KR20080100901A

KR20080100901A - 농산물 세정 방법

Info

Publication number: KR20080100901A
Application number: KR1020070046902A
Authority: KR
Inventors: 조재영; 정연수
Original assignee: 조재영; 정연수
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2008-11-21
Also published as: KR100957789B1

Abstract

본 발명은 농산물 표면에 흡착되어 있는 이물질과 분진성 대기오염물질, 병원성 미생물과 기생충란 및 잔류성 유기오염물질을 제거하기 위한 농산물 세정방법에 관한 것으로,

더욱 상세하게는 전자빔 및 과초산을 이용하여 농산물을 세정하는 방법에 관한 것이다.

좀 더 구체적으로는,

본원 발명은 하기 단계를 포함한다.

과초산을 이용한 농산물 세정 단계;

전자빔조사단계; 및

멸균수 세정단계

본 발명의 제조방법은 전자빔 가속기에 의해 가속된 전자빔을 조사하였을 때 생성된 반응성이 높은 라디칼을 이용하여 농산물 표면에 흡착되어 있는 병원성 미생물과 기생충란의 살균 및 분진성 대기오염물질, 농약잔류물, 환경호르몬, 기타 잔류성 유기오염물질을 산화시켜 보건위생학적으로 안전한 농산물을 생산할 수 있도록 하여 농산물의 세정공정과 병원성 미생물 살균 및 유해성분 제거공정을 자동이송으로 효율적으로 진행할 수 있는 효과가 있으며, 소비자들에게 안전한 농산물을 제공할 수 있다.

농산물 세정장치, 전자빔 조사장치, 전자빔, 농약잔류물, 병원성 미생물, 잔류성 유기오염물질(POPs)

Description

농산물 세정 방법 {method for preparation of agricultural products}

도 1은 본 발명에 의한 전자빔 조사장치를 구비한 농산물 세정장치에 대한 전체 시스템 개략도를 도시한 정면도이다.

도 2는 본 발명에 의한 전자빔 조사장치를 구비한 농산물 세정장치에 대한 전체 시스템 개략도를 도시한 평면도이다.

도 3(3a, 3b, 3c)은 본 발명에 의한 전자빔 조사장치를 구비한 농산물 세정장치에 대한 전체 시스템 개략도를 도시한 측면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 전자빔 조사장치를 구비한 농산물 세정장치에서 롤러 설치 상세도이다.

도 5는 본 발명에 의한 전자빔 조사장치를 구비한 농산물 세정장치에서 롤러 체인 연결 구성도이다.

도 6은 본 발명에 의한 전자빔 조사장치를 구비한 농산물 세정장치에서 세정대상 농산물의 이송 진행도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

(1) 세정 대상물 투입 콘베이어(Conveyor)

(2) 에어(Air) 공급 팬(Fan)

(3) 세정 대상물 배출 콘베이어

(4)(6) 전진 굴림 롤러(Roller)

(5) 좌측 굴림 롤러

(5-1) 피동부 롤러 브라켓(Bracket)

(7) 우측 굴림 롤러

(7-1) 구동부 롤러 브라켓

(8) 세정 대상물 이송 콘베이어

(10) 세정기 외부 케이싱(Casing)

(20) 세정기 내부 케이싱

(20-1) 세정기 내부 케이싱 경사 조절장치

(30) 1차 세정 샤워 노즐(Shower nozzle)

(40) 살균수 스프레이(Spray nozzle)

(50) 2차 세정 샤워 노즐

(60) 살균수 탱크(Tank)

(61) 자외선 살균 램프

(62) 살균수 샤워 펌프(Shower Pump)

(70) 구연산 희석수 탱크

(71) 구연산 희석수 샤워 펌프

(80) 전진 굴림 롤러 구동 감속기

(90) 좌 · 우측 굴림 롤러 구동 감속기

(100) 전자빔 조사장치(Electron beam irradiation apparatus)

(110) 구연산 원료탱크

(111) 구연산 공급 펌프

(112) 구연산 혼합 라인 믹서장치

본 발명은 농산물 세정방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 과초산과 전자빔을 이용하여 농산물 고유 성분이나 조직에 전혀 영향을 주지 않고 농산물의 표면에 있는 이물질과 유해성분, 흙, 먼지 그리고 분진성 대기오염물질과 같은 이물질의 세정, 병원성 미생물과 기생충란의 살균 및 농약 잔류물과 환경호르몬 같은 잔류성 유기오염물질만을 선택적으로 제거할 수 있는 농산물 제거방법에 관한 것이다.

우리나라에서 생산되는 농산물의 경우에 여러 가지 경로를 통해 흙, 먼지와 같은 이물질, 분진성 대기오염물질, 병원성 미생물, 기생충란 및 농약잔류물과 환경호르몬과 같은 잔류성 유기오염물질로 인해 안전 농산물 생산에 많은 장애요소가 되고 있다. 특히 최근 들어, 중국으로부터 이동되어 온 황사와 대기오염물질중에 여러 가지 중금속과 잔류성 유기오염물질이 혼입되어 있어 많은 문제점으로 대두되 고 있다. 안전 농산물의 생산은 우리 농업의 경쟁력 확보와 국민들의 보건위생의 측면에서 매우 중요하며 엄격하게 유지되어야 하기에 안전농산물을 생산할 수 있는 첨단장비의 개발이 필요한 시기이다.

최근 생산되는 농산물은 상당 부분이 거점산지유통센타(APC; Agricultural Products Processing Center), 영농조합 또는 농산물 유통업체에서 대규모로 수거하여 세정한 다음 소비자에게 공급하고 있는 추세이다. 국내에서 이미 개발되어 이용되고 있는 야채, 과일의 세정장치는 주로 초음파, 오존, 자외선 및 원적외선을 이용하고 있다. 현재 적용되고 있는 기술들은 대부분이 흙이나 먼지와 같은 이물질의 세정과 단순 미생물의 살균에만 치우쳐 있을 뿐, 농산물의 표면에 부착-흡착되어 있는 분진성 대기오염물질, 중금속 그리고 잔류성 유기오염물질을 제어하기에는 많은 한계를 지니고 있다.

세계식량농업기구(FAO, 1998)의 보고에 의하면, 농산물에 흡착-부착되어 있는 이물질, 병원성 미생물, 농약잔류물 및 환경호르몬과 같은 유해성분이 인간의 보건위생에 문제를 유발할 수 있는 것으로 알려지고 있다. 미국 질병관리 및 예방 센터의 자료에 의하면, 농업 생산물과 관련된 보건위생적인 질병빈도가 증가하고 있는 것으로 알려지고 있다. 실례로, 미국에서 1973년부터 1979년까지 발생된 식품 관련 질병의 2% 정도가 농산물과 관련되어 있었으나, 1990년부터 1997년 사이에는 6%로 증가하였다. 이러한 발병 요인 가운데 50%는 세균에 의한 요인이었고, 7%는 바이러스, 6%는 기생자, 35%는 원인불명에 의한 것으로 보고되었다.

이러한 위해요인은 물리적, 화학적 및 미생물학적 요인으로 분류할 수 있는데, 물리적 위해는 수확, 세척, 선별, 포장 과정 등에서 바람직하지 않은 처리방법의 결과로서 발생할 수 있다. 농산물에서 발견되는 화학 오염원은 자연적으로 발생하는 것이거나, 대기오염물질의 낙하 또는 농업 생산과정, 수확후 처리과정 및 다른 기타 작업과정에서 첨가되는 것이다. 유해한 화학물질에 많이 노출되게 되면 생물농축을 통한 급성독성 또는 만성독성이 나타날 수 있다 이러한 화학적인 위해요인으로는 아플라톡신과 같은 곰팡이 독소류, 알카로이드류, 화학비료, 항생제, 농약, 환경호르몬 유사물질 (PCBs, PAHs 등)이 포함될 수 있다.

농산물과 관련된 병원성 미생물은 주로 Salmonella, Shigella, 병원성 Escherichia coli, Campylobacter species, Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Clostridium species, Bacillus cereus, Vibrio species 등이다. Clostridium botulinum, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes와 같은 세균은 토양에서 발견되며 쉽게 농업 생산물을 오염시킬 수 있다. Salmonella, Shigella, 병원성 대장균, Campylobacter와 같은 것은 동물이나 사람의 내장에 있는 세균으로서, 하수의 경작지내 유입, 오염된 물을 관개수로 이용, 경작지내 동물의 존재 또는 적절하지 않은 퇴비 제조과정 등을 통해서 과일 및 채소를 오염시킬 수 있다. 또한 농업 생산물의 수확, 포장과 같은 단계와 시장에서 유통되는 과정에서도 오염이 일어날 수 있다. 많은 경우에 농산물에 부착-흡착된 이물질, 병원성 미생물, 농약잔류물 및 환경호르몬 유사물질은 자국 국민의 보건위생상의 심각한 문제를 초래할 뿐만 아니라 국제무역에서 무역장애 요소로 심각하게 대두될 수 있다.

우리나라의 경우, 시중에서 유통되고 있는 농산물 127종을 대상으로 농약 성분을 정밀 검사한 결과, 1.7%가 부적합 판정을 받은 바 있다. 농약 잔류 허용 기준을 초과한 농산물로는 파슬리가 28.2%로 가장 높았고 당귀잎 19%, 샐러리 8.9% 순으로 나타났으며, 이에 부적합 판정된 농산물 4천6백22톤을 모두 폐기처분한 사회문제가 발생하기도 하였다(서울시 보건환경연구원).

현재 국내 여러 농산물 유통센타에서 운영중인 단순 물세척공정에 의한 유기오염물질 제거율은 24~78%에 불과한 것으로 드러났다. 일반 현미의 경우 농약(마라손)의 80-90%가 물세척에 의해 제거되지 않은 상태로 잔류하였으며, 사과의 경우 농약(다이아지논)이 물 세척시 30% 정도 밖에 되지 않는 것으로 보고되었다. 아울러 맹독성 농약으로 알려져 있는 농약(디나폰 수화제)의 제거율은 겨우 30-59% 수준이었고, 포도의 껍질에 분포하는 농약잔류물(케루센)의 물 세척에 의한 제거율은 33~69% 정도이다(대전시 보건환경연구원).

최근에 국내에서는 김치에서 기생충란이 검출되어 엄청난 사회적인 파장과 함께 대외무역 관계에서도 많은 문제점이 파생되었다. 이에 식품의약청안전청에서는 "검출된 기생충알이 동물유래 회충이기 때문에 동물의 배설물을 통해 잔류됐을 가능성이 높다"면서 "일부 돼지 분변을 충분한 퇴비과정 없이 사용하거나 농작물의 재배·유통 과정에서 개 · 고양이 등의 배설물이 묻었을 경우가 있을 수 있다"고 밝혔다. 이같은 문제는 생산된 농산물의 환경위생적인 처리가 이루어지지 않아 파생된 문제로 안전농산물 생산을 위한 사전 처리공정이 그 무엇보다도 중요함을 보여주는 지표로 판단된다.

이에 여러 연구자들에 의해 고압미립소자 세척처리기술, 분체분사세척기술 등이 개발되어 활용되고 있는데 기술의 대부분이 단순 물 세척에 의존하고 있는 실정이다. 그 실례를 들면 다음과 같다.

대한민국 특허(20-0259143)에 초음파를 이용한 과일, 채소류의 세척장치가 예시되어 있고, 대한민국 특허(20-0216131)에도 유사하게 야채나 과일의 세척 및 멸균장치가 예시되어 있다. 또한 대한민국 특허(10-0464883)에는 초음파 및 오존을 이용한 가정용 세척기, 대한민국 특허(20-0368996)에는 초음파 살균 세척기가 예시되어 있고, 대한민국 특허(20-0391172)에는 원적외선을 이용한 과일 및 야채 농약 세척기, 대한민국 특허(20-0264592)에는 초음파 및 오존을 이용한 과일, 야채, 식기 향균 세척기가 예시되어 있고, 대한민국 특허(10-053702)에는 오존분해촉매가 장착된 초음파 잔류농약 처리장치가 예시되어 있고, 대한민국 특허(10-0358037)에 는 농산물을 과산화수소 수용액으로 처리한 결과 생성되는 OH 라디칼을 이용하여 농약 성분을 제거하는 방법이 예시되어 있다.

농산물의 세정공정을 수행할 때 농산물 세척수중에 함유되어 있는 여러 가지 이물질과 분진성 대기오염물질, 병원성 미생물과 기생충란 제거, 농산물 표면에 흡착되어 농약 잔류물과 환경호르몬 같은 잔류성 유기오염물질을 전자빔을 이용하여 제거하는 장치에 관한 사례가 전무한 실정이다.

초음파에 의한 세정원리는 2가지로 대별할 수 있는데 첫째는 카비테이션(cavitation) 에 의해 세정을 행하는 것, 둘째는 초음파에 의해 물의 분자를 가속시켜 세정을 행하는 것이 있다. 초음파 세정능력은 그 충격력에 의하며 피 세정물이 물리적 충격력이 약한 것에서는 얼룩이 생기며 그 충격력이 너무 클 때는 피 세정물에 손상이 나타날 수 있는 한계를 지니고 있다. 초음파 장치를 이용한 세정장치는 단순하게 농산물에 부착되어 있는 이물질들을 카비테이션 현상에 의한 세척작용만 있을 뿐 농약이나 환경호르몬과 같은 잔류성 유기오염물질을 직접 분해하는 역할이 미미하여 소비자들에게 보건위생학적인 측면에서 문제점을 노출하고 있다.

지난 10년 동안 국제적으로 전자빔 조사장치에서 발생되는 전자빔을 이용한 식품 살균, 유기독성물질의 분해와 관련된 기술개발이 매우 활발하게 진행되고 있으며 특히, 보건위생, 환경 및 농업분야에서 그 중요성이 증가하고 있다. 전자빔은 전자총에서 나오는 속도가 거의 균일한 전자의 연속적 흐름을 말하며 전자선이라고도 한다. 일반적인 전자빔의 파장은 0.1∼0.005nm이며 X선의 파장범위(0.001∼5nm)와 유사하다. 전자빔 조사기술은 물질에 고에너지 전자빔을 쪼여 그 에너지로 물질의 구조를 바꿈으로써 부가가치를 높이거나 유해한 미생물을 사멸 또는 유해한 물질을 제거하는 기술이다.

전자빔 조사기술은 에너지 밀도에 따라 응용분야가 달라지는데 300keV 이하의 저 에너지 전자빔 조사장치는 활용분야가 매우 다양하다. 농산물 멸균에 사용하면 단백질을 파괴하지 않고 표면에 있는 농약잔류물을 제거할 수 있으며, 1회용 의료용구의 살균에도 그 범위가 확대되고 있다. 전자빔은 감마선과 같이 투과력이 높지 않고 조사 대상물의 표면 수 mm만을 투과하기에 근본적으로 농산물의 고유 품질에는 전혀 영향을 끼치지 않는 것으로 알려져 있다. 그 밖에도 가정용 비닐랩에 전자빔을 조사하면 환경호르몬 유사물질을 제거할 수 있는 것으로 보고되고 있다.

미국 농업연구청(Agricultural Research Service, ARS)의 연구결과에 의하면, 전자빔의 조사가 식품의 안전성에 실질적으로 기여한다는 사실이 확인되었다. 저선량 전자빔 조사는 보다 안전하고 품질이 우수한 식품의 생산이 가능하다는 사실이 입증되었다. 미국 농업연구청에서는 소고기의 병원성 미생물의 멸균수단으로 전자빔을 조사하였는데 그 결과, 미생물의 살균에는 효과적이었지만 소고기의 맛과 냄새가 변질되는 문제점이 나타나기도 하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 연구팀에서는 도체 표면으로부터 15밀리미터 이하 부위에만 도달하게 하는 저선량 전자빔 조사를 실시하였다. 일반적으로 병원성 미생물들은 농산물의 표면이나 식품의 표면에 존재하기 때문에 이같은 원리의 적용이 가능하였다. 최종적인 연구결과에 따르면, 저선량 전자빔 조사기법에 의해 소고기에 대하여 그 맛에 아무런 영향을 미치지 않고 식품 표면에 존재하는 병원균들의 숫자를 효과적으로 감소시킬 수 있다고 보고하였다.(http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/oct06/beef1006.htm)

선행 발명과 여러 자료에 대한 검토결과, 거점산지유통센타(APC; Agricultural Products Processing Center)와 영농조합 또는 농산물 유통업체에서 농산물의 세정공정을 수행할 때 농산물 세척수중에 함유되어 있는 여러 가지 이물질과 분진성 대기오염물질, 병원성 미생물과 기생충란 제거, 농산물 표면에 흡착되어 농약 잔류물과 환경호르몬 같은 잔류성 유기오염물질을 전자빔을 이용하여 제거하는 장치에 관한 사례가 전무한 실정이다.

본 발명은 전자빔을 조사함으로서 농산물 세정과정에서 생성된 반응성이 높 은 라디칼을 이용하여 농산물 표면에 흡착되어 있는 이물질과 분진성 대기오염물질의 제거, 병원성 미생물과 기생충란의 멸균 및 농약잔류물과 환경호르몬과 같은 잔류성 유기오염물질을 산화시켜 보건위생학적으로 안전한 농산물을 생산할 수 있도록 농산물 세정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전자빔 및 과초산을 이용하여 농산물을 세정하는 방법에 관한 것이다.

좀 더 구체적으로는,

본원 발명은 하기 단계를 포함한다.

과초산을 이용한 농산물 세정 단계;

전자빔조사단계; 및

멸균수 세정단계

농산물이란 채소류, 과실류, 특용작물류, 약용작물류, 전매작물류, 화훼작물류 또는 버섯류를 포함한다.

상기에서 농산물 세정은 에어버블링(air bubbling) 단계가 추가될 수 있다.

이때 첨가되는 과초산(Peracetic acid)은 100 mg/L 가 바람직하다.

전자빔 조사장치에서 조사되는 electron energy(MeV)는 대상 농산물에 따라 0.1-10kGy 수준으로 조사할 수 있으며, 전자빔 조사에 의해 생성된 반응성이 높은 라디칼을 이용하여 농산물 표면에 흡착되어 있는 병원성 미생물과 기생충란의 살균 및 농약잔류물, 환경호르몬, 기타 잔류성 유기오염물질을 산화시켜 보건위생학적으로 안전한 농산물을 생산할 수 있다. 전자빔 조사장치 내부에는 자외선으로 조사된 멸균수 스프레이노즐(Spray Nozzle)(40)을 통해 미세 물입자로 분사하여 전자빔 조사 효과를 극대화할 수 있도록 고안하였다.

본 출원인들은 농산물의 품질이나 맛 등 고유성분에 변성을 주지 않은 상태에서 농산물 표면에 부착되어 있는 병원성 미생물과 농약, 환경호르몬과 같은 위해성분을 효과적으로 빠르게 제거하기 위해서 산화력은 강하지만 아주 짧은 반감기를 가지는 OH 라디칼이 생성되도록 유도할 수 있는 전자빔 조사방법을 적용하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

과초산은 농산물 세척수 및 과일 표면의 미생물 개체수를 감소시키는데 효과적인 것으로 보고되었다. 박 등(2000)의 연구보고에 의하면, 과초산은 메론에서 Salmonella 및 E. coli O157:H7 개체군을 유의하게 감소시킬 수 있다고 알려져 있다(C. M. Park, P. J. Taormina and L. R. Beuchat. 2000. Efficacy of allyl isothiocyanate in killing enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 on alfalfa seeds. International Journal of Food Microbiology, 56(1). 13-20). 현재 과초산은 미국에서 세척수에 사용하거나 절단한 농산물 및 절단하지 않은 농산 물 모두에 사용할 수 있도록 허가되어 있다.

이하, 도 1과 2 그리고 표 1을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

농산물 세정 및 유해성분 제거장치 흐름도

세정대상물 투입

→

Air 버블링

→

과초산 세정

→

전자빔 조사

→

멸균수 세정

→

완료

세정수조내 과초산(peracetic acid)의 농도를 100mg/L로 조정해 놓은 다음 세정 대상 농산물을 Conveyor(1)로 이송-투입한 후 Air 공급 Fan(2)으로 Air 버블링을 시키면서 세정 대상 농산물 표면에 부착되어 있는 흙이나 먼지와 같은 이물질을 제거한다.

세정 대상 농산물을 배출 Conveyor(3)로 이송 시키면서 1차 세척 고압 Shower Nozzle (30)로 세척을 실시한 후 전자빔 조사장치(100) 내부로 세정 대상물을 이송시킨다.

전진 굴림 Roller(4)로 이송한 후 세정 대상물을 Roll 외부에 붙어 있는 부드러운 융모에 의해서 이물질의 제거와 함께 전진방향으로 굴리면서 이송시킨다.

전진 굴림 Roller(4)에서 이송 되어진 세정 대상물은 다시 좌측 굴림 Roller(5)에 이송되도록 구성하였다. 세척 대상물 굴림 방향이 전진 굴림에서 나선형 돌기와 경사 조정 각도에 따라 좌측 방향으로 굴림 방향이 전환 되면서 앞으로 이송되어 전진 굴림 Roller(6)로 이송 되어진다

전진 굴림 Roller(6)에서는 전진 굴림 Roller(4)와 동일한 원리로, 우측 굴림 Roller(7)로 이송하여 세척 대상물을 좌측 굴림 Roller(5)와 같은 방법으로 방향을 우측으로 바꿔 굴리면서 앞으로 이송하여 세정 대상물의 표면을 고르게 세정 및 전자빔 조사효과를 극대화 할 수 있도록 구성하였다.

세정 대상물이 전진 굴림 Roller(4) 구간에서 우측 굴림 Roller(7) 사이를 통과 하면서 전자빔 조사가 완료되도록 하였으며, 최종적으로 세정 대상물 이송 Conveyor(8)에 이송되는 과정에서 멸균수 Shower Pump(62)에서 공급 되어진 2차 세척 Shower Nozzle(50)을 통하여 2차적인 추가 세정이 이루어지도록 구성하였다.

이하, 본 발명을 실시 예에 의하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시 예들은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 내용이 실시 예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

<실시 예 1>

실시 대상 농산물로 시중에서 판매되고 있는 후지사과를 구입하여 생활하수(대장균군 분포: 4,200MPN/mL)에 3분 동안 침지시킨 다음 꺼내어 자연건조시킨 후 실험에 사용하였다. 이 기간동안 생활하수중에 분포하는 대장균군이 사과의 표면에 부착할 것으로 추정하였으며 이는 본 발명에 의한 과초산(peracetic acid)과 전자빔에 의한 세정 및 살균효과를 구명하기 위함이다.

<실시 예 2>

전자빔 조사에 의한 농약의 분해효과를 구명하기 위해 실시 예 1에서 자연건조된 사과시료를 이용하였으며, 사과 탄저병 방제에 많이 사용되는 후론사이드 수화제(디니트로아닐린계, fluazinam, 50%)를 0.5g을 1리터의 증류수에 용해시켜 준비하였다. 준비된 후론사이드 수화제 용액을 스프레이통에 넣은 후 실시 예 1에서 준비된 사과표면에 약액이 흐르도록 충분히 분사후 자연건조시켰다.

<실시 예 3>

전자빔 조사에 의한 환경호르몬 유사물질의 분해효과를 구명하기 위해 환경호르몬 유사물질로 알려져 있는 다환방향족탄화수소(PAHs)의 지표물질인 벤조피렌(Benzo(a)pyrene, C₂₀H₂₀) 표준용액을 구입하여 100ppb 수준으로 초순수를 이용하여 희석하여 별도의 스프레이통에 보관하였다. 그 다음 실시 예 1과 2에서 일부 대장균과 농약이 부착된 사과시료에 스프레이를 분사하여 사과표면에 벤조피렌이 부착되도록 한 후 자연건조시켰다.

<실시예 4>

상기 실시 예 1, 2, 3 공정을 거쳐 준비된 사과시료에 최종적으로 대기오염분진 낙하물로 알려져 있는 납(Pb)을 100ppb 수준으로 조제한 후 별도의 스프레이통에 보관하였다. 실시예 1, 2, 3에서 일부 대장균, 농약, 다환방향족탄화수소 화합물이 부착된 사과시료에 스프레이를 분사하여 사과표면에 중금속 납이 부착되도록 한 후 자연건조시켰다.

<실시 예 5>

상기 실시 예 1, 2, 3, 4 공정을 거쳐 준비된 사과시료를 과초산(100mg/L)용액이 들어있는 세정수조에 넣고 에어 버블링을 시키면서 사과 표면에 부착되어 있는 흙, 먼지, 기타 대기오염분진과 같은 이물질을 제거하였다. 준비된 사과시료를 전라북도 정읍 소재 방사선연구원의 전자빔 조사장치에서 1, 3, 5kGy/분 수준으로 전자빔을 조사한 후 자외선 살균을 거친 멸균수로 세정하여 기타 성분분석을 실시하였다.

<실시 예 6>

상기 실시 예 1, 2, 3, 4 공정을 거쳐 준비된 사과시료를 일반 세정수가 들어있는 세정수조에 넣고 초음파 진동자를 5분 동안 작동시키면서 사과 표면에 부착되어 있는 흙, 먼지, 기타 대기오염분진과 같은 이물질과 유해성분이 제거되도록 한 다음 자외선 살균을 거친 멸균수로 세정하여 기타 성분분석을 실시하였다.

<실시 예 7>

모든 실험은 3반복으로 수행하였으며, 대조구 시료는 과아세트산과 전자빔을 조사하지 않고 물에 의한 단순 세척만 실시하였다. 선행 발명인 초음파 진동자 처리도 과아세트산을 넣지 않은 상태에서 초음파 진동자를 5분 동안 작동시켰다.

사과표면에 부착되어 있는 대장균군(Coriform group, MPN/mL)에 대한 조사는 무균함에서 멸균된 믹서를 이용하여 적당량의 희석액과 혼합-균질화하여 최적확수법에 의해 조사하였다. 사과에 부착되어 있는 후론사이드 농약 중 유효성분인 fluaziman은 사과를 균질화시킨 후 아세톤으로 추출후 가스크로마토그래피(NPD/ECD 장착)를 이용하여 분석하였으며, PAHs의 대표적인 지표물질인 벤조피렌은 methylene chloride를 이용한 속실렛 추출후 가스크로마토그래피/불꽃이온검출기를 이용하여 함량을 분석하였다. 중금속 납은 HNO₃으로 분해후 유도결합플라즈마원자흡수분광광도계(ICP)를 이용하여 분석하였다.

선행발명과 본 발명기술을 이용하였을 때 사과표면중 유해성분 제거비율(%)

조사성분	전자빔 조사선량(kGy/min)				초음파
조사성분	대조구	1	3	5	초음파
대장균군(Coriform group)	0	100.0	100.0	100.0	29.30
살균제(Fluaziman)	0	60.56	89.52	96.38	3.41
다환방향족탄화수소[Benzo(a)pyrene]	0	18.23	39.38	63.54	10.53
납(Pb)	0	46.43	49.26	46.67	2.22

대조구: Peracetic acid와 전자빔을 처리하지 않고 단순 물세척만 수행

초음파: Peracetic acid와 전자빔을 처리하지 않고 단순 물세척과 초음파 진동자 5분 작동

상기 실시 예 1-6의 공정을 거쳐 실시 예 7에 의해 사과 과피에 부착되어 있는 유해성분에 대한 조사결과, 대장균군은 전자빔 조사선량 1kGy 수준에서 모두 사멸한 것으로 나타났다. 그러나 초음파 진동자 5분 작동시에는 대장균군 살균율이 대조구에 비해 겨우 29.30% 증가하는데 그쳐 그 살균효과가 미미한 것으로 나타났다.

농약 후론사이드의 경우 전자빔 조사선량 3-5kGy 수준에서 대조구에 비해 90% 이상의 제거, 분해 효과가 나타났으나, 초음파 진동자 5분 작동시에는 대조구에 비해 겨우 3.41% 저감되는데 그쳤다. 환경호르몬으로 널리 알려져 있는 다환방향족탄화수소의 지표물질인 벤조피렌의 경우에는 전자빔 조사선량 1kGy에서는 대조구에 비해 18.23%, 3kGy에서는 대조구에 비해 39.38%, 5kGy 수준에서는 대조구에 비해 63.54%의 제거효율을 나타낸 반면에 초음파 진동자 5분 작동시에는 대조구에 비해 10.53% 저감효과를 나타내었다. 본 실시 예에 언급되지는 않았으나 다환방향족탄화수소의 경우에도 전자빔의 조사선량을 10kGy 수준 이상으로 높일 경우에는 상당히 많은 양을 분해, 제거할 수 있을 것으로 예상된다.

사과 과피에 부착되어 있는 중금속 납의 경우에는 전자빔 조사여부에 따라 큰 차이를 나타내지 않았으나, 단순 물 세척을 한 대조구에 비해 peracetic acid를 처리한 본 발명에서 약 50% 이상 효율적으로 중금속을 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 초음파 진동자 5분 작동시 대조구에 비해 겨우 2% 정도 중금속이 제거되는 한계가 나타났다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 농산물세정방법에 의하면, 과초산(peracetic acid)을 이용한 농산물 세정 및 산화력은 강하지만 아주 짧은 반감기를 가지는 OH 라디칼이 생성되도록 유도할 수 있는 전자빔 조사에 의한 유해성분 제거방법은 단순 물세척 공정이나 초음파 세척기술에 비해 여러 가지 면에서 유해성분을 제거하는데 탁월한 효과를 나타내었다.

과초산에 의해 농산물 표면에 흡착되어 있는 대기오염 분진 낙하물인 중금속 납의 제거효과는 선행기술보다 50% 이상 우수수하게 나타났으며, 1-3kGy 수준의 전자빔 조사에 의해 산물 고유 성분이나 조직에 전혀 영향을 주지 않고 농산물 표면에 부착되어 있는 농약성분의 경우 90% 이상의 제거효율을 그리고 잔류성 유기오염물질인 환경호르몬의 경우에도 50% 이상의 제거효율을 나타내었다. 최종적으로 농산물 표면에 부착되어 있는 병원성 미생물은 저선량의 전자빔 조사에 의해서도 완전 멸균상태를 유지할 수 있는 것으로 나타났다.

따라서, 본 발명은 식품 안전성에 대한 우려 해소, 농가소득 증가와 수입 농산물에 대한 경쟁력 제고를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

Claims

전자빔 및 과초산을 이용한 농산물 세정 방법.
제 1항에 있어서, 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농산물세정방법:

과초산을 이용한 농산물 세정 단계;

0.1-10kGy 수준의 전자빔조사단계; 및

멸균수 세정단계.
제 2항에 있어서,

상기 농산물 세정은 에어버블링(air bubbling) 단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 농산물세정방법.
제 2항에 있어서, 첨가되는 과초산(Peracetic acid)은 100 mg/L 인 것을 특징으로 하는 농산물 세정방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 농산물은 채소류, 과실류, 특용작물류, 약용작물류, 전매작물류, 화훼작물류 또는 버섯류인 것을 특징으로 하는 농산물 세정방법.