벼 해충인 이화명나방(Chilo suppressalis)(포충나방과) 유충을 사육하기 위해 맥아, 콩, 옥수수, 효모, 설탕, 카세인, 콜레스테롤, 베타시토 스테롤, 거대억새 건조 가루를 주 영양성분으로 구성한 인공사료를 개발하였다. 25°C와 광주기 15:9 시간 명:암 조건에서 갓부화 1령 유충을 개체별로 성충 우화 때까지 사육하였을 때, 용화율이 82.2%, 우화율이 98.6%였다. 유충 발육기간은 암컷이 평균 34.6일, 수컷이 31.0일이었고, 번데기 기간은 암컷이 8.9일, 수컷이 9.7일로 성별 간에 유의한 차이가 있었다. 번데기 무게는 암컷이 평균 75.0 mg, 수컷이 57.0 mg으로 암컷이 통계적으로 유의하게 무거웠다.

본 연구는 효과적인 열전도를위한 거시적 구조 구성과 단위 구조 변화의 동시 설계를 위한 위상 최적화 방법을 제시한다. 거시적 규모의 구조 내에서 위치에 따른 단위 구조의 형태 변화는 거시적 규모뿐만 아니라 미시적 단위의 설계도 가능하며 등방성 단위 구조를 사용하는 것보다 더 나은 성능을 제공할 수 있다. 이 결과로 두 구성을 결합한 기능적으로 등급의 복합 구조가 생성된다. 대표 체적 요소 (RVE) 방법은 형태 변화에 따른 다중 재료 기반 단위 구조의 다양한 열전도 특성을 얻기 위해 적용된다. RVE 분석 결과를 바탕으 로 머신 러닝 기법을 이용하여 특정 형태의 단위 구조물의 물성치를 도출할 수 있다. 거시적 위상 최적화는 기존의 SIMP 방법을 사용하여 수행되며, 거시 구조를 구성하는 단위 구조는 동시 최적화 과정에 따라 열전도 성능을 향상시키기 위한 다양한 형태를 가질 수 있다. 제안된 방법의 효과를 확인하기 위해 열 컴플라이언스 최소화 문제의 수치예가 제공된다.

억새와 같은 초본계 바이오매스로부터 cellulose, hemicellulose, lignin 등 주요성분을 추출하기 위해서는 알칼리 전처리가 효율적이며, 본 연구에서는 수산화칼륨(KOH)을 이용한 전처리 조건을 최적화하였다. 전처리 변수의 최적화는 반응표면분석법(RSM)을 적용하였다. RSM의 변수는 3개였으며, 변수범위는 각각 KOH 0.2∼0.8M, 반응온도 110∼190℃ 및 반응시간 10∼90min 이었다. 억새의 알칼리 전처리를 위한 최적조건은 KOH 농도 0.47M, 반응온도 134℃ 및 반응시간 65min 이었다. 최적 전 처리 조건에 따라 전처리를 수행한 후 고형물의 cellulose 함량은 66.1±1.1% 이었으며, hemicellulose 및 lignin 함량은 각각 26.4±0.4%, 3.7±0.1% 이었다. RMS 모델식에 따라 계산된 예측값은 실제값 대비 95% 범위 내에서 유효하였다. 최종적으로 전처리물을 동시당화발효를 통해 검증한 결과 에탄올 생산 수율은 96% 이었다.

풀무치[Locusta migratoria (메뚜기목: 메뚜기과)]를 사육할 때 보조먹이로서 전지분유, 밀기울, 옥수수잎 가루, 설탕을 주성분으로 한 혼합 인공사료를 제조하였다. 갓부화 약충에 인공사료만을 제공하여 성충 사망 때까지 사육하였을 때, 다음 세대 집단을 얻지 못했다. 인공사료를 매일 제공하면서 옥수수 잎을 하루걸러 제공하였을 때도 다음 세대 개체를 얻지 못했다. 그러나 인공사료와 옥수수 잎을 하루걸러 번갈아 제공하였을 때는 이후 4세대까지 사육이 가능하였다. 성충의 생식력도 옥수수 잎과 인공사료를 매일 같이 제공한 경우보다, 두 먹이를 하루걸러 번갈아 제공 한 경우가 더 높았다. 이상의 결과로 본 연구에서 개발된 인공사료를 주먹이인 식물체의 보조먹이로 삼아 일정기간 풀무치 집단 유지에 이용할 수 있을 것으로 추정되었다.

Patent trends on foundation technique and application technologies of rapeseed by-products were analyzed for major producing countries including Korea, USA, Japan, China and Europe, to determine the usability and economical efficiency. To date, patents related to these by-products have been increasing steadily, since the first patent application in 1973. Patent applications in China are overwhelmingly active but those of Korea are steadily increasing. Japan and Europe unions have been slow in applying patents since the mid-2000s. The most number of application is the MB company in Canada, which is actively, doing research to develop technologies related to extraction and purification of useful substances from rapeseed. Most applicants were focusing on one or two of the major field technologies, depending on the company’s main products. Agricultural material section category accounted for more than half of the patent applications followed by technology for separation and purification of useful substances for cosmetics. In the early years of technology development, patent applications were mainly related to technologies on functional protein foods, agricultural materials and separation and purification of useful substances. In recent years, research had shifted on various fields such as cosmetics and medicines technology development is being attempted. In terms of section category, the USA has applied for the most number of patents in all fields except agricultural materials, where China is currently leading, Agricultural development efforts is well supported and encouraged by the Chinese government’s policies. In conclusion, it is suggested that technology development pertaining to separation and purification of useful substances from rapeseed by-products for cosmetics, functional protein foods, medicines and biotic pesticides to enhance value-added utilization of rapeseed by-products.

최근 유채 재배지에서 발생하여 피해가 점차적으로 증가 하고 있는 유럽좁쌀바구미의 전국적인 발생 양상과발생 빈도 및 약제처리를 통한 방제효과를 조사하였다. 대규모로 유채가 재배되고 있는 전국의 22개 지점을 선정하여유럽좁쌀바구미의 발생 유무 및 발생빈도를 조사한 결과, 발생지역은 남부지방인 전남, 전북, 부산, 경남 등에서대규모로 발생하여 피해를 주는 것으로 조사 되었고, 서울, 경기, 강원은 유럽좁쌀바구미가 발생하지 않았다. 유럽좁쌀바구미의 포획개체수로 발생빈도를 조사하였는데 유채재배를 오래 할수록 발생 개체수가 많았으며, 유채 종자의수확여부도 발생 개체수에 영향을 주는 것으로 나타났다. 5종의 약제를 유채의 생육시기별로 1~3회 처리하여 약제방제효과를 조사한 결과, 미생물 유래 약제인 아바멕틴은 유럽좁쌀바구미의 방제효과가 없거나 미미하였으나, 비펜트린액상수화제 등 4종의 약제는 무처리구에 비하여 종자 및 꼬투리 피해율이 전반적으로 감소하였으며, 약제처리시기 및 횟수에 따라 수량이 5~42%까지 증가하는 것으로 나타났다.

대마[Cannabis sativa L.]는 오랫동안 섬유작물로 재배되었지만 종실의 기름 함량이 많고 불포 화지방산 비율이 높아 식용유 원료작물로 유망하다. 오랫동안 대마 종실유를 이용해온 유럽의 여러 나라에 서는 압출식으로 착유하는데, 이용 역사가 짧은 우리나라에서는 대마 종실유에 대한 정보 부족으로 소비자 기호도가 낮은 편이다. 본 연구는 압착식과 압출식으로 착유한 대마 종실유의 성분을 분석하여 소비자들에 게 올바른 정보를 제공하기 위해 수행하였다. 압출식 착유기로 착유하면 착유량이 압착식에 비해 많았다. 착유 부산물인 유박은 압출식에서는 으깨어져 얇고 납작하게 배출되지만, 압착식은 종실이 다소 납작해졌 으나 종실의 형상을 유지하였다. 압출식 착유 종실유는 압착식에 비해 Chlorophyll A, B 및 Carotenoid 함 량이 높아 명도(L)는 낮고 녹색과 황색은 진하였다. 지방산 조성에서 Palmitic acid, Stearic acid, Oleic aicid, γ-Linolenic acid 비율은 압출식 착유 종실유가 압착식에 비해 다소 높았으나, Linoleic acid와 α -Linolenic acid는 낮았다. 대마 종실유는 총 토코페롤 함량이 많고 그 중 γ-Tocopherol 함량이 많은 것 이 특징이었는데 압출식 착유 종실유가 압착식에 비해 다소 적었다.

최근 남부지방의 유채 재배지를 중심으로 발생하여 피해를 주고 있는 유채 돌발해충 유럽좁쌀바구미의 십자화과 작물과 유채 품종에 따른 기주선호성 및 피해양상을 조사하였다. 5종의 십자화과 작물에서 조사기간 중 포획된 유럽좁쌀바구미 성충의 총 개체수를 기준으로 배추에서 가장 많은 유럽좁쌀바구미가 포획되어 유럽좁쌀바구미가 가장 선호하는 작물은 배추로 나타났으며, 유채 품종에 따른 유럽좁쌀바구미 성충의 포획 개체수가 ‘탐미유채’ 등 조기 개화종에서 비교적 많았으며 ‘내한유채’ 등 만기 개화종은 조기 개화종에 비해 포획개체수가 비교적 적게 나타났다. 유럽좁쌀바구미에 의한 꼬투리의 피해는 배추가 가장 높게 나타났으며, 다음으로 양배추 > 유채 > 갓 > 무순이었고, 종자의 피해는 배추 > 유채 > 양배추 > 무 > 갓 순이었다. 유채 품종에 따른 꼬투리 피해율은 ‘봄유채’가 가장 낮았으며 ‘영산유채’가 가장 높게 나타고, 종자 피해는 ‘중모7003’이 가장 낮았으며 ‘탐미유채’가 가장 높게 나타났다.

단수수[Sorghum bicolor (L)]는 당류가 풍부한 사탕수수, 사탕무와 같은 주요 바이오연료 작물 중의 하나이다. 단수수 착즙액은 단수수 줄기를 압착하여 추출하며 주요 성분는 glucose와 fructose 그리고 sucrose로 구성되어 있다. 에탄올은 효모발효공정을 통하여 단수수 착즙액으로부터 쉽게 생산할 수 있다. 단수수 착즙액은 당류 뿐만 아니라 질소나 인산과 같은 다양한 무기영양원도 함유하고 있어 종균 배지로 활용성이 높다. 상업적인 에탄올 생산 공정에서 종균배양은 중요한 발효공정 중의 하나이며 공정비용 절감 을 위해 최적화된 배지가 필수적이다. 본 연구에서는 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균의 배지로서 단수수 착즙액의 특성을 평가하였다. 단수수착즙액의 발효기질 적합성을 평가하기 위해 YPD 및 억새 당화 액을 비교하여 실험하였으며, YPD배지 중 yeast extract 와 peptone은 각각 5 g/L의 농도로 사용하였다. 각각의 기질들은 당 농도가 2%, 5%, 10%가 함유되도록 제조하여 발효를 통한 균체농도를 측정하였다. 그 결과 YPD와 단수수착즙액을 배지로 사용하였을 때 발효 24시간 후에 최대 2.5 x 108 CFU/mL 이상의 균 체농도를 나타내었다. 결과적으로 단수수착즙액은 12시간 발효 후에 1.0 x 108 CFU/mL 균체를 생산하여 섬유질계 바이오에탄올 생산을 위한 종균 배지로서 YPD를 대체하여 사용할 수 있음을 확인하였다.

천연 억새 1년, 2년, 3년생의 화학성분 분석결과 인산은증가하는 반면 칼슘과 칼리는 낮아지는 경향이었고 총 질소는 2년생 억새에서 증가하였고, 총 탄소는 3년생 억새에서 급격히 증가하는 경향으로 버섯배지의 이용성이 높게 평가되었다. 억새의 발효조건은 미강20%를 혼합할 경우 발효는 5일부터 5일간에 지속되고 이때 온도는 50-55oC로 유지되어 고온성 미생물 군이 형성됨을 알 수 있었고 처리효과 구명은 미강20% 첨가발효배지가 무처리억새배지보다 수량이 60% 향상되었다. 느타리봉지재배의억새배지는 포플러톱밥50%의 포플러톱밥 20%를 억새발효배지 20%로 대체한 혼합배지인 포플러톱밥30%, 억새발효배지20%, 비트펄프30%, 면실박20% 배지를 개발하였다.

본 연구는 반추동물의 조사료 자원으로서 거대억새를 개발하기 위한 목적으로 수행되었다. 우리나라에서 새롭게 개발된 품종인 거대억새 1호를 완숙기 이후에 채취하여 in vitro 반추위 발효를 이용해반추위내 pH, 암모니아태 질소, 가스발생량, 휘발성 지방산 생성량 및 건물소화율을 조사하였으며,볏짚과 비교하여 평가하였다. 거대억새는 볏짚에 비하여 유의적으로 높은 반추위내 pH를 나타내었다(p<0.01). 암모니아태 질소의 경우 배양 12시간 이후에는 두 처리구간의 유의적인 차이를 나타내지 않았다 (p>0.05). 배양 6시간 이후 부터는 거대억새의 가스발생량이 볏짚에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다 (p<0.05). 휘발성 지방산 생성량에 있어 acetate, propionate, butyrate, valerate 및 총생상량에서 볏짚이 거대억새보다 높게 나타났다. 그러나 iso-butyrate와 iso-valerate에서는 두 조사료원별 차이는 발견되지 않았다. 건물소화율에 있어 배양 12~24시간 사이의 거대억새 소화율이 볏짚에 비하여 유의적으로 나타났다. 결론적으로 거대억새의 이용성은 볏짚의 약 80% 수준인 것으로 나타났다.

국외에서 수집된 단수수 유전자원 100품종을 대상으로 주요형질변이를 탐색하여 우리나라에 알맞은 품종을 선정하고 아울러 육종에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주요 실용형질의 평균치는 간장 217 cm, 수장 23 cm, 절수 10.5개, 경태 17 mm, 생체수량 36 t ha−1, 출수소요일수 71일이었다. 2. 에탄올 생산에 크게 영향을 미치는 당도 범위는 3.8-20.8 Brix였고, 평균은 12.5 Brix였으며, 20 Brix를 초과하는 고당도인 “Early Folger”과 “Georgia Blue Ribbon” 등 2품종을 선정하였으며 고당도 품종육성에 유망한 유전자원으로 보였다. 3. 건물수량의 범위는 1-44 t ha−1이었고, 평균은 10 t ha−1이었으며, 30 t ha−1을 초과하는 “Sweet open burku head”, “Tinkish”, “MN 2162” 등 3품종을 선정하였으며 셀룰로오스계 바이오에탄올 생산에 유망한 유전자원으로 기대되었다. 4. 주요 형질간의 상관관계는 간장과 절수, 경태, 생체수량,건물수량, 출수소요일수 간에, 당도와 출수소요일수 간에 고도의 유의성이 인정되는 정의 상관을 보였다. 5. 절수는 간장, 경태, 생체수량, 건물수량 및 출수소요일수간에 그리고 출수소요일수는 수장을 제외한 다른 모든 특성들과 고도의 정의 상관을 보였다.

지구온난화와 화석연료의 고갈이라는 심각한 위기 속에 세계 모든 나라들이 탄소배출 감소와 대체에너지 확보방안 마련에 노력하고 있다. 스웨덴은 자연자원 특히 산림자원을 이용한 바이오에너지 생산에 모범을 보이는 나라이다. 해외에너지의존도가 과거 70%가 넘는 수준에서 30% 미만으로 낮출 수있었던 그들의 성공요인을 분석하여 국내 바이오에너지 산업화 활용자료로 이용하고자 한다. 1. 스웨덴의 바이오에너지 정책은 1997년 처음 입안되어 대폭적인 예산지원과 바이오에너지 지원체제가 구축되었다. 전기인증제, 세금면제, 특별자금지원(연구개발 및 산업화) 등 다양한 형태로 건강과 환경, 기후에 미치는 영향은 최소화하면서 저비용으로 에너지를 생산하고 효율적으로 소비하는 정책을 성공적으로 만들어냈다. 2. 바이오에너지 개발을 위해 스웨덴은 면세, 세금부과 등의방법을 적절히 부과하였는데 기존의 에너지 자원에 대한 세금부과, 바이오매스, 풍력, 수력발전으로부터 생산되는 에너지에대한 면세 또는 보조금 지급 등 다양한 혜택을 주고 있다. 3. 스웨덴은 국가 전체적으로 막대한 산림을 이용해 생산된바이오매스를 화력발전시스템으로 전기, 난방 등의 에너지를만들어 공급하는 저비용 고효율 시스템이 잘 정착되어있다. ENKöPING이라는 회사의 우드칩(woodchips, sawdust(톱밥), willow(버드나무), bark)을 이용한 난방과 전기 생산으로 인구 2~3만의 조그만 시의 에너지 자립도를 이룬 지역난방 모범사례가 된다. 4. 스웨덴의 대학, 연구소에서는 버드나무류로 대표되는 관목의 우수품종 개발, 파종, 수확, 잡초방제 등에 대한 재배기술이 개발하여 자연자원뿐만 아니라 바이오매스의 농업적 생산에도 성과를 보이고 있으며 여기서 생산된 단기순환 관목의 용도를 다양화하여 수익 창출에도 연구노력을 하고 있다.

The purpose of this study was to investigate the effects of dietary purple sweet potato(Ipomoea batatas) powder on serum lipid levels and antioxidative enzymes in normal and pretective effect on hepatotoxicity rats induced by carbon tetrachlolide. Four groups of rats (3-week-old inbred Sprague-Dawley male rats) were normal rats fed control diet(C), induced hepatotoxicity rats fed control diet(EC), normal rats fed purple sweet potato diet(P), and induced hepatotoxicity rats fed purple potato sweet diet(EP). Rats were induced by single injection of 50% carbon tetrachlolide(0.1 mL/100 g B.W., i.p.). The rats were fed ad libitum each of the experimental diet for 5 weeks. After 5 weeks the rats were sacrificed and activities of antioxidant enzymes and lipid peroxidation products were determined in their liver homogenates. But serum concentrations of lipid was not significant in all groups. Serum alanine aminotransferase(ALT/GPT) and aspartate aminotransferase(AST/GOT) of the EC and EP groups were heigher than the C and P groups. The hepatic glucose 6-phosphatase(G6Pase) activity of the group fed purple potato diet(P) was lower than the other groups(p<0.05). However, The glutathione peroxidase(GPx) activities was not statistically different between the groups. Renal glutathione S-transferase(GST) activity of the EC and EP groups were lower than the C and P groups(p<0.05). In conclusion, these results suggest that purple sweet potato is believed to be possible protective effect on hepatotoxicity rats induced by carbon tetrachlolide.

본 연구는 바이오에너지용 이질 3배체 억새(Miscanthus x giganteus) 품종육성 위한 교배재료인 물억새(M. sacchariflorus) 와 참억새(M. sinensis) 출수기 단축과 단교배 조건을 구명하기 위해 수행하였다. 물억새와 참억새를 12시간 일장, 자연일장 조건에서 재배하여 출수기 단축에 미치는 단일효과를 조사하였다. 출수기에 일중 화분 발아시간, 절단한 화분친 이삭 활력 유지 및 격리방법 등 단교배 조건을 구명하여 이를 활용한 억새의 자가수정 여부를 조사하고 시험교배를 실시하였다. 참억새와 물억새 모두 12시간 일장의 단일조건에서 재배한 것이 자연일장에 재배한 것에 비해 출수 소요일수가 단축되었다. 화분 발아 시간은 물억새는 오전 6시에 왕성하였으나 시간이 경과할수록 발아율이 낮아져 오전 8시에는 10% 이하만 발아하였다. 참억새 화분은 오전 7시에 50% 이상이 발아하였고 그 이후로 낮아졌다. 화분친인 참억새 이삭을 절단하여, 절화 보존액에 꽂아 백색 부직포로 격리하였을 때 절화 보존액량이 많을수록 활력 유지 일수가 증가하여 150 mL에서 물억새, 참억새 모두 7일간 개화 및 화분 비산을 지속하였다. 이 때 화분 발아율은 참억새와 물억새 모두 4일까지 40%를 유지하였다. 참억새와 물억새는 자가수정율이 2.5% 이하로 낮고, 자연교잡 임실율은 출수기가 빠른 유전 자원에서 54.4%까지 높았다. 억새 종간교배 방법 효과 확인을 위해 물억새 4배체와 참억새 2배체 간 14조합 시험교배 결과 총 437립의 교배종자를 얻었다. 본 연구로 도출된 억새 종간 단교배 방법은 우수한 종자친과 화분친으로 교배종자를 얻을 수 있어 향후 바이오매스 수량이 많으면서, 종자가 맺히지 않은 이질 3배체 품종육성에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

The cultivation area of rapeseed (Brassica napus L.) has been increased for oil production and landscaping purpose in Korea. However, as the color of rapeseed flower is very simple, diversified flower color is necessary to improve landscape effect. Interspecific and intergeneric crosses between rapeseed (Brassica napus) and three Cruciferae crops were performed in order to grow diverse flower color of rapeseed. The silique formation rate of interspecific cross rapeseed with cabbage (B. oleracea L) was relatively high (65.8%) and higher than intergeneric cross with rapeseed and radish (Raphanus sativus L.), rapeseed and Orychophragmus, respectively. During silique developing period after artificial pollination, there were many siliques without seeds due to the failure of fertilization. The average number of seed per silique obtained from cross rapeseed and cabbage, rapeseed and radish, rapeseed and O. violaceus were 0.12, 0.4 and 0.12, respectively. The phenotypes of F1 hybrid plants from cross rapeseed and Cruciferae crops were mostly similar to maternal line, but leaf length and leaf width were increased. The interspecific cross of rapeseed and cabbage generated ivory color of flower which is the medium color of parents, and intergeneric cross of rapeseed and O. violaceus created entities with larger flowers which seems to enhance landscape effect. The fatty acid composition of most hybrid seeds intermediated of the two parents for oleic acid, linoleic acid and linolenic acid, content. Whereas hybrid of rapeseed and radish produced less erucic acid than radish parent.