• 제목/요약/키워드: Heat strain

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Acetobacter orientalis MAK88 균주를 이용한 양파 식초의 발효 최적화 (Optimization of Fermentation Condition for Onion Vinegar Using Acetobacter orientalis MAK88)

  • 이진아;이설희;박영서
    • 산업식품공학
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    • 제21권4호
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    • pp.403-408
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    • 2017
  • 양파를 이용하여 식초를 제조하기 위하여 막걸리로부터 분리된 내산성과 내알코올성이 우수하고 산생성능이 높은 Aectoacter orientalis MAK88를 사용하였다. 양파 추출액에 A. orientalis MAK88의 종배양액을 접종하여 초산 발효를 실시하였을 경우, 발효 최적 조건을 조사하였다. 앙파 추출액 중의 초기 에탄올 농도는 5% (v/v)가 최적이었으며, 발효 144시간에서의 산도는 4.31%이었다. 초기 초산 농도는 1% (v/v)가 최적으로 발효 144시간에서의 최종 산도는 5.32%였다. 최적 발효온도는 $28^{\circ}C$로 확인되었다. 양파 착즙액은 통 양파를 $121^{\circ}C$에서 15분간 가열한 뒤 가압 착즙 후 여과한 다음 $121^{\circ}C$에서 15분간 살균하여 제조한 것이 발효에 가장 적합하였으며, 희석하지 않은 착즙 원액을 사용하는 것이 가장 좋았다.

Heterologous Expression of a Thermostable α-Galactosidase from Parageobacillus thermoglucosidasius Isolated from the Lignocellulolytic Microbial Consortium TMC7

  • Wang, Yi;Wang, Chen;Chen, Yonglun;Cui, MingYu;Wang, Qiong;Guo, Peng
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제32권6호
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    • pp.749-760
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    • 2022
  • α-Galactosidase is a debranching enzyme widely used in the food, feed, paper, and pharmaceuticals industries and plays an important role in hemicellulose degradation. Here, T26, an aerobic bacterial strain with thermostable α-galactosidase activity, was isolated from laboratory-preserved lignocellulolytic microbial consortium TMC7, and identified as Parageobacillus thermoglucosidasius. The α-galactosidase, called T26GAL and derived from the T26 culture supernatant, exhibited a maximum enzyme activity of 0.4976 IU/ml when cultured at 60℃ and 180 rpm for 2 days. Bioinformatics analysis revealed that the α-galactosidase T26GAL belongs to the GH36 family. Subsequently, the pET-26 vector was used for the heterologous expression of the T26 α-galactosidase gene in Escherichia coli BL21 (DE3). The optimum pH for α-galactosidase T26GAL was determined to be 8.0, while the optimum temperature was 60℃. In addition, T26GAL demonstrated a remarkable thermostability with more than 93% enzyme activity, even at a high temperature of 90℃. Furthermore, Ca2+ and Mg2+ promoted the activity of T26GAL while Zn2+ and Cu2+ inhibited it. The substrate specificity studies revealed that T26GAL efficiently degraded raffinose, stachyose, and guar gum, but not locust bean gum. This study thus facilitated the discovery of an effective heat-resistant α-galactosidase with potent industrial application. Meanwhile, as part of our research on lignocellulose degradation by a microbial consortium, the present work provides an important basis for encouraging further investigation into this enzyme complex.

A standardized method to study immune responses using porcine whole blood

  • Sameer-ul-Salam Mattoo;Ram Prasad Aganja;Seung-Chai Kim;Chang-Gi Jeong;Salik Nazki;Amina Khatun;Won-Il Kim;Sang-Myeong Lee
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권1호
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    • pp.11.1-11.14
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    • 2023
  • Background: Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) are commonly used to assess in vitro immune responses. However, PBMC isolation is a time-consuming procedure, introduces technical variability, and requires a relatively large volume of blood. By contrast, whole blood assay (WBA) is faster, cheaper, maintains more physiological conditions, and requires less sample volume, laboratory training, and equipment. Objectives: Herein, this study aimed to develop a porcine WBA for in vitro evaluation of immune responses. Methods: Heparinized whole blood (WB) was diluted (non-diluted, 1/2, 1/8, and 1/16) in RPMI-1640 media, followed by phorbol myristate acetate and ionomycin. After 24 h, cells were stained for interferon (IFN)-γ secreting T-cells followed by flow cytometry, and the supernatant was analyzed for tumor necrosis factor (TNF)-α. In addition, diluted WB was stimulated by lipopolysaccharide (LPS) and polyinosinic:polycytidylic acid (poly I:C), reference strain KCTC3557 (RS), field isolate (FI), of heat-killed (HK) Streptococcus suis, and porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV). Results: The frequency of IFN-γ+CD3+ T-cells and concentration of TNF-α in the supernatant of WB increased with increasing dilution factor and were optimal at 1/8. WB TNF-α and interleukin (IL)-10 cytokine levels increased significantly following stimulation with LPS or poly I:C. Further, FI and RS induced IL-10 production in WB. Additionally, PRRSV strains increased the frequency of IFN-γ+ CD4-CD8+ cells, and IFN-γ was non-significantly induced in the supernatant of re-stimulated samples. Conclusions: We propose that the WBA is a rapid, reliable, and simple method to evaluate immune responses and WB should be diluted to trigger immune cells.

건조수축에 따른 균열 억제를 위한 규사 혼입 CLC의 특성 (Properties of CLC using Silica to Suppress Cracking due to Drying Shrinkage)

  • 이창우;이상수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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    • pp.125-126
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    • 2021
  • In order to improve the housing culture, construction changes for the utilization of diverse and multifunctional spaces are appearing in response to the increasing diverse needs of consumers. Cellular Light-weight Concrete (CLC) is being developed for use in fire-resistant heat-insulating walls and non-bearing walls. However, manufacturing non-uniformity has become a problem as a drawback due to the use of foamed bubbles and normal temperature curing, and additional research is required. Therefore, in order to suppress cracks due to drying shrinkage, silica sand is mixed with CLC to try to understand its characteristics. In the experiment, the compressive strength from 7 to 28 days of age was measured via a constant temperature and humidity chamber, and the drying shrinkage was analyzed according to each condition using a strain gauge. The compressive strength of matrix tends to decrease as the substitution rate of silica sand increases. This is judged by the result derived from the fact that the specific surface area of silica sand is smaller than that of slag. Based on KS F 2701 (ALC block), the compressive strength of 0.6 products is 4.9 MPa or more as a guide, so the maximum replacement rate of silica sand that satisfies this can be seen at 60%. Looking at the change in drying shrinkage for just 7 days, the shrinkage due to temperature change and drying is 0.7 mm, and the possibility of cracking due to shrinkage can be seen, and it seems that continuous improvement and supplementation are needed in the future.

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다양한 기계적 하중조건에서 초기 형상이 솔더볼의 비탄성 변형에 미치는 영향에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Effect of Initial Shape on Inelastic Deformation of Solder Balls under Various Mechanical Loading Conditions)

  • 이다훈;임재혁;이은호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.50-60
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    • 2023
  • BGA(ball grid array)는 높은 집적도와 우수한 방열 성능을 갖고 있어 널리 이용되는 방식의 패키지이다. BGA에서 솔더볼은 패키지와 PCB를 전기적으로 연결하는 중요한 역할을 하므로, 다양한 기계적 하중 하에서 솔더볼의 비탄성 변형을 이해하는 것은 반도체 패키지의 강건설계에 필수적이다. 본 연구에서는 공정 중 PCB의 휨, die와 substrate 간의 열팽창 계수 차이 등으로 인해 소성변형이 발생한 솔더볼의 초기 형상이 비탄성 변형과 파단에 미치는 영향을 유한요소 해석으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과, shear와 bending 하중에서 tilted, hourglass 형상 모두 파단이 발생한 반면, compression 하중이 작용하는 경우는 모두 파단이 발생하지 않았다. Shear와 bending 하중에 compression이 각각 결합될 경우, 응력삼축비가 0보다 작은 값으로 유지되어 파단이 억제되었다. 또한 변형에 취약한 요소의 Lagrangian-Green 변형률 텐서를 이용해 비교한 결과, 동일한 하중 조건이라도 솔더볼의 형상에 따라 변형의 양상에 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.

Microstructure analysis of pressure resistance seal welding joint of zirconium alloy tube-plug structure

  • Gang Feng;Jian Lin;Shuai Yang;Boxuan Zhang;Jiangang Wang;Jia Yang;Zhongfeng Xu;Yongping Lei
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권11호
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    • pp.4066-4076
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    • 2023
  • Pressure resistance welding is usually used to seal the connection between the cladding tube and the end plug made of zirconium alloy. The seal welded joint has a direct effect on the service performance of the fuel rod cladding structure. In this paper, the pressure resistance welded joints of zirconium alloy tube-plug structure were obtained by thermal-mechanical simulation experiments. The microstructure and microhardness of the joints were both analyzed. The effect of processing parameters on the microstructure was studied in detail. The results showed that there was no β-Zr phase observed in the joint, and no obvious element segregation. There were different types of Widmanstätten structure in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ) of the cladding tube and the end plug joint because of the low cooling rate. Some part of the grains in the joint grew up due to overheating. Its size was about 2.8 times that of the base metal grains. Due to the high dislocation density and texture evolution, the microhardnesses of TMAZ and HAZ were both significantly higher than that of the base metal, and the microhardness of the TMAZ was the highest. With the increasing of welding temperature, the proportion of recrystallization in TMAZ decreased, which was caused by the increasing of strain rate and dislocation annihilation.

Urease gene의 전이에 의한 길항세균 Bacillus sp. SH14의 길항능력 증가 (Improvement in Antagonistic Ablility of Antagonistic Bacterium Bacillus sp. SH14 by Transfer of the Urease Gene.)

  • 최종규;김상달
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.122-129
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    • 1998
  • 최근 생물방제균으로 주목받고 있는 Enterobacter cloacae의 방제기작이 이 균에 의해 토양내에서 생산된 휘발성 ammonia이며 ammonia의 생산에는urease가 관계한다는 보고를 근거로 하여, 항생물질 생산성 균주로 선발된 우수한 길항균주에 암모니아 생성능, 즉 urease 유전자를 유전적으로 부가함으로써 항진균성 길항물질 생산과 암모니아 생산이 동시에 이루어 질 수 있는 새로운 다기능의 생물방제균을 유전적으로 육종하고자 하였다. 저병해 인삼경작지로부터 식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강하게 억제하는 길항세균 한 균주 SH14균주를 분리, 선발하였으며, 분리된 균주를 동정한 결과 Bacillus subtilis이거나 그 근연종으로 추정되었다. 억제기작 실험을 통해 길항균주 B. subtilis SH14에 의해 생산되는 항진균성 길항물질은 외막가수분해효소와 같은 고분자 물질이 아니라 열에 안정한 저분자의 항생물질임을 알 수 있었다. 한편 ammonia 생산을 위한 urease의 유전자는 urease 생산력이 강력한 호알칼리성 Bacillus pasteurii의 urease 생산유전자를 E. coli-Bacillus shuttle vector인 pEB203에 subcloning하였고, 이어서 pGU 366으로 명명된 이 recombinant plasmid를 선발된 항진균성 길항균주 B. subtilis SH14에 PEG-induced protoplast transformation 방법으로 도입, 발현시켰으며, 최적조건을 조사하여 90분간의 lysozyme 처리과정 후 1.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 DNA와 40% PEG4000의 첨가로 약 6.5$\times$$10^{-4}$의 형질전환율을 얻을 수 있었다. 아울러 암모니아 생성능이 부가된 생물방제균 B. subtilis SH14(pGU366)에 의해 식물근부균 F. solani에 대한 생육억제력이 증가되는지 여부를 억제거리 측정법과 균체중량법을 통해 확인한 결과 urease 유전자가 도입된 형질전환체 B. subtilis SH14(pGU366)의 근부균 생육억제능이 각각 36.7%, 44.0%정도로 숙주균주인 B. subtilis SH14에 비해 근부균 생육억제능을 보다 강하게 나타내었음을 알 수 있었다. 따라서 항진균성 항생물질 생산성 생물방제균 B. subtilis SH14에 외부의 urease유전자를 도입하여 ammonia 생성능을 부가함으로써 생물방제력의 상승효과를 거둘 수 있었다.

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Role of Citrate Synthase in Acetate Utilization and Protection from Stress-Induced Apoptosis

  • Lee, Yong-Joo;Kang, Hong-Yong;Maeng, Pil Jae
    • 한국미생물학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물학회 2008년도 International Meeting of the Microbiological Society of Korea
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    • pp.39-41
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    • 2008
  • The yeast Saccharomyces cerevisiae has been shown to contain three isoforms of citrate synthase (CS). The mitochondrial CS, Cit1, catalyzes the first reaction of the TCA cycle, i.e., condensation of acetyl-CoA and oxaloacetate to form citrate [1]. The peroxisomal CS, Cit2, participates in the glyoxylate cycle [2]. The third CS is a minor mitochondrial isofunctional enzyme, Cit3, and related to glycerol metabolism. However, the level of its intracellular activity is low and insufficient for metabolic needs of cells [3]. It has been reported that ${\Delta}cit1$ strain is not able to grow with acetate as a sole carbon source on either rich or minimal medium and that it shows a lag in attaining parental growth rates on nonfermentable carbon sources [2, 4, 5]. Cells of ${\Delta}cit2$, on the other hand, have similar growth phenotype as wild-type on various carbon sources. Thus, the biochemical basis of carbon metabolism in the yeast cells with deletion of CIT1 or CIT2 gene has not been clearly addressed yet. In the present study, we focused our efforts on understanding the function of Cit2 in utilizing $C_2$ carbon sources and then found that ${\Delta}cit1$ cells can grow on minimal medium containing $C_2$ carbon sources, such as acetate. We also analyzed that the characteristics of mutant strains defective in each of the genes encoding the enzymes involved in TCA and glyoxylate cycles and membrane carriers for metabolite transport. Our results suggest that citrate produced by peroxisomal CS can be utilized via glyoxylate cycle, and moreover that the glyoxylate cycle by itself functions as a fully competent metabolic pathway for acetate utilization in S. cerevisiae. We also studied the relationship between Cit1 and apoptosis in S. cerevisiae [6]. In multicellular organisms, apoptosis is a highly regulated process of cell death that allows a cell to self-degrade in order for the body to eliminate potentially threatening or undesired cells, and thus is a crucial event for common defense mechanisms and in development [7]. The process of cellular suicide is also present in unicellular organisms such as yeast Saccharomyces cerevisiae [8]. When unicellular organisms are exposed to harsh conditions, apoptosis may serve as a defense mechanism for the preservation of cell populations through the sacrifice of some members of a population to promote the survival of others [9]. Apoptosis in S. cerevisiae shows some typical features of mammalian apoptosis such as flipping of phosphatidylserine, membrane blebbing, chromatin condensation and margination, and DNA cleavage [10]. Yeast cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed a temperature-sensitive growth phenotype, and displayed a rapid loss in viability associated with typical apoptotic hallmarks, i.e., ROS accumulation, nuclear fragmentation, DNA breakage, and phosphatidylserine translocation, when exposed to heat stress. Upon long-term cultivation, ${\Delta}cit1$ cells showed increased potentials for both aging-induced apoptosis and adaptive regrowth. Activation of the metacaspase Yca1 was detected during heat- or aging-induced apoptosis in ${\Delta}cit1$ cells, and accordingly, deletion of YCA1 suppressed the apoptotic phenotype caused by ${\Delta}cit1$ mutation. Cells with ${\Delta}cit1$ deletion showed higher tendency toward glutathione (GSH) depletion and subsequent ROS accumulation than the wild-type, which was rescued by exogenous GSH, glutamate, or glutathione disulfide (GSSG). Beside Cit1, other enzymes of TCA cycle and glutamate dehydrogenases (GDHs) were found to be involved in stress-induced apoptosis. Deletion of the genes encoding the TCA cycle enzymes and one of the three GDHs, Gdh3, caused increased sensitivity to heat stress. These results lead us to conclude that GSH deficiency in ${\Delta}cit1$ cells is caused by an insufficient supply of glutamate necessary for biosynthesis of GSH rather than the depletion of reducing power required for reduction of GSSG to GSH.

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선박용 강판의 수중 용접 최적화에 관한 연구 (Optimization for Underwater Welding of Marine Steel Plates)

  • 오세규
    • 수산해양기술연구
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    • 제20권1호
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    • pp.49-59
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    • 1984
  • 선박용 강판(KR Grade A-1, SWS41A, SWS41B)의 수중용접 최적화에 관한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 국산 라임티타니아계 용접봉 피복제의 흡수속도는 약 60분에서 일정하게 되고, 침수시간 8분까지의 흡수속도는 약 0.15%/min 였으므로 40cm 용접기간중의 정미 흡수량은 약 0.22%미만에 불과하였다. 2. 위의 이유와 건조, 직접, 침수용접봉에 의한 대기중, 수상, 수중용접과 모재의 인장강도 및 미시조직 비교실험결과에 의하면, 수중용접시간이 8분이내의 충분히 짧은 때에는 강도상 건조된 직접용접봉의 사용이 가능할 것이다. 3. 용접조건이 수중용접비이드에 미치는 영향을 KR Grade A-1강판에 대하여 조사한 결과, 용접각도는 60$^{\circ}$, 용접전류는 160A정도, 용접봉지름은 4mm인 경우가 적합하며, 또한 비이드외관과 X-선검사에 의하면 일미나이트, 라임티타니아, 고산화티탄계 용접봉이 가장 적합하였다. 4. 위의 용접봉 종류와 각 지름에 대해 비이드외 관검사에 의한 적정 수중용접전류의 범위는 어느 일정 범위내에 제한되며, 용접봉지름의 증가에 따라 전류는 증가하는 경향이다. 5. 수중용접부의 용착금속부에 관한 기계적특성조사에 의하면, 인장강도와 항복강도는 입열량과 이차함수적 관계가 성립되고, 이음효율이 100% 이상의 범위가 존재하며, 충격치와 스트레인은 모재의 경우보다 낮으나 그 증가현상이 고입열량 범위에서 존재하므로, SWS41A에 대한 수중용접 최적입열량범위는 약 13~15KJ/cm이다. 한편, 인장-인장 편진 피로한도가 모재의 경우보다 높고, 충격치와 연신율을 고려하여 구한 최적입열량의 범위는 약 16~19KJ/cm로서, 피로강도를 높이기 위한 입열량은 정적 인장강도때보다 고입열량으로 수중용접해야 한다. 이때 모든 실험식의 신뢰성은 95%수준이다. 6. 수중용접부에 대한 X-선검사와 미시조직검사 및 경도분포조사에 의하면 용접결함은 발견되지 않았으며, 특히, 깊이 1mm 표층부의 모재측 열영향부와 본드(bond)와의 경계부근에 경도 Hv400 max으로서 미세 마르텐사이트, 베이나이트, 퍼얼라이트와 소량의 조대한 입계페라이트 조직이며 그 외의 부위는 퍼얼라이트와 페라이트 조직으로서, 수소취성영향의 극심한 경도증가 및 조직은 발견되지 않았다. 7. 위에서 구한 입열량의 최적범위 내에서의 제어에 의하여 수중용접 할 경우, 신뢰성 있는 용접품질의 최적화가 가능할 것이다.

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머리 냉각시의 인체생리반응 - 안전모 착용을 중심으로 - (Physiological Responses of Wearing Safety Helmet with Cooling Pack in Hot Environment)

  • 최정화;박준희
    • 한국의류학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.955-965
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    • 2007
  • 안전모는 다양한 산업현장에서 머리 보호를 위해 착용되는 보호구로 법적으로도 착용이 의무화되어있다. 그러나, 안전모 착용에 따른 불쾌감 및 생리적 부담은 작업자들이 착용을 꺼려하는 주된 원인이 된다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로 안전모에 냉매팩을 삽입하는 방법을 제안하였고, 동시에 냉매팩 삽입으로 인한 안전모의 무게 증가가 인체생리반응에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. WBGT $33{\pm}1^{\circ}C$의 환경에서 인체착용평가 방법을 이용하여, 4가지 실험조건으로 안전모 착용시의 인체 생리반응을 조사하였고, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 안전모만 착용 시(OH)와 안전모 미착용시(NH)를 비교해 보면, 안전모 착용 시에 평균피부온, 직장온, 심박수, 발한량 등이 통계적으로 유의하게 높았고, 주관적인 감각에서도 더 덥고, 더 습하며, 불쾌하고 주관적으로도 힘들다고 느끼는 것으로 나타났다. 둘째, 냉매팩 삽입시의 경우(HA, HB), 냉매팩의 종류에 따라 여러 인체생리반응에 차이를 보였으나, 안전모만 착용한 경우(OH)와 비교 시 안전모내 기후, 발한량, 직장온 상승도, 열저장(heat storage) 등이 더 낮았다. 한서감과 쾌적감에서는 냉매팩 종류에 따라 다른 경향을 보였다. 본 결과를 통해 안전모 착용시의 생리적, 주관적 부담 정도를 객관적으로 파악할 수 있었으며, 안전모에 냉매팩을 삽입하는 방법을 서열 스트레스를 경감시키는 하나의 방법으로 제시할 수 있었다. 추후 연구에서는 냉매팩의 무게, 피복면적, 성분 등을 고려해야 할 것이며, 본 결과가 서열 환경에서 안전모를 착용하고 작업하는 여러 산업 근로자에게 도움이 되기를 기대한다.