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Food Engineering Progress

  • : 한국산업식품공학회
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수록정보
수록범위 : 1권1호(1997)~24권1호(2020) |수록논문 수 : 1,056
산업식품공학
24권1호(2020년 02월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1콤부차의 조성과 기능성에 관한 고찰

저자 : 김재영 ( Jae Young Kim ) , 신혜정 ( Hye Jung Shin ) , 김형진 ( Hyungjin Lukas Kim ) , 박훈 ( Hoon Park ) , 김필건 ( Phil Kun Kim ) , 박상재 ( Steven Park ) , 김세헌 ( Sae Hun Kim )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 1-14 (14 pages)

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Kombucha is a fermented tea manufactured by adding various microorganisms and sugars to brewed herb tea such as green tea and black tea. Its components and functions vary depending on ingredients, inoculated microorganism compositions, and fermentation conditions. Therefore, this study aims to examine which conditions affect kombucha properties and how these features are affected. Types of substrates, specifically plant-based foods, alter profiles of polyphenol, organic acids, carbohydrates, and protein amounts in kombucha. Long fermentation time raises polyphenol contents and high fermentation temperatures increase sourness in kombucha. Microbial composition of SCOBY, which is the symbiotic culture of bacteria and yeast used to inoculate microorganisms, change the kombucha microbiome that contributes to the chemical composition and functions of kombucha. Several studies have discovered that kombucha has health beneficial functions such as antioxidant activity, hepatic protective effects, antimicrobial effects, anti-diabetic effects, anti-inflammatory effects, and cholesterol reducing effects. These findings indicate that kombucha has high potential as a health functional food. However, future studies are needed to further determine the relationship of manufacturing conditions and functional properties of kombucha.

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2Development of MRI Technique for the Investigation of Intact Dried Green Coffee Bean Hydration Process

저자 : Seunghoon Baek , Seong Min Kim

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 15-22 (8 pages)

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One of the most precise methods of tracking water movement and measuring moisture content during hydration process is the usage of magnetic resonance imaging (MRI). In this study, the target samples were dried “Robusta” green coffee beans, and a series of images was acquired through an MRI system during the entire hydration process. Coffee beans were immersed in a glass bottle and were placed in a 35 mm diameter RF coil throughout the whole experiment. A set of 64 images with a field of view of 26 mm×26 mm was acquired. The hydration process of intact dried green coffee beans lasted for 360 min and image data sets were acquired every 10 min with an optimal GRE pulse sequence developed. The MR images were analyzed in 2D and 3D imaging spaces. The results of 2D analysis showed that the changes in water penetration depth inside coffee beans during the hydration process could be visualized. In addition, the results of 3D analysis presented a clearer understanding of the hydration process of dried coffee beans. This study showed that changes in water distribution and physical dimensions of coffee beans during the hydration process in 2D and 3D imaging spaces were meserable, without disturbing the process, by means of the MRI technique.

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3Enhancement of 1-Deoxynojirimycin Production by Optimizing the Conditions for Mulberry Leaf Extract Fermentation by Lactobacillus plantarum

저자 : Hyunjung Ok , Sulhee Lee , Young-seo Park

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 23-30 (8 pages)

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1-Deoxynojirimycin (DNJ), an alpha-glucosidase inhibitor, has been used to prevent or treat type 2 diabetes. Low amounts of DNJ are found in mulberry leaf; however, a methodology is necessary to enhance the DNJ content of mulberry leaf extract (MLE) since increasing the amounts of DNJ is required for the prevention and treatment of type 2 diabetes. In this study, the DNJ content of MLE was increased through the optimization of the conditions for MLE fermentation by Lactobacillus plantarum SG-053, using response surface methodology (RSM). By single factor testing, the optimal conditions were identified as an inoculum concentration of 1%(v/v), an MLE concentration of 3°Bx, and no agitation. Based on a Plackett-Burman design, the following factors were considered to majorly affect the DNJ content in the MLE fermentation product: the initial pH, fermentation temperature, and fermentation time. By response surface methodology, the optimal conditions for MLE fermentation was found to have an initial pH of 5.5, a fermentation temperature of 31.9℃, and a fermentation time of 34 h. Under these optimal fermentation conditions, the DNJ content in MLE increased 3.59 times, or from 23.85 to 85.54 μg/mL.

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4가열방법 및 곡류특성이 통곡의 팽화에 미치는 영향

저자 : 박예주 ( Ye-ju Park ) , 이재권 ( Jae-kwon Lee )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 31-37 (7 pages)

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본 연구는 기존 팽화법을 대체하여 통곡의 유용성분 손실을 경감할 수 있는 다양한 가열공정의 적용 가능성을 확인하기 위하여, 곡류특성이 상이한 국내산 통곡 7종(현미, 보리, 밀, 귀리, 수수, 찰현미, 찰조)을 열풍, 로스팅 또는 마이크로웨이브 가열하여 가열방법과 곡류특성에 따른 팽화도와 구조변화를 확인하였다. 통곡의 팽화도는 열풍, 로스팅 및 마이크로웨이브 가열에 따라 찰현미, 보리, 수수의 순으로 높았으며 열풍처리에서 가장 높은 수준으로 팽화하였다. 반면 현미, 밀, 귀리는 약 120-130% 범위의 낮은 팽화도를 나타내었고, 찰조의 경우에는 부피 팽창이 일어나지 않았다. 이러한 팽화도 차이는 통곡 고유의 곡류특성에 기인한 결과로서, 팽화는 결착성, 치밀도와 같은 외피의 팽화 적합성에 따라 결정되며 팽화 수준은 배유 내 경질배유의 구성비에 비례하여 높은 것으로 확인되었다. 가열에 따른 통곡의 내부구조는 가열방법의 열 전달특성에 따라 상이하였으며 전분 외의 외피, 호분층과 같은 비 배유부위는 구조변화에 영향을 미치지 않았다. 열풍처리의 경우 전분의 팽화 또는 호화는 경질배유 중심부에서부터 발생하며 로스팅의 경우에는 호화뿐만 아니라 외피주변 전분이 용융되며 마이크로웨이브 조사에서는 불균일한 팽화가 발생하였다. 상기 연구결과를 통하여 열풍처리는 기존 팽화법을 대체하여 통곡 유용성분의 손실 없이 가공적성을 개선하며 식품소재로서 통곡의 활용성을 높일 수 있을 것으로 예상된다.


Effects of heating methods (hot-air heating, roasting, and microwave radiation) and kernel characteristics on the expansion of whole grains from different botanical sources have been examined. Waxy brown rice which composed of hard endosperm with tightly adhering pericarps showed explosive expansion during heating. Scanning electron microscopy showed that starch granules in hard endosperm expanded during heating, forming porous internal structure. Meanwhile those in soft endosperm remained intact since moisture vaporized into the void surrounding the granules. Whole wheat which expanded to the least extent during heating showed the formation of large fissures between pericarp and seed coat, indicating improper rigidity of pericarps as well as endosperm texture for puffing. The degree of expansion and microstructure of kernel varied depending on the heating methods applied due to their different heat transfer characteristics. Hot-air heating resulted in the higher extent of expansion than roasting or microwave radiation. Whole grains heated by either roasting or microwave radiation showed not only similar extent of expansion but also internal microstructures, although roasting process created the formation of an agglomerated mass at the domain of endosperm due to the partial gelatinization of starches.

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5소나무껍질추출물을 이용한 맥주의 품질특성

저자 : 박주선 ( Ju-seon Park ) , 강성태 ( Sung-tae Kang )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 38-44 (7 pages)

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본 연구에서는 맥주에 소나무껍질추출물을 0-0.125%를 첨가한 6개의 필스너 맥주를 제조하였다. 발효와 저장기간 동안 실험군의 pH, 환원당, 가용성 고형분, 비중, 알코올의 수치는 대조군과 유사한 변화를 보였고 저장 후의 값은 모든 시료에서 유사하게 나타났다. 폴리페놀, 플라보노이드, DPPH와 같은 항산화 수치는 pineXol의 첨가량이 높을수록 더 높은 항산화력을 보였다. 하지만 저장 후의 p0.1과 p0.125의 폴리페놀 수치는 373 μg/mg 정도로 유사하게 나타났다. 또한 효모 수는 p0.125가 발효 2일차에 7.85 log CFU/mL로 최대 효모 수를 나타내었고 저장 후에도 p0.125의 효모 수가 가장 높은 수치를 보였다. 발효와 저장 중의 L value는 소나무껍질추출물의 함량이 높을수록 더 낮은 수치를 보였고, a value와 b value는 추출물의 함량이 높을수록 더 높은 수치를 보였다. 관능검사에서 단맛과 향기의 기호도가 p0.05가 제일 높았고 색을 제외한 다른 요소는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 따라서 소나무껍질추출물을 0.05% 첨가한 맥주를 제조하였을 때 효모의 발효력, 항산화 및 관능적 요소가 우수할 것으로 판단되었으며, 다양한 천연 기능성 물질을 이용한 맥주 개발이 가능할 것으로 사료되었다.


The pine bark extract was added during the beer manufacturing process to develop a functional beer using natural plant materials. Pilsner beer was prepared by adding 0-0.125% to the wort. Immediately before fermentation, extracts were added with yeast cultured twice for 48 hr, and fermentation was carried out at 25°C for 5 d and storage was carried out at 2°C for 15 d. In the experiment, pH, reducing sugars, soluble solid contents, specific gravity, alcohol contents, chromaticity, total flavonoids, total polyphenols, DPPH, and yeast number were tested during fermentation and storage to characterize. The pH, reducing sugar, soluble solid contents, specific gravity, and alcohol contents of the six samples were not significantly different during fermentation and storage. However, yeast number, flavonoids, polyphenols, and DPPH were higher at higher pine bark extract contents. L value in chromaticity was the highest in control, and a value and b value were higher as the amount of extract added. In the sensory test, beer with 0.05% pine bark extract showed the best color, sweetness and aroma. Therefore, it was judged that it is desirable to prepare beer by adding 0.05% pine bark extract to pilsner beer.

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6보리와 타가토스의 첨가가 요구르트의 품질 특성 및 항산화 활성에 미치는 영향

저자 : 임승용 ( Seung-yong Lim )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 45-53 (9 pages)

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This research investigated the quality properties of yogurts added to barley (1, 2, and 3%) and tagatose or sucrose. After inoculation of S. thermophilus, pH, titratable acidity (TA), viscosity, and viable cell count were measured at 4 h intervals for 16 h and color value, antioxidant activity, and sensory evaluation were determined after fermentation in triplicate. In the case of yogurt containing only tagatose or sucrose, the pH was hardly decreased, but when 2-3% barley was added, the pH reached below 4.5 before 16 h. In addition, TA and viscosity tended to increase as barely was added. Viable cell count increased slowly in yogurt with tagatose, but rapidly increased when barley was added. As barley content increased, yellowness, redness, and antioxidant activity tended to increase, and significantly higher antioxidant activity in barley tagatose yogurt. Sour strength increased and significant difference in the sweetness was not observed when barley amount increased. Although there was no significant difference in overall acceptability, tagatose yogurt containing 3% barley scored the highest in preference. In conclusion, the fermentation rate of yogurt inhibited by the addition of tagatose is improved by the addition of barley, and the growth rate of lactic acid bacteria is considered to play a role.

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7국내 주요 콩 품종의 두부 품질특성 평가

저자 : 심은영 ( Eun-yeong Sim ) , 이춘기 ( Choon Ki Lee ) , 박혜영 ( Hye-young Park ) , 이유영 ( Yu Young Lee ) , 최혜선 ( Hye-sun Choi ) , 이석기 ( Seukki Lee ) , 김홍식 ( Hong Sik Kim ) , 강범규 ( Beom-kyu Kang ) , 천아름 ( Areum Chun ) , 김미정 ( Mijung Kim ) , 곽지은 ( Jieun Kwak ) , 전용희 ( Y

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 54-61 (8 pages)

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본 연구는 콩 품종이 두부 품질특성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 콩의 백립중 함량, 종피비율, 단백질 함량, 아미노산 조성 및 함량 등을 평가하였고, 두부의 색도, 물성 등 품질특성을 평가하였다. 6가지 시험 품종 중 '미소'의 백립중이 가장 높았고, 단백질 및 아미노산 함량은 '새단백', '미소' 순으로 함량이 높았다. 콩에서 구성 아미노산 조성 비율은 glutamic acid > aspartic acid > arginine > leucine > lysine 의 순이었다. 두부 수율은 새단백, 미소 품종이 콩 중량대비 각각 2.58, 2.38배로 시험재료들 중 가장 높았다. 단백질 함량이 높은 품종일수록 두부를 만들었을 때, 더욱 단단했으며 2568(새단백)-1842(선풍)g 범위를 보였다. 관능특성 평가에서는 색택, 질감 및 전반적인 항목에서 '미소' 두부가 높은 점수를 받았다. 본 실험의 상관성 분석결과, 두부 경도에 영향을 미치는 원료의 인자로 조단백(0.961**), 조지방(-0.933**), 총인(0.924**)이 높은 상관 관계를 나타내었는데, 첨가된 응고제뿐만 아니라 콩이 본래 함유하고 있던 무기성분인 인(phosphorus)의 함량이 두부 경도에 영향을 주는 것으로 나타났다. 간수 종류, 콩의 품종, 가공방법의 차이로부터 다양한 결론에 이를 수 있을 것으로 판단하였고, 단백질 분획에 따른 두부품질에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.


In this study, the physicochemical traits of soybean (100-seed weight, seed coat rate, protein content, composition, and amino acid content) and the quality of tofu (texture and sensory characteristics) were evaluated in order to determine the features of six varieties (Saedanbaek, Daechan, Daepung2, Seonpung, Miso, Saegeum) in terms of textural and sensory characteristics of tofu. Regardless of cultivar, the order of amino acid composition rate was as follows: Glutamic acid > Aspartic acid > Arginine > Leucine > Lysine. Approximately 50-60% of tofu (dry weight) consisted of protein, and among the cultivars, Tofu made from Saedanbaek showed the highest amount of protein at 59%. It was followed by tofu made from Miso at 54%. The rest contained about 50% protein. According to the result of correlation, crude lipid (-0.933**), crude protein (0.961**), and total phosphorus (0.924**) were strongly correlated with tofu hardness, and such factors could be utilized as an indicator of tofu quality.

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8다양한 염전으로부터 호기적 조건에서 분리된 미생물의 다양성 및 효소 생산능 분석에 관한 연구

저자 : 이용직 ( Yong-jik Lee ) , 신기선 ( Kee-sun Shin ) , 이상재 ( Sang-jae Lee )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 62-76 (15 pages)

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본 연구는 국내외 염전 시료로부터 분리한 호염성 미생물들의 다양성 및 특성에 관하여 조사하였다. 호염성 미생물의 순수 분리를 위하여 marine agar 배지를 사용하였으며 37℃에서 호기적으로 배양하였다. 순수 분리 후, 230균주를 분리하였으며 16S rRNA 염기서열 분석 결과를 바탕으로 계통학적 분석을 실시한 결과, 4문, 12과, 27속, 64종으로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 특히, Firmicutes 문은 89.6%의 분포를 나타내었으며 3과, 17속, 52종으로, Bacillaceae, Staphylococcaceae와 Carnobacteriaceae로 분포하는 것을 확인하였다. 그리고 분리한 균주들이 amylase, lipase, protease와 같은 산업적으로 유용한 효소를 생산하는지 확인하기 위하여 효소 활성 평가를 실시하였으며, 177균주가 최소 한 종류 이상의 효소 활성을 가지고 있는 것을 확인하였으며 세 가지 효소에 대하여 모든 활성을 가지고 있는 균주도 17균주가 확인되었으며 이는 본 연구를 통하여 분리한 미생물들의 산업적 활용 가능성을 나타내었다. 그러므로 이번 연구는 국내 유전자원 확보 및 염전 시료의 호염성 미생물의 다양성과 특성에 관한 과학적 지식 확장에 도움이 될 것으로 생각된다.


This research confirmed the diversity and characterization of halophilic microorganisms isolated from the various solar salterns, collected on the inside and outside of the country. To isolate strains, the marine agar medium was basically used and cultivated at 37℃ for several days aerobically. After single colony isolation, a totally of 230 pure colonies were isolated and phylogenetic analysis was carried out based on the result of 16S rDNA sequencing, indicating that isolated strains were divided into 4 phyla, 12 families, 27 genera and 64 species. Firmicutes phylum, the main phyletic group, comprised 89.6% with 3 families, 17 genera and 52 species of Bacillaceae, Staphylococcaceae and Carnobacteriaceae. To confirm whether isolated strain can produce industrially useful enzyme or not, amylase, lipase, and protease enzyme assays were performed individually, showing that 177 strains possessed at least one enzyme activity. Especially 17 strains showed all enzyme activity tested. This result indicated that isolated strains have shown the possibility of the industrial application. Therefore, this study has contributed to securing domestic genetic resources and the expansion of scientific knowledge of the halophilic microorganisms community in solar salterns.

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9발효 균주 탐색을 위한 목장 주변 토양에서 분리한 내염성 미생물의 다양성 및 효소 생산능 분석

저자 : 이용직 ( Yong-jik Lee ) , 신기선 ( Kee-sun Shin ) , 이상재 ( Sang-jae Lee )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 77-87 (11 pages)

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본 연구는 국내 목장 토양 시료로부터 분리한 호염성 미생물들의 다양성 및 특성에 관하여 조사하였다. 호염성 미생물의 순수 분리를 위하여 marine agar 배지를 사용하였으며 37℃에서 호기적으로 배양하였다. 순수 분리 후, 116균주를 분리하였으며 16S rRNA 염기서열 분석 결과를 바탕으로 계통학적 분석을 실시한 결과, 4문, 23과, 30속, 51종으로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 그리고 분리한 균주들이 amylase, lipase, protease 같은 산업적으로 유용한 효소를 생산하는지 확인하기 위하여 효소 활성 평가를 실시하였으며, 92균주가 최소 한 종류 이상의 효소 활성을 가지고 있는 것을 확인하였으며 세 가지 효소에 대하여 모든 활성을 가지고 있는 균주도 4균주가 확인되었으며 auxin 생산능을 가진 균주도 17균주가 확인되었다. 이는 본 연구를 통하여 분리한 미생물들의 산업적 활용 가능성을 나타내었다. 그러므로 이번 연구는 국내 유전자원 확보 및 염전 시료의 호염성 미생물의 다양성과 특성에 관한 과학적 지식 확장에 도움이 될 것으로 생각된다.


The diversity and characterization of microorganisms isolated from the soil around several ranches in Korea were confirmed in this study. To isolate halophilic microorganisms, the marine agar medium was basically used and cultivated at 37℃ for several days. After single colony isolation, a total of 116 pure colonies were isolated and phylogenetic analysis was carried out based on the result of 16S rDNA sequencing, indicating that isolated strains were divided into 4 phyla, 23 families, 30 genera and 51 species. To confirm whether isolated strain can be a candidate for the fermentation of diverse food ingredients, amylase, lipase, and protease enzyme assays were performed individually, showing that 92 strains possessed at least one enzyme activity. Especially 4 strains, identified to Jonesia quinghaiensis (isolate name: JSF 19-2), Halomonas alkaliantarctica (isolate name: JSF 21), Bacillus velezensis (isolate name: NWFY-36), and Staphylococcus capitis subsp. urealyticus (isolate name: MSY-5), showed all enzyme activity tested. Moreover, 17 strains showed the ability for auxin production. This result indicated that isolated strains have shown the possibility of the application for the food and feed industries. Therefore, this study has contributed to securing domestic biological resources and the improvement of hydrolytic enzyme activity by using isolated strains.

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10액체 침지식 냉동 기술 적용에 따른 식품의 품질 특성 평가

저자 : 유재각 ( Jae Gak Yu ) , 박혜정 ( Hyejung Park ) , 엄경화 ( Kyoung Hwa Um ) , 정원대 ( Won Dae Chung )

발행기관 : 한국산업식품공학회 간행물 : 산업식품공학 24권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 88-93 (6 pages)

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본 연구는 급속냉동기술 중 하나인 액체 침지식 냉동법의 적용에 따른 품질 특성 변화를 알아보기 위하여 우육안심, 삼치, 무, 블루베리, 두부 총 5종의 시료에서 냉동 조건 따른 품질 특성 변화를 연구하였다. 각 샘플을 밀봉 포장하여 -20℃ 일반 냉동 조건과 -70℃ 액체 침지식 냉동 조건에서 실험을 수행하였고, 4℃ 냉장해동 후 품질을 분석하였다. 해동 손실률을 측정한 결과 삼치를 제외한 4종에서 액체 침지식 냉동 시 해동 손실률이 일반 냉동 대비 유의적으로 감소하였다. 색도의 경우 우육안심, 삼치, 무에 액체 침지식 냉동을 적용하였을 때 일반 냉동 대비 색도 변화가 감소되는 결과를 얻었다. 경도의 경우 우육안심, 두부를 일반 냉동하였을 때 control 대비 경도가 증가하였으며, 액체 침지식 냉동에서는 일반 냉동 대비 감소하였다. 무, 블루베리의 경도는 일반 냉동 시 감소하였고, 액체 침지식 냉동에서는 일반 냉동보다 증가하였다. 또한, 우육안심에서 액체 침지식 냉동법을 이용하였을 때 일반 냉동 대비 휘발성 염기질소값이 감소하였다. 따라서 액체 침지식 냉동법 적용을 통해서 기존 냉동 유통되는 우육안심, 삼치, 블루베리의 더욱 향상된 냉동 품질 개선을 관찰하였고 현재 냉장으로만 유통되는 두부의 경우 액체 침지식 냉동을 통해 냉동 제품화 가능성을 확인하였다. 현재 저단가 두부에서는 냉동제품에 대한 상업성은 낮으나, 향후 프리미엄 두부 제품 적용 시 유용할 것으로 기대된다. 또한, 이 연구 결과를 바탕으로 액체 침지식 냉동에 적합한 품목과 조건에 대한 심층적인 연구를 진행한다면 고품질의 냉동식품 생산에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.


This study investigated the quality characteristics of 5 different types of food (beef tenderloin, Japanese Spanish mackerel, radish, blueberry and tofu) by applying liquid immersion freezing, which is one of the quick-freezing methods. Each sample was refrigerated by -20℃ conventional freezing or -70℃ liquid immersion freezing respectively. After thawing at 4℃, we examined drip loss, color value, hardness, and volatile basic nitrogen. The drip loss of -70℃ freezing condition was significantly reduced compared to -20℃ freezing condition in every sample except Japanese Spanish mackerel. There were less changes in color values of beef tenderloin, Japanese Spanish mackerel, radish in -70℃ condition than conventional freezing. The hardness of beef tenderloin, tofu was decreased and that of radish, blueberry was increased at -70℃ freezing in comparison to -20℃ freezing. By applying -70℃ freezing on beef tenderloin, we also found more decreasing tendency of volatile basic nitrogen compared to -20℃ freezing. In conclusion, the quality of general frozen foods, such as beef tenderloin, Japanese Spanish mackerel and blueberry, could be improved. The possibility of developing frozen tofu is also discovered by the application of liquid immersion freezing. These results could be meaningful as baseline data for researching and development of high-quality frozen foods.

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