KR20200076811A - Method for reducing acrylamide of processed food using plasma - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 농산물 가공식품의 제조 시 고온 가공처리에 따라 생성되는 아크릴아마이드 저감 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 농산물 가공식품의 제조 시 고온 가공처리에 따라 생성되는 아크릴아마이드를 저온 플라즈마를 이용하여 저감시키는, 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing acrylamide generated according to high temperature processing in the production of processed food for agricultural products. More specifically, it relates to a method for reducing acrylamide in processed foods using plasma, which reduces acrylamide generated by high temperature processing during production of processed foods by using low temperature plasma.
아크릴아마이드(Acrylamide)는 전분함량이 높은 식품을 고온에서 처리하는 과정에서 자연적으로 생성되는 물질로 국제암연구기관 IARC(International Agency for Research on Cancer)에서는 인체에 대해 발암 가능성이 있는(probably carcinogenic to human) 2A group 으로 분류하고 있다. 유럽연합(EU)은 식품 중 아크릴아마이드 양을 1,000 μg/kg 이하로 권고하고 있으며, 현재 국내뿐만 아니라 세계 각국은 식품 내 아크릴아마이드 생성을 줄이기 위한 노력을 하고 있다.Acrylamide (Acrylamide) is a material that is naturally generated in the process of processing foods with high starch content at high temperatures. IARC (International Agency for Research) on Cancer) To the human body about Carcinogenesis possiblity It is classified as a probably carcinogenic to human 2A group. The European Union (EU) recommends that the amount of acrylamide in food is less than 1,000 μg/kg. Currently, not only domestic but also countries around the world are trying to reduce the production of acrylamide in food.
아크릴아마이드는 감자스낵·감자튀김·비스킷류·시리얼·커피류 등의 식품의 제조과정에서 생성되며 특히 감자에서 많은 양의 검출되는 유해물질이다. 통계에 따르면 성인은 감자튀김과 커피, 어린이는 감자튀김·시리얼·비스킷·빵 등의 섭취에 의해 아크릴아마이드에 노출된다. 뿐만 아니라 감자 및 곡류 가공식품으로 인해 유아에게까지 아크릴아마이드가 노출되어 가고 있다.Acrylamide is produced in the process of manufacturing foods such as potato snacks, fried potatoes, biscuits, cereals, coffees, etc., and is a particularly harmful substance detected in large amounts in potatoes. According to statistics, adults are exposed to acrylamide by eating fries, coffee, and children from fries, cereal, biscuits, and bread. In addition, acrylamide is being exposed to infants due to potato and grain processed foods.
식품 중 아크릴아마이드의 생성량은 식품구성 요소 및 조리가공 등의 온도와 시간 등에 따라 수준차가 크기 때문에 특정식품의 기준설정이나 섭취량의 권고는 어려운 실정이다. 따라서 아크릴아마이드 생성을 줄이기 위하여 세계적으로 관심을 가지고 있으며, 우리나라를 비롯하여 WHO, Codex 등 국제기구나 미국 등은 기준규격을 설정하기보다는 효과적인 저감화 또는 제어방법 개발과 생성기전 연구에 집중하고 있다. 또한 궁극적으로는 식품수준이 ALARA (as low as reasonablyachievable)가 되도록 저감화되어야 한다고 권장하고 있다.As the amount of acrylamide produced in food varies greatly depending on the temperature and time of food components and cooking, it is difficult to set a standard or recommend the intake amount of a specific food. Therefore, to reduce the production of acrylamide, it is globally interested, and international organizations such as Korea, WHO, Codex, and the United States, etc., are focusing on developing effective reduction or control methods and research on generation mechanisms rather than setting standards. It also recommends that food levels be ultimately reduced to be as low as reasonablyachievable (ALARA).
한편, 플라즈마는 제4의 물질로 불리는 전리된 기체로서 양이온과 전자가 거의 같은 밀도로 분포되어 전기적으로 중성을 나타내는 하전입자의 집합체이다. 플라즈마는 들뜬 상태 이온들을 다량 포함하며 여러 단계의 천이과정을 거치며 자외선도 발생한다. 플라즈마에 포함된 이온과 고에너지 전자는 반응성이 높고 산화력이 강하며 자외선의 작용과 함께 살균 뿐만 아니라 대기오염물질, 농약, 내분비계장애물질 등 유해물질의 분해에 이용할 수 있다.On the other hand, plasma is an ionized gas called a fourth substance, and is a collection of charged particles that are electrically neutral with cations and electrons distributed at almost the same density. Plasma contains a lot of excited state ions and undergoes several stages of transition, and also generates ultraviolet rays. Ions and high-energy electrons contained in plasma are highly reactive, have strong oxidizing power, and can be used not only to sterilize with the action of ultraviolet rays, but also to decompose harmful substances such as air pollutants, pesticides, and endocrine disruptors.
플라즈마는 온도에 따라 저온 플라즈마(비열 플라즈마, non-thermal plasma 또는 cold plasma로도 불림)와 고온 플라즈마로 구분되는데 고온 플라즈마는 높은 온도로 인해 식품 등 생물물질에는 적용이 불가능한 반면 저온 플라즈마는 온도가 낮아 식품 등 열에 취약한 물질에 적용할 수 있다. 저온 플라즈마는 산소원자, 오존, OH-라디칼, N-라디칼, 플라즈마 전자, 광자, 자외선 등을 포함하여 산화반응과 전자충격에 의해 다양한 화합물을 분해할 수 있다.Plasma is classified into low temperature plasma (also called non-thermal plasma or non-thermal plasma) or high temperature plasma according to temperature. High temperature plasma cannot be applied to biological materials such as food due to high temperature, whereas low temperature plasma has low temperature. It can be applied to materials that are vulnerable to back heat. The low-temperature plasma can decompose various compounds by oxidation reaction and electron shock, including oxygen atom, ozone, OH-radical, N-radical, plasma electron, photon, and ultraviolet rays.
본 발명은 저온 플라즈마의 특징을 활용하여 식품가공 중 생성되는 독성 화합물인 아크릴아마이드의 저감에도 응용하기 위한 것으로, 저온 플라즈마를 활용하여 농산물의 가공처리로 생성되는 아크릴아마이드를 저감화함으로써 안전한 식품공급을 통한 국민건강 증진과 식품산업 발전에 기여하고자 한다.The present invention is intended to be applied to the reduction of acrylamide, which is a toxic compound generated during food processing, by utilizing the characteristics of low temperature plasma, by using low temperature plasma to reduce the acrylamide generated by the processing of agricultural products through safe food supply. It aims to contribute to the promotion of national health and the development of the food industry.
플라즈마를 이용하여 감자스낵·감자튀김·비스킷류·시리얼·커피·곡류차류 등과 같은 식품 중의 아크릴아마이드 저감화하는 기술을 통하여 위험물질인 아크릴아마이드를 저감하고 위생성을 향상시키는데 일조하고자 한다.We intend to help reduce the risk of acrylamide, a dangerous substance, and improve hygiene through technology that reduces acrylamide in foods such as potato snacks, fried potatoes, biscuits, cereals, coffee, and cereals using plasma.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 모습에 따라, 농산물 가공식품 제조 시 고온 가공처리에 따라 생성되는 아크릴아마이드를 저감화하기 위한 방법에 있어서, 고온 가공처리된 농산물 가공식품에 대해 저온 플라즈마 처리를 수행하여 아크릴아마이드를 저감시키는 아크릴아마이드 저감 단계를 포함하는, 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법이 제안된다.In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, in a method for reducing acrylamide generated according to high temperature processing in the production of agricultural products processed foods, low temperature plasma for high temperature processed agricultural products processed foods A method for reducing acrylamide in processed foods using plasma is proposed, which includes an acrylamide reduction step of reducing acrylamide by performing treatment.
이때, 하나의 예에서, 아크릴아마이드 저감 방법은 아크릴아마이드 저감 단계 이전에 농산물 또는 농산물의 가공물에 대해 아크릴아마이드 생성을 야기하는 고온 가공처리를 수행하는 가공처리 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, in one example, the method for reducing acrylamide may further include a processing step of performing a high temperature processing process that causes acrylamide generation for a agricultural product or a processed product of the agricultural product before the acrylamide reduction step.
또한, 이때 하나의 예에서, 농산물은 전분을 함유하는 서류 내지 곡류, 또는 커피원두이고, 가공처리는 고온 가열을 수반하는 튀기기, 볶기, 로스팅 중 하나이다.In addition, in this example, in one example, the agricultural products are paper or grains containing starch, or coffee beans, and the processing is one of frying, roasting and roasting accompanied by high temperature heating.
게다가, 이때, 농산물 가공식품은 스낵 및 비스켓을 포함하는 과자류, 시리얼류, 감자튀김, 커피, 곡류로 볶은 차류 중 어느 하나일 수 있다.In addition, at this time, the processed food for agricultural products may be any one of confectionery products including snacks and biscuits, cereals, french fries, coffee, and grain-roasted tea.
또한, 하나의 예에서, 저온 플라즈마 처리는 저온 플라즈마 처리는 유전체장벽방전 플라즈마(DBDP), 코로나방전 플라즈마제트(CDPJ), 단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 중의 어느 하나에 의한 처리일 수 있다.In addition, in one example, the low-temperature plasma treatment may be a low-temperature plasma treatment by any one of dielectric barrier discharge plasma (DBDP), corona discharge plasma jet (CDPJ), and intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ).
예컨대, 코로나방전 플라즈마제트(CDPJ) 방식에서 1.0 ~ 1.5A 전류세기로 플라즈마를 생성할 수 있다.For example, in the corona discharge plasma jet (CDPJ) method, plasma can be generated with a current intensity of 1.0 to 1.5A.
또한, 단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 방식에서 2.0 ~ 3.0A 전류세기로 플라즈마를 생성할 수 있다.In addition, the plasma can be generated with a current intensity of 2.0 to 3.0 A in an intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ) method.
본 발명에 따르면, 저온 플라즈마를 활용하여 농산물의 가공처리로 생성되는 아크릴아마이드를 저감시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce acrylamide generated by processing processing of agricultural products by utilizing low-temperature plasma.
본 발명을 통하여 ‘발암추정물질’인 아크릴아마이드를 효과적으로 저감화할 수 있 으며, 관련식품의 위생성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.Through the present invention, it is expected to effectively reduce acrylamide, which is a'carcinogenic estimation substance', and improve hygiene of related foods.
본 발명의 다양한 실시예에 따라 직접적으로 언급되지 않은 다양한 효과들이 본 발명의 실시예들에 따른 다양한 구성들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 도출될 수 있음은 자명하다.It is obvious that various effects not directly mentioned according to various embodiments of the present invention can be derived by those skilled in the art from various configurations according to embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 4는 각각 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5a-c는 플라즈마 생성 방법별 슬라이드글라스 상에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다.
도 6a-c는 토출거리(span length, SL)와 전류세기가 CDPJ 방식에서 슬라이드글라스 상에서의 아크릴아마이드 분해력에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 7a-b는 플라즈마 생성 방법별 감자튀김에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다.
도 8a-c는 토출거리(span length, SL)와 전류세기가 CDPJ 방식에서 감자튀김에서의 아크릴아마이드 분해력에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 9는 CDPJ 방식에 의한 겉보리에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다.
도 10a-b는 플라즈마 생성 방법별 볶은 커피에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다.
도 11은 상업용 커피 로스터기에서 다른 온도로 볶은 커피의 아크릴아마이드 양을 나타내는 그래프이다.
도 12a-b는 상업용 커피 로스터기에서 235도에서 볶은 커피에서 플라즈마 생성 방법별 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다.
도 13a-b는 상업용 커피 로스터기에서 270도에서 볶은 커피에서 플라즈마 생성 방법별 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다. 1 is a flowchart schematically showing a method for reducing acrylamide in a processed food using plasma according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart schematically showing a method for reducing acrylamide in processed foods using plasma according to another embodiment of the present invention.
3 is a flowchart schematically showing a method for reducing acrylamide in a processed food using plasma according to another embodiment of the present invention.
4 is a flowchart schematically showing a method for reducing acrylamide in processed foods using plasma according to another embodiment of the present invention.
5A-C are graphs showing acrylamide decomposition power on slide glass for each plasma generation method.
6A-C are graphs showing the effect of discharge length (span length, SL) and current intensity on the resolution of acrylamide on slide glass in the CDPJ method.
7a-b is a graph showing the acrylamide decomposition power in french fries by plasma generation method.
8A-C are graphs showing the effect of discharging distance (span length, SL) and current intensity on acrylamide decomposition in French fries in the CDPJ method.
9 is a graph showing the decomposition ability of acrylamide in barley by the CDPJ method.
10A-B are graphs showing acrylamide decomposition power in roasted coffee by plasma generation method.
11 is a graph showing the amount of acrylamide of coffee roasted at different temperatures in a commercial coffee roaster.
12a-b is a graph showing the acrylamide decomposition power by plasma generation method in coffee roasted at 235 degrees in a commercial coffee roaster.
13a-b is a graph showing the acrylamide decomposition power by plasma generation method in coffee roasted at 270 degrees in a commercial coffee roaster.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 본 설명에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 이해를 도모하기 위하여 부차적인 설명은 생략될 수도 있다.Embodiments of the present invention for achieving the above-described problems will be described with reference to the accompanying drawings. In the present description, the same reference numerals refer to the same configuration, and additional descriptions may be omitted in order to promote understanding of the present invention to those skilled in the art.
본 명세서에 비록 단수적 표현이 기재되어 있을지라도, 발명의 개념에 반하거나 명백히 다르거나 모순되게 해석되지 않는 이상 복수의 구성 전체를 대표하는 개념으로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다. 본 명세서에서 '포함하는', '갖는', '구비하는', '포함하여 이루어지는' 등의 기재는 하나 또는 그 이상의 다른 구성요소 또는 그들의 조합의 존재 또는 부가 가능성이 있는 것으로 이해되어야 한다.It should be noted that although a singular expression is described in this specification, it may be used as a concept representing a plurality of components unless it is interpreted contrary to, or distinctly contradictory to, the concept of the invention. It should be understood that descriptions of'comprising','having','having','comprising', and the like in this specification have the possibility or presence of one or more other components or combinations thereof.
[플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법][Method for reducing acrylamide in processed foods using plasma]
먼저, 본 발명의 하나의 모습에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 도 1 내지 4를 참조하여 살펴보기로 한다.First, a method for reducing acrylamide of a processed food using plasma according to one aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 4는 각각 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart schematically showing a method for reducing acrylamide of a processed food using plasma according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an acrylamide of a processed food using plasma according to another embodiment of the present invention 3 is a flowchart schematically showing a reduction method, and FIG. 3 is a flowchart schematically showing a method for reducing acrylamide in a processed food using plasma according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is another implementation of the present invention, respectively It is a flow chart schematically showing a method for reducing acrylamide in processed foods using plasma according to an example.
도 1 내지 4를 참조하면, 하나의 예에 따른 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법은 농산물 가공식품 제조 시 고온 가공처리에 따라 생성되는 아크릴아마이드를 저감화하기 위한 방법이다. 이때, 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법은 아크릴아마이드 저감 단계(S300, S300')를 포함한다. 1 to 4, a method for reducing acrylamide of processed food using plasma according to an example is a method for reducing acrylamide generated according to a high temperature processing process when manufacturing processed food for agricultural products. At this time, the method for reducing acrylamide of processed food using plasma includes acrylamide reduction steps (S300, S300').
아크릴아마이드 저감 단계(S300, S300')에서, 고온 가공처리된 농산물 가공식품에 대해 저온 플라즈마 처리를 수행하여 아크릴아마이드를 저감시킨다.In the acrylamide reduction step (S300, S300'), the acrylamide is reduced by performing a low temperature plasma treatment on the processed food processed by high temperature.
도 2 내지 3을 참조하면, 하나의 예에서, 아크릴아마이드 저감 방법은 아크릴아마이드 저감 단계(S300) 이전에 가공처리 단계(S100, S100')를 더 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 도 4의 아크릴아마이드 저감 단계(S300') 이전에도 도 2 내지 3에 도시된 가공처리 단계(S100, S100')를 더 포함할 수 있다.2 to 3, in one example, the method for reducing acrylamide may further include processing steps (S100, S100') prior to acrylamide reduction step (S300). Although not shown, the processing steps (S100, S100') shown in FIGS. 2 to 3 may be further included before the acrylamide reduction step (S300') of FIG. 4.
가공처리 단계(S100, S100')에서는, 농산물 또는 농산물의 가공물에 대해 아크릴아마이드 생성을 야기하는 고온 가공처리를 수행한다. In the processing step (S100, S100'), a high-temperature processing process that causes acrylamide generation is performed on the agricultural product or the agricultural product.
이때, 도 3을 참조하면, 농산물은 전분을 함유하는 서류 내지 곡류, 또는 커피원두일 수 있고, 고온 가공처리는 고온 가열을 수반하는 튀기기, 볶기, 로스팅 중 하나일 수 있다.In this case, referring to FIG. 3, the agricultural product may be a paper or grain containing starch, or coffee beans, and the high-temperature processing may be one of frying, roasting, and roasting accompanied by high-temperature heating.
게다가, 도 3을 참조하면, 농산물 가공식품은 스낵 및 비스켓을 포함하는 과자류, 시리얼류, 감자튀김, 커피, 곡류로 볶은 차류 중 어느 하나일 수 있다.In addition, referring to FIG. 3, the processed food for agricultural products may be any one of confectionery products including snacks and biscuits, cereals, french fries, coffee, and grain-roasted tea.
다음으로, 도 4를 참조하여 살펴본다. 도 4를 참조하면, 저온 플라즈마 처리는 저온 플라즈마 처리는 유전체장벽방전 플라즈마(DBDP), 코로나방전 플라즈마제트(CDPJ), 단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 중의 어느 하나에 의한 처리일 수 있다(S300').Next, it will be described with reference to FIG. 4. Referring to FIG. 4, the low-temperature plasma treatment may be a low-temperature plasma treatment by any one of a dielectric barrier discharge plasma (DBDP), a corona discharge plasma jet (CDPJ), and an intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ) (S300). ').
예컨대, 코로나방전 플라즈마제트(CDPJ) 방식에서 1.0 ~ 1.5A 전류세기로 플라즈마를 생성할 수 있다.For example, in the corona discharge plasma jet (CDPJ) method, plasma can be generated with a current intensity of 1.0 to 1.5A.
또한, 단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 방식에서는 2.0 ~ 3.0A 전류세기로 플라즈마를 생성할 수 있다.Also, in the intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ) method, plasma can be generated with a current intensity of 2.0 to 3.0 A.
[실시예][Example]
본 발명은 저온 플라즈마의 분해력을 이용하여 아크릴아마이드를 저감하고자 한다. 이를 위하여 다양한 종류의 플라즈마를 사용하였으며, 처리조건을 최적화 하였다.The present invention seeks to reduce acrylamide using the decomposition power of low temperature plasma. To this end, various types of plasma were used, and treatment conditions were optimized.
아크릴아마이드는 국내뿐만 아니라 세계 각국에서 주목하고 있는 위험물질이며, 아크릴아마이드 생성을 줄이기 위한 노력을 하고 있다. 아크릴아마이드는 감자스낵·감자튀김·비스킷류·시리얼·커피·곡류차류 등의 다양한 식품에서 생성되는데, 본 발명을 통해 플라즈마는 아크릴아마이드 저감에 효과가 있다는 것이 확인되었다. 이 기술을 응용하여 식품에 적용할 경우 다양한 식품에서 아크릴아마이드를 저감하여 위생성을 향상할 수 있다.Acrylamide is a dangerous substance attracting attention not only in Korea but also around the world, and efforts are being made to reduce acrylamide production. Acrylamide is produced from various foods such as potato snacks, potato fries, biscuits, cereals, coffee, and grain teas, and it was confirmed through the present invention that plasma is effective in reducing acrylamide. When applied to food by applying this technology, hygiene can be improved by reducing acrylamide in various foods.
아크릴아마이드 저감 장치(시스템)Acrylamide reduction device (system)
1) 코로나방전 플라즈마제트(Corona discharge plasma jet, CDPJ)1) Corona discharge plasma jet (CDPJ)
코로나 방전 플라즈마제트(CDPJ) 처리 장치 내지 시스템은 두 개의 스테인리스 스틸 링 형태의 전극 사이에 코로나 방전함으로써 플라즈마를 생성시키고 송풍기를 이용하여 공기를 송풍하여 전극을 통과한 후 3 mm x 50 mm크기의 플라즈마 방출구를 통하여 제트(jet) 형태로 분사하는 방식으로 다량의 공기를 사용하여 플라즈마 온도를 낮추는 방식을 채용하였다. CDPJ 처리 장치 내지 시스템은 교류 220V의 전기를 정류장치를 통하여 20 kV의 직류로 변환하고 구형파 생성기를 통해 주파수 10-50 kHz의 펄스 구형파 형식으로 변환하여 전극에 공급하여 플라즈마를 생성하였으며 플라즈마 토출구로 부터 시료까지의 거리(span length, SL)를 15-35 mm 사이로 조정하여 사용하였고 플라즈마 강도를 결정하는 전류를 1.00-1.50 A사이에서 조정하며 플라즈마 방출구(토출구) 하방에 위치한 스탠드 상의 시료에 플라즈마를 처리하였다.A corona discharge plasma jet (CDPJ) treatment apparatus or system generates plasma by corona discharge between two stainless steel ring-shaped electrodes and blows air using a blower to pass through the electrodes, and then has a plasma size of 3 mm x 50 mm A method of lowering the plasma temperature using a large amount of air was adopted as a method of jetting through a discharge port in the form of a jet. The CDPJ processing device or system converts electricity from 220 V AC to 20 kV DC through a stop value, converts it into a pulse square wave form of a frequency of 10-50 kHz through a square wave generator, supplies it to an electrode to generate plasma, and samples from the plasma outlet. It was used by adjusting the span length (SL) between 15-35 mm, and the current to determine the plasma intensity was adjusted between 1.00-1.50 A, and plasma was processed on the sample on the stand located below the plasma outlet (discharge outlet). Did.
2) 단속식 코로나방전 플라즈마제트 (Intermittent Corona Discharge Plasma Jet, ICDPJ)2) Intermittent Corona Discharge Plasma Jet (ICDPJ)
단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 처리 장치 내지 시스템은 위의 CDPJ 처리장치를 스케일업(scale-up)한 형태로 CDPJ 처리 장치와 동일하게 두 개의 스테인리스스틸 링 형태의 전극에 전압 20 kV, 주파수 18 kHz 내외로 전류를 공급하여 발생시킨 플라즈마를 송풍기를 이용하여 공기를 투입함으로써 토출구에서 제트형 플라즈마로 분산시키는 방식이다. 앞의 CDPJ 처리 장치 내지 시스템과 마찬가지로 정류장치를 통해 20 kV 고압 직류로 변환하고 구형파 생성기를 통해 주파수 18 kHz 내외로 전류를 전극에 공급한다. 이때, CDPJ 장치 내지 시스템보다 전류세기를 높여 플라즈마 처리효과를 증대시키고, 전류세기가 강화된 만큼 심화되는 가열현상을 차단함으로써 저온을 유지하기 위해 플라즈마 처리시간과 휴지시간을 교대로 반복하는 단속컨트롤러(intermittent treatment controller, 예컨대, 단속스위치)를 사용하여 단속적으로 처리를 가능하도록 하여 플라즈마 처리에 의한 온도상승과 휴지에 의한 자연냉각 과정을 반복하였다. 구형판 생성기와 전극 사이에 단속컨트롤러를 구비한다. 실시예에서 전류세기는 3.0A 정도로 하고 단속스위치의 플라즈마 처리와 휴지 시간을 설정하고 시료와 토출구 사이의 거리(SL)는 35 mm 정도로 하여 처리하였다. 전류세기를 2~3A로 조정하며 처리할 수 있다.The intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ) processing device or system is a scale-up of the above CDPJ processing device, and the voltage is 20 kV and the frequency of the two stainless steel electrodes in the same manner as the CDPJ processing device. This is a method of dispersing plasma generated by supplying electric current in and around 18 kHz using a blower and dispersing it into a jet-type plasma at the discharge port. Like the previous CDPJ processing apparatus or system, it converts to a 20 kV high voltage direct current through a stop value and supplies current to the electrode at a frequency of about 18 kHz through a square wave generator. At this time, by increasing the current intensity than the CDPJ device or system, the plasma processing effect is increased, and as the current intensity is strengthened, the heating phenomenon that is intensified is blocked to alternately repeat the plasma processing time and the idle time to maintain the low temperature. The intermittent treatment controller (for example, an intermittent switch) was used to intermittently treat the cells, thereby repeating the process of temperature rise by plasma treatment and natural cooling by rest. An intermittent controller is provided between the spherical plate generator and the electrode. In the embodiment, the current intensity was about 3.0 A, the plasma treatment and the dwell time of the intermittent switch were set, and the distance SL between the sample and the outlet was treated to be about 35 mm. It can be processed by adjusting the current intensity to 2-3A.
3) 유전체장벽방전 플라즈마(Dielectric barrier discharge plasma, DBDP)3) Dielectric barrier discharge plasma (DBDP)
유전체장벽방전 플라즈마(DBDP)는 전극을 세라믹유전체로 감싸 발열량을 제어하는 방식의 저온 플라즈마 처리장치로 정류기를 사용하여 교류 220 V의 전압을 직류 20 kV로 정류하였으며 정류된 전원을 구형파 생성기를 통해 주파수 10-50 kHz의 펄스 구형파 형식으로 변환하여 전극으로 전류를 인가하여 플라즈마를 생성하였다. 유전체 전극에서 발생시킨 플라즈마를 알루미늄 재질의 처리판을 통하여 접지시켜 흘려내는 방식으로 플라즈마를 생성하였다. 전극과 처리판 사이에 처리할 대상물체를 위치하고 플라즈마를 가하는 방식으로 전류세기와 전극과 시료간 사이의 간격(electrode gap, EG)을 조정하며 처리판을 수평방향으로 이동시키며 처리할 수 있다.Dielectric barrier discharge plasma (DBDP) is a low-temperature plasma processing device that controls the amount of heat generated by wrapping the electrode with a ceramic dielectric, using a rectifier to rectify the voltage of 220 V AC to 20 kV DC and rectify the power through a square wave generator. The plasma was generated by converting it into a pulse square wave form of 10-50 kHz and applying an electric current to the electrode. Plasma generated by the dielectric electrode was generated by grounding and flowing through a processing plate made of aluminum. The object to be treated is positioned between the electrode and the treatment plate, and plasma can be applied to adjust the current strength and the gap between the electrode and the sample (EG) and move the treatment plate horizontally.
슬라이드글라스 상에서의 아크릴아마이드 분해 예시Example of acrylamide decomposition on slide glass
플라즈마를 이용하여 유해물질 중 하나인 아크릴아마이드를 저감하고자 아크릴아마이드를 슬라이드글라스에 분주하여 플라즈마를 적용한 결과, 60분 플라즈마 처리 시 약 90 %의 분해력을 보여주었다. In order to reduce acrylamide, which is one of the harmful substances, using plasma, acrylic amide was dispensed into a slide glass to apply plasma. As a result, it showed a decomposition power of about 90% during 60 minutes of plasma treatment.
도 5a-c는 플라즈마 생성 방법별 슬라이드글라스 상에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이고, 도 6a-c는 토출거리(span length, SL)와 전류세기가 CDPJ 방식에서 슬라이드글라스 상에서의 아크릴아마이드 분해력에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.Figures 5a-c is a graph showing the acrylamide decomposition power on the slide glass by plasma generation method, Figure 6a-c is the discharge distance (span length, SL) and the current intensity on the acrylamide decomposition power on the slide glass in the CDPJ method It is a graph showing the impact.
도 5a는 CDPJ 방식으로 처리한 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 초기 아크릴아마이드 55.6㎍/g이 60분 처리 후 13.7㎍/g이 남아 75.45% 감소된 것을 알 수 있다. 또한, 도 5b는 ICDPJ 방식으로 처리한 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 이때, 초기 아크릴아마이드 57.9㎍/g이 60분 처리 후 7.5㎍/g이 남아 87.05% 감소된 것을 알 수 있다. 게다가, he 5c는 DBDP 방식으로 처리한 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 이때, 초기 아크릴아마이드 56.4㎍/g이 60분 처리 후 4.4㎍/g이 남아 92.15% 감소된 것을 알 수 있다.Figure 5a shows the decomposition power of acrylamide treated by the CDPJ method. It can be seen that 55.6 µg/g of the initial acrylamide was reduced by 75.45% after 13.7 µg/g remained after 60 minutes of treatment. In addition, Fig. 5B shows the decomposition power of acrylamide treated by the ICDPJ method. At this time, it can be seen that 57.9 μg/g of the initial acrylamide was reduced by 87.05% after 7.5 μg/g remained after 60 minutes of treatment. Moreover, he 5c shows the decomposition power of acrylamide treated by DBDP method. At this time, it can be seen that 56.4 µg/g of the initial acrylamide was reduced by 92.15% after 4.4 µg/g remained after 60 minutes of treatment.
한편, 도 6a는 CDPJ 방식에서 전류세기를 1.5A로 하고 토출거리(SL)를 변화시킴에 따른 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 15mm와 25mm 거리에서는 약 20분 정도 처리후부터 잔존 아크릴아마이드가 대략 50~60% 정도 감소되며 약 40분 초과 처리 시 대략 70% 이상 감소되는 것을 알 수 있고, 35mm 거리의 경우 15mm와 25mm의 경우보다 감소세가 완만하게 이어지고 있다.Meanwhile, FIG. 6A shows the resolution of acrylamide as the current intensity is 1.5A and the discharge distance SL is changed in the CDPJ method. At 15 mm and 25 mm distances, after 20 minutes of treatment, residual acrylamide is reduced by about 50 to 60%, and when it is processed for more than 40 minutes, it can be seen that it is reduced by about 70% or more. The decline is continuing slowly.
또한, 도 6b는 CDPJ 방식에서 전류세기를 1.25A로 한 경우 토출거리(SL)를 변화시킴에 따른 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 1.25A 전류세기에서는 토출거리(SL)가 35mm인 경우 40분 초과 시 20% 이상의 분해력을 보이고 거리가 가까울수록 분해력이 높아지고 있다. 15mm에서는 30분 처리 후 대략 50% 가까이 감소하고 있다. In addition, FIG. 6B shows the resolution of acrylamide as the discharge distance SL is changed when the current intensity is 1.25A in the CDPJ method. In the current intensity of 1.25A, when the discharge distance (SL) is 35mm, the resolution is more than 20% when it exceeds 40 minutes, and the closer the distance, the higher the resolution. At 15 mm, it is reduced by approximately 50% after 30 minutes of treatment.
게다가, 도 6c는 CDPJ 방식에서 전류세기를 1.0A로 한 경우 토출거리(SL)를 변화시킴에 따른 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 1.0A의 경우 도 6a 및 6b에서의 경우보다 분해력이 약하게 나타나고 있다.In addition, FIG. 6C shows the resolution of acrylamide as the discharge distance SL is changed when the current intensity is 1.0 A in the CDPJ method. In the case of 1.0A, the decomposition power is weaker than that in FIGS. 6A and 6B.
도 6a 내지 6c를 종합하면 전류세기가 높아질수록 그리고 거리가 가까울수록 아크릴아마이드에 대한 분해력이 높아지고 있다.6A to 6C, as the current intensity increases and the distance increases, the resolution of acrylamide increases.
감자튀김에서의 아크릴아마이드 분해력Decomposition of acrylamide in French fries
농산물 가공식품 중의 아크릴아마이드를 분해하기 위하여 감자튀김을 이용하여 실험을 진행한 결과 약 60%의 아크릴아마이드 저감효과를 보였다. 아크릴아마이드를 생성하는 비스킷류·시리얼·커피·곡류차류 등의 식품에서도 이와 유사한 결과를 얻을 수 있다.In order to decompose acrylamide in processed foods of farm products, an experiment was conducted using french fries, which showed an effect of reducing acrylamide of about 60%. Similar results can be obtained in foods such as biscuits, cereals, coffee, and grain teas that produce acrylamide.
저온 플라즈마 처리에 의한 감자튀김에서의 아크릴아마이드 저감효과를 알아보기 위해, 시중에 판매하는 냉동 감자튀김을 구매하여 에어프라이기(air fryer)에 100g을 넣고 200℃에서 50분 동안 튀긴 후, 이를 플라즈마 처리하였다In order to investigate the effect of reducing acrylamide in french fries by low temperature plasma treatment, purchase commercially available frozen french fries, put 100 g into an air fryer and fry for 50 minutes at 200° C., then plasma Treated
먼저, 처리 시료를 얻기위해, 균질화된 시료 1g을 50mL 폴리프로필렌 코니컬 튜브에 넣고 내부표준용액 1mL와 3차 증류수 9mL를 가한 후 잘 혼합하여 진탕기에 넣고 180~200rpm으로 20분 동안 추출하였다. 추출 후, 원심분리기를 이용하여 9,000rpm으로 30분 동안 원심분리하였다. 원심분리하여 얻어진 물층 5mL를 여과튜브에 옮기고 7,000rpm으로 10분간 다시 원심분리하였다. 메탄올 3.5mL와 물 3.5mL로 활성화시킨 Oasis HLB SPE 카트리지에 여액 1.5 mL를 넣어 통과시킨 후 물 0.5 mL를 흘려버리고 물 1.5 mL로 용출시켰다. 다음으로, 메탄올 2.5mL와 물 2.5mL로 활성화시킨 Bond Elut-Accucat SPE 카트리지에 용출액 1.5 mL를 넣은 후 처음 0.5 mL를 버리고 이후 얻어진 1 mL를 회수하여 액체크로마토그래프(HPLC) 분석하였다. HPLC 분석은 C-18 컬럼을 사용하였고, 이동상은 A: ACN 10% : 0.1% formic acid 90%, B: ACN을 농도구배를 변환하며 0.4 mL/min으로 주입하였으며, 시료주입량은 20 μL이었다. UV 검출기를 사용하여 210 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 검량곡선을 사용하여 피크면적에 대한 아크릴아마이드 양을 산출하였다. First, in order to obtain a treated sample, 1 g of the homogenized sample was placed in a 50 mL polypropylene conical tube, 1 mL of an internal standard solution and 9 mL of tertiary distilled water were added, mixed well, put into a shaker and extracted at 180-200 rpm for 20 minutes. After extraction, it was centrifuged at 9,000 rpm for 30 minutes using a centrifuge. 5 mL of the water layer obtained by centrifugation was transferred to a filter tube and centrifuged again at 7,000 rpm for 10 minutes. After passing 1.5 mL of the filtrate into the Oasis HLB SPE cartridge activated with 3.5 mL of methanol and 3.5 mL of water, 0.5 mL of water was poured into the Oasis HLB SPE cartridge and eluted with 1.5 mL of water. Next, after inserting 1.5 mL of the eluate into a Bond Elut-Accucat SPE cartridge activated with 2.5 mL of methanol and 2.5 mL of water, the first 0.5 mL was discarded, and then 1 mL obtained was recovered and analyzed by liquid chromatography (HPLC). C-18 column was used for HPLC analysis, mobile phase A:
시간에 따른 피크면적과 아크릴아마이드 산출량은 다음의 [표 1]과 같다.The peak area and the amount of acrylamide output over time are shown in [Table 1] below.
저온 플라즈마 처리에 의한 감자튀김에서의 아크릴아마이드 저감 효과를 살펴본 결과는 도 7a-b 및 도 8a-c에서 확인할 수 있다. 도 7a-b는 플라즈마 생성 방법별 감자튀김에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이고, 도 8a-c는 토출거리(span length, SL)와 전류세기가 CDPJ 방식에서 감자튀김에서의 아크릴아마이드 분해력에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.The results of examining the effect of reducing acrylamide in french fries by low temperature plasma treatment can be confirmed in FIGS. 7A-B and 8A-C. 7a-b is a graph showing the decomposition power of acrylamide in french fries by plasma generation method, and FIGS. 8a-c show the discharge distance (span length, SL) and current intensity on the decomposition power of acrylamide in french fries in the CDPJ method. It is a graph showing the impact.
도 7a는 CDPJ 방식에 의한 처리 시 아크릴아마이드 분해력을 나타내고 있는데, 초기 아크릴아마이드 30.8㎍/g이 60분 처리 후 12.4㎍/g이 남아 59.76% 감소된 것을 알 수 있다. 또한, 도 7b는 ICDPJ 방식에 의한 처리 시 아크릴아마이드 분해력을 나타내고 있는데, 초기 아크릴아마이드 29.4㎍/g이 60분 처리 후 11.6㎍/g이 남아 60.73% 감소된 것을 알 수 있다. ICDPJ 방식의 경우 3.0A 전류세기로 35mm 거리에서 플라즈마 처리를 수행하였다.7A shows the acrylamide decomposition power when treated by the CDPJ method, and it can be seen that 30.8 µg/g of initial acrylamide remained at 12.4 µg/g after 60 minutes of treatment and decreased by 59.76%. In addition, Figure 7b shows the acrylamide decomposition power when treated by the ICDPJ method, it can be seen that 29.4 ㎍ / g of the initial acrylamide is 60.73% decrease after remaining 11.6 ㎍ / g for 60 minutes. In the case of the ICDPJ method, plasma treatment was performed at a distance of 35 mm with a current intensity of 3.0 A.
한편, 도 8a는 CDPJ 방식에서 전류세기를 1.5A로 하고 토출거리(SL)를 변화시킴에 따른 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 15mm와 25mm 거리에서는 약 30분 정도 처리후부터 잔존 아크릴아마이드가 대략 60% 정도 감소되는 것을 알 수 있고, 35mm 거리의 경우 대약 40분 초과하여 대략 20% 이상 감소되며 15mm와 25mm의 경우보다 감소세가 완만하게 이어지고 있다.Meanwhile, FIG. 8A shows the resolution of acrylamide as the current intensity is 1.5A and the discharge distance SL is changed in the CDPJ method. At 15 mm and 25 mm distances, it can be seen that after 30 minutes of treatment, the residual acrylamide is reduced by about 60%, and for 35 mm distances, it decreases by about 20% or more in excess of about 40 minutes, and the decrease is slower than for 15 mm and 25 mm. It continues.
도 8b는 CDPJ 방식에서 전류세기를 1.25A로 하고 토출거리(SL)를 변화시킴에 따른 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 15mm, 25mm, 35mm 거리에서는 처리시간에 따라 감소량이 증가하고 있는데, 15mm의 경우 대략 40분 초과후 40% 이상 감소되는 것을 알 수 있다.8B shows the resolution of acrylamide as the current intensity is 1.25A and the discharge distance SL is changed in the CDPJ method. At a distance of 15 mm, 25 mm, and 35 mm, the amount of reduction increases with the treatment time. In the case of 15 mm, it can be seen that after about 40 minutes, the reduction amount is reduced by 40% or more.
도 8c는 CDPJ 방식에서 전류세기를 1.0A로 하고 토출거리(SL)를 변화시킴에 따른 아크릴아마이드의 분해력을 나타내고 있다. 15mm, 25mm, 35mm 거리에서 모두 1.5A 내지 1.25A보다 완만하게 감소량이 증가하고 있다.8C shows the resolution of acrylamide as the current intensity is 1.0 A and the discharge distance SL is changed in the CDPJ method. At a distance of 15 mm, 25 mm, and 35 mm, the reduction amount is gradually increased from 1.5 A to 1.25 A.
도 8a 내지 8c를 종합하면 CDPJ 방식에서 전류세기가 높아질수록 그리고 거리가 가까울수록 아크릴아마이드에 대한 분해력이 높아지고 있다. 도시되지 않았으나, ICDPJ 방식에서도 마찬가지로 전류세기가 높아질수록 그리고 거리가 가까울수록 아크릴아마이드에 대한 분해력이 높아진다.8A to 8C, the higher the current intensity and the closer the distance in the CDPJ method, the higher the resolution for acrylamide. Although not shown, in the ICDPJ method, the higher the current intensity and the closer the distance, the higher the resolution for acrylamide.
겉보리에서의 아크릴아마이드 분해력Degradation power of acrylamide on the outer barley
농산물 가공식품 중의 아크릴아마이드를 분해하기 위하여 볶은 겉보리를 이용하여 실험을 진행한 결과 약 70% 중반 이상의 아크릴아마이드 저감효과를 보였다. As a result of conducting experiments using roasted barley to decompose acrylamide in processed food products, it showed an effect of reducing acrylamide in the middle of about 70% or more.
저온 플라즈마 처리에 의한 겉보리에서의 아크릴아마이드 저감효과를 알아보기 위해, 시중에서 겉보리를 구입하여 로스터를 사용하여 볶았으며 겉보리 약 500g을 넣고 200℃에서 볶으며 볶음시간별로 시료를 취하여 플라즈마 처리하였다In order to investigate the effect of reducing acrylamide on the barley by low temperature plasma treatment, a commercially available barley was purchased and roasted using a roaster. About 500 g of barley was added, and the sample was cooked at 200°C for each roasting time and plasma treated.
시료에서 플라즈마 처리 효과를 검출하기 위한 방법은 감자튀김의 경우에서와 마찬가지로 진행하였다.The method for detecting the plasma treatment effect in the sample proceeded as in the case of French fries.
이때, 겉보리 시료에서 시간에 따른 피크면적과 아크릴아마이드 산출량은 다음의 [표 2]와 같다.At this time, the peak area over time and the yield of acrylamide in the barley sample are shown in the following [Table 2].
저온 플라즈마 처리에 의한 볶은 겉보리에서의 아크릴아마이드 저감 효과를 살펴본 결과는 도 9에서 확인할 수 있다. 도 9는 CDPJ 방식에 의한 겉보리에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다. 초기 아크릴아마이드 2.4㎍/g이 60분 처리 후 0.6㎍/g이 남아 76.91% 감소된 것을 알 수 있다. 도시되지 않았으나, ICDPJ 방식으로도 겉보리에서의 아크릴아마이드 분해효과를 얻을 수 있다. CDPJ 방식이나 ICDPJ 방식에서 전류세기가 높아질수록 그리고 거리가 가까울수록 아크릴아마이드에 대한 분해력이 높아진다.The results of examining the effect of reducing acrylamide in roasted barley by low temperature plasma treatment can be seen in FIG. 9. 9 is a graph showing the decomposition ability of acrylamide in barley by the CDPJ method. It can be seen that the initial acrylamide 2.4 µg/g was reduced by 76.91% after 60 minutes of treatment and 0.6 µg/g remained. Although not shown, the ICDPJ method can also obtain the effect of decomposing acrylamide in barley. In the CDPJ method or ICDPJ method, the higher the current strength and the closer the distance, the higher the resolution for acrylamide.
볶은 커피에서의 아크릴아마이드 분해력Decomposition of acrylamide in roasted coffee
농산물 가공식품 중의 아크릴아마이드를 분해하기 위하여 볶은 커피를 이용하여 실험을 진행한 결과 약 90% 이상의 아크릴아마이드 저감효과를 보였다. As a result of conducting experiments using roasted coffee to decompose acrylamide in processed foods, it showed an effect of reducing acrylamide by more than about 90%.
저온 플라즈마 처리에 의한 볶은 커피에서의 아크릴아마이드 저감효과를 알아보기 위해, 커피생두를 구입하여 로스터를 사용하여 볶았으며 커피생두 약 500g을 넣고 200℃에서 볶으며 볶음시간별로 시료를 취하여 플라즈마 처리하였다In order to investigate the effect of reducing acrylamide in roasted coffee by low temperature plasma treatment, coffee beans were purchased and roasted using a roaster. About 500 g of coffee beans were added, roasted at 200°C, samples were sampled by roasting time, and plasma treated.
시료에서 플라즈마 처리 효과를 검출하기 위한 방법은 감자튀김의 경우에서와 마찬가지로 진행하였다.The method for detecting the plasma treatment effect in the sample proceeded as in the case of French fries.
이때, 볶은 커피 시료에서 시간에 따른 피크면적과 아크릴아마이드 산출량은 다음의 [표 3]과 같다.At this time, the peak area over time and the yield of acrylamide in the roasted coffee sample are shown in the following [Table 3].
저온 플라즈마 처리에 의한 볶은 커피에서의 아크릴아마이드 저감 효과를 살펴본 결과는 도 10a-b, 12a-b 및 13a-b에서 확인할 수 있다. 도 10a-b는 플라즈마 생성 방법별 볶은 커피에서의 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이고, 도 11은 상업용 커피 로스터기에서 다른 온도로 볶은 커피의 아크릴아마이드 양을 나타내는 그래프이고, 도 12a-b는 상업용 커피 로스터기에서 235도에서 볶은 커피에서 플라즈마 생성 방법별 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이고, 도 13a-b는 상업용 커피 로스터기에서 270도에서 볶은 커피에서 플라즈마 생성 방법별 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다. The results of examining the effect of reducing acrylamide in roasted coffee by low temperature plasma treatment can be seen in FIGS. 10a-b, 12a-b, and 13a-b. 10a-b is a graph showing the decomposition of acrylamide in roasted coffee by plasma generation method, FIG. 11 is a graph showing the amount of acrylamide of coffee roasted at different temperatures in a commercial coffee roaster, and FIGS. 12a-b are commercial coffee A graph showing the acrylamide decomposition power by plasma generation method in coffee roasted at 235 degrees in the roaster, and FIGS. 13A-B are a graph showing the acrylamide decomposition power by plasma generation method in coffee roasted at 270 degrees in the commercial coffee roaster.
먼저, 도 11을 참조하면, 볶는 온도가 높아질수록 아크릴아마이드 산출량이 증대되는 것을 알 수 있다.First, referring to FIG. 11, it can be seen that as the roasting temperature increases, the acrylamide yield increases.
다음으로, 도 10a는 CDPJ 방식에 의한 처리 시 아크릴아마이드 분해력을 나타내고 있는데, 초기 아크릴아마이드 49㎍/g이 60분 처리 후 3㎍/g이 남아 93.97% 감소된 것을 알 수 있다. 또한, 도 10b는 ICDPJ 방식에 의한 처리 시 아크릴아마이드 분해력을 나타내고 있는데, 초기 아크릴아마이드 49㎍/g이 60분 처리 후 20㎍/g이 남아 59.12% 감소된 것을 알 수 있다. ICDPJ 방식의 경우 3.0A 전류세기로 35mm 거리에서 플라즈마 처리를 수행하였다.Next, Figure 10a shows the acrylamide decomposition power when treated by the CDPJ method, it can be seen that the initial acrylamide 49㎍ / g 393 / g remained after 60 minutes treatment was reduced 93.97%. In addition, Figure 10b shows the acrylamide decomposition power when treated by the ICDPJ method, it can be seen that the initial acrylamide 49㎍ / g is reduced by 59.12% remaining 20㎍ / g after 60 minutes treatment. In the case of the ICDPJ method, plasma treatment was performed at a distance of 35 mm with a current intensity of 3.0 A.
CDPJ 방식이나 ICDPJ 방식에서 전류세기가 높아질수록 그리고 거리가 가까울수록 아크릴아마이드에 대한 분해력이 높아진다.In the CDPJ method or ICDPJ method, the higher the current strength and the closer the distance, the higher the resolution for acrylamide.
한편, 도 12a는 상업용 커피 로스터기에서 235도에서 볶은 커피에서 CDPJ 방식에 의한 아크릴아마이드 분해력을 나타내고, 이때, 초기 아크릴아마이드 45.2㎍/g이 60분 처리 후 8.5㎍/g이 남아 81.08% 감소된 것을 알 수 있다. 도 12b는 커피 로스터기에서 235도에서 볶은 커피에서 ICDPJ 방식에 의한 아크릴아마이드 분해력을 나타내고, 이때, 초기 아크릴아마이드 45.2㎍/g이 60분 처리 후 8.9㎍/g이 남아 80.25% 감소된 것을 알 수 있다.On the other hand, Figure 12a shows the acrylamide decomposition power by CDPJ method in coffee roasted at 235 degrees in a commercial coffee roaster, wherein 45.2 µg/g of initial acrylamide remained 8.5 µg/g after treatment for 60 minutes and 81.08% decrease. You can see that Figure 12b shows the acrylamide decomposition power by the ICDPJ method in coffee roasted at 235 degrees in a coffee roaster, at this time, it can be seen that 45.2 µg/g of the initial acrylamide remained 8.9 µg/g after 60 minutes treatment and 80.25% reduction. have.
다음으로, 도 13a는 상업용 커피 로스터기에서 270도에서 볶은 커피에서 CDPJ 방식에 의한 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다. 이때, 초기 아크릴아마이드 55.5㎍/g이 60분 처리 후 9.6㎍/g이 남아 82.68% 감소된 것을 알 수 있다. 도 13b는 상업용 커피 로스터기에서 270도에서 볶은 커피에서 ICDPJ 방식에 의한 아크릴아마이드 분해력을 나타내는 그래프이다. 이때, 초기 아크릴아마이드 55.5㎍/g이 60분 처리 후 9.1㎍/g이 남아 83.64% 감소된 것을 알 수 있다.Next, Figure 13a is a graph showing the acrylamide decomposition power by CDPJ method in coffee roasted at 270 degrees in a commercial coffee roaster. At this time, it can be seen that 55.5 µg/g of the initial acrylamide was reduced by 82.68% after 9.6 µg/g remained after 60 minutes of treatment. 13B is a graph showing the acrylamide decomposition power by ICDPJ method in coffee roasted at 270 degrees in a commercial coffee roaster. At this time, it can be seen that 55.5 µg/g of initial acrylamide was reduced by 83.64% after 9.1 µg/g remained after 60 minutes of treatment.
이상에서, 전술한 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 범주를 제한하는 것이 아니라 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이다. 또한, 전술한 구성들의 다양한 조합에 따른 실시예들이 앞선 구체적인 설명들로부터 당업자에게 자명하게 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물들을 포함하고 있다.In the above, the above-described embodiments and the accompanying drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but have been exemplarily described in order to help those of ordinary skill in the art to understand the present invention. In addition, embodiments according to various combinations of the above-described configurations can be obviously implemented to those skilled in the art from the foregoing detailed description. Accordingly, various embodiments of the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted according to the invention described in the claims, and is usually in the art. It contains various changes, alternatives, and equivalents by those with knowledge of
Claims (7)
고온 가공처리된 상기 농산물 가공식품에 대해 저온 플라즈마 처리를 수행하여 상기 아크릴아마이드를 저감시키는 아크릴아마이드 저감 단계를 포함하는, 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.
In the method for reducing the acrylamide generated by high-temperature processing during the production of processed food products,
And an acrylamide reduction step of reducing the acrylamide by performing a low temperature plasma treatment on the processed food of high temperature processed agricultural products.
상기 아크릴아마이드 저감 단계 이전에 농산물 또는 상기 농산물의 가공물에 대해 아크릴아마이드 생성을 야기하는 고온 가공처리를 수행하는 가공처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.
In claim 1,
A method of reducing acrylamide in a processed food using plasma, further comprising a processing step of performing a high temperature processing treatment that causes acrylamide to be produced on the agricultural product or the processed product of the agricultural product before the acrylamide reduction step.
상기 농산물은 전분을 함유하는 서류 내지 곡류, 또는 커피원두이고,
상기 가공처리는 고온 가열을 수반하는 튀기기, 볶기, 로스팅 중 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.
In claim 2,
The agricultural products are documents or grains containing starch, or coffee beans,
The processing treatment is a method of reducing acrylamide of processed foods using plasma, characterized in that one of frying, roasting, roasting accompanied by high temperature heating.
상기 농산물 가공식품은 스낵 및 비스켓을 포함하는 과자류, 시리얼류, 감자튀김, 커피, 곡류로 볶은 차류 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.
In claim 3,
The agricultural processed foods are snacks and biscuits, including confectionery, cereals, french fries, coffee, cereals, roasted tea, characterized in that any one of the plasma processing method of acrylamide reduction of processed foods.
상기 저온 플라즈마 처리는 유전체장벽방전 플라즈마(DBDP), 코로나방전 플라즈마제트(CDPJ), 단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 중의 어느 하나에 의한 처리인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.
In any one of claims 1 to 4,
The low-temperature plasma treatment is a dielectric barrier discharge plasma (DBDP), corona discharge plasma jet (CDPJ), intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ) treatment of any one of the processed food using plasma characterized in that the reduction of acrylamide Way.
상기 코로나방전 플라즈마제트(CDPJ) 방식에서 1.0 ~ 1.5A 전류세기로 플라즈마를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.
In claim 5,
A method for reducing acrylamide in processed foods using plasma, characterized in that the plasma is generated with a current intensity of 1.0 to 1.5 A in the corona discharge plasma jet (CDPJ) method.
상기 단속식 코로나방전 플라즈마제트(ICDPJ) 방식에서 2.0 ~ 3.0A 전류세기로 플라즈마를 생성하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 가공식품의 아크릴아마이드 저감 방법.In claim 5,
Method for reducing acrylamide in processed foods using plasma, characterized in that the plasma is generated with a current intensity of 2.0 to 3.0 A in the intermittent corona discharge plasma jet (ICDPJ) method.
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|---|---|---|---|---|
| JP2012085791A (en) | 2010-10-19 | 2012-05-10 | Chokichi Sato | Aflatoxin removal method using water vapor plasma |
| KR20170050258A (en) | 2015-10-30 | 2017-05-11 | 주식회사 리노셈 | A food sterilizing apparatus using non-thermal plasma generated by dielectric barrier dischage and sterilizing method using the same |
| KR20180073589A (en) | 2015-10-23 | 2018-07-02 | 나노가드 테크놀로지스, 엘엘씨 | Reaction gas production system and processing method using reaction gas |
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2018
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