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문제 정의
- 따라서 소비량이 급증하고 있는 에너지음료가 치아에 미치는 영향에 관한 연구가 필요한 상황이다. 현재 에너지음료 내에 함유된 고 카페인의 위해성에 대한 연구는 많이 보고되고 있으나17,18) 구강 내 미치는 영향에 대한 연구는 미미한 실정이므로 본 연구에서는 국내 시판 중인 에너지음료 중 판매량이 높은 순위 제품 몇 가지를 선정하여 pH를 조사하고, 적정산도와 법랑질 표면경도를 측정하여 에너지음료가 치아 법랑질 부식에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
제안 방법
- 음료는 시편을 침지하기 직전에 개봉하였고 동일한 pH를 유지하는 것을 사용하기 위해 사용 직전 pH를 바로 측정하여 사용하였다. 각 음료는 120 ml씩 동일 용기에 분주하여 사용하였고 시편은 각 1분, 3분, 5분, 10분, 15분, 30분 음료에 노출시켜 법랑질 부식을 유발하였다19).
- 시판 중인 에너지음료의 법랑질 부식능을 알아보기 위하여 판매량이 높은 3종의 에너지음료와 대조군으로 생수를 선정하였다. 각 음료의 pH와 적정산도를 측정하고, 우치시편을 제작하여 음료에 각각 1, 3, 5, 10, 15, 30분을 침지한 후 나타나는 양상을 표면미세경도계를 이용하여 측정한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 대조군을 제외한 모든 음료에 구연산이 첨가되어 있었다.
- pH meter (920A pH Meter; Thermo Orion, Beverly, MA, USA)는 측정치를 보정한 다음 각 군의 pH를 측정하였다. 같은 방법으로 3회씩 측정하여 평균값을 산출하였다.
- 국내 시판 중인 에너지음료 중에서 판매량이 높은 3종을 선정하여2) 음료의 pH와 적정산도를 측정하였고 생수를 음성대조군으로 사용하였다(Table 1).
- pH meter는 측정치를 보정하고 6시간 동안 실온에 방치한 음료의 pH를 측정하였다. 그 후 50 ml의 음료에 1 M NaOH를 0.5 ml씩 첨가하여 전자 교반기로 균일하게 혼합한 후 안정화된 pH의 값을 측정하였으며 음료의 pH가 5.5와 7.0으로 변하는 NaOH 양을 측정하였다. 같은 방법으로 3회씩 측정하여 평균값을 산출하였다.
- 따라서 동일한 조건으로 실제 치아에서 일어나는 부식보다 조금 더 과장된 결과가 나왔을 것으로 생각된다. 또한 구강 내 상태를 재현하지 않아 치아부식에 영향을 미치는 구강 내 요인인 구강 내 온도, 타액 완충능, 타액 분비율 등을 고려하지 않고 단순 침지하여 음료의 pH와 적정산도로만 부식 정도를 평가하였다. 추후 연구에서는 pH cycling을 통하여 구강내 상태와 유사하게 재현하고 산의 종류 및 칼슘, 인, 불소 등의 함량 등도 분석하여 좀 더 부식에 영향을 미치는 요인 들을 다양하게 고려하여 진행해야 할 것으로 생각된다.
- 본 연구에서 법랑질의 부식 정도를 측정한 표면미세경도는 음료의 섭취 시 한번 섭취할 때마다 구강 내 잔류하는 시간이 1분 미만이므로 최소 단위를 1분으로 하였고, 음료 섭취 후 약 30분 동안 치태 내 pH가 5.7 미만의 상태를 유지한다는 연구 결과를 바탕으로 최대 노출 시간을 30분으로 설정하였다25).
- 본 연구에서 적정산도는 pH 5.5 도달에 필요한 NaOH의 양으로 측정하였다. 번인텐스의 pH는 2.
- 시판 중인 에너지음료의 법랑질 부식능을 알아보기 위하여 판매량이 높은 3종의 에너지음료와 대조군으로 생수를 선정하였다. 각 음료의 pH와 적정산도를 측정하고, 우치시편을 제작하여 음료에 각각 1, 3, 5, 10, 15, 30분을 침지한 후 나타나는 양상을 표면미세경도계를 이용하여 측정한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 연마된 시편은 표면경도계(Fm-7; Future-tech Corp, Tokyo, Japan)를 이용하여 표면미세경도(Vickers hardness number, VHN)를 측정하였으며, 시편의 상, 하, 좌, 우 4부위를 200 gm 하중을 10초 동안 주어 측정하였다. 법랑질 표면경 도가 280∼320 VHN 범위를 갖는 시편 40개를 선정하여 각군당 10개씩 4군으로 배정하였다.
- 음료에 침지하여 1분, 3분, 5분, 10분, 15분, 30분 경과된 때 회수한 시편을 증류수로 1분간 세척 후 표면미세경도계를 사용하여 처리 전 표면경도를 측정하였던 부위와 인접한 4부위에서 표면경도를 측정하였다.
대상 데이터
- 건전한 법랑질 표면을 가진 소의 영구 절치로부터 직경 5 mm의 원통형 드릴을 사용하여 시편을 취득하고 자가 중합형 acrylic resin을 이용하여 아크릴 봉에 포매한 후 #60, #240, #600번 연마지와 산화감마알루미나를 사용하여 연마하였다.
- 법랑질 표면경 도가 280∼320 VHN 범위를 갖는 시편 40개를 선정하여 각군당 10개씩 4군으로 배정하였다.
데이터처리
- 법랑질표면미세경도의 시간별 비교는 repeated measures ANOVA를 사용하였으며, 사후검정으로 Tukey의 다중비교를 사용하였다. 통계적 유의수준은 0.
- 01로 설정하였다. 통계분석은 PASW Statistics ver. 18.0 (IBM Co., Armonk, NY, USA) 통계프로그램을 이용하여 수행하였다.
성능/효과
- 모든 에너지음료가 침지시간이 증가함에 따라 표면경도가 감소하였다. 음료 처리 전과 30분 처리 후 표면경도값은 레드불에서 119.
- 모든 에너지음료가 침지시간이 증가함에 따라 표면경도가 감소하였으며 음료 30분 처리 후 표면 경도값은 레드불에서 119.72±15.16 VHN으로 가장 낮은 경도값을 보였고, 핫식스 208.75±10.99, 번인텐스 210.47±8.01 순이었다.
- 01 순이었다. 실험에 사용된 모든 에너지음료는 치아 법랑질에 부식을 유발하였으며, 음료처리 전과 후에 레드불이 가장 낮은 법랑질 표면 경도 값을 보여 실험에 사용한 에너지 음료 중 가장 많은 법랑질 부식을 유발하였다. 이로써 구연산을 함유하고, pH가 낮은 에너지 음료의 섭취는 치아표면경도를 감소시켜 부식을 유발하는 것으로 생각된다.
- 에너지음료의 평균 pH는 3.01±0.44로 번인텐스에서 2.51±0.01로 가장 낮았다.
- 연구 결과 에너지음료의 pH는 2.51∼3.37이었으며, 번인 텐스, 핫식스, 레드불 순으로 높게 나타나 Jeong26)등의 연구와 동일한 결과를 보였다.
- 음료 처리 전과 30분 처리 후 표면경도값은 레드불에서 119.72±15.16 VHN으로 가장 낮은 경도값을 보였고, 핫식스 번인텐스 순으로 나타났으며, 핫식스와 번인텐스는 통계적으로 유의한 차이가 없었다(p＞0.05; Table 3).
후속연구
- 43 ml로 Hong27)의 연구와 Kim 등28)의 연구 결과와 동일하게 나타나 pH와 적정산도는 크게 상관 관계가 없는 것으로 확인되었다. pH와 적정산도가 법랑질 부식에 영향을 미치는 요인이기는 하나 그 이외에도 법랑질 부식을 유발하는 요인인 산의 종류와 함량, 칼슘, 인, 불소의 농도가 영향을 미쳤을 것으로 생각되어 추후 연구에서는 각음료 내의 무기성분 분석이 추가적으로 시행되어야 하리라 생각된다.
- 기존에 탄산음료와 스포츠음료 등이 치아부식에 미치는 영향에 대한 연구는 많이 보고되고 있으나 최근 소비가 증가하고, 주로 청소년과 대학생 등에서 많이 섭취하고 있는 에너지음료가 치아부식에 미치는 영향에 대한 연구는 많지 않아 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각되어 본 연구를 진행하였다.
- 연구의 제한점으로는 법랑질 부식의 정도를 평가하는 표면미세경도 값은 시편 제작시 포매 과정 후 불가피한 표면 연마로 인하여 연마과정 중에 법랑질 표면층이 제거되어 산에 노출됨에 있어 좀 더 취약했으리라 생각된다. 따라서 동일한 조건으로 실제 치아에서 일어나는 부식보다 조금 더 과장된 결과가 나왔을 것으로 생각된다.
- 또한 구강 내 상태를 재현하지 않아 치아부식에 영향을 미치는 구강 내 요인인 구강 내 온도, 타액 완충능, 타액 분비율 등을 고려하지 않고 단순 침지하여 음료의 pH와 적정산도로만 부식 정도를 평가하였다. 추후 연구에서는 pH cycling을 통하여 구강내 상태와 유사하게 재현하고 산의 종류 및 칼슘, 인, 불소 등의 함량 등도 분석하여 좀 더 부식에 영향을 미치는 요인 들을 다양하게 고려하여 진행해야 할 것으로 생각된다.
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