| 초록 |
연구의 목적 및 내용 1. 연구목적 〇 우리나라 산림자원의 이용은 공익적 이용 이외에는 주로 일차가공에 초점이 맞추어져 첨단 연구기법을 활용한 고부가가치 창출에 대해서는 관련 연구 및 산업 발달이 미진한 실정임. 〇 산림자원의 첨단과학 적용 및 고부가가치 산업화와 관련된 우리나라의 기술력은 선진국 대비 60% 정도의 수준인 것으로 판단되며, 본 사업단은 산림과학 분야에서 이 같은 상황을 극복하고 산림자원의 고부 가가치화를 이끌어내기 위해 나노 및 바이오 기술 등의 첨단기술을 접목하여 산림과학 기술개발과 관련 분야의 고부가 산업화를 이루어내고자 함. 〇 이를 통해 최종적으로는 임업인들과 관련 산업 종사자들의 경제적 창출 기반을 마련할 수 있도록 하고자 하며, 산림자원을 이용하여 우리의 삶을 풍요롭고 건강하게 만들 수 있는 첨단바이오소재, 바이오나노 제품 개발과 향후 산림과학 기술 개발 분야의 원동력이 될 전문 인력 양성을 목표로 함. 〇 폐목재의 200여만t 중 절반을 소각 또는 매립하고 있는 실정이며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 목재의 이용 방안을 모색하고자 함. 2. 주요연구내용 〇 주요 수목자원으로부터 고기능성 건강기능성 식품이나 의약품의 원료가 될 수 있는 생리활성 추출물의 개발연구 〇 목질재료로부터 고순도의 나노섬유의 생산기술개발연구 〇 주요 목재열화생물로부터 생체시스템에서 생산되는 셀룰레이즈 자원을 발굴하여 개발 〇 실험반응표면분석계획법을 활용한 실험디자인과 다양한 적용시험데이터에 기초하여 최적의 촉매 생산 기술을 개발 〇 개발된 바이오 촉매를 이용하여 바이오에너지 및 바이오화학원료 공급용으로 사용될 목질계 바이오매스의 당화 성능 증진 연구를 시행함 〇 개발된 바이오 촉매의 나노셀룰로오스 제조산업 및 섬유가공산업 분야 적용하는 기술을 개발 〇 산림이나 농작물에 친환경적으로 적용하여 농작물의 생산성을 증대 시킬 수 있는 고기능성 농산물생산 관련제품의 개발연구 〇 목질재료로부터 농업용 제품 또는 기능성 식품 개발을 위한 전처리 기술 확립 〇 목질재료로부터 식품용 또는 육계용 프리바이오틱스 분리기술 개발 연구개발성과 1. 정성적 연구 개발성과 1 차년도 〇 생강나무 추출물로부터 줄기세포 증식 촉진 유효성분 1종 획득 및 대황, 오갈피, 산양삼 등의 추출물로부터 암세포주의 세포사멸을 유도하는 유효 성분 3종 획득 〇 유도체화를 통한 목재 수용성 다당류 추출 및 분해거동 파악하고, 계수 나무와 오동나무 잎에 함유되어 있는 배당체 및 다당류 생리활성 평가 〇 고수율, 고순도 및 다양한 분자량의 proanthocyanidins 생산기술 확보 〇 Torrefied wood chip 제조하여 수용성 추출액을 농도별로 얻은 후 잡초, 미생물에 적용하여 이들의 발아 및 생장이 지연되는 것을 확인 〇 Micro fibrillated cellulose, TEMPO산화 MFC, cellulose nanocrystal의 제조 및 형태학적 성질 규명 및 중력침강법에 의한 치수별 분획방법 개발 및 분무건조에 의한 나노셀룰로오스의 건조 및 재분산성 평가 〇 나노셀로오스의 생산을 위한 수용성계 셀룰로오스 용제 1건 개발 및 특성분석 4건 완료 〇 바이오 촉매를 활용한 당화 조건의 개선 〇 2기의 압출기와 공압출 다이로 구성된 공압출 생산방식을 적용한 서로 다른 두께와 성질을 갖는 속-표층 구조의 공압출 목재 · 플라스틱 복합재 제조기술 확보하고, 각 층의 성질과 특성이 전체 복합재의 굽힘특성 평가 〇 목질자원의 성분 특성 검정 시스템 확립을 위한 목질자원의 화학적 특성 분석 〇 분석법 및 분석 기기에 따른 glucose (cellulose) 함량 비교 〇 도출된 검정시스템의 신뢰성 확보를 위한 시판 cellulose의 분석 비교 2차년도 〇 오갈피나무 추출물의 n-Hex 분획이 MDA-MB-231 과 MCF-7 암세포의 사멸을 유도하며, 세포 사멸 기작 확인 결과, apoptotic cell deatii를 유도 하는 것으로 확인 〇 산수유 나무 추출물로부터 3가지의 유효성분 분리 정제 및 구조 규명하였고, 이 중 ouratea-catechin이 MCF-7 암세포의 사멸을 유도하는 것으로 확인하였으며, Salvadora persica 추출물로부터 3가지의 유효성분을 분리정제 하여 구조규명 하였음 〇 고순도 소나무 수피 폴리페놀류의 생산조건 확립 및 저분자 폴리페놀류의 항산화 활성 평가 〇 소나무 수피 70°C, 90°C 열수탈착 후 에탄올 탈착물이 저농도에서도 줄기세포의 증식 촉진을 유도하는 것으로 확인함 〇 계수나무 목질부와 잎으로부터 70% acetone 추출물 획득 후, 수용성 탄수화물의 분리와 산 가수분해 조건 확립 및 배당체 화합물의 분리 및 항산화, 항당뇨 활성 검증 〇 KMF001 cellulase의 당화효율성 향상을 위한 최적배양조건 확립 및 최적반응조건 확립 〇 신규 개발효소 cellulase별 나노셀룰로오스 생산 조건 및 섬유산업용 촉매 적용 기술 개량 〇 셀룰로오스의 희소당으로 전환 가능 바이오 촉매 선발 및 발현 벡터 시 스템을 개발하여 fructose로부터 희소당인 psicose를 생산 〇 펄프로부터 셀룰로오스 나노섬유를 제조하여, 해섬도에 따라 분획된 나노섬유의 형태학적 물리학적 인장, 투기도 등의 특징을 평가함 〇 나노섬유의 여수 과정을 통해 나노필름 제조 후, UV 경화수지에 함침시켜 나노복합재료 제조 및 혼합비율에 따른 나노필름의 열안정성 평가 〇 고온고압처리한 목재의 액상원료의 발아율 감소 효과 확인하였고, 고상 원료를 물로 추출한 후, 식물의 생육증진효과를 확인. 〇 고상원료를 에탄올로 추출한 후, 식물 부패 병원 미생물인 인삼갯빛곰광이 및 인삼점무늬병의 억제효과를 확인하고 최적 조성을 이용하여 각각의 시제품을 제작함 〇 병해방제 효능을 가지는 유효화합물 분리를 위한 추출조건 탐색 〇 병원미생물의 억제능을 가지는 최적의 액상원료 발굴 및 최적 formulation 도출 〇 인삼재배용 식물영양제 제조를 위한 제반 조건 조사 및 시제품 제작 3차년도 〇 고온고압처리한 소나무의 추출물로부터 획득한 PD6 분획과 소나무 수피 폴리페놀류의 암세포 사멸 유도 효과 확인 및 세포 내 리보솜 막의 투과성 조절과 관련된 메커니즘 규명 〇 계수나무 추출물로부터 gallotannin, aromadendrin-7-O-glucopyranose 등 항산화, 암세포증식 억제 및 항당뇨 효과가 뛰어난 유효성분 및 quercetin-3-O-glycopyranose 등 줄기세포의 증식 촉진을 유도하는 물질 획득 〇 소나무 수피 폴리페놀류와 유청단백질 복합체의 경제적 분리 방법 확립 〇 바이오 나노셀룰로오스 생산증대를 위한 균주 7종 스크리닝 완료하고 신규개발 효소의 당화 효율 증가를 위한 보조효소 개발 및 당화성능 보완 방법 확보 〇 희소당 개발을 위한 자원으로 이팝나무의 선발 및 최적 효소 반응조건 확립 〇 중력침강법 및 분무건조기술을 이용한 셀룰로오스 나노 피브릴(CNF)의 치수별 분획 방법 및 CNF 건조방법 개발 및 계면활성제 첨가의 영향 확인 〇 UV경화성 수지를 이용한 나노복합필름 제조 및 인장특성 확인하고 LiBr 수용액을 이용한 셀룰로오스-실크 복합체 제조 기술 확립 및 단백질 흡착능 확인 〇 Dialdehyde cellulose(DAC) 제조 및 이를 이용한 셀룰로오스-키토산 복 합체 제조 및 단백질 흡착능 확인 〇 소나무칩으로부터 고순도의 α-cellulose 를 획득할 수 있는 steam explosion 처리조건 확립 〇 본 연구에서 제조된 α-cellulose는 식품첨가물 규격테스트를 통과하였으며, 식이섬유로의 적용 가능 원료로 판정 〇 목질재료를 이용한 사방용 식물 생장 촉진효과 검정을 통해 1종의 사방용 식물영양제 개발 완료 〇 미이용 목질재료를 이용한 생분해성 식생보호틀 및 친환경 토양개량제 시제품 개발 〇 간벌목 및 피해목에 적합한 steam explosion 처리조건 탐색을 위한 Severity value 모델링 적용에 따른 steam explosion 처리조건 도출 〇 Steam explosion 처리된 원료로부터 α-cellulose 확보 기술 도출 〇 후처리 적용에 따라 생산된 α-cellulose의 화학적 특성 평가 4차년 |
