식품의 열풍건조에서 Ascorbic acid 분해 반응의 모델링 = Modeling of ascorbic acid degradation during hot air drying of food

국문 초록 (Abstract)

열풍건조과정에서 나타나는 ascorbic acid 파괴의 모델링을 당근, 무, 감자에 대하여 완성하였다. 실험 조건으로는 실제 건조 공정을 적용하여 시간에 따라 온도 및 수분함량이 변화하는 dynamic test를 행하였다. 기존의 kinetic model을 수정하여 독립변수로써 수분활성도를 적용하였다. 건조 온도는 건조과정을 대표할 수 있는 40℃, 60℃, 80℃에서 이루어졌으며 ascorbic acid 분해 반응은 1차 반응으로 나타내었고 온도 의존성은 Arrhenius 방정식을 사용하였다. Ascorbic acid의 농도비(C, 농도/초기농도), 시간(t), ascorbic acid 파괴의 반응속도 상수(k), 상수(k(o)), 활성화 에너지(E(a)), 기체상수(R), 식품의 온도(T), 수분활성도(a(w)), 매개변수(P)의 관계는 다음 함수식으로 나타내었다.
-(dC)/(dt), k=k(o)exp[-Ea/RT]
-ln k(o)=P(1+P(2)aw+P(3)aw^(2)
E(a)=P(4)+P(5)aw+P(6)aw^(2)+P(7)aw^(3)
◁도표생략▷(원문을 참조하세요)
상기의 kinetic model에 의한 예측값이 실험값과 잘 일치됨을 보여주었다. 반응의 온도의존성은 전체적으로 높은 온도에서 반응속도가 높게 나타났으며 파괴속도는 수분활성도가 높은 건조 초기에 높았고 수분활성도가 낮은 건조 말기에는 감소하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Ascorbic acid (vitamin C) degradation in carrot, radish, potato during hot air drying was studied. Experiments were performed by the dynamic test in which temperature and water content of the sample change during drying. New concept of function of water activity was introduced to the already existing models with function of water content in place. The samples were dried at dry bulb temperature 40, 60 and 80. Ascorbic acid degradation was analyzed by first-order kinetics. Arrhenius equation was used to describe temperature dependence, where C is ascorbic acid content, t is time, k is reaction rate constant, ko is constant, E(a) is activation energy, R is gas constant, T is food temperature, aw is water activity and P(1)~P(7) are parameters.
-(dC)/(dt), k=k(o)exp[-Ea/RT]
-ln k(o)=P(1+P(2)aw+P(3)aw^(2)
E(a)=P(4)+P(5)aw+P(6)aw^(2)+P(7)aw^(3)
The parameters of the kinetic model were calculated by least squres method(ROSENB algorithm) as follows:
？( ？)
Attained kinetic models provided good fits of the experimental data. In the temperature dependence, the rate of reaction was highly increased with temperature. The rate of ascorbic acid degradation was increased at the beginning of drying process with water activity high and the rate of ascorbic acid degradation was decreased at the end of drying process with water activity low.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅲ
• 국문요약 = ⅰ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 4
• 1. 재료 = 4
• (1) 당근 = 4
• (2) 무 = 4
• (3) 감자 = 4
• 2. 방법 = 5
• (1) 건조 = 5
• (2) Ascorbic acid 정량 = 8
• 1) HPLC에 의한 정량 = 8
• 2) 자동적정장치에 의한 정량 = 11
• 가) 적정 원리 = 11
• 나) 자동적정장치의 구성 = 13
• 다) 검량선 = 17
• (3) Kinetic model의 결정 = 18
• (4) 컴퓨터 제어프로그램의 작성 = 22
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 25
• 1. 건조공정 변수 및 ascorbic acid의 함량 변화 = 25
• (1) 피건조물의 중심부 온도 = 25
• (2) 피건조물의 수분활성도 = 25
• (3) Ascorbic acid 분해 = 36
• 2. Dynamic kinetic modeling에 의한 simulation = 41
• (1) Model 함수식 = 41
• (2) Simulation = 54
• Ⅳ. 결론 = 59
• 참고문헌 = 60
• Abstract = 64
• 부록 = 66