This study examined the effects of drying methods of Aronia melanocarpa on contents of total polyphenols and flavonoids, antioxidant activity and anti-inflammatory activity. As a result, freeze-dried aronia extract (FDAE) significantly exhibited higher contents of total polyphenols and flavonoids (155.76 mg GAE/g and 105.70 mg QE/g) than hot-air dried aronia extract (HDAE) (134.93 mg GAE/g and 82.29 mg QE/g). Also, FDAE showed greater antioxidant activity than HDAE in both DPPH and ABTS. For anti-inflammatory activity, NO production from lipopolysaccharide activated RAW264.7 cell reduced at a dose-dependent manner in both FDAE and HDAE. However, reduction rate of NO production is higher in FDAE (62.7%) than in HDAE (33.5%). These results suggest that comparatively, freezedrying is a better method for preserving the antioxidant and anti-inflammatory activities and of aronia.

Caesalpinia sappan L. is an oriental medicinal plant distributed in the Asia Pacific region including India, Malaysia, and China. The dried heartwood of Caesalpinia sappan has been traditionally used as an analgesic and anti-inflammatory drug. In this study, the effects of extract methods of C. sappan on contents of total polyphenols and flavonoids, antioxidant activity, and cytotoxic activity were evaluated. As a result, hot water extract from C. sappan (CSWE) significantly exhibited contents of total polyphenols and flavonoids (22.6 mg GAE/g and 14.5 mg QE/g) higher than 70% ethanol extract (CSEE) (17.6 mg GAE/g and 13.2 mg QE/g). However, CSEE showed greater antioxidant activity than CSWE in both DPPH and ABTS. Also, the cytotoxicity of C. sappan against three kinds of cancer cell lines was higher in CSEE than in CSWE. These results show that ethanol extract is a better extract method than hot water method to maintain antioxidant and anti-cancer activities.

소목(蘇木, Caesalpinia sappan)은 인도, 말레이시아, 중국 남부 등의 열대 아시아에 분포하는 낙엽 관목의 콩과 (Leguminosae) 식물로써, 한방에서는 항통증, 항염증의 용도로 사용된다. 본 연구에서는 국내산 소목의 열수 및 에탄올 추출물의 총 폴레페놀, 총 플라보노이드의 함량 분석과 함께 항산화 및 항암활성 분석을 통해 기능성 소재로의 이용 가능성을 살펴보고자 하였다. 소목 열수추출물은 건소목 100 g에 증류수 2L를 가하여 65℃의 수조에서 4시간 동안 추 출하고 에탄올 추출물은 건소목 100 g에 70% 에탄올 2L를 가하여 25℃, 108 rpm으로 24시간 동안 진탕 추출하였다. 추출물은 모두 여과, 농축한 후 동결 건조하여 시료로 사용되었다. 총 폴리페놀 함량은 열수추출물 및 에탄올 추출물 에서 각각 22.64 ± 1.97mg/g과 17.62 ± 0.70mg/g으로 나타났으며 총 플라보노이드 함량은 14.53 ± 0.31mg/g, 13.15 ± 0.46mg/g으로 에탄올 추출물에서 더 높은 함량을 보였다(P<0.05). DPPH 실험결과, 10~800 μg/mL의 농도에서 에탄올 추출물은 36.54~82.78%, 열수추출물은 26.66~75.51%의 라디칼소거능을 각각 나타내었다. DPPH실험과 동일한 농도에 서 ABTS 라디칼소거능 측정결과, 에탄올 추출물은 5.51~94.85%, 열수 추출물은 5.75~88.81%의 소거능을 각각 나타내 었는데, 결과적으로 소목 에탄올 추출물이 열수추출물에 비해 우수한 항산화력을 가지고 있음을 보여주었다(P<0.05). 소목의 항암 활성 측정을 위해인체 암세포주인 A-549, HeLa, Hep3B에 대해 MTT assay와 SRB assay를 실시한 결과, 소목 에탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 각 세포주에 대한 세포 독성이 증가하는 경향이 나타났다. MTT assay와 SRB assay의 모든 실험농도에서 폐암 세포인 A-549에 대해 가장 높은 세포 독성을 나타내었으며, 특히 MTT assay에 서는 300 ppm의 소목 에탄올 추출물이 A-549 세포에 대해 90% 이상의 높은 암세포 억제효과를 보여주었다. 따라서, 우수한 항산화 활성과 항암 활성을 나타낸 소목 추출물은 향후 다양한 기능성 식품 및 의약 소재로서의 활용이 가능 할 것으로 보인다.

본 연구에서는 총백 특유의 향과 항산화 기능 등으로 알 려진 alliin과 allicin의 추출 최적 조건을 정립하기 위해 추 출용매, 추출온도, 추출시간 등을 달리하여 alliin과 allicin 의 함량을 측정하였다. 또한, 총백의 alliinase 활성화 조건 에 따른 allicin의 함량의 변화를 알아보기 위해 생총백을 물과의 혼합비율, 수침온도, 진탕시간을 달리하여 처리하여 allicin 함량을 비교하였다. 결과적으로, alliin은 총백 추출 조건 중 추출용매로 물을 사용하여 40oC에서 2시간 추출 하였을 때, 86.477 mg/g으로 최대함량을 보였으며, allicin의 경우, 70% ethanol, 70oC, 2시간 추출조건에서 1.371 mg/g 으로 최대함량을 나타냈다. 본 실험에서는 총백의 추출 조 건을 alliin의 함량이 크게 감소하지 않고, allicin의 함량이 최대로 추출될 수 있도록 70% ethanol, 70oC, 2시간으로 추출조건을 설정하였다. Alliinase 활성화 처리 조건에서는 생총백과 물을 1:1 혼합하여 40oC에서 30분간 진탕하였을 때, 0.111 mg/g로써 최대의 allicin 함량을 보였다. 본 실험 결과, 다양한 추출조건에서 alliin과 allicin의 함량이 높은 총백추출물을 제조함으로써 원가경쟁력이 높은 총백추출물 기반 기능성 소재 또는 식품을 개발하는데 기여할 수 있을 것으로 사료된다. 또한, alliinase 활성화를 통한 allicin의 최적 추출방법을 확립함으로써, 총백 이외의 마늘, 양파, 대파 등 allium 속 식물을 이용한 allicin 개발을 타겟으로 하는 연구자들뿐만 아니라 전반적인 기능성 식품 산업에 있어서 소재 개발을 위한 기초자료가 될 수 있을 것이다.

The objective of this study is to examine the relationship between tomato consumption and the risk of metabolicsyndrome (MetS) in Korean middle aged women. Data from the combined 2009-2011 Korean National Health andNutrition Examination Survey (KNHANES) was analyzed. Tomato intake was assessed using the algorithms devel-oped to analyze the demographic data of intakes of different tomato based food commodities such as “tomato, raw”,“tomato, tomato juice”, “tomato, tomato canned”, “tomato sauce”, and “tomato ketchup”. Korean women(n=11,251) were subgrouped according to the number of the MetS risk factor (RF 0, RF 1-2, RF 3). Anthropo-metric parameters, lipid profiles, fasting glucose, and tomato intake were analyzed. Corresponding to the number ofthe MetS RF, there was a decrease in tomato intake (18.90±1.78, 16.67±1.23 and 12.84±1.23; P<0.001). Tomatointake showed a negative correlation with systosolic blood pressure, BMI, waist, and triglyceride. HDL cholesterolalso showed a significant correlation with tomato intake (r=0.023, P<0.05). In summary, the results show a rela-tionship between tomato intake and MetS in Korean middle aged women.

본 연구의 목적은 지지체의 친수화가 압력지연삼투(Pressure retarded osmosis, PRO)막의 투과특성에 미치는 영향에 대해서 알아보고자 하였다. 소수성 지지체인 폴리에스테르를 친수성 고분자인 셀룰로오스 용액을 사용하여 친수화도를 조절하였다. 지지체의 친수화 특성만을 파악하기 위해서 지지층 없이 동일한 활성층을 사용하여 PRO 막 투과 특성을 비교하였다. 사용된 활성층은 1,4-dioxane과 cellulose tri-acetate (CTA, 13 wt%)를 사용하여 제조하였으며, 5 kgf/cm2 압력 하에서 행한 PRO 성능 평가의 경우 투과도가 친수화된 지지체를 사용한 경우와 친수화되지 않은 경우에 각각 1.2 L/m2hr와 0.8 L/m2hr로 친수화된 지지체를 사용할 경우 약 50% 투과량이 증가되는 특성을 보였다. 그러나 셀룰로오스 농도 변화에 따른 지지체의 친수화도 증가가 투과량 변화를 가져오지는 않았다. 이는 지지체를 친수화하기 위해 사용된 셀룰로오스의 농도가 증가함에 따라 지지체의 기공이 막히는 현상에 기인한 것으로 보인다. 이러한 결과를 통해 정삼투공정에서 투과유량을 높이기 위해서는 지지체로서 친수성 소재를 사용하여 분리막을 제조함과 동시에 지지체 기공을 유지하는 것이 중요함을 확인하였다.

분리막을 이용한 수처리 공정에서 유입 수에 함유된 부유물질이나 기타 오염물질이 막 표면 또는 내부에 축적 흡착 등의 막 오염현상으로 인해 막 성능 감소와 함께 막 분리 공정에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 막 표면에서의 막 오염현상을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 기술을 연구하였다. 투명한 오염물질에 의한 분리막 표면 오염을 측정하기 위해 막 표면에 360 nm 파장의 가시광선을 조사하여 이미지를 R. G. B 값으로 추출하여 막의 오염현상을 실시간으로 모니터링 하였다. 추출된 이미지 중 400~499 nm 파장영역인 B 값이 가장 강도가 강하게 나타났다. 막 오염정도의 변화를 이미지의 강도 차이로 관찰함으로써 실시간 분석이 가능함을 확인하였다.

수처리 분리막 공정에서 막 오염 제어 기술은 현장 적용 기술 및 경제성 확보에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 형광 나노 입자 및 형광 분광 분석법을 도입함으로써 수처리 분리막 공정에서 막 오염 정도를 실시간으로 측정 모니터링 할 수 있는 센싱 기술을 개발하고자 하였다. 막 오염 정도를 모니터링 할 수 있는 분리막 제조를 위해 세 종류의 형광물질 OB, FP, KCB를 담지한 다공성 polysulfone (PSf) 비대칭 막을 제조하였다. 형광 분광 분석 시스템을 이용하여 분리막 표면에서의 오염 정도를 실시간으로 측정한 결과, 형광 물질을 첨가한 막은 막 오염이 진행됨에 따라 형광 신호가 크게 감소함을 보여 막 표면 오염층의 모니터링 분석이 가능함을 확인하였다.

탄소막은 고분자막에 비해 높은 선택성과 투과성, 열적, 화학적 안정성을 가지고 있어 기체 분리, 특히 휘발성 유기화합물(VOCs) 분리막으로 많은 관심을 받고 있다. 활성탄소중공사막은 기공 표면(pore wall)에 형성된 흡착성 미세기공에 의해 선택적으로 응축성 성분이 흡착, 확산되는 흡착-확산 기구에 의해 흡착성-비흡착성 물질이 분리된다. 본 연구에서는 다공성 알루미나 중공사막 지지체에 phenolic resin (novolac type)을 코팅한 후 산화, 탄화 및 활성화 등의 열분해 과정을 통해 막 표면과 기공 표변에 흡착성 미세기공이 형성된 활성탄소중공사막을 제조하였다. 또한 열분해 조건에 따른 phenol/alumina 복합 활성탄소중공사막의 물리적 특성과 기체 투과특성에 대해 살펴보았다. 그 결과, 제조된 phenol/alumina 복합 활성탄소중공사막이 휘발성 유기물질의 대부분을 차지하고 있는 탄화수소를 선택적으로 분리 회수하는데 매우 효과적인 특성을 갖고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 phenol/alumina 복합 활성탄소중공 사막은 VOCs의 분리, 농축에 매우 효과적으로 활용 가능할 것으로 기대된다.

본 연구의 목적은 각기 다른 특성을 갖는 지지체에 따른 정삼투막의 성능을 비교 빛 평가하는 것이다. 계변 중합을 통하여 소수성 지지체인 폴리술폰(PSf)과 상대적으로 친수성 지지체인 폴리에테르술폰(PES)의 표변에 폴리아미드 활성층을 갖는 정삼투막을 제조하여 투과유량과 역확산을 비교하였다. PSf 정삼투막과 PES 정삼투막의 투과유량은 4.36 L/m2hr와 17.8 L/m2hr으로 PES를 지지체로 하는 정삼투막이 투과성능이 더 우수함을 알 수 있었으며, 이를 통해 지지체의 친수성과 정삼투 공정에서의 투과성능 간에 관련성이 존재함을 확인할 수 있었다. 또한 막의 두께가 앓아질수록 정삼투 공정에서 막의 투과유량은 증가하였다.

본 연구의 목적은 다양한 셀룰로오스 계 고분자를 이용한 정삼투(FO) 막을 제조하고 각각의 고분자 및 첨가제에 따른 성능의 차이를 평가하는 것이다. 셀룰로오스 아세테이트(CA)와 셀룰로오스 트리아세테이트(CTA)를 기반으로 상전환법을 통하여 정삼투막을 제조하고 가압조건과 정삼투 조건하에서 투과유량 및 염제거율을 비교하였다. CA 정삼투막은 용매의 증발 및 annealing 수행 시간에 따라 막의 성능의 변화가 발생하였으며, CTA 정삼투막의 경우에는 annealing보다는 첨가제를 활용하여 성능의 향상을 이끌어낼 수 있었다. 또한 CTA 정삼투막의 정삼투 투과유량은 4.46 L/m2hr였으나 CA/CTA 정삼투막의 경우에는 8.89 L/m2hr로, 단일 고분자를 사용하기 보다는 CTA에 CA를 혼합하여 막을 제조하는 것이 정삼투 투과유량 증가에 보다 효율적이었다.

본 연구는 Poly(ether block amide) (PEBA)와 poly(dimethyl-siloxane) (PDMS)를 혼합한 블렌드막(PEBA: PDMS = 5 : 2,6 : 1 wt%)을 상전이법을 이용하여 제조하여, 이산화탄소의 분리능을 향상시키고자 하였다. PDMS와 PEBA (4033) 은 투과특성의 비교를 위해 각각 같은 방법의 단일막으로 제조되었고, 용매로는 n-butanol을 사용하였다. 제조된 막은 SEM 을 이용하여 morphology를 분석하였고, 압력에 따른 CO2와 N2의 투과도를 측정하였다. 실험결과, PEBA/PDMS 블렌드막은 3기압에서 단일 PDMS막에 비해 N2에 대한 CO2의 선택도가 4~5배 높은 것으로 나타났다.

본 연구는 LNG를 연료로 사용하는 화력발전소 보일러에서 배출되는 1,000 Nm3/day의 연소 배가스에 포함된 8 ∼10%의 CO2를 대상으로 순도 99%, 회수율 90%로 회수할 수 있는 실증규모의 다단계 막분리 공정에 관한 운전 결과이다. 이를 위해 본 연구팀에서는 가소화 안정성이 우수한 폴리이서설폰 중공사막을 개발하고 CO2/N2의 분리특성을 연구한바 있 으며[1], 소형 모듈을 이용하여 압력 및 CO2의 조성 변화에 따른 투과 특성을 실험과 향류 방식의 전산 모사를 통하여 확인 하여 막분리에 의한 CO2의 회수 가능성을 확인한 바 있다[2-4]. 이러한 선행 연구결과를 바탕으로 pilot 규모의 다단계 막분 리 plant를 설계하여 제작, 설치, 운전하였으며 그 운전 결과를 다단계 공정의 수치 모사 결과와 비교하였다. 전체 공정은 크게 배출되는 배가스 내의 수분을 전단에서 제거하기 위한 제습 공정과 후단에 재순환이 가능한 4단계 막분리 공정으로 구성되어 있다. 4단 분리막 공정에서 배출되는 최종 CO2의 농도는 운전 조건에 따라 95∼99%의 CO2가 0.15∼0.2 ton/day 의 회수율 70∼95% 회수규모로 얻어졌다. 얻어진 실험 결과는 수치 모사 결과와 비교하였을 때 매우 잘 일치 하는 것을 알 수 있었으며 운전 중 전체 공정은 안정적으로 작동하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 다단계 막분리 공정을 통한 배가스에서 CO2를 성공적으로 분리할 수 있었다.