• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.258-258
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• 2013

최근 건조 제품의 양질화, 고급화 및 편의화가 요구되어 이를 충족시키기 위한 새로운 건조방법이 계속 개발 되어 왔다. 이러한 방법들 중에서 저온과 진공하에서 건조가 이루어지는 진공 동결 건조는 가장 완벽한 건조 방법으로 최근 실용화 되고 있다. 진공동결건조란 건조의 한 종류로 수분을 함유한 시료를 동결시킨 후 진공펌프를 이용하여 수증기압을 3중점 이하로 낮추어 얼음을 직접 증기로 만드는 승화의 원리에 의해서 얻어진다. 분무진공동결건조의 특징은 (1) 물리적구조의 보존성, (2) 화학적인 안정성, (3) 생물학적인 활동의 보존성, (4) 제품의 높은 복원성 및 재생성이다. 따라서 분무진공동결건조 기술은 크게 진공, 분무, 동결, 건조, 멸균 등과 같은 요소기술의 복합기술이라 할 수 있다. 분말을 제조하기 위해서 진공동결건조 후 분쇄하는 방법을 사용하나 본 방법에서는 정밀화학품 제조를 위해서 분무진공동결건조 방식을 사용한다. 이를 통하여 적당한 크기인 5~10 um의 입경 제조가 가능하고, 공기동력학적인 입경이 기존 방식에 비해 작아서 허파까지의 운반효율이 1.5~2배 우수하다. 화학, 의학 분야에서의 분무동결 건조는 주로 민감한 제품, 즉 생물학적 고유성의 손상 없이 물을 제거하는데 사용되어 영구적으로 저장 가능한 상태로 보관할 수 있으며 물의 첨가로 원상태로 복구할 수 있어서 매우 각광을 받고 있다. 의약용 냉동건조 제품은 항생물질, 박테리아, 혈청, 백신, 검사 약물, 단백질을 포함하는 생물공학 제품들, 세포, 섬유, 화학제품 등이 있으며 주로 vial 또는 ampule 상태로 건조가 이루어진다.본 연구에서는 원료를 $-194^{\circ}C$의 액체질소에 분무시켜 동결된 미립자를 형성한 후 진공 및 저온상태에서얼음의 승화(sublimation)에 기반한 1차 건조와 수증기 탈착(desorption)에 기초한 2차 건조 과정으로 구성된 분무진공동결건조기를 개발하였다. 분무동결 과정의 해석을 통해 2유체식 노즐을 통해 분무된 미세 입경의 액적이 액체 질소 표면까지 도달하는 회수률, 분무 노즐의 위치, 운전 조건 및 용기의 설계의 최적화를 수행하였다. 초기 액적속도, 분무노즐의 높이, 흡입구 추가에 따른 액적 유동 및 회수의 특성을 제시하였으며 이를 통한 분사시스템 고도화 가능성을 제시하였다. 구형의 미세 입자가 적층된 제품의 동결건조 공정의 해석은 흡착승화 모델(sorption sublimation model)을 기반으로 다음과 같은 열전달, 물질전달, 상변화 모델을 고려하여 유도되었다. 분무노즐 및 냉동/진공 배기계 시작품을 개발하여, 표면의 고다공도를 갖춘 입경 3~20 m 정도의 시료를 얻을 수 있으며, 동역학적 입경 5 m 충족함을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제21권3호
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• pp.341-349
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• 2014

본 연구에서는 건조방법(열풍건조, 원적외선건조, 진공동결건조)을 달리한 오미자의 품질 특성 및 항산화 효과를 비교 검토하여 고품질의 건조 오미자를 얻기 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 수분 함량 및 수분활성도(Aw)는 열풍건조 > 원적외선건조 > 진공동결건조 순으로 나타났다. pH는 건조방법에 따른 차이는 없었고, 당도는 $6.60^{\circ}Brix$로 진공동결건조 오미자가 가장 높은 값을 나타내었다. 탁도는 열풍건조 8.24 T%, 원적외선건조 0.32 T%, 진공동결건조 71.85 T%를 나타내었으며, 색도 L, a, b는 진공동결건조가 다른 건조방법에 비해 높게 나타났다. 유리당 함량은 glucose > fructose > sucrose 순으로 나타내었고, 총 유리당 함량은 진공동결건조 오미자가 5.01 g/100 g으로 가장 높은 값을 나타내었다. 항산화 활성에서 DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능에서는 각각 진공동결건조 오미자가 88.68%, 93.85%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 반면 아질산염 소거능은 원적외선건조 오미자가 90.04%로 가장 높은 값을 나타내었고, 열풍건조 오미자는 88.78%, 진공동결건조 오미자가 82.58%의 순으로 활성을 나타내었다. 총페놀, 총 플라보노이드, 총 탄닌 함량에서 진공동결건조 오미자가 1633.70 mg/100 g, 351.35 mg/100 g, 514.04 mg/100 g으로 가장 높은 값을 나타내었다. 이상의 결과에서 건조방법은 오미자의 품질특성 및 항산화 효과에 유의적인 영향을 주는 것으로 나타났으며, 진공동결건조 오미자는 다른 건조방법에 비해 높은 품질 특성과 항산화 효과를 나타내었다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.179.1-179
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• 2003

본 연구는 각종 영양성분과 기능성 물질을 함유한 식용마의 소비확대와 새로운 가공식품을 개발하고자, 당절임한 식용 마의 건조방법에 따른 물성 및 일반 성분의 변화를 조사하였다. 동결건조한 당절임 식용마의 명도는 높았고 적색도와 황색도는 열풍 및 진공 건조한 것에 비해 낮았으며, 수분함량과 재수화율은 동결건조한 것이 높게 나타났다. 수용성 단백질은 동결건조한 것이 6.43mg/100g으로 가장 낮았으며 총당과 환원당의 함량은 건조방법에 따라 뚜렷한 차이가 없었다. 주요 유기산은 malic, acetie, citric acid 이었고, acetic, citirc acid는 열풍 및 진공 건조한 것이 많았으나 malic acid는 동결 건조한 것이 월등히 높게 나타났다. 구성아미노산은 진공 건조한 것에 많았으며, 유리아미노산은 큰 차이가 없었다. 총 비타민 C함량도 별다른 차이가 없었으나 환원형 비타민 C는 동결이 산화형 비타민 C는 열풍 및 진공 건조한 것이 높게 나타났고, 무기질 함량은 K, Na, Mg의 함량이 많았다. 마 스낵의 관능검사에서는 열풍 및 진공건조에 비해 동결 건조한 것이 우수한 것으로 평가되었으며, 전자현미경적 관찰에서는 열풍 및 진공 건조한 것은 세포와 세포벽의 형태를 찾아 볼 수 없었으나 동결 건조 한것은 세포의 형태와 세포벽의 파괴가 일어나지 않았다. 본 연구는 당절임한 식용 마의 건조 방법에 따른 물성 및 성분의 변화를 조사한 결과, 동결건조한 것이 품질이 우수하였고, 영양성과 기능성을 함유한 마의 가공 식품의 개발의 가능성을 제시한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권1호
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• pp.56-62
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• 2015

아로니아의 활용성 제고를 위하여 건조방법에 따른 품질특성을 비교한 결과, 건조과정 중 중량변화율은 진공동결건조가 81.6%로 가장 많은 중량감소를 나타내었고, 수분함량은 진공동결건조에서 가장 많은 수분이 감소하였으며, 건조 후 최종 수분함량은 진공동결건조에서 0.99%로 가장 낮은 함량을 나타내었다. 색도 측정결과, $L^*$값은 건조방법에 따른 큰 차이를 나타내지 않았으며, $a^*$값과 $b^*$값은 진공동결건조와 냉풍건조에서 증가하였고, 열풍건조에서는 감소하였다. 경도는 열풍건조에서는 건조 36시간 이후 급격하게 증가하였고, 냉풍건조는 서서히 증가하다가 132시간 이후 급격하게 증가하는 모습을 보였다. 건조방법에 따른 품질특성으로 건조수율은 냉풍건조가 24.20%로 가장 높았으며, 열풍건조 20.40%, 진공동결건조 19.41% 순으로 나타났다. 일반성분은 생과에서 수분이 61.76%로 가장 높게 나타났으며, 조회분은 열풍건조에서 가장 높게 나타났고, 가용성무질소물, 조단백, 조지방은 진공동결건조에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 건조방법에 따른 아로니아의 pH는 3.84~3.92로 큰 차이가 없었으며, 당도는 동결건조($6.57^{\circ}Brix$) > 열풍건조($5.37^{\circ}Brix$) > 냉풍건조($4.40^{\circ}Brix$) > 생과($1.07^{\circ}Brix$) 순으로 나타났다. 무기질 함량은 진공동결건조에서 가장 높았으며, 주요 무기질은 K, Ca, Mg, Na인 것으로 나타났다. 아로니아에 함유된 당은 fructose, glucose 두 종류인 것으로 나타났으며, 진공동결건조가 20.59 g/100 g으로 가장 높은 함량을 가진 것으로 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권3호
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• pp.342-347
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• 2007

건조방법을 달리하여 양파분말을 제조하고 건조방법에 따른 양파분말의 물리적 특성을 비교하였다. 건조 양파의 수분함량은 열풍건조한 양파가 13.29%, 동결건조 양파는 12.99%, 진공건조 양파는 10.78%로 나타났고, 조회분 조지방 조단백의 함량은 건조방법에 따라 유의적 차이를 보이지 않았다. 총당 함량은 열풍건조>진공건조>동결건조 순으로 나타났다. 양파분말의 색도는 갈변현상의 영향을 받아 밝기와 황색도에 큰 변화가 있었다. 높은 온도에서 건조한 진공건조 분말과 열풍건조 분말의 Hunter-L값은 낮은 온도에서 동결건조시킨 분말에 비해 매우 낮게 나타났다. 갈변도는 고온처리과정이 없는 동결건조 분말의 경우 가장 낮았으며, 같은 고온에서 건조시킨 진공건조 분말과 열풍건조 분말 간에는 유의적인 차이가 없었다. 주사전자현미경 촬영 결과 양파분말의 입자크기가 열풍건조>진공건조>동결건조 순으로 나타났고, 급속 동결한 후 낮은 온도에서 수분을 승화시켜 건조하는 동결건조 양파분말의 공극률이 가장 크게 나타났다. 양파분말의 복원력은 입자크기가 제일 큰 열풍건조 분말이 가장 높았고, 다음으로는 진공건조, 동결건조 분말의 순으로 나타났다. 용해도는 동결건조 분말이 다른 두 방법에 비해 높았으며, 팽윤력은 열풍건조 분말이 가장 높았다. 비타민 C의 함량은 온도의 영향을 적게 받은 동결건조 분말이 가장 높았으며, 총 폴리페놀 함량은 진공건조>열풍건조>동결건조 순으로 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제23권7호
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• pp.1018-1025
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• 2016

건조방법에 따른 아로니아의 생리활성 물질을 비교하기 위해, 진공동결건조, 열풍건조 및 냉풍건조를 실시하였다. 건조방법에 따른 아로니아의 생리활성 측정결과, DPPH radical scavenging activity $IC_{50}$와 ABTS radical scavenging activity $IC_{50}$은 각각 진공동결건조에서 0.72 mg/mL, 0.38 mg/mL로 열풍건조 및 냉풍건조와 비교하였을 때 가장 높은 항산화력을 나타내었다. 총페놀, 총 플라보노이드 및 총 탄닌 함량은 진공동결건조에서 각각 6.19 g GAE/100 g, 3.10 g QE/100 g, 2.46 g TE/100 g으로 열풍건조와 냉풍건조보다 높은 함량을 함유하고 있는 것으로 나타났다. 총 안토시아닌 함량은 열풍건조 및 냉풍건조 시 생과에 비해 줄어들었지만 진공동결건조에서는 약 4.5배 증가하였다. 총 프로안토시아니딘 함량은 진공동결건조 6.21 g CE/100 g>열풍건조 3.18 g CE/100 g>냉풍건조 2.60 g CE/100 g>생과 0.71 g CE/100 g 순으로 나타났다. Chlorogenic acid 함량 및 neochlorogenic aicd 함량은 진공동결건조에서 각각 180.08 mg/100 g, 125.09 mg/100 g으로 가장 높게 나타났다. 위의 실험결과, 진공동결건조가 아로니아의 생리활성을 강화시키는데 가장 적합한 방법일 것으로 생각된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제6권3호
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• pp.319-323
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• 1999

본 연구는 키위를 이용하여 새로운 가공식품을 개발하고자 삼투건조로 전처리하여 열풍, 진공, 동결건조한 후 삼투처리 유무에 따라 각각의 품질특성을 비교 평가하였다. 수분함량은 무처리 및 삼투처리한 키위를 열풍 진공, 동결건조 하였을 때 무처리가 삼투처리한 경우 보다 낮았다. 건조방법에 따른 vitamin C의 함량은 무처리보다 삼투처리가 낮았으며 건조시간에 따른 vitamin C의 함량변화는 동결, 진공건조시 완만한 감소를 보이는 반면 열풍건조한 경우는 많은 감소를 보였다. 수분의 이동을 나타내는 확산속도는 무처리의 경우 열풍건조가 가장 빨랐으나 삼투처리 후에는 진공건조가 가장 빠르게 나타났다. 세 가지 건조방법 모두 삼투처리가 빠른 건조 양상을 보여 효과적인 전처리 방법임을 확인 할 수 있었다. 품질변화 특성은 열풍, 진공 동결건조 모두 2차 반응속도식이 품질변화예측 모델식으로 적합한 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권3호
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• pp.350-356
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• 1988

식품 산업에서 이용도가 높을 뿐 아니라 외국 의존도가 높은 진공동결건조기를 reverse enginerring 하여 국산화 개발한 후 그 성능을 시험하였다. 새로 개발한 진공동결건조기는 1 batch 당 8kg의 수증기를 응결시킬 수 있으며, 전도가열에 의해 열판 온도를 $80^{\circ}C$까지 올릴 수 있고 제상방법은 hot gas 방식을 취했다. 진공펌프의 배기시간은 $7{\sim}8$분, cold trap의 온도는 $-50^{\circ}C$까지 유지할 수 있었으며, 잔공동결건조기의 최적 건조능력은 과채류의 경우 batch 당 2kg 정도이며 최고 4kg 까지 건조시킬 수 있었다. 개발한 진공동결건 조기와 기존의 외국산 진공동결건조기를 이용$(^{5,6})$하여 당근을 동결건조시킨 경우 양 장치간에 별 차이는 없었으며, 각 식품의 진공동결건조 특성은 각 식품의 초기 수분 함량 및 초기성상에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제10권3호
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• pp.229-235
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• 2000

현재 마차나 마죽의 형태로 이용되고 있는 마분말을 사용하여 열풍건조, 진공건조, 동결건조를 이용 하여 건조를 행하였다. 각 건조 방법별로 마분말의 물리적 특성치인 공극률은 열풍 건조한 시료가 12.26%로 가장 작게 나타났으며, 진공건조 31.17%, 동결건조가 41.00%의 순으로 나타났다. 또한 총 공 극 면적 역시 동결, 진공, 열풍건조의 순으로 나타났으며 공극의 평균지름은 반대의 순으로 나타났다. 일반성분에서는 초기 수분함량에서 다소 차이가 있었으나 전체적인 차이는 크게 나지 않았다. 또한 총 페놀 함량에서도 동결건조한 것이 가장 높은 함량을 나타내었으나 그 10-2mg 단위로 량에 있어서는 거 의 비슷하였다. 과실이나 야채류의 저장에서 신선도를 판정하는 중요한 지표로 이용되고 있는 Ascorbic acid 의 함량은 건조방법별로 별다른 차이를 나타내지 않았으나 동결건조 제품이 가장 높은 함량을 나 타내었고 증습에 따라 ascorbic acid의 함량은 감소하였다. 저장 적정 수분함량을 구하기 위해 단분자층 수분함량을 구한 결과는 BET식과 GAB식에서 공히 동결건조한 시료가 다른 시료보다 높은 값을 나타 내었고, 등온 흡습선으로서 두 식의 접합도는 BET식이 건조 방법별로 0.95 이상의 상관계수 값을 나타 낸 반면 GAB식은 동결, 진공건조의 경우에는 0.99이상의 높은 상관계수를 나타내었으나 열풍건조의 경 우에는 다소 낮은 상관계수 값을 나타내었다.

• 한국식품과학회지
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• 제33권2호
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• pp.245-251
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• 2001

양송이버섯을 열풍건조, 진공건조, 동결건조를 이용하여 건조하고 건조조건 및 방법에 따른 물리적 특성을 비교 분석하였다. 양송이버섯은 초기수분함량이 90%(w.b.) 이상의 높은 수분함량을 가진 농산물이며, 건조방법에 따른 건조시간을 비교 분석한 결과 열풍건조시 가장 빠른 건조시간(12 h)을 나타내었으며, 동결건조의 경우 열풍건조에 비하여 약 8시간정도 오래 걸리는 것으로 나타났다. 색차를 나타내는 ${\Delta}E$값은 높은 온도와 빠른 풍속, 그리고 낮은 진공도에서 점차 증가하는 경향을 나타내었다. 전체적인 색도변화는 동결건조된 양송이버섯이 생버섯과 비교할 때 변화가 가장 적었으며, 열풍건조된 양송이버섯은 색차가 크게 나타났다. 갈변도 변화는 열풍건조에서 높은 값을 나타내었고 동결건조에서 갈변도 변화가 가장 적었으며, 건조풍속 및 진공도의 영향보다 건조온도의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 표면 경도의 경우 열풍건조에서 가장 높은 값을 나타내었으며 반면에 동결건조에서 경도변화가 가장 적었다. 재수화 특성을 분석한 결과 동결건조의 경우 조직사이의 공극이 크기 때문에 열풍건조 및 진공건조의 경우보다 흡수량이 많았으며 흡수되는 시간도 초기에 급격히 증가하는 경향을 보였다.