Fe₃O₄@SiO₂-Pt/Ni@TiO₂ 코어셀 촉매 입자를 이용한 수소 생산

노건민,강명주,김영훈 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0

석탄연료의 사용으로 인해 이산화탄소의 배출량은 점점 증가하고 있다. 이산화탄소 배출의 증가는 지구온난화의 가속화에 영향을 미치기 때문에 친환경연료로 사용할 수 있는 수소기체는 대체에너지 중 하나로 각광받고있다. NaBH₄는 상온에서 물과 반응하여 서서히 수소기체를 발생시키는 고체 수소연료중 하나이다. 이번 연구에서는 철 나노입자를 기반으로 백금/니켈 바이메탈릭 촉매를 담지하여 Fe₃O₄@SiO₂-Pt/Ni@TiO₂ 코어셀 입자를 제조하였다. 제조된 입자는 자석을 이용한 재사용이 가능하며 TiO₂ 추가코팅으로 안정성을 가진다. 제조된 입자를 NaBH₄ 수용액에 주입하여 시간에 따른 수소기체 생산량으로 평가하였으며, 백금만을 담지한 입자와 비교평가 하였다. 이를 통해 금속 촉매가 수소기체 발생에 미치는 영향을 확인하였다. 실험 결과 반응이 종료된 촉매를 자석을 이용하여 분리하여 5회 반복 실험에도 반응이 나타남을 확인하였다.

Hydrogen generation using Pt/Ni bimetallic nanoparticles supported on Fe3O4@SiO2@TiO2 multi-shell microspheres

노건민,황대근,김영훈 한국공업화학회 2019 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.79 No.-

Sodium borohydride (NaBH4) is one of the most popular reagents used to store large amounts ofhydrogen. Noble metals (Pt and Pd) as heterogeneous catalysts are commonly utilized to accelerate theNaBH4 hydrolysis for H2 evolution. To overcome the high-production costs for such metals and toenhance their catalytic performance, extensive studies on bimetallic catalysts have been broadlyconducted. In liquid reactions, nanoparticles (NPs) of these metals can be implemented as activecatalysts. However, unsupported NP catalysts readily aggregate between neighboring NPs, and theirseparation/recovery is not efficient with conventional methods. Therefore, herein, the magnetic-core andmulti-shell silica/titania configuration was designed and bimetallic Pt/Ni NPs were embedded inFe3O4@SiO2@TiO2 for H2 generation from NaBH4 hydrolysis. Over multiple runs, Pt/Ni NPs onFe3O4@SiO2–Pt/Ni@TiO2 samples were successfully isolated and dispersed in the interlayer betweenthe SiO2 inner-shell and the TiO2 outer-shell.

비구형 철나노 기반의 백금 광열 촉매 제조

강명주,노건민,김영훈 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0

화학반응속도는 계의 온도가 상승함에 따라서 더 빠르게 진행하는 경향이 있지만 반응속도 상승을 위해 계의 온도를 올리기 위해서는 많은 양의 에너지가 필요하다. 따라서 특정 파장의 빛을 받으면 입자가 진동하여 열을 발생하는 광열효과를 통해 입자 표면의 온도를 올려 반응속도를 상승시키는 광열 촉매가 각광받고 있다. 백금는 다양한 분야에서 촉매로 사용되고 있다. 이번 연구에서는 막대 모양의 철나노입자를 기반으로 한 백금 촉매를 담지하여 백금 광열 촉매 입자를 제조하였고 입자 모양에 따라 광열효과가 다른 것을 확인하였다. 제조된 입자는 백금 입자와 비교평가를 진행하였으며 이를 통해 막대모양의 촉매 입자가 더 높은 반응속도를 나타내는 것을 확인하였다. 실험 결과 반응이 종료된 촉매를 자석을 이용해 분리하고 5회 반복실험을 진행해도 반응이 진행됨을 확인하였다.

Ferod@Pd 광열 촉매를 이용한 4-NP분해

강명주,노건민,김영훈 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.1

Cancer Preventive Potential of Kimchi Lactic Acid Bacteria (Weissella cibaria, Lactobacillus plantarum)

곽신혜,조영미,노건민,AESON OM 대한암예방학회 2014 Journal of cancer prevention Vol.19 No.4

The number of death due to cancer has been increasing in Korea. Chemotherapy is known to cause side effects because it damagesnot only cancerous cells but healthy cells. Recently, attention has focused on food-derived chemopreventive and anti-tumor agents orformulations with fewer side effects. Kimchi, most popular and widely consumed in Korea, contains high levels of lactic acid bacteriaand has been shown to possess chemopreventive effects. This review focuses on Weissella cibariaand Lactobacillus plantarum, therepresentatives of kimchi lactic acid bacteria, in terms of their abilities to prevent cancer. Further studies are needed to understand themechanisms by which lactic acid bacteria in kimchi prevent carcinogenic processes and improve immune functions.

보검선인장의 Phytochemical 함량 분석 및 항산화 활성

정윤숙,이상훈,송진,황경아,노건민,장다은,황인국,Jeong, Yun Sook,Lee, Sang Hoon,Song, Jin,Hwang, Kyung-A,Noh, Geon Min,Jang, Da Eun,Hwang, In Guk 한국식품영양학회 2016 韓國食品營養學會誌 Vol.29 No.5

The aim of this study was to evaluate key properties of the prickly pear cactus (Opuntia ficus-indica var. saboten (OFI) ie, levels of key chemicals (carotenoids, flavonoids and polyphenolic compounds as well as phenolic acid) and its antioxidative potential, depending on where the plant had been cultivated in Korea. The levels of flavonoids and polyphenolic compounds in OFI were 55.45~65.32 mg (+)-catechin/g and 149.00~181.15 mg gallic acid/g, respectively. Protocatechuic acid was the most abundant phenolic acid in the ON1 and ON2 (161.90 and $196.25{\mu}g/g$ DW (dry weight)). Nineteen flavonoids were identified and analyzed by LC-ESI-MS in cladodes from OFI. Narcissin was the most abundant flavonoid in all of the samples ($1,241.89{\sim}1,775.10{\mu}g/g$ DW). Capxanthin and zeaxanthin were the most abundant carotenoids in OFI (64.88~128.08 and $48.10{\sim}93.82{\mu}g/g$ DW). The level of DPPH radical and ABTS radical scavenging activities in OFI were 10.78~25.35 and 16.85~34.16 mg AA eq/100 g, respectively. OFI by cultivar has different kind of phenolic acid, flavonoids, and carotenoids. Therefore, dietary intake of cladodes from OFI may be helpful for improving human health. 본 연구는 재배지역별 보검선인장의 총 플라보노이드, 총 폴리페놀 함량과 6종의 phenolic acid, 19종의 flavonoids, 6종의 carotenoid를 함량분석하고 DPPH radical과 ABTS radical scavenging 활성을 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 남해에서 재배된 ON1 보검선인장이 65.32 mg(+)-catechin/g으로 가장 높게나타났고, 총 폴리페놀 함량은 제주에서 재배된 OJ1 보검선인장이 181.15 mg garlic acid/g으로 가장 높게 나타났다. 6개의 phenolic acid 중에서, protocatechuic acid는 전남 남해산인 ON1과 ON2가 유의적으로 높게 나타났으며, 4-hydroxybenzoic acid, chlorogenic acid 및 trans-ferulic acid는 ON2에서 가장 높게 나타났고, vanillic acid와 p-coumaric acid는 OJ4에서 가장 높은 함량을 보여 재배지역에 따라 페놀산 함량에 차이가 나타났다. 플라보노이드의 경우, quercetin, isorhamnetin, kaempferol은 OJ3 보검선인장에서 가장 높게 나타났으며 각각의 배당체에 대한 함량도 다양하게 나타났다. 보검선인장의 주요 carotenoid는 zeaxzanthin과 capxanthin으로 나타났으며 각각 93.83과 $128.08{\mu}g/g$ DW로 OJ1 보검선인장이 가장 높게 나타났다. DPPH radical과 ABTS radical scavenging 활성의 경우, 총 플라보노이드와 폴리페놀의 함량이 가장 높은 OJ1 보검선인장이 가장 높게 나타났다. 따라서 플라보노이드와 폴리페놀의 함량이 항산화 효과에 영향을 미치며, phenolic acid, flavonoid, carotenoid의 종류와 함량에 따라 항산화 효과가 다양하게 나타나는 것으로 판단된다.

여주씨에서 분리한 Vicine과 α-Eleostearic Acid의 α-glucosidase 저해효과

육흥주 ( Heung Joo Yuk ),노건민 ( Geon Min Noh ),최정숙 ( Jeong Sook Choe ),권오경 ( Oh Kyung Kwon ),홍수영 ( Su Young Hong ),강상수 ( Sang Soo Kang ),조계만 ( Kye Man Cho ),박동식 ( Dong Sik Park ) 한국환경농학회 2015 한국환경농학회지 Vol.34 No.1

BACKGROUND:Momordica charantia (MC) have been used in various parts of the world to treat diabetes. Despite the highest effects of phytochemicals than any other part of the plant, the main components of seed of MC grown in Korea and their properties have not been studied extensively. METHODS AND RESULTS: The seeds of MC were extracted into five different polarity solvents: 30%, 50%, 70%, 95% ethanol and distilled water. The 95% ethanol extract showed the most potent inhibition (IC50=88.7 μg/mL) against α-glucosidase. To investigate the compounds responsible for this effect, activity guided fractionation of MC seeds by chromatography yielded two phytochemicals which were confirmed as vicine (1) and α-eleostearic acid (2) based on their NMR and ESI-MS spectroscopic data. Among them, α-eleostearic acid (2) possessed potent α -glucosidase inhibitory activities with IC50 values from 32.4 μg/mL. CONCLUSION: Collectively, the results from this present study strongly suggest that both extract and α-eleostearic acid (2) have potent α-glucosidase inhibitory activity. Furthermore, α-eleostearic acid (2) as the most active α -glucosidase inhibitor was proven to be present in high quantities in the MC seeds by a HPLC chromatogram.

숙성조건이 마늘의 품질특성에 미치는 영향

정윤숙,황경아,김가람,송진,노건민,황인국,Jeong, Yun Sook,Hwang, Kyung-A,Kim, Ga Ram,Song, Jin,Noh, Geon Min,Hwang, In Guk 한국식품영양학회 2015 韓國食品營養學會誌 Vol.28 No.5

본 연구에서는 숙성 온도와 기간에 따른 마늘의 품질특성변화를 살펴보기 위하여 통마늘을 $60^{\circ}C$에서 60일간, $70^{\circ}C$에서 40일간 숙성 처리하여 pH, 총산도, 갈변도, 5-HMF 함량, fructose 함량, SAC 함량, 총 폴리페놀 함량 및 DPPH radical 소거활성 측정하였다. 숙성 온도가 높고 숙성 기간이 길어질수록 마늘의 pH는 감소하고, 총 산도, 갈변도 및 5-HMF 함량은 증가하는 경향을 보였다. 특히, 5-HMF 함량은 $60^{\circ}C$ 숙성 처리 시 0.08~3.30 mg/100 g으로 증가량이 적은 반면, $70^{\circ}C$ 숙성 처리 시 0.05~106.07 mg/100 g으로 숙성 25일차부터 급격히 증가하는 것으로 나타났다. Fructose 함량은 $60^{\circ}C$의 숙성온도에서는 0.77~14.57%으로 지속적으로 증가한 반면, $70^{\circ}C$ 숙성 온도에서는 30일차까지 1.07~19.75%까지 증가 후 15.11%로 감소하는 것으로 나타났다. SAC 함량은 생마늘의 경우 48.11 mg/100 g이었으며, $60^{\circ}C$에서 20일 숙성 시 100.50 mg/100 g으로, $70^{\circ}C$에서 5일 숙성 시 85.55 mg/100 g까지 증가한 후 숙성 기간이 경과할수록 SAC 함량은 감소하였다. 생마늘의 총 폴리페놀 함량은 98.38 mg/100 g이었고, $60^{\circ}C$ 숙성 처리 시 591.82 mg/100 g까지, $70^{\circ}C$ 숙성 처리 시에는 665.22 mg/100 g까지 생마늘에 비해 각각 6.01배 및 6.67배 증가하였다. DPPH radical 소거활성의 경우, 숙성 온도가 높고 숙성 기간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다. 따라서 마늘 섭취가 용이하고 항산화 활성이 우수한 숙성 마늘 제조를 위해서는 $70^{\circ}C$에서 30일, 숙성 마늘의 유효성분인 SAC의 다량 생산을 위해서는 $60^{\circ}C$에서 15일간 숙성 처리하는 하는 것이 적합할 것으로 판단되며, 이상의 결과는 항산화 효과가 강화 및 SAC 함량 증진 등 선택적인 숙성 마늘의 제조에 활용이 가능할 것으로 기대된다. This study was performed to investigate the quality characteristics such as pH, total acidity, browning index, 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), fructose, S-allyl-L-cysteine (SAC), total polyphenol, and DPPH radical scavenging activity of aged garlic at different aging temperatures and periods. Aging temperature and period had a significant (p<0.05) effect on the quality characteristics of garlic. The pH in aged garlic significantly (p<0.05) decreased with increasing aging temperatures and periods, while the total acidity, browning index, and 5-HMF levels increased. The 5-HMF levels in garlic aged at 60 and $70^{\circ}C$ increased from 0.08~3.30 and from 0.05~106.07 mg/100 g, respectively. The fructose content in garlic aged at $60^{\circ}C$ gradually increased from 0.77 to 14.57%, while that of garlic aged at $70^{\circ}C$ increased from 1.07 to 19.75% until day 30, after which it decreased. The SAC level in raw garlic was 47.09 mg/100 g. The SAC contents of aged garlic differed significantly according to aging temperature and period. The SAC levels in garlic aged at $60^{\circ}C$ and $70^{\circ}C$ were in the range of 15.28~100.5 and 12.41~85.55 mg/100 g, respectively. The total polyphenol contents of garlic aged at $60^{\circ}C$ and $70^{\circ}C$ were 6.01 and 6.67 fold higher, respectively, than those in raw garlic. The DPPH radical scavenging activity of aged garlic also showed a tendency to increase during aging.

국내산 여주의 지역별, 수확시기별, 숙기별 Vitamin C 함량

정윤숙,이상훈,송진,황경아,노건민,황인국,Jeong, Yun Sook,Lee, Sang Hoon,Song, Jin,Hwang, Kyung-A,Noh, Geon Min,Hwang, In Guk 한국식품영양학회 2016 韓國食品營養學會誌 Vol.29 No.4

본 연구에서는 vitamin C 분석법을 검증하고, 국내산 지역별 여주와 재배 시기별, 숙기별 여주의 vitamin C 함량을 분석하였다. Vitamin C 분석법을 검증하기 위해 직선성, 검출한계, 정량한계, 정밀성 및 정확성을 확인하였고, 그 결과 직선성의 상관계수 값은 0.9994, 검출한계는 $0.05{\mu}g/mL$, 정량한계는 $0.16{\mu}g/mL$, 정밀성의 상대표준편차는 intra-day test에서는 2.34 %, inter-day test에서는 1.34%이었고, 정확성인 회수율은 98.66~101.74%로 95% 이상의 높은 회수율을 보였다. 여주는 지역별로 vitamin C를 분석한 결과 20.75~107.31 mg/100 g, FW로 함량 차이가 높았으며, 평균 함량은 $68.85{\pm}25.57mg/100g$, FW로 나타났다. 평균 함량을 기준으로 구분하였을 때, 전라북도 지역에서 재배한 여주는 평균보다 낮은 함량을 보였고, 전라남도 지역에서 재배한 여주는 영암을 제외하고 모두 평균보다 높은 함량을 보였다. 수확시기별 여주의 vitamin C의 함량은 재배 초기 6월까지 vitamin C의 함량이 $113.20{\pm}1.89mg/100g$, FW로 증가하였다가 점차 감소하는 경향을 보였다. 또한 숙기별 vitamin C의 함량은 성장 초기에는 vitamin C의 함량이 0.53~0.68 mg/100 g, FW로 낮은 수준이었지만 숙기 15일차에서는 vitamin C의 함량이 $48.59{\pm}0.87mg/100g$, FW까지 증가하였다가 점차 감소하는 것을 확인하였다. 이처럼 여주의 vitamin C 함량은 지역별 생육환경에 따라, 재배 시기별, 숙기별에 따라 함량 차이가 나타났으며, 기능성 식품원료의 개발과 추후 연구의 기초자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다. This study aimed to investigate the concentration of vitamin C in Momordica charantia (MC) by cultivar, harvest time, and maturity. The methods for determining vitamin C levels were validated by measuring their linearity, specificity, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), precision, and accuracy using HPLC. Results showed high linearity in the calibration curve, with a coefficient of correlation ($R^2$) of 0.9994. The LOD and LOQ values for vitamin C were 0.05 and $0.16{\mu}g/mL$, respectively. The relative standard deviations (RSDs) for intra- and inter-day precision of vitamin C measurements were 2.34 and 1.34%, respectively. Depending on cultivar, the concentration of vitamin C in MC varied from 20.75~107.31 mg/100 g, fresh weight, with an average level $68.85{\pm}25.57mg/100g$, FW. When MC was analyzed by harvest time, the 20150612 MC showed the highest amount of vitamin C ($113.20{\pm}1.89mg/100g$, FW). On the other hand, the highest vitamin C content by maturity was $48.59{\pm}0.87mg/100g$, FW (15 day old MC). This information on the comparative vitamin C levels of MC might be useful to food scientists and should be explored for functional food development.

재배지역별 보검선인장 줄기의 영양성분 및 생리활성 평가

이상훈,정윤숙,송진,황경아,노건민,황인국,Lee, Sang Hoon,Jeong, Yun Sook,Song, Jin,Hwang, Kyung-A,Noh, Geon Min,Hwang, In Guk 한국식품영양학회 2016 韓國食品營養學會誌 Vol.29 No.4

본 연구는 재배지역이 다른 보검선인장의 일반성분, 비타민 C, 페놀 화합물 함량, 항산화 활성 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해활성을 평가하고, 기초 자료로 제공하고자 하였다. 보검선인장 줄기의 수분함량은 85~95%이었으며, 조회분이 8.69~16.50%로 가장 높은 비율을 차지하였다. 무기성분 중 Ca이 1,745~4,204 mg/100 g으로 다량 함유되어 있었으며, 비타민 C 역시 57.87~143.72 mg/100 g으로 함량이 높게 나타나, 재배지역에 따라 유의적인 차이를 보였다. 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 각각 38.69~55.29 mg/g과 3.33~4.03 mg/g으로 지역적인 차이는 크지 않았다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소건 활성 역시 45.19~61.52%와 39.15~48.48%로 유사하게 나타났다. ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성은 저농도(1 mg/mL)에서는 29.72~45.73%로 재배지역에 따라 차이를 보였으나, 고농도(10 mg/mL)에서는 68.91~78.51%로 차이가 적어 농도에 따라 저해 활성이 달라짐을 확인하였다. 일반성분, 무기성분 및 비타민 C 함량은 재배지역에 따라 큰 차이를 보였지만, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량과 환원력 및 ${\alpha}$-glucosidase 저해 활성은 지역적 차이가 적었다. 이상의 결과를 바탕으로 보검선인장 줄기는 우수한 Ca 급원이 될 수 있으며, 항산화 및 항당뇨 활성으로 인해 건강기능식품의 소재로 활용이 가능할 것이라고 기대된다. This study was conducted to investigate changes in the proximate composition, antioxidant activities, and ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity of Opuntia ficus-indica (OFI) cladodes cultivated in Jeju (JJ1, JJ2, JJ3) and Jeonnam (JN1, JN2). The difference in the proximate composition (crude protein, lipid and ash content) of OFI between the two regions was not significant. Ca, Mg and Na were the major mineral components of OFI. The ascorbic acid content of OFI ranged from 57.87 to 143.72 mg/100 g. A 70% ethanol extract was used to investigate the antioxidant content and activity as well as the ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity. The total polyphenol and flavonoid contents of OFI were 38.69~55.29 and 3.33~4.03 mg/g, respectively. The antioxidant activities based on the DPPH and ABTS free radical scavenging assays were 45.19~61.52% and 39.15~51.96%, respectively, at a concentration of 1 mg/mL. The inhibitory activity of OFI extracts against rat intestinal ${\alpha}$-glucosidase was 29.72~45.73% at 1 mg/mL concentration, and JN1 showed the highest ${\alpha}$-glucosidase inhibitory activity. This information could be very useful for authentication of Opuntia species with the highest potential as sources of nutritional and therapeutic elements.