Ammonium (NH4 +-N) and nitrate-nitrogen (NO3-N) fertilizers were spread 30 kg/10a and 60 kg/10a, respectively, as additional fertilizers in nitrogen fertilization to investigate their effects on spring kimchi cabbage's physiological disorders during cold storage. The initial weight of spring kimchi cabbage after harvesting was 3.80 kg with two-fold NO3-N, whereas it was 3.22 kg with one-fold NO3-N. After 90 days of cold storage, the total loss ratio became lower as the nitrogen fertilizer ratio increased. The pH increased, reducing sugar content decrease during the storage. Black speck occurrence became higher as the nitrogen fertilizer increased. Mid-rib brown stain and soft rot were observed slightly in kimchi cabbage regardless of the nitrogen fertilizer ratio. Two-fold NO3-N fertilization showed a positive effect on increasing weight and reducing kimchi cabbage loss, but it exhibited a negative effect on the black speck. The method and content of nitrogen fertilization of spring kimchi cabbage may be adjusted according to the usage and storage periods.

In this study, an appropriate modified atmosphere packaging (MAP) condition to minimize physiological disorders while lowering weight loss was sought. To reduce weight loss during storage, kimchi cabbages packed with 0, 32, 40, 48 perforated low-density polyethylene (LDPE) films, with a diameter of 14 mm, were stored in pallet units for 90 days at 1-2oC, and their loss rate, physiological disorders, total bacteria count, pH, and solid content were analyzed. It was found that as the number of holes increased, the weight loss ratio increased proportionally. However, the difference between the perforations was relatively small compared with the sample without film packaging. On the other hand, it was also observed that the lower the number of holes was, the lower the incidence of physiological disorder was because the cold air penetrated through the perforated hole while inhibiting physiological effects, releasing heat and carbon dioxide generated by respiration. Considering the weight loss rates and physiological disorders such as black speck and soft rot, the kimchi cabbage packed with 48 perforated films (73.9 cm2) exhibited the most satisfactory condition. Using this storage condition, along with 2-3oC temperature and 91-95% relative humidity inside the pallet, a highly suitable condition for kimchi processing was obtained to secure kimchi cabbage.

Spring kimchi cabbage was stored fresh for 90 days in a commercial cold storage house. It was sanitized by spraying fungicide on the field before harvesting. The plastic boxes of spring kimchi cabbage were put on the pallet, covered with a 40-hole film, then stacked in the cold storage room at once. The room was maintained for 90 days at 0.7oC after cooling gradually at 2 oC/day. After 90 days, the weight loss was 4.73% and the total trimming loss was 8.26%. The weight loss was 8.08% and the net trimming loss was 3.26% after 90-day storage with partial stack cooling at 2.7oC covered with a 56-hole film. The quality of spring kimchi cabbage after 90-day storage was fresh without physiological disorders.

Fungicide spraying and PVC (polyvinyl chloride) wrapping were carried out for the improvement of storage yield in winter kimchi cabbage. Acetic acid, rox, tebuconazole and fludioxonil were sprayed on the cabbage, and then cabbage boxes were wrapped with 0.02 mm polyvinyl chloride film. The weight loss ratio of wrapped cabbages were 8.62% and 15.71% in unwrapped cabbages. Trimming loss ratio was the lowest in the mixed treatment of acetic acid, rox and tebuconazole in wrapped cabbage. Physiological disorders of 90-day stored cabbage was better in wrapped cabbage, especially with the mixed treatment of acetic acid, rox and tebuconazole. Wrapping and fungicide treatment reduced the storage loss ratio and physiological disorder for storage of kimchi cabbages.

본 연구는 봄배추의 중량감소를 낮추면서 생리장해를 최소화하는 기체조절포장 조건을 찾고자 하였다. 봄배추는 직경 14mm로 타공(0, 32, 40, 48개)한 Low density polyethylene(LDPE) 필름으로 팰릿 단위로 포장하여 1-2 ℃에서 90 일간 저장하면서 손실률, 생리장해, 총균수, pH, 고형분 함량을 비교 분석하였다. 타공수에 비례하여 중량감소율이 증 가되었고 생리장해 발생률은 낮아졌다. 이는 타공구멍으로 냉기가 순환하여 생리작용을 억제하고 수분과 이산화탄소 가 배출되었기 때문이다. 총 저장손실률과 곰팡이 발생, 생리장해 등을 종합적으로 판단하면 48개(73.9cm2)를 타공하 여 포장한 봄배추의 품질이 양호하였고, 이때 팰릿 내부 온도는 2-3 ℃, 상대습도는 91-95 %를 유지하였다.

봄배추를 실용규모의 저장고에서 90일 간 신선하게 저장하였다. 봄배추 춘광 을 수확 1일 전에 노지에서 락스와 테 브코나졸 혼합약제를 살포하여 소독하 고 플라스틱 상자에 담에 팰릿에 적재 한 다음, 40공 타공 비닐로 씌워 저장 고에 일시에 채우고 1일 2℃씩 냉각하 여 0.7℃에서 90일간 저장한 결과 중 량감소율 4.73%, 총정선손실률 8.26%로서 총저장손실률이 12.6%였 다. 그리고 팰릿 포장한 배추를 7일간 5회 분할하여 저장고에 채우고 56공 타공 비닐로 씌워서 바로 2.7℃로 냉각 하여 90일간 저장한 결과 중량감소율 8.08%, 순정선손실률 3.26%로서 순 저장손실률은 11.1%였다. 이때 저장 한 봄배추는 생리장해가 발생하지 않 았고 90일차에도 품질이 신선하였다.

The purpose of this study is to develop a method to cultivate lactic acid bacteria (LAB) as a by-product in the fermentation of kimchi through the use of Chinese cabbage leaves. A method to reduce the initial number of microorganisms using citric acid and ethanol to wash cabbage leaves was investigated. In this experiment, Chinese cabbage leaves were washed using a mixture of 3% citric acid and 7% ethanol and the washed cabbage leaves were juiced and used as a sample. The total microorganisms of kimchi cabbage juice (KCJ) was reduced from log 6.53 CFU/g to log 3.69 CFU/g by washing with citric acid and ethanol, and lactic acid bacteria from log 4.40 CFU/g to log 2.01 CFU/g. The salinity of KCJ was appropriate for the growth of lactic acid bacteria but the pH was too low. The yield of washing, juice extraction, and total were 80.82%, 79.32%, and 64.11%, respectively. KCJ made by washing with citric acid and ethanol was good for the culture broth of lactic acid bacteria.

경사지를 절개하고 콘크리트 구조물을 설치한 다음 구조물 벽과 천정을 단열하고 흙으로 덮어 엄개형 지하저장고를 개발하였다. 가로 4m, 세로 9m, 높이 5m의 저장고를 두께 400mm의 철근콘크리트 벽과 천정으로 설치하고, 외부를 콜탈로 방수한 다음 발포폴리스티렌 100mm로 단열하고, 비닐필름으로 방수한 다음 다시 외부를 자갈과 흙으로 2,000mm 두께로 복토하여 3중 중단열 하였다. 개폐 시 냉기의 손실을 억제하기 위하여 출입문을 2중문으로 설치하고 냉각기는 3마력 용량으로 설치하여 같은 크기의 기존 지상식 저장고의 5마력보다 40% 절약하였다. 여기에 봄배추, 가을배추, 겨울배추를 저장 시험한 결과 월평균 소비전력량이 15.2kwh/㎡로 지상식의 19.3-21.9kwh/㎡보다 21.3-30.6% 절약되었고 암반굴착식 지하저장고보다는 47.0% 절약되었다. 엄개형 지하저장고의 건설비는 소형(10평)은 지상저장고보다 고가이나, 50평형은 지상저장고와 비슷하였고, 25평형 4개를 연결하여 건설하면 더 저렴한 것으로 추정되었다. 저장배추의 품질은 처음 저장했던 2016년 가을배추는 지상저장고 저장 배추보다 낮았으나, 2017년 겨울배추, 봄배추, 가을배추는 지장저장고 저장 배추와 유의적인 차이가 없었다. 엄개형 지하저장시스템은 배추 등 청과물을 연중 저비용으로 저장할 수 있는 지상저장고를 대체할 수 있는 경제성 있는 저장시스템으로 평가되었다.

배추의 저비용 고효과 저장 방법을 개발하기 위하여 토굴저장고를 개발하고 배추를 저장하여 저장수율과 김치가공적성을 평가하였다. 저장고 유형은 석회광산굴 내에 우레탄판넬로 설치한 토굴냉장형, 콘크리트로 높이가 2.5m로 낮고 복토한 암거형, 콘크리트로 높이가 5m이고 복토한 엄개형의 3가지 였고, 지상저장고를 대조구로 하였다. 배추는 2016년 여름, 가을, 2017년 겨울, 봄, 여름, 가을, 2018년 겨울 등 총 7회 저장하였고, 각각은 8-12주간 저장하였으며, 저장 중 저장수율과 가공수율을 측정하였다. 그리고 매달 저장 배추로 김치를 담아 저장배추의 품질을 평가하였다. 저장고 유형별 배추의 저장수율은 2016 여름배추 68-73%, 2016 가을배추 29-45%, 2017 겨울배추 67-87%, 2017 봄배추 70-89%, 2017 여름배추 82-92%, 2017 가을배추 79-95%로 나타났고, 가공수율은 2016 여름배추 72%, 2016 가을배추 9-21%, 2017 겨울배추 28-54%, 2017 봄배추 39-43%, 2017 가을배추 56-59%로 나타났다. 저장배추로 담근 김치의 품질은 저장고 유형 간에 유의적인 차이가 없이 보통 이상으로 나타났다.

한국의 김치산업은 위기에 직면하고 있다. 가격경쟁력이 약하여 중국산 김치의 수입은 매년 2만톤 이상 큰 폭으로 증가하고 있고, 최저임금의 상승으로 원가압력은 가중되고 있다. 한국의 김치공장은 3D 업종으로 외국인 노동자가 일하는 곳으로 전락되고 있다. 지금까지 십수년간 여러 가지 품질차별화 전략을 시도하였지만 김치의 수입은 늘고 수출은 정체되고 있다. 이러한 상황을 타파하려면 김치 제조공정의 자동화로 제조원가를 낮추어 가격경쟁력을 확보하는 수밖에 없다. 김치공장의 자동화는 가능하다. 특히 막김치 생산 공정은 이미 부분적으로 자동화가 진행되고 있어서, 주위의 ICT, robot, big data 등 진보된 기술을 융합하면 김치공장의 노동생산성을 획기적으로 높여 제조원가를 크게 낮출 수 있다. 중국산 김치와 경쟁할 수 있는 혁신적인 막김치 생산 공정을 설계하고, 배추상자 자동 쏟기 장치, 배추 부위별 절단장치, 가압 연속 절임 세척 접종 장치, 자동 계량 포장 장치를 개발하여, 막김치를 시간당 600kg 생산할 수 있는 모델공장을 개발하고자 한다. 이를 통해 3D공장을 3C공장으로 전환시키고, 중국산 김치와 가격과 품질 면에서 경쟁력 있는 김치의 생산이 가능함을 실증하며, 양질의 일자리를 창출할 수 있을 것이다.

김치 제조공정 중 절임배추 제조공정은 원료검사, 세절, 절임, 세척, 탈수, 포장의 공정으로 구성되며 절임배추의 품질은 제조공장의 생산설비, 절임환경 및 절임조건에 따라 달리 나타난다. 생산시스템은 제조공정을 효율적으로 수행하기 위한 사람과 설비 및 일하는 방법인 업무 프로세스의 집합을 말하며 제조현장과 관련된 여러 가지 자동화 시스템 중 MES(Manufacturindg Execution System)는 주문에서 최종 제품에 이르기까지 생산 활동에 필요한 최적의 정보를 관리하는데 필요한 시스템이다. 본 연구에서는 절임배추 제조공정을 보다 효율적으로 관리 할 수 있는 절임배추 제조관리시스템(MES)을 개발하고 이를 통해, 김치 제품의 생산관리를 원활하게 할 수 있도록 하였다. MES 데이터베이스 시스템 설계 및 구현을 위한 ERD(Entity Relationship Diagram)는 제조 공정별로 품질기준을 설정하여 표준화하여 적용하였으며 절임배추의 생산관리는 바코드 형식의 NFC(Near Field Communication) Tag를 이용하였다. 원자재관리를 위한 모니터링 시스템은 스마트 폰을 연동한 APP(Application)형태로 Eclipse 4.4.1 luna를 통해 개발하였으며, 모든 데이터의 통신은 MES내의 Open API(Application Programming Interface)를 통해 주고 받도록 설계하였다. 결과적으로 절임배추 생산을 위한 원재료 입출고 이력 및 생산이력은 MES 시스템을 이용하여 관리가 가능하며, 추후 양념 등을 포함한 김치 제품을 관리할 수 있는 기능을 포함하는 전주기 김치 제조관리시스템의 구축이 필요하다.

The pickling brine generated from the salting process of kimchi production is difficult to treat biologically due to very high content of salt. When pickling brine is treated and discharged, it cannot satisfy the criteria for effluent water quality in clean areas, while resources such as the salt to be recycled and the industrial water are wasted. However, sterilization by ozone, UV and photocatalyst is expensive installation costs and operating costs when considering the small kimchi manufacturers. Therefore there is a need to develop economical process. The study was conducted on the sterilization efficiency of the pickling brine using electrochemical processing. The electrochemical treatment of organic matters has advantages over conventional methods such as active carbon absorption process, chemical oxidation, and biological treatment because the response speed is faster and it does not require expensive, harmful oxidizing agents. This study were performed to examine the possibility of electrochemical treatment for the efficient processing of pickling brine and evaluated the performance of residual chlorine for the microbial sterilization.

This study was conducted to estimate the contents of heavy metals in salted vegetable foods from diverse origin in Korea which were sold in Korea. The levels of heavy metals were determined using an ICP-MS. The values of metals [minimum~maximum (mean), mg/kg] in kimchi were as follows; Pb 0.0~0.074(0.018), Cd 0.0~0.027 (0.004), As 0.0~0.024(0.002), Hg 0~0.002(0.0). The weekly average intakes of lead, cadmium, arsenic and mercury from kimchi take 0.06~0.13% PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intakes) that the FAO/WHO Joint Food Additive and Contaminants Committee has set to evaluate their safeties.