찰옥수수의 해충 발생 및 약제 방제 체계

경예진 충북대학교 2024 국내박사

This study aimed to compare the characteristics of waxy corn cultivars and propose pest control systems using chemicals. The new cultivars, Taeyangchal and Saengmyeongchal, were compared with three other waxy corn cultivars. Mibaek 2 and Saengmyeongchal have the shortest silking days, while Taeyangchal has the disadvantage of being tall and longer silking days. However, Taeyangchal has a thin pericarp with a soft texture and can harvest up to the second ear, resulting in a high yield. Ostrinia furnacalis (Lepidoptera: Crambidae) typically occurs three times a year. To control the Asian corn borer, insecticides need to be sprayed twice, once in early June and again in mid-June. Mythimna separata (Lepidoptera: Noctuidae) is a well-known pest that migrates to Korea from southern China, carried by the westerly wind. The first occurrence of this pest occurs in late May, peaks in early June, and the second occurrence is observed in late August. To control M. separata, insecticides need to be sprayed from early June to mid-June. Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) occurs twice a year, with the first peak in mid-June, and the second peak in early August. To control H. armigera, insecticides need to be applied from mid-June to mid-July for summer season corn and from early to late August for fall season corn. Lissorhoptrus oryzophilus (Coleoptera: Curculionidae) appears from the end of April until the end of May, before the rice plants are transplanted. They are presumed to emerge after overwintering in nearby hills and rice paddies and inflict damage on corn as their primary host before the rice is transplanted. To control L. oryzophilus, insecticides need to be sprayed in late May or early June. Rhopalosiphum padi (Hemiptera: Aphididae) is present from the end of May, reaches its highest density in late June, and continues until mid-July. To control R. padi, insecticides need to be sprayed in late May and mid to late June. In early June, the Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) population began to increase and reached their peak density in mid-August. During insecticidal testing, it was found that diamide insecticides were not effective in controlling S. exigua, while etofenprox and spinosad showed high insecticidal effects. To effectively control S. exigua, insecticides should be sprayed in late May for spring waxy corn, and in late July for summer season corn. On the other hand, Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) are pests that migrated from China to Korea via westerly winds. Adults usually began to occur in mid-to-late August, with the most significant number occurring from September to October. However, larvae were observed in early June and late July. To control S. frugiperda, insecticides need to be sprayed in late June for summer season corn, and in late July and mid-August for fall season corn. The fungicide tebuconazole was detected in dried maize kernels, the edible part of maize, at a concentration of 0.03 mg/kg, of which the residue level in dried maize kernel is less than the Korean maximum residue limit (MRL) of 0.5 mg/kg. This means the residue level is about 6 % of its MRL. The estimated daily intake of tebuconazole is within about 9 % of its acceptable daily intake, indicating that there is no real health risk to consumers. Eight pesticides, including the fungicide azoxystrobin, were detected in maize plants, all within the Codex MRL for feed. However, bifenazate and pencycuron do not have established Codex MRLs, so maize plants containing these should not be used as livestock feed.

옥수수 뿌리에 있어 식물 호르몬과 외부 자극에 의한 Expansin 유전자의 발현 양상

감민정 中央大學校 2004 국내석사

Expansin은 pH 의존적으로 세포벽을 느슨하게 함으로써 식물 조직의 생장 및 발생에 중요한 역할을 하는 세포벽 단백질이다. 이미 expansin 유전자는 오이, 애기장대, 벼, 콩 등에서 분리되었으며 조직 특이적으로 발현한다. 최근 Wu (2001)등에 의해 옥수수에서 분리된 5개의 α-type, 8개의 β-type 모두 13개의 expansin 유전자 가운데 옥수수 뿌리에서 특이적으로 발현되는 6개의 expansin 유전자들을 선별하여 2일 동안 키운 옥수수 뿌리에서 분리한 total RNA를 이용하여 Northern blot analysis를 수행하였다. 그 결과 Exp1, ExpB2 및 ExpB8의 유전자가 우세하게 발현되었고 이에 본 연구에서는 다양한 호르몬들에 의한 옥수수 뿌리 생리 활성을 바탕으로 하여 expansin 유전자들의 발현 양상 그리고 외부 환경적인 자극에 의한 expansin 유전자의 발현 조절을 살펴보았다. Expansin 유전자는 주로 뿌리 생장이 활발히 일어나는 발아 후 초기 1-4일까지 높은 수준으로 발현하였으며 뿌리 부위별 발현 양상은 α-type의 Exp1 유전자는 뿌리 성숙대에서 주로 발현 되었고 β-type의 ExpB2 및 ExpB8 유전자는 뿌리 끝에서 매우 높게 발현 하였다. 이는 expansin 유전자가 조직 특이적 뿐 아니라 발달 특이적으로 발현 되는 것을 시사하며 특히 ExpB2는 옥수수 뿌리에서 길이 신장에 전반적으로 관여하는 유전자일 것이라 사료된다. 또한 대표적인 식물 생장 호르몬인 IAA처리는 높은 농도에서 옥수수 뿌리 신장을 억제하였고 ExpB2와 ExpB8 유전자의 발현을 억제하였으나 Exp1 유전자의 발현은 증가시켰다. AVG처리에 의한 결과는 IAA에 의한 뿌리 길이 신장 조절과 expansin 유전자 발현 조절이 IAA에 의해 유도된 ethylene의 효과일 가능성을 나타낸다. 성장 촉진 호르몬으로 알려진 BL에 의해 뿌리 길이 신장 및 유전자 발현이 증가되었다. 신장 억제 호르몬으로 알려진 ABA는 높은 농도에서는 유의할 만한 효과가 없었으나 낮은 농도에서 소폭 길이 신장을 촉진하였고 ExpB2 유전자 발현이 이와 유사한 양상으로 조절되었다. 옥수수 뿌리에서 expansin 유전자 발현이 식물체 호르몬에 의해 서로 다르게 조절된다. 이는 다양한 식물체 호르몬에 의한 옥수수 뿌리 신장 조절 과정에 expansin이 관여할 가능성을 제시한다. 비대칭적 길이 신장을 유도하는 중력 자극에 의해 ExpB2 유전자 발현이 중력자극 초기에 증가하였고, 이는 ExpB2가 비대칭적인 옥수수 뿌리 신장에도 관여할 가능성을 보여준다. 또한 상처를 준 옥수수 뿌리에서 ExpB2 및 ExpB8 유전자 발현이 증가한 것은 β-expansin이 손상된 세포의 회복 기능을 수행할 것이라 사료된다. 본 연구는 옥수수 뿌리에서 expansin 유전자 발현이 식물체 호르몬 및 여러 자극에 의해 서로 다르게 조절됨을 보여주었고 특히 옥수수 뿌리 신장과 관련된 연구결과들은 β-type의 expansin인 ExpB2가 주로 옥수수 뿌리 신장에 관여하고 ExpB8과 함께 손상된 세포의 회복 기능 또한 수행할 가능성을 제시한다.

종실용 옥수수를 이용한 수량관련 형질들에 대한 분자육종 연구

박종열 강원대학교 2015 국내박사

종실용 옥수수 유전자원들에 대하여 형태적 특성을 명확히 밝히는 것은 종실용 옥수수의 품종개발을 위한 육종연구에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 종실용 옥수수 156개의 자식계통들에 대하여 14개의 질적 및 양적 형질을 조사한 결과, 질적 형질인 웅수색과 자수색은 황색을 나타내는 계통들이 가장 많았고, 초형은 반직립형 계통들이 가장 많았다. 11개의 양적 형질들에서는 156 자식계통들 사이에서 다양한 변이 분포를 보였으며, 그 중에서 10개 자식계통은 3개 이상의 수량관련 형질들에서 비교적 높은 특성을 나타내었다. 따라서 이들 계통들은 앞으로 종실용 옥수수 육종연구에서 수량성이 높은 품종개발에 유용한 육종소재로 생각되었다. 양적 형질들에 대한 상관관계 분석에서는 이삭장과 이삭경(0.715**), 착립장과 이삭경(0.754**), 이삭장과 종실중(0.508**), 착립장과 종실중(0.584**), 이삭경과 종실중(0.518**) 형질들 사이에서 비교적 높은 정의 상관을 나타내었다. 주성분 분석에서 이삭장, 착립장, 이삭경, 종실중은 제 1 주성분에서 양의 방향에 크게 기여하였고, 제 2 주성분에서는 출웅일수, 출사일수, 간장, 착수고가 음의 방향에 크게 기여하였다. 이들 형질들은 156개의 종실용 옥수수 자식계통들을 식별하는 유용한 형질들로 생각되었다. 150개 SSR primer들을 이용하여 174개의 종실용 옥수수 자식계통들에 대한 유전적 다양성 분석에서 총 1,082개의 대립단편이 확인되었으며, 평균 7.21개의 대립단편을 나타내었다. 평균 GD (genetic diversity)와 PIC (polymorphic information content)는 각각 0.65와 0.60 값을 나타내었다. Model-based clustering method에 의한 집단구조에서 가장 높은 △K값은 K=2로 확인되었으나, 명확히 구분되지 않았다. Membership probability threshold 0.8에 근거한 분석에서 174개의 자식계통들은 2개의 subgroup과 admixed group으로 구분되었으며, 계통유연관계 분석에서는 유전적 유사성 35% 수준에서 8개의 그룹으로 구분되었다. Marker-trait association 분석에서는 Q GLM 방법의 경우 9개의 형질들에서 총 77개의 SSR 마커들이 120개의 marker-trait association이 9개의 형질에서 확인되었고, Q+K MLM 방법에서는 19개 SSR 마커들에서 21개의 marker-trait association이 확인되었다. 한편, 종실수량과 SSR 마커 사이의 상관분석을 위하여 종실용 옥수수 9개의 자식계통을 이용하여 반이면 교잡(Half-Diallel Cross)을 통해 얻어진 36개의 F1 교잡종들에 대하여 수량과 농업형질 그리고 유전적 거리와의 상관을 분석하였다. 농업형질에 의한 유연관계 분석에서 가장 가까운 계통은 Wf9와 ND203으로 0.809를 보였고, BSSS (Iowa Stiff Stalk Synthetic) 그룹인 B73과 B14A가 0.810으로 가까운 것으로 나타났다. 그러나 같은 LSC (Lancaster Sure Crop) 그룹인 Va85와 C103은 가장 거리가 먼 것으로 나타나서 농업형질로 유전적 거리를 측정하는 것은 한계가 있는 것으로 보였다. 따라서 본 연구에서는 92개의 SSR primer들을 가지고 step-by-step 방식으로 옥수수 종실수량에 영향을 미치는 분자마커를 선발하고자 하였다. 선발된 9개의 SSR primer들을 이용하여 옥수수 종실중과의 상관분석을 수행한 결과, 고도의 정의 상관(R2=0.703**)을 보였다. 선발된 SSR 마커를 이용한 유전적 거리와 교잡종의 주요 농업 형질의 상관분석에서 종실중, 이삭장, 이삭경 등 수량관련 형질뿐만 아니라 간장, 착수고도 유의성을 보였다. Assessment of morphological traits for field corn inbred lines gives useful information in development of hybrid corn varieties. Fourteen quantitative and qualitative traits were evaluated among 156 field corn inbred lines. Yellow tassel and silk color and semi-erect type are the most abundant qualitative traits. On the evaluation of 11 quantitative traits among the 156 inbred lines, diverse variations were shown. Of the 150 inbred lines, 10 inbred lines were selected on the basis of comparatively high values at more than three yield related traits. Therefore, these selected inbred lines could be employed by field maize breeding program to increase yield capacity. Analyse of correlation have shown that between ear length and ear width (0.715**), kernel set length and ear width(0.754**), ear length and kernel weight(0.508**), kernel set length and kernel weight(0.584**), and ear width and kernel weight(0.518**) were positively correlated. Principal component analysis (PCA) indicated that the ear length, kernel set length, ear width, and total kernel weight greatly contributed in positive direction on the first principal components. And also, days to tasseling, days to silking, plant height, and ear height contributed in negative direction on the second principal component. Thus these morphological traits might be considered to be useful for characterizing the 156 field corn inbred lines for future corn breeding programs. Genetic diversity among 174 field corn inbred lines were analyzed using 150 SSR primers. A total of 1,082 alleles were identified with an average of 7.21 per loci. The average of genetic diversity (GD) and polymorphic information content (PIC) were 0.65 and 060, respectively. In the analysis of population structure by model-based clustering method, the highest △K value was K=2, but the classification was not clear. From Membership probability threshold 0.8 analysis, the 174 inbred lines were divided into two sub-groups and admixed group. From an analysis of line relationship, the inbred lines were divided into eight groups at 35% genetic similarity level. In the analysis of marker-trait association by Q GLM, 77 SSR primers were associated with 120 traits in nine characters. And, in the analysis of marker-trait association by Q+K MLM, 19 SSR primers were associated with 21 traits. Grain yield, agronomic traits, and correlation between genetic distance of 36 F1 hybrids produced by half-diallel crosses using nine inbred lines were analyzed. In the analysis of relationship by agronomic traits, the most closely related lines were Wf9 and ND203 showing 0.809. B73 and B14A, which were founded on Iowa Stiff Stalk Synthetic (BSSS), were closely related showing 0.810. On the other hand, Va85 and C103, which were founded on Lancaster Sure Crop (LSC), were remotely related. Therefore, It has limitation to analyze genetic distance using agronomic traits. In this study, molecular marker selection was conducted in relation with grain yield by the step-by-step method using 92 SSR primers. Nine SSR primers were selected and the correlation (R2=0.703**) between grain yield and selected SSR primers was positively correlated. The correlations between agronomic traits as ear length, ear width, plant height, and ear height and the selected primers were also positively correlated.

GTP-binding protein의 활성 변화가 옥수수 뿌리의 길이 성장과 굴중성 반응에 미치는 영향

최윤희 이화여자대학교 1997 국내박사

옥수수 깨씨무늬병 저항성 유전자 특이적 분자 마커 개발

임민지 강원대학교 2017 국내석사

최근 21세기에 소득 증가와 더불어 육류 소비가 늘어나고 이에 따라 산업적으로 사용되는 옥수수의 수요 또한 증가되고 있는 추세이다. 동아시아 지역은 옥수수 수요량이 빠르게 증가하는 반면 생산량이 그에 충족시키지 못하고 있다. 다른 작물과 마찬가지로 옥수수 재배에서 가장 문제가 되는 것으로 질병이다. 중국 내 옥수수 주요 생산지를 조사한 결과 옥수수 깨씨무늬병에 의해 생산량의 피해를 많이 받고 있는 것을 확인하였다. 이에 따라 본 연구에서는 깨씨무늬병 내병충성 품종 개량을 위한 유용 형질 관련 분자마커를 개발하고자 하였다. 중국 내 옥수수 주요 생산지인 동북 3성 과 창춘 및 연변 지역의 깨씨무늬병 이병체로부터 병원균을 분리하고 국내 육성 옥수수 14품종에 병 접종을 하여 병징 테스트를 수행 하였다. 접종 후 잎의 감염상태에 따라 저항성계통과 이병성계통을 선발 하였다. 동시에 기존에 알려진 옥수수 genome database를 활용해 매문병 저항성 유전자 부위를 탐색하여 염색체 2번 및 8번에 있는 3개의 유전자 좌를 확인하였다. 2번 염색체에 있는 유전자 좌(ht1) 내의 SSR 유전자 좌 6개 및 flanking SSR 유전자 좌 2개를 찾아내 프라이머들을 작성하였다. 또한 8번 염색체 있는 저항성 유전자 좌 2 곳(ht2, htn1)의 SSR 및 flanking SSR 유전자 프라이머 16세트 확보하였다. 이들을 이용하여 SSR (simple sequence repeats) 분석을 수행하고 위에서 기술한 14개 품종들의 병징 테스트와 연계한 결과 1개의 잠정적인 깨씨무늬병 저항성 haplotype block을 8번 염색체에서 확보하였다. 또한 옥수수 유래 Ji, Opie retrotransposon family를 활용하여 28세트의 SSAP (sequence specific amplified polymorphism) 분석을 병행한 결과 저항성과 이병성 계통간 대립유전자의 다양성 양상을 확인 할 수 있었고, 병징 테스트와 연계하여 26개의 깨씨무늬병 저항성 잠정적 대립유전자를 확보할 수 있었다 (P ≤ 0.001). 종실용 옥수수 120계통에도 마찬가지로 깨씨무늬 병 저항성 및 이병성 계통선발을 수행 하였고 Ji, Opie retrotransposon family로 24세트 SSAP분석, DNA transposon family인 CACTA, Isaac을 이용하여 5세트 TD (Transposon display) 분석을 수행하였다. 분석을 통해 깨씨무늬병 저항성 개체에서만 공통적으로 나타나는 특이적 전이인자 대립유전자를 확인하였다. 이들을 염기서열 분석을 통하여 깨씨무늬병 저항성 유전자를 목표로하는 SCAR (sequence characterized amplified region) 마커로 전환 하였다. 본 논문에서 개발한 마커를 이용해 깨씨무늬병 저항성 계통을 선발하고 나아가 동아시아 깨씨무늬병 적응성 품종 육종에 기여하고자 한다. Consumption of corn has been increased steadily with the increment of meat consumption and demand in industrial use in East Asia. However, the corn production cannot meet the demand of corn in these regions. Because disease is the main restriction in corn cultivation as in other crops, the current thesis work was on the development of molecular markers for southern blight disease in corn. Because imminent goal for corn variety is for developing Chinese corns for export, the incidence of southern blight disease in Northern China was surveyed and southern blight fungal race in China was isolated to screen resistant gene in Korean corn germplasm. For the first step, inoculation of the obtained Chinese southern blight fungal race was conducted on the 28 breeding lines that are currently using for development of Korean corn varieties. The disease symptoms were checked by counting the legions in leaf and recorded from 1 for highly resistant to 5 highly susceptible. For molecular markers, the resistant gene loci for the southern blight were inspected in corn genome database and found three chromosomal loci, one at chromosome 2 (ht-1) and two at chromosome 8 (ht-2, htn-1), were confirmed. The SSR loci in both chromosomal regions were searched in the genome sequence from which 16 SSR primer sets were designed. With the association of above 28 breeding lines and SSR profiles, one super-haploblock of SSR loci at htn-1 region was successfully obtained. I also carried out the marker analysis using the transposon derived markers. For this purpose, SSAP (sequence specific amplified polymorphism) technique was employed from the nucleotide sequences of Ji and Opie retrotransposon families of Ty1-copia retrotransposon. With the association of the above 28 breeding lines and SSAP profiles, 26 putative SSAP marker fragments were isolated for southern blight resistance (P ≤ 0.001). I also surveyed the disease symptoms in 120 corn inbred germplasm and analyzed them with Ji and Opie SSAP marker systems and CACTA-TD marker systems. Two putative resistant marker bands were obtained and transformed them into SCAR (sequence characterized amplified region) marker. The molecular markers developed in the current research can be enhanced for corn breeding program for southern blight resistance.

옥수수 후레이크의 품질 향상을 위한 가압식 챔버의 적정 가공 조건 및 사료가치 평가에 관한 연구

안준상 강원대학교 일반대학원 2017 국내박사

옥수수 후레이크의 품질 향상을 위한 가압식 챔버의 적정 가공 조건 및 사료가치 평가에 관한 연구 강원대학교 대학원 동물자원과학과 국문초록 본 연구는 옥수수 후레이크의 품질 향상을 위한 가압식 챔버의 적정 가공 조건을 도출함과 동시에 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크의 사료적인 가치를 규명하기 위해 수행되었다. 연구 1은 가압식 챔버의 조건(온도 및 시간)에 따른 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율 변화를 조사했으며, 연구 2는 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크의 두께가 반추위 발효특성 및 영양소 분해율에 미치는 영향을 검토했고, 연구 3은 스팀식 및 가압식 챔버에서 생산된 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율 변화에 대한 비교평가를 실시하였으며, 연구 4는 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크의 에너지(TDN, 탄수화물 등) 가치 평가 및 축우사료 배합비에 대한 적용평가 검토하였다. 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 연구 1. 가압식 챔버의 조건에 따른 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율 변화 가압식 챔버의 처리 조건(온도 및 시간)은 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율에 크게 영향을 미쳤으며, 품종(한우 및 젖소)에 관계없이 비슷한 경향을 보였다. 반추위 pH는 100℃-720초 처리구에서 가장 낮았으며, ammonia 농도는 115℃-500초 처리구에서 높게 나타났고, 반추위 propionate 및 total-VFA 농도는 105℃-700초 처리구에서 다른 처리구들에 비해 유의적으로 높은 결과를 보였다(p<0.05). 한편 건물, 전분 및 조단백질 분해율은 100℃-720초 처리구가 다른 처리구들에 비해 통계적으로 높은 결과로 나타났다(p<0.05). 본 연구에서 가압식 챔버의 처리 조건(온도 및 시간)이 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율에 영향을 미쳤지만, 온도 및 시간에 따른 일관된 경향은 없었다. 따라서 반추위 발효특성 및 영양소 분해율 결과들을 종합적으로 고려했을 때 가압식 챔버의 적정 처리 온도는 100∼105℃, 처리 시간은 700∼720초 정도인 것으로 판단된다. 연구 2. 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크의 두께가 반추위 발효특성 및 영양소 분해율에 미치는 영향 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크의 두께는 반추위 발효특성 및 영양소 분해율에 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반추위 pH는 옥수수 후레이크의 두께가 얇아질수록 감소되었으며(p<0.01), acetate, propionate 및 total-VFA 농도는 가장 얇은 두께(2.5㎜ 이하)의 옥수수 후레이크에서 가장 높게 나타났다. 건물 및 전분 분해율은 옥수수 후레이크 두께가 얇아질수록 증가되는 경향을 보였는데, 가장 얇은 옥수수 후레이크(2.5㎜ 이하)에서 가장 두꺼운 옥수수 후레이크(3.0㎜ 이상)에 비해 유의적으로 건물 및 전분 분해율이 높은 결과를 보였다(p<0.01). 그러나 2.5㎜ 이하의 옥수수 후레이크와 2.5∼3.0㎜의 옥수수 후레이크간의 건물 및 전분 분해율 차이는 적었다. 따라서 단위 시간 당 생산 효율, 가루 발생량 최소화, 사료 급여 후 적정 속도의 영양소 분해율 및 대사산물(휘발성지방산) 생성량을 고려했을 때 가압식 챔버를 이용하여 생산되는 옥수수 후레이크의 두께는 2.5∼3.0㎜ 정도가 적절 하다는 것을 알 수 있었다. 연구 3. 스팀식 및 가압식 챔버에서 생산된 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율 비교 평가 옥수수 후레이크의 반추위 발효특성 및 영양소 분해율은 챔버의 종류에 유의적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 스팀식 챔버에 비해 가압식 챔버를 이용할 경우 옥수수 후레이크 생산 시간이 단축되었으며, 옥수수 후레이크의 호화도 역시 높아지는 결과를 보였다. 반추위 pH는 스팀식 챔버에 비해 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크에서 낮게 나타났으며(p<0.05), ammonia 농도는 스팀식 챔버에 비해 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크에서 증가되는 결과를 보였다(p<0.01). Acetate(p<0.05), propionate(p<0.01) 및 total-VFA(p<0.01) 농도도 스팀식 챔버에 비해 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크에서 높게 나타났다. 반추위 건물 및 전분 분해율은 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크에서 스팀식 챔버에 비해 각각 7.08 및 7.94% 유의적으로 증가되는 결과를 보였다(p<0.01). 조단백질 분해율은 건물 및 전분 분해율에 비해 처리구간 차이는 적었지만, 스팀식 챔버에 비해 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크에서 높은 결과를 보였다(p<0.01). 따라서 가압식 챔버를 이용하여 옥수수 후레이크를 생산한다면 스팀식 챔버에 비해 생산 시간 단축을 통한 생산 효율 증가 및 호화도 증가에 따른 영양소 이용효율 개선에 크게 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 연구 4. 가압식 챔버에서 생산된 옥수수 후레이크의 에너지 가치 평가 및 축우사료 배합비에 대한 적용평가 가압식 챔버의 도입으로 옥수수 후레이크의 전분, 가용무질소물(NFE) 및 비섬유성탄수화물(NFC)의 분해율이 각각 4.55, 6.08 및 5.71% 개선되는 결과를 보였다(p<0.01). 가소화영양소총량(TDN)의 경우 비록 통계적인 유의성은 없었지만, 가압식 챔버의 도입으로 평균 3.66% 개선되는 경향을 보였다. 따라서 옥수수 후레이크 생산 과정에서 가압식 챔버의 도입으로 탄수화물(전분, NFE 및 NFC)의 이용성이 크게 개선될 뿐 만 아니라 TDN 가치도 높아질 수 있을 것으로 판단된다. 이와 같이 가압식의 챔버 도입에 따른 옥수수 후레이크의 에너지 가치 증가를 고려했을 때 축우사료 배합과정에서 옥수수의 사용량 조절을 통한 옥수수의 수입비용 절감 및 대사성질병(과산증, 고창증, 발굽질병 등)의 예방에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 이상의 결과에서 가압식 챔버의 도입은 옥수수 후레이크의 제조과정에서 생산효율(시간 단축) 증가, 호화도 개선에 따른 탄수화물(전분, NFE 및 NFC) 이용성 증가 및 TDN 가치 개선에 도움이 되는 것으로 나타났다. 그러나 가압식 챔버를 이용하여 생산된 옥수수 후레이크의 두께를 너무 얇게 생산할 경우 가루 발생량 증가, 반추위 산도 저하 및 연변 발생의 가능성이 높아질 수 있기 때문에 옥수수 후레이크의 적정 두께를 유지할 필요가 있는 결과를 보였다. 따라서 본 연구의 결과를 종합적으로 고려했을 때 가압식 챔버를 이용하여 옥수수 후레이크 생산하는 과정에서 적정 온도는 100∼105℃, 시간은 700∼720초 및 두께는 2.5∼3.0㎜인 것이 가장 적합한 것으로 판단된다.

옥수수와 콩 혼합 사일리지의 in vitro 반추위 분해율과 한우의 성장 및 육질등급에 미치는 영향

강주희 경북대학교 대학원 2017 국내석사

옥수수는 반추동물에게 주요 에너지원으로 사용되고 있다. 그러나 옥수수의 조단백질 함량은 반추동물의 영양소 요구량을 충족하기에는 부족한 실정이다. 옥수수에 부족한 단백질을 두과 작물과 혼작을 통하여 보충함으로써 단백질이 보강된 양질의 조사료를 생산할 수 있다. 그러나 국내에서 아직까지 옥수수 사일리지와 콩 사일리지를 혼합 급여한 연구는 시도된 바 없는 것으로 나타났다. 본 연구는 옥수수 사일리지의 조단백질 대체 사료로써의 콩 사일리지의 효과를 확인하기 위해 수행하였다. 첫번째 실험으로는 옥수수 사일리지에 수준을 달리하여 콩 사일리지를 첨가한 후 반추위 소화율과 발효 성상을 평가하였고, 두번째 실험으로는 육성기 한우에게 옥수수 사일리지에 콩 사일리지를 혼합하여 급여 후 한우의 성장 및 육질등급에 미치는 영향을 평가하였다. 첫번째 실험에서 대조구로는 옥수수 사일리지를 사용하였고, 처리구로는 콩 사일리지를 옥수수 사일리지의 4%, 8% 및 12%로 대체하였다. 0.5 g의 분쇄한 기질에 stomach tube를 이용해 한우 암소 3마리에서 채취한 위액과 buffer 혼합액 50 mL을 분주하여 0, 3, 6, 12, 24 및 48시간까지 39℃ 배양기에서 배양하였다. 배양 24시간 후 pH는 대조구(6.77)가 콩 사일리지 첨가구(6.80~6.81, P<0.05)보다 낮았으며, 콩 사일리지의 혼합량이 증가함에 따라 pH는 높은 경향을 보였으나 유의적 차이는 없었다. 가스 발생량은 콩 사일리지의 혼합비율이 증가할수록 발효 48시간을 제외한 전체 발효시간에서 증가하는 경향을 보였다. 또한 발효 6시간은 25.67 mL, 24시간은 90.50 mL로 다른 처리구와 대조구에 비해 가스 발생량이 가장 많았다(P<0.05). Acetate와 propionate를 비롯한 전체 휘발성 지방산 생성량은 콩 사일리지의 함량이 증가 할수록 발효가 진행될수록 증가하는 경향을 보였다. 두번째 실험에서 육성기때 옥수수-콩 사일리지 급여구의 증체량과 사료효율이 가장 높았지만(P<0.05), 비육전기에는 대조구가 높았다(P<0.05). 비육말기에는 옥수수-콩 사일리지 급여구의 증체량과 사료효율이 높은 경향을 보였지만 유의적인 차이는 없었다. 하지만 전 기간동안 옥수수-콩 사일리지 급여구가 가장 많은 증체량을 보였고, 종료 체중이 제일 높았다. 육질등급은 처리구별 유의차가 없었지만 옥수수-콩 사일리지의 급여구에서 가장 좋은 등급을 보였다. Although corn is used as a major energy source for ruminants, its crude protein content is insufficient. By supplementing corn with other crops, it is possible to produce higher quality, protein-fortified forage. However, the effectiveness of mixtures of corn and soybean silage has yet to be investigated in Korea. The present study was conducted to confirm the efficacy of soybean silage as a crude protein supplement for corn silage. The first experiment was performed to evaluate the digestibility and fermentation of different mixtures of soybean and corn silage, and the second experiment was performed to evaluate the effect of different mixtures of soybean and corn silage on the weight gain, feed efficiency, and meat quality of growing-stage Hanwoo steers. In the first experiment, corn silage was replaced with 0, 4, 8, or 12% soybean silage, and 0.5 g of each substrate was added to 50 mL of buffer and rumen fluid, which was collected from three Korean cows using a stomach tube, and then cultured at 39 °C for 0, 3, 6, 12, 24, and 48 h. After 24 h of incubation, the pH of the control treatment (6.77) was lower than that of soybean-supplemented treatments (6.80-6.81, P<0.05), and the pH increased along with increasing proportions of soybean silage, although not significantly. Meanwhile, gas production increased with increasing fermentation time, except after 48 h of fermentation, and with increasing proportions of soybean silage, and the total production of volatile fatty acids, including acetate and propionate, also tended to increase along with the proportion of soybean silage. In the second experiment, the effect of soybean supplementation on the weight gain and feed efficiency was greater at the end of the fattening period, although not significantly, and during the whole period, the soybean-supplemented diet yielded the greatest weight gain and body weight. However, the treatments had no effect on meat quality, but it was the greatest in the soybean-supplemented diet feeding area.

젤화 및 냉해동처리로 제조한 난소화성 옥수수전분의 물리화학적 특성에 관한 연구

박예주 경기대학교 대학원 2020 국내석사

본 연구에서는 젤화 온도 및 냉해동 처리횟수가 옥수수전분 젤의 물리화학적 특성과 소화율에 미치는 영향을 검토하고, 이를 바탕으로 젤의 저장시간 및 냉해동 처리가 옥수수전분 젤의 물리화학적 특성, 소화율에 미치는 영향을 검토하여 난소화성 옥수수전분의 최적 제조 조건 및 적용가능성을 검토하였다. Part 1에서는 젤화 온도 및 냉해동 처리로 옥수수전분 젤을 제조하여 물리화학적 특성을 검토하였다. 미세구조 측정 결과, 젤화 온도 4℃에서 가장 큰 기공 크기를 보였으며, 가장 얇은 기공벽 두께를 나타내었는데, 이는 유리전이온도 4℃에서 젤의 구조가 가장 빠르게 형성되었기 때문으로 판단된다. 또한 젤 시료의 기공 크기는 냉해동 처리에 따라 크게 확장되고 기공벽은 더욱 두꺼워지는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 냉동에 의한 얼음결정 형성으로 기공이 불균일해지고 기공벽이 흡착되어 나타난 결과로 판단되었다. 옥수수전분 젤 분말의 결정성을 X-선 회절도 및 열적특성 측정을 통해 검토하였다. 젤화 온도 4℃에서 가장 강한 회절각도 17°피크를 보였으며, 용융엔탈피가 가장 높게 측정되었다. 또한 냉해동 처리에 의해 회절각도 17° 피크는 강해졌으며, 용융엔탈피가 증가하여 젤화 온도 4℃ 및 냉해동 처리에 의해 결정성이 증가하는 것으로 추정되었다. 호화특성 측정 결과 무처리 옥수수전분과 비교하여 옥수수전분 젤의 점도는 상승하였으며, 이는 젤화 과정 중 전분입자가 응집되었기 때문으로 추정되었다. 냉해동 처리 시 초기점도 감소, 가열 후 점도 상승을 보였으며, 감소한 setback 나타내었다. 이러한 결과는 냉해동 처리에 의해 치밀한 수소결합 형성으로 수분 흡수가 감소하여 가열 후 팽윤 제한 및 젤 구조가 쉽게 파괴되지 않기 때문으로 판단되었다. 또한 냉해동 처리에 의해 팽윤력은 감소하는 것으로 측정되었다. Alpha-amylase 가수분해도 측정 결과 냉해동 처리 및 반복에 의해 초기 가수분해도가 감소하여 지소화성의 특성을 가질 것으로 추정되었고, in vitro 소화율 측정 결과 냉해동 처리에 의해 지소화성 및 저항전분 함량이 증가되어 지소화 및 난소화성 특성을 가지는 것으로 추정되었다. Part 2에서는 part 1의 실험결과를 바탕으로 젤의 저장과 냉해동 처리로 난소화성 옥수수전분을 제조하고, 물리화학적 특성과 소화율 및 적용가능성을 검토하였다. 미세구조 측정 결과 냉해동 처리 시 기공 크기가 확장되어 part 1과 동일한 결과를 나타내었다. 결정성 특성 확인을 위해 X-선 회절도 및 열적특성을 검토한 결과, 젤의 저장과 냉해동 처리 및 반복에 의해 회절각도 17℃피크가 강해지고, 용융엔탈피는 증가하는 것으로 나타나 젤의 저장과 냉해동 처리 및 반복에 의해 난소화성 옥수수전분의 결정성이 증가하는 것으로 판단되었다. 호화특성 측정 결과 젤의 저장에 의해 전체 점도는 상승하였으며, 이는 젤화 중 형성된 전분입자의 응집이 저장 중 증가하기 때문으로 추정되었다. 냉해동 처리 시 초기점도는 감소하고 가열 후 점도는 증가하였으며, 난소화성 옥수수전분의 RVA 패턴은 제한된 팽윤에 의해 setback이 나타나지 않는 가교전분과 유사한 양상으로 확인되었다. 또한 무처리 옥수수전분과 비교하여 낮은 팽윤력을 보였으며, 젤의 저장 및 냉해동 처리에 의해 용해도 및 팽윤력이 감소하는 것으로 측정되었다. 난소화성 옥수수전분의 가교전분 유사특성을 확인하기 위한 점도 및 광투과도 측정 결과, 호화된 무처리 옥수수전분과 비교하여 높은 점도, 낮은 광투과도를 나타내어 가교전분과 유사한 양상을 보였으며, 이러한 결과는 젤화로 형성된 수소결합에 의한 것으로 판단되었다. Alpha-amylase 가수분해도 측정 결과 젤의 저장 및 냉해동 처리에 의해 초기 및 전체 가수분해도가 감소하는 것으로 측정되어 지소화 및 난소화성 특성을 가질 것으로 추정되었다. 또한 젤의 저장 후 냉해동 처리 시 가수분해도가 효과적으로 감소하여 젤의 저장과 냉해동 처리 병행 시 지소화 및 난소화성이 증대되는 것으로 추정되었다. In vitro 소화율 측정 결과 젤의 저장에 의해 저항전분 함량이 증가하고, 냉해동 처리에 의해 지소화성 전분 함량이 증가하여 젤의 저장 및 냉해동 처리로 지소화 및 난소화성의 특성을 가지는 옥수수전분을 제조할 수 있는 것으로 판단되었다. The aim of this study was to investigate the effects of gelation temperature (4, 25 or 50°C) and number of freeze-thawing (F-T) cycle on physicochemical properties of corn starch gel. In addition the effects of storage times (12, 24 or 48 h) and F-T cycle repetition on digestibility of corn starch gel were examined. Corn starch gel which prepared at 4℃ had larger pores with thinner walls than those prepared at higher temperature due to faster association between dispersed amylose molecules at lower gelation temperature. The microstructure of gel network was also altered significantly by F-T cycle, forming enlarged pores with thicker pore walls. X-ray diffraction analysis showed that starch gel which prepared at 4℃ with repeating the F-T cycle had the highest degree of crystallinity among samples. DSC thermogram indicated that the enthalpy of starch gel increased not only as gelation temperature lowered but also as repetition of F-T cycle increased, implying formation of crystallites. Corn starch gels showed higher initial viscosities with lower setback viscosities than those of native starch during RVA cycle. Such results were due to the gelatinization of starches during gel preparation and to the association of starch molecules during F-T cycle. Similarly the swelling power of corn starch gel decreased with F-T treatment. Alpha-amylosis of corn starch gels showed that initial hydrolysis rate decreased as F-T cycle repeated. In vitro digestibility of corn starch gel revealed that amounts of both slowly digestible starch and resistant starch were increased significantly with F-T treatment. Microstructure of corn starch gel containing resistant starches showed that F-T treatment of starch gel caused the increase of pore size inside gel network. X-ray diffraction and thermal analysis revealed that crystallinity of starch gels increased significantly with longer storage time as well as repetition of F-T cycle, indicating the formation of resistant starches. The RVA profiles of starch gels containing resistant starches were similar to those of typical cross-linked starch such as limited swelling and increased cooking stability during pasting and the absence of setback viscosity during cooling. The solubility and swelling power of starch gels decreased with the extension of storage times as well as the repetition of F-T cycle. The results which obtained from viscosity and light transmittance measurement also showed that the properties of starch gels containing resistant starch were similar to those of cross-linked starch. Alpha-amylosis revealed that the extent of starch hydrolysis was greatly reduced depending on the storage time and F-T treatment of starch gel. In vitro digestibility of starch gel indicated that the amount of resistance starch in starch gel increased as the storage times extended, although that of slowly digestible starch increased as the F-T cycle repeated.

Growth characteristics, productivity and nutritive values of forage in maize - legume intercropping systems : 옥수수-두과작물 혼파에 따른 작물의 생육특성, 생산성 및 사료가치 평가

송요욱 경북대학교 대학원 2022 국내박사

옥수수는 단위면적당 가소화 영양소 총량의 생산성이 우수하고 가축에게 기호성이 좋기 때문에 세계적으로 많이 이용되고 있는 작물이다. 하지만 옥수수는 사일리지 조제 시 조단백질 함량이 낮다는 단점을 가지고 있으며, 재배 시 다량의 질소 비료를 요구하는 다비성 작물로 알려져 있다. 두과작물은 대기 중 질소를 토양에 고정할 수 있는 능력을 가지고 있기 때문에 재배 시 질소 시비량을 절감할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 조단백질 함량이 높기 때문에 가축이 이용하기에 아주 좋은 단백질 공급원으로 알려져 있다. 옥수수와 두과작물의 혼파는 토양 내 양분을 골고루 이용할 수 있고, 동시에 두 작물을 재배하기 때문에 단위면적당 사초 생산성이 증가한다는 장점을 가지고 있으며, 옥수수에 부족한 조단백질을 두과작물과의 혼파를 통해 보충할 수 있다. 혼파는 이 밖에도 많은 장점을 가지고 있지만, 특징이 다른 여러 초종을 동시에 재배하기 위해서는 새로운 재배기술이 필요하다. 따라서 본 연구는 옥수수-두과작물 혼파에 따른 작물의 생육특성, 생산성, 사료가치 및 토양환경을 평가하기 위해 실시하였다. 첫 번째 연구는 옥수수와 대두 혼파 시 작물의 생육특성, 생산성, 사료가치의 향상 및 잡초방제 효과가 가장 우수한 제초제를 선발하기 위해 진행하였다. 총 4 종류의 제초제 중 Pendimethalin은 제초제를 사용하지 않은 대조구에 비해 잡초 억제효과가 유의적으로 우수했으며 (p<0.05), 그 중에서도 명아주 방제에 가장 효과적이었다. 또한 Pendimethalin 처리구는 대조구에 비해 약 26% 높은 수준의 건물생산성을 기록하였다. 따라서 옥수수와 대두 혼파 재배 시 Pendimethalin은 잡초방제 효과가 가장 우수하고, 건물생산성이 양호한 제초제라고 판단된다. 두 번째 연구는 옥수수와 대두 혼파 재배 시 주요 시비 성분인 질소, 인산 및 가리의 증∙감 효과가 미치는 영향을 조사하기 위해 2019년부터 2021년까지 총 3년 동안 수행하였다. 2019년도 혼파 옥수수와 대두의 건물생산성은 대조구와 20%의 질소, 인산 또는 가리를 증∙감한 6개의 처리구 간의 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 2020년도 혼파 옥수수와 대두의 총 건물생산성은 질소를 50% 증량한 처리구 (T-1)에서 산술적으로 높은 결과를 기록했지만, 대조구와 유의적 차이가 나타나지 않았기 때문에 옥수수와 대두의 혼파 시 질소 시비량을 증량하는 것은 불 필요하다고 보여진다. 2021년도 질소 시비를 전혀 하지 않은 처리구 (T-4, 5 및 6)는 대조구에 비해 생산성이 매우 낮게 나타났다. 따라서 옥수수와 대두 혼파 시 가리와 인산의 충분하다면, 질소 시비량을 기존 시비량의 50% 수준으로 시비해도 높은 생산성을 유지할 수 있다고 판단된다. 세 번째 연구는 하계 논에서 옥수수와 혼파가 가능한 두과작물을 선발하기 위해 실시하였다. 옥수수는 광평옥을 이용하였으며, 두과작물은 총 7 품종 (대두 4품종, 랩랩, 동부 및 네마장황)을 이용하였다. 본 연구의 결과로, 옥수수와 혼파 된 축두 1호, 축두 2호, 랩랩 및 동부는 다른 혼파 두과작물에 비해 건물생산성이 더 높았으며, 그 중에서도 혼파 동부는 2021년도 사료가치가 유의적으로 가장 우수했다 (p<0.05). 논에서 두과작물의 재배는 토양의 비옥도를 증진시킬 수 있으며, 토양미생물상의 변화를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 두과작물을 재배했던 토양에서 Proteobacteria 문의 비율이 옥수수 재배 토양에 비해 높게 나타났으며, 특히 랩랩은 옥수수와 혼파 시 Proteobacteria 문의 비율의 매우 높게 나타났다. 본 연구의 결론으로 논에서 옥수수와 두과작물을 재배 시 생산성과 사료가치를 고려한다면 동부의 성적이 가장 우수하게 나타났다. 옥수수와 대두의 혼파는 질소 시비량을 기존 시비량의 20 ~ 50% 수준으로 절감할 수 있는 재배 방법이라고 보여지며, 옥수수-대두 혼파 시 Pendimethalin은 잡초방제 효과가 가장 우수한 제초제라고 판단된다.

옥수수를 이용한 친환경 고체연료에 관한 연구

봉상욱 국립서울산업대학교 2010 국내석사

ABSTRACT A study on the Research & Development of environmentally friendly solid energy using a Zea Mays. Bong, Sang-Wook (Supervisor Shin, Hyun-Shang) Dept. of Environmental Engineering Graduate School of Environmental Engineering Seoul National University of Technology In this study, we were investigated about the definition and present situation of biomass through the domestic and outside country references. We were selected the corn fuel and evaluated the eco-frendly fuels through experiment through the investigated reference. The evaluation experiment were used corn which of knowing representative biomass. Also pepper and sesame were used in this study. All samples was crushed using by the grinder below 5 mm and it was dry with 105 ℃ for 60 minutes in order to remove water moisture in samples. The physical and chemical evaluation of Biomass samples which was finished pre-treatment investigated EA(Elemental Analysis), heat released rate, CO, CO2 gas displacement and heat released rate. And from this results, we were evaluated the strengths and weaknesses of corn fuel through comparison with former study. Also, we were deducted about marketability and practicality of corn fuel through an environmental problem, economic feasibility and economical analytical methods at the field application From the result of EA, water moisture contents was showed 18.6 % in corn fuel and it was showed a high content than pepper (8.9 %) and sesame (8.2 %) Also Ash content was showed 32.4% in corn fuel and it was showed a high content than pepper (26.8 %) and sesame (24.3 %) But Carbon contents of corn fuel (40.0 %) was showed a low content than pepper (47.4 %) and sesame (48.4 %) Result of the Heat Release Rate(HRR) using the corn-caloriemeter, corn fuel of the pkHHR was ranged from 172.4 to 199.7 kWm2 and it is showed similar results at all samples. The Tfp, maximum heat release time, was ranged from 9 to 19 seconds, corn was appeared the fast(9 seconds) and pepper was showed the latest time(19 seconds). THR(sum of the total HRR) was ranged from 27.2 to 65.7 MJ/㎡, the pepper was appeared 65.7 MJ/m2 and it was 2 times higher than corn(27.2 MJ/m2). The total smoke released(TSR) were to corn(56.4 m2/m2) > pepper(35.6 m2/m2) > sesame(5.9 m2/m2), and the smoke released was almost occurred in the sesame when compared with other biomass. The CO gas displacement was showed 0.0153 kg/kg in the corn, and it was 2 times higher than the pepper(0.0070 kg/kg). CO2 gas displacement of all samples was ranged from 1.44 to 1.80 kg/kg and it is showed similar results at all biomass samples. Also, the corn fuel was evaluated economically feasible compared other fuels through analysis of the Net Present Value(NPV) and the Internal rate of return(IRR) of corn fuel, LPG gas and charcoal fuel. 요 약 제목 : 옥수수를 이용한 친환경 고체연료에 관한 연구 본 연구에서는 국내·외 문헌조사를 통하여 바이오매스의 정의 및 현재 사용되고 있는 종류 및 이용현황을 조사하였다. 또한, 조사된 자료를 통하여 대표적인 바이오매스를 옥수수로 선정하였으며 실험을 통해 친환경적 연료로써의 타당성을 검토하였다. 평가 실험은 옥수수 이외에 비교시료(고추, 참깨) 등의 바이오매스를 대상으로 분쇄기를 이용하여 5mm 이하로 분쇄하였으며, 시료에 포함된 수분을 제거하기 위해 105℃로 60분간 건조하여 사용하였다. 전처리가 완료된 바이오매스는 원소분석(Elemental Analysis) 및 발열량(heat released rate) 등의 물리·화학적 분석과 CO, CO2 가스의 배출량 및 연기발연량(smoke production rate)을 조사하였으며 이전 연구와의 비교를 통해 옥수수의 장단점을 평가하였다. 또한 도출된 자료를 이용하여 현장적용 시 환경적 문제, 경제적 타당성 및 경영학적 분석 방법을 통해 옥수수 연료의 향후 시장성 및 실용화에 대한 내용을 도출 하여 비교·분석하였다. 원소분석 결과 옥수수 시료의 수분?t량은 18.6%으로 고추(8.9%) 및 참깨(8.2%)보다 높은 함량을 보였다. 회분(ash)의 경우 본 연구에서의 옥수수의 경우 32.4%로 고추(26.8%) 및 참깨(24.3%)보다 높은 값을 나타났다. 탄소의 함량은 옥수수 시료는 40.0%로 참깨 (48.4%) 고추(47.4%)보다 낮은 함량을 가졌다. 콘칼로미터를 이용한 발열량 분석 결과 최대 발열량은 172.4 ~ 199.7 kWm2로 모든 시료에서 유사한 결과를 보였다. 최대발열량을 이루는 시간(Tfp)는 9~19 초로 옥수수에서 가장 빠른 시간(9초)를 보였으며 고추에서 19초로 가장 늦은 시간대를 보였다. 총발열량은 바이오매스가 연소될 때 방출된 발열량의 합으로서 27.2 ~ 65.7 MJ/㎡의 범위로써 고추의 경우 총발열량이 65.7 MJ/㎡으로 27.2 MJ/㎡인 옥수수의 2배 이상 높은 값을 보였다. 총 연기발연량 결과 옥수수(56.4 m2/m2) > 고추(35.6 m2/m2) > 참깨(5.9 m2/m2) 순으로 참깨에 경우 연소시 다른 바이오매스와 비교했을 때 거의 연기가 발생하지 않았으며 옥수수의 경우 가장 많은 56.4 m2/m2 연기 발생량을 확인하였다. CO발생량 분석 결과 고추에서 0.0070 kg/kg으로서 가장 적었으며, 옥수수의 경우 0.0153 kg/kg으로 연소시 고추보다 두 배 가량 많은 양의 CO를 방출하는 것으로 나타났다. CO2 발생량(kg/kg)은 1.44∼1.80의 범위를 보였으며, 고추에서 1.44 kg/kg로 발생량이 가장 적었고, 옥수수에서 1.80 kg/kg로 가장 많은 CO2 발생량을 나타남을 확인하였다. 또한, 옥수수, 가스, 숯 연료의 순현재가치법, 내부수익률법 등의 경제성을 분석한 결과를 통하여 옥수수 연료가 가스나 숯 등 타 연료대비 경제성이 높은 것으로 분석되었다.