This study was carried out to examine the physical characteristics of bacterial cellulose (BC) and its optimal culture condition using coffee by-products. Recently, recycling resources and employing eco-friendly materials have been raised as significant issues in the food industry. As the coffee industry develops, interests and efforts for recycling coffee wastes are also growing. This study attempted to confirm the production of BC by utilizing spent coffee grounds filtrate as a medium. In order to confirm the optimal culture conditions for BC production, different culture methods, initial pH, culture temperature, and culture period were examined. The optimal pH and temperature were 6.0 and 30oC, and the optimal culture period was 14 days. The cultivated BC was dried by hot air drying, freezedrying, and mold drying, respectively. Then, the properties of the BC films, such as tensile strength, elongation, water-solubility, thickness, and chromaticity were compared. The drying method affected the shape and structure of the final BC films. The production of BC film is expected to expand opportunities for recycling coffee by-products and contribute to solving environmental problems caused by food waste.

The present study was conducted to investigate the effects of feed types (powder vs. pellet) from potato by-product containing glycoalkaloid on rumen fermentation with different rumen pH (low vs. high) using in vitro technique. Rumen fluid was collected from two cannulated Hanwoo heifers before morning feeding (high rumen pH at 6.71) and 3 h after feeding (low rumen pH at 6.20). A 0.5 gram of powder or pellet from potato by-product was incubated in the rumen buffer for 48 h at 39℃. Four replications for each treatment were used along with two blanks. Pellet had higher (p<0.05) the immediately degradable fraction, the fractional degradation rate, and the lag phase than those of powder. However, feed type had no effects on the potentially degradable fraction and the total degradable fraction. In fermentation characteristics, powder had higher (p<0.05) concentrations of ammonia-N, total volatile fatty acid (VFA), and acetate than those of pellet. In addition, a high rumen pH had higher (p<0.05) concentrations of ammonia-N and acetate, but lower (p<0.05) total VFA concentration than those of a low rumen pH. The interaction effects between feed type and rumen pH were found on the total degradable fraction and concentrations of ammonia-N, total VFA, and acetate. The present study concluded that generally feed type had no effects on rumen degradation kinetics, but potato by-product in the powder form is recommended due to produce higher fermentation characteristics than in the pellet form.

본 연구에서는 자원내 포함된 역청의 경질화 과정에서 배출 및 회수되는 가스상 물질 및 고체상 물질을 활용하기 위한 기초 성상이 조사되었다. 이를 위하여 열분해 온도 별 역청성 오일의 전환에 대한 열분해반응 기초특성이 조사되었다. 또한 실험실 규모의 고정층 반응기를 이용하여 반응온도에 따른 가스 및 고체상 분산물의 특성을 조사하였다. 그 결과 550 ℃에서 약 17%의 오일 수율을 얻었으며, 부산물로는 CH4, CaCO3 및 CaO를 회수할 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 마이크로파 저온진공건조 기술을 이용하여 고효율 인삼개발을 하고자 하였다. 홍삼 제조 공정에서 증삼 후 60-70℃에서 24시간 동안 건조하고 다시 40℃에서 72시간동안 건조한 열풍 건 조 홍삼과 증삼 후 마이크로파 저온진공건조기에서 900 watt, 2.45 MHz, 50 mmHg 조건으로 5시간동 안 건조하고 다시 750 mmHg로 2시간동안 건조한 홍삼으로 조직 관찰, 관능평가, 진세노사이드 및 조 사포닌 함량 변화 등을 비교하였다. 그 결과, 마이크로파 저온진공 홍삼은 색도가 밝은 색으로, 표면적 은 다공성 조직으로 변화하였으며, 향미를 높이고 쓴 맛을 크게 감소시킴과 동시에 단 맛을 증가시켜 종합적인 선호도를 높였다. 또한, 단시간에 진세노사이드 Rg1과 Rb1 함량을 열풍 건조 홍삼에 비해 1시 간대에서 약 6배, 8배가 증가되었으나, Rg3 함량에서는 큰 차이가 나타나지 않았다. 마지막으로 조사포 닌 함량은 10-20분대부터 크게 증가하여 이후 지속적으로 높은 함량이 나타났다. 이와 같은 결과를 종 합해보면, 마이크로파 저온진공홍삼은 열풍 건조 홍삼에 비해 다공성 조직 변화를 통해 단시간에 진세노 사이드 및 조사포닌에 대한 추출 수율을 높이고 향미와 식감을 개선시켜 홍삼에 대한 선호도를 높일 수 있음을 확인되었다.

The purpose of this study was to investigate the relationships among recognition, preference, and purchasing characteristics for Changnyeong onions and garlic as well as festival satisfaction among participants at agricultural product festivals in the Changnyeong region. Results showed that festival satisfaction of ‘place of festival’ was highest while ‘convenience facility & event contents’ earned the lowest scores. Most subjects (90.5%) had purchased Changnyeong agricultural and processed products. A major purchasing type was fresh agricultural products (66.7%). The pathways to recognize Changnyeong agricultural products were mostly ‘promotion by related institutions’ (22.0%), ‘family · relatives’ (20.8%), ‘mass media’ (16.6%), and ‘festivals and events’ (16.1%). The most considered factors for purchasing regional products were ‘geographical origin’ and ‘ingredients’. Changnyeong onion showed higher scores for recognition and preference and rate of purchase experience and intention than for garlic. The correlation coefficients of recognition and preference for onion and galic were 0.603 (p<0.001) and 0.598 (p<0.001), respectively. The explanation power (R2) of related variables for purchase of Changnyeong onions was 0.258. The regression coefficients (β) for ‘recognition’, ‘preference’ and ‘convenient facility & event contents’ were positive, whereas the regression coefficient for ‘price’ was negative. Recognition, preference, and convenient facility & event contents with garlic purchase showed a positive relationship (R2=0.253). The most effective promotion method to increase sales of Changnyeong agricultural products was ‘local festivals and events’ (27.8%).

한약추출 부산물의 영양가치 및 사료 가치를 평가하기 위해 in vitro 반추위 분해 시험을 하였다. 시험에 사용한 10가지 한약추출 부산물은 인삼(Ginseng radix alba), 백복령(Hoelen), 감초(Glycyrrhizaeradix), 당귀(Angelicae gigantis radix), 천궁(Cnidii rhizoma), 작약 (Paeoniae radix), 황기 (Astragali radix), 생강(Zingiberis rhizoma crudus), 대추(Ziziphi fructus), 진피(Aurantii nobilis pericarpium)로 한약재 중 빈번하게 사용하는 약재이다. In vitro 시험을 위해 50 mL serum bottle에 혐기상태로 McDougall's buffer와 반추위액을 2:1비율로 15 mL을 넣었다. 한약추출 부산물은 timothy(300 mg)를 기질로 3%, 5% 수준으로 첨가하였다. Serum bottle은 배양 시간대별(6, 12, 24, 48, 및 72 h)로 39℃에서 120 rpm으로 진탕 배양하였다. 총 가스 발생량은 한약추출 부산물 3% 첨가구 에서는 발효 24시간대에서 대조구가 생강(Zingiberis rhizoma crudus)구에 비해 많았으며, 발효 72시간 대에서도 대조구가 가장 많았고, 진피(Aurantii nobilis pericarpium)구에서 적었다(P<0.05). 한약추출부산물 5% 첨가구에서는 48시간대 가스 발생량이 진피(Aurantii nobilis pericarpium)구보다 대조구에서 많았으며, 72시간 발효구에서는 황기(Astragali radix)구에서 가장 적었다(P<0.05). 미생물 성장률은 한약추출 부산물 5% 첨가구의 48시간대를 제외한 모든 배양에서 유의적으로 증가하였다(P<0.05). VFA 농도는 배양시간의 따라 증가되는 경향을 보였으며, 배양 초기(6 h)에서 한약추출 부산물의 총 VFA 농도는 일부 한약추출 부산물 처리(작약, 황기, 진피)를 제외하고 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 위의 결과로 한약추출 부산물은 미생물 성장률 및 발효성상 개선을 증진시킬 수 있으며, 결론적으로 조사료에 대한 한약추출 부산물 5% 대체가 가능할 것으로 예상된다.

본 연구는 한약재 부산물을 조사료 대체 사료원으로서 사용하였을 때 발효기간에 따른 in vitro 발효 특 성을 조사하고자 수행되었다. 처리구는 대조구 (control), 한약재 부산물 20%와 볏짚 80% (T1), 한약재 부산물 40%와 볏짚 60% (T2), 한약재 부산물 50%와 볏짚 50% (T3), 그리고 한약재 부산물 100%와 볏짚 0% (T4)이었으며 3, 6, 9, 12, 24, 36, 48, 및 72h 동안 처리당 3반복으로 in vitro 발효실험을 실 시하였다. 가스 발생량과 건물소화율은 시간이 지남에 따라, 그리고 한약재 부산물의 양이 많아짐에 따라 서 증가하는 경향이었으며, 특히 72시간에 T4가 가장 높았다 (P<0.05). 메탄 발생량 또한 비슷한 결과 로서 시간이 경과하고 한약재 부산물의 양이 많아짐에 따라 지속적으로 증가하였다 (P<0.05). pH는 5.39~6.80의 범위로 첨가량이 높아질 수록 유의적으로 낮아졌다 (P<0.05). 미생물 성장량은 발효 후 시 간이 경과함에 따라서 점차적으로 증가하였고, 첨가구가 control 보다 높았다 (P<0.05). CMCase, Xylanase 및 amylase 효소 활력은 처리구별 특정한 패턴이나 유의적인 차이가 없었다. 본 실험의 결과는 한약재 부산물이 가스발생량, 미생물성장량 및 건물소화율을 높이고 pH를 감소시키는 등의 효과를 주어 반추위 발효의 안정화 및 향상을 꾀할 수 있고, 효소 활력을 높임으로써 사료의 이용효율을 향상시킬 수 있다는 가능성을 보여 주었다

It has been confirmed that some Trihalomethanes (THMs) suspected as carcinogens, can be formed during chlorination for water supply through the reaction of chlorine and humic substances in water. The electrochemical characteristics on activated carbon fiber filter (ACF) electrode were investigated to remove the THMs in the chlorination process of drinking water. The electrochemical removal efficiency depended on the applied voltage and flow rate. In this study, the best result showed that the removal efficiency of THMs was higher than 99%.

철강 생산으로 인하여 부산되는 철강슬래그 역시 계속적으로 증가하여 2018년에 2,423 만톤에 이르고 있으나 고로슬래그를 제외한 철강부산물은 단순매립 등으로 재활용되고 있어 산업부산물의 유효활용을 통한 자원순환형 사회 구축 및 천연자원 고갈방지를 위해서는 다양한 활용기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 한편, 근래 무분별한 해양개발 및 환경오염 등으로 광대한 해양생물의 서식기반이 소실되어 수산자원의 감소현상이 심화되고 있어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 다량 부산되는 복합슬래그를 천연골재 대체재료로 재활용하는 방안 제시와 해수정화가 가능한 친환경 다공질콘크리트의 배합요인별 공학적 특성 및 적용성 검토연구를 수행하였다. 배합요인별 공극률 시험결과 모든 조건에서 오차범위 2.5%이내의 결과를 나타내었다. 압축강도시험결과 최적 혼입률은 복합슬래그골재 30%, 혼입시 가장 우수한 친환경 다공질콘크리트 제조가 가능하였다. 입상인공Zeolite를 혼입함으로서 침지일수 14일에 총질소 및 총인 농도가 36.8∼54.6%까지 감소하여 입상인공제올라이트의 효과를 확인하였다.

탄소기반의 유기화합물로 이루어져 있는 바이오매스(Biomass)는 차세대 에너지원으로서의 역할을 기대하고 있으며 풍부한 부존량과 탄소 중립적인 특징을 가지고 있다. 목질계 바이오매스의 구성성분 중 25~35%를 차지하고 있는 리그닌(Lignin)은 복잡하고 거대한 페놀축합물로 이루어져 있는 풍부한 천연 고분자이다. 본 연구에서는 리그닌을 에너지자원으로서 활용을 극대화하기 위하여 회전로상(Rotating bed) 열분해 공정을 구성하였고, 리그닌을 회전로상 열분해 공정에 적용하기 전에 고정층(Fixed bed) 열분해 실험을 실시하였다. 리그닌의 물리･화학적 특성, 열적특성을 분석하였고, 고정층 열분해 공정과 회전로상 열분해 공정을 적용하여 리그닌의 열분해 특성을 분석하였다. 리그닌은 휘발분(volatile matter) 62.9%와 고정탄소(fixed carbon) 32.6%가 주를 이루고 있었으며, 원소분석결과 탄소(C) 62.4%와 산소(O) 30.6%가 주를 이루고 있는 것을 알 수 있었다. 열중량분석(TGA) 결과 리그닌의 중량감소는 500℃의 온도범위 이후 반응이 종료됨을 확인 할 수 있었다. 회전로상 공정에서의 액상생성물은 약32.0%의 생산 수율을 보였으며, 고부가가치 성분인 monomeric phenolics 성분들이 주로 검출되었다. 발열량 측정 결과 약 7,000kcal/kg로 측정 되었고, 시판되고 있는 연료 및 연료보조제와 비교를 통해 연료로서의 수준을 나타내었다. 공정의 특성을 분석하기 위해 컴퓨터 프로그램 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics) 상용 Sofrware인 FLUENT를 사용하였다. 위의 실험과 시뮬레이션을 통해 회전로상 열분해의 액상생성물 특성 분석과 공정의 일반화 가능성을 보고자 하였다.

전통장류로부터 분리 된 효소 활성 및 probiotic효과가 우수한 유산균을 접종하여 제조된 콩 발효물의 품질특성을 분석하였다. 일반세균수는 유산균을 접종한 콩 발효물이 4.10×109-7.75×109 CFU/mL으로 나타났다. 유산균수를 측정 결과 유산균을 접종한 콩 발효물은 2.85×109-4.35×109 CFU/mL으로 높게 나타났다. α-Amylase 활성 측정 결과 I13과 JSA22를 접종한 콩 발효물은 1.05±0.91, 3.13±1.39 unit/mL으로 가장 낮았다. 또한 JSB22는 12.56±1.39 unit/mL으로 유산균 접종 콩 발효물 중 가장 높았다. Protease 활성 측정 결과, control이 333.13±17.68 unit/mL으로 가장 높았으며, 유산균을 접종한 콩 발효물은 JSB22를 접종한 콩 발효물이 166.67±2.37 unit/mL으로 높았다. 환원당 함량을 측정한 결과 유산균 접종 콩 발효물 중 JSB22가 1.23±0.035%로 가장 높았다. 아미노태 질소 함량 또한 JSB22가 94.52±3.86 mg%으로 높게 나타났다. 아미노산함량을 측정한 결과 glutamic acid, aspartic acid, arginine, leusine 순으로 많이 함유하고 있었다. 유기산 함량을 분석한 결과 lactic acid, oxalic acid가 많이 측정되었다. 향기분석 측정 결과 총 39종(ester류 2종, ketose 5종, alcohol 7종, hydrocarbons 14종, heterocyclic compounds 3종, acid 4종, other 5종)이 검출되었다. 세 가지 균주에서 공통적으로 benzene(81.43-98.54 ppm)과 acetic acid, ethyl ester(44.79-56.74 ppm)가 많이 검출되었다. 본 연구는 전통장류 유래 기능성 우수 유산균주를 이용한 콩발효물의 기초적 품질특성에 관한 내용으로 미생물학적 및 이화학적 관련 특성을 분석하여 제시하였다. 유산균 이용 생물전환에 의한 다양한 기능성 물질이 생성 되었을 것으로 생각된다. 본 연구결과가 기능성 콩 발효소재 개발의 좋은 기초자료가 될것으로 생각되며, 장류 품질개선 기능성 스타터 개발에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

Formation of disinfection by-products (DBPs) including trihalomethans (THMs) and haloacetic acids (HAAs) from chlorination of six different species (Chlorella vulgaris, Scenedesmus sp., Anabaena cylindrical, Microcystis aeruginosa, Asterionella formosa and Aulacoseira sp.) of algal extracellular organic matter (EOM). The EOM characteristics evaluation of six algal species reaching at the stationary phase in the growth curve showed most of its SUVA254 showed below 1 and this means hydrophilic organic matter is much higher than hydrophobic organic matter. Chloroform formation potential (CFFP), dichloroacetic acid formation potential (DCAAFP) and trichloroacetic acid formation potential (TCAAFP) were mainly composed of THMFP and HAAFP in the EOM of various algal species. In the case of THMFP/DOC and HAAFP/DOC values, EOM of blue-green algae has appeared highest and EOM of green algae and diatom in order. THMFP/DOC was higher than HAAFP/DOC in EOM of blue-green algae. In comparison of formation potential by unit DOC composed of HAAFP in algal species EOM, DCAAFP/DOC was 1.5 times to 7.5 time higher than TCAAFP/DOC in the EOM of blue-green algae, while DCAAFP/DOC was found to be relatively high compared to TCAAFP/DOC in the EOM of green algae and diatom.

본 연구의 목적은 청국장, 시금장, 표고버섯 분말의 첨가비율을 달리하여 새로운 발효 식품(일명: 청금장)을 개발하고자 하였다. 시금장, 청국장, 시금장과 청국장의 첨가비율을 달리하여 청금장 A(Sigumjang:Cheonggukjang=1:2), 청금장 B(Sigumjang:Cheonggukjang=1:1), 청금장 C(Sigumjang: Cheonggukjang=2:1) 시료를 제조한 후 이화학적 특성과 기능성 평가를 실시하였다. 청금장은 시금장보다 단백질 함량은 증가하였으며, 청국장보다 지방과 칼로리는 낮았으나, 유리당 함량은 청금장 C에서 5.8681 g/100g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. DPPH 라디컬 소거능은 시금장과 청금장 C가 양성대조구인 BHT와 유사할 정도로 높은 활성이 나타났다. SOD 유사활성능은 시금장이 가장 높은 SOD 유사활성능을 나타내었고 청금장 중에서는 청금장 C가 가장 높았다. 금속이온의 지방산패 촉진에 대한 청금장의 억제능은 Cu²+ ion에 대한 억제능보다 Fe²+ ion에 대한 억제능이 다소 높은 것으로 나타났고, 활성 산소종의 지방산패촉진에 대한 청금장의 억제능은 KO₂보다 H₂O₂에 대한 억제능이 다소 높은 것으로 나타났다. Xanthine oxidase 활성저해능은 700 ppm 에서는 전반적으로 높은 xanthine oxidase 활성 저해능을 나타내었고, 특히 시금장과 청금장 C는 높은 xanthine oxidase 활성 저해능을 나타내었다. α-Glucosidase 저해 활성능은 모든 농도(300 ppm, 500 ppm, 700 ppm)에서 전반적으로 우수한 α-glucosidase 저해 활성능을 나타내었으며 시금장과 청금장 C는 높은 α-glucosidase 저해 활성능을 나타내어 혈당을 조절하는데 도움을 줄 것으로 기대된다. 관능평가 결과 청금장 C가 색, 향기, 쓴맛, 짠맛 및 종합적인 맛에서 가장 높은 평가을 받은 것으로 나타났기 때문에 시금장과 청국장을 단독으로 사용하는 것보다 시금장과 청국장을 2:1로 혼합하여 제품을 제조하는 것이 이화학적 특성과 기능성에 효과적일 것으로 판단된다.

농업유래의 바이오매스 중 볏짚의 저장형태와 저장기간에 따른 수분함량 변화와 바이오매스의 화학적 성분 변화를분석함으로써 바이오에탄올 생산을 위한 원료의 최적 저장방법을 제시하고자 하였다. 주요 결과는 아래와 같다.1. 볏짚의 수분함량 변이를 측정한 결과 실내에서 보관한사각곤포 및 원형곤포는 약 20 ~ 25%의 수분함량을유지하였으며 실외에서 보관한 비가림 시설을 도입한사각곤포의 경우 20%이하의 낮은 수분함량을 확인하였다.2. 볏짚의 화학적 성분의 변이를 분석한 결과 실외보관곤포는 cellulose 및 hemicellulose의 함량이 큰 폭으로감소하였으나, 실내에서 보관한 곤포들은 비닐원형곤포를 제외한 나머지 집속형태에서는 오히려 성분의 함량의 증가를 확인하였다.3. 볏짚을 장기간 보관할 때에는 외부환경을 차단할 수있는 실내에서 보관하거나 부득이하게 실외에서 보관할 때 최소 비가림 시설을 도입하여 수분함량 및 화학적 성분의 감소를 최소화해야 바이오에탄올 생산을 위한 고품질의 원료로써 이용될 수 있을 것이다.

This study aims to develop solidifying agents of sewage sludge using industrial By-Products and evaluate applicability of the solidified sewage sludge. The result of this study shows that it was possible to reduce water content of the cover materials to more than 50% in a short time as a result of the excellent hygroscopic function of inorganic binder made from industrial by-products and the granulation of sludge. The result suggests that the appropriate mixed ratio of (PSA + CPA) − (GBFS + SM1) − (SAS + SM2) is 60-25-15, and input ratio of solidifying agent is 48%, considering the applicability of the facilities, including mixing performance and availability of discharge, as well as the percentage of moisture content of the solidified sewage sludge, pH, and exothermic temperature. The solidified sewage sludge made using industrial by-products met more than the standard of unconfined compressive strength 0.5 kg/cm2 (as for cover materials 0.1 MPa) in 7 days due to ground granulated blast furnace slag, high-calcium fly ash, and SAS. As a result, valid resource recovery is possible through the land treatment of sewage sludge by inducing in-situ stabilization of heavy metals and property strengths through the reactivity of industrial by-products.

This study was carried out to investigate the characteristics of disinfection by-products (DBPs-trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs) and haloacetonitriles (HANs) formation in chlorination of principal raw waters used for drinking water on Jeju Island, Korea. The domestic water supply of other area and humic acid solution (HA) were used as a reference point. The effects of chlorine contact time, solution temperature and pH on DBPs formation potential (DBPFP) were investigated for raw waters. In addition, the effect of Br- was studied for HA. The DBPFP (THMFP, HAAFP and HANFP) were increased with increasing chlorine contact time. Comparing the individual DBPFPs for raw waters, they decreased in the order of HAAFP > THMFP ≥ HANFP. As the solution temperature was increased, the THMFP, HAAFP and HANFP increased. With increasing the solution pH, the THMFP was increased, but HAAFP and HANFP were decreased. With the addition of 0.3 mg/L Br- for HA, the DBPFP was increased and the major chemical species changed: from trichloromethane to dibromochloromethane and tribromomethane for THMs; from dichloroacetic acid and trichloroacetic acid to tribromoacetic acid for HAAs; and from dichloroacetonitrile to dibromoacetonitrile for HANs.

작물의 멀칭재배에 활용이 가능한 생분해성 비닐의 생분해 특성과 작물 재배에 따른 특성 변이를 검정한 결과는 다음과 같다. 1. 천연고분자인 벼 부산물(왕겨와 쌀겨)을 이용하여 상업적으로 이용이 가능하고 생분해가 가능한 멀칭 비닐을 제조하였다. 2. 생분해성 멀칭 비닐의 특성 검정을 위한 표준 생분해도 측정결과 셀룰로오스 대비 75%의 생분해가 되어 친환경 기준을 충족함을 확인하였다. 3. 생분해성 멀칭 비닐의 기계적인 특성은 기존 멀칭비닐과 비교해서 인장강도와 인장력에서 우수함을 보였고, 파단점 비후 비교에서도 생분해성 비닐은 지속적인 힘을 유지시켜야 늘어나는 특성을 보였다. 4. 작물을 대상으로한 시험에서 기계화도 가능하며, 인장강도와 인장력을 통한 분해력 비교에서 작물에 따라 시간이 지남에 따라 인장강도와 인장력에 차이를 보임을 관찰할 수 있었고, 작물의 토양 피복도가 생분해에 영향을 미침을 확인하였다.