연도별 연구과제 221 페이지첫페이지로 이동

제주도의 토속 음료인 쉰다리는 쌀과 누룩을 이용하여 만든 발효 음료이다. 이 쉰다리를 만드는 과정에 있어 제주에서는 좁쌀, 감자, 고구마와 같은 다른 작물들이 더 잘 자라는 환경임에도 불구하고 쉰다리는 쌀을 이용해 만드는 경우가 많다.이에 본 팀은 다양한 작물을 주재료로 하여 기존 쉰다리와 동일한 제조법으로 발효 음료를 만들어보고, 성분을 분석하여 차이점을 알아내고자 한다. 쉰다리 제조에 사용되는 누룩은 제주 시장에서 파는 누룩들을 사용하였고, 각 시장에서 구매한 누룩에 포함된 미생물에 차이가 있을 수 있을 것이라 판단하여 다양한 수제 누룩에 서식하는 미생물에 대한 탐구를 진행하였고, 미생물의 종류에 큰 차이가 있지 않은 것으로 판단하였다. 이 결과를 바탕으로 시중에 판매되는 누룩 사용해 쌀, 감자, 고구마, 좁쌀, 밀, 보리를 주재료로 한 발효 음료를 제조하였다. 음료를 제조한 후, YPD와 DRBC를 이용한 배지 배양을 통해 각 작물로 만든 발효 음료 내 미생물의 종류를 알아보는 실험을 진행하였고, 각 작물별로 두드러지는 미생물들이 있는 반면, 공통적으로 작용하는 미생물도 있다는 것을 알 수 있었다. 각 음료에 대한 당의 성분 분석을 한 결과 당도는 작물 종류에 무관하게 전체적으로 증가하다 일정 시간이 지나면 감소하는 추이를 보였고, 고구마, 보리, 쌀 순으로 당도가 높게 측정되었다. 그리고 알코올 성분에 대한 분석을 진행한 결과 알코올 성분은 모든 음료가 약 8일이 되었을 때 3%가 넘는 모습을 보여주었고, 쉰다리의 알코올 농도를 만드는 가장 적합한 시기는 2-3일인 것으로 추정된다. 결론적으로, 성분 분석을 통한 발효 추이와 현재 무알코올 음료로 분류되는 알코올 농도의 기준이 1% 내외인 것을 고려한다면 쉰다리의 주재료로 쌀이 가장 적합하므로 쌀로 쉰다리를 제조하는 것이 타당성 있는 것으로 고려된다. 또한, 고구마를 이용한 음료가 다른 작물에 비해 당도가 높은 것으로 보아 고구마를 적절히 이용한다면 당도가 더 높은 토속 음료를 만들 수 있을 것으로 예상되고, 다른 작물을 이용한 음료에 당도가 높은 식품을 첨가하면 더 대중적인 음료를 만들 수 있을 것으로 기대된다.

▪ 주제어: 농산물, 쉰다리, 당정량분석, 알코올 농도, 성분 비교

위 연구는 BPA가 식물의 스트레스 요인이 되는가에 대해 알아보는 연구이다. BPA를 세 종류의 식물에 각각 0ppm, 1500ppm, 3000ppm을 처리하여, 처리 농도에 따른 식물의 외형적 변화와 생리적 변화 정도 차이를 알아보았다. 식물의 성장 정도를 관찰하고 흡광도를 측정하여 엽록소의 함량 차이를 분석하였다. 상추의 경우 BPA 처리 농도가 높을수록 성장 속도가 빠르며 엽록소와 카로티노이드 흡광도 함량이 줄어드는 것을 볼 수 있었다. 또한 활성 산소와 세포 사멸 정도가 크게 나타났다. 이를 통해 BPA가 식물의 내외로 악영향을 미치며 환경 스트레스로 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

▪ 주제어: BPA, 식물 스트레스, 활성산소, 세포사멸

본 연구는 중금속 토양에서의 식물 보호를 위해 굴 패각을 이용하여 제작한 중금속 흡착제의 중금속 제거 능력을 알아보아보고 버려지는 자원을 재활용할 방안을 찾는 것에 목적을 두었다. 먼저 흡착제를 처리한 토양과 그렇지 않은 토양에 중금속을 처리한 후 상추, 방울토마토, 식물의 세 식물을 심은 뒤 엽록소 함량 변화에 대해 알아보았다. 그 결과 흡착제를 처리한 식물이 그러지 않은 식물에 비해 엽록소 함량이 더 높게 나타나는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 브로콜리, 상추 씨앗에 대해서도 같은 실험을 진행하여 각각의 발아율에 대해 비교해보았다. 그 결과 흡착제를 처리한 경우 발아율이 더 높게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 통해 중금속 오염 환경에서의 식물 보호를 위한 흡착제의 사용 가능성을 제시할 수 있었다.

심각화되는 식물바이러스 문제의 해결 방안 제시를 위해 선례 연구로 항바이러스 성분을 갖는다고 알려진 미생물 Pseudomonas elodea를 PMMoV 바이러스에 감염된 고추 모종에 처리했을 때와 처리하지 않았을 때의 외형/구조 및 생리학적 변화를 관찰, 분석하였다. 외형적 분석으로는 Pseudomonas elodea의 처리가 모종의 성장률에 갖는 효과를 알기 위해 고추 모종 줄기의 길이와 정상 잎의 개수 변화를 비교하였다. 구조 및 생리학적 분석에서는 SEM 관찰 사진과  Pseudomonas elodea 대용량 처리군과 저용량처리군, 무처리군 개체의 흡광도 측정, 이어서 잎의 세포 사멸 정도를 비교하여 Pseudomonas elodea가 PMMoV에 갖는 저항성과 감염 내성을 관찰하였다.

본 연구는 해양생물을 이용한 신소재 개발에 대한 관심이 증대되고 있는 상황에서 해양생물 중 극피동물의 특이성으로 인한 다양한 생리활성물질을 개발할 수 있는 가능성이 있다고 생각하여 진행함. 극피동물 중에서도 해삼이 가지고 있는 특이성들을 알아보고, 특히 해삼의 재생효과 및 생리활성물질 규명에 대한 실험을 통해 해삼의 가치를 규명해보고자 진행함.

▪ 주제어: 극피동물, 해삼, 재생효과, 항산화작용

본 연구는 반추동물이 반추위 미생물의 효소 작용으로 셀룰로오스를 분해하여 β-D-glucose을 에너지원으로 이용하는 것에 착안하여, 셀룰로오스의 인위적인 분해를 통해 추출한 β-D-glucose을 에너지원으로 사용하였을 때 어느 정도의 효율을 낼 수 있는지에 대한 의문이 생겨 진행하게 되었다. 이에, 98% 셀룰로오스 여과지를 셀룰레이스로 분해하여 추출한 포도당을 정제 후, High Performance Liquid Cromatography와 UltraViolet-visible spectroscopy 등을 이용해 포도당 종류 확인 실험을 통해 추출한 포도당이 β-D-glucose임을 확인하였다. 이후, A549 Cell 배양을 통한 β-D-glucose의 효율을 알기 위해 당을 함유하지 않은 DMEM에 FBS와 insulin을 넣은 기본 배양액에서 포도당의 유무 및 종류를 변인으로 두어 실험을 1차, 2차로 두 번 진행하였다. 결과적으로 1차에서는 β-D glucose를 넣은 배양액이 α-D-Glucose를 넣은 배양액의 약 0.925배, non Glucose를 넣은 배양액의 약 5.454배의 효율을 내는 것을 알 수 있다. 2차에서 β-D glucose를 넣은 배양액은 α-D-Glucose를 넣은 배양액의 약 0.978배의 효율을, non Glucose를 넣은 배양액의 약 2.03배의 효율을 내는 것을 알 수 있다. 세포의 크기 또한 β-D-glucose을 첨가한 경우는 정상 배양액에서 자란 세포와 크기가 유사했지만, 당을 첨가하지 않은 경우는 대부분 분열이 중단된 상태로 머물러 있었다. 따라서, doubling time과 세포 크기를 고려한 세포 생장에서 β-D-glucose이 α-D-Glucose에 비해 약 0.925-0.978배의 효율을 낸다는 것을 알 수 있다. 이 연구는 식량 부족 해결 시에 β-D-glucose이라는 에너지원이 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다. 또한 추출물의 포도당 함량을 높이고, 높은 가격의 셀룰레이스를 재사용하기 위해 추출물로부터 셀룰레이스와 포도당을 분리하기 위한 실험으로 셀룰레이스 수식을 시도해 보았으나 완전히 수식되지 않았다. 이후, 역삼투의 원리를 이용하여 추출물에 압력을 가해 반투과성막으로 포도당을 투과시켜 포도당과 셀룰레이스를 분리하는데 성공하였다. 위의 실험과정과 결과를 활용한 셀룰로오스 분해 키트를 모델링하였고, 본 연구를 통해 에너지원으로서 효과적으로 사용되는 베타 포도당을 셀룰레이스의 재사용으로 효율적으로 얻을 수 있음을 알 수 있다.

▪ 주제어: 셀룰로오스, 베타 포도당, 셀룰레이스, 반투과성막, 동물 세포 배양

여러 환경 요인들로 인해 현대인들이 피부염으로 고통 받고 있으며 특히 COVID-19가 창궐하면서 마스크 사용으로 인해 마스크 내부 입속의 세균과 밀폐된 환경이 원인이 되어 더욱 문제가 되고 있다. 이를 치료하기 위해 일반적으로 스테로이드제가 사용되는데, 그로 인한 부작용이 심각한 문제가 되고 있다. 면역반응 과다 억제에 의한 2차감염이나 주름생성, 피부의 진피층 약화 등 수많은 부작용뿐만 아니라 금단 시 나타나는 리바운드 증상에 보습, 자외선차단제과 같은 화학약품을 사용할 수 없어, 속수무책으로 고통을 느낄 수밖에 없다.
특히, 기저귀나 접힌 살 안쪽의 피부염을 치료하기 위해 스테로이드제를 사용하는 유아의 경우 피부가 약하기 때문에 더 치명적일 수 있다. 이에 스테로이드제의 부작용을 완화할 수 있는 천연물질을 찾던 도중 고서에서 누에고치와 피부염에 관련된 민간요법을 보고 정련 시 매각하는데 많은 비용이 드는 세리신을 활용하고자 이를 탐구할 수 있는 실험을 설계하였다.
우선 세리신을 추출하기 위해 분말 정련제 SRK-1을 이용해 겔 형태의 각 농도별 세리신 추출물을 얻었다. 스테로이드 부작용 완화효과를 알아보고자 보습, 자외선 차단 효과실험을 진행하였고, 항균효과를 알아보기 위해 디스크 확산법을 통한 항균 능력을 확인하였으며, 마지막으로 주름생성과 진피층 약화를 완화하는 효과를 보기 위해 elastase 저해 활성을 확인하였다.
결론적으로, 실크 생사를 분말 정련제 SRK-1으로 정련해 폐수로부터 세리신을 겔 형으로 추출할 수 있었고, 세리신은 물리적으로는 항균능력을 가질 것으로 판단하였으나 그 자체로는 항균 능력을 가지지 않는 것으로 판단되었다. 또한 세리신은 보습, 자외선 차단, Elastase 저해 활성을 보였으며 50%, 70%, 90%의 농도 중 90%의 농도에서 가장 좋은 효과를 보였다. 이러한 결과들과 미루어 볼 때 세리신은 스테로이드 부작용 완화에 효과가 있는 것으로 보아 스테로이드 사용 시 부작용을 동반한 다양한 문제점으로부터 피부를 보호하는 스킨케어 제품으로서의 활용가능성을 보였다.

▪ 주제어: 누에고치, 세리신, 스테로이드제, 피부염, 스킨케어 크림

  본 연구는 황어의 분포현황 및 형태적 유전적 다양성을 조사하고, 그 유사종인 대황어와의 차이점을 찾아내는 것이 목적이다. 인터넷 사전 조사 및 채집, 수중드론 촬영을 통해 분포 현황을 조사하였고, 형태적 분석을 위해 형태형질 측정, 혼인색, Soft CT등의 방법을 사용하였다. 또한 채집한 개체들의 유전자를 분석하여 계통수를 작성하였다. 이를 통해 두 종을 분간할 수 있는 새로운 분류키를 발견할 수 있었고, 유전적으로 연구한 개체들의 정확한 정체와 수계 간의 연관성을 비교할 수 있었다.  결과들을 토대로 국내상 자료가 부족한 황어와 함께 대황어의 형질과 유전적 차이를 파악할 수 있는 계기가 될 것으로 기대된다.

▪ 주제어: 황어, 대황어, 분포현황, 형태적, 유전적

본 연구팀은 태안 기름 유출 사고 이후 해당 환경의 미생물의 돌연변이인 기름 분해 미생물 Alteromonas naphthalenivorans SN2의 기름 분해능을 알아보고자 본 탐구를 진행하였다. 비교균주로 Psudomonas putida, Asinetobactor sp.를 선정하였다. 사전 실험 과정에서는 환경영향평가와 해당 균주의 기름 분해능 확인 실험, 균주의 기름 분해 유전자 발현을 진행하였다. 본 실험 과정에서는 유화 활성 및 안정도 실험, 해당 균주의 시각적 기름 분해 확인 실험, 실제 해변 환경에서의 기름 분해 확인 실험을 진행하였다. 본 팀은 실험 결과를 통해 해당 균주가 비교균주만큼 우수한 기름 분해능을 지녔음을 확인할 수 있었으며, 추후 HPLC 의뢰를 마무리해 기름 분해 제재로서의 사용 가능성 또한 확인할 것이다.

▪ 주제어: Alteromonas Naphthalenivorans SN2, 기름 분해 미생물, 기름 유출, 기름 분해능

석패류는 모든 종이 담수에 서식하는 이매패류로서, 하천 내 생태계에서 중요한 역할을 한다. 석패의 연구는 형태학적 연구가 주로 이루어졌으나 PCR 기술의 발전으로 인해 유전학적 연구도 가능하게 되었다. 본 연구는 유전학적, 형태학적 연구를 통해 석패를 분류하고 각 종의 분포도와 명확한 동정 방법을 제시하고자 한다. 2019년 11월부터 2020년 12월까지 표본을 채집하여 DNA를 추출하고 패각의 형태 형질을 분석하였다. 이를 바탕으로 ME(Minimum Evolution) 계통수를 그려 표본들을 동정하였다. 그 결과 4개의 새로운 종을 발견하였고, 여러 종의 분포도를 그릴 수 있었다.

▪ 주제어: 석패, 형태분석, 계통분류학, 분포도, 한국
 

 오래전부터 우리의 조상들로 인해 전해 내려온 밥은 많은 사람에게 충분한 영양분을 공급하여 건강한 삶을 살 수 있게 기여했다. ‘한국인은 밥심’이라는 말이 존재하듯 ‘밥’은 우리의 일상에서 가장 중요한 음식으로 자리 잡았다. 하지만 최근 세계화가 진행됨에 따라 다양한 먹거리의 증가로 국내 쌀 수요량이 급격하게 감소하고 있다. 이로 인해 기름진 음식들에 쉽게 노출되어 아토피의 발생이 증가하고 있다. 반면 쌀 껍질에는 GABA와 γ-Linolenic acid이 존재하는데 이는 체지방 감소 효과와 아토피 개선 효과가 있는 물질로 알려져 있다. 따라서 우리는 두 물질의 특성에 착안하여 연구를 설계하였다. 사람의 대사과정과 유사한 대사과정을 지닌 예쁜꼬마선충을 이용해 GABA와 γ-Linolenic acid의 효능을 입증하였다.

▪ 주제어: GABA, γ-Linolenic acid, 예쁜꼬마선충, 체지방 감소 효과, 아토피
 

본 연구는 백내장, 황반변성과 같은 안구질환의 원인이 되는 활성산소를 제거할 수 있는 천연 항산화제를 찾고, 이들을 대상으로 안자극 평가를 진행하는 것을 목표로 하였다. 선행 연구들을 통해 안구 항산화에 도움이 되고 주변에서 쉽게 구할 수 있는 천연 물질로 루테인, 삼채 잎, 결명자 씨, 월계수 잎을 선정하여 항산화능 평가를 위한 세 가지의 실험을 진행하였다. 특히, C.elegans를 인체를 대체한 모델로 하여 항산화 효과를 비교하였으며 항산화제들의 안자극 여부를 살펴보기 위해 각막 혼탁도 측정 실험을 설계하였다. 그 결과 항산화 실험 중 DPPH free radical 소거활성 실험과 C.elegans Catalase 활성 실험에서는 월계수 잎이, H2DCF-DA ROS 측정 실험에서는 삼채 잎의 항산화능이 가장 높은 것으로 나타났다. 안자극 평가에서는 실험군과 대조군의 뚜렷한 차이가 나타나지 않아 유의미한 결론을 도출해낼 수 없었다. 이는 실험 재료와 방법, 자체 제작한 기기의 한계가 원인이 될 것으로 추정된다.
본 연구를 통해 천연 물질인 결명자 씨, 삼채 잎, 월계수 잎 모두 항산화능이 있으며 그 중에서도 삼채 잎과 월계수 잎의 항산화능이 뛰어남을 확인하였다. 더 나아가 본 연구에서 검증한 천연 항산화제들이 안건강 보조제 등 여러 분야에 적용될 것으로 기대된다.

▪ 주제어: C.elegans, 항산화, 천연 항산화제, Catalase, 안자극 평가