• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.179-191
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• 2013

본 연구에서는 생광물화에 미치는 주요한 영향 인자의 파악 및 광물별 생광물화 특성을 알아보기 위하여 $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$ 수용액을 이용하여 bottle test를 진행하였으며, 대상 미생물은 생광물화 관련 미생물 중 Bacillus pasteurii와 S 매립지 복토재 내 토착 미생물을 이용하였다. 광물 종류별 실험을 진행한 결과, $CaCl_2$, $MgCl_2$, $CaCl_2-MgCl_2$에 대해 각각 85, 88, 42 mg/L의 암모늄($NH_4{^+}$)이온이 생성되었고 이산화탄소 가스가 각각 12, 12, 24시간 후에 검출되지 않았다. 수용액 내 $Ca^{2+}$이 $CaCl_2$의 경우 12시간 후 92% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 36시간 후 85% 감소하였다. 반면에 $Mg^{2+}$은 $MgCl_2$의 경우 48시간 후 46% 감소하였고 $CaCl_2-MgCl_2$의 경우 72시간 후 38.5% 감소하였다. 이온 농도 또는 광물의 종류에 관계없이, pH의 경우 생광물화가 일어난 실험군에서만 pH 5.5에서 pH 9로 변하는 것을 볼 수 있었고 미생물 활성도($OD_{600}$) 또한 0에서 0.6으로 증가했다. 실험 종료 후, 주사전자현미경(SEM) 사진을 촬영한 결과, 회전 타원체 모양의 결정체와 사다리꼴 모양의 결정체가 형성된 것을 확인할 수 있었으며, 이는 X-선 회절분석으로 확인된 $CaCO_3$ (Calcite)와 $MgCO_3$ (Magnesite)이었다. 본 연구 결과 urea를 이용한 생광물화능을 판단할 수 있는 영향인자로서 효소의 활성도, $CO_2$ gas 농도변화, $OD_{600}$, pH, 용액 내 칼슘(또는 마그네슘) 이온농도가 적합함을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제50권1호
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• pp.98-104
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• 2018

뽕나무의 어린 가지인 상지에서 기능성 물질인 옥시레스베라트롤이 발견됨에 따라 상지를 고부가 건강 기능성 식품 소재로 개발을 위해 옥시레스베라트롤 함량 증대 연구가 필요하였다. 따라서 본 연구에서는 상지의 옥시레스베라트롤 함량을 증가시키기 위하여 국내산 상지의 품종, 숙성 기간, 숙성 온도, 미생물에 의한 접종 등의 숙성 방법에 따른 옥시레스베라트롤 함량 변화를 조사하였다. 국내에서 재배되는 뽕나무 9품종의 상지를 절단 후 7일 숙성하여 옥시레스베라트롤 함량을 비교한 결과, 품종들 간에 큰 차이가 있었으며, 그 중 수원 품종이 숙성에 의해 옥시레스베라트롤 축적이 가장 높게 나타났다. 상지의 옥시레스베라트롤 축적을 위한 최적 숙성 온도를 조사한 결과, $30^{\circ}C$가 최적 온도이었으며 $70^{\circ}C$의 고온 숙성 시에는 옥시레스베라트롤의 축적 효과가 없었다. 뽕나무 9품종 중에서 선발된 수원 품종과 청일 품종에 대한 숙성 기간에 따른 옥시레스베라트롤 함량 변화를 확인한 결과, $30^{\circ}C$, 6일 숙성 시 수원 품종은 약 14배, 청일 품종은 약 7.8배 증가하였으나 8일 이후는 급속히 감소하였다. GRAS 등급의 L. acidophilus, B. coagulans, R. capsulatus, S. cerevisiae, E. faecium 등을 상지에 접종한 후 숙성 기간에 따른 옥시레스베라트롤 함량 변화를 조사한 결과, 미생물이 접종된 실험군들은 대조군에 비해 옥시레스베라트롤 함량이 약 1.7-4.0배 증가하였다. 특히 5균주 중에서 B. coagulans가 옥시레스베라트롤 축적에 가장 뛰어난 효과를 보였다. 따라서 상지 내 미생물 접종에 의한 생물학적 스트레스는 옥시레스베라트롤 축적에 매우 효과적인 방법으로 확인되었다. 결과적으로 상지 내 축적되는 옥시레스베라트롤 함량은 건조 온도, 건조 시간, 수분의 상태 등의 물리적인 요인뿐만 아니라 감염 미생물의 종류에 의해서도 큰 차이가 있음을 확인하였다. 또한 상지 내 옥시레스베라트롤의 함량을 증대시키기 위해서 자외선, 햇빛 등의 물리적 스트레스, 오존, 락스, 재스몬산메틸 등의 화학적 스트레스에 의한 효과도 검토해야 할 것이다. 게다가 숙성동안 옥시레스베라트롤 합성의 주효소인 스틸벤 합성효소 발현량이 조사된다면 숙성에 의한 옥시레스베라트롤 함량 증대 원인을 보다 명확하게 규명할 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.167-183
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• 2023

사용 후 핵연료(SNF: spent nuclear fuel) 지하 처분장에서 발생된 가스는 처분장 내에서 자체로 이동성이 클 뿐 아니라, 처분장 내 방사성핵종 거동에도 영향을 줄 수 있다. 지하 처분장 방벽 내에서 가스-핵종 발생 및 거동 기작에 대한 연구와 가스 거동이 처분장의 안전성에 미치는 영향에 대한 연구가 처분장 건설 이전에 충분히 수행되어져야 함에도 불구하고, 처분장 다중 방벽내 가스-핵종 거동에 대한 연구는 국내는 물론 국외에서 조차 매우 초보적인 단계이다. 본 연구에서는 지하 SNF 처분장 내 가스 발생과 거동 특성과 관련된 국내외 선행연구 결과들을 고찰하여, 가스 발생/거동 기작을 처분장의 수리지질학적 진화과정에 따라 분류하여 설명하였다. 처분장 내 가스 발생을 크게 SNF의 핵분열에 의한 방사성 가스 생성, SNF 저장 용기의 부식에 의한 가스 발생, 지하수의 산화-환원 반응에 의한 가스 생성, 미생물 활동과 천연 방벽 내 지화학적 반응에 의한 가스 생성 등 총 5가지 유형으로 구분하여 정리하였다. 처분장 다중 방벽 내 가스 거동과 관련된 선행연구 자료들을 정리하여, 방벽 내 가스 거동 시나리오를 다공성 매체에서 일어나는 거동 형태에 따라, 총 4가지 형태(① visco-capillary 흐름을 포함하는 공극 내 자유상 가스 이동, ② 공극 수 내 용존상 기체로서 이류 및 확산 이동, ③ 체적팽창에 의한 거동(dilatant pathway), ④ 가압파쇄에 의한 인장 절리 흐름 등)로 구분하여 제시하였다. 본 연구를 통해 고찰한 SNF 처분장의 다중 방벽 시스템 내 가스 발생 기작과 거동 특성자료들은, 향 후 지하 SNF 처분장 내 가스-핵종 거동관련 다양한 실험 및 모델링 연구를 계획하고, 국내 건설할 처분장의 안전성을 가스 거동관점에서 평가하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

• 유기물자원화
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• 제17권1호
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• pp.58-72
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• 2009

본 연구에서는 하수 내에 존재하는 유기물과 미생물량 분액을 위해 미생물 호흡률 측정기(Respirometer)를 구동하여 미생물에 의한 산소 섭취율(OUR : Oxygen Uptake Rate)을 측정하고, CG-FID 혹은 LC를 활용하여 VFAs(Volatile Fatty Acids)를 측정하였다. 유기물은 IAWQ (International Association of Water Quality)의 ASM(Activated Sludge Model)에서 명시된 유기물 분류법에 따라 분액 하였으며, ASM 중에서도 ASM No.2d를 기초하여 분액을 수행하였다. 하지만 슬러지를 첨가하지 않은 하수 원액의 미생물 호흡률 측정과 더불어 기존의 방법과는 다르게 여과한 하수의 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 수행하여 하수에 포함된 유기물량을 추정하였다. 이는 기존의 하수 원액을 이용한 미생물 호흡률 측정 방법에 있어 천천히 생분해되는 용존성 유기물질(S_S)에 의한 산소섭취율과 천천히 생분해되는 입자성 유기물질(X_S)에 의한 산소섭취율이 동일 그래프 안에 형성되어 정확하게 구분되지 못하는 단점과 슬러지 세척으로 인한 실험의 오차를 보완하고자 하였다. 또한 용존성 난분해 COD(S_I)을 측정하는 기준이 명확하지 않는 문제점이 발생하여 미생물 호흡률 측정 과정에서 그래프의 변화를 보고 정확한 용존성 난분해 COD(S_I)의 측정 시간을 선택할 수 있는 방법을 제시하였다. 여과한 하수를 대상으로 미생물 호흡률 측정과 VFAs 측정을 통하여 추정한 유기물 분액 결과 용존성 난분해 COD인 S_I는 $12.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 6.9%, 발효 부산물인 S_A는 $24.76g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 14.1%, 발효 가능한 유기물질인 S_F는 $58.54g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 33.2%, 천천히 생분해되는 입자성 유기물질인 X_S는 $61.1g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 34.7%, 입자성 난분해 COD인 X_I는 $10.2g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.8%로 추정되었다. 종속영양 미생물량인 X_H는 $9.3g/m^3$로 Total $COD_{Cr}$ 기준으로 5.3%로 추정되었다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.105-119
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• 2012

오염환경에 서식하는 토착미생물은 환경정화에 중요한 역할을 담당하며 이 연구는 6가 크롬 오염 지하수에서 분리한 미생물을 이용해 반응성, 이동성, 발암성 높은 6가 크롬을 당대사 조효소인 3가 크롬으로 환원/침전시켜 경제적, 친환경적, 생지화학적 정화의 효율성을 알아보았다. 미생물 농화배양과 조성분석, 호기와 혐기환경의 6가 크롬 환원과 내성, 전자공여체별 6가 크롬 환원, 지화학적 변화, 미생물 외형과 Cr((III) 침전물의 광물특성을 연구한 결과, 분리한 MMPH-0(Enterobacter aerogenes)는 혐기/호기환경에서 6가 크롬 내성과 환원능(유기산 주입 1주 후 70%, 주입 안한 경우 4주 후 10 ~ 20%)이 있고, Eh는 미생물의 유기산 산화로 생성된 전자에 의해 산화에서 환원환경, pH는 중성에서 약산성으로 변화되어 $Cr(OH)_3$/Cr(III)침전물이 형성되었다. SEM/TEM-EDS 결과 $2{\sim}5{\mu}m$ 막대형 미생물과 세포 밖 Cr(III) 침전물은 지화학적 환경변화와 유기산 산화에 따른 전자공여에 의한 환원의 근거가 된다. 지화학적 촉매제 토착미생물의 활성화로 산화환원에 민감한 중금속 오염 지하수 정화에 효율적 기술 응용이 기대된다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.444-452
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• 2012

동물플랑크톤의 서식 형태에 따른 구분(부착 및 부유성)과 월별 밀도 양상을 파악하기 위해 2011년 5월부터 10월까지 수생식물이 발달된 환경에서 동물플랑크톤 채집을 수행하였다. 조사 기간 동안, 부착성 동물플랑크톤은 총 24종, 부유성 동물플랑크톤은 총 30종으로 나타났으며, 이 중 두 서식 형태 간에 일치하는 종은 20종으로 확인되었다. 부착성 동물플랑크톤은 5~7월 동안 높은 밀도를 나타낸 반면, 부유성 동물플랑크톤은 9~10월 동안 높은 밀도를 보여 상이한 계절적 차이를 보였다. 안정동위원소 분석 결과, 부착 및 부유입자 유기물, 동물플랑크톤, 어류의 ${\delta}^{13}C$와 ${\delta}^{15}N$ 값은 계절별로 상이하였다. 부착성 동물플랑크톤은 봄, 가을 모두 부착입자 유기물에 대한 높은 의존도를 보였으나, 가을에는 부유입자 유기물에 대해서는 일부 의존하는 것으로 나타났다. 이는 수생식물의 우점 등으로 인한 먹이질의 감소와 연관되어 있을 것으로 사료된다. 그러나 부유성 동물플랑크톤은 봄과 가을 모두 부유입자 유기물에 대해서만 의존하는 것으로 나타났다. L. macrochirus는 크기에 따라 먹이원에 대한 다른 섭식 양상을 보였는데, 부착성 동물플랑크톤이 증가된 시기(봄)에 1~3 cm 크기의 L. macrochirus는 부착성 동물플랑크톤에 대한 높은 의존도를 보였으나, 가을에 부착성 동물플랑크톤 감소하자 부유성 동물플랑크톤에 대한 의존도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 4~7 cm 크기의 L. macrochirus는 상대적으로 큰 먹이원인 부유성 동물플랑크톤에 높은 의존도를 보였으며, 가을에 부유성 동물플랑크톤 밀도가 증가하자 매우 높게 의존하는 것으로 나타났다. 결론적으로 습지와 같이 수생식물이 우점되는 생태계에서 동물플랑크톤은 다양한 서식 형태(부착 및 부유성)를 가진 군집이 출현하는 것으로 파악되었으며, 이들은 각각 다른 먹이원에 대해 의존하는 것으로 나타났다. 또한 상위포식자인 L. macrochirus 또한 부착 및 부유성 동물플랑크톤의 계절별 밀도 양상에 따라 상이한 의존성을 보였으며, 특히 부착성 동물플랑크톤은 봄철 치어 성장 시기의 이들의 성장 및 발달에 매우 중요한 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권7호
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• pp.820-825
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• 2007

지렁이 분변토는 낙엽이나 땅 속의 썩은 뿌리 등을 먹고 장 내의 효소에 의해 부숙화시켜 섭취한 먹이의 80% 이상을 그대로 배설한 질소, 인산, 칼륨 등의 함량이 매우 높고 미생물량도 $10^8$ CFU 이상이 되는 천연비료이다. 또한, 분변토의 단립 구조는 통기성 및 투수성이 매우 우수하며, 비표면적이 크고 양이온 교환용량(2.30-4.60 mg/g-soil)이 높아 탈취 능력이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 분변토의 특성을 유지하고 내구성을 향상시켜주기 위해 폐 polyurethane form을 binder로 하여 담체를 제조한 후, 이를 충전한 바이오필터를 대상으로 악취가스 중 황화수소의 제거 성능을 평가하였다. 본 담체는 별도의 배지를 사용하지 않고 분변토 자체에 포함된 유기, 무기물질을 이용하고, 분변토 자체에 있는 미생물을 이용하여 황화수소를 제거할 수 있었다. 황화수소 주입직후부터 lag phase없이 100%의 제거효율을 보였다. 공간속도 50 $h^{-1}$인 경우 입구농도 450 ppmv까지 출구에서 황화수소가 검출되지 않았으며, 악취가스의 입구 농도가 증가함에 따라 바이오필터의 제거효율이 감소하여 출구의 황화수소 농도가 증가하였다. 이 후 950 ppmv까지 약 93% 이상의 우수한 제거효율은 보였고, 약 61.2 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$의 최대제거용량을 얻을 수 있었다. 90% 이상의 제거효율을 갖는 황화수소의 최대제거용량은 SV 50 $h^{-1}$에서 300 $h^{-1}$로 증가함에 따라, 61.2, 65.9, 84.7, 89.4 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 증가하다가 SV 400 $h^{-1}$ 에서는 약 59.3 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 감소하였다. 공간속도의 증가에 따른 최대제거속도$(V_m)$와 포화상수$(K_s)$를 Michaelia-Menten식으로부터 구한 결과, 각각 66.04, 88.96, 117.35, 224.15, 227.54 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 비례적으로 증가하였으며, 반면 포화상수는 79.97, 64.95, 65.37, 127.72, 157.43 ppmv으로 감소한 후 다시 증가하는 경향을 보였다.

• 한국버섯학회지
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• 제13권3호
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• pp.163-169
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• 2015

본 시험은 팽이버섯 수확후배지 첨가비율(20, 40, 60%)에 따라 제조된 사일리지를 in vitro 반추위 발효실험을 통하여 버섯수확후배지의 적정 첨가수준을 규명하고자 수행되었다. In vitro 실험은 발효시간대를 3, 6, 9, 12, 24 및 48시간으로 설정하고, 각 처리구별로 3반복으로 발효 특성과 건물소화율이 측정되었다. In vitro 배양액의 pH는 배양시간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향이었으며, 48시간 경과 시에는 버섯수확후배지 20%첨가구가 타 처리구에 비해 유의적(P<0.05)으로 낮았다. 가스발생량은 버섯 수확후배지 20%를 첨가한 S-20구의 6시간 및 12시간 발효구가 타 처리구에 비해 유의적(P<0.05)으로 높게 나타났다. 미생물 성장량은 배양시간이 경과함에 따라 줄어드는 경향이었으며, 발효 24시간대부터는 대체로 비슷한 수준에서 유지되었다. 건물소화율은 20-30%수준으로 버섯수확후배지의 첨가비율이 높을수록 낮았는데, S-40구의 경우는 발효 9시간이후로 지속적으로 증가되어 48시간 발효 시에는 S-20구와 비슷한 수준이 된 반면, S-60구에서는 전 발효기간 동안 건물소화율이 매우 낮은 상태에 있었다. 이전 보고에서 사일리지 발효상태는 S-40구가 좋았으나 in vitro 반추위 소화시험의 결과를 고려할 때, 수수 사일리지 제조 시 팽이버섯수확후배지 첨가비율은 20-30%수준으로 하는 것이 적당할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제11권2호
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• pp.55-65
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• 2003

인위적인 tetrachloroethylone(PCE) 오염토양($60{\mu}moles$ PCE/kg soil)에서 탈염소화미생물의 주입과 철분($Fe^0$) 첨가의 동시 적용이 PCE 및 유기염소화합물의 환원적 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 탈염소화미생물 주입에는 두 종류의 혐기성 박테리아 배양액, 즉, PCE를 cis-1,2-dechloroethylene(cis-DCE)까지 탈염소화하는 Desulfitobacterium sp. Y-51 균주의 순순미생물 배양액과 PCE를 에틸렌까지 완전히 탈염소화하는 PE-1 혼합미생물 배양액을 사용하였다. Y-51균주와 PB-1 혼합미생물 배양액을 각각 적용한 두경우(최종농도: 3mg dry cell weight/kg soil) 모두에서 40일 이내에 PCE가 cis-DCE로 전환되었다. $Fe^0$(0.1-1.0%(w/w))을 단독으로 오염토양에 적용한 경우, PCE의 탈염소화는 에틸렌 및 에탄까지 확장되어 진행되었으며. 탈염소화의 속도는 $Fe^0$의 첨가량에 의존하는 것으로 밝혀졌다. 탈염소화미생물과 철분을 동시에 적용한 경우, 각각을 단독으로 적용한 경우에 비하여 PCE의 탈염소화속도가 빨랐으며, PCE 탈염소화 및 최종 반응생성물의 생성 양상 또한 달랐다. Y-51균주 배양액과 0.1%의 $Fe^0$를 동시에 적용하였을 경우, PCE가 탈염소화되어 cis-DCE를 축적하였지만, PE-1 혼합미생물 배양액과 0.1%의 $Fe^0$를 동시에 적용하였을 경우에는 cis-DCE를 거쳐 보다 확장된 탈염소화반응을 보였다. 이러한 결과들로부터, 탈염소화미생물과 철분의 동시 적용, 특히, PE-1과 같이 PCE를 완전히 탈염소화하는 미생물 배양액과 철분의 병용은 실제적인 PCE 오염토양의 정화에 효과적일 것으로 판단되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제31권1호
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• pp.42-50
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• 2016

본 연구는 다양한 냉동과 해동처리에 따른 계육 가슴살에 natural microflora, 접종된 L. monocytogenes와 C. jejuni 수와 미세구조 변화 구명을 위하여 연구를 수행하였다. $-20^{\circ}C$ 송풍식 냉동처리구의 총 호기성 세균과 C. jejuni 수는 4.06 log CFU/g과 4.09 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 각각 약 0.7 log CFU/g과 1.0 log CFU/g의 감소를 보였다. 한편, 계육 가슴살 접종된 L. monocytogenes 수는 냉동방법과 냉동온도에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다. $4^{\circ}C$와 $25^{\circ}C$ 송풍식 해동처리구의 총 호기성 세균수는 3.70 log CFU/g과 4.02 log CFU/g으로 측정되어 대조구와 비교하여 각각 0.72 log CFU/g과 0.40 log CFU/g 감소한 반면 $25^{\circ}C$ 유수식 해동처리구의 총 호기성 세균 수는 해동과정에서 균수가 급격히 증가하여 5.78 log CFU/g으로 관찰되었다. 해동 중 C. jejuni 수 변화는 해동방법보다 해동온도에 영향을 받는 것으로 나타났다. 냉동-해동 반복 5회 후 총 호기성 세균과 효모 및 곰팡이 수는 감소하여 각각 4.15 log CFU/g과 2.30 log CFU/g을 보였다. 계육 가슴살에 접종된 L. monocytogenes 수는 냉동-해동 반복처리에 유의적인 영향이 없었지만 C. jejuni 수는 냉동-해동 반복 횟수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 냉동-해동 반복이 증가함에 따라 근섬유 조직을 재 손상시켰으며 특히 냉동-해동 반복 5회 후에는 계육 가슴살 시료의 조직세포 외부뿐만 아니라 내부에서도 공간이 발생하였으며 불균일하게 찢어진 세포가 관찰되었다.