최근 전세계적으로 기능성 성분이 강화된 유전자교정 작 물의 생산 및 소비가 증가하고 있다. 하지만 유전자교정 작물의 유전독성에 관한 소비자의 우려도 증가하고 있어 과학적인 자료 확보 및 정보 공유에 대한 인프라가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9 시스템을 활용한 유 전자교정 토마토 동결건조물(LTT)이 DNA나 염색체에 직접 적인 손상을 일으키고 형태적 또는 기능적 이상을 유발하 는지 여부를 확인하기 위해 유전독성 평가를 수행하였다. 이를 위하여 미생물 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험, 골수세포를 이용한 체내 소핵시험을 국제적으로 표준화된 OECD Guidelines에 따라 시험을 진행하였다. 복귀돌연변이 시험에서 LTT는 S9의 존재 여부와 관계없이 Salmonella typhimurium 균주 TA98, TA100, TA1535 및 TA1537, 그리 고 Escherichia coli WP2 uvrA에서 복귀돌연변이를 유발하 지 않았다. LTT는 CHL 세포의 수적이상 중기상과 구조적 이상 중기상 등의 염색체 이상을 유발하지 않았다. 또한, LTT는 다염성 적혈구에서 소핵화된 다염성 적혈구의 빈도 를 증가시키지 않았다. 이러한 연구를 통해 CRISPR/Cas9 시스템을 활용한 유전자교정 토마토의 안전성을 검증하고, 향후 CRISPR/Cas9 시스템을 활용한 유전자교정 작물의 유 전독성을 평가하는 기초 자료로 사용될 수 있을 것이다.

나도풍란의 경우 교배 후 화분이 발아하여 화분관 신장이 이루어지고 화분관은 수분 후 5-7일경 배주원기에 도착하였다. 어린배주 발달은 수정 후에야 비로소 진행되며 수분 후 14 일경에는 배주의 원기가 둥근 돌기형태이고 34일경에는 filament형태로 길어지며 Megaspore Mother cell 모습이 나타났다. 수분 후 40-50일 사이 배낭을 갖춘 성숙된 배주가 형성된다. 배주가 수정준비상태가 될 때까지 화분관 신장은 계속 활발히 진행되어 배주 주위를 완전 히 둘러싸고 있는 것으로 나타났다. 수분 후 54일경 화분관이 배낭을 침투하여 수정하는 모습이 관찰되었으며 보통 수정은 54에서 64일 사이에 일어나는 것으로 파악되었다. 수정 후 접합자세포는 가로로 한번 분열하여 윗부분의 작은 세포와 밑부분의 큰 세포로 나뉘어 지며 윗부분의 세포는 proembryo로 발달하며 밑부분의 세포는 다시 세로로 분열하여 두개 의 세포로 나뉘어지고 계속 분열하여 영양분을 공급하는 suspensor로 발달한다. 수분 후 110 일 경 배와 16개의 다리를 가진 suspensor가 부착 되어 있는 배 발달 양상이 관찰되었다. Proembryo는 계속 분열하여 140일경 종자로 성숙하는 것으로 나타났다. 나도풍란과 호접란 속간잡종을 얻기 위해 수분 후 발달하는 시기별로 꼬투리를 채취하여 인공배지에 발아시킨 결과, 수분 후 56일 이전의 배주로는 발아가 힘들었고 발아가능시점은 수분 후 69일로 분 석되었다.

김치 제조공정 중 절임배추 제조공정은 원료검사, 세절, 절임, 세척, 탈수, 포장의 공정으로 구성되며 절임배추의 품질은 제조공장의 생산설비, 절임환경 및 절임조건에 따라 달리 나타난다. 생산시스템은 제조공정을 효율적으로 수행하기 위한 사람과 설비 및 일하는 방법인 업무 프로세스의 집합을 말하며 제조현장과 관련된 여러 가지 자동화 시스템 중 MES(Manufacturindg Execution System)는 주문에서 최종 제품에 이르기까지 생산 활동에 필요한 최적의 정보를 관리하는데 필요한 시스템이다. 본 연구에서는 절임배추 제조공정을 보다 효율적으로 관리 할 수 있는 절임배추 제조관리시스템(MES)을 개발하고 이를 통해, 김치 제품의 생산관리를 원활하게 할 수 있도록 하였다. MES 데이터베이스 시스템 설계 및 구현을 위한 ERD(Entity Relationship Diagram)는 제조 공정별로 품질기준을 설정하여 표준화하여 적용하였으며 절임배추의 생산관리는 바코드 형식의 NFC(Near Field Communication) Tag를 이용하였다. 원자재관리를 위한 모니터링 시스템은 스마트 폰을 연동한 APP(Application)형태로 Eclipse 4.4.1 luna를 통해 개발하였으며, 모든 데이터의 통신은 MES내의 Open API(Application Programming Interface)를 통해 주고 받도록 설계하였다. 결과적으로 절임배추 생산을 위한 원재료 입출고 이력 및 생산이력은 MES 시스템을 이용하여 관리가 가능하며, 추후 양념 등을 포함한 김치 제품을 관리할 수 있는 기능을 포함하는 전주기 김치 제조관리시스템의 구축이 필요하다.

전자코와 GC/MS 기기를 이용하여 나도풍란의 꽃에서발현되는 주요 향기성분 및 향기발현패턴을 분석하였다.전자코와 GC/MS 의 분석을 통해 전자코에서는 약 9개의 chromatogram peak 를 얻어냈고, GC/MS 기기분석에서는 약 13개 정도의 chromatogram peak를 얻어냈다. 전자코 peak 중에서 6가지 종류가 GC/MS chromatogrampeak와 공통적으로 나타났으며 즉 retention time 3.2초,4.2초, 5.4초, 5.8초, 6.3초, 6.9초의 peak였으며 그 peak에 해당되는 향기성분들은 각각 2-furanmethanol, linalool,citronellol, neral, nerodidol, benzoic acid, hexadecanoicacid, 1,2-benzenedicarboxylic acid로 추정되었다. 나도풍란군집에서 개체별로 향기발현량과 향기패턴을 비교분석한결과 주요성분으로 예측되는 6개 peak는 모든 개체에서발현되는 것으로 나타났지만 개체간 발현량에 차이가 있는 것으로 나타났다. 꽃의 발달단계별 향기발현정도를 분석하기 위한 실험에서 꽃의 발달 단계중 꽃봉오리 상태와 노화된 꽃에서는 향기발현량이 적었으며 꽃이 완전개화한 화서 중앙부위에 있는 꽃들에서 가장 많은 양의 향기가 발생되는 것으로 나타났다. 꽃의 기관별 향기분석에서는 나도풍란 꽃의 주요향기성분이 주로 sepal과 petal조직에서 가장 많이 발현되는 것으로 확인되었으며 column과 spur에서는 발생량이 매우 적은 것으로 나타났다. 일중 시간대별 주요향기성분의 발현량과 패턴을 분석한 결과 오전11시에 가장 높은 향기발현량을 보였으며 오후 5시 이후부터 향기발현량이 현저히 줄기 시작하여 저녁 8시 이후에는 향기성분이 발생되지 않았다. 빛 조사가 향기발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 암처리와 광처리후 향기양과 패턴을 분석한 결과 암처리에서는 40시간 이후부터는 대체로 향기성분이 계속 줄어들었으며, 40시간연속적으로 빛을 조사한 후 20시에 전자코 분석을 한 결과 오전 시간대와 동일한 향기발현량과 발현패턴을 보여주었다. 이 결과를 통해 빛의 조사시간 및 생체리듬주기가 향기발현에 큰 영향을 줄 수 있는 요인임을 확인할수 있었다.

본 논문에서는 X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 이용하여 ZIRLO (ZIRconium Low Oxidation) 피복관의 표면 산화 거동을 연구하였다. 산화 시간 (10-336 시간, 500°C) 및 산화 온도 (400-700°C, 10 시간)에 따른 산화 특성 변화를 관찰하였다. XPS peak 분석 결과, 500°C에서 산화된 피복관의 산화 시간이 24 시간이 될 때 ZrO2 peak가 11.86% 관 찰되었으며, 이후 산화 시간이 길어질수록 ZrO2의 비율이 17.93%까지 (336 시간) 증가하는 것이 확인되었다. 반면, 10 시간 산화된 피복관에서 5.68% 존재하던 ZrO 상은 산화 시간이 24 시간으로 늘어남에 따라 사라지는 것이 관찰되었다. 산화 온 도 증가에 의한 영향 분석 결과에서는 산화 온도가 400°C에서 500, 600, 700°C로 증가할 때 ZrO 상의 비율이 0% 부터 5.68, 8.31, 9.16%로 증가하는 것이 확인되었다. 이 때, ZrO2 상은 700°C에서 산화된 시료에서만 관찰되었다. ZrO 상의 형성 메커 니즘은 불명확하지만, 고온에서 공기 중의 수분과 Zr의 반응으로 인해 Zr(OH)4 상의 형성이 가속되는 것으로 예상된다. 본 논문에는 500°C에서 산화된 ZIRLO 피복관과 이들의 염소화 반응 특성에 대한 논의도 포함되었으며, 염소화 반응 진행 가능 성에 있어서 산화막의 두께가 중요한 역할을 하는 것으로 보여진다.

한국의 남부지방에 자생하는 나도풍란과 유향성 호접란 계통(VIO-6)을 대상으로 하여 꽃향기 성분과 향기패턴을 비교분석 하고자 하였다. GC/MS 기기를 이용한 꽃향기의 chromatogram peak 양상을 비교한 결과, 나도풍란에서 약 15개의 다양하고 높은 peak가 나타났고 호접란에서는 약 17개의 peak가 나타났으나 피크의 강도와 검출 감도가 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 나도풍란의 꽃향기성분을 분석한 결과(+ -)-linalool, benzoic acid methylester(niobe oil), 2,6-octadienal, 3,7-dimethyl(neral), 3,7-dimethyl- 3,7-dimethyl-,(Z)-(Z)-geraniol, cinnamic acid methyl ester, hexadecanoic acid methyl ester(palmictic acid methylester), benzoic acid phenylmethyl ester성분들이 향기 발현에 주로 관련되는 것으로 사료되었다. 유향종 호접란의 꽃 향기 성분분석에서는 +linalool, (-)-isoledene, delta carcinen, alfa-farnesene, geranyllinalool isomer, 1,6-cyclodecadiene, bicyclo[2.2.1] heptane등이 주요 향기성분인 것으로 판단되었다. 나도풍란과 호접란에서 발현되는 공통적인 향기성분으로는 linalool, geraniol 등의 terpenoid이었으며 호접란과는 달리 나도풍란만 강하게 나타난 성분은 benzoicacid methyl ester(niobe oil) 였다. 이 성분이 나도풍란의 향기의 특징을 구분짓는 주요성분으로 사료되었다. GC/SAW 전자코 분석을 통해 유향성 호접란과 나도풍란에서 chromatogram의 peak와 VaporPrint™ 이미지 분석에 의한 각각 특징적인 전자코 향기패턴을 얻어내었다. 호접란과 나도풍란의 전자코 향기 패턴을 비교해 본 결과 서로 상이성이 확연하게 드러났다. 이 전자코 향기패턴 분석 자료는 앞으로 나도풍란과 호접란의 속간잡종에서의 향기성분 유전 양상 연구와 꽃 향기에 관여한 유전자 분리와 도입 연구에 중요한 기초자료로 활용하고자 한다.

본 연구에서는 산화 공정이 Zircaloy-4 (Zry-4) 피복관의 염소화 반응 속도에 미치는 영향을 연구하기 위하여 Zry-4 피복관의 염소화 반응 실험을 수행하였다. 2시간 마다 반응 생성물을 회수하며 총 6 시간 동안 염소화 반응 실험을 수행하였고, 이를 통해 500도에서 10 시간 동안 산화된 Zry-4의 경우 초기 0-2 시간 구간에서 반응 속도가 현저히 저하되는 것을 확인하였다. 반응 잔류물은 fresh Zry-4와 산화된 Zry-4에서 각각 초기무게의 0.95, 1.65wt%로 확인되었다. 회수된 Zr의 순도는 두 경우 모두 99.61wt%로 동일하였다. 반응 속도의 정량적 분석을 위해 피복관의 반응 시간을 0.5, 1, 2, 4 시간인 경우에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과 분석을 통해 fresh Zry-4의 경우 전 영역에 걸쳐 23.35wt%/h의 단위 시간당 무게감소를 확인할 수 있었고, 산화된 Zry-4의 경우 반응 속도가 두 영역으로 나뉘는 것을 확인하였다. 산화된 Zry-4의 무게 감소 속도는 0-20wt% 영역에서는 17.12wt%/h, 20-100wt% 영역에서는 27.16wt%/h으로 나타났다.