전국의 2012년도 가축분뇨 발생량은 <표 1>에서 보듯이 46,489천톤이 발생하였다. 2012년도부터 가축분뇨의 해양투기가 전면금지 되었기 때문에 전량 육상처리하고 있으며, 이 중 퇴비로 처리되는 량이 81%로 가장 많이 차지한다. 한편, 충남 보령시는 가축농가가 차지하는 비율이 높은 편이며 가축사육시설 및 가축분뇨 처리과정에서 발생하는 악취로 인한 민원발생이 많은 지역이다. 가축분뇨는 2,055톤/일 발생하며 이중 퇴비로 처리되는 양이 68%이다. 가축분뇨는 2012년부터 해양투기가 전면금지 됨에 따라 전량 육상 처리되고 있으나, 가축농가의 분뇨처리시설용량 부족으로 및 가축분뇨 부적정 처리로 인한 악취발생, 환경오염 문제가 발생하고 있다. 가축분뇨를 자원화하는 것은 유용한 자원으로 소득에 기여할 뿐만 아니라 폐기물을 발생시키지 않아 환경을 보전하기도 한다. 최근 국내의 가축 사육 규모가 커짐에 따라 가축분뇨의 처리문제와 악취로 인한 민원이 증가하여 사화문제화 되고 있다. 악취민원은 2003년 이후 연평균 14.5% 증가하고 있고, 축산관련 악취는 약 7%로 해마다 지속적인 증가를 보이고 있다(환경부, 2007). 축종별로 보면 양돈 관련 악취 민원이 약 54%로 많은 부분을 차지하고 있다. 퇴비는 음식물쓰레기, 축산분뇨 등을 발효 및 부숙시켜서 농작물, 원예, 임야에 시비하는 것이다. 퇴비 생산시에는 음식물쓰레기 및 축산분뇨와 같은 퇴비대상물이 수분이 85%정도로 높아 부패하기 쉽기 때문에 퇴비에 적합하도록 수분조절재(톱밥, 왕겨등)를 사용하여 수분을 60~65%로 조절하여야 한다. 퇴비는 퇴비대상물이 함유한 유기물을 분해 안정화시켜서 토양미생물의 활성을 도와주는 역할을 하며, 퇴비 조건이 맞지 않을 경우 발효가 잘 일어나지 않거나 악취가 많이 발생되기도 한다. 이러한 경우 퇴비의 발효를 촉진시키기 위하여 발효촉진재를 첨가하여 퇴비화가 원활하게 진행하게 한다. 시판되고 있는 퇴비 발효제는 대부분 미생물제로써 토양이나 유용한 미생물을 추출, 배양하여 주로 액상으로 공급하고 있다. 개발된 기술은 퇴비 발효촉진재로써 미생물제가 아닌 무기물로 구성된 미생물활성재이다. 본 퇴비 발효촉진재는 퇴비대상물(가축분뇨+톱밥)에 5%정도 혼합하면 악취발생이 거의 없고 고온이 장기간 지속되어 완숙퇴비가 되게 만들어주는 기능을 가지고 있다. 구체적으로는 발효촉진재의 성분에 의해 폴리실리케이트 망목을 형성하여 악취물질을 흡착하는 기능이 있어 악취를 70%정도 억제하는 기능, 친수성 수화물질의 수화반응 및 경화반응에 의한 수분증발 기능, 발효촉진제는 약알칼리성으로 퇴비를 시비할 경우 산성토양을 중화시키는 기능, 초기발열 및 고온균 활성화로 퇴비기간을 기존의 50일에서 40일로 약20% 단축시키는 기능, 고온균 및 방선균 활성화 및 고온 장기지속 등으로 완숙퇴비를 만들어 주는 기능을 가지고 있다. 따라서 발효촉진제가 비록 분말이지만 단립화기능이 있으므로 첨가량 만큼 톱밥 사용량을 줄일 수 있다. 발효촉진재의 용도는 퇴비 첨가물로써, 가축분뇨 및 음식물쓰레기 등을 퇴비화 할 경우, 가축분뇨 및 음식물 쓰레기에 톱밥을 혼합 한 후 추가로 발효촉진재를 무게비로 5%정도 혼합해 주면 된다. 따라서, 본 사업을 통해, 화력발전소에서 발생하는 바텀애쉬 및 공장의 폐흡착제는 충 발효촉진재의 대체원료로의 사용함으로써, 바텀애쉬 및 폐흡착제의 재활용 수요처를 확보함과 아울러 부산물처리 비용의 절감효과를 기대할 수 있다. 아울러, 생산업체에서는 발효촉진재의 대체원료 활용을 통해 안정적인 수급과 원가절감 효과를 기대 할 수 있다. 폐기물 자원화 네트위크 구축사업으로 생산되는 발효촉진제는 가축농가 퇴비장에 지원하여 악취문제를 근원적으로 해결함으로써 지역 편익을 증진시킬 수 있는 사업이다.

국내에서 하천의 제방을 보호하는데 중점을 둔 공법으로는 콘크리트 호안 블록을 설치하는 공법과 콘크리트 매트공법을 들 수 있으며, 식물의 생육에 중점을 둔 공법으로는 양재천에 도입되었던 유럽의 여러 공법들을 들수 있다. 또한 최근에는 식물의 식재를 위해 구멍이 뚫린 콘크리트 블록(유공블록)을 설치하는 방법들이 시도되고 있다. 제방의 보호에 중점을 둔 공법들의 경우, 특히 콘크리트 매트공법은 제방을 튼튼하게 보호하는 방법으로는 가장 좋은 효과를 보일 수 있으나 전혀 식생이 정착할 수 없는 비 환경적인 방법이며, 콘크리트 호안블록을 시공하는 경우는 블록의 사이에 잡초가 생육하기는 하지만 일부분에 한정되며, 블록의 틈새에서만 물과 공기의 공급이 가능하므로 제방의 전체에 식물이 생육하거나 미생물, 소동물의 생육이 불가능 하므로 생태 친화적인 공법이 될 수 없다. 국내에 도입된 외국의 여러 공법들은 식생이 정착되는 데는 유리한 점이 있지만 제방의 안전성을 확보하는데는 부족한 점이 많다. 특히 홍수기에 많은 물이 일시에 흐르는 우리나라의 하천 환경특성에는 적합하지 않다고 판단된다. 식물의 식재를 위해 블록의 일부를 제거한 형태의 콘크리트 블록을 시공한 경우 흐르는 물에 의하여 구멍에 채워진 토양이 유실되어 질뿐만 아니라 식물도 함께 유실되므로 블록의 이면에 두꺼운 부직포를 설치하게 되므로, 실질적으로 제방의 토양과는 완전히 분리되어 식물이 생육하므로 쉽게 식물이 유실될 수 있다. 일반적으로 콘크리트에서 식물을 재배할 경우, 식물이 자라지 못하는 이유는 콘크리트 자체가 높은 알칼리성을 나타내며, 뿌리 공간과 발아 공간이 없고 투수성 및 보수성이 낮으며, 식물에 필요한 영양분이 없기 때문이다. 따라서 식물을 생육시키기 위해서는 식생콘크리트의 pH을 줄이고, 공극률을 확보하여 뿌리 및 발아공간을 제공해 주어야 한다. pH을 줄이고, 공극률을 확보하기 위하여 고로슬래그 시멘트를 사용하여 옥상녹화블록을 연구 및 상용화한 사례가 있다. 즉, 잔골재를 사용하지 않고 굵은골재만을 사용하여 식물의 뿌리와 물 공기가 통과할 수 있는 연속공극을 형성하고, 이 연속공극을 통하여 식물의 뿌리가 지반까지 도달하여 블록과 지반과의 일체화로 구조적 안정성을 확보하였다. 이러한 옥상녹화블록 경험을 토대로 제철에서 발생하는 서냉 고로슬래그 골재를 생태하천복원용 식생블록골재 적용성을 검토함으로써 제철회사는 서냉 고로슬래그 골재의 수요처를 확보하는 동시에 폐기물 처리 비용의 절감 효과를 기대할 수 있다. 또한, 식생블록 생산업체는 저가의 골재 활용을 통해 안정적인 골재 수급과 원가절감 효과를 기대할 수 있고, 최종 성과활용 기관은 저가의 제품을 구입하여 공사비용을 절감할 수 있음으로써, 공급처, 수요처, 활용처 모든 참여업체가 WIN-WIN 할 수 있는 네트워크를 구축하는 사업이다.

2011년 말 기준 전국에 가동 중인 공공하수처리시설은 500 m³/일 이상이 505개소에 시설용량은 25,017,730 m³/일이고, 500 m³/일 미만은 2,858개소에 시설용량은 210,376 m³/일에 달한다. 이는 2003년부터 하수도 보급률 78.8%에서 해마다 약 3%씩 증가하여 2011년도 말에는 90.9%로 증가되고, 인구증가 등의 요인에 따른 것이다. 또한 매년 하수처리시설의 유입유량과 유입하수농도의 변화는 지속적으로 증가하고 있다. 하수처리시설의 주 처리방법은 고액분리와 용존성 물질의 고형화하는 방법이 주를 이루며 이외에도 산화의 방법, 필터에 의한 방법 등으로 수중의 오염물을 배제시킨다. 특히, 용존성 물질을 고형화 하는 과정에서 대부분 유기성 물질로 구성된 오염물을 미생물의 처리과정으로 처리가 되어 지는데, 이 때 하수처리시설에서 생물 반응조의 상태를 보기 위하여 대부분이 SVI를 측정한다. 이는 미생물의 상태를 간접적으로 확인하고, 후단 공정에서의 고액분리의 정도를 예측하는 중요한 방법으로 많이 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 SV30의 측정방법에 대하여 높이에 따른 광원의 조사와 측정된 값을 인식 가능성에 대하여 실시하고자 하였다. 연구에 대상으로 사용된 슬러지는 경기도 안산시 A공공하수처리장의 생물반응조 내의 슬러지를 채수하여 실험에 사용하였으며, 이 때 사용된 슬러지의 TS는 3,428 mg/L, VS는 2,491 mg/L로 측정이 되었다. 광원으로 사용된 램프는 LED(White, Foryard Co. Ltd, Taiwan)으로 하단에서 최초 높이 20mm 정도를 제외하고 높이 17mm간격으로 20개를 설치하였다. 광원 검출기(Perkin Elmer Co., German)도 동일한 방법으로 설치하고 광원과 검출기 사이에 SV30을 실험하는 방법을 기준으로 1,000mL의 유리재질의 매스실린더를 사용하였으며, 광의 조사 및 검출의 외부 환경은 외란광이 존재하는 조건에서 실험을 실시하였다. 사용된 검출기의 특징은 외부 광원을 에너지로 인식하고 광원이 조사되면 저항(단위 Ω, R)이 내려가고, 광원이 차단되면 저항이 올라간다. 외란광의 환경에서 하부에서 상부로 갈수록 외란광의 차단효과가 적어져 메스실린더 내의 슬러지 투입전의 1,000 mL 위치에서 LED 램프 조사전은 4.78 kΩ, 0 mL에서 27.75 kΩ, 조사시는 1,000 mL 위치에서 3.49 kΩ, 0 mL에서 5.92 kΩ으로 측정이 되었다. 활성슬러지 투입시 압밀침전 전까지 슬러지 침강속도는 43.6 mm/min이었으며, 압밀침전의 속도는 3.58 mm/min으로 측정이 되었다. 이 때, 슬러지 계면이 있을 경우와 없을 경우의 측정차는 약 90 kΩ이상이 발생하여 슬러지 계면의 정도에 따른 측정이 가능할 것으로 판단된다.

혐기성소화기술은 지난 백여년 이상동안 많은 연구자들에 의하여 연구되어 온 전통기술로서 최근 지구온난화 문제가 전 세계적인 이슈로 부상하면서 새롭게 조명 받고 있다. 그러나, 혐기성소화기술은 여전히 메탄생성균의 느린 성장속도와 환경인자에 대한 민감성에 기인하여 20일 이상의 긴 체류시간을 필요로 하고 유기물감량율이 낮으며, 운전조건이 까다롭다는 단점을 지니고 있다. 최근 들어 환경생물전기화학자들에 의해 연구되기 시작한 생물전기화학기술(Bioelectrochemical technology)을 혐기성소화공정에 활용하면 메탄생성반응과 가수분해반응을 크게 촉진시킬 수 있어 전통적인 혐기성소화기술의 단점들이 상당 부분 극복할 수 있다. 혐기성소화공정에 활용하는 생물전기화학기술은 소화조 내에 설치하는 산화전극과 환원전극으로 이루어지며, 외부회로에 의하여 서로 연결된 산화전극과 환원전극 사이에 외부전원을 이용하여 전압을 인가하여 일정한 전위차가 유지되도록 한 미생물전해전지(Microbial electrolysis cells, MECs)의 형태이다. 혐기성소화조에서 전기적으로 활성을 가진 미생물들은 유기물이나 유기산을 빠른 속도로 분해하여 전자와 양성자를 생성하며, 전자는 산화전극으로 전달된 뒤 외부회로를 통하여 환원전극으로 이동한다. 환원전극의 표면에서는 전자와 양성자 또는 전자와 양성자 및 이산화탄소가 반응하여 수소나 메탄과 같은 바이오가스가 생성된다. 본 연구에서는 완전혼합형 혐기성소화조에 생물전기화학장치가 설치된 반응조 (Bioelectrochemical anaerobic digestion, BEAD)을 이용하여 수리학적 체류시간에 따른 PTA 폐수의 처리특성을 평가하였다. PTA (purified terephthalic acid) 폐수는 A 산업에서 채취한 것으로서 COD 값이 약 6,000-8,000mg/L였으며, 주요 구성성분은 terephthalic acid, p-toluic acid, benzoic acid, acetic acid 등이었으며, pH는 5-6이었다. 먼저, 실험에 사용한 산화전극 및 환원전극은 흑연직물 섬유의 표면에 탄소나노튜브를 초음파분산법으로 고정하여 제작하였다. 교반기가 설치된 유효부피 15L의 원통형 혐기성 소화조에 산화전극과 환원전극을 각각 설치하였으며, 산화전극과 환원전극 사이에 0.3V의 전압을 인가하였다. 하수슬러지를 이용하여 운전 중인 생물전기화학장치가 설치된 혐기성소화조에서 유출 슬러지를 초기 운전을 위한 식종균으로 사용하였으며, PTA 폐수를 1일 1회 정량 주입하여 수리학적 체류시간을 20일로 유지하였다. 소화조가 안정화되었을 때 수리학적 체류시간을 단계적으로 10일, 5일, 2.5일 그리고 1.25일 까지 변화시키면서 총 바이오가스발생량 및 메탄함량, COD 제거율과 전류의 변화 등을 관측하였다. 생물전기화학장치가 설치된 혐기성소화조의 COD 감량율은 수리학적 체류시간에 관계없이 약 60%로서 보였으며, 바이오가스의 메탄함량(%)은 80% 이상을 유지하였다. 그러나, 메탄발생량은 수리학적 체류시간의 감소에 따른 유기물 부하율 증가에 비례하여 증가하였다. 그러나, 외부회로의 전류와 메탄가스 발생량으로부터 계산한 쿨롱효율은 수리학적 체류시간이 감소에 따라 오히려 증가하였다. COD 제거율, 바이오가스의 메탄함량 및 메탄가스발생량으로 평가한 생물전기화학장치가 설치된 혐기성소화공정의 안정성은 수리학적 체류시간 20일부터 1.25일의 범위에서 영향을 받지 않았다.

본 연구에서는 교내 기숙사 식당에서 분리 수거된 음식물류 폐기물을 침출수 순환형 혐기성 소화 공정을 이용하여 신재생 에너지인 메탄가스를 최종적으로 얻기 위한 연구를 수행하였다. 침출수 순환형 혐기성 소화 공법은 혐기성 반응조에서 발생하는 침출수를 고액 분리하여 펌프(Cole-parmer Instument Co. Model No.7520-10)를 이용해 1일 1회 10mL/min의 유량으로 침출수 수집조에 수집하였다가 침출수 인발 완료 후 동일한 유량으로 반응조로 재순환 시켜 반응조 내부의 미생물의 활동을 활발하도록 하였다. 그 결과 기존의 혐기성 소화 공법에 비해 높은 메탄가스 수율을 보였다. 음식물류 폐기물을 이용한 침출수 순환형 혐기성 소화 실험은 메탄가스를 효율적으로 생산하기 위해 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비와 유기물 부하율을 각각 달리하여 실험을 실시하였다. 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비가 2:8이고 유기물 부하율이 9 gVS/L인 침출수 순환형 음식물류 혐기성 소화 반응조의 메탄가스 발생 수율이 평균 1.395 m³ Biogas/kg VS added로 가장 뛰어났고, 반응종료 시 가스 중 H2S 및 NH3의 농도는 초기값에 비해 각각 98% 및 80%정도 저감되었다. 이에 비해 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비가 3:7이며 유기물 부하율이 15 gVS/L인 반응조와 음식물류 폐기물/식종 혐기성 슬러지 비 8:2, 유기물 부하율 90 gVS/L인 반응조에서는 메탄가스 발생이 진행되다가 유기물 과부하로 인해 반응이 멈추는 결과를 얻었다.

하수처리장 운영 시 생성되는 하수슬러지는 하수처리장에서 배출되는 폐기물의 대부분을 차지한다. 발생한 하수슬러지의 처리는 퇴비화, 사료화, 매립, 소각, 에너지화, 재활용, 해양투기 등의 여러 방법으로 이루어졌다. 그러나 2013년 런던 협약 발효에 따라 처리 방법 중 30~40%를 차지하던 해양투기가 금지되었다. 해양투기 다음으로 많이 사용된 방법은 육상매립이나, 육상매립의 경우 부지 확보가 점차 어려워지고 환경규제의 강화로 매립하는 양이 감소되고 있다. 따라서 하수처리장에서 발생하는 슬러지를 최소화 하는 동시에 자원으로 활용할 수 있는 적정 기술의 필요성이 대두되고 있다. 여러 적정 기술 중 혐기성소화는 하수슬러지를 혐기 미생물을 이용하여 메탄을 생성하는 가용화하는 대표적인 방법이다. 혐기소화조 운영에 있어서 하수슬러지를 바로 투입하여 처리하는 경우 낮은 소화 효율을 보이므로 소화조 전단에 전처리 기술을 배치하여 소화 효율을 향상 시킬 수 있다. 이런 전처리 기술에는 효소에 의한 생물학적 처리, 초음파, 오존, 원심분리, 액체전단, 분쇄의 기계적 처리, 산화, 알칼리에 의한 화학적 처리, 열처리가 있다. 그 중 열전처리 공정은 슬러지의 부피 감량과 불필요한 화합물의 분해 뿐만 아니라 슬러지 내의 병원균도 제거 가능한 장점을 가진다. 본 연구를 통해 열전처리 공정의 특성을 확인하였으며 공정 이후 생성된 물질의 특성도 평가하였다. 실험은 회분식 반응기에서 진행 되었으며, 혐기조건을 만든 후 열을 가하여 운전하였다. 실험 조건은 온도, 시간, 슬러지 함량에 따라 설정하였다. 각 조건에 따른 시료를 분석한 결과 건조 중량 1g을 기준으로 휘발성유기물질의 초기 농도가 0.67 g 일 때 최대 0.002 g까지 감소가 확인되었다. 감소한 휘발성 유기물질은 용존 유기물 형태로 변경되었고, COD 0.071 - 0.158 g-C/L 또는 TC 0.04 - 0.085 g-C/L 의 증가가 확인되었다. 이외에 TN은 3 - 22 mg-N/L의 증가가 확인되었고, 질산성 질소 또는 아질산성 질소는 미량 발견되었으며, 암모니아 형태의 N이 0.34 - 10.36 mg-N/L로 존재하는 것이 확인되었다.

본 연구에서는 유입수의 변동이 심하고 전문가가 부재한 환경인 선박에서 발생하는 오수의 효과적인 처리를 위하여 RCM공법을 선박오수처리장치에 적용하는 실험실 규모의 실험을 수행하였다. 질소·인의 고도처리 효율과 선박이라는 특수환경과의 접목성을 검토한 결과 RCM공정에 유효미생물을 주입하는 방법은 선박환경에 적합한 것으로 평가되었다. 또한 RCM공정은 활성슬러지 공정에서 배출되는 슬러지 는 배출시키지 않고 슬러지액화분해조(SDC)에서 재분해하여 순환함으로써, 최근 해양투기가 금지됨으로 인해 문제가 되고 있는 슬러지의 발 생량을 최소한으로 하여 친환경적인 수처리가 가능하다. 복합미생물제제 주입 후 미생물 관찰결과 고도처리에 유리한 미생물종의 출현을 확 인하였으며 이들의 상호기작으로 질소·인의 처리에 도움을 주어 처리효율이 높은것이라 판단된다. 유기물 제거효율 실험결과 BOD5, CODcr T-N, T-P의 처리효율이 각각 96, 97, 78, 81.68 %로 나타나 Membrane이나 Filter없이도 강화되어가는 해양오염기준을 충족시킬 수 있는 공 정으로 판단된다.

블랜칭 처리조건 확립을 위하여 시간(1, 3, 5 min) 및 용질의 종류[0.1% soluble Ca(Sol-Ca), 0.1% soium bicarbonate(NaHCO3), 0.1% magnesium sulfate(MgSO4)]를 달리한 참취의 품질특성을 비교하였다. 블랜칭 시간이 경과함에 따라 녹색도와 chroma 값은 감소되고 색차는 증가하였으며, polyphenol 함량은 유의적으로 감소하였고 블랜칭 처리시간이 3분 이상 경과될 시 급격히 저하되었다. Carotenoid 함량의 경우 적정 블랜칭 처리 시 함량은 증가하는 반면 ascorbic acid 함량은 유의적으로 감소하는 결과를 나타내어 열적 손실이 동반되는 것으로 관찰되었다. 경도 및 절단력은 처리 시간이 길어짐에 따라 유의적으로 감소하였으며, pectinesterase와 polygalacturonase 저해활성은 3분 이후부터는 불활성화 수치가 증가하여 효소활성을 저해시키는 것으로 나타났다. 총균수 및 대장균군수의 변화를 측정한 결과, 대조구의 경우 5 log CFU/g 수준으로 검출되었으나, 블랜칭 처리한 처리구에서는 2~4 log CFU/g 수준으로 미생물이 감소하였으며, 대장균군수는 검출되지 않았다. Chlorophyll 함량은 증가하는 반면 chlorophyll a 및 b의 비율(Ca/Cb)은 유의적으로 감소하였으며, 관능적 기호특성에서는 외관 및 색상의 경우 블랜칭 처리 시간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타낸 반면 향미 및 전반적인 기호도에서는 블랜칭 처리에 의하여 기호특성이 증가하였다가 점차 감소하였으며, 전반적으로 3분간 블랜칭 처리 시 높은 선호도를 나타내었다.

수확 후 매실의 미생물학적 안전성 확보를 위해 0.5% citric acid와 0.1% Tween 20 단일 및 병합 처리 후 4±1˚C에서 7일간 저장하면서 미생물 수 및 품질 변화를 조사하였다. Citric acid와 Tween 20 병합 처리 후 총 호기성 세균과 효모 및 곰팡이 수는 대조구와 비교하여 각각 2.06, 2.22 log CFU/g으로 가장 높은 감소 효과를 보였으며, 이러한 효과는 저장 7일 동안 유지되었다. 매실의 유기산 함량을 분석한 결과, malic acid, citric acid, oxalic acid의 순서로 높은 함량을 나타냈고, 모든 처리구에서 유의적인 차이가 없었으며, 저장 중 색도 역시 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 매실의 저장성 증진 및 다양한 매실 가공품 제조를 위한 기초연구로써 탈수제를 이용한 건조 후 건조 매실의 품질 변화를 열품건조와 비교, 분석하였다. 탈수제 처리 건조가 열풍건조에 비해 높은 복원율을 나타냈고, 총 페놀 및 플라보노이드 함량 역시 열풍건조 보다 많았으며, 대조구와 유사한 함량을 유지하였다. 또한 건조 매실의 색도에 있어서도 탈수제 처리가 부정적 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구결과, 수확 후 매실에 citric acid와 Tween 20 병합 처리가 미생물학적 안전성을 확보함과 동시에 품질 변화를 일으키지 않는 효과적인 가공 전처리 기술이라고 생각되며, 탈수제 처리가 건조 매실의 품질을 높게 유지하며 저장성을 높일 수 있는 효율적인 건조 방법이라고 판단된다.

The purpose of this study is to use organisms or micro-organism functions for eco-friendly water-purification according to concentration in porous concrete using EM, utilizing bioremediation.

2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride (TTC)는 산화환원지시약으로 미생물의 증식에 의한 산소 소비를 쉽게 확인할 수 있다. 용해 후 무색의 형태를 띠고 있으나 생리활성이 있는 조직에서는 탈수소 효소(dehydrogenases)에 의해 환원되어 빨간색의 불용성 1,3,5,-triphenylformazan (TPF)가 된다. 본 연구에서는 병원성 미생물(Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Enterococcus faecium, Candida albicans)에 TTC 지시약을 활용하여 미생물 성장시험에 대해 확인하였다. 시험 균주에 TTC를 첨가하여 확인한 결과, 모두 탈수소효소 반응으로 인한 TPF 형성으로 붉은색 콜로니를 관찰하였다. 이후 TTC 0.04% 이상의 농도 및 12 h 이상 배양조건으로 최적화 실험 후 균주별 CFU 값을 통해 TPF 발현능을 확인하였다. 결국 TTC가 병원성 세균 및 효모균 성장에 큰 영향을 끼치지 않으며 배양 시 세균의 경우 12 h, 효모균의 경우 48 h 이후부터 확인이 가능하였다. 이러한 결과들로부터 TTC를 활용한 미생물 성장 확인 시험법이 더 신속 정확한 방법으로 화장품 연구에 활용 가능할 것으로 사료된다.

본 연구는 천연물질에서 유래한 반추위 메탄저감용 친환경 첨가제 개발을 위해 각기 다른 종균을 이용하여 발효한 세신 추출물의 항균활성, 항산화활성 및 in vitro 반추위 발효시험을 체계적으로 실시하였다. 접종된 균주들의 성장효율을 알아보기 위해 실시한 생균수측정 결과 L. curvatus NJ40 균주에서 유의적으로 높은 균주성장을 나타냈다(p<0.05). 항균활성측정 결과는 대조구 대비 L. curvatus NJ40 및 L. plantarum NJ45 균주와 발효된 세신 추출물이 병원균에 대한 항균효과를 나타내는 것으로 조사되었다. In vitro 반추위 발효실험에 세신 및 발효 세신 추출물을 적용한 결과, 휘발성 지방산 생성량 대비 반추위 메탄 저감효과가 나타났다. 특히 반추위 미생물 활력 및 사료이용 효율을 대표할 수 있는 휘발성 지방산 생성효율에 대한 부정적 효과 없이, 오히려 휘발성지방산 생성효율을 향상시키면서 반추위 메탄 저감효과를 가져올 수 있는 것으로 나타났다.

본 연구진은 신규 미생물인 Nocardia sp. CS682 균주에서 항균물질인 nargenicin을 확보하고, 그 유도체 5종을 확보하여 그람양성, 음성 및 다약제 내성균에 대한 항균 효능 및 LPS로 자극된 대식세포에서의 nitric oxide 생성 억제능을 확인하였다. Nargenicin 유도체들은 nargenicin 및 vancomycin에 비교하여 우수한 항균 활성을 보여주었으며, compound 4 및 5는 광범위한 항균 효능 외에 nitric oxide 생성 억제능을 보여 항균-항염효과를 가지는 dual effector로써 감염, 면역 질환에 응용 가능성을 시사하였다. Nargenicin 유도체들은 향후 염증반응에서의 면역 조절 기작에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Electron beam-induced grafting polymerization was employed to prepare Acrylic acid-grafted bacterial cellulose (BC-g-AAc). BC-g-AAc as an adsorbent was applied to remove heavy metals (e.g., As, Pb, and Cd). This study examined followings; morphological change of surface, adsorptive behavior of BC-g-AAc, and interpretation of adsorptive kinetics. Specific surface areas of BC and BC-g-AAc were 0.9527 m2 g-1 for BC and 0.2272 m2 g-1 for BC-g-AAc, respectively as measured by BET nitrogen adsorption, revealing the morphological change of the surface of BC-g-AAc. Batch adsorption test was performed to investigate adsorptive behavior of BC-g-AAc in aqueous solution. The amounts of Pb and Cd adsorbed on BC-g-AAc were 69 mg g-1 and 56 mg g-1, respectively. However, As was not adsorbed on BC-g-AAc due to its neutral nature. Both the Benaissa model and the Kurniawan model were applied in the study to interpret adsorptive kinetics. From the value of correction coefficient (R2), adsorptive kinetics of Pb and Cd were subjected to Kurniawan model referred to pseudo-second-order. Taken together, the results of this study show that BC-g-AAc has potential as a heavy metal (eg., Pb, Cd)-adsorbent made of an environmentally friendly material.

수확 후 돌나물의 미생물학적 안전성 확보를 위해 1% acetic acid 침지 세척과 10 kJ/m2 UV-C 조사를 병합처리하여 10°C에서 6일간 저장하면서 미생물 수, 색도, 비타민 C 함량, 항산화능을 측정하였다. 돌나물에 병합처리 후 총 호기성 세균 수는 대조구와 비교하여 3.28 log CFU/g, 효모 및 곰팡이에서는 4.22 log CFU/g 감균 효과를 보였으며, 이러한 효과는 저장 6일 동안 유지되었다. Acetic acid와 UV-C 병합처리는 대조구와 비교하여 돌나물의 저장 중 Hunter 색도 값에 부정적인 영향을 끼치지 않았다. 또한 비타민 C 함량과 항산화능은 저장기간 동안 처리구와 대조구 모두 감소하였으나, 처리에 의한 차이는 없는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과 acetic acid와 UV-C 병합처리가 수확 후 돌나물의 저장, 유통 시 미생물학적 안전성을 확보하고 품질 유지에 효과적인 hurdle technology라고 판단된다.

본 연구는 환경 친화적인 새싹채소류의 고품질화를 위한 경제적이고 효율적인 살균기술을 개발할 목적으로 국내산 적무 종자의 다양한 열처리 방법에 따른 발아율과 미생물 저감효과를 조사하였다. 열수처리는 60, 65, 70, 75, 80, 90℃에서 각각 30, 60초간 실시하였고, 건열처리는 70, 80, 90, 100℃에서 5분간 실시하였다. 열수 처리에 따른 미생물의 제어효과는 시간에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았으나, 온도변화에 따른 유의적인 차이를 나타내었다 (p<0.001). 70℃ 이상의 온도에서 총세균수는 3 logs 이상의 감소를 보였으며, L. monocytogenes는 검출되지 않았다. 건열처리는 온도변화에 따른 유의적인 차이를 나타내었다 (p<0.001). 100℃에서 5분간 처리한 후 총세균과 L.monocytogenes 수는 3 logs 이하 감소하였다. 열수처리에 따른 발아율의 변화는 처리 전과 후 모두 시간에 따른 유의적인 차이는 보이지 않았으나, 75℃ 이상의 온도에서 온도증가에 따라 유의적으로 감소하였다(p<0.001). 한편, 열수처리 후 침지시킨 종자에서 발아가 더 촉진되는 것으로 나타났다. 건열처리에 따른 발아율은 80℃ 이상의 온도에서 온도 증가에 따라 유의적으로 감소하였다(p<0.001). 건열처리한 후 증류수에 3시간 침지시킨 종자의 발아율은 90℃ 이상의 온도에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 결론적으로 적절한 열처리는 75℃, 30분 이상의 열수처리하는 방법으로, 적무 새싹채소의 종자의 미생물학적 안전성을증가시킴과동시에발아율을증가시키는것으로판단된다.

Maesa japonica (Thunb.) is an evergreen shrub belonged to the Myrsinaceae family, which was discovered in2006 in South Korea. And, its biological functions have not been well studied. In this study, we determined the antioxidantactivities, α-glucosidase inhibitory effects and antimicrobial activities of methanol extract and the solvent fractions of M.japonica leaves and twigs. The highest antioxidant activity obtained by 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scav-enging assay and reducing power assay was found in the ethylacetate fraction of twigs methanol extract, which contained thehighest level of total phenolic compounds compared to the other fractions. In addition, ethylacetate fraction of twigs extractexhibited higher inhibitory activities against α-glucosidase (IC50=0.8㎍/㎖) compared to the IC50 of the buthanol fraction(IC50=16㎍/㎖) of leaves extract. It showed antimicrobial activities against Bacillus atrophaeus and Bacillus subtilis subsp.Spizizenii. Although the data is too limited, the current study is the first report on biological functions of M. japonica.

본 연구는 계절별 배추 원료의 최적 절임 조건 및 저장성 연구를 위한 기초 자료 제공을 위하여 계절별 절임배추의 물리화학적 및 미생물학적 특성 조사와 이들 특성의 상관성을 조사하였다. 계절별(봄배추, 여름배추, 가을배추 및 겨울배추) 절임배추의 pH와 적정산도의 경우 가을배추 시료가 6.02±0.04와 0.15±0.01%로 다른 계절의 절임배추 시료보다 pH는 약간 높고 적정산도는 약간 낮았다. 가용성 고형분 함량은 월동배추가 7.76±0.39%로 가장 높았고, 염도 함량은 계절별로 유의적인 차이가 없었다. 총균수의 경우 여름배추가 다른 계절의 배추보다 유의적으로 많은 균수가 있었고 색도는 유의적인 차이가 없었다. 조직감의 경우 경도(firmness)는 봄배추가 가장 높은 4.92±0.06 kgf였고, 단단한 정도(hardness)는 여름 배추가 11.71±0.53 kgf로 가장 높게 측정되었다. 한편 계절별 절임배추의 품질 특성간 상관관계를 분석한 결과 계절별 절임배추와 가용성 고형분 함량, 경도와 1% 유의수준 유의적인 상관성이 있었다. 또 주성분 분석 결과 첫 번째 주성분(F1)과 두 번째 주성분(F2)는(은) 전체 데이터의 각각 35.59%와 27.28%의 설명력을 보여 주었고, 총설명력은 62.87%였다. 주성분 F1은 계절, 밝기, 가용성 고형분 함량, 배추 두께, 총균수와 젖산균 수였고, 주성분 F2는 절임배추의 피크 개수였다. 계절별 절임배추의 품질 특성을 바탕으로 계층적 군집분석 결과 봄배추, 여름배추 그리고 가을과 월동 배추로 3그룹으로 나뉘었다. 이상의 결과에서 계절별 절임배추의 경우 물리화학적 및 미생물학적 품질 특성에 차이가 있음을 확인하였고, 품질 균일화와 고품질의 절임배추를 연중 생산하기 위해서는 각 계절별 배추의 품질 특성과 절임 적성에 관한 많은 연구가 필요하다고 사료된다.

본 연구는 국내에서 유통되고 있는 국내산 건고추의 품질 기준을 제시하기 위하여 농가에서 가장 많이 사용하고 있는 열풍 건조한 고추와 소비자가 선호하는 태양 건조한 고추를 지역별로 수집하여 물리화학적 및 미생물학적 품질비교를 하였다. 열풍건조한 고추와 태양 건조 고추의 건물량으로 환산한 캡사이신노이드 함량의 경우 열풍건조 시료는 10.85~126.39 mg%, 태양 건조 시료는 0.43~164.09 mg%로 넓은 범위의 분포도를 나타내었고, 총 유리당 함량은 각각 10.82~20.77%, 9.26~23.10%로 건조 방법에 따른 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 그러나 ASTA 값과 비타민 C 함량의 경우, 열풍건조 시료는 49.12~154.69, 0.0~1,010 mg%, 태양건조 시료는 70.08~182.13, 620~1,050 mg%로 태양건조 시료가 열풍건조 시료보다 높은 범위의 값을 보였다. 총균수와 효모의 경우, 열풍건조 시료군은 2.01~6.67 log CFU/g, 1.03~4.12 log CFU/g이었고, 태양 건조 시료군은 1.74~5.77 log CFU/g, 1.05~6.10 log CFU/g이었다. 또 병원성 미생물인 Clostridium perfringens와 Bacillus cereus도 건조 방법에 상관없이 검출되었다. 한편 이들 품질 특성들을 이용한 주성분 분석 결과 제1요인은 38.47%, 제2요인은 18.31%였고, 총 설명력은 56.78%였다. PC1은 비타민 C, ASTA값, 색도와 관련이 있었고, PC 2는 수분함량, 미생물 수, 건조 방법과 관련이 있었다. 본 연구결과는 국내에서 유통되고 있는 고춧가루의 건조방법에 따른 품질 차이와 미생물의 오염도가 확인되었고, 소비자가 원하는 고추 품질 지표에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.