• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권4호
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• pp.449-456
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• 2023

Sugar or dextrose increases the cost of production of xanthan gum by Xanthomonas campestris. Brewers' Spent Grain (BSG) was chosen as a source of fermentable sugars. BSG is a significant industrial by-product generated in large quantities from the breweries. Primarily used as animal feed due to its high fiber and protein content, BSG holds great potential as an economically and ecologically sustainable substrate for fermenting biomolecules. This study explores BSG's potential as a cost-effective carbon source for producing xanthan, utilizing Xanthomonas campestris NCIM 2961. An aqueous extract was prepared from BSG and inoculated with the bacterium under standard fermentation conditions. After fermentation, xanthan gum was purified using a standard protocol. The xanthan yield from BSG media was compared to that from MGYP media (control). The fermentation parameters, including pH, temperature, agitation and duration were optimized for maximum xanthan gum yield by varying them at different levels. Following fermentation, the xanthan gum was purified from the broth by alcoholic precipitation and then dried. The weight of the dried gum was measured. The obtained xanthan from BSG under standard conditions and commercial food-grade xanthan were characterized using FTIR. The highest xanthan yields were achieved at 32 ℃, pH 6.0, and 72 h of fermentation at 200 rpm using BSG media. The FTIR spectra of xanthan from BSG media closely resembled that of commercial food-grade xanthan. The results confirm the potential of BSG as a cost-effective alternative carbon source for xanthan production, thereby reducing production costs and solid waste.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권11호
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• pp.1627-1634
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• 2014

본 연구는 전통 음청류인 수정과의 세계화 일환으로 대체당을 사용하여 관능성이 탁월한 기능성 수정과 음료를 개발한 후, 개발된 수정과 음료의 항산화 및 산화적 DNA 손상억제 효능을 살펴보고자 하였다. 고콜레스테롤식이 공급으로 고콜레스테롤혈증이 유발된 10주령의 ApoE KO 마우스를 대조군인 설탕물 섭취군(Control), 설탕 첨가 수정과 음료 섭취군(Sucrose), 스티비아 첨가 수정과 음료 섭취군(Stevia), scFOS 첨가 수정과 음료 섭취군(scSFO), 그리고 양성대조군으로 시판 수정과를 섭취시킨 군(Positive control)으로 나누어 실험 식이를 6주간 공급한 후, 혈장 TRAP, 혈장 및 간의 TBARS, 백혈구, 간세포 및 비장세포의 내재적 또는 산화적 스트레스로 인한 DNA 손상 정도를 측정하였다. 모든 군에서 체중 증가량, 식이 섭취량, 조직 무게는 유의적 차이가 없었다. 간 TBARS 농도는 설탕물을 섭취한 대조군에 비해 설탕의 농도를 달리하여 제조한 수정과 음료군인 sucrose군, stevia 첨가군, 그리고 scFOS 첨가군의 TBARS 농도가 유의적으로 감소하여 수정과의 지질과산화 억제 효과를 확인할 수 있었다. 설탕을 줄이는 대신 stevia를 첨가하여 제조한 기능성 수정과 섭취군에서 설탕물만을 섭취한 대조군에 비해 간, 비장세포의 내재적(endogenous) 또는 $H_2O_2$로 유도된 산화적 DNA 손상에 대한 억제 효과가 있는 것으로 나타났다. 백혈구의 DNA 손상의 경우 stevia군에서 대조군에 비해 감소하는 경향을 보여주었으나 통계적 유의성은 없었다. 시판 수정과의 경우 간세포의 내재적 DNA 손상만을 억제하는 효능이 있는 것으로 나타났으며, 설탕만으로 제조한 수정과나 scFOS가 첨가된 수정과 섭취군의 경우 내재적 또는 $H_2O_2$로 유도된 산화적 DNA 손상이 대조군에 비해 감소하는 경향을 보여주었으나 유의성은 없었다. 이상 본 연구의 결과, 고콜레스테롤혈증이 유발된 ApoE KO 마우스에서 수정과의 보충 섭취는 간 지질과산화를 개선시키고 stevia 첨가 수정과의 경우 간 및 비장에서 DNA 손상 억제효과가 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과가 수정과의 세계화에 기여할 수 있기를 기대하며, 향후 본 연구를 기반으로 한 분자생물학적 수준의 기전 연구가 필요하다고 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권4호
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• pp.503-508
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• 2005

본 연구는 올리브 잎과 월계수 잎의 화학적 특성들을 분석하고, 비교하여 식품 소재화나 가공시 활용될 수 있는 기초자료를 제공하고자 하였다. 올리브 잎과 월계수 잎의 수분함량은 각각 $3.95,\;8.50\%$이었다. 올리브 잎은 조단백질 $11.04\%$, 조지방 $7.45\%$, 조회분 $5.05\%$, 탄수화물 $76.46\%$이었고, 월계수 잎은 조단백질 $7.23\%$, 조지방 $7.21\%$, 조회분 $3.72\%$, 탄수화물 $81.84\%$이었다. 올리브 잎의 주요 아미노산은 glutamic acid$(1086.8\;mg\%)$와 aspartic acid$(918.8\;mg\%)$이었고, 월계수 잎은 glutamic acid$(621.2\;mg\%)$와 leucine$(558.6\;mg\%)$이 가장 많이 함유된 아미노산이었다. 올리브 잎의 주요 유리당은 sucrose$(1.55\%)$이었고, linolenic acid$(33.0\%)$, palmitic acid$(31.1\%)$가 조지방 중의 가장 많이 함유된 지방산이었다. 월계수 잎에는 glucose$(1.54\%)$와 fructose$(0.99\%)$가 주요 유리당이었고, palmitic acid$(35.2\%)$와 linolenic acid$(17.8\%)$가 조지방중의 가장 많이 함유된 지방산이었다. 무기질 함량은 올리브 잎과 월계수 잎 모두에서 Ca이 $929.6\;mg\%,\;836.2\;mg\%$로 가장 많이 함유되어 있었다. 비타민 A는 올리브 잎 5.10 mg/100 g, 월계수 잎 6.49 mg/100 g로 나타났고 비타민 C는 올리브 잎 36.64 mg/100 g, 월계수 잎 13.86 mg/100 g로 나타났다. 올리브 잎과 월계수 잎 모두에서 비타민 $B_1,\;B_2$, niacin이 소량 함유되어 있었으며 $B_6$과 $B_{12}$은 검출되지 않았다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제24권2호
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• pp.217-223
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• 2014

본 연구에서는 녹두 껍질에 주로 존재하는 유용성분의 활용도를 증대시키기 위한 방안의 하나로 녹두를 로스팅 처리하였고, 이때 로스팅 온도에 따른 추출물의 항산화 활성 변화를 측정하여, 녹두의 활용도를 높이기 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 녹두는 로스터기를 사용하여 볶았으며, 이때 로스팅 온도는 $90^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $110^{\circ}C$, $120^{\circ}C$, 로스팅 시간은 20분간으로 하였다. 로스팅한 녹두는 분말화 하여 일반 성분을 분석하였고, 70% 에탄올로 추출한 시료는 항산화 생리활성 분석 시료로 사용하였다. 대조군으로 로스팅하지 않은 생녹두를 사용하였다. 생녹두를 포함한 온도별 로스팅 녹두 시료들의 pH는 6.1에서 6.3사이였다. 환원당 함량의 경우, 로스팅 온도가 높아질수록 환원당 함량이 낮아지는 경향을 보여, 생녹두(3.14 mg/mL)의 환원당 함량이 가장 높았다. 일반성분은 수분을 제외한 나머지 성분들이 로스팅 온도가 증가할수록 증가하는 경향을 보여주었다. 추출물의 추출 수율은 로스팅 온도가 올라갈수록 증가되었다. 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH 법, ABTS 법에 의한 free radical 소거능 및 xanthine oxidase 저해 활성은 로스팅 온도가 높아질수록 증가하다가 $120^{\circ}C$ 조건에서는 오히려 감소하는 경향을 보여주었다. 결론적으로 녹두를 로스팅할 경우, 일정 수준까지의 열처리($110^{\circ}C$)는 항산화 생리활성이 증진되었으나, 그 보다 과한 열처리($120^{\circ}C$) 조건에서는 오히려 활성이 감소되었으므로, 녹두의 최적 로스팅 조건은 $110^{\circ}C$에서 20분으로 생각된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제23권4호
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• pp.269-274
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• 2008

The purpose of this study was to determine the effects of Taxol pre-treatment to in vitro matured bovine oocytes, and sucrose and trehalose added to vitrification solution on spindle morphology and embryonic development following cryopreservation. Bovine oocytes were collected from ovaries and matured in tissue culture medium 199 (TCM 199) supplemented with 10% Fetal Bovine Serum (FBS), 0.05ng/ml epidermal growth factor, 0.01 IU/ml luteinizing hormone and $1{\mu}g/ml$ estradiol for 22h in $39^{\circ}C$, 5% $CO_2$, TCM 199-HEPES containing 20% FBS was used as basic medium (BM) to prepare vitrification solution. Oocytes were pre-treated with $1\;{\mu}M$ Taxol in maturation medium for 15 min prior to vitrification. Oocytes were exposed to 1.6 M ethylene glycol (EG) and 1.3M dimethyl sulfoxide (DMSO) in BM and then were exposed to 3.2 M EG, 2.6 M DMSO and 0.5 M sucrose in BM or 3.2 M EG, 2.6 M DMSO and 0.5 M trehalose in BM. Oocytes with cumulus cells and oocytes without cumulus cells were considered as control 1 and control 2, respectively and held in TCM 199-HEPES at $39^{\circ}C$. Oocytes were frozen using modified solid surface vitrification and were stored in cryotubes in liquid nitrogen for more than 1 week. Frozen oocytes were thawed in TCM 199-HEPES containing 0.5 M, 0.25 M and 0.1 M sucrose in BM for 2 min, respectively or 0.5 M, 0.25 M and 0.1 M trehalose in BM for 2 min, respectively. Immunoflurorescence staining of oocytes was performed to assess spindle morphology and chromosome configuration of oocytes. The rates of cleavage and blastocyst were examined following in vitro fertilization. Normal spindle morphology rate of oocytes pre-treated with Taxol prior to vitrification was not higher than that of other vitrified groups. Taxol pre-treatment did not increase cleavage and blastocyst formation rates, although control groups showed significantly higher rates (p<0.05). Percentages of normal spindle and embryonic development were not significantly different among vitrified groups regardless of type of sugar. In conclusion, Taxol pre-treatment of oocytes before cryopreservation did not reduce the damage induced by vitrification and subsequently did not improve embryonic development following vitrification. Trehalose may be used as an alternative non-permeating cryoprotectant in vitrification solution.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제21권1호
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• pp.9-13
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• 2006

Model system을 이용하여 설탕 수용액의 감미 역치를 구한 결과 0.4%였고, 저당물엿 및 환원물엿 등 감미원 혼합액의 감미 역치는 0.75-0.80%로 측정되었다. 각각의 감미 역치를 설탕에 대한 상대적 감미도로 환산 보정한 결과 0.64-0.67%였고, 이 역치를 설탕에 대한 감미로 환산하여 감미도를 산출하였다. 감미원 혼합액의 설탕에 대한 상대적 감미도 0-20 사이의 관계식은 $y=0.0038x^2-1.3171x+13.497,\;R^2=0.9736$(단, x=감미원의 상대적 감미도, y=역치, R=상관계수)로 계산되었다. 감미원별 역치를 이용하여 감미도를 계산한 결과 저당물엿과 환원물엿을 넣은 통팥앙금의 감미도는 설탕으로 제조된 것의 $55^{\circ}Brix$보다 낮은 32.78-34.32의 값을 나타내었다. 설탕과 식염의 감미에 대한 상승효과를 조사한 결과 0.4%와 1%설탕 수용액에 대해서는 감미의 상승효과가 나타나지 않았고, 2% 이상의 설탕 수용액에서는 식염을 0.05% 첨가했을 때 감미의 상승효과가 가장 높은 것으로 나타났다. 통팥앙금에 식염을 0.2% 첨가했을 때 유의성은 없었으나 다른 시료에 비해 감미가 상승하는 것으로 나타났다.

• 한국식품영양학회지
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• 제25권4호
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• pp.941-950
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• 2012

In order to develop new physiologically active polysaccharides from persimmon leaves, two different crude polysaccharides were prepared using hot water (PLW-0) and pectinase digestion (PLE-0) and their immuno-stimulating activities were estimated. PLW-0 and PLE-0 showed similar sugar compositions with 15 different sugars, including rarely observed sugars in general polysaccharides such as 2-O-methyl-fucose, 2-O-methyl-xylose, apiose, aceric acid, 3-deoxy-D-manno-2-octulosonic acid, and 3-deoxy-D-lyxo-2-heptulosaric acid, but the uronic acid content of PLE-0 was lower than that of PLW-0 caused by pectinase treatment. Both PLW-0 and PLE-0 showed potent anti-complementary activity in a dose-dependent manner which was similar to a known immuno-stimulating polysaccharide, PSK, from Coriolus versicolor. The activity of PLE-0 at a low concentration ($100{\mu}g/m{\ell}$) was higher than that of PLW-0. In an in vitro cytotoxicity analysis, PLW-0 and PLE-0 (up to $1,000{\mu}g/m{\ell}$) did not affect the growth of peritoneal macrophages and Colon 26-M3.1 carcinoma cells. In contrast, they enhanced lymphocyte proliferation activity. Peritoneal macrophages stimulated with PLW-0 and PLE-0 produced various cytokines, such as IL-6 and IL-12. However, PLE-0 was more effective on the cytokine production. Intravenous administration of PLW-0 and PLE-0 significantly augmented natural killer (NK) cell cytotoxicity against Yac-1 tumor cells 3 days after the treatment of polysaccharide fractions. But NK cells obtained from the PLE-treated group showed higher tumoricidal activity even at a low dose of $40{\mu}g$/mouse. In experimental lung metastasis of Colon 26-M3.1 carcinoma cells, prophylactic administration of PLW-0 and PLE-0 significantly inhibited lung metastasis in a dose-dependent manner and PLE-0 was more effective on the inhibition of cancer metasasis. The results lead us to conclude that the pectinase-treated process is indispensable to preparing polysaccharides with higher immune-stimulating activity from persimmon leaves.

• 성인간호학회지
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• 제12권1호
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• pp.88-98
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• 2000

Hemodialysis(HD)-associated hypotension is a frequent complication, but it is difficult to manage. Until now, several maneuvers have been tried to prevent the HD-associated hypotension. Of these, the sodium content of dialysate was regarded as an important factor for maintaining blood pressure during HD. In this study, we evaluated the effect of hypertonic dialysate on blood pressure, interdialytic weight gain and the incidence of thirst. The study was done for 6 weeks successively with 3 different groups. Each patient was dialysed with 3 different dialysates for 2 weeks: Group I(Conventional HD: sodium concentration: 137 mEq/L), Group II(Hypertonic HD: 147 mEq/L) and Group III (Sequential HD: from 147 to 140 mEq/L). Hemodynamic parameters(blood pressure, pulse rate and ultrafiltration rate), biochemical parameters(hematocrits, blood urea nitrogen, creatinine, osmolality, sodium, potassium, chloride, fasting blood sugar) and complications (interdialytic weight gain & thirsty sensation) were compared among 3 groups. The results were as follows: 1. Decline of systolic blood pressure and diastolic blood pressure at the time of a 3 hour check during hemodialysis was lower in the Group II than Group I and III (p=0.002; p=0.012). and decline of diastolic blood pressure at the time of a 4 hour check during hemodialysis was lower in the Group II and III than Group I (p=0.04). 2. Incidence of hypotensive episodes during dialysis was significantly lower in Group II than group I (p=0.0287). 3. The ultrafiltration in Group III at the time of 1 hour, 2 hour and 3 hour check during hemodialysis was higher than that in Group I and II at the time of 1 hour, 2 hour and 3 hour check during hemodialysis respectively (p=0.0001; p=0.0001; p=0.0004). 4. Interdialytic weight gain was higher in Group I($3.1{\pm}0.8$) than Group I($2.8{\pm}0.8$) and III ($2.9{\pm}0.9$) (p=0.0422). 5. Hematologic and biochemical results were not significantly different among 3 Groups. 6. Frequency of thirst was different in Group I, II and III, $0.05{\pm}0.12$, $0.41{\pm}0.24$and $0.22{\pm}0.29$ respectively (p=0.0259). The results suggest that hypertonic HD was effective in preventing HD-associated hypotension but interdialytic weight gain and thirst sensations were increased as compared with a conventional method. In this situation, sequential HD seems to be an alternative method to minimizes the side effect of hypertonic HD.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1448-1457
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• 2014

평균수명이 연장되면서 노인인구비율 증가와 함께 각종 노인성 질환이 증가하고 있다. 노인성 질환을 대상으로 한약재를 이용한 치료적 접근위주의 연구는 시도되고 있으나, 건강관리 차원에서 예방적 접근방법으로 한방건강 음료로서의 한방차에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구는 노인요양시설을 이용하는 노인을 대상으로 한방차의 섭취가 생리적 기능과 행동변화에 미치는 효과를 확인하기 위한 비동등성 대조군 전후 설계의 유사 실험연구이다. 대상자는 실험군 20명, 대조군 18명으로 총 38명이었다. 2013년 5월부터 6월까지 1회 100ml씩, 일 3회, 30일간 본 연구에서 개발한 한방차를 적용하였고, 양자분석기로 생리적 기능을, 구조화된 설문지로 행동변화를 측정하였다. 수집된 자료는 SPSS/WIN 18.0 프로그램을 이용하여 분석하였다. 분석 결과 실험군에서 생리적 기능 중 혈류순환(t=-4.466, p<.001), 간기능(t=-2.855, p=.007), 뇌기능(t=-2.545, p=.015), 골밀도(t=-6.125, p<.001), 혈당(t=-4.180, p=<.001)과 행동변화의 하위지수인 정서적 요인(t=2.389, p=.023)에서 유의한 변화가 나타났다. 따라서 노인의 생리적 기능 향상과 정서적 안정에 긍정적인 효과가 나타난 한방차의 음용은 노인요양시설에서 노인 건강을 위한 효과적인 중재 방법으로 활용될 수 있다고 사료된다.