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Trichoderma reesei 유래 산업효소를 이용한 인삼추출물로부터 Compound K 생산 최적화 (Optimization of Compound K Production from Ginseng Extract by Enzymatic Bioconversion of Trichoderma reesei)

  • 한강;이남근;이유리;정은정;정용섭
    • 한국식품영양학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.570-578
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    • 2012
  • 인삼 조사포닌 추출물 내의 ginsenoside를 CK로 전환을 하기 위하여 T. reesei 유래 cellulolytic 복합 효소를 사용하였다. 온도, pH, 인삼 조사포닌 추출물 농도, 효소 농도와 반응시간별 T. reesei 효소의 인삼 조사포닌 추출물로부터 CK 전환에 대한 적정조건을 살펴본 결과, 온도는 $50^{\circ}C$에서 691.51 mg/100 g으로, pH는 조건별 큰 차이는 보이지 않았지만 pH 5.0일때 701.88 mg/100 g으로 가장 높은 함량을 나타내었다. 인삼 조사포닌 추출물과 효소 농도에 있어서는 각각 2%(w/v) 농도(678.82 mg/100 g)와 9%(v/v) 농도(691.51 mg/100 g)일 때 가장 높은 CK 농도를 보였다. 온도 $50^{\circ}C$, pH 5.0, 인삼 조사포닌 추출물 농도 2%(w/v)와 효소농도 9%(v/v)에서 반응시간에 따른 CK 생산을 분석한 결과, 반응 48시간까지 급격히 증가하다가 그 이후에는 반응속도가 현저하게 느려지는 경향을 보였지만, 반응 96시간에 784.97 mg/100 g으로 가장 높은 CK 농도를 나타내었다. 이러한 결과를 토대로 인삼 조사포닌 추출물의 농도 2%(w/v), 효소 농도 7%(v/v)와 반응 시간 48 hr를 CK 생산에 중요 요인변수로 선정하여 pH 5.0와 온도 $50^{\circ}C$에서 반응표면분석법 실험을 진행하였다. 그 결과, 인삼 조사포닌 추출물 농도 2.38%, 효소농도 6.07%와 효소반응 시간 64.04 hr를 최적조건으로 설정하였으며, CK 생산 예측 값은 840.77 mg/100 g이었다. 반응표면분석법으로 선정한 최적조건에서 플라스크와 생물반응기를 이용하여 효소반응을 수행한 결과 플라스크에서는 CK 생산 예측 값 보다 약 1.2배 높은 1,017.93 mg/100 g이 생성되었고, 생물반응기에서는 예측 값과 비슷한 862.31 mg/100 g의 CK가 생성되었다.

반응표면분석을 이용한 청국장 제조시 마늘의 첨가조건 최적화 (Optimization of the Addition of Garlic in Cheonggukjang using Response Surface Methodology)

  • 황초롱;심혜진;김경민;조계만;김정환;신정혜
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.661-669
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    • 2013
  • 마늘을 이용한 청국장의 제조조건을 최적화 하고자 중심합성계획에 따라 마늘의 첨가량($X_1$), 마늘 열처리시간($X_2$) 및 청국장 발효시간($X_3$)을 독립변수로 하고, 점질물 생성량($Y_1$), 산도($Y_2$), 아미노태 질소량($Y_3$), ${\gamma}$-GTP($Y_4$) 및 ABTS 라디칼 소거능($Y_5$)을 종속변수로 하여 반응표면분석을 실시하였다. 점질물 생성량의 정상점은 최대점으로 실제변수인 마늘의 첨가량이 6.53%, 열처리 시간 6.81분, 청국장 발효시간 55.18시간에서 13.02%의 최적 값을 보였다. 산도는 청국장의 발효시간이 길어질수록 증가하였으며, 최소값인 0.50%를 나타내는 마늘 첨가량의 실제변수는 7.75%, 열처리 시간은 3.42분, 청국장 발효는 58.60시간이었다. 아미노태 질소 함량은 80.58~158.82 mg% 범위였는데 정상점은 안장점으로 능선분석을 통해 얻어진 아미노태 질소의 최고값은 156.97 mg%였다. 이 때 마늘 첨가량 및 열처리 시간은 각각 6.21% 및 14.85분, 청국장 발효시간은 58.04시간이었다. ${\gamma}$-GTP 활성은 353.66 mU/mL의 최대값을 가질 때, 마늘 첨가량, 마늘 열처리 시간 및 청국장 발효시간이 각각 5.73%, 6.99분, 57.96시간 이었다. ABTS 라디칼 소거능은 마늘 첨가량과 청국장 발효시간을 낮추고 마늘의 열처리 시간을 높이는 경우 76.43%의 최고값 얻을 수 있었는데, 이에 따른 실제변수의 마늘의 첨가량과 열처리시간은 각각 3.78% 및 14.28분과 청국장 발효시간은 57.99시간이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 마늘이 첨가된 청국장 제조를 위해 마늘은 불린 콩 무게 대비 3.78~7.75%로 첨가하되 3.42~14.85분의 범위에서 스팀가열한 후 사용하며, 55~59시간 정도 발효시키는 것이 적합하였다.

숙성온도와 기간이 한우 거세우 배최장근의 육질 특성에 미치는 영향 (Effect of Ageing Temperature and Time on the Meat Quality of Longissimus Muscle from Hanwoo Steer)

  • 김진형;조수현;성필남;하경희;김학균;박범영;이종문;김동훈;안종남
    • 한국축산식품학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.171-178
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    • 2007
  • 본 연구는 숙성온도와 숙성기간이 한우 거세우 배최장근의 육질 특성에 미치는 영향을 구명하고자 숙성온도를 0, $4^{\circ}C$로 하여 2, 7, 14, 21, 28, 49일 동안 숙성하면서 한우 거세우 배최장근의 pH, 전단력, MFI, 가열 및 육즙감량, 전자현미경 관찰, 관능검사 및 아미노산 조성을 분석하였다. pH는 숙성온도가 $0^{\circ}C$일 때 숙성 21일까지, 숙성온도가 $4^{\circ}C$일 때 숙성 14일까지 증가하다가 감소하였다(p<0.05). 전단력 값은 숙성 14일부터 28일까지 $4^{\circ}C$에서 숙성한 배최장근이 $4^{\circ}C$보다 유의적으로 낮았고, 숙성기간이 경과함에 따라 유의적으로 연도가 향상되었다(p<0.05). MFI의 경우 $4^{\circ}C$에서 숙성한 배최장근 보다 $0^{\circ}C$에서 높은 경향을 보였고, 숙성기간이 경과함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05). $0^{\circ}C$에서 숙성한 배최장근의 가열 및 육즙감량이 $4^{\circ}C$보다 적은 경향이었고, 숙성기간이 경과함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 관능검사에서 연도와 다즙성은 $0^{\circ}C$에서 숙성한 배최장근이 $4^{\circ}C$ 보다 좋은 평가를 보였고, 숙성기간이 경과하면서 유의적으로 높은 평가를 얻었다(p<0.05). 전자현미경에 의한 미세구조 변화는 $4^{\circ}C$에서 숙성한 배최장근이 $0^{\circ}C$보다 1주일 빠르게 Z-disk의 붕괴가 확실하게 관찰되었고, 숙성기간이 경과하면서 Z-disk의 붕괴정도가 많아졌다. 아미노산 함량 변화는 $4^{\circ}C$에서 숙성한 배최장근이 $0^{\circ}C$보다 높은 경향이었고, 숙성기간이 경과하면서 각 아미노산 조성의 함량이 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이상의 결과를 종합하면, 한우 거세우 등심의 최적 숙성 조건은 $0^{\circ}C$에서는 14일간, $4^{\circ}C$에서는 7일간 숙성하는 것이 바람직한 것으로 사료되며, 향후 숙성기술의 산업적 적용을 위하여 한우의 부위 및 근육별 적정 숙성기간 설정 연구가 필요할 것으로 생각된다.

반응표면분석을 이용한 송이버섯 열수추출조건의 최적화 (Optimization of Hot Water Extraction Conditions for Tricholoma matsutake by Response Surface Methodology)

  • 강복희;이진만;김유경
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.1206-1212
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    • 2010
  • 송이버섯의 최적 추출조건 예측을 위해 추출온도(60, 70, 80, 90, $100^{\circ}C$), 추출시간(1, 2, 3, 4, 5 hr) 및 시료에 대한 용매비(10, 20, 30, 40, 50 mL/g)를 독립변수로 하여 중심합성계획에 따라 16구간의 열수추출조건을 설정하였다. 각 추출물에 대한 이화학적 특성으로 가용성 고형분 함량, 총 페놀성 화합물 함량, 전자공여능, 아질산염 소거능 및 환원당함량을 조사하였다. 각 특성에 대하여 SAS program을 이용하여 회귀분석 후 최적 추출조건의 예측과 반응표면에 의한 추출특성을 모니터링하였다. 가용성 고형분 함량, 전자공여능 및 아질산염 소거능은 시료에 대한 용매비에 영향을 많이 받고 있는 것으로 나타났으며, 총 페놀성 화합물 및 환원당함량은 추출온도 및 시료에 대한 용매비의 영향을 모두 많이 받고 있는 것으로 나타났다. 송이버섯의 효율적인 추출을 위하여 열수에서 추출특성을 분석한 결과 가용성 고형분 함량의 최적 추출조건은 추출온도 $83.48^{\circ}C$, 추출시간 3.44 hr 및 시료에 대한 용매비는 42.83 mL/g이었으며, 총 페놀성 화합물 함량에 대한 최적추출조건은 추출온도 $78.85^{\circ}C$, 추출시간 3.33 hr 및 시료에 대한 용매비는 34.84 mL/g이었다. 전자공여능에 대한 최적조건은 추출온도 $91.00^{\circ}C$, 추출시간 1.62 hr 및 시료에 대한 용매비는 39.42 mL/g 등으로 각각 나타났다. 각 변수에 대한 회귀식을 도출하여 송이버섯의 이 화학적 특성에 대한 최적추출조건을 중첩(superimposing) 한 결과 추출조건의 범위는 추출온도 $70{\sim}90^{\circ}C$, 추출시간 2~4 hr, 시료에 대한 용매비 30~50 mL/g으로 각각 예측되었다.

뽕잎분말과 오디분말의 최적 혼합비율을 이용한 기능성 죽 제조 (Processing of Functional Porridge with Optimal Mixture Ratio of Mulberry Leaf Powder and Mulberry Fruit Powder)

  • 김유진;김민주;김현복;임정대;김애정
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권9호
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    • pp.1081-1090
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 반응표면분석법을 통해 최적화한 뽕잎과 오디 혼합비율을 기본 녹두죽에 첨가하여 고혈압 개선에 도움을 줄 수 있는 기능성 죽을 개발하는 것이다. 뽕잎분말과 오디분말을 독립변수로 하였고, 칼륨, 나트륨, GABA, C3G, rutin 및 flavonoid를 종속변수로 하여 뽕잎분말과 오디분말의 최적 혼합비율을 모니터링 하고자 하였다. 반응표면분석법을 이용하여 산출된 뽕잎분말과 오디분말의 최적 혼합비율 함량은 뽕잎분말 함량 5.41 g, 오디분말 함량 2.65 g이었다. 이때 종속변수들의 최적 함량은 칼륨 함량이 1,844.22 mg/100 g, 나트륨 함량이 52.74 mg/100 g, GABA 함량은 139.98 mg/100 g, C3G 함량은 1,134.89 mg/100 g, rutin 함량은 101.56 mg/100 g 및 flavonoid 함량은 201.28 mg/100 g으로 나타났다. 최적 혼합비율의 뽕잎분말(5.41 g)과 오디분말(2.65 g)을 첨가한 기능성 죽을 제조하여 일반 성분과 무기질 함량 분석을 한 결과 수분 함량은 88.54 g, 탄수화물 함량은 8.77 g, 단백질 함량은 2.24 g, 지방 함량은 0.04 g, 조회분 함량은 0.41 g으로, 최적 혼합비율의 뽕잎분말과 오디분말을 첨가한 녹두죽의 탄수화물, 단백질, 지방, 조회분 및 무기질 함량이 뽕잎과 오디의 혼합분말이 첨가되지 않은 기본 녹두죽보다 모두 높았다. 결론적으로 최적 혼합비율의 뽕잎분말과 오디분말이 첨가된 기능성 죽은 고혈압 개선에 도움을 줄 수 있는 칼륨, 나트륨, GABA, C3G, rutin 및 flavonoid와 같은 기능성 성분이 우수하여 고혈압 환자의 혈압개선에 도움을 줄 수 있을 것이다.

토지이용 변화에 따른 수문 특성의 변화를 추적하기 위한 Lumped모형의 개발 (Development of lumped model to analyze the hydrological effects landuse change)

  • 손일
    • 대한지리학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.233-252
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    • 1994
  • 토지이용수문학을 위한 하나의 대안으로, 모형의 단순성, 모형변형의 용이성, 그리 고 모의된 모형으로부터 지속적인 유량 예측 능력을 지닌 Lumped모형을 이용해 토지이용 변화에 따른 수문특성의 변화를 추적하였다. Blackie(1972)의 모형을 근간으로, R1131(11-parameter, 3-storage, l-input option) 모형을 구축하였다. 연구 대상 유역분지는 케냐에 있는 Kimakia Catchement K11이며, 이곳의 토지이용은 3번 변화하였다. 3단계의 토 지이용 기간에 대해 모형을 보정한 결과, 모형유효도는 96.78%, 97.20%, 94.62%이며, 전체유 량오차는 각각 -1.78%, -3.36%, 5.32% 였다. 보정된 모형을 이용해 각 토지이용 단계별로 확장유출량을 발생시키고, 빈도해석을 시도했다. 홍수 규모가 작은 경우 식생변화에 따라 31.3%와 32.1% 정도로 홍수량이 줄어들었으나, 홍수 규모가 커짐에 따라 홍수량의 감소 정 도는 점차 작아지고 있다. 이와 같은 현상은 갈수량의 변화에서도 발견된다. 또한 식생이 어 느 정도까지 성장한 이후에는 계속된 식생 성장에도 불구하고 홍수량과 갈수량은 큰 변화가 없다.

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융합 서비스 모델 개발 방법론 및 체계 연구 (A Framework for Creating Inter-Industry Service Models in the Convergence Era)

  • 권혁인;류귀진;주희엽;김만진
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제21권1호
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    • pp.81-101
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    • 2011
  • In today's rapidly changing and increasingly competitive business environment, new product development in tune with market trends in a timely manner has been a matter of the utmost concern for all enterprises. Indeed, developing a sustainable new business has been a top priority for not only business enterprises, but also for the government policy makers accountable for the health of Its national economy as well as for decision makers in what type of organizations. Further, for a soft landing of new businesses, building a government-initiated industry base has been claimed to be necessary as a way to effectively boost corporate activities. However, the existing methodology in new service and new product development is not suitable for nurturing industry, because it is mainly focused on the research and development of corporate business activities instead of new product development. The approach for developing new business is based on 'innovation' and 'convergence.' Yet, the convergence among technologies, supplies, businesses and industries is believed to be more effective than innovation alone as a way to gain momentum. Therefore, it has become more important than ever to study a new methodology based on convergence in industrial quality new product development (NPD) and new service development (NDS). In this research, therefore, we reviewed any restrictions in the existing new product and new service development methodology and the existing business model development methodology. In doing so, we conducted industry standard collaboration analysis on a new service model development methodology in the private sector and the public sector. This approach is fundamentally different from the existing one in that ours focuses on new business development under private management. The suggested framework can be categorized into industry level and service level. First, in the industry level, we define new business opportunities In occurrence of convergence between businesses. For this, we analyze the existing industry at the industry level to identify the opportunities in a market and its business attractiveness, based on which the convergence industry is formulated. Also, through the analysis of environment and market opportunity at the industry level. we can trace how different industries are lined to one another so as to extend the result of the study to develop better insights into industry expansion and new industry emergence. After then, in the service level, we elicit the service for the defined new business, which is composed of private service and supporting service for nurturing industry. Private service includes 3steps: plan-design-do; supporting service for nurturing industry has 4 steps: selection-make environment- business preparation-do and see. The existing methodology focuses on mainly securing business competitiveness, building a business model for success, and offering new services based on the core competence of companies. This suggested methodology, on other hand, suggests the necessity of service development, when new business opportunities arise, in relation to the opportunity analysis of supporting service based on the clear understanding of new business supporting infrastructure optimization. Meanwhile, we have performed case studies on the printing and publishing field with the restrict procedure and development system to assure the feasibility and practical application. Even though the printing and publishing industry is considered a typical knowledge convergence industry, it is also known as a low-demand and low-value industry in Korea. For this reason, we apply the new methodology and suggest the direction and the possibility of how the printing and publishing industry can be transformed as a core dynamic force for new growth. Then, we suggest the base composition service for industry promotion(public) and business opportunities for private's profitability(private).

동충하초속균의 균사생장최적화 (Optimization of Mycelial Growth of Entomogenous fungi of the Genus Cordyceps)

  • 홍인표;남성희;정이연;성규병;남학우;강석우;허현;이민웅;곽순성
    • 한국버섯학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.149-156
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    • 2004
  • 본 연구는 동충하초속균의 자실체 인공 재배를 위한 기초자료를 얻고자 제주도 한라산에서 채집한 Cordyceps longissima, C. militaris, C. pruinosa 등 야생 동충하초의 형태적, 생리적 특성조사를 수행하였다. Cordyceps longissima : 지좌는 숙주에서 1~2개 발생하며 곤봉형 또는 불규칙형으로 표면이 다소 거칠고 적갈색을 띤다. 두부는 $23{\sim}59{\times}6{\sim}8mm$이며, 병부는 원통형으로 $37{\sim}151{\times}2.5{\sim}4.0mm$이다. 자낭각은 묻힌형으로 $553{\sim}600{\times}215{\sim}270{\mu}m$. 자낭은 가는 원통형으로 $330{\sim}510{\times}5{\sim}6{\mu}m$이며, 자낭포자는 $11{\sim}13{\times}1.4{\sim}1.8{\mu}m$이다. 자실체는 매미목 매미과의 곤충에서 발생하였다. 균사 생장은 MCM 배지에서 $25^{\circ}C$, 4주 배양시 73 mm이며, 균사의 색택은 진황색을 나타내었다. 탄소원으로는 단당류인 glucose, 질소원으로는 potassium nitrate를 가장 잘 이용하였다. C. militaris : 지좌는 숙주에서 1~3개 발생하며 곤봉형으로 주황색을 띤다. 두부는 $9{\sim}23{\times}6{\sim}8mm$이며, 병부는 원통형으로 $27{\sim}30{\times}6{\sim}7mm$이다. 자낭각은 반묻힌형으로 $465{\sim}510{\times}260{\sim}310{\mu}m$. 자낭은 가는 원통형으로 $320{\sim}385{\times}4.2{\sim}4.8{\mu}m$이며, 자낭포자는 $2.2{\sim}4.5{\times}1.2{\sim}1.4{\mu}m$이다. 자실체는 나비목 곤충의 번데기에서 발생하였다. 균사 생장은 PDA 배지에서 $25^{\circ}C$, 4주 배양시 71 mm이며, 균사의 색택은 연노랑색을 나타내었다. 탄소원으로는 단당류인 frucose, 질소원으로는 potassium nitrate를 가장 잘 이용하였다. C. pruinosa : 지좌는 숙주에서 1개 발생하며 곤봉형으로 주홍색을 띤다. 두부는 $7{\sim}9{\times}3{\sim}4$이며, 병부는 원통형으로 $13{\sim}22{\times}2{\sim}3mm$이다. 자낭각은 반묻힌형으로 $350{\sim}520{\times}130{\sim}310{\mu}m$. 자낭은 원통형으로 $256{\sim}270{\times}5{\sim}6{\mu}m$이며, 자낭포자는 $3.2{\sim}5.1{\times}0.8{\sim}1.3{\mu}m$이다. 자실체는 나비목 곤충의 번데기에서 발생하였다. 균사 생장은 PDA 배지에서 $25^{\circ}C$, 4주 배양시 60 mm이며, 균사의 색택은 연붉은색을 나타내었다. 탄소원으로는 단당류인 arabinose와 mannose, 질소원으로는 sodium nitrite를 가장 잘 이용하였다.

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잡곡당화음료 제조 최적 조건 탐색 및 항당뇨 활성 평가 (Exploration of optimum conditions for production of saccharogenic mixed grain beverages and assessment of anti-diabetic activity)

  • 이재성;강윤환;김경곤;윤연경;임준구;김태우;김대중;원상연;배무환;최한석;최면
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제47권1호
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    • pp.12-22
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    • 2014
  • 본 연구에서는 Aspergillus oryzae CF1001 균주를 이용하여 잡곡당화음료 개발조건의 최적화와 향기성분을 분석하고 항당뇨 활성을 확인하고자 하였다. 중심합성실험계획법에 의해 당화온도 $50.71^{\circ}C$, 호화시간 45.12분이 최적 당화조건으로 선정되었으며, 당화온도가 호화시간에 비하여 $Brix^{\circ}$ 증가에 더 많은 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 잡곡당화음료의 휘발성 향기성분은 33가지 동정성분과 29가지의 미지 성분이 분석되었다. 소장 내 당흡수와 관련된 ${\alpha}$-glucosidase 활성억제능은 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. HepG2 세포의 glucose uptake 활성을 확인한 결과, 인슐린에 관계없이 glucose uptake가 증가하였으며, 관련 단백질인 GLUT-2, -4의 발현 또한 증가하는 것으로 나타났다. 세포 내 당소모대사 관련 효소인 GK와 PDH도 증가하는 것으로 나타났으며, 잉여로 남은 glucose를 지방으로 전환 저장하는 ACL, ACC 유전자도 증가하는 것으로 나타났다. 이를 통해 잡곡당화음료가 glucose uptake와 세포 내 당소모대사 증가를 도우며, 남는 glucose를 지방으로 전환 저장시키는데 도움을 줄 것으로 사료된다.

영상유도방사선치료에 있어 영상선량 가이드라인 (Guideline for Imaging Dose on Image-Guided Radiation Therapy)

  • 조병철;허현도;김진성;최진호;김성훈;조광환;조삼주;민철기;신동오;이상훈;박동욱;김금배;최상현;김혜영;안우상;김태형;한수철
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권1호
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    • pp.1-24
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    • 2013
  • 방사선 치료 시 보다 정확한 환자자세 및 종양위치 확인을 위해 다양한 형태의 방사선영상장치들이 사용되면서 이에 따른 환자 피폭 관리의 필요성이 증대되고 있다. 진단영상의학 분야에서는 의료방사선 이용의 급격한 증가로 인해 이에 의한 2차 암발생률 증가에 대한 보고들이 사회적인 반향을 일으켰고, 투시촬영 및 CT 등에 의한 과다 피폭 사례가 밝혀지면서 이를 막기 위해 image gently, image wisely 캠페인이 수년전부터 미국을 중심으로 확산되고 있다. 반면에 방사선 종양학 분야에서는 방사선치료로 받는 선량에 비해 영상선량은 무시할 수준이어서 아직까지 이에 대한 관심이 상대적으로 작은 게 사실이다. 하지만 암의 조기 발견, 방사선치료 성적의 향상 등으로 환자의 기대수명이 증대되고 있고, 특히 소아의 경우 상대적으로 높은 방사선 민감도 및 기대 수명을 고려할 때 방사선장해방어를 위해 ALARA (As Low As Reasonably Achievable) 원칙에 입각하여 영상유도 방사선치료에 수반되는 영상선량의 적절한 관리가 필요하다고 사료된다. 하지만 영상유도기법으로 인해 방사선치료의 정확도를 높이고 고 선량이 피폭되는 치료범위를 더 작게 할 수도 있기 때문에 단순한 최소화가 아닌 최적화가 이루어져야 하겠다. 이러한 맥락에서 본 가이드라인에서는 (1) 영상유도기술 및 수반되는 영상선량에 대해 정리하고, (2) 영상유도 장비 및 이용실태에 대한 국내 현황을 파악, (3) 적절한 영상유도를 위한 최적화 방안들을 모색하여 권고안을 제시하고자 한다.