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사고실험 - 상상의 작용과 한도에 대해 (Thought Experiments: on the Working Imagination and its Limitation)

  • 황희숙
    • 철학연구
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    • 제146권
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    • pp.307-328
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    • 2018
  • 과학을 비롯한 여러 학문분야에서 사고실험(thought experiments)의 사용은 오랜 역사가 있다. 특히 현대 분석철학의 문헌들 속에서 빈번하게 등장하는 사고실험들은 반사실적인 상황에 대한 시나리오로 구성되는데, 여기서 직관과 상상이 상식적 지식과 결합하여 작동하고 있는 것을 볼 수 있다. 사고실험은 논변 구성자에게 필요한 결론을 유도해 내기 위한 개념 분석적 장치다. 그런데 과연 철학의 사고실험들이 지식의 생산에 기여하며 불가피하고도 유익한 것인지에 대해서는 의문의 여지가 있다. 특정한 사고실험이 제시되었을 때, 이를 대면하고 있는 우리가 그 논변의 유도방향에 대해 어떤 무력감이나 속임수의 느낌을 받는다면, 이는 주목해야할 현상일 것이다. 필자는 이에, 사고실험의 적절성 문제를 유명한 사고실험 세 가지 즉, 톰슨의 '병든 바이올리니스트', 퍼트남의 '통속의 뇌', 설의 '중국어 방' 사고실험을 놓고 논의한다. 사고실험에 대해 느끼는 불편함의 원인은 무엇일까? '상상적인 사고실험'들은 실재에 대한 판단 및 정보가 틈새를 보이는 상황에서 구축되어 제시되는 바, 가상적 상황에 대한 논변이다. 그런데 사고실험에서 유관한 배경적 조건들에 대해 부적절하거나 불확실한 바가 있거나, 임의적으로 기술된 요소가 있다면 그 사고실험은 의구심을 불러일으킬 수 있다. 사고실험의 추론이 실제 철학적 문제들에 어떤 적실성과 유효성을 가질 수 있는지를 따져보아야 한다. 호프스태터가 보여주듯이 사고실험의 시뮬레이션 속에 포함된 여러 요소들의 설정을 바꿈으로써 즉 '노브 설정(knob setting)'을 달리함으로써 구성자의 결론과는 다른 결론이 나올 수도 있다. 이렇듯 사고실험의 시나리오에는 철학자의 상상과 이론적 편향이 들어있으며, 그 상상이라는 도구는 오직 제한적으로만 사용되어야 한다는 것이 이 글의 주장이다.

자기생산 기계 시스템과 3차 사이버네틱스의 등장 (Autopoietic Machinery and the Emergence of Third-Order Cybernetics)

  • 이성범
    • 비교문화연구
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    • 제52권
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    • pp.277-312
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    • 2018
  • 1940년대와 50년대에 등장한 1차 사이버네틱스 이론은 관찰 주체를 배제한 채 관찰하고자 하는 대상에 대한 객관적이고 보편적인 작동 메커니즘을 연구하는 방법론이다. 반면에 1970년대에 등장한 2차 사이버네틱스 이론은 시스템을 관찰하는 관찰자의 인식론적 구조 자체를 연구 대상으로 여기면서 인식 방식의 주관성, 개별성, 다양성을 인정하는 방법론이다. 훔베르토 마투라나와 프란시스코 바렐라는 2차 사이버네틱스의 탐구 영역을 인간 관찰자로 대표되는 생물학적 시스템의 작동 메커니즘 연구로 확대한다. 그들은 살아있는 시스템이 지닌 자기 조직화와 자기 재생산 메커니즘을 규명하는 일을 2차 사이버네틱스의 핵심적 연구 과제로 여긴다. 생물학적 시스템이 지닌 자기생산 능력을 기계적으로 재현하는 시스템 탐구는 통제 메커니즘 연구를 새로운 단계로 나아가게 하므로 3차 사이버네틱스라고 불릴만하다. 1차 사이버네틱스가 관찰자를 배제한 채 객관적 시스템에 대한 통제 기제를 탐구하고 2차 사이버네틱스는 인간으로 대변되는 생물학적 작동 메커니즘을 탐구한다면 3차 사이버네틱스에서는 살아 움직이는 시스템을 인위적으로 재창조하는 생명-기계 융합 시스템을 연구한다. 생물학적 시스템의 기계적 재생산을 현실화하는 일은 클라우스 슈밥의 4차 산업 혁명이나 에릭 브린욜프슨과 앤드루 맥아피가 제안하는 제2 기계 시대의 핵심적 화두 중 하나이다. 자기생산의 인위적 재현이 가능하게 되면 인간중심주의에서 인간과 기계가 다양한 형태로 결합되는 포스트휴먼 시대로 나아간다. 미국 소설가 딘 쿤츠의 소설 "악마의 씨앗"은 기계의 자기생산 능력을 주제로 삼는다. 1973년판과 이를 개정한 1997판를 비교하면 작가의 논점이 2차 사이버네틱스에서 3차 사이버네틱스로 변하고 있음을 읽을 수 있다. 1973년판에서는 과학 기술에 대한 공포심을 보여주는 인간 관찰자와 기술 만능을 주창하는 인공지능 프로테우스의 차이가 부각되나 궁극적으로는 인간 관찰자가 담론의 주도권을 행사하고 있다. 1973년에 비해 훨씬 기술 지배력이 강화된 1997년도에 출판된 수정본에서는 과학 기술에 대해 공포감을 느끼는 인간 화자는 사라지고 기술 만능을 자랑하는 인공지능 프로테우스가 처음부터 끝까지 이야기를 주도한다. 더 나아가 그는 첨단 지능뿐 아니라 인간 주인공 수잔에게 성적 갈망을 표출하는 남성적 정체성을 획득하여 더 이상 인간의 통제 대상으로 이용되는 기계가 아닌 이성을 욕망하는 능동적 주체가 된다. 남성 정체성 획득은 프로테우스의 기계적 자율성이 극대화됨을 의미한다. 여기서 우리가 주목할 만한 일은 프로테우스가 만든 인공지능 아이는 과학기술을 활용한 우생학이 앞으로 도래할 미래에 보편화될 수 있다는 우려를 낳게 하는 존재라는 사실이다. 프로테우스는 인간의 유전병을 고치고 유전자를 변형하여 완벽한 신체를 꿈꾼다. 또한 방대한 첨단 지성을 인간-기계 생명체에 주입하여 최고의 지성을 갖추도록 기획한다. 즉 그는 상품가치를 지닌 우수한 신체적 조건과 지적 자질을 기계적으로 재현하는 능력을 갖춘다는 측면에서 디지털 표준화를 추구한다. 결국 이런 기술적 우생학은 고전적 휴머니즘이 지닌 장점에 심각한 위해를 가하는 결과를 초래한다. 인간은 양도할 수 없는 자기 운명의 주관자가 아니라 언제든지 공학적으로 변경 가능한 구성물로 전락할 위험성을 동반하기 때문이다.

황기 및 천년초 첨가가 홍삼음료의 품질에 미치는 영향 (Effect of Astragali Radix and Opuntia humifusa on Quality of Red Ginseng Drink)

  • 유상권;김성원;정경환;문성권;유광원;최원석
    • 산업식품공학
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    • 제14권4호
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    • pp.299-306
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    • 2010
  • 본 연구에서는 홍삼음료의 다양화 및 기능성 강화와 여러 기능성을 가진 황기의 식품으로의 활용에 역점을 두고, 기존의 증점제를 대신하여 동결건조 천년초열매를 첨가한 새로운 기능성 홍삼음료을 개발하고자 하였다. 먼저 높은 항산화활성을 지닌 황기추출물을 얻고자 추출용매의 지용성정도를 달리하면서(100(증류수) : 0(95% 에탄올), 75 : 25, 50 : 50, 25 : 75) $80^{\circ}C$에서 추출한 추출물의 항산화활성을 측정한 결과, ABTS 및 DPPH radical 소거능 실험에서 증류수의 비율이 증가할수록 추출물의 항산화력이 증가하는 것으로 나타났다. 추출용매의 온도에 의한 황기추출물의 항산화활성 차이를 알아보고자 추출용액의 온도를 달리하면서(60, $80^{\circ}C$) 추출한 추출물의 항산화활성을 비교해 본 결과, $80^{\circ}C$에서의 추출물이 증류수와 에탄올혼합비율과는 상관없이 대부분 $60^{\circ}C$ 추출물보다 높은 값을 나타내었다. 기존의 점증제를 대신하여 다양한 기능성을 함유한 천연물 소재인 천년초분말을 선택하였으며, 구아검용액과 농도별 점도를 비교해 본 결과, 구아검 0.1%(w/v) 용액과 비슷한 점도를 나타내기 위해서는 천년초분말의 경우 1-2%(w/v)의 농도가 필요한 것으로 분석되었다. 황기와 천년초 첨가가 홍삼용액의 저장성($35^{\circ}C$)에 미치는 영향을 조사하기 위하여 이들 용액의 pH와 총미생물수를 7일 동안 측정하였다. 홍삼용액에 황기와 천년초를 첨가한 경우, 저장 1일째 부터 pH가 급격히 감소하기 시작하였으며, 저장 3일째에는 pH가 약 3.6까지 떨어진 다음, 저장 6일 이후에는 다소 pH가 증가하였으며, 천년초분말을 첨가한 용액에서는 황기의 농도증가에 의한 유의적 pH 감소는 나타나지 않았다. 천년초를 첨가한 홍삼용액의 경우 황기의 농도와는 상관없이 저장 7일째 미생물의 성장을 관찰할 수 없었으며, 천년초를 첨가하지 않은 시료에 비해 6 log cycle 이상의 큰 살균효과를 나타내었다. 황기(3, 5%, w/v), 천년초(1.2%, w/v)를 함유한 홍삼용액(5%, w/v)이 대장암 및 뇌종양세포 증식에 미치는 영향을 각각 0.5 mg/mL과 1 mg/mL의 농도에서 살펴본 결과, 종양세포에 대한 의미 있는 증식억제효과는 나타나지 않았다.

Heterotrimeric Kinesin 2 모터 단백질의 Carboxyl-말단과 β2-tubulin의 결합 (The Carboxyl-terminal Tail of a Heterotrimeric Kinesin 2 Motor Subunit Directly Binds to β2-tubulin)

  • 정영주;박성우;김상진;이원희;김무성;엄상화;석대현
    • 생명과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.369-375
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    • 2019
  • 미세소관은 알파- 와 베타-tubulin의 이량체가 종합되어 형성되며, 또한 세포내에서 tubulin 수송은 섬모나 편모와 같은 세포 부착 기관의 성장에 중요한 역할을 한다. Kinesin 2는 kinesin superfamily (KIF)의 분자 모터 단백질의 한 종류로 미세소관를 따라 다양한 운반체를 운반하며, 2종류의 다른 모터 단백질(KIF3A, KIF3B)과 kinesin-associated protein 3 (KAP3)로 구성되어 있다. Kinesin 2는 KIF3A의 cargo binding domain을 통하여 다양한 단백질과의 결합이 알려져 있지만, 아직 결합단백질의 다수는 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 KIF3A와 결합하는 단백질을 분리하기 위하여 효모 two-hybrid system을 사용하여 탐색한 결과 미세소관의 단위체의 한 종류인 ${\beta}2-tubulin$ type (Tubb2)을 분리하였다. Tubb2는 KIF3A와 결합하지만, KIF3B, KIF5B와 kinesin light chain 1 (KLC1)과는 결합하지 않았다. Tubb2의 C-말단은 KIF3A와의 결합에 필요하며, 다른 KIF3A는 Tubb의 isoforms인 Tubb1, Tubb2, Tubb3, Tubb4, Tubb5와도 결합하였다. 그러나 Tuba1은 KIF3A와 결합하지 않았다. 생쥐의 뇌 파쇄액을 KIF3A 항체로 면역침강한 결과 Tubb2는 heterotrimeric kinesin 2의 구성단백질들과 같이 침강하였다. 이러한 결과들은 heterotrimeric kinesin 2는 tubulin과 결합하여 세포 내에서 tubulins을 운반하는 것을 시사한다.

남성 노인의 전립선 증상, 수면의 질, 삶의 질에 관한 연구 (A study of prostate symptom, sleep quality and quality of life in the community-dwelling korean elderly)

  • 신경림;강윤희;신미경
    • 한국노년학
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    • 제28권4호
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    • pp.1041-1054
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    • 2008
  • 본 연구의 목적은 노인의 전립선 증상 정도와 그 유형에 대해 알아보고 전립선 증상과 삶의 질, 수면의 질과의 관계를 파악하기 위함이다. 연구 대상자는 2단계 BK(Brain Korea)21 핵심 사업팀에 의해 구축된 노인 건강 통합 DB의 65세 이상 남 여 노인 230명 중 남성 노인 100명을 대상으로 하였다. 연구도구는 남성 전립선 증상 측정도구(IPPS), 수면 질 측정 도구(PSQI)와 삶의 질 측정 도구(SF-36-K)이었다. 각 도구의 해석은 점수가 높을수록 전립선 증상이 심한 것을 의미하며, 점수가 높을수록 수면의 질 정도가 낮고, 5점 이상은 수면이 방해받고 있음을 의미한다. 또한, 삶의 질 측정 도구에서는 각 건강 상태 관련 삶의 질 점수가 높을수록 삶의 질이 높음을 의미한다. 자료분석은 빈도와 백분율, 평균과 표준편차로 일반적 특성, 대상자의 전립선 증상, 유형, 수면의 질과 삶의 질 정도를 산출하였다. 대상자의 전립선 증상과 수면의 질, 삶의 질과의 관계 파악은 Pearson's correlation coefficient을 실시하였다. 대상자의 평균 연령은 71.44세였으며 대상자의 전립선 증상은 35점 만점에 평균 8.01(${\pm}7.91$)점이었고, 중등도 이상의 대상자가 연구 대상자의 44%를 차지하였다. 대상자의 수면의 질은 21점 만점에 평균 4.20(${\pm}2.25$)점으로 나타났으며 수면 하부 영역별로는 주관적 수면의 질, 수면 잠재기, 수면 기간, 수면방해, 낮 동안 기능장애, 수면제사용, 수면 효율성 순으로 영역별 수면의 질이 낮은 수준을 보였다. 전립선 증상과 수면의 질(r=.272, p=.006)은 전립선 증상이 심할수록 수면이 질이 낮아지는 것을 의미하는 양의 상관관계를 보였고, 전립선 증상과 양의 상관관계를 보이는 수면 하부 영역인 주관적 수면의 질(r=.237, p=.017)과 수면 방해 영역(r=.269, p=.007)별 관계있는 세부 전립선 증상으로는 각각, 긴급뇨, 세뇨, 야뇨; 잔뇨, 간헐적 뇨, 긴급뇨, 야뇨이었다. 전립선 증상과 신체적 건강 관련 삶의 질(r=-.197, p=.049)은 전립선 증상이 심할수록 신체적 건강 관련 삶의 질이 낮아지는 것을 의미하는 음의 상관관계를 보였으며, 신체 건강 관련 삶의 질에 상관관계가 있는 세부 전립선 증상은 잔뇨감 증상이었다. 이상으로 본 연구결과에서 다수의 남성들이 전립선 증상을 호소하고 있으며 이로 인한 수면의 질과 건강 관련 삶의 질정도가 낮아짐을 알 수가 있다. 따라서 전립선 증상 관리법에 대한 간호 중재 교육이 시급함을 알 수가 있다.

최소 침습적 충진 및 통상적 인레이 법으로 수복한 대구치의 응력 분포: 3-D 유한 요소 해석 (Stress distribution of molars restored with minimal invasive and conventional technique: a 3-D finite element analysis)

  • 양선미;김선미;최남기;김재환;양성표;양홍서
    • 구강회복응용과학지
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    • 제34권4호
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    • pp.297-305
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    • 2018
  • 목적: 다양한 형태의 공동 설계 및 재료를 이용한 하악 대구치의 치아 구조 및 intracoronal 수복물에서 발생하는 응력 분포 및 최대 von Mises 응력을 분석하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 콤포지트레진 및 금으로 수복한 통상적 교합면 와동과(OR-C, OG-C) 인접면 와동(MR-C, MG-C) 및 콤포지트레진으로 충전한 최소 침습적 와동을 갖는 교합면 와동(OR-M) 및 인접면 와동(MR-M)의 형상을 하악 삼차원 입체 모델로 설계했다. 저작력을 부여하기 위해 총 교합력 200 N의 정적 축 방향 하중을 10개의 교합 접촉점에서 치아에 적용했다. 유한 요소 해석은 교합 하중에 의해 생성 된 응력 분포를 예측하기 위해 수행되었다. 결과: 최소 침습적 설계를 가진 수복물은 통상적 와동 설계(341.9 MPa - 397.2 MPa)에 비해 von Mises 응력(OR-M 모델: 26.8 MPa, MR-M 모델: 72.7 MPa)의 값이 현저하게 낮았다. 치아 내부에서 최대 von Mises 응력의 크기는 통상적 와동 설계(372.8 - 412.9 MPa) 및 최소 와동 설계(361.1 - 384.4 MPa) 모델에서 유사했다. 결론: 최소 침습성 모델은 수복물 중에서 최소의 von Mises 응력이 생성되었다. 법랑질 내에서는 최대 von Mises 응력이 최소 공동 설계와 기존 설계의 모델에서 유사한 크기로 관찰되었다.

Potential Contamination Sources on Fresh Produce Associated with Food Safety

  • Choi, Jungmin;Lee, Sang In;Rackerby, Bryna;Moppert, Ian;McGorrin, Robert;Ha, Sang-Do;Park, Si Hong
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.1-12
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    • 2019
  • 신선한 농산물 섭취와 관련된 많은 장점들이 전세계적으로 발표되고 있으며, 지속적인 섭취를 장려하고 있다. 일반적으로 과일과 채소는 최소한으로 가공되기 때문에 천연의 성분들이 건강을 증진시키는 역할을 하기도 하지만 그만큼 질병을 일으킬 수 있는 매개체가 존재할 수 있는 가능성이 매우 높다. 세계 보건기구 (WHO)의 보고서에 따르면 10명 중 1명이 식품에 의해 발생하는 질병으로 고통 받고 있으며, 전 세계적으로 매년 42만 명이 식중독으로 사망하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 신선 식품은 농장에서 수확할 때부터 소비자의 식탁에 오르기까지 다양한 경로에서 쉽게 오염 될 수 있다. 본 리뷰논문에서는 신선식품에 의해 발생할 수 있는 질병을 이해하기 위해 화학적, 생물학적, 그리고 물리학적 위험요소로부터 식중독을 일으키는 원인과, 증상, 그리고 검출 방법에 대해서 기술 하였다. 화학적 위험요소의 대표적인 예로는 농약(살충제, 살균제, 및 제초제), 천연 독소 (곰팡이 독소 및 식물 독소), 그리고 중금속 (수은 및 카드뮴) 등이 있으며 이는 크로마토그래피 및 나노 기술 등을 이용하여 검출 할 수 있다. 하지만, 여러 실험에도 불구하고 화학적 위험 요소는 그 구조가 다양하기 때문에 위험 요소를 검출하는 하나의 표준 방법을 수립하기 힘들다. 신선한 과일과 채소는 영양분과 수분이 풍부하기 때문에 박테리아성 병원균 (Salmonella, E. coli O157: H7, Shigella, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus), 바이러스 또는 기생충에 의해 쉽게 오염이 되며, 이를 검출하기 위해 주로 다양한 분자 생물학적 기술이 사용되고 있다. 마지막으로 물리적 위험요소인 유리, 금속, 자갈 등과 같은 매개체는 가공 공정 중에 식품에 유입되어 소비자에게 신체적 상해를 줄 수 있다. 이러한 위험요소를 줄이기 위해서 X-선 검사와 같은 투시 시스템을 이용하여 위해물질을 탐지하거나, 생산에 관여하는 직원 교육을 통해 2차 감염을 줄일수 가 있다.

식품 중 철클로로필린나트륨의 HPLC 및 LC/MS 최적 분석법과 타당성 검증 (The Optimization and Verification of an Analytical Method for Sodium Iron Chlorophyllin in Foods Using HPLC and LC/MS)

  • 정희선;박영주;김은겸;박예림;김진미;야마구치토쿠타로;이찬;서희재
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.148-157
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    • 2019
  • 본 연구는 현재 우리나라에서 착색료로 사용허가 되어 있지만 아직 분석법이 개발되지 않은 철클로로필린나트륨의 최적 분석법을 개발하기 위하여 진행되었다. 철클로로필린나트륨은 HPLC-PDA (390 nm), Inertsil ODS-2 column, 1% 초산을 함유한 메탄올-물(80:20, v/v)을 이동상으로 분석할 때 가장 우수한 분리능과 재현성을 나타내었다. UPLC/MS를 통하여 철클로로필린나트륨의 주유도체를 확인한 결과 철 클로린 e4(Fe-chlorin e4)와 철 이소클로린 e4(Fe-isochlorin e4)가 피크의 주요 구성성분임을 확인하였다. 최적 분석법의 타당성을 확보하기 위해 직선성, 검출한계, 정량한계, 정확도, 정밀도, 회수율 분석을 실시하였다. 검량선의 $R^2$은 0.9999, 검출한계는 0.1 mg/kg, 정량한계는 0.3 mg/kg로 나타나 직선성, 검출 한계, 정량한계가 모두 우수하였다. 정확도는 일내분석 93.9~100.8%, 일간분석 99.3~104.95%로 나타났고, 정밀도는 일내분석 2.0~5.4%, 일간분석 4.6~7.7%로 나타났다. 회수율은 수용성 식품(캔디)과 지용성 식품(샐러드드레싱)에서 각각 93.3~104.4%(RSD 0.3~4.3%)과 82.6~114.9%(RSD 1.2~2.0%)로 나타나 국제표준화 기구(ISO)의 기준에 적합하였다. 본 연구는 식품 중 함유된 철클로로필린나트륨을 분석하고 그 유도체를 확인한 결과로 향후 공인분석 방법으로 활용 가치가 클 것으로 기대된다.

Changes in Korean Consumers' Perception on Food Preservatives by a Risk Communication Booklet

  • Kim, Suna;Kim, Ji-Sun;Kang, Hee-Jin;Lee, Gunyoung;Lim, Ho Soo;Yun, Sang Soon;Kim, Jeong-Weon
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.417-426
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    • 2018
  • 본 연구는 학부모를 대상으로 식품첨가물 및 보존료에 대한 인식 수준과 정보요구도를 파악하고 이를 바탕으로 학부모의 식품첨가물 및 보존료에 대한 올바른 이해와 안전한 식생활을 위한 교육자료를 개발하고자 하였다. 2014년 서울 경기지역 초등학생을 둔 학부모 381명을 대상으로 식품첨가물 및 보존료에 대한 인식 및 정보요구도에 대한 설문조사를 수행한 결과 응답자 중 가공식품 구입 시 안전성을 가장 중요한 요소라고 응답하였으며, 41.5%가 식품 첨가물을 가장 식품안전을 위협하는 것이라고 응답하였으며, 식품 첨가물 중에서는 보존료가 가장 위험하다고 응답하였다. 그러나 응답자의 90.6%가 식품첨가물 및 보존료에 대한 교육 경험이 없다고 응답하였다. 설문결과와 학부모들의 정보요구도에 따라 교육홍보책자인 '보존료 바르게 알기'를 개발하였다. '보존료 바르게 알기'는 '보존료란 어떤 물질인가요?', '보존료는 어떤 종류가 있나요?', '보존료는 안전한가요?', '가공식품, 어떻게 섭취해야 하나요?', '식품첨가물은 식약처가 철저히 관리하고 있어요' 등의 5장으로 구성하여 소비자인 학부모들이 알고 싶어하는 내용들을 알기 쉽고 재미있게 전달할 수 있도록 구성하였다. 개발된 교육홍보책자를 초등학교 학부모에게 시범 적용한 결과, 사전 18.9%만이 보존료가 무엇인지 알고 있다고 응답한 수준에서 사후 90.9%가 그 역할을 이해하고 72.7%가 안전하다고 응답하여 개발된 책자가 보존료에 대한 이해도를 크게 높이고 보존료에 대한 오해를 바로잡을 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 교육홍보책자는 학부모를 비롯한 일반소비자들에게 보존료에 대한 이해를 높일 수 있는 효과적인 정보전달매체로 활용될 수 있을 것이다.

아밀로이드 베타(amyloid beta)로 유도된 인지장애 마우스 모델에서 갑주백목(Diospyros kaki) 추출물의 인지기능 및 뇌 신경세포 보호 효과 (Protective effect of Gabjubaekmok (Diospyros kaki) extract against amyloid beta (Aβ)-induced cognitive impairment in a mouse model)

  • 유슬기;김종민;박선경;강진용;한혜주;박효원;김철우;이욱;허호진
    • 한국식품과학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.379-392
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    • 2019
  • 본 연구에서는 갑주백목 에탄올 추출물(ethanolic extraction from Diospyros kaki (Gabjubaekmok))을 이용하여 in vitro 항산화 활성과 더불어 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 저하를 갖는 마우스 모델에서 인지기능 및 뇌 신경세포 보호 효과를 검증하였다. 갑주백목 추출물은 양성대조군과 비교하여 우수한 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거활성($IC_{50}=83.30$, $403.88{\mu}g/mL$) 및 MDA 생성 억제 활성($IC_{50}=62.10{\mu}g/mL$)을 보여주었고, in vitro 아세틸콜린 분해효소 억제 활성은 $312.82{\mu}g/mL$$IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, MC-IXC 뇌 신경세포에 과산화수소를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 뇌 신경세포 사멸에 대해 보호 효과를 나타냈다. 갑주 백목 추출물의 인지기능 개선 효과를 확인하기 위하여 $A{\beta}$를 사용하여 인지기능 장애 마우스 모델을 수립하였으며, Y-미로, 수동 회피 및 Morris 수중 미로 실험과 같은 행동실험을 통해 인지 및 기억능력에 대한 개선 효과를 나타냈다. 이후 마우스 뇌조직에서의 아세틸콜린 함량의 증가 및 아세틸콜린 분해효소의 활성을 억제함으로써 cholinergic 시스템을 보호하였고, SOD, 환원형 GSH 및 MDA 함량 측정을 통해 항산화 시스템을 개선시켜줌을 확인하였다. 더불어 뇌 조직의 미토콘드리아에서 ROS의 생성 억제, MMP 보호 및 ATP 함량을 회복시켜주었으며, western blot 분석을 통해 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인을 억제시켜 줌으로써 면역반응에 관여하는 JNK의 인산화를 감소시키고 Akt 신호전달을 활성화시켜 세포자동 사멸화를 억제시키는 것으로 확인되었다. 마지막으로 HPLC 분석을 통해서 갑주백목의 주요 생리활성물질이 갈산으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 갑주백목 에탄올 추출물은 뇌 조직에서의 cholinergic 및 항산화 시스템 보호효과를 통해 $A{\beta}$ 처리에 대하여 학습 및 기억 능력을 개선 시킬 수 있는 천연 소재로서의 가능성뿐만 아니라 $A{\beta}$ 및 과산화수소로부터 유발된 산화적 스트레스의 환경에서 뇌신경세포를 보호함으로써 알츠하이머성 질환과 같은 퇴행성 뇌신경질환을 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.