초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 가공식품제조에서 살균 공정은 전체공정의 최종단계에서 이루어지며 제품의 안정성과 품질을 결정하는 핵심적인 공정이다. 기존 가공식품의 살균공정은 가열처리를 이용하며 냉장유통용 제품은 80∼100℃, 상온유통용 제품은 110∼150℃의 높은 온도에서 처리된다.

○ 현대의 소비자는 원재료 천연의 풍미와 영양을 유지하는 가공제품을 선호하며, 따라서 식품제조기업에서는 열처리를 최소화 하고자 하는 요구가 늘어나고 있다. 특히, 냉장유통제품 수준의 품질을 유지하면서도 상온유통이 가능한 기술이 개발된다면

연구의 목적 및 내용
○ 가공식품제조에서 살균 공정은 전체공정의 최종단계에서 이루어지며 제품의 안정성과 품질을 결정하는 핵심적인 공정이다. 기존 가공식품의 살균공정은 가열처리를 이용하며 냉장유통용 제품은 80∼100℃, 상온유통용 제품은 110∼150℃의 높은 온도에서 처리된다.

○ 현대의 소비자는 원재료 천연의 풍미와 영양을 유지하는 가공제품을 선호하며, 따라서 식품제조기업에서는 열처리를 최소화 하고자 하는 요구가 늘어나고 있다. 특히, 냉장유통제품 수준의 품질을 유지하면서도 상온유통이 가능한 기술이 개발된다면 완제품의 저장, 운송, 판매에 소요되는 냉장시설을 배제할 수 있으므로 막대한 양의 에너지를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

○ 본 연구과제의 목적은 최신 가공기술인 초고압기술, 마이크로펄스기술, 첨단 가열기술과 이들 기술의 융·복합을 이용하여 냉장유통 식품 수준의 품질을 유지하며 상온 유통이 가능한 차세대 멸균기술 개발하는 데 있다.

연구개발성과
○ 마이크로펄스 기반 차세대 멸균기술 개발
- 펄스전기장 처리에 의한 부패 미생물(그람 양성균/그람 음성균/진균) 및 갈변효소의 불활성화 kinetics

- Pilot 규모에서 펄스처리에 의한 액상식품의 살균 최적화 (부패 미생물에 대한 5 log reductions 이상) 및 품질특성변화 확인(검증된 상온유통기한: 천연발효식초음료 140일, 콜드브루커피 100일)

- 공장규모에서 2종의 액상식품에 대한 펄스처리 시생산 수행

○ 첨단 열처리 기반 차세대 멸균기술 개발
- Lab-scale 과열수증기 살균 장치 개발 및 과열수증기 조작변수에 따른 미생물적, 이화학적 특성 분석

- 과열수증기를 이용한 입자상 식품(견과류, 마늘 가공품 등)의 살균 조건 최적화 및 과열 수증기 장치 Scale-Up

- 각 기관별 수행된 차세대 멸균기술 이용에 따른 배출 탄소량 비교 분석

○ 초고압 병합 차세대 멸균기술 개발
- 자외선-광촉매와 초고압의 병합처리에 의한 살균효과 검증 (5 log reductions)

- 살균기작 연구를 통해 자외선-광촉매 처리는 하이드록실 라디칼의 형성으로 인한 단백질 파괴와 DNA 손상이 살균의 원인임을 규명함

- 초고압 병합 살균 처리는 식품 유해 미생물뿐만 아니라 열 저항성이 높은 포자균, 노로바이러스를 대상으로도 뛰어난 살균 효과가 있음을 확인

○ 가열초고압연구 및 차세대 멸균기술의 산업화 적용
- 가열초고압를 이용한 제품개발 및 관련 특허 2건 출원 (초고압 쌀가공품 / 초고압 살균 양념장)

- 마이크로파 가열 및 마일드 열살균 병합 멸균기술 및 적용 제품 개발 (관련 특허 3건 출원)

- 차세대 멸균 상업화 제품 개발 및 출시: 한식 찌개류 3종

연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 학문적 활용계획
- 펄스전기장, 초고압, 과열수증기 등 신 가공기술을 이용한 살균과 품질특성에 대한 기초·기반 자료 제공

- 연구 과제를 통해 도출된 실험 결과는 국·내외 식품관련학회(포스터 발표 8건)를 통해 활발히 발표되었으며, 관련기술과 연구결과가 국내 학술지(2012년 비SCI, 1건)와 해외학술지(2014년 SCI, 1건)를 통해 발표완료 되었다. 추후 1편의 연구결과가 논문으로 작성되어 SCI(E)급 학술지에 발표할 예정이다.

○ 산업적 활용계획
- 참여기업에 의해 이미 적용되어 출시된 3종류의 제품 이외에 상온유통용 고품질 살균기술의 상품화 순차적 적용이 예정되어 있음

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&Contents
This project investigated novel methods to preserve processed foods in atmospheric temperature for extended shelf life. The novel methods include high hydrostatic pressure, high hydrostatic pressure combined with moderated heat or UV-TiO2 photocatalysis, pulsed electric fields, s

Purpose&Contents
This project investigated novel methods to preserve processed foods in atmospheric temperature for extended shelf life. The novel methods include high hydrostatic pressure, high hydrostatic pressure combined with moderated heat or UV-TiO2 photocatalysis, pulsed electric fields, superheated steam, and advanced retort technologies. The microbial inactivation effects of these treatments were systematically evaluated as well as the food quality after the treatment.

Results
○ Development of pulsed electric field treatments for extended shelf life of liquid foods
- PEF was applied to liquid foods with the PEF energy from 100 to 250 kJ/L

- Microbial inactivation more than 5 log reductions were observed with minimum changes in physico-chemical, and organoleptic properties.

- Pilot tests as well as plant scale tests reveled the shelf life of 140 days (fermented vinegar based soft drink) and 100 days (Dutch coffee) at room temperature

○ Development of UV-assisted TiO2 photocatalysis (TUVP) and high hydrostatic pressure(HHP) combined treatment
- TUVP treatment destroyed membrane protein by formation of hydroxyl radical and damaged to bacterial and viral DNA and HHP treatment caused the morphological changes.

- The combined treatment was effective to control food borne pathogen on the fresh products and proper for the next generation sterilization system.

○ Development of superheated steam sterilization (SHS) method on particulate foods
- Application of the SHS method to particulate foods which are very hard to be sterilized with conventional methods

- Development of a lab-scale SHS sterilization system and scale-up

- Confirmation of the effectiveness of the short SHS treatment to Bacillus spores on garlics which are the main ingredient for many retort foods

○ Investigation of advanced sterilization technology as substitution of conventional retort process
- PATP sterilization effects for convenience food products: rice topping sauce, soup, rice, rice related food product

- Development of the product treated by combination between microwave heating and mild thermal sterilization

Expected Contribution
○ Thermal and non-thermal combined technologies can be effective sterilization method by complementing advantages and disadvantages of each technology. Thermal treatment reduce quality changes of foods by inactivating enzymes and HHP combined thermal sterilization system can be used to develop a high value product.

○ Commercialization of the convenience food product treated by mild thermal sterilization process and microbial reduction technology for pre-treatment (for Korean dishes) will be continued by partner company

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 19
• 제 1절 마이크로펄스 기반 차세대 멸균기술 개발 ... 19
• 제 2절 첨단 열처리 기반 차세대 멸균기술 개발 ... 108
• 제 3절 초고압기반(직렬병합) 차세대 멸균기술 개발 ... 270
• 제 4절 가열초고압(병렬병합) 차세대 멸균기술 개발 ... 370
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야의 기여도 ... 429
• 제 1절 목표달성도 ... 429
• 제 2절 관련분야 기여도 ... 434
• 제 5 장 연구결과의 활용계획 ... 436
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 438
• 제 7 장 연구개발결과의 보안등급 ... 448
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설 · 장비 현황 ... 448
• 제 9 장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 449
• 제 1 절 중앙대학교 ... 449
• 제 2 절 서울대학교 ... 455
• 제 3 절 연세대학교 ... 459
• 제 4 절 CJ 제일제당 ... 463
• 제 10 장 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 465
• 제 11 장 기타사항 ... 473
• 제 12 장 참고문헌 ... 474
• 끝페이지 ... 482