• 제목/요약/키워드: low energy consumption

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PET분해효소(PETase) 과발현 전세포 촉매의 해양미세플라스틱 생분해 활성 연구 (Biodegradation of marine microplastics by the whole-cell catalyst overexpressing recombinant PETase)

  • 김현지;박종하;박애란;이대희;전준호;권혁택;임성인
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.133-142
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    • 2022
  • The increased production and consumption of polyethylene terephthalate (PET)-based products over the past several decades has resulted in the discharge of countless tons of PET waste into the marine environment. PET microparticles resulting from the physical erosion of general PET wastes end up in the ocean and pose a threat to the marine biosphere and human health, necessitating the development of new technologies for recycling and upcycling. Notably, enzyme-mediated PET degradation is an appealing option due to its eco-friendly and energy-saving characteristics. PETase, a PET-hydrolyzing enzyme originating from Ideonella sakaiensis, is one of the most thoroughly researched biological catalysts. However, the industrial application of PETase-mediated PET recycling is limited due to the low stability and poor reusability of the enzyme. Here we developed the whole-cell catalyst (WCC) in which functional PETase is attached to the outer membrane of Escherichia coli. Immunoassays are used to identify the surface-expressed PETase, and we demonstrated that the WCC degraded PET microparticles most efficiently at 30℃ and pH 9 without agitation. Furthermore, the WCC increased the PET-degrading activity in a concentration-dependent manner, surpassing the limited activity of soluble PETase above 100 nM. Finally, we demonstrated that the WCC could be recycled up to three times.

열변형 저감을 위한 고분자 복합소재 배합 조건에 따른 재료특성 분석 (Analysis of Material Properties According to Compounding Conditions of Polymer Composites to Reduce Thermal Deformation)

  • 변상원;김영신;전의식
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.148-154
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    • 2022
  • As the 4th industrial age approaches, the demand for semiconductors is increasing enough to be used in all electronic devices. At the same time, semiconductor technology is also developing day by day, leading to ultraprecision and low power consumption. Semiconductors that keep getting smaller generate heat because the energy density increases, and the generated heat changes the shape of the semiconductor package, so it is important to manage. The temperature change is not only self-heating of the semiconductor package, but also heat generated by external damage. If the package is deformed, it is necessary to manage it because functional problems and performance degradation such as damage occur. The package burn in test in the post-process of semiconductor production is a process that tests the durability and function of the package in a high-temperature environment, and heat dissipation performance can be evaluated. In this paper, we intend to review a new material formulation that can improve the performance of the adapter, which is one of the parts of the test socket used in the burn-in test. It was confirmed what characteristics the basic base showed when polyamide, a high-molecular material, and alumina, which had high thermal conductivity, were mixed for each magnification. In this study, functional evaluation was also carried out by injecting an adapter, a part of the test socket, at the same time as the specimen was manufactured. Verification of stiffness such as tensile strength and flexural strength by mixing ratio, performance evaluation such as thermal conductivity, and manufacturing of a dummy device also confirmed warpage. As a result, it was confirmed that the thermal stability was excellent. Through this study, it is thought that it can be used as basic data for the development of materials for burn-in sockets in the future.

Gender differences in the association between food costs and obesity in Korean adults: an analysis of a population-based cohort

  • Soim Park;Jihye Kim
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제17권5호
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    • pp.984-996
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    • 2023
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Prior studies, mostly conducted in Western countries, have suggested that the low cost of energy-dense foods is associated with an increased risk of obesity. This study aimed to investigate the association between food costs and obesity risk among Koreans who may have different food cost and dietary patterns than those of Western populations. SUBJECTS/METHODS: We used baseline data from a cohort of 45,193 men and 83,172 women aged 40-79 years (in 2006-2013). Dietary intake information was collected using a validated food frequency questionnaire. Prudent and Western dietary patterns extracted via principal component analysis. Food cost was calculated based on Korean government data and market prices. Logistic regression analyses were performed to investigate the association of daily total, prudent, and Western food cost per calorie with obesity. RESULTS: Men in the highest total food cost quintile had 15% higher odds of obesity, after adjusting for demographic characteristics and lifestyle factors (adjusted odds ratio, 1.15; 95% confidence interval, 1.08-1.22; P-trend < 0.001); however, this association was not clear in women (P-trend = 0.765). While both men and women showed positive associations between prudent food cost and obesity (P-trends < 0.001), the association between Western food cost and obesity was only significant in men (P-trend < 0.001). CONCLUSIONS: In countries in which consumption of Western foods is associated with higher food costs, higher food costs are associated with an increased risk of obesity; however, this association differs between men and women.

공격 행동 인식 및 중재를 위한 IMU 기반 웨어러블 시스템 개발 (Design of an IMU-based Wearable System for Attack Behavior Recognition and Intervention)

  • 정우순;정규만;류정탁;박경옥;오유수
    • 스마트미디어저널
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    • 제13권5호
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    • pp.19-25
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    • 2024
  • 발달장애인의 사회 진입을 막는 가장 큰 행동 유형은 공격 행동이다. 공격 행동은 발달장애인 자신의 안전뿐만 아니라 타인의 신체적 안전에도 위협이 될 수 있다. 본 연구에서는 저전력 프로세서를 활용한 웨어러블 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 IMU(Inertial Measurement Unit, 관성 측정 장치)가 적용되어, 사용자의 행동을 분석할 수 있으며, 개발된 시스템에 부착된 LED 배열을 통해 일정 시간 이상 공격 행동이 감지되지 않을 시, 흥미로운 LED 패턴을 표현하여 발달장애인에게 보상을 통한 행동 중재를 제공한다. 전원이 제한된 환경에서 장시간 착용해야 하는 시스템을 구현하기 위해 데이터의 전처리 과정부터 AI 모델 적용까지 전 단계에 걸쳐서 성능-에너지 소모 간 최적화 방법을 제시한다.

토지이용균형모델을 이용한 기후변화에 따른 제주도 지역의 주거용 토지이용변화와 인구 밀도 예측 (Analyzing Residential Land Use Change and Population Density Considering Climate Change Using Land Use Equilibrium Model in Jeju)

  • 유소민;이우균;야마가타 요시키;임철희;송철호;최현아
    • 한국지리정보학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.43-58
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    • 2015
  • 급격한 경제 성장과 인구 증가는 온실가스 배출량을 급증시키고 있으며 이는 기후변화를 가속화시키고 있다. IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 보고서는 온실가스가 2000년부터 2030년까지 최대 90%까지 증가할 것이라고 보고하고 있다. 이에 전 세계에서는 기후변화에 대한 피해를 줄이기 위해 기후변화 적응과 완화 대책 수립이 중요시되고 있으며, 우리나라에는 기후변화 대응 정책으로'저탄소 녹색성장(Low Carbon Green Growth)'을 시행하였다. 지자체에서는 친환경적이며 지속가능한 발전을 위한 도시계획을 조성하기 위해 다양한 연구를 수행해왔다. 특히, 기후변화에 가장 크게 영향을 줄 수 있는 토지이용변화에 대한 연구가 활발하게 수행되어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 제주도를 대상으로 경제적, 지리적 특성을 기반한 토지이용 균형 모델을 적용하여 주거 토지이용변화와 인구 밀도를 예측하였다. 먼저, 주거부분의 토지이용변화를 보기 위해, 3가지 유형의 시나리오를 구축하였다. 시나리오는 현재와 동일한 환경을 갖는 Dispersion 시나리오, 기후변화 적응 대책을 반영한 Adaptation 시나리오, 기후변화 적응과 완화 대책을 동시에 반영한 Combined 시나리오이다. 그 결과, 전반적으로 Dispersion 시나리오에서 Combined 시나리오로 갈수록 주거면적과 인구밀도가 줄어들었다. 이후 주거면적과 인구밀도 결과를 통해 시나리오별 주거용 에너지 소비량과 예상 인명 피해액을 산정하였다. 그 결과, 전반적으로 Dispersion 시나리오에서 Combined 시나리오로 갈수록 에너지 소비량과 예상 인명 피해액은 줄어들었다. 본 연구에서 제시한 토지이용균형모델을 적용하여 시나리오별 주거부분 토지이용과 인구 밀도 변화 파악은 향후 기후변화 안정성을 확보하고 완화할 수 있는 환경적 도시계획을 수립하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

고추 재배시 방사성 핵종 처리 및 열매수확 시기에 따른 토양-작물체간 전이계수의 변이 (Variations in Soil-to-Red Pepper Transfer Factors of Radionuclides with Time of Their Application and Fruit Harvest)

  • 최용호;이원윤;임광묵;박두원;이명호;이창우;이현덕;이정호
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제22권3호
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    • pp.171-181
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    • 1997
  • 고추의 이식 2일전 및 이식후 세 차례에 걸쳐 $^{54}Mn$, $^{60}Co$, $^{85}Sr$, $^{137}Cs$의 혼합용액을 온실내 재배상자의 토양에 처리하고 고추의 청과와 적과에 대한 전이계수($m^2/kg-dry$)를 조사하였다. 전이계수는 핵종, 처리시기 및 수확시기에 따라 $20{\sim}100$배 정도의 변이를 보였다. 핵종간에 전이계수는 대체로 $^{85}Sr>^{54}Min>^{60}Co>^{137}Cs$의 순이었으나 처리에서 수확까지의 기간이 짧을 경우 $^{85}Sr$$^{60}Co$ 전이계수가 $^{85}Sr$보다 높았다. $^{85}Sr$$^{137}Cs$ 전이계수는 가장 늦은 처리에서 그 전 처리에 비해 수확시기에 따라 $3{\sim}20$배 정도 감소하였다. $^{54}Mn$$^{60}Co$ 전이계수는 이식후 처리시기에 따른 변이가 비교적 적었다. 식전 토양과의 혼합처리시 전이계수는 이식 2일후 토양 표면 처리에 비해 $^{54}Mn$, $^{60}Co$, $^{85}Sr$의 경우 최고 $3{\sim}9$배 정도 높았으나 $^{137}Cs$의 경우 차이가 없었다. 본 연구 결과는 고추의 재배기간중 사고발생시 고추 열매내 방사성 핵종의 뿌리흡수 농도를 예측하고 고추의 수확 및 이용대책을 수립하는 데 활용될 수 있다.

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제주지역 초등학생의 총당류 섭취실태 조사 (A study of dietary intake of total sugars by elementary students in Jeju province)

  • 고양숙;김은미;이현숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제48권1호
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    • pp.81-93
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    • 2015
  • 본 연구는 제주지역 초등학교 5학년 학생 701명을 대상으로 2009년 4월부터 6월까지 24시간 회상법을 이용하여 1일 식이조사를 통한 총당류 섭취량을 추정하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 조사대상자의 1일 열량섭취량은 1,629.8 kcal, 1일 총 당류섭취량은 남학생 53.1 g, 여학생 57.6 g으로 남녀 평균 55.3 g이었다. 2. 끼니별 1일 총당류섭취량은 간식에서 34.9 g (63.1%)으로 가장 많이 섭취하였으며, 아침, 점심, 저녁 식사에서 섭취하는 양은 각각 6.3 g, 6.9 g, 7.2 g이었다. 3. 식품군별로는 우유류 (17.04 g), 곡류 (12.79 g), 과일류 (9.40 g), 당류 (7.30 g)에서 섭취하는 당 함량이 높았다. 4. 조리법별 총당류 섭취량은 유제품류 (15.08 g), 빵 과자류 (6.4 g), 음료류 (5.5 g), 과일류 (5.1 g), 빙과류 (4.8 g)의 순이었고, 주식과 부식류에서는 면류 (5.1 g), 볶음류 (2.3 g), 튀김류 (1.4 g), 일품요리류 (1.4 g), 조림류 (1.1 g)의 순이었다. 후식류에서 서당 섭취량이 높은 음식은 빵 과자류 (4.1 g, 6.4 g), 음료류 (2.5 g, 1.4 g), 빙과류 (3.4 g, 4.4 g)이었다. 주식과 부식류에서 서당 섭취량이 높은 음식은 면류 (2.0 g, 4.1 g), 볶음류 (1.0 g, 1.1 g) 등 이었다. 5. 1일 총당류섭취량 중 천연당은 25.8 g, 첨가당은 23.3 g, 혼합당은 6.2 g으로 1일 총당류 섭취량의 42.1%가 첨가당에서 섭취되었다. 6. 총열량섭취량 중 당류에서 얻어지는 열량비율이 20% 이상인 고당류섭취군이 20% 미만 저당류섭취군에 비해 철분, 아연, 니아신 섭취가 유의적으로 더 낮았다. 7. 단맛선호군은 단맛저선호군보다 열량, 탄수화물 섭취량, 그리고 총당류섭취량이 유의적으로 높았다. 이상의 결과를 종합해 보면 제주지역 초등학교 5학년 남녀학생들의 총당류섭취량은 1일 평균 55.4 g으로, 주로 간식에서 섭취하는 비율이 높았다. 따라서 초등학생들의 총 당류 섭취량 통제를 위해서는 올바른 간식 선택과 당 저감화 관련 영양교육이 필요하다고 사료된다.

유당불내증(Lactose Intolerance)의 발생 원인과 경감 방안에 대한 고찰 (Review: Distribution, Lactose Malabsorption, and Alleviation Strategies of Lactose Intolerance)

  • 윤성식
    • 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.

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NCCU(Non-Capture CO2 Utilization) 기술의 CO2 감축 잠재량 산정 (Estimating CO2 Emission Reduction of Non-capture CO2 Utilization (NCCU) Technology)

  • 이지현;이동욱;장세규;곽노상;이인영;장경룡;최종신;심재구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권5호
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    • pp.590-596
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    • 2015
  • 본 연구에서는 다양한 $CO_2$ 재활용 기술 중 경제성 및 $CO_2$ 감축량 효과가 큰 것으로 평가되는 $CO_2$ 활용 중탄산나트륨 제조기술 대상으로 상용 플랜트 운영시 전체 $CO_2$ 감축량을 산정하고자 하였다. 상기 $CO_2$ 재활용 기술은 발전소 배가스 중에 포함된 $CO_2$의 탄산화 반응을 통해 상업적으로 유용한 중탄산나트륨을 제조하는 기술로서 현재 한국동서 발전의 지원을 받아 한전 전력연구원에서 연구개발 진행 중이다(기술개발 사업명: NCCU, Non-Capture $CO_2$ Utilization). 본 기술의 $CO_2$ 감축량 산정을 위해 하루 100톤 $CO_2$ 처리 규모(연간 36,500톤 $CO_2$ 처리 가능, 발전 용량 기준 5 MW급)의 상용급 플랜트를 대상으로 공정모사 프로그램(PRO/II 9.1)을 활용한 열 및 물질 수지 분석을 수행하였으며 특히 종래 유사기술과의 비교를 통한 간접 $CO_2$ 감축량 산정을 위해 탄산나트륨 및 중탄산나트륨 등의 제조를 위한 대표적 기술인 Solvay 공정과의 에너지 사용량을 비교 분석하였다. 분석 결과 종래 Solvay 공정은 단위 중탄산나트륨 생산을 위한 에너지 사용량이 약 $7.4GJ/tNaHCO_3$으로 이를 해당 에너지를 얻기 위해 필요한 석탄 사용량 및 $CO_2$ 발생량으로 환산시 연간 약 48,862 톤 $CO_2$에 해당 된다. 반면 발전소 배가스 중에 포함된 $CO_2$를 활용한 중탄산나트륨 제조공정의 경우 탄산화 반응에 의한 $CO_2$ 직접 포집분(연간 약 36,500 톤)과 동일 화합물 생산을 위한 종래 공정(Solvay) 대비 낮은 에너지 사용량에 따른 간접적인 $CO_2$ 저감량(연간 약 46,885 톤) 효과로 전체 $CO_2$ 감축량은 약 83,385톤으로 산정되었다. 상기 분석을 통해 본 논문의 $CO_2$ 활용 중탄산나트륨 제조기술은 제품 판매에 따른 경제적 효과뿐만 아니라 종래 공정에 비해 낮은 에너지 사용으로 $CO_2$ 저감효과가 매우 높아 대규모 $CO_2$ 저장 공간이 필요한 CCS(Carbon Capture & Sequestration) 기술의 대안기술로서 유망한 것으로 분석되었다.

2007년도 국민건강영양조사 결과 재분석 : CAN-Pro 3.0 식품영양가표의 활용 (Reanalysis of 2007 Korean National Health and Nutrition Examination Survey (2007 KNHANES) Results by CAN-Pro 3.0 Nutrient Database)

  • 심연정;백희영
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제42권6호
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    • pp.577-595
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    • 2009
  • 본 연구에서는 2007 KNHANES 식이섭취자료를 우리나라 일반 연구자들이 많이 사용하는 CAN-Pro 3.0 NDB를 이용하여 재분석함으로써, NDB 차이에 따른 영양소 섭취결과의 차이를 평가하고 지금까지 계산되지 않았던 아연, 비타민 B$_6$, 엽산, 비타민 E, 콜레스테롤 섭취량과 급원식품을 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 단백질과 비타민 C를 제외한 모든 영양소에서 두 NDB를 사용하여 계산한 영양소 섭취량이 유의적인 차이를 보였으나 (p < 0.001) 일부 영양소를 제외하고 0.75$\sim$0.99 사이의 높은 상관관계를 가지고 있었다 (p < 0.001). 2) 두 방법으로 계산한 결과의 차이가 섭취량의 5% 이내인 것은 에너지, 단백질, 비타민 B$_2$, 비타민 C, 철분이었으며 일곱 개의 영양소가 5$\sim$10%, 4가지 영양소가 10% 이상의 비교적 큰 차이를 보였다. 두 방법 간의 차이에 대해서 6가지 영양소에서 연령 군, 성별, 혹은 연령과 성의 교호작용이 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타났다 (p < 0.05). 3) 본 연구에서 CAN-Pro 3.0 NDB를 이용하여 2007 KNHANES 대상자들의 아연, 비타민 B$_6$, 엽산, 비타민 E, 콜레스테롤 섭취량을 성별, 연령군으로 나누어 계산하였다. 그 결과 여러 성별, 연령 군에서 아연, 비타민 B$_6$, 엽산, 비타민 E의 평균 섭취량이 권장섭취량이나 충분섭취량에 비하여 낮았으며 그 내용은 영양소에 따라 달랐다. 콜레스테롤은 일부 계층에서 섭취가 과다한 것으로 나타났다. 4) 아연, 비타민 B6, 엽산, 비타민 E, 콜레스테롤의 공급에 중요한 식품군과 식품들을 분석하여 제시하였다. 2007 국민건강영양조사의 식이섭취조사 자료를 CAN-Pro 3.0 NDB를 이용하여 영양소 섭취량을 재계산하여 비교 분석한 본 연구를 통해 식이섭취조사에서 영양소 데이타베이스가 차지하는 중요성을 살펴보았다. 앞으로 영양소 데이터베이스에 관한 많은 정보 교환 및 검증이 이루어져야 하며, 일반 연구자들이 영양소 데이터베이스의 호환성 검증과 함께 정확한 영양소 섭취량 추정 및 식생활 평가를 할 수 있도록 다양한 방안이 모색되어야 할 것이다.