• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.79-93
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• 2022

본 연구에서는 Part I에서 제안한 첨단 전자산업 폐수처리시설 특화 Water Digital Twin모델인 e-ASM을 이용하여 랩-파일럿 처리장 데이터를 바탕으로 모델 보정(Calibration), 유입 성상에 따른 제거 효율, 유출수 예측 및 최적 공법 선정을 수행하였다. 첨단 전자산업 폐수처리시설의 특화 모델링을 위하여, 민감도 분석을 통해 e-ASM 모델의 정합성과 상관성이 높은 동역학적 파라미터를 선정하였고, 다중반응표면분석법 (Multiple response surface methodology, MRS)을 이용하여 동역학적 파라미터를 보정하였다. e-ASM 모델의 보정 결과, Lab-scale, Pilot-scale 단위의 실험데이터와 90% 이상의 높은 정합성을 보였다. 그리고 4가지 유기폐수 처리처리공법인 MLE, A2/O, 4-stage MLE-MBR, Bardenpho-MBR을 제안한 Water Digital Twin으로 구현하여 유입 폐수의 성상별 운전조건에 따라 제거효율을 분석하였으며, Bardenpho-MBR이 C/N ratio 변화에서도 안정적으로 COD (Chemical oxygen demand)를 90% 이상 제거하며 높은 총 질소 제거 효율을 보였다. 그리고 유입 폐수의 조건별 Bardenpho-MBR공정의 수리학적 체류시간(Hydraulic retention time, HRT)이 3일 이상일 때 1,800 mg L-1의 고농도 TMAH 폐수를 98% 이상 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 연구에서 개발한 e-ASM은 전자산업 제조시설별, 유입 폐수의 성상별 특화 모델링을 통해 높은 정합성을 가진 전자산업 폐수처리공정의 Water Digital Twin를 구현할 수 있고, 최적운전, Water AI, 최적가용기법 선정 등의 응용 가능성을 바탕으로 지속 가능한 첨단전자 산업을 위해 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제65권4호
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• pp.287-298
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• 2022

본 연구는 증자, 숙성 및 발효에 따른 Polygoni multiflori Radix의 이화학적 특성, phytochemical 함량, 영양성분 및 항산화 활성 변화를 확인하였다. Polygoni multiflori Radix (PMR)은 가공 후 pH는 약간 감소하고 산도는 증가하였다(pH 5.70→4.78, 산도 0.23→0.29%). 환원당 함량은 숙성과 발효 후 PMR (1.19mg/g)에서 1.40 (FPMR), 1.30 (RPMR), 1.53 (FRPMR), 1.99 (BPMR) 및 2.33 mg/g (FBPMR)으로 증가하였다. Total phenolic 함량은 PMR (6.05 mg/g)에서 가장 높았으며, total flavonoid 함량과 maillard product는 PMR을 숙성과 발효 후 증가하였으며 각각 BPMR (1.60 mg/g)과 FBPMR (2.76 O.D.)에서 가장 높았다. 주요 phytochemical은 2,3,5,4'-tetrahydroxystilbene-2-0-α-glucoside로 PMR (64.9 mg/g)에서 가장 높았으며, FPMR에서 46.47 mg/g, RPMR에서 33.94 mg/g, FRPMR에서 48.76 mg/g, BPMR에서 36.68 mg/g, FBPMR에서 34.35 mg/g이 검출되었다. 주요 지방산과 유리아미노산은 palmitic acid(C16:0)과 proline이었다. 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt 라디칼 소거활성 및 FRAP 환원력은 대체로 PMR(39.06%, 98.32%, 및 2.61 O.D. - 추출물 농도 1.0 mg/mL)에 가장 높은 활성을 보였으며 숙성과 발효 후에 감소하는 경향을 보였다.

• 기술혁신연구
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• 제31권1호
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• pp.29-63
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• 2023

세계화와 지방화 추세의 가속화와 21세기 지식기반경제의 발전에 따라 지역의 장기적 발전을 위한 과학기술의 중요성이 강조되면서 과학기술정책의 대상으로 지역이 주목받게 된다. 행정적으로는 지방자치제의 실시가 기점이 된 것으로 평가되며, 1999년 제1차 지방과학기술진흥종합계획의 수립과 관련 내용의 법제화 이후에 비로소 독립적인 정책으로 자리매김하게 된다. 이후 국가과학기술정책과 지역발전정책이 연계되고 정부의 국정방향 구현을 위한 다양한 정책이 구현되면서 변화 발전하게 된다. 시기적으로 구분하면 1994년 지방자치제 실시 이전까지 국가의 경제발전을 위한 부문계획으로서 국가과학기술정책의 정립과 지역과학기술정책의 태동기, 1994년 지방자치제 실시 이후 국가과학기술기본법 제정의 시기 동안 지역의 과학기술정책이 재조명되고 1차 지방과학기술진흥종합계획이 수립된 지역과학기술정책의 형성기, 이후 지역과학기술정책이 별도의 정책적 위상을 가지고 국가 과학기술정책 및 지역발전정책과 상호 작용하면서 현재까지 추진된 발전기로 나눌 수 있다. 지방과학기술진흥종합계획의 수립과 함께 다양한 정책사업이 추진되면서 지역의 자립적 발전기반이 확충되고 지역의 과학기술혁신역량이 발전하게 되었다. 그럼에도 중앙정부의 종속적 정책추진의 틀을 벗어나지 못하고 있고 실질적인 지역과학기술의 자립적 생태계 구축이 미흡한 실정이다. 특히 최근에 직면하고 있는 고령화, 저출산 등으로 인한 인구감소, 지역주력산업 침체로 인한 일자리 감소, 청년인구의 수도권 집중 등 지역간 격차문제가 심화되고 있다. 디지털전환, 탄소중립 등 전환의 위기를 극복하기 위해서 지역과학기술정책은 새롭게 추진될 필요가 있다. 2022년은 신정부 출범으로 지역정책의 패러다임을 근본적을 바꾸고자 노력하고 있으며, 더불어 과학기술기본계획, 지방과학기술진흥종합계획, 국가균형발전 5개년계획 등 새로운 지역과학기술관련 중장기 계획이 수립되는 시점이다. 디지털전환과 탄소중립 등 대외 기술환경 또한 대전환의 시기를 맞이하고 있다. 변화하는 환경에 대응하면서 확대되는 지역 격차를 해소하고 지역의 지속가능한 성장을 위해서는 1990년대 후반에 형성된 중앙정부 중심 지역과학기술정책의 제도적 기반을 지역 자율적인 체계로 근본적으로 전환하고 새로운 정책추진을 위한 새판을 짤 필요가 있다.

• 서비스연구
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• 제13권1호
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• pp.63-75
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• 2023

산업이 발전하면서 대기오염물질에 대한 관심도는 높아졌다. 대기오염물질은 환경오염, 지구 온난화 등 다양한 분야에 영향을 미쳤다. 그 중 환경성 질환은 대기오염물질에 의해 영향을 받은 분야 중 하나이다. 대기오염물질은 분자의 크기가 작아 인체의 피부나 호흡기를 통해 영향을 미칠 수 있다. 이러한 점 때문에 대기오염물질과 환경성 질환에 대한 연구가 다양하게 진행됐다. 환경성 질환의 일환인 천식은 증상이 심해져 천식발작을 일으킬 경우 생명에 위협을 줄 수 있고 성인 천식의 경우 한번 발병을 하면 완치가 어렵다. 천식을 악화시키는 요인에는 황사, 대기오염이 포함된다. 전 세계적으로 천식은 유병률이 증가하고 있는 추세이다. 본 논문에서는 대기오염물질이 천식 환자의 응급실 입원 건수와 어떤 상관관계를 가지는지 연구하고 상관관계가 높은 대기오염물질을 이용하여 미래의 천식 환자 수를 예측했다. 대기오염물질은 아황산가스(SO₂), 일산화탄소(CO₂), 오존(O₃), 이산화질소(NO₂)와 미세먼지(PM₁₀) 5가지 대기오염물질의 농도를 이용하고 환경성 질환은 천식 환자의 응급실 입원 건수 데이터를 이용하였다. 대기오염물질과 천식의 응급환자 수에 대한 데이터는 2013년 1월1일 부터 2017년 12월 31일 까지 총 5년 치의 데이터를 이용하였다. 모델은 Informer와 LTSF-Linear의 두 가지 모델을 이용하여 예측을 진행하였고 모델의 성능을 측정하기 위해 MAE, MAPE, RMSE 의 성능지표를 이용했다. 천식의 응급환자 수 예측은 응급환자 수를 포함하여 예측을 진행한 경우와 포함하지 않고 진행한 두 가지 경우 모두 진행하여 결과를 비교했다. 본 논문은 Informer와 LTSF-Linear 모델을 이용한 천식 응급환자 수의 예측에 모델의 성능을 향상 시키는 대기 오염물질을 제시한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권2호
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• pp.37-45
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• 2023

국내 유통되고 있는 배달식품용 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌 기구류가 안전하게 관리되고 있는지 파악하기 위해 배달식품용 기구류를 수거하여 중금속 이행량(납, 카드뮴 및 비소)을 조사하였다. 모니터링에 사용된 시료는 용기, 뚜껑, 컵, 테이블용 기구, 파우치, 포장재로 총 6개의 품목으로 구성되어 있으며, 폴리프로필렌 51건, 폴리에틸렌 21건, 폴리스티렌 32건으로 총 104건이었다. 「식품용 기구 및 용기·포장 공전」의 시험법에 따라 식품모사용매로는 4% acetic acid를 사용하였고, 총 104건의 시료를 가혹조건인 100℃로 통일하여 용출한 것을 시험용액으로 하여 ICP-MS를 이용하여 납, 카드뮴 및 비소를 분석하였다. 납, 카드뮴 및 비소의 직선성은 결정계수(R²) 값이 0.9999 이상의 우수한 직선성을 보였으며, 납, 카드뮴 및 비소의 검출한계는 각각 0.001 ㎍/L, 0.001 ㎍/L 및 0.001 ㎍/L이었고, 정량한계는 각각 0.002 ㎍/L, 0.003 ㎍/L 및 0.003 ㎍/L로 나타났다. 또한, 정확성 및 정밀성은 JRC 가이드라인에서 제시하고 있는 기준을 만족하였다. 중금속 이행량 결과를 살펴보면, 총 104건의 시료에서 검출된 납, 카드뮴 및 비소의 이행량은 평균 0.009-0.260 ㎍/L로 「식품용 기구 및 용기·포장 공전」에서 설정된 용출규격인 1,000 ㎍/L 대비 매우 낮은 수준이었고, 기준·규격을 초과하는 시료는 없었다. 이를 통하여 현재 유통되고 있는 배달식품용 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 폴리스티렌 기구류의 중금속 함량이 안전한 수준으로 관리되고 있음을 확인하였다. 본 연구 결과는 배달식품용 기구류의 중금속 이행량 관리에 대한 과학적 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.697-714
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• 2023

2017년 말 뿌리일반산업단지 조성과정에서 발견된 진주 정촌면 백악기 공룡·익룡발자국 화석산지는 다양한 종류의 공룡과 익룡, 동물의 흔적화석이 높은 밀집도로 보존되어 고생물학적 가치가 높은 자연유산이다. 이 연구에서는 화석산지의 현장조사를 통해 절리, 균열, 박리, 박락, 세편화 등 물리적 풍화가 발생하여 있음을 확인하고, 손상을 저감하기 위한 보존과학적 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해 발굴 후 확인된 8개의 층준 중 수각류 발자국 화석이 다량 산출된 Level 3 층준과 익룡 발자국 화석이 산출된 Level 4 층준의 암석을 수습하여 재질분석 및 강화제와 접착제의 효과 검증 평가를 수행하였다. 이 결과, Level 3 층준의 암석은 암회색 실트암, Level 4의 암석은 암회색 셰일로 구성되어 있었으며 이들은 방해석을 다량 함유한 가운데 석영, 사장석, 운모, 알칼리장석, 기타 점토광물로 이루어져 외부 환경 하에서 강우에 따른 손상 가능성이 높을 것으로 판단된다. 수습시료를 공시체로 제작하여 미처리, 강화제 처리, 팽윤저지제 처리, 접착제 처리의 네 그룹으로 나누어 인공풍화 실험을 수행한 결과, 강화제와 팽윤저지제는 처리 직후에는 효과를 보였으나 동결-융해 환경 하에서는 저지효과를 보이지 못하는 것으로 해석되었다. 접착제는 동결-융해 조건 하에서도 접착 효과가 유지되는 모습을 보였다. 향후 정촌면 화석산지의 보존을 위해서는 수분의 유입 차단을 위한 임시 방책외에도 기 손상 화석의 응급 보존처리 및 보호시설 건립 등 실질적인 대처방안이 마련되어야 할 것이다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.123-133
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• 2024

대기 중에 존재하는 저농도 CH₄을 제거를 위한 흡착제 개발을 위해서 Zeolite Template Carbon (ZTC)을 합성하였다. 탄소 전구체가 ZTC 합성에 미치는 영향을 알아보기 위해서, CH₄와 C₂H₂를 탄소 전구체로 사용하여 ZTC를 합성하였으며, 또한 이온 교환에 사용된 금속의 영향을 알아보기 위해서 CaCl₂와 LiCl을 사용하여 이온교환한 Y Zeolite을 Template로 사용하여 ZTC를 합성하였다. 탄소 전구체 간의 비교에서는 C₂H₂가 CH₄ 보다 더 높은 탄소 수율을 보였으며, 또한 미세기공이 발달한 ZTC를 합성하였다. 이는 C₂H₂의 분자 동역학적 크기(Kinetic Diameter) (3.3 Å)가 CH₄의 분자 동역학적 크기(Kinetic Diameter) (3.8 Å)보다 더 작기 때문에, 제올라이트 템플릿의 미세 기공 내부의 깊숙한 곳에서부터 탄소 침착을 가능하였기 때문인 것으로 판단된다. 이온 교환에 사용된 금속 전구체 간의 비교에서는 CaCl₂ 기반의 ZTC가 LiCl을 기반의 ZTC보다 미세 기공이 발달한 것을 확인하였는데, 이온 교환된 Ca가 탄소 전구체에 의한 Pore Blocking을 억제해서 기공 내부로 탄소 전구체가 들어 갈 수 있게 한 덕분으로 판단된다. 합성된 ZTC를 이용하여, 298 K에서의 N₂와 CH₄의 흡착 등온선을 측정하였는데, 전체적으로 CH₄의 흡착량이 N₂보다는 높다는 것을 확인하였다. 또한 CaY 기반으로 C₂H₂를 이용하여 합성한 ZTC 샘플이 N₂와 CH₄ 흡착량이 가장 높았지만, 흡착 공정 설계의 중요한 인자인 CH₄와 N₂의 흡착 비율 기준으론 CH₄으로 합성한 샘플이 가장 높게 나왔다. 이는 N₂ 흡착과 관련 깊은 초미세기공이 덜 발달하여, N₂의 흡착량을 줄임으로서 오히려 CH₄/N₂ 분리도를 높게 해 주었기 때문으로 판단된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권4호
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• pp.703-715
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• 2023

본 연구에서는 고초균으로 발효된 브라질산 원두로 커피추출물을 제조하였으며, 효모 발효를 위한 혼합액(20% glucose, 1% yeast extract, 70% roasted coffee extract)에 Saccharomyces cerevisiae SRCM102539 균주를 접종한 후, 정치배양(30℃, 5일)하여 커피와인을 제조하였다. 커피식초는 Acetobacter pasteurianus CT_02 균주로 제조한 종초를 커피와인에 30%(v/v) 첨가하고, 진탕배양(30℃, 120 rpm, 15일)하였으며 발효기간 중 5일 간격으로 생균수, 이화학적 특성(수용성 고형분 함량, pH 및 총산도), 유기산, 유리당 및 에탄올 함량을 분석하였다. 초산균 발효 전(0일 차, AUFCW)과 후(15일 차, AFCW)의 생균수, 수용성 고형분 함량, pH 및 총산도의 변화는 각각 6.35 log CFU/mL에서 4.19 log CFU/mL, 8.10 °Brix에서 8.57 °Brix, 3.88에서 3.07 및 1.29%에서 7.45%로 나타났다. HPLC 분석을 통한 glucose의 함량은 발효기간에 따라 유의적인 차이가 없었으며, 에탄올 함량은 AUFCW에서 6.02%(w/v)였으나, AFCW에서는 검출되지 않았다. AFCW의 주요 유기산은 acetic acid(5,921.43 mg%), succinic acid(434.96 mg%)와 citric acid(69.43 mg%)로 3종이 검출되었다. 커피식초의 pancreatic lipase 저해활성은 발효기간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. MDI로 지방분화가 유도된 3T3-L1 세포에 대한 AFCW의 항비만 효능평가를 지질축적률, 렙틴 단백질 발현량 및 지방 생성관련 유전자(PPAR-γ 및 SREBP-1c)의 mRNA 발현량 분석으로 진행하였다. AFCW의 항비만 효능은 200 ㎍/mL 농도 처리 시 MDI 단독 처리구 100%에 비해 지질축적률은 69.37%, 렙틴 단백질 함량은 50.20%로 감소하였으며, PPAR-γ 및 SREBP-1c의 mRNA 발현량은 각각 79.89% 및 48.81%로 감소하였다. 이러한 결과를 바탕으로 커피와 인으로 제조된 커피식초가 초산균의 발효과정을 통해 항비만 효능을 더 증가시켰음을 확인할 수 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제57권1호
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• pp.162-178
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• 2024

백조는 신의 전령사로 여길 만큼 서조이자 귀중한 겨울 철새이다. 백조도래지는 처음 천연기념물로 지정될만큼 중요한 역사적 의미를 지닌다. 본 연구에서는 천연기념물로 지정된 합천 백조도래지에 대한 지정과 해제과정을 살펴보고자 했다. 합천 백조도래지는 지정 이전에 있었던 역사적 사실이 영향을 끼쳤다고 판단된다. 일제강점기인 1929년 일본왕에게 새해 인사로 합천군 용주면에서 생포한 백조를 진상하였던 것이 계기가 아니었을까 한다. 이러한 사실은 5여 년 뒤 천연기념물을 지정할 때, 합천 백조도래지 선정에 긍정적으로 작용하였을 것으로 추론된다. 합천 백조도래지는 1934년 8월 27일, 처음 우리나라 천연기념물로 지정되었다. 그 흔적으로 용주면 해곡마을 입구에는 일제강점기 조선 총독부에서 만든 석표가 유물로 남아 있다. 이러한 천연기념물 합천 백조도래지는 1973년 8월 14일 해제되었다. 전쟁과 다양한 개발을 통한 과도한 인간의 간섭, 불법 포획, 그리고 그들을 잡기 위한 독극물 사용으로 인해 겨울 철새의 개체수가 급격히 줄어들어 백조도래지의 기능을 상실하였기 때문이다. 천연기념물 지정 당시 합천군 백조도래지는 3개소였다. 청덕면 가호(嘉湖)는 완전히 매립되어 사라져 농지로 전환되었고, 용주면 박곡지(朴谷池)는 상류의 댐 건설로 인해 습지가 사라져 가고 있으며, 대양면 정양지(正陽池)만이 습지가 존속되면서 백조 등 겨울 철새가 날아들고 있어 많은 시사점을 남기고 있다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제29권1호
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• pp.73-81
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• 2014

돼지 수정란의 체외 생산 효율성 향상을 위해서는 배발생율과 더불어 고품질의 배를 조기에 선별해야 한다. 체외 배 발생율에 대한 보고는 많지만, 고품질의 배를 선별할 수 있는 기술에 대한 연구는 거의 없었다. 본 연구에서는 돼지 난포란 유래 수정란의 체외배양에 있어서 배반포로의 배 발달과 생존에 미치는 Vitamin $K_1$(vit $K_1$) 첨가 농도, 시기 및 시간의 효과를 검토하였다. $1.0{\mu}M$, $3.0{\mu}M$ 및 $6.0{\mu}M$ vit $K_1$을 배양 1일째 24시간 첨가한 결과, 배반포 발달율이 시험군이 $14.5{\pm}4.3$, 0.0 및 0.0%로써 대조군의 $35.5{\pm}3.2%$에 비하여 유의하게 낮았고(p<0.05), 배반포의 생존율도 대조군이 $31.8{\pm}2.6%$로써 시험군의 $22.2{\pm}2.9$, 0.0 및 0.0%에 비하여 유의하게 높았다(p<0.05). 상기 첨가 농도에서 첨가 시간을 달리한 결과, $1.0{\mu}M$ 농도에서 6시간 처리군의 배반포 발달율과 생존율이 각각 $26.5{\pm}2.9%$ 및 $47.2{\pm}2.8%$로써 가장 높았고 특히, 12시간 처리군보다 유의하게 높았다(p<0.05). $3.0{\mu}M$ 농도에서는 대조군의 배발달율이 $36.4{\pm}3.1%$로 가장 높았으나, 생존율은 3.0시간 첨가군이 $41.7{\pm}3.2%$로 대조군에 비하여 유의하게 높았다(p<0.05). $6.0{\mu}M$ 농도에서도 배발달율은 대조군($32.0{\pm}2.8%$), 생존율은 0.5시간 첨가군($42.9{\pm}1.8%$)이 가장 높았다. 각각의 vit $K_1$ 첨가 농도와 시간을 기준으로 서로 다른 배양 시기에 첨가한 결과, $1.0{\mu}M$ 6시간 첨가군에서는 배반포 발달율은 배양 4일째 첨가군, 생존율은 배양 2일째 첨가군이 가장 높았다. 한편, $3.0{\mu}M$ 3.0시간 및 $6.0{\mu}M$ 0.5시간 첨가군에서는 배양 4일째 첨가군의 배반포 발달율($59.5{\pm}4.1%$ 및 $50.0{\pm}3.6%$)과 생존율($72.7{\pm}5.4%$ 및 $79.2{\pm}4.0%$)이 대조군과 다른 시험군에 비하여 유의하게 높았다(p<0.05). 한편, vit $K_1$ 첨가에 따른 배반포의 세포 수를 조사한 결과, 첨가군($1.0{\mu}M$ 6시간 배양 2일째, $3.0{\mu}M$ 3.0시간 배양 4일째 및 $6.0{\mu}M$ 0.5시간 배양 6일째)이 $53.4{\pm}5.8$, $49.4{\pm}3.8$ 및 $51.5{\pm}4.5$개로써 대조군의 $40.2{\pm}2.3$개에 비하여 유의하게 많았다(p<0.05). 그러나 사멸세포 수는 시험군이 $3.2{\pm}0.9{\sim}3.7{\pm}2.1$개로써 대조군의 $4.2{\pm}1.2$개보다 적었으나, 유의차는 없었다. 세포 사멸 유도 유전자인 Bax mRNA 발현은 처리군과 대조군은 비슷하였으나, 세포 사멸 억제 유전자인 Bcl-xL mRNA 발현은 처리군이 대조군보다 높았고 특히, $6.0{\mu}M$ 0.5시간 배양 4일째 첨가군이 가장 높았다. 이상의 결과로부터 돼지 미성숙 난포란 유래 수정란의 체외 배양에 vit $K_1$의 첨가는 배반포의 생존율과 세포수 증가에 효과적이었다. 그 이유에 대해서는 아직 많은 부분이 밝혀져야 되겠지만, 고품질의 배반포 조기 선발에는 활용이 가능할 것으로 생각된다.