선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 국내에 자생하는 대나무 종 가운데 경제적으로 가치가 높은 맹종죽, 왕대, 솜대의 유효성분을 구명하여 대나무 이용에 대한 기초자료로 활용할 수있도록 탄수화물, 리그닌, 추출성분을 죽령별로 검토하였다.
제안 방법
- HPLC(ICS-3000, Dionex, USA)를 이용한 대나무 시료의 당 분석용 표준 검량선 분석을 위하여 농도별 표준 당 용액을 제조하였으며, 그 조성은 Table 1과 같다. 표준 당 용액은 산 가수분해 시료와 함께 동일 조건에서 autoclave 하였다.
- )으로 추출하여 계산식에 따라 추출성분의 함량을 측정하였다. 각 실험은 3반복으로 실시하였다.
- 각 죽령별 공시재료는 Wiley mill을 이용하여 40∼60 mesh의 크기로 분쇄하고, 함수율을 측정한 후 추출물, 리그닌 및 탄수화물의 함량 분석에 사용하였다.
- 국내에 자생하는 대나무 중 경제적 가치가 높은 맹종죽, 왕대, 솜대의 화학 조성분을 분석함으로써 대나무의 유효성분 이용에 대한 기초자료로 활용할 수 있도록 탄수화물, 리그닌, 추출물의 함량을 죽령별로 분석 하였다.
- 대나무 뿌리에서 발순된 죽순으로부터 대나무가 완전히 성숙된 상태까지 당 성분의 조성 및 함량 변화를 검토하기 위하여 맹종죽, 솜대, 왕대의 죽순, 발순 후 50일, 1년, 2년, 3년생 대나무를 대상으로 구성 단당의 종류 및 함량을 분석하였으며, 그 결과는 Table 3과 같다.
- 대나무 시료의 리그닌 및 탄수화물 함량 분석을 위하여 추출성분을 제거한 탈지시료를 72% 황산 (H2SO4)으로 산 가수분해를 실시하였다.
- 따로 수집한 여과액은 UV-visible spectrophotometer(Cary 50 Bio, Varian, USA)를 이용, 205 nm에서의 흡광도가 0.2∼0.7 범위가 되도록 4%(w/w) H2SO4로 희석하여각 시료의 흡광도를 측정하고, TAPPI UM 250의 계산 식에 따라 산 가용성 리그닌 함량을 계산하였다.
- 전건중량 약 200 mg의 시료를 시험관에 넣고, 72%(w/w) 황산 3 mL를 가한 후 유리막대를 이용하여 10분마다 한 번씩 고르게 교반하면서 2시간 동안 산 가수분해를 실시하였다. 반응 2시간 경과 후, 정확히 112 mL의 deionized H2O를 이용하여 산 가수분해 산물을 serum bottle에 옮겨(총 용량 115 mL, 최종 산 농도 4%) septum으로 봉하고, 121℃에서 1시간 동안 autoclave 하였다.
- 여과된 가수분해물은 glass crucible과 함께 105±1℃ 건조기에서 24시간 동안 건조하여 칭량하고 TAPPI T 222 om-02의 계산식으로 산 불용성 리그닌 (acid-insoluble lignin)의 함량을 계산하였다.
- 전건기준 약 2 g의 목분을 취하여 TAPPI T 204 cm-97의 절차에 따라 soxhlet 추출장치로 24시간 동안 아세톤(CH3COCH3)으로 추출하여 계산식에 따라 추출성분의 함량을 측정하였다. 각 실험은 3반복으로 실시하였다.
- 전건중량 약 200 mg의 시료를 시험관에 넣고, 72%(w/w) 황산 3 mL를 가한 후 유리막대를 이용하여 10분마다 한 번씩 고르게 교반하면서 2시간 동안 산 가수분해를 실시하였다. 반응 2시간 경과 후, 정확히 112 mL의 deionized H2O를 이용하여 산 가수분해 산물을 serum bottle에 옮겨(총 용량 115 mL, 최종 산 농도 4%) septum으로 봉하고, 121℃에서 1시간 동안 autoclave 하였다.
- HPLC(ICS-3000, Dionex, USA)를 이용한 대나무 시료의 당 분석용 표준 검량선 분석을 위하여 농도별 표준 당 용액을 제조하였으며, 그 조성은 Table 1과 같다. 표준 당 용액은 산 가수분해 시료와 함께 동일 조건에서 autoclave 하였다.
대상 데이터
- 국립산림과학원 남부산림연구소 시험림내 죽림에 생육하는 맹종죽(Phyllostachys pubescens Mazel: Moso bamboo), 솜대(Phyllostachys nigra var. henonis Stapf ex. Rendle: Henon bamboo), 왕대(Phyllostachys bambusoides Sieb. et Zucc.: Timber bamboo)의 죽순, 발순 후 각 50일, 1년, 2년, 3년생 공시목을 선정, 벌채하여 공시재료로 하였다.
- 생육지의 범위는 북위 51°에서 남위 47°로 광범위하며, 전 세계에 총 92개의 속과 약 5,000여 종이 있다.
성능/효과
- 50일생 이후의 총 당 성분의 함량은 시험 대상 죽종 모두에서 66∼69%로 거의 동일하였다.
- Fig. 5는 죽종 및 죽령별 산불용성 리그닌의 함량을 나타낸 것으로 시험대상의 모든 죽종의 죽순에서 특히 낮은 산 불용성 리그닌의 함량(약 3%)을 확인하였으며, 발순 후 50일 이후에는 함량이 급속히 증가하여 23∼25%가 되었으며, 1년생까지는 서서히 증가되며 그 이후로는 일정한 함량을 나타내었다.
- Glucose의 함량은 죽순에서 죽령별로 약간 차이가 나지만, 발순 후 50일 이후에는 뚜렷이 증가되는 경향을 보이며, 그 이후로는 일정한 함량을 나타내고 있다. Xylose의 함량은 죽종별로는 큰 경향을 나타내지 않았고, glucose와 같이 죽순에서의 함량은 낮게 나타났으며, 발순 후 50일 이후로는 일정한 함량을 보였다.
- Glucose의 함량은 죽순에서 죽령별로 약간 차이가 나지만, 발순 후 50일 이후에는 뚜렷이 증가되는 경향을 보이며, 그 이후로는 일정한 함량을 나타내고 있다. Xylose의 함량은 죽종별로는 큰 경향을 나타내지 않았고, glucose와 같이 죽순에서의 함량은 낮게 나타났으며, 발순 후 50일 이후로는 일정한 함량을 보였다. Glucose와 xylose는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의주성분으로 세포벽을 구성하는 성분이기 때문에 부피및 길이 생장이 끝나는 발순 후 50일생에서 조직이 완전히 형성되기 때문에 함량 변화가 거의 없는 것으로 사료된다.
- 각 죽종 및 죽령별로 분석된 단당의 조성은 fucose, arabinose, rhamnose, galactose, glucose, xylose 및 mannose였다. 모든 죽종 및 죽령에 있어 가장 높은 함량을 보인 것은 glucose였으며, 그 다음은 xylose인 것으로 나타났다.
- 국내산 유용 대나무 종들은 화학 조성분에 있어 종간 차이가 크지 않은 것으로 나타났으나, 생장 초기단계인 죽순과 발순 후 50일생 간에는 그 함량 차이가 큰것으로 확인되었다. 발순 후 50일 이후로는 그 차이가 일정한 것으로 확인되었으며, 따라서 발순 후 50일 이후부터는 유효성분 이용이 충분히 가능할 것으로 사료된다.
- 모든 죽종 및 죽령에 있어 가장 높은 함량을 보인 것은 glucose였으며, 그 다음은 xylose인 것으로 나타났다. 그 외의 단당들의 총 함량은 약 3% 이하의 소량으로 함유되어 있음을 확인하였다.
- 맹종죽, 솜대, 왕대에 존재하는 구성 당 성분은 fucose, arabinose, rhamnose, galactose, glucose, xylose, mannose이며, glucose의 함량이 가장 높고 다음은 xylose였으며, 그 외의 당 함량은 약 3% 이하로 소량 함유되어 있는 것으로 나타났다. 당 성분은 죽순에서는 낮은 함량을 나타내지만 발순 후 50일 이후에는 완전히 생성되어 일정한 양을 유지하는 것으로 확인되었다. 리그닌은 죽순에서부터 1년생까지 점차적으로 함량이 증가되고, 그 이후의 리그닌 함량은 동일하였다.
- 맹종죽, 솜대, 왕대의 죽령별 단당의 함량은 죽순에 존재하던 glucose와 xylose가 50일생에 있어 크게 증가되었고, 그 외의 단당들은 죽순과 동일하였다. 대나무에 함유되어 있는 단당은 생육 50일이 되면 완전히 생성되고, 그 이상 생장되어도 당 성분은 일정한 것으로 나타났다. 이것은 대나무 생육의 특성상 부피 및 길이 생장이 이루어지는 약 50일 동안만 각 세포벽의 구성성분이 되는 cellulose와 hemicellulose가 필요하기 때문인 것으로 사료되며, 그 이후에는 탄수화물은 고정되고 리그닌에 의한 목질화가 진행되는 것으로 사료 된다.
- 맹종죽, 솜대, 왕대에 존재하는 구성 당 성분은 fucose, arabinose, rhamnose, galactose, glucose, xylose, mannose이며, glucose의 함량이 가장 높고 다음은 xylose였으며, 그 외의 당 함량은 약 3% 이하로 소량 함유되어 있는 것으로 나타났다. 당 성분은 죽순에서는 낮은 함량을 나타내지만 발순 후 50일 이후에는 완전히 생성되어 일정한 양을 유지하는 것으로 확인되었다.
- 맹종죽, 솜대, 왕대의 죽종별 리그닌의 함량은 유사한 경향을 보이고 있지만, 죽령별로는 죽순의 약 16%의 리그닌 함량이 50일생이 되면 24∼27%로 증가되었다가 1년생이 되면 약 29%로 증가되며, 그 후 3년생까지의 리그닌 함량은 거의 동일하였다.
- 각 죽종 및 죽령별로 분석된 단당의 조성은 fucose, arabinose, rhamnose, galactose, glucose, xylose 및 mannose였다. 모든 죽종 및 죽령에 있어 가장 높은 함량을 보인 것은 glucose였으며, 그 다음은 xylose인 것으로 나타났다. 그 외의 단당들의 총 함량은 약 3% 이하의 소량으로 함유되어 있음을 확인하였다.
- 5는 죽종 및 죽령별 산불용성 리그닌의 함량을 나타낸 것으로 시험대상의 모든 죽종의 죽순에서 특히 낮은 산 불용성 리그닌의 함량(약 3%)을 확인하였으며, 발순 후 50일 이후에는 함량이 급속히 증가하여 23∼25%가 되었으며, 1년생까지는 서서히 증가되며 그 이후로는 일정한 함량을 나타내었다. 모든 죽종에서 죽순은 산 불용성 리그닌의 함량이 낮고 산 가용성 리그닌의 함량이 높다는 특성을 확인하였다.
- 죽종별 추출물의 함량은 모든 죽령에서 솜대, 왕대, 맹종죽 순으로 높게 나타났다. 모든 죽종에서 죽순은 상대적으로 매우 높은 추출물 함량을 나타냈으며, 발순 후 50일이 되면 추출물의 함량은 급격히 감소하였다. 그 이후의 추출물 함량은 다시 일정 수준으로 증가하는 경향을 보였다.
- 국내산 유용 대나무 종들은 화학 조성분에 있어 종간 차이가 크지 않은 것으로 나타났으나, 생장 초기단계인 죽순과 발순 후 50일생 간에는 그 함량 차이가 큰것으로 확인되었다. 발순 후 50일 이후로는 그 차이가 일정한 것으로 확인되었으며, 따라서 발순 후 50일 이후부터는 유효성분 이용이 충분히 가능할 것으로 사료된다.
- 솜대의 죽령별 당 성분의 함량 변화를 분석한 결과, 각 죽령별로 함유되어 있는 당 성분은 맹종죽과 같은 경향을 보였으며, 죽순의 단당 함량은 glucose가 23.25%, xylose가 4.61%, 그 외의 단당은 약 3% 이하로 총 함량은 33.14%였다. 생육이 진행되어 발순 후 50일이 되면 glucose는 약 2배 증가하여 45.
- 맹종죽, 솜대, 왕대의 죽종별 리그닌의 함량은 유사한 경향을 보이고 있지만, 죽령별로는 죽순의 약 16%의 리그닌 함량이 50일생이 되면 24∼27%로 증가되었다가 1년생이 되면 약 29%로 증가되며, 그 후 3년생까지의 리그닌 함량은 거의 동일하였다. 시험대상 중종 모두의 죽령별 리그닌 함량의 뚜렷한 변화를 확인할 수 있었다 (Fig. 4).
- 발순되어 생장하는 과정에서 생성된 리그닌은 1년생 까지는 증가되고 그 이후의 리그닌 함량은 일정하게 유지되었다. 죽순에서 산 가용성 리그닌 함량이 높고, 50일 이후부터는 대부분 산 불용성 리그닌으로 변화되어 산 불용성 리그닌의 함량이 상대적으로 증가되는 것으로 나타났다. Scurlock 등은 죽령별 리그닌 함량의 분석에서 1년생에서 4년생까지의 리그닌 함량은 동일하다고 보고9)하였으며, 본 연구의 분석에서도 이와 일치하는 결과를 얻었다.
- 리그닌은 죽순에서부터 1년생까지 점차적으로 함량이 증가되고, 그 이후의 리그닌 함량은 동일하였다. 죽순은 산 가용성 리그닌 함량이 상대적으로 높으며, 발순 후 50일 이후부터는 대부분 산 불용성 리그닌으로 변화되어 그 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 추출물의 함량은 죽순에서 매우 높게 나타났으며, 발순 후 50일생에서는 낮아졌다가 죽령이 높아지면 추출물의 함량이 다시 증가하여 일정 수준으로 높아지는 것으로 확인되었다.
- 6과 같다. 죽종별 추출물의 함량은 모든 죽령에서 솜대, 왕대, 맹종죽 순으로 높게 나타났다. 모든 죽종에서 죽순은 상대적으로 매우 높은 추출물 함량을 나타냈으며, 발순 후 50일이 되면 추출물의 함량은 급격히 감소하였다.
- 죽순은 산 가용성 리그닌 함량이 상대적으로 높으며, 발순 후 50일 이후부터는 대부분 산 불용성 리그닌으로 변화되어 그 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 추출물의 함량은 죽순에서 매우 높게 나타났으며, 발순 후 50일생에서는 낮아졌다가 죽령이 높아지면 추출물의 함량이 다시 증가하여 일정 수준으로 높아지는 것으로 확인되었다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.