본 논문은 전해수 발생장치내에 이온분리집속 격막을 설치하여 비유전율이 틀리는 유전체구를 충진한 구조로 함으로써 고효율의 강전해수 발생장치를 제안하였다. 염화나트륨이 용해된 수도수와 일반수도수를 원료수로서 본 강전해수 발생장치에 인입하였을 때 충진된 유전체구의 비유전율 변화가 수중 이온분리집속성능에 미치는 영향을 연구 검토하였다. 실험결과로서 본 강전해수 발생장치에 원료수로서 수도수의 유속을 0.5[LPM]으로 인입시키고 구형파 펄스전류를 1.0[A]로 인가하였을 때 pH 3.1과 10.6의 전해수를 얻을 수 있었다. 그리고 염화나트륨이 0.1[wt%]용해된 수도수의 경우 pH 2.8과 11.7의 전해수를 얻었다. 또한 비유전율이 가장 높은 BaTiO$_3$과 같은 유전체구를 전해수 발생장치에 충진한 경우 각각 PH 2.7, 11.7과 pH 2.4, 12.0의 전해수를 얻을 수 있었다.
반도체 소자의 고집적화에 따른 세정공정 수는 점점 증가하고 있는 추세에 있다 현재 사용되는 세정은 다량의 화학약품 및 초순수를 소비하며, 고온에서 행하여지고 있는 RCA세정을 근간으로 하고 있다. 세정공정수의 증가는 바로 화학약품의 사용량 증가를 초래하게 되며, 이에 따른 환경문제가 심각하게 대두되고 있는 실정에 이르렀다. 따라서 이러한 화학약품 및 초순수 사용을 절감하고, 저온에서 세정공정이 이뤄지는 기술이 향후 요구되어 지고 있다. 이번 연구는 이러한 관점에서 화학약품 및 초순수 사용량을 줄이며, 상온 공정이 이뤄지는 전리수를 이용하여 실리콘 웨이퍼 세정을 하였다. 제조된 전리수는 산화성 성질을 지닌 양극수와 환원성 성질인 음극수로 이루어지고, 각각 pH 및 ORP는 4.7/+1050mV, 9.8/-750mV를 30분 이상 유지하고 있었다 전리수의 양극수에 의한 금속제거 효과가 음극수의 효과보다 우수함을 확인할 수 있었으며, 다양한 입자제거 실험에도 불구하고, 동일한 분포도를 나타내고 있었다.
다양한 침지 저장액에 의한 깐밤의 갈변억제에 따른 저장 효과를 비교하였다. 총 폴리페놀의 함량은 저장초기에 13.36 mg%로 매우 낮게 나타났으나, 무처리구는 저장 17일까지 59.12 mg%로 증가 후 다시 감소하였다. 전해산화수 처리구는 저장 8일에 61.02 mg%로 갑작스런 증가를 보인 후 감소하였고, 그 외의 처리구에서는 저장 초기에 미세한 변화를 보이다가 저장 11일에 갑작 스럽게 증가하는 경량을 나타내었다. Polyphenol oxidase 활성의 변화는 기질의 증가시기보다 조금 앞서 증가되기 시작하였으며, 무처리구가 저장 11일에 1,152 units로 가장 높은 활성을 나타내었다. 그리고 명반수 처리구가 저장 8일에 1,117 units로 다른 처리구에 비하여 높은 활성을 나타내었다. 4주간 저장하였을 때에는 유자와 레몬과즙 첨가 전해산화수 처리구가 각각 143.3 units와 180.22 units을 나타내어 타 처리구에 비하여 갈변이 억제되는 것으로 나타났다. 색도 및 관능검사를 통하여 저장기간을 예측하며 본 결과, 무처리구의 경우는 14일, 명반수, 전해산화수 및 NaCl을 첨가한 전해산화수의 경우는 21일, 유자와 레몬을 첨가한 전해산화수 처리구는 28일까지도 저장이 가능한 것으로 나타났다.
전해산화수의 식품가공에의 적용 확대를 위해 5$^{\circ}C$$\pm$1$^{\circ}C$로 냉각한 전해산화수에 아가리쿠스 버섯을 1분간 침지 세정하여 5$^{\circ}C$에 저장하면서 저장중 품질변화를 살펴보았다. 전해산화수 세정처리에 의해 총균수는 초기균수의 1/88로 대장균군은 $10^1$cfu/g 이하로 감소하였다. 그리고 5$^{\circ}C$ 저장 중 pH, 산도, 관능적 특성을 살펴본 결과, 저장 7일까지 전해산화수로 처리한 아가리쿠스가 무처리구에 비해 저장성이 우수한 것으로 판단되었으나 경도의 경우 저장 4일 후부터 전해산화수로 처리한 아가리쿠스 버섯의 줄기부분의 감소 속도가 다소 마른 경향을 나타내어 전해산화수 처리방법의 개선 필요성이 있는 것으로 생각되었다. 갈변도는 $\Delta$E값을 고려할 때 저장 3~4일 후부터 전해산화수 처리구가 완만한 갈색화 경향을 나타내어 뚜렷한 갈변 억제 효과가 확인되었다. 저장중 관능적 특성은 향, 조직감, 신선도, 갈변도 및 종합적 기호도에서 대부분 3~4일 후부터 유의적으로 무처리 아가리쿠스 버섯에 비해 전해산화수로 처리한 아가리쿠스 버섯이 높은 기호도를 나타내었으며 기호도의 감소속도가 상대적으로 완만한 경향을 나타내어 전해산화수 세정처리의 적용가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구는 전해수, 구연산, 차아염소산나트륨의 단독 또는 병용 처리에 의한 양상치에 오염된 총균수, 효모 및 곰팡이는 물론, 인위적으로 접종한 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli O157:H7에 대한 저감화 효과를 조사하였으며 살균효능은 침지 시간(3, 5, and 10분)과 침지 온도(1, RT, 40, and $50^{\circ}C$)의 변화에 따른 각 처리구의 살균력을 조사하였다. 또한, 알칼리전해수와 구연산의 병용처리에 의한 양상치의 저장 중 갈변저해효과를 탐색 하였다. 침지 시간에 따른 각 처리구의 미생물 살균력은 전해수 (산성전해수와 알칼리 전해수)가 동일 조건에서 100 ppm 차아염소산나트륨보다 높았으며 모든 처리구에서 3분보다는 5분이상 침지 시 현저하게 살균력이 증가하는 것으로 나타났다. 침지 온도에 의한 각 처리구의 살균력은 온도가 증가할수록 증가하였으며 $40^{\circ}C$ 이상에서는 온도증가에 의한 살균력의 차이가 없었다. 반면, 알칼리 전해수나 구연산 단독 처리구에 비하여 병용 처리시 양상치에 오염된 총균수와 효모 및 곰팡이에 대한 살균력은 모든 침지 온도에서 현저하게 증가하였으며 $40^{\circ}C$ 이상에서는 완전하게 사멸하는 것으로 나타났으나 L. monocytogenes와 E.coli O157:H7는 같은 조건에서 처리구에 대한 저항성이 증가하였다. 한편, 양상치를 상온이나 $40^{\circ}C$에서 알칼리 전해수와 구연산 병용 처리구로 침지하여 $4^{\circ}C$에서 15일간 저장하였을 때 단독 처리구에 비하여 현저하게 갈변저해효과가 있는 것으로 나타나 병용처리구는 양상치의 품질향상은 물론 미생물의 생육을 저해하는데 좋은 항균제로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
전해 방식에 따라 제조된 전기분해수로 세정처리한 딸기의 살균효과 및 저장중 품질변화를 살펴본 결과, 전기분해수에 의한 딸기의 미생물학적 살균효과는 침지수량은 중량 대비 10배수, 침지시간은 20분 처리시 초기균수에 대하여 2 log cycle 정도 감소하며 저장중 균증식 속도도 다소 느리게 나타났다. 폐기율은 $5^{\circ}C$ 저장시 EW-2 처리구에서 저장 5일째까지 10%수준을 보여 무처리 및 염소수 처리에 비해 낮은 폐기율을 보여주었고, 조직감도 $5^{\circ}C$ 저장 전기분해수 처리구에서는 저장 3일까지는 조직감 변화가 거의 없다가 그 이후 오히려 증가하는 경향을 나타내었다. 딸기의 표면색도 변화는 저장기간이 경과할 수록 무처리구와 CW 처리구는 전반적으로 L값이 증가하는 경향을 보인 반면에 전기분해수 처리구는 감소하는 경향을 보여 주었고, 저장기간별 색차(${\Delta}E$)값은 저장 3일까지는 무처리구가 가장 적은 변화를 나타내었다. 전기분해수 처리에 의한 초기 잔류염소량은 $0.04{\sim}0.06ppm$수준이며 저장 1-3일 경과 후에는 모든 처리구에서 $0.02{\sim}0.03ppm$ 수준으로 잔류염소량이 거의 동일하게 나타났다. 저장중 관능적 특성은 전기분해수 처리구(EW-1 및 EW-2)가 무처리 및 CW 처리구에 비해 높게 나타났다.
본 연구에서는 일반적인 염소소독법을 대체하기 위하여 살균소독수로의 유효성을 가진 강산성 및 약알칼리 전기분해수와 이산화염소수를 배추 세척에 적용하였다. 배추 표면에 $E.$$coli$, $B.$$cereus$, $Sal.$ Typhimurium, 및 $S.$$aureus$를 인위적으로 오염시킨 후 각각의 살균소독수를 100 ppm의 농도로 하여 침지 시간을 달리하면서 미생물 제어효과를 비교하였다. 전체적으로 줄기 부분보다 잎 부분에서 세척 효과가 더 크게 나타났으며 네 가지 병원성 미생물에 대한 세척효과는 이산화염소수가 가장 큰 것으로 나타났다. 수도수 처리 시 10분이 경과하여도 1 log CFU/g 이하의 낮은 감소 효과가 나타났으며, 살균소독수에 3분 침지 하였을 때 최소 감소효과는 약알칼리 전기분해수에서 1.3 log CFU/g였으며, 최대 감소효과는 이산화염소수에서 4.7 log CFU/g의 수준으로 수도수 세척에 비해 살균소독수의 미생물 감소효과가 크게 나타났다. 또한 5분과 10분 처리구에서 유의성은 있었으나 그 차이가 크지 않아 배추의 미생물학적 위험을 감소시키기 위해서는 5분정도 침지 시키는 방법이 효과적일 것으로 생각된다. 차아염소산 나트륨수와 비교 시 산성 및 약알칼리 전기분해수의 미생물 감소효과는 유사하거나 최대 2.7 log CFU/g 정도(LAlEW, B. cereus, 10분)의 차이를 나타냈고, 이산화염소수는 3.2 log CFU/g ($Sal.$ Typhimurium, 10분) 수준의 차이를 나타내어 본 연구에서 사용된 살균소독수가 염소소독 대체재로서 가능성이 있는 것으로 사료된다. 또한 이산화염소수는 병원성 미생물을 제어하는 데는 우수한 것으로 평가되었으나 배추의 품질 저하가 야기되어 배추 적용에는 부적합한 것으로 판단된다.
경남지역 창고 3곳의 나락, 창고 내 먼지, 창고 내 낙하균에서 분리한 미생물 분포를 조사하여 우점종을 분리, 동정한 결과 곰팡이는 6종, 효모는 3종, 세균은 나락, 먼지, 낙하균에서 각각 3종씩이었다. 처리시간을 30초, 1분, 2분, 3분, 4분간 각각 처리한 전해알칼리수의 pH는 8.89, 8.91, 9.20, 9.35, 9.22 이었고 HClO 함량은 150.7, 314.2, 191.8, 104.1, 255.3 ppm이었다. 전해알칼리수의 항균효과를 측정 해본 결과 곰팡이, 세균 모두에 항균효과가 나타났으며 효모 3종에 대한 항균효과는 세균과 곰팡이에 비해 높게 나타났다. 전해알칼리수의 pH와 HClO함량이 높아짐에 따라 항균효과도 높게 나타났으며 각 전해알칼리수를 실온에 24일간 저장하면서 HClO 함량과 항균성을 측정한 결과, HClO 함량은 다소 감소하였고 30%초 처리한 것은 저장 14일까지, 1분 처리한 것은 21일까지, 2분 처리한 것은 24일 저장 후에도 항균효과를 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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