• Title/Summary/Keyword: high value-added production

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Bioproduction of trans-10,cis-12-Conjugated Linoleic Acid by a Highly Soluble and Conveniently Extracted Linoleic Acid Isomerase and an Extracellularly Expressed Lipase from Recombinant Escherichia coli Strains

  • Huang, Mengnan;Lu, Xinyao;Zong, Hong;Zhuge, Bin;Shen, Wei
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권5호
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    • pp.739-747
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    • 2018
  • The low solubility and high-cost recovery of Propionibacterium acnes polyunsaturated fatty acid isomerase (PAI) are key problems in the bioproduction of high value-added conjugated linoleic acid (CLA). To improve the solubility of recombinant PAI, six chaperone proteins were coexpressed with PAI. Introduction of GroELS proteins dramatically improved the PAI solubility from 29% to 97%, with increased activity by 57.8%. Combined expression of DnaKJ-GrpE and GroELS proteins increased the activity by 11.9%. In contrast, coexpression of DnaKJ-GrpE proteins significantly reduced the activity by 57.4%. Plasmids pTf16 harboring the tig gene and pG-Tf2 containing the tig and groEL-groES genes had no visible impact on PAI expression. The lytic protein E was then introduced into the recombinant Escherichia coli to develop a cell autolysis system. A 35% activity of total intracellular PAI was released from the cytoplasm by suspending the lysed cells in distilled water. The PAI recovery was further improved to 81% by optimizing the release conditions. The lipase from Rhizopus oryzae was also expressed in E. coli, with an extracellular activity of 110.9 U/ml. By using the free PAI and lipase as catalysts, a joint system was established for producing CLA from sunflower oil. Under the optimized conditions, the maximum titer of t-10,c-12-CLA reached 9.4 g/l. This work provides an effective and low-cost strategy to improve the solubility and recovery of the recombinant intracellular PAI for further large-scale production of CLA.

UHD 방송서비스를 위한 지상파 방송의 플랫폼 구축 연구 (Media Platform Design for Terrestrial Ultra-High Definition(UHD) Broadcasting Service)

  • 오재필;김민기;김성권;김동호
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.6-12
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    • 2014
  • 방송미디어 산업은 유무선 통신네트워크의 발전과 더불어 스마트 미디어로 발전하며 새로운 미디어 생태계를 구축하고 있다. 스마트 미디어 생태계에는 다양한 사업자들이 새로운 패러다임과 함께 신규서비스를 창출하고 있다. 반면에, 지상파 방송사는 강력한 콘텐츠 제작 능력과 지상파 방송망을 포함한 미디어 전송 네트워크를 보유하고 있음에도 불구하고, 치열한 경쟁 환경속에서 상대적으로 뒤처지고 있는 상황이다. 본 논문에서는 지상파 방송이 스마트 미디어 경쟁 환경과 곧 도래하는 UHD 방송 환경에서 경쟁력을 갖추기 위한 방안으로 다양한 기능을 포함한 셋톱박스 기반의 플랫폼 구축 방안을 제안하고, 상세한 전송 네트워크 구조 및 플랫폼의 구성에 대해 설명한다. 새로운 방송서비스인 UHD 방송환경에서 새로운 미디어 플랫폼의 성공적인 정착을 통해 지상파 방송서비스의 직접 수신가구 수 증가를 기대할 수 있으며, 무료 보편적 시청권 제공이라는 지상파 방송의 본연의 목적과 수익성 확보를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

도심항공교통(UAM)과 개인용 비행체(PAV) 실현화를 위한 선행 조건에 대한 전망 (Prerequisites for Realizing Urban Air Traffic (UAM) and Personal Air Vehicle (PAV))

  • 최정호;최영문
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권12호
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    • pp.147-153
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    • 2020
  • 본 연구는 최근 새로운 교통운송수단으로 관심이 높은 도심항공교통(UAM)과 개인용 비행체(PAV)의 실현화를 위해, 뒷받침되어야 하는 기본적 인프라구축에 대해 연구하였다. UAM과 PAV 기술 개발은 미래 부가가치가 높은 산업으로서 전세계가 경쟁적으로 추진하고 있는 분야이다. 그러나 이를 실현화하기 위해 가장 기본이 되는 3가지 사항은 항공인증체계의 정립, 기술력을 보유한 신뢰성 있는 부품생산 업체의 발굴, 그리고 전문 인력의 양성과 확보이다. 무엇보다 항공인증체계가 우선적으로 정립되고 이를 토대로 비행체 제작 등 새로운 교통운송수단의 도입이라는 정부의 정책적 목표 실현이 가능할 것이며, 적합성 및 합치성을 만족시키는 국제규격에 맞는 상용화 실현이 가능할 것이다. 또한 안정적이고 신뢰성 있는 부품생산업체의 발굴과 육성, 이를 지원하기 위한 전문인력의 양성과 안정적 공급을 위한 교육시스템 구축은 동 분야의 선도국가가 될 수 있는 해결해야 할 과제이다.

코스메슈티컬 적용을 위한 흑호두 과피의 생리학적 연구 (Physiological Study of the Extract of Junglans nigra Shells for the Cosmeceutical Application)

  • 이현주;옥승호
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.29-36
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    • 2021
  • 천연물 중 시판되지 않고 대부분 버려지는 흑호두(Juglans nigra) 과피를 추출하여 화장품 적용 가능성과 생리 활성 및 효능을 조사하였다. 흑호두 과피 열수 추출물의 DPPH 라디칼 소거능은 300㎍/mL에서 76.06%였으며 ABTS 라디칼 소거 활성은 1000 ㎍/mL에서 61%로 우수한 항산화 활성을 나타냈다. 흑호두 과피 추출물을 피부 각질 세포인 HaCaT 세포에 적용했을 때 250 ㎍/mL에서 92.6%로 세포 생존율에 미치는 영향이 현저히 낮았고 500 ㎍/mL 농도에서 67.35%의 nitric oxide(NO) 생성이 억제되었으며 100 ㎍/mL 농도에서 비타민 C보다 31배 더 높은 Hyaluronidase 억제 효과를 나타냈다. 결론적으로 흑호두 과피 추출물은 코스메슈티컬 응용 및 식품, 향료, 헬스 케어, 제약 등 다양한 산업에서 고부가 가치 천연 소재로 활용 가능성을 시사하고 있다.

Immunostimulatory activity of hydrolyzed and fermented Platycodon grandiflorum extract occurs via the MAPK and NF-κB signaling pathway in RAW 264.7 cells

  • Jae In, Jung;Hyun Sook, Lee;So Mi, Kim;Soyeon, Kim;Jihoon, Lim;Moonjea, Woo;Eun Ji, Kim
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제16권6호
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    • pp.685-699
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    • 2022
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Platycodon grandiflorum (PG) has long been known as a medicinal herb effective in various diseases, including bronchitis and asthma, but is still more widely used for food. Fermentation methods are being applied to increase the pharmacological composition of PG extracts and commercialize them with high added value. This study examines the hydrolyzed and fermented PG extract (HFPGE) fermented with Lactobacillus casei in RAW 264.7 cells, and investigates the effect of amplifying the immune and the probable molecular mechanism. MATERIALS/METHODS: HFPGE's total phenolic, flavonoid, saponin, and platycodin D contents were analyzed by colorimetric analysis or high-performance liquid chromatography. Cell viability was measured by the MTT assay. Phagocytic activity was analyzed by a phagocytosis assay kit, nitric oxide (NO) production by a Griess reagent system, and cytokines by enzyme-linked immunosorbent assay kits. The mRNA expressions of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cytokines were analyzed by reverse transcription-polymerase chain reaction, whereas MAPK and nuclear factor (NF)-κB activation were analyzed by Western blots. RESULTS: Compared to PGE, HFPGE was determined to contain 13.76 times and 6.69 times higher contents of crude saponin and platycodin D, respectively. HFPGE promoted cell proliferation and phagocytosis in RAW 264.7 cells and regulated the NO production and iNOS expression. Treatment with HFPGE also resulted in increased production of interleukin (IL)-1β, IL-6, tumor necrosis factor (TNF)-α, C-X-C motif chemokine ligand10, granulocyte-colony-stimulating factor, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, and monocyte chemoattractant protein-1, and the mRNA expressions of these cytokines. HFPGE also resulted in significantly increasing the phosphorylation of NF-κB p65, extracellular signal-regulated kinase, and c-Jun N-terminal kinase. CONCLUSIONS: Taken together, our results imply that fermentation and hydrolysis result in the extraction of more active ingredients of PG. Furthermore, we determined that HFPGE exerts immunostimulatory activity via the MAPK and NF-κB signaling pathways.

해양심층수 주요 개발국의 특허개발에 관한 연구 (An Investigation on International Patents related to Deep See Water Development)

  • 주현희;신승균;박성욱;안기수
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.236-246
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    • 2014
  • 해양심층수는 저온성, 미네랄성, 청정성 등의 고유의 특성이 산업활용의 포인트가 되고 있다. 우리나라의 경우, 2008년을 기점으로 해양심층수 산업이 형성되어 현재에 이르고 있으나, 산업의 성장기 정착과 성숙기 진입 단계에는 아직 이르지 못하고 있는 실정이다. 이러한 해양심층수 산업 정체의 요인으로는 먹는물 위주로 편중된 산업구조와 함께, 동일한 산업군과의 경쟁력이 미흡하여 산업계의 매출이 부진한데서 기인하는 것으로 분석되고 있다. 우리나라보다 먼저 해양심층수 자원개발과 산업을 안착시킨 일본 등의 국가는 공통적으로 해양심층수 자원의 고부가가치화 및 신산업 지원을 위한 방안으로 새로운 기술을 개발하고 해양심층수 자원의 응용범위를 확대하고 있다. 본 고는 해양심층수 주요개발 국가의 특허를 정량적으로 분석하여 이들 국가의 해양심층수 신기술 개발 경향을 분석하여 향후 우리나라 해양심층수 자원의 고부가가치 기술개발 방향과 전략에 대한 시사점과 비전을 제시하였다.

효모첨가(酵母添加)에 의(依)한 고추장의 양조(釀造)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Brewing of Kochuzang (Red Pepper Paste) by the Addition of Yeasts)

  • 이택수
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제22권2호
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    • pp.65-90
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    • 1979
  • 고추장의 양조법(釀造法)을 개선(改善)할 목적(目的)으로 국원료(麴原料)와 국균(麴菌)은 달리하여 stainless제(製)의 유개상자(有蓋箱子) 제국시(製麴時)의 각(各) 시험구(試驗區)의 국(麴)을 조사(調査) 비교(比較) 하였으며 첨가효모(添加酵母)의 종류(種類)를 달리하여 담금한 고추장 숙성과정중(熟成過程中)의 효소력(酵素力), microflora, 일반성분(一般成分), 질소성분(窒素成分), 알콜성분(成分), 유리당(遊離糖)을 비교(比較) 검토(檢討)하고 관능검사(官能檢査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1.제(製) 국(麴) (1) 제국(製麴) 72시간후(時間後) 국(麴)의 전분액화력(澱粉液化力) 및 전분당화력(澱粉糖化力) 찹쌀콩 혼용구(混用區)가 찹쌀 단용구(單用區)에 비(比)하여 월등(越等)히 높았다. (2) Asp. oryzae A의 찹쌀콩 혼용국(混用麴)은 산성(酸性), 중성(中性)및 알카리성(性) protease가 제국(製麴) 120시간까지 증가(增加)하였으나 타시험구(他試驗區)에서는 pretense 역가(力價)가 대체로 제국(製麴) 72시간 후(後) 최고(最高)에 달(達)하였다가 이후(以後) 감소(減少)하였다. (3) 국(麴)의 cellulase활성(活性)은 Asp. oryzae B의 경우는 48시간 후(後)에, Asp. oryzae A 경우는 72시간 후(後)에 최대치(最大値)를 나타냈고 Asp. oryzae B의 경우는 찹쌀 단용구(單用區)가 Asp. oryzae A의 경우는 찹쌀콩 혼용구(混用區)가 각각(各各) 높았다. (4) 혼입효모(混入酵母) 및 세균수(細菌數)는 찹쌀 단용구(單用區)에 비(比)하여 찹쌀콩 혼용구(混用區)에서 많았다. 2. 고추장의 숙성(熟成) (1) 고추장중(中)의 전분액화력(澱粉液化力) 및 전분당화력(澱粉糖化力)은 시험구(試驗區)에 따라 차이(差異)가 있으나 대체로 담금후 $10{\sim}40$일(日) 사이에 최대치(最大値)를 나타내었으며 그후(後) 부터는 현저(顯著)히 감소(減小)하였다. (2) 고추장의 protease의 활성(活性)은 각시험구(各試驗區) 모두 산성(酸性), 중성(中性), 알카리성(性) 순(順)으로 강(强)했고 산성(酸性) protease의 활성(活性)은 $40{\sim}50$일(日)에 최대치(最大値)를 나타냈고 이후(以後) 감소(減少)하였다. (3) 고추장의 cellulase 활성(活性)은 각시험구(各試驗區) 모두 $40{\sim}50$일(日) 사이에서 최대치(最大値)를 나타낸후 감소현상(減少現象)을 보였다. (4) 고추장중의 효모수(酵母數)는 숙성(熟成) 1개월(個月)까지는 효모첨가구(酪母添加區)가 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 월등(越等)히 많았으나 2개월후(個月後)는 큰 차(差)가 없었다. (5) 고추장중(中)의 젖산균수(數)는 효모첨가구(酵母添加區)와 효모무첨가구(酵母無添加區) 사이에 비슷하게 나타났으나 호기성(好氣性) 세균수(細菌數)는 효모무첨가구(酵母無添加區)가 효모첨가구(酵母添加區)에 비(比)하여 다소(多少) 많았다. (6) 고추장중의 아미노태(態) 질소(窒素) 함량(含量)은 각시험구(各試驗區) 모두 숙성(熟成) 60일(日)경까지는 급격(急激)히 증가현상(增加現象)을 나타내었으나 그후는 완만하게 증가(增加)하였다. (7) 고추장중의 ethyl alcohol함량(含量)은 담금후 20일(日)에 Saccharomyces rouxii첨가구(添加區), Torulopsis versatilis첨가구(添加區), 효모혼용구(酵母混用區), 효모무첨가구(酵母無添加區) 순(順)으로 높았으나 숙성(熟成) 40일(日) 이후(以後)는 전시험구(全試驗區) 모두 알콜량(量)이 2% 정도이었다. (8) 7개월(個月) 숙성(熟成)고추장의 알콜함량(含量)은 ethyl alcohol, n-butyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol순(順)으로 많았고 ethyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol의 함량(含量)은 Torulopsis versatilis 첨가구(添加區)에서 가장 많이 나타났다. (9) 고추장중의 환원당(還元糖)은 담금 10일후(日後)에 비(比)하여 20일후(日後)에는 월등(越等)히 증가(增加)되었으나 Saccharomyces rouxii 첨가구(添加區)는 타효모첨가구(他酵母添加區)와 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 환원당(還元糖) 량(量)이 현저(顯著)히 적었다. 숙성(熟成)30일(日) 이후(以後)에는 각시험구(各試驗區) 모두 대체로 감소현상(減少現象)을 보였다. (10) 함금 10일이후(日以後)의 고추장에서는 rhamnose, fructose, glucose, maltose가 분리(分離)되었고 숙성(熟成) 300일(日) 이후(以後)의 것에서는 raffinose가 추가(追加)로 확인(確認)되었다. 또한 전시험구(全試驗區) 모두 숙성(熟成) 300일(日)의 것은 담금, 10일(日)의 것에 비(比)하여 glucose 함량(含量)은 적었으나 fructose는 많았다. (11) 고추장의 관능시험(官能試驗) 결과(結果) 숙성(熟成) 1개월(個月)의 경우 맛, 향기(香氣), 색(色) 모두 효모첨가구(酵母添加區)가 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 우수(優秀)하였고 효모첨가구(酵母添加區) 중에서도 효모혼용구(酵母混用區)가 가장 좋은것으로 나타났다. 숙성(熟成) 300일(日)의 경우는 맛과 향기(香氣)에 있어서 효모첨가구(酵母添加區)가 모두 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 좋았으나 그차는 적었고 색(色)은 무첨가구(無添加區)가 좋았다. 따라서 속양(速釀) 고추장 양조(釀造)에 있어서는 효모혼용구(酵母混用區)와 같은 담금법(法)이 유리(有利)하다고 생각(生覺)된다.

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Directions towards sustainable agricultural systems in Korea

  • Kim, Chang-Gil
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.3-3
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    • 2017
  • The question of how to establish sustainable agricultural systems has become as prominent as questions related to water, energy and climate change. High input/high output agriculture has brought with it many adverse effects; the massive deterioration of soil and water in both quantity and quality, increased greenhouse gas emissions and an increased prevalence of unsafe foods. Additionally, urbanization and climate change has worsened the shortage of farmland and reduced the supply of agricultural water. Given these challenges, maintaining, conserving and efficiently using agri-environmental resources, through fostering of sustainable agriculture, have emerged as key tasks in solving these problems. What is needed therefore is research, based on systematic and comprehensive empirical analyses, that can propose plans and methods for establishing an appropriate sustainable agricultural system. The empirical analysis of sustainable agricultural system is approached separately from economic, environmental and social aspects. An analysis of environment effect reveals that the available phosphate level is 1.3~2.1 times greater than the optimal amount in rice paddies, upland fields and orchards. Further examination has revealed that the excess nutrient is polluting both ground water and surface water. Analytical results for economic feasibility show that factors of production have been invested heavily in the rice crop. Under these conditions, sustainable agriculture, including low-input agriculture, appears to be a possible alternative that will facilitate simultaneous improvements in both economic feasibility and environment effects. Analysis results for sociality reveal that social factors include the value of producer, association and interior networks. Social conditions are comprised of leadership, consumers' awareness, education and conflict solutions. In addition, analysis as to the degree investments contribute to improving agricultural value added has revealed that the direct payment program is the most effective instrument. Experts confirm that economic feasibility can be improved by scientific and well-reasoned nutrient management on the basis of soil testing. Farmers pointed to 'economic factors' as being the largest obstacle to switching to the practice of sustainable agriculture. They also indicate 'uncertainty with regards to sustainable agriculture technology' as an impediment to practicing sustainable agriculture. Even so, farmers who believe environmental and regional issues to be the most pressing problems have expanded their practice of sustainable agriculture. The keys to establishing sustainable agriculture system are classified into the following four aspects. Firstly, from an economic aspect, the research indicates that agricultural policy needs to be integrated with environmental policy and that the function of market making based on the value chain needs to be revitalized. Secondly, from an environmental aspect, there is a need for an optimal resource management system to be established in the agricultural sector. In addition, sustainable agriculture practice will need to be extended with attendant environmentally-friendly and sustainable intensive technology also requiring further development. Thirdly, from a social aspect, green agriculture management needs to be fostered, technology and education extended, and social conflict mediated. Lastly, from a governance aspect, it will be necessary to strengthen good governance, assign and share suitable roles and responsibilities, build a cooperation system and utilize community supported agriculture.

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회분식 공정이 포함된 화학산업에서의 공급사슬 관리 모델 개발 (A Development of SCM Model in Chemical Industry Including Batch Mode Operations)

  • 박경민;하진국;이의수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권2호
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    • pp.316-329
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    • 2008
  • 최근의 급변하는 시장 상황의 변화와 제품의 수요에 대한 다양한 요구는 회분식 공정에 의한 다품종 소량생산으로의 전환을 가져오게 하였다. 이러한 회분식 공정은 주로 정밀 화학 관련 제품들인 의약품, 생화학 제품, 농약, 고분자 소재 등의 생산에 사용되어 왔지만, 근래에는 윤활유, 섬유, 석유 화학, 식품 같은 제품의 생산에도 널리 적용되고 있다. 그러나 회분식 공정은 원료의 공급, 제품의 가격 등과 같은 불확실 변수에 의한 조업의 변화가 자주 발생하는 단점이 있다. 이러한 조업의 변화는 조업시간의 변동과 각 부분별 예측량이 달라져 시장 경쟁력을 잃게 된다. 이에 공급망 상에 위치한 각 부서별, 기업별 협력과 조정을 통한 총체적 관점에서의 최적화를 추구하는 공급사슬 관리에 관한 관심이 고도되고 있다. 이에 본 논문에서는 회분식 공정에 공급사슬 관리 기법을 도입하여 원자재의 구매에서부터 분배에 이르는 전과정에 대한 총체적인 최적해를 찾고 각 공급사슬간의 영향력을 조사, 분석하였다. 또한 본 논문에서는 생산계획과 상세일정계획 모델의 통합과 수요에 대한 단계별 예측을 통해 시장 변화와 불확실 변수(uncertainty)에 대한 적절한 대응방안을 모색하여, 회분식 공정에서의 공급사슬 관리 모델을 개발하였다. 이와 함께 각각의 공급사슬간 인터페이스를 통하여 정보와 물류의 통합이 이루어지게 하여, 실제 주문과 수요의 변화에 대하여 생산계획, 구매계획, 일정계획 및 분배계획을 수립하여 안정적인 공급이 이루어지게 하였다.

천연의 점토광물질 발효산물 급여에 의한 친환경 고품질 원료돈육 생산 (The Environment-Friendly High Quality Pork Production by feeding the Fermentation Products of Natural Clay Mineral)

  • 조진국;양승학;황성구
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권sup호
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    • pp.55-64
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    • 2012
  • 축산물 생산은 집약적 사육환경으로 인한 각종 병원균이 내재한 가운데 이루어지고 있어 항생제 및 각종 사료첨가제등의 사용이 날로 증가해왔다. 한편, 축산물의 안전성에 대한 인식이 높아짐에 따라 농축산물 생산에 있어서 안전성 확보에 대한 연구가 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서 특수발효 미생물을 이용하여 복합미량원소(Se, Ge, Zn, S)를 강화시킨 점토광물질 발효 산물이 돈육의 생산성 및 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 공시동물은 Large White와 Yorkshire 교잡종 80두를 대조구와 실험구로 임의 배치해 실험하였다. 실험 결과, 점토광물질 발효산물을 사료 내 0.3% 첨가 급여했을 때 사료섭취량 및 증체량, 사료효율, 도체의 pH, 육색의 명도와 대퇴부의 밝기 등은 일반사료를 급여한 군과 비슷하였으나, 지육율은 2.7%, 도체육의 적색도는 12%, 보수력은 10% 개선되고 가열감량은 6% 감소하였다. 또한 면역기능조절효과를 조사하기 위해 비육돈의 혈액을 채취하여 혈액 내 말초혈액단핵세포의 증식 및 cytokine 분비 능을 조사한 결과, PBMC는 증식정도가 유의하게 증가하였고, LPS와 Con A를 처리하였을 때 대조구에 비해 더욱 뚜렷이 증가하는 것으로 나타났다. cytokine의 분비량도 TNF-${\alpha}$의 경우 약간 증가하는 경향을 보였다. 따라서 양이온 치환능력이 높고 원적외선 수치가 높은 점토광물 발효산물을 급여함으로써 면역능력이 강화되어 항생제를 사용하지 않고도 안전성 높은 고품질 친환경 돈육을 생산할 수 있는 가능성이 시사되었다.