섬애약쑥 주정 추출물로 제조한 발효식초의 품질특성

신지현,강민정,변희욱,배원열,신정연,서원택,최진상,신정혜,Shin, Ji Hyeon,Kang, Min Jung,Byun, Hee Uk,Bea, Won Yoel,Shin, Jeong Yeon,Seo, Weon Tack,Choi, Jine Shang,Shin, Jung Hye 한국식품저장유통학회 2017 한국식품저장유통학회지 Vol.24 No.5

본 연구에서는 섬애약쑥의 유효성분인 jaceosidin과 eupatilin을 함유하는 식초의 제조 가능성을 확인하기 위해 섬애약쑥 70% 주정추출물을 첨가하여 식초를 제조하였으며, 물추출물 첨가군과 그 품질특성을 비교하였다. 모든 실험군은 동량의 10% 맥아추출물을 첨가하였으며, 여기에 동량의 정제수와 주정을 혼합한 것을 대조군(CO), 정제수와 섬애약쑥 주정추출물을 혼합한 것을 SE, 주정과 섬애약쑥 물추출물을 혼합한 것을 SW, 섬애약쑥 물추출물 및 주정추출물을 혼합한 것을 SM군으로 구분하여 각각의 발효기질을 제조하였다. 최종 혼합물의 주정 농도는 6%로 조절하였으며, 각각의 발효기질 3 L에 종배양한 초산균액을 3% 접종하고, $30^{\circ}C$에서 정치배양하면서 발효 10일부터 5일간격으로 25일까지 시료를 취하였다. 25일간 발효한 섬애약쑥 식초의 L 값은 26.5-46.6, a 값은 -0.4-3.1이었고, b 값은 5.7-12.4의 범위였다. 최종 산도의 경우 3.60-4.44% 였으며, 섬애약쑥 주정추출물이 첨가된 SE 및 SM시료는 발효 20일 이후부터 급격히 산도가 증가하여 발효 25일에는 SM시료에서 가장 높았다. 유리당은 fructose 및 glucose 두 종류가 정량되었고 발효기간 동안 감소하여 발효 25일차에 각각 0.13-0.22 g/100 mL 및 0.18-0.48 g/100 mL이었다. Acetic acid는 주요 유기산으로 발효 25일에 3,638.51-4,532.90 mg/100 mL 범위였다. 페놀화합물들은 섬애약쑥 주정추출물의 첨가 유무에 따라 검출여부 및 함량에 차이가 있었는데, 주정추출물이 첨가된 시료에서는 총 7종의 페놀화합물이 검출된 반면 대조군과 물추출물이 첨가된 시료에서는 4종만이 검출되었다. Jaceosidin과 eupatilin은 섬애약쑥 주정추출물을 첨가한 SE 및 SM시료에서만 검출되었는데 발효기간이 경과할수록 점차 감소하여 발효 25일차에 jaceosidin은 각각 6.88 mg/L와 6.49 mg/L였으며, eupatilin은 각각 2.24 mg/L 및 2.23 mg/L였다. 이상의 결과부터 섬애약쑥 주정 추출물을 첨가함으로써 25일간의 초산발효 단일과정을 통해 식초로서 적합한 산도를 가지며, 유기산과 페놀화합물의 함량이 더 높고 유효성분으로 jaceosidin과 eupatilin을 함유하는 식초의 제조가 가능하였다. This study was carried out to investigate the quality characteristics of vinegars containing jaceosidin and eupatilin using Artemisia argyi H. ethanol extract (AEE). 10% malt extract (ME) and water extract of Artemisia argyi H. (AWE) were also prepared for vinegar production. Three kinds of materials were mixed in the same amount to prepare vinegar as follows; CO (ME, water, 18% edible ethanol), SE (ME, water, and AEE), SW (ME, AWE, and 18% edible ethanol) and SM (ME, AWE, AEE). All samples were fermented by Acetobacter pasteurianus A8 at $30^{\circ}C$ for 25 days and analyzed at 10, 15, 20 and 25 days. The pH decreased significantly during the fermentation. pH was lower in SE and SM than CO and SW. The acidity increased significantly during the fermentation, and was highest in SM (4.44%) at 25 days of fermentation. The concentration of acetic acid was higher than other organic acids for all vinegars. Jaceosidin and eupatilin were not detected in both CO and SW, but both were detected in the SE and SM. At 25 days of fermentation, jaceosidin and eupatilin concentrations in SE and SM were 6.49-6.88 mg/kg and 2.23-2.24 mg/kg, respectively. From these results, we confirmed that production of vinegar containing jaceosidin, eupatilin and phenolic compounds can be prepared by using Artemisia argyi H. edible ethanol extract.

EPA-SWMM 모델 기반 용수공급 네트워크를 고려한 농업용수 회귀수량 분석

신지현 ( Ji-hyeon Shin ),남원호 ( Won-ho Nam ),윤동현 ( Dong-hyun Yoon ),양미혜 ( Mi-hye Yang ),정인균 ( In-kyun Jung ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

농업용수는 4월 말부터 9월 중순까지 논벼 재배기간에 집중적으로 사용되지만, 전량 작물이 소비하는 것은 아니다. 용수원에서 취수하여 관개지구로 도수하는 동안 발생하는 수로손실과 논에서 증발산으로 소비되지 않는 관개용수는 다소 시차는 있지만 결국은 대부분 하천으로 회귀하게 된다. 이처럼 관개용수 공급량 중 소모되지 않고 침투 또는 배수를 통해 하천으로 회귀하여 다시 이용될 가능성이 있는 수량을 관개회귀수량 (irrigation return flow)으로 정의하고 있다. 농업용수에서 발생하는 회귀수는 유역의 용수공급 계획, 하천 유황의 예측, 관개용수 사용량의 결정과 하천 건천화 방지 등 중요한 역할을 차지하고 있다. 수자원장기종합계획에서는 농업용수 공급량의 약 35%가 하천으로 회귀되는 것으로 추정하고 있지만, 선행연구 조사결과 국내 농업용수 회귀율은 지역별로 약 32~86%의 범위로 큰 차이를 보이고 있다. 국내 선행연구는 과거 2010년대 이전의 농업용수 회귀율 연구가 진행되었으며, 2010년대 이후의 연구는 미흡한 상태이며, 회귀율 산정방법이 상이하여 정확한 농업용수 회귀율 산정에 한계가 있다. 또한, 주로 단일 수원공을 대상으로 하였기 때문에 양수장과 취입보가 포함된 복합지구에 대한 회귀율 산정 연구가 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 농업용수 공급 모의가 가능한 EPA-SWMM (Environmental Protection Agency Storm Water Management Model) 모델 기반 회귀수량 산정 모델링 방법을 제시하고, 양수장 및 취입보가 포함된 복합지구를 대상으로 신속회귀수량과 지연회귀수량을 산정하고자 한다. 전국 4대강 권역 중심의 9개 대상지구를 선정하였으며, 2021년 5월 1일부터 9월 10일까지 관개기를 대상으로 EPA-SWMM 모의분석을 진행하였다. EPA-SWMM 모의결과 수원공 공급량, 포장 및 수로배수량, 침투량, 강수량 및 증발산량을 활용하여 신속회귀수량과 지연회귀수량을 추정하고 회귀율을 산정하고자 한다. 본 연구 결과는 정량적인 관개용수량 산정 및 관개용수 사용량 결정을 위한 연구의 기초자료로써 활용 가능할 것으로 판단되며, 지역별 특성 및 물관리 방안을 고려한 관개용수 회귀율 추정이 가능할 것으로 사료된다.

필지단위 관개용수 공급에 따른 농업가뭄진단 평가

신지현 ( Shin Ji-hyeon ),남원호 ( Nam Won-ho ),김하영 ( Kim Ha-young ),문영식 ( Mun Young-sik ),방나경 ( Bang Na-kyoung ),이정철 ( Lee Jueng-Chol ),이광야 ( Lee Kwang-ya ) 한국농공학회 2021 한국농공학회논문집 Vol.63 No.4

Agricultural drought is a natural phenomenon that is not easy to observe and predict and is difficult to quantify. In South Korea, the amount of agricultural water used is large and the types of use are varied, so even if an agricultural drought occurs due to insufficient precipitation, the drought actually felt in the irrigated area is it can be temporally and spatially different. In order to interpret the general drought in the past, drought disasters were evaluated using single indicators such as drought damage area, precipitation shortage status, and drought index, and a comprehensive drought management system is needed through drought diagnosis survey. Therefore, we intend to conduct research on agricultural drought assessment and diagnosis using re-evaluation of agricultural facilities and irrigation water supply network due to changes in various conditions such as climate change, irrigation canal network, and evaluation of water supply capacity of agricultural facilities. In this study, agricultural drought diagnosis was conducted on two agricultural reservoirs located in Sangju, Gyeongsangbuk-do, with structural or non-structural evaluations to increase spatiotemporal water supply and efficiency in terms of water shortages. The results of the agricultural drought diagnosis evaluation can be used to identify irrigated areas and canal network vulnerable to drought and to prioritize drought response.

SWMM 모형 기반 평야부 관개효율 및 용수공급 취약성 평가

신지현 ( Ji-hyeon Shin ),남원호 ( Won-ho Nam ),방나경 ( Na-kyoung Bang ),김한중 ( Han-joong Kim ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

농업적 가뭄은 강수의 부족으로 인한 토양수분의 감소 및 농업용 저수지의 저수량 저하로 농작물 생육 및 수확량에 직접적인 영향을 미치는 것으로서 논 농사가 주가 되는 우리나라에서는 주수원공인 농업용 저수지의 가용저수용량으로 가뭄 상황을 판단할 수 있다. 최근 기후변화에 따른 홍수, 이상 기후 등의 재해 위험 증가로 농업용수 부족 현상이 빈번하게 발생하고 있으며, 봄철 가뭄으로 인해 관개기 이전에 충분한 용수를 확보하지 못하여 농업용수 공급의 어려움을 겪고 있다. 현재 저수지 운영 시 저수지별로 규모 및 유역면적, 관개면적, 저수용량 등 용수공급 상태에 연관된 다양한 요소들을 반영하지 못하고 현재 수위를 기준으로 관행적인 경험에 의해 관리되고 있다. 또한 가뭄에 대한 이수 기능을 목적으로 하는 주요한 농업기반시설인 농업용 저수지에 대한 용수공급 상황을 판단할 수 있는 객관적 지표가 부족한 상황이다. 따라서 효율적인 용수 관리를 위해 수리시설물을 이용하여 필요한 시기에 적정한 양의 용수를 균등하게 공급하기 위해 농업용 저수지의 물 공급에 기여하는 공급량과 수요량 분석이 필요하다. 또한, 기존 농업용 수리시설물의 물공급 능력 평가 및 들녘단위의 평야부 물 부족지역과 과잉공급된 지역의 정확한 파악을 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 무수, 풍전 저수지를 대상으로 SWMM (Storm Water Management Model) 모형을 활용하여 최근 3년간 관개기간의 평야부 농업용수 분배 모의를 하였으며, 이를 기반으로 용수 공급 적정성 및 효율성을 평가하였다. 또한 한국농어촌공사 농촌용수종합정보시스템의 저수율 데이터와 HOMWRS (Hydrological Operation Model for Water Resources System)를 활용하여 필요수량과 유역 유입량을 산정하여 농업용수 공급 취약성을 분석하였다.

들녘단위 농업용수 물수급 분석을 위한 EPA-SWMM 변조제어기법 적용

신지현(Ji-Hyeon Shin),남원호(Won-Ho Nam),김하영(Ha-Young Kim),양미혜(Mi-Hye Yang),정인균(In-Kyun Jung) 한국방재학회 2022 한국방재학회논문집 Vol.22 No.3

최근 봄철 가뭄으로 인해 관개기 이전에 충분한 용수를 확보하지 못하여 농업용수 공급에 어려움을 겪고 있으며, 최적 시기에 최적량의 농업용수를 배분하는 효율적인 물관리의 중요성이 대두되고 있다. 따라서, 분수문 및 제수문 등 농업수리시설의 관리방안 개선, 농업용수 공급 및 균등 분배를 위한 물공급 모형을 활용한 최적의 물관리 방안 구축이 요구된다. 본 연구에서는 수로 네트워크를 적용하고 수리학적 용수공급 모의가 가능한 EPA-SWMM (United States Environmental Protection Agency Storm Water Management Model)의 변조제어기법(Modulated Controls)을 농업용수 물수급 분석에 적용하였다. 변조제어기법은 시설별 시계열 곡선의 공급량, 개도율 설정을 통해 연속관개, 간단관개 및 윤환관개 모의가 가능하며, 포장에 대한 담수심 상태를 기준으로 급수 및 배수를 조절하므로 시기별 관리수심을 고려한 모의 분석이 가능하다. 안성 고삼저수지를 대상으로 실제물관리 방법을 반영한 EPA-SWMM 변조제어기법을 적용하여 들녘단위 농업용수 공급 모의 및 관개효율을 분석하였으며, 용수 부족 또는 과잉 공급이 나타나는 지역을 파악하기 위해 수로간선별 수혜면적별 담수율 및 공급량을 분석하였다. 담수율분석을 통해 안택 지선 하류부에 용수부족이 나타난 것을 확인하였으며, 공급량에 대한 정량적 분석결과 수문조절을 통한 공급량 조절이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 관개효율 분석 결과는 농업용수가 부족한 가뭄 시 관개조직의 합리적인 용수공급 효율 평가와 농업용수 공급 방법에 대한 사전 분석을 통한 효율적인 물 관리에 기여할 것으로 판단된다. Due to the recent spring drought, it has been difficult to supply agricultural water owing to an insufficient water supply before irrigation, thereby illuminating the importance of efficient water management for allocating optimal agricultural water amounts. Thus, improved management plans for irrigation facilities are required as well as an optimal water management plan for agricultural water supplies and equitable distribution. In this study, we applied modulated controls to the EPA-SWMM and analyzed the agricultural water supply and demand. The EPA-SWMM simulates the hydrological water supply and can be applied to a water supply network. Modulated controls can simulate continuous, intermittent, and rotational irrigation methods by setting the supply time series, and adjusting the water supply and drainage based on ponding depth conditions in the paddy field. We applied the EPA-SWMM with modulated controls to Gosam reservoir in Anseong to analyze the agricultural water supply and irrigation efficiency. The water supply via canals and irrigated areas was analyzed to identify areas of water shortages or oversupply. According to the results of a quantitative water supply analysis, we determined that it is necessary to control the water supply using gate opening rate controls. The results obtained herein can contribute to efficient water management by evaluating the efficiency of irrigation organizations during a drought when insufficient agricultural water is available via preliminary analysis of agricultural water supply methods.

약용식물 5종의 용매별 추출물 및 조성물의 생리활성

신지현(Ji Hyeon Shin),강재란(Jea Ran Kang),강민정(Min Jung Kang),신정혜(Jung Hye Shin) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.3

본 연구에서는 5종의 약용식물(황금, 작약, 단삼, 상황버섯, 뽕잎)를 물, 50% 및 100% 주정으로 추출하여 항산화활성, ACE 저해활성 및 콜레스테롤 흡착활성을 비교하였다. 그 중 상대적으로 활성이 우수한 작약, 상황버섯, 단삼을 0.2~2.0의 비율로 혼합한 조성물 7종의 활성을 검증함으로써 약용식물 조성물을 활용한 음료 개발시 기초 자료로 활용하고자 하였다. 약용식물 5종의 총 페놀화합물 함량은 물 추출물 중에서는 단삼 추출물이 80.27 ㎎/g으로 가장 높은 함량이었으며, 50% 및 100% 주정 추출물에서는 상황버섯이 각각 280.05 및 306.88 ㎎/g으로 가장 높았다. 플라보노이드 화합물도 단삼 추출물이 35.83 ㎎/g으로 물 추출물 중 가장 높았으며, 50% 및 100% 주정 추출물은 황금 추출물이 각각 62.71 및 64.59 ㎎/g으로 가장 높게 정량되었다. ACE 저해활성은 물 추출물에서만 활성이 있었는데, 황금 추출물에서 45.33%로 가장 활성이 높았다. 콜레스테롤 흡착능은 작약 물 추출물과 황금 100% 주정 추출물이 타 시료에 비해 유의적으로 활성이 높았다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP 활성을 통해 항산화 활성을 측정한 결과 물 추출물 중에서는 단삼 추출물의 활성이 가장 높았고, 50% 및 100% 주정 추출물의 경우 DPPH 라디칼 소거활성 및 FRAP는 상황버섯 추출물의 활성이 가장 높았고, ABTS 라디칼 소거활성은 작약 추출물에서 활성이 가장 높았다. 상황버섯, 작약 및 단삼 물 추출물의 혼합 비율을 달리하여 제조한 조성물 7종의 총 페놀 및 플라보노이드 화합물 함량은 각각 50.53~61.96 ㎎/g 및 16.91~33.84 ㎎/g의 범위였는데 단삼의 비율이 높은 시료에서 더 함량이 높았고, 콜레스테롤 흡착능은 46.27~70.03%로 작약 첨가 비율이 높은 시료에서 활성이 더 높았다. 항산화 활성도 단삼의 혼합 비율이 높을수록 더 높았는데, 항산화 활성과 콜레스테롤 흡착활성은 동일한 경향을 보이지 않아 조성물 제조시는 목표로 하는 활성에 따라서 조성물의 비율을 달리하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. This study was performed to investigate the antioxidative activity of solvent (water, 50% ethanol, and 100% ethanol) extracts from five kinds of medicinal herbs Cutellaria baicalensis Georgi; SB, Paeonia lactiflora Pall.; PA, Salvia miltiorrhiza Bunge; SM, Phellinus linteus; PH, Morus alba L.; MA). The total content of phenolic compounds was highest in the 50% ethanol extract from PH (280.05 ㎎/g), the 100% ethanol extract from PH (308.88 ㎎/g), and the water extract from SM (80.27 ㎎/g). The total content of flavonoids was highest in the 50% ethanol extract from SB (62.71 ㎎/ml), the 100% ethanol extract from SB (64.59 ㎎/ml), and the water extract from SM (35.85 ㎎/ml). ACE inhibitory activity only occurred in the water extracts, and it was highest in the water extract from SB (45.33%). Cholesterol adsorption activity was higher in the SB and PA extracts than in the other extracts. In water extracts,SM showed the highest antioxidative activity. Among the 50% and 100% ethanol extracts, DPPH radical scavenging activity and FRAP were highest in the PH extract, and ABTS radical scavenging activity was significantly higher in the PA extracts. Seven types of compositions were prepared with different mixing ratios of 0.2 to 2.0 from relatively high-activity medicinal herbs, such as PH, SM and PA. The total phenolic and flavonoid compound contents of the compositions were 50.53-61.96 and 16.91-33.81 ㎎/ml, respectively. Cholesterol adsorption activity was 46.27-70.03%.

Evaporative Demand Drought Index (EDDI)를 활용한 Flash 가뭄사상 분석

신지현 ( Ji-hyeon Shin ),남원호 ( Won-ho Nam ),방나경 ( Na-kyoung Bang ),홍은미 ( Eun-mi Hong ),김태곤 ( Taegon Kim ),( Michael J. Hayes ),( Mark D. Svoboda ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

최근 기후변화의 영향으로 인하여 세계 곳곳에서 이상기후 현상 이 빈번히 발생하고 있으며, 극한 기후현상의 발생도 증가하고 있다. 특히 가뭄의 경우 넓은 지역에 장기간에 걸쳐서 지속되는 특징으로 인하여 즉각적인 인지가 어려우며, 적절한 대처가 이루어지지 않는다면 피해가 커지게 된다. Evaporative Demand Drought Index (EDDI)는 미국해양대기 관리처 (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)에서 2016년에 개발한 가뭄지표로, 기존의 가뭄지표가 주로 강수량과 기온에 초점을 두고 가뭄을 판단하는 반면 토양의 수분 스트레스의 신호를 바탕으로 증발산수요의 상대적인 변화를 계산하여 가뭄지표에 대한 조기 경보를 제공한다. NOAA에서는 EDDI Map Archive (https://www.esrl. noaa.gov/psd/eddi/)를 활용하여 1980년부터 현재까지 1-week부터 12-months 시간척도의 미국 전역의 EDDI 지도를 제공하고 있으며, 짧은 기간의 급속하게 발생하는 (rapid-onset) Flash drought의 조기경보지표로 활용되고 있다. 본 연구에서는 최근 우리나라에 발생한 극심한 가뭄 사상을 대상으로 EDDI의 적용함으로서 시공간적 가뭄 특성을 파악하고자 한다.

용수공급 네트워크를 활용한 농업용수 회귀율 추정

신지현 ( Ji-hyeon Shin ),남원호 ( Won-ho Nam ),양미혜 ( Mi-hye Yang ),문영식 ( Young-sik Mun ),정인균 ( In-kyun Jung ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

통합물관리에 따른 농업용수의 농업적, 환경적, 사회적 기능과 역할을 재정립하여 지속가능한 수자원 이용 및 보전과 물 관련 재해 예방을 위한 효율적인 농업유역 단위 물관리의 필요성이 요구되고 있다. 농업용수의 공급을 담당하는 수리시설물에서 공급된 용수는 전량 작물에 의해 소비되는 것이 아니며, 포장으로 공급되지 않고 용배수로를 통해 하천으로 배수되기도 한다. 포장으로 공급된 수량은 물꼬를 넘어 배수되기도 하고, 일부는 침투되어 지하수를 통해 흘러나가기도 한다. 농업용수 공급량 중 소모되지 않고 하천으로 유입되는 수량을 관개회귀수량(irrigation return flow)이라고 한다. 농업용수에서 발생하는 회귀수는 유역의 용수공급 계획, 하천 유황의 예측, 관개용수 사용량의 결정과 하천 건천화 방지 등 중요한 역할을 차지하고 있다. 수자원장기종합계획에서는 농업용수 공급량의 약 35 %가 하천으로 회귀되는 것으로 추정하고 있지만, 선행연구 조사결과에 의하면 국내 농업용수 회귀율은 기상현황, 작물 재배방식, 용수공급 현황 및 물관리 방안 등 여러 요인에 의해 지역별로 약 32~86 %의 범위로 큰 차이를 보이고 있다. 따라서, 효율적이며 합리적인 수자원 이용 및 관리를 위해 수계별로 정확한 농업용수 회귀율 산정 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 농업용수 흐름 모의가 가능한 EPA-SWMM (United States Environmental Protection Agency Storm Water Management Model) 모델을 활용하여 농업용수 회귀수량 산정을 위한 모델링 방법을 제시하고, 관개 회귀수량을 추정하고자 한다. 전국 4대강 권역을 중심으로 15개 대상지구를 선정하였으며, 공급량 산정을 위하여 농업기반시설관리시스템(Rural Infrastructure Management System, RIMS)의 저수율 및 시점부 수위 데이터를 활용하였다. 시점부 수로 수위-유량 및 수원공 공급량, 간선 배수량, 필지별 침투량을 분석하여 신속회귀수량(quick return flow)과 지연회귀수량(delay return flow)을 추정하였다. 본 연구의 결과는 물이용 계획 수립을 위한 정량적 농업용수 사용량의 기초자료 및 논 관개지구 관리방안 수립에 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.

EPA-SWMM 변조제어기법을 적용한 농업용수 공급 모의

신지현 ( Ji-hyeon Shin ),남원호 ( Won-ho Nam ),김하영 ( Ha-young Kim ),정인균 ( In-kyun Jung ),안현욱 ( Hyun-uk An ),도종원 ( Jong-won Do ),이광야 ( Kwang-ya Lee ),김한중 ( Han-joong Kim ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

보육교사의 정체감과 역할

신지현(Ji Hyeon Shin) 지속가능과학회 2015 STSS지속가능과학회 학술대회 Vol.2015 No.5