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김예선 ( Yesun Kim ),김병호 ( Byeongho Kim ),박경찬 ( Kyoung-chan Park ),박한나 ( Hanna Park ),장재혁 ( Jae-hyuk Jang ),김남훈 ( Nam-hun Kim ),박세영 ( Se-yeong Park ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1
우리나라 전체의 입목축적은 2019년 기준 667백만㎥이며 이 중 참나무류가 약 20%를 차지하며, 국내 기온 변화에 따라 강원도 지역에 참나무류 수종이 많아지고 있다. 국내 대표 참나무류 수종으로는 굴참나무(Quercus variabilis), 상수리나무(Q. acutissima), 신갈나무(Q. mongolica) 등이 있으며, 특징으로는 수피에 코르크층이 발달한다는 것이다. 코르크는 경량성, 고탄성, 절연성, 단열성, 내마모성 등이 있으며, 가장 큰 특징으로는 코르크층 채취 후 약 9년마다 코르크층이 재생되어 반복적으로 이용할 수 있다는 점이다. 이러한 코르크는 일반적인 목재와 달리 주성분으로 수베린(suberin)을 가지고 있으며, 리그닌 단량체 구조에 지방산, 지방산 알코올 및 글리세롤이 결합한 구조를 가진다. 선행 연구를 통해 국내에서는 굴참나무 내 코르크층이 비교적 두텁게 발달하고 있는 것을 관찰한 바 있다. 하지만, 굴참나무 외 참나무속 수종에서 코르크층이 육안적으로 쉽게 관찰되지 않는다. 따라서 본 연구에서는 수베린 함량 분석을 통해 참나무류 6종의 코르크 유무를 확인하고자 하였다. 기초성분분석을 위해 사용된 참나무는 갈참나무(Q. aliena), 굴참나무(Q. variabilis), 떡갈나무(Q. dentata), 상수리나무(Q. acutissima), 신갈나무(Q. mongolica), 졸참나무(Q. serrata) 6종으로, 코르크층 분리가 가능한 굴참나무를 제외하고 수피를 포함하여 분말화 하였다. 수베린함량은 transesterification 반응(methanolysis)을 통해 측정하였으며, 추출된 성분에 대해 FT-IR 및 Py-GC 분석을 통해 물질구조를 확인하였다.
김예선 ( Yesun Kim ),김병호 ( Byeongho Kim ),박한나 ( Hanna Park ),김경중 ( Kyoung-jung Kim ),박세영 ( Se-yeong Park ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.2
다양한 천연 식물 중, 대나무는 빠른 성장 속도로 생장하며, 향균성, 탈취, 제습 효과 및 우수한 이산화탄소 흡수 기능 등을 가진다. 그러나 대나무를 재료로 활용 시, 유세포 내 전분 함유로 흰개미나 해충에 취약하다는 단점이 있다. 이러한 대나무 자원의 내구성 향상을 위한 다양한 처리 방법 중, 고열처리가 그 대안이 될 수 있다. 고열처리법에 의한 목재의 치수 안정성, 재색 안정 등의 효과는 이미 알려진바 있다. 본 연구에서는 국내 대경 맹종죽재의 내구성 향상을 위한 실증 규모의 고열처리 후 화학 특성 변화를 분석하고자 하였다. 실증 규모 장치에서 최종 140도 온도 조건으로 열처리 한 맹종죽재를 생재와 화학성분 비교 결과, 회분, 추출물, 다당류 및 리그닌의 각 함량에 대한 차이는 크게 나타나지 않았으나, 육안적인 색상 변화 및 두께 감소가 관찰되었다. 특히, 추출물의 경우는 그 함량의 차이는 없었으나, 박층크로마토그래피 결과 새롭게 확인되는 저분자 물질들이 다량 생성되는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 결과로, 고열처리 맹종죽재 내에 존재하는 저분자 물질에 의한 생물학적 열화 요인에 대한 영향을 평가하고자 연구가 진행 중에 있다.
자외선 조사에 따른 굴참나무 및 코르크참나무 코르크의 재색 변화 분석
김병호 ( Byeongho Kim ),박경찬 ( Kyoung-chan Park ),박한나 ( Hanna Park ),김예선 ( Yesun Kim ),장재혁 ( Jae-hyuk Jang ),김남훈 ( Nam-hun Kim ),박세영 ( Se-yeong Park ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1
목재는 자외선, 산소, 열, 수분 등의 비생물학적 요인 및 부후균, 표면오염균, 흰개미 등의 생물학적 요인과 같은 외부요인에 의한 열화가 진행된다. 비생물학적 요인 중 대표적으로 광 노출에 의한 변색이 있다. 광 노출에 의한 변색은 목재의 주성분 중 리그닌 내의 라디칼 이동으로 퀴노이드 구조형성이 되어 황색화가 발생하는 것으로 알려져 있다. 통상적으로 목재의 자외선에 의한 변색을 개선하기 위해 자외선 흡수제 및 차단제 등을 첨가한 도장 방법이 이용되고 있다. 본 연구에서는 코르크포장재로 사용되고 있는 수입 코르크의 자외선에 의한 변색 현상을 관찰하고자 하였다. 코르크는 일반 목재와 달리 수베린(suberin)을 주성분으로 포함하고 있으며, 지방산과 리그닌 단량체 구조가 결합된 구조를 가지는 것이 특징이다. 코르크는 이미 다양한 용도로 사용되고 있으나, 코르크 조직에 대한 자외선 열화 평가에 대해 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 수입 코르크와 국산 굴참나무에서 채취한 코르크를 이용하여 촉진 내후성 실험 후 재색 변화 및 구성성분의 변화에 대한 분석을 수행하였다. 인공 자외선 노출 시험은 촉진 내후성 장비(QUV/se)에서 진행되었으며, 340 nm UVA 램프를 사용하여 0.86W/m², 28일 동안 조사하였다. 이후 색차변화 및 표면 열화 분석은 색차계와 FT-IR 기기를 이용하여 분석하였다.
굴참나무(Quercus variabilis) 코르크 내 수베린의 항미생물 활성 평가
박한나 ( Hanna Park ),김병호 ( Byeongho Kim ),박경찬 ( Kyoung-chan Park ),김예선 ( Yesun Kim ),장재혁 ( Jae-hyuk Jang ),김남훈 ( Nam-hun Kim ),박세영 ( Se-yeong Park ) 한국목재공학회 2022 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2022 No.1
굴참나무(Quercus variabilis)는 참나무과에 속한 낙엽교목이며, 일본, 중국 및 우리나라에 주로 분포하는 참나무 수종이다. 국내 참나무류 중 굴참나무는 수피에 코르크층이 두껍게 발달 되어있는 것이 특징이다. 이러한 코르크는 수베린(suberin)이 주성분으로 함유되어 있으며, 전체 조성에서 약 50%를 차지한다. 한편, 선행된 연구인 갈색부후균(Fomitopsis palustris)과 백색부후균(Trametes versicolor )에 대한 내후성 평가를 통해 내후성 등급이 매우 큰 것을 확인하였으며, 이를 토대로 본 연구에서는 굴참나무 코르크 내 수베린 성분에 대한 항미생물 활성 평가를 수행하고자 하였다. 코르크 내 수베린 추출을 위해 먼저 디클로로메탄, 에탄올, 물로 추출물을 추출한 후 메탄올분해 반응을 수행하였으며, 그 결과 굴참나무 내 수베린 함량은 약 52%로 나타났다. 추출된 수베린에 대한 항미생물 활성 평가를 위해 Agar well diffusion과 Paper disc법을 수행하였으며, 균주는 Fomitopsis palustris, Trametes versicolor와 표면오염균인 Penicillium glabrum, Trichoderma harzianum 및 Aspergillus niger를 사용하였다. 또한, 성분에 대한 항산화 활성 평가를 위해 DPPH 활성 및 ABTS 라디칼 소거법을 수행하였다.