만성 상처, 특히 다제내성 세균 감염으로 복잡한 상처는 임상적 상처 관리에서 지속적인 도전 과제이다. 자연 유 래 생체 고분자인 키토산은 고유한 항균 활성, 생체 적합성 및 필름 형성 특성으로 주목받고 있다. 그러나 단독 사용은 기계 적 강도가 낮고 약물 보유가 짧기 때문에 제한적이다. 이 총설에서는 은 나노입자(AgNPs), 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 셀룰로오스 나노섬유(cellulose nanofibers, CNF) 및 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)를 포함하는 시스템을 중심 으로 키토산 기반 복합막의 최근 발전을 살펴본다. 이러한 복합막은 항균 효능, 기계적 내구성 및 조절된 약물 방출을 향상시 켜 막 성능을 향상시킨다. 이러한 다기능 막의 물리화학적 특성, 항균 결과, 세포 적합성 및 치료 잠재력을 비판적으로 평가 하여 차세대 상처 드레싱 개발에 대한 가능성을 강조한다.

In this study, the expression of genes related to fruit ripening was investigated using realtime PCR. The study aimed to determine the effective conditions of calcium compounds (Calcium citrate, calcium chloride, calcium nitrate, GH-Ca, OS-Ca) and chitosan treatment to extend the shelf-life in the ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach fruits. In this study, in the ‘Kumhong’ and ‘Madoka’ fruits, the expression of genes related to cell wall degradation, pectin lyase (PL), polygalacturonase (PG), and pectin methylesterase (PME), was inhibited by calcium, chitosan, or a mixture (Chitosan+CaCl2) treatment. In ‘Madoka’ peach, although the expression of the PG gene was suppressed at pre-harvest Ca and chitosan treatment, the expression of the PL gene was induced at pre- and post-harvest Ca and chitosan treatment compared to the control. The spray of calcium, chitosan itself, or a mixture (Chitosan+ CaCl2) on the trees at the ripening stage and harvested fruits can extend the shelf-life by suppressing the expression of cell wall degrading enzymes genes (PL, PG, PME) in ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach tree. These results provide valuable information for the development of technology for the extension of the shelf-life of peach and nectarine fruits.

기존에는 생산되는 키틴과 키토산의 대부분이 게, 새우등 갑각류 껍질에서 유래하였다. 하지만 어업에 의존하 는 기존 갑각류 비해 친환경적이며 품질 유지에 이점을 가지는 곤충으로부터 유래한 키틴이 최근 주목 받기 시작 하며 연구가 활발해지고 있다. 이에 키토산이 남조류의 응집을 통해 녹조 제거 효과를 가지며 기존에 녹조를 억제하기 위해 널리 사용되던 살조제들이 독성을 띠어 환경에 악영향을 미치는 문제를 해결할 수 있다는 연구를 참고하여 매미 탈피각으로부터 추출한 키토산을 녹조 방제에 활용해 보고자 하였다. 매미 탈피각으로부터 키토 산을 추출하고 대표적인 녹조 원인종인 Microcystis aeruginosa 배양 후 추출한 키토산을 처리하여 녹조의 응집 효과를 관찰하였다. 본 연구에서 새로운 키토산 추출 원으로서 매미 탈피각의 가능성을 제시하였으며 이를 녹조 방제에 활용함으로써 버려지는 자원인 매미 탈피각의 활용 방안을 제시하였다.

본 연구에서는, 주위 산도나 근적외선과 같은 외부에서 주어지는 자극에 의하여 내부 탑재 약물의 방출을 조절할 수 있는, 자극 응답성 키토산(Cs) 하이드로겔를 합성하고 그것의 특성과 성능을 조사하였다. 우선 Cs와 carbic anhydride의 개 환반응에 의하여 노르보닐(Nb) 작용기가 도입된 Cs 유도체(Cs-Nb) 를 합성하였으며, methyltetrazine-amine과 selenolactone의 반응에 의하여 테트라진 (Tz) 작용기가 양 말단에 도입된 가교제(Se-Tz)를 합성하였다. Cs-Se 하 이드로겔은 CS-Nb와 Se-Tz 사이의 클릭반응에 의하여 빠르게 형성할 수 있었으며, Nb/Tz 반응 몰비 변화로서 가교도를 조절하였다. 하이드로겔의 가교도와 용액의 산도가 낮을수록 하이드로겔의 팽윤도가 높아졌으며, 하이드로겔의 내부구조가 다공성을 가짐을 SEM 단면 분석 결과 확인할 수 있었다. Ciprofloxacin hydrochloride monohydrate 약물을 탑재한 하이드로겔은 pH 5.2의 PBS용액에서 pH 3.7에 비하여 높은 약물 방출을 나타내었다. 또한 근적외선 조사에 의하여 약물 방출을 빠르게 유도할 수 있었다.

Chitosan, natural organic polymer, has been applied in water treatment as adsorbent due to non-toxic for human being. The amino group as functional group, can interacts with cation and anion at the same time. The prepared chitosan bead (HCB) was crosslinked to increase chemical stability (HCB-G) and both HCB and HCB-G were prepared to increase physical strength by drying referred to DCB and DCB-G, respectively. The adsorption effect for crosslinking and drying for four types of chitosan bead was tested using pseudo fist order (PFO), pseudo second order (PSO), and intraparticle diffusion model (ID). Regardless of PFO and PSO, the order of K, rate constant, is as followed: HCB > HCB-G > DCB > DCB-G for Cu(II) and phosphate. Drying leading to contraction of bead significantly reduced adsorption rate due to reduce the porosity of chitosan. In addition, crosslingking also negatively effect on adsorption rate. When compared with Cu(II) using hydrogel bead, phosphate showed higher value than Cu(II) for PFO and PSO. The application of ID showed that both hydrogel beads (HCB and HCB-G) obtained a very low R2 ranging to 0.37 to 0.81, while R2 can be obtained to over 0.9 for DCB and DCB-G, indicting ID is appropriate for low adsorption rate.

2 (Langmuir, Freundlich, Elovich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich) and 3 (Sips and Redlich-Peterson)-parameter isotherm models were applied to evaluated for the applicability of adsorption of Cu(II) and/or phosphate isotherm using chitosan bead. Non-linear and linear isotherm adsorption were also compared on each parameter with coefficient of determination (R2). Among 2-parameter isotherms, non-linear Langmuir and Freundlich isotherm showed relatively higher R2 and appropriate maximum uptake (qm) than other isotherm equation although linear Dubinin-Radushkevich obtained highest R2. 3-parameter isotherm model demonstrated more reasonable and accuracy results than 2-parmeter isotherm in both non-linear and linear due to the addition of one parameter. The linearization for all of isotherm equation did not increase the applicability of adsorption models when error experiment data was included.

간장게장은 우리나라 전통 식품 중의 하나로 생 꽃게를 세척한 후 간장소스를 첨가하고 저온에서 숙성시켜 포장 하여 상업적으로 판매하고 있다. 하지만, 간장게장 제조 특성 상 열처리를 하지 않기 때문에, 간장게장의 미생물학적 품질을 유지하는데 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 원물 꽃게의 초기 미생물 저감화를 위해 여러 살균세척제의 효능을 비교하고 저장 중 간장게장 제품의 미생물학적 품질을 유지하기 위해 키토산의 항균 효능을 평가하였다. 먼저, 상온에서 생 꽃게를 염소수(50 mg/L), 과초산(40 mg/L), acetic acid (5%), lactic acid(5%)에 각각 10분간 침지시켜 일반세균수를 분석하였다. 결과를 살펴보면, 여러 살균세척제 중 5% acetic acid 세척이 생 꽃게에 존재하는 일반세균수를 약 1.5 log CFU/g까지 감소시켜 가장 효과적인 것으로 나타났다. 키토산 효능을 평가하기 위해 현재 상업적으로 제조되고 있는 간장게장(방법 1; 전해수 세척), 5% acetic acid로만 세척된 꽃게(방법 2), 5% acetic acid로 세척된 꽃게에 0.5%(방법 3)와 1%(방법 4)의 수용성 키토산이 첨가된 간장으로 제조된 간장게장을 각각 4oC와 12oC에서 최대 30일까지 저장하면서 일반세균수, 대장균군 및 대장균수를 측정하였다. 12oC에서 저장된 간장게장의 일반세균 수는 7일이 지났을 때 약 8 log CFU/g까지 증가하였다. 4oC의 경우, 1% 키토산이 첨가된 군(방법 4)에서 20 일 동안 약 2.9 log CFU/g까지만 증가한 것으로 나타나 키 토산 무첨가군(방법 1과2)과 0.5% 첨가군(방법 3)(4.2~4.5 log CFU/g)에 비하여 훨씬 효과적이었다. 본 결과에 따라, 생 꽃게를 5% acetic acid로 세척한 후 간장게장에 1% 키토산을 첨가하여 냉장온도에서 저장한다면 간장게장 제품의 미생물학적 품질 향상에 큰 도움이 될 것으로 여겨진다.

Batch adsorption tests were performed to evaluate the applicability of adsorption kinetic model by using hydrogel chitosan bead crosslinked with glutaraldehyde (HCB-G) for Cu(II) as cation and/or phosphate as anion. Pseudo first and second order model were applied to determine the sorption kinetic property and intraparticle and Boyd equation were used to predict the diffusion of Cu(II) and phosphate at pore and boundary-layer, respectively. According to the value of theoretical and experimental uptake of Cu(II) and phosphate, pseudo second order is more suitable. On comparison with the value of adsorption rate constant (k), phosphate kinetic was 2-4 times faster than that of Cu(II) at any experimental condition indicating the electrostatic interaction between NH3 + and phosphate is dominated at the presence of single component. However, when Cu(II) and phosphate simultaneously exist, the value of k for phosphate was sharply decreased and then the difference was not significant. Both diffusion models confirmed that the sorption rate was controlled by film mass transfer at the beginning time (t < 3 hr) and pore diffusion at next time section (t > 6 hr).