일본과 유럽에서 시작된 미세버블과 나노버블의 기술은 여러 응용분야에서 적용 가능하고 그 효과 또한 다양하게 나타나고 있어서 많은 연구자 뿐만 아니라 관련 산업 전문가들에게 관심을 받고 있다. 특히 나노버블은 물속에서 수개월 이상 존재 가능하다는 연구로부터 화장품과 같은 액상 형태의 제품에 적용 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 기포캡슐레이션 기법을 이용한 나노버블의 생성과 나노버블을 함유한 기능성 화장품 내 유효물질 3종(Niacinamide(1.6%), Caffeic acid(1%), Ferulicacid(1%))에 대하여 피부투과성 증가 실험을 진행하였다. 나노버블은 유효물질의 피부투과성 증가에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 나노버블 미함유 물질 대비 최대 250% 피부투과성 증가가 확인되었다(Caffeic acid, 8시간). 이는 화장품 분야 뿐만 아니라 뇌종양과 같은 의약품 투과성에 관련된 분야 등 나노버블 기법에 의한 투과성 향상에 적용 가능한 분야에 연구 성과 및 산업적 파급효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 피부표면온도가 유효물질 경피 흡수와 피부 상태변화에 미치는 영향을 실험하였다. 열에 강한 나이아신아마이드 10% 에멀젼을 인공피부에 도포하여 경피 흡수 시험을 진행하였고 동일한 에멀젼으로 피부임상시험을 시행하여 온열효과를 확인하였다. 그 결과 피부표면 온도 42℃에서 정상 피부 온 도보다 도포 10분 경과 후 2배, 15분 경과 후 3배의 경피 흡수 효과를 보였다. 피부임상평가에서는 임상대상자 모두 특이한 이상반응을 보이지 않았으며 수분, 유분 항목에서 통계적으로 유의한 효과를 나타냈다. 이상의 결과로 온열은 유효물질 경피 흡수 촉진과 피부상태 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였고 이는 온열을 이용한 다양한 뷰티디바이스 개발에 기초자료가 될 것으로 판단된다.

위험유해물질은 해양에 유입되었을 때 인간의 건강 및 해양생태계에 막대한 영향을 미치는 물질로 정의된다. 최근 선박을 이용한 물동량이 증가되면서 위험유해물질 누출사고의 발생비율도 증가되는 추세이다. 이에 따라 위험유해물질 누출사고 대응기술개발의 관점에서 해저에 침적되는 물질들의 방제 및 모니터링 연구가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 저층 침적 위험유해물질의 음향 탐지 가능성을 확인하기 위해 저층 침적 위험유해물질 대체물질의 반사손실 측정 실험이 수행되었다. 위험유해물질로 구분되는 클로로폼의 위험성을 고려하여 클로로폼과 임피던스가 유사한 피마자유가 대체물질로 사용되었으며, 200 kHz 고주파 신호를 송신하여 물과 피마자유 경 계면에서 발생되는 반사손실을 측정하였다. 그리고 물과 피마자유의 임피던스를 측정 및 조사하여 반사계수를 모의하고 모의된 반사손실이 측정값과 유사함을 확인하였다. 또한 저층 침적 위험유해물질로 분류되는 클로로폼의 반사손실을 모의하고 모의 결과가 다양한 해저면 구성성분의 반사손실 모의결과와 차이를 나타냄으로써 해저면과 구분되는 저층 침적 위험유해물질의 음향 탐지 가능성을 예측하였다.

The International Convention for the Control and Management of Ships’ Ballast Water and Sediments was adopted by IMO (International Maritime Organization) on 13 February 2004. Fifty-seven ballast water management systems were granted basic approval of active substance by IMO, among which thirty-seven systems were granted final approval. This paper studies the maximum allowable dosage of active substances produced by ballast water management system using electrolysis which is an approved management system by IMO. The allowable dosage of active substances by electrolysis system is proposed by TRO (Total Residual Oxidant). Maximum allowable dosage of TRO is a very important factor in the ballast water management system when using the electrolysis methods, because ballast water management system is controlled with the TRO value, and the IMO approvals are given on the basis of the maximum allowable dosage of TRO for the treatment and discharge of ballast water. However, between various management systems approved TRO concentration of maximum allowable dosage showed large differences, ranging from 1 to 15 ppm, depending on the management systems. The discrepancies of maximum allowable dosage among the management systems may depend on whether a filter is used or not, the difference in the specifications of the electrolysis module, the kind of the tested organisms, the number of individual organisms, and the difference in the water quality, etc. Ship owners are responsible for satisfying the performance standard of the IMO convention in the ports of each country therefore need to carefully review whether the ballast water management system can satisfy the performance standard of the IMO convention or not.

Surface-active substances in defatted rapeseed cake were obtained using a supercritical fluid extraction method. Then, it was purified by removing sinapine in the extract through a series of steps using a mixed solvent: diethyl ether and ethyl acetate (1:1, v/v). Emulsifying properties of purified surface-active substances were investigated, including fat globule size, zeta potentials and creaming stability and its antioxidant activity in emulsion systems were also studied by peroxide value and 1H-NMR spectrum. It was found that fat globules in emulsions with purified surface-active substances were much smaller than ones with the unpurified. In addition, as pH of the emulsion lowered and with increasing NaCl concentration in the emulsion, they were observed to increase, which led to worse creaming stability. These properties were reflected in changes of zeta potentials of emulsions. The oxidative stability was better in emulsions with purified surface-active substances than ones with Tween 20 or commercial lecithin, possibly resulted from the existence of sinapic acid in the extract. It was concluded that purified surface-active substances from defatted rapeseed cake could be simultaneously used as emulsifier and antioxidant agent in emulsion system.

In this study, the process of sinapine removal from surface-active substances extracted from defatted rapeseed cake was established by using a mixed organic solvent system (diethylether:ethyl acetate = 1:1, v/v). The emulsifying properties of the purified surface-active substances were investigated. Thin layer chromatogram showed that sinapine was removed and purified surface-active substances were found to have better emulsifying properties compared to a non-purified one or commercial soy lecithin. As for interfacial tension data, purified surface-active substances showed values lower (10-1 wt%: 3.20±0.57 mN/m) than the non-purified ones (10-1 wt%: 14.16±0.27 mN/m). In addition, we found that fat globule size in emulsions with purified surface-active substances was much smaller than in emulsions with non-purified substances or commercial soy lecithin. These results could be attributable to the increased amount of phospholipids in purified substances following sinapine-removal.

본 실험에서는 탈지 유채박 중 표면활성물질의 추출을 위 해 초임계 CO2 유체 추출법을 이용하였다. 추출 독립변수는 추출압력(150~350 bar), 온도(33~65℃), 보조용매량(ethanol, 150~250 g)으로 하였으며, D-optimal design에 의한 반응표면 분석을 통해 추출수율, 중성지질 분획, 인지질 분획, 당지질 분획 함량 등의 종속변수에 대한 최적 추출조건을 검토하였 다. 그 결과, 압력, 온도, 그리고 보조용매량이 증가함에 따라 종속변수 즉, 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등은 증가하였 으나, 중성지질 함량은 감소하는 것으로 나타났으며, 그중 보 조용매량이 각 종속변수에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타 났다. 본 연구를 통해서 유도된 회귀식 모형은 실험을 통해 얻은 결과와 잘 일치하였으며, 초임계 CO2 유체 추출에 있어 서 종속변수인 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등을 최대로 하면서 중성지질 함량을 최소로 하는 최적화된 추출조건은 추출압력 350 bar, 추출온도 65℃, 보조용매량 228.55 g으로 분석되었으며, 이 조건에서 추출수율은 5.98%, 추출물은 중 성지질 3.0%, 인지질 69.43%, 당지질 17.46% 등의 조성을 나 타낼 것으로 예측되었다.

This study was carried out to investigate the emulsifying properties of surface-active substances from defatted rapeseed cake by supercritical CO₂extraction. Based on the interfacial tension data, a supercritical fluid extract (SFE) with the lowest value of 14.16 mN/m was chosen for evaluation which was obtained from No. 2 extraction condition (150 bar, 65℃, 250 g). For emulsions with SFE, some physicochemical properties (i.e., fat globule size, creaming stability, zeta potential etc) were investigated according to changes in SFE concentration, pH, and NaCl addition in an emulsion. It was found that fat globule size was decreased with increasing SFE concentration in emulsion, with showing a critical value at 0.5 wt%, thereby resulting in less susceptibility to creaming behavior. The SFE emulsion also showed instability at acidic conditions (pH<7.0) as well as by NaCl addition. This was coincided with zeta potential data of emulsion. In addition, SSL (sodium stearoyl lactylate) found to be suitable as a co-surfactant, as it helped considerably in decreasing fat globule size in emulsions and its optimum concentration to be over 0.03 wt%, based on 0.1 wt% SFE in emulsion.

본 실험에서는 초임계 추출법을 이용하여 탈지미강으로부터 얻은 주요한 표면활성 물질 분획(3 fractions: 1-HS, 6-HS 및 18-HS)의 유화성질을 평가하였다. 유화성질의 평가는 표면활성분획을 이용하여 유화액을 제조한 후 이들의 여러 가지 물리화학적 성질(지방구 크기 및 변화, 크리밍 안정도, oil-off, 분산안정성 등)을 조사하였다. 그 결과 각 추출 분획을 이용하여 제조한 유화액은 서로 다른 물리화학적 특성을 나타내었는데, 그중 가장 작은 지방구 크기 특성을 나타낸 1-HS 유화액이 크리밍안정도, oil-off 및 분산안정성 측면에서 우수한 것으로 평가되었다. 또한 1-HS 추출물의 유화 기능성을 보강하기 위한 co-surfactant 검토 결과, GMS(glyceryl monostearate)를 추가적으로 첨가할 경우 1-HS 유화액의 지방구 크기가 현저하게 작아지는 것을 확인할 수 있었고, 적절한 첨가 농도는 0.05% 이상으로 확인되었다. 결론적으로 본 연구를 통하여 미강 추출물의 우수한 표면활성능을 확인할 수 있었으며, 이 천연의 표면활성물질은 초임계추출법을 이용하면 성공적으로 분리할 수 있는데, 향후 식품유화산업에서 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구와 관련하여 다음의 실험 목표는 이 물질의 구성 성분분석 및 상업화 연구이다.

초임계 CO2유체를 이용하여 미강 중 표면활성물질을 추출하고 추출물의 표면활성능을 최적화하는 추출 조건을 반응표면분석법을 통해 조사하고자 하였다. 추출수율은 독립변수인 압력, 온도, 보조용매량이 많을수록 높았으며, 보조용매량이 추출수율에 가장 큰 영향을 주었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건은 추출압력 330 bar, 추출온도 65oC, 보조용매량 250 g이었다. 표면활성능 지표인 계면장력은 추출압력과 추출온도가 증가할수록 그리고 보조용매량이 높을수록 낮았으며, 추출수율과 마찬가지로 보조용매량이 계면장력에 가장 큰 영향을 주었지만 추출압력과 추출온도 등의 변수에 의한 영향은 비교적 적었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건(낮은 계면장력)은 추출압력 350 bar, 추출온도 65oC, 보조용매량 50 g이었다. 또한 D-optimal design을 통해 얻은 실험 결과를 바탕으로 회귀분석을 하였을 때 예측모델식은 실제 측정값과 비교해 높은 유의성을 나타내는 것으로 판단되었다. 보조용매량이 많을수록 극성 물질이 더 많이 추출되어 낮은 계면장력 값을 예상하였지만 실제 측정 결과 보조용매량이 가장 낮은 조건인 50 g에서 계면장력은 가장 낮게 측정되었다. 이의 규명을 위하여 TLC 및 HPLC 분석을 통한 추출물에 대한 성분 조사, 추출물을 이용한 유화액 제조, 유화액 특성 평가 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료되었다.

In this study, we investigated the influences of abnormal high temperature on growth, yield and physiologically active substances of the strawberry. General strawberry cultivars in the 20℃ growth condition showed much better growth of leaf number, length, diameter along with plant height, compared with those in 22.5℃ or 25℃. But the cultivars of both ‘Sulhyang’ and ‘Mehyang’ showed good growth and development at 25℃ with the roots showing great growth at 20℃. The quality and yield of the strawberry were best in the 20℃ growth condition, but the merchantability deteriorated in the 25℃ high temperature condition. As for the content of the physiologically active substances of the strawberry, it increased at 20℃, the optimum growth temperature, but decreased at 25℃. The physiologically active substances in the strawberry differed among the cultivars, the contents of cyanidin-3-glucoside, cinchonine, ellagic acid and cinnamic acid higher in the ‘Mehyang’, whereas the content of fisetin is higher in the ‘Sulhyang’ cultivar.Consequentially, the high temperature in summer has a negative effect on the physiological active ingredients of the strawberry, which was increased in the strawberry cultivated at proper temperature, and high quality strawberry production was possible.

본 연구는 수박 과실썩음병의 원인균인 A. avenae subsp. citrulli에 대해 항균활성을 갖는 친환경 유기농자재를 개발할 목적으로 오배자(S. chinensis)를 대상으로 수행되었다. 오배자를 MeOH로 추출하여 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 가장 강한 활성을 나타낸 hexane fraction을 column chromatography로 분리하여 활성이 강한 분획들을 GC-MS로 분석하였다. GC chromatogram 상의 주요 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling한 결과, 지방산인 myristic acid, palmitic acid와 3-n-pentadecylphenol이 주요 물질로 검출되었다. 이들 검출 화합물의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품을 사용하여 bioassay한 결과, myristic acid와 3-n-pentadecylphenol 화합물이 강한 활성을 보였다. 따라서 오배자로부터 분리한 myristic acid와 3-n-pentadecylphenol 화합물이 항균 활성물질인 것을 구명하였다.

홍경천의 천연 보존료로서의 이용성을 검토하기 위하여 각종 용매로 홍경천 추출물을 제조하고 극성에 따라 순차 분획, silica-gel chromatography, thin-layer chromatography, high performance liquid chromatography의 분리과정을 거쳐 순수 분리된 각 물질을 GC/MS(EI) spectrum, H-NMR, C-NMR spectrum, 을 이용하여 항균물질을 동정하여 다음과 같은 결과를

이상에서 살펴본 바와 같이 산마늘을 산지별로, 그리고 부위별로 총아미노산 및 유리아미노산의 함량을 비교하고, 휘발성 유황화합물과 사포닌의 함량을 서로 비교하였을 때 그 이용목적에 따라 산지별로, 부위별로 각각 품질평가는 달라질 수 있음을 나타내었다. 즉, 아미노산을 이용하기 위해서는 이 식물의 지하부를 이용하는 것이 지상부를 이용하는 것 보다 훨씬 좋을 것으로 평가되었고 산지별로는 울릉도산의 지하부가 가장 많이 함유된 것으로 나타났다. 그러나, 산지별로 유리아미노산이나 총아미노산의 양이 크게 차이를 나타내지 않았다. 아미노산 중에서도 arginine, glutamine 및 asparagine 등은 다른 아미노산종에 비하여 현저히 많은 양을 함유함을 밝혔다. 그리고, 유황화합물의 경우에는 내륙종인 오대산산이나 지리산산의 것이 해양적 지리조건의 울릉도산에 비하여 현저히 많은 양을 함유하였음을 밝혔다. 내륙종은 지상부에 이들 화합물을 많이 함유하였으나 울릉도산은 지하부가 더 많이 이들을 함유하였다. 마지막으로, 사포닌 성분의 경우에는 지하부가 지상부보다 훨씬 많은 양을 함유하였고 그 순서는 울릉도산, 지리산산, 오대산산이었다. 오대산산은 다른 두 산지의 것보다 현저히 적은 양을 함유하였다. 산마늘 MeOH 추출물의 n-BuOH 분획의 양은 사포닌의 함량을 잘 방영하지 못하였는데 이는 이 분획에 저자 등이 구명한 allivicin 등 flavonol 배당체 등의 함유량의 차이에 일부 기인할 것으로 추측된다.