적양배추싹의 저장온도에 따른 미생물학적 유통기한을 예측하기 위해서, 적양배추싹을 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 각각 포장 후 4와 $10^{\circ}C$에 저장하여 저장기간 중 총호기성균 수를 측정하였다. 측정된 data를 Gompertz's model 식을 이용하여 최대성장속도와 유도기를 구하였고, shelf life 예측모델 식으로부터 계산된 적양배추싹의 shelf life는 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 포장 후 $10^{\circ}C$에 저장된 시료가 각각 19.7과 22.6시간인 반면, $4^{\circ}C$에 저장된 시료는 49.4와 52.3시간으로 나타났다. 성장예측모델 식의 적합성 평가를 위해 $A_f$, $B_f$, MSE 값을 산출한 결과, 예측모델 식의 적합성이 뛰어났다. 한편, aqueous $10^{\circ}C$/fumaric acid와 UV-C 병합처리 된 적양배추싹 시료의 shlef life는 7일 이상으로 예측되었다. 따라서 aqueous $10^{\circ}C$/fumaric acid와 UV-C 병합처리 후 저온저장은 적양배추싹의 shelf life 연장에 효과적인 것으로 판단된다.
적양배추싹의 저장온도에 따른 미생물학적 유통기한을 예측하기 위해서, 적양배추싹을 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 각각 포장 후 4와 $10^{\circ}C$에 저장하여 저장기간 중 총호기성균 수를 측정하였다. 측정된 data를 Gompertz's model 식을 이용하여 최대성장속도와 유도기를 구하였고, shelf life 예측모델 식으로부터 계산된 적양배추싹의 shelf life는 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 포장 후 $10^{\circ}C$에 저장된 시료가 각각 19.7과 22.6시간인 반면, $4^{\circ}C$에 저장된 시료는 49.4와 52.3시간으로 나타났다. 성장예측모델 식의 적합성 평가를 위해 $A_f$, $B_f$, MSE 값을 산출한 결과, 예측모델 식의 적합성이 뛰어났다. 한편, aqueous $10^{\circ}C$/fumaric acid와 UV-C 병합처리 된 적양배추싹 시료의 shlef life는 7일 이상으로 예측되었다. 따라서 aqueous $10^{\circ}C$/fumaric acid와 UV-C 병합처리 후 저온저장은 적양배추싹의 shelf life 연장에 효과적인 것으로 판단된다.
To estimate the shelf life of red cabbage sprouts (stored at 4 and $10^{\circ}C$), the numbers of total aerobic bacteria were determined during storage. Parameters for the Gompertz model were determined and the shelf life was predicted using a modified Gompertz equation. The estimated she...
To estimate the shelf life of red cabbage sprouts (stored at 4 and $10^{\circ}C$), the numbers of total aerobic bacteria were determined during storage. Parameters for the Gompertz model were determined and the shelf life was predicted using a modified Gompertz equation. The estimated shelf lives of red cabbage sprouts packed with polyolefin film and polyamide/polyamide/polyethylene (PA/PA/PE) film at $4^{\circ}C$ were 49.4 and 52.3 h, respectively, whereas those of red cabbage sprouts packed with polyolefin film and PA/PA/PE film at $10^{\circ}C$ were 19.7 and 22.6, respectively. The shelf life prediction equation was appropriate, based on the statistical analysis of the accuracy factor, bias factor, and mean square error. On the other hand, for red cabbage sprouts treated with aqueous $ClO_2$/fumaric acid and UV-C then packed with polyolefin film or PA/PA/PE film, the shelf life was predicted to be longer than 168 h. These results suggest that the combined treatment of aqueous $ClO_2$/fumaric acid and UV-C can be useful for improving microbial safety and extending the shelf life of red cabbage sprouts during storage.
To estimate the shelf life of red cabbage sprouts (stored at 4 and $10^{\circ}C$), the numbers of total aerobic bacteria were determined during storage. Parameters for the Gompertz model were determined and the shelf life was predicted using a modified Gompertz equation. The estimated shelf lives of red cabbage sprouts packed with polyolefin film and polyamide/polyamide/polyethylene (PA/PA/PE) film at $4^{\circ}C$ were 49.4 and 52.3 h, respectively, whereas those of red cabbage sprouts packed with polyolefin film and PA/PA/PE film at $10^{\circ}C$ were 19.7 and 22.6, respectively. The shelf life prediction equation was appropriate, based on the statistical analysis of the accuracy factor, bias factor, and mean square error. On the other hand, for red cabbage sprouts treated with aqueous $ClO_2$/fumaric acid and UV-C then packed with polyolefin film or PA/PA/PE film, the shelf life was predicted to be longer than 168 h. These results suggest that the combined treatment of aqueous $ClO_2$/fumaric acid and UV-C can be useful for improving microbial safety and extending the shelf life of red cabbage sprouts during storage.
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문제 정의
그러므로 본 연구의 목적은 적양배추싹의 미생물학적 안전성 확보를 위하여 저장온도에 따른 총 호기성 세균 성장예측모델 개발과 shelf life 연장을 위한 이산화염소수, fumaric acid, UV-C 병합처리와 저온저장에 대한 효과를 분석하였다.
제안 방법
대조구와 병합처리 된 적양배추싹 시료 20 g을 polyamide/polyamide/polyethylene(PA/PA/PE) film bag (B1N707, 28×15 cm, 70 μm thickness, 60 mL O2/m2·24 h·atm at 24°C, Barflex Co., Daejeon, Korea)와 polyolefin film bag(PD951EZ, 28×15 cm, 25 μm thickness, 6,000 mL O2/m2·24 h·atm at 24°C, Sealed Air Co., Gwangju, Korea)에 개별적으로 포장한 후 4와 10°C에서 7일간 각각 저장하였다.
연속적으로 세척 처리된 적양배추싹을 UV 살균기로 옮겨 tray에 펼친 후 166초간 암실에서 UV-C 조사를 실시하였다. 병합처리 하지 않은 시료를 대조구로 하여 실험을 진행하였다.
본 연구에서는 shelf life 설정의 지표인자 중 하나인 총 호기성 세균수를 예측미생물학에 적용하여 적양배추싹의 shelf life를 예측하였다. 적양배추싹의 shelf life는 최대 허용 오염도 기준을 총 호기성 세균 수가 7.
제작된 UV 살균기를 이용하여 UV-C 조사를 실시하였다. 본 장치의 상, 하부에 254 nm 파장의 unfiltered germicidal emitting lamp(Sylvania, G15T8, Phillips, Haarlem, Netherlands) 8개를 각각 설치하였고, UV-C 조사강도는 상, 하부에 각각 18 cm 떨어진 시료 tray 상에서 UV light meter(UV-340, Lutron Electronic Co., Inc., Taipei, Taiwan)를 이용하여 3 반복 측정하여 평균값으로 하였다(12 W/m2). UV-C 조사선량은 예비실험을 바탕으로 2kJ/m2로 설정하였다.
3% fumaric acid에 1:10(w/v) 비율로 5분간 침지 처리 후, laminarflow biosafety hood로 옮겨 90분 동안 air-dried 상태로 표면에 남아 있는 수분을 제거하였다. 연속적으로 세척 처리된 적양배추싹을 UV 살균기로 옮겨 tray에 펼친 후 166초간 암실에서 UV-C 조사를 실시하였다. 병합처리 하지 않은 시료를 대조구로 하여 실험을 진행하였다.
적양배추싹의 저장온도에 따른 미생물학적 유통기한을 예측하기 위해서, 적양배추싹을 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 각각 포장 후 4와 10°C에 저장하여 저장기간 중 총 호기성균 수를 측정하였다.
제작된 UV 살균기를 이용하여 UV-C 조사를 실시하였다. 본 장치의 상, 하부에 254 nm 파장의 unfiltered germicidal emitting lamp(Sylvania, G15T8, Phillips, Haarlem, Netherlands) 8개를 각각 설치하였고, UV-C 조사강도는 상, 하부에 각각 18 cm 떨어진 시료 tray 상에서 UV light meter(UV-340, Lutron Electronic Co.
대상 데이터
농도는 iodometry standard method(14)를 이용하여 측정하였다. Fumaric acid 분말(Sigma Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)을 100 ppm aqueous ClO2에 0.3%농도를 얻기 위해 혼합하여 희석하였다.
적양배추싹(Brassica oleracea L.)은 경기도 광주에 위치한 D사에서 구매하여 외관 손상이 없는 것을 시료로 선별하여 실험에 사용하였다.
데이터처리
3 반복을 통한 실험결과 data를 Graphad PRISM version 5.01 프로그램(Prism, GraphPad Software, San Diego, CA, USA)을 이용하여 Gompertz's model 식에 fitting시켜 생육 지표인 최대성장속도(maximum growth rate, μmax)와 유도기(lag time, LT) 값을 얻었다.
5)Any means in the same column (A-C) followed by different letters are significantly (P<0.05) different by Duncan's multiple range test.
결과의 유의성 검정은 SAS (Statistical Analysis System, version 8.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) program을 이용하여 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test 방법을 사용하여 통계처리를 하였다.
7 log CFU/g는 Corbo 등(15)에서 보고한 신선편이 채소에 총 호기성 세균의 최대 허용 오염도 값을 기준으로 하였다. 그리고 성장예측모델을 평가하기 위한 통계적 지표로써 R2과 accuracy factor(Af), bias factor(Bf), mean square error(MSE)를 다음 식(식 3~5)에 준하여 분석한 뒤 평가하였다(16).
모든 실험은 3회 반복하여 측정하였으며 실험결과는 평균값±표준편차로 나타냈다.
이론/모형
, Olympia, WA, USA)을 사용하여 제조하였으며, 농도가 100 ppm이 되게 distilled water를 이용하여 희석했다. 농도는 iodometry standard method(14)를 이용하여 측정하였다. Fumaric acid 분말(Sigma Aldrich Co.
저장 온도와 시간에 따른 적양배추싹에 존재하는 총 호기성 세균의 생육 특성을 분석하기 위해 다음의 Gompertz's model(식 1)을 적용하였다(15).
성능/효과
Polyolefin film 포장 후, 4와 10°C 저장된 적양배추싹의 최대성장속도는 0.009와 0.024 log CFU/g/h이었으며, 유도기는 10.24와 6.75 h로 나타났다.
따라서 본 연구에서 수행한 100 ppm aqueous ClO2/0.3% fumaric acid와 2 kJ/m2 UV-C 병합처리를 통해 적양배추싹의 초기 미생물을 효과적으로 감소시키고, 4°C 저온저장을 유지함으로써 미생물 생육을 억제시켜 shelf life를 연장할 수 있는 hurdle technology를 제시할 수 있었다.
5 log CFU/g 각각 감소시켰다고 보고하였다. 따라서 이러한 연구결과와 본 연구를 통하여 이산화염소수 또는 UV-C 단일처리보다 병합처리 시 효과적인 미생물 감균 효과를 얻을 수 있다고 판단된다.
또한 PA/ PA/PE film으로 포장된 적양배추싹의 shelf life는 4°C 저장에서는 52.3시간, 10°C 저장에서는 22.6시간으로, 10°C 비교하여 4°C 저장 시 30시간 이상 shelf life를 연장시킬 수 있을 것으로 판단된다.
또한 PA/PA/PE film으로 포장된 적양배추싹의 저장 중 총 호기성 세균 수 변화는 polyolefin film으로 포장된 적양배추싹의 결과와 유사한 경향을 나타냈는데(Table 3), 저장 7일 후 4°C 저장에서 PA/PA/PE film으로 포장된 적양배추 싹의 총 호기성 세균 수는 6.09 log CFU/g인 반면, 10°C 저장에서는 7.38 log CFU/g으로 나타났다.
또한 PA/PA/PE film으로 포장된 적양배추싹의 최대성장속도와 유도기는 polyolefin film으로 포장된 적양배추싹의 결과와 유사한 경향을 나타냈는데(Table 2), 4°C 저장에서 PA/ PA/PE film으로 포장된 적양배추싹의 최대성장속도와 유도기는 0.009 log CFU/g/h와 13.47 h인 반면, 10°C 저장에서는 최대성장속도가 0.026 log CFU/g/h, 유도기는 8.35 h로 저장온도에 따른 유의적인 차이를 보여 산소투과도가 다른 film 종류에 따른 큰 차이를 보이지 않았다.
또한 저장온도 4와 10°C에서 7일 저장 후, polyolefin film에 포장된 적양배추싹의 총 호기성 세균 수는 8.14와 8.48 log CFU/g까지 각각 증가하였으며, PA/PA/PE film으로 포장된 시료의 총 호기성 세균 수는 8.06과 8.59 log CFU/g으로 각각 증가하였다.
본 연구에서 포장 film 종류와 관계없이 aqueous ClO2/ fumaric acid와 UV-C 병합처리된 모든 적양배추싹 시료는 저장 7일 후에도 총 호기성 세균 수가 최대 허용 오염도로 설정한 7.7 log CFU/g 이하로 검출되었다. 따라서 적양배추싹의 미생물 성장예측모델을 기준으로 계산된 shelf life는 대조구가 13~52시간인 반면, aqueous ClO2/fumaric acid와 UV-C 병합처리구는 7일 이상으로 판단된다.
3시간으로 나타났다. 성장예측모델 식의 적합성 평가를 위해 Af, Bf, MSE 값을 산출한 결과, 예측모델 식의 적합성이 뛰어났다. 한편, aqueous ClO2/fumaric acid와 UV-C 병합처리 된 적양배추싹 시료의 shlef life는 7일 이상으로 예측되었다.
이러한 결과는 저장 온도 4°C보다 10°C에서 총 호기성 세균이 더 많이 증가한 결과를 보여주었지만, 저장기간 중 적양배추싹의 호흡발생으로 인한 CO2 증가와 포장 film의 기체투과도에 따른 포장 내부 기체조성 변화는 총 호기성 세균 생육에 유의적인(P<0.05) 영향을 미치지 않았다.
75 h로 나타났다. 이러한 결과는 저장온도가 높아짐에 따라 총 호기성 세균 수의 최대성장속도가 증가하는 반면 유도기는 감소하는 것을 나타낸다. 또한 PA/PA/PE film으로 포장된 적양배추싹의 최대성장속도와 유도기는 polyolefin film으로 포장된 적양배추싹의 결과와 유사한 경향을 나타냈는데(Table 2), 4°C 저장에서 PA/ PA/PE film으로 포장된 적양배추싹의 최대성장속도와 유도기는 0.
이러한 결과는 총 호기성 세균의 성장 패턴과 Gompertz's model을 이용한 성장예측곡선이 잘 일치하는 것을 보여준다.
저장 7일 후, aqueous ClO2/fumaric acid와 UV-C 병합 처리 및 polyolefin film으로 포장된 적양배추싹의 총 호기성 세균 수가 4와 10°C 저장온도에서 6.11과 7.33 log CFU/g으로 각각 증가하였는데, 이러한 결과는 온도제어가 미생물 생육을 억제하는데 가장 중요한 인자인 것을 시사한다.
/fumaric acid와 UV-C 병합처리에 따른 저장 중 적양배추싹의 총 호기성 세균 수 변화는 Table 4와 같다. 저장 초기 aqueous ClO2/fumaric acid와 UV-C 병합 처리 된 적양배추싹의 총 호기성 세균 수는 4.84 log CFU/g으로 측정되어 대조구와 비교하여 2.5 log CFU/g 감소 효과를 나타내어 우수한 살균력을 나타내었다.
적양배추싹을 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 각각 포장한 후 4와 10°C에서 7일 동안 각각 저장하면서 일정한 시간 간격으로 총 호기성 세균 수를 측정한 결과는 Table 1에 나타냈다. 저장 초기, 적양배추싹의 총 호기성 세균 수는 7.34 log CFU/g으로 높은 오염도를 보였다. Kim 등(9)과 Waje 등(17)에서 시판 중인 알팔파, 메밀, 케일, 무, 대두, 적양배추싹의 총 호기성 세균이 7~8 log CFU/g 오염도를 보인다고 보고하였다.
저장온도 4°C에서 24시간 동안 polyolefin film과 PA/ PA/PE film에 포장된 적양배추싹의 총 호기성 세균 수는 저장 초기 수준으로 거의 일정하게 유지된 반면, 저장온도 10°C에서는 48시간까지 균수가 급격히 증가하여 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 포장된 적양배추싹의 총 호기성 세균 수가 8.21과 8.30 log CFU/g으로 관찰되었다(Table 1).
측정된 data를 Gompertz's model 식을 이용하여 최대성장속도와 유도기를 구하였고, shelf life 예측모델 식으로부터 계산된 적양배추싹의 shelf life는 polyolefin film과 PA/PA/PE film에 포장 후 10°C에 저장된 시료가 각각 19.7과 22.6시간인 반면, 4°C에 저장된 시료는 49.4와 52.3시간으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
적양배추싹에 함유된 기능성 성분들은 어떤 작용을 나타내는가?
채소 종자를 발아시킨 새싹채소는 폴리페놀, 플라보노이드, 비타민 등 기능성 성분을 다량 함유한 기능성 채소로써, 소비자들의 건강에 관한 관심 증대와 함께 그 소비가 증가하고 있다(1). 특히 적양배추싹에 함유된 안토시아닌과 글루코시놀레이트는 free radical에 의한 세포의 손상을 억제하여 암 또는 심장질환 예방 등의 생리활성 작용을 나타낸다(2). 그러나 수경 재배되는 새싹채소는 온도, 습도 등 재배조건이 미생물 생장조건과 유사하여 총 호기성 세균이 7~10 log CFU/g의 높은 오염도를 나타내어 새싹채소의 미생물학적 위험성 내재와 함께 품질 열화, 짧은 shelf life를 야기하는 문제가 있다(3).
새싹채소의 특징은 무엇인가?
채소 종자를 발아시킨 새싹채소는 폴리페놀, 플라보노이드, 비타민 등 기능성 성분을 다량 함유한 기능성 채소로써, 소비자들의 건강에 관한 관심 증대와 함께 그 소비가 증가하고 있다(1). 특히 적양배추싹에 함유된 안토시아닌과 글루코시놀레이트는 free radical에 의한 세포의 손상을 억제하여 암 또는 심장질환 예방 등의 생리활성 작용을 나타낸다(2).
이산화염소가 염소계 살균제를 대체할 수 있는 이유는 무엇인가?
5배 강한 산화력으로 미생물을 사멸하는 기작을 가지며, 넓은 pH에 걸쳐 살균력을 가지는 장점이 있다(4). 또한 살균과정 중 식품 중 유기물과 반응하여 trihalomethanes과 같은 발암성 물질을 생성하는 부작용을 갖는 염소계 살균제를 대체할 수 있다(5-7). Fumaric acid는 식품의 pH를 낮춰 미생물 생육을 억제하거나 undissociated form으로 미생물 세포막을 통과함으로써 세포 내 pH를 감소시키고 cytoplasm을 산성화시켜 결국 미생물 생육이 억제되는 작용으로, 이산화염소수와 병합처리 시 살균 효과를 증대시킬 수 있다(8,9).
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