초록 ▼

IV. 연구개발결과
본 연구개발로 액성이 pH 5.0~6.5이며 차아염소산(HOCl, Hypochlorous acid, CAS Reg.No. 7790-92-3) 을 함유하는 미산성차아염소산수를 생성하는 미산성차아염소산수 생성장치(상품명 BIOCIDER, 등록상표)를 개발하였고 시제품을 제작하였다.
본 시제품 생성장치에 의하여 생성된 미산성차아염소산수의 실험실적 물성분석에 의한 성상과 특성을 분석하고 살균력을 검증하였다. 본 장치를 식품제조가공업체에 설치하여 소독대상물의 제균효과 등을 검증하는 현장적용시험을 행하고 이를 통

IV. 연구개발결과
본 연구개발로 액성이 pH 5.0~6.5이며 차아염소산(HOCl, Hypochlorous acid, CAS Reg.No. 7790-92-3) 을 함유하는 미산성차아염소산수를 생성하는 미산성차아염소산수 생성장치(상품명 BIOCIDER, 등록상표)를 개발하였고 시제품을 제작하였다.
본 시제품 생성장치에 의하여 생성된 미산성차아염소산수의 실험실적 물성분석에 의한 성상과 특성을 분석하고 살균력을 검증하였다. 본 장치를 식품제조가공업체에 설치하여 소독대상물의 제균효과 등을 검증하는 현장적용시험을 행하고 이를 통하여 개발된 미산성차아염소산수생성장치의 산업적 실용성을 확인하여 이를 기초로 장치의 양산체계를 갖추었다. 식품제조업체, 단체급식, 식자재 공급업체 등에서 미산성차아염소산수 생성장치와 미산성차아염소산수를 실용적인 위생관리에 활용할 수 있도록 운용 및 사용메뉴얼을 개발하였다. 그 결과를 연구개발 목표별로 요약하면 다음과 같다.

1. 미산성차아염소산수 생성방법 확립과 장치의 주요부품개발
가. 미산성차아염소산수 제법검토 및 생성방법 확립
미산성차아염소산수는 pH가 5.0 ~6.5, 유효염소종으로는 차아염소산을 함유하는 수용액으로서 염소계 살균소독제 중 가장 살균력이 강하고 생체독성이 적은 제품으로 평가되고 있다. 이의 제법으로는 강전해수생성장치를 이용하여 강산성차아염소산수에 음극측에서 생성되는 강알칼리성전해수를 적의(週宜) 량 혼합하여 미산성차아염소산수를 생성하는 산.알칼리전해수 혼합방법, 소금용액에 염산 등 pH 조정제를 첨가한 전해질용액을 무격막전해조에서 전해하여 미산성차아염소산수를 생성하는 산 혼합 원액 전해방법, 소금용액을 무격막전해조에서 전해하여 생성된 차아염소산나트륨수용액에 염산 또는 구연산 등을 첨가하여 혼합액의 pH가 5.0~6.5이 되도록 하는 산성화방법, 희염산을 무격막전해조에서 전해하여 미산성차아염소산수를 생성하는 염산 무격막전해방법 등이 알려져 있다.
본 연구개발에서는 염산 무격막전해방법 중 2007년 11월 개정된 식품첨가물 공전의 미산성차아염소산수 기준규격안에 의한 미산성차아염소산수를 생성할 수 있는 생성장치의 개발을 우선으로 하였다.
금후 사용될 수 있는 미산성차아염소산수 신규 제조방안으로서 음이온투과격막을 이용한 투석식의 고 효율 전해방법과 희석수의 경도를 조정함으로서 고 염소농도의 미산성차아염소산수를 생성하는 방법도 안출하였다.

나. 주요부품개발
(1) 전해조 및 전극의 개발
(가) 전해조
본 연구에서는, 시간당 240L를 생성할 수 있는 소용량 장치와 시간당 360L를 생성할 수 있는 중용량 생성장치에는 평판전극을 slot in한 원통형 전해조를 개발하여 적용하였고, 시간당 1,200L를 생성할 수 있는 대용량 생성장치에는 음극과 양극이 원통파이프형으로 되어 동심원을 이루는 원주형 전해조를 개발하여 적용하였다.
상기의 전해조는 반드시 염산의 전해에만 사용 가능한 것이 아니고 소금용액 또는 소금용액에 염산등을 혼합한 것을 전해질 전기분해에도 적용할 수 있음이 제 시험에서 확인 되었다.
(나)전극
염산의 전해와 전리된 염소이온의 양극에서의 산화에 의한 염소생성의 효율을 증대시키기 위하여 전극의 재질과 도금 혹은 코팅액 및 소결방법 등에 대하여 연구한 결과 음극으로는 Ti판에 벡금도금한 것으로서 도금 두께를 0.3미크론 이상으로 하고 양극으로는 Ti판에 산화이 리륨(Ir0₂) 과 산화주석 (Sn0₂) 의 2:1 혼합액을 코팅 소결한 것이 전해효율이 매우 양호한 것을 발견하였다. 상기의 양극은 산화이리듐 전극보다 동일한 염산용액 농도에서 유효염소 생성량이 40% 이상 증가하였다.

(2) 전원공급장치 및 장치 운전제어시스템 개발
(가) 전원공급장치
고농도의 전해질용액이 함유된 전해액을 전해한 후에 장치내에서 수도수 등의 원수로 희석하여 미산성차아염소산수를 생성하는 미산성차아염소산수 생성장치에서는 비교적 고전류와 저전압이 이용되고 있고, 저농도의 전해질용액을 함유하는 전해액을 전해하여 생성되는 전해수를 희석없이 그대로 사용하는 강산성차아염소산수나 약산성차아염소산수를 생성하는 장치에서는 비교적 저전류와 고전압을 이용한다. 본 연구개발에서는 생성장치를 어떠한 차아염소산수도 생성이 가능하도록 전류와 전압을 가변적으포 공급할 수 있는 SMPS 형의 반도체정류기를 사용하였다.
(나) 장치 운전제어시스템
미산성차아염소산수생성장치는 무격막전해조에서 희염산의 전해에 의하여 pH 1.5이하, 유효염소농도 5,000ppm 에 가까운 고농도염소용액을 만들어 이를 100~200배 이상 희석하여 pH 5.0~6.5, 유효염 소농도 10~30ppm의 미산성차아염소산수를 만드는 것인 바, 용존염소가 물과 반응하여 차아염소산(HOCl)이 생성될 때 동일한 몰수의 염산(HCl)이 또한 생성되기 때문에 생성차아염소산수의 pH를 5.0 ~6.5범위 내로 맞추려면 희석배수를 높여야 하는데 이렇게 하면 유효염소농도가 적정농도 이하로 저하되므로, 희석원수의 경도성분, 염산공급량, 염산희석비율 등 정밀한 제어가 요구된다. 본 연구개발을 통하여 적정의 미산성차염소산수 생성 및 제어 를 위한 제 인자간의 관계식을 식을 도출하여 이를 이용함으로서 제어가 용이하게 되었다.

(3) 정량펌프
전해조에 염산을 공급하는 펌프는 극히 미량을 정량적으로 공급하는 중요부품의 하나이다. 특히 중소규모의 식품공장, 단체급식, 농업시설재배에 사용되는 중소규모(시간당 240~360L생성)의 미산성차아염소산수 생성장치에 있어서 6~9% 염산 기준 분당 약 2~3ml를 미세하게 연속적으로 공급할 수 있는 펌프를 개발하였다. 대용량의 장치에는 기존의 펌프(소용량 분당6~10ml 공급)를 채택하였다.

2. 미산성차아염소산수 생성장치 시작품제작 및 시운전
부품의 유기적 연관성과 유지보수의 용이성을 고려하여 3 Dimensional 설계방식과 산업디자인의 협조로 입체 구조 디자인을 완료하고 부품 조립순서도를 작성하였다. 생성장치의 구조 및 조립도에 의하여 중소용량의 모델명 BC-240(시간당 미산성차아염소산수 240L 생성), BC-360 및 대용량의 모델명 BC-1200을 각 1대씩 제작하여 시운전을 행하였다. pH 6.0내외, 유효염소농도 25ppm의 전해수가 생성되도록 설정하여 1일 4시간 씩 20일간의 시운전에서 생성수 성상은 pH 5.9~6.3, 유효염소농도 22.5~26.7ppm 을 유지하였고 시간당 생성량도 모델별로 적정수준이었다. BC-360에서 생성된 미산성차아염소산수를 협동연구기관인 한국식품연구원에 의뢰하여 식약청의 살균소독력 검사방법에 의하여 살균력을 검사한 결과 대장균 (E.coli) , 황색포도상구균(S.aureus) 에 대하여 99.999% (5-log 이상)의 우수한 살균효과를 나타내었다.

3. 미산성차아염소산수의 특성평 가 및 살균소독 유효성 평가
O 본 연구개발을 통하여 미산성차아염소산수의 생성조건 및 보관조건에 따른 물리화학적 특성변화와 물성 (pH, 유효염소농도 등)변화에 따른 미생물에 대한 살균력을 조사하였으며 미산성차아염소산수의 세정살균처리가 과채류의 품질변화에 미치는 영향, 식품가공·조리설비에 대한 표면살균 유효성을 조사하였다. 상기 시험에서 미산성차아염소산수는 보관 안정성 및 살균유효성이 매우 우수함이 판명되었다.
O 미산성차아염소산수의 안전성평가를 위한 시험으로서 쥐, 토끼 등에 대한 급성경구독성시험, 안구자극시험 등 생체독성시험을 시행하였고 인플루엔자 바이러스에 대한 불활화시험 및 무화살포가 공중부유미생물에 대한 제균효과를 조사하였다. 상기 시험에서 미산성차아염소산수의 생체에 대한 안전성이 입증되었고 무화살포가 공중부유미생물의 제균에도 매우 효과적임이 밝혀졌다.

4. 미산성차아염소산수 생성장치의 현장적용성 실증시험
충북오창농협의 산지유통센터(APC)에 BC-360을 설치하여 생성된 미산성차아염소산수로 오창농협 자체생산 및 인근농가로부터 매집한 상추, 절단양배추, 딸기, 파슬리 등 과채류의 농산물을 살균소독하여 제균효과를 조사하였다. 조사결과 무처리구에 비하여 상추 1.9-log, 절단양배추 0.9-log, 딸기 1.3-log, 파슬리 2.4-1og의 제균율을 나타내었고, 지하수 처리구에 비해서는 각 각 1.4, 0.7, 1.2, 0.6-1og의 제균효과를 나타내어 유효성이 검증되었으며 본 제균력은 차아 염소산나트륨수(NaOCl)100~200ppm의 것과 동등한 효과를 나타내는 것이다.

5. 미산성 차아염소산수의 위생관리 현장적용 기술개발
미산성차아염소산수의 pH에 따른 total chlorine과 free chlorine의 함량을 분석한 결과 pH9에서 농도가 가장 높았다. 미산성차아염소산수의 pH에 따른 HOCl, OCI^-함량을 측정한 결과, pH가 증가함에 따라 HOCl 농도는 감소를, OCI^- 농도는 대체적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 미산성차아염소산수의 pH 조건에 따른 저농도에서의 살균효과를 분석한 결과 OCI^-농도보다는 HOCl의 농도가 높은 pH 4, 0.75 ppm과 1.0 ppm 의 유효염소 농도에서 상대적으로 높은 살균효과를 나타내었다.
상업용 제품인 sodium hypochlorite와 sodium dichloroisocyanurate 에 adipic acid를 첨가한 제품을 대조구로 하여 동일한 농도(약 30 ppm) 로 희석, 상추, 케일, 치콘, 껏잎, 토마토, 딸기, 감귤, 사과를 대상시료로 하여 침지 살균하면서 시료의 총균수 변화, 살균수의 유효염소, chlorite, chlorate, chloride, trihalomethane, haloacetic acid의 생성량 변화를 분석하였다.
총균수는 상추는 초기 1.6x10⁴ CFU,g에서 침지 :30분후 3.0x10¹ CFU,g으로, 케일은 초기 3.5 x10³ CFU,g에서 침지 30분후 1.4x10³ CFU, g으로, 치콘은 초기 5.5 x10⁶ CFU , g 에서 침지30분후 7.8 x10³ CFU,g으로, 껏잎은 초기 1.0x10⁴ CFU, g 에서 침지 30분후 1.2x10² CFU , g 이하로, 토마토는 1.2 x10³ CFU , g 에서 침지 30분후 4.0x10¹ CFU , g으로, 딸기는 초기 8.9 x10² CFU,g 에서 침지 30분후 1.0x10¹ CFU,g 이하로, 감률은 초기 6.0 x 10¹ 에서 1.0x10¹ CFU,g 이하로, 사과는 2.0 x10¹ CFU,g에서 침지 30분후 1.0x10¹ CFU , g 이하로 각각 감소하였다. 유효 염소는 초기 29.5 ppm 에서 침지 30분후 21.0~29.2 ppm 수준으로 감소하였으며, chlorite는 대상시료 8종중 상추와 케일에서만 침지 20분후 0.26 ppm과 0.47 ppm 이 검출되었다). Chlorate는 초기 16.9 ppm 에서 침지 30분후 0.1~20.6 ppm으로 증가하였다. 껏잎과 딸기에 침지 10분 및 20분에 0.2 ~ 2.2 ppm 수준으로 검출되었으나 침지 30분후에는 검출되지 않았다. Trihalomethane(THMs) 의 생성량을 분석한 결과 대체적으로 1 ppb 수준으로 그 생성량이 미약하였으며 CHCI₃, CHBrCI₂, CHBr₂Cl, CHBr₃ 모두 검출되었다. Haloacetic acids(HAAs) 는 Table 25 에서와 같이 BAA를 제외하고는 CAA, DCAA, TCAA, BCAA 및 DBAA가 모두 생성되었으며 침지시간의 경과에 따라 미미하게 증가하는 경향을 나타내었으나 사과와 감귤의 경우에는 유의적인 경향을 나타내지 않았다. 10℃ 저장중 과일과 채소류의 품질 변화를 분석한 결과 무처리에 비해 미생물군수 증가량, 관능적 기호도에서 유의적인 높은 값을 나타내었다.
미산성차아염소산수 침지 후 감자의 총페놀성 화합물 함량은 전반적으로 증가하는 경향을 나타내었나 초기 50.3 mg%에서 저장 9일까지 50.3 mg% 수준으로 큰 변화가 없었다. 고구마의 경우에는 수도수 처리구에 비해 초기 35.2 mg%에서 저장 18일후 40.6 mg%로 수도수 처리구에 비해 상대적으로 낮은 증가를 나타내었다. 박피 감자의 PPO 활성은 미산성 차아염소산수 침지에 따라 억제되는 것으로 나타났다. 저장중 조직감의 변화를 분석한 harness 값은 미산성 차아염소산수 침지에 따른 유의적 효과가 나타나지 않았으며 고구마의 경우에도 감자와 유사한 경향을 나타내었다.
수산물 전처리장의 현장적용을 위해 B. cereus, L. monocytogens, S. aureus로 오염시킨 고등어, 명태 및 오징어의 미산성차아염소산수 침지에 의한 살균효율을 검토한 결과, 시료 중량대비 3배수의 미산성 차아염소산수에 침지 2분후, 탈수후 재침지 2분후, 탈수 후 재침지 5분 후의 균수는 초기 오염균수의 1/100- 1/1,000(2 - 3 log cycle) 수준으로 감소하였다. 실제 시료의 살균효과를 분석한 결과 고등어, 명태 및 오징어의 초기균수를 약 1/10 -1/100(1~ 2 log cycle) 정도의 수준으로 감소시키는 효과가 있었으며, 오징어>고등어>병태 순으로 살균효과가 컸음. 10℃ 저장중 유의적인 균수증가는 관찰되지 않았다. VBN가와 K값을 분석한 결과, 시료 처리후 및 저장기간 48시간까지 수도수 처리구와 유사한 경향을 나타내었다. 잔류염소량은 1ppm 이하(실험 결정값은 0.02 ~ 0.1 ppm) 로서 일반 수도수와 유사한 잔류량을 나타내었으며 관능적으로도 염소취를 감지할 수 없었다.
축산물 전처리장의 현장적용을 위해 작업장 바닥, 도마, 칼, 작업자 앞치마, 컷트기, 장갑 등의 오염미생물군을 분석하였다. 도마, 칼의 살균소독을 목적으로 미산성차아염소산수로 세척한 결과 총균수는 2 ~ 4 log cycle, 대장균군은 2 ~3 log cycle의 감균효과를 확인할 수 있었다.
(출처:요약문 6~10p)

Abstract ▼

IV. Major Research Results
In this research, we developed a WAHW maker (registered trademark: BIOCIDER) producing WAHW - which contains hypochlorous acid (HOCl; CAS Reg. No. 7790-92-3) of pH 5.0 ~ 6.5 - and manufactured mock-up products.

We also analyzed characteristics of WAHW created by

IV. Major Research Results
In this research, we developed a WAHW maker (registered trademark: BIOCIDER) producing WAHW - which contains hypochlorous acid (HOCl; CAS Reg. No. 7790-92-3) of pH 5.0 ~ 6.5 - and manufactured mock-up products.

We also analyzed characteristics of WAHW created by the mock-up maker and verified sterilization of WAHW according to the test results property analysis. We installed this apparatus in a food processing plant, conducted the field application test to verify sterilization effectiveness on the targets, and confirmed industrial usefulness of our developed WAHW maker. Based on our research results, we set up a mass-production system for the apparatus. For food processors, group meal providers and food material suppliers to utilize the WAHW maker and WAHW in practical sanitization management, we developed the operation and user manual. The results are summarized as follows.

1. Establishment of WAHW production method and development of major components
A. Examination of WAHW formulation method and establishment of production method
As an available chlorine containing hypochlorous acid with pH 5.0-6.5, WAHW has been known for its strongest sterilization power and least biological toxicity among the chlorine-based sterilizers. WAHW has been formulated by either of: 1) the acid-alkaline electrolyzed water mixture method (mixing a fitting amount of strong alkaline electrolyzed water produced at cathode by a strong acid electrolyzed water maker in strong hypochlorous acid water); 2) the undiluted acid solution mixture method (adding a pH controller to a salt solution to create an electrolyte, and mixing the electrolyte by using a non-divided electrolyzer; 3) the acidification method (mixing a salt solution with a non-divided electrolyzer to produce a sodium hypochlorite solution and adding hydrochloric acid or citric acid to the produced solution until the pH level of the mixture reaches 5.0-6.5; and 4) the non-divided hydrochloric acid electrolyzation method (mixing diluted hydrochloric acid with a non-divided electrolyzer).

In this research, we opted for the non-divided hydrochloric acid electrolyzation method, and developed the apparatus capable of producing WAHW that would qualify the standard WAHW regulations of the Korean Food Additives Codex revised in November 2007.

As a new WAHW production method to be used in the future, we drew a dialysis high-efficiency electrolyzation method by using an anion-permeable divider and another method to produce WAHW of high chlorine concentration by manipulating hardness of diluting water.

B. Development of Major Cornponents
1) Development of Electrolyzer & Electrodes
A) Electrolyzer
In this research, we developed a cylindrical electrolyzer with slotted-in plate electrodes and applied it to the small-capacity apparatus producing 240L of WAHW per hour and the medium-capacity apparatus producing 360L per hour. For the large-capacity apparatus producing 1,200 L per hour, we developed a cylindrical electrolyzer consisting of pipe-shaped anode and cathode forming a concentric circle, and applied it. We confirmed that this electrolyzer would not only electrolyze chlorine, but also work for electrolyte electrolysis of saline solution or a mixture of saline solution and chlorine.

B) Electrodes
ln order to boost electrolysis of chlorine and efficiency of chlorine production stemming from acidification of ionized chloride ions at anode, we investigated materials, plating or coating solution and sintering methods of electrodes. The cathode was a white-gold-plated titanium (Ti) plate with plating thickness of at least 0.3μm, while the anode was a Ti plate sintering-coated with a mixture solution of iridium oxide (Ir0₂) and stannic oxide (Sn0₂) at the 2:1 ratio, providing excellent electrolysis efficiency. The aforementioned anode produced at least 40% more of available chlorine than the iridium oxide electrode at the same chlorine solution concentration.

2) Development of Power Supply Device & Apparatus Operation Control System
A) Power Supply Device
Producing WAHW by mixing the electrolyte containing high-concentration electrolyte solution and diluting it with raw water (such as tap water) within the apparatus, the WAHW maker uses relatively high electric current and low voltage. Creating strong or weak hypochlorous acid water by mixing the electrolyte containing low-concentration electrolyte solution and using the electrolyzed water without any dilution, the apparatus uses relatively low electric current and high voltage. In this research, we used a SMPS semiconductor rectifier - which would variably supply electric currents and voltage - in the apparatus so that the WAHW maker could produce any types of hypochlorous acid water.

B) Apparatus Operation Control System
The WAHW maker produces high-concentration chlorine solution with the pH 1.5 or less and available chlorine concentration close to 5,000 ppm by using a non-divided electrolyzer based on electrolysis of diluted hydrochloric acid, dilutes the product 100-200 times or more, and creates WAHW with the pH 5.0-6.5 and available chlorine concentration of 10-30 ppm. Since hydrochloric acid (HCI) in the same number of moles is also created when hypochlorous acid (HOCI) is produced by a reaction between chloride and water, the dilution rate must be boosted to keep the pH of the produced hypochlorous acid water at 5.0-6.5. In this case, the available chlorine concentration falls below the optimal levet calling for precise control over hard substances in diluting water, a supply amount of hydrochloric acid, dilution rate of hydrochloric acid, etc. Through this research, we developed a correlation formula of various factors to produce and control optimal WAHW, allowing for simple control.

3) Metering Pump
A pump supplying hydrochloric acid to an electrolyzer is one of the important components quantitatively supplying an extremely small amount of the acid. In particular, we developed a diaphragm-based pump that would continue to minutely supply approximately 2mL of 6-9% hydrochloric acid per minute to small and medium WAHW makers (producing 240-360 L of WAHW per hour) usually used in small-to-mid-sized food plants, group meal services and automated agricultural cultivation sites. We chose a small-capacity pump (supplying 6 mL per minute) of IWAKI among commercial products for the large apparatus.

2. Production and Test Operation of Trial WAHW Maker
Considering an organic correlation among the components and convenience of maintenance & repair, we completed a 3D structural design by using the 3-dimensional design method and industrial design techniques, and prepared an assembly instruction. Given the structure and assembly instruction of the makers, we built one each of the small-capacity Model BC-240 (producing 240 L of WAHW per hour) and BC-360 and large-capacity Model BC-1200, and carried out test operation. After setting the apparatus to produce WAHW with approximately pH 6.0 and available chlorine concentration of 25 ppm, we conducted test operation 4 hours a day for 20 days. The produced water maintained pH 5.9-6.3 and available chlorine concentration of 22.5-26.7 ppm, and each model posted the fair-level hourly production amount. We requested Korea Food Research Institute (an affiliating research institute) to test sterilization power of WAHW produced by the Model BC-360 in line with the sterilization & disinfection power inspection method of Korea Food & Drug Administration. As a result, our produced WAHW recorded excellent sterilization effects killing 99.999% (5 log or more) of Eschrichia coli and Staphylococcus aureus.

3. Characteristics Evaluation of WAHW and Effectiveness of Sterilization & Disinfection Power
We investigated sterilization power over microorganisms based on changes in: 1) physical & chemical properties of WAHW due to production and storage conditions; and 2) characteristics of WAHW (such as pH and available chlorine concentration). We also examined the impact of WAHW-based cleaning and sterilization treatments on changes in the quality of fruit and vegetables, and validity of surface sterilization on food-processing & cooking equipment. Under the clean conditions, we evaluated sterilization effectiveness of the produced WAHW on 30 species of bacteria (such as Aeromonas hydrophila IFO 3820), 5 species of mold (such as Aspergillus flaνus KFRI 855) and 6 species of yeast (such as Candida utillis KFRI 556). The produced WAHW cut down 6 log cycles of all species, except four species (including Listeria welshimeri KCTC 3587).
To assess safety of WAHW, we carried out biological toxicity tests (such as an acute oral toxicity test and a Draize eye irritancy test) on mice and rabbits and inactivation tests on influenza viruses. Additionally, we investigated sterilization effects of atomized sprays on air-floating microorganisms. The aforementioned tests proved biological safety of WAHW and atomized sprays appeared quite effective on removing air-floating microorganisms.

4. Field Application Tests on WAHW Makers
We installed a BC-360 at the agricultural products processing center of Chungbuk Ochang Nonghyup (CONH), sterilized and disinfected fruit and vegetables - including lettuce, cut cabbages, strawberries and parsley- directly manufactured by CONH or collected from the nearby farmhouses with the produced WAHW, and examined germ-removal effects. According to the results, WAHW demonstrated 1.9 log reduction in lettuce, 0.9 log reduction in cut cabbages, 1.3 log reduction in strawberries, and 2.4 log reduction in parsley compared with the non-treated produce group. Compared with the ground water-treated group, WAHW posted 1.4 log reduction in lettuce, 0.7 log reduction in cut cabbages, 1.2 log reduction in strawberries, and 0.6 log reduction in parsley, proving its effectiveness. Such sterilization power corresponds to sterilizing effects of 100-200ppm sodium chloride (NaOCl).

5. Application of WAHW to Sanitary management fileds
According to our analysis on changes in the total chlorine and free chlorine based on the pH level of WAHW, the chlorine concentration was highest at pH 9. In addition, as the pH level of WAHW escalated, concentration of HOCl diminished, but that of OCI^-mostly climbed. Moreover, our analysis on low-concentration sterilization effects of WAHW indicated that WAHW generated relatively high sterilization effects at pH 4 and available chlorine concentration of 0.75 ppm and 1.0 ppm when concentration of HOCl was higher than that of OCI^-.

Having the commercial products (sodium hypochlorite and sodium dichloroisocyanurate with adipic acid added) set as the comparison group, we sterilized the target samples (including lettuce, kale, chicons, sesame leaves, tomatoes, strawberries, tangerines and apples) with the same concentration (approximately 30 ppm) in water, and analyzed the number of total germs in the samples, available chlorine concentration of the sterilizing water, and changes in the produced amount of chlorite, chlorate, chloride, trihalomethane and haloacetic acid.

After being soaked in the sterilizing water for 30 minutes, the number of total germs dropped from 1.6x10⁴ CFU/g to 3.0x10¹ CFU/g in lettuce, from 3.5 x10³ CFU/g to 1.4x10³ CFU/g in kale, from 5.5 x10⁶ CFU/g to 7.8 x10³ CFU/g in chicons, from 1.0x10⁴ CFU, gto 1.2x10² CFU/g or less in sesame leaves, from 1.2 x10³ CFU/g to 4.0x10¹ CFU/g in tomatoes, from 8.9 x10² CFU/g to 1.0x10¹ CFU,g or less in strawberries, from 6.0 x 10¹ to 1.0x10¹ CFU/g or less in tangerines, and from 2.0 x10¹ CFU/g to 1.0x10¹ CFU/g or less in apples. The available chlorine concentration declined from 29.5 ppm to 21.0-29.2 ppm after 30 minutes. Among the 8 sample groups, only lettuce and kale still contained chlorite (0.26 ppm and 0.47 ppm, respectively) after being immersed in the sterilizing water for 20 minutes. Concentration of chlorate surged from 16.9 ppm to 0.1-20.6 ppm after 30 minutes while chlorate in sesame leaves and strawberries reached 0.2-2.2 ppm both after 10 and 20 minutes, but none after 30 minutes. The produced amount of trihalomethane (THMs) in the sample groups mostly stood at merely 1 ppb, and all of CHCI₃, CHBrCI₂, CHBr₂Cl, CHBr₃ were detected. As shown in Table 25, all of haloacetic acids (HAAs) - such as CAA, DCAA, TCAA, BCAA and DBAA, except BAA - were produced and tended to slightly increase over time in the sterilizing water, but did not display any meaningful change in apples and tangerines. Stored at 10.C, the fruit and vegetables scored significantly higher in the increase in microorganisms and organoleptic preferences compared with the non-treated produce.

After being soaked in WAHW, concentration of the total phenolic compounds in potatoes generally enlarged, but did not show a change from 50.3 mg% in the beginning to 50.3 mg% on the 9th day of storage. Compared with the tap-water-treated group, sweet potatoes posted a relatively low decrease in the phenolic compound concentration from 35.2 mg% in the beginning to 40.6 mg% on the 18th day of storage. Activation of PPO in peeled potatoes were refrained when immersed in WAHW. The hardness value (indicating a change in texture) of the potatoes during the storage did not have any meaningful effects from immersion in WAHW, and sweet potatoes also showed a similar result.

To apply the apparatus to the fishery pre-treatment plants, we examined sterilization effects on mackerels, pollocks and squids polluted with B. cereus, L. monocytogens, S. aureus after immersion in WAHW. The samples were soaked in the WAHW three times the sample weight for 2 minutes, another 2 minutes after drying, and another 5 minutes after drying again, and the number of germs plummeted to 1/100-1/1,000 (2-3 log cycles) of the initial level. According to the analysis on sterilization effects of the actual samples, the number of germs in mackerels, pollocks and squids was cut down to approximately 1/10-1/100 (1-2 log cycles), while sterilization effects were largest in squids and smallest in pollocks. During the storage at 10℃, we did not observe any meaningful increase in the number of germs. Given the analysis on VBN and K values, the fishery samples posted similar results to those of the tap-water-treated group for up to 48 hours of storage after the WAHW treatment. The residual chlorine in WAHW reached 1ppm or less (0.02-0.1 ppm of the test value), which was similar to that in the general tap water. The organoleptic method did not detect chlorine.
To apply the apparatus to the livestock pre-treatment plants, we analyzed polluting
microorganisms in workshop floors, cutting boards, knives, aprons, cutters and gloves. After washing cutting boards and knives with WAHW for sterilization and disinfection, the number of total germs was reduced by 2-4 log cycles, and the colon bacillus was eradicated by 2-3 log cycles.
(출처:SUMMARY 14~20p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 21
• 목차 ... 25
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 29
• 제1절 연구개발의 배경 및 필요성 ... 29
• 제2절 연구개발의 목적 및 범위 ... 30
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 제1절 국내 기술개발 ... 32
• 제2절 국외 기술개발 및 이용현황 ... 33
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 34
• 제1절 주관기관: 생성장치의 시작품 제작과 시운전 및 현장적용 실증시험 ... 34
• 1. 문헌연구 및 이론적 배경 ... 34
• 가. 차아염소산수 ... 34
• 나. 강산성차아염산수 ... 36
• 다. 미산성차아염소산수 ... 37
• 2. 미산성차아염소산수의 제법 ... 38
• 가. 제 제법의 검토 ... 38
• 나. 본 연구제법의 확립 ... 41
• 3. 미산성차아염소산수 생성장치 개발 ... 41
• 가. 주요 유니트 및 부품개발 ... 41
• 나. 생성장치 운전제어 시스템 ... 48
• 다. 신규 생성방법의 개발 ... 49
• 4. 생성장치 시작품제작 및 시운전 ... 55
• 가. 생성장치 시작품제작 ... 55
• 나. 시운전의 경과 및 결과 ... 67
• 5. 시생산 미산성차아염소산수의 성능 및 특성 평가 ... 71
• 가. 생체 독성시험 ... 71
• 나. 바이러스 불활화 효과 ... 72
• 다. 공중부유 미생물 제균효과 ... 73
• 6. 미산성차아염소산수 생성장치의 현장 적용성 실증시험 ... 75
• 가. 생성장치의 현장운전과 성능시험 ... 75
• 나. 산지유통센터(APC)의 과채류 살균소독 시험 ... 77
• 다. 미산성차아염소산수 생성비용 ... 79
• 제2절 협동과제: 미산성 차아염소산수의 제조수 특성 평가 및 적용기술 개발 ... 81
• 1. 서론 ... 81
• 2. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 89
• 가. 재료 및 방법 ... 89
• 3. 결과 및 고찰 ... 97
• 가. 생성 조건에 따른 미산성 차아염소산수의 물리화학적 특성 분석 ... 97
• 나. 보관 조건에 따른 미산성 차아염소산수의 물리화학적 특성 분석 ... 101
• 다. 물성에 따른 미산성 차아염소산수의 살균 유효성 평가 ... 105
• 라. 미산성 차아염소산수 세정·살균 처리에 따른 과채류 품질 특성 변화 검토 ... 125
• 마. 가공·조리 설비의 표면 살균력 유효성 평가 ... 129
• 바. 미산성 차아염소산수 침지살균 잔류염소량 분석 ... 130
• 사. 미산성 차아염소수 침지살균 과채류의 저장중 품질변화 ... 130
• 아. 축산물 작업장의 기구/설비의 살균소독 효과 ... 164
• 자. 미산성 차아염소수 침지살균 신선 어류의 살균효과 및 저장중 품질변화 ... 170
• 차. 미산성 차아염소산수의 세정·살균 공정 및 위생 관리 지침 개발 ... 178
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 181
• 제1절 연구개발목표의 달성도 ... 181
• 1. 연도별 연구개발 목표의 달성도(1차연도) ... 181
• 2. 연도별 연구개발 목표의 달성도(2차연도) ... 182
• 3. 연도별 연구개발 목표의 달성도(3차연도) ... 182
• 제2절 관련 분야에의 기여도 ... 183
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 184
• 제1절 연구개발 성과 ... 184
• 1. 실용화·산업화 계획(기술실시 등) ... 184
• 2. 특허 성과 ... 185
• 3. 기술인증 ... 185
• 4. 논문게재 성과 및 계획 ... 186
• 5. 학술 대회 발표 성과 및 계획 ... 186
• 제2절 연구개발 결과 활용 계획 ... 187
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 188
• 제7장 참고문헌 ... 191
• 끝페이지 ... 197