강원도농업기술원 옥수수연구소에서 개발된 자색옥수수 색소 1호는 알곡은 노란색인 반면, 알곡을 제거한 속대 와 알곡을 감싸고 있는 포엽에 자색이 발현되는 품종이다. 색소 1호 품종은 포엽과 속대에 안토시아닌 색소가 고 함량으로 집적되는 특징이 있다. 현재 옥수수 포엽은 국내 식품원료로 등록되어 있지 않아 식품원료로 사용할 수 없다. 강원도농업기술원 농식품연구소에서는 자색옥수수 포엽과 속대의 식품활용 범위를 넓히기 위하여 색소 1호 품종의 포엽과 속대 혼합추출물에 대한 독성 및 안전성 평가를 수행하고 식품의약품안전처의 한시적 식품원료 등 록(식품원료 한시기준 제2017-5호)을 추진하였다. 사용대상식품 및 사용량은 100g당 과자 및 액상차 0.51g 이하, 빵 류, 식초 0.17g 이하, 탁주 0.059g 이하로 허용된 범위 내에서 식품원료로 사용 가능하다. 추출물이 적용 가능한 식 품 중 안토시아닌 함유 액상차를 개발하였고 개발된 제품의 저장시험을 통하여 안토시아닌 함량 및 품질 변화를 측정하였다. 저장온도는 25℃, 35℃, 45℃로 설정하였고 총 12주 동안 3주마다 총 안토시아닌 함량 및 당도, pH, 색 도, 대장균수 등을 측정하였다. 실험기간동안 당도 및 pH의 유의적인 변화는 없었으며 대장균은 모든 기간 동안 검출되지 않았다. 총 안토시아닌 함량은 온도가 높을수록 높게 측정되었는데 저장기간이 길어짐에 따른 색차변화 와 연관성이 있으며 총 안토시아닌 측정 시 흡광도에 영향을 주었을 것이라 판단된다. 본 실험결과는 추후 개발되 는 액상차류 제품의 유통기한 및 유통온도, 품질 등을 설정하기 위한 기초자료로 사용하고자 한다.

Recently, a lots of studies have been conducted to imitate real meat with the factors including texture, aroma, taste, and color of meat analogues. Since the color component of meat is diverse and complex, as well as large of degree of change according to cooking, the color imitating has been still challenging. In this study, we selected up a representative meat analogue (tteok-galbi), tracked the color change at three making points as steps of batter, steaming, and cooking. In order to realize the color at these points, three plant-based natural pigments including prickly pear cactus, sweet pumpkin, and mugwort were selected, and the color with optimized ratio was applied to the tteok-galbi. As a result, it was found that 1:3:1 in the batter, 2:1:2 in steaming, and 2:1:2 in cooking were optimal ratios. The results in this study were significant in that it could apply the colors to meat analogues according to the combination of natural pigments derived from plants.

본 연구에서는 파일럿 규모 광펄스 처리 장비를 이용한 광펄스 처리의 해수에 오염된 Escherichia coli에 대한 저 해 효과를 확인하였다. 광펄스 처리를 이용한 해수 살균 시에는 처리 용량이 70 L 인 반응기를 이용하여 약 160 L 의 해수를 연속식으로 처리하였다. 처리 frequency와 반응기로 유입되는 해수의 유속은 각각 5 Hz와 15 L/m으로 고 정하였고, 처리 전압은 1,800, 2,000, 그리고 2,400 V로 설정하였다. 처리 전압이 1,800 V에서 2,000 V, 그리고 2,400 V로 증가할 때 해수에 접종된 E. coli 저해 정도는 3.2 ± 0.9에서 4.8 ± 0.3, 그리고 7.15 ± 0.5 log CFU/mL로 증가하 였다. 광펄스 처리에 따른 해수 살균 시 해수의 온도 변화(ⵠT)는 처리 전압 1,800, 2,000, 그리고 2,400 V에서 각각 0.0, 1.2, 그리고 1.6 ℃로 확인되었다. 본 연구를 통해 광펄스 처리가 해수 내 E. coli를 효과적으로 저해시킬 수 있 는 비가열 살균 기술임을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 초음파 처리가 fused deposition modeling 방식으로 젤리를 3D 프린팅 하는데 요구되는 소재 필요 요건에 미치는 영향을 연구하였다. 젤리 제형은 젤라틴 16 wt%, 설탕 40 wt%, 그리고 구연산 1 wt%이었다. 젤라틴 제형(1,300 g)을 초음파 처리(700 W, 30 분)한 후 25 ℃에서 젤리 제형의 유변학적 특성을 측정하였고, 제형으로부 터 형성된 젤의 젤 강도를 측정하였다. 젤리 제형의 프린팅 필요요건은 G’, tan δ, yield stress (τ0), phase angle (δ), flow consistency (k), relaxation exponent (n), 그리고 gel strength로 나타내었고, 각각의 값은 5410.13 Pa, 0.09, 283.09 Pa, 5.04°, 4615.61, 0.046, 그리고 17.25 N였다. 초음파 처리는 G’과 k를 각각 8634.03 Pa와 7421.97로 증가시켰고, tan δ, δ, n, 그리고 젤 강도를 각각 0.044, 2.50°, 0.025, 그리고 16.96 N으로 감소시켰다. 이로써 초음파 처리가 젤리 3D 프린팅의 소재 필요 요건 중 fidelity, solidarity, 그리고 extrudability에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 3D 프린팅에 적합하지 않은 젤리 제형을 초음파 처리하였을 때, G’과 k값이 각각 6569.24 Pa, 4656.41로 증가하여 3D 프린팅에 적합한 소재 필요요건 범위를 만족시키는 것을 알 수 있었다. 또한 tan δ, δ, 그리고 n값은 각각 0.04, 2.05°, 그리고 8.37 N으로 감소하여 3D 프린팅 필요요건에서 벗어난 결과를 나타냈지만 각각의 필요요건 값에 근 접하는 경향으로 변화함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 초음파 처리가 젤리를 3D 프린팅 하는데 요구되는 소재 필요요건에 미치는 영향을 확인할 수 있었고, 이로써 초음파 처리가 젤리를 3D 프린팅 하기 위한 소재의 물 성 조절 방법으로서 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

가열 공정 중 고체와 액체 사이에 정확한 온도 분포를 식별하는 것은 다상식품 가공에서 매우 중요하다. 다상형태 의 고령친화 식품의 적절한 가공을 위해서는 불균일한 온도구배를 방지하며 신속하게 가공할 수 있는 새로운 열처리 방법의 개발이 필요하다. 연속 오믹히팅 스템은 모노 사인 펌프, IGBT 기반 전원 공급 장치, 오믹히팅 어플리케이터 로 구성되었다. 전원 공급 장치는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT), 로직 컨트롤러, 리액터 및 커패시터 뱅 크로 구성되었으며, 듀티 사이클(Duty cycle)과 주파수 (최대 20kHz)가 조절 가능함과 동시에 최대 50A 및 500V의 출 력이 가능하도록 설계되었다. 연속 저항 가열 시스템은 총 5 단계의 가열 섹션으로 이루어져 있으며, 각각의 가열섹 션을 구성하는 오믹 히팅 어플리케이터는 PTFE 튜브 양쪽 끝에 티타늄 관형 전극을 배치하여 제작되었다. 이 연구에 사용된 모델 식품은 시중에 판매되는 고령친화식품과 유사한 물리적 및 전기적 특성을 갖도록 모방되었다. COMSOL Multiphysics를 이용하여 가열 처리 중 오믹히팅 어플리케이터 내부에서 발생하는 다양한 현상을 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션은 400 ml/min 및 3수준의(200, 300, 400) Vrms가 적용되었으며 각 가열섹션에서 고체 및 액체의 온도구배 가 조사되었다. 200 Vrms의 최종 가열 단계에서 모델식품의 온도는 41℃로 확인되었으며, 각 가열 섹션을 통과할 때 마다 약 4℃씩 상승하였다. 300 Vrms의 최종 가열 단계에서는 67℃였으며, 각 가열 섹션을 통과할 때마다 약 9℃씩 상승하였다. 400 Vrms의 최종 가열 단계에서는 105℃로 확인되었으며, 각 가열 섹션을 통과할 때마다 약 14℃씩 상 승한 것으로 나타났다. 시뮬레이션 결과 모든 전압 조건에서 고체와 액체 사이의 불균일한 온도 구배는 해소된 것으 로 나타났으며, 기존 가열 방식에 비해 매우 높은 온도 상승률을 보여주었다. 본 연구에서는 다상 형태로 구성된 고 령친화식품을 가공하기 위하여 연속식 오믹히팅 시스템을 구성하였다. 수학적 모델링을 통한 Comsol Multiphysics 시 뮬레이션을 이용하여 액체 - 고체 사이의 온도구배 조사와 설계된 연속식 오믹히팅 시스템의 가열 공정의 거동 및 각 가열 단계별 오믹 어플리케이터 내부의 온도 분포를 분석하였다.

우리나라 가정간편식 시장은 2011년 이후 급격히 성장하였으며, 2021년에는 7조 원까지 성장할 것으로 예상되고 있다. 레토르트와 냉동식품을 기반으로 형성된 가정간편식은 다양한 기술 발전에 따라 진공포장식품, 무균포장식 품, 진공동결건조식품 등 여러 형태의 제품으로 개발되고 있다. 그 중 진공동결건조식품은 식품 내 수분을 동결시 킨 후 진공펌프를 이용하여 승화의 원리로 수분을 제거한 식품으로 열에 민감한 영양소의 파괴를 최소화시키는 장 점이 있다. 또한 식품 고유의 향미 손실이 적고 복원성이 우수하여 최근 각광받고 있는 가공 기술이다. 한편 2000 년대 죽 전문점이 등장하면서 다양화되기 시작한 죽은 가정간편식 시장 발전에 따라 통조림이나 레토르트, 건조 죽 등으로 개발되어 활발히 소비되고 있다. 가정간편식 죽 제조에 가장 많이 사용되는 곡물인 쌀은 품종에 따라 영양성분 및 호화 특성이 다르게 나타나며, 이는 최종 죽 제품의 품질 특성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 가정 간편식 죽 제조에 적합한 품종을 선정하고자 여러 쌀 품종 중 진수미와 삼광미의 이화학 특성을 비교 분석하였다. 두 품종의 일반성분, 색도, 수분흡수율, 수분결합력, 팽윤력, 그리고 용해도를 측정한 후 비교 분석하였다. 일반성 분 분석 결과, 수분, 조단백질, 조지방, 조회분의 함량의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 색도 측정 결과, 명도 (L), 적색도(a), 그리고 황색도(b) 모두 진수미가 삼광미에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.01). 수분흡수 율 측정 결과, 삼광미가 20.14%, 진수미가 18.42%의 값을 나타냈으며 유의적인 차이는 없었다. 수분결합력 측정 결 과, 진수미가 170.86%, 삼광미가 164.45%로 진수미가 삼광미에 비해 유의적으로 높은 결과를 나타내었다(p<0.05). 팽윤력 측정 결과, 팽윤력은 진수미가 1.37%, 삼광미가 1.46%로 진수미가 삼광미에 비해 낮은 경향을 보였다. 용해 도 측정 결과, 진수미가 6.97%, 삼광미가 6.30%로 진수미가 삼광미에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다 (p<0.05).