식품 내 단백질, 지방, 수분의 조성 비율이 dielectric barrier discharge atmospheric cold plasma (DBD-ACP)처리 시 색도, 물성 및 Salmonella 저해에 미치는 영향을 연구하였다. 연구에 사용한 모델 식품의 재료는 분리대두단백분말(isolated soy protein powder, ISP), 대두유, 증류수(distilled water, D.W.)이며, 중심합성법을 이용해 반응표면분석법으로 설계한 모델 식품 제조의 고정변수는 단백질 함량(15.5 g (w/w))이고 독립변수는 대두유 함량(0.5-13.5 g (w/w))과 D.W. 함량(30-55.6 g(w/w))이었다. 모델 식품은 1.5 cm3 크기의 cube로 잘라 상업용 플라스틱 포장재(18 × 14 × 2.5 cm, polyethylene)중앙부에 한 개씩 배치하여 DBD-ACP 처리하였다. 색도 측정기와 texture profile analysis 실험을 통해 DBD-ACP 처리 전후의 색도와 전단응력(g)을 측정하였다. 또한 모델 식품의 조성에 따른 DBD-ACP 처리의 Salmonella 저해에 미치는 영향을 확인하였다. Salmonella 저해(reduction)는 반응표면분석의 종속변인으로 측정하였다. 모델 식품의 조성에 따라 DBD-ACP 처리 전후의 색도와 전단응력(g)은 모든 조성에서 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05). DBD-ACP 처리 시 Salmonella 저해에 적합한 모델 식품의 최적 조성은 반응표면분석법으로 확립하였으며, 그 비율은 단백질 15.5 g, 지방 8.2 g, 수분 50.3 g 이었다. 본 연구를 통해 식품의 단백질, 지방, 수분의 조성은 DBD-ACP 처리를 이용한 식품의 색도 및 물성에 영향을 주지 않는다는 것을 확인하였고, DBD-ACP 처리 시 Salmonella 저해를 위한 모델 식품의 최적 조성 비율을 확립하였다.

전분입자의 수산기와 구연산의 카르복실기 사이의 에스테르(ester) 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 마이크로웨이브 방전 저온플라즈마(microwave-discharged cold plasma, MWCP)의 가능성이 최근 보고되었다. 본 연구는 MWCP 처리에 의한 옥수수전분 입자들의 카르복실산, 인산 및 황산 에스테르 유도체들의 형성과 이들의 물리화학적 특성들의 조사를 통해 MWCP의 친환경 반응촉매로서의 활용가능성을 조사하고자 하였다. 옥수수전분은 pH 4-6으로 조정된 구연산용액, NaH2PO4-Na2HPO4 혼합용액, NaHSO4-Na2SO4 혼합용액들 각각과 혼합한 후 수분함량이 10% 이하가 될 때까지 50°C에서 건조하여 반응혼합물을 제조하였다. 제조된 반응혼합물들은 900 W 전력으로 마이크로웨이브를 발진시켜 N2 환경에서 형성된 MWCP 하에서 20분 동안 처리하였다. 처리된 반응혼합물은 50% 에탄올 수용액으로 3회 세척하여 옥수수전분과 반응하지 않은 반응물질들을 제거한 후 용해도, 팽윤력, 호화특성 및 노화도를 분석하였다. 용해도에 대한 MWCP처리의 영향은 전분-구연산 혼합물의 경우 pH 4에서 증가하였고, pH 6에서 감소하였으며, 전분-인산염 혼합물의 경우 pH 5에서 증가하였고, pH 6에서 감소하였다. 그러나 전분-황산염 혼합물의 용해도는 MWCP 처리에 대한 유의적 영향을 나타나지 않았다. 팽윤력은 전분-구연산 혼합물의 경우 pH 4와 pH 5에서 MWCP 처리에 의해 증가하였으나, 전분-인산염 및 전분-황산염 혼합물들에서는 pH 6에서만 유의적으로 증가하였다. 호화특성에 대한 MWCP 처리의 영향이 처리군들 사이에서 전반적으로 관찰되지 않았으나, pH 4와 5의 전분-인산염 혼합물들은 MWCP 처리에 의해 호화온도가 각각 증가 및 감소하였다. 노화도는 MWCP 처리를 통해 pH 4와 5의 전분-구연산 혼합물에서, pH 5와 6의 전분-인산염 혼합물에서, pH 4와 5의 전분-황산염 혼합물에서 감소하였다. 현재까지의 연구결과들에 기초할 때, MWCP 처리는 옥수수전분과 구연산, 인산염, 및 황산염 혼합물들의 물리적 및 열적 특성들에 대해 극적인 변화를 발생시키지는 않았다. 그럼에도 전분과 반응물질들 사이의 에스테르 결합 형성에 대한 반응촉매로서의 잠재력을 보유하고 있는 것으로 보이며, 전분과 반응물질 혼합물의 pH가 반응촉매로서의 MWCP의 기능에 영향을 미치는 것으로 생각된다.

감귤(Citrus unshiu Marc.)의 곰팡이(Penicillium digitatum) 발병 억제를 위해 선행연구를 통해 개발된 grapefruit seed extract (GSE) 코팅제와 활성칼슘, 푸마르산, 그리고 미산성 전해수의 병합처리 방법을 개발하였고, 각각의 처리를 통해 항곰팡이 효과가 유의적으로 가장 높은 조건을 최적 병합처리 조건으로 결정하여, 저장 중 감귤의 품질특성과 항곰팡이 효과를 조사하였다. 감귤 시료는 0.2% 활성 칼슘 수용액(0.2% CaO/distilled water (w/w), CaO) 과 0.5% 푸마르산/미산성 전해수(w/w) 수용액(0.5% fumaric acid/ slightly acidic electrolyzed water (w/w), FS), 그리고 CaO와 FS의 혼합액(CaO-FS)으로 3종류의 처리를 하였다. 감귤은 각 처리용액 별로 3분간 침지세척한 후, 카나우바 왁스 대비 1.0% GSE (w/w)와 Tween-80 (25% w/GSE w)을 혼합한 코팅액(GSE 코팅)으로 코팅되었다. 각 처리용액과 GSE 코팅을 병합처리한 결과, CaO-GSE 코팅의 항곰팡이 효과가 유의적으로 높아 최적 병합처리조건으로 결정되었다(p<0.05). 무처리구, GSE 코팅, 그리고 CaO 처리 후 코팅한 감귤(CaO-GSE 코팅)은 4°C에서 35일, 25°C에서 14일간 저장되었다. 25°C에 저장된 CaO-GSE 코팅은 무처리구와 GSE 코팅보다 감귤의 P. digitatum 생장을 효과적으로 억제하였다(p<0.05). 또한 CaO-GSE 코팅은 저장온도에 관계없이 감귤의 경도에 영향을 주지 않았고, 25°C에 저장 했을 시, 무처리구에 비해 유의적으로 높은 경도를 유지하였다(p<0.05). CaO-GSE 코팅은 저장온도와 저장일자에 관계없이 무처리구와 GSE 코팅에 비해 호흡률이 낮았고, 저장 중 감귤의 당도, pH는 무처리구와 유의적으로 비슷한 경향을 보였다. 저장기간에 관계없이 CaO-GSE 코팅의 적정산도는 4°C에서 무처리구와 유의적인 차이가 없었으나, 25°C에서는 무처리구보다 유의적으로 높았다. 저장기간 동안 감귤의 색도 중 명도와 적색도는 저장기간, 저장일자, 그리고 처리여부에 관계없이 저장기간 동안 모든 시료에서 유의적인 차이가 없는 것으로 보였으나, GSE 코팅과 CaO-GSE 코팅의 황색도는 저장일자가 길어질수록 무처리구에 비해 유의적으로 감소하였다. 반면에, 감귤의 아스코르브산 농도, 총 페놀 함량, 항산화능은 모든 온도에서 총 저장기간 동안 CaO-GSE 코팅이 GSE 코팅보다 지속적으로 높게 유지되었다. 그러므로 본 연구에서 개발된 CaO-GSE 코팅은 저장 중 감귤의 P. digitatum 생장억제와 저장 중 감귤의 품질을 유지시켜 감귤의 저장성 증대에 기여할 것이다.

감귤(Citrus unshiu Marc.)에 활성칼슘수용액과 grapefruit seed extract (GSE)코팅을 병합 처리한 후, modified atmosphere packaging (MAP)를 통해 Penicillium digitatum (P. digitatum)에 대한 저해효과를 확인하였고, 저장 기간 동안에 감귤의 이화학적 특성과 품질 특성을 조사하였다. 감귤은 0.2% 활성 칼슘 수용액(0.2% CaO/distilled water(w/w), CaO)으로 3분간 침지세척 후, GSE (1% w/ 카나우바 왁스 w)와 Tween-80 (25% w/GSE w)을 혼합하여 10,000 rpm에서 2분간 균질화시킨 에멀젼 용액으로 코팅(GSE 코팅)되었다. 무처리 감귤, GSE 코팅처리 감귤, 그리고 CaO-GSE 코팅처리 감귤(0.2% 활성칼슘 수용액으로 세척 후, GSE 코팅 처리된 감귤)은 nylon/low-density-polyethylene(N/LDPE) 포장지에 담은 후 진공포장기를 이용하여 각각 air와 MA (O2: CO2: N2 = 9.9±0.2: 2.1±0.1: 88.0±0.3)로 포장하였고, 포장된 감귤들은 4°C에서 35일, 25°C에서 14일간 저장되었다. CaO-GSE 코팅 감귤 (MAP)의 호흡률은 저장온도에 관계없이 무처리 감귤과 GSE 코팅 감귤에 비해 낮았고, 가장 효과적으로 N/LDPE 포장지 내의 가스조성을 유지하였다. GSE 코팅 또는 CaO-GSE 코팅 처리는 포장기체 조성에 관계없이 감귤의 경도에 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 또한, CaO-GSE 코팅(MAP)의 당도는 GSE 코팅(air와 MAP)에 비해 무처리구와 유의적인 차이가 적었으며, CaO-GSE 코팅(MAP)는 pH를 무처리구와 GSE 코팅에 비해 각각의 저장온도에서 연속적으로 유지하였다. 저장기간과 저장온도, 그리고 기체조성에 관계없이 CaO-GSE 코팅 (MAP)는 무처리구 또는 GSE 코팅보다 감귤의 적정산도, 아스코브산 농도, 총 페놀 함량, 그리고 항산화능을 지속적으로 유지하였다. CaO-GSE 코팅 (MAP)의 황색도는 저장온도와 저장일자에 관계없이 무처리구(MAP)의 황색도와 유의적인 차이가 없었다. 따라서, 본 연구에서 실험한 CaO-GSE 코팅(MAP)는 저장기간 동안 감귤의 이화학적 특성을 유지하면서 저장기간을 연장시킬 것이다.

활성칼슘 수용액(0.2%, w/w, CaO/distilled water, CaO) 처리와 유전체 방벽 대기압 콜드 플라즈마(dielectric barrier discharge atmospheric cold plasma, DACP) 처리를 병합하여 감귤에 접종된 Penicillium digitatum에 대한 저해 효과와 저장 기간에 따른 이화학적 특성을 연구하였다. 처리 변수는 3분 동안 CaO에 침지 처리하거나, 처리 전압 35.2 kV에서 2분동안 DACP 처리하거나, CaO와 DACP 처리를 병합하는 것이었다(CaO-DACP). P. digitatum 저해 효과는 곰팡이 발생률(disease incidence, D.I., %)로 확인하였다. 이화학적 특성 분석을 위해 감귤은 4 °C에서 35일, 그리고 25 °C에서 14일간 저장되었다. CaO-DACP 처리된 감귤에서 D.I.가 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). DACP 처리 직후 감귤의 호흡률, 색도, 당도, pH, 그리고 적정 산도는 무처리 시료와 유의적으로 차이가 없었다(p>0.05). 4 °C 저장 14일차와 25 °C 저장 3일차까지 CaO-DACP 처리된 감귤은 단독 DACP 처리된 시료보다 유의적으로 낮은 호흡률을 보였다(p<0.05). 모든 저장 온도에서 단독 DACP와 CaO-DACP 처리된 감귤의 명도는 저장 기간 동안 무처리 시료와 동일한 경향으로 감소하였다(p<0.05). DACP 처리는 저장 중 감귤 과육의 당도, pH, 그리고 적정 산도에 유의적으로 영향을 미치지 않았다(p>0.05). Scanning electron miscopy (SEM) 결과, DACP 처리와 CaO-DACP 처리된 감귤은 무처리 시료의 표면보다 매끄러운 경향을 보였다. 본 연구를 통해 DACP 처리와 CaO-DACP 처리가 감귤 저장 중 품질 변화를 최소화시키는 살균 기술로 사용될 가능성을 확인할 수 있었다.

삶은 닭 가슴살을 포함한 즉석 섭취(ready-to-eat, RTE) 식품의 소비가 증가하고 있다. 하지만 RTE 육류는 공정 후 교차오염을 통해 식중독 사고를 유발할 수 있어 RTE 육류의 소비 증가와 함께 식중독 사고도 또한 증가하고 있다. 따라서 포장 후 처리(in-package treatment)기술로써 유전체 방벽 대기압 콜드 플라스마(dielectric barrier discharge atmospheric cold plasma, DACP)를 이용한 RTE 육류의 살균 기술 개발이 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 1) DACP 처리시 초기 접종 농도가 Salmonella의 저해에 미치는 영향을 연구하는 것과 2) DACP 처리 시간이 닭 가슴살의 Salmonella 저해에 미치는 영향을 연구하는 것이었다. 유청 분리 단백질로 코팅한 닭 가슴살 큐브(1.5 × 1.5 × 1.5cm)의 표면에 Salmonella를 점 접종한 후(~3.5 ± 0.2 log CFU/cm2, 4.2 ± 0.2 log CFU/cm2, 또는 5.4 ± 0.2 log CFU/cm2) 상업적 플라스틱 용기로 포장하여 처리 시료로 준비하였다. DACP 처리 시간이 닭 가슴살의 Salmonella 저해에 미치는 영향을 보기 위한 연구에서, DACP 처리 시간은 닭 가슴살 큐브에 접종된 Salmonella의 농도가 3.5 ± 0.2 log CFU/cm2일 때, 0.25, 0.5, 1 그리고 1.5분으로 하였고 접종된 Salmonella의 농도가 4.2 ± 0.2 log CFU/cm2과 5.4 ± 0.2 log CFU/cm2일 때, 각각 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 그리고 3분으로 하였다. 모든 처리 시료는 DACP 전압 38.7 kV에서 처리하였다. 닭 가슴살 큐브에 접종된 Salmonella의 초기 농도가 3.5 ± 0.2 log CFU/cm2, 4.2 ± 0.2 log CFU/cm2, 그리고 5.4 ± 0.2 log CFU/cm2일 때, D-value는 각각 0.57분(R2=0.83), 1.12분(R2=0.89), 그리고 1.30분 (R2=0.88)이었고, DACP처리 시간이 증가함에 따라 각 접종 농도에서의 Salmonella 저해 정도가 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). DACP 처리 시 닭 가슴살의 Salmonella 저해율은 Salmonella의 초기 접종 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 본 연구에서 Salmonella의 초기 접종 농도에 따른 DACP 처리 시간의 연관성을 이용하여 D-value를 구하였다. 이를 통해 DACP 처리가 RTE 육류에 대안적인 살균 기술인 것을 확인하였으며, 향후 DACP 기기의 연구 및 상업 적용에 대한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

유전체 장벽 방전 대기압 플라스마(dielectric barrier discharge atmospheric plasma, DACP) 처리 시 용기 내 시료 표면적 크기의 Salmonella 저해에 대한 효과와, 시료의 쌓인 정도에 따른 Salmonella의 저해 효과가 삶은 닭 가슴살(boiled chicken breast, BCB) 큐브로 연구되었다. DACP 처리 시 로메인 상추와 BCB 큐브가 함께 포장된 혼합 식품의 Salmonella 저해에 대한 효과 또한 연구되었다. DACP 처리 시 용기 내 시료의 부피는 같고, 표면적의 크기를 달리하는 실험을 위해 4조각(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 4 g, 2 × 2)과 1조각(3.0 × 3.0 × 1.5 cm, 16 g)의 BCB 큐브가 각각 준비되었다. 시료의 쌓인 정도에 따른 DACP 처리의 균일성 확인 실험을 위해, 단층의 시료로 9조각(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 4 g, 3 by 3), 복층의 시료로 단층의 9조각 위에 쌓여진 4조각(2 × 2)의 BCB 큐브가 준비되었다. 또, 혼합 식품의 DACP처리를 위한 시료로 로메인 상추 3조각(1개, 2 g) 위에 8조각의 BCB 큐브(4 × 2)가 준비되었다. 모든 시료는 플라스틱 용기에 넣어 DACP 형성 전압 38.7 kVp to p에서 3.5분동안 처리되었다.DACP 처리는 용기 내 큐브의 표면적의 크기가 작은 시료와 큰 시료의 Salmonella를 각각 2.8 ± 0.1 log CFU/큐브와 2.4 ± 0.4 log CFU/큐브 저해 시켰다(P > 0.05). DACP 처리는 9개 그리고 13개로 쌓인 큐브의 Salmonella를 각각 1.0 ± 0.4 - 1.7 ± 0.9 log CFU/큐브 그리고 1.5 ± 0.0 - 2.0 ± 0.3 log CFU/큐브 저해 시켰고, 큐브가 쌓인 정도에 관계없이, 쌓인 위치에 관계없이 Salmonella를 균일하게 저해 시켰으며(P > 0.05), 큐브의 색과 표면미세구조에 영향을 미치지 않았다(P > 0.05). DACP 처리는 혼합식품의 로메인 상추와 BCB 큐브의 Salmonella를 각각 1.3 ± 0.1 - 1.5 ± 0.2 log CFU/g과 1.4 ± 0.4 - 2.1 ± 0.5 log CFU/큐브 저해 시켰고, 로메인 상추와 BCB 큐브가 놓여진 위치에 관계없이 각 시료의 Salmonella를 균일하게 저해시켰다(P > 0.05). DACP 처리는 여러 개의 닭 가슴살 큐브에 접종된 Salmonella를 물리적인 손상 없이 살균하였고, 닭 가슴살 샐러드 제품을 살균할 수 있는 가능성을 보여주었다.

상업적 플라스틱 포장재에 포장된 삶은 닭 가슴살 큐브의 Salmonella 저해에 대한 유전체 장벽 방전 콜드 플라스마(dielectric barrier discharge cold plasma, DBD-CP) 처리의 최적 조건을 결정하는 연구와, DBD-CP 처리 시 닭 가슴살 큐브에 접종한 E. coli O157:H7, Salmonella, 그리고 L. monocytogenes의 초기 접종 농도의 저해 효과와 품질 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 유청 분리 단백질로 코팅된 혹은 코팅되지 않은 닭 가슴살 큐브(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 3.8 g)에 Salmonella(~4 log CFU/큐브)를 감염시켜 상업적 플라스틱 컨테이너(18 × 14 × 2.8 cm)에 포장하였고 포장된 시료를 저해에 대한 콜드 플라스마(CP) 형성 전압(25-40 kV)과 처리 시간(2-5분)을 변수로 하여 살균 최적화 실험을 수행하였다. 닭 가슴살 큐브의 지방 산패도, 색, 그리고 조직감에 대한 영향도 함께 연구하였다. 또한, Salmonella 살균 처리 최적 조건을 이용한 CP처리의 E. coli O157:H7, Salmonella, L. monocytogenes (~4 log CFU/큐브 or ~5 log CFU/큐브), 그리고 norovirus의 surrogate인 Tulane virus (TV) (~3 log PFU/cube) 저해에 대한 효과를 관찰하였다. DBD-CP처리는 단백질이 코팅된 혹은 코팅되지 않은 Salmonella를 각각 3.8 ± 0.3 log CFU/큐브 그리고 1.4 ± 0.4 log CFU/큐브 저해 시켰고, 표면이 매끄러운 코팅된 시료의 Salmonella 저해율이 유의적으로 높았다(p < 0.05). Salmonella 저해를 위한 최적의 DBD-CP처리 전압과 시간은 각각 38.7 kVp to p 그리고 3.5 분 이었다. 최적의 DBD-CP 처리는 Salmonella를 3.9 ± 0.4 log CFU/큐브 저해시켰고, 닭 가슴살의 지방산패도, 색도, 그리고 조직감의 변화에 영향을 주지 않았다. DBD-CP처리는 E. coli O157:H7, Salmonella, and L. monocytogenes의 초기 접종농도가 ~4 log CFU/cube일 때와 `~5 log CFU/cube일 때 각각 by 3.2 ± 0.7, > 3.5 Est, 3.4 ± 0.1 CFU/cube, 그리고, 3.9 ± 0.3, 3.7 ± 0.3, 3.8 ± 0.3 저해 시켰다. 또한, DBD-CP 처리는 norovirus의 surrogate인 TV를 1.9 ± 0.4 PFU/cube 저해 시켰다. 본 연구를 통해 포장 후 DBD-CP 처리는 닭 가슴살의 외관 변화 없이 감염된 식중독균과 norovirus를 효과적으로 저해시켜 미생물 안전성을 증대시키는 가공 방법으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.

상압 유전체 장벽 콜드 플라스마 처리(atmospheric dielectric barrier discharge-cold plasma treatment, DBD-CPT)를 이용한 살모넬라 저해 효과에 닭가슴살 큐브의 표면 특성이 미치는 영향과 살모넬라 저해를 위한 최적 DBD-CPT 조건 그리고 최적 조건의 DBD-CPT 가 닭가슴살 큐브의 품질 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 분리 유청 단백(Whey protein isolate, WPI) 용액으로 코팅하거나 혹은 코팅하지 않은 닭가슴살 큐브(1.51.51.5 cm3, 3.8 g)를 준비하여 Salmonella (~7 log CFU/sample)를 접종하였다. 접종된 닭가슴살 큐브를 폴리 에틸렌 포장재 중심에 위치시킨 후 CP형성 전압(25-38.9 kV)과 처리 시간(2-5 min)에 대해 반응 표면 중심 합성법으로 설계한 처리 조건들로 DBD-CPT하였다. Salmonella 저해에 대한 최적 조건은 반응 표면 분석을 이용해 결정되었고 최적 조건의 DBD-CPT 가 닭가슴살 큐브의 품질 특성에 미치는 영향은 TBARS (thiobarbituric acid reactive substance values) 값과 색도(CIE L*a*b*), 그리고 닭고기 조직감의 연한 정도의 지표인 전단응력(Shear force)을 통해 관찰하였다. DBD-CPT 는 코팅한 닭가슴살에서 3.8 ± 0.3 log CFU/sample, 코팅하지 않은 닭가슴살에서 1.4 ± 0.4 log CFU/sample만큼의 Salmonella 저해를 보였고, 이를 통해 코팅으로 형성 된 평평한 표면이 DBD-CPT 의 Salmonella 저해 효과를 증진시켰음을 알 수 있었다. 그리고 반응표면 분석을 통해 결정된 Salmonella 저해에 대한 최적 CP 형성 전압과 처리 시간은 각각 38.9 kV와 3.6 min이었다. 최적 조건에서의 DBD-CPT 에 의해 Salmonella는 3.9 ± 0.4 log CFU/sample만큼 저해를 보였다. 한편 최적 조건에서의 DBD-CPT 는 TBARS 값, 색도, 그리고 전단 응력에 유의적인 영향을 주지 않았다. DBD-CPT 는 상업적 포장재에 포장되어 있는 조리 닭가슴살 큐브의 Salmonella 를 효과적으로 저해하였으며, 닭가슴살의 품질 특성에는 영향을 미치지 않았으므로 포장된 육류-즉석 섭취 식품의 효과적인 살균 방법으로 제안될 수 있다고 사료 되었다.

유전체 방벽 방전 콜드 플라즈마 (dielectric barrier discharge atmospheric cold plasma, DACP)처리가 상업용 플라스틱 용기에 포장된 삶은 닭 가슴살 큐브의 Salmonella 저해, 표면 형태, 색도에 미치는 영향을 연구하였다. 닭 가슴살 큐브는 1.5 × 1.5 × 1.5 cm의 크기로 잘라 포장재 중앙부에 1층 또는 2층으로 배치 하였다. 시료는 두 형태로 준비하였는데, 하나는 9개의 큐브를 1층에 3행 3열로 배열한 것이었고, 또 다른 형태는 13개의 큐브를 1층에 3행 3열로, 그리고 2층에 2행 2열로 배열한 것이었다. 준비한 시료는 38.7 kV에서 3.5 분간 DACP 처리 하였다. DACP 처리는 모든 위치에 놓인 시료의 Salmonella 수를 균일하게 저해하였으며 (P>0.05), 층별 저해 정도는 유의적으로 차이가 없었고(P>0.05), 표면 형태 및 색도에 영향을 주지 않았다 (P>0.05). 본 연구를 통해 DACP 처리는 적층된 삶은 닭 가슴살의 물리적 특성에 영향을 주지 않으면서 미생물 안전성을 향상시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 삶은 닭 가슴살의 안전한 포장 후 처리 공정으로 DACP 처리를 제안할 수 있을 것으로 사료된다.

푸마르산 전해수용액(0.5%, w/w, fumaric acid/slightly acidic electro-analysised water, FS), 활성칼슘 수용액(0.2%, w/w, CaO/distilled water, CaO), 그리고 유전체 방벽 방전 콜드 플라즈마(dielectric barrier discharge atmospheric cold plasma, DACP)를 이용하여 감귤에 접종된 Penicillium digitatum에 대한 저해 효과 및 외관 변화를 연구하였다. 처리 방법은 FS, CaO, CaO와 FS의 병합 처리(FSC), DACP, FS와 DACP, CaO와 DACP, 그리고 FSC와 DACP였다. DACP 처리 전압(34.0, 35.2, 그리고 37.1 kV)과 처리 시간(1, 2, 3, 4, 그리고 5분)을 변수로 하여 처리 조건 최적화를 수행하였다. 병합 처리시 DACP의 조건은 처리 전압 37.1 kV, 그리고 처리 시간 4분이었다. P. digitatum 저해 효과는 곰팡이 발생률(disease incidence, D.I., %)로 확인하였다. 처리 전압 37.1 kV, 처리 시간 4분의 DACP 처리가 사용된 FSC 처리에서 P. digitatum 저해 효과가 가장 높았다(D.I. 51.0%). DACP 처리된 감귤의 D.I.는 DACP 처리 전압이 높아질수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 처리 전압이 35.2 kV이하인 DACP 처리는 처리 후 귤의 외관에 영향을 주지 않았다. 연구를 통해 천연 세척 소재-콜드 플라즈마 병합 처리가 감귤의 저장성을 높이는 새로운 살균 공정으로 사용될 가능성을 확인할 수 있었다.

닭 가슴살 샐러드 혼합 제품과 같은 즉석조리식품의 수요가 세계적으로 증가하고 있고, 이에 따라, 식중독 발병 건수도 증가하고 있다. 이러한 즉석조리식품 제품의 포장 후 처리(in-package treatment) 기술로써, 대기압 저온 플라스마가 활발히 연구되고 있다. 그러나 아직 즉석조리식품용 삶은 닭을 대기압 저온 플라스마를 이용하여 저해한 연구는 보고된 바 없다, 따라서 본 연구의 목적은 1) 대기압 저온 플라스마 처리의 상업적 플라스틱 용기에 포장한 삶은 닭 가슴살 큐브에 접종된 Escherichia coli O157:H7, Salmonella spp. 및 Listeria monocytogenes의 저해에 대한 효과를 연구하고, 2) 플라스틱 용기 내 대기압 저온 플라스마 살균 처리의 균일성을 연구하는 것이었다. 플라스틱 용기에 넣은 닭 가슴살 큐브(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 3.8 g) 수는 미생물 종류에 따른 저해 실험, 그리고 대기압 저온 플라스마 살균 처리 균일성 확인 실험에서는 각각 1개 그리고 아홉 조각(3×3) 위에 네 조각(2×2) 쌓아 준비하였다. 모든 닭 가슴살 큐브는 살균 된 플라스틱 용기에 넣고 뚜껑을 닫은 후 처리 전압 160 V에서 3.5분 동안 처리되었다. 대기압 저온 플라스마 처리는 E. coli O157:H7, Salmonella, 그리고 L. monocytogenes 각각 3.9 ± 0.3, 3.7 ± 0.3, 3.5 ± 0.1 log CFU/cube 저해시켰다. 대기압 플라스마 처리의 균일성을 알아보기 위한 연구에서, 닭 가슴살 큐브는 놓인 위치와 쌓인 정도에 상관없이 Salmonella를 1.1 ± 0.3 – 1.9 ± 0.4 log CFU/cube 저해 시켰다(P > 0.05). 본 연구를 통해 대기압 비열 플라스마 처리는 삶은 닭 가슴살을 포장 후 살균할 수 있는 기술임을 알 수 있었고, 여러 개의 시료를 사용하였을 때에도 처리가 균일하게 이루어져서 모든 시료에서 유사한 저해를 보이면서, 대기압 비열 플라스마 처리의 상업적 적용 가능성을 보여주었다.

식품 포장재 내 곤충 침입을 방지하기 위해 방향유를 함유한 방충 필름이 연구되고 있으나 파일럿 규모의 생산 장비를 이용한 연구는 드물다. 따라서 본 연구의 목적은 파일럿 규모의 생산 장비로 미세캡슐화된 시나몬방향유(cinnamon oil, CO) 함유 식품 포장 필름을 개발하고 필름의 방충효과와 이화학적 특성을 평가하는 것이었다. 모든 필름은 파일럿 규모의 그라비아 인쇄기(Roto Gravure Printing Press, Ilsung Machinary Co., Ltd., Gumi, Korea)와 적층기(Dry laminating & Extrusion laminating machine, INT CO., Ltd; Ansan, Korea)로 제작되었다. 폴리비닐알코올 수용액(0.02%, w/w, 폴리비닐알코올/증류수)을 사용하여 CO (5.2%, w/w, CO/PVA 수용액) 미세캡슐 에멀션을 제조하였고, 0,1 또는 2% (w/w, CO/미세캡슐 CO 에멀션)의 미세캡슐 CO 에멀션을 잉크(54 또는 61%, w/w, 잉크/전체 혼합액)와 시너(thinner) (23 또는 26%, w/w, 시너/전체 혼합액)에 혼합하여 인쇄 용액을 만들었다. 만들어진 용액을 폴리프로필렌필름(30 μm)에 그라비아 인쇄기로 인쇄한 후, 인쇄된 면에 저밀도폴리에틸렌 필름(40 μm)을 올려놓고 적층(lamination)하여 방충 필름(75 μm 두께)을 제작하였다. 소규모와 파일럿 규모로 진행된 필름의 방충효과 측정에는 화랑곡 나방(Plodia interpunctella) 유충을 사용하였고, 개발된 필름의 시남알데하이드 방출률, 인장 및 수분 차단 특성 그리고 열 중량을 분석하였다. 파일럿 규모 인쇄기와 적층기는 미세캡슐 CO 에멀션이 사용된 방출필름을 연속적이고 균일하게 생산하였다. 미세캡슐 2% CO 에멀션 제형으로 제작된 필름이 가장 높은 방충능을 보였으며, 미세캡슐화가 방충효과를 유지하면서 시남알데하이드의 보존성을 높여 방충효과를 유지하는 데 효과적임을 알 수 있었다. 열 중량분석 결과를 통해 미세캡슐화와 적층이 CO의 휘발을 막는 데 효과적임을 확인했다. 필름의 인장강도, 신장률, 탄성률 그리고 수증기 투과성은 각각 40.4-45.4 MPa, 87.1-87.6%, 831.8-838.1 MPa, 그리고 0.0078-0.0082 g·mm·h-1·kPa-1·m-2이 었으며, 이 결과들은 개발된 방충 필름의 인장 및 수분특성에 변화를 주지 않는 것으로 관찰되었다(p>0.05). 연구를 통해 파일럿 플랜트 규모에서 방충 필름을 성공적으로 제작할 수 있었고, 방충효과와 이화학적 특성 결과를 통해 제작된 방충 필름의 상업적 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

백년초 분말과 백년초 추출물의 항산화능과 친수성에 대한 아르곤 콜드 플라즈마(cold plasma, CP) 처리의 영향을 연구하였고, 두 특성에 대한 최적 CP 처리 조건을 결정하였다. 백년초 추출물 시료는 백년초 분말을 80% 에틸알코올 로 추출한 후 감압 농축하고 동결건조하여 얻었다. CP 처리 조건은 플라즈마 형성 전력(600-900 W)과 처리 시간 (10-40 min)을 변수로 하여 반응표면모델(response surface model, RSM) 중심합성계획법으로 설계하였다. 백년초시료의 항산화능은 α, α-diphenyl-β-picrylhydrazyl (DPPH)-라디칼 소거 활성(%)법으로 측정하였고, CP 처리 조건과 라디칼 소 거 활성의 상관관계를 RSM 분석법으로 분석하였다. 시료의 친수성 관찰은 용해도와 분산안정성측정을 통해 이루어졌 고, 각각은 수용액상에 용해된 고형분의 비율(%, W/W)과 후방 산란의 변화(delta back scattering)로 측정되었으며, 쿼 세틴 함량은 HPLC로 정량분석하였다. 백년초 분말에 대한 최적 CP 형성 전력과 시간은 항산화능을 유지시키고 (p>0.05), 용해도를 2.3%만큼 증가시키며(p<0.05), delta back scattering을 0.47%만큼 감소시킨 856 W에서 36분으로 결 정 되었고, 백년초 추출물에 대한 최적 CP 형성 전력과 시간은 항산화능을 유지시키고(p>0.05), delta back scattering을 0.14%만큼 감소시킨 644 W에서 36분으로 결정 되었다. 최적 CP 처리 조건에서 백년초 분말과 추출물의 쿼세틴 함량 은 각각 2.7 μg/mL과 6.6 μg/mL 만큼 증가하였다(p<0.05). RSM 분석 결과 백년초 추출물의 항산화능은 CP 형성 전력 과 CP 처리 시간 조건에 영향을 받음을 확인할 수 있었으나(p<0.05), 선형 상관성은 보이지 않았다. 본 연구를 통해 CP 처리가 백년초 분말과 백년초 추출물의 항산화능 저감없이 친수성을 개선하는 것을 확인하였다. 백년초 분말과 백 년초 추출물의 식품 적용성을 증대시키는 기술로서 CP 처리의 가능성을 확인하였다.

카나우바 왁스(carnauba wax)에 자몽종자추출물(grapefruit seed extract, GSE)과 오리가노 방향유를 혼합하여 코팅제를 개 발하였고, 개발된 코팅제를 감귤(Citrus unshiu Marc.)에 코팅하여 코팅의 Penicillium italicum (P. italicum) 발생 억제와 감귤 의 저장성 증대에 대한 효과를 연구하였다. 카나우바 왁스에 0.5, 0.8, 1.0%(w/w)의 GSE와 Tween-80 (25% w/GSE w)을 혼 합한 후 10,000 rpm에서 2분간 균질화하여 코팅액을 제조하였다. 제조된 코팅액의 유화안정성과 분산안정성은 각각 입자 크기와 제타전위 그리고 후방산란으로 측정되었다. 코팅되지 않은 감귤과 GSE를 1% 혼입한 카나우바 왁스(GSE-carnauba wax) 코팅액으로 코팅된 감귤은 4°C와 25°C에서 각각 28일과 7일간 저장되었고, 저장 기간 중 이화학적 특성과 P. italicum 의 생장을 관찰하였다. GSE-carnauba wax 코팅액의 입자크기와 제타전위는 다른 코팅액에 비해 유의적으로 각각 작고 높 았으며(p>0.05), 후방산란은 저장 기간이 증대하여도 상대적으로 유지되었다. 25°C에서 저장된 GSE-carnauba wax 코팅액이 P. italicum 생장을 가장 효과적으로 억제하였다(p<0.05). 또한, GSE-carnauba wax 코팅액으로 코팅 처리하여 4°C에서 저장 된 감귤의 중량감소율, CO2 발생량, 경도 감소율은 코팅 처리하지 않은 감귤보다 낮은 것으로 관찰되었다(p<0.05). GSE-carnauba wax 코팅은 저장 중의 저장온도와 관계없이 감귤 껍질의 색도에 영향을 미치지 않았다(p>0.05). 감귤의 당도, 적정 산도 및 pH는 코팅 여부, 코팅액 내 GSE 첨가 여부, 저장 온도 그리고 저장 일수에 영향을 받지 않았다(p<0.05). 저장 일수가 길어질수록 25°C에서 저장된 감귤의 총 폴리페놀 함량, 항산화능은 코팅 여부와 관계없이 감소하기 시작했고 (p<0.05), 아스코브산 농도는 코팅처리 된 감귤에서 더 높았다. 본 연구에서 개발된 GSE-carnauba wax 코팅은 감귤의 P. italicum 생장과 저장 중 품질 저하를 억제하여 감귤의 저장 기간을 효과적으로 연장시킬 수 있을 것이다.

Muffin was developed using blueberry powder and the shelf life of the muffin packaged in modified atmosphere was determined. Blueberry was freeze-dried and milled to prepare powder. As the concentration of blueberry powder increased from 0 to 15% (w/w), hardness and gumminess also increased (p<0.05). The Hunter L and b values of the crust and crumb of muffin decreased as the concentration increased, while their Hunter a values increased. Blueberry powder concentrations of 10 and 15% resulted in high preference in taste, texture, and overall acceptability. Blueberry muffin containing powder at 10% was packaged in modified atmosphere (MA). The optimum gas for modified atmosphere packaging (MAP) of the muffin was the mixture of carbon dioxide (CO2) and nitrogen (N2) (7:3), which improved microbial stability without altering muffin hardness. The shelf life of modified atmosphere packaged blueberry muffin was determined using the accelerated life test. The shelf life values for MA packaged blueberry muffin stored at 25 and 35°C were predicted as 21 and 5 d, respectively. Further, the Q10 values for 25- 35°C and 35-45°C were determined as 4.2 and 2.9, respectively. The MAP can preserve blueberry muffin for 3 weeks at 25°C, without the external addition of preservatives.

초고압 균질(high pressure homogenization, HPH)처리를 이용해 HPH처리 압력(103-193 MPa), HPH처리 횟수(1-3회), 글리세롤 첨가 농도(14-70% w/w(모자반 분말))를 변수로 하여 가식성 포장 소재인 모자반 필름 형성 용액을 개발 하 였고, 필름 형성 용액을 캐스팅 방법으로 성형하여 필름을 개발 하였다. 훈제 연어는 필름 형성 용액에 침지 코팅하였 다. 필름 형성 용액의 제작 변수에 따른 물리적 특성을 연구 하였고, 개발 된 필름의 물리적 특성과 색도, 표면 구조를 관찰 하였으며, 훈제 연어의 코팅 전, 후 조직감과 색도 그리고 향기 성분을 분석하여 가공식품인 훈제 연어에 대한 적용 가능성을 연구 하였다. HPH처리 된 필름 형성 용액은 유가소성 유체였으며, 처리 압력과 횟수가 각각 103에서 193 MPa로, 1 회에서 3 회로 증가함에 따라 필름 형성 용액의 점도는 감소하는 경향을 보였다. 필름의 입자크기, 인장 강도, 수증기 투과율 그리고 용해도는 HPH 처리 압력과 횟수가 증가함에 따라 감소하였고, 신장률은 24.7 ± 1.3에서 38.0 ± 2.7%로 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 색도는 명도와 황색도가 각각 31.1 ± 2.1에서 42.8 ± 1.2으로, 10.3 ± 3.3에 서 26.8 ± 1.4로 증가하였고(p<0.05), 적색도는 유지 되었으며(p>0.05), 표면 구조는 필름 형성 용액을 193 MPa의 압력 으로 캐스팅한 필름이 103 MPa로 처리한 경우에 비해 입자의 크기가 작고 균일 하였다. 글리세롤 첨가량이 14에서 70% (W/W GW-FS)로 증가됨에 따라 필름의 인장 강도가 4.1 ± 0.8에서 1.1 ± 0.3 MPa로 감소하였고(p<0.05), 신장률은 10.9 ± 2.7에서 21.7 ± 3.0%로 증가 하였으며, 색도 중, 적색도는 감소하였다(p<0.05). 코팅 된 훈제 연어는 처리 전, 후 조직감에 유의적 차이가 없었으며(p>0.05), 명도와 적색도는 각각 54.1 ± 1.0에서 57.5 ± 0.2로, 9.6 ± 0.8에서 16.6 ± 0.8로 증가하였으며(p<0.05). 향 성분은 유지되는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 가식성 필름과 코팅의 재료로서 모자반의 이용가능성을 확인하였으며, 모자반 코팅을 훈제 연어에 적용 시 품질 특성을 증진시킴으로써 가공 식품에 대한 적용 가치를 높일 것으로 사료된다.

비열 처리 기술인 유전체 장벽 방전 저온 플라즈마(dielectric barrier discharge cold plasma, DBD-CP)를 이용하여 양 파 분말에 접종된 Salmonella Enteritidis, Escherichia coli O157:H7, 그리고 Listeria monocytogenes의 저해 효과를 조사 하였다. DBD-CP 처리 조건으로서 DBD-CP 형성 가스는 헬륨이었고, 독립 변인은 처리 전압(4, 5, 6, 7, 8, 그리고 9 kV)과 처리 시간(5, 10, 12, 15, 그리고 20분)이었다. 미생물 저해율과 양파 분말의 표면 온도를 종속 변인으로 하여 DBD-CP 최적화 조건을 확립하였고, 이를 바탕으로 S. Enteritidis 저해율에 대한 예측 모델을 구축하였다. 또한 양파 분말의 입자 크기와 수분활성도(Aw)에 따른 S. Enteritidis 저해 효과를 알아보았다. 또다른 처리 조건으로서 헬륨-물 혼 합 가스를 형성 가스로 사용하여 9 kV에서 5분 동안 주파수(15, 25, 그리고 35 kHz)에 따른 미생물 저해율과 시료 표면 온도에 대한 영향을 관찰하였다. DBD-CP 처리에 의해 양파 분말에 접종된 S. Enteritidis, E. coli O157:H7, 그리고 L. monocytogenes는 각각 ≤2.3 ± 0.1, ≤1.4 ± 0.2, 그리고 ≤0.7 ± 1.2 log CFU/cm 2까지 저해되었고, 시료의 최고 온도는 38.5 ± 1.52℃이었다. 양파 분말에 접종된 S. Enteritidis의 저해율에 대한 DBD-CP 최적 조건은 9 kV와 20분이었고, S. Enteritidis 저해율을 가장 적절하게 예측한 모델은 Fermi’s model (R 2 =0.93)이었다. 수분활성도가 0.4, 0.8인 양파 분말의 S. Enteritidis 저해율은 각각 2.3 ± 0.1, 1.8 ± 0.1 log CFU/cm 2로 유의적인 차이가 없었고(p>0.05), 입자 크기가 0.25, 1.00 cm 2인 양파 분말의 S. Enteritidis 저해율은 각각 2.3 ± 0.1, 1.0 ± 0.5 log CFU/cm 2로 입자의 크기가 작을수록 저해율이 높았다. 헬륨-물 혼합 가스로 DBD-CP 처리시 모든 식중독균에서 주파수가 작을수록 저해율이 증가하였고, 헬륨의 단 독 처리에 비해 미생물 저해율이 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 현 연구를 통해 DBD-CP 처리 기술은 분말 식품의 품질 보존 및 미생물 안전성을 향상시키기 위한 살균 방법으로서의 가능성을 보여주었다.

블루베리 퓨레의 가공과정에서 열처리로써 20 Brix로 농축하는 공정으로 40℃에서 3시간 감압농축을 하였으며 살 균공정으로 90℃에서 30분간 하였다. pH 조절제로 원료인 블루베리 대비 1%(w/w)의 시트르산(citric acid, CA) 또는 0.5% 산성메타인산나트륨(acidic sodium metaphosphate, ASM)을 사용하였다. 대조구, 1% CA 및 1% CA + 0.5% ASM 블루베리 퓨레의 pH는 각각 2.51, 2.53 및 1.60이었다. 색가(Color value)는 각각 111.80, 172.83 및 145.80이었으며 적색 도 a값은 각각 3.40, 3.16 및 4.13이었다. 총 폴리페놀함량은 각각 325.68, 361.55 및 481.72 mg/g이었으며 총 플라보노 이드함량은 각각 489.50, 555.78 및 782.00 mg/mL이었고 총 안토시아닌함량은 각각 128.69, 154.12 및 164.06 mg/100g 이었다. 항산화활성으로써 DPPH 라디칼 소거활성은 각각 88.04, 91.81 및 101.18% 이었으며 SOD-like 활성능은 각각 49.83, 50.25 및 68.11% 수준이었고 hydrogen peroxide 소거능은 각각 91.98, 96.33 및 102.04% 수준이었다. Elastase 저 해활성은 각각 34.40, 39.06 및 49.38% 수준이었다. 모든 분석 치에 대하여 대조구와 1% CA + 0.5% ASM 블루베리 퓨 레 간에 5%내에서 유의성차이를 보였다.

항균 물질인 로즈마리 오일(RO), 자몽종자 추출물(GSE), 오레가노 오일(OO)을 각각 키토산 에멀젼에 혼입하여 코 팅제를 개발하였으며, 개발된 키토산 코팅제를 방울토마토에 적용하여 방울 토마토 위해 미생물의 저해 효과를 연구 하였다. 1%(v/v) 빙초산 수용액에 키토산 1%(w/v)을 첨가하여 교반한 후 0.50, 0.75, 1.00%(w/v) 농도의 RO, GSE, OO와 RO, GSE, OO 대비 25%(w/w) Tween-80을 혼합하여 10,000 rpm에서 2분간 균질화 한 뒤, 진공 펌프로 에멀젼 내 가스를 제거하여 코팅제를 개발하였다. 개발된 코팅제를 이용하여 방울토마토를 코팅한 후 살모넬라 혼합균주(S. Typhimurium, S. Montevideo, and S. Enteritidis)를 접종하여 살모넬라균의 저해 효과를 확인하였다. 농도가 각각 0.50, 0.75, 1%인 RO, GSE, OO를 혼입한 키토산 에멀젼 코팅제는 방울토마토에 접종된 살모넬라 혼합균주를 각각 0.7-1.1, 1.0-1.6, 그 리고 0.7-1.1 log CFU/cherry tomato를 저해하는 효과를 보였다. 본 연구를 통해 개발된 RO, GSE, 그리고 OO를 혼입한 키토산 코팅제는 방울토마토의 식중독 위해 미생물인 살모넬라균에 대한 저해 활성을 보였고 향후, 방울토마토의 미 생물학적 안전성과 저장성 향상에 기여하는 코팅제로서의 이용 가능성을 확인해주었다.