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자생 및 재배 큰비쑥의 이화학적 특성 비교 (Comparison of the physicochemical properties of native and cultivated Artemisia fukudo Makino)

  • 강보라;김은희;김연경;김아현;오규연;박유민;조아현;나환식;신미영;안양준;조정용;이소현
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.267-275
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    • 2024
  • 국화과에 속하는 큰비쑥은 '갯쑥'으로도 알려져 있는 염생식물로서 생물학적 이용 가능성이 높은 2차 대사산물이 풍부할 것으로 기대되며, 항염, 항산화, 미백효과 등 다양한 생리 활성이 있다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 큰비쑥을 경쟁력있는 작물로써 이용성을 높이고자 생장 환경별 총폴리페놀 함량, 라디칼 소거능, 무기질 함량, 중금속 및 잔류농약을 분석하였다. 총폴리페놀은 가장 높은 함량을 보인 자생 성숙잎을 제외하고는 유의적인 차이가 없었으나(p<0.05), ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능은 자생잎보다 재배잎에서 높은 활성을 보였다. 이는 폴리페놀 화합물의 구조적 요인이나 폴리페놀 화합물 이외의 영양성분들이 라디칼 소거능에 복합적으로 작용한 결과로 판단된다. 무기질 중 Na 함량은 자생 어린잎이 가장 높았으나, Na을 제외한 총 무기질 함량은 재배잎이 자생잎보다 높았다. K 및 Ca 함량은 자생잎보다 재배잎이 높았다. 큰비쑥 4종의 안전성을 알아보기 위해 중금속을 분석한 결과, Pb, Cd, As, Hg이 검출되었으나, 엽채류 식약처 고시 기준인 Pb 0.3 mg/kg, Cd 0.2 mg/kg보다 낮은 수준으로 나타났고 전반적으로 재배잎이 자생잎보다 낮게 측정되었다. 잔류농약은 큰비쑥 4종에서 검출되지 않아 안전하다고 판단된다. 결론적으로 본 연구를 통해 재배 큰비쑥은 전라남도 해안지역 자생 큰비쑥과 비교하여 큰 차이가 없어 재배잎을 육종하여 대량생산한다면 이용 가능성이 높은 품종으로 활용 가능하다고 판단된다.

대규모 감염병 발병에 따른 의료폐기물 발생량 예측에 관한 연구 (A Study on Medical Waste Generation Analysis during Outbreak of Massive Infectious Diseases)

  • 김상민;박진규;고인범;이병선;신상룡;이남훈
    • 유기물자원화
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    • 제31권4호
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    • pp.29-39
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    • 2023
  • 본 연구에서는 의료폐기물에 대해 평상시 상황과 대규모 감염병 발병 상황으로 구분하여 발생 특성을 분석하였다. 평상시 상황에서는 회귀분석을 통해 의료폐기물 종류별 발생량 예측 모델을 수립하였으며, 유의값(p)은 모두 < 0.0001로 통계적으로 유의미하였다. 각 분류별 예측 모델식의 결정계수(R2) 값은 I-MW(R2=0.9943) > G-MW(R2=0.9817) > H-MW(R2=0.9310) 순으로 분석되었다. 또한, 기존 문헌과 유사한 결과로 영향인자로 사용된 GDP(G-MW), 의료기관 수(H-MW), 고령 인구비(I-MW)는 모두 높은 상관성을 나타내었다. 각 모델식을 종합한 총 의료폐기물 발생량의 MAE는 2,615, RMSE 3,353로 평가되어 H-MW(2,491, 2,890)와 I-MW(2,291, 3,267) 의료폐기물 모델식과 유사한 수준의 정확도를 나타내는 것이 확인되었다. 단기간 내 대량 발생하는 감염병 사태 시기의 의료폐기물 발생 특성은 정확한 추정이 제한적이므로 격리의료폐기물의 발생원단위를 분석하였다. 감염병 초기인 불안정기 8.74 kg/인·일, 안정기 2.69 kg/인·일, 감소기 시기 평균 0.08 kg/인·일의 발생원단위를 나타내었다. 격리의료폐기물 발생원단위와 치명률 간의 상관분석 결과, 불안정기 +0.99, 안정기 +0.52, 감소기 +0.96으로 나타났으며, 감염병 발병 전체시기에서 +0.95 이상의 매우 높은 양의 상관성을 나타내는 것이 확인되었다. 본 연구에서 도출된 연구결과는 보건 의료상에 적절한 의료폐기물 관리시스템을 구축하는 데 유용한 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

Google Earth Engine 기반 광학 위성영상을 이용한 중소규모 저수지 수체 변화 분석 (Analysis of Waterbody Changes in Small and Medium-Sized Reservoirs Using Optical Satellite Imagery Based on Google Earth Engine)

  • 조영현;노준우
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.363-375
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    • 2024
  • 위성영상을 활용한 수체 변화 탐지 및 그 변화 연구가 최근 국내에서 여러 지역에 대해 다종 센서 적용으로 다양하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Google Earth Engine (GEE) 기반 Landsat 및 Sentinel-2 광학 위성영상을 사용하여 국내에 계측 운영되고 있는 중소규모 용수댐 및 농업용 저수지 각 2개소, 총 4개소에 대한 장기 수표면적 변화 분석과 이의 실제 계측 수위 및 저수율 자료, 수표면적과의 관계식 등을 이용하여 산정된 결과와의 비교 검증 및 그 수체 변화 적용에 있어서의 활용성 평가를 용수댐 19개년, 농업용 저수지 27개년의 기간에 대하여 각각 수행하였다. 그 결과 저수지별 수표면적은 적용된 정규수분지수(normalized difference water index), Canny Edge Detection의 이미지 분석 방법과 Otsu 수체 구분 경계설정 등을 통해 안정적으로 추출이 가능하였으며, 수체의 연중 뚜렷한 변화 양상을 비교적 잘 분석해 낼 수 있는 것으로 확인이 되었다. 이렇게 분석된 수표면적 시계열 자료를 실측 수위를 바탕으로 변환된 면적과 비교, 상관성 분석을 실시한 결과에서는 용수댐의 경우 그 계수가 0.8 이상으로 높은 상관성이 확인된 반면, 농업용 저수지의 경우는 0.5~0.7 수준으로 다소 낮은 결과를 보였다. 이는 농업용 저수지 운영 특성에 의한 결과로 위성영상의 분석보다는 비교할 대상의 자료가 제대로 확보되지 못한 점에 기인했다. 아울러 규모가 작은 저수지의 분석 결과에도 여러 불일치 구간이 존재해 향후 연구에서 소규모 저수지에 대한 추가적 선정 분석도 필요한 것으로 판단되었다. 이렇게 GEE를 통해 산정, 검토된 수표면적 변화는 저수지에 있어 수위 계측만으로는 파악할 수 없는 유역 전반의 수체 변화에 대한 공간적 정보로서 유용하게 활용될 수 있으며, 또한 장기간의 방대한 위성영상 자료를 효율적으로 처리할 수 있다는 점에서 그 활용성을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 향후 보다 다양한 크기 및 형상, 그리고 계측, 미계측 등 많은 개수의 댐 저수지에 대해 적용하여 저수지 군별 추가적인 연구 결과도 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

완도지역 중·장년층의 혈중지질 수준에 관한 연구 -식행동을 중심으로- (A Study on Serum Lipid Levels of Elderly People in Wando Area -Based on Dietary Behaviors-)

  • 김은주;차복경
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제36권9호
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    • pp.1148-1160
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    • 2007
  • 본 연구의 조사대상자는 전남 신안군 완도면 지역의 46세에서 83세 사이의 남자 88명과 여자 99명 총 187명을 대상으로 식생활의 서구화와 함께 최근 우리나라에서 급증하고 있는 심혈관질환과 당뇨병의 유발요인, 도서지역 주민의 식행동과의 관련성에 관한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 전보에서 보고한 바와 같이(41) 조사대상자의 남녀 평균 연령은 각각 65.14세, 64.92세였고 평균 신장은 161.16 cm, 151.64 cm, 평균 체중은 63.03 kg, 56.46 kg, 평균 BMI는 24.33 $kg/m^2$, 24.48 $kg/m^2$, 평균 WHR은 0.94, 0.94였다. 일주일간의 아침식사 횟수는 남녀 모두 연령별, 성별 차이는 없었다. 매일 아침식사를 하는 사람은 남자 88.6%, 여자 96.0%로 여자의 매일 아침식사 비율이 남자보다 높았다. 과식정도는 남자는 연령 군별 차이가 있었고(p<0.01) 여자는 연령과 성별에 따른 차이는 없었다. 남자는 연령이 낮은 집단일수록 과식횟수가 유의적으로 많았는데(p<0.01) 여자도 비슷한 경향을 보였다. 이는 활동량과 현업종사 등의 이유일 것으로 보인다. 식사시간의 규칙성은 남녀 각각 규칙적 식사 38.6%, 37.4%, 때때로 규칙적 14.8%, 19.2%, 불규칙 46.6%, 43.4%로 각 군별 차이는 없었다. 식사량은 남자는 연령에 따라 차이가 없었으나 여자는 차이가 있었다(p<0.001). 여자는 나이가 많은 연령 군일수록 적게 먹었으며 많이 먹는다고 한 군은 60세 이하가 가장 많았고(69.2%) 연령 군별 식사량은 유의적인 차이를 보였다(p<0.001). 식사속도는 남녀 모두 연령별로 유의적인 차이가 있었고(p<0.05, p<0.01) 성별에 따른 차이도 있었다(p< 0.001). 남자는 빠르게(67%) 여자는 보통보다 느리게(67.5%) 먹는 것으로 나타났으며 성별에 따른 식사속도의 차이가 있었다(p<0.001). 아침식사 횟수는 매일, 주당 1${\sim}$2회, 3${\sim}$4회 먹는 사람의 혈중 중성지방 수준이 남자는 각각 151.88 mg/dL, 120.25 mg/dL, 175.00 mg/dL, 여자는 각각 145.78 mg/dL, 95.00 mg/dL, 100.00 mg/dL로써 세군 간에 유의적인 차이는 없었다. Total-cholesterol은 아침식사를 매일, 주당 1${\sim}$2회, 3${\sim}$4회 먹는 군이 남자는 각각 195.78 mg/dL, 161.00 mg/dL, 160.00 mg/dL로 매일 먹는 군이 다른 두 군에 비해 유의적으로 높았고(p<0.001), 여자도 각각 171.24 mg/dL, 90.00 mg/dL, 88.50 mg/dL로 남자와 마찬가지로 매일 먹는 군이 다른 두 군에 비해 유의적으로 높았다(p<0.001). 이 지역 주민의 혈청 콜레스테롤 평균이 한국인 정상 범위에 속하긴 하였으나 매일 아침식사를 하지 않는 여자의 혈청 총콜레스테롤이 108 mg/dL에도 미치지 못하는 것은 연령, 빈도의 차이 등 여러 요인이 있을 것으로 생각된다. 동맥경화 유발인자 중 하나인 LDL-cholesterol은 남자가 매일 먹는 군이 가장 낮게 나타났으며 여자는 아침식사를 매일, 주당 1${\sim}$2회, 3${\sim}$4회 먹는 군이 각각 112.80 mg/dL, 70.00 mg/dL, 78.00 mg/dL로 매일 아침식사를 하는 군이 다른 두 군에 비해 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). HDL-cholesterol은 남자는 세군 간에 차이를 보이지는 않았으며 여자는 아침식사를 매일, 주당 1${\sim}$2회, 3${\sim}$4회 먹는 군이 각각 49.39 mg/dL, 75.00 mg/dL, 72.00 mg/dL로 아침식사를 매일 하는 군에 비해 다른 두 군이 유의적으로 낮게 나타나 이는 지질대사의 변화와 관련이 있는 것으로 보인다(p<0.001). Atherogenic index는 아침식사를 매일, 주당 1${\sim}$2회, 3${\sim}$4회 먹는 사람 군이 남자는 각각 2.08, 2.87, 1.26으로 아침을 1${\sim}$2회 먹는 군과 3${\sim}$4회 먹는 군 사이에 유의적인 차이를 보였고(p<0.001), blood sugar는 남녀 모두 각 군별 유의적인 차이가 없었으며 본 조사대상자의 평균은 정상 범위에 있었다. 과식 정도에 따른 혈중지질, 혈당 수준을 살펴보면 혈중 중성지방은 남자는 일주일에 0${\sim}$1회, 2${\sim}$3회 과식이 각각 130.65 mg/dL, 154.06 mg/dL로 일주일에 2${\sim}$3회 과식하는 군이 유의적으로 높았다(p<0.05). 여자는 차이가 없었다. Total cholesterol은 남자가 일주일에 0${\sim}$1회, 2${\sim}$3회 과식하는 군이 각각 191.39 mg/dL, 181.76 mg/dL, 여자는 각각 167.92 mg/dL, 168.00 mg/dL로 남자는 0${\sim}$1회 과식하는 군이, 여자는 2${\sim}$3회 과식하는 군이 높게 조사되어 여성의 경우 남성과는 다른 양상을 보였는데 이는 본 연구대상 여성은 46세 이상으로 대부분이 폐경이 되어 지질대사의 변화와 관련이 있는 것으로 보인다. LDL-cholesterol은 남자는 차이가 없었으며 여자는 각각 112.63 mg/dL, 98.80 mg/dL로 일주일에 2${\sim}$3회 과식하는 군이 유의적으로 낮았다(p<0.05). HDL-cholesterol은 남자 각각 58.76 mg/dL, 51.59 mg/dL, 여자 각각 50.93 mg/dL, 45.30 mg/dL로 과식 횟수가 적은 군이 높게 나타나 좋은 식습관이 심혈관질환을 예방하는 것으로 알려진 HDL-cholesterol의 농도를 높이는 것으로 볼 수 있다. Atherogenic index는 남자가 각각 1.87, 2.19로 과식 횟수가 많은 군이 높은 경향을 보였고, 여자는 2.50, 2.43으로 남자와는 반대의 결과를 보였고 여자는 0${\sim}$1회 과식하는 군이 HDL-cholesterol이 높은데도 atherogenic index가 높은 것은 여성의 경우 폐경을 전후로 에스트로겐이 감소하여 당대사 및 지질대사에 영향을 미치기 때문으로 보인다. Blood sugar는 남자가 각각 84.34 mg/dL, 95.59 mg/dL로 일주일에 2${\sim}$3회 과식하는 군이 유의적으로 높았고(p<0.05), 여자도 각각 90.19 mg/dL, 99.80 mg/dL로 남자와 비슷한 결과를 보였다. 식사시간이 규칙적, 때때로 규칙적, 불규칙적인 군들 간에 혈중 중성지방은 유의성은 없지만 두군 모두 식사 시간이 불규칙적인 군이 높게 나타났다. Total-cholesterol은 남자가 각각 177.79 mg/dL, 216.85 mg/dL, 190.61 mg/dL로 식사시간이 때때로 불규칙적인 군이 다른 두 군에 비해 유의적으로 높았고(p<0.05), 여자는 각각 157.43 mg/dL, 159.53 mg/dL, 181.81 mg/dL로 식사시간이 규칙적인 군과 불규칙적인 군이 유의적인 차이가 있었다(p<0.05). LDL-cholesterol은 두군 모두 유의적인 차이는 없었다. HDL-cholesterol은 남자는 각각 54.49 mg/dL, 54.69 mg/dL, 50.50 mg/dL로 식사시간이 불규칙적인 군이 다른 두 군보다 낮았고 여자는 각각 49.58 mg/dL, 53.05 mg/dL, 49.89 mg/dL로 때때로 불규칙적인 군이 가장 높게 나타나 혈청지질은 연령, 성별, 식습관, 생활양식 등에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. Atherogenic index는 남자가 각각 1.80, 2.20, 2.38로 불규칙적인 군이 유의적으로 높았고(p<0.01), 여자도 비슷한 결과를 보였다. Blood sugar는 남자가 각각 75.35 mg/dL, 115.31 mg/dL, 86.63 mg/dL로 때때로 불규칙적인 군이 다른 두 군에 비해 유의적으로 높았고(p<0.01), 여자는 각각 79.00 mg/dL, 89.59 mg/dL, 99.56 mg/dL로 불규칙적인 군이 규칙적인 군에 비해 유의적으로 높아(p<0.05), 식사시간이 불규칙적일수록 높아지는 경향을 보였다. 평소의 식사량이 적은 군, 보통, 많이 먹는 군의 남자는 유의적인 차이는 없었으나 보통 이상 먹는 군의 혈중 지질수준이 높았고 여자는 각각 148.69 mg/dL, 133.59 mg/dL, 148.69 mg/dL로 보통으로 먹는 군이 다른 두 군에 비해 유의적으로 낮았다(p<0.05). Total-cholesterol과 LDL-cholesterol은 남녀 모두 많이 먹는 군이 가장 높게 조사되었다. HDL-cholesterol은 남녀 모두 적게 먹는 군이 가장 높게 조사되었다. Atherogenic index는 남녀 모두 식사량이 많을수록 높아지는 경향을 보였다. Blood sugar는 남녀 모두 유의성은 없지만 식사량이 많을수록 높아지는 경향을 보였다. 따라서 식사량이 많으면 total-cholesterol, LDL-cholesterol, atherogenic index, blood sugar는 높고 HDL-cholesterol은 낮아지는 것을 알 수 있었다. 식사속도는 매우 빨리, 빨리, 보통, 천천히, 매우 천천히 먹는다고 답한 군들의 혈중 중성지방은 남자는 각각 131.43 mg/dL, 158.11 mg/dL, 281.50 mg/dL, 112.13 mg/dL, 139.60 mg/dL로 식사 속도가 보통이라고 답한 군은 다른 군들에 비해 유의적으로 높았다(p<0.001). 여자는 각각 155.25 mg/dL, 146.91 mg/dL, 115.40 mg/dL, 165.93 mg/dL, 146.57 mg/dL로 보통인 군이 가장 낮아 남자와는 상반된 결과를 보였고, 보통과 매우 빠르다, 천천히 먹는다고 한 군들 간에 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). Total-cholesterol은 남자가 각각 183.57 mg/dL, 195.18 mg/dL, 215.50 mg/dL, 188.53 mg/dL, 163.60 mg/dL로 보통이다, 매우 느리다고 한 군들 간에 유의적인 차이를 보였으며(p<0.05) 여자는 차이가 없었다. LDL-cholesterol은 남자가 각각 110.71 mg/dL, 118.07 mg/dL, 150.00 mg/dL, 125.60 mg/dL, 126.80 mg/dL로 보통이라고 답한 군이 다른 군들 간에 유의적 차이를 보였다(p<0.05). HDL-cholesterol은 남자가 각각 54.00 mg/dL, 53.62 mg/dL, 41.50 mg/dL, 54.93 mg/dL, 50.30 mg/dL로 보통 또는 천천히 먹는다고 답한 군들 간에 유의적인 차이를 보였으며(p<0.05) 여자는 차이를 보이지 않았다. Atherogenic index는 남자가 보통으로 먹는 군이, 여자는 매우 빨리와 천천히 먹는다고 답한 군이 약간 높았다. Blood sugar는 남자가 각각 81.00 mg/dL, 80.22 mg/dL, 76.50 mg/dL, 112.73 mg/dL, 87.20 mg/dL로 천천히 먹는다고 한 군이 다른 군들과 비교하여 유의적으로 높았으며(p<0.01) 여자는 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과에서 아침식사의 규칙성과 혈중지질 농도와의 관계를 살펴보면, 남녀 모두 규칙적으로 아침식사를 하는 경우에 혈청 총콜레스테롤 농도와 혈당이 높게 나타났고 특히 여자는 LDL-cholesterol, HDL-cholesterol 농도도 높은 것으로 조사되었다. 과식횟수는 남녀 모두 과식횟수가 적을수록 HDL-cholesterol 농도는 높고, 혈당은 낮았고, 남자의 경우에는 혈청 중성지방과 LDL-cholesterol 농도가 낮았다. 식사시간의 규칙성은 규칙적인 식사를 하면 남녀 모두 혈청 중성지방 농도, 총 cholesterol 농도, 동맥경화지수, 혈당이 낮았고, 여자는 LDL-cholesterol 농도도 낮았다. 한 번 먹을 때의 식사량은 남녀 모두 많이 먹으면 혈청 중성지방 농도와 총 cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도, 동맥경화지수, 혈당이 높게 나타났고, HDL-cholesterol 농도는 남자는 낮았고 여자는 높게 조사되었다. 따라서 과식횟수가 적고 식사시간이 규칙적이며, 1회 섭취량이 적을수록 혈청내의 지질조성, 혈당 및 동맥경화지수가 적당한 상태로 나타나서 심혈관질환의 예방에 도움을 줄 수 있는 식사행동으로 보여진다. 본 결과를 토대로 중${\cdot}$장년층을 대상으로 식사의 규칙성과 섭취 적당량에 대한 영양교육도 이루어지기를 기대한다.

시비(施肥)의 합리화(合理化)와 비종개발(肥種開發) (Rationalization of Fertilizing and Development of Fetilizer)

  • 임선욱
    • 한국토양비료학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.49-50
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    • 1982
  • 비료(肥料)를 합리적(合理的)으로 시용(施用)하고 여러가지 사정(事情)에 적합(適合)한 비종(肥種)을 개발하는 문제(問題)는 작물(作物)의 생산성(生産性)을 향상(向上) 시키기 위한 것 뿐만 아니라 농업경영, 농업정책(農業政策) 및 화학공학적(化?工?的)인 측면(側面)에서도 검토(?討)되어야 할 문제(問題)이다. 경작(耕作)의 기술(技術)과 비료(肥料)의 제반사정(諸般事情)이 국가적(?家的), 지역적(地域的) 특성(特性) 또는 시대(時代)에 따라 변동(?動)있고 차이(差異)가 있게 되는 것은 여러가지 기본적(基本的)인 조건(條件)과 배경(背景)에 의한다고 할 수 있다. 그러한 조건(條件)으로 중요시(重要視)되는 것을 들면 다음과 같다. 1. 자원(資源)-천연산(天然産), 부산물(副産物) 에너지 2. 비료생산(肥料生産)의 기술수준(技術水準) 3. 토양(土壤)의 특성(特性) 4. 농경업(農耕業)의 특성(特性)과 경작기술수준(耕作技術水準) 5. 식물(植物) 영향학적(營養?的) 이론(理論)의 발전(?展) 6. 기계화(機械化) ((수송(輸送), 저장(貯藏), 시용(施用)을 위한) 시설(施設) 7. 작물(作物)의 영양소(營養素) 요구(要求)와 비료성분(肥料成分)의 복합화(複合化) 8. 비료(肥料)의 생산효율(生産效率) 및 이용율(利用率) 9. 잔류성분(殘留成分)의 축적(蓄積)과 공해성(公害性) 10. 노력(?力)의 경제(??)와 다목적화(多目的化)(농약혼합등(農?混合等)) 이와 같이 많은 조건(條件)들은 지역(地域) 사정(事情)에 따라 단독(單獨) 또는 복합적(複合的)으로 다소간(多少間)의 차이(差異)는 있겠으나 비료(肥料)의 생산(生産)으로부터 시용(施用)에 이르기까지 관련(關聯)될 것이다. 우리나라의 농업(農業)이 이제까지 주(主)로 미곡생산(米?生産)을 위한 답작(沓作) 위주(爲主)의 농업(農業)이었고 비료(肥料)도 그의 물리적(物理的), 화학적(化?的) 형태(形態) 및 성분비(成分比)가 답작(沓作) 위주(爲主)로 개발(開?) 생산(生産)되어 왔다고 할 수 있을 것이며 더구나 선택(選?)의 여유(餘裕)가 거의 없이 단순(單純)한 비종(肥種)에 한(限)하여 왔다고 할 수 있다. 앞으로 영농(營農)의 과학화(科?化), 현대화(現代化) 및 집약화(集約化) 과정(過程)에서 각종(各種) 재배기술(栽培技術)의 개선(改善)이 필연적(必然的)으로 이루워 질 것이다. 따라서 작물(作物)의 영양(營養) 및 환경(環境) 상태(狀態)의 개선(改善)은 가장 기본적(基本的)인 과제(課題)가 될 것이다. 시비(施肥)의 합리화(合理化)란 작물(作物)의 영양생리(營養生理) 및 재배(栽培) 환경(環境)에 적합(適合)한 형태(形態)의 비료(肥料)를 시용(施用)하거나 또는 이러한 조건(條件)을 개선(改善)한 목적(目的)으로 취하(取)여지는 모든 수단(手段)을 말한다. 시비합리화(施肥合理化)가 이루어지면 시비(施肥) 성분(成分)의 이용율(利用率) 및 효율증대(效率增大)와 농산물생산(農産物生産)의 제고(提高) 더 나아가서는 품질향상(品質向上)도 기대(期待)할 수 있게 될 것이다. 시비(施肥) 합리화(合理化)의 실제적(?際的)인 문제(問題)로는 작목별(作目別), 생육시기별(生育時期別), 지대(地帶) 또는 토양별(土壤別), 그리고 기상조건(氣象條件)에 적합(適合)한 비종(肥種)을 구성성분(構成成分)의 화학형(化?型)과 비(比)를 선정(選定)하고, 시용량(施用量)을 조절(調節)하여 시용방법(施用方法)과 위치(位置) 선정(選定)하는 등(等)의 문제(問題)를 들 수 있을 것이다. 이러한 여러 관련요인(關聯要人)의 영향(影響)은 불확정(不確定)인 경우가 많으므로 그에 대처(??)하는 과학적(科?的)인 검토(檢討)와 판단(判斷)이 있어야 될 것이다. 어느 비종(肥種)의 선택(選?) 또는 신비종(新肥種)의 개발(開?)은 비료산업(肥料産業)의 기초(基礎)가 될 것이며 그것을 위하여는 여러 요인(要因)을 참고(參考)하여야 할 것이다. 현재(現在) 우리나라의 농업(農業) 특히 광범위(?範?)한 작물생산(作物生産)을 위하여 사용(使用)되는 비료(肥料)는 여러 관점(?点)에서 재검계(再?計)하여야 될 것으로 생각된다. 이를 좀 더 구체적(具?的)으로 고찰(考察)하여 보면 아래와 같다. 가. 현재(現在) 국내(?內)에서 가공(加工) 또는 생산(生産)되는 비종(肥種) (단비(單肥) 5종(種), 복비(複肥)의 9종(種)은 작물별(作物別) 또는 구성(構成) 성분(成分)의 화학적형태(化?的形態) 및 성분비면(成分比面)에서 적합성(適合性)을 다시 검토(檢討)하여야 할 것이다. 특(特)히 복비(複肥)의 생산(生産) 작물별(作物別), 토양특성별(土壤特性別) 또는 기추비용별(基追肥用別)로 다양화(多樣化)하는 것이 시비효과(施肥效果)의 증대면(增大面)에서 합리적(合理的)이라 할 수 있을 것이다. 또한 경제작물(??作物)의 재배확대(栽培?大)와 목초지(牧草地)의 확대(?大)는 필연적(必然的)일 것이므로 그에 적합(適合)한 비종(肥種)의 생산(生産)이 요망(要望)된다. 한편 현재(現在) 3요소(三要素)의 소비비(消費比)가 전체적(全?的)으로 보아 질소편중(窒素偏重)(1979년(年)에 N-P-K 51.5-26.3-22.2%)의 시비(施肥)가 되고 있으며 10a당(?) 소비(消費)도 국외(國外)에 비(比)하여 P, K는 크게 뒤지고 있는 실정(?情)을 감안(勘案)할 때 이를 개선(改善)할 비종(肥種)도 고려(考慮)되어야 할 것이다. 나. 토양조사(土壤調査)와 검정결과(檢定結果)를 시비(施肥)의 기초(基礎)로 활용(活用)하도록 하여야 한다. 토양(土壤)의 특성(特性) 특(特)히 자연비옥도(自然肥沃度)는 지역(地域)에 따라 다소간(多少間)의 차이(差異)가 있으므로 이를 고려한 비종개발(肥種開?) 및 시비(施肥)가 이루어져야 한다. 다. 작물(作物)의 영양진단(營養診斷)은 결과(結果)를 시비(施肥)의 기초(基礎)로 특히 추비(追肥)를 위하여 활용(活用)함이 합리적(合理的)일 것이다. 이를 위하여는 먼저 진단방법(診斷方法)(화학적(化?的), 형태적(形態的)이 확립(確立)되어야 할것이다. 라. 농업기계화사업(農業機械化事業)은 시비(施肥)의 기계화(機械化)를 전제(前提)로 추진(推進)되어야 한다. 비료(肥料)의 종류(種類)와 시비목적(施肥目的)에 따라 적합(適合)한 기계(機械)가 개발(開癸)되어야 하며, 동력(動力)(전동(電動) 또는 내연기관(內燃機關)에 의한)과 비동력(比動力)의 일반용(一般用), 분상(粉?), 액비용(液肥用), 시비기(施肥機)의 보급(普及)이 요망(要望)된다. 마. 유기질비료(有機質肥料)의 시용(施用)이 유익(有益)함은 주지(周知)의 사실(事?)이나 그 자원(資源)의 확보(確保)와 합리적(合理的) 시용방법(施用方法)이 확립(確立)되어야 할 것이다. 바. 완효성(緩效性) 또는 특수기능(特殊機能) 비료(肥料)의 수요(需要)가 소규모(小規模)일지라도 그의 생산(生産)은 특수(特殊)한 목적(目的)을 위하여 필요(必要)하다고 판단(判斷)된다. 완효성비료(緩效性肥料), (질소(窒素), 인산, 칼리)와 특수기능비료(特殊機能肥料)의 생산(生産)이 경제적(??的)으로 유리(有利)하도록 여건(?件)을 조성(造成)해 주어야 할 것다. 사. 농가(農家)와 타산업(他産業)의 부산물(副産物) 및 폐기물(廢棄物)은 자원(資源)의 활용(活用)과 공해요인(公害要因)의 제거(除去)를 위하여 최대한(最大限) 비료(肥料)로서 운용(?用)됨이 바람직하며 기초적(基礎的)으로 자료(資料)의 성상(性?)과 시용방법(施用方法)이 구명(究明)되어야 한다. 아. 시비기초(施肥基礎)의 전산화(電算化)는 농업(農業)의 과학화과정(科?化過程)에서 필연적(必然的)이라 할 수 있으며 이를 위하여는 먼저 토양(土壤)과 식물체(植物?)의 분석(分析)을 통(通)한 진단(診斷)과 비료(肥料)의 특성(特性)과 공급상형(供給?況)으로부터 과학적(科?的) 시비처방(施肥?方) 즉 요구성분(要求成分)의 종류(種類)는 양(量), 시용시기(施用時期), 시용방법(施用方法) 제시(提示)가 있어야 한다. 자. 비료(肥料)의 합리적(合理的) 시용방법(施用方法) 및 기술(技術)은 성분(成分)의 이용율(利用率)과 효율(效率)을 높이기 위한 수단(手段)이므로 토양(土壤), 작물(作物) 또는 기상조건(氣象條件)등에 따라 시비시기(施肥時期), 위치(位置), 방법(方法), 형태(形態)등을 조절(調節) 변경(?更)하므로서 시비효과(施肥效果)를 높여야 한다. 차. 식물영양학적(植物營養?的)인 지식(知識)을 기초(基礎)로 한 새로운 비종(肥種)의 개발(開?) 즉(?) 미량요소(微量要素) 또는 생장조절물질(生長調節物質)을 함유(含有)한 특수기능비료(特殊機能肥料)의 개발보급(開?普及)이 요망(要望)된다.

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한국어 음소 단위 LSTM 언어모델을 이용한 문장 생성 (Korean Sentence Generation Using Phoneme-Level LSTM Language Model)

  • 안성만;정여진;이재준;양지헌
    • 지능정보연구
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    • 제23권2호
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    • pp.71-88
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    • 2017
  • 언어모델은 순차적으로 입력된 자료를 바탕으로 다음에 나올 단어나 문자를 예측하는 모델로 언어처리나 음성인식 분야에 활용된다. 최근 딥러닝 알고리즘이 발전되면서 입력 개체 간의 의존성을 효과적으로 반영할 수 있는 순환신경망 모델과 이를 발전시킨 Long short-term memory(LSTM) 모델이 언어모델에 사용되고 있다. 이러한 모형에 자료를 입력하기 위해서는 문장을 단어 혹은 형태소로 분해하는 과정을 거친 후 단어 레벨 혹은 형태소 레벨의 모형을 사용하는 것이 일반적이다. 하지만 이러한 모형은 텍스트가 포함하는 단어나 형태소의 수가 일반적으로 매우 많기 때문에 사전 크기가 커지게 되고 이에 따라 모형의 복잡도가 증가하는 문제가 있고 사전에 포함된 어휘 외에는 생성이 불가능하다는 등의 단점이 있다. 특히 한국어와 같이 형태소 활용이 다양한 언어의 경우 형태소 분석기를 통한 분해과정에서 오류가 더해질 수 있다. 이를 보완하기 위해 본 논문에서는 문장을 자음과 모음으로 이루어진 음소 단위로 분해한 뒤 입력 데이터로 사용하는 음소 레벨의 LSTM 언어모델을 제안한다. 본 논문에서는 LSTM layer를 3개 또는 4개 포함하는 모형을 사용한다. 모형의 최적화를 위해 Stochastic Gradient 알고리즘과 이를 개선시킨 다양한 알고리즘을 사용하고 그 성능을 비교한다. 구약성경 텍스트를 사용하여 실험을 진행하였고 모든 실험은 Theano를 기반으로 하는 Keras 패키지를 사용하여 수행되었다. 모형의 정량적 비교를 위해 validation loss와 test set에 대한 perplexity를 계산하였다. 그 결과 Stochastic Gradient 알고리즘이 상대적으로 큰 validation loss와 perplexity를 나타냈고 나머지 최적화 알고리즘들은 유사한 값들을 보이며 비슷한 수준의 모형 복잡도를 나타냈다. Layer 4개인 모형이 3개인 모형에 비해 학습시간이 평균적으로 69% 정도 길게 소요되었으나 정량지표는 크게 개선되지 않거나 특정 조건에서는 오히려 악화되는 것으로 나타났다. 하지만 layer 4개를 사용한 모형이 3개를 사용한 모형에 비해 완성도가 높은 문장을 생성했다. 본 논문에서 고려한 어떤 시뮬레이션 조건에서도 한글에서 사용되지 않는 문자조합이 생성되지 않았고 명사와 조사의 조합이나 동사의 활용, 주어 동사의 결합 면에서 상당히 완성도 높은 문장이 발생되었다. 본 연구결과는 현재 대두되고 있는 인공지능 시스템의 기초가 되는 언어처리나 음성인식 분야에서 한국어 처리를 위해 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

유라시아 철도의 다중경로 구축에 관한 연구 (The Study of Establishing the Multi-pass Eurasian Railroads)

  • 한범희;허남균;허희영
    • 산학경영연구
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    • 제21권2호
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    • pp.137-170
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    • 2008
  • 본 연구는 국제물류시장에서 동북아 각국의 협력과 경쟁을 유발하는 유라시아철도의 경로구축에 대한 물류전략을 제시하고 있다. 21세기 세계경제의 화두(話頭)는 자유무역협정, 에너지자원개발, 지구온난화 등이다. 이미 유럽은 경제통합의 최고수준인 초국가적 기구를 설치하여 완전경제통합을 이루어 역내 생산 및 물류 방면에 경쟁우위를 확보하였으며, 캐나다, 미국, 멕시코 등도 1994년 1월에 북미자유무역협정(NAFTA)을 체결하여 역내 관세철폐를 통한 역외국가에 대해 비교우위를 점하고 있다. 한편, 유라시아 대륙의 동쪽지역에 해당하는 중국, 일본, 러시아, 한국 등 동북아시아 지역은 정치 경제적인 세계적 위상에 비추어 볼 때, 대립과 갈등이 거듭되는 낙후된 모습으로 교류와 소통에 비효율과 고비용 구조를 면하지 못하고 있다. 아프리카, 남아메리카, 중앙아시아, 몽골, 코카서스 지역 등에는 미국, 영국, 중국, 일본 등이 미래 에너지자원 확보를 위해 자원개발패키지프로그램을 실행하고 있으며, 지역에 따라서는 석유, 가스, 광물자원의 수송 대책에 상당한 어려움을 겪고있다. 2005년 2월 16일 일본 교토에서 기후변화에 관한 국제연합규약의 교토의정서를 채택한 이후 해당 국가들은 온실가스를 줄이기 위한 대체에너지개발 및 운송수단의 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 현재, 유럽과 아시아간의 이동화물의 대부분은 해상경로를 통하여 운송되고 화물의 특성상 미량의 항공운송이 있으며, 기원전부터 동서양의 이동통로였던 실크로드는 흔적만 남아 있을 뿐이다. 유라시아 북부지역을 관통하는 시베리아횡단철도는 서비스상의 애로(隘路)가 많아 아직까지는 러시아만의 유통경로로 대부분 사용되고 있다. 1992년 완성된 중국횡단철도는 국제적 유통경로로서의 제 역할을 수행하지 못하고 있다. 이중육지폐쇄국가 (double landlocked country)인 우즈베키스탄을 비롯한 중앙아시아, 몽골, 아제르바이잔 등 해상과 인접하지 못한 국가들은 보유하고 있는 자원개발을 통하여 경제적 도약을 계획하고 있지만, 자원개발의 특성과 빈약한 물류인프라로 인하여 상당한 기간이 소요될 것으로 고려된다. 다만, 인접국가인 중국의 경우는 투르크메니스탄에서 우즈베키스탄과 카자흐스탄을 통한 가스파이프라인을 연결하여 중국서부지역의 수요를 충당할 계획으로 건설 중에 있다. 특히, 2001년에 정식으로 출범한 상하이협력기구(Shanghai Cooperation Organization:이하 SCO)는 중국과 러시아를 필두로 타지키스탄, 키르기스스탄, 카자흐스탄, 우즈베키스탄 등 정회원국 6개국과 옵서버 국가인 몽골, 인도, 파키스탄, 아프가니스탄, 이란 등 5개국으로 구성되어 있다. 처음에는 테러방지를 위한 군사적 동맹으로 시작했지만, 지금은 교통, 운송, 교역, 에너지협력까지 확대해 나가고 있다. 미국과 NATO의 옵서버 신청까지 거절하였으니 그 숨겨진 뜻을 이해할 필요가 있을 것이다. 러시아는 동서가 유라시아 대륙의 북부지역 전역을 차지하는 광활한 지역을 균형 발전시켜야한다는 국정과제를 수행하기 위하여 시베리아횡단철도(Trans Siberia Railway:이하 TSR)의 활성화와 극동 시베리아 지역의 경제발전에 전력을 다하고 있다. 또한 일본과 한국에 상당한 기대를 가지고, TSR과 TKR(한반도종단열차)을 연결시키기 위하여 적극적인 노력을 한 결과, 나진-하산 간 철도 개보수에 러시아, 북한, 남한 3개국이 참여하기로 잠정 합의되었다. 이 지역은 국제연합개발계획(UNDP)에서 추진하고 있는 두만강개발계획(Greater Tumen Initiative:이하 GTI)과 중첩되는 곳으로, 이 계획은 한국, 몽골, 중국, 러시아, 북한 등 5개국의 공동 프로젝트이며, 그 내용은 에너지, 관광, 환경, 몽골과 중국 간 철도연결 타당성 검토, 동북아 페리루트 개설 등이 추진되고 있다. 중국의 동북3성 재개발 계획을 성공적으로 실행하기 위해서는 국내외 자본의 많은 투자 유치가 필수적인데, 그 전제 조건이 중국동부 연안의 개발에서 이미 보았듯이 막힘 없는 물류인프라의 존재 여부이다. 일본은 몽골지역에 대규모 무상 인프라건설 지원을 해주면서, 몽골과 러시아 자루비노를 연결하는 '동방대통로'를 구상하고 있지만, 러시아, 중국의 태도를 주시해야하는 입장이다. 만약에, 북한의 비핵화 방지 프로그램이 파행을 거듭하지 않는다면, 미국도 어떠한 방식으로든 참여하게 되어, 한반도종단철도와 시베리아횡단철도, 한반도종단철도와 중국횡단철도의 연결은 아시아태평양경제사회위원회(UN ESCAP)의 추진 프로그램과 더불어 가속도를 붙게 할 것이다. 이것이 실행되면, 지금까지 미온적인 일본과 한국 간 해저터널 문제도 적극적으로 검토될 것이다. 결국 한반도는 주변국이 원하든 원하지 아니하든, 지경학적으로 그리고 지정학적으로 동북아시아의 중심적 위치를 차지할 수밖에 없을 것이며, 과거, 현재, 미래에 동북아시아 각 국가의 경쟁과 협력의 중심적 역할을 할 수 있는 한반도의 기회는 계속될 것이다.

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한국의 장류, 김치 및 식용 해조류를 중심으로 하는 일부 상용 식품의 비타민 $B_{12}$ 함량 분석 연구 (Vitamin $B_{12}$ Contents in Some Korean Fermented Foods and Edible Seaweeds)

  • 곽충실;황진용;와다나베 후미오;박상철
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제41권5호
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    • pp.439-447
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    • 2008
  • 노화에 따라 비타민 $B_{12}$의 흡수율이 떨어지고, 노년기의 비타민 $B_{12}$ 부족은 심혈관질환과 위암의 발생율 상승과 인지기능의 저하 등과 관련성이 있다는 보고가 있어 그 중요성이 새롭게 인식되고 있으나 국내의 식품 내 비타민 B12 분석 자료는 크게 부족하여 섭취량 계산에 많은 어려움이 있었다. 특히, 우리나라 고유 발효 식품인 장류와 김치류, 그리고 다른 나라에 비하여 많이 섭취하고 있는 해조류 등을 중심으로 일부 한국인 상용식품에서 Lactobacillus delbrueckisubsp. lactis ATCC 7830를 이용한 미생물법으로 인체가 이용할 수 있는 비타민 $B_{12}$ 함량을 분석하였고 그 결과는 다음과 같다. 1) 국산 대두를 이용하여 전통식 방법으로 제조한 된장의 비타민 $B_{12}$ 함량은 1.85 ${\mu}g/100$ g이었으나, 시중 마트에서 구입한 4종의 공장식 된장들은 $0.04{\sim}0.86{\mu}g/100$ g으로 전통식 된장이 공장식 된장보다 비타민 $B_{12}$ 함량이 훨씬 더 높았다. 청국장 역시 전통식 청국장의 비타민 $B_{12}$ 함량은 0.69 ${\mu}g/100$ g인 반면, 마트에서 구입한 2종의 공장식 청국장은 $0.06{\sim}0.15{\mu}g/100$ g을 함유하고 있었다. 그러나, 찐대두와 두부에서는 비타민 $B_{12}$가 검출되지 않아 대두가 발효되는 과정에서 미생물에 의하여 비타민 $B_{12}$가 생성됨을 알 수 있었다. 2) 전통식 고추장의 비타민 $B_{12}$ 함량은 평균 0.11 ${\mu}g/100$ g으로 전통식 된장이나 청국장보다는 낮았지만 일부 공장식 된장이나 청국장의 함유량과 비슷하였다. 3) 국간장은 0.04 ${\mu}g/100$ mL의 비타민 $B_{12}$를 함유하고 있었으나, 진간장에서는 검출되지 않았다. 4) 배추김치는 제조회사가 서로 다른 3종의 상품에서 분석한 결과 비타민 $B_{12}$ 함량은 $0.02{\sim}0.03{\mu}g/100$ g 정도의 비슷한 수준을 보였으며, 열무김치는 0.013${\mu}g/100$ g, 갓김치는 0.02 ${\mu}g/100$ g, 깍뚜기는 0.004${\mu}g/100$ g이었으나, 젓갈과 고추가루를 넣지 않은 백김치에서는 비타민 $B_{12}$가 검출되지 않았다. 따라서, 김치에 함유되어 있는 비타민 $B_{12}$는 김치를 담글 때 넣은 젓갈로부터 왔을 가능성이 높다. 김치용으로 상품화된 새우액젓과 멸치액젓은 각각 0.78${\mu}g/100$ mL와 1.52${\mu}g/100$ mL의 비타민 $B_{12}$를 함유하고 있었다. 5) 김의 비타민 $B_{12}$ 함량은 66.76${\mu}g/100$ g dry wt, 파래는 84.74 ${\mu}g/100$ g dry wt (9.41${\mu}g/100$ g wet wt)로 매우 높았으며, 다시마와 미역의 비타민 $B_{12}$ 함량은 각각 0.36${\mu}g/100$ g dry wt와 1.90${\mu}g/100$ g dry wt이었다. 6) 그 밖에, 달걀 전란의 비타민 $B_{12}$ 함량은 1.07${\mu}g/100$0 g (0.54${\mu}g$/개)이었고, 볶음용 마른멸치는 17.12${\mu}g/100$ g이었으며, 커피믹스는 0.02${\mu}g/100$ g (0.0024${\mu}g$/봉)이었으나, 라면에서는 검출되지 않았다. 본 연구에 이용된 식품들의 샘플 수가 충분하지 못하고 선정방법이 다소 객관적이지 못한 부분이 있으나, 이를 바탕으로 국내식품에서 비타민 $B_{12}$ 분석을 지속적이고 체계적으로 진행하여 하루빨리 믿을만한 식품성분표를 확보함으로써 보다 정확한 비타민 $B_{12}$ 섭취량을 계산할 수 있기를 기대한다. 덧붙여, 노인들을 비롯하여 채식위주의 식사를 하는 사람들에 있어서 비타민 $B_{12}$ 부족을 예방하기 위하여 김, 파래, 멸치와 함께 된장이나 청국장을 자주 섭취할 것을 권장한다.

왕겨 이용 방법과 옹벽이 돈분 퇴비화에 미치는 효과 (Effects of Rice Hull Addition and Bin Wall Characteristics on Pig Slurry Composting Properties)

  • 김태일;;정종원;홍의철;방우람;유용희;양창범
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.47-58
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    • 2004
  • 본 연구는 왕겨를 이용한 돈분 슬러리의 퇴비화시 부재료의 1회 투입과 부재료 재이용을 통해 부재료의 이용방법이 퇴비화에 미치는 영향을 구명하고 토양지지대가 있는 경우와 없는 경우를 비교함으로서 겨울철 퇴비화 시설에서 보온효과에 대한 기초자료를 얻고자 수행하였다. 본 실험에서 토양지 지대가 있는 경우의 보온효과는 기대할 수 없었으며 이를 위해서는 새로운 퇴비사의 설계가 요구되어졌다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 부재료 1회 투입으로 퇴비화시 돈슬러리 1㎥를 퇴비화 하는데 토양지지대가 있는 경우보다 지지대 없는 경우가 왕겨 소요량이 0.31㎥, 부재료의 충전의 경우 0.45㎥를 절약할 수 있었다. 2. 부재료 1회 투입으로 퇴비화 할 때 퇴비화 4일령에 퇴적더미의 온도가 $71^{\circ}C$에 도달한 이후 43일령까지 $40^{\circ}C$에서 $65^{\circ}C$를 주기적으로 반복되었고 50일 이후에는 $48^{\circ}C$에서 $28^{\circ}C$가 유지되었다. 부재료 재충전으로 퇴비화 하는 경우 부재료의 재충전 시점마다 퇴비화의 저점온도를 높여 가는 양상을 보였다. 3. 부재료 1회 투입 퇴비화시 pH는 8.6에서 9.5 사이에서 검지되었고 왕겨 1$\textrm m^3$당 돈슬러리 0.363$\textrm m^3$과 0.537$\textrm m^3$의 사이에서 지지대 없는 경우의 pH가 급격하게 감소하는 경향을 보였으며 부재료 재충전 퇴비화시 8.35에서 10.02 사이에서 검지 되었다. 퇴비화시 전기전도도는 1.10mS/$\textrm {cm}^3$∼1.87mS/$\textrm {cm}^3$의 범위에서 변화를 보였다. 부재료 이용 방법에 따라 전기전도도는 큰 차이를 보여 주었다. 4. 부재료 1회 투입 퇴비화시 유기물 함량 변화는 왕겨 1$\textrm m^3$ 당 돈 슬러리 0.l19$\textrm m^3$에서 0.363$\textrm m^3$의 구간에서 지지대 없는 경우는 55% 수준을 유지하였으며 토양지지대가 있는 경우는 48%에서 70%의 범위를 반복하였다. 0.363$\textrm m^3$ 이후의 유기물 함량은 지지대 없는 경우나 토양지지대가 있는 경우나 점증되는 양상을 보였다. 부재료 1회 투입으로 퇴비화시의 수용성 질소 대 수용성 탄소의 비는 1과 2 사이를, 부재료 재충전 퇴비화시의 경우는 1과 3 사이를 반복하였다. 5. 부재료 1회 투입으로 퇴비화시는 왕겨 1$\textrm m^3$당 돈 슬러리 0.639$\textrm m^3$에서 토양지지대가 있는 경우의 질소, 인산, 가리의 성분은 각각 0.36%에서 2.29%로, 0.26%에서 1.41%로, 0.65%에서 2.96%로 증가하였으며 지지대 없는 경우보다는 낮게 검출되었다. 부재료 재충전 퇴비화시는 왕겨 1㎥당 돈 슬러리의 량에 따라 달라졌으며 토양지지대가 있는 경우 및 지지대 없는 경우의 질소 함량 범위는 각각 1.96%∼2.24%, 2.04%∼2.52%로 토양지 지대가 있는 경우가 지지대 없는 경우보다 낮은 함량을 유지하였다. 인산의 함량에 있어서도 토양지지대가 있는 경우의 범위가 1.12%∼1.60%인 반면 지지대 없는 경우는 1.32%∼1.82%로 나타나 토양지지대가 있는 경우가 지지대 없는 경우보다 낮은 함량을 나타냈다. 가리의 경우도 질소와 인산처럼 토양지지대가 있는 경우가 낮은 함량을 유지하였다.

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보스웰리아 추출물의 골관절염 억제 효과 연구 (Effect of Boswellia serrata Extracts on Degenerative Osteoarthritis in vitro and in vivo Models)

  • 남다은;김옥경;심태진;김지훈;이정민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.631-640
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    • 2014
  • 본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 보스웰리아 추출물의 골관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $20{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포 사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방 효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 보스웰리아 추출물은 유의적으로 세포사멸을 억제하였으며 이러한 효과는 $5{\sim}20{\mu}g/mL$ 사이농도에서 비교적 높게 나타났다. 세포실험에서는 골관절염 발병에 따라 관절연골에 영향을 미치는 염증인자에 대한 기전연구를 진행하였으며, 연골세포에 LPS를 처리하여 염증을 유도한 후 보스웰리아 추출물의 효과를 확인한 실험 결과 면역과 염증반응을 조절하는 nuclear transcription factor ${\kappa}B(NF{\kappa}B)$, 염증관련 cytokine IL-6, TNF-${\alpha}$의 발현이 모두 보스웰리아 추출물 처리 시 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며 특히 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과가 뚜렷하고 일관되게 확인되었다. 또한 이들 cytokine에 의해 생성되는 COX-2 발현과 COX-2에 자극 받아 생성이 촉진되는 PGE2 생성을 확인한 결과 역시 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과적으로 생성이 억제되어 염증을 조절하는 것으로 나타났다. 특히 보스웰리아의 기능성분으로 알려진 보스웰릭산(boswellic acids)에 의해 억제되는 5-LO의 경우, 염증반응 유발의 핵심인자를 생성하는 효소로 알려져 있으며 이를 직접적으로 저해하는 것으로 알려진 보스웰리아의 효능을 확인 하고자 실험을 진행하였다. 실험 결과 염증을 유도한 연골세포에서 보스웰리아 추출물의 처리에 따라 5-LO 활성이 감소하였으며, 이는 곧 보스웰리아 추출물이 염증을 유발 핵심효소인 5-LO 활성을 효과적으로 억제함으로써 연골세포 보호 효과를 나타낸 것이다. 세포실험에서의 기전 결과를 바탕으로 골관절염을 유발한 동물모델에서의 보스웰리아 추출물의 섭취에 따른 효과가 나타날 것으로 기대되어 관절염 유발 동물모델에서 보스웰리아 추출물의 효능검증 실험을 진행하였으며, 세포실험 결과 및 기존의 연구내용을 참고하여 동물에서 보스웰리아의 섭취 농도를 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg으로 결정하고 AIN-93G diet에 보스웰리아 추출물 분말을 섞어 보스웰리아 diet를 제작하여 실험기간 동안 제공하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 보스웰리아 추출물 섭취에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 제작된 식이를 제공하고 유발 후 3주간 지속적으로 식이 제공 및 관찰하였다. 연골의 주요 구성 성분인 collagen 및 aggrecan은 골관절염 발병 시 여러 인자에 의해 분해되는 것으로 알려져 있으며, 골관절염 유발동물모델에서 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 유전자 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 변화를 살펴보았다. 그 결과 골관절염 유발 sham군에 비해 보스웰리아 추출물 섭취군에서 유의적으로 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 발현이 증가하였으며, 특히 BW200군에서 CLX 약물대조군과 비슷한 수준으로 발현이 증가하여 관절연골의 보호 효과가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-3, MMP-9, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현 변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 다른 실험 결과와 마찬가지로 보스웰리아 섭취군에서 MMPs 유전자 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 BW200군에서 MMPs 발현이 유의적으로 감소하였으며, 관절염에 효과적으로 사용되는 약물인 CLX 투여 양성대조군과 비슷한 수치를 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 보스웰리아 추출물은 골관절염에서 관절연골의 보호 효과가 있으며, 이는 골관절염 발생 시 나타나는 염증발현의 기전적인 측면뿐만 아니라 골관절염 유발 동물에서 섭취 효능까지 모두 일관되게 나타나 골관절염에서의 기능성 소재로써 개발가능성이 충분할 것으로 생각된다. 또한 추후 실험을 통해 골관절염이 유발된 동물에서 보스웰리아 추출물 섭취 시 관절연골의 형태학적인 변화 및 골상태의 분석과 더불어 관절염 유발 동물의 관절연골 및 혈액학적 분석을 진행하여 동물에서 기전적 측면을 보완하고 보스웰리아 추출물 효능에 대한 추가적인 검증을 하고자 한다.