비열 플라즈마 처리를 이용한 polystyrene, 소시지 케이싱, 그리고 훈제연어에서의 식중독균 저해

이한빛(Hahn-Bit Lee),노영은(Young-Eun Noh),양희재(Hee-Jae Yang),민세철(Sea Cheol Min) 한국식품과학회 2011 한국식품과학회지 Vol.43 No.4

PS 필름에 접종된 S. Typhimurium, E. coli 0157:H7, L. monocytogenes를 저해시킬 때 헬륨을 사용한 플라즈마 처리의 경우에는 S. Typhimurium이,헬륨과 산소를 동시에 사용한 플라즈마 처리의 경우에는 L. monocytogenes가 가장 많이 저해되었다. E coli 0157:H7과 L. monocytogenes는 헬륨과 산소를 함께 사용하여 풀라즈마 처리하였을 때 헬륨만 사용하였을 때보다 더 큰 저해를 보였다. 헬륨과 산소를 함께 사용한 비열 폴라즈마 처리는 L. monocytogenes가 소시지 케이싱이나 훈제연어에 감염되었 을 때보다 PS 필름에 감염되었을 때 L. monocytogenes를 더 효과적으로 저해시켜 감염된 재료에 따라 다른 저해 효과를 보여 주었다. 비열 폴라즈마 처리에 사용된 가스의 종류와 미생물이 감염된 재료는 그 처리의 항균 효과에 대한 평가에서 중요하게 고려되어야 할 것이다. 헬륨과 산소를 사용한 비열 플라즈마 처리는 공정 후 포장재에 감염된 L. monocytogenes를 효과적으로 저해할 수 있을 것으로 기대된다. The effects of nonthermal plasma treatments against Salmonella Typhimurium, Escherichia coli 0157:H7, and Listeria monocytogenes living on polystyrene (PS), sausage casings, and smoked salmon were investigated. Inoculated PS, casings, and salmon were treated with nonthermal plasma generated with helium (5 L/min) or with both helium (5 L/min) and oxygen (100 mL/min) at 60 Hz and 30 kVxm for 2, 5, or 10 min. S. Typhimurium exhibited the highest sensitivity to the helium-used treatment. The greatest reduction (3.9±0.8 log CFU/㎠) was observed with L. monocytogenes on PS after the treatment with the mixed gas for 5 min. The treatment with the mixed gas inhibited L. monocytogenes on casings and salmon by 0.5±0.3 log CFU/cm: and 1.0±0.3 log CFU g, respectively. Different treatment times did not result in different reductions of L. monocytogenes on both casings and salmon. The types of treatment gas and material of contamination need to be considered for evaluating the antimicrobial effects of nonthermal plasma treatments.

열 압착을 이용한 가식성 젤라틴 필름 제조

김의현(Eui Hyun Kim),송아영(Ah Young Song),민세철(Sea Cheol Min) 한국식품과학회 2022 한국식품과학회지 Vol.54 No.2

본 연구에서는 열 압착 공정을 이용하여 생고분자 가식성 FG 필름과 MG 필름을 제작하였고, 제조 공정 차이에 따른 필름의 형성, 표면 미세구조, 그리고 빛 투과도를 비교하기 위해 캐스팅 방법을 이용해서도 FG 필름을 제작하였다. 열 압착을 이용하여 FG와 MG로부터 연속적이고, 균일하며, 투명하고, 그리고 매끄러운 표면을 가진 필름을 제작할 수 있었다. 열 압착된 FG 필름은 열 압착된 MG 필름보다 빛 투과도와 인장 강도가 낮았으나, 육안 관찰 및 현미경을 이용한 표면 미세구조를 관찰 시 큰 차이를 확인할 수 없었으며, 수분 투과도와 필름의 명도 및 붉은 정도에서도 유의적인 차이가 보이지 않았다. 또한, 열 압착된 FG 필름이 캐스팅된 FG 필름보다 육안으로 보았을 때 더욱 투명하고 균일한 표면을 가진 것을 확인할 수 있었고, 투명도도 캐스팅된 FG 필름보다 높음을 알 수 있었다. 열 압착된 FG 필름이 캐스팅된 FG 필름보다 낮은 인장 강도와 높은 수분 차단 능력을 갖췄다. 열 압착된 FG 필름은 캐스팅된 FG 필름과 색도의 차이가 있었고, 캐스팅된 FG 필름보다 매끄럽고 균일한 표면 미세구조를 가진 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 열 압착 공정을 사용하는 산업적 생고분자 생산 시스템을 사용하여 우수한 수분 차단 능력을 갖춘 가식성 필름을 MG과 생선껍질로부터 얻어지는 FG을 이용해 제작할 수 있음을 보여주었다. In this study, edible films made of fish and mammalian gelatins were produced using heat pressing, and their physical properties were investigated. Transparent and smooth films were formed continuously and uniformly using a mixture of fish skin gelatin (FG) or mammalian gelatin (MG), glycerol, and water under the process of heat pressing at 90℃ and 20 MPa for 5 min. Heat-pressed FG films possessed lower light transmittance and tensile strength than heat-pressed MG films; however, their appearance, surface morphology, water vapor permeability, lightness, and redness were not different from those of heat-pressed MG films. Although heat-pressed FG films had lower tensile strength, they had a flatter and more uniform surfaces and demonstrated higher transparency and moisture barrier properties compared to the casted FG films. These results demonstrate the potential utility of heat pressing for the large-scale production of edible films using both FG and MG.

Fumaric acid와 mild heat의 병합 처리에 따른 시금치의 저장 중 미생물 제어 효과

손현정 ( Hyeon Jeong Son ),강지훈 ( Ji Hoon Kang ),오덕환 ( Deog Hwan Oh ),민세철 ( Sea Cheol Min ),송경빈 ( Kyung Bin Song ) 한국응용생명화학회 2016 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.59 No.1

시금치에 fumaric acid와 mild heat의 병합처리를 통해 병원성 미생물 제어효과를 규명하고자 시금치에 E. coli O157:H7, L. mon℃ytogenes 를 접종한 후 각 단일처리 후 미생물 수 변화를 측정하였다. Fumaric acid (0.1, 0.3, 0.5%)와 mild heat (40, 50, 60℃)의 각 단일처리 실험 결과를 토대로, 병합처리를 위한 fumaric acid의 최적농도는 0.5%, mild heat 처리조건으로 50℃ 에서 5 min으로 선정하였고, 병합처리 시 L. mon℃ytogenes, E. coli O157:H7의 수는 대조구에 비해 각각 2.53, 2.62 log CFU/g 감소하였다. 그리고 신선한 시금치에 병합처리 후 4℃에서 12일간 저장하면서 미생물 수 감소 및 품질 변화를 조사하였다. 시금치의 초기 미생물 수에 있어서 대조구와 비교하여, 병합 처리구에서 총 호기성 균을 2.77 log CFU/g 감소시켰다. 특히, 저장 12일 후 병합 처리구의 총 호기성 균 수는 4.84 log CFU/g으로 대조구와 비교하여 1.82 log CFU/g의 감균 효과를 가졌다. 또한 시금치의 저장 중 Hunter 색도 값 및 비타민 C 함량에 있어서 처리구 간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 따라서 본 연구 결과, fumaric acid와 mild heat의 병합처리가 시금치의 미생물학적 안전성 유지에 효과적인 처리라고 판단된다. The objective of this study was to examine the combined effect of fumaric acid with mild heat on the inactivation of microorganisms on spinach. Spinach leaves were in℃ulated with Escherichia coli O157:H7 and Listeria mon℃ytogenes. Based on the results of single treatment of fumaric acid (0.1, 0.3, and 0.5%) or mild heat (40, 50, and 60℃) regarding the inactivation of the in℃ulated bacteria, the optimal condition for the combined treatment was suggested to be 0.5% fumaric acid and mild heat treatment at 50℃ for 5 min. The combined treatment of fumaric acid with mild heat caused 2.53 and 2.62 log reductions of the populations of L. mon℃ytogenes and E. coli O157:H7, respectively. In addition, during storage of fresh spinach at 4℃ for 12 d, the combined treatment reduced initially the populations of total aerobic bacteria by 2.77 log CFU/g compared with the control. In particular, after 12 d of storage, the population of total aerobic bacteria for the combined treatment sample was 4.84 log CFU/g, whereas the control sample had 6.66 log CFU/g. Color and vitamin C content of spinach samples were not altered significantly by the combined treatment during storage. These results indicate that the combined treatment of fumaric acid with mild heat is an effective method to control microorganisms on spinach during storage.

옥수수 바이오매스를 함유한 폴리에스터 필름의 물리 화학적 특성과 생분해 특성에 대한 콜드 플라즈마 처리의 영향

송아영(Ah Young Song),오윤아(Yoon Ah Oh),오세준(Se Jun Oh),민세철(Sea Cheol Min) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.2

CP 처리의 CBPE 필름의 물리화학적 특성 및 생분해 특성에 대한 영향을 연구하였다. CP 처리는 CBPE 필름의 인장 강도, 신장률, 그리고 광투과도와 같은 물리적 특성에는 영향을 주지 않았으나, air-CP 처리는 CBPE 필름의 유연성, 수분 방벽 특성, 그리고 인쇄적성을 향상시켰다. Air-CP 처리는 저장 중 CBPE 필름 표면의 조도와 O와 N 원소를 포함한 작용기의 양을 증가시켰고, 인쇄적성, 열분해성, 그리고 미생물 분해성을 향상시켰다. 본 연구에서 CP 처리 후 CBPE 필름 표면에서 보여지는 노화 현상을 XPS 결과를 통해 확인할 수 있었다. 본 연구는 CP 처리가 CBPE 필름을 비롯하여 다른 생분해성 식품 포장재의 물리적 특성과 생분해성을 향상시킬 수 있는 기술로서 적용될 수 있다는 가능성을 보여주었다. The effects of cold plasma (CP) treatments on the physicochemical and biodegradable properties of a corn biomass-containing polyester (CBPE) film were studied. The CBPE film was treated with CP generated by N2, O2, He, Ar, or dry air at 400-900 W and 667 Pa for 10-40 min. The glass transition temperature of the CBPE film (?30.2- ?28.6℃) was not affected by the CP treatment, while the elastic modulus and water vapor permeability decreased (p<0.05). The ink printability was improved by the treatment and the improved printability was maintained during storage for 56 days at room temperature. Roughness of the film increased after treatments and the level of roughness appeared to increase during storage. Heat and microbial biodegradability of the CBPE film was improved by the air-CP treatment (p<0.05). These results have demonstrated the potential of applying CP treatments to improve the flexibility, printability, and biodegradability of CBPE films.

비열 플라즈마 처리를 이용한 채소와 향신료의 미생물 저감화

김정은(Jung Eun Kim),김인하(In-Hah Kim),민세철(Sea C. Min) 한국식품과학회 2013 한국식품과학회지 Vol.45 No.6

본 연구에 사용된 비열 플라즈마 처리는 양배추와 상추에 접종된 S. Typhimurium, 후춧가루에 존재하는 호기성 미생물, 그리고 고춧가루에 접종된 B. cereus 영양 세포를 효과적으로 저해시켰으나, 고춧가루에 존재하는 호기성균과 B. cereus 포자는 효과적으로 저해시키지 못했다. 양배추에 접종된 S. Typhimurium를 가장 많이 저해시키는 최적 조건은 746 W, 6.8분으로 예측되었고, 이 때 저해 정도는 1.9 log CFU/cm2로 예측되었다. Fermi 모델과 Weibull 모델이 플라즈마 처리를 이용한 양배추에 접종된 S. Typhimurium 저해를 설명하는데 매우 적합하였다. 본 연구의 결과는 비열 플라즈마 처리를 채소류와 분말 식품의 미생물 안전성을 증진시키는 살균 처리 기술로 발전시키는데 유용할 것으로 사료된다. Effects of cold plasma treatment (CPT) against Salmonella Typhimurium inoculated on cabbage and lettuce, naturally occurring bacteria in black pepper powder and red pepper powder, and Bacillus cereus inoculated onto red pepper powder were investigated. The numbers of S. Typhimurium on cabbage and lettuce were reduced by 1.5±0.2 CFU/cm2 (900W, 5 min) and 1.1±0.1 log CFU/cm2 (900W, 10 min), respectively. The numbers of naturally occurring aerobic bacteria in both black pepper powder and red pepper powder were reduced by 2.3±0.3 and 0.6±0.2 log CFU/g, respectively. The numbers of B. cereus vegetative cells on red pepper powder were reduced by 1.5±0.1 log CFU/g, but the numbers of spores remained unchanged. The inhibition of S. Typhimurium on cabbage was adequately described by Fermi’s model and the Weibull model. The predicted optimum treatment power and time for S. Typhimurium inoculated onto cabbage were 746 W and 6.8 min, respectively. Our results indicate that CPT represents a useful method for microbial decontamination of vegetables and spices.

탈지 겨자씨로 제조한 가식성 생고분자 필름의 물리적 특성에 대한 탄수화물 가수분해 효소 혼합체, 초음파, 그리고 방사선 처리의 효과

양희재(Hee-Jae Yang),노봉수(Bong-Soo Noh),김재훈(Jae-Hun Kim),민세철(Sea C. Min) 한국식품과학회 2011 한국식품과학회지 Vol.43 No.1

대부분의 고분자 분쇄 처리는 WVP에 영향을 주지 않았고, 일부 조건에서 WS를 개선시켰으나 그 개선 정도가 변수 크기와 직접적으로 관계되지 않았다. 인장특성의 경우에도 대부분의 처리들에 의해 개선되지 않았으며, 초음파 처리의 경우에는 오히려 인장특성을 저하시키기도 하였다. 고분자 분쇄가 DMM필름의 특성에 영향을 미칠 것이라고 가설을 세웠지만 향 프로파일을 제외한 DMM 필름의 특성들이 본 연구에서 사용된 조건에서의 고분자 분쇄 처리에 의해 대체적으로 크게 영향을 받지 않았다. 또한 필름의 물리적 특성의 변화에 미치는 그 영향 정도가 고분자 분쇄의 공정 변수 크기에 의해 결정될 것이라고 예상했지만, 초음파와 방사선으로 처리된 탈지 겨자씨 필름은 공정 변수의 크기와 필름의 특성들 간에 상관관계가 없었다는 것을 알아내었다. 이것은 아마도 순수한 단일 생고분자로 구성된 필름의 고분자 네트워크와 복합 생고분자로 구성된 농산물 가공 부산물인 탈지 겨자씨 필름의 고분자 네트워크의 차이 때문이라고 사려된다. 이 연구의 결과를 통해 단일 생고분자 필름의 특성 개선을 위해 사용되는 고분자 분쇄 기술과 처리 변수들의 값들이 복합 생고분자인 탈지 겨자씨 필름에는 그 필름의 특성 개선에 효율적으로 적용되지 않는다는 것이 규명되었다. 이 결과는 다른 복합생고분자(농산물 가공 부산물)로 가식성 필름을 제작 시 본 연구에 사용된 고분자 분쇄 처리들이 그 필름의 물리적 특성들을 개선하는데 효과적이지 않을 수 있다는 가능성을 말해주기도 한다. 차후 탈지 겨자씨 필름의 특성을 개선하기 위해서 다른 고분자 분쇄 기술(예, high pressure homogenization)을 이용해보거나 composite 필름을 제조할 수 있을 것이다. Effects of depolymerization treatments of a carbohydrase mixture (CM), ultrasound, and irradiation on the physical properties of defatted mustard meal-based edible films (DMM films) were investigated. DMM hydrocolloids were added to CM (0.42% (w/w solution)), treated by ultrasound (500-700 W, 10-30 min) or γ-ray (40-100 kGy) to prepare film-forming solutions. Films were formed by drying. The CM treatment at 0.42% (w/w), pH 5.5, and 40-50℃ with a 0.5 hr incubation time resulted in the highest colloidal stability in the film-forming solution. The depolymerization treatments did not dramatically change the water vapor permeability of the films. The solubility of the film decreased up to 53.1% by the CM treatment. The ultrasound treatment (700 W-30 min) decreased tensile strength and elongation. The ultrasound treatment (600 W-20 min) resulted in more compact and uniform structures of the films. Flavor profiles were differentiated by the power level and the time of the ultrasound treatment.

초고압 균질공정 요인에 따른 대두박(비지)의 가공적성 연구 및 식이섬유 강화식빵의 최적화

이순민 ( Soon Min Lee ),백무열 ( Moo Yeol Baik ),김현석 ( Hyun Seok Kim ),민세철 ( Sea Cheol Min ),김병용 ( Byung Yong Kim ) 한국산업식품공학회 2014 산업 식품공학 Vol.18 No.2

두부의 부산물인 비지를 이용하여 식이섬유가 강화된 식빵을 개발하기 위해 HPH 처리를 하고 혼합디자인을 이용한 식빵 최적배합비를 산출하였다. HPH 처리의 결과 압력과 pass의 횟수가 증가함에 따라 수용성 식이섬유함량, 분산안정도, 수분흡착지수가 증가하며 입자 크기는 감소하는 경향을 보였다. 이 결과에서 HPH를 25,000 psi에서 2 pass 처리한 비지 paste를 첨가하여 식빵의 최적배합비를 도출하였다. 최적배합비를 결정하는 주요종속변수로 빵의 밀도, hardness, 기호도로 잡았다. 기호도를 최대로 예측하여 목적범위를 설정하였고, 밀도와 hardness는 최소의 범위를 설정하였다. 그 결과 예상 최적배합비는 밀가루함량 94.2%, 비지함량 5.8%이었고, 이 배합비에 따른 종속변수 값은 hardness 39.22 N, 밀도 0.403 mL/g, 전체적인 기호도 5.796으로 분석되었다. The effects of pressure and number of passes upon Biji paste properties using a high-pressure homogenizer (HPH) were investigated. A hydrocolloid of Biji was processed with a HPH at 15,000 or 25,000 psi and with 1 or 2 passes. The hydrocolloid was assessed for dietary fiber, protein, sugar content, water absorption index (WAI), water solubility index (WSI), rheological character, and distribution stability. As pass number and pressure increased, soluble dietary fiber, sugar content, WAI, and distribution stability also increased, whereas particle size decreased. As a result, processing at 25,000 psi and 2 passes is considered as a proper treatment for processing quality. In bread making with HPH treated Biji, volume, hardness, and cohesiveness of bread increased, while density decreased. The optimum processing condition for bread with HPH treated Biji was determined by a design expert program. Nine experimental points were selected, and wheat flour (91-95%) and HPH Biji (5-9%) were chosen as the independent variables. The optimum formulation of bread using the numerical analysis was set at 94.2% wheat flour and 5.8% HPH Biji with a 0.725 desirability value.

가식성 코팅이 "홍로" 사과 저장 중 품질변화에 미치는 영향

이지현 ( Ji Hyun Lee ),민세철 ( Sea C Min ),송경빈 ( Kyung Bin Song ) 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2015 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.58 No.1

CSW-LO 코팅액으로 코팅된 ‘홍로’ 사과의 저장 중 미생물 수 및 품질 변화를 측정한 결과 대조구와 코팅된 사과의 총 호기성 세균과 효모 및 곰팡이 수는 유의적인 차이를 보였다. 또한 처리구의 경도, 중량감소, 비타민 C 함량은 저장 중 대조구에 비해 더 낮은 감소를 보였다. 따라서 CSW-LO 코팅은 ‘홍로’사과의 저장 중 미생물학적 안전성과 품질유지에 효과적인 수확 후 처리라고 판단된다. As an edible coating, carnauba shellac wax (CSW) and lemongrass oil (LO) solution was prepared to extend the shelf life of ‘Hongro’ apples. During storage, there were significant differences in the populations of total aerobic bacteria, yeast, and molds between the coated apples and the control samples. The weight loss and vitamin C loss of apples coated with the CSW-LO solution were lower than those of the control. These results suggest that CSW-LO coating can be an effective method for improving quality of ‘Hongro’ apples.

고압 균질기를 이용한 가식성 톳 필름 개발

이한나(Hanna Lee),민세철(Sea Cheol Min) 한국식품과학회 2012 한국식품과학회지 Vol.44 No.2

톳으로부터 HPH를 이용해 식품에 적용 가능성이 있는 가식성 필름을 제작할 수 있었다. HPH 처리 압력의 증가는 필름의 강도와 깨짐성을 증가시켰고, 단면이 조밀하고 균일한 필름을 형성시켰다. HPH의 처리 횟수의 증가 또한 필름의 단면을 조밀하게 하였다. 개발된 톳 필름은 보고된 많은 다른 생고분자 필름들에 비해 상대적으로 강도, 깨짐성, 그리고 수분 저항력이 낮아 코팅 또는 롤을 비롯한 필름 형태로 건조 식품 또는 중간 수분 식품에 적용될 수 있는 가능성을 보여주었다. Edible biopolymer films were developed from hijiki (Hizikia fusiforme), using a high-pressure homogenization (HPH). Effects of pressure and pass number of HPH on color, tensile, moisture barrier properties, flavor profiles, and microstructure of hijiki films were investigated. A hydrocolloid of hijiki was processed by HPH at 69, 103, or 152 MPa with 1, 2, or 3 passes. A hijiki-base film was formed by drying a film-forming solution which was prepared by mixing of the HPH-processed suspension with glycerol and Polysorbate 20. Tensile strength and elastic modulus increased with increasing HPH pressure. Uniformity of the films increased as the pressure of HPH with 1 pass increased and the number of pass increased at 152 MPa. Water vapor permeability (2.1-3.3 g·mm/kPa · h · m2) and water solubility (0.4-1.0%), which are relatively low compared to those of many other edible films, show the potential that hijiki-base films are applied to the range of low to intermediate moisture food as wrapping or coating.

고령자 친화 딸기 젤리 개발 및 저장수명 결정

김지현(Ji Hyeon Kim),민세철(Sea Cheol Min) 한국식품과학회 2017 한국식품과학회지 Vol.49 No.2

설탕 또는 잔탄검의 함량이 증가함에 따라 딸기 젤리의 경도, 검성, 그리고 씹힘성이 상승하는 경향을 보였다. 딸기 젤리의 텍스처는 딸기 주스의 함량에 따른 경향성을 보이지 않았다. 고령자 친화 젤리에 알맞은 경도(1.3 N)를 가지도록 최적화된 딸기 젤리의 제형은 딸기 주스 함량 40.0%, 설탕 함량 10.0%, 그리고 잔탄검/로커스트콩검의 비율 1.5였다. 모든 저장 온도에서 젤리의 경도, 검성, 그리고 씹힘성은 증가하였고, 명도는 감소하였다. 15℃에서는 저장 일자가 길어질수록 황색화가 증가하였다. 경도를 품질지표로 선정하여 예측하였을 때 5℃와 15℃에서의 젤리의 저장수명은 각각 38일과 26일이었다. 본 연구를 통해 냉동 딸기를 이용하여 고령자 친화 딸기 젤리를 개발하였고 제품의 저장 중 품질 특성과 저장수명을 예측할 수 있었다. Senior-friendly strawberry jelly was developed using strawberry juice, sugar, xanthan gum, and locust bean gum. The experimental variables included strawberry juice (30.0-40.0%, w/w) and sugar (7.5-10.0%, w/w) concentrations and the xanthan gum/locust bean gum ratio (0.3-4.0), and interactions among these variables were predicted using a response surface methodology. The optimal concentrations of strawberry juice and sugar and the ratio of xanthan gum/locust bean gum, determined against jelly hardness, were found to be 40.0, 10.0, and 1.5%, respectively. The hardness, gumminess, and chewiness of strawberry jelly increased significantly during storage at 5 and 15℃ (p<0.05). The lightness of the gum decreased significantly at both temperatures (p<0.05), whereas the hue angle increased during storage at 15℃. The zero-order kinetics was used to predict the shelf-life of the prepared jelly (R²=0.89-0.96), which was determined to be 38 and 26 days at 5 and 15℃, respectively.