국제연합식량농업기구(FAO, United Nations Food and Agriculture Organization)의 보고서에 따르면 21세기 전 세계의 인구는 2050년 약 90억에 달할 것으로 예측되며, 이러한 인구팽창으로 인한 식량부족 및 사료공급의 문제는 생산 시 야기되는 탄소, 질소의 손실로 인한 자원고갈 및 환경영향에 대한 우려와 함께 전 세계의 큰 관심사로 화두되었다. 또한, 대두, 유채, 팜을 이용한 식물성 바이오오일의 생산은 식량작물을 에너지작물로 활용함에 따라 개발도상국의 식량부족 문제를 심화시키는 악효과를 야기했다. 이렇듯 현대사회가 직면한 복합적인 문제점을 해결하기 위해 전 세계적으로 새로운 미래자원에 대한 탐색이 이루어졌으며, 곤충이 하나의 유망자원으로서 새롭게 각광받기 시작하였다. 다양한 곤충 중 흰개미의 경우, 분류계통상 고등 및 하등 흰개미로 분류되는데 종류에 따라 섭식대상이 다양하며 소화기작에서도 약간의 차이를 보인다. 특히 목질을 섭식하는 흰개미는 난분해성 물질인 리그닌과 셀룰로오스의 분해능력으로 인해 해외에서는 이미 오래전부터 흰개미의 장내 미생물을 이용하여 목질계 바이오매스로부터 바이오에탄올을 생산하는 방법에 대해 연구가 진행되어왔다. 하지만 국내에서는 흰개미를 목조 문화재를 가해하는 해충으로 분류하여 흰개미의 방제에 초점을 맞추어 연구가 많이 진행되어왔을 뿐 유용자원으로서의 흰개미의 잠재성에 대한 관심과 연구가 미흡한 실정이다. 또한, 흰개미는 우수한 단백질 공급원으로서 일부 국가에서는 식용 및 사료로서 활용을 하고 있지만 이에 따른 환경영향 및 효율에 관한 연구 역시 미흡하다. 따라서 본 연구는 국내에 분포하는 흰개미 중 일본흰개미(Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto)를 대상으로 흰개미가 주로 섭식하는 폐목재를 먹이로 주어 사육하였을 때, 생산되는 오일과 식용의 온실가스 발생량과 탄소와 질소의 순환효율을 정량화하여 흰개미를 산업용으로서 활용하는 것에 대한 타당성과 전체 탄소와 질소의 물질흐름에 있어서 환경적･경제적 이점을 정량화하고자 하였다.

The purpose of this study was to suggest feasible disposal methods for heavy-metal-contaminated soil or mine tailings through solidification/stabilization. To improve the compressive strength and enhance the heavy-metal stabilization after solidification/stabilization, we used the industrial wastes (oyster shell powder and waste gypsum) and indigenous bacteria as immobilization agents. Three indigenous bacteria were isolated from each heavy-metal-contaminated soil or mine tailing site, and the bacteria were identified by cellular fatty acid composition analysis. The results of cellular fatty acid composition analysis showed that the closest strains of these bacteria are Brevibacillus centrosporus, Lysinibacillus sphaericus, and Bacillus megaterium. To the best of our knowledge, this research was the first report of biomineralization by Brevibacillus centrosporus. As a result of mixing additives with the optimum mixing ratio suggested in this study, the compressive strengths of specimens were satisfied in accordance with the US Environmental Protection Agency (EPA) waste treatment standard after 28 days of aging. Additionally, the results of the Toxicity Characteristics Leaching Procedure (TCLP) and Synthetic Precipitation Leaching Procedure (SPLP) analysis showed the successful immobilization of heavy metals after 28 days of specimen formation for solidification/stabilization.

Background:The study was conducted to investigate the distributions of faecal bacteria in commercial oriental medicine herb products.Methods and Results:A survey was conducted on the microbial contamination levels and antimicrobial specificity of Bacillus cereus and other microbes using 106 oriental medicine herb products on sale in Seoul. Pouring and isolation methods such as standard plate counts were used to identify the bacteria. The isolated bacterias included coliforms, Bacillus spp., Enterococcus spp., Staphylococcus spp., Listeria spp.were identified by using gram staining and an API (analytical profile index) kit. Antimicrobial drugs discs were determined by CLSI (clinical and laboratory standards institute).Conclusions:The bacterial isolates present in the herbal medicines included 98 coliforms, 45 Bacillus spp., 29 Enterococcus spp., and 2 Listeria spp. Among these, there were nine Bacillus cereus strains, one Enterococcus faecium strain, and one Enterococcus faecalis strain present. The 9 Bacillus cereus strains were tested for susceptibility to 36 types of antibiotics products by the disc diffusion method. The strains showed resistance to 13 of these antibiotic products and semi-resistance to 5 antibiotic products. On the basis of these results, any oriental medicine herb product can be assumed to be contain resistant or semi-resistant bacterial strains. Therefore, we suggest prescribing guidelines and special management for the use of antibiotics in farms producing oriental medicine herb products.

신선 농산물의 비가열 살균에 사용되는 살균소독제는 처리시간과 살균소독제의 농도에 비선형적인 감균효과를 나타낸다. 따라서 실제 사용에 있어서는 적정 농도와 적정시간에 대한 고려가 매우 중요하다. 본 연구에서는 희석염산(6%, v/v)을 원료로 생성한 미산성 차아염소산수(slightly acidic electrolzyed water, SlAEW)(20±1℃에서의 유효염소 30 ppm, ORP 562±23 mV, pH 6.4)로 4종의 채소류(상추, 깻잎, 치콘 및 케일)에 대한 미생물 저감 특성을 분석하여 비가열 살균공정설계에 필요한 살균효과를 평가하였다. SlAEW에 30분간 3회 침지하면서 핵심인자인 유효염소와 미생물군수 및 잔류 미생물군수와의 관계를 분석하였다. 대부분의 총균수 감소는 1차 침지 초기 10분간 이루어졌으며 4종의 채소류에 생존하는 3 log CFU/g의 총균수가 침지를 통해 감소시킬 수 있는 한계값으로 판단되었다. 또한 SlAEW에 10분간 침지함으로써 감소시킬 수 있는 균수는 평균적으로 약 2 log CFU/g이었다. 초기 10분후의 감소된 유효염소는 상추, 깻잎, 치콘 및 케일에 대해 각각 2.2 ppm, 2.0 ppm, 1.7 ppm 및 2.5 ppm이었고 감소된 유효염소량의 약 50-80%가 초기 10분내에 감소되었다.

본 연구에서는 호박고구마의 산업적 이용 증대 및 식품가공용 소재 개발을 목적으로 분무건조공정을 이용하여 호박고구마 효소 분해물을 분무건조한 다음 물리화학적 특성 및 소화특성을 조사하였다. 호박고구마 효소 분해물의 불용성 식이섬유, 수용성 식이섬유 및 총 식이섬유 함량은 4.17%, 2.07% 및 6.24% 이었다. 호박고구마 효소 분해물의 분무건조분말 제조는 펙틴을 피복물질로 사용하여 분무건조하였으며, 수분함량 및 전분함량은 1.68-2.46 및 45.32-46.51%였다. 색도는 분무건조 분말에서 L 값 및 a 값은 감소하고 b 값은 증가하는 경향을 나타내었다. 입자크기는 분무건조 분말이 37.17-42.32 μm을 나타내어 동결건조 분말 247.79 μm에 비하여 유의적으로 작은 크기를 나타내었으며, 입자모양은 전반적으로 구형의 형태에 펙틴 첨가량이 증가할수록 굴곡이 증가하였다. 수분흡수지수는 분무건조 분말에서 1.74-1.91로 동결건조 분말 2.15에 비해 낮은 수분흡수지수를 나타내었으며, 수분용해지수는 분무건조 분말에서 80.75-87.61%로 동결건조 분말(70.47%)보다 높게 나타났다. 장 상피세포 부착능은 분무건조 분말에서 2.66-6.18%를 나타내어 동결건조 분말 1.79%에 비해 높은 부착능을 나타내 장 내 유용 미생물의 증식을 촉진함을 확인하였다. 분무건조 분말의 인체 내 소화 모델에서, 펙틴 1% 첨가 분말은 최종적으로 장액에서 70.09%의 소화율을 나타내어 동결건조 분말 24.23%에 비해 인체내에서의 높은 소화율이 기대되었다. 따라서 분무건조 분말 제조시 식품산업 활용 측면에서 가공적성이 향상되고 in vitro 인체 내 소화모델에서 소화가 개선된 식품가공용 소재 개발에 있어 산업적으로 적용 가능할 것으로 사료된다.

본 연구는 초음파를 이용한 해동기의 이용 가능성을 확인 하고자 수행되었다. 초음파 해동기는 132, 580 및 1,000 kHz의 공진주파수를 가지는 진동자를 이용하여 각 주파수로 제작하고 돈육을 일정한 크기로 정형하여 -80℃에서 냉동한 후 제작된 해동기를 이용하여 해동 성능을 분석하였다. 해동속도 비교에서는 초음파를 가하지 않은 접촉식해동의 경우 일반적으로 가정에서 행해지는 유수식 해동과 유사하게 20분가량이 소요되었으나, 초음파를 가했을 경우 주파수가 증가할수록 해동시간이 단축되어 1,000 kHz 에서는 6분 만에 해동이 완료되었다. 초음파를 이용한 해동 후 품질변화에 대한 분석에서는 재작된 초음파 해동기를 이용하였을 경우 유수해동에 비하여 드립으로 인한 해동감량이 0.5%가량 증가하였지만 pH, VBN 및 TBA 값과 같은 화학적 특성에서는 차이를 나타내지 않았다. 총 호기성 미생물에 또한 냉·해동에 따라 큰 차이를 나타내지 않았다. 초음파 해동기를 이용한 해동에서 냉동 전후의 육색을 비교 분석한 결과 명도는 변화는 거의 나타나지 않았지만 유수해동에 비하여 580 kHz를 이용한 초음파 해동에서 적색도 및 전체 색변화가 유의적의로 개선되었다. 해동육의 조직감 분석에서는 초음파 해동에서 경도가 감소하고 저작성이 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해볼 때 접촉식 초음파 해동기는 해동시간 단축에 매우 효율적이나 해동육의 품질개선에는 뚜렷한 효과를 나타내지 못하여 경제성을 고려했을 때 성능 개선 및 연육 효과가 나타나는 580 kHz 동기의 개선 및 이용방안에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

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.

본 연구는 초저온 액체 침지식 급속 냉동으로 동결된 돈육 등심에 적합한 급속 해동방법을 선정하고 과냉각 저장이 냉동-해동 돈육의 미생물학적, 이화학적 및 관능적 품질변화에 미치는 영향을 살펴보았다. 4와 10℃ 송풍식 해동과 4와 10℃유수식 해동은 냉동 돈육 시료가 해동이 완료되는 약 290-750분 소요되었지만 27.12 MHz 라디오파 해동은 약 20분으로 가장 신속하게 돈육을 해동시켜 저장실험에 필요한 냉동 돈육의 급속 해동방법으로 선정하였다. 한편 -1.5--5℃로 24시간 냉각 처리 후 돈육 횡단면의 미세구조 분석 결과, -1.5℃에서 냉각 처리된 시료의 표면과 중심부는 동결에 의한 조직 손상이 발생하지 않았음을 확인하여 -1.5℃를 과냉각 저장 온도로 선정하였다. 저장 중 대조구인 신선육과 비교하여 냉동-해동 처리된 돈육에서 발생한 드립감량은 유의적으로(p<0.05) 높은 경향을 보였지만 -1.5℃ 과냉각 저장이 돈육의 드립감량 증가를 억제하였다. 또한 4와 15℃ 저장과 비교하여 -1.5℃ 과냉각 저장은 대조구와 냉동-해동 처리구의 TVBN과 TBARS 함량 증가, Hunter a* 값 감소와 b* 값 증가를 억제하는 효과를 보였다. 15℃ 저장 4일 후 대조구와 냉동-해동 처리구의 총 호기성 세균수는 9 log CFU/g 이상으로 급격히 증가하였다. 반면 -1.5℃ 저장 10일 후 대조구와 냉동-해동 처리구의 총 호기성 세균수는 각각 5.62와 4.43 log CFU/g으로 관찰되었다. -1.5℃ 저장 10일 동안 대조구와 냉동-해동 처리구의 대장균군과 효모 및 곰팡이 수는 저장 초기 수준으로 유지하거나 다소 감소하였다. 관능평가 결과에 있어서 4와 15℃ 저장에 비해 -1.5℃ 저장한 대조구와 냉동-해동 처리구는 모든 관능평가 항목에서 저장 중 유의적으로 높은 값을 유지하였다(p<0.05). 따라서 라디오파 유전가열 해동은 냉동 돈육 등심의 해동 과정 중 상전이 구간을 빠르게 통과함으로써 급속해동이 가능하였으며 -1.5℃ 과냉각 저장이 냉동-해동 처리 된 돈육에 얼음결정 형성 없이 품질 유지 및 미생물 생장지연에 효과적인 것을 확인하였다.

본 연구는 지방산 함량 및 배합사료와 조사료 비율을 기초로 한 유기농 사료 급여가 홀 스타인 착유우에서 생산된 원유의 CLA 및 지방산 함량에 미치는 연구를 조사하기 위한 목 적으로 실시하였다. 총 290두의 홀스타인 착유우를 산차 및 유량에 따라 3개 group으로 나 누었다. 대조구는 C16:00, C18:2 그리고 SFA를 높게 설계하였고, 처리구 1은 C18:1, C18:2 그리고 UFA 함량을 높게 설계하였으며 처리구 2는 MUFA, C18:3 그리고 PUFA 함량을 높 게 설계하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 유기농 원유 내 C16:0 함량은 처리구 2에서 가장 높은 것으로 나타났다(p<0.05). 그 이유는 반추위 내 미생물의 de novo 생합성 때문인 것으로 판단된다. 처리구 2의 C18:0 함량은 7.92%로 대조구(11.39%)와 처리구 1(10.88%)보 다 높았다(p<0.05). CLA 함량도 처리구 2가 처리구 1이나 대조구에 비하여 높은 것으로 나 타났다(p<0.05). 원유 내에서 검출된 대부분의 CLA는 착유우 유선조직내의 △9-desaturase에 의하여 합성된 것으로 판단된다. n-3/n-6 비율도 처리구 2에서 가장 높은 것으로 나타났다 (p<0.05). 본 연구 결과를 종합해 보면, 착유우에게 혼합 목건초 등을 급여하면 CLA, n-3 농 도는 증가하며 C18:0 농도는 낮아지는 것으로 조사되었다. 본 연구는 유기농 인증된 조사 료 및 농후사료를 이용하여 결과를 도출하였다. 그러나 유기농 사료를 사용할 경우에만 원 유 내 CLA 및 n-3 농도는 증가한다고 볼 수 없다. 원유 내 고농도의 CLA 및 n-3 지방산 생 산을 위해서는 반추위 미생물 및 유선세포의 지방 대사를 통한 CLA 생산 메커니즘에 대한 충분한 이해와 급여 사료 내 지방산 구성 등이 중요한 것으로 판단된다.

본 연구를 통해 논, 시설재배 밭 토양, 쓰레기장, 하천 및 호수의 퇴적 토양 등 22개소에 서 분리한 총 6종의 광합성세균 중 호기 ․암 배양이 가능한 Rhodobacter sphaeroides PS-24 를 분리하였다. 형태학적 특징으로는 그람음성의 막대모양으로, 운동성이 있었다. 분리균주 의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sphaeroides ATH2.4.1과 99%의 상동성을 나타내었으며, 본 연구에서 Rhodobacter spharoides PS-24로 명명하여 연구를 수행하였다. 선별균주를 modifed Van niel's yeast 배지에서 배양 후 생성된 carotenoid를 추출한 결과 12.03±0.15 mg/L의 함량이 측정되었으며, 반응표면분석법 중 Plackett burman 분석방법과 Box-Behnken 분석방법을 통해 carotenoid 생산에 영향을 미치는 요인을 분석하고 농도를 최 적화하였다. 분석결과 각각의 독립변수 yeast extract –0.4144 (1.23 g/L), Na2CO3 0.8541 (3.71 g/L)와 MgSO4 1.00 (1.00 g/L)의 농도를 선정하였으며, 이를 바탕으로 배지 조성을 최적화 한 결과 yeast extract 1.23 g, sodium acetate 1 g, NH4Cl 1.75 g, NaCl 2.5 g, K2HPO4 2 g, MgSO4 1.0 g, mono-sodium glutamate 7.5 g, Na2CO3 3.71 g, NH4Cl 3.5 g, CaCl2 0.01 g/ liter로 선정하였다. 최적배지를 대상으로 5 L, 50 L, 500 L scale-up을 진행한 결과 최종 carotenoid 는 각각 17.98 mg/L, 18.03 mg/L, 18.11 mg/L로 조사되었다. 최적배지의 경우 modified Van niel's yeast 배지보다 약 1.5배 많은 carotenoid를 생산하였으며, 대량배양을 통한 scale-up 과 정 시 carotenoid의 생산량은 크게 변화하지 않는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구를 바 탕으로 산업적으로 다양하게 사용되고 있는 carotenoid를 생산하는 광합성세균 Rhodobacter spharoides PS-24를 개발하였으며, 본 연구를 바탕으로 유기농축산에 사용이 가능한 기능성 미생물제제를 개발하고자 한다.

두둑을 재활용한 무경운 재배 토양의 고추의 생육량은 관행경운 토양에 비하여 22% 정 도 증가되었고, 무경운 3년차는 12% 정도 증가되었다. 무경운 재배 2년차 토양에서 생산된 풋고추 건물중은 348.4 kg 10-1으로 관행 경운 토양에 비하여 16% 증가되었으나, 무경운 3 년차는 감소되었다. 무경운 2년차 토양의 세균은 관행 경운 토양에 비하여 유의적인 증가를 보였으나, 무경 운 3년차에서는 관행 경운 토양과 유의적인 차이가 없었다. 방선균도 경운 토양에 비하여 무경운 2년차 토양은 유의적인 증가를 보였으나 무경운 3년차는 감소되었다. 곰팡이는 경 운토양에 비하여 무경운 2~3년차 토양에서 1.3~1.7배 정도 증가되었다. 무경운 재배 토양의 CO2 발생량은 경운재배 토양에 비하여 41% 수준으로 발생량이 현저 하게 감소되었다. 고추 생육 초기 관행 경운 토양의 미소동물은 톡토기목과 응애목 2종 6개체가 포획되었 으나, 무경운 1년차 토양에서는 지네강 등 5종 11개체가 포획되었고, 무경운 2년차는 딱정 벌레와 지네강 등 3종 5개체가 포획되었다. 고추 정식 46일 후에 조사한 경운재배 토양은 보라톡토기 등 4종 40개체를 포함 큰집게벌레 등 8종 97개체가 포획되었다. 무경운 재배 토양은 9~10종 101~107개체가 포획되었다. 지표생물로서 환경의 변화의 기준이 되는 자연도 점수는 관행경운양 19점에 비하여 무 경운 토양의 자연도 점수는 33점으로 1.74배 정도 높았다. 따라서 두둑과 고랑을 재활용한 한국형 무경운 농업은 관행 경운토양에 비하여 작물의 생육과 토양 미생물, 토양 곤충을 포함한 토양생물 다양성, 온실가스 발생량 감소에 긍정적 인 역할을 하는 것으로 판단되었다.

본 연구는 면역저하 환자용 신선편의 채소류의 위생화를 위해 당근, 오이고추, 방울토마토, 파프리카를 모델식품으로 선정하여 다양한 흡수선량으로 엑스선 조사처리한 후 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질 평가를 수행하였다. 당근과 오이고추의 경우 0.4 kGy, 방울토마토와 파프리카의 경우 0.2 kGy 이상의 흡수선량으로 엑스선 조사처리 시멸균이 확인되었으며, 총 호기성세균 및 대장균군을 제외한 병원균들은 1 log 수준의 검출한계 이하로 나타났다. 모델식품에 접종된 E. coli. L. monocytogenes, S. Typhimyrium에 대한 엑스선의 D10값은 0.11-0.32 kGy로 나타나, 0.4 kGy의 흡수선량을 신선편의 채소류의 멸균을 위한 잠정적인 최소 흡수선량으로 설정하였다. 최대 0.6 kGy의 흡수선량으로 엑스선 조사처리된 신선편의 채소류에 대한 전체 선호도의 경우 7점 척도에서 모두 5.0 점 이상으로 나타나 이들의 관능적 품질이 수용 가능한 수준인 것으로 판단하였다. 또한, 암환자를 대상으로 엑스선 멸균처리(0.4 kGy)된 신선편의 채소류에 대한 선호도 설문조사에서 오이고추와 방울토마토, 파프리카의 경우 모든 항목에 대한 평균 선호도 점수는 5점 척도에서 모두 4.0점 이상으로 나타났다. 따라서 엑스선으로 멸균처리된 오이고추, 방울토마토, 파프리카는 면역력이 저하된 환자들을 위한 위생학적으로 안전한 신선편의 채소로 제공이 가능할 것으로 판단된다.

꾸지뽕 열매는 미생물에 의한 오염과 물러짐으로 저장기간이 짧고 유통이 어렵다는 단점이 있다. 농산물에 적용할 수 있는 선도 유지 및 가공법은 여러 방법이 있지만 본 연구에서는 실질적으로 농민들이 적용할 수 있는 블랜칭 처리방법과 열풍 건조법에 대해 연구하였다. 먼저 블랜칭 처리 시간별로 꾸지뽕의 생균수를 측정하여 블랜칭 처리 시간이 증가할수록 미생물이 점차적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 블랜칭 처리 시간 및 건조 조건에 따른 건조 추세를 비교한 결과, 40℃에서 건조 시 무처리구 보다 블랜칭 처리구가 더 빠른 수분 감소 효과를 나타내었다. 하지만 건조 온도가 증가할수록 무처리구와 블랜칭 처리구 간의 건조 추세 차이는 점점 줄어드는 것을 확인하였다. 최종적으로 블랜칭 및 열풍건조의 최적 조건을 도출하기 위해 반응표면 분석법을 이용하였다. 조건에 따른 total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity, 색차(ΔE)의 예측값은 각각 8.62 mg GAE/g, 56.65 mg RE/g, 40.26%, 11.69의 수치를 나타냈다. 최적 범위 내 임의의 조건 즉, 240 sec 블랜칭 처리 시간, 60℃ 건조 온도, 24 h 건조 시간에서 실험값은 10.06 mg GAE/g, 49 mg RE/g. 44.99%, 10.53을 나타냈으며 예측값과 실험값은 유사한 값을 보였다.

본 연구에서는 열전소자와 플라즈마 장치를 삽입하여 제작된 컨테이너와 기존의 사용되고 있는 스티로폼(EPS)박스에 소고기를 저장하면서 저장 중 품질특성을 조사하였다. 온도변화 측정 결과 저장기간 동안 TCS-1 컨테이너가 2℃ 이하로 온도유지가 잘 되는 것으로 측정되었다. EPS박스는 저장 3일 이후 소고기가 부패되어 더 이상 실험이 불가능 하였다. 소고기의 신선도를 나타내는 휘발성염기질소(VBN)과 지방산패도(TBA)값의 측정 결과, 저장 7일째 TCS-1의 VBN은 7.72 mg%, TBA는 0.52 mgMA/kg, TCS-2의 VBN 값은 9.20 mg%, TBA는 0.91 mgMA/kg로 측정되어 TCS-1이 TCS-2 보다 유의적으로 적은 증가율을 나타내어 소고기의 신선도를 더 잘 유지하는 것으로 판단되었다. 미생물 변화는 저장 7일 TCS-1은 4.62 log CFU/g, TCS-2는 7.09 log CFU/g으로 측정되어 TCS-1이 유의적으로 미생물 증식 억제에 효과적인 것으로 나타났다. 기호도 조사 또한 저장 7일째 TEU-1은 모든 항목에서 6.5점 이상의 평가를 받았으나 TCS-2는 4.1 이하의 평가를 받아 소고기의 상품성이 상실된 것으로 판단되었다. 모든 분석항목에서 TCS-1이 TCS-2보다 소고기 신선도 유지에 효과적인 것으로 판단되었다.

본 연구는 절임배추의 유통 중 단기 유통시스템에 따른 이화학적 및 미생물학적 품질 변화에 대하여 알아보고, 그에 따른 품질지표를 평가하고자 실시하였다. 여름철에 제조한 절임배추는 탈수 후 바로 저밀도 폴리에틸렌 필름에 포장하거나 2% 염수와 함께 포장하여 실온유통시스템(conventional system)과 저온유통시스템(cold-chain system)을 갖춘 1톤 트럭에 각각 구분하여 적재하였으며 약 6시간동안 유통하였다. 이화학적 및 미생물학적 변화로 품온, 염도, 산도, pH, 수분감, 일반세균, 젖산균, 대장균, 대장균군, 효모 및 곰팡이에 대해 조사하였다. 실온유통시스템의 경우 절임배추의 품온은 필름 내 염수포장 절임배추에서 19.57℃, 필름포장 절임배추에서 19.43℃, 저온유통시스템의 경우 필름 내 염수포장 절임배추에서 10.73℃, 필름포장 절임배추에서 12.90℃까지 증가하였다. 염도변화는 저온유통시스템의 경우 변화가 없었으나, 실온유통시스템의 경우 필름 내 염수포장 절임배추와 필름포장 절임배추에서 품온과 각각의 염도변화가 정의 상관성을 보이며 초기에 비해 1.2배 혹은 1.7배 더 높았다. 산도는 저온유통시스템에서 두 가지 포장조건 모두 약간 증가하였다. 실온유통시스템에서 필름 내 염수포장 절임배추의 총 호기성균과 젖산균수가 각각 7.62 log CFU/g 및 6.77 log CFU/g까지 증가하는 동안 필름포장 절임배추는 각각 5.62-5.85 log CFU/g과 4.33-4.83 log CFU/g의 범위를 나타냈다. 그러나 저온유통시스템의 경우 유통시간 증가에 따른 유의미한 미생물학적 변화를 보이지 않았다. 따라서 절임배추 유통 시 저온유통시스템을 이용한 경우 이화학적 품질 유지 및 미생물 제어에 효과적이며, 실온유통시스템을 이용한 경우 품온 상승에 따른 염도 및 미생물 변화에 유의해야 한다. 또한 염도, 총호기성균 및 젖산균은 실온유통시스템 내 품질지표로 이용가능하며, 산도는 저온유통시스템 내 품질지표로 이용가능하다.

우리나라는 대부분의 상수원을 하천, 호소 등의 지표수에 의존하고 있어 상수원으로 유입되는 각종 하폐수, 농축산 폐수, 광신 및 공장폐수 등의 오염물질의 유입으로 인해 상수원의 수질오염이 날로 심해지고 있는 실정이다. 이를 처리하기 위해 고도정수시설을 설치하여 운영하고 있으나 원수 수질의 악화로 고도정수시설의 수명을 단축시키고 있으며 처리효율을 저하시키는 단점이 있다. 이에 따라 최근에 생물막 여과법을 적용하는 사례가 증가하고 있는 추세이다. 생물막 여과법은 미생물을 부착 서식 시키는 입상의 충진재에 원수를 접촉시켜 수중의 유기물과 암모니아성 질소 등을 생물학적으로 제거하는 방법으로 매질의 표면에 호기성 미생물이 부착 성장함으로써 다량의 미생물을 유지할 수있어 오염 물질의 충격 부하에도 잘 견디는 장점이 있다. 생물막 여과법의 특성은 미생물의 다양성이 높고 먹이 연쇄가 길며 질산화 미생물이 잘 증식하는 것으로 알려지고 있으나 생물막이 폐색되거나 여재의 흡착능이 떨어졌을 경우 역세시스템을 이용하여 여재의 성능을 복원하거나 교체해야하는 단점이 이있다. 최근 생물막 여과법 여재인 바이오 세라믹의 수요가 증가하고 있다. 바이오세라믹은 높은 기공율에 의한 최적의 미생물 담체로써 통기성이 우수하고 난분해성 유기물의 흡착, 분해, 정화 능력이 우수하며 강도가 우수해 인공 토양 및 수처리용으로 사용되고 있다. 본 사업은 이러한 바이오세라믹을 제조함에 있어 산업단지에서 발생하는 부산물인 폐활성탄소 부산물을 활용하여 바이오세라믹 여재 제조 가능성 및 성능 등을 파악하고자 추진되었다. 활성탄소 부산물을 활성탄 필터 제조시 결합제인 바이더와 함께 혼합한 후 필터 모양의 성형기에 충진한 후 가열 및 성형을 하여 최종 활성탄 필터로 발생된다. 발생 형태는 스크랩 및 분진 형태로 그 동안에는 바인더 물질에 의해 재사용이 불가하여 폐기 처분 되었다. 그러나 본 사업에서는 원료, 혼합(활성탄 부산물+제올라이트), 결합, 성형, 건조, 소성, 냉각, 선별 시제품 테스트 공정을 통해 사업화 가능성을 판단한다. 제조 공정에서 제일 중요한 공정은 결합 공정으로써 제올라이트와 활성탄 부산물의 효율적인 결합을 촉진하기 위하여 무기계 HDPE을 사용하여 추진하게 된다. 그후 생산된 바이오세라믹을 여재비중, 비표면적, 암모니아성 질소 제거능, 탁조 제거 효율 등을 측정하며 실제적으로 수처리 공정인 생물막 여과법에 적용을 통해 실시하고자 한다. 이를 통해 최종적으로 산업단지 입주기업에서 발생하는 부산물을 활용하여 자원 순환 네트워크를 구축하고자 하는데 목표가 있다.

Anaerobic digestion is one of the most economical ways to treat organic wastes; the production of excessive sludge is limited; aeration is not required; operation cost is low; valuable energy resource (methane) is produced. However, propionate, an intermediate substance during the process, is known to inhibit biochemical process at high concentration; but it is difficult to be degraded biologically as its oxidation is thermodynamically unfavorable (△G>0). However, there are several microorganisms which could oxidize propionate fully by their syntrophic association. Therefore, in this research, the propionate enrichment culture was produced in large amount (~1L), and the main players which are responsible for utilizing propionate are identified. Furthermore, the kinetic parameter was obtained from this research. Seed came from two different full-scale anaerobic digesters which is located in Joongrang (JR) and Sincheon (SC). 16s rRNA gnee based metagenomics results indicated that Smithella propionica and Methanobacterium beijingense were the most dominant species in all seeds. The fact that bacterial family Syntrophomonadaceae and archaeal genus Methanosaeta were also found significantly in all seeds means that there might be symbiotic relationship among propionate oxidizing bacteria, butyrate oxidizing bacteria, hydrogenotrophic methanogens and acetotrophic methanogens in complete oxidation of propionate. Based on the first order kinetic which indicated propionate degrading rate, k (1/day) on JR and SC was represented 0.0243 and 0.0223, respectively. Also, based on Modified-Gompertz model, umax on JR and SC was represented as 0.024 and 0.016, respectively.

산업혁명 이후 산업발달과 더불어 폐기물 발생량 또한 크게 증가하였다. 이에 따라 정부에서는 폐기물 발생량을 감소시키는 것과 동시에 폐기물을 효율적으로 처리하고 이용하는 자원순환형 폐기물 관리체계로 전환하기 위해 법적, 제도적 체계를 구축하고 있다. 이러한 체계에 따라 생활폐기물, 건설폐기물, 사업장폐기물이 재활용 되고 있다. 사업장 폐기물 중 폐석고는 건축 공업용 페인트, 인쇄 잉크, 도자기 등을 생산하는 과정에서 발생되는 사업장 폐기물로서 연간 약 400 만톤이 발생되고 있다. 발생된 폐석고는 석고보드 및 농업용으로 재활용 되고 있다. 하지만 재활용되지 못한 잉여분은 매립시설에 매립되고 있는 실정이다. 따라서 다른 추가적인 재활용 방안이 필요하다. 일반적으로 MICP(microbially induced calcite precipitation)는 urea 가수분해 효소를 생성하는 미생물의 urea 분해 메커니즘을 통해 탄산칼슘과 같은 탄산염을 석출시키는 기작을 말한다. 최근 국내･외로 MICP 기작에 대한 연구가 진행되고 있으나 폐석고를 재활용함에 있어 MICP 기작을 이용한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 매립시설에 매립되는 폐석고의 물리･화학적 전처리를 통해 최적의 칼슘이온 용출 조건을 도출하고, MICP 기작을 통한 탄산칼슘 형성을 확인하여 폐석고를 재활용함에 있어서 MICP 기작을 활용하는 기초자료를 제시하는데 목적을 두었다. 이를 위해 폐석고의 특성을 파악하고자 XRD, XRF, 입도분석을 실시하였으며, 물리･화학적 전처리에 따른 칼슘이온 농도를 ICP-AES로 분석하였다. 특히, 미생물 투입 후 형성된 침전물에 대하여 XRD 및 FE-SEM 이용하여 시료를 분석하였다.

디스포저는 음식물쓰레기 처리 과정의 불편을 해소하기 위해 음식물쓰레기를 갈아서 배수설비를 통해 오수와 함께 배출하는 기기이다. 우리나라는 1985년에 디스포저가 도입되었지만 배관폐색, 하수처리장의 유기물 부하량 증가 등의 문제가 예상되어 1995년에 디스포저의 사용을 금지하였다. 하지만 2007년 이후 서울․경기 지역에서 실시한 디스포저 시범사업 결과들을 바탕으로, 사용자 임의로 배출량을 조작할 수 없는 일체형 제품이고, 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준으로 80% (by dry wt.) 이상 회수될 경우에 한해 디스포저 사용이 가능하다. 이 때문에 고형물 회수율 조건을 만족시키는 동시에 더 많은 고형물을 자원화하기 위해서는 디스포저 분쇄오수의 고형물 회수율을 향상시켜야 하고, 그중 한 가지 방법이 분쇄오수를 응집시키는 것이다. 고형물 회수율을 높이기 위해 응집제를 사용할 경우 분쇄오수로부터 추가적인 고형물을 회수할 수 있지만, 사용된 응집제가 회수된 고형물의 자원화 과정에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 조사된 바가 없다. 이전 연구에서 응집 및 재순환으로 고형물 회수율이 높아지는 것을 확인하였기 때문에, 사용된 응집제(Chitosan, PAC)가 혐기소화 과정에서 메탄 생성량 및 생분해도 등에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 본 연구에서는 Biochemical Methane Potential(BMP) test를 통해 응집제가 혐기소화에 미치는 영향을 살펴보았다. 환경부 고시 2012-203에 제시된 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고, 디스포저 (Thinkmom, Energy1, Korea) 를 이용하여 분쇄오수를 제조하였다. 제조한 분쇄오수를 체 1.0 mm, 원심분리기(HANIL, New Supra 22K) 1,213 rpm, 30 min 의 조건에서 고액분리하였고, 배출된 여액은 이전 연구에서 수행된 최적 응집조건에 따라 pH 6.5 ± 0.2에서 Chitosan과 PAC 응집제를 각각 20ppm, 50ppm의 양을 주입하여 응집하였다. 이후 250 ml serum bottle에 기질 (5g-VS/L), 영양 배지 (90 ml), 혐기성 미생물 식종슬러지 (10 ml)를 주입하여 35℃에서 Triplicate로 수행되었다. 영양 배지는 Shelton & Tjedje (1984)에 의해 제시된 조성에 따라 제조하였고, 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출한 소화슬러지를 사용하였으며 Control assay는 기질 주입 없이 수행되었다. 55일 동안의 실험 결과, 응집제 미사용, Chitosan 응집제 사용, PAC 응집제 사용 등 3가지에서 각각 단위 g-VS 당 누적메탄발생량이 247.6 ± 10.9, 256.6 ± 14.3, 243.6 ± 16.8 ml/g-VS 로 나타났고, 메탄전환율은 각각 51.1 ± 2.3 % , 53.0 ± 1.8%, 50.3 ± 1.9%로 나타났다. T-test 결과 3가지 시료에 대해 메탄발생량과 메탄전환율에서 유의미한 차이가 없는 것으로 판단되었으며, 이것은 회분식 실험에서 응집제의 사용이 메탄발생에 유효한 차이를 발생시키지 않은 것을 의미한다. 본 연구는 이후 응집제 사용이 혐기소화에 미치는 영향에 대해 추가적으로 분석하기 위한 연속식 반응조(CSTR) 실험의 기초자료로 활용될 수 있다.

생물전기화학시스템은 미생물 연료전지로 불리며, 연료전지의 음극, 양극, 분리막으로 구성된 시스템에서 미생물의 활동을 기반으로 유기물을 분해 및 전력생산을 동시에 할 수 있는 장치이다. 생물전기화학시스템을 이용한 전력생산 및 오염물질의 분해의 측면에서 액상 기질을 이용한 많은 연구가 이루어졌다. 액상의 기질은 미생물이 이용하기 쉬운 유기물질을 포함하여 쉽게 전력을 생산할 수 있으나 슬러지의 경우 전처리를 통하여 기질을 미생물이 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있다. 그럼에도 불구하고 슬러지를 직접적으로 이용하는 생물전기 화학시스템의 연구는 여전히 초기단계에 있다. 본 연구에서는 하수슬러지를 이용하여 생물전기화학시스템에서 직접적으로 전력을 생산하고 동시에 슬러지 감량화를 이루고자 하였다. 슬러지를 직접적으로 기질로 사용한 경우, 기존의 액상기질을 사용한 반응조와 비교하여 장시간 일정한 전력생산을 기대할 수 있었으며 기질의 충진시간 간격을 길게 하는 장점을 보였다. 그러나, 완전한 기질의 제거는 기대할 수 없었으며 생물전기화학시스템으로 1차적으로 에너지 및 슬러지 감량화를 하여 2차적인 처리가 필요할 것으로 판단되었다.