• 한국약용작물학회지
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• 제16권4호
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• pp.255-260
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• 2008

본 연구에서는 초고압 추출 공정의 활성 증진 효과를 알아보기 위해 당귀의 자외선 차단 효과 및 피부 미백활성 실험을 실시하였다. 인간의 섬유아세포인 CCD-986sk를 이용한 세포독성 실험에서 $1.0mg/m{\ell}$ 농도의 시료 첨가를 통해 초음파 병행 $60^{\circ}C$ 추출물이 21.27%로 가장 낮은 세포독성을 나타내었으며, 15분간 초고압 처리한 $60^{\circ}C$초음파 병행 추출물이 23.49%로 가장 높은 세포독성을 나타내었다. UVA 처리에 따른 MMP-1 발현 저해 효과 측정에서 $1.0mg/m{\ell}$ 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 $60^{\circ}C$ 초음파 추출물이 UV를 조사하지 않은 대조군과 비교하여 122.2%를 나타내며 양성대조군인 ascorbic acid의 121.3%와 근사한 수치의 발현 억제 효과를나타내었다. 그 외 다른 시료들도 134.5% 이하로 발현하며 높은 저해율을 나타냄에 따라 당귀가 UVA에 대한 MMP-1 발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. Tyrosinase 억제효과에서는 양성대조군인 ascorbic acid가 $1.0mg/m{\ell}$의 농도에서 70.8%로 가장 높은 저해율을 나타내었다. 당귀 시료 중에서는 초고압을 15분간 처리한 $60^{\circ}C$ 초음파 추출물이 ascorbic acid에 근사한 수치인 69.4%로 가장 높은 저해율을 나타내었고, 그외의 시료들도 모두 55% 이상의 높은 저해율을 나타내었다. 시료 첨가를 통한 Clone M-3 세포주의 melanin 생성 억제실험에서 $1.0mg/m{\ell}$ 농도 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 $60^{\circ}C$ 초음파 추출물이 82.4%를 나타내어 양성대조군인 ascorbic acid에 비해 더 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 당귀가 자외선 차단 및 피부 미백 관련 향장 소재로의 활용 가능성이 있으며, 초고압 처리를 통해 향장활성의 증가가 가능함을 확인하였다.

• 한국작물학회지
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• 제55권2호
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• pp.177-186
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• 2010

국내에서 가장 오래된 전통주인 소곡주의 주질 개선을 위해 원료인 찰벼 품종에 따른 품질 특성을 살펴보았다. 국내 찰벼 품종 9품종으로 소곡주를 제조하여 그 품질을 비교한 결과, 백설찰벼가 소곡주 원료로서 가장 우수한 기호도 점수를 받았다. 구체적으로 살펴보면 단백질 함량은 6.9～7.5% 범위로 눈보라와 설향찰벼가 가장 낮았으며 한강찰벼가 가장 높았다. 단백질 함량과 관계된 백미의 경도 역시 설향찰벼가 가장 약하였고 백설찰벼가 가장 단단한 것으로 나타내었다. 찹쌀의 외관 특성은 품종별로 다소 상이하여 일부 육안으로 차이를 판별할 수 있었다. 호화특성은 품종 간에 차이가 뚜렷하였는데 동진찰벼의 낮은 점성은 아밀로펙틴 중 높은 단쇄 비율에 기인한 것으로 판단되었으며, 한강찰벼의 높은 점성은 아밀로펙틴의 낮은 단쇄 비율과 높은 중쇄비율 등에 기인한 것으로 판단되었다. 품종별 소곡주는 알코올 함량은 17.6～19.9%, 당도는 20.5～23.9 brix, pH 4.53～4.60, 총 산도는 4.0～4.8% 분포였으며, 당은 주로 glucose, 유기산은 주로 succinic acid로 이루어 진 것을 확인할 수 있었다. 품종 중 설향찰벼의 경우 알코올 함량이 높아 알코올 수율은 높고 잔류 당은 적은 것으로 나타났다. 품종별 색 특성은 신선찰벼를 제외하고 품종 간 차이가 크지 않았다. 찰벼 품종별로 소곡주의 관능검사를 실시한 결과 백설찰벼 소곡주의 기호도 점수가 가장 높았다. 소곡주 기호도는 포도당 등 당도가 높아 단맛이 강하고 투과율이 높아 맑은색을 갖는 특징과 관련이 높았으며, 발효 정도와 관련된 수율과는 부의 상관을 나타내었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.162-169
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• 2014

본 연구에서는 팥의 유용기능을 이용한 고부가가치 식품개발을 목표로 무처리한 생팥 분말과 1차 자숙 후 고온 증자하고 동결건조하여 제조된 식용 팥 분말을 대상으로 에탄올 추출물을 조제하고, 각각의 유용성분 및 항산화, 항균, 항당뇨, 및 항혈전 활성을 평가하였다. 추출효율의 경우 생팥보다 증자팥이 약 1.2배 증가되었으며, 추출물의 총폴리페놀 함량도 증자팥이 1.2배 증가되었다. 그러나, 증자팥의 총플라보노이드 함량은 생팥 대비 30% 수준으로 감소하였으며, 총당 및 환원당 함량 역시 생팥 대비 27.9% 및 30.8% 수준으로 감소하였다. 항산화 활성은 생팥 및 증자팥에서 모두 우수한 음이온 및 양이온 소거능을 나타내었으나, 생팥이 증자팥보다 강력하였으며, 환원력 및 nitrite 소거능에서도 생팥 추출물이 우수하였다. 한편 ${\alpha}$-amylase 저해활성은 생팥에서 우수하였으며, ${\alpha}$-glucosidase 저해활성은 증자팥에서 상대적으로 우수하였다. 가장 특이한 활성은 항혈전 활성 평가에서 확인되었으며, 생팥 추출물은 매우 강력한 프로트롬빈 및 혈액응고인자 저해를 나타낸 반면 증자팥 추출물에서는 거의 활성이 나타나지 않았다. 상기 결과는 생팥의 증자과정 중 유용성분의 소실 및 유용활성의 손실이 나타남을 의미하며, 향후 생팥의 적합한 삶기 공정, 열처리 및 건조공정의 개발이 필요하며, 특히 현재까지 대부분 폐기되고 있는 증자팥 제조단계의 팥 자숙액의 효율적인 이용에 대한 연구가 필요함을 제시하고 있다. 본 연구결과는 기능성 팥 음료 및 양갱 제조 등을 위한 팥 고부가가치 식품 개발 기본자료로 활용될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.279-290
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• 2016

중화하지 않은 주정폐수를 처리할 때 상향류식 혐기성반응조에 전극을 배치한 생물전기화학반응조의 성능을 UASB 공정과 비교하였다. UASB 공정은 유기물부하율 4.0 g COD/L.d 이하에서 pH, VFA 및 알카리도 등에 있어서 안정한 상태를 유지하였지만, 4.0 g COD/L.d 이상의 유기물부하율에서는 불안정하였다. 그러나, 생물전기화학 반응조는 UASB 반응조에 비하여 유기물부하율 배가시 상태변수들의 변동폭이 작았으며, 빠르게 정상상태로 회복하였다. 생물전기화학 반응조는 4.0-8.0g COD/L.d의 높은 유기물부하율에서 상태변수들이 UASB 반응조에 비하여 안정하였으며, 유기물부하율 8.0 g COD/L.d에서 비메탄발생율(2,076mL $CH_4/L.d$), 바이오가스의 메탄함량(66.8%) 그리고 COD 제거율(82.3%) 등의 측면에서 UASB 반응조보다 우수하였다. 생물전기화학 반응조의 메탄수율은 유기물부하율 4.0 g COD/L.d에서 약 407mL/g $COD_r$로 최대값을 보였으며, 이 값은 UASB의 282mL/g $COD_r$보다 크게 높았다. 중화하지 않은 산성 주정폐수를 처리하는 생물전기화학 반응조의 전극반응에서 율속단계는 산화전극반응이었으며, 전극반응은 높은 유기물부하율에서 pH에 의해서 크게 영향을 받았다. 생물전기화학 반응조는 유기물부하율 4.0 g COD/L.d에서 99.5%의 최대에너지효율을 보였다. 중화하지 않은 산성 주정폐수를 처리하는 생물전기화학 반응조는 UASB 공정보다 진보된 고율 혐기성 기술이 될 수 있다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제32권2호
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• pp.93-100
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• 2014

치즈시장이 심각한 국제경쟁을 직면하게 되면서 최적화된 생산과정은 유제품회사가 성공하기 위해 더 중요해졌다. 치즈 배치로부터 생성되는 유청(whey)은 최종 생산품의 산출량 증가, 질감 개선, 영양가 증진을 하기 위한 목적으로 유제품 생산과정 중에 종종 재사용된다. 유청크림(whey cream)과 미립자 유청 단백질(particulated whey protein)은 흔하게 재활용된다. 그러나 이 물질들 내에 저온살균 처리 후에도 남아있는 대부분의 박테리오파지(bacteriophage)가 치즈 제조 과정 중에 들어가 높은 수치로 증식할 위험이 있다. 유청분리는 종종 aerosol-borne 파지를 생성하여 공장 생산과정을 오염시키기 때문에, 박테리오파지에 의한 유청오염은 치즈 생산과정에 문제를 일으킬 수 있으며, 또한 치즈주형으로 재사용되는 유청과 유청 단백질 내에는 내열성 파지(thermo-resistant phage)가 존재할 수 있다. 수분이 제거된 치즈로부터 생성된 유청의 경우, 파지에 의해 $10^9$파지/mL까지 감염될 수 있다. 유청배치를 농축시켰을 경우에는 파지 역가(phage titer)가 10배까지 증가하게 되는데, 이 수치까지 도달하게 되면 파지를 완전히 제거하는 것은 불가능해진다. 유청 재활용 과정 중에 발생하는 발효실패를 방지하기 위해서는 유청 내 존재하는 파지의 수를 감소시키는 처리법이 필요하다. 따라서 열처리, 자외선(UV), 막여과 등의 기술을 사용하여 유청 내의 파지를 불활성화시키는 처리법에 대해 중점적으로 연구자 진행되고 있는 분야이다. 열로 파지를 불활성화시키는 방법이 가장 흔히 사용되는 처리법이지만 내열성 파지를 열로 불활성화 시킬 경우에 자연산 유청 단백질이 받게 되는 부정적인 영향으로 인해 이 처리법의 사용에는 제한이 있다. 따라서 온도를 높이고 시간을 늘리는 방법보다는 다른 결합된 처리법을 사용하여 유청 내의 파지를 제거해야 것이 요구되어진다. 열처리를 막여과 또는 UV와 함께 사용할 경우, 유청 내의 파지 수를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 사료되어진다.

• 한국균학회지
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• 제38권2호
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• pp.130-135
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• 2010

주요 병재배 버섯인 느타리버섯 혼합배지의 영양원으로 가장 일반적으로 사용되고 있는 면실박의 대체배지를 선발하여 배지재료를 다양화함으로서 느타리버섯의 안정적 생산을 도모하고자 대두박, 야자박, 케이폭박 혼합배지에 대한 생육 및 수량성을 검토하였다. 시험에 사용된 면실박 대체배지재료의 T-N함량은 대두박이 8.0%으로 가장 많았고, 면실박7.8%, 유채박 5.0%, 케이폭박 4.2%, 야자박이 3.2%의 순이었으며, C/N율은 6~15의 범위로 큰 차이를 보였다. 혼합배지의 T-N의 함량은 대두박 혼합배지에서 3.2%로 가장 높았고, 케이폭박은 2.5%로 면실박의 2.4%와 비슷하였으며, C/N율은 16~29의 범위로 혼합배지의 종류에 따라 크게 달라졌는데 대두박 혼합배지가 가장 낮았고, 야자박 혼합배지에서 29로 가장 높았다. 혼합배지별 배양율은 질소함량이 높았던 대두박처리에서 61.8%로 현저히 낮았고, 케이폭박처리에서 99.5%로 가장 높게 나타나, 면실박처리와 동일하게 우수한 배양율을 나타내었다. 초발이소요일수는 C/N율이 가장 높았던 야자박 혼합배지에서 4일로 가장 빨랐고, 유채박과 면실박 + 대두박처리에서 6일로 가장 오래 소요되었으며, 대두박처리에서는 발이 및 자실체 발생이 전혀 이루어지지 않았다. 자실체 수량은 케이폭박 혼합배지에서 144.6 g/병으로 면실박의 122.0 g/병보다 유의하게 높은 것으로 나타났고, 생물학적 효율도 75.4%로 가장 높았다. 자실체 갓직경은 처리간 차이가 없었고, 대의 직경과 길이는 면실박 혼합배지가 각각 9.9 mm, 90.5 mm로 다른 처리보다 높은 경향이었다. 유효경수는 케이폭박 혼합배지에서 43.2개/병으로 가장 많은 것으로 나타나 케이폭박 혼합배지의 수량증가 요인이 되었음을 알 수 있었다. 이와같은 결과로 케이폭박은 현재 가장 많이 사용되고 있는 면실박의 수급불안정기의 대체재료로 뿐만 아니라, 느타리버섯 병재배용 배지재료로 상용화하는 것도 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제36권2호
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• pp.89-97
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• 2016

본 연구는 중부지역에서 국내육성 신품종 이용 초지조성시 혼파조합별 사초 생산성 및 식생에 미치는 영향을 비교할 목적으로 2013년부터 2015년까지 3년간에 걸쳐 수행하였다. 실험에 사용된 혼파조합을 설명하면 다음과 같다. 처리 A는 도입종 OG 위주의 혼파조합, 처리 B는 OG 위주의 혼파조합, 처리 C는 OG와 TF 위주의 혼파조합, 처리 D는 TF 위주의 혼파조합, 처리 E 는 OG가 없는 TF 위주의 혼파조합이며, 처리 F는 OG 단파, 처리 G는 TF 단파를 이용하여 시험하였다. 도입종 OG 위주의 혼파조합 처리 A는 2015년 마지막 4차 예취시 OG의 식생구성비율이 7.1%, TF 47.9%, KBG 15.2% 및 WC 25.0%로 나타났으며, 국내 육성 품종을 이용한 OG 위주 혼파조합 처리 B의 마지막 식생구성비율은 OG 25.9%, TF 47.0%, KGB 4.9% 및 WC 18.3%로 나타났다. 그 결과 처리 A의 초지식생구성이 2014년부터 2015년까지 2년에 걸쳐 다른 처리에 비해 많이 변화하였다. 수량성은 국내육성 품종을 이용한 OG가 없는 TF 위주 혼파조합의 평균 건물수량 18,369 kg/ha로 높게 나타났지만 처리 A를 제외하고는 유의성이 없었다(p<0.05). 조단백질 함량과 건물소화율은 도입종을 이용한 OG 위주의 혼파조합 처리 A가 다른 처리 보다 높은 양상을 나타났고(각각 14.5% 및 74.8%), OG가 없는 TF 위주 혼파조합 처리 E도 높게 나타났다(각각 14.1% 및 73.0%). NDF 및 ADF 함량은 대체적으로 처리 E 및 A에서 다른 혼파조합 및 단파에 비해 낮은 결과를 보였으며(p<0.05), 처리 E의 TDN 함량은 다른 처리구에 비해 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합해보면 수량성, 사료품질 및 초지식생을 고려하여 혼파조합을 선발한다면 국내 육성 톨 페스큐 품종 푸르미를 이용한 TF 위주의 혼파조합으로 초지를 조성하는 것이 여름철 고온다습과 동절기 혹한기와 같은 기상조건에서 유리하지만 가축의 기호성을 고려하여 혼파조합을 선발해야 하겠다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제36권2호
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• pp.81-88
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• 2016

본 연구는 애기수영 우점 초지를 대상으로 종합적인 식생개선 기술을 적용하여 갱신한 초지의 연차별 식생 및 생산성 추이를 분석해보고 개량효과를 생태적 방법으로 고찰해 보고자 2013년 8월부터 2015년 10월까지 강원도 평창의 방목용 초지에서 수행되었다. 토양개량을 위해 석회를 $2MT\;ha^{-1}$의 양으로 2회 시용한 결과 pH 4.69에서 5.47까지 향상되었으며, 이후 더 이상 상승하지 않고 pH 4.91에서 4.98 수준을 유지하였다. 초장은 식생개선구가 모든 방목 시기에서 대조구보다 높은 경향을 보였으며, 방목 후 초장은 12~18 cm 사이로 대조구와 식생개선구간에 유의적 차이가 없었다. 초지 식생구성은 목초의 비율이 증가되었고 잡초(애기수영)의 비율은 12%에서 2%까지 감소하였다. 목초는 orchardgrass와 timothy의 비율이 높은 경향을 보였으며 시간이 지날수록 Kentucky bluegrass의 식생비율이 증가하였고 tall fescue의 비율은 감소하는 경향을 보였다. 방목두수는 한우 20두로 2014년도 총 방목기간은 58일이었고, 2015년도는 55일 이었다. 가축의 총 건물섭취량의 경우 2014년은 $7,848kg\;ha^{-1}$이었고 2015년에는 $6,941kg\;ha^{-1}$로 2014년도가 더 높은 경향을 보였다. 평균 초지 가축 이용률은 2014년도 84%로 2015년도 79% 보다 높은 경향을 보였다. 목초의 건물수량은 2014년도 1차 방목에서 대조구는 $3,437kg\;ha^{-1}$로 식생개선구 $5,460kg\;ha^{-1}$ 보다 생산량이 59% 증가되었고, 2015년도 총 건물수량에서 대조구는 $5,742kg\;ha^{-1}$로 식생개선구 $8,685kg\;ha^{-1}$ 보다 51% 건물수량이 증가되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제42권2호
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• pp.233-239
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• 2010

본 연구에서는 초고압 및 초음파 공정을 병행하여 실시하는 추출공정을 이용하여 매자나무 수피의 면역활성 및 Sarcoma-180에 의해 유발되는 복수암 및 고형암에 대한 항암활성 증진 효과를 평가하였다. 상기 추출 공정을 통해 매자나무 추출물의 수율이 일반 열수 추출에 비해 1.7배 증가하였으며, 정상세포에 대한 생존율을 80%이상 유지하는 것으로 나타나 독성 저감 효과도 갖는 것으로 확인되었다. 특히, 매자나무의 초고압, 초음파 병행 추출물이 소화기계 암세포주인 AGS와 Caco-2에 대해서 약 70%의 암세포 생육 저해활성을 나타내며, 최고 4 이상의 selectivity를 나타내며 선택적인 암세포 사멸 효과를 나타내었다. 기존의 연구에서 항암성 면역증강제로 사용되고 있는 버섯의 단백 다당체와 관련하여 영지버섯이 효과적인 항암 활성을 나타내며, 특히 위암 세포인 AGS에 대해 50 mg/mL의 고농도의 영지버섯 추출물이 76% 이상의 암세포 생육저해 활성을 나타내었다(24). 이러한 연구 결과와 비교할 때 본 연구의 매자나무 추출물이 갖는 소화기계 암세포 생육저해 활성은 매우 높다고 할 수 있다. 또한 항암성 면역 활성 측정 결과 초고압, 초음파 병행 추출물이 일반 열수 추출 공정이나 초음파, 초고압 단독 추출 공정을 통한 추출물에 비해 nitric oxide 및 IgG의 생성을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 초고압 및 초음파 추출 공정이 약용작물의 활성성분 용출에 기여하며, 특히 저온 초고압 추출 공정이 매자나무의 주요 활성성분인 berberine의 용출을 증가시킨다는 연구 결과(25,26)에 미루어 볼 때 초고압, 초음파 병행 추출 공정이 매자나무 활성 성분 용출에 효과적인 영향을 미치는 것으로 사료된다. In vivo 실험을 통한 추출 공정별 매자나무 추출물의 항암 활성 평가를 통해서 상기 공정을 통한 매자나무 추출물이 40% 이상의 복수암 유발 마우스의 수명율 연장과 약 75%의 고형암 억제 활성을 나타내며 효과적인 항암활성을 확인할 수 있어, 향후 항암성 면역증강제 및 기능성 항암제로서의 기능성 소재화로서의 활용성이 매우 높을 것으로 사료된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2019

오늘날 세계 에너지 시장에서는 친환경 에너지의 중요성이 대두되고 있다. 수소 에너지는 미래의 청정에너지원이며 무공해 에너지원 중 하나이다. 특히 수소를 이용한 연료전지 방식은 재생에너지의 유연성을 높여주고 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해서 화석 자원의 사용에 따른 환경문제와 자원의 고갈로 인한 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구의 목적은 플라즈마를 이용하여 효율적으로 수소를 생산하는 방안으로, 온도에 따른 개질반응과 수율을 확인하여 DME(Di Methyl Ether)개질의 최적화 방안을 연구하는데 있다. 연구 방법은 2.45 GHz의 전자파플라즈마 토치를 사용하여 청정 연료인 DME를 개질하여 수소를 생산하고, 저온 조건($T3=1100^{\circ}C$), 저온 과산소 조건($T3=1100^{\circ}C$), 고온 조건($T3=1376^{\circ}C$)에서 가스화 분석을 진행하였다. 저온 가스화 분석을 통해 $1100^{\circ}C$ 근처에서는 불안정한 개질 반응으로 인해 메탄이 발생하는 현상을 확인하였고, 저온 과산소 가스화 분석은 저온 가스화 분석과 비교하였을 때 수소는 적으나 이산화탄소는 많은 것을 확인할 수 있었다. 고온에서의 가스화 분석을 통해 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 메탄이 발생하지 않았고 약 $1150^{\circ}C$ 부터 메탄이 발생하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 개질반응시 온도가 높을수록 수소의 비율이 높아지나 CO 비율은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 가스화기의 구조적인 문제로 인해 열손실과 개질의 문제가 발생함을 확인하였다. 향후 연구의 발전 방향으로는, 가스화기 개선을 통해 불완전한 연소를 줄여 높은 수율의 수소를 얻고 일산화탄소, 메탄과 같은 기체의 발생을 낮출 필요성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안하는 DME를 수증기 플라즈마 개질하여 수소를 생산하는 최적화 방안이, 향후 친환경, 신재생 에너지를 생산하는데 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.