본 리뷰 논문은 식품 산업에서 나노 기술의 활용에 관한 보고이다. 식품 병원균에 대한 항균 활성을 갖는 생리 활성 성분은 식품 보존시 효율성을 향상시키고 보존성을 증진시키기 위해 나노입자(NPs)로 캡슐화된다. 그러나, 이러한 NPs는 인간에게 생체 적합성과 무독성을 지녀야 된다. 식품 보존분야의 발전은 일부 산업 분야에서 식품 포장용 NPs의 개발을 가져왔다. 식품 산업 분야에서 가장 일반적으로 사용되는 NPs 그룹은 금속 산화물이다. 산화 아연과 이산화 티타늄 같은 금속 산화물 NPs는 식품 재료에 서 항균 활성을 나타내기 때문에, NPs는 강화된 기능적 특성으로 식품 보존에 사용될 수 있다. 식품 영양과 관능적 특성과 관련된 나노 기술의 적용은 나노 기반 식품 제조 및 보존에 관한 안전규제를 중심으로 간략하게 정리하였다.
본 연구는 인삼과 산양삼의 부위별 중금속 분포양상을 조사하여 중금속 식이노출 저감화 방안을 모색하고자 하였다. 인삼과 산양삼은 지역별 배분을 통해 각각 14개 지역 및 5개 지역에서 시료를 채취하였으며, 각 부위별 중량 및 중금속 함량을 분석하였다. 중금속 분석을 위해 microwave 장치를 이용해 전처리한 후 납, 카드뮴 및 비소는 ICP-MS로 측정하고 알루미늄은 ICP를 이용한 분석법을 확립하였다. 인삼의 겉껍질은 전체의 16.2% 중량비를 차지하였으며, 산양삼의 겉껍질 및 잔뿌리는 각각 전체의 21.8%, 16.8%의 중량비를 차지하였다. 각 부위별 중량비와 중금속 농도를 고려하여 각 부위별 중금속 분포도를 산출하였다. 인삼 및 산양삼의 겉껍질은 전체에 차지하는 중량비에 비해 높은 중금속 함유량을 보이고 있었으며, 인삼의 경우 납의 40.3%, 카드뮴 25.9%, 비소 47.6%, 알루미늄 89.9%가 겉껍질에 잔존하고 있었으며 산양삼의 경우 납 27.2%, 카드뮴 28.2%, 비소 48.3%, 알루미늄 56.8%가 겉껍질에 존재하였다. 알루미늄을 제외하고 산양삼의 잔뿌리내 중금속 분포량은 겉껍질과 유의적 차이가 없었다. 따라서, 인삼 및 산양삼의 겉껍질을 벗기고 섭취 한다면 중금속 식이노출량을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.
본 연구는 조제유류 중「식품의 기준 및 성분규격」에 기준 규격이 설정되어 있지 않으나 제품에 함유되어 있는 베타카로틴에 대해 분석법을 마련하고자 수행하였다. 조제유류에 함유된 베타카로틴 함량 분석을 위해 HPLC를 이용한 분석법을 확립하고 시중에 유통 중인 제품을 대상으로 적용성을 검토하였다. 베타카로틴 표준품을 이용하여 HPLC를 이용한 기기분석조건을 확립하고 시료 중의 베타카로틴을 추출하여 분석하였다. 분석법 검증은 특이성, 직선성, 검출한계 및 정량한계, 정확성, 정밀성에 대해 수행되었다. 0.125~2 mg/L의 농도범위에서 R2=0.999 이상의 우수한 직선성을 확인할 수 있었으며, LOD와 LOQ는 각각 0.1, 0.2 mg/L였다. 표준물질 첨가법을 이용하여 정 확성을 검토하였으며, 81~120%의 회수율을 확인할 수 있었다. 정밀성을 검토한 결과 시료 채취량에 따른 반복성은 RSD값이 2.1~4.9%, 실험실간 교차검증을 통한 실험일자에 따른 재현성은 4.0 RSD(%)로 확인되었다. 본 연구에서 확립된 분석법을 적용하여 조제유류 13건, 성장기용 조제식 7건 등 국내 유통 중인 제품 20건에 대해 적용성 검토를 실시한 결과 전체 시료에서 분석이 용이하였으며, 모두 표시기준에 적합함을 확인하였다.
본 연구에서는 건조농산물의 잔류농약 안전성 조사를 위해 경기도에서 유통되는 건조농산물 110건을 수거하여 다종농약다성분 분석법으로 잔류농약 263종을 검사하였다. 조사 결과 총 10건의 시료에서 10종의 잔류농약이 검출되었으며, 건피마자에서 chlorpyrifos, 건취나물에서 chlorpyrifos, hexaconazole, pyridalyl, 무시래기에서 diniconazole, isoprothiolane, lufenuron, 건곤드레에서 hexaconazole, 건고춧 잎에서 bifenthrin, chlorothalonil, boscalid, pyraclostrobin이 각각 검출되었다. 검출률은 9.1%였으며, 이 중 건피마자 1 건에서 chlorpyrifos가 잔류허용기준을 초과하였고 부적합률은 0.9%로 나타났다. 유효성 검증 실험 결과 검출한계(LOD)는 0.002~0.027 mg/kg, 정량한계(LOQ)는 0.006~0.083 mg/kg 으로 나타났으며, 결정계수(R2)는 0.9964~1.0000으로 나타났다. 회수율은 전반적으로 74.8~118.9%로 나타났다. 2019 년부터 PLS가 시행됨에 따라 농산물에 대한 안전성 관리가 강화되었지만 건조농산물의 경우 잔류허용기준이 미비 하기 때문에 본 연구는 향후 기준 설정을 위한 기초자료로 제공하고자 한다.
LC/MS/MS를 이용하여 2019년 1월부터 6월까지 서울 강서지역에 유통하는 콩나물 및 숙주나물 82건에 대한 카벤다짐 모니터링을 실시한 결과 숙주나물에서는 카벤다짐이 검출되지 않았으며 콩나물에서는 59건중 6건에서 카벤다짐이 검출되어 10.2% 의 검출율을 나타내었다. 카벤다짐이 검출된 콩나물 6건중 5건이 허용기준을 초과하여 검출건수 대비 83.3%의 부적율을 나타내었다. 검출된 카벤다짐의 농도는 최소 0.012 mg/kg, 최대 0.104 mg/kg, 평균 0.063 mg/kg 이었으며 6건중 5건이 재래시장에서 유통되는 비포장 제품이었다. 카벤다짐이 검출된 6건의 원료수 입국은 수입산이 3건, 출처불명이 3건 이었으며 국내산으로 표시된 제품은 없었다. 카벤다짐이 검출된 콩나물에 대한 위해성 평가결과 %ADI 값이 1 이하로 인체에 미치는 위해도는 안전한 수준인 것으로 평가되었다.
와사비 페이스트의 저장성 향상을 위하여 구연산을 농도별로 첨가하고 저장기간에 따른 이화학적 및 미생물학적 특성, 가스발생량 및 ally isothiocyanate 함량 변화를 측정하였다. 와사비 페이스트의 pH는 구연산 첨가량에 따 라 감소하였으며, CA 0.4%처리구에서 4.34±0.01로 가장 낮게 나타났다. 저장기간 동안 와사비 페이스트의 pH는 4.01-5.19사이로 나타났다. 총산의 함량은 저장 7일까지 유의적인 차이가 나타나지 않았으며 저장 14일 이후 감소하였다. 와사비 페이스트의 가용성 고형분 함량은 구연산 첨가량에 따라 증가하였으며, 저장기간에 따른 유의적 차이를 보이지 않고 저장 28일 후 25.60-29.50 oBrix로 나타났다. 저장기간에 따른 와사비 페이스트의 L값은 감소하였으며, a값과 b값은 증가하는 경향을 나타내다. 일반세균 수는 저장기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 저장 초기에 2.56±0.09~4.87±0.17 log CFU/g에서 저 장 21일 후 CA 0.30%와 CA 0.40% 처리구에서 일반세균이 검출되지 않았다. 효모의 경우 일반세균의 경우와 마찬가지로 저장기간에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, CA 0.30%와 CA 0.40%의 경우 저장 초기부터 28일까지 검출되지 않았다. 이로써 와사비 페이스트에 구연산 0.30% 이상 첨가하면 미생물의 생장이 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 가스발생량은 21일 저장 후 가스 발생량의 증가폭이 가장 크게 나타났으며, 저장 28일 후 19.55-19.80 mL/ tube로 나타났으며, 구연산 처리농도에 따른 유의성은 나타나지 않았다. Allyl isothiocyanate 함량은 구연산 처리 농도 와 저장기간에 따라 감소하였으며, CA 0.40% 처리구에서 저장 초기와 28일 후 각각 45.62±12.78 mg/100 g와 29.72±0.58 mg/100 g로 가장 낮게 측정되었다. 연구 결과 와사비 페이스트에 구연산 0.30%를 첨가하여 제조 시 저장성 향상 효과를 얻을 수 있으며, 이를 통하여 와사비 페이스트의 상온유통 시 유통기한 연장 효과를 얻을 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구에서는 다슬기 중의 자연균총의 정량적 오염도 분석과 해감 제거 공정(지하수, 상수)에 따른 저감화 효과를 조사하였다. 다슬기 중의 일반세균, 대장균군과 대장균, 진균 및 황색포도상구균의 정량적 검출을 위해 표준평판법을 사용하여 각각 plate count agar (PCA), potato dextrose agar (PDA), 대장균군/대장균용 3M Petrifilm 및 황색포도상구균용 3M Petrifilm에 도말하여 집락을 계수하였다. 지하수와 상수 처리에 따른 이들 균의 저감화 정도 역시 동일한 방법으로 수행되었다. 다슬기 원료 중의 미생물 오염도 분석시, 일반세균, 대장균군 및 진균은 각 각 6.40, 2.70 및 6.79 log10CFU/g로 조사되었다. 대장균과 황색포도상구균은 검출되지 않았다 (검출 한계: < 1 log10CFU/g). 그러나, 지하수로 해감 제거한 다슬기의 경우, 분석된 모든 미생물의 정량적 오염도가 원료 다슬기 에 비해 높게 검출되었다. 특히 원료 다슬기에서 불검출 이었던 대장균도 2.46 log10CFU/g 검출되었다. 상수로 해감 제거한 다슬기의 일반세균은 유의적으로 저감화 되지 않았으며(p<0.05), 대장균군은 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다(p>0.05). 진균만이 약간의 저감화(0.2 log 이하)를 유의적으로 보였다(p>0.05). 본 연구결과 지하수와 상수를 이용해서 해감 제거하는 공정만으로는 다슬기의 미생물학적 안전성을 확보하기 곤란한 것으로 판단된다.
본 연구는 빙과류의 종류별로 미생물학적 안전성 평가를 수행하기 위하여 시중에 판매되고 있는 아이스크림의 종류별로 일반세균수를 측정하였다. 또한 냉동저장 중 아이스크림에서 미생물의 생존가능성을 확인하기 위하여 저장온도를 달리하여 S. aureus, B. cereus, L. monocytogenes 와 E. coli를 빙과류의 종류별로 각각 접종하여 저장기간에 따라 생균수를 측정하였다. 시판중인 빙과류 중 빙과 2제품과 비유지방아이스크림 1제품에서는 10 CFU/mL 이하 로 검출되었으며, 이외의 빙과류 제품에서는 1.04-2.10 log CFU/mL이 검출되었다. 측정한 16종의 빙과류 모두 식품공 전상의 세균수 기준 이하로 측정되어 빙과류에서의 미생물 오염수준이 낮은 것으로 나타났다. 빙과류에 미생물을 접종 하여 각각 -5oC, -10oC, -18oC에 저장하여 주기적으로 생균 수를 측정한 결과 저장기간에 따라 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 저장조건에서 생균수가 감소하였으며 냉동저장 중에서는 온도가 높을수록 더 많은 미생물이 사멸하였다. 특히, 빙과제품에서는 -5oC에서 모든 균이 1~4주 이 내에 사멸하였는데 이는 빙과제품의 낮은 pH와 접종 후 냉동조건에서 생긴 빙결정들에 의한 것으로 사료된다. 냉동조건에서 미생물은 증식하지 않았으며 효소의 반응 또한 냉동온도에서는 매우 천천히 일어나기 때문에 맛의 변화는 장기간 저장해도 잘 일어나지 않을 것으로 사료된다. 따라서 빙과류의 유통기한에 있어서 저장 및 유통 온도가 잘 지켜진다면 미생물학적 안전성은 확보가 될 것으로 사료되며, 품질변화 중 조직감의 변화를 고려해야 한다. 빙과류의 유통기한에 관한 연구를 위해서 미생물학적 안전성뿐만 아니 라 유통 및 저장 중 온도변화에 따른 빙결정 생성과 같은 조직감의 변화와 지방산패 등 이화학적 분석을 포함한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
본 연구에서는 대표적인 신선 잎채소류인 상추의 세척 단계에서 초음파 (37 kHz)와 염소 (100~300 ppm)의 병용 처리 후 냉장 ~ 실온저장 (10~25C)에 따른 이 식품 중의 Salmonella Typhimurium 의 성장예측모델을 개발하였다. 1차 모델 개발을 위해 Gompertz 방정식을 활용하여 각기 다른 실험 조건에서의 S. Typhimurium의 생육도 (SGR과 LT)를 조사했다 . 본 방정식에 의한 1차 모델 개발시 R2가 0.92 이상으로 우수하게 나타났으며 저장온도가 낮을수록 초음파에 사용된 염소의 농도가 높을수록 SGR 값은 감소하였고 LT 값은 증가하였다 . 이를 바탕으로 2 차 polynomial 모델을 개발하여 다양한 통계적 지표 (R2, MSE, Af 및 Bf)를 통해 분석한 결과 개발된 모델의 적합성을 확인할 수 있었다 . 따라서 개발된 모델이 초음파와 염소의 병용 세척에 따른 저장 중 상추에 대한 S. Typhimurium의 성장예측모델로 사용 가능하다고 판단되어지며 , 신선 잎채소류에서의 식중독을 예방하고 미생물학적 위생관리기준을 설정하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다 .
여러 규모의 가정간편식 제조업체를 대상으로 설문조사를 통해 업체의 식품안전문화를 수행 정도와 각 업체들이 식품안전문화 요소들에 대해 인식하는 중요도를 조사 하고, 식품안전문화 측정요소들이 HACCP 선행요건프로그램을 수행하는데 미치는 영향 수준을 분석하였다. 식품 안전문화의 측정은 기업문화, 경영진의 의지, 교육·훈련 및 종업원의 참여 등 식품안전문화의 5개 요소를 지표로 평가하였다. 식품안전문화 요소가 HACCP 선행요건프로그램의 수행도에 미치는 영향은 로지스틱 회귀 분석을 실시하여 분석하였다. 식품안전문화 요소의 수행도는 기업문화, 종업원의 참여 부분에서는 업체 규모에 따른 유의적 차이가 나타나지 않았으나(p>0.05) 경영진의 의지, 자원의 투입, 교육·훈련의 경우 대규모업체에서 유의적으로(p<0.05) 높았다. 한편 기업의 문화는 대규모업체에서는 중요도가 높다고 인식하고 있었으나 소규모업체에서 중요성에 대한 인식도가 매우 낮아 업체 규모에 따른 인식도의 불균형을 보여주었다. 식품안전문화 요소들이 기업의 HACCP 선행 요건프로그램의 수행도에 미치는 영향을 조사한 결과 ‘종업원의 교육·훈련’이 HACCP 수행도에 통계적으로 유의하게(p=0.043) 영향을 미치는 식품안전문화 요소로 나타나 HACCP 내실을 기하기 위해서는 종업원들에 대한 교육· 훈련이 매우 중요함을 시사하였다.
본 연구에서는 고지방 및 고콜레스테롤 식이 흰쥐에 셀레늄 강화 시금치를 공급하여 간 조직의 항산화방어계와 지질과산화에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험동물은 체중 150±10 g 내외의 Sprague-Dawley종 수컷 흰쥐를 사용하였으며, 정상식이 대조군(N), 고지방 및 고콜레스테롤 공급군(HF), 고지방 및 고콜레스테롤 공급군에 무처리 시금치 5% 공급군(SPA) 및 10% 공급군(SPB), 고지방 및 고콜레스테롤 공급군에 셀레늄 강화 처리 시금치 5% 공급군(SSA) 및 10% 공급군(SSB)으로 총 6군으로 나누었다. 식이 및 식수는 자유섭취하게 하였으며 4주간 사육한 후 희생시켰다. 간 조직 중의 항산화 효소계인 SOD 활성은 HF군에 비해 셀레늄 시금치 공급군 SSA 및 SSB군에서 각각 31.4% 및 36.9% 증가하였으나 유의적인 차이는 아니였다. GSH-px 활성은 또한 SSA 및 SSB군에서 각각 5.8% 및 12.2% 증가하였으나 유의적인 차이를 나타내지 않았고, catalase 함량은 전체 군에서 유의적인 차이를 볼 수 없었다. 유리기를 소거하는 지표인 간 조직의 superoxide radical 함량은 microsome에서 정상군에 비해 HF군에서 86.7%의 유의적인 증가를 나타내었으나 10%의 셀레늄 강화 시금치를 공급한 SSB군에서는 HF군에 비해 54.8%로 유의적으로 감소하였다. 간 조직의 microsome에서의 산화 단백질 함량은 정상군에 비해 HF 군에서 60.5%로 유의적으로 증가 되었으나 시금치의 공급으로 유의적으로 감소하였다. Mitochondria에서는 정상군에 비해 유의적으로 증가 된 HF군의 carbonyl value 함량이 셀레늄 강화 시금치를 10% 공급한 SSB군에서 23.1%로 유의적으로 감소하였다. 과산화지질의 함량을 적혈구에서 관찰한 결과 정상군에 비해 HF 군에서 59.0%로 유의적으로 증가하였고 10% 무처리 시금치 공급군 및 10% 셀레늄 강화 공급군에서는 각각 유의적으로 감소하였다. 과산화지질의 함량을 간 조직에서 관찰한 결과, 정상군에 비해 HF군에서 42.6%로 유의적으로 증가하였고, 또한 고지방 및 고콜레스테롤 식이로 인해 증가된 과산화지질은 시금치를 공급한 모든 군에서 유의적인 감소를 나타내었다. 특히 무처리 시금치 군에 비해 셀 레늄 강화 시금치에서 유의적으로 더 높은 과산화지질이 감소하였다. 이러한 결과는 시금치에 함유된 여러 항산화 성분이 효과적으로 활성산소종의 소거에 관여함으로써 산화적 손상을 완화시킨 결과로 보이며, 특히 시금치에 셀레늄의 처리는 항산화능의 상승효과에 기여했으리라 사료된다.
연어로부터 추출한 anserine의 항산화능 평가를 위해 1차 이온교환 후 한외여과 및 2차 이온교환 추출물인 IECB 실험구와 합성 anserine, β-alanine, 1-methylhistidine, taurine, ascorbic acid, BHT를 대조구로 DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 금속 킬레이트능, SOD 유사활성 실험을 하였다. DPPH 라디칼 소거능 결과 대조구와 anserine 모두 농도 증가에 따라 라디칼 소거능이 증가하였으며 BHT가 가장 높은 소거능을 나타냈다. 합성 anserine은 농도 증가에 따라 9.30±0.65~28.23±0.24%를 나타냈으며 연어 추출 anserine인 IEC-B 추출물은 7.30±1.13~31.05±0.17%를 나타내 BHT, ascorbic acid에 비해 소거능이 낮으나 두 실험구와 비교했을 때 약 37%, 49% 정도의 소거능을 나타냈다. 환원력 또한 첨가농도에 따라 증가하였으며 BHT와 ascorbic acid가 높은 환원력을 나타냈고, 그 외 실험구 중에서는 합성 anserine과 연어 추출 anserine인 IEC-B 실험구가 높았으며 유의적으로 동일한 환원력을 나타냈다. 금속 킬레이트능은 BHT, ascorbic acid 순으로 높았으며 합성 anserine과 연어 추출 anserine의 경우 ascorbic acid와 유사한 금속 킬레이트능을 나타냈다. 또한 SOD 유사활성에서는 연어 추출 anserine이 BHT와 ascorbic acid에 비해 낮았으나 농도 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 합성 anserine, 연어 추출 anserine, ascorbic acid, BHT 를 이용하여 과산화물가와 TBARS를 실험하였다. 저장기간 중 linoleic acid의 과산화물가는 큰 폭으로 증가한 반면 연어 추출 anserine을 첨가한 경우 과산화물가의 증가가 억제되는 경향이 나타났으며, 이는 TBARS 실험 결과와 유사한 경향을 나타냈다.
본 연구의 목적은 예부터 약재로 사용되며 식품원재료 데이터베이스에 등재되어 있는 국내 산림 자생식물 9종의 항산화 효능을 평가하여 기능성 식품원료로서의 기초자료를 제공하고자 하였다. 식물 9종의 잎, 줄기 및 잔가지 부위를 70% 에탄올을 사용하여 추출한 후, 항산화 활성 (DPPH, ABTS, 아질산염, hydrogen peroxide 라디칼 소거능, reducing power activity)을 측정하였으며, 그 결과 이질풀이 그 외 다른 식물 추출물보다 항산화 활성이 우수한 것을 확인하였다. 또한 총 폴리페놀, 플라보노이드 및 프로안토시아니딘 분석을 통해 이들의 항산화 성분의 함량을 측정하고자 하였다. 폴리페놀 함량은 이질풀에 이어서 가중나무, 찔레나무, 까마귀머루 순으로 많았으며, 플라보노이드 함량은 찔레나무, 까마귀머루, 까치밥나무, 머위가 많이 함유하고 있음을 확인하였다. 프로안토시아니 딘 함량은 까마귀머루, 다래, 까치밥나무, 찔레나무가 다른 식물 추출물에 비해 많은 함유량을 나타내어, 식물의 종에 따라 항산화 성분이 상이하게 존재하는 것을 확인하였다. 피부 섬유아세포를 이용하여 세포 독성을 평가한 결 과, 9종의 식물 추출물 모두 50, 100 및 200 μg/mL 농도 에서 독성을 나타내지 않았다. 또한 hydrogen peroxide로 피부 섬유아세포에 산화적 스트레스를 유도한 상태에서 XTT assay와 H2-DCFDA 염색을 통해 식물 추출물의 세포 생장률 및 세포 내 ROS 발생률을 측정한 결과, 이질풀을 포함 한 9종의 식물 추출물에서 농도 의존적인 세포 보호 효과를 나타내었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 9종의 산림식물(머위, 뱀딸기, 찔레나무, 까치밥나무, 말오줌때, 가중 나무, 까마귀머루, 이질풀, 다래)은 추후 항산화에 도움을 주는 건강기능식품으로의 적용 및 항미백 효과로 인한 천연 화장품 소재로서 그 활용도가 넓을 것으로 예상된다. 특히 이질풀의 경우 본 연구를 바탕으로 하여 해당 작용 기전 등을 탐구하는 심화 연구가 필요하다고 사료된다.