비가열 살균 기술의 하나인 광펄스 기술을 이용하여 마른 김에 존재하는 미생물에 대한 살균 효과와 품질 변화에 대하여 알아보았다. 마른 김에 1,000 V, 5 pps의 조건하에서 7.9 cm의 거리에서 광펄스 조사를 하였을 때 처리 1분 후에는 0.6 log CFU/g, 처리 10분 후에는 1.6 log CFU/g의 사멸 효과를 보였다. 같은 조건에서 광펄스 조사 후 마른 김의 표면 온도는 약 $1.9^{\circ}C$의 상승을 나타냈으며, 색도에 있어서는 명도가 증가하고, 적색도 및 황색도는 감소하는 경향을 보였으며, 처리 시간이 길어질수록 전체적인 색도의 차이가 크게 나타나는 결과를 보였으나 육안으로는 차이 정도를 확인할 수 없었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 광펄스 살균 기술은 품질 변화없이 마른 김에 존재하는 위해 미생물을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
비가열 살균 기술의 하나인 광펄스 기술을 이용하여 마른 김에 존재하는 미생물에 대한 살균 효과와 품질 변화에 대하여 알아보았다. 마른 김에 1,000 V, 5 pps의 조건하에서 7.9 cm의 거리에서 광펄스 조사를 하였을 때 처리 1분 후에는 0.6 log CFU/g, 처리 10분 후에는 1.6 log CFU/g의 사멸 효과를 보였다. 같은 조건에서 광펄스 조사 후 마른 김의 표면 온도는 약 $1.9^{\circ}C$의 상승을 나타냈으며, 색도에 있어서는 명도가 증가하고, 적색도 및 황색도는 감소하는 경향을 보였으며, 처리 시간이 길어질수록 전체적인 색도의 차이가 크게 나타나는 결과를 보였으나 육안으로는 차이 정도를 확인할 수 없었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 광펄스 살균 기술은 품질 변화없이 마른 김에 존재하는 위해 미생물을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
Intense pulsed light (IPL) is a nonthermal technology emerging as an alternative to conventional thermal treatment. The purpose of this study was to investigate the effect of IPL treatment on the microbial inactivation, color alteration, and temperature change of dried laver to evaluate the commerci...
Intense pulsed light (IPL) is a nonthermal technology emerging as an alternative to conventional thermal treatment. The purpose of this study was to investigate the effect of IPL treatment on the microbial inactivation, color alteration, and temperature change of dried laver to evaluate the commercial feasibility of IPL as a sterilization method. IPL treatment (10 min at 1,000 V and 5 pps) resulted in approximately 1.6 log CFU/g decrease in microbial cell viability. After IPL treatment, the surface temperature of dried laver increased by $1.9^{\circ}C$. The color lightness of dried laver increased with increased treatment time, while redness and yellowness decreased. However, these color differences were not significant.
Intense pulsed light (IPL) is a nonthermal technology emerging as an alternative to conventional thermal treatment. The purpose of this study was to investigate the effect of IPL treatment on the microbial inactivation, color alteration, and temperature change of dried laver to evaluate the commercial feasibility of IPL as a sterilization method. IPL treatment (10 min at 1,000 V and 5 pps) resulted in approximately 1.6 log CFU/g decrease in microbial cell viability. After IPL treatment, the surface temperature of dried laver increased by $1.9^{\circ}C$. The color lightness of dried laver increased with increased treatment time, while redness and yellowness decreased. However, these color differences were not significant.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 식품의 표면 살균에 사용되는 광펄스 기술을 이용하여 마른 김에 존재하는 미생물에 대한 살균 효과와 온도 및 색도의 변화를 관찰하여 향후 마른 김의 위생적 처리 기술로서의 광펄스 기술의 가능성을 살펴보았다.
제안 방법
본 연구에 사용된 광펄스 처리 장치는 Kim 등(17)의 실험에 사용된 장치와 같은 장치를 사용하였다. 광펄스 처리 장치는 전원 공급부, 펄스 발생기, 램프 그리고 처리 용기 등으로 구성되어져 있으며, 전원 공급부는 AC 220 V, 50/60 Hz의 단상의 전원을 사용하였고, 출력부는 DC 전원으로 0-1,200 V의 상시 전압을 출력할 수 있도록 하였으며, 전류는 1 A 미만이다. 사용 가능한 주파수(pulse number)는 1-50 pps (pulse/sec)이고, 1회 작동할 수 있는 최대 시간은 60분이다.
광펄스 처리 전후의 마른 김의 색도 변화는 색차계(Chroma meter R-400, Konica Minolta Sensing Inc., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였으며, hunter scale에 의한 L (lightness), a (redness) 및 b (yellowness) 값을 측정하고 아래 식을 이용하여 색차(∆E)를 계산하였다. 이 때 사용한 표준 색판의 값은 L=98.
군락수는 30-300개 사이의 것을 계수하였으며 CFU/g로 나타내었다. 광펄스 처리에 따른 균체의 생존율은 초기균수(N0)에 대한 처리 후 생균수(N)의 비율로 표시하였으며, 모든 실험은 각 시료당 3회 반복 실험하여 측정하였다.
시료의 총균수를 측정하기 위하여 plate count agar (PCA, Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)를 사용하였다. 광펄스 처리하지 않은 시료와 처리한 시료를 각각 3g을 취하여 멸균 생리식염수(NaCl 0.85%) 27 mL를 넣고 stomacher (Stomacher lab blender 400, Seward Ltd. West Sussex, UK)를 이용하여 약 40초간 중속으로 균질화 시킨 후 멸균 생리식염수를 사용하여 단계적 희석법에 의해 적절한 배수로 희석하였다. 희석한 시료를 PCA 평판 배지에 도말한 후 37℃에서 48-72시간 배양하여 평판배지에 형성된 군락수를 계수하였다.
Mertens & Knorr(23)에 의하면 높은 에너지를 갖는 광펄스의 빛은 순간적으로 시료의 표면 온도를 상승시켜 식품 내 미생물, 효소, 바이러스 등을 불활성화시킨다고 보고하였으며, 반면에 Barbosa-Canovas 등(10)은 광펄스에 의한 식품의 온도 상승은 표면층에서만 국한되고, 열처리 공정에서 필요한 열에 비하여 아주 적은 열이라고 보고하였다. 마른 김에 광펄스를 1,000 V, 5 pps의 조건으로 7.9 cm의 거리에서 10분 동안 조사하면서 마른 김의 표면 온도를 측정하였다. 광펄스 처리 전 마른 김의 표면 온도는 21℃이었으며, 10분 처리 후에는 22.
마른 김은 가로 10 cm×세로 5 cm의 크기로 절단한 후 전압 1,000 V, 5 pps의 조건에서 1-10분 사이의 임의의 시간을 선택하여 처리하였으며, 절단된 김 전체에 빛이 조사될 수 있도록 7.9 cm의 거리에서 실시하였다.
마른 김의 시료 표면 온도는 T-type의 thermocouple을 시료 표면에 부착하고 datalogger (GI 200-UM-851, Graphtec, Santa Ana, CA, USA)를 이용하여 측정하였다.
비가열 살균 기술의 하나인 광펄스 기술을 이용하여 마른 김에 존재하는 미생물에 대한 살균 효과와 품질 변화에 대하여 알아보았다. 마른 김에 1,000 V, 5 pps의 조건하에서 7.
West Sussex, UK)를 이용하여 약 40초간 중속으로 균질화 시킨 후 멸균 생리식염수를 사용하여 단계적 희석법에 의해 적절한 배수로 희석하였다. 희석한 시료를 PCA 평판 배지에 도말한 후 37℃에서 48-72시간 배양하여 평판배지에 형성된 군락수를 계수하였다. 군락수는 30-300개 사이의 것을 계수하였으며 CFU/g로 나타내었다.
대상 데이터
실험에 사용된 김은 시중에서 유통되고 있는 다섯 종류(서해김, 진도김, 해남김, 파래김, 재래김)를 재래 시장과 대형 유통 매장에서 2차례에 걸쳐 구입하였으며, 모든 실험에 사용된 시료는 −18℃의 냉동실에 보관하면서 사용하였다. 5종류의 김에 존재하는 총균수를 측정한 후 가장 많은 균의 분포를 보인 파래김을 실험의 주시료로 사용하였다(data not shown).
본 연구에 사용된 광펄스 처리 장치는 Kim 등(17)의 실험에 사용된 장치와 같은 장치를 사용하였다. 광펄스 처리 장치는 전원 공급부, 펄스 발생기, 램프 그리고 처리 용기 등으로 구성되어져 있으며, 전원 공급부는 AC 220 V, 50/60 Hz의 단상의 전원을 사용하였고, 출력부는 DC 전원으로 0-1,200 V의 상시 전압을 출력할 수 있도록 하였으며, 전류는 1 A 미만이다.
사용 가능한 주파수(pulse number)는 1-50 pps (pulse/sec)이고, 1회 작동할 수 있는 최대 시간은 60분이다. 사용된 광원은 Xenon XAP series의 flash 램프(NL 4006, Heraeus Noblelight, Cambridge, UK)로 무수은 xenon 가스로 충진되어 있으며, triggering 최소 전압은 16 kV, 상시 전압은 600-1,200 V로 제작되었다.
실험에 사용된 김은 시중에서 유통되고 있는 다섯 종류(서해김, 진도김, 해남김, 파래김, 재래김)를 재래 시장과 대형 유통 매장에서 2차례에 걸쳐 구입하였으며, 모든 실험에 사용된 시료는 −18℃의 냉동실에 보관하면서 사용하였다.
성능/효과
6 log CFU/g의 사멸 효과를 보였다. 같은 조건에서 광펄스 조사 후 마른 김의 표면 온도는 약 1.9℃의 상승을 나타냈으며, 색도에 있어서는 명도가 증가하고, 적색도 및 황색도는 감소하는 경향을 보였으며, 처리 시간이 길어질수록 전체적인 색도의 차이가 크게 나타나는 결과를 보였으나 육안으로는 차이 정도를 확인할 수 없었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 광펄스 살균 기술은 품질 변화없이 마른 김에 존재하는 위해 미생물을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
본 실험에서는 햇빛과 비슷한 파장을 가지고 있는 광펄스 처리가 마른 김의 색도에 미치는 영향을 살펴 본 결과 광 펄스 처리 후 명도(L)는 증가하였고, 적색도(a)와 황색도(b)는 감소하였으며, 처리 시간이 길어질수록 전체적인 색도의 차이(∆E)가 크게 나타났다(Table 1). 또한 빛의 세기에 따른 마른 김의 색도는 빛의 세기가 증가함에 따라 명도는 증가하는 경향을 보였으며, 적색도는 감소하는 경향을 나타내었다(Table 2).
비가열 살균 기술의 하나인 광펄스 기술을 이용하여 마른 김에 존재하는 미생물에 대한 살균 효과와 품질 변화에 대하여 알아보았다. 마른 김에 1,000 V, 5 pps의 조건하에서 7.9 cm의 거리에서 광펄스 조사를 하였을 때 처리 1분 후에는 0.6 log CFU/g, 처리 10분 후에는 1.6 log CFU/g의 사멸 효과를 보였다. 같은 조건에서 광펄스 조사 후 마른 김의 표면 온도는 약 1.
또한 Han(19)에 의하면 미생물이 존재하는 색에 따라 사멸 효과가 다르게 나타는데, 특히 검은색의 경우 광펄스에 의한 사멸 효과가 낮은 것으로 보고하고 있다. 본 실험에서 광펄스 처리에 의한 마른 김의 살균 효과가 낮게 나타나는 것은 김에 함유되어 있는 단백질과 검붉은 색에 의한 사멸 효과의 감소에 의한 것으로 판단된다. 미생물의 사멸율이 낮은 또 다른 이유로는 마른 김의 울퉁불통한 표면에 의한 그림자 효과(shadow effect)와 건조과정에서 농축된 미생물의 UV의 투과성 제한으로 인한 것으로 생각된다(20,21).
9℃의 상승을 나타냈으며, 색도에 있어서는 명도가 증가하고, 적색도 및 황색도는 감소하는 경향을 보였으며, 처리 시간이 길어질수록 전체적인 색도의 차이가 크게 나타나는 결과를 보였으나 육안으로는 차이 정도를 확인할 수 없었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 광펄스 살균 기술은 품질 변화없이 마른 김에 존재하는 위해 미생물을 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
마른 김은 어떠한 제조공정 및 가공을 거치게 됩니까?
김(Laver)은 우리나라의 중요한 해조자원의 하나로, 홍조류 보리털과에 속하는 Porphyra seriata로 30% 이상의 단백질과 1% 이하의 지방 함량을 가지는 무기질이 풍부한 알칼리 식품으로서 필수아미노산, 비타민, 식이섬유, 타우린 등이 다량 함유되어 있는 식품이다(1-3). 마른 김은 양식장에서 채취된 물김을 채취하여 위판 및 공장에 하역한 후 세척 및 이물질 제거, 건조, 화입, 포장의 제조 공정을 거치며, 생산된 마른 김은 습기에 의한 품질변화가 크기 때문에 하절기에는 화입김(얼구운김) 형태로 가공되고 동절기에는 생김으로 유통되어 김밥김, 재래김, 식자재 및 조미김의 원료로 가공되고 있다(4). 국내의 김 생산량은 236천톤으로가정(33%), 식당 및 외식업체(39%), 급식(11%), 김밥 전문점(11%) 등에서 소비가 이루어지고 있다(5).
김이란 어떠한 식품입니까?
김(Laver)은 우리나라의 중요한 해조자원의 하나로, 홍조류 보리털과에 속하는 Porphyra seriata로 30% 이상의 단백질과 1% 이하의 지방 함량을 가지는 무기질이 풍부한 알칼리 식품으로서 필수아미노산, 비타민, 식이섬유, 타우린 등이 다량 함유되어 있는 식품이다(1-3). 마른 김은 양식장에서 채취된 물김을 채취하여 위판 및 공장에 하역한 후 세척 및 이물질 제거, 건조, 화입, 포장의 제조 공정을 거치며, 생산된 마른 김은 습기에 의한 품질변화가 크기 때문에 하절기에는 화입김(얼구운김) 형태로 가공되고 동절기에는 생김으로 유통되어 김밥김, 재래김, 식자재 및 조미김의 원료로 가공되고 있다(4).
광펄스 기술은 다른이름으로는 무엇으로 불리고 있습니까?
광펄스 기술은 최근 비가열 살균기술의 하나로 주목받고 있는 기술로서 자외선(180 nm)에서 근적외선(1,100 nm)을 포함하는 강한 빛을 짧은 시간 동안 조사하여 식품 표면에 존재하는 미생물을 사멸시킴으로써 식품의 보존 기간을 연장하는 기술로(9,10), 기존의 자외선 살균과는 달리 매우 짧은 처리 시간으로 상당한 미생물을 감소시킬 수 있으며, 적은 에너지의 사용뿐만 아니라 잔류물이 존재하지 않는 장점을 가지고 있다(11). 이러한 광펄스기술은 intense light pulse, high-intensity broad spectrum pulsed light, pulse light, pulse white light 등 다양한 이름으로 불리고 있으며(12-15), 식품뿐만 아니라 의약품, 의료 기기, 포장재, 생수 등의 살균에 적용되고 있으며, 미국이나 유럽의 일부 국가에서는 실용화를 위한 기초 연구 단계에 있으나(16), 국내에서는 다양한 응용 실험이 이루어지지 않고 있는 실정이다.
참고문헌 (24)
Lee SK. Effect of packaging on storage stability and chlorophyll contents of dried, roasted and roasted-seasoned laver during storage. J. Fd. Hyg. Safety 14: 134-139 (1999)
Lee HK, Song SH, Jeong IH. Quality changes of dried lavers during processing and storage. Korean J. Fish. Aquat. Sci. 20: 408-418 (1987)
Park CK, Kang TK, Shin SU. The relationship between health and laver. Bull. Fish. Sci. Inst. Yosu Nat'l. Univ. 10: 79-84 (2001)
Cho SM, Kim BM, Han KU, Seo HY, Han YN, Yang EH, Kim DS. Current status of the domestic processed laver market and manufacturers. Food Sci. Ind. 42: 57-70 (2009)
Ock YS. Some schemes for the sustainable development of Korean laver industry. J. Fish. Bus. Adm. 41: 25-44 (2010)
Lee NY, Jo CU, Chung HJ, Kang HJ, Kim JK, Kim HJ, Byun MW. The prediction of the origin of microbial contamination in kimbab and improvement of microbiological safety by gamma irradiation. Korean J. Food Sci. Technol. 37: 279-286 (2005)
Lee HJ, Byun HS, Kim JH, Park HY, Jung KJ, Lee TS. Bacterial contamination of dried laver products. Bull. Nat. Fish. Res. Dev. Ins. 57: 221-226 (1999)
Kang SG, Park SH, Kim HJ, Ham KS. Chitosan treatment during the preparation of dried laver affects microbial growth and quality. J. Chitin Chitosan 6: 150-154 (2001)
Dunn JE, Clark RW, Asmus JF, Pearlman JS, Boyerr K. Painchaud F, Hofmann GA. Methods for preservation of foodstuffs. U.S. Patent 4,871,559 (1989)
Barbosa-Canovas GV, Swanson BG, Pothakamury UR, Palou E. Application of light pulses in the sterilization of foods and packaging materials. pp 139-160. In: Nonthermal Preservation of Foods. Marcel Dekker Inc., New York, NY, USA (1998)
Oms-Oliu G, Agui-Aguayo I, Martn-Belloso O, Soliva-Fortuny S. Effects of pulsed light treatments on quality and antioxidant properties of fresh-cut mushrooms (Agaricus bisporus). Postharvest Biol. Tec. 56: 216-222 (2010)
Gmez-Lpez VM, Devlieghere F, Bonduelle V, Debevere J. Factors affecting the inactivation of microorganisms by intense light pulses. J. Appl. Microbiol. 99: 460-470 (2005)
Marguenie D, Geeraaerd AH, Lammertyn J, Soonthjens C, Van Impe JF, Michiels CW, Nicola BM. Combinations of pulsed white light and UV-C or mild heat treatment to inactivate conidia of Botrytis cinerea and Monilia fructigena. Int. J. Food Microbiol. 85: 185-196 (2003)
Elmnasser N, Ritz M, Leroi F, Orange N, Bakhrouf A, Federighi M. Bacterial inactivation using pulsed light. Acta Aliment. Hung. 36: 401-408 (2007)
Kim BR, Kim AJ, Hong HJ, Shin JK. Sterilization of yeast isolated from makgeolli by intense pulsed light treatment in batch system. Food Eng. Prog. 17: 159-164 (2013)
Lee TS, Lee HJ, Byun HS, Kim JH, Park MJ, Jung KJ. Effect of heat treatment in dried lavers and modified processing. J. Korean Fish. Soc. 33: 529-532 (2000)
Mertens B, Deplace G. Development of nonthermal process for food preservation. Food Technol. 46: 124-133 (1993)
Kim YD, Kim DS, Kim YM, Shin DH. Changes in the quality characteristics of dried laver (Porphyra yezoensis Ueda) during storage. Korean J. Food Sci. Technol. 19: 206-211 (1987)
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.