Transcript 펄스전기장기술(Pulsed electric field)

비가열 처리 가공기술 중 고전압 펄스
자기장 기술에 대한 조사
Presenter : Jeongsu Bang
Advisor : Nam Soo Han
Department of Food Science and Biotechnology
Enzyme and Fermentation Engineering Laboratory
비가열 처리기술의 발달
기존 열처리에 비해 품질변화의 폭이 현저히 낮기 때문에 천연 소재의 맛과 향, 영양
성분을 보존한다는 점 과 같은 소비자의 요구를 시장적으로 반영하기 위하여 가열 처
리 살균법 대신 비가열 처리 살균 기술이 발달하고 있음
최근 국내에 상용화가 이루어지고 있는 비가열처리 살균 기술
① 초고압처리기술 (High hydrostatic pressure)
② 마이크로필터기술 (Micro/Ultra filtration)
③ 방사선조사기술 (γ-irradiation)
④ 초임계유체추출(Super critical fluid extraction)
⑤ 펄스전기장기술(Pulsed electric field)
기술 등을 들 수 있으며, 특히 이번 발표에서는 펄스전기장기술(Pulsed electric field)
에 대하여 발표를 진행하도록 하겠습니다.
고전압 펄스 전기장 기술이란?
 정의
 강한 1~100 kV/cm 사이의 전압을 마이크로초 (microsecond, μs) 단위의 펄스형태
로 식품이나 식품원료에 처리하는 기술
 효과
 생체 세포막에 가역적, 비가역적 붕괴를 초래하며, 미생물의 사멸, 동 ∙ 식물 조직의
특성변화, 세포막 붕괴에 따른 추출, 건조, 냉동 등의 효과가 있음
고전압 펄스 전기장 기술이란?
 작용 원리
 생체시료에 수 ~수십 kV/cm의 강한 전압을 microsecond [μs] 단위로 처리 할 때
세포막의 붕괴가 일어남
 생성된 세포막 전위차(Trans-membrane potential, TMP)가 세포막 붕괴 임계전압
인 1V를 넘어서는 순간 일어나게 됨.
< 대장균: 10 kV/cm >
< 식물세포 : 1~2 kV/cm >
< 과일주스 : 15 ~ 40 kV/cm >
고전압 펄스 전기장 기술이란?
 펄스 처리 시스템에 따른 분류
Parallel plate 방식
Product flow
 기술의 발전 초기에 개발된
모델
 판 모양의 구조
 최근에는 거의 이용되지 않
고있음
Co-linear 방식
Product flow
 파일럿 스케일 이상의 규모
에서 주로 이용됨
 챔버의 단면 지름이 약
1~4cm
 주스류의 살균에 적합함
Co-axial 방식
Product flow
 파일럿 스케일 이상의 규모
에서 주로 이용됨
 파이프 양쪽 벽면의 전압의
이동
고전압 펄스 전기장 기술이란?
 펄스 자기장 살균 공정도
당근주스 살균
당근주스 살균
당근주스 살균
감귤주스의 품질변화
감귤주스의 품질변화
감귤주스의 품질변화
VS
ethanol
acetic acid
2-methyl-2-butanol
limonene 등
여러가지 성분의 손실
감귤주스의 품질변화
결론 및 고찰
결 론
 강한 50~70 kV/cm 사이의 전압을 0~200 μs 수준으로 처리하였을때 전압을 높이
고 처리 시간을 증가 시켜 주었을 때 더 큰 폭의 살균 효과를 확인
 고전압 펄스 자기장 살균을 이용 하였을 때 열처리 살균법 보다 품질 변화가 더 적
은 것을 확인
고찰
 비가열 처리 살균법 중 고전압 펄스 기술을 이용 하였을 때 열처리 살균법 보다 품
질 저하 폭이 적은 것을 확인 할 수 있음
 비용적인 측면과 상용화된 공정 개설이 어려워 실제로 적용된 사례를 찾는데 어려
움이 있었음
참고문헌
 강한, 조형용, 신정규, 변유량. 고전압 펄스 전기장 비열 가공기술, 식품과학 과 산업,
29(3): 28-35 (1996)
 Jia M, Zhang HQ, Min DM. Pulsed electric field processing effects on flavor
compounds and microorganisms of orange juice. Food Chemistry. 65: 445-451
(1999).
 신정규, 하구용, 변유량, 최문실, 정명수. 고전압 square wave pulse를 이용한 당근
주스의 살균 및 저장 중 품질 변화, 한국식품과학회지, 195: 506-514(2007)
 김경탁, 김성수, 홍희도, 하상도, 이영춘. 고전압 펄스 전기장 처리에 의한 감귤주스
의 품질변화, 한국식품과학회지, 170: 635-641(2003)
감사합니다!!!