보고서 정보
주관연구기관 |
한국식품연구원 Korea Food Research Institute |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2011-12 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 |
TRKO201500002028 |
과제고유번호 |
1415118849 |
사업명 |
한국식품연구원연구운영비지원 |
DB 구축일자 |
2015-05-09
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500002028 |
초록
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Ⅳ 연구개발 결과
1. 근채류 신선도 유지를 위한 큐어링 및 저장 기술 개발
○ 근채류(생강)의 큐어링 및 적정 저장 조건 구명
생강의 큐어링 적정 저장 조건은 온도 25℃, 상대습도 100% 부근에서 3일간 처리하는 것이 적절하였으며, 적정 저장 조건은 온도 12±1℃, 상대습도 95~100%부근이었다. 이 조건에서 4개월 저장한 건강한 생강에서 8종, 부패 생강에서 11종의 미생물을 분리 동정하였다. 주 부패균은 Fusarium속으로 그 중 연부증상과 관련되는 미생물을 분리, 동정하여 항균소재를 선발하여 생강 부
Ⅳ 연구개발 결과
1. 근채류 신선도 유지를 위한 큐어링 및 저장 기술 개발
○ 근채류(생강)의 큐어링 및 적정 저장 조건 구명
생강의 큐어링 적정 저장 조건은 온도 25℃, 상대습도 100% 부근에서 3일간 처리하는 것이 적절하였으며, 적정 저장 조건은 온도 12±1℃, 상대습도 95~100%부근이었다. 이 조건에서 4개월 저장한 건강한 생강에서 8종, 부패 생강에서 11종의 미생물을 분리 동정하였다. 주 부패균은 Fusarium속으로 그 중 연부증상과 관련되는 미생물을 분리, 동정하여 항균소재를 선발하여 생강 부패 곰팡이에 대한 천연 항균력 시험을 수행하였다.
○ 생강 지상 저장 기술 및 시스템 개발
생강 저장용 지상저장고 개발을 위해서 생강의 적정 저장환경조건인 온도 12±1℃, 상대습도 95~100% 조건을 조성하기 위하여 약 20㎡ 규모의 파이롯트 스케일의 저장고를 설계, 제작하였다. 온도 조절을 위해서는 브라인을 이용한 간접냉각(가열)방식을 채용하고 습도 조절을 위해서는 자체 개발한 강제증발식가습기를 설치하였다. 저장고의 운전은 큐어링(25℃, 3일)에 이어 저장(12℃, 97%) 과정이 순차적으로 수행되도록 시스템을 제어하였으며 운전 결과 온도는 12±0.2℃, 상대습도는 95~100% 부근에서 결로 발생없이 운전이 가능하였다.
지상저장고에 생강을 저장한 결과 간접냉각(가온)에 의한 온도조절과 기존 초음파 가습방식 등을 적용한 경우는 4개월째 약 10%, 8개월 후에 20% 이상의 부패율을 나타내었다. 그러나 강제증발식 가습방식을 적용한 결과 3개월째 부패율이 2% 이하로 나타나 초기 부패가 장기저장성에 영향을 미치는 것을 고려할 때 저장성이 현저히 개선된 것으로 나타나서 기존 토굴 저장 방식을 대체할 수 있을 것으로 여겨진다.
2. 신선편이화를 위한 전처리 단위 공정 요소 기술 개발
○ 전처리 단위 공정(세척, 박피, 살균 등) 기술 개발
3중 충격 분체분사에 의한 세척처리 및 마이크로버블에 의한 미세세척 등으로 생강 표면의 세척 및 이물질 제거를 하였다. 세척, 박피, 탈수 및 건조공정 등에 대한 요소기술을 개발하여 연속식 일관처리시스템으로 설계 및 제작하였으며 산업체에 제작기술을 기술이전 산업화하였다. 아울러 미립소자를 이용한 세척 및 박피조건을 구명하였으며, 공정요소기술을 개발하여 세척노즐의 분사압력조건을 확립하였다. 연속식 세척 박피 일관시스템을 적용한 경우 생강의 경우 세척율 95%, 박피율 92% 이상, 상처율 5% 이하, 도라지의 경우 세척율 97%, 박피율 95%, 손실율 5% 이하로 나타났다.
세척 및 박피 도라지의 포장방법에 따른 저장시험을 수행한 결과 전해수 처리후 마이크로버블로 세정한 진공포장 처리구가 품질에서 가장 양호하였다. 마이크로버블 처리시스템과 통합한 연속처리시스템에 의해 세척한 경우 세척 처리수 (마이크로버블, 전해수, 차염소산수, 일반버블)에 따라 저장 중 생강의 품질변화를 살펴본 결과 전해수 처리후 마이크로버블로 세정하였을 때 미생물 억제에 효과가 가장 높은 것으로 나타났다.
3. 신선편이근채류의 포장 및 유통기술 개발
박피생강의 선도연장을 위하여 포장재내의 산소농도를 달리하여 실험한 결과, 산소농도 80% 처리구가 5℃ 저장시 20일이상 품질에 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 박피생강의 선도연장에 가장 효과적인 것으로 나타났다.
다진생강의 선도연장을 위해 열처리 조건별 파쇄생강의 저장 중 품질을 비교하였던 바 대조군에 비하여 열 처리군의 관능적 품질이 높은 것으로 나타났으며, 특히 50℃, 90분 처리군이 가장 우수하였다. 다진 생강의 저장온도에 따른 품질변화를 0∼20℃ 조건에서 조사하였던바 온도가 낮을수록 품질변화가 적었으며, 12℃ 이하에서도 생리적 장애가 발생치 않았다. 다진 생강의 저장 중 드립발생을 억제키 위한 처리로 다진 생강에 건조 생강분말을 첨가하였던 바 그 효과가 우수하였으며, 특히 껍질을 제거한 후 고분자 탈수 방법으로 건조한 분말의 첨가 시 품질이 전반적으로 양호하였다. 다진 생강이외 신선편이 근채류 제품 중 갈변이 심한 연근을 중온 열처리하였던 바 갈변 억제효과가 높은 것으로 나타났으며, 구연산 및 아스코르브산 병행 처리 시 그 효과가 증대되었다.
유산균을 이용한 발효처리를 통해 생강의 향미 개선이 되었으며 발효 생강의 묘사 분석 결과 생강향, 단향, 시큼한 냄새 등 향/냄새 특성 8종, 생강 향미, 매운 향미, 쓴 맛 등 향미/맛 특성 8종, 떫은맛의 후미 등 총 17개의 생강에 대한 관능적 특성 용어가 도출되었다. 대조구 생강과 발효된 생강의 총 gingerol 함량은 각각 100.19mg%, 89.55mg%였고 GC/MSD에 의한 향기 성분을 분석한 결과 61개의 휘발성 성분이 분리됨. 8종의 monoterpene, 21개의 sequiterpene, 8종의 oxygenated monoterpene과 9종의 oxygenated sequiterpeine이 동정되었다.
4. 곡류의 환경조성 저장 기술 개발
환경조성조건 별 호흡(생리)특성을 구명하기 위하여 벼의 함수율 15~24%(w.b.) 범위의 4수준, 질소조성조건 100, 93, 85% 및 대조구 등 4수준에 대하여 저장온도 22℃에서 저장중 벼의 호흡특성을 측정하고, 질소조성 조건 별 호흡모델을 개발하였다. 저장온도 22℃에서 벼의 함수율 15~24%(w.b.) 범위의 4수준, 질소조성조건 100, 93, 85 및 78% 등 4수준에서 저장 중 함수율, 발아율, 지방산가 등 품질변화 및 곰팡이 발생을 5~20일 간격으로 측정하여 질소조성 조건 별 벼의 저장 중 품질특성을 구명하였다.
함수율 및 질소조성 별 저장기간에 따른 지방산가를 예측할 수 있는 2차 다항식 형태의 실험모델을 개발하였으며, 지방산가 실험모델과 호흡모델을 이용하여 품질변화를 고려한 함수율 및 저장기간에 따른 적정 질소조성 조건을 구명하였으며, 벼 질소저장시 저장 함수율, 저장기간 등에 따라 적정 질소조건을 산출하고 저장기간에 따라 저장 중 품질변화를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다.
저장시설의 구조해석 및 수학모델 개발을 위하여 Janssen 및 Reimbert 식을 이용하여 저장시설에 작용하는 곡물하중, 적설하중, 지진하중 및 풍하중 등에 대한 수학적 해석 및 모델을 개발하였다. Janssen 및 Reimbert 식을 이용하여 저장시설에 작용하는 곡물하중, 적설하중, 지진하중 및 풍하중 등에 대한 수학적 해석 및 모델을 이용하여 저장되는 곡물과 외력의 종류에 따라 곡물의 부피, 볼트분석, 벽체 두께를 예측할 수 있는 설계 프로그램을 개발 하였다. 환경조성 저장시설은 일정한 공기조건을 장시간 유지가 가능한 밀폐식이 되어야 하므로 비조립식인 용접방식의 2.0톤 규모로 설계, 제작하였으며, 질소발생장치는 저장시설의 체적(3.4㎥)을 고려하여 질소발생능력 1.8㎥/hr(질소 99% 기준)수준이었다.
Abstract
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Ⅳ Result of research and development
1. Development of curing and storage technology for the maintenance of the freshness of the root vegetables
The appropriate storage condition of the curing of ginger is temperature 25℃ and relative humidity 100% during storage for 3 days. From the healthy g
Ⅳ Result of research and development
1. Development of curing and storage technology for the maintenance of the freshness of the root vegetables
The appropriate storage condition of the curing of ginger is temperature 25℃ and relative humidity 100% during storage for 3 days. From the healthy ginger that was preserved during 4 months under the relative humidity of 95~100%% and the optimal storage condition of 12℃ for the ginger, we have separated and 11species of microorganisms from the 8 species of deteriorated ginger. The main spoilage bacteria is Fusarium spp., and we classified the microorganism related to the softening phenomenon and implemented the natural antibacterial activity about the ginger spoilage molds.
We have designed and constructed around 20㎡ size of pilot scale of storage facility in order to configure the condition of temperature 12±1℃ and relative humidity of 95~100%, the adequate storage environment condition in order to develop the on-ground storage facility to store ginger. We have adopted the indirect cooling(heating) method using the brine for the regulation of the temperature, and installed the forced evaporing type of humidifier for the configuration of humidity.
For the operation of the storage, we have controlled the system for the storage(12℃, 97%) process to be implemented successively following the curing(25℃, 3 days), and the operation temperature was 12±0.2℃ and the relative humidity was around 95~100% and the operation was possible.
From the result of the storage of the ginger in the on-ground storage place, for the case of applying the temperature regulation through indirect cooling(heating) and the conventional ultrasound humidifying method, there showed the corruption rate of about 10% for the 4th month and above 20% for the 8th month. But, with the result of the application of forced vapor type of humidifying method, the deterioration rate was under 2% after the 3rd month, and considering that the initial deterioration affect the long-term storage, the storage has evidently been improved, and the developed method is considered to be able to be substitute for the conventional excavating storage method.
2. Development of the preprocessing unit process element technology for freshness and convenience.
We have removed the foreign contaminants in the surface of the ginger by using the washing process through 3 phased shock powder sprinkling and minute washing through micro bubbles. The element technology about washing, peeling and dehydration was developed and was designed and manufactured in the continuous batch process system and transferred the production technology to the industrial corporation and commercialized the technology. Also, we have explained the washing and peeling condition using particle element, developed the process element technology and established the sprinkling pressure condition of the cleansed nozzle. When we applied the continuous type of cleansing and peeling batch system, the cleansing rate for the ginger was 95%, peeling rate over 92%, damage rate under 5% and for the ballon flower, the cleansing rate was 97%, the peeling rate 95% and the loss rate under 5%.
3. Development of packing and distribution technology of the fresh and convenient root vegetables.
In order to extend the shelf life of peeled ginger, experiments with various oxygen concentration of MAP were conducted. 80% oxygen concentration showed to the least affect the quality of peeled ginger for more than 20 days at 5℃, which showed the most effective in the shelf life extension.
The quality of heat-treated and minced ginger was compared to the control group. The sensory quality of heat-treated groups appeared to be high and, in particular at 50 ℃ for 90min treated group was most excellent. The quality changes of minced ginger based on storage temperature were investigated from 0 to 20 ℃. The lower quality change was developed at the lower temperature. The ginger stored at lower than 12 ℃ did not occur in the physiological disorder. Minced ginger quality at frozen state was maintained at more than one year, considering the convenience of the consumer packaging and storing the subdivision was preferable. To suppress the development of the drip during storage of minced ginger, addition of dry ginger powder into minced fresh ginger showed its excellent effect, especially the addition of a dry powder after removing the peel and dehydration was good for maintaining overall quality.
Through the fermentation process using lactic acid, the flavor of the ginger enhanced, and in the result of the descriptive analysis of the fermented ginger, the 17 special organic characteristic terminology was derived including 8 flavor/smell characteristics such as flavor, sweat odor, sour smell etc, 8 flavor/taste characteristics such as flavor of the ginger, spicy flavor, and bitter taste and the remaining flavor of bitter taste, etc. The total gingerol content of the control group and the fermented group were 100.19mg% and 89.55mg% each, and the result of the analysis of the flavor component by GC/MSD separated 61 volatile component. 8 species of monoterpene, 21 species of sequiterpene, 8 species of oxygenated monoterpene and 9 species of oxygenated sequiterpeine were extracted.
4. Development of environment forming storage technology for grains
Respiratory characteries of paddy were experimented on storage temperature (22℃) about 4 level of moisture contents the range of 15~24%(w.b.), and nitrogen condition the range of 100, 93, 85% and a control for clear up them and developed respiratory model according to nitrogen condition. In 22℃ of storage temperature, these conditions that is 4 levle of moisture contents the range of 15~24%(w.b.) and the range of 100, 93, 85% and control of nitrogen condition were estimated quality characteries of paddy storage according to nitrogen condition by measuring moisture contents, germination ratio and fatty acidity of quality change and mold growth between 5 and 20 days.
We have developed the 2nd polynomial type of experiment model that can predict the fatty acid amid according to the storage period by the percentage of water and the composition of nitrogen, explained the appropriate nitrogen forming condition according to the percentage of water and storage period that considered the change of quality using the fatty acid amid experiement model and breath model, calculated the storage percentage of water during the storage of nitrogen of the rice and the adequate nitrogen condition according to the storage period and developed the program that can predict the change of quality during storage.
We have developed the mathematical interpretation and model about the grain load, snow load, earthquake load and wind load etc that operates in the storage facility using the Janssen and Reimbert formula in order to develop the structure analysis and mathematical analysis model of storage facility. We have developed the program that can predict the volume of the rice, analysis of the bolt, thickness of the wall etc according to the type of the grain and external force that are stored by using the mathematical interpretation and model about the grain load, snow load, earthquake load and wind load that operates in the storage facility by using the Janssen and Reimbert formula. The storage facility of environment configuration should be closed type that can maintain for a long period of time the uniform air condition, and thus we have designed and produced the facility in non assembly type of welding method of 2.0 ton, and the nitrogen generating device was the at the level of 1.8m3 /hr(nitrogen 99%) considering the volume(3.4m3) of the storage facility.
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