탈지미세조류로부터 초음파추출을 이용한 항산화 물질 생산 공정 최적화

조재민 ( Jaemin Jo ),신슬기 ( Suelgl Shin ),정현진 ( Hyunjin Jung ),민보라 ( Bora Min ),김승기 ( Seungki Kim ),김진우 ( Jinwoo Kim ) 한국화학공학회 2017 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.55 No.4

초음파 추출법(Ultrasonic-assisted extraction, UAE)은 기존의 추출법 대비 높은 추출 효율과 짧은 추출시간으로 식물 세포벽으로부터 생리활성물질 추출 또는 분리에 효과적인 방법으로 인식되어 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 탈지미세조류(Tetraselmis KCTC 12236BP)에서 폴리페놀 추출을 위해 UAE를 적용하여 총 폴리페놀(TPC) 생산에 미치는 주요 추출변수의 영향을 평가하였다. 추출변수의 최적화를 위해 입자크기, 고액비(L/S ratio), 에탄올 농도, 추출 온도 및 추출 시간을 요인으로 하여 순차적인 최적화를 진행하였다. 실험에 적용 된 모든 변수는 TPC 추출에 유의한 효과를 보였으며 추출 온도가 TPC생산에 가장 큰 영향을 미침을 확인 할 수 있었다. 최적 추출조건은 혼합 입자 사용 시, 10%고액비, 60% 에탄올, 추출온도 100℃와 추출시간 30 분을 적용한 추출에서 8.7 mg GAE/g DW를 얻을 수 있었다. 동일한 추출조건에서 열수추출과 UAE를 비교하였을 때 UAE에서 TPC 추출이 1.8배 증가함을 확인하였다. 본 연구를 통해 저온 및 짧은 추출시간을 적용한UAE가 기존의 열수추출 공정에 비해 LEA를 이용한 생리활성물질 생산에 보다 효과적임을 확인하였다. Ultrasound-assisted extraction (UAE) has attracted growing interest, as it is an effective method for the rapid extraction of bioactive compounds from plants with a high extraction efficiency comparable to the conventional extraction. In this study, UAE was used for the extraction of polyphenols from lipid extracted microalgae (Tetraselmis KCTC 12236BP) and the effects of five extraction variables on the total phenolic compounds (TPC) were studied. For the optimization of extraction parameters, particle size, solid-to-liquid (L/S) ratio, ethanol concentration, extraction temperature and extraction time have been examined as independent variables. All variables exhibited the significant effects on the extraction of TPC and extraction temperature showed the most significant effect among five variables. The optimal extraction conditions were the extraction using mixed particle, S/L ratio of 10%, ethanol concentration of 60%, extraction temperature of 100℃ and extraction time of 30 min, which gave the 8.7 mg GAE/g DW for TPC. Compared with conventional hot-water extraction, TPC extraction under UAE was increased by up to 1.8 fold with same extraction condition. This study showed that UAE under low temperature and short extraction time was proven to be an effective extraction process for TPC production from LEA compared to conventional hot-water extraction process.

생분해 복합소재 물성개선을 위한 셀룰로오스 유래 바이오필러의 분산성 증대 연구

조재민 ( Jaemin Jo ),김혜연 ( Hyeyun Kim ),구본욱 ( Bonwook Koo ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

플라스틱 사용량의 증가로 인해 폐플라스틱이 지속적으로 발생하고 있으며 이로 인한 매립지 부족, 폐플라스틱 처리비용 등의 문제뿐만 아니라 미세 플라스틱으로 인한 치명적인 환경 이슈 해결을 위해 석유계 플라스틱을 대체할 수 있는 생분해 플라스틱에 대한 사회적 요구가 급속하게 증가하고 있다. 생물자원 유래 상용 생분해 플라스틱인 PHA (Ppolyhydroxyalkanoates)는 열가소성 생분해 고분자로 고유의 물성으로 인해 대표적인 생분해 고분자인 PLA (Poly lactic acid) 대비 가공성이 우수하며 수분과 산소에 대한 차단성을 가져 포장소재로서 활용 방안이 모색되고 있으나 낮은 인장강도, 인장신율, 내열성 등의 단점으로 인해 단독으로 제품화하기에 어려움이 있다고 알려져있다. 본 연구에서는 이러한 PHA의 단점 개선을 위해 고종횡비 나노구조의 CNFs (cellulose nanofibers)를 필러로 적용하고 이를 통한 물성 개선 효과를 확인하고자 하였다. MTMS (methyltrimethoxysilane)를 이용한 실란화공정을 통해 CNFs에 소수성을 부여함으로써 PHA내 CNFs의 분산성을 개선하고자 하였으며, 실란화를 통한 물성변화 및 분산성 개선 효과는 실란화된 CNFs (S-CNFs) 필름의 접촉각, FT-IR SEM, SEM-EDS분석을 통한 실란화 정도 확인을 통해 평가되었다. FT-IR을 이용한 S-CNFs의 소수화 상태 확인 결과 열경화온도 증가에 따라 IR spectra상 Si-OH peak 감소가 확인되었고, SEM-EDS mapping 분석결과 SEM 이미지 상에서 확인되는 S-CNFs 구조와 유사한 Si 분산도가 확인되었다. 이러한 결과 분석을 통해 CNFs의 실란화가 균일하게 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 접촉각 측정에 의한 소수화 평가를 실시한 결과 동결건조 이후 150℃ 진공오븐에서 열경화를 진행한 S-CNFs 필름의 접촉각이 약 100°로 가장 크게 확인되어 우수한 소수화 정도를 확인할 수 있었다. 또한 PHA와 S-CNFs를 압출하고 압출된 복합소재에 대한 SEM-EDS mapping 분석결과 PHA내 균일하게 분산된 Si가 시각적으로 확인되어 본 연구에서 실시된 실란화를 통해 CNFs의 소수성부여를 통한 분산성이 증대한 것을 확인할 수 있었다.

커피박으로부터 생리활성물질 생산 증대를 위한 열수추출 공정 개발

조재민 ( Jaemin Jo ),김승기 ( Seungki Kim ),민보라 ( Bora Min ),정현진 ( Hyunjin Jung ),한여정 ( Yeojung Han ),김진우 ( Jinwoo Kim ) 한국화학공학회 2017 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.55 No.3

커피침출 공정의 부산물인 커피박을 이용한 고부가가치 식품 및 화장품 소재 생산을 위해 열수추출 공정의 폴리페놀 추출인자(용매, 온도, 시간, 농도) 최적화를 수행하였다. 실험에 적용 된 모든 추출인자가 폴리페놀 생산에 유의한 효과가 있음을 확인할 수 있었고 NaOH 농도가 폴리페놀 생산에 미치는 효과가 가장 큰 것으로 평가되었다. 특히, 열수추출 보다는 산 또는 염기를 이용한 열수추출이 폴리페놀 추출 효과가 높았으며 NaOH 0.1 mol 첨가 시 증류수를 이용한 열수추출에 비해 1.5배 추출 효과가 증가하여 열수를 이용한 추출에 비해 염기-열수 추출이 보다 효과적임을 알 수 있었다. 폴리페놀 추출의 최적 조건인 100 ℃, 2 mol NaOH와 30 min 추출 조건에서 36.5 mg GAE/g DM를 얻을 수 있었다. 이는 최적화 이전의 열수추출에서 얻은 12.5 mg GAE/g DM 대비 2.9배 증가된 결과로 커피박은 항산화활성 등 기능성 강화 소재로 식품 및 화장품 산업에 활용이 가능할 것으로 판단된다. In this study, the optimization of extraction parameters (solvent, temperature, time, solvent concentration) for the maximization of polyphenol extraction was performed to produce value-added food and cosmetic additives using a byproduct of coffee extraction process (coffee residue). All of the extraction parameters evaluated in this experiment had significant effects on polyphenol extraction and the results showed the effect of NaOH concentration on the polyphenol production was most significant among tested parameters. Especially, hot water extraction using acid or base was effective rather than hot-water extraction and the addition of 0.1 mol of NaOH increased 1.5 times extraction concentration compared with hot-water extraction using distilled water. It was found that hot-water extraction with NaOH was more effective than hot-water extraction, and 36.5 mg GAE/g DM was obtained under optimum condition of 100 ºC, 2 mol of NaOH and 30 min. This result was 2.9 times higher than that of 12.5 mg GAE/g DM obtained from the hot-water extraction before optimization. Thus, coffee residue could be used for food and cosmetic industry as a high-value additive such as antioxidant.

비뇨기암 환자의 말기 암성통증의 이해와 관리

조재민(Jaemin Jo),한상훈(Sanghoon Han),허정식(Jung-Sik Huh) 대한비뇨기종양학회 2021 대한비뇨기종양학회지 Vol.19 No.1

Urinary tumors include cancers that commonly occur throughout the population, such as bladder cancer, kidney cancer, ureter cancer, and prostate cancer. The incidence of urological tumors in Korea is increasing. As the treatments of patients with cancer, such as operation, target therapy, immunotherapy, and gene therapy, are being developed, the life expectancy has been increasing. However, significant number of patients experience disease progression despite of existing treatments. Therefore, symptom direct treatment is crucial in oncologic era. Symptoms of patients with cancer vary but pain is one of the most common symptoms. Therefore, proper pain management is essential for the patients to improve the quality of life. Pain in cancer has as many complex pathological and physical characteristics as various tumor types. Both pharmacological and nonpharmacological interventions are important to address the full spectrum of cancer pain in patients. Many approaches to pain control, including opioid analgesics, radiation, and interventional care, are included in pain control therapy. Clinicians working with urinary tumors should be familiar with these pain control options. This review is intended to provide practical help to clinicians in treating patients with urological tumors. Updates to current knowledge and concepts of cancer pain management are included.

MultiMap : 트리맵을 개선한 다차원 계층적 데이터 시각화

조재민(Jaemin Jo),패트릭 애마쎄(Patrick Emaase),김원재(Wonjae Kim),서진욱(Jinwook Seo) 한국정보과학회 2016 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2016 No.6

제주조릿대 유래 항산화 및 미백 기능성 천연향장료 생산을 위한 추출공정 개발 및 최적화

한은혜 ( Eunhye Han ),조재민 ( Jaemin Jo ),김혜연 ( Hyeyun Kim ),구본욱 ( Bonwook Koo ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

기존의 합성화합물들의 독성으로 인한 발암, 알레르기, 부종 등의 잠재적인 부작용이 보고됨으로써, 안전하고 효과적인 천연 향장소재에 대한 요구가 급증하고 있다. 특히 천연물에 함유된 유용성분들의 다양한 효능이 알려지면서, 고부가가치의 기능성 향장 신소재로서 가능성에 대하여 주목하고 있다. 천연물 유래 추출물은 일반적으로, 추출부위, 추출용매 등의 조건에 따라 유효물질의 함량과 생리적 활성이 다르게 나타나며, 목적성분에 따라 최적의 추출조건을 사용하면 높은 폴리페놀 수율을 얻을 수 있다. 제주 조릿대는 예로부터 해열, 해독 및 염증치료의 약성을 지니는 약초라고 알려져 온 천연물로서 항산화, 항균, 항암효과 등의 탁월한 약리효능이 많이 보고된 바 있으며, 선행연구에 의하면 제주 조릿대에 포함되어 있는 polyphenol, tannin, flavonoid 등의 생리 활성 물질로 인해 상기 약리효능이 나타나는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 제주 조릿대 추출물의 항산화 및 미백 기능성 화장품 소재로의 활용 가능성을 확인하고 효율 적인 추출공정을 개발하고자 하였다. 각각의 효능 추출물 생산은 선행연구 결과를 토대로 항산화는 에탄올 추출, 미백은 열수 추출을 통해 획득된 추출물을 사용하였으며 항산화 효능은 DPPH, ABTS, SOD 방법으로, 미백 효능은 Tyrosinase inhibition 방법으로 효과를 검증하였다. 에탄올 추출 최적화를 위해 반응표면분석법(Response Surface Methodology, RSM)을 적용하여 최적조건을 도출하였으며 도출된 최적조건은 에탄올 농도 51%, 추출온도 70℃, 추출시간 18분으로 확인되었으며 DPPH, ABTS, SOD의 IC50 결과는 각각 4.912(mg/ml), 0.056(mg/ml), 10.846(mg/ml)로 확인되었다. 미백 추출물 생산을 위해 적용된 열수 추출의 효율 개선을 위해 초음파 처리가 적용되었으며 초음파-열수 추출 공정의 최적화 역시 RSM을 통해 실시되었다. 그 결과 총 추출시간 2.25 시간, 전체 추출시간 대비 초음파조사 비율 50%, 추출온도 70℃ 조건에서 생산된 추출물이 최적의 미백효과를 보여주는 것으로 확인되었다.

목질계 셀룰로오스 나노섬유 유래 이차전지 분리막

김혜연 ( Hyeyun Kim ),조재민 ( Jaemin Jo ),한은혜 ( Eunhye Han ),구본욱 ( Bonwook Koo ) 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1

리튬 이온 전지에는 바인더와 분리막 등의 용도로 쓰이는 다양한 기능성 고분자 소재들이 포함되어 있다. 자연에서 자가조립된 목질계 셀룰로오스 섬유는 top-down 방식을 통하여 공정 과정을 조절함으로써 다양한 형태의 크기의 나노 소재로 분리·생산될수 있다. 이렇게 생산된 나노 소재들은 bottom-up 방식으로 리튬 이온 전지 내 기능성 고분자의 대체 물질들로 활용될 수 있으며, 이를 통해 전지는 유사하거나 혹은 더욱 개선된 성능을 보일 수 있다. 본 연구는 목질계 유래 TEMPO 촉매 처리된 셀룰로오스 나노섬유의 생산 공정 및 물리·화학적 특성에 따른 배터리 내에서의 전기화학적 성능과의 관계를 조사하였다. 특히 셀룰로오스 나노섬유의 투입으로 인한 전기화학적 성능 열화의 원인 구명을 위하여 전기화학적 특성 시험 연구 및 X-선광전자분광법, 질량 분석법 등이 사용되었다. 셀룰로오스 표면의 음전하(카복실기)의 도입은 나노섬유화 및 다공성 분리막 생산에 유리한 전략이며, 전하 밀도 조절을 통해 분리막의 특성을 조절할 수 있음이 확인되었다. TEMPO 촉매 처리된 셀룰로오스 나노섬유가 산업적 요구를 충족시킬 수 있는 고성능(고용량/고출력)리튬이차전지에 적용가능한 분리막 소재임이 확인되었고, 그 전기화학적 성능을 개선할 수 있는 다양한 전략이 제시되었다.

옥수수 대로부터 생리활성물질 생산 증대를 위한 마이크로파 추출 공정 최적화

민보라,한여정,이도경,조재민,정현진,김진우,Min, Bora,Han, Yeojung,Lee, Dokyeoung,Jo, Jaemin,Jung, Hyunjin,Kim, Jin-Woo 한국화학공학회 2018 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.56 No.1

옥수수 대는 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 이외에 높은 함량의 리그닌을 포함하고 있어 리그닌 분해를 통해 폴리페놀 생산이 가능하여 천연 항산화물 생산이 가능한 후보이다. 옥수수 대로부터 마이크로파 전처리를 이용해 폴리페놀과 플라보노이드 추출 증대를 위해 반응표면분석법(RSM)을 이용하여 공정조건을 최적화하였다. 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 마이크로파 출력과 추출 시간 증가에 따라 유의하게 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 조건 최적화에 있어 698.6 W, 240 sec, 0 mol 조건에서 최대 TPC 82.4 mg GAE/g DM과 플라보노이드 18.1 mg QE/g DM이 예측되었다. 기존 추출법인 속실렛과 마이크로파 추출을 비교하였을 때, 마이크로파 추출이 폴리페놀과 플라보노이드 생산에 있어 13.5와 8.0배가 각각 높고 짧은 추출 시간과 낮은 에너지 소비로 기존 추출 대비 효과적인 공정임을 확인하였다. 본 연구는 옥수수 대로부터 유용물질 생산 가능성과 마이크로파 추출법이 상업화 공정 적용이 가능한 효과적인 추출법임을 확인하고 옥수수 대를 이용한 폴리페놀과 플라보노이드 생산을 통해 바이오당 생산과 더불어 부산물 크레딧을 확보하여 바이오 에탄올 가격 경쟁력을 높일 수 있는 추출공정을 제안하였다는 데 의의가 있다고 하겠다. Corn stover is known as a good candidate for a functional food ingredient when the main lignocellulosic material, lignin, is used as bioactive materials as form of polyphenolic compounds. The purpose of this study was to determine the microwave extraction conditions under which total phenolic compounds (TPC) and flavonoid contents of corn stover were maximized. Microwave-assisted extracts using sulfuric acid ranging from 0 to 1.0 mol with extraction time between 40 and 240 sec were conducted by using response surface methodology (RSM). Microwave power showed significant effects (p<0.05) and the concentrations of TPC and flavonoids increased with increased level of microwave power and extraction time. The optimum conditions for corn stover extraction were determined as 698.6 W, 240 sec, and 0 mol sulfuric acid, and the predicted value of TPC and flavonoid is 82.4 mg GAE/g DM and 18.1 mg/g DM, respectively. Microwave extraction was evaluated as an economic process with low energy consumption, short extraction and high extraction yield of bioactive including TPC and flavonoids compared to conventional extractions.

나노셀룰로오스의 화학적 표면개질을 통한 생분해성 소재 및 전지 소재 적용 연구

구본욱(Bonwook Koo),조재민(Jaemin Jo),이준혁(Junhyeok Lee) 한국펄프·종이공학회 2023 한국펄프·종이공학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.4

유미흉으로 발현된 말초성 T세포 림프종 1예

김성택 ( Seong Taeg Kim ),조재민 ( Jaemin Jo ),유정래 ( Jeong Rae Yoo ),김미연 ( Miyeon Kim ),한경희 ( Kyoung Hee Han ),김정호 ( Jung Ho Kim ),한상훈 ( Sang Hoon Han ) 대한내과학회 2017 대한내과학회지 Vol.92 No.1

말초형 T세포 림프종은, 림프절외 증상이 비특이적으로 나타날 경우 질병이 진행하기 전까지 진단이 어려울 수 있다. 본 증례는 T세포 림프종에 의한 림프절 종대의 빠른 진행과 함께 드문 합병증인 유미흉으로 발현한 환자이며 비특정 말초 T세포 림프종으로 확진된 1예로 호흡곤란을 유발하는 유미흉을 적절히 조절하여, 항암화학요법을 속히 시행하고 부분반응을 얻을 수 있었던 증례이다. A 72-year-old male presented with respiratory discomfort. A simple chest X-ray and abdominal computed tomography showed pleural effusion and multiple lymph node enlargement. The pleural effusion was determined by thoracentesis to be chylothorax. An inguinal lymph node biopsy showed peripheral T-cell lymphoma. Following three cycles of cyclophospamide, hydroxyl doxorubicin, vincristine, prednisolone (CHOP) chemotherapy, a partial response was observed. Chylothorax is an extremely rare complication of T-cell lymphoma. We present a case of peripheral T-cell lymphoma presenting with chylothorax. We suggest that clinicians should consider chylothorax when examining patients with lymphoma who present with atypical pleural effusion. (Korean J Med 2017;92:74-78)