Ultra-violet (UV) light is one of abiotic stress factors and causes oxidative stress in plants, but a suitable level of UV radiation can be used to enhance the phytochemical content of plants. The accumulation of antioxidant phenolic compounds in UV-exposed plants may vary depending on the conditions of plant (species, cultivar, age, etc.) and UV (wavelength, energy, irradiation period, etc.). To date, however, little research has been conducted on how leaf thickness affects the pattern of phytochemical accumulation. In this study, we conducted an experiment to find out how the antioxidant phenolic content of kale (Brassica oleracea var. acephala) leaves with different thicknesses react to UV-A light. Kale seedlings were grown in a controlled growth chamber for four weeks under the following conditions: 20°C temperature, 60% relative humidity, 12-hour photoperiod, light source (fluorescent lamp), and photosynthetic photon flux density of 121±10 μmol m-2 s-1. The kale plants were then transferred to two chambers with different CO2 concentrations (382±3.2 and 1,027±11.7 μmol mol-1), and grown for 10 days. After then, each group of kale plants were subjected to UV-A LED (275+285 nm at peak wavelength) light of 25.4 W m-2 for 5 days. As a result, when kale plants with thickened leaves from treatment with high CO2 were exposed to UV-A, they had lower UV sensitivity than thinner leaves. The Fv/Fm (maximum quantum yield on photosystem II) in the leaves of kale exposed to UV-A in a low-concentration CO2 environment decreased abruptly and significantly immediately after UV treatment, but not in kale leaves exposed to UV-A in a high-concentration CO2 environment. The accumulation pattern of total phenolic content, antioxidant capacity and individual phenolic compounds varied according to leaf thickness. In conclusion, this experiment suggests that the UV intensity should vary based on the leaf thickness (age etc.) during UV treatment for phytochemical enhancement.

본 연구에서는 처리용기의 재질에 따른 광펄스의 살균 효과에 대해서 알아보았다. 처리용기의 재질에 따른 UV-C 의 광량은 대조구는 3.595W/m2이었으며, 두께 1 mm에서 석영은 3.358W/m2, 아크릴은 0.878W/m2, 그리고 유리는 0.060W/m2였으며, 빛의 투과율은 석영은 93.4%, 아크릴은 24.4%, 유리는 1.7%로 나타났다. 처리 용기 재질에 따른 살균 효과는 석영은 처리용기의 두께와 상관없이 대조구와 동일한 살균 효과를 보였으며, 아크릴은 1 mm 두께에서 60초 처리 후 1.1 log 사멸하였으며, 180초 처리 후에는 5.0 log의 사멸효과를 보였으며, 두께가 증가함에 따라 살균 효과가 현저히 감소하였다. 유리는 두께와 관계없이 살균 효과가 거의 없었다. 사멸패턴은 유리를 제외하고는 모두 bi-phasic의 형태를 보였으며, 사멸속도상수와 D 값은 대조 구는 k1값은 0.287 s−1이었으며, k2값은 0.072 s−1이었고, D1 은 8.02 s였으며, D2는 31.87 s였다. 1 mm의 두께에서 석영 은 k1은 0.284 s−1, k2는 0.069 s−1, 아크릴은 k1은 0.018 s−1, k2는 0.042 s−1이었고, 유리는 k는 0.004 s−1이었다. 두께 1 mm에서 D값은 석영은 D1=8.11 s, D2=33.87, 아크릴은 D1 =127.94 s, D2=54.83 s, 유리는 D=575.75 s로 나타났다.

본 실험은 광 환경이 자생 Veronica속 4종 구와꼬리풀, 봉래꼬리풀, 부산꼬리풀, 큰구와꼬리풀의 생장 및 개화에 미치는 영향을 구명하기 위해 실시하였다. 이중 봉래꼬리풀은 희귀 및 특산식물로 지정되어 있는 우리나라의 자생식물이며 부산꼬리풀은 우리나라에서도 부산지역에서만 자생하는 특산식물이자 자료부족종으로 분류된다. 실험은 2018년 3월 30일부 터 2018년 8월 17일까지 수행되었으며 Veronica속 4종을 0, 40, 60, 90% 차광환경에서 재배하였다. 구와꼬리풀을 0~60% 차광환경에서 재배시 90% 차광환경에서 재배한 개체보다 지상부의 생체중이 무겁고 엽수 및 가지수가 많아 생장이 유의하게 좋았다. 큰구와꼬리풀의 줄기 두께는 90% 차광환경에서 재배시 유의하게 얇아져 생장이 불량하였다. 구와꼬리풀과 큰구와꼬리풀은 0~60% 환경에서 재배시 모든 개체가 개화하였으며 90% 차광환경에서 재배한 개체보다 개화소요일수가 짧 아졌다. 봉래꼬리풀은 0~40% 차광환경에서 재배시 60~90% 차광환경에서 재배한 개체보다 지상부 및 건물증이 유의하게 증가하여 생육이 좋았으며, 관상가치 측면에서 가장 높은 점수를 받았다. 부산꼬리풀의 관상가치는 0, 40, 60, 90% 차광환경에서 재배시 각각 4.0, 3.0, 2.2, 1.0점으로 조사되어 동일한 Veronica속이라도 종에 따라서 광 민감도가 다양한 것을 확인하였다.

본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다. 광량이 많을수록 잎 무게, 지상부 무게, 지하부 무게 그리고 식물체 무게가 증가하였다. 수분함량처리구와 토성처리구에서 생육 반응은 차이가 없었다. 유기물 함량이 많을수록 지상부 무게가 증가하였지만, 나머지 형질의 생육 반응의 차이는 없었다. 생태적 지위폭은 광요인에서 0.865, 수분요인에서 0.995, 토성요인에서 0.994 그리고 유기물 함량 요인에서 0.988이었다. 생태학적 지위폭은 수분함량 처리구에서 가장 넓었고 광처리구에서 가장 좁았다. 이는 떡갈나무의 생육 반응이 광량의 양이 많을수록 생육이 좋고, 광에 민감함을 의미한다. 따라서 생육 반응과 생태적 지위폭을 결정짓는 것은 광 요인이다.

비가열 살균 기술 중 하나인 광펄스 기술을 이용하여 후추에 존재하는 미생물의 사멸 효과를 원통형 처리 용기를 이용하여 검토하였다. 후추에 존재하는 미생물의 오염도는 일반세균은 약 2.0-4.0×106 CFU/g, Bacillus cereus는 약 3.0-5.0×103 CFU/g이었다. 펄스 수 5 pps, 광원과 처리용기 사이의 거리 4 cm의 동일한 조건에서 빛의 세기를 달리하여 처리하였을 경우 빛의 세기가 강할수록 사멸정도는 증가하였으며, 빛의 세기 1,000 V에서 흑후추의 경우 일반세 균은 0.55 log, B. cereus는 0.6 log, 백후추의 경우 일반세균은 0.7 log, B. cereus는 0.6 log의 사멸효과를 보였다. 펄스 수를 달리하였을 경우에는 펄스수가 증가할수록 높은 사멸율을 보였으며, 광원과 처리 용기사이의 거리에 따른 사멸효과를 거리가 짧을수록 사멸율은 증가하였다. 입자의 크기에 따른 사멸 효과는 입자의 크기가 클수록 살균효과 가 높은 것으로 나타났다. 후춧가루의 살균에 있어 광펄스 기술은 처리 조건에 따라 40-80%정도의 사멸율을 나타내어 후춧가루의 비가열 살균 기술로서의 적용 가능성을 볼 수 있었다.

Because of many benefits from raw seed sprouts, consumers have consumed them largely. However, despite of many benefits, raw sprouts has been implicated in food-borne diseases. The source of food-borne disease related to raw seed sprouts is thought to originate from seeds contaminated by pathogenic bacteria. So, Intense Pulsed Light (IPL), a non-thermal processing method, is an effective device for seeds to maintain microbial safety without loss of seed viability. The objective of this research was to determine the effects on microbial inactivation and quality in radish and wheat seed by IPL treatment and to figure out the correlation between inactivation of seeds and surface roughness value (Ra). At 5th day of germination, the average germination rate and shoot length of radish sprouts by IPL at total fluences of 121 J/cm2 were 95% and 5.8 cm. It was not significant compared to the control group. And log reductions of radish and wheat seeds by IPL showed 1.0 and 1.2, respectively. The results showed radish seeds have higher tolerance to IPL treatment than wheat seed. Also, radish seed had the rougher surface (Ra=2.85 μm) than wheat seed (Ra=0.55 μm). Therefore, IPL can decontaminate microbial population on seeds, but the effectiveness of IPL is dependent on the surface morphology of seeds.

When L. ingenua was captured in a low density of less than 400 flies per sticky trap (25x15cm), yellow color trap is the most excellent, and pink color trap is the lowest. The other colors also have attraction abilities. On the other hands, when total mushroom flies are captured more than 1,000 flies, the attraction difference by the trap color has not been confirmed. Therefore, the use of yellow sticky trap was recommended for insect monitoring of L. ingenua and M. tamilnaduensis. 38.1% of L. ingenua and 31.7% of M. tamilnaduensis were attracted to the black light lamp. We confirmed that black fluorescent lamp(BL) will be effective material to attract two dominant mushroom fly at house(≒70㎡). The treatment of one device that is mushroom fly capturing device built-in black light fluorescent lamp decreases 67.8% of mushroom fly. And the treatment of two device decrease 90.4% of mushroom fly. When black fluorescent light lamp for capturing of mushroom fly only turned on during mushroom production room, Gonji-7ho and Heuktari grew up normally in all treatment. But yield of Chunchu-2ho was decreased 34.6% due to the lack of the amount of light in the treatment of black fluorescent light lamp to 100cm from mushroom medium.

본 연구는 특용작물인 인삼을 대상으로 식물공장에서의 LED 광원, Hertz와 Duty비에 따른 생리·생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 본 실험에서는 LED 시스템을 이용하 여 광원의 종류를 단색의 적색광, 청생광, 백색광, 황색광, 원적색광 그리고 적색+청색 혼합광, 적색+청색+백색 혼합 광, 적색+원적색 혼합광으로 총 16개의 구배로 구성하였다. 적색+청색 혼합광은 Hertz를 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 처리하였고 적색+청색+백색 혼합광은 Hertz를 각각 60, 180, 540, 1620Hz로 처리하여, 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번의 실험을 진행하였다. 실험 결과, 인삼의 광합성률은 Duty비 30%일 때 적색+ 청색 혼합광의 20Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 적색+청색 혼합광의 60Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 적색+청색 혼합광과 적색+청색+백색 혼합광의 60Hz에서 높았다. 인삼의 증산률은 Duty비 30%일 때 적색 +청색 혼합광의 20Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 백색광의 180Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 청 색광과 백생광의 180Hz가 높았고 적색+청색 혼합광의 20Hz와 540Hz, 적색+청색+청색 혼합광의 60Hz가 높았다. 인삼의 수분이용효율은 Duty비 30%일 때 적색+청색 혼합 광의 180Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 적색+청색 혼합광의 60Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 황색 광의 180Hz가 높았고 적색+청색 혼합광과 적색+청색+백 색 혼합광의 1620Hz에서 가장 높았다. 위의 결과를 종합적으로 보았을 때 인삼을 식물공장의 LED광 조건으로 재배할 경우 Duty비 50%에서 가장 경제 적인 생산에 최적으로 판단된다.

본 연구는 광중단 처리에 있어서 광원 및 광질이 스탠다드 국화의 생육 및 개화에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 스탠다드 국화 ‘백마’, ‘신마’ 품종에 LED 590, 610, 630, 660, 680nm와 형광등 480+540 +610nm의 혼합광을 정식 후부터 단일처리일 전까지 40 일간 1일 4시간(22-02시) 광중단 처리하였다. ‘백마’의 발뢰소요일수는 형광등 처리에서 21.3일로 가장 길었으며, LED 590nm 처리는 15.8일로 가장 짧았다. ‘신마’는 형광등, LED 610nm와 660nm 처리에서 발뢰소요일수가 각각 18.0일, 17.8일, 17.7일로 가장 길었으며, LED 590nm 처리에서 15.1일로 가장 짧았다. ‘백마’의 개화소 요일수는 형광등처리에서 56.9일로 가장 길었고, LED 590nm 처리에서 51.6일로 가장 짧았다. ‘신마’는 형광등과 LED 660nm 처리에서 각각 56.0일, 56.7일로 가장 길었고, LED 590nm 처리에서 52.9일로 가장 짧았다. 따라서, 스탠다드 국화의 화아분화 및 개화조절에 가장 효과적인 광원 및 광질은 ‘백마’ 품종의 경우 형광등 처리가 가장 효과적이며, ‘신마’ 품종은 형광등과 LED 660nm 처리가 가장 효과적이라고 생각된다. ‘백마’ 품종 의 절화장과 절화중은 화아분화 억제효과가 가장 좋았던 형광등 처리에서 각각 92.7cm, 61.9g으로 우수하였으며, ‘신마’ 품종의 경우에도 형광등 처리에서 절화장, 절화중이 각각 114.6cm, 71.3g으로 우수하였다. 결과적으로 스탠다드 국화의 생육 및 개화에 있어서 광중단 광원 및 광질로 형광등 처리가 우수하였으며, LED 660nm 처리도 효과가 있는 것으로 생각된다.

본 연구는 식물구계학적 특정식물종 II급에 해당하는 난쟁이바위솔의 종자 번식법 개발을 위해 수행되었다. 종자의 형태적 특성은 크기가 1.10×0.21mm, 1,000립 중이 496.0±0.21mg인 갈색의 미립종자였다. 종자의 함수율은 24시간 만에 8.8%에서 39.8%로 급속히 증가하여최대함수율을 보였다. 온도 및 광조건에 따른 발아율은20οC, 명조건에서 가장 높았으며, GA3와 KNO3용액에 24시간 처리함으로써 발아율과 발아세가 매우 향상되었다.특히 GA3 처리구는 10~100mg•L−1의 농도에서 발아율이99.0% 이상으로 매우 우수였으며, KNO3는 5mM 처리구에서 발아율이 81.3%로 가장 높았다.

본 실험은 건전한 토마토 접목묘 생산을 목적으로 활착 및 순화기에 광환경을 달리하여 접목부위에 캘러스의 형성을 도우며, 접목묘의 광합성이 원활할 수 있는 적정 광환경을 구명하고자 수행하였다. 암 처리를 하지 않는 방법(Non), 접목부분만 암 처리하는 방법(Part), 2일간 암 처리 후 순화실로 옮기는 방법(Day-2), 4일간 암 처리 후 순화실로 옮기는 방법(Day-4) 등으로 처리하였다. 접목은 1.5mm 실리콘 튜브를 이용하는 방법으로 하였으며, 부분 암 처리를 위해 튜브를 끼워 둔 접목부분을 알루미늄호일로 감싸주었다. 연구결과, 활착율은 2일간 암 처리 후 순화실로 옮기는 방법(Day-2)에서 가장 좋았으며, 유묘의 SPAD 값과 묘소질 및 초기 수확량은 모두 접목부분만 암 처리한 방법(Part)에서 가장 우수하였다. 또한 경제성 분석에서도 부분 암처리 방법이 타 처리에 비해 추가 비용이 발생하지만, 초기 수확량이 많아서 타 처리보다 월등히 높은 소득이 예상되었다. 따라서 토마토 접목시 가장 적절한 광처리는 접목부분만 암 처리한 방법(Part)이 가장 좋은 방법으로 판단되었다.

본 연구는 도깨비바늘을 새로운 채소작물로 재배하기 위한 목적으로 종자 발아에 미치는 광, 온도 조건 및 priming 처리가 미치는 영향을 구명하기 위하여 실시하였다. 실험 결과, 발아율의 경우 명조건과 암조건 모두 25℃에서 발아율이 가장 높았다. 발아세 역시 명조건, 암조건 모두 25℃에서 가장 높았다. 광조건은 도깨비바늘의 발아에 영향을 미치지 않았다. 종자에 priming 처리 시 Ca(NO3)2 0.1M(68.3%) 처리구에서 무처리구에 비해 약 16% 증가하여 가장 높은 발아율을 보였다. 그 다음으로는 K3PO4 0.1M(63.3%) 및 KNO3 0.1M(53.3%) 순으로 나타났다. 따라서, 도깨비바늘의 발아를 위하여 명조건 25℃의 온도에 K3PO4 0.1M 또는 Ca(NO3)2 0.1M로 priming 처리를 하는 것이 효과적인 발아조건으로 판단된다.

UV 파장이 차단된 고강도 광원을 활용한 광펄스 시스템을 이용하여 막걸리로부터 분리한 효모의 살균 효과에 대하여 연구하였다. 광펄스 처리의 주요 변수인 빛의 세기와 처리시간 그리고 frequency에 따른 효모의 사멸 효과를 살펴본 결과 광원의 빛의 세기(전압의 세기)가 높아질수록 그리고 처리시간이 길어질수록 높은 사멸율을 나타내어 1000V, 50 sec 처리 후 모든 균(약 7 log CFU/mL) 이 사멸하였으며, 처리시간에 따라 직선적으로 사멸하는 경향을 보였다. 일정한 빛의 세기와 처리시간에서는 frequency가 증가할수록 사멸 효과가 증가하였지만 실제 처리시간(처리시간×펄스수)이 같으면 frequency에 상관없이 같은 사멸효과를 보여 frequency에 따른 사멸율의 영향은 없었다. 시료내에 초기 균수 농도가 높을수록 투명도의 감소에 의해 광원의 투과력이 떨어져 사멸효과는 감소하였으며, 시료의 깊이가 증가할수록 사멸효과는 감소하여 시료의 깊이가 5 mm이상일 경우 사멸효과가 급격히 떨어졌다. 광펄스 처리 중 시료의 온도는 변화가 없었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 광펄스 처리가 실제 공정에 적용될 경우 온도의 변화없이 시료 내의 미생물을 사멸하는데 효과는 있으나 이를 위해서는 시료의 탁도와 초기균수 그리고 깊이를 고려하여 설계되어야 할 것으로 보인다.

대표적인 2종의 미생물(E. coli, B. subtilis)을 이용하여 초기 미생물 농도에 대한 광 펄스의 영향을 살펴본 결과, 미생물의 사멸율이 초기 농도에 영향을 받지 않았고 25 kV에서 1500 μs 처리 시 최소 5 log 이상의 미생물 감소를 보인다는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 4종의 유해미생물(B. subtilis, E. coli, S. aureus, S. typhimurium)의 광 펄스 처리시간에 따른 미생물 사멸효과는 모든 미생물이 처리시간에 증가함에 따라 효과가 상승하였고 1500 μs 처리 시 모든 미생물이 6 log 이상의 감소를 보였다. 또한 광 펄스 처리시간에 따른 미생물 사멸속도는 1차 반응속도와 상응함을 알 수 있었다. 그리고 4종 유해미생물의 배지 두께에 따라 미생물 불활성화 효과에 대한 민감 정도를 알아본 결과 E. coli의 두께 민감 상수가 4.9로 가장 높게 나타났으며 이는 시료의 두께가 증가함에 따라 미생물 사멸효과가 감소하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 여러 가지 색(노랑, 빨강, 파랑, 녹색, 흑색)에 따른 E. coli의 사멸 효과는 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 결과적으로 초기 균체농도, 광 펄스 처리 시간, 두께에 따른 미생물 사멸효과의 민감도 등이 실제 식품 적용하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.