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2019-02-11

초고압 후살균 공정을 이용한 알가열성형제품의 물리 화학적 특성에 관한 연구 HIT 초고압 후살균 공정을 이용한 알가열성형제품의 물리 화학적 특성에 관한 연구 오늘 날 알가열성형제품(HCEs) 제조 산업에서 일반적으로 사용하는 제조공정은 달걀 세척 후 98°C 이하로 15분 이내 가열하여 삶은 달걀을 제조하고, 냉각 및 탈각 공정을 거쳐 HCE를 생산한 후, 폴리에틸렌 파우치에 충진수와 함께 포장하여 후살균 공정을 거쳐 생산한다.
일반적으로 95 °C 이상의 온도로 40분 이상 가열하는 후살균 공정을 사용하여 생산한 HCE는 난황의 철(Fe) 성분과 난백 알부민에 존재하는 황화수소(H2S)가 장시간 가열에 의한 화학반응으로 황화철(FeS)이 생성되며 이것은 난황 표면에 발생하는 흑변의 주요 원인이 된다.
이러한 흑변 현상은 유통업체나 소비자로 하여금 거부감을 일으키며, HCE 산업 활성화에 큰 걸림돌이 되고 있다.

이에 따라 본 연구의 목적은 후살균 가열 공정을 비열공정인 초고압 공정으로 대체하여 흑변 현상을 획기적으로 제어 할 뿐만 아니라 저장성 또한 증진시켜 고품질 HCE를 제공하고자 한다.
HCE를 충진수와 함께 포장하고 압력 300~600 MPa, 1~5분 간 후살균 초고압 공정을 진행한 후, 가속화 조건(25 °C)과 냉장 조건(10 °C)에서 각각 7일과 45일 저장하면서 미생물 성장과 색 변화를 관찰하였다.
HCE를 500~600 MPa 압력에서 5분 간 후살균 초고압 공정을 한 경우 두 저장 조건 모두에서 후살균 가열 공정을 한 HCE 제품보다 뛰어난 미생물 저감효과를 나타내었으며, 특히 600 MPa 압력에서 5분 간 후살균 초고압 공정을 한 HCE 제품에서 탁월한 저장성을 보였다.
또한 후살균 가열 공정은 95 °C 이상의 열수로 40분 이상 처리하는 것이 일반적이나 본 연구에서는 400~600 MPa의 압력으로 1~5분 간 처리함으로써 후살균 공정 시간을 획기적으로 단축시켜 기존 열처리 후살균 방법에 의하여 공정 흐름이 지연되는 문제를 해결할 수 있었다.
색차색도계를 이용하여 색 변화 정도를 측정한 결과, 후살균 가열 공정을 한 HCE 제품은 육안으로도 뚜렷하게 흑변이 발생한 반면, 후살균 초고압 공정을 한 HCE 제품은 후살균 하지 않은 HCE 제품과 비슷한 결과를 보이며 흑변이 발생하지 않았다.
또한 식품물성시험기를 사용하여 HCE 흰자의 조직감 변화 정도를 측정한 결과, 5가지 요소 중 경도 만이 후살균 공정의 영향을 받았다.
후살균 초고압 공정의 압력이 증가할수록 3가지 요소들이 증가 하였으며, 기존 열처리 후살균 방법에 의하여 생산된 HCE 흰자가 가장 큰 수치를 나타내었다.
Salmonella Enteritidis를 HCE 표면 접종하여 건조한 뒤 500~600MPa의 압력으로 후살균 초고압 처리를 하여 살균력을 측정해보았다.
실험 결과 모든 압력 조건에서 뛰어난 감균 효과를 보였으며, 특히 600 MPa의 압력으로 5분 간 HCE 살균을 진행한 경우 균이 모두 사멸하였다.

본 연구를 통하여 HCE 생산의 가장 큰 문제점인 난황의 흑변 발생을 억제할 뿐만 아니라 HCE에 오염될 수 있는 병원성 미생물들까지 효과적으로 제어 할 수 있는 비가열 살균 기술인 초고압 기술을 HCE 제조 공정에 도입함으로써 HCE 생산 및 유통에 새로운 패러다임을 제공하여 HCE 산업의 발전과 시장 확대에 기여할 수 있을 것이다.

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2019-02-11

팽화미 제조 공정조건의 최적화 및 쌀의 초고압 전처리가 쌀밥의 특성에 미치는 효과 HIT 팽화미 제조 공정조건의 최적화 및 쌀의 초고압 전처리가 쌀밥의 특성에 미치는 효과 최근 소득 수준이 올라가고 보다 편리한 삶을 추구하는 소비자들의 요구에 따라 식생활에서도 조리가 간단하고 빠르면서 맛이 우수한 대용식을 선호하는 경향이 증가하고 있다.
저염, 저당, 저칼로리 및 저지방 식품 등 웰빙 식품 시장뿐 아니라 조리가 간편한 식사대용식 시장 또한 매해 큰 폭으로 성장하고 있고, 신선도를 유지할 수 있는 냉장유통이 가능한 신선식품 시장도 큰 폭으로 확대되고 있다.
상온 유통되고 있는 식사 대용식품의 경우 밀을 활용한 라면, 빵 등이 대부분이지만, 근래 들어 무균 포장밥과 같은 쌀을 활용한 제품들에 대해 소비자들의 관심이 늘어나고 있는 추세다.
무균 포장밥은 전자레인지로 간단히 복원 가능하고 갓 지은 밥맛과 비슷한 장점 등이 있지만 이미와 이취가 있어 소비자를 만족시킬 수 있는 다른 쌀 가공 기술의 필요성이 있는 상황이다.
일본에서는 오래 전부터 무균 포장밥 이외에 팽화미를 이용한 가공식품 기술 개발이 진행되고 있다.
팽화미는 수분 함량이 낮아 상온에서 1년 이상 품질 유지가 가능하고 맛 또한 우수한 장점이 있지만, 복원시 밥알 내부의 전분호화가 더디고 식감이 질기며 스펀지와 같은 저작감 등의 단점도 존재한다.

본 연구는 기존 팽화미의 문제점인 질긴 식감, 스펀지 식감, 느린 복원시간을 해결하고자 공정 최적화 연구에 주로 사용되는 response surface methodology(RSM)을 이용하여 팽화미 제조 공정조건 연구를 수행하였다.
예비실험을 통하여 쌀알 크기가 크면서 찰기가 높아 쫄깃한 식감을 가진 신동진미를 팽화미 제조의 원료로 선정하였고, 제조공정 중 건조온도, 퍼핑전 건조쌀의 수분함량, 퍼핑온도를 팽화미 품질에 영향을 미치는 주요 공정요인으로 선정하였다.
건조온도, 수분함량, 퍼핑온도를 달리하여 27가지 조건의 팽화미 시료를 제조하여 총 29가지 반응변수를 측정하였다.
그 중 유효한 반응 변수는 유사성, 색강도, 팽화미 밀도, 복원율, 명도 등이었고, 이것의 결정계수(R2)는 각각 0.623, 0.852, 0.789, 0.688, 0.925이었다.
퍼핑전 쌀과 팽화미를 scanning electron microscope(SEM)으로 사진을 촬영하여 관찰한 결과, 수분함량이 9% 이하인 건조 쌀로 만든 팽화미 보다 수분함량이 11%인 건조 쌀로 만든 팽화미 단면에서 기공이 더 많이 관찰되었다.
팽화미 제조시 파쇄미 비율은 20% 정도였다. 파쇄미의 원인은 건조시 쌀알이 서로 단단히 붙거나, 깨지거나, 퍼핑시 탄화물이 발생한 것에 기인하였다.
팽화미 밀도에는 건조온도, 퍼핑온도, 건조온도*수분함량이 영향을 주었고(P<0.05), 퍼핑온도와 수분함량이 낮고 건조온도가 높을수록 밀도가 높아졌다. 복원률에는 건조온도, 퍼핑온도, 건조온도*수분함량이 영향을 주었고(P<0.05), 건조온도가 낮아지고 퍼핑온도가 높아질수록 복원율이 높아지는 경향을 보였다.
명도에서 가장 큰 영향을 미치는 요소는 수분함량이었고 퍼핑전 건조쌀의 수분함량이 높을수록 명도가 높았다.
색강도는 갓 지은 흰밥의 색상에 가까운 정도로 검사하였는데, 수분함량과 퍼핑온도가 색강도에 영향을 주었다(P<0.05). 유사성은 시판 중인 가공밥 중에서 소비자의 만족도가 가장 높은 무균 포장밥을 표준시료로 하여 유사한 정도를 검사하였는데, 유사성은 수분함량이 가장 큰 영향을 주었다(P<0.01).
팽화미의 제조공정 조건 중에서는 건조온도, 수분함량, 퍼핑온도가 팽화미의 크기, 밀도, 복원율, 명도, 텍스쳐, 관능검사에 유의적으로 영향을 주었다.
건조온도가 낮을수록 길이가 증가하고 복원율이 높고, 명도가 높고, 표준시료와의 유사성이 높았다.
수분함량이 낮을수록 밀도가 증가하고, 수분함량이 높을수록 명도가 높고 색의 강도가 낮으면서, 유사성이 높고 팽화미 단면(SEM) 공극률이 높았다.
퍼핑온도가 낮을수록 밀도, 명도, 유사성이 높고 퍼핑온도가 높을수록 밀도는 낮으면서 복원율은 높고 색강도는 높으면서 유사성이 낮았다.
소비자가 가장 선호하는 시료는 표준시료와 유사성이 높은 시료였다. 유사성이 가장 높은 팽화미를 제조하기 위한 최적 조건은 건조온도 40℃, 수분함량 11.0%, 퍼핑온도 232.7℃였다.

찹쌀 백미와 멥쌀 현미로 팽화미를 제조하기 위하여 쌀의 전처리 방법으로 초고압 적용 가능성 연구를 수행하였다.
찹쌀 백미는 팽화미 제조에 있어서 큰 제한점은 찰기인데, 그 이유는 퍼핑 전 높은 찰기로 인하여 건조한 후 건조쌀이 서로 단단히 붙어서 낱알 분리가 안되어 팽화미를 제조할 수 없었기 때문이다.
멥쌀 현미의 제한점은 경도인데, 그 이유는 경도가 높아서 식감이 단단하기 때문이다.

찹쌀 백미와 멥쌀 현미를 500 MPa의 압력에서 5분 간 처리했을 때 이러한 제한점을 개선할 수 있었다.
찹쌀 백미는 초고압 처리 후 찰기가 40% 내외로 감소되었다. 멥쌀 현미는 초고압 처리 후 경도가 37% 내외로 감소되었다.
쌀의 단면 조직의 SEM 촬영 사진을 통하여 관찰한 결과, 초고압 처리 후 단면의 겉보기 조직이 부서지고 작은 돌기들이 많이 생기고 수분이 침투된 것을 알 수 있었다.

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2019-02-11

초고압처리에 의한 후랑크소시지의 저장성 향상 연구 HIT 초고압처리에 의한 후랑크소시지의 저장성 향상 연구 본 연구는 후랑크소시지의 저장성 향상을 위한 초고압처리가 미생물학적 및 이화학적인 특성에 미치는 영향에 대하여 실험하였다.

1. 후랑크소시지에 압력(500, 600 MPa)과 시간(3, 5분)에 따라 초고압처리를 하여 열처리구(85℃, 15분)와 비교한 결과, 미생물 감소효과는 600 MPa, 5분 처리구가 2.7 log CFU/g 감소로 가장 컸으며, 다음으로 열처리구가 2.6 log CFU/g, 600 MPa, 3분이 2.3 log CFU/g, 500 MPa, 3분 및 5분 처리구가 1.9 log CFU/g 순이었다.
600 MPa에서 5분 처리 시 열처리(85℃, 15분)와 유사한 살균효과를 보였고, 500 MPa 처리 시 열처리 효과에 못 미치는 결과가 관찰되었다.
초고압처리 후 5℃ 및 25℃ 저장 중 미생물 증식은 무처리구 대비 2 log CFU/g 정도 억제되었다.
2. Salmonella enteritidis와 Escherichia coli를 접종한 후랑크소시지를 대상으로 초고압처리 조건을 달리하여 살균효과를 관찰하였다.
무처리한 소시지의 초기 E. coli 수는 6.21±0.05 log CFU/g이었는데, 500 MPa에서 5분 또는 600 MPa에서 3∼5분 처리 시 완전히 사멸되었다.
500 MPa에서 3분 처리 시에는 1.85±0.15 log CFU/g의 E. coli가 검출되었고, 25℃에서 6일 저장한 결과 7 log CFU/g 수준으로 급격하게 증가하였다.
S. enteritidis는 500 MPa에서 5분, 600 MPa에서 3분 및 5 분 처리 시 검출되지 않았지만, 500 MPa, 3분 처리시에는 검출되었다.
S. enteritidis와 E. coli와 같은 식중독 미생물을 완전히 살균하기 위해서는 500 MPa, 5분 이상의 초고압처리가 필요하였다.
3. 휘발성염기질소(VBN) 함량은 무처리구와 모든 처리구에서 저장기간이 경과함에 따라 점차 증가하는 경향을 보였으며, 600 MPa, 5분 및 3분 처리구와 열처리구가 적게 증가하였으나, 500 MPa 처리 시에는 많이 증가하였다.
4. 후랑크소시지의 초고압처리 직후에는 수분, 조지방, 조단백질 함량의 유의적인 변화가 관찰되지 않았으며, 저장기간 동안 모든 처리구에서 수분함량이 점차 감소하여 저장 9 일에는 무처리구는 1.4%, 열처리 및 600 MPa 처리구는 0.8%가 감소하였다.
조지방과 조단백질 함량은 저장기간 동안 유의적인 변화가 없었다.
5. 후랑크소시지의 지방산 조성은 포화지방 35.73±0.47%, 불포화지방 64.21±0.48%, 트랜스지방 0.05±0.01%이었으며, 후랑크소시지의 열처리 및 초고압처리 후 지방산 조성은 유의적인 변화가 없었다.
6. 후랑크소시지를 85℃에서 15분간 열처리 시 hardness(경도), gumminess(검성), chewiness(식감)가 감소하였고, 조직감에 영향을 끼쳤으나 초고압처리구는 무처리구와 비교하여 조직감의 차이가 유의적으로 나타나지 않았다.
7. 색도 측정 결과 85℃에서 15 분간 열처리 시 L값과 a값이 감소되었으나 초고압처리구는 유의적인 변화가 없었다. 5℃ 저장기간 중 전체 시료에서 L, a, b 값의 유의적인 변화는 보이지 않았다.
본 연구결과들을 종합해 볼 때 후랑크소시지의 초고압처리는 이화학적 변화를 최소화하면서 식중독 미생물의 사멸과 증식억제에 큰 효과가 있었으며, 초고압처리는 열처리를 대체할 수 있는 비열처리 기술로 충분한 가능성이 있다고 판단되었다.


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2019-02-11

이매패류에 오염된 노로바이러스의 검출법 정립과 불활성화 연구 HIT 이매패류에 오염된 노로바이러스의 검출법 정립과 불활성화 연구 최근 국내외 연구기관에서 수행해 온 굴 등에서의 노로바이러스 분석 방법을 비교하여 이매패류에서 노로바이러스 검출기법 정립과 표준화를 시도하고, 정립된 노로바이러스 검출법을 현장시료에 적용하여 우리나라 연안의 패류생산해역에서 노로바이러스의 오염실태를 파악함으로써 식품위생안전 대책을 수립하기 위한 자료를 확보하고자 하였다.
그리고 대체바이러스인 FCV를 이용하여 패류와 해수 중 노로바이러스 불활성화 조건을 구명하고자 초고압 처리기술과 전기분해수 및 광촉매 자외선 처리에 의한 노로바이러스 불활성화 효과를 구명하고자 하였다.

이매패류 중 노로바이러스 최적 검출법을 정립하기 위해 바이러스 농축법과 핵산 추출법을 교차 적용한 결과, glycine 처리를 통한 1차 용출과 threonine 처리를 통한 2차 용출 후 Vertrel XF의 세정과정과 2차 PEG 침전을 통해 PCR 방해물질을 효과적으로 제거할 수 있는 Protocol C가 타 방법에 비해 우수하였으며 QiaAmp Viral RNA Mini Kit를 사용하는 핵산 추출법이 Trizol 추출법보다 더 나은 효율을 가지고 있음을 알 수 있었고 QiaShredder를 사용하는 것이 더욱 명확한 결과를 얻는데 효과적인 것으로 판단된다.
한편, RT-nested PCR에 사용되는 primer의 민감도 및 적합성을 고찰한 결과, 노로바이러스 GI의 경우는 G2F1M/G2-F3/G2R1M primer set가 그리고 GII의 경우는G2F1M/G2-F3/ G2R1M과 NV2oF2/NV2oR/G2-F3/G2SKR primer set가 우수한 것으로 판단되었다.
2007년 2월부터 11월까지 우리나라 연안 15개소에서 채집된 총 140개의 시료를 대상으로 노로바이러스 오염실태를 조사한 결과, 31개의 시료에서 노로바이러스 유전형 GI 또는 GII가 검출되어 22.1%의 검출율을 나타내었다. 계절적 차이는 발견할 수 없었으며 패종별 검출율 역시 계절 변화와 유의할 만한 상관관계를 찾을 수 없었다.
지역에 따른 검출율은 지역적 차이보다는 시료별 검출율 차이에 기인한 것으로 사료되었다.
검출된 GII형은 모두 genotype 4로 환자의 분변에 의한 생태계 오염과 패류와 같은 수산식품을 매개로한 재감염이 발생하고 있는 것으로 추정되었다.
패류생산해역 해수 중 노로바이러스 오염범위 조사를 위해 충남 천수만을 대상으로 2007년 2월부터 10월까지 해수 중 노로바이러스 농도 변화를 주요 오염원을 중심으로 조사한 결과, 노로바이러스는 계절에 따라 급격한 농도 변화를 보이며 해수의 수심에 따른 농도 변화는 크지 않은 것으로 사료되었다.
조사지점에 따라 노로바이러스가 점 오염원과 비점 오염원으로부터 동시에 유입되는 것으로 확인되었다.
조사결과 해수의 물리화학적 및 세균학적 수질과 노로바이러스 검출 농도와 어떠한 상관관계도 보이지 않았다.

노로바이러스를 제어할 수 있는 고압처리 조건과 압력처리 조건에 따른 조직변화와 관능적 품질변화를 조사한 결과, FCV는 50,000 psi에서 60초(25℃)의 압력처리로 6.8 log·TCID50·mL^(-1)의 감소를 보여 실험에 사용된 모든 바이러스가 감염력을 상실한 것으로 나타났다.
5,000 psi와 20,000 psi 압력 처리에 따른 굴의 조직학적 변화를 대조구와 비교할 때 대조구와 처리구(5,000 psi 이상) 사이의 정성적인 조직학적 변화와 색차 변화의 양상이 뚜렷하였다.

전기분해수의 경우에는 처리 10분 후에는 측정한계치인 1.8 log·TCID50·mL^(-1)으로 감염력을 대부분 상실한 것으로 나타났으며, 광촉매 자외선 살균장치를 이용하여 FCV의 세포감염력을 검토한 결과, 처리 30초 이후부터 감염가가 떨어지기 시작하여 3분 후에는 FCV가 불활성화 되었다.
사용된 광촉매 자외선 살균 처리기술은 OH- 라디칼의 산화력과 자외선의 살균력을 복합적으로 이용한 것으로 자외선 조사 단독으로 바이러스를 불활성화시키는 처리법에 비해 효과가 큰 것으로 나타났다.

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2019-02-11

초고압 처리에 의한 생굴의 살균 및 저장 중 품질 변화 HIT 초고압 처리에 의한 생굴의 살균 및 저장 중 품질 변화 초고압 처리에 의한 생굴의 살균 및 저장 중 품질 변화

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