• 제목/요약/키워드: Carbon-Phenolic

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수용성 페놀-포름알데히드 수지의 열안정성 및 경화거동 (Thermal Stability and Cure Behavior of Waterborne Phenol-Formaldehyde Resin)

  • 윤성봉;김진우;조동환
    • 접착 및 계면
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    • 제7권1호
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    • pp.16-22
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    • 2006
  • 본 연구에서는 페놀수지 SMC 제조에 사용되는 수용성 레졸형 페놀-포름알데히드 수지의 열안정성과 경화 발열반응 피크의 변화에 미치는 경화온도 및 경화시간의 영향을 열중량분석기와 시차주사열량계를 사용하여 조사하였다. 수용성 페놀-포름알데히드 수지의 중량감소는 주로 $200^{\circ}C,\;400^{\circ}C$ 그리고 $500^{\circ}C$ 부근에서 세 단계로 발생하였다. 경화된 수지의 $750^{\circ}C$에서 탄화수율은 약 62%~65%이었다. 수용성 페놀수지의 열안정성은 경화온도와 경화시간이 증가할수록 증가하였다. 경화시 발열반응은 약 $120^{\circ}C{\sim}190^{\circ}C$ 사이에서 진행되며, 발열피크의 최대점은 약 $165^{\circ}C{\sim}170^{\circ}C$ 사이에서 관찰되었다. 발열반응 곡선의 형태와 발열피크의 최대점은 주어진 경화온도와 경화시간에 의존하였다. 경화되지 않은 수지에 포함되어 있는 $H_2O$ 및 휘발성분을 제거하기 위하여 경화 또는 성형 전에 적어도 $100^{\circ}C$ 이상에서 약 60분 이상의 열처리가 요구되었다. $130^{\circ}C$에서 120분 동안의 경화는 수용성 페놀-포름알데히드 수지의 발열피크를 사라지게 하며, $180^{\circ}C$에서 60분 동안이 후경화는 수지의 열안정성을 더욱 향상시켜 주었다.

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백색부후균에 의한 크라프트 리그닌의 분해(I) -리기다소나무 리그닌- (Biodegradation of Kraft Lignins by White-Rot Fungi(I) -Lignin from Pitch Pine-)

  • 김명길;안원영
    • 임산에너지
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    • 제17권1호
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    • pp.56-70
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    • 1998
  • This study was carried out to investigate the structural characteristics of kraft lignin and the wood degrading characteristics, the productivity of ligninolytic enzymes and the enzymatic degradation of kraft lignin by white-rot fungi. To purify kraft lignin, precipitation of kraft pulping black liquors of pitch pine meal was done by titration with lN $H_{2}SO_{4}$ reaching to pH 2, and isolation of the precipitates done by centrifugation. The isolated precipitates from pitch pine were redissloved in lN NaOH, reprecipitated by titration with lN $H_{2}SO_{4}$, washed with deionized water, and kept ofr analysis after freeze drying. Fractionation of the precipitates in solution by successive extraction with $CH_{2}Cl_{2}$ and MeOH, and the fractionates were named SwKL, SwKL I, SwKL II, and SwKL III for pitch pine kraft lignin. The more molecular weights of kraft lignin increased, the less phenolic hydroxyl groups and the more aliphatic hydroxyl groups. Because as the molecular weights increased, the ratio of etherified guaiayl/syringyl(G/S ratio) and the percentage were increased. The spectra obtained by 13C NMR and FTIR assigned by comparing the chemical shifts of various signals with shifts of signals from autherized ones reported. The optimal growth temperature and pH of white-rot fungi in medium were $28^{\circ}C$ and 4.5-5.0, respectively. Especially, in temperature and pH range, and mycelial growth, the best white-rot fungus selected was Phanerochaete chrysosporium for biodegradation. For the degradation pathways, the ligninolytic fungus jcultivated with stationary culture using medium of 1% kraft lignin as a substrate for 3 weeks at $28^{\circ}C$. The weight loss of pitch pine kraft lignin was 15.8%. The degraded products extracted successively methoanol, 90% dioxane and diethyl ether. The ether solubles were analyzed by HPLC. Kraft lignin degradation was initiated in $\beta$-O-4 bonds of lignin by the laccase from Phanerochaete chrysosporium and the degraded compounds were produced from the cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages at the side chains by oxidation process. After $C\alpha$-$C\beta$ cleavage, $C\alpha$-Carbon was oxidized and changed into aldehyde and acidic compounds such as syringic acid, syringic aldehyde and vanilline. And the other compound as quinonemethide, coumarin, was analyzed. The structural characteristics of kraft lignin were composed of guaiacyl group substituted functional OHs, methoxyl, and carbonyl at C-3, -4, and -5 and these groups were combinated with $\alpha$ aryl ether, $\beta$ aryl ether and biphenyl. Kraft lignin degradation pathways by Phanerochaete chrysosporium were initially accomplished cleavage of $C\alpha$-$C\beta$ linkages and $C\alpha$ oxidation at the propyl side chains and finally cleavage of aromatic ring and oxidation of OHs.

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소형 시험모터의 노즐 열전달 및 삭마 통합해석 (Conjugate Simulation of Heat Transfer and Ablation in a Small Rocket Nozzle)

  • 배지열;김태환;김지혁;함희철;조형희
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.119-125
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    • 2017
  • 로켓 노즐에 적용되는 내열재는 고온의 연소가스에 노출되어 표면이 파괴되고 내부의 수지재질이 열분해되는 복잡한 열화학적 변화를 겪으며 이러한 현상을 예측해야 노즐의 내열설계가 가능하다. 따라서 본 연구에서는 로켓 노즐 유동장과 탄소계 내열재의 표면삭마 및 내부 열반응을 통합하는 코드를 개발하여 노즐의 표면변화와 내열재 내부의 열응답을 도출하고자 하였다. 노즐 열유동장에서 발생하는 표면 열유속과 내열재 내부 열전도를 계산하기 위해 CFD를 사용하였으며 내열재 내부에서 발생하는 밀도변화와 흡열반응을 내부 에너지 방정식에 고려하였다. 또한 내열재 표면에서의 삭마계산을 위해 경계층 가정이 적용된 대수식을 이용하였다. 개발된 해석기법을 검증하기 위해 소형 시험모터에 대한 해석을 수행하였으며 해석결과 노즐 목의 삭마가 다소 크게 예측되었으나 내열재 형상변화 및 내부 열전도가 잘 해석되는 것을 확인하였다. 또한 실험에서 측정된 온도와 비교 시 가열 구간에서 유사한 가열 속도를 나타내는 것을 확인하였으며 온도 오차는 100K 내외로 나타났다.

종이/페놀수지가 주성분인 동박적층판(Copper Clad Laminate)의 열분해 특성 (Pyrolysis Characteristics of CCL(Copper Clad Laminate) Based Paper/Phenolic Resin Composites)

  • 송재헌;김승도;안현철;김경수;김상범;정재성;공성호;조영개
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권9호
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    • pp.1013-1019
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    • 2007
  • 본 논문의 목적은 최근 발생량이 급속히 증가하고 있으나, 적절한 처리방법이 없는 인쇄회로기판의 원자재인 페놀수지 동박적층판(Phenol Copper Clad Laminate, 이하 p-CCL)의 재활용을 위해 열분해 적용 가능성을 조사하는데 있다. 동역학 특성은 열중량분석기(Thermogravimetric Analyzer, 이하 TGA)를 사용하였다. 또한 280, 350, $600^{\circ}C$의 온도에서 생성된 액체와 고체부산물에 대해서는 원소분석, 공업분석, 발열량 등의 일반적인 특성을 분석하였고, 액체부산물은 GC/MS, FT-IR를 이용하여 구성 성분을 분석하였다. TGA 결과에 의하면 p-CCL의 분해는 세 단계에 걸쳐 일어났다. 첫 번째는 $280^{\circ}C$ 이하의 저온 분해구간, $280\sim350^{\circ}C$의 중온분해구간, $350^{\circ}C$ 이상의 고온 분해구간으로 구분할 수 있다. 저온, 중온에서의 액체부산물의 주요 성분은 수분과 페놀인 반면에 고온에서는 가지가 있는 페놀류와 퓨란류로 나타났다. 반응온도가 높아짐에 따라 휘발성분의 양은 감소하는 반면 고정탄소의 함량은 증가하였다. 고체 부산물의 고위 발열량은 $7,400\sim7,600$ kcal/kg으로 연료로서의 활용 가능성이 있다고 여겨진다. 또한 고체부산물의 고정탄소 함량이 높고, 회분 성분 함량이 낮기 때문에 적절한 개질화 과정을 거친다면 흡착제로서도 활용 가능하다고 판단된다.

버네사이트를 고정화한 알긴산 비드(Bir-AB)를 이용한 수용액 중 1-Naphthol의 제거 (Removals of 1-Naphthol in Aqueous Solution Using Alginate Gel Beads with Entrapped Birnessites)

  • 엄원숙;이두희;신현상
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.247-256
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    • 2013
  • 본 연구에서는 페놀계 화합물의 산화-변환 반응매개체로 알려진 버네사이트를 고정화한 알긴산 겔 비드(birnessite entrapped alginate beads, Bir-AB)를 제조하고, 1-naphthol (1-NP)의 제거반응 특성을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. SEM (Scanning Electron Microscopy)분석 결과, 버네사이트 입자는 알긴산 겔을 가교로 하여 비드에 고정화됨을 확인하였다. Bir-AB에 의한 1-NP의 제거는 유사일차 속도반응(pseudo-first order kinetic)을 따랐으며, 반응속도상수(k)는 알긴산(AG)에 대한 버네사이트(Bir) 입자의 혼합비(Bir : AG=0.25 : 1~1 : 1 w/w)가 2배 증가할 때마다 약 1.5배씩 증가하였다. Bir-AB에 의한 1-NP 제거는 pH의 영향을 받았으며 pH가 10에서 4로 감소하면서 반응속도 상수(k, $hr^{-1}$)는 0.361에서 0.661로 약 1.8배 증가하였다. 반응상등액에 대한 총유기탄소(TOC) 분석결과 Bir-AB는 버네사이트 분말입자를 사용한 경우에 비교해 상대적으로 높은 용존 유기탄소 제거 효과(74% vs 92%)를 보였으며, 반응 후 분리한 비드에 대한 탈착실험(CH3OH)과 HPLC 크로마토그램 분석 결과로부터 1-NP의 중합체 생성물은 Bir-AB에의 고정화를 통해 수용액으로부터 제거될 수 있음을 확인하였다. 또한, 반응상등액에 대한 원자흡광분석(AAS) 분석결과 반응과정에서 용출되는 Mn이온은 Bir-AB에의 재흡착을 통해 제거되었다. Bir-AB는 간단한 여과를 통해 모두 회수가능하며, 2회 재사용에 따른 1-NP의 제거효율을 평가한 결과, 초기에 비교한 큰 반응성의 감소(제거율<20%) 없이 재사용이 가능한 것으로 나타났다.

적송잎 열수 추출물이 사염화탄소를 투여한 흰쥐의 항산화 활성에 미치는 영향 (Effect of Pine (Pinus densiflora) Needle Hot Water Extract on Antioxidant Activity in Rats Treated with Carbon Tetrachloride)

  • 박용수;박미라;전민희;황현정;강민숙;김보경;김성구;이상현;김미향
    • 생명과학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.604-609
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    • 2011
  • 최근 천연 항산화제로 phenolic compound를 함유한 솔잎 추출물에 관심이 많아지고 있다. 사전연구[20]에 의해 높은 항산화 활성 효과가 확인된 적송잎 열수 추출물의 in vivo 차원에서의 항산화 효과를 알아보기 위해 적송잎 열수 추출물을 경구 투여한 흰 쥐에 사염화탄소를 투여하여 간독성을 유발시킨 후 생체 내에 미치는 영향을 혈청 중의 효소활성으로 관찰하였고, 간 조직의 SOD, GPX 및 catalase를 측정하여 항산화 활성에 미치는 영향을 검토 하였다. 혈청 중의 GOT 및 GPT 활성은 사염화탄소를 투여한 대조군이 정상군에 비하여 활성이 증가되었으나, 적송잎 열수 추출물의 투여로 인하여 대조군과 비교하여 감소하는 경향을 나타내었다. 이 수치는 positive control로 사용한 Vit C투여군과 비슷한 활성을 나타내었다. 간 조직 중의 항산화 효소 실험에서 SOD 활성은 사염화탄소를 투여한 대조군이 정상군에 비하여 활성이 감소하였으나, 적송잎 열수 추출물을 투여한 군에서 대조군에 비해 유의적으로 활성이 증가되는 결과를 나타내었다. 또한, catalase 활성은 사염화탄소 투여 대조군이 정상군에 비해 활성이 증가하였으나, 적송잎 열수 추출물의 투여군에서 대조군과 비교하여 유의적으로 감소하는 결과를 나타내었다. GPx 효소 활성은 사염화탄소 대조군이 정상군에 비해 활성이 증가되었고, 적송잎 추출물을 투여한 군에서는 감소하는 경향을 나타내었으나 대조군에 비해 유의적으로 감소하는 결과는 나타나지 않았다. 이상의 결과로부터 사염화탄소를 투여하여 간손상을 유도한 흰 쥐의 항산화 효소활성에 적송잎 열수 추출물의 투여가 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 적송잎 열수 추출물이 체내 항산화능 개선에 효과가 있을 것으로 기대된다.

단감(Diospyros kaki, T) 와인 제조에 관한 연구 (A Study on the Making of Sweet Persimmon (Diospyros kaki, T) Wine)

  • 조계만;이정복;강군중;서원택
    • 한국식품과학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.785-792
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    • 2006
  • 단감 과즙을 이용한 와인을 제조하기 위하여 효율적인 착즙 및 최적 발효조건을 검토하였다. 단감 와인의 최적 발효 조건을 위하여 효모 균주는 알코올 생성력과 방향 가장 우수한 Saccharomyces cerevisiae KCCM 12650을 선정하였다. $(NH_4)_2HPO_4$ 농도 0.5%, 당 농도 $24^{\circ}Brix$일 때 알코올 생성력이 가장 우수하였다. pH 조정은 알코올 발효에는 영향이 주지 않았으며, 몇 가지 유기산 중 tataric acid로 pH를 조정하였을 때 알코올 생성과 관능적으로 가장 우수하였다. 발효 온도가 증가할수록 대사 속도 및 알코올 생성 속도 빨라졌으나, 알코올 생성력과 향기 등을 고려할 때 $25^{\circ}C$가 가장 적당한 온도로 판단되었다. 최적의 발효 조건으로 단감 과즙을 발효하였을 때 5일 경과 시 ^{\circ}Brix$ 당도는 $10^{\circ}$, 잔당은 38g/L이었고 세포 증식은 발효시간이 2일 경과하면서 정상기에 도달하였다. 알코올 생성은 발효시간이 1일 경과하면서부터 급격히 증가하여 발효 5일에서 12.8%의 알코올이 생성되었다. 발효 경과에 따른 pH는 3.9로 초기 pH 4.0보다 약간 낮아졌다. 페놀은 749-779mg/L으로 일정하였고 갈변도 역시 발효 초기에 0.06에서 발효 종기에 0.08로 약간 증가하였다. 단감 와인의 저장 중 갈변 억제를 위하여 열처리, pH 조절 및 아황산 처리 결과 발효가 종료된 단감 와인에 아황산을 200 ppm 농도로 처리하였을 때 상당한 갈변억제 효과를 나타내었다. 적당한 산미와 향기를 부여하기 위하여 1.0%까지 오미자를 첨가한 결과 0.5%의 오미자를 첨가하였을 경우 적당한 산미 및 향기가 가장 우수하였고 알코올 생성력에도 영향이 없었다.

페놀계 고농도 유기성 폐수의 생물학적 고도처리 운전인자 (Operation Parameters on Biological Advanced Treatment of Phenolic High-Strength Wastewater)

  • 홍성동;박철휘
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.797-806
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    • 2000
  • 본 연구는 탄소원으로서 페놀과 공동기질로서 글루코스를 합유한 인공합성폐수를 만들어 실험실 규모의 UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket) - PBR(Packed Bed Reactor) 공정을 운전하면서 페놀의 유일한 탄소원으로서의 이용특성과 공동기질로서 글루코스를 주입한 경우의 이용특성, 미생물의 활성도 및 질소의 동시제거 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 실험결과 페놀올 유일한 탄소원으로 주입한 경우 페놀유입농도 600 mg/L에서도 페놀제거율 99% 이상, SCOD 2100 mg/L 농도에서 제거율 93% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.112g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.351g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.115L/g\;VSS{\cdot}d$, 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 공동기질로 페놀파 글루코스를 주입한 경우 페놀유입농도 760 mg/L하에서 페놀제거율 98% 이상, SCOD 4300 mg/L 농도에서 제거율 90% 이상을 보였다. 조내 미생물의 량은(VSS) 약 20 g이었고 이때 미생물의 활성도는 $0.135g\;phenol/g\;VSS{\cdot}d$이었고 SCOD 제거율은 $0.696g\;SCOD/g\;VSS{\cdot}d$이며 가스발생율은 $0.257L/g\;VSS{\cdot}d$. 메탄가스의 함유율은 70%로 나타났다. 회분실험결과 페놀농도 1600 mg/L 이상의 농도에서 활성의 저해를 받았으며 메탄화반응과 탈질반응이 동시에 일어나는 것으로 관찰되었다. 질산화는 수리학적 체류시간 24시간으로 하여 암모니아성 질소 $0.038kg\;NH_4-N/m^3-media{\cdot}d$ 부하조건과 유입수내 페놀농도 10~12 mg/L, SCOD 200~500 mg/L 조건하에서 저해를 받지 않고 90% 이상의 질산화율을 보였고 페놀의 제거효율은 98% 이상을 보였다.

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사염화탄소에 의해 유발된 생쥐의 간독성에 생식이 미치는 영향 (The Effects of Saengshik on the Hepatotoxicity of Mouse Induced by Carbon Tetrachloride)

  • 김동희;등영건;이영미;윤양숙;이규재
    • Applied Microscopy
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    • 제37권1호
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    • pp.11-21
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    • 2007
  • 가열공정이 없는 생식은 화식과 달리 대사효소가 보존되어 있어 체내에서 유익한 작용을 할 것으로 예측되고 있다. 생식 시장의 확대에도 불구하고 아직까지 생식의 효과에 대한 과학적 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 수컷 ICR 생쥐를 일반사료 섭취 후 올리브오일을 투여한 대조군, 사염화탄소$(CCl_4)$를 투여한 실험군 1 (Exp 1), 생식을 급이한 후 사염화탄소를 처리한 실험군 2 (Exp 2)로 나누어 간내 효소, 단백질 및 조직학적 분석을 통하여 생식의 간보호 효과를 확인하고자 하였다. 혈청 AST 수치는 대조군에서 $135.50{\pm}121.84\;IU/L$, 실험군 1에서 $4808.07{\pm}1492.94\;IU/L$, 실험군 2에서 $1799.20{\pm}1182.27\;IU/L$로 나타났으며, ALT 수치는 대조군에서 $27.60{\pm}15.04\;IU/L$, 실험군 1에서 $7317.60{\pm}2137.51\;IU/L$, 실험군 2에서 $2902.20{\pm}2302.71\;IU/L$로 나타났다(p<0.01). ALP는 대조군에서 $279.90{\pm}38.32\;IU/L$, 실험군 1에서 $329.7{\pm}50.65\;IU/L$, 실험군 2에서 $427.80{\pm}85.36\;IU/L$로 나타났다. 이는 실험군 2와 실험군 1, 실험군 2와 대조군 사이에서 각각 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 또한 조직학적인 관찰에서도 실험군 1과 실험군 2 사이에 뚜렷한 차이가 관찰되었다. 사염화탄소를 처리한 실험군 1은 육안관찰과 광학현미경 관찰에서 심한 조직괴사가 관찰되었지만 실험군 2에서는 육안검사 상 정상조직과 거의 차이를 보이지 않았고 광학현미경 관찰에서는 중심정맥 주위로 약간의 괴사와 심한 호중구 침윤현상을 보여주었다. 생식에 함유된 저분자량의 생리활성 물질은 다양한 페놀 화합물(phenolic compounds)로 구성되어 있으며, 항산화작용으로 대표되는 수많은 생리활성기능을 가지고 있다. 곡류 원료의 대표적인 식물성 생리활성물질(phytonutrients)로서 곡류에는 phytoesterogen, lignan, phytic acid, 콩에는 phytoesterogen (isoflavon), phytosterol, saponiu, 과채류에는 carotenoid, flavonoid, 유기황 복합체 (organosulfur compounds), 버섯류에는 alkaloid, polypeptide, nucleoside가 다량 함유되어 있다. 모든 곡류에는 arabinoxylan과 ferulic acid와 같은 식물성 생리활성물질들이 다량 함유되어 있어 생식은 곡류의 phytochemical의 활성을 높이는 가장 효과적인 섭취방법이라고 할 수 있다. 이번 연구 결과는 생식이 직접적인 간보호 효과를 보임으로써 건강기능성식품으로서의 가능성을 제시하였다. 앞으로 생식의 효과에 대한 다양한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.