건포도(Thailand산), 건망고(Philippine산), 건무화과(Iran산)를 0~5 kGy로 감마선 조사한 후 총균수 및 기계적 색차를 측정하고 조사여부 판별가능성을 확인하였다. 총 균수 측정 결과 3 kGy 이상으로 조사된 시료에서는 대부분 검출할 수 없는 수준으로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알 수 있었다. 건조과일의 색차 측정에서, 건망고의 색 변화가 방사선조사에 가장 민감하였다. PSL 측정 결과, 건포도의 경우 비 조사시료는 음성으로, 조사시료는 중간 값으로 확인되었고 건망고의 경우 모든 시료가 음성으로 확인되었으며, 무화과의 경우 5 kGy 조사시료만이 양성으로 확인되어, 건조과일의 경우 PSL 측정법은 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았다. TL 측정 결과 건무화과의 경우 조사시료는 $150{\sim}200^{\circ}C$ 사이에서 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하여 TL 적용이 가능하였다. ESR 측정 결과 건포도와 건망고의 경우 조사시료에서 multi-component 신호를 보여주었고, 신호 강도 역시 조사선량에 따라 유의적으로 증가하여 ESR 적용이 가능하였다.
건포도(Thailand산), 건망고(Philippine산), 건무화과(Iran산)를 0~5 kGy로 감마선 조사한 후 총균수 및 기계적 색차를 측정하고 조사여부 판별가능성을 확인하였다. 총 균수 측정 결과 3 kGy 이상으로 조사된 시료에서는 대부분 검출할 수 없는 수준으로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알 수 있었다. 건조과일의 색차 측정에서, 건망고의 색 변화가 방사선조사에 가장 민감하였다. PSL 측정 결과, 건포도의 경우 비 조사시료는 음성으로, 조사시료는 중간 값으로 확인되었고 건망고의 경우 모든 시료가 음성으로 확인되었으며, 무화과의 경우 5 kGy 조사시료만이 양성으로 확인되어, 건조과일의 경우 PSL 측정법은 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았다. TL 측정 결과 건무화과의 경우 조사시료는 $150{\sim}200^{\circ}C$ 사이에서 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하여 TL 적용이 가능하였다. ESR 측정 결과 건포도와 건망고의 경우 조사시료에서 multi-component 신호를 보여주었고, 신호 강도 역시 조사선량에 따라 유의적으로 증가하여 ESR 적용이 가능하였다.
Raisins (Thailand), dried mangos (Philippines), and dried figs (Iran) were gamma-irradiated (0~5 kGy), and their quality and detection characteristics were investigated. Microbiological characteristics were at safe levels when samples were irradiated at higher than 3 kGy. In color change after irrad...
Raisins (Thailand), dried mangos (Philippines), and dried figs (Iran) were gamma-irradiated (0~5 kGy), and their quality and detection characteristics were investigated. Microbiological characteristics were at safe levels when samples were irradiated at higher than 3 kGy. In color change after irradiation, dried mangoes were the most sensitive. Photostimulated luminescence (PSL) measurement was not applicable to dried fruits, showing negative or intermediate values for the irradiated samples. Thermoluminescence (TL) measurement was good for dried figs, exhibiting a glow curve in range of $150{\sim}200^{\circ}C$, where the signal intensity was dependent on the irradiation dose. Electron spin resonance (ESR) measurement was suitable for raisins and dried mangos, resulting in dose-dependent radiation-induced sugar radical signals.
Raisins (Thailand), dried mangos (Philippines), and dried figs (Iran) were gamma-irradiated (0~5 kGy), and their quality and detection characteristics were investigated. Microbiological characteristics were at safe levels when samples were irradiated at higher than 3 kGy. In color change after irradiation, dried mangoes were the most sensitive. Photostimulated luminescence (PSL) measurement was not applicable to dried fruits, showing negative or intermediate values for the irradiated samples. Thermoluminescence (TL) measurement was good for dried figs, exhibiting a glow curve in range of $150{\sim}200^{\circ}C$, where the signal intensity was dependent on the irradiation dose. Electron spin resonance (ESR) measurement was suitable for raisins and dried mangos, resulting in dose-dependent radiation-induced sugar radical signals.
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문제 정의
본 연구에서는 방사선조사된 건조과일의 미생물 및 색도 확인을 통하여 시료 사이의 차이를 확인하고, 조사여부 판별을 위한 물리적 방법인 PSL, TL, ESR(Electron Spin Resonance)을 이용하여 건조과일에 대한 검지법의 적용가능성을 확인하였다.
제안 방법
4 g을 ESR pyrex tube에 충진하였다. ESR spectrometer(JES-TE 300, Jeol Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 microwave power 9.18～9.21 GHz, microwave frequency 1.0 mW, sweep width 25 mT, modulation frequency 100 kHz, modulation width 1 mT, amplitude 160 mT, time constant 0.03초, sweep time 30초의 조건에서 측정하였다(20,21).
PSL 측정은 European Committee for Standardization (CEN) 방법(12)에 준하여 빛에 대한 노출을 최대한으로 줄인 조건 하에서 교차오염을 피하도록 주의하였다. 건조과일을 petri dish에 고르게 담아 Pulsed PSL Irradiated food screening system(SURRC, Glasgow, UK)의 시료 chamber 에 넣고 60초 동안 방출되는 photon count를 측정하였다. 이때 기기의 dark count는 28±1.
건조과일의 감마선 조사는 정읍방사선과학연구소에 있는Co-60 감마선 조사 시설(100 kCi point source, AECL, IR-79, MDS Nordion International Co. Ltd., Ottawa, Canada)을 이용하여 시간당 일정한 선량률로 0～5 kGy를 조사하였다. 이때 흡수선량의 확인을 위해 alanine dosimeter(Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 이용하여 ESR spectrometer(Bruker EMS 104 EPR analyzer)에서 조사 후 생성되는 free radical을 측정하여 확인하였다.
건포도(Thailand산), 건망고(Philippine산), 건무화과(Iran산)를 0～5 kGy로 감마선 조사한 후 총균수 및 기계적 색차를 측정하고 조사여부 판별가능성을 확인하였다. 총 균수 측정 결과 3 kGy 이상으로 조사된 시료에서는 대부분 검출할 수 없는 수준으로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알수 있었다.
PSL 분석법은 광물질(feldspar, quartz)에 포획된 저장에너지를 적외선으로 자극하여 방사되는 빛에너지를 photon counts(PCs)로 계측하는 방법이다. 방사선조사에 따른 시료의 photon count 측정 결과는 Table 3과 같고, 이를 이용하여 screening 방법으로써의 가능성을 검토하였다. 건포도의 경우 비 조사시료는 음성(negative, 282 PCs)으로, 1, 3, 5 kGy 선량의 조사시료는 중간 값(intermediate, 967～1,153 PCs) 으로 확인되었다.
5 mL를 가하고 무기질에 함유되어 있을 carbonate 제거를 위해 1 N HCl 2 mL를 가한 후 1 N NH4OH 2 mL로 중화하였다. 분리된 무기질을 aluminium disc(6 mm)에 옮겨 담고 50℃에서 하룻밤 예열한 후 Thermoluminescence Dosimetry system (TLD-4500, Harshaw, Wermelskirchen, Germany)을 이용 하여 고순도 질소가스를 흘려보내면서 초기온도 50℃, 최고 온도 350℃, 가온율 5℃/s의 조건으로 측정하였다(17-19).
, Ottawa, Canada)을 이용하여 시간당 일정한 선량률로 0～5 kGy를 조사하였다. 이때 흡수선량의 확인을 위해 alanine dosimeter(Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 이용하여 ESR spectrometer(Bruker EMS 104 EPR analyzer)에서 조사 후 생성되는 free radical을 측정하여 확인하였다.
대상 데이터
시중에서 유통되고 있는 건포도, 건망고, 건무화과 제품을 3종씩 선택하여 TL 및 ESR 방법으로 조사처리 여부를 screening한 후 이를 통해 비 조사시료로 판별된 H사 건포도 (Thailand산), P사 건망고(Philippine산), K사 건무화과(Iran산)를 본 실험의 재료로 선정하였다. 시료는 500 g 단위로 low density polyethylene bag에 밀봉하여 방사선조사용 시료로 사용하였다.
시중에서 유통되고 있는 건포도, 건망고, 건무화과 제품을 3종씩 선택하여 TL 및 ESR 방법으로 조사처리 여부를 screening한 후 이를 통해 비 조사시료로 판별된 H사 건포도 (Thailand산), P사 건망고(Philippine산), K사 건무화과(Iran산)를 본 실험의 재료로 선정하였다. 시료는 500 g 단위로 low density polyethylene bag에 밀봉하여 방사선조사용 시료로 사용하였다.
데이터처리
결과에 영향을 미치는 변수들은 SAS(Statistical Analysis System) program (23)을 이용하여 분석하였고, Duncan's multiple range test 를 이용하여 평균값 사이의 유의적인 차이를 관찰하였다.
이론/모형
PSL 측정은 European Committee for Standardization (CEN) 방법(12)에 준하여 빛에 대한 노출을 최대한으로 줄인 조건 하에서 교차오염을 피하도록 주의하였다. 건조과일을 petri dish에 고르게 담아 Pulsed PSL Irradiated food screening system(SURRC, Glasgow, UK)의 시료 chamber 에 넣고 60초 동안 방출되는 photon count를 측정하였다.
TL 분석은 CEN 방법(16)에 따라 시료에 혼입되어 있는 흙이나 이물질 형태의 무기질을 분리하여 측정에 사용하였다. 건조과일 200 g에 증류수를 가하여 ultrasonic agitator 처리하고 물로 세척하여 125 μm 체를 통과시킨 후 일정시간 정치하여 침전물을 취하였다.
건조과일의 총 균수는 American Public Health Association(APHA) 표준방법(10)에 따라 멸균된 peptone 수로 10 배수 연속 희석한 다음 plate count agar(Difco, Sparks, MD, USA)를 사용하여 37℃에서 72시간 이상 배양한 후 생성된 미생물의 집락을 계수하여 시료 1 mL당 미생물 수(colony forming unit, CFU)로 나타내었다.
기계적 색도는 10회, 그 외 분석은 3회 반복하였고, 측정 결과는 Origin(22)에 의해 분석하였다. 결과에 영향을 미치는 변수들은 SAS(Statistical Analysis System) program (23)을 이용하여 분석하였고, Duncan's multiple range test 를 이용하여 평균값 사이의 유의적인 차이를 관찰하였다.
성능/효과
TL 측정 결과 건무화과의 경우 조사시료는 150～200℃ 사이에서 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하여 TL 적용이 가능하였다. ESR 측정 결과 건포도와 건망고의 경우 조사시료 에서 multi-component 신호를 보여주었고, 신호 강도 역시 조사선량에 따라 유의적으로 증가하여 ESR 적용이 가능하 였다.
건조과일의 색차 측정에서, 건망고의 색 변화가 방사선조사에 가장 민감하였다. PSL 측정 결과, 건포도의 경우 비 조사시료는 음성으로, 조사시료는 중간 값으로 확인 되었고 건망고의 경우 모든 시료가 음성으로 확인되었으며, 무화과의 경우 5 kGy 조사시료만이 양성으로 확인되어, 건조과일의 경우 PSL 측정법은 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았다. TL 측정 결과 건무화과의 경우 조사시료는 150～200℃ 사이에서 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하여 TL 적용이 가능하였다.
TL 측정 결과 건무화과의 경우 조사시료는 150～200℃ 사이에서 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하여 TL 적용이 가능하였다.
건망고의 경우비 조사시료는 180 ℃ 근처에서 30 a.u. 정도의 낮은 강도를 가지는 signal을 나타내었고, 조사시료는 250 ℃ 근처에서 10 ～40 a.u. 범위의 강도를 가지는 signal을 나타내었으며 선량의 증가에 따라 강도는 증가하였다.
06 범위로 측정되어, 선량의 증가에 따라 명도와 황색도가 감소하고 적색도가 증가하는 경향을 나타내었다. 건무화과의 경우 명도는 90.27～97.48, 적색도는 -1.65～4.82, 황색도는 5.74～8.97 범위로 측정되었으며, 명도는 비 조사시료에 비해 조사시료에서 다소 증가하는 경향을 보였으나, 적색 도와 황색도는 선량의 증가에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 한편 비 조사시료와 색의 차이를 나타내는 색차 값은 건포도의 경우 1.
건무화과의 경우 비 조사시료는 특이한 발광곡선을 나타내지 않았으나, 1～5 kGy 범위의 조사시료는 150～200 ℃ 사이에서 조사시료 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하였다.
총 균수 측정 결과 3 kGy 이상으로 조사된 시료에서는 대부분 검출할 수 없는 수준으로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알수 있었다. 건조과일의 색차 측정에서, 건망고의 색 변화가 방사선조사에 가장 민감하였다. PSL 측정 결과, 건포도의 경우 비 조사시료는 음성으로, 조사시료는 중간 값으로 확인 되었고 건망고의 경우 모든 시료가 음성으로 확인되었으며, 무화과의 경우 5 kGy 조사시료만이 양성으로 확인되어, 건조과일의 경우 PSL 측정법은 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았다.
건망고의 경우 비 조사시료와 조사시료의 photon count 값이 288～341 PCs 범위로 측정되어 모두 음성으로 확인되었다. 무화과의 경우 0 및 1 kGy 조사시료의 photon count 값이 317 및 439 PCs로 측정되어 음성으로 확인되었고, 3 kGy 시료는 2,991 PCs로 측정되어 중간 값 즉, 조사여부를 판별할 수 없었으며, 5 kGy 시료는 5,795 PCs로 측정되어 positive로 확인되었다. 이상의 결과 PSL 측정법은 건조과일에 대한 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았으며, 이는 가공공정과 유통과정 중 제품에 포함된 무기질의 손실 및 변형에 의한 것으로 추측되었다.
이와 같이 DNA 2가닥 고리의 같은 부분이 동시에 손상을 입으면 회복이 불가능하여 살균 및 멸균의 효과를 얻게되고(24), 이를 위해 효모 및 곰팡이는 1～5 kGy, 포자형성균은 15～40 kGy 선량의 방사선조사가 필요하다(25). 본 실험에 사용된 다소비 시판 건조과일은 예상보다 비교적 낮은수준의 미생물 농도를 나타내었고, 이는 시료의 높은 당 함량 때문이거나 건조과일에 대해 식품업계의 방사선조사 이외의 살균법 적용 가능성 때문이라고 사료되었다. 한편 이상의 결과는 방사선조사된 시료의 미생물 살균특성에 관한 기존 연구결과와 유사하였고(26-28), 건조과일은 미생물학적 품질을 유지하기 위해 살균 목적의 방사선조사 처리가 효과적임을 확인할 수 있었다.
비조사시료의 총 균수는 건포도에서 2.84 × 101, 건망고에서 4.28 × 101, 건무화과에서 2.04 × 101CFU/g 수준으로 확인되 었다.
무화과의 경우 0 및 1 kGy 조사시료의 photon count 값이 317 및 439 PCs로 측정되어 음성으로 확인되었고, 3 kGy 시료는 2,991 PCs로 측정되어 중간 값 즉, 조사여부를 판별할 수 없었으며, 5 kGy 시료는 5,795 PCs로 측정되어 positive로 확인되었다. 이상의 결과 PSL 측정법은 건조과일에 대한 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았으며, 이는 가공공정과 유통과정 중 제품에 포함된 무기질의 손실 및 변형에 의한 것으로 추측되었다. 한편 Jeong 등(31)도 농산물을 이용한 PSL 측정에서 일부 시료의 photon counts가 조사여부에 대한 차이를 보이지 않아 본 실험과 유사한 결과를 보여주었다.
건무화과의 경우 비 조사시료는 특이한 발광곡선을 나타내지 않았으나, 1～5 kGy 범위의 조사시료는 150～200 ℃ 사이에서 조사시료 특유의 발광곡선을 나타내었고, 신호 강도 또한 조사선량에 의존적으로 증가하였다. 이상의 결과, 건무화과만이 TL 측정을 통한 조사여부의 판별이 가능하였다. 한편, 방사선처리 식품의 판별을 위한 열발광 분석에서 re-irradiation step 에 의한 TL ratio 산출은 여러 종류의 식품에서 검지의 신뢰도를 높일 수 있는 방안으로 보고되었으므로(33,34), 건포도와 건망고의 경우 TL ratio 산출을 통해 결과의 신뢰성을 증진시키는 과정이 필요한 것으로 사료되었다.
건포도(Thailand산), 건망고(Philippine산), 건무화과(Iran산)를 0～5 kGy로 감마선 조사한 후 총균수 및 기계적 색차를 측정하고 조사여부 판별가능성을 확인하였다. 총 균수 측정 결과 3 kGy 이상으로 조사된 시료에서는 대부분 검출할 수 없는 수준으로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알수 있었다. 건조과일의 색차 측정에서, 건망고의 색 변화가 방사선조사에 가장 민감하였다.
측정결과의 판정에서 threshold value는 T1=700 photon count/min, T2=5,000 photon count/min이었고, T1 이하의 값은 비 조사시료(negative)로, T2 이상이면 조사시료(positive)로 판별하였다.
하지만 방사선이 조사되자 1 kGy 시료에서 건포도는 2.16×101, 건망고는 3.38×101, 건무화과는 1.00×101CFU/g 수준으로 감소하였고, 그 이상의 선량으로 조사된 시료에서는 대부분 확인할 수 없는 수준 이하로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알 수 있었다.
9416) 모두 조사선량에 따라 유의적으로 증가하여 이들은 ESR 적용이 가능하였다. 한편 건무화과의 경우 모든 시료에서 조사여부에 관계없이 single line의 ESR 신호가 확인될 뿐 조사유래의 특이한 신호가 나타나지 않았으나, 신호 강도의 R2는 0.9903으로 나타나 조사에 따른 신호의 세기가 선량에 유의적으로 증가함을 확인할 수 있었다. ESR 측정에서는 식품 내에 존재하는특정 물질이 라디칼의 검출을 방해할 수 있으므로 본 연구의 실험 방법으로는 건무화과에 대한 ESR 적용이 어려울 것으로 판단되었고, 이에 대한 추후 연구가 필요한 것으로 사료 되었다.
97 범위로 측정되었으며, 명도는 비 조사시료에 비해 조사시료에서 다소 증가하는 경향을 보였으나, 적색 도와 황색도는 선량의 증가에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 한편 비 조사시료와 색의 차이를 나타내는 색차 값은 건포도의 경우 1.67～4.59, 건망고의 경우 2.11～17.66, 건무화과의 경우 8.21～9.10 범위를 나타내었고, 건망고의색 변화가 방사선조사에 가장 민감함을 알 수 있었다. 이와 같은 방사선조사 식품에서의 색 변화 현상은 조사에 의해 생성된 라디칼이 전분을 분해하여 환원당이 생성되고 Maillard 및 caramelization 반응을 유도하여 색의 변화를 가속화시키기기 때문으로(29) 사료되었다.
본 실험에 사용된 다소비 시판 건조과일은 예상보다 비교적 낮은수준의 미생물 농도를 나타내었고, 이는 시료의 높은 당 함량 때문이거나 건조과일에 대해 식품업계의 방사선조사 이외의 살균법 적용 가능성 때문이라고 사료되었다. 한편 이상의 결과는 방사선조사된 시료의 미생물 살균특성에 관한 기존 연구결과와 유사하였고(26-28), 건조과일은 미생물학적 품질을 유지하기 위해 살균 목적의 방사선조사 처리가 효과적임을 확인할 수 있었다.
후속연구
9903으로 나타나 조사에 따른 신호의 세기가 선량에 유의적으로 증가함을 확인할 수 있었다. ESR 측정에서는 식품 내에 존재하는특정 물질이 라디칼의 검출을 방해할 수 있으므로 본 연구의 실험 방법으로는 건무화과에 대한 ESR 적용이 어려울 것으로 판단되었고, 이에 대한 추후 연구가 필요한 것으로 사료 되었다. 한편 Jo와 Kwon(32)은 건포도에서 방사선조사 유래의 특이적인 신호를 확인할 수 없어 ESR의 적용가능성이낮다고 보고하여 본 연구의 결과와 다소 상이하였고, Bustos 등(35)은 ESR spectrometry가 방사선 조사된 망고의 확인을 위한 유용한 기술이라고 보고하여 본 연구의 결과를 뒷받침하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
생과일이 지닌 수분만 제거하는 방식으로 가공된 건조과일은 어떤 특징이 있는가?
식품 공전에 의하면 과·채 가공품류란 과일류 또는 채소류를 주원료로 하여 제조·가공하거나, 이에 식품 또는 식품첨가물을 가하여 가공한 과·채가공품, 과·채퓨레·페이스트로 정의되고 있고, 대장균은 음성이어야 하고, 타르색소는 검출되 어서는 아니된다고 규정되어 있다(1). 생과일이 지닌 수분만 제거하는 방식으로 가공된 건조과일은 미생물 및 효소에 의한 부패나 변질이 방지되고, 영양성분 또한 생과일과 큰 차이가 없다는 결과가 밝혀지면서(2-4) 한결 간편하게 즐길수 있는 가공제품으로 수요가 증가하고 있다. 농수산물무역 정보에 따르면 과일의 수입량은 2009년 654,713톤, 2010년 821,102톤, 2011년 923,080톤으로 매년 증가 추세에 있고, 2011년 수입된 과일 중 포도는 건조품으로 3,928,569 kg을, 망고는 신선제품 및 건조품으로 1,891,797 kg을, 무화과는 신선제품 및 건조품으로 269,671 kg을 차지하였다(5).
식품 공전에서 과·채 가공품류가 어떻게 정의되어 있는가?
과일의 건강효과에 대한 관심이 전 세계적으로 높아지고 있는 가운데 과일의 가공형태도 보다 다양해지고 있다. 식품 공전에 의하면 과·채 가공품류란 과일류 또는 채소류를 주원료로 하여 제조·가공하거나, 이에 식품 또는 식품첨가물을 가하여 가공한 과·채가공품, 과·채퓨레·페이스트로 정의되고 있고, 대장균은 음성이어야 하고, 타르색소는 검출되 어서는 아니된다고 규정되어 있다(1). 생과일이 지닌 수분만 제거하는 방식으로 가공된 건조과일은 미생물 및 효소에 의한 부패나 변질이 방지되고, 영양성분 또한 생과일과 큰 차이가 없다는 결과가 밝혀지면서(2-4) 한결 간편하게 즐길수 있는 가공제품으로 수요가 증가하고 있다.
건포도, 건망고, 건무화과를 0~5 kGy로 감마선 조사한 후 총 균수와 기계적 색차를 측정하니 어떤 결과가 나타났는가?
건포도(Thailand산), 건망고(Philippine산), 건무화과(Iran산)를 0~5 kGy로 감마선 조사한 후 총균수 및 기계적 색차를 측정하고 조사여부 판별가능성을 확인하였다. 총 균수 측정 결과 3 kGy 이상으로 조사된 시료에서는 대부분 검출할 수 없는 수준으로 나타나 미생물학적으로 안전함을 알 수 있었다. 건조과일의 색차 측정에서, 건망고의 색 변화가 방사선조사에 가장 민감하였다. PSL 측정 결과, 건포도의 경우 비 조사시료는 음성으로, 조사시료는 중간 값으로 확인되었고 건망고의 경우 모든 시료가 음성으로 확인되었으며, 무화과의 경우 5 kGy 조사시료만이 양성으로 확인되어, 건조과일의 경우 PSL 측정법은 screening 방법으로의 적용가능성이 낮았다.
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