저온환경에서의 지속적 운동시 BCAA 추가섭취가 혈중 대사변인의 변화에 미치는 영향

김홍수,김기진 한국운동과학회 2002 운동과학 Vol.11 No.2

김흥수, 김기진. 저온환경에서 지속적 운동시 BCAA 추가섭취가 혈중 대사변인의 변화에 미치는 영향. 운동과학, 제11권 제2호, 301-314, 2002. 본 연구의 목적은 저온에서 장시간 운동시 BCAA 추가섭취가 지구성 운동수행능력, 혈중 호르몬 및 혈중 대사물의 변화에 미치는 영향을 분석함으로써 저온 환경에서 훈련시 지구성 운동수행 능력을 향상시키기 위한 방안으로 BCAA 추가섭취의 가능성을 검토하는 것이다. 피험자는 남자고등부 장거리선수 6명을 대상으로 하였으며, 상대습도 60±5%의 상온(22±1℃)과 저온(5±1℃)에서 60분간 환경온도에 노출시켰다. 피험자는 placebo와 체중당 200㎎(L-leucine; 45%, L-isoleucine; 30% L-valine; 25%)의 BCAA를 생수 400㎖에 용해시켜 운동 45분전 및 15분전에 200㎖씩 경구 투여한 후 고정식 자전거 에르고메터를 이용하여 최대산소섭취량의 60 강도로 90분동안 운동을 실시하는 반복 측정을 수행하였다. 실험 결과 나타난 지구성 운동수행능력, 혈중 호르몬 및 혈중 대사물의 측정치에 대한 삼원분산분석(2 온도×2 처치×6 시기)을 실시하였다. 혈장 에피네프린농도는 통계적으로 유의하지 않았지만 상온조건보다 저온조건에서 높게 나타났고, BCAA 섭취군과 placebo 섭취군의 차이는 나타나지 않았으며, 시기별로는 BCAA 섭취전보다 운동중에 증가하는 것으로 나타났다. 혈장 노르에피네프린농도는 상온조건 보다 저온조건에서 높게 나타났으며, 상온 BCAA 섭취군의 경우 운동 30분과 운동 60분에 증가하였고, 상온 Placebo 섭취군은 운동중에 증가하는 것으로 나타났다. 저온 BCAA섭취군의 경우에는 운동 30분에 증가한 반면, 저온 Placebo 섭취군의 경우에는 BCAA 섭취전보다 BCAA 섭취후에 증가한 후 시기가 경과함에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 혈장 글루카곤농도는 온도조건이나 처치방법, 또는 시기간의 차이가 나타나지 않았다. 혈청 인슐린농도는 통계적으로 유의하지 않았지만 저온조건보다 상온조건에서 높게 나타났고, BCAA 섭취군과 placebo 섭취군의 차이는 나타나지 않았으며, 시기별로는 BCAA 섭취전보다 운동직후에 감소하는 것으로 나타났다. 혈청 코티졸농도는 BCAA 섭취군과 placebo 섭취군의 차이는 나타나지 않았지만, 상온조건의 경우 운동 90분에 증가한 후 회복 30분까지 항정상태를 유지하였고, 저온조건의 경우는 운동 90분에 상승하는 것으로 나타났다. 혈청 유리지방산농도는 온도조건간 처치방법간의 차이는 나타나지 않았으며, 시기별로는 BCAA 섭취전보다 운동 90분과 회복 30분에 증가하는 것으로 나타났다. 혈청 글루코스농도는 저온조건보다 상온조건이 높게 나타났고, BCAA 섭취군보다 placebo 섭취군이 높게 나타났으며, 상온 조건의 경우 BCAA 섭취후에 감소하고, 회복 30분에는 BCAA 섭취후 수준까지 감소한 반면, 저온조건의 경우 BCAA 섭취전보다 운동중과 회복 30분에 감소하였다. 종합해 볼 때, 저온환경에서의 장시간 운동시 환경온도의 자극에 따른 생리적 변인들 가운데 운동수행능력은 온도조건의 영향을 받는 것으로 판단되지만, 혈중 호르몬, 혈중 대사부산물의 효과는 온도조건의 영향을 받지 않는 것으로 판단되며, 저온에서 장시간 운동시 BCAA추가섭취가 지구성 운동수행능력 및 대사과정을 개선시킬 수 있을 가능성은 미흡한 것으로 생각된다. Kim, H.S., Kim, KJ. The effects of BCAA supplementation on the blood metabolic variables during submaximal prolonged exercise in low temperature, Exercise Science, 11(2): 301-314, 2002 "me purpose of Ms study was to investigate the possibles of improving endurance capacity in low temperature through the supplemantation of branched-chain amino acid(BCAA) by analyzing the effect of BCAA supplementation on Mood hormones and metabolic responses during submaximal prolonged exercise in tow temperature. Six mate high school long-distance rimers participated in the experiment as subjects and were exposed to thermoneutral(22±1℃) and tow temperature (5±1℃) condtions with relative humidity of 63±5% for 90 min Each subject performed 90 min endurance exercise on the fixed cycle ergometer at 60%VO_2max in two treatment condtions, as placebo and BCAA In the BCAA condition, the subject was supplemented with 200㎖ of BCAA(L-leucine; 45%, L-isoleucine; 30% L-valine; 25%) solution prepared by dissolving 200㎎/㎏ in weight of BCAA in 400㎖ of pure water at both 45 min. and 15 min prior to exercise In the placebo condition, placebo(water) was used instead of BCAA in preparing the oral supplement. During the experiment, blood hormones and blood metabolites were treasured. The vanables were aralyzed by 3-way ANOVAs(2 temperatures × 2 treatments × 6 test sessions) with repeated measures. Results of the experiment were as the following; Plasma epinephrine concentration tend to be higher in the low temperature condition than the thermoneutral temperature, although the difference was net statistically signficant. It increased with exercise compared to that prior to BCAA supplementation. Plasma norepinephrine concentration was higher n the low temperature condition than the thermoneutral temperature. In the thermoneutral temperature, it increased at 30 min exercise and 60 min exercise with BCAA supplementation, and throughout exercise with placebo. In the low temperature, it increased at 30 ma exercise with BCAA supplementation. With placebo, however, it increased right after the supplementation but decreased after that lest session. Plasma glucagon concentration was not affected by either temperature, treatment a test session. Serum insulin concentration tend to be higher in the thermoneutral condition than the low temperature, although the difference was not statistically significant It decreased right after exercise compared to that prior to BCAA supplementation. Serum cortisol concentration was not different between BCAA and placebo conditions. In the thermoneutral condition, it increased at 90 min exercise and then remained in the steady state for 33 min. after the exercise. In the tow temperature, it increased at 90 min exercise. Serun free fatty acid concentration was net affected by either temperature Of treatment. It increased both at 90 min exercise and 30 min. after the end of exercise compared to that prior to supplementation. Serum glucose concertration was higher in the thermoneutral condition than the tow temperature, and in the placebo condition than the BCAA While in the thermoneutral condition, it decreased after BCAA supplementation and 30 min, after the end of exercise to the level measured at right after BCAA supplementation, it decreased during the exercise and at 30 min. after the end of exercise compared to that prior to BCAA supplementation in the low temperature. Taken together, although the environmental temperature seems to affect endurance exercise capacity during submaximal prolonged exercise in low temperature, it's effect on blood hormone and blood metabolic response is not dear. In addition, BCAA supplementation during prolonged exercise in tow temperature does not seem to have the possibility of improving entrance exercise capacity and metabolism.

저온환경에의 급성노출이 에너지 대사, 골격근 산소화 농도 및 운동수행능력에 미치는 영향

박훈영,임기원,정원상,황혜정,김성우,정경화,박예람,황든솔,견성환,서종범,하유진,장인권,김지수 국민체육진흥공단 한국스포츠정책과학원 2020 체육과학연구 Vol.31 No.4

[Purpose] This study aimed to investigate the effects of acute cold stress (10℃, 0℃) compared with ordinary temperature (20℃) on exercise performance and physiological response at rest and during exercise. [Methods] A total of 10 healthy men (21.55 ± 2.16) were selected. In each environmental condition (20℃, 10℃, 0℃), the three testing order was randomly selected at crossover, and there was a week interval between the graded exercise test (GXT). On the testing day, they remained resting for 30 min in each environmental condition. Dependent variables (body temperature, energy metabolism parameters, skeletal muscle oxygenation profiles, and exercise performance parameters) were measured at rest and during GXT. [Results] In body temperature, at each environmental condition, there was a significant decrease (p<.05) at 10℃ and 0℃ compared with 20℃ after exercise, and in the difference depending on the environment at rest. After exercise, the body temperature significantly decreased (p<.05) in proportion to the decrease in temperature. There was no difference in heart rate and blood lactate level in energy metabolism, and the respiratory exchange ratio was significantly higher (p<.05) at 0℃ than 20℃. Minute ventilation (VE), oxygen uptake (VO2), and carbon dioxide excretion (VCO2) were significantly lower (p<.05) at 0℃ than 20℃ and 10℃ at various exercise load. All skeletal muscle oxygenation profiles did not show significant changes at rest and during exercise. In exercise performance, maximal oxygen uptake was significantly lower (p<.05) at 0℃ than 20℃, and exercise time to exhaustion was also significantly lower (p<.05) at 0℃ than 20℃ and 10℃. [Conclusion] Acute cold stress induces deterioration of exercise performance via a decreased body temperature and an increase in VE, VO2, and VCO2 during the same exercise load. In addition it was confirmed that this phenomenon was more prominent at 0°C than at 10°C when compared to 20°C. [목적] 본 연구는 20대 남자대학생을 대상으로 상온환경(20℃)과 비교하여 다양한 저온환경(10℃, 0℃)에의 급성노출이 운동수행능력과 운동 중 생리적 반응에 미치는 영향을 호흡가스를 통한 에너지 대사와 NIRS를 활용한 골격근 산소화 농도를 통해 검토하고자 수행되었다. [방법] 본 연구의 목적을 달성하기 위해 총 10명의 건강한 20대 남자대학생을 선별하였으며, 이를 대상으로 각 환경조건(20℃, 10℃, 0℃)에서 각각 30분간 안정상태를 유지한 후 종속변인(체온, 호흡가스를 통한 에너지 대사, 골격근 산소화 농도, 운동수행능력)에 대한 안정시 및 최대운동부하 검사 중 측정을 실시하였다. 각 환경조건에서의 GXT 검사 간 일주일 간격을 두었으며, 환경조건에 대한 순서를 불규칙하게 무작위로 선정하였다. [결과] 체온의 경우, 각 기온 조건에서 운동 직후 10℃ 저온과 0℃ 저온에서 체온의 유의한 감소가 나타났으며(p<.05), 안정시와 운동 직후 각각에서의 기온에 따른 차이에서는 양쪽 모두에서 기온이 감소함에 따라 그에 비례하여 체온이 유의하게 감소하였다(p<.05). 에너지 대사 관련 변인의 경우, 심박수와 혈중젖산농도는 어떠한 차이도 나타나지 않았으며, 호흡교환율은 안정시에 0℃ 저온에서 20℃ 상온 보다 유의하게 높은 값(p<.05)을 나타났다. 분당환기량, 산소섭취량, 이산소탄소배출량은 여러 시점에서 20℃ 상온 및 10℃ 저온과 비교했을 때 0℃ 저온에서 유의하게 낮은 값를 보였다(p<.05). 골격근 산소화 농도는 모든 변인에 있어서 저온환경에 따른 안정시 및 운동 중 특별한 변화가 나타나지 않았다. 운동수행능력의 경우, 최대산소섭취량은 0℃ 저온에서 20℃ 상온보다 유의하게 낮은 값을 나타냈으며(p<.05), 운동지속시간 또한 0℃ 저온과 10℃ 저온에서 20℃ 상온보다 유의하게 낮은 값을 보였다(p<.05). [결론] 본 연구의 결과를 통해 저온환경은 동일강도의 운동 시 체온의 감소와 분당환기량, 산소섭취량, 이산화탄소 배출량의 증가를 가져오고 이러한 생리적 변화로 인해 운동수행능력을 감소시킨다. 그리고 이러한 현상은 20℃ 상온과 비교했을 때 10℃ 저온환경 보다 0℃ 저온환경에서 두드러지게 나타남을 확인할 수 있었다.

저온지속시간이 차나무의 생육과 생리활성에 미치는 영향

심두보(Doobo Shim),권미진(Mi Jin Kwon),황정규(Jung Gyu Hwang),강은주(Eun-Ju Kang),송성화(Seong-Hwa Song),손용휘(Yong-Hwi Son),김종철(Jong Cheol Kim),조경환(Kyung Hwan Cho),임현정(Hyeon Jeong Im),심상인(Sangin Shim),전승호(Seung Ho Je 한국차학회 2020 한국차학회지 Vol.26 No.3

이상기후에 따른 차나무의 저온피해가 증가하고 고급 차 수확시기에 서리 등의 냉상해 증가 등으로 농가소득 감소의 원인이 되고 있다. 본 연구는 저온처리 시간에 따른 스트레스 정도를 진단하고 저온피해를 지수화하는 방법을 제시하고자 하였다. 참녹의 동일한 품종을 대상으로 영하 10℃에서 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, 72시간처리하고 다시 4℃ 순화처리, 10℃ 회복처리를 통한 차나무의 광합성능력, 성분 및 항산화활성을 조사하였다. 저온처리 전 차나무의 경우 0.7 이상의 Fv/Fm값(최대 양자수득율)을 보였으며, -10℃에서 1시간 처리 시, 0.530 에서 72시간 처리했을 때 0.147로 처리시간이 길어질수록 Fv/Fm값이 감소하는 경향을 보였다. 열로 인한 에너지 소실(DIo/RC)는 반응 중심비(ABS/RC)에서 흡수한 광자의 고정효율(ETo/RC)을 뺀 값으로 ABS/RC와DIo/RC는 정의상관을 보인다. 저온처리 시간이 길어질수록 ABS/RC와 DIo/RC 값은 증가하였다. 회복 후 찻잎과 지상부(줄기)의 수분함량은 무처리에서 찻잎 57.9%, 줄기 32.9%, 평균(찻잎과 줄기 수분함량) 45.4%로 6시간 이상 저온에 처리 했을때 평균 수분함량이 30.0% 미만으로 감소하였으며, 줄기의 수분함량은 12시간 이상저온처리 시 20% 미만으로 감소하고, 찻잎의 수분함량은 24시간 이상 저온처리 시 30% 미만으로 감소하였다. 카테킨 함량은 무처리 2.4%에서 저온처리 1시간 후 5.1%로 증가하였으며 이후 감소하였다. 9시간 이상 저온처리하였을 때 무처리 보다 낮은 카테킨 함량을 보였다. 카페인 함량은 저온처리 3시간에서 가장 높이 증가하였다가 이후 감소하는 경향을 보였다. 전체적으로 저온(-10℃)에서 9시간 이후 처리 했을 때 찻잎의 회복이 불가능한 것으로 사려된다. The low temperature damage of tea trees due to the abnormal climate and the increase in cold weather such as frost at the time of harvesting high-quality tea are decreasing farm household income. The purpose of this study was to suggest a method for diagnosing the degree of stress according to the time of low-temperature exposure and indexing the low-temperature damage. The varieties of tea tree (Chamnok) were exposed to 0, 1, 3, 6, 9, 12, 24, and 72 hours at -10°C, followed by a 4°C acclimation stage and a 10°C recovery stage. The photosynthetic ability, catechin·caffeine contents and antioxidant activity of the tea trees were investigated at each stage. Fv/Fm of tea leaves before cold treatment was 0.7 or higher, 0.530 for 1-hour exposure, and 0.147 for 72-hour exposure. As the exposure time increased, the Fv/Fm value tended to decrease. The energy dissipation due to heat (DIo/RC) is the value obtained by subtracting the fixed efficiency (ETo/RC) of photons absorbed from the reaction center ratio (ABS/RC). ABS/RC and DIo/RC showed a positive correlation. The ABS/RC and DIo/RC values increased with increasing exposure time. When exposed to low temperatures for more than 6 hours, the average moisture content decreased to less than 30.0%. Catechin content increased to 5.1% after 1 hour of low temperature exposure and decreased from 3 hours of exposure. When exposed to low temperature for more than 9 hours, it showed a lower catechin content than no treatment. Caffeine content peaked at 3 hours of low temperature exposure and then decreased. In conclusion, it is considered that recovery of tea leaves is impossible when exposed after 9 hours at low temperature (-10℃).

가락시장 청과물 저온유통체계 선진화 과제와 발전 방안

한관순(Han, Gwan-Soon) 한국물류학회 2021 물류학회지 Vol.31 No.1

지구 온난화로 인해 2020년 여름 54일간의 긴 장마와 38∼40℃에 이르는 고온다습한 날씨는 가락시장에 출하된 배추⋅양배추⋅파⋅피망⋅딸기⋅버섯 등 청과물이 쉽게 짓무르거나 부패되어 손실 피해가 늘어날 수 있다. 반대로 –15∼-20℃로 하강하는 혹한의 날씨는 가림막 시설이 설치된 청과물 경매장의 내부 온도가 –5℃ 이하로 떨어져 상품이 어는 피해가 발생한다. 이외에도 가락시장은 오픈한지 35년 이상 경과되어 시설이 노후화되었음은 물론, 사방이 오픈된 개방형 시설로 각종 해충과 쥐 및 먼지 등을 통제할 수 없어, 품질⋅위생관리 측면에서 시장은 여러 문제와 한계가 있었다. 그러므로 농산물의 저온(정온)관리가 가능한 폐쇄형 시설을 도입하는 등의 가락시장 도매권역 시설현대화사업추진(2021∼31년)에 따른 “가락시장 청과물 저온유통체계 선진화 과제와 발전 방안”에 대하여 고찰하는 것이 본 연구의 목적이다. 산지는 지난 ‘10년부터 현재까지 저온저장시설과 저온차량의 구입을 지원하는 저온유통체계구축사업의 추진으로 비교적 양호한 저온시설 확충을 보이고 있다. 그러나 농산물의 절반 이상이 도매시장을 통해 유통되는 현실에서 가락시장의 저온유통체계 미비는 품질하락과 안전성을 떨어뜨리고 식품손실을 유발하여 높은 유통비용의 원인이 되고 있다. 도매시장이 저온유통체계를 구축해야 하는 이유는 첫째 산지와 도매시장간(경매장→중매인점포→소매상) 상호연계성 없는 콜드체인 추진은 일관된 온도관리의 실효성을 떨어뜨리기 때문이며, 둘째 도매시장의 취급량 감소에 대비한 산지 조달처 개발 및 납품처 다양화가 필요하며, 셋째 일관된 저온유통으로 품질ㆍ위생관리를 위한 유통주체들의 노력이 절실함은 물론, 온ㆍ오프라인 유통업체들 간 신선식품의 판매경쟁이 벌어지고 있는 시대에 고품질ㆍ안심할 수 있는 차별화된 농산품을 공급하는 스마트 시장으로 활성화가 필요하기 때문이다. 도매시장의 저온유통시설 확충을 위한 설비도입의 과제는 공통과제와 경매장 공조 효율화를 위한 과제<표 10> 및 저온화ㆍICT기술 고도화 과제에 대하여 살펴보았다. 나아가 가락시장의 저온유통체계 구축 고도화 방안으로 HACCPㆍISO22000 인증제도 도입으로 신선식품의 품질ㆍ위생관리에 대한 인식 제고와 교육ㆍ훈련이 필요함과 일관된 선도(온도)관리를 위해 유통주체들 간 긴밀한 협업이 중요하다는 점을 지적하였다. 전국 최대의 도매시장인 가락시장은 신선도(≒시간)라는 제약 속에 수급균형을 통해 거래를 실현하는 운영상의 어려움이 있다. 가락시장 청과물의 저온유통 고도화 방안을 4가지로 요약하면 다음과 같다. 첫째 저온유통 시스템 기술(H/WㆍS/W)의 고도화 방안, 둘째 신선식품 저온유통은 3가지의 운영조건에서 운용될 필요가 있으며<표 17>, 셋째 상온품 대비 저온품 차별화로 저온품의 가격보상제 추진의 필요성ㆍ한국 실정에 적합한 에너지 저감형 저온유통체계의 도입ㆍ저온물류비 저감화(low cost operations of cold chain)목표의 실현 및 신선식품 저온유통비용 산정을 위한 통계DB 정비가 필요, 넷째 지속가능 발전 목표(SDGs)가 국내외적으로 중시되는 환경에서 가락시장은 친환경에 대한 배려(에너지 사용 저감, CO2 배출ㆍ쓰레기 발생억제)가 그 어느 때보다 요청됨을 살펴보았다. 가락시장의 저온유통체계 선진화를 통해 기대되는 효과는 <표 18>에서 보듯이 유통기한 연장에 따른 기존 10∼35%의 식품손실 감소와 공급가능 시장범위 확장에 따른 판매기회 증대, 생산지와 소비지간 연계 역할의 수행으로 가치창출 및 품질관리의 강화로 위험회피를 통한 거래처로부터 신뢰확보 등을 들 수 있다. 이상으로 살펴본 본 연구의 주요 성과를 토대로 향후 과제에서 연구의 저변이 확대된다면, 국내 공영도매시장의 시설현대화사업과 관련해 정비계획수립의 가이드 역할을 할 것으로 기대된다. Due to global warming, long rainy season and hot humid summer of South Korea can cause fruits and vegetables to rot. Furthmore, in winter, the product freezes due to cold weather, which can drop to -15 to -20 degrees Celsius, resulting in lower value. Garak Wholesale Market has limitations in terms of quality and hygiene, such as an open system without control over infectious sources as well as old facilities. The purpose of this research is to examine the challenges and development of the cold chain system of fresh products in the Garak Wholesale Market by modernizing the wholesale area facilities. The market has shown relatively good expansion of cold chain system. However, since more than half of agricultural products are distributed through the Garak wholesale market, it is still insufficient to meet the expectation. In order to increase the effectiveness of offline temperature management, the development and diversification of suppliers is necessary. This study explained the common issues of equipment installation to expand cold chain system in the market and sophistication of ICT technology. Through this study, it was confirmed that the introduction the HACCPㆍISO22000 certification system for education and training, and raising awareness on the quality and hygiene management of fresh food is essential. In addition, it pointed out the importance of close collaboration between distribution entities for consistent freshness management. Garak Wholesale Market, the largest one in Korea, has several operational challenges to maintain freshness of the product. First, the cold chain logistics technology (H/WㆍS/W) must be advanced. Second, the cold chain logistics of fresh food must meet strict operating condition. Third, it is necessary to promote a price compensation system for the products to differentiate from ordinary ones. Fourth, it is also necessary to maintain a statistical database for realization of the goal of low cost cold chain system. Finally, energy saving approaches and eco-friendly facilities which are suitable for the domestic circumstances should be introduced. As shown in <Table 18>, the cold chain system in the Garak wholesale market is expected to reduce food loss by 10 to 35 percent. At the same time, it increases sales opportunities by expanding the range of supply markets and strengthening quality control by avoiding risks. The result of this study is expected to serve as a guide for the establishment of maintenance plans for facility modernization projects in the domestic public wholesale market.

특집(特輯) 논문(論文): `11 춘계학술대회 우수 논문 ; 극저온에서의 미세역학시험법을 이용한 섬유/수지 복합재료의 계면 특성 평가

권동준 ( Dong Jun Kwon ),왕작가 ( Zuo Jia Wang ),구가영 ( Ga Young Gu ),엄문광 ( Moon Gwang Um ),박종만 ( Joung Man Park ) 한국복합재료학회 2011 Composites research Vol.24 No.4

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열 적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 -10 °C에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 극저온 응용에 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다. Retention of interfacial shear strength (IFSS) of polymer composites at cryogenic temperature application is very important. In this work, single carbon fiber reinforced epoxy composite was used to evaluate IFSS and apparent modulus under room and cryogenic temperatures. The property change of carbon and selected epoxy for particularly cryogenic temperature application were tested in tension and compression. Tensile strength and elongation of carbon fiber decreased at cryogenic temperature, whereas tensile modulus was almost same. On the other hand, epoxy matrix showed the increased tensile strength but decreased elongation. It can be due to maximum thermal contraction existing free volume in cryogenic temperature. IFSS increased up to -10 °C and then decreased steadily. However, IFSS at cryogenic temperature was still similar to that at room temperature. This result is very useful to cryogenic application since selected epoxy toughness and interfacial adhesion can keep at such low temperature.

Responses in Osmolyte Accumulation to Chilling Stress in Cucurbits Plants

Nam Jun Kang(강남준),Myeong Whan Cho(조명환),Young Hah Choi(최영하),Yeong Cheol Um(엄영철) (사)한국생물환경조절학회 2007 생물환경조절학회지 Vol.16 No.4

저온 스트레스에 대한 호박의 생육과 식물체 내 삼투조절 물질의 반응을 분석한 결과, 삼투 조절물질의 축적은 저온에 대한 내성 증가에 큰 영향을 미쳤다. 가용성 당은 저온에 강한 품종보다는 저온에 약한 품종에서 축적량이 많았다. 저온 처리 시 proline은 대조구에 비해 저온에 강한 품종과 약한 품종에서 모두 증가하는 경향을 보였다. 그러나 저온에 대한 내성에 따라 축적량에는 차이가 뚜렷하였는데, 저온 처리후 20일째의 proline 축적랴은 대구조에 비해 저온에 약한 품종에서는 22배 증가하였고, 저온에 강한 품종에서는 26.6배 증가하였다. 또한 저온에 약한 품종에서는 glycine betaine이 축적되지 않았지만, 강한 품종에서는 대조구에 비해 1.9배의 증가를 보였다. Glycine betaine을 엽면 처리하면 두 품종 모두 저온에 대한 내성이 증가하였는데, 이는 체내에 glycine betaine의 축적과 밀접한 관계가 있었다. An accumulation levels of osmolytes in chilling-tolerant and chilling-sensitive cultivar of Cucurbits against chilling stress were determined during chilling stress. Total soluble sugar contents in tolerant cultivar did not changes for 10 days after chilling stress, but then slightly increased 20 days after chilling stress. In sensitive cultivar, it was increased rapidly in the beginning of chilling stress, and increased 3.4 times as much 20 days after chilling stress as compared with unstressed plants. Proline contents in tolerant cultivar was rapidly increased by the beginning of chilling stress, and then increased 26.6 times 20 days after chilling stress as compared with unstressed plants. In sensitive cultivar, it was increased 22.0 times 20 days after chilling stress as compared with unstressed plants. A levels of glycine betaine (GB) in tolerant cultivar increased 1.9 times as much during the 20 days of chilling stress. However, concentration of GB in sensitive cultivar did not change during the chilling stress. When plants were treated exogenous GB as a foliar spray, chilling tolerance was significantly enhanced in both cultivars. The foliar application of exogenous GB was induced chilling tolerance by accumulation of GB in the plant organs. However, it does not accumulate endogenous proline.

Responses in Osmolyte Accumulation to Chilling Stress in Cucurbits Plants

Nam Jun Kang(강남준),Myeong Whan Cho(조명환),Young Hah Choi(최영하),Yeong Cheol Um(엄영철) (사)한국생물환경조절학회 2005 생물환경조절학회지 Vol.14 No.2

저온 스트레스에 대한 호박의 생육과 식물체 내 삼투조절 물질의 반응을 분석한 결과, 삼투 조절물질의 축적은 저온에 대한 내성 증가에 큰 영향을 미쳤다. 가용성 당은 저온에 강한 품종보다는 저온에 약한 품종에서 축적량이 많았다. 저온 처리 시 proline은 대조구에 비해 저온에 강한 품종과 약한 품종에서 모두 증가하는 경향을 보였다. 그러나 저온에 대한 내성에 따라 축적량에는 차이가 뚜렷하였는데, 저온 처리 후 20일째의 proline 축적량은 대조구에 비해 저온에 약한 품종에서는 22배 증가하였고, 저온에 강한 품종에서는 26.6배 증가하였다. 또한 저온에 약한 품종에서는 glycine betaine이 축적되지 않았지만, 강한 품종에서는 대조구에 비해 1.9배의 증가를 보였다. Glycine betaine을 엽면 처리하면 두 품종 모두 저온에 대한 내성이 증가하였는데, 이는 체내에 glycine betaine의 축적과 밀접한 관계가 있었다. An accumulation levels of osmolytes in chilling-tolerant and chilling-sensitive cultivar of Cucurbits against chilling stress were determined during chilling stress. Total soluble sugar contents in tolerant cultivar did not changes for 10 days after chilling stress, but then slightly increased 20 days after chilling stress. In sensitive cultivar, it was increased rapidly in the beginning of chilling stress, and increased 3.4 times as much 20 days after chilling stress as compared with unstressed plants. Proline contents in tolerant cultivar was rapidly increased by the beginning of chilling stress, and then increased 26.6 times 20 days after chilling stress as compared with unstressed plants. In sensitive cultivar, it was increased 22.0 times 20 days after chilling stress as compared with unstressed plants. A levels of glycine betaine (GB) in tolerant cultivar increased 1.9 times as much during the 20 days of chilling stress. However, concentration of GB in sensitive cultivar did not change during the chilling stress. When plants were treated exogenous GB as a foliar spray, chilling tolerance was significantly enhanced in both cultivars. The foliar application of exogenous GB was induced chilling tolerance by accumulation of GB in the plant organs. However, it does not accumulate endogenous proline.

저온열화가 치과 CAD/CAM용 다층 지르코니아 블록의 특성에 미치는 영향

서영빈,김경남,권재성 대한치과재료학회 2021 대한치과재료학회지 Vol.48 No.4

Ceramic prosthesis fabrication using CAD/CAM has advantages such as high convenience, fast fabrication speed, and high esthetics, resulted in increasing use in clinical practice. Among them, the multi-layered zirconia block for dental CAD/CAM is a product that consists of a single block with layers of different shades, so that natural tooth color can be reproduced. However, research on the material is insufficient, and in particular, the study on the characteristics of low-temperature degradation, which is known to be important for zirconia-based medical devices, is required to evaluate the performance and safety of the material. In this study, in order to evaluate the effect of low-temperature degradation on the properties of multi-layered zirconia blocks, three-point flexural strength, fracture surface and phase changes before and after low-temperature degradation of three companies’ dental CAD/CAM multi-layered zirconia block products were compared. As a result of this experiment, all products of the three manufacturers met International Standards, and there was no change in strength even after low-temperature degradation. However, it was found that there were differences in monoclinic content, three-point flexural strength, and the surface crystal structure for each zirconia block. CAD/CAM을 이용한 세라믹 보철물 제작은 높은 편의성, 빠른 제작 속도, 높은 심미성 등의 장점을 가지고 있어 임상에서의 사용이 증가하고 있다. 이 중 치과 CAD/CAM용 다층 지르코니아 블록은 서로 다른 색조의 층이 한 개의 블록으로 구성되어 있는 제품으로 이를 통해 자연스러운 치아색조를 재현할 수 있도록 하고 있다. 하지만 해당 재료에 대한 연구는 미미하여, 특히 지르코니아 기반 의료기기에서 중요하다고 알려진 저온열화에 따른 특성에 대한 연구는 재료의 성능 및 안전성 평가에 있어 매우 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 저온열화가 치과 CAD/CAM용 다층 지르코니아 블록의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 3개사의 치과 CAD/CAM용 다층 지르코니아 블록 제품들의 저온열화 전·후의 강도, 형태 및 상변화를 비교하였다. 3점 굴곡강도는 모든 제품이 국제표준 ISO 6872호에 부합하였고 저온열화 전과 후의 강도에 유의한 차이가 나타나지 않았으며 시험군 간에도 차이가 없었다(p>0.05). XRD 분석 결과 3개사 모두 저온열화 전에 단사정상의 양이 20% 미만이었으며, 저온열화 후에는 25% 미만으로 국제표준 ISO 13356호에 부합하였다. 모든 제조사 제품의 단사정계 비율이 저온열화 전과 비교하여 저온열화 후의 시편에서 유의차 있게 증가하였다 (p<0.05). SEM 분석 결과 저온열화전과 후 DL와 HZ의 표면에서는 결정형태의 입자가 고르게 분포함을 알 수 있었고, NK의 경우 부분적으로 비결정 형태의 표면이 있음을 알 수 있었다. 따라서, 본 실험 결과 국내·외에서 제작된 3개사의 제품 모두 국제표준에 부합하였으며 저온열화 후에도 강도의 변화가 없었다. 하지만 제조사마다 단사정상의 양, 3점 굴곡강도 평균 값, 표면 결정 구조의 차이가 있었음을 알 수 있었으며 본 연구를 기반으로 추후 치과 CAD/CAM용 다층 지르코니아의 장시간의 저온열화와 임상적 적용을 고려한 추가적인 연구가 필요할 것이라 사료된다.

저온 감수성이 상이한 식물들에 있어서 온도 변화에 따른 엽록소 α 형광 유도의 차이

문병용 인제대학교기초과학연구소 2001 자연과학 Vol.5 No.-

광합성 기구의 기능적 측면을 중심으로 저온 감수성 기작을 이해하기 위한 연구의 일환으로, 저온 저항성 식물인 시금치와 저온 감수성 식물인 호박을 대상으로 온도변화에 따른 엽록소 형광 유도의 차이를 조사하였다. 변이형광은 저온에서 급격히 감소하여 O-I-D-P형광의 변화를 가져왔으며, 특히 O-I 형광은 저온 처리한 호박에서 현저히 증가하였다. 1℃로 처리한 호박의 경우 실온에 비하여 O-I형광이 최대 17배까지 증가하였고, I-D의 변곡점도 보다 뚜렷해졌다. 이러한 경향은 저온에 약한 호박에서 매우 현저히 관찰되었으며, 이것은 광계Ⅱ에서 Q_A로부터 Q_B로의 전자전달 흐름이 저해된데서 비롯된 것 같다. 엽록소 형광으로 측정한 광계Ⅱ의 비순환적 전자전달의 효율은 20℃이하의 저온에서 호박이 시금치에 비해 현저히 낮은 값을 보였는 바, 이것은 저온에 노출된 호박의 경우 환원된 Q_A의 높은 비율과 광계Ⅱ 반응 중심의 들뜬 에너지 포획 효율이 저하된데서 기인한 것으로 판단되었다. 저온 저헝성 식물과 비교하여 틸라코이드 막지방산의 불포화도가 낮은 것으로 알려진 저온 감수성 식물은 저온에서 막지질의 상전이에 의해 qQ의 감소와 더불어 광계Ⅱ에서 비순환적 전자전달의 양자수율을 저하시키는 것으로 추정된다. In order to understand the mechanism of chilling sensitivity of plants in terms of functioning of photosynthetic machinery, temperature dependence of chlorophyⅡ fluorescence induction was examined between spinach, a chilling-resistant plant, and squash, a chilling-sensitive one. Chilled leaf disks showed rapid decline in variable chlorophyⅡ fluorescence that induced alteration of O-I-D-P fluorescence vield in Kautsky effect. In particular, the yield of O-I fluorescence from squash leah disks, that had been chilled at 1℃, increased markedly by as much 17 times as that pf room temperature. Moreover, the reflection point between I-D fluorescence became more distinguishable in chilled squash plants, in contrast to spinach, which showed minor changes at chilling temperature. the tendency as shown in chilled squash, a chilling-sensitive species, might result from the inhibition of PSⅡ electron flow from Q_A to Q_B at the chilling temperature. When the quantum yield of PSⅡ non-cyclic electron transport was measured in terms of chlorophyⅡ fluorescence, chilled squash showed a much more decline than chilled spinach, suggesting that chilling-sensitive species exposed to chilling stress are not intrinsically efficient in the capture of PSⅡ excitation energy and maintains higher concentration of reduced Q_A, a primary electron acceptor of PSⅡ. Based on that chilling-sensitive plants contain less amount of insaturated fatty acids in their chloroplast membrane lipids as compared to chilling-resistant ones, we speculate that chilling-induced phase transition of thylakoid membrane lipids in chilling-sensitive plants might be responsible for the decline in qQ and the quantum yield of PSⅡ electron flow. The possible mechanims of chilling-sensitive are discussed in relation to membrane lipid unsaturation of plants.

Changes in the Activities of Antioxidant Enzymes during Chilling Stress in Chilling-Tolerant and Chilling-Sensitive Cultivars of Cucurbita spp

Nam Jun Kang(강남준),Joon Kook Kwon(권준국),Yong Seop Cho(조용섭),Young Hah Choi(최영하) (사)한국생물환경조절학회 2007 시설원예‧식물공장 Vol.16 No.1

저온에 대한 생육 반응이 다른 호박 두 품종 간 항산화효소의 활성 변화를 분석해 본 결과, 저온에 강한 ‘흑종’의 잎에는 Rm이 0.20인 Mn-SOD와 와 0.52인 Fe-SOD가 주된 밴드였고, 저온에 약한 ‘재래 13호’의 잎에는 Rm이 0.20인 Mn-SOD와 0.58인 Cu/Zn-SOD가 주된 밴드였다 저온 처리 후 10일째에 ‘흑종’의 잎에는 Rm이 0.58인 Cu/Zn-SOD 밴드가 발현되었고, ‘재래 13호’의 경우 밴드의 밀도가 증가하는 경향을 보였다. APX 밴드 발현 양상은 두 품종 모두 적온 처리에서는 차이가 없었지만, 저온 처리 후 10일경부터 저온에 강한 ‘흑종’의 잎에서 새로운 APX 밴드가 발현되었다. POD 밴드의 발현 양상은 품종간에 뚜렷한 차이가 있었는데, 적온 하에서 ‘흑종’의 잎에서는 4개의 주된 밴드가, ‘재래 13호’의 잎에서는 한 개의 주된 밴드가 발현되었다. 그러나 저온 처리시 ‘흑종’의 잎에서는 Rm이 0.36, 0.40 및 0.54인 밴드의 밀도가 급격하게 증가한 반면 ‘재래 13호’의 잎에서는 Rm이 0.364 0.54인 밴드의 밀도가 증가하였다. 저온에 대한 내성과 관계없이 두 품종 모두 저온 처리 후 초기에는 SOD, APX 및 POD의 활성이 급격하게 증가하는 경향을 보였지만, 저온 처리 후 기간이 경과할수록 품종간 차이가 뚜렷하였다. ‘흑종’의 잎에서는 이러한 활성이 지속적으로 유지되었지만, ‘재래 13호’의 잎에서는 저온 처리 후 5일경부터 급격하게 감소하여 적온 처리구보다 낮은 활성을 보여 저온에 대한 품종간 내성 차이를 잘 반영해 주었다. To determine whether antioxidant enzyme systems are related to chilling tolerance, changes of antioxidant enzyme activities during the chilling stress were determined in the leaves of a chilling-tolerant cultivar (Cucurbita ficifolia, cv. Heukjong) and a chilling-sensitive cultivar (Cucurbita moschata, cv. Jaerae 13). Leaves of chilling-tolerant plant have two major isoforms, Fe-SOD and Mn-SOD, at the Rm values of 0.20 and 0.52, respectively. In leaves of chilling-sensitive plant, two major isozymes of SOD was observed, one isoform is Mn-SOD at the Rm value of 0.20, and the other isoform is Cu/Zn-SOD at the Rm value of 0.58. When plants were treated with chilling stress, Cu/Zn-SOD at the Rm value of 0.58 was newly expressed at 10 days after chilling stress in the chilling-tolerant plants, and density of this band increased at five days after chilling stress in the chilling-sensitive plants. One APX isozyme band was observed in unstressed plants of both cultivars. Under the chilling stress one APX isozyme band was newly expressed at 10 days after chilling stress in the chilling-tolerant cultivar. Significant genotype differences were observed for POD isozyme banding patterns such as four main isozyme bands in chilling-tolerant plants, and one band in Chilling-sensitive plants. Densities of three POD isozyme bands at the Rm of 0.36, 0.40 and 0.54 increased at 10 days after chilling stress in the chilling-tolerant plants, while two bands at the Rm of 0.36 and 0.54 increased at 10 days and 20 days after chilling stress in the chilling-sensitive plants, respectively. Activities of SOD, APX and POD significantly increased during five days after chilling stress in both cultivars. In the chilling-tolerant cultivar, activities of these enzymes were higher in chilling-stressed plant than in unstressed plants. However, activities of these enzymes in the chilling-sensitive cultivar decreased rapidly after five days of chilling stress, and were lower in chilling stressed plants than in unstressed plants.