Abstract
Yakju(rice wine) was sterilized with high-voltage square-wave pulses of $1\;{\mu}s$ duration at various electric field strengths and frequencies on a serial multiple electrode pulsed electric field(PEF) treatment system consisted of 7 electrodes connected in series. The initial microbial counts of Yakju were $1.88{\times}10^3{\sim}2.13{\times}10^4$ CFU/mL for total aerobes, $1.55{\times}10^3{\sim}2.85{\times}10^4$ CFU/mL for lactic acid bacteria and $1.72{\times}10^3{\sim}2.39{\times}10^4$ CFU/mL for yeasts. The sterilization of microorganisms in Yakju was a first order reaction and the sterilization effect increased as the field strength and the frequency increased. The $D_{Hz}-value$ and the $D_{PEF}-value$ decreased with the electric field strength. Yeast showed lower $D_{PEF}-value$ than bacteria. Lactic acid bacteria showed lower $D_{PEF}-value$ than general aerobic bacteria under the electric field strength below 30 kV/cm, but higher ones under that above 40 kV/cm. The $Z_{PEF}-value$ of general aerobic bacteria, lactic acid bacteria and yeast in Yakju were 39.4, 49.3 and 47.6 kV/cm, respectively. The PEF sterilization resulted in less changes in color and sensory properties than heat sterilization, and the PEF treated Yakju showed superior quality to the heat treated one. The commercial sterilization of Yakju was accomplished with 2-cycle treatment on the tested serial PEF treatment system.
7개의 전극을 직렬로 배열한 다중전극 고전압펄스 전기장(PEF) 처리장치를 사용하여 전기장 세기와 주파수를 달리한 square wave 펄스(너비 $1\;{\mu}s$)로 약주의 연속 살균을 시도하였다. 살균 전 약주의 총균수는 $1.88{\times}10^3{\sim}2.13{\times}10^4\;CFU/mL$, 효모는 $1.72{\times}10^3{\sim}2.39{\times}10^4\;CFU/mL$, 젖산균은 $1.55{\times}10^3{\sim}2.85{\times}10^4\;CFU/mL$이었다. 약주를 유량 1 mL/s의 속도로 PEF장치에 투입하여 처리한 결과 미생물 사멸기구는 1차반응으로 해석 될 수 있었고, 주파수 및 전기장세기가 증가함에 따라 살균율이 높아졌다. $D_{Hz}$값 및 $D_{PEF}$값은 전기장 세기가 증가함에 따라 감소하였으며, 효모는 세균에 비하여 낮은 값을 보였다. 젖산균은 30 kV/cm 이하의 전기장에서는 일반 호기성 세균에 비하여 낮은 $D_{PEF}$값을 보였으나, 40 kV/cm 이상에서는 높은 $D_{PEF}$값을 나타냈다. 미생물 종류별 $Z_{PEF}$값은 일반 호기성 세균 39.4 kV/cm 젖산균 49.3 kV/cm, 효모 47.6 kV/cm로 일반 호기성 세균의 전기장세기에 대한 의존성이 가장 큰 것으로 나타났다. PEF처리에 의한 약주의 색택 변화는 열처리에 비하여 미미하였으며, PEF살균 약주의 품질은 가열살균 약주에 비하여 월등히 우수하였다. 약주를 본 연구에서 사용한 PEF장치에 2회 통과시킬 경우 상업적 살균이 달성되었다.