The variations of internal temperature, relative humidity (RH) and gas concentration in the pallet modified atmosphere package (MAP), using polyamide (PA) film and linear low density polyethylene (LLDPE) film, were investigated to extend the shelf life of tomatoes and paprikas. The temperature and RH inside the MAP were higher than that in the cold room, but there was no water condensation inside the MA film. The ethylene concentration in the MAP was maintained below 10 ppm. Oxygen level was stabilized at 2 to 5% during the storage and carbon dioxide level was also stabilized at 15 to 20%. The weight loss of the MAP tomatoes and paprikas was lower than that of the control because the RH in the pallet MAP was higher than that of the cold room. The fungal decay rate in the pallet MAP was also lower than that in the control due to a low oxygen concentration rate. There were no significant differences in the soluble solids, titratable acidity and Hunter’s color, but differences did exist in the hardness between the MAP and the control. So, this pallet MAP method was effective at extending the shelf life of tomatoes and paprikas considering the weight loss, fungal decay and hardness.

Both carcass yield and meat quality are important indices for beef grade, and consequently they are crucial factors for determining beef consumption and price. However, an optimal slaughter time for satisfying high carcass yield and meat quality has not been systemically evaluated, and identifying the time requires their relationship. Therefore, the objective of this study is 1) to examine the distribution of carcass yield by quality index, and 2) to investigate correlation between factors for judging grades of carcass yield and meat quality. We applied statistical analysis (ANOVA and correlation) for the data of Hanwoo (892 data points: bulls=311, cows=163, steers=418) slaughtered from 1995 to 2006. As a result of ANOVA, the mean difference of carcass yield in quality grade 3 was different with grade 1+, 1, and 2(p<0.05). In the correlation analysis, the meat quality grade showed a positive weak correlation with carcass yield (r=0.259, p<0.05), but was negatively correlated to carcass weight and back-fat thickness which were factors for carcass yield index calculation (-0.225 and -0.154, respectively, p<0.05). The results provide an initial idea for relating carcass yield and quality so that we can use it for determining the optimal time for slaughting.

In South Korea, increase in kimchi import from China has emphasized the importance of noticing the origin of production area, largely because of the price and safety concerns. Nevertheless, identification of it depends on a complex physicochemical method. Hence, the objective of this study is to develop a statistical algorithm applicable for analyzing volatile compounds measured by electronic nose so that the device can be used for simple classification of kimchi by its production origin. Discriminant function analysis (DFA), one of multi-variate analysis, was mainly used for analyzing big-size data of volatile compounds detected from kimchi produced either in South Korea or China. Result showed that DFA could completely separate 69 varieties of kimchi by its origin of production (39 from South Korea and 30 from China). This result suggests that volatile compounds can be an index for identifying origin of kimchi and consequently, electronic nose is an optimal option for identifying origin of kimchi production when combined with multi-variate statistics.

This study investigated the effects of 27.12 MHz radio frequency (RF) heating on heat transfer phenomena during the thawing process of frozen food. To determine the velocity of the RF thawing machine, samples were frozen at -80oC and subjected to different power treatments. The phase change times (-5 to 0oC) of frozen radish were 30, 26, 13, and 8 min; those of pork sirloin were 38, 25, 11, and 5 min; those of rump were 23, 17, 11, and 6 min; those of chicken breast were 42, 29, 13, and 9 min; and those of tuna were 25, 23, 10, and 5 min at 50, 100, 200, and 400 W, respectively. The heating limit temperatures of the radish, pork sirloin, rump, chicken breast, and tuna samples were 19.5, 9.2, 21.8, 8.8, and 16.8oC at 50 W; 23.5, 15.5, 27.3, 12.3, and 19oC at 100 W; 42, 26.9, 45.7, 22.1, and 39.4oC at 200 W; and 48.5, 54.7, 63.6, 57.3, and 44.9oC at 400 W. These results suggest that high-power RF improves thawing velocity and heating limit temperatures, and that an improvement on the operation of the RF thawing machine, according to food temperatures, is needed.

본 연구에서는 고추의 수분스트레스 반응을 최적으로 계측할 수 있는 알고리즘을 개발하기 위해 초분광 단파 적외선 영상기술을 적용하였다. 수분스트레스에 노출된 고춧잎의 단파적외선 분광영상을 획득하고 ANOVA 분석을 이용하여 수분스트레스 반응을 가장 잘 반영하는 파장영역을 선정하였다. 고춧잎의 단파적외선 초분광 영상을 이용하여 ANOVA 분석을 수행한 결과 수분스트레스 판별을 위한 최적 파장은 1449nm으로 물분자의 광 흡수 영역대와 거의 일치하였다. 최적 파장에서의 고춧잎 상대반사값을 가우시안 회귀분석을 통해 정상군과 토양흡착수압이 −20kPa과 −50kPa일 때의 스트레스군을 구분할 수 있는 임계값을 계산하고 이 값을 기준으로 단파적외선 영상을 이진화하여 수분스트레스 반응을 판 단할 수 있는 최종영상을 구축하였다. 결과 영상에서 정상군과 스트레스군의 토양흡착수압이 −20kPa인 잎의 경우 스트레스 반응을 보인 픽셀이 72%이었고, −50kPa인 잎에서는 스트레스 반응을 보인 픽셀이 84%로 12%차이 가 났다. 정상군과 스트레스 강도가 다른 시료의 경우 영상의 결과가 명확히 구분되는 것으로 나타나 단파적외선 영상기술이 고춧잎의 수분스트레스 상태를 정량적으로 나타낼 수 있는 기술임을 확인할 수 있었다.

Calcium is an essential nutrient generally obtained from dietary foods. However, its metabolism is a complex biological network requiring an effective analytical tool. In this review, a few notable calcium mechanistic models are assessed, emphasizing the power of mechanistic modeling in analyzing biological systems because no publication has reviewed them in a single place. Reviewed models are categorized by target systems: calcium absorption, calcium excretion, bone turnover, and whole calcium homeostasis. In the calcium absorption model, two transport systems carrying calcium from intestine to blood have been mechanistically described. Since urine calcium excretion is poorly understood, its model has not been explicitly developed although it is modeled as a part of the whole calcium metabolic system. Cell-based bone turnover model has been conceived to describe the mechanism under bone cell regulation. Finally, whole calcium metabolism has been a target to explain the metabolic control of calcium homeostasis that is linked to the endocrine system. Reviewed models focus on explaining how the calcium metabolic system behaves in response to conditional perturbations by involving effective factors such as endocrine system. We expect that not only will this study provide comprehensive information for future studies in calcium metabolism, but also that it will suggest what the concepts of biosystem modeling are and how they can be used for assessing the target system.

본 연구에서는 가시광 및 근적외선 초분광 반사광 영상 시스템을 이용하여 배추의 건전종자와 퇴화종자를 선별할 수 있는 기술 개발에 관한 연구를 수행하였다. 초분광 반사광 영상을 이용하여 배추의 건전종자와 퇴화종자를 선별할 수 있는 최적의 반사광 파장 조합을 구명하고 이를 이용하여 퇴화종자를 검출할 수 있는 초분광 영상 알고리즘을 제시하였다. 본 논문의 전체적인 결론을 요약하면 다음과 같다. 가) 배추의 건전종자와 퇴화종자를 구별하기 위해 초분광 반사광 스펙트럼을 이용하여 PLS-DA 모델을 개발하고 성능평가를 수행하였다. Calibration set의 분류 정확도 97.6%이고 test set의 분류 정확도는 96.9% 이었다. 나) 배추의 건전종자와 퇴화종자를 분류하는데 가장 큰 영향을 미치는 파장대는 680 nm로 확인 되었으며, 이는 배추종자가 퇴화하는 과정에서 발생하는 chlorophyll 변화의 영향으로 사료된다. 다) 개발한 PLS-DA모델의 beta coefficient를 적용한 PLS의 영상을 이용하여 건전종자와 퇴화종자를 선별한 결과 분류정확도 96.8%로 육안 및 일반 컬러 카메라로 선별하기 힘든 배추의 퇴화종자 검출이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 저장기간에 따른 돈육의 신선도 변화측정을 위하여 돈육의 형광 반응을 측정 하였다. 형광 방출-조사 메트릭스를 측정하여 저장기간별 돈육의 부패 정도를 가장 잘 구분 할 수 있는 최적 형광 파장을 찾고자 하였다. 등심의 경우 조사광 420 nm, 방출파장 569 nm, 삼겹살의 경우 조사광 430 nm, 방출파장 636 nm이 저장기간에 따른 신선도 변화 측정을 위해 가장 적합한 파장임을 확인할 수 있었는데 이는 ZnPP와 PP 성분의 형광 반응 영역과 일치하였다. 형광 반응측정에서 얻은 상대 형광강도 값과 돈육의 화학적 및 미생물학적 측정값을 선형회귀법을 이용하여 분석하였다. 선형회귀 분석 결과 등심의 결정계수(R2)는 TBARS, TBC, VBN, pH가 각각 0.693, 0.822, 0.869, 0.632로 나타났다. 삼겹살의 경우는 TBC값이 0.577로 가장 높은 결정계수를 나타내었다. 본 연구의 결과는 특정 파장 영역의 돈육의 형광 값이 돈육 신선도와 관련된 화학적 및 미생물학적 인자들과 밀접한 관계가 있다는 것을 보여주는 것으로 형광측정기술이 돈육의 신선도를 간편하고 빠르게 그리고 비파괴적으로 예측 할 수 있는 가능성을 보여주었다.

초분광영상을 이용하여 방울토마토의 전체 면에서 반사스펙트럼을 획득하였으며 숙도 등급(GN-RD)에 따른 스펙트럼의 차이를 관찰하였다. 방울토마토의 반사스펙트럼에서 클로로필에 의한 675 nm 영역의 흡수가 관찰되었고, 당과 수분의 영향으로 알려진 840 nm, 970 nm 영역에서 흡수가 관찰되었다. 특히 GN에서 RD 등급으로 숙도가 진행될수록 평균 스펙트럼의 경우 반사율이 낮아지는 경향이 관찰되었다. 총 8개의 전처리를 이용하여 전 숙도 등급의 시료에 적용한 PLS 회귀 분석에서 내부품질들 중 경도 예측모델이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 이때 전처리는 평균값을 이용한 정규화이었으며 결정계수는 0.876, 그리고 SEP은 1.875 kgf 이었다. 당도의 경우는 최대값을 이용한 정규화에서 결정계수가 0.823과 SEP 0.388oBx로 나타났으며, 산 함량의 경우 최대값을 이용한 정규화에서 0.620의 결정계수와 0.208%의 SEP이 확인되었다. 상품성을 고려한 PK, LR, RD 등급의 시료에서 PLS 회귀 분석을 실시한 결과 내부품질 중 전체의 숙도 등급의 시료를 사용하여 예측한 결과보다는 전체적으로 다소 낮은 예측결과를 확인할 수 있었다. 내부 품질 중 경도에서 가장 높은 예측모델이 확인되었으며, 전처리는 일정 범위를 이용한 정규화이고 0.679의 결정계수와 0.976oBx의 SEP이 확인되었다. 당도는 최대값을 이용한 정규화에서 0.586의 결정계수와 0.546 kgf의 SEP의 결과를 보였으며 산 함량은 Savitzky Golay의 2차 미분에서 0.547의 결정계수와 0.188%의 SEP을 보였다. 본 연구에서는 최근 연구 활용이 시작되고 있는 최신기술인 초분광 반사영상을 이용하여 방울토마토 내부품질인 경도, 당도, 산 함량 예측의 가능성을 확인하였다. 초분광영상은 영상처리를 이용하여 외부의 결함 및 외부 착색도 등도 측정할 수 있으므로 본 연구에서 수행한 내부품질 측정과 융합하여 복합적인 농산물 품질 선별기 개발에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 고춧가루의 매운맛을 내는 주성분인 캡사이신 함량을 신속하게 측정할 수 있도록 근적외선 흡광도를 측정할 수 있는 시스템을 구성하였다. 이를 이용하여 동일지역(영광군)에서 생산된 맵지 않은 일반 품종의 고춧가루와 우리나라에서 아주 매운 고추로 알려진 청양 품종의 고춧가루를 혼합하여 만들어진 시료에 대하여 입자의 크기별로 캡사이신 함량을 예측할 수 있는 PLSR 모델을 개발하였다. 고춧가루 입도별로 캡사이신 함량의 예측성능을 향상시키기 위한 스펙트럼 전처리 조건을 구명하였으며, 입도가 캡사이신의 함량 예측에 미치는 영향을 구명하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 고춧가루의 근적외선 흡광도 측정 시스템은 1100-2300 nm 대역에서의 근적외선 흡광도 측정용 AOTF-NIR Spectrometer, 여러 부위의 흡광도를 측정하기 위하여 제작된 시료 회전판, 시료 회전판을 회전시키는 모터, 회전판의 속도를 조절하는 속도조절장치와, 시료 용기 등으로 구성되었다. (2) 1100-2300 nm의 대역에서 고춧가루와 순수 캡사이신 분말의 스펙트럼을 측정한 결과 고춧가루의 스펙트럼 피크들과 캡사이신의 스펙트럼 피크가 유사한 대역에서 나타나, 근적외선 분광법을 이용하여 고춧가루의 캡사이신 함량 예측이 가능한것으로 판단되었다. (3) 고춧가루 입도별(0.425 mm이하, 0.425-0.71 mm, 0.71-1.4 mm)로 획득한 근적외선 흡광도에 대하여 전처리를 달리하여 개발한 캡사이신 함량 예측용 PLSR 모델을 교차검증한 결과 결정계수(RV2)는 0.948-0.979, 예측오차(SEP)는 6.56-7.94 mg% 범위에서 나타났으며, 입도가 작을수록 예측성능이 우수하였다. (4) 3가지 입도를 통합한 고춧가루(입도 1.4 mm이하)에 대하여 캡사이신 함량 예측모델 개발을 위한 최적의 스펙트럼 전처리 조건은 영역 정규화, SNV와 1차 미분 3가지를 순차적으로 적용하는 것이었으며, 이를 이용하여 PLSR 예측모델을 개발하여 교차검증으로 검증할 때 결정계수(Rv2)는 0.959, 예측오차(SEP)는 8.82 mg%로 나타났다. (5) 입도가 구분된 고춧가루에는 입도별 예측모델을 적용하고, 입도가 구분되지 않은 고춧가루는 통합 입도 예측모델에 적용함으로써 캡사이신 함량의 예측정확도를 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

We have studied the technology to extend the storage period of ‘Seolhyang’ strawberries using modified atmosphere package (MAP) and ethyl pyruvate (EP) treatment for domestic distribution and export. The selected ripe strawberries harvested on December 28, 2016 at the Sancheong farmhouse were transported to the laboratory for 2 h and tested. After a day’s precooling at 4℃, the strawberries were divided into seven experimental groups. These groups were control, active MAP using low density polyethylene (LDPE), active MAP using polyamide (PA), active MAP using PA with EP treatment, passive MAP using LDPE, passive MAP using PA and passive MAP using PA with EP treatment. Quality analysis was carried out every 4 days during the storage period of 16 days. During the storage period of 16 days, MAP decreased from 3.5% to less than 1.1% in weight loss ratio compared with control, and decreased from 36% to less than 7% in fungal incidence. In the case of fungi in the EP treatment group, hyphae did not grow on the outside of the strawberry but grew to the inside. This tendency was similar to that in the low oxygen and high carbon dioxide environment of the MAP, the mycelium of the fungus did not grow outside of the strawberry. Fungi are the biggest problem in the distribution and export of strawberries, and these results suggest that MAP alone could inhibit mold and increase shelf life.