하수슬러지는 2006년 런던협약이후 해양투기 금지 대상물질로 지정되어 효율적인 처리에 대한 연구가 진행되고 있다. 이에 대한 방안으로 각광 받고 있는 반탄화 공정은 시료의 분쇄성을 높여 혼소에 용이하며, 처리 후 시료가 소수성을 띄기 때문에 미생물에 대한 오염이 적다. 또한 에너지밀도를 높일 수 있어 원시료에 비해 높은 발열량을 가진다. 하지만 다량의 수분을 함유하고 있어 그 이용이 제한적이다. 본 연구에서는 고 함수율 시료인 하수슬러지의 단점을 보완하고자 저 함수율 시료인 폐목재를 1:1로 혼합하여 lab규모 실험을 통해 반탄화 특성을 파악하였다. 반응시간 20분 조건에서 반응온도를 200 ℃에서 50 ℃ 간격으로 550 ℃까지 승온시켰으며, 반응온도 250 ℃, 300 ℃조건에서 반응시간 10분에서 10분 간격으로 50분까지 증가시켰다. 생성된 반탄화물에 대하여 공업분석, 원소분석 및 발열량분석을 진행하였으며, 이를 통해 에너지수율, 연료비, 탄소비 등 반탄화물의 특성을 파악하였다. 반탄화물의 공업분석결과 반응온도 및 반응시간이 증가할수록 가연분은 감소하였으며, 회분과 고정탄소는 증가하는 경향을 보였다. 발열량의 경우 반응온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이다가 반응온도 400 ℃에서 최대 값(5082.7 kcal/kg)을 보인 후, 감소하는 경향을 보였다. 또한 원소분석결과를 기반으로 석탄 종의 O/C와 H/C의 비(Van Krevelen Diagram)을 비교하였다. 수소 및 산소는 반응온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 탄소함량은 전반적으로 증가하는 경향을 보였다.

고형연료는 사용되는 원료물질에 따라 크게 SRF(Solid Refuse Fuel)와 Bio-SRF로 구분될 수 있다. 또한 성형모양에 따라 Fluff 형태와 펠렛 형태로 나뉜다. 이렇듯 다양한 고형연료의 생산방식에 따라 고형연료를 사용하는 보일러와 관련된 기술은 기존의 보일러 기술에서 일부분을 개선하거나 새로운 아이디어를 추가하는 방식으로 개선되는 것이 일반적이다. 고형연료는 폐기물을 소각 또는 매립처리하면서 발생되었던 폐기물의 보관, 악취, 부산물에 의한 추가적인 오염과 같은 문제점들을 해결하는 많은 방법들 중 하나이다. SRF로 전환된 폐기물은 보관과 운송이 용이하며 일반적인 폐기물에 비해 높은 발열량과 연소효율의 장점이 있다. 런던협약에 의해 2013년부터 슬러지의 해양투기가 금지되었고 2016년에 개최된 파리협정의 신기후변화체제에 대응하기 위한 관련 기술의 개발이 요구되고 있다. 해양투기금지가 대두되었을 당시에는 탈수 후 매립하거나 탈수 후 건조하여 소각하는 방법이 주류를 이루었으며, 미생물을 이용한 바이오가스를 생산하는 기술이 개발되었다. 하지만 하수슬러지의 발생량이 증가하고 있으며 매립을 제외한 처리시설에서의 처리량에 한계가 있어 처리기술의 다변화가 필요하다. 본 연구에서는 Bio-SRF를 이용하는 보일러와 관련된 기술개발의 흐름과 신규기술 또는 개선기술에 대한 특허 출원을 목적으로 기술동향의 흐름을 분석하였다. Bio-SRF는 수열탄화 반응기에서 생산되며 연소보일러에서 발생되는 열에너지는 다시 수열탄화반응기의 반응에너지로 이용된다. 유사기술에 대한 특허출원의 동향을 분석하여 향후 기술개발 및 특허출원의 참고자료로 활용될 예정이다.

본 연구는 전국에서 사육되고 있는 돼지 중 전라북도 내에서만 12%(1,151,406 두수)에 달하는 돼지를 사육하고 있으며, 다량의 악취를 배출하고 있는 돼지 사육두수가 많아 지속적으로 주변지역에 악취 영향을 미치고 있다. 축산시설은 양우, 양돈, 양계, 양견시설 등으로 구분되며, 재래식 소규모 농가부터 대량 사육을 위한 대규모 농가까지 전국적으로 산재되어 있다. 축산시설에서는 분뇨에 의한 악취발생량이 많으며, 주로 양돈 및 양계시설에서 발생한다. 삶의 질 향상 및 악취방지법 등의 영향으로 최근 축사시설에 대한 악취 민원이 증가하고 있으며, 대부분의 축산시설이 주거지역과 인접하여 운영 중으로 축산시설에 대한 종합적인 악취관리방안이 필요하다. 양돈시설은 모돈사, 분만사, 자돈사, 비육돈사 등으로 나누어지며, 수거된 분뇨는 고액분리, 액비화, 퇴비화, 폐수처리, 위탁처리 등의 방식으로 처리되고 있었으며, 암모니아, 황화수소, 메틸머캅탄 등의 다양한 물질이 발생되는 것으로 조사되었으며, 이로 인한 악취 민원 발생이 제기될 수 있으므로 적극적인 악취저감대책 수립이 필요하다. 특히 왕궁 축산단지 주변지역은 익산시 왕궁면, 삼례면과 완주군 봉동읍이 위치해 있어 악취 민원이 지속적으로 발생하는 지역이다. 김제 용지축산단지 주변으로는 전주 혁신도시가 위치하고 있어 민원의 주요 원인으로 제기되고 있으며, 정읍시의 경우는 대규모 밀집농가보다는 여러 지역에 산재되어 존재하고 있다. 환경기초시설과 축사시설의 배출원에서 측정된 악취강도 등을 고려하여 악취배출량을 예측하고, 주변지역에 미치는 악취 영향권 분석을 통하여 효율적인 악취저감을 위한 시설관리방안, 악취저감방안 정책을 제안하였다. 전북도내 지자체 양돈시설의 효율적인 악취관리 사례로 무창 돈사로 축사시설에서의 악취를 차단, 돈사 바닥의 주기적인 청소 및 청결상태 유지, 자동 환기시설의 최적화 시스템, 돈분의 적정 관리를 통해 축산악취저감에 노력, 미생물제제 적정 사용 및 관리방안을 제시하였다.

최근 도시 인구의 증가에 따라 하수 및 분뇨 발생량이 증가하고 있으며, 다양한 오염원으로부터 유입되는 하수에는 질병을 유발할 수 있는 다양한 병원성 미생물이 존재한다고 알려져 있다. 하수처리를 위한 다양한 공정에서는 미생물을 포함하고 있는 bioaerosol이 발생할 수 있으며, 하수 및 분뇨에 포함된 병원성 박테리라 등을 포함하고 있을 가능성이 높다. 따라서 호흡을 통해 하수처리장의 근무자 및 주변 주민에게 위해를 가할 수 있으므로, bioaerosol의 발생 특성 및 감소에 관한 연구가 필요한 현실이다. 하수처리공정 중 bioaerosol이 발생하는 대표적인 환경으로는 활성 슬러지 공정이 있으며, 폭기조에서의 대량 폭기로 인한 높은 농도의 bioaerosol이 발생한다고 알려져 있다. 최근에는 기존의 재래식 활성슬러지 공정(CAS, Conventional Activated Sludge)보다 소요 면적이 적고, 고농도의 미생물 농도를 유지하고 있어 수질 처리 효율이 좋은 호기성 MBR(Membrane bioreactor)의 사용이 증대되고 있다. 그러나 호기성 MBR은 고농도의 미생물 농도 유지 및 멤브레인의 파울링 감소를 위해서는 많은 양의 공기 폭기를 유지해야하므로, 상대적으로 높은 농도의 bioaerosol의 발생이 한정된 공간에서 이루어질 것으로 예상된다. 호기성 MBR의 특성상 운전 조건에 따라서 반응기 내 미생물의 농도 및 특성이 달라질 것이며, 이에 따라 bioaerosol의 발생량 및 특성도 영향을 받을 것으로 예상된다. 그러나 국내에서는 하수처리 과정 중 호기성 MBR 공정에서의 bioaerosol 발생에 관한 연구가 전무하며, 이에 대한 기초 연구 및 발생량 감소를 위한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 하수처리장 MBR 공정에서 운전 조건에 따른 반응기 내 미생물 농도 및 특성을 확인하고, bioaerosol 발생량을 비교하고자 하였다. 더불어 bioaerosol 발생량을 저감할 수 있는 방안에 대한 연구를 추가적으로 진행하고자 하였다.

최근 도시화 및 인구 밀집화로 인해 폐기물 발생량이 급격하게 늘어나고 있으며, 매립장 내 수분이 매립된 쓰레기에 침투하여 발생하는 침출수의 양 또한 증가하는 문제가 발생하고 있다. 이러한 침출수 내 함유된 고농도의 암모니아성 질소는 그 자체의 독성으로 인해 비교적 독성에 취약한 질산화 미생물에게 영향을 끼쳐 질산화 반응을 저해한다. 이와같이 생물학적 처리가 어려운 침출수와 같은 경우 화학적 침전법인 Struvite 결정화법이 현실적인 대안이 될 수 있다. Struvite는 MAP(magnesium ammonium phosphate, MgNH4PO4･6H2O)라고 알려져 있으며 고농도의 질소와 인을 동시에 처리할 수 있으며 반응시간이 짧아 별도의 처리시설이 불필요하다는 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 생물학적으로 처리가 곤란한 침출수를 struvite로 처리하고자 하였으며 제거효율을 극대화하기 위해 결정화 영향인자인 pH와 마그네슘, 인의 몰비에 대해 살펴보았다. Struvite 결정화시 pH 9.0에서 암모니아성 질소의 농도가 가장 낮게 나타났으며, 마그네슘과 인의 몰비가 클수록 암모니아성질소의 제거율이 높아지는 것으로 확인되었다. 또한 struvite 결정성장에 미치는 요인인 교반강도(G) 및 교반시간(td)에 대하여 실험한 결과 교반강도가 높을수록 암모니아성 질소의 제거율이 상승하는 것으로 나타났으며, 교반시간의 경우 5분부터 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다.

상향류식 혐기성 생물전기화학 반응조(upflow anaerobic bioelectrochemical reactor, UABE)를 이용하여 주정폐수를 유기물부하율 16 g COD/L.d에서 처리하는 동안 pH, 알카리도, 유기산 등의 상태변수들의 변화와 COD 제거율, 비메탄발생량 및 메탄함량에 대한 전극배치의 영향을 평가하였으며, 그 성능을 UASB 반응조와 비교하였다. 면적이 27 m²/m³인 전극을 나선형으로 UABE 반응조 전체 공간에 고르게 배치하였을 때 비메탄발생율은 5.78 L/L.d로서, 전극을 설치하지 않은 UASB 반응조의 3.49 L/L.d보다 약 65.6%로 높았다. 이것은 UABE 반응조에 전기활성미생물이 성장하여 직접 종간전자전달(direct interspecies electron transfer, DIET) 반응이 활성화됨으로서 메탄생성반응이 크게 향상되었다는 것을 의미한다. UABE 반응조의 상부 1/3의 공간에 위치한 전극을 제거하였을 때, 비메탄발생율은 5.74 L/L.d로서 반응조 전체 공간에 전극을 설치한 경우와 큰 차이가 없으나, UABE 반응조 상부 2/3 공간에 설치한 전극을 제거한 경우 비메탄발생율은 5.34 L/L.d로 약 7.5% 감소하였다. 이 결과는 UABE 반응조에서 전극을 하부 1/3의 공간에만 설치한 경우 전기활성미생물도 감소하여 DIET 반응도 감소하였다는 것을 의미한다. 전극을 UABE 반응조 하부로부터 2/3 이상의 공간까지 설치하였을 때 COD 제거율은 약 91.5%이었으나 반응조 하부로부터 1/3의 공간에만 설치한 경우 COD 제거율은 88.9%로 약 2.6%로 감소하였다.

혐기성소화는 폐기물처리뿐만 아니라 대체에너지인 메탄가스가 발생하여 에너지를 회수할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 혐기성소화 효율을 높이기 위해 미량중금속을 투입하기도 한다. 이는 대표적인 유기성 폐기물인 음식물류폐기물에 미량중금속의 함량이 낮고, 미량중금속이 미생물의 생장에 중요한 역할을 하기 때문이다. 이에 본 연구에서는 미량중금속의 함량이 낮고 대표적인 유기성폐기물인 음식물류폐기물을 기질로 사용하여 혐기성소화를 진행하였고 식종은 음식물류폐기물과 축산폐수를 병합처리하는 혐기성소화조 소화슬러지를 사용하였다. 사용한 시료는 A시의 폐기물자원화시설에서 채취하였으며 음식물류폐기물은 2 mm, 소화슬러지는 0.85 mm 채로 걸러서 사용하였다. Ni는 메탄생성미생물의 성장에 필수적으로 필요하고 아세트산의 이용효율을 증가시키는 효과가 있어 대상 미량중금속을 Ni로 하였다. Ni 투입량은 0, 0.1, 1, 10, 50 mg/L로 변화를 주었으며 소화온도는 중온(35℃)과 고온(55℃)로 실험을 진행하였다. 실험은 음식물류폐기물과 소화슬러지를 휘발성고형물(volatile solid, VS) 기준으로 1:1 비율로 섞어 500 mL serum bottle에 300 mL를 채워 진행하였고, 반응기에 농도별로 Ni를 투입하였다. 이 후 질소를 이용하여 2분간 퍼지하고, 고무마개와 알루미늄씰(aluminium seal)을 이용하여 밀봉하였다. 제작된 반응기를 항온 진탕배양기(VS-8480, VS-8480SF, KR)에서 중온 및 고온에서 소화를 진행하였다. 발생하는 가스는 기압계(Keller LEO-2, Germany)를 이용하여 반응기 내 압력을 측정하여 발생량을 계산하는 방식을 이용하였다. 본 연구는 아직 진행 중에 있어 결과는 추후 학회에서 발표할 예정이다.

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.