• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.820-825
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• 2007

지렁이 분변토는 낙엽이나 땅 속의 썩은 뿌리 등을 먹고 장 내의 효소에 의해 부숙화시켜 섭취한 먹이의 80% 이상을 그대로 배설한 질소, 인산, 칼륨 등의 함량이 매우 높고 미생물량도 $10^8$ CFU 이상이 되는 천연비료이다. 또한, 분변토의 단립 구조는 통기성 및 투수성이 매우 우수하며, 비표면적이 크고 양이온 교환용량(2.30-4.60 mg/g-soil)이 높아 탈취 능력이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 분변토의 특성을 유지하고 내구성을 향상시켜주기 위해 폐 polyurethane form을 binder로 하여 담체를 제조한 후, 이를 충전한 바이오필터를 대상으로 악취가스 중 황화수소의 제거 성능을 평가하였다. 본 담체는 별도의 배지를 사용하지 않고 분변토 자체에 포함된 유기, 무기물질을 이용하고, 분변토 자체에 있는 미생물을 이용하여 황화수소를 제거할 수 있었다. 황화수소 주입직후부터 lag phase없이 100%의 제거효율을 보였다. 공간속도 50 $h^{-1}$인 경우 입구농도 450 ppmv까지 출구에서 황화수소가 검출되지 않았으며, 악취가스의 입구 농도가 증가함에 따라 바이오필터의 제거효율이 감소하여 출구의 황화수소 농도가 증가하였다. 이 후 950 ppmv까지 약 93% 이상의 우수한 제거효율은 보였고, 약 61.2 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$의 최대제거용량을 얻을 수 있었다. 90% 이상의 제거효율을 갖는 황화수소의 최대제거용량은 SV 50 $h^{-1}$에서 300 $h^{-1}$로 증가함에 따라, 61.2, 65.9, 84.7, 89.4 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 증가하다가 SV 400 $h^{-1}$ 에서는 약 59.3 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 감소하였다. 공간속도의 증가에 따른 최대제거속도$(V_m)$와 포화상수$(K_s)$를 Michaelia-Menten식으로부터 구한 결과, 각각 66.04, 88.96, 117.35, 224.15, 227.54 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 비례적으로 증가하였으며, 반면 포화상수는 79.97, 64.95, 65.37, 127.72, 157.43 ppmv으로 감소한 후 다시 증가하는 경향을 보였다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제27권2호
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• pp.55-62
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• 2009

우유는 110여 종에 달하는 다양한 영양소를 골고루 함유하고 있어 성장기 어린이들에게 영양학적으로 완전에 가까운 식품으로 알려져 있다. 전세계 인구의 75% 정도가 유전적으로 유당을 소화시키는 능력이 부족한 이른바 유당불내증 때문에 우유 소비를 가로막는 최대 장애요인이 되고 있다. 우유의 섭취 부족으로 인하여 영양소의 결핍이 초래되어 골다공증, 고혈압, 결장암의 발병율이 증가하고 있는 추세이다. 식품 중에 함유된 유당이 체내에 흡수되려면 소장내에서 가수분해가 일어나야 한다. 유당을 분해하는 효소를 락타아제 또는 $\beta$-갈락토시다아제라 한다. 유당의 가수분해로 생성되는 포도당은 혈당이나 에너지원으로 이용되지만, 갈락토오스는 유아의 뇌조직 성분인 당지질의 합성에 이용된다. 임상적으로 유당불내증은 breath hydrogen production test로 진단할 수 있다. 유당불내증은 유럽인 25%, 히스패닉계, 인도인, 흑인 및 유대인 50~80%, 아시아인과 아메리카 인디언의 경우 거의 100% 생기는 것으로 보고되었다. 성인의 경우 유당을 가수분해할 수 있는 능력 즉, 락타아제 지속성(lactase persistence)이 북유럽 인들에게는 흔한 표현형 인 반면 그 외 지역에서는 락타아제 비지속성(lactase non-persistence) 또는 성인형 저유당분해 효소증(adult-type hypolactasia)이 가장 흔하게 나타난다. 유전자 분석 결과 인간의 락타아제 유전자의 5' 말단으로부터 13910째 염기의 다혈성(C/T-13910 single nucleotide polymorphism)이 락타아제 지속성과 관련이 있다는 사실이 밝혀졌다. 유당불내증을 완화하기 위해서는 1회분으로 한 컵 이하, 타 식품과 함께 마실 것, 탈지유보다는 전지유, 요구르트 유산균과 함께 마실 것 등이 권장되며 위배출지연도 유당불내증 개선에 효과적이다. 기존 유당불내증 진단법은 지나치게 많은 유당을 투여함으로써 유당불내증 비율이 과장되어 있으므로 정확한 진단법의 개발이 필요하다. 발효유 제품이나 저유당 제품을 개발하면 유당불내증으로 인한 유제품의 소비 부진을 크게 해소할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국균학회지
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• 제25권4호통권83호
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• pp.257-267
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• 1997

강원도 양양군 일원 야산의 뽕나무에서 자생하고 있는 상황버섯 형태의 자실체를 채집하고, 그 자실체로부터 Phellnus속의 한 균주를 분리동정하였으며, 액체배양에 의하여 분리 균사체의 대량생산을 위한 배양조건, 배지조성 및 배양장치의 영향을 조사하였다. 자실체는 표면이 검으며 거칠고, 갓의 안쪽은 황갈색으로 평평하였으며, 자실층이 두터웠고(5-7 cm), 말굽형으로 조직이 매우 단단하여 전형적인 상황버섯의 형태를 나타내었다. 또, 조직 일부를 water agar에 이식하여 순수분리한 결과, 분리된 균사체는 황갈색으로, PDA 평판배지에서 자갈색의 색소를 분비하였으며, 균사는 clamp connection을 형성하지 않았고, 많은 branch가 있었다. 또 laccase, tyrosinase 및 peroxidase activity를 가지고 있어, 본 균주는 Phellinus속의 한 균주로 확인되었다. 플라스크 배양에서 균사체 생성을 위한 최적배양조건은 접종비 5%(v/v), 배지액량 70 mL, 교반속도 150rpm, 초기 pH 6, 배양온도 $30^{\circ}C$ 및 배양기간은 8일이었다. 또, 반응표면분석에 의한 최적 배지조성은 glucose 12.12 g/L, sucrose 12.12 g/L, yeast extract 11.15 g/L, malt extract 11.15 g/L, $KH_2PO_4$ 0.855 g/L 및 $CaCl_2$ 0.855 g/L 이었으며, 배양 4일 및 8일 후 균사체량은 각각 1.95 및 9.89 g/L 이었고, 최대 비생육속도 $0.020\;hr^{-1}$, 생산성은 1.25 g/L/day이었다. 그러나 서로 다른 3종의 배양장치를 사용한 결과, 3 L air-lift fermentor에서 통기량 2.5 vvm으로 4일간 배양하였을 때, 약 7.5g/L의 균사체를 얻을 수 있었으며, 이때, 최대 비증식속도는 $0.033\;hr^{-1}$, 생산성은 1.9g/L/day로, 같은 기간내 플라스크 배양시 보다 각각 1.7 및 4.2배가 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제42권1호
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• pp.40-46
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• 2006

우유에 풍부하게 존재하는 유당은 galactose와 포도당의 $\beta(1\rightarrow4)$ glycosidic 결합으로 구성되어 있고, 인간에서 이를 가수분해하는 효소는 lactase, 세균에서는 $\beta-galactosidase$로 알려져 있다. Lactase의 활성이 낮은 사람이 우유를 섭취했을 경우 일시적인 설사를 일으키고 때로는 만성적인 대감의 염증으로 인한 만성설사의 원인이 되기도 한다. 겨울철에 젖소를 사육하는 축사 주변에서 저온에서 생육하는 세균 AS-20을 분리하여 $\beta-galactosidase$ 활성을 갖는 균주를 선별하고 온도별로 분리균의 성장을 조사하였다. 그 결과 대장균이 자라지 못하는 $10^{\circ}C$에서도 분리된 AS-20은 생육이 가능하였고 생육 최적온도는 $30^{\circ}C$이였으며 이 온도에서 세대시간은 60여분 이었다. AS-20의 생화학적 특성을 bioMerieux Vitek Gram negative identification card (GNI+)로 조사한 결과 포도당을 발효, 산화시켰으며 유당, maltose, mannitol, xylose, L-arabinose 등을 이용하여 97% Hafnia alvei, 2% Escherichia coli로 동정되었다. Polymerase chain reaction으로 16S rRNA유전자를 증폭하여 1,426 bp의 염기서열을 결정하여 기존에 보고된 유전자들과의 유사도를 조사한 결과 분리된 균주 AS-20은 Hafnia alvei와 99%의 염기서열상 동성을 보였다. 이러한 결과는 BioMerieux Vitek Gram negative identification card 키트로 동정한 결과와 일치하였다. AS-20을 $10^{\circ}C,\;20^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 배양하면서 $\beta-galactosidase$ 활성을 조사한 결과 저온인 $10^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 배양하였을 때에 배양최적 온도인 $30^{\circ}C$에서 배양했을 때 보다 1.5 배 정도 높은 효소활성을 보여주었으며, $30^{\circ}C$에서 배양된 대장균 보다 6배 이상의 효소활성을 보여 주어 저온조건에서 분리균의 효소생산이 비교적 높은 것으로 판단되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권2호
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• pp.227-236
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• 2010

본 연구는 in vivo에서의 6주령의 BALB/C 생쥐(평균체중 $24.73\pm0.11$ g)에게 1주일 간 노루궁뎅이버섯 균사체(Hericium erinaceus mycelia)를 첨가한 식이를 급여한 후 내독소인 LPS로 인한 산화적 스트레스 및 염증반응에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 실험군은 5군으로 분류하였으며 정상 대조군(NC)과 양성 대조군(LC)은 chow를, HMP 10%군과 HMP 3%군은 chow에 노루궁뎅이버섯 균사체를 각각 3%와 10%를 첨가하였으며 HMP 대조군(HMP-C)은 chow에 노루궁뎅이버섯 균사체를 10% 첨가하여 pellet 형태로 조제하여 1주일 간 각각의 실험 식이를 급여하였다. LC군과 HMP 3% 및 HMP 10%군은 각각 LPS(100 mg/kg BW)를 투여하였으며 NC군과 HMP-C군은 생리식염수를 LPS와 동일한 농도로 투여하였다. 실험동물의 식이효율은 노루궁뎅이버섯 균사체를 보충한 군에서 저하되었으며 노루궁뎅이버섯 균사체의 보충군에서 체중감소 효과를 보였다. 노루궁뎅이버섯 균사체 10%를 보충한 HMP-C군과 HMP 10%군은 분변의 배설량이 가장 많았고 분변 중 총지방 양은 노루궁뎅이버섯 균사체를 섭취한 군에서 높은 수준을 보였으나 섭취량에 따른 현저한 차이는 보이지 않았고, 혈장 TG 함량은 군 간에 유의적인 차이는 보이지 않았으나 노루궁뎅이버섯 균사체 10%를 첨가한 식이를 섭취한 군에서 다소 높은 경향을 보였다. 분변 100 g 당 $\beta$-glucan의 함량은 노루궁뎅이버섯 균사체 3%를 보충한 군에서 가장 높았다. 혈장의 ALT 수준은 LPS를 투여한 후 8시간 경과 후에는 LC군에서 현저하게 증가한 반면 노루궁뎅이버섯 균사체를 첨가한 식이를 급여한 HMP 3%와 HMP 10%군에서는 유의적으로(p<0.05) 저하되어 NC군과 비슷한 수준을 보였다. 간에서의 SOD, GSH-red, GSH-px 활성은 LPS 투여 후 LC군에 비해 노루궁뎅이버섯 균사체를 섭취한 군에서 증가하였으며 GSH-red의 단백질 발현과 GSH 함량 또한 높아지는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 노루궁뎅이버섯 균사체의 보충은 내독소인 LPS로 유도된 산화적 스트레스에 저항하여 간 기능을 보호하는 효과가 있는 것으로 보이며 그 기전으로는 항산화 효소계 활성과 GSH-red 단백질 발현 증가, 그리고 GSH 수준 향상 등을 열거할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제23권5호
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• pp.609-615
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• 2013

글리세올린 I은 다양한 피부 질환의 예방과 치료에 유용한 물질로 주목을 받아왔다. 그러나 피부 멜라닌 형성에 결정적 역할을 담당하는 포유류의 아데니닐 고리화 효소(이하 mAC)에 대한 직접적인 결합 형태와 상호 작용에 대한 연구는 현재까지 연구 보고된 사례가 없었다. 글리세올린 I 의 mAC 활성 부위에 대한 결합 작용 기작을 규명하기 위하여 우선 글리세올린 I과 SQ22,536 (mAC에 결합하여 mAC의 활성을 억제하는 것으로 이미 잘 알려진 단일 화합 물질)의 mAC에 대한 결합 친화도와 결합 형태를 비교 분석 하였다. 글리세올린 I은 mAC의 활성부위에 존재하는 Asp 1018, Trp 1020, Asn 1025와 각각 3개의 수소결합을 형성하는 것으로 분석되었고 SQ22,536은 mAC 활성부위의 Asp 1018, Asn 1025와 2개의 수소결합을 형성하여 글리세올린 I이 상대적으로 우월하게 결합하는 것으로 분석되었다. 글리세올린 I은 또한 포스콜린(forskolin)에 의해서 유도되는 세포내 멜라닌 형성 2차 신호전달 물질인 cyclic AMP의 생성과 이로인해 유발되는 단백질 인산화 효소 A의 인산화를 효과적으로 억제하는 것을 멜라노마 세포 실험을 통하여 확인하였다. 또한 글리세올린 I 을 장시간 세포에 투여하여도 세포의 생존률에는 영향을 주지 않음을 확인하였다. 본 연구 통하여 규명된 글리세올린 I의 mAC 활성 억제 효능 및 멜라닌 생성 신호전달 기작을 조절하는 성질을 이용하여 향후 흑색종과 같은 다양한 피부 질환 치료제 개발 및 미백화장품 핵심 물질 개발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권3호
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• pp.393-397
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• 2004

L-Carnitine $({\beta}-hydroxy-\gamma-trimethyl-ammoniumbutyric{\;}acid)$은 분자량이 적은 수용성 분자로서 세포 내 지방 대사에서 중요한 역할을 수행한다. 지방산의 운반 분자인 아실-코에이(acyl-CoA)가 미토콘드리아의 세포막을 투과하지 못하기 때문에 지방산은 CoA로부터 카르니틴으로 운반되어 미토콘드리아에서 작용한다. 노화와 연관된 L-carnitine의 기능을 확인하기 위하여 MMP inhibition assay와 자외선 조사에 의해 유도된 MMP 발현에 대한 영향을 확인하였다. MMP inhibition assay는 콜라겐을 이용한 형광분석법을 실시하였고 자외선 조사에 의해 유도된 MMP 발현양은 ELISA로 정량하였으며 그 활성은 젤라틴 기질 zymography로 확인하였고 MMP mRNA 발현양은 RT-PCR ELISA로 확인하였다. 또한, 사람을 이용한 임상 실험을 통하여 주름 개선 효과를 평가하였다. L-carnitine은 농도 의존적으로 MMP 저해 활성을 나타났으며 $IC_{50}$값은 2.45 mM이었으며 자외선 조사에 의해 발현된 MMP 활성을 강하게 저해하였다. 자외선 조사에 의해 발현되는 MMP에 대해 단백질의 양적인 변화는 $40\%$ 정도 감소되었으며 L-carnitine 처리에 의해 농도 의존적으로 MMP mRNA의 발현양은 감소되었다. 이러한 실험결과를 통하여 L-carnitine은 MMP 효소의 저해능 뿐만 아니라 자외선 조사에 의해 유도되는 MMP 단백질 발현과 mRNA 유전자 수준에서의 조절이 가능함을 확인하였다. 사람을 이용한 임상 실험에서는 $1\%$ 카르니틴을 함유하는 화장품을 약 3개월간 사용 후에는 유의적으로 주름 개선 효과를 확인하였다. 결론적으로 L-Carnitine은 광노화에 관여하는 MMP 활성과 발현 조절 메커니즘을 통하여 광손상에 대응하는 항노화 소재로서의 화장품에 매우 효과적이었음을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권1호
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• pp.57-65
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• 2012

B. polyfermenticus CJ6가 생산하는 항진균 물질을 분리 정제하기 위하여 SPE, preparative HPLC, reverse phase-HPLC를 통한 정제를 시행하였다. Preparative HPLC로부터8, B, C의 3개의 항진균 활성 분획을 분리하였으며, LC/MS분석 결과 B. polyfermenticus CJ6는 2종의 iturin A($C_{14}$, $C_{15}$), 3종의 surfactin($C_{13}$, $C_{14}$, $C_{15}$), 4종의 fengycin A($C_{14}$, $C_{15}$, $C_{16}$, $C_{17}$)와 2종의 fengycin B($C_{16}$, $C_{17}$)를 생산하는 것으로 추정되었다. 분리된 항진균 활성 분획의 안정성 실험을 결과 iturin을 함유한 8번 분획은 pH, 열, 효소처리에 안정하였으나 50-$70^{\circ}C$에서 24시간 처리 시에는 항진균 활성이 다소 감소되었다. Surfactins과 fengycins을 포함하는 것으로 추정되는 B 분획은 온도에는 매우 안정하나 pH 3.0과 protease(type I) 및 ${\alpha}$-chymotrypsin 처리에 의하여 항진균활성이 감소되었다. Fengycins 만을 함유한 C 분획은 열과 pH 처리에서 모두 안정하였으나 protease(type I) 처리에 의하여 활성이 감소되었다. 항진균 활성 8번 분획은 reversephase-HPLC를 통하여 2개의 단일 피크가 분리되었으며, 아미노산 조성 분석 결과 Asx, Tyr, Gln, Pro, Ser의 분자비가 3:1:1:1:1으로서 iturin A의 아미노산 서열과 일치하는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통하여 B. polyfermenticus CJ6는다양한 항진균 활성 lipopeptides를 생산하는 것을 알 수 있으며, 항진균 활성이 우수한 B. polyfermenticus CJ6 균주의 생물방제 및 생물보존제로서의 활용이 기대된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제32권4호
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• pp.382-389
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• 2008

TCDD가 실험동물에 노출되었을 때 유발되는 생체독성을 예방 또는 억제할 수 있는 고려홍삼 추출물의 효과를 탐색하였다. 이를 위하여 TCDD($25\;{\mu}g/kg$ bw, 1회 투여)와 홍삼추출물(100 mg/kg bw, 격일투여)을 각각 단독 또는 병행 복강 투여한 다음 32일 동안에 체중과 각 장기들의 무게의 변화, 뇨 분석, 혈액학적 및 혈액화학적 변화를 관찰하였다. TCDD의 단독투여에 의하여 체중의 증가정도가 정상군 또는 홍삼단독 투여군의 체중증가율에 비하여 상당히 감소하였다. TCDD와 홍삼추출물을 병행 투여한 흰쥐에서의 체중증가율은 TCDD 단독투여에 의해 감소된 체중증가율을 다소 회복 시키는 결과를 나타내었다. TCDD를 단독 투여한 실험군에서는 간의 무게가 TCDD 투여 후 2, 5, 및 16일째에 대조군에 비하여 특이적으로 증가하는 특징을 보였으나, 홍삼추출물을 단독 투여한 실험군에서의 간의 무게는 대조군의 간의 무게에 비하여 다소 감소하였다. TCDD와 홍삼추출물이 병행 투여된 흰쥐에서의 간의 무게의 증가정도는 TCDD을 단독투여한 흰쥐 간의 무게에 비하여 약간 감소하였다. TCDD를 단독투여한 흰쥐에서의 신장(Kidney)의 무게는 대조군에 비하여 다소 감소하였으나 통계적으로는 유의하지 않았다. TCDD와 홍삼추출물을 병행투여한 흰쥐에서의 신장의 무게의 변화는 TCDD를 단독 투여한 흰쥐에서의 결과와 차이가 없었다. 홍삼추출물 단독 투여군에서의 신장의 무게는 실험초기(1-2일)에 대조군에 비하여 다소 감소하는 경향을 보였으나 5일 째부터는 대조군과 같은 수준으로 회복되었다. Spleen은 TCDD의 단독투여에 의해 2-3일 이내에 일시적인 감소가 있었으나 노출기간이 증가할수록 대조군 수준으로 회복되었다. 홍삼추출물단독 투여군과 TCDD와 홍삼추출물의 병행투여군에서 spleen의 무게는 대조군에 비하여 투여 후 16일 이후에는 유의적으로 증가하였다. TCDD와 홍삼추출물의 단독 또는 병행 투여군에서의 뇌의 무게는 유의적인 변화를 보이지 않았다. 실험동물 뇨에서의 specific gravity는 대조군에서 주령에 상관없이 대체적으로 1.030 이상의 수준을 유지하였으나 홍삼추출물을 단독 투여한 흰쥐에서는 투여 후 14일부터 specific gravity가 1.02 수준으로 낮아지는 경향이 나타났다. TCDD 단독 투여군에서는 투여 초기에 specific gravity가 1.02 수준으로 감소하는 경향이 있었으나 홍삼추출물을 병행투여했을때 1.02 수준으로 감소하는 경향이 14일 이후에 나타났다. 실험동물 뇨에서의 Total protein 함량은 대조군에서 전체 실험기간 동안에 $100\;{\mu}g/dL$ 수준을 유지하였으나, TCDD 단독 투여군과 TCDD와 홍삼추출물의 병행 투여군에서는 $300\;{\mu}g/dL$ 이상의 함량을 나타내는 개체수가 증가하는 현상을 보였다. 한편, 홍삼추출물 단독 투여군에서는 대조군에서와 비슷한 Total protein 함량의 수준을 나타내었다. 뇨에서 ketone body의 함량은 대조군에서 주령의 증가에 따라 높아지는 경향을 나타내었으나 실험군 간의 차이는 나타나지 않았다. Glucose, ketone, bilirubin, Occult blood, nitrite 및 urobilinogen의 함량은 모든 실험군에서 거의 유사하게 나타났으며, pH 값은 주령의 증가에 따라 높아지는 경향이 특징적이었으나 실험군간의 차이는 나타나지 않았다. 혈액화학적 검사결과 TCDD의 단독투여에 의한 AST는 대조군에 비하여 전 실험기간에 걸쳐서 전반적으로 높게 나타났으며, 특히 32일 실험군에서 가장 높은 AST 값을 나타내었다. 홍삼추출물의 단독 투여에 의한 AST는 TCDD의 단독 투여군과는 대조적으로 오히려 노출기간이 경과할수록 감소하였다. 그리고 TCDD의 투여에 의해 증가된 AST는 홍삼추출물을 병행투여 한 지 16일부터 정상 수준으로 회복되었다. TCDD를 단독 투여한 흰쥐 혈청 ALT의 활성은 16일 까지는 대조군의 ALT 활성과 비슷한 수준이었으나 32일 째에는 대조군에 비하여 상당히 증가하였다. 이에 비하여 TCDD와 홍삼추출물을 병행 투여한 실험군에서는 16일군과 32일군에서 ALT의 활성이 급격히 감소하여 대조군의 ALT 활성보다 낮게 나타났다. 홍삼을 단독 투여한 실험군에서의 ALT 활성은 전 실험기간동안에 ALT 활성에 영향을 주지 않았다.