본 연구에서는 고농도 유기성 폐기물인 돈분뇨와 음식물류폐기물의 전처리를 통해 액상의 고농도유기성폐기물만을 혐기성소화조에서 병합처리하여 Pilot Plant의 바이오가스 발생량 및 유기성폐기물 제거 효율에 대해 검토하였으며, 수리학적 체류시간은 50일로 49일간 실험을 진행하였다. 혐기성소화조에 투입되는 유기물농도, 원료 배합비율 등 운전조건에 따른 유기물 제거효율, 바이오가스 생산량 및 메탄농도 등을 분석한 결과 혐기성소화조로 투입되는 유기물의 VS함량을 약 6.83%로 일정하게 유지하여 안정적으로 혐기성소화를 진행하여 바이오가스 생산량은 220~540L/day･m³로 혐기성미생물의 분해능이 안정화됨에 따라 점차 증가하는 경향을 나타내었으며, 이 때 메탄농도는 62~70%까지 상당히 높은 수준의 메탄함량을 나타내었다. CODcr제거율 및 VS제거율은 각각 49.83~75.84%, 76.83~88.32%로 분석되었으며, VS제거율의 경우 상당히 높은 수준의 유기물제거효율을 나타내어 혐기성미생물에 의한 유기성폐기물의 분해가 활발히 진행되었음을 알 수 있다. 혐기성소화조로 투입되는 원료의 유기물함량이 큰 편차 없이 일정한 함량으로 투입되어 혐기성미생물의 효율적인 활동을 통해 바이오가스 생산량이 점차 증가하는 경향을 보였으며, 안정적인 소화가 이루어진 것으로 판단된다. 또한 실험 23일차부터 바이오가스 생산량은 400~500 L/day･m³로 비슷한 양의 바이오가스 발생하였는데 이를 통해 본 실험의 혐기성소화가 23일 이후부터 안정화되어 유기물분해가 이루어진 것을 알 수 있다.

국내 가축분뇨의 저리 및 자원화문제는 퇴비화, 액비화, 정화처리 등의 단순한 기술적 문제뿐만 아니라 이종 사업간의 협력이 없으면 해결되기 어려운 복합적인 특성을 가지고 있다. 따라서 지속가능한 친환경축산업의 활성화를 위해서는 가축분뇨 관리에 대한 개념을 새롭게 설정하고, 특히 가축분뇨 액비 품질규격에 대한 종합적인 대책마련이 필요한 실점이다. 이에 본 연구에서는 선행된 “액비품질인증제도 (Liquid Fertilizer Quality Certification : LFQC)” 의 연구결과를 기초로 하여 가축분뇨 규격액비 액비품질인증을 도출하였다. 규격액비 품질인증기준은 중심이 되는 4가지 목표요소 ①비효성(N농도, N-P-K 성분합계량), ②위해성(병원성미생물, 중금속), ③안정성(부숙도, 악취), ④균질성(총고형물, 전기전도도, 염분) 및 그 밖의 규격(원료의 종류, 성분표시)로 구분하여 각각의 목표요소에 대한 평가요소(정량목표)의 품질규격을 만족하도록 하였다. 또한 규격액비 품질인증기준은 혐기소화액의 이용을 포함시킨 개념으로서 국내실정에 맞는 현장 이용성을 고려하여 최소의 품질규격을 제시하였다. 향후 규격액비 품질인증기준은 국내 가축분뇨 유통액비 및 혐기소화액의 최소 품질규격인증과 액비 부숙도 평가지표 설정 및 매뉴얼 개발의 기초 자료로서 활용 될 것으로 기대된다.

빈번한 조류 발생으로 인한 수질 악화를 완화시키기 위해 2012년부터 총인의 수질 기준이 강화되었으며, 이에 앞서 2010년부터 기존의 하수처리장에 총인 처리시설을 설치하였다. 총인은 생물학적 처리공정에서도 제거할 수 있으나 질소와는 달리 기체로 전환시켜 대기 중으로 확산시키는 형태로 제거할 수 없기 때문에 혐기･(무 산소)･호기 프로세스를 이용하여 미생물에게 인을 과잉 섭취시켜 슬러지의 형태로 제거하는 방법이다. 그러나 이 방법은 국내의 엄격한 인에 대한 수질 기준을 만족시킬 수 없기 때문에 인과 친화성이 높은 알루미늄 분자가 주 원료인 황산반토, PAC 등과 같은 응집제를 이용하여 침전･분리시켜 슬러지의 형태로 처리하고 있는 실정이다. 이러한 인의 처리는 어떤 처리 방법에 있어서도 슬러지의 형태로 계외로 배출되는 특성을 지니고 있다. 결국 총인처리시설의 도입으로 인해 기존에 용존 상태로 공공수역에 방류된 인이 알루미늄과 결합된 슬러지의 형태로 전환되게 되었다. 이와 같이 알루미늄과 결합된 인은 기존의 슬러지 처리시설에서 최종침전지의 슬러지와 함께 각 처리장의 기존 슬러지 처리시설에서 처리되고 있다. 그러나 응집제의 도입과 인의 함유량 증가와 같은 슬러지의 성상이 기존의 슬러지 처리 공정에 미치는 영향에 대해서는 조사된 사례가 없으며, 특히 부숙화나 고화 처리의 경우는 토양 환원시에 알루미늄과 인의 함유량 변화가 작물의 생장이나 토양 생태계에 영향을 미칠 수 있음에도 불구하고 이에 대한 기초적인 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 총인처리시설 도입 후에 처리장내에서의 인과 계외(처리장 외부)로 배출되는 슬러지(부숙토, 고화토 등)중의 인과 함께 알루미늄의 거동에 대해 검토하였다. 연구 대상으로 한 G하수종말처리장의 처리공법은 DNR이며, 잉여 슬러지는 총인슬러지와 함꼐 탈수 후에 부숙처리하고 있다. 먼저 처리장의 월별 운영자료로 인의 수지를 산정한 결과, 총인처리시설에서 제거되는 인의 양은 4.33 kg/d (28.7%)이었으며, 총인처리시설 이전 단계에서의 인 제거량은 4.65 kg/d(30.9%)로 유입되는 인의 약 41%는 생물반응조내의 미생물에 축적되어 있는 것으로 나타났다. 그리고 총인 처리과정에 발생된 슬러지에는 건조중량 기준으로 알루미늄이 254.6 g/kg, 총인이 40.1 g/kg 함유되어 있고, 완제품의 부숙토에는 알루미늄이 49.5 g/kg, 총인이 30.8 g/kg 함유되어 있는 것으로 나타났다. 이는 전술한 인의 수지에 근거해서 재산정하면 총인처리시설의 도입 후에 부숙토 중의 인함량은 약 2배 정도 증가한 것으로 보인다. 한편 알루미늄은 일반 슬러지중의 알루미늄의 함량이 높지 않음을 감안한다면 대부분이 인의 제거를 위해 투입된 황산반토에서 기인된 것로 판단된다. 이와 같이 총인 처리시설의 도입으로 인해 슬러지 중의 알루미늄과 인의 함량은 급격하게 증가되었음이 확인되었다. 한편, pH 2이하의 조건에서 용출시험 결과, 인(T-P)과 알루미늄의 용출 농도는 각각 80 mg/L과 27 mg/L이었으며 pH 4이상의 조건에서는 알루미늄과 인이 안정된 결합상태로 유지하는 것으로 나타났다.

배합사료 제조 시 우리나라는 95% 이상을 수입에 의존하고 있으나 한약재 부산물을 활용할 경우 공급처에서는 수입에 의존하는 단미사료 원료를 대체가능하며 악화된 조사료 시장 및 축우 경영에 많은 도움이 될 것이다. 또한 수요처에서는 한약재 부산물을 처리함으로써 주변환경 개선 및 연간 2억원 정도의 절감효과를 기대할 수 있고 절감된 비용을 활용하여 약품개발을 위한 연구 인력을 보충할 수 있다. 한약재 부산물을 활용하여 첫째 TMR 사료 원료인 볏짚 및 수입 단미사료 원료를 대체 하는 것을 목표로 한다. 한약재 부산물을 최적의 조건으로 발효시켜 유효기간을 늘리고 축우의 기호성을 증가시키며 자동화 TMR 배합 설비를 구축하여 많은 양의 한약재 부산물을 처리한다. 둘째 유용 미생물인 바실러스 균, 유산균, 효모균을 자연생태계에서 분리 동정한 후 효소, 항균력, 발효력, 상호 공존력을 평가하고 소화제 한약재 부산물을 유용미생물로 발효시켜 건조, 분쇄 후 제과분과 적정 비율로 혼합 후 친환경 고품질 생균제를 개발한다. 개발된 생균제를 위탁기관을 통해 양어･양계에 적용하여 생체 내 비특이적 면역반응과 항균력을 입증하여 전라북도 뿐만 아니라 전국적인 사업망을 통해 안정적인 생균제 판매망을 구축하고자 한다. 또한 기존 공업용 미생물 배지를 대체할 수 있는 한약재 부산물을 활용한 미생물 배지를 개발하여 음수첨가제 및 발효제를 개발하고자 한다.

전 세계적으로 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지면서 혐기성소화에 대한 관심이 더욱 늘어나고 있다. 혐기성소화를 고온에서 운전할 경우 체류시간의 감소, 병원성 미생물의 감소, 바이오가스 생산량의 증가 등의 이점이 있는 것으로 알려져 있으나 아직까지 이에 대한 연구는 부족한 현황이다. 따라서 본 연구에서는 수거된 실제 음식물쓰레기를 중온과 고온에서 혐기소화하여 각 온도에서의 혐기성소화 효율성과 생물학적 안전성을 비교하고 운전 가능성을 검토하였다. 혐기성소화의 시료로 사용된 음식물쓰레기는 서울 G-구에서 발생하는 실제 음식물쓰레기를 수거하여 사용하였다. 사용된 음식물쓰레기가 대표성을 가질 수 있도록 총 4회 채취하였고, 수거된 음식물쓰레기의 불순물을 제거하는 작업 후에 모두 균질하게 갈아서 냉동 보관한 후 사용하였다. 음식물 시료의 수분, 가연분, 회분 함량은 각각 79.58, 18.55, 1.87% (by wet wt.)으로 측정되었다. 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출하여 사용하였으며, 추가적인 완충제나 알칼리도는 주입되지 않았다. 반응조는 항온 수조내에 위치시켜 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 제작되었으며, 중온 혐기성소화는 35℃, 고온 혐기성소화는 50℃에서 운전되었다. 중온과 고온에서 운전된 반응조는 각각 시료주입 45일, 105일차부터 안정적인 운전이 이루어졌다. 정상상태의 중온과 고온에서 운전된 반응조의 메탄발생량은 각각 207.23, 228.89 mL/g-VS/d 로 측정되었으며, 고온에서 운전된 반응조의 메탄발생량이 중온에서보다 약 10% (by wet volume) 높은 효율을 보였다. 그러나 고온 혐기성소화는 가속된 산생성단계와 메탄생성단계의 불균형으로 인한 지속적인 pH 및 알칼리도의 감소로 반응조 운전 124일차부터 급격한 메탄발생량의 감소가 확인되었다. 고온 혐기성소화의 pH 는 메탄생성균의 활동에 적합한 것으로 알려진 중성 범위 이하로 떨어지면서 휘발성 지방산(VFA)의 축적과 알칼리도의 소모가 확인되었으며, 이로 인한 pH 의 감소 및 FOS/TAC(Flüchtige Organische Säuren/Total Anorganic Carbonate)비의 급증이 반응조 운전 실패의 원인으로 판단된다. 본 연구를 통해 고온 혐기성소화의 메탄가스 발생 측면에서의 높은 효율은 확인 되었으나 가속된 유기물의 분해와 생물학적 안정성의 감소로 인해 반응조 운전은 실패하였다. 이에 음식물쓰레기의 효과적인 고온 혐기성소화의 운전을 위해서는 유기물 부하율(OLR)의 감소, 추가적인 완충제 및 알칼리도의 주입 등의 운전조건에 대한 수정과 보완이 필요할 것으로 사료된다.

기존의 젖산발효 공정은 순수배양을 통한 회분식 발효를 주로 이용하고 있다. 하지만 멸균과정의 필요와 생산성이 낮은 한계을 가지고 있는 등, 문제점들을 가지고 있어 혼합배양을 통한 연속식 발효가 대안이 될 수 있다. 혼합배양 환경에서는 젖산의 순도와 생산 효율을 높이기 위하여, 젖산균이 우세한 환경을 조성하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 젖산균이 강산성 조건에서 뛰어난 저항력이 있다는 기존 연구결과를 바탕으로, 혼합배양 환경에서의 강산성 조건의 초기 운전 조건(pH 3.0)이 연속식 젖산발효에 미치는 영향에 대하여 실험하였다. 초기 운전 조건을 pH 3.0으로 고정시킨 반응기에서 초기 운전 조건을 젖산발효의 최적 pH 조건(pH 5.5)으로 유지한 반응기보다 높은 최대 젖산 농도(6.12 g COD/L), 젖산생성속도(0.51 g COD/L/hr), 수율(0.65 g COD/g CODremoved), 그리고 함량(94.8% LA/tSOA)을 보였다. 미생물군집구조 분석 결과, 세균군집구조의 변화는 HRT가 짧아질수록 초기 pH조건보다 HRT에 의한 선택압력에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

혐기성 고정상 반응기는 충전된 담체의 표면적에 미생물을 부착시켜 고효율 반응을 유도하는 반응기이다. 혐기성 고정상 반응기는 기본적인 부유성장식 공정인 CSTR반응기보다 상대적으로 짧은 체류 시간(HRT)에서 고농도의 유기물을 처리하는데 유용하다. 본 연구에서는 포항의 제철 공장에서 채취한 고로 슬래그를 담체로 이용한 상향류식 혐기성 고정상 반응기를 CSTR반응기와 비교해서 짧은 HRT에서 미감수를 처리하는데 적용하였다. 또한 높은 유기물 부하율 조건에서 혐기성 고정상 반응기의 공정 효율과 담체로써 고로 슬래그의 이용가능성에 대해 연구하였다. 쌀은 아시아의 대부분 나라에서 주식으로 먹고 있고, 쌀 이용 시 세척하는 과정에서 주요 폐기물로써 미감수가 대량 배출된다. 미감수는 높은 유기물 함량과 가용성 때문에 생물학적 분해가 쉽고, 혐기 소화에 의한 바이오 가스 생성에 적합하다. 본 실험의 반응기는 희석한 미감수(6.2 g COD/L)를 기질로 하여 HRT 10일에서 0.7일까지 점차적으로 감소시켜 운전하였다(유기물 부하율 기준 0.6 - 8.6 g COD/L·d). 운전 조건의 변화와 함께 유기물 제거율, 메탄 발생량, 메탄 수득율 등의 공정 인자가 변화하였고, HRT 3.4일에서 최대의 메탄 수득율(0.33 L/g COD)을 얻었다. HRT 3.1일에 추가적으로 denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE)분석법을 이용하여 미생물 군집분석을 수행하였다.

부영양화 및 적조현상의 발생 등에 따라 최근 영양염류에 대한 방류수 규제 기준이 점차 강화되고 있으며, 이에 따라 방류를 위해 영양염류 제거가 필요하다. 따라서 여러 가지 질소제거 방법들이 사용되고 있으며, 이중 하,폐수처리를 위해 사용되는 생물학적 질소제거 방법이 물리/화학적 처리공법에 비해 친환경적이고, 경제성을 갖춘 방법으로 평가되어 널리 사용되고 있다. 생물학적 질소제거는 두 가지 단계에 의하여 이루어진다. 이 중 첫 번째 단계(질산화)에서는 암모니아가 질산성질소로 산화되고 이 후 두 번째 단계(탈질소화)에서는 종속영양미생물(heterotrophic bacteria)들에 의해 질산성질소가 전자수용체로 사용되어 질소가스로 제거되어진다. 탈질 공정 이전에 질산화 과정에서 유기물이 대부분 소모되기 때문에 종속영양 탈질공정에서는 전자공여체로서의 유기탄소원이 부족하고, 이는 주로 메탄올, 에탄올 등을 사용하여 보충해 준다. 이 실험에서는 음폐수를 제철폐수의 탈질을 위한 대체탄소원으로 음폐수를 사용하여 탈질효율을 평가하였다. 음폐수는 탄수화물, 단백질, 지방 모두 포함된 복합 유기성 폐수이며,이를 탈질공정의 핵심 미생물인 탈질화 박테리아들의 생장에 필요한 탄소원으로 이용가능하기 때문에 적용되기에 용이한 대상물질이다. 다시 말해, 대체탄소원으로 사용 가능한 대상 물질이다. 실험은 duplicate로 수행하였고, 대체탄소원의 종류, 즉 RCS45와 음폐수가 독립변수이며, 탈질속도를 종속변수로 설정하였다. 결과적으로, RCS45와 음폐수를 대체 탄소원으로 사용했을 때, 탈질 속도는 각각 57.6과 36.4로 얻을 수 있었다.

최근 국내 하천 및 호소와 연안해역의 부영양화로 인한 녹조 및 적조현상이 커다란 환경 문제로 대두되고 있으며 용수이용에 지장을 초래하고 있다. 정부의 환경정책이 하수처리체계를 BOD 등 유기물질 처리위주에서 질소･인 처리체계로 전환하여 하천, 호소, 해역의 부영양화를 방지하기 위해 질소･인 등의 방류수 수질기준을 강화하였다. 강화된 방류수 수질기준 준수를 위한 2000년대 이후 하수처리시설의 고도개량사업이 진행되어 2013년말 기준 시설용량 500톤/일이상 하수처리시설의 90%가 고도처리시설을 도입한 실정이다. 본 연구에서는 고도처리공정 도입 전･후의 슬러지 발생량을 비교, 검토하였으며 2013년말 기준 통계자료에 의한 비교, 검토한 결과, 생물학적처리방법으로 처리되는 하수처리시설의 톤당 슬러지 발생원단위는 0.55kg/㎥･일이며 고도처리시설이 도입된 처리시설의 슬러지 발생원단위는 0.48kg/㎥･일로 나타나 고도처리시설 도입후 슬러지 발생량이 저감되는 것으로 분석되었다. 또한 고도처리공법을 크게 A2/O계열, SBR계열, 담체계열, 미생물계열, 막계열, 기타 6계열로 분류하여 고도처리공법 계열별로 슬러지 발생원단위를 비교･검토한 결과 SBR계열 및 담체계열에서 0.50kg/㎥･일의 높은 슬러지 발생원단위를 보였으며 막계열에서 가장 적은 0.30kg/㎥･일의 슬러지 발생원단위를 보였다.

현재의 배설물 처리는 많은 문제점을 가지고 있다. 수세식 변기는 1회 물 내림 시 대변 9-15 리터, 소변 5리터의 물을 소비한다. 수세식 변기 사용을 위해 다량의 상수를 공급해야 하고, 변기에서 나온 물은 하수가 되어 운반과 처리에 막대한 비용이 들어간다. 또한, 하수에 포함된 질소와 인이 처리가 안 된 상태로 하천에 방류되면 부영양화로 조류가 발생한다. 이 때문에 일부 하수처리장에서는 하수의 고도처리를 위하여 막대한 돈과 에너지를 투입하고 있다. 이 모든 것의 원인은 수세식 변기로부터 발생한다. 배설물을 처리하는 문제는 인류의 역사상 커다란 숙제였다. 한국인의 조상들은 물을 쓰지 않고 똥장군과 오줌장군을 쓰며 대변과 소변을 따로 모아서 비료로 환원했다. 이런 배설물 처리에 대한 철학을 돌아볼 때, 바람직한 화장실 상은 무수분뇨분리변기를 사용하며 모이는 배설물을 비료로 쓰는 것이다. 본 연구는 실험실 규모의 장치를 이용하여 물을 사용하지 않는 새로운 분뇨분리변기를 개발하여, 그 효율을 살펴보고 6×106 nitrosomonas europaea cells / 100mL 미생물 솔루션을 이용하여 분의 부피감소와 뇨의 비옥함을 평가하였다. 그 결과, 20 ml 미생물 솔루션 (1.2×106 cell수)를 사용했을 때, 분의 부피감소가 60%로 나타났고, 10 ml 미생물 솔루션 (1.2×106 cell수)을 사용했을 때, 뇨의 비옥함이 제일 높게 나타났다. 또한 뇨의 암모니아 손실이 제일 낮게 나타났는데, 이는 냄새가 가장 덜 나는 것을 의미한다. 본 연구에 따르면, 물을 사용하지 않는 분뇨분리변기를 이용해 배설물을 비료로 환원하는 것은 기술적으로 가능하지만 이변기를 사용하려면 사회적인 도전이 있다. 그러나 현재의 수세식 변기는 물 사용량, 영양염류의 하천방류 등 여러 가지 측면에서 개선할 필요가 있다. 선진국에서는 물을 적게 사용하거나, 소, 대변을 분리하는 등 새로운 개념의 변기가 첨단기술로서 선을 보이고 있다.

식물정화공법(Phytoremediation)은 오염부지의 정화에 있어 생태계를 교란하지 않는 경제적인 정화 수단으로서 많은 관심을 받고 있다. 공법의 특성상 오염물질을 포함하는 부산물이 필연적으로 발생되며 이에 대한 적절한 처리방법이 반드시 수반되어야 한다. 일반적으로 식물체부산물은 식물 종에 따라 구성이 다양하지만 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌 등의 식물섬유소와 회분으로 구성되어 있어 혐기성 조건에서 소화시킬 경우 바이오가스 형태의 에너지를 회수할 수 있을 뿐만 아니라 처분을 필요로 하는 부산물의 양을 감소시킬 수 있다. 그러나 혐기소화 시 중금속의 존재는 혐기성 미생물의 대사와 활동에 영향을 줄 수 있어 중금속을 함유하는 식물체부산물의 처리에는 주의가 필요하다. 본 연구에서는 중금속 오염부지에서 수확된 해바라기 부산물의 적절한 처리방법으로서 혐기소화를 제안하고, 실험실 규모의 연속식 반응조 운전을 통해 중금속을 함유하는 식물체부산물의 혐기소화에 따른 중금속의 영향과 적용 가능성을 평가하였다. 실험에는 단상 혐기성 반응조(총 부피/유효부피 = 8/5 L)를 사용하였으며, 반응조는 약 500일간 35±1℃로 유지되는 암조건의 항온실에서 운전되었다. 기질은 1일 1회 주사기를 이용하여 회분식으로 주입하였으며, 반응조 내 유효부피를 일정하게 유지하기 위하여 주입되는 기질의 부피와 동일한 양의 슬러지를 채취하여 분석을 실시하였다. 식물체부산물 내에 포함된 중금속이 혐기소화에 미치는 영향을 확인하기 위한 평가 지표는 반응조 액상 내 중금속 농도의 변화와 바이오가스 발생량 및 바이오가스 내 메탄함량을 관찰하였다. 반응조의 안정적인 운전 여부는 pH, COD, 암모니아, 알칼리도 그리고 지방산 농도의 변화를 통하여 확인하였다. 반응조 운전 기간에 걸쳐 반응조 액상 내 중금속 농도는 기존의 문헌에서 제시하고 있는 저해 수준 이하였으며, 바이오가스 발생량과 바이오가스 내 평균 메탄가스 함량은 각각 0.57±0.21 L/day (n=541), 50.64±3.72% (n=541)로 메탄가스 생산이 안정적으로 이루어 졌음을 보였다. 또한 반응조의 안정적인 운전 여부를 확인하기 위한 지표들이 운전기간 동안 문헌에서 제시하고 있는 안정적인 범위로 유지된 것을 관찰하였다. 연구결과 식물체부산물 내 중금속은 혐기성 미생물의 활동에 직간접적인 영향을 미치지 않은 것을 확인하였으며, 결국 중금속 오염부지의 식물정화공법 이후 발생된 해바라기 부산물은 혐기소화를 통한 처리와 바이오가스 생산이 가능할 것으로 판단된다.

The composting characteristics of BM sludge and the control sludge were compared. Feasibility of using coffee groundsas a bulking agent was examined, along with sawdust. It was observed that composting of BM sludge had a faster rateof reaction than with the control sludge, and higher temperatures were reached. When using coffee grounds as a bulkingagent, the caffeine in the coffee seemed to absorb the odors, allowing a composting with almost no odors. Moreover,when coffee grounds used as the bulking agent, total organic matter content increased by approximately 17% over sawdust,while total nitrogen increased by 49%, and available phosphorus by approximately 3%.

기후변화에 따라 오염도가 높아질 것으로 예상되는 곰팡 이독소 중 아플라톡신을 김치에 오염시켜 발효 및 저장 중 이화학적 및 미생물학적 품질변화를 분석하고, 김치 제 조 시 젖산균의 첨가가 아플라톡신의 함량 변화에 미치는 영향을 살펴보았다. 김치의 pH는 저장기간이 증가함에 따 라 급격하게 감소한 반면 산도는 증가하는 경향을 보였으 며, 염도는 저장기간 동안 2.30~2.40%의 수준을 유지하였 다. 젖산균을 첨가한 김치의 일반세균수 및 젖산균수는 다 른 시료에 비해 젖산균을 접종한 시료에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 또한 김치의 저장 중 효모 및 곰팡이 수 는 약 1~3 log CFU/g 수준이 검출되었다. 대장균군은 대조 구에서 저장 4주차까지 검출된 반면 다른 시료에서는 저장 2주 후 모두 불검출되었다. 아플라톡신이 오염된 김치에서 저장기간에 따라 아플라톡신이 감소하는 경향성은 확인되 지 않았으나 저장 8주 동안 아플라톡신 오염수준의 평균 감소율은 AFs 오염구에서 7.1%, AFs+LP에서 21.5%, AFs+LM에서 24.1%로 나타나 젖산균을 첨가한 시료에서 감소율이 더 크게 나타났다. 아플라톡신 첨가에 따른 김치 의 이화학적 및 미생물학적 품질 변화는 일반 김치와 비교 시 뚜렷한 차이가 나타나지 않았으나 젖산균을 첨가한 김치 의 경우 저장 중 일반세균 수 및 젖산균수가 높게 검출되고, 아플라톡신의 감소효과가 더 크게 나타났다. 따라서 본 연 구결과 김치에 Lactobacillus속이나 Leuconostoc속과 같은 젖산균 첨가 시 젖산균 증진 효과 및 아플라톡신에 노출위험도를 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.

Twenty four Holstein steers (average body weight 714 ± 13.60 kg) were used in this experiment to determine the effect of supplementing of microbial culture and coated vitamin-C on growth performances and carcass characteristics in finishing Holstein steers. Holstein steers were randomly assigned to feeding groups of control group (Con, 12 kg of basal diet/head/day), microbial culture group (MC, 12 kg of basal diet + 30 g of microbial culture/head/day) and coated vitamin-C group (CVC, 12 kg of basal diet + 10 g of coated vitamin-C/head/day). MC and CVC groups were higher in ADG compared to control (P<0.05). FCR was also lower in MC and CVC groups than control group (P<0.05). Back fat thickness, rib-eye area, marbling score, meat color and yield index were not changed by supplementing microbial culture and coated vitamin-C. MC group was higher for maturity compared to control and CVC group (P<0.05). CVC group was higher for fat color compared to control and MC group (P<0.05). Based on the results obtained from the current study, supplementation of microbial culture and coated vitamin-C as an alternative to antibiotic might increase growth performances and enhance carcass characteristics in finishing Holstein steers. However, more studies are needed to find out the optimum supplementing period of microbial culture or coated vitamin-C for high quality meat production from Holstein steers.

폐광산에 방치되어 있는 폐광석으로부터 유용금속이온을 그 지역 토착박테리아를 이용하여 효과적으로 용출시키고자 하였다. 토착호산성박테리아를 중금속 이온에 내성이 형성될 수 있도록 중금속 이온에 주기적으로 반복 적응시켰다. 그 결과 적응실험이 진행될수록 성장-배양액의 pH가 더 안정적으로 감소하였다. CuSO4⋅5H2O에 9주와 12주 동안 적응시킨 박테리아를 이용하여 42일 동안 미생물용출을 수행한 결과, 용출-배양액의 pH는 적응 횟수에 비례하여 더 빠르게 감소하였다. 황동석과 Cu 함량이 고성 폐광석에 비하여 상대적으로 적게 포함된 연화 폐광석에서 더 많은 박테리아들이 부착하였고, 또한 Cu와 Fe 함량은 고성 박테리아 시료(각각의 용출률 = 66.77%와 21.83%)에 비하여 연화 박테리아 시료(각각의 용출률 = 92.79%와 55.88%)에서 더 많이 용출되었다. 따라서 중금속으로 오염된 광산에 오랫동안 서식한 토착호산성 박테리아를 이용한다면 또한 이 박테리아들을 목적중금속 이온이 포함된 성장-배양액에 계속하여 주기적으로 적응시킨다면, 폐광석으로부터 유용금속이온을 더 효과적으로 용출시킬 수 있을 것으로 확신한다.

폐광산에 방치되어 있는 폐광석으로부터 유용금속이온을 그 지역 토착박테리아를 이용하여 효과적으로 용출시키고자 하였다. 토착호산성박테리아를 중금속 이온에 내성이 형성될 수 있도록 중금속 이온에 주기적으로 반복 적응시켰다. 그 결과 적응실험이 진행될수록 성장-배양액의 pH가 더 안정적으로 감소하였다. CuSO4⋅5H2O에 9주와 12주 동안 적응시킨 박테리아를 이용하여 42일 동안 미생물용출을 수행한 결과, 용출-배양액의 pH는 적응 횟수에 비례하여 더 빠르게 감소하였다. 황동석과 Cu 함량이 고성 폐광석에 비하여 상대적으로 적게 포함된 연화 폐광석에서 더 많은 박테리아들이 부착하였고, 또한 Cu와 Fe 함량은 고성 박테리아 시료(각각의 용출률 = 66.77%와 21.83%)에 비하여 연화 박테리아 시료(각각의 용출률 = 92.79%와 55.88%)에서 더 많이 용출되었다. 따라서 중금속으로 오염된 광산에 오랫동안 서식한 토착호산성 박테리아를 이용한다면 또한 이 박테리아들을 목적중금속 이온이 포함된 성장-배양액에 계속하여 주기적으로 적응시킨다면, 폐광석으로부터 유용금속이온을 더 효과적으로 용출시킬 수 있을 것으로 확신한다.

이 연구는 배의 가공식품으로의 활용도를 높이기 위해 배당침액을 제조하고 이를 이용하여 2종 소스(간장소스와 된장소스)를 개발하여 이화학적 특성과 저장성을 알아보고 훈제오리와의 조화도를 평가하여 육류요리와 어울리는 소스로서의 가능성을 제안하고자 하였다. 2종 소스는 이론적인 레시피와 다량조리 실험과 관능평가를 통하여 최종 레시피를 결정하였다. 또한 된장소스는 관능평가에 재료의 입자 크기가 미치는 영향을 최소한으로 줄이고자 마늘과 양파를 0.2cm 크기로 다진 것과 분쇄기에 분쇄한 두 가지 형태(된장소스 Ⅰ,Ⅱ)로 제조하여 관능평가 실시하여 그 결과 최종 소스를 확정하여 이후 이화학적 분석의 시료로 사용하였다. 된장소스 Ⅰ이 강도 관능평가에서 향미, 색깔, 맛, 전체적인 품질이 더 높게 평가되었고(p<0.05) 기호도 평가에서는 색깔, 맛, 산미, 훈제오리와의 조화도, 전체적인 선호도 에서 된장소스 Ⅱ보다 더 높은 점수를 받았다(p<0.05). 따라서 된장소스 Ⅰ을 선택하여 차 후 이화학적 분석 시료로 사용하였다. 간장소스와의 관능평가 결과 이취, 색깔, 점도는 간장소스가 유의적으로 된장소스 Ⅰ보다 더 높았으며(p<0.05) 냄새, 맛, 후미, 전체적인 품질은 된장소스 Ⅰ이 유의적으로 더 높았다(p<0.05). 두 소스의 기호도 평가에서는 된장소스 Ⅰ이 맛, 오리훈제와의 조화도, 전반적인 기호도 등에서 유의적으로 점수가 높았다(p<0.05). 배당침액의 총 폴리페놀 함량은 71.2±5 mg/100 g 이었고 DPPH radical 소거능은 9.7±3.7%, ABTSㆍ+ radical 소거능은 14.2±7.5%였다. 배당침액을 첨가한 소스의 총 폴리페놀 함량은 간장소스 147.7±12.6 mg/100 g, 된장소스 156.2±13.4 mg/100 g로 두 군이 유사하였다. 항산화 활성을 나타내는 DPPH radical 소거능은 간장소스 43.6±6.3%, 된장소스 17.0±5.0%로 간장소스의 활성이 높았고, ABTSㆍ+ radical 소거능은 간장소스 18.9±2.1%, 된장소스 17.0±9.0%로 두 소스가 유사하였다. 개발된 두 소스의 저장성 평가에서 pH, 염도, 미생물, 색도의 변화는 저장기간 동안 유의하지 않았고 당도는 간장소스 경우 저장기간에 따라 차이가 없었으나 된장소스는 증가하였다. 점도변화는 간장소스는 저장기간이 길어질수록 점도가 감소하였고, 된장소스는 증가하였다. 결론적으로 저장기간 동안 소스의 점도변화를 안정화시키면 배당침액을 첨가한 간장소스와 된장소스는 약간의 차이를 보이지만 배와 배당침액, 마늘, 양파 등 각 소스 재료의 다양한 기능성분을 함유하면서 항산화활성이 높고 저장성이 안정적인 육류 요리 소스로서 활용 가능성이 높다고 사료된다.

절화 백합‘Siberia’의 수확 후 수명 연장과 품질 향상을 위해 1-MCP의 효과적인 처리 농도, 시간 및 온도를 구명하기 위해 수행하였다. 개화 단계는 모든 처리별 5°C처리가 개화지연 효과가 가장 좋았으며, 특히 5°C조건에서 1.5mg·L-1 1-MCP를 1시간 처리시 다른 처리구에 비해 개화 단계가 지연되었다. 잎의 엽록소 함량은 모든 처리구가 대조구보다 다소 높은 엽록소 함량을 유지하였으며, 5°C조건에서 1.5mg·L-1 1-MCP를 1시간 처리시 높은 함량을 나타내었다. 생체중은 대조구가 5일부터 감소되는 반면 5°C 조건에서 1.5mg·L-1 1-MCP 전처리를 1시간동안 하였을 때 11일까지 증가되었다. 수분흡수량에서는 대조구가 실험 종료일까지 꾸준하게 감소하는 반면 15°C조건에서 3.0mg·L-1 1-MCP를 0.5시간 처리시 가장 높은 흡수량을 나타내었다. 수분균형은 무처리시 7일부터 (-)값으로 급격히 떨어지는데 비해 대부분의 1-MCP 처리구는 9일부터 서서히 (-)값으로 떨어지고, 특히 5°C조건에서 1.5mg·L-1 1-MCP 1시간 처리구는 11일까지 유일하게 (+)값을 유지하는 결과를 나타내었다. 각 전처리별 조사 초기 색상 변화에서는 5°C조건에서 3.0mg·L-1 1-MCP를 0.5시간 처리시 녹색값이 비교적 높게 유지되었으며, 절화수명 및 절화 품질에 있어서는 5°C조건에서 1.5mg·L-1 1-MCP를 1시간 처리시 19일로 가장 연장되는 효과를 나타내었다. 박테리아 발생량은 5°C조건에서 1.5와 3.0mg·L-1 1-MCP를 1시간 처리시 가장 낮은 발생량을 나타내었다. 에틸렌 발생량 및 호흡률은 대조구보다 낮은 발생량을 나타내었으며, 특히 15°C조건에서 3.0mg·L-1 1-MCP를 1시간 처리시 다른 처리에 비해 낮은 양상을 나타내었다. 이상의 결과를 종합적으로 고찰해보면 5°C조건에서 1.5mg·L-1 1-MCP를 1시간 처리시 도관의 미생물 발생 억제 효과가 지속적으로 작용하여 수분 흡수가 원활히 이루어짐으로써 수확 후 절화 백합의 선도유지 및 품질에 매우 효과적임을 알 수 있었고, 수출저장유통 과정 중에 상용적인 기술로 사용 가능함을 제시 할 수 있었다.