• 한국축산식품학회지
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• 제29권3호
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• pp.349-355
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• 2009

육류의 품질예측에 가장 적합한 TTI의 조건을 분석하기 위하여, 온도-시간 이력에 따른 TTI의 색 변화와 Pseudomonas spp.의 증식수준을 수학적으로 Simulation 하였다. 일련의 kinetics 및 온도의존성 관련 함수식의 연산에는 수치해석 기법인 Euler's method를 적용하였으며, MS Excel VBA기반 컴퓨터 프로그램을 작성하여 계산하였다. 쇠고기의 저장 유통에 대한 몇 가지 온도-시간 경로에 대하여, 저장 시간에 따른 TTI 색 함수 및 $T_{eff}$(해당 온도-시간 이력에 대한 일종의 대표적 온도 값)의 변화를 simulation 하였다. 온도의존성(활성화에너지)가 서로 다른 TTI에 대하여 Simulation한 결과, 먼저 Pseudomonas 증식의 활성화 에너지와 같은 활성화에너지를 갖는 TTI의 경우 같은 색에 대하여 온도-시간 이력에 상관없이 항상 같은 증식수준을 나타냈다. 반면에 활성화에너지가 서로 다른 경우 TTI가 같은 색에 대하여 온도-시간 이력에 따라 서로 다른 증식수준을 나타냈다. 결론적으로 육류의 특정 품질에 대한 적합한 TTI는 서로 온도의존성이 일치할 때 가장 정확한 예측 값을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제32권5호
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• pp.598-603
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• 2012

Beef qualities which can be properly predicted by time-temperature integrator (TTI), a chromatic indicator, were selected in terms of its similarity of temperature dependence between beef qualities and TTI, denoted by Arrhenius activation energy ($E_a$). The high similarity is required to afford accurate prediction. A devised enzymatic TTI based on laccase (an oxidase), which catalyses the oxidation on 2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) producing color development, was applied. The factors of beef quality, such as volatile basic nitrogen (VBN), pH, color (CIE $L^*$, $a^*$), Warner-Bratzler shear force (WBSF), Pseudomonas spp. count, and lactic acid bacteria (LAB) count were considered for the selection. $E_a$ (55.48 kJ/mol) of the TTI was found to be similar to those of the beef qualities (all referred) in the order of LAB count (53.54 kJ/mol), CIE $a^*$ value (61.86 kJ/mol), pH (65.51 kJ/mol), Pseudomonas spp. Count (44.54 kJ/mol), VBN (67.98 kJ/mol), WBSF (40.67 kJ/mol), and CIE $L^*$ value (33.72 kJ/mol). The beef qualities with more similar $E_a$ to that of the TTI showed less difference between real and TTI predicted levels. In conclusion, it was found out that when applying TTI to food packages, their $E_a$ similarity should be checked to assure accurate estimation of food quality levels from TTI response.

• 산업식품공학
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• 제14권3호
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• pp.229-234
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• 2010

시판되는 효소형 TTI를 이용하여 다양한 온도에서 보관 중인 간 쇠고기의 부패 확인이 가능한지 조사하였다. 쇠고기의 부패 확인 지표로는 volatile basic nitrogen(VBN)을 이용하였다. 실험 온도 4, 10, 15, 20 및 ${25^{\circ}C}$에서 쇠고기가 부패하는데 소요된 시간은 각각 168, 114, 60, 48 및 24시간이었다. 상기 조건에서 쇠고기의 품질변화는 본 실험에 사용한 3 종류의 C-type TTI(C-1, C-4, 및 C-7)의 반응 종말점들과 일치하지 않았다. TTI의 반응을 쇠고기의 품질변화에 일치시키기 위해 C-1 TTI로부터 효소와 기질 성분을 추출하여 Eppendorf tube에서 서로 다른 양으로 혼합하여 변형된 TTI를 구성하였다. 변형된 CM-1 TTI의 반응은 ${20^{\circ}C}$와 ${25^{\circ}C}$에서 쇠고기의 품질변화와 매우 유사하였으나 다른 온도에서는 일치하지 않았다. 변형된 CM-2 TTI의 반응은 ${15^{\circ}C}$에서만 쇠고기의 품질변화와 일치하였다. 따라서 TTI를 특정한 식품의 품질변화 지시계로 사용하기 위해서는 식품의 부패와 TTI 반응에 대한 체계적인 kinetics 연구들이 필요할 것으로 보인다.

• 한국포장학회지
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• 제24권2호
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• pp.49-56
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• 2018

인쇄형 TTI의 잉크로 천연물질인 안토시아닌의 적용 가능성을 확인하기 위해 실제 인쇄형 TTI를 제작하여 색 변화를 확인하였다. 안토시아닌은 반응속도가 느려 TTI에 적용이 어렵다. 이를 해결하기 위해 ${\beta}$-글루코시다아제를 이용하여 안토시아닌의 탈당화를 유도하여 보다 불안정한 안토시아니딘 잉크를 제작하였다. 그리고 인쇄형 TTI로 제작이 적합한지 확인하기 위해 인쇄적성을 확인하고 적용가능한 식품군을 탐색하였다. 실험결과, 인쇄적성의 경우, 틱소트로피의 히스테리시스 성질을 나타내어 인쇄적성이 적합한 것으로 확인되었다. 색 변화의 경우, 같은 온도와 pH 조건 하에서 안토시아닌 TTI의 색 변화 속도보다 안토시아니딘 TTI의 색 변화속도가 빠른 것을 확인할 수 있었다. 또한, 안토시아닌 인쇄형 TTI의 활성화 에너지는 65.21 kJ/mol, 안토시아니딘 인쇄형 TTI의 활성화 에너지는 86.92 kJ/mol로 확인되었다. 이는 ${\beta}$-글루코시다아제를 처리한 안토시아닌의 탈당화가 안토시아닌의 반응속도를 빠르게 할 뿐만 아니라, 활성화 에너지도 증가시킨 것으로 사료된다. TTI의 활성화 에너지와 식품의 활성화 에너지를 비교한 결과, 안토시아닌 TTI는 냉장 육제품에 한정적으로 적용 가능하였다. 반면에 안토시아니딘 TTI는 냉장 육제품과 냉장 어류에 적용 가능하였다. 하지만, 안토시아닌 TTI는 색 변화 종말점에 도달하는 시간이 길기 때문에 냉장 육제품에 적용이 어려울 것으로 사료된다. 반면 안토시아니딘 TTI의 경우, 색 변화 종말점에 도달하는 시간이 짧기 때문에 냉장 육제품과 냉장 어류에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국포장학회지
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• 제20권3호
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• pp.91-96
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• 2014

모델 현장으로 야외 임시 생선 판매장을 설치하여 TTI가 부착된 고등어 및 명태의 판매 중 TTI의 색 변화와 생선품질을 모니터링하였다. 생선은 스티로폼 박스 위에 얼음을 깔고 그 위에 진열되었고, 주기적으로 얼음을 채워서 신선도를 유지시켰다. 일정 시간 간격마다 고등어, 명태, TTI를 채취하여 TTI의 색 변화와 냉장생선의 품질 정도를 측정하였다. 품질 인자로 VBN과 Pseudomonas spp.를 고등어와 명태 각각에 대하여 적용하였다. 부패 시점은 VBN과 Pseudomonas spp.이 특정 수준에 도달했을 때로 간주하였다. 그 결과 온도가 높은 날에는 생선이 부패되기 시작하였고 그 시점에서 TTI 색이 종료점(제품 특성에 따름)에 도달하였다. 따라서 생선의 부패 시점을 TTI의 색 변화를 관찰함으로써 가능함을 알 수 있었다.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권4호
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• pp.439-447
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• 2013

Time-temperature integrators (TTIs) are simple and cost-efficient tools which may be used to predict food quality. Enzymatic TTIs are devised to indicate food quality in the form of color alterations from green to red, based on the cumulative impacts of temperature and time period on the enzymatic reactions. In this study, the quality of ground beef patties was investigated for the parameters of pH levels, color, VBN, water holding capacity, and total microbial counts, depending on various storage temperatures (5, 15, and $25^{\circ}C$). TTIs were attached to the surface of the ground beef patties in order to evaluate the degree of correlating colorimetric changes with the determined quality parameters. Through the Arrhenius equation, activation energy and constant reaction rates of TTI, VBN, and total microbial counts were calculated as to observe the relationship between enzymatic reactions of the TTI and food spoilage reactions of the ground beef patties. VBN and total microbial counts were already increased to reach decomposition index (VBN: 20, total microbial count: 7-8 Log CFU/g) of meat at middle stage of storage period for each storage temperature. Although activation energy of TTI enzymatic reactions and food spoilage reactions of the ground beef patties were similar, the change of TTI color was not a coincidence for food spoilage at $5^{\circ}C$ and $15^{\circ}C$ of storage temperature. It was suggested that TTI should be designed individually for storage temperature, time, type of meat, or decomposition index of meat.

• 한국포장학회지
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• 제20권3호
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• pp.97-102
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• 2014

TTI 상용제품인 Fresh-check을 명태의 냉장유통 중 품질예측에 사용할 때 그 성능이 항상 최적화되어 있을 수 없다는 가정하에서, TTI를 냉장유통의 어느 시점에서 부착하는 것이 가장 바람직한지를 수학적으로 분석하였다. TTI 부착시점으로 크게 '어획 후 선상에서, '부산국제수산물도매시장에서', '마트에서'의 세 경우로 나누었다. 먼저, 등온 실험을 통하여 TTI의 색 변화와 명태의 Pseudomonas spp.에 관한 kinetic과 Arrhenius 온도의존성 모델 식을 완성하였다. 얻어진 모델 식을 사용하여 냉장유통에 해당하는 dynamic 온도조건에 대하여 수리적으로 TTI의 색 변화와 명태의 품질변화를 계산하였다. 그 결과, 마트에서 부착했을 때 TTI 색 변화가 종료 점에 도달한 시간이 명태의 부패시간과 가장 일치하였다. 따라서 상용 TTI 제품을 사용할 경우 부착시점의 선택이 중요함을 알 수 있었다.

• 한국포장학회지
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• 제24권2호
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• pp.41-48
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• 2018

본 연구에서는 산소지시물질을 이용한 새로운 UV-activation 인쇄형 시간-온도 이력지시계(time temperature integrator; TTI)를 개발하였다. $TiO_2$와 glycerol이 UV activation을 위해서 첨가되었으며 glycerol의 경우 비가역적반응을 위해 첨가량을 23 mg으로 조절하였다. 또한 인쇄적성을 위해 zein 함량 0.8 g, 90% ethanol 함량 4.0 g으로 조절하였고 silk screen의 mesh는 250 mesh일 때 최적의 인쇄성상을 나타내었다. 서로 다른 커버필름(PE, PET, OPP, and LLDPE)을 이용하여 색변화속도와 온도의존성을 측정하였다. 각 필름의 $E_a$를 측정한 결과 OPP, PE, LLDPE의 경우 60.07-84.47 kJ/mol의 $E_a$를 나타내어 TTI로서의 적용가능성을 확인할 수 있었다. 반면 PET의 경우 $E_a$가 15.76 kJ/mol으로 적용성이 떨어지는 것으로 판단되었다. 또한 커버필름의 두께의 경우 $E_a$에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 annealing한 필름은 고분자 구조의 변화로 인해 산소 투과도가 annealing하지 않은 동종의 필름보다 PET의 경우 29.8%, PVC의 경우 60.7% 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 새롭게 개발된 UV-activation 인쇄형 TTI는 다양한 커버필름을 통해 산소 투과도와 $E_a$를 조절할 수 있었고 annealing을 통하여 추가적으로 산소 투과도를 조절할 수 있어 다양한 유효기간을 갖는 식품에 광범위하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국포장학회지
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• 제20권3호
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• pp.85-89
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• 2014

시간-온도이력 지시계(TTI)는 시간-온도 이력에 따라 색이 변하는 작은 라벨로서 온도 의존성이 매우 중요한 성능 요소이다. TTI 색변화와 식품의 Arrhenius 활성화 에너지의 차이(${\Delta}Ea$)에 따른 shelf life 예측 오차를 수리적으로 분석하였다. 수리적 분석을 위하여 TTI의 kinetics는 0차반응, 식품은 1차반응에 해당하며 모두 Arrhenius 온도의존성을 따르는 것으로 가정하였다. TTI의 Ea가 식품보다 크거나 작은 경우 그리고 그 차이의 크기에 의한 효과를 분석하였다. 식품의 Ea가 TTI보다 작은 경우 온도변화에 따른 shelf life를 연산한 결과, TTI의 shelf life(색 변화의 종료 시점)가 식품의 shelf life(부패 시점)에 먼저 도달하였고, 식품이 TTI보다 큰 경우에는 식품이 shelf life에 먼저 도달하는 반대의 결과를 나타내었다. 또한 ${\Delta}Ea$의 크기가 클수록 shelf life의 차이도 크게 증가하였다. 결론적으로 TTI의 Ea가 식품보다 크거나 그 차이가 작을수록 TTI에 의하여 식품의 부패 시점이 안전하거나(shelf $life_{Food}$ > shelf $life_{TTI}$) 정확하게(shelf $life_{Food}{\fallingdotseq}$ shelf $life_{TTI}$) 예측됨을 알 수 있었다.

• 한국포장학회지
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• 제27권2호
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• pp.101-107
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• 2021

Time-temperature integrators (TTIs) based on aqueous enzyme solutions produce transparent colors which lead to difficulty in distinguishing its color change by naked eye. In this present study, this issue has been solved by increasing the opacity of laccase-based TTI without changes in the kinetics (same zero-order reaction) and temperature dependency (similar Arrhenius activation energy values) of the color change. The opacity was increased by introducing TiO₂, latex, BaSO₄, or ZnO, in combination with a hydrocolloid (xanthan gum, acacia gum, pectin, and CMC) into the TTI system. The combination of TiO₂ and xanthan gum was the best. This finding broadened the advantages of laccase-based TTI to more practical uses for consumer convenience.