2021년 기준 4,339개소의 공공하수처리시설에서 발생하는 하수찌꺼기는 년간 4,271,110톤으로 하수처리장 신·증설 등으로 인해 매년 증가하고 있다. 하수찌꺼기 등 유기성폐자원의 처리를 위해서 퇴비화, 혐기성 소화, 열분해, 소각, 매립 등 다양한 방법이 적용되고 있다. 특히 혐기성 소화는 잔류고형물 저감, 자본비와 운영비 절감, 바이오에너지 생산 및 환경에 대한 영향 최소화 등의 장점을 지니고 있어 실행 가능한 방법 중의 하나로 간주되고 있다. 그러나 하수찌꺼기 등과 같이 고형물을 함유한 유기성폐자원의 혐기성 소화 시 가수분해 반응은 율속단계로 알려져 있다. 따라서 혐기성 소화 시 가수분해 효율을 증진하기 위하여 초음파, 마이크로웨이브, 화학적 전처리, 열가수분해 등의 방법이 적용되고 있다. 특히 열가수분해의 경우 지난 20년간 관련 연구가 꾸준히 이루어져 많은 수의 실 규모 시설이 현장에 적용되었다. 그럼에도 불구하고 높은 에너지 소비, 혐기성 소화 저해물질 생성 및 색도로 인한 자외선 소독 효율 저감 등으로 인해 아직도 관련 연구가 지속적으로 진행 중이다 따라서 본 논문에서는 하수찌꺼기의 안정화와 혐기성 소화조의 효율 향상을 위해 가용화 기술 중 대표적이고 상용화가 가장 많이 이루어진 열가수분해에 대해 고찰하고자 한다. 특히 하수처리시설에서 열가수분해와 혐기성 소화조를 연계 하는 경우 예상되는 문제점과 해결방안에 대한 제시를 통해 혐기성 소화조의 안정성 및 메탄 발생량 향상, 하수처리시설 찌꺼기의 효율적 저감 및 에너지 자립화에 기여하고자 한다.

In a previous study, we fractionated crude polysaccharide (AME-CP) with macrophage-stimulating activity from a hot-water extract (AME) of Astragalus membranaceus. AME-CP contained glucose (Glc) as a main component sugar, suggesting that it might be rich in starch-like compounds (SLC). To enhance the immunostimulating activity of AME-CP by pruning SLC rarely known to contribute to activity, hydrolysate (AME-SH) was prepared by digesting with starch-related enzymes, including α-amylase and amyloglucosidase. AME-SH was found to contain substances with molecular weights ranging from 3.9 to 84.4 kDa. These substances were primarily composed of galactose, galacturonic acid, Glc, arabinose, rhamnose, and mannose. AME-SH significantly enhanced the production of macrophage-stimulating factors, including nitric oxide (NO), interleukin (IL)-6, and IL-12, in RAW 264.7 cells compared to AME-CP. Treatment of splenocytes isolated from C3H/HeN mice with AME-SH not only promoted IL-6 secretion, but also induced mitogenic activity. In addition, AME-SH promoted the secretion of hematopoietic growth factors including IL-6 and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in Peyer's patch (PP) cells and stimulated bone marrow cell proliferation through these PP cells. In conclusion, hydrolysate (AME-SH) digested from AME-CP with starch-related enzymes could be used as a potential immunostimulant.

This study investigated the impact of hydrolyzed plant proteins on the physical, thermal, and rheological properties of rice flour (RF) for protein fortification for the elderly and general food systems. Faba bean protein concentrate and chickpea flour were first treated with polysaccharide hydrolyzed enzymes (control; CTFP and CTCF, respectively) and subsequentially with protease hydrolyzed enzymes (hydrolyzed protein material; HZFP and HZCF, respectively). The addition of CTFP and HZFP enhanced the swelling power of RF, whereas the CTCF and HZCF exhibited the opposite trends. Adding all controls and hydrolyzed protein materials to RF increased the solubility and gelatinization temperature and decreased the gelatinization enthalpy. The HZFP addition successfully developed the pasting viscosity of RF, whereas the others did not. The RF-HZFP mixture had a higher peak viscosity than RF but lower trough, breakdown, final, and setback viscosities. These findings suggest that the controls and hydrolyzed protein materials studied here could be used as sources for protein fortification of foods, particularly for the elderly, with minimal changes in textural and rheological characteristics, thereby contributing to the development of nutritious and palatable food products.

The object of this study is to feasibility assesment for co-digestion efficiency of food waste recycling wastewater(FWR) with thermal hydrolysis process dehydration cake (THP Sludge). As a result of THP pre-treatment experimental conditions to 160oC and 30 minutes, the solubility rate(conversion rate of TCOD to SCOD) of the THP sludge increased by 34%. And the bio-methane potential in the THP sludge increased by about 1.42 times from 0.230 to 0.328 m3 CH4/kg VS compared to the non-pre-treatment. The substrates of the co-digestion reactor were FWR and THP sludge at a 1:1 ratio. Whereas, only FWR was used as a substrate in the digestion reactor as a control group. The experimental conditions are 28.5 days of hydraulic retention time(HRT) and 3.5 kg VS/m3-day of organic loading rate(OLR). During the 120 days operation period, the co-digestion reactor was able to operate stably in terms of water quality and methane production, but the FWR digestion reactor deteriorated after 90 days, and methane production decreased to 0.233 m3 CH4/kg VS, which is 67% of normal condition. After 120 days of the experiment, organic loading rate(OLR) of co-digestion reactor was gradually increased to 4.5 kg VS/m3-day and operated for 80 days. Methane production during 80 days was evaluated to be good at the level of 0.349 m3 CH4/kg VS. As a result of evaluating the dehydration efficiency of the sludge before/after 150-180oC THP using a filter press, it was confirmed that the moisture content of the sludge treated before THP at 180oC was 75% and improved by 8% from 83-85% level. Therefore, it is expected that the co-digestion reactor of FWR and THP sludge will ensure stable treatment water quality and increase bio-methane production and reduction effect of dehydration sludge volume.

In this study, newly improved Ferron assay test haved on timed spectrometry was used for the determination of hyolrolytic Al species presented in PACl coagulant. The color development reagent ferron was prepared by using conventional method and two newly developed methods. Then the ferron assay test was used to compare and analyze the distribution of Al(III) hydrolyzed species presented in the prepared PACl and alum. The preparing method of reagent A required an aging period of 7 days by adding a hydroxylamine hydroxide and a 1,10-phenanthroline monohydrate reagent, whereas the preparing method of reagent B was used as a coloring agent immediately without aging time. The regression analysis between UV absorbance and Al concentrations of conventional method and newly developed method of ferron reagents in low-concentration aluminum solutions and high-concentration aluminum solutions, showed the correlation coefficients of 0.999 or higher, as showing high correlations of conventional method and newly developed method. Applying Ferron assay test, Al species in the PACls and alum were classified as Ala(monomeric Al), Alb (polymeric Al), and Alc (colloidal and precipitated Al). Distribution of Al(III) hydrolyzed species according to the preparation of ferron colorimetric reagents was similar.

본 연구에서는 백삼 및 홍삼 추출물과 그 효소 가수 분해물을 제조하고 이를 첨가하여 제조된 양갱의 항산화 활성 및 품질 특성을 조사하였다. 백삼과 홍삼 추출물의 효소 가수분해를 위해서는 Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC를 선정하였다. Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC로 가수분해 한 백삼과 홍삼에서는 효소반응 전에는 검출되지 않았던 ginsenoside F2와 Compound K (CK)가 검출되었으며 특히 홍삼의 2차 효소 반응군에서 CK의 함량이 가장 높았다. 효소 가수분해 전 또는 후의 백삼 및 홍삼을 함유한 양갱을 제조한 후 폴리페놀 함량, 항산화 능력을 분석한 결과 백삼 및 홍삼을 함유하지 않은 양갱(대조군)에 비해 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, FRAP 분석 결과 모두 우수하였으며, 첨가한 백삼 및 홍삼에 효소반응을 진행할수록 유의적으로 항산화 활성이 증가하였다(P<0.05). 밝기 (L*)는 무첨가 양갱(대조군)이, 적색도(a*)는 홍삼양갱(RG) 이, 황색도(b*)는 백삼양갱(WG)이 높게 나타났고, 조직감 은 홍삼 첨가 후 2차 가수분해까지 진행한 양갱(RG-T2) 이 강도(hardness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess) 모두 유의하게 높은 결과를 나타내었다(P<0.05). 결론적으로, 백삼 또는 홍삼 추출물에 Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC를 처리하면 진세노사이드 탈당화에 매우 유용하여 생리활성이 우수한 CK를 생산할 수 있으며, 효소로 가수분해 된 백삼 및 홍삼을 첨가한 양갱은 대조군(인삼 무첨가 양갱) 에 비해 총 폴리페놀과 항산화 활성을 유의하게 증가시킨다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 향후 기능성 양갱 제조에 우수한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

본 연구에서는 분리대두단백 효소가수분해물(eHISP)의 짠맛 증진 효과를 알아보기 위하여 된장국과 숙주나물 무침 내 소금의 양을 일정하게 하고 eHISP의 첨가량을 달리 하여 짠맛의 강도 평가와 전반적인 기호도의 차이를 비교 하였다. 된장국의 모든 시료의 NaCl 함량을 0.7%로 동일하게 한 후 대조구와 eHISP 첨가구간의 짠맛증진효과를 평가한 결과, 0.1%, 0.5%, 1.0%, 1.5% 첨가구에서 각각 21%, 49%, 61%, 70%의 짠맛상승 효과가 있는 것으로 나타났으며, 기호도는 0.5%까지는 증가하고 이후 eHISP의 첨가량이 증가하면서 점차 낮게 평가되었다. 숙주나물 무침도 모든 시료의 NaCl의 농도를 0.7%가 되도록 하였으며, eHISP의 첨가량을 0.1%, 0.5%, 1.0%, 1.5%로 하였을 때 짠맛 증진 효과는 3%, 10%, 20%, 23%로 나타났다. 숙주 나물무침의 기호도는 1.0%에서 가장 높게 나타났다. eHISP의 첨가량이 증가할수록 된장국과 숙주나물의 명도 값은 감소하였으며, 적색도와 황색도는 감소하는 경향을 나타냈다.

천연물 유래 저분자 펩타이드들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 연산오계육 단백질을 상업용 프로티아제(alcalase, bromelain, flavourzyme, neutrase, papain, protamex)를 이용하여 저분자 펩타이드를 생산하고 항산화 활성(DPPH 소거능, 슈퍼옥사이드 라디칼 소거능, 하이드록시 라디칼 소거능 및 금속 킬레이션 능력), 펩타이드의 구성 아미노산 및 분자량을 분석하였다. 효소반응은 효소반응기에 다진 오계육 슬러리 50 g 와 단백질 효소 2%(w/v)를 넣고 pH6 와 온도 60℃ 조건에서 2시간 반응을 하였다. 반응 후 가수분해 도(%)의 범위는 36.65±4.10%에서 70.75±5.29% 사이의 범위를 보여주었는데 protamex의 가수분해도는 46.3%로 가장 높았으며, papain hydrolysate가 70.75±5.29%로 가장 높은 값을 보여주었으며, 반면에 alcalase hydrolysate가 36.65±4.10%로 가장 낮은 값을 보여주었다. DPPH 라디칼 소거능은 bromelain 처리 저분자 펩타이드가 가장 높게 나타났고, alcalase 처리 펩타이드에서 소거능이 가장 낮게 나타났다. 슈퍼옥사이드 라디칼 소거능 역시 bromelain 처리 저분자 펩타이드가 50% 이상의 가장 높은 라디칼 소거능을 보여주었다. 하이드록시 라디칼 소거능은 약 16.73에서 69.16% 사이의 분포를 보여 주었는데 bromelain 처리 저분자 펩타이드에서 가장 높게 나타났다. Fe2+ 킬레이션 능력은 약 17.85에서 47.84% 사이의 분포를 보여 주었다. hydrolysate들의 킬레이션 능력은 사용 효소들에 상관없이 큰 차이점이 없었다. 아미노산의 분석결과 alcalase, bromelain, flavourzyme, neutrase, papain, protamex 효소 가수분해 시켰을 때 차이점을 보여 주었고 가장 많은 아미노산은 glutamic acid이었다. 효소 hydrolysate들의 분자량의 분포는 처리 효소에 따라 분자량의 분포가 다르게 나타났지만 300-2,000 Da 범위에 있었다.

Recently, health concerns related to NaCl overconsumption have led to an increased demand for sodium-reduced foods. The purpose of this research is to investigate the possibility of using enzymatically hydrolyzed isolated soybean protein (eHISP) to reduce the level of salt in salad dressing. The intensity of the salty taste enhancing effect was 31%, 29%, 43%, and 52% in the samples with 0.1%, 0.5%, 1.0%, and 1.5% eHISP added, respectively. There are significant differences between the control and samples (p<0.05). The overall acceptability was increased as the amount of added eHISP was increased when eHISP was 1.0%. However, it was lower when 1.5% eHISP was added. The pH of salad dressing was increased as the eHISP addition was increased. The results showed that the addition of eHISP to a salad dressing significantly enhances its salty taste effect.

The aim of this study is to investigate the relationship between the sensory characteristics and protein concentration of enzymatically hydrolyzed isolated soy protein. As a result of QDA, 34 attribute descriptors were developed. According to the results of the flavor profile, the strengths of most color and tastes except sourness were evaluated before activated carbon treatment sample. Principal component analysis (PCA) was performed to summarize the relationship between attributes and samples. The result of PCA was 56.35% (F1) and 35.05% (F2), having explained 94.13% in total variablility. In case of the untreated sample of active carbon, it was located in the first quadrant and correlated with color, flavor, a slightly salty taste, and a slightly bitter taste. It also showed high correlation with meju taste. The activated carbon treatment samples were located in the second quadrant and correlated with delicate taste, slight saltiness, sourness, and umami, having high correlation with burned rice.

아메리슘(Am)은 사용후핵연료의 장기 방사성 독성에 크게 영향을 주기 때문에 고준위 방사성 폐기물 처분의 장기 안전성 평가에 필수적으로 고려되어야 할 원소이다. 분광학적 방법을 이용한 일부 악티나이드 원소의 화학반응 연구가 활발히 진행되고 있는 반면, 아메리슘에 대한 연구는 아직까지 미비한 상황이다. 이 연구에서는 고순도의 시료를 필요로 하는 화학반응 연구를 위하여 241Am 시료를 정제한 후, 액체섬광계수기와 감마선 및 알파선 스펙트럼을 이용하여 정량과 정성분석을 하였다. 액체 광도파 모세관 셀을 이용한 고감도의 UV-Vis 흡수 분광학과 시간분해 레이저 형광 분광학을 이용하여 Am(Ⅲ) 가수분해물과 옥살레이트(oxalate, Ox) 착물반응을 조사하였다. 산성조건에서 Am3+은 503 nm에서 최대 흡수봉우리를 보이며, 몰흡광계수는 424 ± 8 cm-1·M-1임을 확인하였다. 중성 이상의 pH 조건에서 형성되는 Am(OH)3(s) 콜로이드 입자에서는 506-507 nm 파장에서 최대 흡수봉우리가 관측되었다. Am(Ox)3 3- 착물은 Am3+에 비교하여 흡수 및 발광스펙트럼이 각 각 4와 5 nm정도 장파장으로 이동하였고 몰흡광계수와 발광세기도 크게 증가하였다. Am(Ox)3 3-의 발광수명은 23에서 56 ns으로 증가하였고 이는 Am(Ⅲ)의 내부권에 결합하고 있던 약 여섯 개의 물분자가 옥살레이트의 카르복실기로 치환되었음을 의미한다. 이 결과로부터 Am(Ox)3 3-은 각 옥살레이트 리간드가 두 자리 결합(bidentate)을 하고 있다는 것을 제안하였다.

본 연구에서는 나노버블수로 재배한 새싹인삼(NB-4)과 일반수로 4개월간 재배한 새싹인삼(NA-4)의 이화학적 차이와 조사포닌 및 진세노사이드의 함량을 비교하여 나노버블수로 재배한 새싹인삼의 우수성을 확인하였다. 또한 NB-4 새싹인삼의 상업적 적용 가능성에 대한 기초자료를 확보하고자 시판 효소 3종으로 가수분해하여 이화학적 특성 및 항산화 활성을 비교 하였다. 생장 특성에서는 NB-4 새싹인삼이 NA-4 새싹인삼에 비해 길이나 굵기 면에서 더 높은 생육 증진 효과가 확인되었다. 잎과 뿌리 모두에서 회분과 조지방 함량은 시료간에 유의적인 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 NB-4 새싹인삼에서 더 높았으며, 총 진세노사이드 함량은 NA-4가 더 높았는데 특히 잎에서의 Rb2 함량은 NB-4 새싹인삼에 더 높았다. 총 페놀화합물의 함량은 NB-4의 잎과 NA-4의 뿌리에서 유의적으로 높은 함량이었고, 플라보노이드는 잎에서만 검출되었으며, NB-4와 NA-4 간에는 유의적인 차이가 없었다. 상대적으로 조사포닌 함량이 높았던 NB-4를 viscozyme, cellulast 및 fungamyl 각각으로 가수분해 한 결과 viscozyme으로 가수분해 했을 때, pH는 가장 낮고, 산도, 환원당 함량과 총 페놀화합물의 함량은 가장 높았다. 효소 분해물의 항산화 효능을 DPPH와 ABTS 라디칼소거능으로 평가한 결과 각각 viscozyme과 fungamyl 분해물의 항산화 활성이 우수한 것으로 확인되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 나노버블수로 재배한 새싹인삼에서 사포닌함량이 더 높으며, 효소분해물 제조시는 적용되는 효소에 따라 항산화 활성을 높일 수 있으므로 액상 추출물의 제조에는 효소의 적용이 적합한 것으로 판단된다.

수산화인회석은 생체적합성이 뛰어나기 때문에 생체재료로 사용되고 있다. 본 연구에서는 온도, 농도, pH를 조절하여 인산수소칼슘 중간체의 가수분해반응을 통해 c면이 배향된 수산화인회석을 합성하였다. 염기조건에서 전구체의 농도가 낮을 경우 막대 형태의 수산화인회석 결정이 모여 불규칙한 형태의 입자를 만들었고 농도가 높을 경우 수산화인회석결정의 c면이 노출된 판 형태의 입자를 만들었으며 이에 따라 입자의 제타전위 차가 3 mV가 되었다. 생성물의 물리화학적 특성은 XRD, SEM, FT-IR, 제타전위측정기를 통해 평가하였다.

연료 전지 구동 시 전기화학적 활성은 촉매와 연료, 전해질이 만나는 삼상계면에서 일어나며 연료전지의 성능은 이 삼상계면의 수에 영향을 받는다. 인산이 도핑된 Polybenzimidazole (PA-doped PBI)을 기반으로 한 고온 고분자 전해질막 연료전지 (HT-PEMFC)의 경우 막 내의 인산이 전해질의 역할을 하며 삼상계면 및 연료전지의 성능에 영향을 끼친다. PBI 막 내의 인산은 고분자 합성 용매인 폴리인산의 가수분해에 의해 생성된다. 본 연구에서는 Sol-Gel 법(Direct casting 법)으로 제조된 PA-doped PBI 막의 가수분해 조건을 달리하여 이에 따른 연료전지의 성능을 비교하여 보았다.