경강 유역의 토양 중 Pb함량은 13.2-56.4mg $kg^{-1}$의 범위였고 년도별 표${\cdot}$심토가 함량간에 상관관계가 있었다. 1990년도 토양 중 Pb함량이 1982년도 토양 보다 조금 높았다. 그리고 도시하수 유입지역으로부터 거리별 Pb함량 변화가 1982년보다 1990년도 토양이 보다 규칙적으로 거리가 멀수록 그 양이 감소하고 있었다. 또한 이 지역의 토양 중 Pb함량은 1982년도에 토양의 점토 및 유기물 함량과 치환성 $Ca^{++}$함량과 유의성 있는 상관관계가 있었고, 토양 중의 Cu 및 Zn함량과 유의성 있는 상관관계를 나타냈다. 수도체 부위별 평균 Pb축적량은 엽초중에서 가장 많았으며 이는 현미중 Pb함량에 비하여 3.42배가 되었으며 현미중 Pb함량은 3.1-10.47mg $kg^{-1}$의 범위였다.

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장항제련소 지역의 논토양과 수도체중 Cu 함량의 변화에 관한 연구 (Variation of Copper Content in Paddy Soil and Rice from Janghang Smelter Area)

  • 김성조;이만상;류택규;양창휴;문광현;백승화
    • 한국환경농학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.1-9
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    • 1994
  • 대기오염에 따른 Cu의 함량변화 차이를 구명하기 위하여 대기형 오염물질 방출지역으로 장항제련소 인근지역의 논 토양을 중심으로 1982년도에 표${\cdot}$심토로 구분 채취한 것과 1990년도에 채취한 토양시료, 그리고 1990년에 토양시료 채취지역에서 재배된 수도체 중의 Cu 함량을 분석하여 그 변화 요인을 추적 분석하였다. 제련소 인근지역의 토양 중 Cu함량은 5.1-391.0 mg $kg^{-1}$였고, 평균함량이 1990년 토양이 1982년도 토양 보다 높았으며, 1982년도 표토 중 Cu함량은 1990년도 표${\cdot}$심토 간 Cu함량과 유의성 있는 상관을 나타냈다. 배연의 중심으로부터 동쪽방향에서 거리별 Cu함량변화가 뚜렷하였고, 그 정도는 동쪽>북북동=북동>북쪽 순으로 작아졌다. 배연에 의한 오염반경은 동쪽 5㎞, 북북동과 북동이 3㎞였으며, 1982년도 토양 중 Cu함량은 유효인산, 유효규산, 치환성 $Ca^{++}$$Na^+$ 양과 유의한 상관성을 나타내었다. 이 지역 수도체의 엽초, 줄기, 현미중 Cu함량은 토양 중 Cd, Zn, Cu 및 Pb함량과 유의성 있는 상관관계를 나타내었고, 현미 중의 Cu 함량은 0.4-3.6 mg $kg^{-1}$ 이었으며 수도체의 부위에 따라서는 현미 중 Cu 함량의 13.75배까지 축적되는 경우도 있었다. 대기오염에 의한 토양 중 Cu 함량은 토양 중 Zn 및 Pb함량과도 유의한 상관관계를 나타내고 있어서 이들 금속들이 오염물질로서 함께 유입되고 있음을 나타냈다.

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유기물 연용이 감자재배 비화산회토양의 화학성과 효소활성에 미치는 영향 (Effect of Consecutive Application of Organic Matter on Soil Chemical Properties and Enzyme Activity in Potato Cultivation Soil)

  • 좌재호;문경환;서형호;최경산;김성철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.801-807
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    • 2011
  • 유기물 연용이 감자재배 토양의 토양화학성과 효소활성에 미치는 영향을 평가하고자 비화산 암갈색 토양에서 1년 2기작으로 3 작기 동안 감자재배를 하였다. 유기물은 작기당 유기질비료와 음식물퇴비는 $2,000kg\;10a^{-1}$, 돈분퇴비는 2,000, 4,000, and $6,000kg\;10a^{-1}$을 기준으로 시용하였다. 토양 pH는 3 작기 후 모든 처리구에서 높았다. PMC 시용량이 많을수록 토양 pH, 토양질소, 유효인산, 치환성 양이온 (칼륨, 칼슘 및 마그네슘), Zn, Cu 함량이 증가하였다. 토양 탈수소효소활성은 PMC 시용량이 많고 작기가 증가할수록 대조구 보다 3작기 후는 PMC 4톤구가 2배 이상 높았으며, PMC>FWC>NPK+PMC>MOF 순으로 증가하였다. 토양인산효소활성은 PMC 6톤구에서 가장 높았다. 3작기 동안 유기물 처리구의 Zn함량이 증가함에 따라 탈수소효소 활성이 직선적으로 증가하였으며 MOF구 $R^2$=0.427, FWC 구 $R^2$=0.427, PMC구 $R^2$=0.411 (p<0.01)의 상관관계를 나타냈다.

개량혼합토를 이용한 폐기물 매립지 차수층의 중금속 고정능력에 관한 연구 (A study on the fixation of heavy metals with modified soils in the landfill liner)

  • 노회정;이재영
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권2호
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    • pp.63-71
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    • 2002
  • 본 연구에서는 점토차수재의 대체물질로서 매립지 현장토에 첨가재(시멘트, 벤토나이트 고화제)를 혼합하는 방법인 개량혼합토 공법을 대상으로 하여, 토목 환경적인 연구로서 차수/강도 효과 및 회분식/컬럼식 테스트를 통한 중금속의 고정능력에 관한 평가를 수행하였다. 지반공학적 연구(투수계수/압축실험)를 실시한 결과, CL 계열의 현장토(CL)에 첨가재(시멘트, 벤토나이트: 팽윤도로 구분하여 고품위 벤토나이트 B\circled1. 저품위 벤토나이트 B\circled2. 고화제)를 혼합함으로써 폐기물 매립지의 법적 기준(1x10-7cm/sec 이하)을 만족하였다. 또한 개량혼합토 제조시 시멘트 : 벤토나이트 : 고화제 = 90 : 60 : 1의 비율이 가장 적합하였으며, 팽윤도로 구별된 저품위 벤토나이트(B\circled2)의 사용가능성을 보여주었다. 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)의 양이온교환능력(Cation Exchange Capacity, CEC) 측정 결과, 현장토와 비교하여 약 1.5배 정도 CEC가 증가한 것을 확인할 수 있었으나, 첨가재에 따른 큰 차이점은 보이지 않았다. 화학구성과 결정구조의 변화를 살펴보기 위한 XRF와 SEM측정 결과, 첨가재에 따른 고화토의 결정구조의 큰 변화 양상을 확인할 수 없었다. 컬럼을 사용하여 중금속($Pb^{2+}$ $Cu^{2+}$ , $Cd^{2+}$ , $Zn^{2+}$ l00mg/L)을 혼합한 인공침출수를 현장토(columnl)와 첨가재의 종류에 따른 개량혼합토(column2, 3, 4)에 적용시킨 결과, 현장토의 경우, 유출수의 pH가 감소됨과 동시에 $Cd^{2+}$$Zn^{2+}$가 유출되어 거의 파과점까지 도달하였으며, 현장토의 중금속 고정능력은 $Pb^{2+}$$Cu^{2+}$ > $Zn^{2+}$ > $Cd^{2+}$ 순으로 나타났다. 개량혼합토의 경우, 동일한 시점에서 column l에서 보여졌던 파과 현상은 나타나지 않았고, 팽윤도가 높은 B\circled1(column 2)보다 저급의 B\circled2(column 3)를 첨가한 개량혼합토가 화학적으로 훨씬 안정함을 보여주었으며, 시멘트, 벤토나이트와 함께 보조적으로 고화제(column 4)를 첨가했을 경우, 이러한 결과가 한층 더 두드러진다.

Different Sources and Levels of Copper Supplementation on Performance and Nutrient Utilization of Castrated Black Bengal (Capra hircus) Kids Diet

  • Mondal, M.K.;Biswas, P.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제20권7호
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    • pp.1067-1075
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    • 2007
  • Twenty eight 3-4 month old castrated Black Bengal kids (Capra hircus) were used to determine the effects of source and level of dietary copper (Cu) concentration on their performance and nutrient utilization. Cu was supplemented (0, 10, 20 and 30 mg/kg diet DM) as copper sulfate ($CuSO_4$, $5H_2O$) or copper proteinate (Cu-P). Kids were fed a basal diet containing maize (19.5%), soybean (17.0%), deoiled rice bran (56.5%), molasses (4.0%), di-calcium phosphate and salt (1.0% each) and mineral and vitamin mixture (0.5% each) supplements at 3.5% of body weight to meet NRC (1981) requirements for protein, energy, macro minerals and micro minerals, excluding Cu. The basal diet contained 5.7 mg Cu/kg, 122.5 mg Fe/kg, 110 mg Zn/kg, 0.26 mg Mo/kg and 0.32% S. $CuSO_4$ or Cu-P was added to the basal diet at the rate of 10, 20 and 30 mg/kg. Kids were housed in a well ventilated shed with facilities for individual feeding in aluminum plated metabolic cages. Blood samples were collected from the jugular vein on d 0, 30, 60 and 90 to determine hemoglobin (Hb), packed cell volume (PCV), total erythrocyte count (TEC), total leukocyte count (TLC) and serum enzymes (alkaline phosphatase, alanine transferase and aspertate transferase). A metabolism trial of 6 days duration was conducted after 90 days of experimental feeding. Statistical analysis revealed that source and level of Cu supplementation improved live weight gain (p<0.04) and average daily gain (p<0.01). No significant contribution of source and level of Cu to alter serum serum enzymes was evident. Goats fed Cu-P tended to have higher Hb, PCV and TEC than with $CuSO_4$ supplementation. Cu-P increased digestibility of ether extract (EE, p<0.02) and crude fiber (p<0.05) and showed an increasing trend (p<0.09) for digested crude protein (CP) and crude fiber (CF). Supplemental dose of Cu linearly improved (p<0.02) digestibilities of dry matter (DM), organic matter (OM), EE and nitrogen free extract (NFE). Though the absorption of nitrogen (N) was not affected (p>0.10) by both source and dose of Cu, N retention was affected (p<0.04) and there was a significant $Source{\times}Dose$ interaction (p<0.05). Final body weight (BW) was not influenced (p>0.10) by the source of Cu but increasing dose of Cu increased (p<0.04) the BW of kids. TDN intake (g/kg $W^{0.75}$) was higher (p<0.05) with the increased dose of Cu and there was a significant $Source{\times}Dose$ interaction. It was concluded that supplementation of Cu from different sources and varying dose level in a concentrate based diet may improve performance, nutrient utilization and plane of nutrition in castrated Black Bengal kids. The effects on performance and nutrient utilization are more pronounced with Cu-P than $CuSO_4$ supplementation. Higher dose of Cu showed better result than lower dose.

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.

중금속으로 오염된 토양에서 분리한 중금속 내성 미생물의 수용액내 중금속 흡착 (Biosorption of Heavy Metal in Aqueous Solution by Heavy Metal Tolerant Microorganism Isolated from Heavy Metal Contaminated Soil)

  • 김성은;최익원;서동철;한명훈;강병화;허종수;손보균;조주식
    • 한국환경농학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.379-385
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    • 2005
  • 중금속으로 오염된 폐수를 처리하기 위하여 다양한 처리 방법들이 제시되고 있으나, 최근에는 미생물을 이용한 중금속 처리 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 중금속으로 오염된 토양에서 중금속에 대하여 강한 내성과 우수한 생물흡착능력을 동시에 가지고 있는 미생물 CPB를 분리하여 중금속에 대한 내성, 흡착 능력 및 흡착의 최적조건을 조사하였다. 중금속에 대한 내성은 전체적으로 $400mg{\ell}^{-1}$ 이상의 농도에서도 높은 내성을 보였으며, 생장 저해도는 단일 중금속 보다 중금속이 복합으로 존재 할 경우 더 크게 나타났다. 중금속 흡착 능력은 Pb>Cd>Cu>Zn의 순으로 흡착 능력이 나타났다. 외형적 흡착형태는 중금속의 종류에 따라 세포 표면 및 세포 막 부근에 electron dense particles들이 형성되었으며, 이는 EDS 분석을 통하여 중금속 화합물인 것으로 확인되었다. 중금속을 흡착하는데 있어 전반적인 최적 pH는 $5{\sim}7$범위였고, 최적 온도는 $25{\sim}35^{\circ}C$이다.

와송과 발효 와송 추출물의 이화학적 특징 및 항산화 활성 (Antioxidant Activity and Chemical Characteristics of Orostachys malacophyllus and Fermented Orostachys malacophyllus)

  • 안희영;최다정;조영수
    • 생명과학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.577-584
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    • 2015
  • 본 연구는 와송(둥근바위솔, Orostachys malocophyllus)에 대한 기초 연구의 일환으로 와송(OM)과 유산균 (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus)으로 발효된 와송(FOM)의 건조 분말을 각각 정제수, 에탄올 및 메탄올로 추출하여 각각의 수율과 pH를 측정한 뒤, 총 페놀성 화합물과 이에 속하는 flavonoid 함량, 미네랄 함량을 측정하고 DPPH free radical scavenging 활성, Cu/Fe 환원력, 간 조직의 microsome 생체막의 지질과산화 억제능 및 linoleic acid를 이용한 지질과산화 정도를 비교 검토하였다. 총 페놀성 화합물과이에 속하는 대표적인 화합물인 flavonoid 함량은 와송의 정제수 추출물에서 가장 높은 함량을 나타내었고, 미네랄 함량은 K, Ca, Mg, Mn, Zn, Fe, Na의 순으로 높게 측정되었으며, 7원소 모두 발효 전에 비해 발효 후 함량이 증가하였다. DPPH를 이용한 radical 소거능을 측정한 결과, 와송과 발효와송의 에탄올 및 메탄올 추출물 0.5%에서 대조구인 합성항산화제 BHT 0.05%에 가까운 활성을 나타내었다. Fe와 Cu의 환원력은 모든 군에서 농도 의존적으로 증가하였고, 와송과 발효와송의 에탄올 및 메탄올 추출물 1%에서 대조구인 BHT 1%와 ascorbic acid 1%에 가까운 높은 환원력 을 나타내었다. 간 조직을 이용하여 측정한 지질과산화 억제활성은 모든 군에서 농도 의존적으로 증가하였고, 와송과 발효와송의 에탄올 추출물은 0.01%에서부터 BHT와 비슷한 활성 나타내었으며 1%에서는 BHT보다도 높은 활성을 나타내었다. TBA법과 thiocyanate법으로 지질과산화를 측정한 결과, 와송과 발효와송의 에탄올 및 메탄올 추출물 1%에서 지질과산화 억제능을 보였으며 발효와송의 메탄올 추출물은 두 가지 방법 모두에서 높은 지질과산화 억제능을 나타내었다. 따라서, 유산균 발효 와송은 천연 항산화제 소재로서 활용될 가능성이 보이며 이에 대한 심층적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.