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산화환원효소에 의한 휴믹산의 산화중합반응
Oxidative Coupling Reaction of Purified Aldrich Humic Acid by Horseradish Peroxidase 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.32 no.11, 2010년, pp.1054 - 1062  

지상현 (경희대학교 토목공학과) ,  김도군 (한국과학기술원 건설및환경공학과) ,  김정현 (경희대학교 토목공학과) ,  고석오 (경희대학교 토목공학과)

초록
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휴믹물질의 산화중합반응은 천연 효소나 금속산화물 촉매에 의해 유도될 수 있다. 본 연구에서는 천연 효소인 horseradish peroxidase (HRP)에 의한 휴믹산의 특성 변화와 이러한 변화된 특성이 정밀여과 공정에 미치는 영향을 평가하였다. 정제된 Aldrich 휴믹산(PAHA)이 HRP 및 과산화수소 존재 하에 산화중합되어 보다 크고 복잡한 분자를 형성하였으며, 크기배제크로마토그래피(SEC, size exclusion chromatography, SEC)에서도 평균분자량의 증가가 관찰되었다. 또한, HRP 및 $H_2O_2$ 주입량이 증가함에 따라 PAHA의 분자량은 더욱 증가하였다. 휴믹물질의 화학적 안정성은 산화중합반응에 기인한 휴믹 분자 상호간의 공유결합이 촉진됨에 따라 향상되었으며, 형광 분광 및 적외선 분광 분석 결과, 산화중합반응에 의한 PAHA 분자 작용기의 변화도 확인되었다. 수처리 공정에 미치는 영향을 평가하기 위해, 정밀여과를 적용한 결과, 산화중합반응 산물은 높은 분자량으로 인해 그 제거효율이 크게 향상되었다. 이는 산화중합된 자연유기물이 정밀여과에 의해 제거될 수 있음을 증명하는 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Oxidative coupling reactions of humic substances (HS) can be catalyzed by a variety of natural extracellular enzymes and metal oxides. In this study, property changes of HS induced by a natural enzyme, horseradish peroxidase (HRP), and the effect of it to microfiltration (MF) were investigated. PAHA...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • HS는 반응성 있는 작용 그룹을 풍부하게 포함하므로, 유사한 반응을 일으킬 수 있을 것으로 생각된다. 그러므로, 본 연구에서는 HRP에 의한 휴믹산(HA : Humic acid)의 산화중합반응의 가능성을 평가하였다. 또한 산화중합반응 생성물이 막(membrane)여과 공정에 미치는 영향을 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
휴믹물질은 어떻게 생성되는가? 휴믹물질(HS : Humic Substances)은 식물이나 동물조직의 분해나, 식물의 체내 생합성 과정을 통해 생성되며, 그들의 전구물질 보다 훨씬 안정한 상태로 자연계에 존재하 는 유기물질이다. 이러한 물질은 생체 성장과정에서 생합성(biosynthesis) 되기도 하며, 식물조직의 리그닌이나 다가 페놀류의 자산화(auto-oxidation)나, 축합(condensation)을 통해 생성되기도 하는데, 이러한 과정을 휴믹화(humification) 라고 한다.
휴믹물질 생성과정 중 휴믹화는 무엇인가? 휴믹물질(HS : Humic Substances)은 식물이나 동물조직의 분해나, 식물의 체내 생합성 과정을 통해 생성되며, 그들의 전구물질 보다 훨씬 안정한 상태로 자연계에 존재하 는 유기물질이다. 이러한 물질은 생체 성장과정에서 생합성(biosynthesis) 되기도 하며, 식물조직의 리그닌이나 다가 페놀류의 자산화(auto-oxidation)나, 축합(condensation)을 통해 생성되기도 하는데, 이러한 과정을 휴믹화(humification) 라고 한다. HS는 비결정질이며, 어떠한 특정 화학요소로 분리될 수 없는 비균질성 혼합체로, 방향족, 지방족 유기요소 (organic fragments) 및 산소, 질소, 황과 같은 다양한 작용 그룹을 가진다(phenol, carboxyl, enol, alcohol, amine 및 thiol 등).
HS의 특성화를 위해 어떤 기법이 사용되는가? HS는 비결정질이며, 어떠한 특정 화학요소로 분리될 수 없는 비균질성 혼합체로, 방향족, 지방족 유기요소 (organic fragments) 및 산소, 질소, 황과 같은 다양한 작용 그룹을 가진다(phenol, carboxyl, enol, alcohol, amine 및 thiol 등). 이와 같이 복잡한 특성과 구조를 가지는 HS의 특성화를 위해, 분자량 분포, UV 흡광 스펙트럼, 및 형광검출 등 이 기법이 사용되고 있으며, 더욱 발전된 방법으로는 핵자기공명 분광법(Nuclear magnetic resonance, NMR), FT-IR (fourier transform infrared spectroscopy), GC-MS (gas chromatography mass spectroscopy), 그리고 ESI-MS (electrospraymass spectroscopy) 등이 적용되고 있다.
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참고문헌 (19)

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