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유전체 장벽 방전 콜드 플라스마 처리를 이용한 플라스틱 포장재에 포장된 삶은 닭 가슴살의 살균
노시현,김수연,민세철 한국산업식품공학회 2017 학술대회 및 심포지엄 Vol.2017 No.11
상업적 플라스틱 포장재에 포장된 삶은 닭 가슴살 큐브의 Salmonella 저해에 대한 유전체 장벽 방전 콜드 플라스마(dielectric barrier discharge cold plasma, DBD-CP) 처리의 최적 조건을 결정하는 연구와, DBD-CP 처리 시 닭 가슴살 큐브에 접종한 E. coli O157:H7, Salmonella, 그리고 L. monocytogenes의 초기 접종 농도의 저해 효과와 품질 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 유청 분리 단백질로 코팅된 혹은 코팅되지 않은 닭 가슴살 큐브(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 3.8 g)에 Salmonella(~4 log CFU/큐브)를 감염시켜 상업적 플라스틱 컨테이너(18 × 14 × 2.8 cm)에 포장하였고 포장된 시료를 저해에 대한 콜드 플라스마(CP) 형성 전압(25-40 kV)과 처리 시간(2-5분)을 변수로 하여 살균 최적화 실험을 수행하였다. 닭 가슴살 큐브의 지방 산패도, 색, 그리고 조직감에 대한 영향도 함께 연구하였다. 또한, Salmonella 살균 처리 최적 조건을 이용한 CP처리의 E. coli O157:H7, Salmonella, L. monocytogenes (~4 log CFU/큐브 or ~5 log CFU/큐브), 그리고 norovirus의 surrogate인 Tulane virus (TV) (~3 log PFU/cube) 저해에 대한 효과를 관찰하였다. DBD-CP처리는 단백질이 코팅된 혹은 코팅되지 않은 Salmonella를 각각 3.8 ± 0.3 log CFU/큐브 그리고 1.4 ± 0.4 log CFU/큐브 저해 시켰고, 표면이 매끄러운 코팅된 시료의 Salmonella 저해율이 유의적으로 높았다(p < 0.05). Salmonella 저해를 위한 최적의 DBD-CP처리 전압과 시간은 각각 38.7 kVp to p 그리고 3.5 분 이었다. 최적의 DBD-CP 처리는 Salmonella를 3.9 ± 0.4 log CFU/큐브 저해시켰고, 닭 가슴살의 지방산패도, 색도, 그리고 조직감의 변화에 영향을 주지 않았다. DBD-CP처리는 E. coli O157:H7, Salmonella, and L. monocytogenes의 초기 접종농도가 ~4 log CFU/cube일 때와 `~5 log CFU/cube일 때 각각 by 3.2 ± 0.7, > 3.5 Est, 3.4 ± 0.1 CFU/cube, 그리고, 3.9 ± 0.3, 3.7 ± 0.3, 3.8 ± 0.3 저해 시켰다. 또한, DBD-CP 처리는 norovirus의 surrogate인 TV를 1.9 ± 0.4 PFU/cube 저해 시켰다. 본 연구를 통해 포장 후 DBD-CP 처리는 닭 가슴살의 외관 변화 없이 감염된 식중독균과 norovirus를 효과적으로 저해시켜 미생물 안전성을 증대시키는 가공 방법으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다.
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포장 후 대기압 비열 플라스마 처리를 이용한 삶은 닭 가슴살의 미생물 안전성 확립
노시현,이은송,민세철 한국산업식품공학회 2017 학술대회 및 심포지엄 Vol.2017 No.04
닭 가슴살 샐러드 혼합 제품과 같은 즉석조리식품의 수요가 세계적으로 증가하고 있고, 이에 따라, 식중독 발병 건수도 증가하고 있다. 이러한 즉석조리식품 제품의 포장 후 처리(in-package treatment) 기술로써, 대기압 저온 플라스마가 활발히 연구되고 있다. 그러나 아직 즉석조리식품용 삶은 닭을 대기압 저온 플라스마를 이용하여 저해한 연구는 보고된 바 없다, 따라서 본 연구의 목적은 1) 대기압 저온 플라스마 처리의 상업적 플라스틱 용기에 포장한 삶은 닭 가슴살 큐브에 접종된 Escherichia coli O157:H7, Salmonella spp. 및 Listeria monocytogenes의 저해에 대한 효과를 연구하고, 2) 플라스틱 용기 내 대기압 저온 플라스마 살균 처리의 균일성을 연구하는 것이었다. 플라스틱 용기에 넣은 닭 가슴살 큐브(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 3.8 g) 수는 미생물 종류에 따른 저해 실험, 그리고 대기압 저온 플라스마 살균 처리 균일성 확인 실험에서는 각각 1개 그리고 아홉 조각(3×3) 위에 네 조각(2×2) 쌓아 준비하였다. 모든 닭 가슴살 큐브는 살균 된 플라스틱 용기에 넣고 뚜껑을 닫은 후 처리 전압 160 V에서 3.5분 동안 처리되었다. 대기압 저온 플라스마 처리는 E. coli O157:H7, Salmonella, 그리고 L. monocytogenes 각각 3.9 ± 0.3, 3.7 ± 0.3, 3.5 ± 0.1 log CFU/cube 저해시켰다. 대기압 플라스마 처리의 균일성을 알아보기 위한 연구에서, 닭 가슴살 큐브는 놓인 위치와 쌓인 정도에 상관없이 Salmonella를 1.1 ± 0.3 – 1.9 ± 0.4 log CFU/cube 저해 시켰다(P > 0.05). 본 연구를 통해 대기압 비열 플라스마 처리는 삶은 닭 가슴살을 포장 후 살균할 수 있는 기술임을 알 수 있었고, 여러 개의 시료를 사용하였을 때에도 처리가 균일하게 이루어져서 모든 시료에서 유사한 저해를 보이면서, 대기압 비열 플라스마 처리의 상업적 적용 가능성을 보여주었다.
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삶은 닭 가슴살을 포함한 다양한 식품의 포장 후 Salmonella 저해 기술로서의 유전체 장벽 방전 대기압 플라스마 처리의 개발
노시현,민세철 한국산업식품공학회 2017 학술대회 및 심포지엄 Vol.2017 No.11
유전체 장벽 방전 대기압 플라스마(dielectric barrier discharge atmospheric plasma, DACP) 처리 시 용기 내 시료 표면적 크기의 Salmonella 저해에 대한 효과와, 시료의 쌓인 정도에 따른 Salmonella의 저해 효과가 삶은 닭 가슴살(boiled chicken breast, BCB) 큐브로 연구되었다. DACP 처리 시 로메인 상추와 BCB 큐브가 함께 포장된 혼합 식품의 Salmonella 저해에 대한 효과 또한 연구되었다. DACP 처리 시 용기 내 시료의 부피는 같고, 표면적의 크기를 달리하는 실험을 위해 4조각(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 4 g, 2 × 2)과 1조각(3.0 × 3.0 × 1.5 cm, 16 g)의 BCB 큐브가 각각 준비되었다. 시료의 쌓인 정도에 따른 DACP 처리의 균일성 확인 실험을 위해, 단층의 시료로 9조각(1.5 × 1.5 × 1.5 cm, 4 g, 3 by 3), 복층의 시료로 단층의 9조각 위에 쌓여진 4조각(2 × 2)의 BCB 큐브가 준비되었다. 또, 혼합 식품의 DACP처리를 위한 시료로 로메인 상추 3조각(1개, 2 g) 위에 8조각의 BCB 큐브(4 × 2)가 준비되었다. 모든 시료는 플라스틱 용기에 넣어 DACP 형성 전압 38.7 kVp to p에서 3.5분동안 처리되었다.DACP 처리는 용기 내 큐브의 표면적의 크기가 작은 시료와 큰 시료의 Salmonella를 각각 2.8 ± 0.1 log CFU/큐브와 2.4 ± 0.4 log CFU/큐브 저해 시켰다(P > 0.05). DACP 처리는 9개 그리고 13개로 쌓인 큐브의 Salmonella를 각각 1.0 ± 0.4 - 1.7 ± 0.9 log CFU/큐브 그리고 1.5 ± 0.0 - 2.0 ± 0.3 log CFU/큐브 저해 시켰고, 큐브가 쌓인 정도에 관계없이, 쌓인 위치에 관계없이 Salmonella를 균일하게 저해 시켰으며(P > 0.05), 큐브의 색과 표면미세구조에 영향을 미치지 않았다(P > 0.05). DACP 처리는 혼합식품의 로메인 상추와 BCB 큐브의 Salmonella를 각각 1.3 ± 0.1 - 1.5 ± 0.2 log CFU/g과 1.4 ± 0.4 - 2.1 ± 0.5 log CFU/큐브 저해 시켰고, 로메인 상추와 BCB 큐브가 놓여진 위치에 관계없이 각 시료의 Salmonella를 균일하게 저해시켰다(P > 0.05). DACP 처리는 여러 개의 닭 가슴살 큐브에 접종된 Salmonella를 물리적인 손상 없이 살균하였고, 닭 가슴살 샐러드 제품을 살균할 수 있는 가능성을 보여주었다.
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마이크로웨이브 콜드 플라스마 처리를 이용한 감자 내 polyphenol oxidase 저해
강주현,노시현,전예정,민세철 한국산업식품공학회 2018 학술대회 및 심포지엄 Vol.2018 No.04
감자를 마이크로웨이브 콜드 플라스마(microwave-powered cold plasma, MW-CP)로 처리한 후, 처리된 감자 내 polyphenol oxidase (PPO) 저해에 있어 표면적 대 부피 비의 영향을 관찰하였고, 형광 측정을 통해 단백질 구조의 변화를 관찰하였으며, 처리의 pH 및 저장 중 색도와 갈변도의 변화를 연구하였다. 또한, 감자에서 추출한 PPO 시료를 MW-CP 처리하여 Weibull model을 이용한 처리 시간에 따른 효소 활성을 예측하였다. MW-CP 형성 가스로 공기(O221%/N2)를 사용하였고, 667 Pa 압력에서 처리 전력 900 W로 40분 동안 감자를 MW-CP 처리하였다. 감자에서 추출한 PPO 시료는 처리 전력(500, 600, 800, 그리고 900 W)과 처리 시간(0, 10, 20, 30, 그리고 40분)을 다르게 하여 MW-CP 처리하였다. 감자의 표면적 대 부피 비가 7.13과 9.00일 때, PPO의 잔존 활성도는 각각 72.4와 58.9%로 표면적대 부피 비가 클수록 높은 저해 정도를 보였다(p<0.05). MW-CP 처리한 감자는 무처리군보다 유의적으로 낮은 형광강도를 보여(p<0.05), 단백질 구조의 변화로 인해 PPO의 활성이 저해되었음을 알 수 있었다. MW-CP 처리 전후 시료의 pH는 각각 6.5 ± 0.1과 6.5 ± 0.0으로 유의적인 차이를 보이지 않았으며(p>0.05), 감자의 명도는 처리 전보다 후가 더 높았고(p<0.05), 저장 시간이 지날수록 낮아졌다(p<0.05). 적색도와 황색도는 MW-CP 처리 전후의 변화가 없었으며, 황색도는 저장 시간이 지나도 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). MW-CP 처리된 감자의 갈변도는 처리되지 않은 감자보다 더 낮은 값을 보여(p<0.05), 색 관찰을 통해 MW-CP 처리가 감자의 갈변을 지연시킴을 알 수 있었다. Weibull model의 R2값은 처리 전력이 500, 600, 그리고 800 W일 때 각각 0.84, 0.76, 그리고 0.80으로 PPO 저해 예측에 적합함을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 MW-CP 처리가 감자의 PPO를 저해시킬 수 있는 기술로서의 가능성을 확인하였다.
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