• 한국임상수의학회지
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• 제28권5호
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• pp.486-496
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• 2011

조직공학적 인공연골재생에 대한 관심이 증가함에 따라 많은 연구들이 활발히 수행되고 있으나 임상적인 적용의 한계를 극복하기위한 고효능을 보유한 양질의 연골조직생산의 필요성이 증가되고 있다. 인공연골은 자연연골과는 달리 '연골막(perichondrium)'을 포함하고 있지 않기 때문에 장기간 생체 내에 삽입된 후에 서서히 흡수 또는 변형으로 임상적 활용에 한계가 있다고 있다. 이에 본 연구는 양질의 연골조직생산을 목적으로, 세포판 제작기법(cell sheet engineering technique) 을 기반으로 한 인체유래의 배양 연골막(cultured perichondrium)을 이용하여 만든 인공연골막 세포판(cultured perichondrial cell sheet)의 생체 내 특성을 비교 분석하고, 배양된 연골막을 피복하여 고효능화를 유도한 인공연골복합체의 생체내 재생효능 및 조직특성을 비교 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 Athymic nude mouse의 피하이식모델(study 1, n = 12)을 이용하여 담체로 hydrogel을 이용한 배양연골막 복합체의 생체내 효능을 분석하였고, 중대형동물의 대량연골 결손시의 재생효능을 평가하기 위하여 개의 무릎연골에 $1{\times}2cm$의 대량연골 결손모델(study 2, n = 12)을 통하여 인공배양세포판을 이식하였다. 이식12주 후 이식편을 회수하여 생화학, 분자생물학 및 면역조직학 분석을 시행한 결과, 배양연골막 복합체의 생체내 효능이 단독이식군에 비해 변형이나 과증식 없이 우수한 결과를 나타내었다. 본 연구의 결과로 토대로 배양연골막을 피복한 인공연골막의 관절내 효과를 규명하여 실제 임상적용을 조기화하는 기반을 제공하고 인공연골의 문제점이었던 변형과 흡수를 줄인 고효능 인공연골 제작기법을 제공하는데 유용할 것으로 기대된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권4호
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• pp.356-363
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• 2009

본 연구의 목적은 흰 쥐의 상악 대구치를 발거한 후 치주인대세포를 압력을 이용한 저속 냉동 보관법으로 냉동 보관시 치주인대세포의 활성도를 저속 냉동법, 냉장 보관법과 비교하여 평가하고자 하였다. 생후 4주된 암컷 Sprague-Dawley계 흰쥐의 상악 좌우 제 1,2 대구치를 발거하여 각 군 당 18개의 쥐 치아를 MTT, WST-1 검색에 이용하였다. 실험군은 4개군으로 대조군은 즉시 발치군이며, $4^{\circ}C$냉장고에 일주일간 보관한 냉장군, 발치 후 동해방지제 처리과정을 거쳐 $4^{\circ}C$에서 $-35^{\circ}C$까지 $-0.5^{\circ}C$/min 속도로 서서히 냉동시킨 뒤 $-196^{\circ}C$에 냉동한 저속 냉동군, 3MPa의 압력을 가하고 $-0.5^{\circ}C$/min 속도로 $4^{\circ}C$에서 $-35^{\circ}C$까지 서서히 냉동시킨 뒤 $-196^{\circ}C$에 냉동한 압력 저속 냉동군으로 나누었다. 보존액은 F medium을 사용했으며 동해방지제로 10% dimethylsulfoxide(DMSO)를 사용하였다. 일주일 후 해동하여 MTT, WST-1검색을 시행한 뒤 치근면을 단위면적으로 표준화하기 위해 MTT, WST-1 측정값을 Eosin 염색 후 530nm에서 측정한 흡광도 값으로 나누었다. 통계 분석을 위해 one way ANOVA를 시행하였으며 사후 검정으로는 Tukey 방법을 사용하였고 결과는 다음과 같다. 1. MTT 검색에 의한 흡광도를 Eosin 염색 후 측정한 흡광도로 나눈 값에서는 압력 저속 냉동군은 즉시 발치군보다 유의성 있게 세포 활성도가 낮았으나(p<0.05), 저속 냉동군이나 냉장군과 비교할 때는 높은 세포 활성도를 보이며 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 2. WST-1 검색에 의한 흡광도를 Eosin 염색 후 측정한 흡광도로 나눈 값에서도 MTT 검색과 마찬가지로 압력 저속 냉동군에서는 즉시 발치군보다 유의성 있게 세포 활성도가 낮았으나(p<0.05), 저속 냉동군이나 냉장군과 비교할때는 높은 세포 활성도를 보이며 통계적 유의성이 있었다(p<0.05). 위의 결과를 통해, 3MPa(30기압) 압력을 이용한 저속 냉동 보관법은 $4^{\circ}C$냉장법이나 압력을 사용하지 않은 다른 냉동 보관법에 비해 우수한 쥐 치아의 치주인대세포의 활성도를 보여 차후 치아의 재식/이식을 위한 중-장기 치아보관을 위한 방법으로의 가능성을 제시하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제36권5호
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• pp.418-429
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• 2021

본 연구에서는 백삼 및 홍삼 추출물과 그 효소 가수 분해물을 제조하고 이를 첨가하여 제조된 양갱의 항산화 활성 및 품질 특성을 조사하였다. 백삼과 홍삼 추출물의 효소 가수분해를 위해서는 Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC를 선정하였다. Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC로 가수분해 한 백삼과 홍삼에서는 효소반응 전에는 검출되지 않았던 ginsenoside F2와 Compound K (CK)가 검출되었으며 특히 홍삼의 2차 효소 반응군에서 CK의 함량이 가장 높았다. 효소 가수분해 전 또는 후의 백삼 및 홍삼을 함유한 양갱을 제조한 후 폴리페놀 함량, 항산화 능력을 분석한 결과 백삼 및 홍삼을 함유하지 않은 양갱(대조군)에 비해 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능, ABTS 라디칼 소거능, FRAP 분석 결과 모두 우수하였으며, 첨가한 백삼 및 홍삼에 효소반응을 진행할수록 유의적으로 항산화 활성이 증가하였다(P<0.05). 밝기(L^*)는 무첨가 양갱(대조군)이, 적색도(a^*)는 홍삼양갱(RG)이, 황색도(b^*)는 백삼양갱(WG)이 높게 나타났고, 조직감은 홍삼 첨가 후 2차 가수분해까지 진행한 양갱(RG-T2)이 강도(hardness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess) 모두 유의하게 높은 결과를 나타내었다(P<0.05). 결론적으로, 백삼 또는 홍삼 추출물에 Rapidase C80 max, Pyr-flo, Ultimase MFC를 처리하면 진세노사이드 탈당화에 매우 유용하여 생리활성이 우수한 CK를 생산할 수 있으며, 효소로 가수분해 된 백삼 및 홍삼을 첨가한 양갱은 대조군(인삼 무첨가 양갱)에 비해 총 폴리페놀과 항산화 활성을 유의하게 증가시킨다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 향후 기능성 양갱 제조에 우수한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권4호
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• pp.439-446
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• 2021

유기물 시용이 논토양 내 비소의 용해도와 벼의 비소 흡수에 미치는 영향을 구명하기 위한 포장시험을 수행하였다. 유기물(미강, 볏짚, 돈분퇴비, 우분퇴비, 계분퇴비 및 가축분뇨액비)을 토양 중 총 비소 농도가 53 mg kg^-1 (highly polluted, 고농도) 및 28 mg kg^-1 (polluted, 저농도)인 논토양에 시용한 결과, 고농도 비소 토양의 경우 벼의 유수형성기-등숙기 기간 토양용액 중 비소 농도는 돈분퇴비, 가축분뇨액비 및 미강 처리에서 0.61-1.15 mg L^-1로 무처리구의 0.42-0.66 mg L^-1에 비해 최대 약 1.7배의 유의한 농도 차이를 보였다. 저농도 비소 토양의 토양용액 중 비소 농도는 0.12-0.50 mg L^-1로 고농도 토양에 비해 약 50-70% 낮았으며 무처리구와 유의한 차이는 없었다. 토양용액 중 비소 농도의 증가는 비소와 결합한 철 (수)산화물의 환원적 용해로 인한 결과로 보이며 유기물의 탄질비와 비소 농도 사이에는 상관 관계가 나타나지 않았다. 고농도 및 저농도 비소 토양에서 수확한 현미의 비소 평균 농도는 0.35-0.46 mg kg^-1 범위로 대부분의 처리에서 무기비소에 대한 코덱스의 안전기준인 0.35 mg kg^-1을 초과하였고 토양 오염도에 따른 유의한 차이는 없었으며, 무처리구에 비해 유기물 처리구의 농도가 높은 경향이었다. 현미 중 비소와 토양용액 중 비소 농도와의 뚜렷한 상관성은 나타나지 않았으며, 이는 비소에 대한 벼의 내성 발현에 따른 비소의 흡수 감소, 또는 알곡으로의 이행이 감소한 결과로 추측되었다. 그러나, 유기물 시용 후 토양 내 비소의 용해도 증가와 대부분의 유기물 처리에서 현미 중 비소 농도의 증가 경향이 나타나 토양의 비소 농도가 높은 경우 유기물 시용시 적정량 시용 등 주의가 필요할 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권1호
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• pp.66-77
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• 2019

본 연구는 우리나라의 대표적인 조림수종인 소나무를 대상으로 조림지 식재 후 활착률을 높이기 위하여 상대적으로 생육이 좋은 용기묘(1-0)로 생산하고자 할 때, 기본적인 생육환경 요인들 중 시비처리 수준에 따른 생장 반응특성을 조사하고 이를 통하여 적정 시비 수준을 구명하고자 실시하였다. 104구 용기에서 생육된 소나무 용기묘는 파종 후 약 8주 후부터, 4주 간격으로 간장 및 근원경을 측정하였다. 그 결과, 소나무 1-0 용기묘의 시비처리는 변형증가농도처리군의 $500{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000mg{\cdot}L^{-1}$에서 간장, 근원경 생장이 좋았으며, 전체적으로 고정농도처리군보다 증가농도처리군과 변형증가농도처리군이 더 좋은 생장을 한 것으로 나타났다. 총건물생산량은 변형증가농도처리군의 $500{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000{\rightarrow}1000mg{\cdot}L^{-1}$ 처리구가 가장 높았다. 시비처리 후 9주째부터 고정농도처리구 $3000mg{\cdot}L^{-1}$ 시비처리에서 소나무잎의 끝부분이 노랗게 변하는 증상이 관찰되었다. 이와 같은 증상은 증가농도처리구의 $2000mg{\cdot}L^{-1}$까지 농도를 증가시킨 처리구와 변형증가농도처리군의 $2000mg{\cdot}L^{-1}$까지 농도를 증가 시킨 처리구에서 발견되었다. 본 연구를 통하여 소나무 1-0 용기묘 생산을 위한 시비처리는 시비는 유묘형성기에 Multifeed 19로 $500mg{\cdot}L^{-1}$, 빠른생장기에 Multifeed 19로 $1000mg{\cdot}L^{-1}$, 경화기에 Multifeed 32로 $1000mg{\cdot}L^{-1}$를 일주일에 한번씩 지속적으로 실시하는 것이 우량한 용기묘를 생산하는데 바람직한 것으로 판단된다.

• 해양안보
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• 제1권1호
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• pp.215-240
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• 2020

2017년 8월 미(美) 국방성 산하 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency)는 "모자이크전(mosaic warfare)"이라는 새로운 전투방식을 제안하였다. DARPA의 전략기술국장(Director of Strategic Technology Office) Timothy Grayson에 따르면 모자이크전이란 "지정된 위치에 딱 들어맞아야 제 역할을 할 수 있는 특정 모양의 "퍼즐조각(puzzle pieces, 특정임무가 지정된 플랫폼)"이 아니라 호환 가능한 "타일(tile, 센서 및 타격 기능)"이 복합체계로 구성된 전투방식"이다. 모자이크전 이론 및 최근 동향을 살펴보기에 앞서, 모자이크전에 대한 배경과 몇 가지 핵심전제를 분석하였다. 미 국방성은 중국 A2/AD에 대한 자국 자산의 방호가 극도로 제한된다는 점을 암묵적으로 인정하고 있다. 또한 미국은 여전히 다른 나라의 영토와 영공에서도 완전한 군사적 우위를 추구하고자 한다. 미국은 모자이크전을 통한 재빠른 전투손실 회복력, 인명피해 최소화로 대량의 물량이 필요한 소모전도 감수할 수 있을 것이다. 모자이크전의 핵심은 "의사결정 중심전(Decision Centric Warfare)"이다. 이를 구현하기 위해 아군에게는 적응력과 융통성을, 적에게는 복잡성과 불확실성을 제공하는 것으로, 인간의 "지휘(command)"와 기계의 "통제(control)"를 결합·활용하여 분산된 전력의 신속한 구성 및 재구성한다. 이를 통해 우군에게 더 많은 방책을 제공하고, 궁극적으로 상대의 의사결정 체계(OODA loop)를 붕괴시킨다. 이런 모자이크전 수행을 위한 핵심 요소는 적응형 킬웹(Adaptable kill web), 조합형 전력 패키지, 인공지능, 상황중심 C3 구조 등이 있다. 최근 CSBA(Center for Strategic and Budgetary Assessments)에서는 모자이크전의 의사결정과 관련하여 의미 있는 워게임 결과를 발표했다. 전통적인 전투수행 조직/방식(전통적 팀)과 모자이크전 수행방식의 팀(모자이크팀)간 분명한 차이점이 발견되었는데, 모자이크팀에서 더 많은 동시다발적 작전 수행 및 복잡성으로 상대의 의사결정 체계를 압도하고, 우군의 인명손실은 적었다. 또한 우군의 의사결정 속도를 증가시켜 지휘관 작전적 템포를 보다 신속하게 할 수 있었다. 한국군의 발전방향으로 우선 우리 안보환경을 고려한 '모자이크전'에 대한 연구와 발전이 필요하다. 미래전에 대비하여 영역에 상관없이 전력을 조합할 수 있는 전반적 군 구조를 검토해야 한다. 제한된 국방재원과 예산을 고려하여 선택과 집중이 필요하며, 주변국의 미래전 발전 동향에 대해 예의주시해야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.873-880
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• 2020

굴 패각을 입경(0 ~ 1, 1 ~ 2, 2 ~ 5 mm) 및 소성온도(400(P400), 500(P500), 600(P600), 800(P800)℃)별로 전처리 한 후, 퇴적물과 혼합된 실내실험을 통해 퇴적물의 성상변화를 조사하였다. 굴 패각의 주요 성분인 CaCO3는 700℃ 이상의 소성 온도에서 열분해 되어 CaO로 변화하는 것으로 나타났다. P800의 Ca2+ 농도는 약 790 mg/L로 대조구 및 다른 실험구들에 비해 약 2 ~ 3배 높게 나타나 고온 소성 된 굴패각일수록 용출되는 Ca2+는 높은 것으로 확인되었다. 600℃ 이상의 온도에서 소성된 굴 패각에서는 CaCO3의 열분해로 형성된 CaO의 가수분해를 통해 간극수 내의 pH가 0.1 ~ 0.5 증가한 것으로 나타났다. 간극수 내의 NH3-N은 대조구보다 약 2.2 ~ 7.6 mg/L의 범위로 증가하였으며, 이는 가수분해 과정에서 발생한 열, Ca2+에 의한 미생물 활동 억제, 소성 과정에서 증가한 굴 패각 공극을 통한 산소 공급 등이 복합적으로 작용한 결과로 판단된다. P600 및 P800의 직상수 및 간극수 내의 PO4-P 농도는 대조구보다 약 0.1 ~ 0.2 mg/L 낮게 나타났으며 이는 소성 굴 패각으로 인한 pH 증가 및 PO4-P와의 화학적 반응으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 온도에 따라 굴 패각은 퇴적물 내의 NH3-N 및 PO4-P의 농도변화에 영향을 미치는 것으로 확인되었으나, 입경에 의한 영향은 크지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 낮은 오염도의 연안 저서환경을 개선시키기 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것을 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.249-254
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• 2022

최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.409-415
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• 2022

식물의 생장과 발달은 지하부 환경에도 영향을 받으므로 근권 환경의 변수들을 관수전략의 수립에 고려하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 수분이동 특성이 다른 2종류의 암면배지에서 FDR센서를 활용하여 체적함수율(VWC)과 Bulk EC(ECb) 그리고 식물의 뿌리가 이용하는 Pore EC(ECp)에 대한 관계를 분석하고, 이를 활용하여 이용가능한 근권 환경 데이터 수집과 보정 방법을 확립하고자 진행되었다. 실험은 물리적 특성이 다른 2종류의 암면배지(RW1, RW2)를 사용하였다. FDR 센서를 활용하여 함수율(MC)과 ECb를 측정하였으며, ECp는 체적함수율(VWC) 10-100%에서 배지 중앙부위에 일회용 주사기를 이용하여 배지 잔류 양액을 추출 후 측정하였다. 이후 2종류 배지(RW1, RW2)에 서로 다른 농도(증류수, 0.5-5.0)의 배양액을 각 체적함수율 범위(0-100%)로 공급하여 ECb와 ECp를 측정하였다. RW1, RW2 배지에서 ECb와 ECp의 관계는 3차 다항식에 가장 적합하였다. 체적함수율(VWC) 범위 3차 다항식에 따른 ECb와 ECp의 관계는 낮은 체적함수율(VWC) 10-60% 구간에서 큰 오차율을 보였다. 체적함수율(VWC)범위에 따른 센서 측정값(ECb) 및 식물 뿌리가 이용하는(ECp)의 상관관계는 2종류 배지(RW1, RW2) 모두 Paraboloid 식에서 결정계수(R²) 값이 각각 0.936, 0.947로 가장 높았다.

• 생명과학회지
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• 제32권10호
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• pp.784-791
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• 2022

본 연구는 노니와 해죽순을 혼합 급여하였을 때 흰점박이꽃무지유충(꽃벵이)에 미치는 물리화학적 변화를 관찰하기 위해 수행되었다. 노니와 해죽순을 복합 급여 시 꽃벵이 절식 동안에 사멸율, 수율 등을 개선하는 것으로 나타났다. 건조굼벵이 분말의 처리구에서 pH는 소량 증가하였으며, 명도가 증가되는 반면에, 적색도는 감소되는 것으로 나타났다. 일반성분 분석에서 지방이 약간 증가되었지만, 단백질 및 탄수화물은 유사한 것으로 관찰되었다. 처리구에 미네랄 함량은 전반적으로 상승되었으며, 특히 칼륨이 매우 높게 관찰되었다. 처리구에서 총구조아미노산은 감소된 반면에, 총유리아미노산은 증가되어 상반되는 결과를 보였다. 처리구에 구조아미노산들은 전반적으로 감소되는 경향성을 보였다. 그러나 유리아미노산은 특이적인 경향성을 보이지 않았고, 각 성분별 다른 결과를 보였다. 유리아미노산 중 트립토판, 포스포-세린, 메틸-히스티딘은 높게 증가한 반면에, 트레오닌, 메티오닌, 아스파라긴 등은 높은 감소를 보였다. 처리구에서 총포화지방산은 증가되었지만, 일가 및 다가불포화지방산은 감소되었다. 포화지방산 중에서 Heptadecanoic acid (C17:0)가 특이적으로 증가했다. 다른 한편으로 다가불포화지방산 중에서 오메가-3계열인 cis-5,8,11,14,17-Eicosapentaenoic acid (C20:5n3)가 약간 상승되는 경향성을 보였지만, 오메가-6계열은 감소되었다. 따라서 본 연구에서 미네랄, 총유리아미노산, 오메가-3 계열 지방산 등이 증가되었기 때문에, 노니와 해죽순 복합급여 사료는 기능성 증진 물질 생산을 위한 먹이원으로써 활용가능성이 있는 것으로 제의된다.