식품의 동결중에 생성되는 빙결정에 미치는 동결조건의 영향

공재열(Jai-Yul Kong),김정한(Jeong-Han Kim),김민용(Min-Yong Kim),배승권(Sung-Kwon Bae) 한국식품영양과학회 1992 한국식품영양과학회지 Vol.21 No.2

식품의 동결중에 생성되는 빙결정의 크기에 미치는 동결조건의 영향을 조사하고 그 관계를 정량적으로 평가함과 아울러 동결조건과 빙결정 분산구조와의 관계를 이론해석에 의해 조사한 결과, 1. 동결이동속도 u는 생성빙결정의 평균경 d_p 와 uㆍd_p/D~constant의 관계에 있음을 간단한 차원해석에 의해 예측이 가능하였다. 2.2% 한천 켈, 5% 한천 켈 ,20% 젤라틴 겔, 돈육의 순서로 동결점에 도달하는 시간이 빨라지며 동결시간 및 최대빙결품 생성대의 통과시간은 냉매온도와 선형적인 관계를 나타내었다. 3. 대두 단백질 겔중에 생성되는 빙결정의 평균경 d_p와 동결계면 이동속도 u는 반비례 관계를 나타내었으며, 이로부터 구해진 uㆍd_p의 값은 3.4×10^(-6)㎠/ sec로 예측 이론식이 유효한 것으로 사료되었다. 4. 동결보존중의 대두 단백질 겔 내부에 생성된 빙결정의 성장에 미치는 보존온도의 영향을 조사한 결과, 양자가 빙결정의 성장에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 5. 동결조건과 동결계면구 조와의 사이에 Moving velocity of freezing front = (Mass transfer rate of water at freezing front) × (Surface area of freezing front) 의 관계를 나타내었다. The reaching time to the freezing point was to be fast in the order of 2% agar gel, 5% agar gel, 20% gelatin gel, pork, respectively. The freezing time and the passing time through the zone of the maximum ice crystal formation had linear relationship with the coolant temperature. The average diameter d_p of ice crystal in a soybean protein gel and the moving of freezing front were represented an inverse proportion, and the moving velocity of freezing front was shown as 3.4×10^(-6) ㎠/sec from predicted theoretical formula. This value was very close to experimental results. The storage temperature did not give any influences for the growth of ice crystal in inside soybean protein gels during freezing conservation. The relationship between freezing condition and structure of freezing front was as follows : (moving velocity of freezing front) = (mass transfer rate of water at freezing point) × (surface area of freezing front).

두부의 전열물성 및 유효열전도도의 추정 2. 대두단상질의 고유열전도도 측정과 두부의 유효열전도도의 추정

공재열,KONG Jai-Yul 한국수산과학회 1982 한국수산과학회지 Vol.15 No.3

1) 2성분계 도지두부의 유효열전도도($\lambda_e$)를 $0\sim20^{\circ}C$ 및$-5\sim-20^{\circ}C$의 범위내에서 측정한 결과, 수분함양의 증감에 따라 $\lambda_e$값도 증감했으며, 동결점이상의 온도대에서는 온도의 상승과 함께 $\lambda_e$값도 커지고, 동결점 이하에서는 온도의 하강과 함께 $\lambda_e$값이 커졌다. 2) 3성분계 두부의 유효열전도는 수분함양이 증가함에 따라 $\lambda_e$값은 커져가나 지질의 함양이 증가함에 따라 $\lambda_e$값은 작아졌다. $\lambda_e$값의 온도의존성은 2성분계도지두부의 경우와 유사했다. 3)대대단백질의 고유열전도도는 미동결상태에서 $\lambda_p=0.300[W/m{\bullet}k](0\sim-20^{\circ}C)$이고, 동결상태에서 $\lambda_p=0.488[W/m{\bullet}k](-5\sim-20^{\circ}C)$였으며 이들은 실험온도 범위내에서 온도의존성을 나타내지 않았다. 4) 대두단상질의 고유열전도도의 추정치 $\lambda_p=0.300$과 $\lambda_p=0.488$의 타당성을 지질의 함양이 상이한 2종류의 3성분계 두부에 적용한 결과, 실측치와 계산치는 잘 일치했다. Four heat conduction models were examined for defatted soy-protein curds in order to get the 'intrinsic' thermal conductivity of soy-protein. As the result of examination, the 'intrinsic', thermal conductivities of soy-protein, frozen and unfrozen states, were determined on the basis of series model to be 0.488 W/m.K and 0.300 W/m.K, respectively. By using the 'intrinsic' thermal conductivity values of soybean protein and the series model, the effective thermal conductivity of soybean curds, with and without fat, at frozen and unfrozen states, was predicted satisfactorily, The temperature dependency of the effective thermal conductivity of soybean curd was mostly observed to correlate with the thermal conductivity of water and ice.

폐수로 부터 연속한외여과법에 의한 단백질의 분리, 회수에 관한 연구 - Ⅰ. 조작압과 한계유속의 관계

공재열(Jai-Yul Kong) 한국식품영양과학회 1988 한국식품영양과학회지 Vol.17 No.4

한외여과법을 이용한 식품 폐액의 단백질 분리, 회수에 관한 조작조건의 최적화를 위하여 cheese whey의 투과유속에 대한 세정효과의 영향과 조작압과 한계유속의 상관관계를 측정하여 다음의 결과를 얻었다.<br/> 세정의 효과로부터 유지 전용세제를 사용한 경우가 막의 투과유속의 회복율이 가장 높았으므로 whey 중에 소량 함유되어 있는 유지분이 막의 투과유속의 저하에 큰 영향을 미침을 알 수 있었고, cheese whey를 한외여과법에 의하여 농축, 분리하는 경우 사용압력범위 1~10㎏ / ㎠에서 분획분자량 100,000인 막을 사용하는 경우 조작압력 약 7㎏ / ㎠에서 한계유속에 달하였으며, 그 이상으로는 압력을 가하여도 투과유속은 상승하지 않았다. 또한 이력현상의 존재도 고려하여 볼 때 과도한 압력은 한외여과의 경우 투과유속의 상승에 효과가 없음을 알 수 있었다. In continuous ultrafiltration equipments with olefin type tubular membranes, mass transfer characteristics on permeat flux of waste cheese whey as the effect of cleaning membrane on the relation of both operating pressure and permeat flux was measured.<br/> The flux recovery of cleaning membranes was appeared higher in the case of using exclusive cleanser for oil and fats than the ordinary ones.<br/> The point at which the operating pressure independently starts is generally considered the optimum transmembrane pressure. In the system it occured at 7㎏/㎠ in the linear velocity 55.8~27.9㎝/s.<br/> On reducing the pressure from the maximum to the minimum, a remarked hysteresis effect was observed in poerating pressure 0~10㎏/㎠ and this effect is due to the concentration polarization layer built up on the membrane surface, and it created on additional hydrodynamic resistance for transport of solvent and permeable solute.

DSC에 의한 전분의 호화 특성에 관한 연구

공재열(Jai-Yul Kong),김민용(Min-Yong Kim) 한국식품영양과학회 1988 한국식품영양과학회지 Vol.17 No.2

전분의 겔화 온도에 대한 가열속도, 수분함량 및 지방의 영향을 DSC로 측정한 결과 전분으로부터 지방이 제거됨에 따라 수분결합력이 상승함으로서 겔화 온도는 4~5℃ 저하하였으며 탈지전분의 겔화 온도는 52~67℃로서 옥수수, 감자, 쌀, 밀의 순으로 감소하였다. 수분함량이 증가할수록 겔화 온도는 상승하였으며 열경제적인 측면에서 전분의 겔화에 필요한 최저수분함량은 30~41%였다. 전분의 가열온도와 시간의 함수인 가열속도와 겔화 온도는 비례의 관계를 나타내었으며 가열속도 15℃/min 에서의 겔화 온도는 5℃/min에 비하여 약 2~4℃ 높은 값을 나타내었으며 겔화에 필요한 엔탈피도 높은 값을 나타내었다. 그러므로 가열온도와 시간의 최적화를 위하여 가열속도는 5℃/min 이하로 하는 것이 유용하리라 생각된다. Differential scanning calorimerty(DSC) was used to study gelatinization phenomena of defatted rice, corn, wheat, potato starch and nondefatted rice and wheat starch at heating rate 5~15℃/min. Gelatinization temperature of defatted rice and wheat starch indicated 4~5℃ lower temperature than nondefatted starch. More rapid heating rate resulted in a increasing of the gelatinization enthalpy for various starches. A linear relation was observed between water content, heating rate and gelatinization temperature. From the linear relationship existing between water content and gelatinization enthalpy, minimum water content for the gelatinization were 41, 38, 33 and 30% of rice, potato, wheat and corn starch, respeectively.

해양미생물 Pseudomonas sp. W7이 생산하는 Extracellular Agarase의 정제 및 Gene Cloning

공재열(Jai-Yul Kong),배승권(Seoung-Kwon Bae),황선희(Sun-Hee Hwang),하순득(Soon-Duck Ha),김흥태(Hung-Tae Kim),김성구(Sung-Koo Kim),김봉조(Bong-Jo Kim) 한국생물공학회 1996 KSBB Journal Vol.11 No.1

식품의 동결시간 예측 및 동결시간에 영향을 미치는 요인에 관한 연구

공재열(Jai-Yul Kong),정진웅(Jin-Woong Jeong),김민용(Min-Young Kim) 한국식품과학회 1988 한국식품과학회지 Vol.20 No.6

동결 과정중의 전분의 열역학적 특성에 관한 연구

공재열(Jai-Yul Kong),김민용(Min-Yong Kim),정진웅(Jin-Woong Cheong) 한국식품과학회 1988 한국식품과학회지 Vol.20 No.6

식품 동결현상의 수학적 모델

공재열(Jai-Yul Kong),김정한(Jeong-Han Kim),김민용(Min-Yong Kim),김의웅(Oui-Woung Kim) 한국식품영양과학회 1992 한국식품영양과학회지 Vol.21 No.2

식품의 동결장치 설계 및 최적조작조건의 설정을 위해 필요한 식품중의 온도분포, 동결시간, 동결계면의 이동속도의 측정을 위하여 기존의 모델과 3단계동결 모델 (3단계수치계산모델)을 식품에 적용한 결과는 대략 다음과 같다.<br/> 1. Neumann해와 체적변화를 고려한 Neumann해는 물의 경우 거의 일치하여 동결에 따른 체적팽창은 큰 영향이 없으며, 중간상을 고려한 Weiner해가 Neumann해보다 빠른 냉각속도를 나타내었다.<br/> 2 체적팽창을 고려한 Neumann해를 물, 2% 한천겔, 20% 젤라틴 겔, 돈육에 적용시킨 결과, 결합수의 영향을 무시할 수 있는 불과 2% 한천켈에 잘 적용되였다.<br/> 또한, 잠열분산형 모델인 Weiner해에는 결합수가 각각 16%, 23%로 그 값이 상대적으로 높은 젤라틴 20% 젤과 돈육에 잘 적용되었으며, 돈육의 경우 중간상은 0℃ ~ -7℃로 고려할 때 설측치와 잘 일치하였다.<br/> 3. 3단계동결모델을 이용한 수치해석해를 물과 20% 제라틴젤에 적용시킨 결과, Neumann 해가 Weiner 해보다 양호한 적용성을 보였다.<br/> 4. 이상과 같은 3단계동결모델에 의한 수치해는 수분의 존재상태 및 과냉각현상 등의 문제를 포함한 식품의 동결현상을 기술하기에 그범용성과 정도가 높은 모델임이 판명되어 금후에 상기 연구를 바탕으로초기 온도와 동결매체 온도의 변화에 따른 빙결정의 크기 및 동결시간과 최대빙결정생성대 통과시간의 상관관계를 추정할 수 있다면 식품의 동결중 동결장치의 설계 및 최적조작조건의 설정이 가능하리라 사료된다. To analyze the freezing phenomena of foodstuffs, the numerical freezing model with 3 steps was established. When water and 2% agar gel were used as samples, Neumann's solution was well matched with experimental results by the numerical model. However, in the case of 20% gelatin gel and pork meat, Weiner's solution was better than Neumann's solution. This numerical freezing model was proved to be good model to describe the freezing phenomena with phase change in the point of versatility and precision.

두부의 전열물성 및 유효열전도도의 추정 1. 두부의 전열물성의 추정

공재열,KONG Jai-Yul 한국수산과학회 1982 한국수산과학회지 Vol.15 No.3

1. 대두단백질의 밀도는 $1300[kg/m^3]$이고 대두유의 밀도는 미동결상태 ($0\sim30^{\circ}C$)에서 $930[kg/m^3]$이고, 동결상태 ($-5\sim-40^{\circ}C$)에서는 $900[kg/m^3]$이였다. 또 3성분계 두부의 밀도를 나타내는 실험식, $\rho_m=1.0{\bullet}X_w^v+1.30{\bullet}X_p^v+0.93{\bullet}X_F^v$(이동결상태) $\rho_m=0.92{\bullet}X_w^v+1.30{\bullet}X_p^v+0.90{\bullet}X_F^v$(동결상태)을 각각 얻었다. 2. 대두단백질의 비열용양은 온도 $30\sim-40^{\circ}C$의 사이에서 1.26[kJ/kg K)로 일정했으나 대두유의경우는 동일 온도역에서 $1.60\sim2.10[kJ/kg{\cdot}K]$의 값을 나타냈다. 또한 3성분계 두부의 비열용양을 나타내는 실험식 $C_{p,m}=4.20{\bullet}X_w^w+1.26{\bullet}X_p^w+2.10{\bullet}X_F^w$(미동결상태) $C_{p,m}=2.00{\bullet}X_w^w+1.26{\bullet}X_p^w+1.60{\bullet}X_F^w$(동결상태)을 각각 얻었다. 3. 일반 식품의 비열용기의 data를 정리한 결과물과 고형분을 Parameter로 다음과 같은 실험식을 얻었다. $C_p=4.2{\bullet}X_w^w+(0.8\sim1.5){\bullet}X_s^w$(미동결상태) $C_p=2.1{\bullet}X_w^w+0.8{\bullet}X_s^w$(동결상태)4. 3종의 두부의 유효열전도도는 수분의 함양이 증가함에 따라 증대하고 지질 및 단백질의 함양이 증가함에 따라 유효열전도는 감소하는 경향을 보였다. The specific heat capacity and density of soybean oil and soy protein composing of the soybean curd were measured between $30^{\circ}C\;and\;-40^{\circ}C$. The thermal conductivity of soybean oil was measured to be 0.160 and 0.140, $W/m{\cdot}K$ at unfrozen and frozen states, respectively. The effective thermal conductivity of the soybean curd depended not only on its water content but also on its fat and protein contents.

葉菜類의 凋萎와 力學物性 - 1. 凋萎와 物性變化

공재열(Jai-Yul Kong) 한국식품영양과학회 1986 한국식품영양과학회지 Vol.15 No.3

본 연구에서는 葉菜類의 輸送ㆍ貯藏을 最適化하기 위한 基礎資料를 얻고자 葉菜類中에서 凋萎現象이 쉽게 일어나고 年中 栽培가 가능한 시금치와 부추를 供試하고, 自作한 Creep-tester를 사용하여 溫度 3~37℃, 濕度 70~95%의 범위에서 凋萎에 따른 物性變化를 測定한 결과 다음과 같은 結論을 얻었다.<br/> 1. 試料의 겉보기밀도는 凋萎度가 클수록 增加했으며 特히 시금치와 부추에서는 水分含量이 各各 7%, 6.5%로 減少함에 따라 겉보기밀도와 70%, 53%로 크게 增加했다.<br/> 2. 破斷應力은 兩 試料 모두 水分이 減少함에 따라 增加하는 傾向을 보였다.<br/> 3. 力學物性인 彈性率과 粘性率은 水分含量과 강한 相關關係를 나타냈다. 그러나 3℃와 37℃의 溫度變化에 따른 이들의 變化는 거의 나타나지 않았다.<br/> 4. 凋萎의 可逆性에 대한 實驗에서는 兩 試料 모두 外觀, 水分含量 및 彈性率은 原狀으로 復元되나 粘性率은 若干低下했다.<br/> 5. 試料의 溫度에 따른 伸縮性에 대하여는 同一水分含量의 試料에 있어서 溫度上昇過程(3℃→37℃)에는 收縮하고, 下降過程(37℃→3℃)에는 伸長하는 傾向을 나타냈다. The purpose of this study was to investigate the effect of withering on mechanical properties for optimizing the condition of transportation and storage of fresh leafy vegetables which they would be easily able to be suffered the physical damage.<br/> Experimental material used were spinaches and leeks which were easily apt to be withered. The breaking stress, elastic modulus and viscosity were measured in the range of temperature 3~37℃ and water content 70~95% by the four element model, being used the creep tester made by author.<br/> As a result of this study, while water content was decreased, breaking stress was increased. The elastic modulus and viscosity of the specimens were not influenced on temperature, but on water content.<br/> In reversibility test of the withering, the appearance, water content and elastic modulus of the specimens were completely recovered to the initial freshness, but the viscosity was not.