[논문]방사선 기술 이용 우주식품의 위생화

송범석; 김재훈; 김재경; 박종흠; 변의백; 이주운

문제 정의

그러나 관능평가 결과 색, 조직, 맛, 향, 종합적 기호도는 조사선량이 증가할수록 감소하는 경향으로 25 kGy 조사구의 경우 이취 및 이미의 발생으로 인해 수용 불가능 한 것으로 판단되었다(표 5). 따라서 이러한 관능적 품질저하를 최소화하기 위하여 최적 조사 조건 확립 등의 병용처리 연구를 수행하였다.
캔 내부에는 김치로부터 발생되는 김칫국물을 흡수할 수 있는 식품용 특수패드를 함께 포장하여 국물이 우주환경으로 비산하는 것을 방지하고 안전하게 섭취가 가능하도록 설계하였다. 우주김치를 개발하기 위한 보다 자세한 연구 내용을 소개하고자 한다.

가설 설정

1)a-cValues with different letters within a column differ significantly (p〈0.05).
1)a-dValues with different letters within a column differ significantly (P < 0.05).
1)a-dValues with different letters within a column differ significantly (p<0.05).
2)A-DValues with different letters within a rowdiffer significantly (P < 0.05).
2)a-dValues with different letters within a column differ significantly (p<0.05).
3)HT : heated at 60℃ for 30 min.

제안 방법

25 kGy의 고선량 감마선 조사에 의한 김치의 조직연화를 방지하기 위해 여러 가지 칼슘염들의 첨가에 따른 처리 효과를 평가하였다. 첨가된 칼슘염들은 calcium lactate, calcium acetate, calcium chloride이었고, 각각 0.
가열 처리된 김치의 저장안전성과 관능적 품질 평가를 실시하였다. 온도의 증가에 따라 총균수는 감소하였으나 관능적 품질은 저하되었다.
감마선 조사에 의한 김치의 조직연화 방지를 위해 비타민 C의 처리 효과를 평가하였다. 비타민 C가 0.
결론적으로 숙성 적기의 김치에 비타민 C 0.3%, calcium lactate 0.01%를 각각 첨가한 후 질소치환 포장한 다음 포장된 김치를 60℃ 온수에 30분간 담그고 deepfreezer에서 3일간 냉동시켜 드라이아이스를 채운 상자에 넣은 후 25 kGy의 흡수선량으로 감마선을 조사하여 우주김치를 제조하였다(그림 2). 제조된 우주김치의 초기 관능적 품질은 비처리 대조구와 유사하였으나 35℃에서 저장 기간에 따라 비처리 대조구의 관능적 품질은 저하되는 반면 우주김치의 관능적 품질은 유지되는 경향을 나타내었다(표 8).
실험결과 미생물 살균 효과 및 관능적 품질 면에서 가장 적합한 가열조건은 60℃, 30분으로 판단되었다. 이 후 숙성된 포장 김치를 60℃에서 30분간 처리하여 감마선을 연속적으로 처리한 후 35℃에서 가속저장하면서 미생물 생육 및 관능적 품질을 평가하였다. 가열 후 감마선 조사는 미생물 증식과 저장 중 김치의 품질변화를 막는데 효과적이었으며 특히 25 kGy의 감마선 조사와 가열을 병용처리하여 35℃에서 14일 저장 시 미생물은 검출되지 않았고 관능점수도 가장 높았으며(표 6) 산도, pH의 변화 역시 거의 없었다(Kim et al.
질소치환포장 후 가열처리된 김치를 온도별로 감마선 조사하여 미생물학적, 이화학적, 관능적 품질평가를 실시하였다. 김치 샘플은 질소치환포장과 60℃에서 가열 후 25℃, -20℃, -70℃, -178℃에서 각각 25 kGy의 선량으로 감마선 조사되었다.
, 2009). 캔 내부에는 김치로부터 발생되는 김칫국물을 흡수할 수 있는 식품용 특수패드를 함께 포장하여 국물이 우주환경으로 비산하는 것을 방지하고 안전하게 섭취가 가능하도록 설계하였다. 우주김치를 개발하기 위한 보다 자세한 연구 내용을 소개하고자 한다.
포장 내부에 있는 산소가 가열 및 감마선 조사에 의해서 김치의 이화학적, 관능적 품질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 김치를 함기포장 또는 질소치환포장을 한 후 60℃, 30분 가열하고 25 kGy의 선량으로 감마선 조사하였다. 실험결과 두 실험구 모두 젖산균을 포함한 세균들이 검출되지 않았고, 김치의 산도 또한 저장 중 변화가 없었다.

성능/효과

감마선 조사에 의한 최적숙성 포장 김치의 총균수 측정 및 관능평가를 실시한 결과 총미생물 수는 조사선량이 증가할수록 감소하였으며, 특히 25 kGy 이상 조사 시 검출한계 이하로 나타났다. 그러나 관능평가 결과 색, 조직, 맛, 향, 종합적 기호도는 조사선량이 증가할수록 감소하는 경향으로 25 kGy 조사구의 경우 이취 및 이미의 발생으로 인해 수용 불가능 한 것으로 판단되었다(표 5).
감마선 조사에 의한 최적숙성 포장 김치의 총균수 측정 및 관능평가를 실시한 결과 총미생물 수는 조사선량이 증가할수록 감소하였으며, 특히 25 kGy 이상 조사 시 검출한계 이하로 나타났다. 그러나 관능평가 결과 색, 조직, 맛, 향, 종합적 기호도는 조사선량이 증가할수록 감소하는 경향으로 25 kGy 조사구의 경우 이취 및 이미의 발생으로 인해 수용 불가능 한 것으로 판단되었다(표 5). 따라서 이러한 관능적 품질저하를 최소화하기 위하여 최적 조사 조건 확립 등의 병용처리 연구를 수행하였다.
01% 농도로 첨가되었을 때 관능적 선호도가 가장 높았다. 비첨가구에 비해 칼슘염들의 첨가는 조직의 경도를 증가시켰으며 각각의 칼슘염 첨가에 따른 김치의 경도는 calcium lactate 〉calcium chloride 〉calcium acetate 순으로 나타났다. 조직, 맛, 풍미 및 종합적 기호도 역시 calcium lactate 〉calcium chloride 〉calcium acetate 김치 순으로 나타났다.
비타민 C가 0.3% 첨가되었을 때 관능적 선호도가 가장 높았으며 김치의 경도는 비조사구>비타민 C 첨가구 > 무첨가구 순으로 나타났다.
포장 내부에 있는 산소가 가열 및 감마선 조사에 의해서 김치의 이화학적, 관능적 품질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 김치를 함기포장 또는 질소치환포장을 한 후 60℃, 30분 가열하고 25 kGy의 선량으로 감마선 조사하였다. 실험결과 두 실험구 모두 젖산균을 포함한 세균들이 검출되지 않았고, 김치의 산도 또한 저장 중 변화가 없었다. 그러나 질소치환포장 시 함기포장에 비해 김치의 경도(표 7) 및 관능적 품질이 높게 평가되었으며(Kim et al.
온도의 증가에 따라 총균수는 감소하였으나 관능적 품질은 저하되었다. 실험결과 미생물 살균 효과 및 관능적 품질 면에서 가장 적합한 가열조건은 60℃, 30분으로 판단되었다. 이 후 숙성된 포장 김치를 60℃에서 30분간 처리하여 감마선을 연속적으로 처리한 후 35℃에서 가속저장하면서 미생물 생육 및 관능적 품질을 평가하였다.
김치 샘플은 질소치환포장과 60℃에서 가열 후 25℃, -20℃, -70℃, -178℃에서 각각 25 kGy의 선량으로 감마선 조사되었다. 온도별 감마선 처리구의 미생물, pH 및 산도 측정 결과 조사 시 온도에 상관없이 김치의 멸균이 확인되었으며, 관능검사 및 조직감 분석 결과 -70℃에서 감마선 조사되었을 때 김치 조직의 경도 및 관능적 품질이 가장 높았다. 조사온도 감소에 따라 ESR signal 강도가 낮아지는 것을 확인하였으며 이는 온도감소에 따라 품질에 영향을 주는 라디칼의 생성이 줄어들어 관능품질의 저하가 완화된 것으로 판단되었다(그림 1).
01%를 각각 첨가한 후 질소치환 포장한 다음 포장된 김치를 60℃ 온수에 30분간 담그고 deepfreezer에서 3일간 냉동시켜 드라이아이스를 채운 상자에 넣은 후 25 kGy의 흡수선량으로 감마선을 조사하여 우주김치를 제조하였다(그림 2). 제조된 우주김치의 초기 관능적 품질은 비처리 대조구와 유사하였으나 35℃에서 저장 기간에 따라 비처리 대조구의 관능적 품질은 저하되는 반면 우주김치의 관능적 품질은 유지되는 경향을 나타내었다(표 8). 비처리 대조구의 경우 35℃에서 10일이 경과한 후 관능적 품질이 급격하게 저하하였고 이는 지속적인 김치 내 미생물의 발육에 의해 산미, 조직의 연화현상 등이 일어나기 때문인 것으로 판단되었다.
온도별 감마선 처리구의 미생물, pH 및 산도 측정 결과 조사 시 온도에 상관없이 김치의 멸균이 확인되었으며, 관능검사 및 조직감 분석 결과 -70℃에서 감마선 조사되었을 때 김치 조직의 경도 및 관능적 품질이 가장 높았다. 조사온도 감소에 따라 ESR signal 강도가 낮아지는 것을 확인하였으며 이는 온도감소에 따라 품질에 영향을 주는 라디칼의 생성이 줄어들어 관능품질의 저하가 완화된 것으로 판단되었다(그림 1). 따라서 -70℃에서의 감마선 조사는 관능적 품질저하를 방지하는데 있어 효과적인 것으로 판단하였다(Park et al.
25 kGy의 고선량 감마선 조사에 의한 김치의 조직연화를 방지하기 위해 여러 가지 칼슘염들의 첨가에 따른 처리 효과를 평가하였다. 첨가된 칼슘염들은 calcium lactate, calcium acetate, calcium chloride이었고, 각각 0.01% 농도로 첨가되었을 때 관능적 선호도가 가장 높았다. 비첨가구에 비해 칼슘염들의 첨가는 조직의 경도를 증가시켰으며 각각의 칼슘염 첨가에 따른 김치의 경도는 calcium lactate 〉calcium chloride 〉calcium acetate 순으로 나타났다.

후속연구

본 연구팀의 향후계획은 화성탐사를 위해 요구되어지는 3년 이상의 장기간 저장이 가능한 식품(Mars food)의 개발 및 우주방사선 방호 , 미세중력(microgravity)으로 초래되는 근무력증 개선을 위한 기능성과 장기간의 우주여행으로 인해 발생하는 영양결핍증을 예방하도록 영양적으로 균형 잡힌 복합기능성 미래식품을 연구할 예정이다. 마지막으로 우주식품 개발 기술은 우주에서 뿐만 아니라 실생활에서도 산업적 활용가치가 매우 높아 선진국에서 선점하지 못한 새로운 산업창출이 가능하며, 관련 산업을 활성화시켜 국민 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다.
즉, 방사선 식품 조사기술을 이용하여 극한 환경에서 근무하는 전투요원들을 위한 전투식품과 지진 및 홍수 등의 재난 시 섭취 가능한 비상구호식품, 그리고 면역결핍으로 인하여 일반 식품을 섭취할 수 없는 환자들을 위한 환자식 등의 개발 연구를 수행 중이다. 본 연구팀의 향후계획은 화성탐사를 위해 요구되어지는 3년 이상의 장기간 저장이 가능한 식품(Mars food)의 개발 및 우주방사선 방호 , 미세중력(microgravity)으로 초래되는 근무력증 개선을 위한 기능성과 장기간의 우주여행으로 인해 발생하는 영양결핍증을 예방하도록 영양적으로 균형 잡힌 복합기능성 미래식품을 연구할 예정이다. 마지막으로 우주식품 개발 기술은 우주에서 뿐만 아니라 실생활에서도 산업적 활용가치가 매우 높아 선진국에서 선점하지 못한 새로운 산업창출이 가능하며, 관련 산업을 활성화시켜 국민 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	아폴로(Apollo) 프로그램에서 사용된 우주식품의 특징은?	아폴로(Apollo) 프로그램(1968~1972년)에서 사용된 우주식품은 획기적으로 개선되어 뜨거운 물을 이용해 동결건조식품을 섭취할 수 있었으며, 플라스틱 용기와 함께 숟가락 등의 식기를 사용할 수 있었다. 또한 가열처리가 가능한 파우치도 이 시기에 도입되었다(Bourland, 1998).
	제미니(Gemini) 프로젝트에서 사용된 우주식품에서 제공한 음식은 어떤 것들이 있는가?	제미니(Gemini) 프로젝트(1965~1966년)에서 사용된 우주식품은 다소 개선되어 건조된 음식 블록들은 젤라틴으로 코팅되어졌으며 동결건조식품은 특수 플라스틱 용기에 담겨져 물을 첨가하여 섭취할 수 있도록 개선되었다. 포장재의 개선으로 보다 나은 종류의 음식들을 제공하였으며, 새우 칵테일, 야채와 닭고기, 버터스카치 푸딩, 사과 소스 등의 식품이 제공되었다(Lachance et al., 1967).
	제미니(Gemini) 프로젝트에서 사용된 우주식품은 어떻게 개선되었는가?	제미니(Gemini) 프로젝트(1965~1966년)에서 사용된 우주식품은 다소 개선되어 건조된 음식 블록들은 젤라틴으로 코팅되어졌으며 동결건조식품은 특수 플라스틱 용기에 담겨져 물을 첨가하여 섭취할 수 있도록 개선되었다. 포장재의 개선으로 보다 나은 종류의 음식들을 제공하였으며, 새우 칵테일, 야채와 닭고기, 버터스카치 푸딩, 사과 소스 등의 식품이 제공되었다(Lachance et al.

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