• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권1호
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• pp.101-109
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• 2010

Efficient L-lactic acid production from Jerusalem artichoke tubers, by Lactobacillus casei G-02, using simultaneous saccharification and fermentation (SSF) in a fed-batch culture, is demonstrated. A kinetic analysis of the SSF revealed that the inulinase activity was subjected to product inhibition, whereas the fermentation activity of G-02 was subjected to substrate inhibition. It was also found that the intracellular NADH oxidase (NOX) activity was enhanced by the citrate metabolism, which dramatically increased the carbon flux of the Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway, along with the production of ATP. As a result, when the SSF was carried out at $40^{\circ}C$ after an initial hydrolysis of 1 h and included a sodium citrate supplement of 10 g/l, an L-lactic acid concentration of 141.5 g/l was obtained after 30 h, with a volumetric productivity of 4.7 g/l/h. The conversion efficiency and product yield were 93.6% of the theoretical lactic acid yield and 52.4 g lactic acid/l00 g Jerusalem artichoke flour, respectively. Such a high concentration of lactic acid with a high productivity from Jerusalem artichokes has not been reported previously, making G-02 a potential candidate for the economic production of L-lactic acid from Jerusalem artichokes on a commercial scale.

• 한국약용작물학회지
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• 제26권6호
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• pp.447-454
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• 2018

Background: The leaf temperature ($T_{LEAF}$) is one of the most important physical parameters governing water and carbon flux, including evapotranspiration, photosynthesis and respiration. Cnidium officinale is one of the important folk medicines for counteracting a variety of diseases, and is particularly used as a traditional medicinal crop in the treatment of female genital inflammatory diseases. In this study, we developed a model to estimate $T_{Leaf}$ of Cnidium officinale Makino based on black globe temperature ($T_{BGT}$). Methods and Results: This study was performed from April to July 2018 in field characterized by a valley and alluvial fan topography. Databases of $T_{LEAF}$ were curated by infrared thermometry, along with meteorological instruments, including a thermometer, a pyranometer, and an anemometer. Linear regression analysis and Student's t-test were performed to evaluate the performance of the model and significance of the parameters. The correlation coefficient between observed $T_{LEAF}$ and calculated $T_{BGT}$ obtained using an equation, developed to predict $T_{LEAF}$ based on $T_{BGT}$ was very high ($r^2=0.9500$, p < 0.0001). There was a positive relationship between $T_{BGT}$ and solar radiation ($r^2=0.8556$, p < 0.0001), but a negative relationship between $T_{BGT}$ and wind speed ($r^2=0.9707$, p < 0.0001). These results imply that heat exchange in leaves seems to be mainly controlled by solar radiation and wind speed. The correlation coefficient between actual and estimated $T_{BGT}$ was 0.9710 (p < 0.0001). Conclusions: The developed model can be used to accurately estimate the $T_{Leaf}$ of Cnidium officinale Makino and has the potential to become a practical alternative to assessing cold and heat stress.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권1호
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• pp.29-41
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• 2019

산림생태계에서 총일차생산성(Gross Primary Production, GPP)은 기후변화에 따른 산림의 생산성과 그에 영향을 미치는 식물계절, 건강성, 탄소 순환 등을 대표하는 지표이다. 총일차생산성을 추정하기 위해서는 에디공분산 타워 자료나 위성영상관측자료를 이용하기도 하고 물리지형적 한계나 기후변화 등을 고려하기 위해 기작기반모델링을 활용하기도 한다. 그러나 총일차생산성을 포함한 산림 탄소 순환의 기작기반 모델링은 식물의 생물, 생리, 화학적 기작들의 반응과 지형, 기후 및 시간 등과 같은 환경 조건들이 복잡하게 얽혀 있어 비선형적이고 유연성이 떨어져 반응에 영향을 주는 조건들을 모두 적용하기가 어렵다. 본 연구에서는 산림 생산성 추정 모델을 에디공분산 자료와 인공위성영상 정보를 사용하여 기계학습 알고리즘을 사용한 모델들로 구축해 보고 그 사용 및 확장 가능성을 검토해 보고자 하였다. 설명변수들로는 에디공분산자료와 인공위성자료에서 나온 대기기상인자들을 사용하였고 검증자료로 에디공분산 타워에서 관측된 총일차생산성을 사용하였다. 산림생산성 추정 모델은 1) 에디공분산 관측 기온($T_{air}$), 태양복사($R_d$), 상대습도(RH), 강수(PPT), 증발산(ET) 자료, 2) MODIS 관측 기온(T), 일사량($R_{sd}$), VPD 자료(개량식생지수 제외), 3) MODIS 관측 기온(T), 일사량($R_{sd}$), VPD, 개량식생지수(EVI) 자료를 사용하는 세 가지 경우로 나누어 구축하여 2006 - 2013년 자료로 훈련시키고 2014, 2015년 자료로 검증하였다. 기계학습 알고리즘은 support vector machine (SVM), random forest (RF), artificial neural network (ANN)를 사용하였고 단순 비교를 위해 고전적 방법인 multiple linear regression model (LM)을 사용하였다. 그 결과, 에디공분산 입력자료로 훈련시킨 모델의 예측력은 피어슨 상관계수 0.89 - 0.92 (MSE = 1.24 - 1.62), MODIS 입력자료로 훈련시킨 모델의 예측력은 개량식생지수 제외된 모델은 0.82 - 0.86 (MSE = 1.99 - 2.45), 개량식생지수가 포함된 모델은 0.92 - 0.93(MSE = 1.00 - 1.24)을 보였다. 이러한 결과는 산림총일차생산성 추정 모델 구축에 있어 MODIS인공위성 영상 정보 기반으로 기계학습 알고리즘을 사용하는 것에 대한 높은 활용가능성을 보여주었다.

• 분석과학
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• 제11권2호
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• pp.112-119
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• 1998

검정곡선을 작성하지않고 빠르게 분석할 수 있는 Siemens SemiQuant(SSQ) 3000 프로그램을 이용하여 여러 가지 형태의 고체 표준물질을 붕소부터 우라늄까지의 전 원소에 대해 신속한 X-선 형광분석을 하고 다양한 시료형태와 시료준비과정에 따른 정확도를 비교하였다. 시료당 75개의 원소분석에 소요되는 시간은 23분이 걸렸으며, 시료의 형태는 분말지질시료, 디스크형태의 금속시편 또는 chip형태의 금속 표준시료를 이용하였다. 분말지질시료는 압력을 가하지 않은 분말시료(loose powder)를 액체시료 측정 컵을 사용하여 mylar foil에 싸서 측정하거나 압력을 가해 펠렛형태로 만들거나 혹은 flux를 가해서 유리 bead시료를 만들거나 하여 여러 가지의 시료처리방법을 비교하였다. 금속시편의 분석결과는 분말지질시료에 비해 비교적 정확한 것으로 나타났다. 시료중의 모든 원소의 농도가 미지인 경우보다 철시편이나 스텐강과 같이 주원소의 농도범위를 대략적으로 알 수 있는 경우는 매질에 대한 매트릭스 효과를 계산해 줄 수 있기 때문에 좀더 정확한 결과를 얻을 수 있었다. 분말지질시료를 펠렛을 만들어 분석하는 경우와 유리 bead 시료를 만들어 측정하는 경우는 분말시료 그 지체 그대로 mylar foil에 싸서 측정하는 경우보다 시료준비과정이 간단하지 않고 많은 시간이 소요되지만 분석의 정확도는 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 붕소나 탄소와 같은 가벼운 원소가 매트릭스로 존재하거나 이들의 분석이 요구되는 경우는 foil이나 헬륨기체에 의한 X-선 흡수 때문에 펠렛을 만들어 분석하는 것이 바람직하며 로듐 컴프턴 선을 이용하여 정확한 매트릭스 보정을 하였는지를 판단하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권1호
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• pp.52-62
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• 2000

건축용 고품질 골재, 시멘트 산업 그리고 체절용 플럭스 등 보다 더 가치 있는 분야로의 전로슬랙의 재활용을 극대화하기 위해서는 사용목적에 맞게 전로슬랙의 조성과 특성을 조절하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 슬랙의 화원.개질을 목적으로 전로슬랙에 $SiO_2$의 첨가량을 바꾸고 일정량의 탄소를 섞어 $1650^{\circ}C$에서 환원 용해하였다. 환원이 종료된 후, 개질된 슬랙은 노대에서 상온까지 서냉하였다. 얻어진 슬랙에 대하여 SEM-EDX, XRD, Chemical Anaysis에 의해 상조직, 상분포, 조성분포등을 조사하였다. 또한 자연골재와의 물성비교를 위하여 압축강도와 밀도도 측정하였다. XRD분석에 의하면, 전로슬랙 중량에 대하여 10%의 $SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙은 bredigite + merwmite의 혼합상으로 존재하며, 20% 및 30% $SiO_2$를 첨가한 경우엔 모두 akcrmante로 존재하고 있다. 그러나 SEM-EDX 분석 결과는 개질슬랙의 상분포가 슬랙조성에 따라 아주 민감하게, 그리고 복잡하게 변화함을 보여주고 있다. 또한 개질슬랙의 성질은 이러한 상분포에 의해 많은 영향을 받는다. 카드뮴 약 1/3과 바나듐의 약 1/5은 환원후에도 개질슬랙중에 남으며, 그밖의 많은 중금속원소들은 환원개질에 의해 90%~95% 이상의 금속철 중에 흡수되거나 휘발하여 제거된다. 25%의 $SiO_2$를 혼합하여 환원한 후 서냉에 의해 얻은 개질전로슬랙의 압축강도와 밀도는 자연화강암에 거의 근접한 값을 보이고 있어, 고품질의 건축용 골재로도 사용 가능하며, 이는 Thyssen 제철소에서 개발하여 건축용으로 공급하고 있는 $SiO_2$를 첨가한 산화개질 슬랙골재 보다도 우수한 것이다.

• 자원환경지질
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• 제48권2호
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• pp.147-160
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• 2015

2014년 8월 31일~9월 1일 충남 태안 어은리 갯벌 퇴적물의 동일한 실험 장소에서 닫힌 챔버를 이용하여 챔버내 가스들(메탄($CH_4$), 이산화탄소($CO_2$) 및 산소($O_2$))의 갯벌 표면 노출시 일조량이 있는 조석주기의 저조 시점을 기준으로 각 기체의 플럭스량을 파악하기 위해 총 6회 실험하였다. 챔버 내에서 채취된 대기 샘플 중 메탄의 농도는 6시간 이내에 지구온실가스 측정용 EG model GS-23 가스크로마토그래피로 분석하였으며 그 외 가스종은 Multi Gas Monitor를 이용하여 실시간 측정하였다. 각 가스 종들의 배출원(source (+)) 또는 흡수원(sink (-))의 플럭스 계산값은 단순 선형 회귀분석을 이용하여 시간에 따른 각 기체의 농도변화인 1차 함수 기울기 값을 수식에 대입하여 계산하였다. 또한 주변 환경 특성을 참고하기 위해 퇴적물 함수율, 온도, 총유기탄소, 챔버내 온도 및 퇴적물 퇴적상도 측정하였다. 첫째날, 총 3회 플럭스 측정이 진행되는 5시간 20분 동안 이산화탄소는 $-137.00{\sim}-81.73mg/m^2/hr$ 흡수원, 산소는 $-0.03{\sim}0.00mg/m^2/hr$ 흡수원 그리고 둘째날, 이산화탄소는 -20.43~-2.11 mg/m2/hr 흡수원, 산소는 $-0.18{\sim}-0.14mg/m^2/hr$ 흡수원으로 모두 동일하였다. 메탄의 경우 양일간 조석주기의 저조 시점이 되기 전에는 첫째날 $-0.02mg/m^2/hr$ 흡수원(SPSS 통계분석을 이용한 Pearson 상관계수는 뚜렷한 음의 선형관계인-0.555(n=5, p=0.332)) 및 둘째날 $-0.15mg/m^2/hr$ 흡수원(상관계수는 강한 음의 선형관계인 -0.915(n=5, p=0.030))으로 작용하였다. 그리고 저조시점 이후로 메탄은 첫째날 최소 $+0.00mg/m^2/hr$ 배출원(상관계수는 거의 무시될 수 있는 선형관계인 +0.713(n=5, p=0.176)) 및 둘째날 최대 $+0.03mg/m^2/hr$ 배출원(상관계수는 약한 양의 선형관계인 +0.194(n=5, p=0.754))이 된다는 플럭스 양상은 양일간 모두 같았다. 그러나 $CH_4$ 플럭스 값은 일자 및 시간별로 모두 다르게 분석되었다. 이러한 결과는 같은 시간, 동일지역 퇴적물 일지라도 $CH_4$ 플럭스 변화율은 갯벌 근처 해수의 표층 조석주기 특성 이해를 통한 가스 방출 상관관계 및 물리화학적 퇴적물 환경과 같은 주변 변수에 따라 영향을 받음 수 있음을 보여준다.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.335-343
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• 2014

현재까지 분석된 백제지역 출토 철기 유물의 금속미세조직과 비금속개재물 분석 자료들을 한강, 금강, 영산강 유역권으로 분류하여 조업 온도를 추정하고 제강 및 열처리 기술을 지역적 시대별 특성을 조사하였다. 세 지역 모두 시대에 관계없이 고체저온환원으로 괴련철이나 해면철이 주 제철 방법으로 판단된다. 비금속개재물의 산화물 삼원상태도로 재해석한 결과 로내 온도는 $1,100{\sim}1,300^{\circ}C$ 정도에서 조업하였던 것으로 추정된다. 철광석은 자철광석이 주원료이며, $TiO_2$가 높은 것들은 사철을 사용하였던 것으로 보인다. $CaO/SiO_2$의 비율이 0.4 이상인 유물들은 석회질의 융제를 인위적으로 넣었던 것으로 판단된다. 제강은 저탄소강을 단야로에서 숯으로 가열할 때 나오는 CO, $CO_2$ gas로 침탄시키는 고체 침탄강임을 알 수 있었다. 또한 의도적으로 필요 부분의 강도를 높이는 침탄작업과 담금질을 하였던 것으로 보아 3세기에는 백제지역의 철기제작자들은 열처리 기술을 인지하고 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제5권2호
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• pp.61-69
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• 2003

육상생태계와 하층 대기와의 상호작용 및 환경변화에 대한 생태계의 반응을 정량적으로 이해하기 위하여 2002년 7월부터 논과 밭이 혼합되어 있는 해남(FK) 관측지에서 이산화탄소 관측이 이루어지고 있다. 관측 초기에는 안정된 자료 확보를 위하여 에디 공분산 시스템의 유지 관리를 중점적으로 추진하였다. 30분 평균된 이산화탄소 평균 농도와 순 생태 교환량(Net Ecosystem Exchange)은 뚜렷한 일변화와 함께 계절적인 차이를 나타내었다. 낮 시간의 이산화탄소 플럭스는 8월에 최대 1.0mg $CO_2$, m$^{-2}$ s$^{-1}$의 흡수율이 관측되었고, 야간에는 최대 0.3mg $CO_2$ m$^{-2}$ s$^{-1}$ 정도의 이산화탄소가 대기중으로 방출되었다. 이산화탄소 흡수량과 방출량 모두 점차적으로 감소하여 겨울철에는 거의 0에 가까운 값이거나 0.05mg $CO_2$, m$^{-2}$ s$^{-1}$ 보다 작은 방출율을 나타내었다. 해남 플럭스 관측지역은 7월부터 9월까지 이산화탄소의 상대적으로 강한 흡원으로 작용하여 일 최대 22g $CO_2$m$^{-2}$ 정도의 이산화탄소를 흡수하였다. 이후 10월부터 12월까지는 약한 발원으로 작용하였는데, 일 평균 2g $CO_2$ m$^{-2}$ 정도의 이산화탄소를 방출하였다. 해남 관측지에서의 환경 변화에 대한 생태계의 반응 및 격년 변동 등에 대한 정량적 연구를 위하여 장기 관측은 지속적으로 이루어질 것이며, 심도 있는 분석과 교환 메커니즘의 이해를 위해 토양 및 식물과 관련된 집중 관측과 단기 실험들이 뒤따라야 하겠다.적인 자극으로부터 개체들에게 더 많은 스트레스를 유발시켜 폐사율을 높일 수 있는 열악한 환경을 조성할 수 있음을 시사하였다.s the strategies on the revitalization and enhancement of small-sized retailers" productivities.에 종양을 가진 환자 치료 시 더욱 질 높은 방사선 치료가 실현될 것으로 기대한다. 30∼40％ 정도 느렸고, 퍼레니얼라이그라스도 퍼레니얼라이그라스 100％ 단일종류에 비해 20∼30％정도 늦었다. 따라서, 뗏장 재배시 여러 종류의 초종을 천편일률적으로 혼합하여 파종하는 것은 바람직하지 않으며, 컨셉에 따라 적절하게 초종 및 품종을 선택해서 사용하는 것이 필요하다. 5. 뗏장의 뿌리 형성 능력은 퍼레니얼라이그라스가 가장 좋았고, 가장 저조한 초종은 켄터키블루그라스였다. 톨훼스큐는 켄터키블루그라스와 퍼레니얼라이그라스의 중간정도로 나타났다. 혼합구의 뗏장 형성 능력은 초종의 혼합비에 따라 뿌리 형성력 차이가 다르게 나타났는데, 특히 퍼레니얼라이그라스 혼합비율이 많을수록 뿌리 형성 능력은 증가하였다. 6. 뗏장 수확시 잔디 품질은 단일 초종구의 품질이 혼합구에 비해 양호하였는데 가장 우수한 초종은 켄터키블루그라스였고, 톨훼스큐는 켄터키블루그라스 다음으로 중간정도, 그리고 퍼레니얼라이그라스는 가장 저조하였다. 켄터키블루그라스는 균일한 잔디 면, 고밀도 및 예초 후 상태가 우수한 특성으로 품질이 양호하였고, 퍼레니얼라이그라스의 품질이 저조하였던 것은 초장이 길어 잔디 면이 누운 상태로 나타나 균일도 저하 및 예초 후 품질이 켄터키블루그라스나 톨훼스큐 보다 떨어지기 때문이다. 그리고 혼합구의 품질은 여러 종류가 혼합됨으로 인해 색상 및 밀도의 균일도가 떨어지고, 또한 예초 시 물결처럼 불균일하게 깎여 잔디 표면이 불량하였기 때문이었다. 7. 골프장이나 경기장 기본 설계 시 초기

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.107-121
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• 2010

본 연구에서는 한반도의 주요 생태계인 활엽수림과 농경지에서 지면 모형 JULES(Joint UK Land Environment Simulator)으로 모의한 총일차생산량 (Gross Primary Productivity: GPP)과 생태계 호흡량 (ecosystem respiration: RE)의 수치 모사 결과에 영향을 미치는 주요 모수를 파악하였으며, 민감한 모수에 대해 실측자료를 사용함에 따른 모형 예측력의 개선 정도를 평가하였다. 민감도 실험의 결과, 활엽수림과 농경지에서 모두 JULES로 모의한 GPP는 잎 내부의 질소농도와 리불로오스이인산(RuBP) 카르복실화의 최대 속도에 가장 민감하였다. RE는 활엽수림에서는 목질부 탄소량과 엽면적지수를 연결시켜주는 상수에 가장 민감하였다. 반면에 농경지에서 수치모사된 RE는 GPP와 같이 각각 잎 내부의 질소 농도와 RuBP 카르복실화의 최대 속도에 가장 민감하였다. JULES로부터 제공된 모수의 값으로 모의된 두 지역의 GPP와 RE는 모두 관측값에 비해 과대평가되었다. 특히 활엽수림에서 GPP가 가장 민감하게 반응했던 잎 질소 농도의 실제 관측값이 모형에서 사용하는 기존 설정값의 50% 이하임을 고려할 때 모형에서 설정된 모수의 값으로 탄소 순환을 수치 모사할 경우에 모수의 기존 설정값과 실제값의 차이가 모형의 과다모의에 상당한 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 따라서 한반도 탄소순환의 현실적인 모의를 위해서는 모형에서 요구되는 생물리학적 정보가 한반도 다양한 식생 기능 형태를 현실적으로 잘 반영하는지를 확인해야 할 뿐 아니라 지속적인 현장 관측을 통해서 생물리학적 정보와 관련된 자료기반을 마련하는 것이 중요하다.