• 제목/요약/키워드: 부족분 공급방식

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선택적 부족분 공급방식에 따른 댐 하류하천의 유황 변화 분석 (Flow duration change in downstream of reservoir by selective deficit supply method)

  • 최영제;박문형
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권12호
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    • pp.1021-1030
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    • 2022
  • 최근 우리나라의 물 관련 정책은 수량-수질-수생태 통합관리 방향으로 진행되고 있으며, 특히 하천의 자연성 회복이 주요한 이슈가 되고 있다. 이수기 댐 운영에 있어서는 가뭄, 물 수요 증가 등으로 용수공급 효과를 극대화시킬 수 있는 부족분 공급방식을 적용하고자하는 시도들이 이어지고 있다. 댐 운영에 부족분 공급방식을 적용하면 댐의 용수공급능력을 극대화 시킬 수는 있지만 하류 하천의 유량이 일정하게 유지된다는 특징이 있다. 자연하천은 오랜 시간동안 형성된 하나의 생태계로 유량의 변동성에 큰 영향을 받는다. 결국 부족분 공급방식을 적용한 댐 운영은 수량 관리에서는 효과적이지만 하천의 자연성 회복 및 수생태 측면에서는 부정적 영향을 미칠 수있다. 본 연구에서는 저수지 모의를 통해 보장량 공급방식, 부족분 공급방식, 선택적 부족분 공급방식 등의 댐 운영이 하류 하천 유황에 미치는 영향을 분석하고, 각 운영방식의 적용 효과에 대해 분석하고자 하였다. 그 결과 보장량 공급방식을 적용하면 하천의 유량 변동성은 크게 유지할 수 있으나 댐의 용수공급능력은 크지 않은 것으로 나타났다. 부족분 공급방식을 활용하면 용수공급능력을 증대시킬 수는 있으나 하류의 평수량과 갈수량의 차이가 매우 작아 유량의 변동성 측면에서는 매우 취약한 것으로 확인되었다. 선택적 부족분 공급방식을 적용할 경우 기간신뢰도를 95% 이상으로 유지하며, 하류 하천의 유황은 보장량 공급방식을 적용할 때와 유사하게 유지할 수 있는 것으로 분석되었다.

부족분 공급방식의 한강수계 저수지 시스템 용수공급능력 평가 (Water Yield Evaluation of a Reservoir System Based on a Deficit Supply in the Han River Basin)

  • 최영제;이은경;지정원;이재응
    • 대한토목학회논문집
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    • 제40권5호
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    • pp.477-484
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    • 2020
  • 우리나라의 용수공급은 대부분 저수지 운영에 의존하고 있어 저수지 운영은 안정적인 용수공급에 직접적인 영향을 미치게 된다. 하지만 최근 강우의 시공간적 변동성이 증가함에 따라 심도 깊은 가뭄의 발생이 잦아지고 있으며 동일 유역 내에서도 강우의 공간적 편차가 커지고 있다. 이러한 기후의 변화는 하류 지점의 안정적인 유량을 유지하기 위한 저수지 시스템의 운영에도 어려움을 증가시키고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 부족분 공급방식의 저수지 운영을 적용하여 저수지 시스템의 용수공급능력을 평가하고자 하였다. 이를 위해 한강유역에 위치한 9개 댐을 대상으로 저수지 모의운영을 실시하고, 분석결과의 평가지표로는 기간신뢰도, 양적신뢰도, 회복도 등을 활용하였다. 저수지 모의운영 모형은 일정량 공급방식 적용, 부족분 공급방식 적용, 부족분 공급 및 화천댐 실측방류량 적용 케이스 등 총 3개 케이스의 모형을 구축하였다. 그 결과 부족분 공급방식을 적용하였을 때 신뢰도와 회복도 등 모든 지표에서 저수지 시스템의 용수공급능력이 증가하는 것으로 분석되었다. 특히 기간신뢰도는 30 % 이상 증가하고 양적신뢰도는 약 4 % 증가하는 효과를 거둘 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서 수계 내의 모든 저수지가 각각 부여받은 용수공급량 충족이라는 목적과 동시에 하류 동일 지점의 안정적 유량유지를 목적으로 운영될 경우 수계전체의 용수공급능력 증대라는 효과를 얻을 수 있는 것으로 판단되었다. 또한 본 연구를 통해 부족분 공급방식의 저수지 운영이 강우의 공간적 변동성 증가와 같은 기후변화에 대응 가능한 효율적인 저수지 운영방안임을 확인할 수 있었다.

유기성 폐기물을 이용한 바이오가스 생산 (Biogas production using organic waste)

  • 유은실;홍순혁;김대영;전학수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.110.2-110.2
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    • 2011
  • 바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

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고지방식이를 섭취한 흰쥐에서 유청단백질 가수분해물의 섭취가 지질 농도 및 식욕 관련 호르몬에 미치는 영향 (Effects of Whey Protein Hydrolysates on Lipid Profiles and Appetite-Related Hormones in Rats Fed High Fat Diet)

  • 박정윤;박미나;최유영;윤숭섭;전호남;이연숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.428-436
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    • 2008
  • 본 연구에서는 고지방식으로 유도한 식이성 비만 모델 수컷 흰쥐에게 고지방식이와 함께 유청단백질 및 유청단백질 가수분해물을 급여하였을 때, 유청단백질 가수분해물의 섭취에 따른 체중, 장기 및 체지방, 지질 농도 및 식욕 조절호르몬에 대한 영향을 살펴보았다. 즉, 실험동물 흰쥐에게 18% 우지를 첨가한 고지방식을 기본으로 하여 질소원으로 유청단백질(whey protein concentrate 80: WPC80, 매일유업(주)) 10%를 4주간 공급한 후(control period), 4군으로 나누어서 고지방식을 기본으로 유청단백질, 유청단백질 가수분해물(whey protein hydrolysate), 유청 macropeptide fraction(whey macropeptide fraction; WH중 MW${\geq}$10,000)의 3종을 함유한 실험식이를 각각 6주 동안 급여하였다. 그 결과는 다음과 같다. 체중증가량 및 식이섭취량은 유청단백질 수준이나 가수분해물 섭취에 따른 실험군간 유의적 차이가 없었다. 간의 무게는 가수분해물 섭취에 의해 감소하였으나, 신장, 고환 및 비장의 무게는 실험군간 유의적 차이가 없었다. 한편, 신장의 무게는 고단백 식이에 의해 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 지방조직의 무게는 신장 주변 지방과 부고환 주변 지방 모두 유청단백질 수준이나 가수분해물 섭취에 따른 차이를 보이지 않았다. 혈청의 총 지질과 중성지방은 가수분해물 섭취에 의해 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 반면, 혈청의 총 콜레스테롤과 HDL 콜레스테롤은 유청단백질 수준과 가수분해물 섭취에 따른 차이를 보이지 않았다. 간 조직의 총 지질, 중성지방과 총 콜레스테롤은 가수분해물 섭취에 따라 차이가 없었으며, 고단백식이에 의해 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 일일 분 배설량은 고단백식이에 의해 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 분 중 총 지질함량과 중성지방 함량은 가수분해물 섭취 시 그 함량이 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 반면, 분 중 총 콜레스테롤 함량은 유청단백질 수준이나 가수분해물 섭취에 따른 영향을 받지 않았다. 혈청 중 glucose와 insulin 농도는 가수분해물 섭취 시 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 혈청 중 leptin 농도는 유청단백질 수준이나 가수분해물 섭취에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 혈청 중 ghrelin 농도는 고단백 식이에 의해 유의적으로 감소하였으며(p<0.05), 특히, 가수분해물 섭취 시 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과로부터 유청단백질 가수분해물의 섭취는 intact 유청단백질보다 흰쥐의 혈청과 간의 지질 농도를 저하시키고, 분 중으로의 지질배설량을 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 혈중 glucose 농도와 insulin 농도를 감소시킴으로서 인슐린 저항성을 개선시켰으며, ghrelin 감소를 통한 식욕조절 효과를 보였다. 한편, 본 연구에서 유청단백질 가수분해물이 체중감소나 조직의 지방량에는 영향을 미치지 않았는데, 이것은 본 연구에서 사용된 25% 단백질 수준이 체중감소나 조직 지방량에 영향을 미치기에는 부족한 수준이라 사료되며, 단백질 수준에서의 증가 또는 보다 장기간 동안의 섭취가 수행되어진다면 식욕 촉진 호르몬 분비 감소를 통해 체중 감소에 있어서 더 유의적인 효과가 나타날 것으로 사료된다.

동결토의 동상팽창압 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Frost Heaving Pressure Characteristics of Frozen Soils)

  • 신은철;박정준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.65-74
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    • 2003
  • 최근 우리나라는 산업화 및 기술의 현대화로 국토의 유효면적이 인구에 비해 부족하기 때문에 대규모 공유수면을 매립하여 지하구조물 설치를 위한 연약지반의 동결, LNG와 같은 저온 액체를 저장하기 위한 지하저장탱크 건설 및 주변지반의 동결 등 인공동결 공법에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 화강풍화루 실트질 흙, 모래질 흙에 대해서 동결시 흙의 거동을 지배하는 동상팽창압과 부동수분의 변화에 대해서 연구하였다. 즉, 단일방향으로 흙이 동결될 때 함수비에 지배되는 결과 뿐만아니라 시간과 온도변화에 대한 동상팽창압을 연관시켜 연구를 수행하였다. 그 결과, 동상팽창압을 보다 더 용이하게 측정할 수 있었고, 온도변화에 따른 동상팽창압과 수분특성을 알 수 있었다. 또한,TDR 장비를 이용하여 온도와 함수비와의 관계를 도출함으로서 동상팽창압이 발현되는데 지배적인 역할을 하는 수분 특성을 제시하였다. 실험조건은 매립지반의 특성상 지하수위가 지표면에 위치하며, 수분공급 방식 또한 수분이동이 없는 폐쇄형에 적합하므로 완전포화 및 각각의 포화도에 따라 동상팽창압 실험과 수분 특성 실험을 수행하였다. 연구 결과, 동상팽창압은 세립분을 많이 함유한 흙일수록 발휘되는 동상팽창압은 크게 나타났고, 동상이 발현되기까지의 시간과 동상 지속시간 또한 크게 나타났다. TDR을 이용한 부동수분 측정 결과, 온도가 감소할수록 부동수분이 급격히 감소하였고, 비표면적이 큰 세립분을 많이 함유할수록 부동수분이 많이 존재하였다. 이는 동결된 간극수의 체적증가로 인한 Ice segregation이 발생되어, 부동수분이 많은 흙일수록 동상팽창압도 증가하는 것으로 판단되었다.

실규모 현장 실험 기반 H-ADCP 초음파 산란도 활용 소하천용 하천 부유사 농도 측정 기법 개발 (Estimation of Suspended Sediment Concentration in Small Stream with Acoustic Backscatter from Horizontal ADCP based on Real-Scale Field Experiment)

  • 서강현;김동수;손근수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.1023-1035
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    • 2016
  • 부유사 농도는 유사이송해석, 하천 및 구조물의 안정성 평가 등에 있어서 매우 중요한 자료라 할 수 있다. 그러나, 국내의 경우 주로 재래식 채집방식으로 유사량을 관측하고 있어 유사량 자료가 현저히 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수평초음파도플러유속계(H-ADCP)에서 제공하는 신호대잡음비(SNR)와 레이저부유사측정기(LISST-100X)를 활용한 실측 부유사농도와의 상관관계를 구축하여 H-ADCP를 활용하여 공간 시간적으로 정밀한 유사량을 지속적으로 추정할 수 있는 기법을 개발하고자 한다. 이를 위해 H-ADCP의 신호대잡음비 보정식을 개발하였으며, 실규모 하천에서 유사를 인위적으로 공급하며 H-ADCP와 LISST를 활용하여 신호대잡음비와 부유사농도 자료를 계측하고, 개발된 보정식이 적용된 신호대잡음비-부유사농도(SNR-SSC) 관계식을 시범적으로 구축해 보았다. 구축한 SNR-SSC 관계로부터 상관계수 0.85~0.88의 상대적으로 높은 상관도를 가진 선형회귀식을 구성할 수 있었으며, 본 연구 결과는 자동유량측정장치로 사용되고 있는 H-ADCP를 적절히 활용할 경우 실시간 유사량 관측이 가능하다는 점을 시사한다.

통학 지방대학생의 아침식사 섭취실태와 바람직한 아침식단에 대한 제안 (A Survey on Breakfast of Commuting Local College Students and Suggestions for Desirable Breakfast Menu)

  • 이혜양
    • 한국식품영양학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.323-328
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    • 1998
  • 오늘날 급속한 경제발전과 식품가공 기술의 발달로 식생활이 더욱 풍요로운 듯 보이나 영양상태가 그와 비례해서 더욱 향상되었다고 할 수는 없다. 1995년 국민영양조사 결과에 의하면 우리 나라 성인의 약 40.8%가 열량이 부족하거나 과잉상태로 영양적인 불균형 상태에 있다고 한다. 오히려 바쁘고 편한 것을 추구함과 더불어 불규칙한 식사, 결식, 빈약한 조식, 부정당한 간식 등으로 식생활의 조화가 상실되고 있다고 볼 수 있겠다. 본 조사 결과 아침을 규칙적으로 하는 학생은 불과 남자가 32.9%, 여자가 26.5% 밖에 되지 않으며 결식이나 불규칙한 아침식사는 간식, 고지방식, 술 섭취빈도의 증가 등 부적절한 식이섭취와 연관되어 영양상의 불균형을 초래할 위험성이 있는 것으로 조사되었다. 간식으로 섭취하고 있는 인스턴트 식품이나 패스트푸드는 대부분이 열량, 지방, 나트륨 등이 많고 비타민, 무기질, 섬유소 등이 적은 편이어서 영양적으로 부적합하다. 아침식사는 규칙적으로 하는 것은 대단히 중요하다. 아침식사는 뇌 활동을 위한 에너지원인 포도당을 공급하는데 필수적으로 학업능력에 영향을 줄 수 있으며, 밤사이 공복 상태로 지낸 사람의 몸이 원하는 에너지 요구량을 채우며, 더 나아가서는 과식, 고지방식, 간식, 술의 섭취 빈도를 낮추어 균형잡힌 3식을 가능하게 한다. 이상적인 아침식사란 지방은 적게, 복합 탄수화물 함량은 높게 각종 비타민과 무기질을 비롯해서 우리 몸의 정상적인 활동에 필요한 모든 영양소를 충분하게 공급하는 것이라 하겠다. 덧붙여 올바르고 규칙적인 아침식사 습관을 생활화하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다. 아침식사의 중요성에 관해서는 널리 인식되어 있지만 실제 출근시간이나 등교시간에 쫓기고 있는 직장인이나 학생들이 균형있는 아침식사를 한다는 것은 어려운 일이다. 따라서 균형있는 식사는 커녕 식사할 시간도 마땅히 주어지지 않는 현대인들을 위한 영양가 있으면서 맛도 있고 간편한 아침식사의 개발은 필연적인 결과라고 볼 수 있겠다. 이처럼 아침이 바쁜 현대인들을 위해서 점심, 저녁 위주로 영업을 해왔던 패스트푸드점, 패밀리레스토랑 등의 외식업체들도 경쟁적으로 맛있고 조리시간이 짧으며 가격도 저렴한 각종 샌드위치와 빵, 소시지, 베이컨과 스크램블드 에그 등 아침식단 메뉴를 경쟁적으로 내놓고 있다. 이외 '퀵스톱'이라는 요기방 체인점이 등장하여 커피, 햄버거, 떡만두, 즉석 볶음밥 등을 팔고 있으며, '슐라스키', '써틴써티', '제이브래너스' 등 샌드위치 전문점들도 아침 외식인구를 흡수하고 있다. 영양학적으로 균형잡힌 젊은 세대를 위한 아침식단 메뉴를 개발했으면 하는 마음에 몇 가지 제안하는 바이다. 한마디로 요약하면 아침식사는 영양이 풍부하면서도 입맛을 돋구며 위에 부담이 적고 소화하기 쉬우면서 조리하기 간편해야 하겠다. 아침식사는 그날의 건강을 좌우함으로 영양소는 물론 열량에 대해서도 고려되어야 하는데 하루 필요한 열량의 3분의 1을 아침식사에서 섭취해야 한다. 바람직한 아침식사의 메뉴로 곡물 요리와 빵 요리 중에서 하나, 고기 및 달걀 오리 중에서 하나, 과일 및 야채 중에서 하나를 선택하면 영양적으로 실속이 있다고 한다. 또한 우유는 양질의 단백질, 칼슘 등이 들어있어 아침마다 1컵 이상씩 우유를 이용한 스프같은 음식의 조리법 및 물 대신 우유를 첨가하여 요리하는 융통성을 발휘하여야 한다. 아침식사에 바람직하다고 생각되는 탄수화물 식품들을 밥류, 죽류, 스프, 감자, 빵과 페이스트리, 시리얼 군으로 나누어 분류하여 보았다. 잡곡이나 콩 등을 혼식하는 것이 좋다. 곡물 요리 중에서도 잣죽, 호박죽, 버섯죽과 같은 죽류와 옥수수, 감자, 마카로니를 이용한 스프류는 먹기 편하고 위에 부담을 주지 않아 아침식사로 권장할만하다. 감자는 알칼리성 식품으로 하루에 한 개 정도 섭취하면 적당한데, 감자패티, 치즈를 곁들인 감자치즈 구이 등이 젊은 층의 기호에 적합하다. 요즘 젊은 층에서 많이 찾고 있는 빵과 페이스트리류는 피자토스트, 샌드위치, 프렌치토스트, 당근케이크, 크로와상 머핀, 베이글, 마늘빵 등을 들 수 있으며, 우유를 곁들인 시리얼과 오트밀도 영양학적으로 바람직하다. 아침식사로 적합한 단백질 식품으로는 달걀과 고기류를 들 수 있는데, 생선은 비린내 때문에 조리법에 신경을 써야 하므로 어려운 점이 있다. 달걀은 저장하기 쉽고 조리하기 쉬우며 맛과 영양적인 면에서도 손색이 없고 여러 형태로 요리가 가능하다. 달걀후라이에서부터 스크램블드 에그, 오므렛, 달걀찜까지 요리가 다양하며 여러 가지 부재료를 넣고 조리가 가능하여 단백질이나 비타민 등의 영양소를 얻기가 용이하다. 밥과 죽류에는 장조림을 곁들이면 무난하고, 달걀요리와 함께는 햄, 베이컨, 소시지가 적합하다. 조개류를 이용한 클램차우더스프는 서양에서는 널리 알려져 있는데 영양가는 물론 맛도 좋아서 권장할 만하다. 비타민과 무기질이 풍부하게 들어있는 식품으로는 과일과 야채류를 들 수 있는데 입맛이 없는 아침에 신선하여 식욕을 증진시키고 변통에도 도움을 준다. 과일류로는 귤, 딸기, 참외, 멜론, 사과, 배 등과 과일젤리, 과일 크레이프 등을 권장하며, 야채류로는 오이, 당근, 셀러리 등을 날 것으로 먹거나 오이당근 샐러드, 오이상추 샐러드, 양상치 샐러드, 상치치커리 샐러드(간장드레싱), 감자샐러드 등을 추천한다. 또는 과일과 야채를 이용하여 오렌지쥬스, 복숭아사과쥬스, 당근사과쥬스 등의 즙을 짜서 마셔도 시지 않고 맛있다. 마지막으로 조리시간을 줄이기 위해서 가공식품이나 인스턴트 식품을 자주 습관적으로 아침식사로 쓰다보면 식염이나 기름, 방부제 등을 무의식적으로 섭취하게 되니 가급적 천연식품을 전날 조리하거나 반조리 상태로 잘 보관해 두었다가 아침식사시 이용하도록 당부한다. Table 7에 아침식사로 바람직한 메뉴를 탄수화물 식품, 단백질 식품, 비타민과 무기질 식품별로 분류하여 1인분을 기준으로 칼로리를 요약하였다. 3종류 식품군의 여러 가지 메뉴 중에서 한가지씩을 각각 선택하고 전체적인 열량을 고려하면 쉽게 아침식단을 작성할 수 있을 것으로 생각된다.

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