To improve the shelf-life of Centella asiatica, Centella asiatica was treated with gel packs containing slow-released chlorine dioxide (ClO2) gas at 3-5 ppm for 20 days at 4℃. The weight loss rate, as well as the changes in pH, color, and texture of the treated samples, were investigated. The weight of the control and ClO2 gas-treated samples was decreased during the storage period. The change in weight of the control was slightly faster than that of the samples treated with 3 and 4 ppm ClO2 gas. The pH of the control and the ClO2 gas treated samples were decreased during the storage period and there was no significant difference between the control and ClO2 gas treated samples. Concerning color (lightness, redness, and yellowness) changes of Centella asiatica during the storage period, there was no significant difference between the control and ClO2 gas treated samples. The change in shear force in the leaf and stem of Centella asiatica during the storage period was slightly lower in the 4 ppm ClO2 gas treated samples (in the leaf) compared to the control and 3 and 4 ppm ClO2 gas treated samples (in the stem) compared to the control and 5 ppm ClO2 gas treated sample.

본 연구에서는 병원균인 Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella Typhimurium 그리고 Escherichia coli O157:H7을 이산화염소수와 전해수에 0분, 2분, 4분, 6분, 8분 및 10분간 반응시켜 이산화염소수와 전해수의 살균 효과를 확인하고, 그람 양성균(B. cereus, S. aureus)과 그 람 음성균(S. Typhimurium, E. coli O157:H7)의 민감성 비 교를 실시하였다. B. cereus, S. aureus, S. Typhimurium 그 리고 E. coli O157:H7의 이산화염소수에서의 D값은 1.85±0.64, 2.06±0.85, 2.26±0.89 그리고 2.59±0.40분으로 나 타났고 전해수의 경우 각각 2.13±0.32, 1.64±0.64, 1.71±0.32 그리고 1.86±0.36분으로 나타났다. 각 용액에 처리한 10분 간 모든 균주에서 꾸준한 감소 추세를 나타내었으며 각 용액에서 각 균주의 D값은 서로 유의적인 차이는 보이지 않았다 (P>0.05). 이산화염소수와 전해수의 살균력을 비교 한 결과 D값은 유의적인 차이가 나타나지 않았으나, pH 와 유효염소농도 모두 이산화염소가 전해수보다 낮은 값 을 보였다. 살균·소독을 실시할 대상의 pH에 대한 민감성 과 같은 특성을 고려하여 최적의 살균제를 선택하고, 최 적의 농도를 결정하여 식품 산업에 적용하기 위한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

To extend the shelf-life of chicken breast meat, samples were treated with gel-packs containing slow-released ClO2 gas at 7-15 ppm for 8 days at 4℃. And the changes in lipid oxidation and taste compounds of the samples were investigated. TBARS value of the chicken breast was slightly increased during storage. TBARS value of gas treatments was similar to the control during storage. There were 14 fatty acids in the chicken breast. And there was no change in the fatty acid composition during storage, and there was no significant difference between the control and gas treatments. The content of free amino acids was gradually increased during storage. The content of free amino acids were not significantly different between the control and gas treatments during storage. The content of GMP in the control and gas treatments were decreased during storage. However, gas treatments showed slightly higher content than that of control. AMP was not significantly different between the control and gas treatments. IMP gradually decreased during storage and the content of inosine and hypoxanthine was increased. IMP, inosine and hypoxanthine contents of gas treatment were similar to control, but the control tended to change more rapidly than those of gas treatments.

본 연구는 이산화염소 가스를 생성하는 앰플을 이용하여 6.5 L 용기에서 살균효과와 소취효과를 확인하였고, 소독장 에서 이산화염소 가스 농도의 변화 및 S. aureus KCTC 1916 와 E. coli KCTC 1682에 대한 살균 효과를 확인하였고, 소독장안에서 작업화 내부의 살균 효과 또한 확인하였다. 앰플은 6.5 L 용기에서 S. aureus KCTC 1916와 E. coli KCTC 1682에 대해 살균 효과가 있었다. 또한 포름알데히드에 대 해서는 소취효과가 없었지만 암모니아와 페놀에는 효과가 있었다. 이산화염소 가스의 최대 농도는 앰플의 수가 많아 질수록 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 앰플 4개는 최대 2.8 ppm, 6개일 때는 최대 4.6 ppm이었으며, 앰플 12개를 이 용하였을 때는 이산화염소 가스 농도를 측정할 수 없었지만 앰플 수와 농도가 비례적으로 상승하는 것을 고려하여 최대 8.5~9.0 ppm 으로 추정할 수 있었다. 또한 순환팬을 가동하게 되면 5배 이상의 농도 감소가 발생하였다. S. aureus KCTC 1916는 24시간 처리하였을 때 앰플 4개는 0.49 log CFU/plate, 6개는 1.2 log CFU/plate 그리고 12개는 2.98 log CFU/plate 감소되었다. E. coli KCTC 1682는 24시간을 처리하였을 때 4개, 6개, 12개 순서로 0.16 log CFU/plate, 2.68 log CFU/plate, 6.06 log CFU/plate 감소하였다. 작업화 내부에 대해 24시간 동안 처리하였을 때 앰플 6개를 사용한 경우 S. aureus KCTC 1916와 E. coli KCTC 1682 는 각각 1.22 log CFU/plate, 2.10 log CFU/plate 감소하였고 12개로 처리한 것은 2.69 log CFU/ plate, 4.41 log CFU/plate 감소하였다.

본 연구는 수출 딸기 ‘매향’의 상품성 유지를 위한 이산화염소 가스 농도 및 처리 효과를 구명하고자 수행되었다. 과피의 착색이 60±5%로 진행된 딸기를 수확한 후 10oC로 설정된 저온저장고에서 이산화염소 가스를 무처리(대조구), 0.2와 0.4mg·L-1의 농도에 각각 30분간 노출 시킨 처리, 저장기간 동안 이산화염소 가스를 0.4mg·L-1 의 농도로 지속적으로 노출시킨 처리로 총 4가지 처리를 수행하였다. 딸기의 무게 손실률, 경도, 당도, 색도, 잿빛곰팡이 발생률, 품질 등급을 저온저장고에 저장하면서 16일간 3일 간격으로 조사하였다. 무게 손실률은 이산화염소 가스 0.2mg·L-1 처리에서 지속적으로 높았고, 이산화염소 가스가 지속적으로 처리됐을 때 무게 손실률은 다른 처리들에 비해 낮은 경향을 보였다. 경도는 저장 13일째 이산화염소 가스 0.2와 0.4mg·L-1 처리에서 유의적으로 높았다. 당도는 지속적인 이산화염소 가스 처리에서 낮은 경향을 보였다. 색도는 이산화염소 가스 농도 및 처리 방법에 따른 경향성을 보이지 않았다. 지속적인 이산화염소 가스 처리에서 저장 13일째까지는 잿빛곰팡이가 발생하지 않았다. 품질 등급은 이산화염소 처리구에서 대조구에 비해 낮은 경향을 보였다. 결과적으로 수확 후 저장기간 동안 수출 딸기 ‘매향’에 이산화염소 가스를 지속적으로 처리함으로써 무게 손실률과 잿빛곰팡이 발생률을 감소시킬 수 있었다. 하지만 과실의 품질 등급을 유지 시킬 수 있는 방안에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

본 연구는 절화장미에 대한 ClO2의 꽃잎침지 처리의 잿빛곰팡이병 억제 효과를 알아보고자 수출 절화장미 ‘Beast'’ ‘Brut’, ‘Hera’, ‘Soleo’, ‘Vital’, ‘Dominica’, ‘Mentha’, ‘Miss Holland’, ‘Pitahaya’, ‘Wildlook’를 이용하여 현장평가를 실시하였다. 잿빛곰팡이 접종 후 생산 및 공선단계에서 ClO2 5μL･L-1를 2초 꽃잎침지 처리 후 관행적 수출 유통단계를 거친 결과, ‘Brut’와 ‘Soleo’에서 생산단계에서만 ClO2 꽃잎침지 처리한 처리구보다 생산과 공선단계에서 모두 처리한 처리구에서 잿빛곰팡이병 억제효과가 높았다. ClO2 꽃잎침지 처리에 따른 품질검증을 위하여 화색, 전해질용출률, 방향성을 분석한 결과 10품종 모두 처리간 차이가 없어 화색, 전해질용출률, 방향성에는 영향을 거의 주지 않는 것을 알 수 있었다. 잿빛곰팡이 접종 유무에 따른 ClO2 꽃잎침지 처리 효과를 알아보고자 실험한 결과, 잿빛곰팡이병 처리구에서는 높은 발병률을 보였으며, ‘Dominica’와 ‘Mentha’에서는 ClO2 꽃잎 침지처리가 수치적으로 잿빛곰팡이병 발병률은 낮았으나 통계적 유의차는 없었다. 결론적으로 ClO2 꽃잎침지 처리는 10품종 중 3품종에서만 잿빛곰팡이병을 억제시켜, 처리 농도와 처리 시간 및 건조시간에 대한 추가 연구가 필요할 것이다. 또한 ClO2 꽃잎침지 처리가 절화장미의 화색, 조직손상, 방향성에 영향을 주지 않아 수출유통과정의 적용 가능성을 확인하였으며, 장미 수출 시 ClO2 꽃잎 침지 처리는 생산단계보다는 공선단계에서 적용 가능성이 높다는 것을 알 수 있었다.

수출 시 장미의 절화수명을 효과적으로 연장시켰던 친환경 살균물질인 ClO2의 적용 가능성과 수출 유통 환경분석을 위해 실험을 수행되었다. 일본 수출절화 장미 ‘Wildlook’의 수출유통단계에 따른 온･습도를 측정한 결과, 로즈피아 선별 및 포장 단계에서는 26~27℃/RH 40~43%, 로즈피아 저장고단계에서는 1~6℃/RH 35~64%, 부산 운송단계에서는 17~22℃/RH 48~73%, 일본 배 운송단계에서는 5~11℃/RH 54~70%, 일본경매장 및 소매점단계에서는 13~28℃/RH 46~81%로 총 5단계로 고온과 저온이 반복되었으며, 습도는 35%이상이었다. 각 단계별 평균 온･습도는 26.9℃/RH 41.6%, 2.3℃/RH 56.6%, 20. 3℃/RH 58.2%, 6.9℃/RH 65.6%, 23.9℃/RH 69.45%로, 고온과 저온이 반복되었고 습도는 지속적으로 높아졌다. 관행 수출방식(박스당 30송이, 절화 60cm) 절화에 물과 ClO2 5μL･L-1 약 800mL을 공선장 포장단계에서 보존용액 처리 후 소매점에서 절화수명실험을 한 결과, 절화수명은 물과 ClO2처리구에서 각각 12.6일, 11.6일로 유의차가 없었다. 결론적으로 장미는 수확 후 일본 수출 시 운송 3일 동안 고온과 저온이 반복되는 것을 알 수 있었으며, 습도는 운송시간이 경과 될수록 높아지는 것을 알 수 있었다. 또한 수출보존용액으로 ClO2를 처리하였지만 대조구와 차이가 없었으므로 수출 절화 장미의 보존용액 처리에 ClO2 적용을 위해서는 적정 농도를 찾는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

곡물 저장중 해충과 미생물에 의한 피해가 증가하며, 이를 제어하기 위한 방법으로 이산화염소가스처리 방법을 제시하였고, 본 가스처리에 의한 살충기작을 증명하였다. 해충을 억제할 수 있는 최적의 가스 처리 조건과 가스 처리 후 곡물내의 이산화염소 잔류량과 곡물품질 등을 조사하여 피해 예측을 하였다. 본 가스 처리에 의해 화랑곡나방의 모든 생장 단계에서 효과를 보였으며, 특히 알과 성충 단계는 단시간 고농도 처리와 장시간 저농도 처리에서 높은 치사율였다. 한편, 낮은 농도에서 처리된 유충은 유충기간이 1.5 배가량 늘어나며, 번데기가 되지 못하거나 우화하지 못하는 것을 확인 하였다. 특히 유충의 섭식양이 급격히 감소하여 실크분비량이 거의 없을 정도로 활동량이 둔화되었다. 또한, 이산화염소처리가 화랑곡나방 암수 성충간의 페로몬 센싱에 교란을 유도할 수 있음을 확인 하였다. 본 연구 결과는 이산화염소가스처리를 통한 해충 방제 및 해충활동 제어 방법으로의 가능성을 제시한다.

다양한 식재료의 소독재로 사용되는 이산화염소(ClO2)는 이 물질이 갖는 높은 산화력에 기인된다. 이산화염소가 해충에 대한 방제 가능성이 제기되었고, 이에 대한 실증 시험은 이 물질의 살충기작을 증명하여 주었다. 그러나 이 물질의 살충 기작은 밝혀지지 않았다. 본 연구는 이산화염소의 훈증처리에 따라 곤충 체내에서 일어나는 산화적 스트레스를 항산화효소의 발현 유발에 따라 가능성을 찾았다. 다시 이산화염소를 처리하고 세포내에 존재하는 활성산소(reactive oxygen species: ROS)를 정량화한 결과 ROS의 급격한 증가를 관찰하였다. Vitamin E와 같은 항산화제를 이산화염소와 처리할 경우 살충력은 크게 낮아져 산화적 스트레스에 기인된 살충기작을 뒷받침하여 주었다. 이러한 ROS 유발은 다양한 생리현상을 일으키는 분자를 교란하여 곤충의 신경, 면역, 행동 및 발육 생리를 저해는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 산화적 스트레스에 의해 살충효과를 일으키는 새로운 해충 방제제의 개발을 제시하고 있다.

Even though chlorine dioxide (ClO2) is utilized in a pre-treatment due to its effective sterilizing activity for microorganisms and its safety for food, it has a limitation in maintaining freshness of the food product. In this study, a low-concentration ClO2 gas was produced in a packaging form of air-permeable gel pack so that it could be released continuously over several days. The amount of ClO2 gas emission and microbial inactivation effect against foodborne pathogens were measured during the release of ClO2 gas. As a result of measuring the change of color in order to confirm whether the chlorine dioxide gas was eluted in the form of a sustained release, the yellowness was significantly higher at higher gel pack concentration and higher value during storage periods. The slow-released ClO2 gel-pack showed clear inactivation effect against Escherichia coli and Staphylococcus aureus with 99.9% inactivation efficiency. As a result of measuring the sterilization effect of Listeria monocytogenes by the concentration of chlorine dioxide gas, the sterilization effect was increased as the concentration was increased. Therefore, the slow-released ClO2 gel-pack is feasible to apply for industry usages.

이산화염소(ClO2)는 높은 산화력으로 여러 미생물의 소독제로 널리 사용되어 왔다. 최근 훈증처리가 가능한 제형으로 개발되면서 이산화염소의 해충 방제 적용 가능성이 제기되었고, 실제로 의학 및 저곡해충에 대한 살충력이 입증되었다. 그러나 기존의 살충제와 다른 형태의 화학 구조를 지닌 이산화염소에 대한 살충기작은 알려진 바가 없었다. 이산화염소에 대한 노출은 곤충으로 하여금 산화적 스트레스를 유발하였다. 이는 항산화효소의 발현이 증가로 이어졌으며, 여기에 항산화제를 처리할 경우 이산화염소의 살충력을 크게 둔감시켰다. 실제로 이산화염소에 노출된 곤충은 체내 활성산소량이 크게 증가하였다. 후속 연구는 곤충 체내로 들어간 이산화염소가 활성산소를 증가시키고 다양한 분자종말점을 변형시켜 신경, 면역, 행동 및 발육 생리를 교란한다는 살충기작 모델을 제시하게 되었다.

To prolong the shelf-life of chicken breast meat, samples were treated with gel packs containing slow-released chlorine dioxide (ClO2) gas at 7~15 ppm for eight days at 4℃. The microbial, physicochemical properties and sensory evaluation of the treated samples were investigated. The total number of bacteria in the control increased during storage and showed 6.78 log CFU/g on the 8th day of storage, but ClO2 gas treatments showed 6.24~6.58 log CFU/g at the same time. The initial pH of chicken breast meat was 6.00 and gradually increased during storage. And ClO2 gas treatments did not show any significant difference from the control during storage period, but maintained a generally lower pH than that of the control. The lightness, redness, and yellowness during storage were not significantly different between the control and the 7~10 ppm ClO2 gas treatments. However, as the storage period was increased, the redness of 15 ppm ClO2 gas treatment was reduced. The cooking loss and shear force were not different between the control and ClO2 gas treatments during the storage period. Volatile basic nitrogen (VBN) increased in the control from the 6th day of storage and 23.80 mg% in the 8th day of storage. However, VBN of ClO2 treatments showed lower than that of the control. In the change of sensory evaluation during storage, 10 ppm ClO2 treatment showed the highest preference in odor, appearance and overall acceptance during storage period.

본 연구는 기구등에 오염된 E. coli와 S. aureus를 제어 하기 위해 이산화염소의 농도별 접촉시간에 따른 살균소 독력을 평가하여 살균예측모델을 개발하였다. E. coli의 경우 초기균수가 9.13 log CFU/mL이었고, 청정조건에서 5 ppm으로 1분, 3분, 5분 처리한 결과 각각 0.04, 0.07, 0.10 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 20 ppm을 처리한 결 과 각각 0.74, 0.79, 0.84 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 또한 CCD에 의한 최대농도 35 ppm으로 처리한 결과 각각 2.49, 2.70, 3.65 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. S. aureus의 경우 초기균수가 8.70 log CFU/mL이었고, 청정조건에서 5 ppm으로 1분, 3분, 5분 처리한 결과 각각 0.14, 0.28, 0.36 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 20 ppm을 처리한 결과 각각 0.66, 0.79, 0.90 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 또한 CCD에 의한 최대농도 35 ppm 으로 처리한 결과 각각 4.59, 5.25, 5.81 log CFU/mL의 감소값을 나타내었다. 따라서 이산화염소의 살균소독력 평 가결과는 E. coli와 S. aureus에 대하여 식품의약품안전처 살균소독력 기준에 모두 만족하는 것으로 나타났다. 살균 예측모델의 경우, R2값이 모두 0.98 이상으로 두 균주에 대해 모두 높은 적합성을 보였다. 본 연구에서 개발된 이산화염소의 살균예측모델을 식품산업 적용을 위한 기초자 료로 활용함으로써 E. coli와 S. aureus를 적절한 농도와 접촉시간으로 제어할 수 있을 것으로 사료된다.

이산화염소(ClO2) 키트를 이용한 식품 저장시설에서의 훈증 상용화 기술개발을 위하여 저장해충들에 대한 훈증효과를 검증하였다. ㈜농심의 원주, 강릉, 안동, 순천, 광주, 전주, 제주물류센터에서 화랑곡나방 유충, 성충, 어리쌀바구미성충, 거짓쌀도둑거저리 성충, 수시렁이류 유충을 대상으로 이산화염소 훈증효과를 조사한 결과, 원주의 경우 처리구에서 3일째 화랑곡나방 성충과 수시렁이 유충 생존률이 0%였으며, 강릉도 각각 13.33, 16.6%로 낮게 나타났다.안동에서는 무처리구에서 화랑곡나방 유충과 성충의 7일째 생존률이 32, 23.33%, 처리구는 10.34, 0%, 화랑곡나방성충과 어리쌀바구미 성충의 경우 순천 처리구에서 8일째 모두 0%였으며, 광주 처리구에서는 각각 8일, 9일째0%, 전주 처리구에서도 각각 9일, 8일째 0%로 무처리구보다 생존율이 낮았다. 7곳의 물류센터에서 이산화염소처리구에서 대상해충들의 생존률이 낮게 조사되어 이산화염소의 방충효과가 있는 것으로 판단되었다.

이산화염소 훈증 처리는 저곡해충에 대한 방제 가능성을 가지고 있다. 특히 체내로 독성 가스의 침투력을 높이기 위해 기문의 개방화를 유 도하면 이 훈증 가스 처리 효과를 증가시킬 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 이산화염소 훈증 처리에 감수성을 보이는 화랑곡나방 (Plodia interpunctella)을 대상으로 기문 개방 활동을 분석하였다. 화랑곡나방 유충의 기문은 모두 9쌍으로 앞가슴에 1쌍 그리고 복부에 8쌍을 각 각 지니고 있다. 이들은 몸 내부에 가로 및 세로기관지와 연결된 구조를 지녔다. 기문 개방 유무는 염색액 침투 방법으로 판정하였으며 이를 토대 로 분석한 결과 주변 온도 증가에 따라 기문 개방화는 약 60% 까지 증가하였다. 특히 이산화탄소에 노출되면 기문개방화는 약 95%까지 증가하였 다. 반면에 이산화염소에 노출되면 화랑곡나방 유충의 기문은 대부분 닫혀 기문개방율이 약 25%로 줄었다. 이산화염소 처리에 이산화탄소를 추 가한 결과 기문개방율은 이산화탄소 단독 처리만큼 크게 증가하였다. 이를 토대로 두 혼합 가스를 처리하여 살충효과를 분석한 결과 이산화염소 단독 처리에 비해 혼합처리가 현격하게 높은 살충력을 나타냈다.

To increase the shelf-life of strawberry, samples were treated with two gel packs containing slow-released chlorine dioxide (ClO2) gas at 3~5 ppm for 6 days at room temperature and the changes in the major chemical components (ascorbic acid, polyphenols, flavonoids and anthocyanin) contents and antioxidative activities (DPPH, ABTS radical scavenging and metal chelating activity) were investigated. The content of ascorbic acid of control was 40.38 mg% and contained 35.67~44.75 mg% during 6 days. There was no tendency to increase or decrease during storage period. The contents of ascorbic acid of control and 3~5 ppm ClO2 gas treated samples were not significantly different during storage period. The content of polyphenol compounds of initial stage was 111.23 mg% and contained 117.78~132.40 mg% during 6 days. The contents of polyphenol compounds of 3~5 ppm ClO2 gas treated samples were 103.51~130.25 mg%. There were no significant different between them during storage. The flavonoids and anthocyanin contents were not different from the control during storage period regardless of 3~5 ppm ClO2 gas treatment. Furthermore, antioxidative activities were not different among the control and ClO2 gas treatments during storage.