초록 ▼

제 1세부과제 : 컵음료 식품자동판매기의 위생실태연구 및 개선기술개발
컵음료의 미생물 오염현황과 자판기 음료분말에서의 오염을 조사분석하였고 오염세균의 위해 가능성과 생육을 연구하여 이들의 제어방안을 모색하고자 하였으며 오염균의 저감화 방안에 대한 연구도 수행하였다. 자판기의 외부 온도표시와는 다르게 실제 음용직전 컵음료의 온도는 위생법규에서 규정되어 있는 68 ℃ 보다 평균적으로 70%정도가 더 낮았다. 총균수는 일반적으로 겨울철보다 여름철 컵음료에서 오염미생물이 더 많았고, 여름철 몇몇의 컵음료에서는 대장균이 검출되었는데 이

제 1세부과제 : 컵음료 식품자동판매기의 위생실태연구 및 개선기술개발
컵음료의 미생물 오염현황과 자판기 음료분말에서의 오염을 조사분석하였고 오염세균의 위해 가능성과 생육을 연구하여 이들의 제어방안을 모색하고자 하였으며 오염균의 저감화 방안에 대한 연구도 수행하였다. 자판기의 외부 온도표시와는 다르게 실제 음용직전 컵음료의 온도는 위생법규에서 규정되어 있는 68 ℃ 보다 평균적으로 70%정도가 더 낮았다. 총균수는 일반적으로 겨울철보다 여름철 컵음료에서 오염미생물이 더 많았고, 여름철 몇몇의 컵음료에서는 대장균이 검출되었는데 이렇게 자동판매기 컵음료의 미생물 오염은 계절에 따라 많은 영향이 있는 것으로 보인다. 커피보다는 국산차인 율무와 코코아/우유의 오염이 대부분이 l00cfu/ml이상으로 높아 위생관리가 좀더 철저히 이루어져야 될 것으로 보였다. 음료분말의 미생물오염 현황을 분석했는데 많은 율무원료분말, 우유(분유) 컵음료 분말에는 이미 l00cfu/ml 이상의 균수가 존재함을 알 수가 있겠다. 이러한 컵음료에 사용되는 분유 및 율무분말에는 이미 많은 미생물이 함유되어 있음으로 인하여 이들 원료분말의 안전성 확보를 위한 연구도 필요함을 알 수가 있었다. 자판기 내부 용수에서는 대부분 균이 거의 검출되지 않았지만 용수가 오염될 수는 있음을 알았고 일단 오염되면 많은 오염이 가능할 것으로 보여 관리에 좀 더 주의를 기울려야 하겠다. 자판기 내부의 각 부위에서 미생물 오염현황을 파악하고자 하였다. 일반적으로 일단 분말과 용수가 섞인 후에 자판기 기계에 묻어 있는 잔류물에서 오염정도가 큰 것을 알 수 있었다. 오염미생물 우점종으로는 G(+) 세균이 대부분이었고 그중에서도 Bacillus spp.가 대부분임을 알 수 있었다. 이들 일부는 diarrhea1 toxin과 emetic toxin을 분비하는 식중독 세균인 것들임을 알았고 또한 이들 대부분은 B. cereus group인 것으로 동정되었다. 이들 toxigenic Bacil은 낮은 온도와 낮은 A_w에서도 생육이 가능함을 알 수가 있었다. 또한 커피를 제외한 다른 음료속에서는 이들 toxigenic Bacillus생육이 잘될 수 있기때문에 외부에 노출되어 있는 자판기 컵음료의 위해인자로써 작용할 수 있을 것으로 확인되었다.
이들 오염세균의 저감화를 위한 물리화학적인 방법으로 자판기 운영현장에서의 세척의 중요성, 오존산화물의 활용 등이 유용할 것으로 판단되었다.
제 1세부위탁과제 : 위생성향상을 위한 자판기 구조의 개선
자판기용 음료분말의 위생성 관련 물성인 수증기에 노출된 분말의 흡수성, 분말의 분산성, 플라스틱 재질에 따른 분말용 액의 잔류성 및 부착성에 관하여 연구하였다. 분말은 커피. 설탕, 프림, 율무, 코코아, 폴라스틱 재질은 PET, PP, PS를 대상으로 실험하였다. 분말 입자가 크고, 분말의 보관 온도가 낮을수록 수증기에 노출된 분말의 흡수성이 높게 나타났다. 분말의 분산성은 입자의 크기가 클수록, 냉수보다는 온수에서 높은 것으로 나타났다. 플라스틱 재질에 따른 분말 용액의 잔류도는 재질의 성질상 극성이 높은 PET에 잔류량이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 분말용액의 계변성질에 있어서도 PET 에 부착력이 가장 크게 나타나 잔류량의 결과와 일치하였다. 오미자차의 분무건조 조건에 따른 계면물성을 분석하여 컵 음료용 자판기용 가능성을 타진하였다 자판기내 플라스틱 재질의 예로서 PP, PS. PET에 대한 오미자차의 표면장력, 접촉각, 부착성을 측정한 결과 덱스트린의 첨가량과 분무건조 온도에 따라 오염의 주 요인인 부착성이 다르게 나타났다. 위생성이 향상된 자판기의 시스템을 개발하였다. 1) 재순환식 시스템 : 컵 음료 자동판매기를 세척한 물을 재순환시켜 사용하도록 할 수 있는 재순환 어셈블리를 개발하여 위생성을 높일 수 있었다. 또한 오수 통 및 오수 관이 불필요하게 되어 주기적으로 오수 통을 비워야 하는 문제점 및 오수 관을 별도로 배관해야 하는 문제점을 해결할 수 있었다. 2) 원뿔형 하우징과 수직판형 날개의 믹서: 상부가 하부보다 넓은 원추형소정의 각도를 갖는 원뿔형의 믹서 하우징과 교반 날개의 회전에 의하여 유체의 원심력이 발생하여 기존의 수평원 반형상의 교반 날개가 아닌 수직판형상의 교반 날개로도 물과 음료용 분말이 혼합할 수 있는 일정시간 동안 체류할 수 있게 되어 교반 날개 및 믹서 하우쟁의 내부에 잔류하게 되는 음료용 분말 찌꺼기의 양을 줄일 수 있었다. 3) 테프론 재질의 자판기: 자동판매기 가운데 음료가 접촉하는 분말 저장통, 가이드, 믹서 및 배출관 등을 표면장력이 적고 극성이 낮은 테프론을 사용하여 제조함으로써, 음료용 분말 및 그 용해 잔류물이 잘 부착되지 않도록 할 수 있었다.
제 2세부과제: 자판기용 분말음료의 위생적 가공기술 개발
제 1 부. 즉석 오마자차 개발
오미자차의 맛과 향을 개선하고 열수 추출 시 추출속도를 향상시키기 위하여 전처리 공정으로 붉음 및 파쇄공정을 도입한 결과, 오미자의 복음/파쇄는 추출액의 관능특성을 향상시킬 뿐만 아니라 추출시간을 단축시킬 수 있는 중요한 전처리 공정으로 확인되었다. 최적 묶음공정은 180℃, 10분으로 확인되었으며 오미자 추출액의 관능특성도 현저하게 향상되었다. 오미자차의 색과 향미 등 품질 향상을 위한 방법으로 오미자 추출액과 포도과즙을 혼합하여 분무 건조를 실시하였으며 비율을 달리한 혼합액에 20% 덱스트린을 첨가하여 분무 건조한 분말차의 수분활성도는 0.084-0.101사이의 값을 보여 미생물학적 안전성이 확인되였다. 분말차를 열수에 용해한 즉석 액상차의 pH는 포도과즙 첨가비율에 따라 높았고, 산도는 낮았다. 즉석 액상차의 색, 향, 맛, 종합적 기호도 모두 포도과즙 첨가에 의해 현저하게 향상되었으며 최적 혼합비율은 볶은 오미자 추출액:포도과즙 40:60이었다.
제 2부. 즉석 현미녹차 개발
현미녹차 제조를 위한 현미의 적정 볶음조건은 220℃, 15분이었고, 묶은 현미를 분쇄하여 분말형태로 추출한 경우 1회 추출로 대부분의 유용물질이 용출되었다. 현미추출액과 녹차추출액을 혼합한 현미녹차의 산도는 현미추출액의 비율이 증가함에 따라 직선적으로 낮아졌고 현미녹차음료의 적정 배합비는 녹차추출액:현미추출액:물이 17:33:50 인 경우였다. 현미녹차음료의 살균적성 향상을 위한 산제는 구연산이 적당하였으며 첨가량은 현미녹차음료 1L에 대하여 1% 구연산 8mL이었다. 아울러 녹차추출액 (GTE)과 현미추출액 (RBRE)을 분무 건조한 결과 분말의 흡습성이 높고 건조물이 분무건조기의 기벽에 부착되어 건조물의 회수가 어려웠으므로 건조보조제로 덱스트린을 첨가하여 분무건조하였다. 덱스트린 첨가는 건조적성을 개선할 뿐만 아니라 수분활성도를 낮추어 분무건조 현미녹차의 저장성을 향상시켰으며 업도를 증가시켜 분산성을 개선하였다. 적정 덱스트린의 첨가량은 10%이었으며, GTE와 RBRE 비율에 따른 관능특성은 GTE:RBRE 1:1 인 경우가 가장 양호하였다.
제 3부. 자판기 판매 차류의 감마선 조사
자판기에서 판매되는 차류에 미생물을 첨가하여 조사 선량별로 감마선을 조사한 후 미생물의 생존율 변화를 조사한 결과 감마선에 의한 사멸반응은 1차 반응으로 해석되었으며 D_m값은 Asp. oryzae, Sac. cerevisiae Bac. cereus순으로 큰 값을 보였다. 감마선 조사에 의한 차류의 살균은 2.5 kGy 정도로 충분하였다. 조사 선량이 증가함에 따라 차류의 TBA가는 직선적으로 급격히 증가하는 경향을 보였으며 과산화물가 역시 조사 선량이 높아짐에 따라 증가하였다. 아미노태 질소 함량도 감마선 조사에 의하여 증가하였으나 단백질 용해도는 조사 선량에 따라 뚜렷한 변화를 보이지 않았다. 감마선을 조사한 차류를 25℃에서 저장하면서 품질변화를 조사한 결과 아미노태 질소 함량은 저장 8주까지는 약간 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였으며, 조사 선량이 증가함에 따라 높은 값을 보였다. 단백질 용해도는 조사 선량 및 저장기간에 따라 전반적으로 감소하는 경향을 보였다. TBA가는 조사 선량이 높아짐에 따라 그 값이 커졌으며 저장 초기에는 약간 감소하다가 후반부에는 다시 증가하는 패턴을 보였으며, 과산화물가는 저장 초기에 급격하게 감소하였다가 저장 후반부에 다시 증가하는 양상을 보였다. 산가는 조사 선량에 따라 약간 증가하였으며, 저장 후반부에 상승하였다. 선량을 달리하여 조사한 후 저장한 차류를 열수에 용해하여 관능검사를 실시한 결과, 전자밀을 2.5 kGy 이하로, 코코아차와 율무차는 5 kGy 이하로 조사할 경우 관능품질에 영향을 주지 않아 감마선 조사는 자판기 판매용 차류의 위생성 및 저장성을 향상시킬 수 있는 유용한 기술로 평가되었다.

Abstract ▼

Sub-project 1: Hygiene analyses of cup drinks from automatic vending machine and its improvement
Contaminations of microorganism in the cup drinks of automatic vending machine(AVM) on street and the ingredient powders for the drinks were analyzed with the possibility of their hazards. Their physi

Sub-project 1: Hygiene analyses of cup drinks from automatic vending machine and its improvement
Contaminations of microorganism in the cup drinks of automatic vending machine(AVM) on street and the ingredient powders for the drinks were analyzed with the possibility of their hazards. Their physiological characteristics were studied to control and reduce the contamination and possible hazard.
Temperatures of about 70% cup drinks were lower than 68℃, which is required on the food code in Korea, while the temperature showing on the outside panel was more than 90℃. The total viable counts in summer were more than that in winter, and even E. coli was detected on some cup drinks in summer. It seems to be many changes in the count according to the season. The contaminant showed high numbers of above 10℃fu/rnl in the most drinks of Job's tears (Yulmu) , cocoa and milk from the A VM than in the instant coffee, which requires more strict management and regulation to improve safety of drinks. Contamination of the ingredient powders showed more than 100 cfu/g for Yulmu and dry milk, which possibly is related to the high level of the drinks. Therefore, to reduce the level of the cup drink contamination, thier reductions with many researches on the drinks was required. Many contaminations were not detected at the water reservoir inside the A VM. However, once the contamination ocurred, the number seemed to increase into high level, which will be a good information at the side of AVM management. To decide whether at which part inside the AVM the contamination would be occurred was analyzed. That was mainly at the residues from the mixing vowel, where powered ingredient met water to solve, to the last tube end. The predominant contaminants were mostly gram-positive bacteria and also almost Bacillus spp., whose strains produced diarrheal and emetic toxins so that their presence seems to be harmful. Most of them were identified as B. cereus group. The toxigenic Bacillus grew well at the low temperature of 15℃ and low Aw. Again they grew well in the cup drinks. Therefore, the drinks from AVM on street may affect to the health hazard. To reduce the contaminant with physiochemical technics, washing was emphasized and ozone oxidant would be a candidate for a sanitizing agent.
Sub-project 1-1. Structural improvement of automatic vending machines for the food safety Physical properties of cup drink powders for vending machine were analyzed to reflect a sanitary condition mainly due to their fouling in vending machine. Degree of absorbing moisture during steaming was different with the powder storage temperature and particle size. Dispersibility in water was different with variety of powder and particle size. in which a new experimental method was introduced with measuring a torque during mixing the powders in water by a viscometer. Fouling of powder solution was measured by flowing the powder solutions on different plastic films and then weighing the residuals on them. Moreover, interfacial properties (contact angle and surface tension) of the powder solutions against the plastic films were measured and converted to adhesion work.
Interfacial properties of beverage of spray-dried powder of Omija were analyzed to examine a potential use in cup vending machine. Adhesion work of the Omija beverage to PP, PS and PET.
i.e., a dominant factor of the sanitary condition of the vending machine, were influenced by the dextrin addition amount and spray drying temperature. Sanitary systems for the cup drink vending machine were developed. 1) recycling system: water used to clean leftover of beverage solid inside the machine was recycled as a feed water. By this system, the sanitary condition of the machine was improved, any sewage was not produced and its vessel inside the machine was not needed.
2) mixer with cone type housing and vertical type impeller: movement of fluid in the cone housing by rotation of impeller creates a centrifugal force enough to hold the fluid for mixing time, and conventional disc type of impeller, which caused leftover of the beverage powder on its upper surface, could be replaced with a vertical type of impeller. 3) vending machine with Teflon channels: mixer was made of Teflon with low surface tension and energy, and the remnant of beverage solid could be reduced.
Sub-project 2: Development of Hygienic Processing Technology of Beverages Sold in Vending Machines
Part 1. Development of Instant Omija Tea
The effects of roasting and grating of Omija(Schizandra chinensis Baillon) as pre-treatment process for the expedition of the extraction process and the improvement of Omija tea were investigated. The roasting and the grating improved not only the extraction rate but also the sensory properties of the extract greatly. A mild roasting of Omija improved the sensory quality of the extract, and the highest sensory quality of the extract was provided with the roasting at 180℃ for 10 min. Mixing of the extract with grape juice was also attempted in order to -improve the quality of the spray dried tea powder and its reconstituted tea. The spray dried Omija tea powder added 20% dextrin to the mixture of Omija extract and grape juice showed water activity of 0.084-0.101 and contained no detectable microorganism. The addition of the grape juice to the Omija extract improved the sensory properties of the reconstituted Omija tea remarkably, and the optimum mixture ratio of the roasted Omija extract to the grape juice was 40:60.
Part 2. Development of Instant Brown Rice/Green Tea The optimum temperature and time for the roasting of brown rice were 220℃ and 15 min, respectively for the preparation of A brown rice/green tea beverage. Most of soluble solids were extracted by asingle hot water extractions. As the portion of the RBRE increased, the acidity of BR/GT beverage decreased and the formulation of the BR/GT beverage set by sensory test was GTE(17)/RBRE(33)/water(50). The addition of 8 mL of 1% citric acid as a acidifier to 1000 mL of the BR/GT beverage was adequate to lower the pH to 4.0. The spray drying of GTE, RBRE, or GTE/RBRE mixture was impossible without the addition of the dextrin because of the stickiness and the hygroscopicity of the dried materials. The addition of the dextrin to the GTE/REBR mixture ameliorate the sticking problem of the dried powder and improved the drying characteristics remarkably. In addition, the dextrin improved not only the storage stability by lowering the water activity but also dispersibility by enlarging the particle size of the SDBRGT. The optimum addition level of the dextrin was 10% of the weight of GTE!REBE mixture. The sensory characteristics of the IBRGT were the most acceptable at the mixing ratio of GTE:RBRE of 1:1.
Part 3. γ-ray Irradiation of Beverage Powders Sold in Vending Machines
The destruction mechanism of microorganism in several beverage powder sold in vending machines by γ-ray irradiation was investigated by a spiking study of selected microorganism. The destruction of the microorganism followed the first order reaction kinetics, and D_m-values increased in order of Asp.oryzae, Sac. cerevisiae, and Bac. cereus. The γ-ray sterilization of the beverage powders was completed with the dose around 2.5 kGy. TBA values increased linearly with the magnitude of dose, and peroxide values and the amino nitrogen contents also increased with the dose. The protein solubility was not greatly affected by the γ-ray irradiation. The storage study of the irradiated beverage powders at 25℃ revealed that the amino nitrogen contents increased in the initial stage of the storage, and then started to decrease, while the protein solubility decreased steadily with storage time. The TBA values decreased slightly in the initial storage stage, then started to increase afterwards. The POV decreased
abruptly in the initial stage, but increased slightly with storage time. The acid values of the beverage powder remained constant until 8 weeks, but increased in the final stage of the storage. The sensory properties of the irradiated beverage powder were not affected with the dose lower than 5.0 kGy for cocoa beverage and job's tear meal. but 2.5 kGy for milk-flavored meal. The results indicated that the γ-ray irradiation improved the hygiene of the beverage powders sold in the vending machines with minimal changes in the sensory properties.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 6
• Project Summary ... 8
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 10
• 1. 총괄연구 개발과제의 최종 연구개발목표 ... 10
• 2. 총괄연구 개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 14
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 21
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 23
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 26
• 6. 첨부서류 ... 26
• 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 27
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 28
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 29
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 34
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 64
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 69
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획 ... 70
• 7. 참고문헌 ... 70
• 제1세부위탁연구개발과제 연구결과 ... 76
• 1. 제1세부위탁연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 77
• 2. 제1세부위탁연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 77
• 3. 제1세부위탁연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 82
• 4. 제1세부위탁연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 109
• 5. 참고문헌 ... 110
• 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 112
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 113
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 113
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 117
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 179
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 186
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 187
• 7. 참고문헌 ... 187
• 끝페이지 ... 189