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SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 17
제1절 연구개발의 목적 17
제2절 연구개발의 필요성 17
제3절 연구개발의 내용과 범위 20
제2장 국내외 기술개발 현황 23
제1절 신선 농식품의 품질관리기술 23
제2절 신선 농식품의 단열포장기술 29
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 30
제1절 연구개발 수행방법 30
제2절 실험 재료 및 방법 33
1. 새싹채소 시료 및 화학 약제 33
2. 미생물 균주 및 선택배지 33
3. 미생물 배양 및 접종 33
4. 기능성 포장재 준비 34
5. 새싹채소 시료 처리방법 35
6. 새싹채소 특성 분석 37
제3절 연구 내용 및 결과 40
1. 새싹채소의 생리특성 및 품질특성 분석 40
2. 새싹채소의 수확후 적정 전처리방법 탐색 44
3. 환경조건 및 포장방법에 따른 새싹채소의 저장성 평가 53
4. 기존 새싹채소 유통방식의 온도유지 효과 분석 60
5. 새싹채소의 적정 수확후 처리 현장적용 실증시험 67
6. 온도감응 기능성 포장재의 설계 및 제조 72
7. 새싹채소에 대한 온도감응 기능성 포장의 적용성 평가 75
8. 온도감응 기능성 포장의 유통 중 온도유지 효과 분석 83
9. 온도감응 기능성 포장의 현장적용 실증시험 100
10. 새싹채소에 대한 능동형 MAP 처리조건 설정 및 적용성 평가 104
11. 새싹채소에 대한 온도감응/능동형 MAP 병용처리 효과 분석 119
12. 유통 중 품질 영향인자의 변동 분석 및 예측 127
13. 능동형 MAP 처리의 현장적용 실증시험 142
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 149
제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 150
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 151
제7장 참고문헌 175
Appendix: 열전달 모형 설정 188
부록: 호주 새싹채소의 주요 생산 및 가공 규격(안) 191
Contents 195
Introduction 197
1. Primary Production And Processing Standards 197
2. Seed sprouts 198
2.1. Scope 198
2.2. The production chain 198
2.2.1. Seed production 198
2.2.2. Sprout production 199
The Problem 199
3. Public Health Risk 200
3.1. Outbreaks of food-borne illness associated with seed sprouts 200
3.2. Factors contributing to risk 200
3.3. What controls are effective? 201
4. Existing Requirements 201
4.1. Regulatory 201
4.1.1. Australia New Zealand Food Standards Code 201
4.1.1.1. Chapter 3 - Food Safety Standards 201
4.1.1.2. Chapter 1 - General Food Standards 202
4.1.2. State-based requirements 202
4.1.3. Export requirements 202
4.2. Industry measures 203
4.2.1. Seed producers 203
4.2.2. Sprout producers 203
4.2.3. Retailers 204
Objectives 204
5. Objective of the Proposal 204
5.1. Process for achieving the objective 204
5.2. Constraints 205
5.2.1. FSANZ Act 205
5.2.2. Policy guidelines 205
Options 206
6. Risk management options 206
6.1. Option 1 - Self-regulation 206
6.2. Option 2 - Status Quo 206
6.3. Option 3 - Food regulatory measures 206
Impact analysis 207
7. Consultation and communication 207
7.1. Consultation 207
7.2. Communication 207
8. Affected parties 208
8.1. Industry 208
8.1.1. Seed production 208
8.1.2. Sprout production 208
8.1.3. Wholesalers and Retail 208
8.2. Consumers 208
8.3. Government 209
8.4. World Trade Organization notification 209
9. Scientific evaluation of the risk 209
9.1. Scientific/Risk Assessment 210
9.1.1. Microbiological hazards 210
9.1.2. Factors that impact on the presence or level of microbiological hazards 210
9.1.3. Chemical hazards 211
9.1.4. Factors that impact on the presence or level of chemical hazards 211
10. Risk mitigation (control) measures 211
11. Assessment of options 213
11.1. Option 1 - Self-regulation 213
11.2. Option 2 - Status Quo 213
11.3. Option 3 - Food Safety Regulations 213
Conclusion 214
12. Conclusion 214
Attachment 1 - The Seed sprout industry 215
Attachment 2 - Microbiological hazard Evaluation of seed sprouts 222
Attachment 3 - Chemical hazard Evaluation of seed sprouts 232
Attachment 4 - Cost Estimate of the 2005-06 Australian Seed Sprout outbreaks 235
Attachment 5 - Regulatory measures applying to sprout production in Australia 238
Attachment 6 - Summary of international Guidelines/Codes of Practice 242
Attachment 7 - SDC Membership 245
초록보기 더보기
I. 제목
소포장 새싹채소의 신선도 유지 유통기술 개발 및 적용 연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성
새싹채소는 근래에 소비자들의 관심을 끌고 있는 채소류로서 미국이나 유럽 등 선진국에서는 새싹채소가 이미 채소시장에서 큰 비중을 차지하고 있고, 우리와 식문화가 다른 일본도 채소부분에서의 비중이 높아지고 있다. 그러나 well-being 채소로 불리는 새싹채소의 소비가 증가하고 있음에도 불구하고 이들 채소에 대한 기초자료는 극히 미흡한 수준이다.
새싹채소는 약품 처리되지 않은 종자를 사용하여 발아시키고, 이후 물로만 재배하여 1 주일 이내에 수확하므로 본 잎이 전개되지 않은 미숙한 상태의 채소이다. 재배 생육기간 중 농약이나 비료를 사용하지 않아 친환경 기능성 채소로 구분되고 있으나, 새싹채소의 효능 및 조리방법을 알고 있는 소비자는 많지 않아서 이에 대한 홍보가 수반되면 새싹채소의 소비가 더욱 증가될 것으로 전망된다. 또한 새싹채소의 유통경로는 시장진입 초기 다량수요처인 음식점이 주류를 이루었으나, 점차 개인소비자의 비중이 더 증가할 것으로 예상되고 있다.
새싹채소의 생산과정에서 가장 큰 애로점은 유해균의 오염을 방지하는 것으로 부패 및 병원성 미생물 오염이 발생할 경우, 새싹채소 보관 및 유통 시 부패가 심하여 상품의 품질을 현저하게 떨어뜨리므로 재배에서 출하에 이르기까지 청결상태를 유지하기 위해 철저한 위생관리가 요구된다. 또한 소비자들의 식품 소비추세가 건강증진과 편리성을 중시하는 경향으로 나타나면서 식품 안전성에 대한 접근이 강조되고 있어 별도의 열처리과정 없이 곧바로 섭취하는 신선 새싹채소에 대한 위해요소관리가 더욱 요구되고 있다.
새싹채소는 유통기간이 매우 짧아 품질열화에 의한 경제적 손실이 크므로 품질을 안정적으로 유지할 수 있는 기술 도입이 요구되고 있다. 선도유지에 가장 민감한 신선 농산물의 경우 수확후 상온에 방치하거나 설혹 예냉 및 저온저장을 하였더라도 유통 중 급격한 온도변화를 겪으면 초기 품질에 비해 현저하게 품질이 저하되고 결국 쉽게 변패될 수 있다. 현재 국내에서 활용되고 있는 저온유통시스템은 생산지부터 소비지에 이르는 여러 유통단계를 거치는 과정에서 일정한 온도유지 및 관리가 어렵고 이로 인해 품질저하, 손실에 따른 이익이 감소될 수 있다. 또한 우리나라의 경우 생산품목이 다양하고 소량생산 위주이며 소비형태도 소량, 소포장을 요구하고 있어 전국 당일배송이 가능한 유통환경을 고려할 때 국내 실정에 적합한 저온유통방식을 개발하고 보급할 필요성이 있다.
새싹채소의 유통 중 안전성 및 품질 안정성을 확보하기 위해서는 국내에서 생산되는 새싹채소에 적합한 수확후 전처리, 포장, 운송 등의 일괄 시스템을 확립하여야 한다. 이에 본 연구에서는 소비자 직배용 새싹채소의 수확후 관리 및 신선도 유지 유통기술을 개발하여 고품질의 안전한 새싹채소를 안정적으로 공급할 수 있는 유통체계 구축에 기여함으로서 새로운 기능성 식품소재인 국내산 새싹채소의 상품 경쟁력을 확보하고 동시에 부가가치를 제고하고자 한다.
III. 연구개발 내용 및 범위
소포장 새싹채소의 신선도 유지 유통기술 개발 연구내용으로서 새싹채소의 생리특성 및 품질특성 분석, 수확후 적정 전처리방법 탐색, 환경조건 및 포장방법에 따른 저장성 평가, 기존 유통방식의 온도유지 효과 분석, 적정 수확후 처리 현장적용 실증시험, 온도 감응 기능성 포장재의 설계 및 제조, 온도유지 효과 분석, 새싹채소 적용성 평가, 현장적용 실증시험, 능동형 MAP 조건설정 및 적용성 평가, 유통 중 품질 영향인자의 변동 분석 및 예측, 온도감응/능동형 MAP 병용처리 효과 분석, 능동형 MAP의 현장적용 실증시험을 수행하였다.
구체적으로 새싹채소의 수확후 관리기술 확립 및 관리체계를 구축하고자, 메밀 새싹채소의 생리특성과 품질특성을 분석하고 수확후 적정 전처리방법을 탐색하는 동시에 환경 조건 및 포장방법에 따른 저장성을 평가하였다. 또한 기존 유통방식의 온도유지 효과를 분석하고 적정 수확후 처리의 현장적용 실증시험을 수행하였다.
소비자 직배용 새싹채소의 유통에 적합한 온도감응 기능성 포장의 적용기술 개발 및 활용체계를 구축하고자, 상용 PCM을 이용한 새로운 온도감응 기능성 포장재를 설계 제조하고 온도유지 효과를 분석하여 메밀 새싹채소에 대한 적용성을 평가하였으며 온도감응 기능성 포장의 현장적용 실증시험을 수행하였다.
새싹채소의 신선도 유지 복합처리기술 개발 및 활용체계를 구축하고자, 메밀 새싹채소에 대한 능동형 MAP 조건을 설정하고 저장실험을 통해 적용성을 평가하였으며 온도감응 기능성 포장재와 능동형 MAP의 복합처리 효과를 분석하였다. 또한 새싹채소의 유통 중 품질 영향인자의 변동을 분석하여 예측하였으며 최종적으로 능동형 MAP의 현장적용 실증시험을 수행하였다.
IV. 연구개발결과
새싹채소의 생리특성과 품질특성을 분석한 결과, 메밀 새싹의 호흡률은 5-30℃의 온도에서 정상적인 호기호흡을 유지하면서 온도증가에 따라 지수적인 상승을 나타내었다. 메밀 새싹에 존재하는 호기성 중온세균, 대장균군 모두 성숙기에서 가장 높은 생균수를 유지하다가 과숙기로 넘어가면서 점차 감소하는 양상을 나타내었고, 과숙기로 넘어가면서 새싹의 머리 부분이 점차 개화되어 상품성을 잃는 것으로 확인되었다. -13℃에서 l시간 만에 동해가 유발되므로, 메밀 새싹과 축냉재와의 직접적인 접촉은 최대한 방지하는 것이 상품성 유지에 필수적임을 확인할 수 있었다. 수확후 메밀 새싹의 적정 전처리방법을 검토한 결과, 100 ppm 차아염소산염용액, 산성(pH 2.3) 전해수, 40 ppm 이산화염소수 처리로 1 log cycle 이상의 미생물 저감효과를 얻을 수 있었으며 품질유지에도 효과적이었다. 메밀 새싹의 품질유지에 적합한 온도조건은 10℃이었으며, 포장방법으로는 밀봉 용기 포장구가 가장 효과적인 것으로 평가되었다. 20-40℃의 다양한 정온 및 변온 조건에서 보냉상자, 단열포장재, 3종의 축냉재를 복합적으로 적용하였을 때 새싹채소의 품온 변화 profile을 측정하고 품온 예측모형을 수립하였다. 제시된 예측모형은 수치해석적 분석을 기반으로 포장시스템에 따른 총괄전열계수를 구하여 품온 변화를 예측하였고, 측정결과와 비교하여 매우 근사한 값을 나타내었다. 한편 새싹채소 재배공장에서 100 ppm 염소수 세척과 행굼, 예냉, 포장 처리를 각기 구분하여 실시한 결과, 적용된 수확후 처리공정이 메밀 새싹의 유통 중 신선도 유지에 전혀 부정적인 영향을 미치지 않으면서도 미생물 안전성을 향상시키는데 매우 효과적이었다.
상용 PCM(RT-2, SAP)을 이용한 새로운 온도감응 기능성 포장재로서 유연성을 갖는 보냉 포장재를 설계 제작하여 메밀 새싹 소포장에 적용한 결과, 하절기 외기온도 가상조건에서 일반 얼음팩 보냉재에 비해 개발된 유연성 보냉재가 내용물의 저온유지에 효과적이며, SAP 처리구의 내외부 온도가 RT-2에 비해 더 낮게 유지되어 SAP의 보냉능력이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 또한 장방형 SAP 보냉재의 중량을 달리하여 적용한 결과, 보냉재의 중량이 클수록 포장용기의 내부온도를 낮은 온도에서 더 오랫동안 유지하였다. 특히 SAP 보냉재는 실제로 생산현장에서 사용하는 얼음팩과 동일한 중량의 PCM을 사용하더라도 적용형태를 달리하여 포장용기 전체를 둘러쌈으로서 새싹의 품온 및 품질 유지에 효과적임을 확인하였다. 보냉 포장재의 종류, 적용방식과 적용비율에 따른 품온 변화 profile을 측정 분석하였으며, 유한체적법 기반의 수치해석적 분석을 통한 computer simulation을 실시하여 유통 중 포장시스템 내부온도의 3차원적 변화 양상을 예측한 결과, 전체적인 열전달 양상은 새싹용기 측면과 하부로부터의 열전달이 상부보다 빠르게 나타났다. 한편 유연성 SAP 보냉재를 사용하여 메밀 새싹채소를 운송용기에 포장한 후 실제 생산현장에서 유통시킨 결과, 메밀 새싹을 담고 있는 tray 용기의 내부온도를 약 13시간 동안 1℃ 이하로 유지할 수 있었으며, 여러 가지 새싹채소의 품질인자 측면에서는 종래의 얼음팩을 사용한 대조구와 별다른 차이가 없었다.
새싹채소의 유통 중 미생물 안전성과 품질 안정성을 확보하기 위하여 다양한 능동형 MAP 처리를 적용한 결과, 고산소와 고이산화탄소의 혼합조건보다 60% 이하의 고산소 조건이 메밀 새싹의 품질유지에 효과적이었으나, 접종된 병원성 미생물(E. coli O157:H7, S. Typhimurium, S. aureus, L. monocytogenes)의 생균수 감소에는 효과적이지 못하였다. 메밀 새싹의 품질유지에 효과적인 능동형 MAP 조건과 유연성 SAP 보냉재를 병용 처리한 경우, 일반 얼음팩과 비교하여 유연성 SAP 보냉재의 저온유지 시간은 10시간 이내였으며 대부분 밀폐 포장구에서 호기성 중온균의 생균수가 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 변색, 외관품질 등에 대한 관능검사에서 20%와 40% 고산소 조건의 MAP 처리가 가장 좋은 평가를 받았다. 축냉재의 상변화 시간 전후로 품온 변화의 양상이 다른 점을 반영하여 보냉 포장재 적용시 외부 온도조건 변화에 따라 새싹채소의 선도유지 가능 최소시간을 예측할 수 있는 모형을 개발하였으며, simulation 결과 설정된 선도유지 가능시간과 예측 값이 근사하게 나타났다. 한편 실제 생산현장에서의 실증시험 결과에서도 40% 고산소 조건의 능동형 MAP 처리와 유연성 SAP 보냉재를 병용하여 포장했을 때 10-12시간 이내의 중단거리 유통과정에서 메밀 새싹의 미생물 증식을 억제하고 초기품질을 최대한 유지할 수 있는 것으로 판단되었다.
V. 연구성과 및 성과활용 계획
연구개발 결과로부터 소비자 직배용 소포장 새싹채소의 수확후 관리 및 신선도 유지 유통기술의 기초 자료를 확보할 수 있었고, 향후 안전성이 확보된 고품질 새싹채소 상품의 소비자 유통을 위한 안전 관리지침 및 교육자료 등을 개발할 수 있을 것이며, 고품질의 안전한 새싹채소를 안정적으로 공급할 수 있는 유통체계 구축에 기여함으로서 새로운 기능성 식품소재인 국내산 새싹채소의 상품 경쟁력 확보와 부가가치 제고를 추구할 수 있을 것으로 판단된다. 아울러 새싹채소 이외의 신선 농식품에 대해서도 유통 중 미생물로부터 안전성을 확보하고 동시에 고품질을 유지할 수 있도록 본 연구에서 개발된 여러 가지 전처리 및 포장기법에 근거한 선도유지 유통기술의 새로운 적용시도가 가능할 것으로 판단되므로, 향후 개발기술을 체계적으로 생산현장에서 활용하고자 적극적인 성과확산 노력을 기울일 예정이다.
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