• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권1호
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• pp.48-59
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• 2018

본 연구는 커피 생산 폐기물인 커피박의 효율적인 처리 및 재자원화 방안의 일환으로 목분과 혼합하여 고체 바이오 연료인 펠릿을 제조하고자 수행하였다. 먼저 펠릿 제조에 사용된 커피박의 화학적 조성과 연료적 특성을 조사하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 조사하였다. 또한 다양한 조건에서 낙엽송 목분과 함께 펠릿을 제조한 후, 최적 펠릿 제조조건을 제시하였다. 커피박은 전섬유소, 단백질, 지방/오일로 구성되었으며, 0.7% 정도의 회분을 함유하고 있었다. 회분에 대한 정성분석 결과, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 순으로 조사되었다. 커피박의 용이한 건조 특성으로 인한 낮은 함수율과 높은 발열량 그리고 커피박/낙엽송 펠릿의 연료적 특성(함수율, 회분 함량, 겉보기밀도, 내구성)이 국립산림과학원에서 고시한 목재펠릿 품질기준의 1급을 상회하여 커피박의 펠릿 원료화 가능성을 확인할 수 있었다. 그러나 원소분석 결과, 커피박의 높은 질소 및 유황 함량으로 고등급의 펠릿 제조용 원료보다는 $NO_x$ 및 $SO_x$를 효과적으로 제거할 수 있는 포집장치를 보유한 열병합발전소용 펠릿 원료로 적당할 것으로 생각한다. 그러나 커피박 및 낙엽송을 이용하여 1급 기준을 만족하는 펠릿을 제조하기 위하여 91 wt%의 낙엽송 목분과 9 wt%의 커피박이 필요할 것으로 추산된다. 이 조건에서 제조한 펠릿의 질소함량은 0.298% 그리고 유황 함량은 0.03%로 1급 기준을 만족하며 나머지 펠릿의 품질 항목에서도 모두 1급 기준을 상회할 것으로 예상된다. 마지막으로 커피박과 낙엽송의 구매가 및 각 등급의 목재펠릿 수요에 따라 펠릿 내의 커피박과 낙엽송 목분 양을 적절히 조절하여 펠릿을 제조할 경우, 생산비용의 절감 외에 폐기물의 이용에 따른 재자원화와 쓰레기 감량을 통한 환경부담 완화에도 일조할 것으로 생각한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권5호
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• pp.612-617
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• 2008

우리나라 남해안 연안에 서식하는 복섬(Takifugu niphobles) 간장의 TTX유도체들을 활성탄 칼럼을 이용하여 부분 정제하고, Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography(HILIC)를 사용한 LC/MS(SIM mode)로 분석하였으며, pH와 가열 조건에 따른 독성 변화를 조사하고 복섬 fillet으로 복국 조리시 독성의 분포를 조사하였다. 복섬 간장의 독성분은 LC/MS에 의하여 7개의 성분이 분석되었으며, 각 성분의 함량과 조성은 5,6,11-trideoxyTTX(34.0%, 1,029.6nmol/g), 6,11-dideoxyTTX(29.3%, 887.6 nmol/g), TTX (22.1%, 667.8 nmol/g), 4,9-anhydroTTX(11.2%, 339.3nmol/g), 11-deoxyTTX＋5-deoxyTTX(2.6%, 78.6 nmol/g), 4-epiTTX(0.8%, 23.6 nmol/g), 5,6,11-trideoxyTTX(34.0%), 6,11-dideoxyTTX(29.3%), TTX(22.1%), 4,9-anhydroTTX (11.2%), 4-epiTTX(0.8%)이었다. 복섬 간장 추출물 희석액의 독성은 pH에 따라 크게 변하여 pH 3에서 8.4 MU/mL로 최고의 독성을 나타내었고, 알칼리로 갈수록 독성이 감소하여 pH 10에서는 pH 3의 1/7(1.4 MU/mL)을 나타내었다. 각각의 pH(pH 5, 7, 9)에서 $80^{\circ}C,\;100^{\circ}C,\;115^{\circ}C$를 유지하며 가열 시 온도는 높을수록, 시간은 길수록 독성은 감소하였다. 특히, 산성이나 중성에서는 독성이 완만하게 감소하는 경향을 보였으나, 알칼리 영역인 pH 9에서는 가열 10분 후에 $80^{\circ}C$의 경우라도 최초 독성(79 MU/mL)이 1/2 이하로 급격히 감소하였으며, $115^{\circ}C$에서는 완전 소멸하였다. 복섬 개체별 fillet 중의 총 독량은 $43.2{\sim}106.7$ MU로 개체에 따라서 2.5배까지 독량의 차이를 나타내었으며, 복섬 가식부에 3배량의 물을 가하여 10분간 끓일 경우 총 독량의 $64{\sim}78%$는 국물 중으로 용출되어 나와 육에 남아있는 것보다 독성이 강하였다.

• 한국버섯학회지
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• 제17권4호
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• pp.197-204
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• 2019

본 연구는 병재배 팽이버섯 '치쿠마쉬 T-011'의 정밀재배를 위한 최적 생육모델 개발하기 위하여 팽이버섯 병재배 농가를 대상으로 스마트팜 기술을 적용하여 생육환경을 분석한 결과를 보고하고자 한다. 실험농가의 균상면적은 60 ㎡ 균상형태는 4열 13단, 냉동기는 20마력, 단열은 샌드위치 판넬 100 T, 가습dms 초음파 가습기 6대, 난방은 12 kW를 사용하였고, 20,000병을 입병하여 재배하고 있었다. 팽이버섯 재배농가에서 생육환경 데이터를 수집하기 위하여 설치한 환경센서부로부터 버섯의 생육에 직접적으로 영향을 미치는 온도, 습도, CO₂농도를 수집 분석하였다. 온도는 발이단계에서 배양이 완료된 병을 균긁기한 후 입상 시 14.5℃에서 시작하여 10일차까지 14~15℃를 유지하였고, 억제단계에서는 4℃에서 시작하여 15일차까지 2~3℃를 유지하였다. 생육단계에서는 7.5~9.5℃를 유지하면서 버섯을 수확하였다. 습도는 균긁기한 후 입상 시 거의 100%에 가까웠고, 팽이버섯 발생단계에서 습도는 88~98%의 범위를 유지하였고, 억제단계에서는 77~96%, 생육단계에서는 75~83% 범위를 유지하였다. CO₂농도는 발생단계에서 입상 시 3,500 ppm에서 시작하여 10일차까지는 3,500~6,000 ppm을 유지하였고, 억제단계에서는 6,000 ppm 수준이었으며 생육단계에서는 6,000 ppm 이상을 유지하였다. 농가에 재배하고 있는 '치쿠마쉬 티-011'의 자실체 특성은 갓 직경 7.5 mm, 갓두께 4.1 mm이며, 대 굵기 3.3 mm, 대 길이 154.2 mm였다. 병 당 유효경수는 1,048개, 개체중은 0.71 g/unit이었으며 수량은 402.8 g/1,400 ml로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제18권4호
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• pp.221-229
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• 2009

본 연구에서는 지역난방 수도권 지사별 실태 및 영향인자 진단 분석을 통해 개별지사와 연계지사간의 효율적이며 경제적인 운전을 할 수 있는 최적화 운전 프로그램을 개발하고 이를 통해 실제보다 최적화 운전시 어느정도 경제적 효과가 있는지를 확인해 보고자 하였다. 이를 위해 각 지사별 실태조사를 통해 보일러, 펌프, 관련Tag(온도, 압력, 연료량)등 다양한 인자를 진단/분석하였고 최적화 프로그램 개발을 위해 방대한 1년간 데이터를 인자별 Data base를 구축할 수 있었다. 또한 이를 통해 지사별 최적화 프로그램을 개발하여 수행한 결과, 최적화 선호도는 "소각장 >한전수열 >CHP >PLBs >PLBw"이었으며 연계를 제외한 각 지사별 실제운전과 최적화 운전 비용차이가 거의 없었다. 한편, 통합운영 최적화 프로그램을 개발하여 실제와 동일한 총 생산열량과 동일한 한전수열량과 같은 고정인자는 변동치 않고 단지 연계공급/수급열량만을 프로그램을 통해 최적조건(가장 저렴하고 효율적인 열량을 우선공급하는 조건)으로 효율적으로 운전한 결과, 사계절별 임의로 선정된 2~4일에 대한 일일 절감율 2.45~6.80%, 일일 절감액 22,727천원~60,077천원을 나타내었는데, 특히 겨울철에 제일 많은 수요량을 나타내며 가장 많은 절감비용을 얻을 수 있었고 수요량이 적은 여름철이 절감비용이 가장 작았다. 이러한 결과를 토대로 1년간 실제 열량 생산비용 대비 연간 절감비용을 환산하면 이론적으로 84억원이며 이는 수도권 전지사의 연간 총 열생산 비용(3,070억원)의 2.74%이상을 절감하는 경제적 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권6호
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• pp.873-881
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• 2005

본 연구는 전분성 냉동제품의 저장기간 중 발생하는 제품표면의 노화현상과 전자레인지 조리 후 식품표면의 수분증발에 따른 마름(경화)현상 등 제품의 품질저하특성을 일차적으로 원료측면에서 개선하고자 기존에 사용되고 있는 전분성 물성개량제의 첨가효과와 polyethylene(PE)포장에 따른 품질변화를 전자레인지 조리특성과 함께 검토하였다. 첨가원료에 대한 효과는 현재 산업체에서 적용되고 있는 기본반죽조성물에 34종의 첨가원료를 농도별로 혼합하여 증숙 및 전자레인지 가열조리에 대한 기호도 조사로 검토하였다. 기호도 조사로 전분류(TA, ST), 검류(AR, XT), 유화제(E, S1)의 총 6종의 시료가 선별되었으며, 선별된 6종의 첨가원료 중 TA 혼합반죽물이 텍스쳐, 외관, 색감에 따른 기호도가 가장 높은 것으로 조사되었다. 선별된 시료가 첨가된 혼합반죽물의 amylogram 결과, TA 혼합반죽물의 호화개시온도는 $61.5^{\circ}C$로 가장 낮았고, 최고점도는 227 B.U.로 가장 높았다. 노화경향을 예측할 수 있는 setback값 또한 24-79 B.U.까지 낮은 191 B.U.로 노화개선에 효과적임을 보였다. ${\alpha}-amylase-iodine$법을 이용한 노화측정은 전자레인지 가열조리 중 대조구는 31.59%(비포장), 34.52%(PE포장)로 가장 높게 나타났고, 20.08%, 20.48%로 비포장 처리된 E와 TA 혼합반죽물의 노화정도가 가장 낮게 나타났다. 전자레인지 가열조리 처리구에서는 비포장처리 시료보다 PE 포장처리 시료의 노화가 5-10% 정도 노화정도가 심화된 것을 확인하였다. 기계적 물성변화는 증숙조리 시 대조구의 hardness, cohesiveness, springiness, chewiness 등이 높은 경향을 보였다. 전자레인지 가열조리 시에는 증숙처리구보다 hardness, cohesiveness, gumminess. chewiness가 감소하는 경향이 나타났고, 대조구에 비해 hardness는 감소, cohesiveness는 증가하였다. 미세구조변화는 전자레인지 가열조리에서는 대조구가 격자무늬 형태가 붕괴되고 작은 균일한 기공을 갖는 것으로 조사되어 첨가구간의 미세구조 차이를 식별할 수 있었으며, 특히 TA 냉동만두피의 경우 균일한 크기의 기공으로 보아 망상구조의 재배열이 다른 첨가구에 비해 덜 붕괴되었고, 대조구는 기공이 크고 불규칙하였다. 전반적인 TA 전분 첨가구가 전자레인지 가열조리에 의한 품질 저하를 개선하는 것으로 나타났으며, PE 포장조리에 따른 노화억제효과는 크게 나타나지 않았다.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.579-588
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• 2016

본 연구는 수원 입북동 출토 철제환두도의 비금속개재물을 SEM-EDS로 분석하여 제철조업 온도를 추정하고 산화물을 $SiO_2$와 비교하여 조재제의 인위적 장입 여부를 판단하였으며 금속학적인 조직조사를 통하여 철제 환두도의 제작 시 열처리 기술을 연구하였다. 철제환두도의 시편들에서 wustite가 대부분 관찰되는 것으로 보아 고체저온환원법으로 제련한 철 소재를 가열-단조-성형 가공하여 제작된 것으로 판단된다. 또한 부분적으로 $P_2O_5$가 있는 것으로 보아 배소되지 않은 자연광석으로 직접 제련하였던 것으로 추정된다. $CaO/SiO_2$와 $TiO_2/SiO_2$ 등의 비로 보아 제철 원료는 철광석으로 판단되며, 석회질의 조재제도 인위적으로 장입하지는 않은 것으로 판단된다. 선단 쪽 인부의 조직은 순철인데 관부 쪽 인부는 탄소량도 높고 martensite 조직과 pearlite colony가 생성되어 있는 것으로 보아 침탄 후 담금질을 하였으며, 배부 및 병부와 환두부는 의도하지 않은 침탄이 된 것으로 판단된다. 이러한 철제환두도 시편들의 조직 양상들을 종합해본 결과 인위적인 부분적인 열처리 기법을 적용하여 제작한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 한 유물에서나타나는 비금속개재물의 성분분석을 통해 얻은 산화물 데이터를 $SiO_2$로 나눈 비로 비교하는 해석하는 방법을 활용하여 좀 더 과학적인 근거를 제시하려고 노력하였다. 이러한 방법으로 기존의 분석 연구된 결과들에 의한 주장들을 재해석함으로 해서 다른 결과들을 얻을 수 있을 거라 사료된다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권4호
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• pp.483-488
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• 1998

고등어와 꽁치를 온도와 시간을 달리하여 배소한 것과 배소한 시료를 저온 ($5\pm2^{\circ}C$)에서 저장한 후 단계적으로 가열처리했을 때 발생하는 지질산화에 heme 화합물이 미치는 영향을 알아보았다. Heme 화합물 중 myoglobin 함량은 고등어나 꽁치모두 $180^{\circ}C$에서 20분간 어피 제거육의 상태로 배소한 것이 가장 감소폭이 컸으며 가열. 재가열에 의해서도 지속적으로 감소하였다. 특히 $180^{\circ}C$에서 어피 제거육의 상태로 20분간 배소한 것은 생시료에 비해 myoglobin 함량이 약 $62\%$ 정도 감소하였다 Myoglobin의 감소에 의한 metmyoglobin 함량은 고등어와 꽁치 모두 점차증가하는 경향이였으며, 배소온도가 낮을수록 그리고 어피를 제거한 경우가 metmyoglobin의 생성이 가장 많았다. 총철 함량은 배소온도와 시간을 달리하여 처리하여도 두 어종 모두 생시료와는 함량 차이가 거의 없었다. 비heme 철은 고등어의 경우 총철 함량에 비해 약 $28\%$의 비heme 철이 함유되어 있었으며. $180^{\circ}C$에서 20분간 어피 제거육의 상태로 배소했을 경우 생시료에 비해 약 $96\%$ 정도 비heme 철 함량이 증가하였다. 꽁치는 생시료에는 건물당으로 약 1.6mg/100g 함유되어 있었으며, $220^{\circ}C$에서 10분 배소시에는 총철 함량에 대해 약$40\%$. $200^{\circ}C$에서 15분 배소시에는 $41\~43\%$ 그리고 $180^{\circ}C$에서 20분 배소시에는 약 $48\%$의 비heme 철이 생성되었다. Heme 철 함량은 고등어와 꽁치 모두 비heme철의 증가에 반비례해서 감소하는 경향이였으며 또한 배소시간이 길수록 그리고 어피 잔존육보다는 어피 제거육의 감소폭이 더 컸다.

• 에너지공학
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• 제28권2호
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• pp.18-35
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• 2019

한국지역난방공사에서 난지 물재생센터의 하수처리 설비로 부터 발생하는 $45,300m^3$/일의 바이오가스를 연료로 1,500 kW, 2대 규모의 엔진 발전기를 운영하고 있다. 그러나 바이오가스 발전 플랜트의 실제 운영 경험이 미미하고, 축적된 기술 및 노하우 부족으로 가스엔진의 잦은 고장과 정지로 많은 경제적 손실이 발생하고 있다. 따라서 이 발전 플랜트의 안정적인 운영을 위한 기술적 근본 대책 마련이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 난지 물재생센터의 하수처리장에서 발생하는 바이오가스를 이용한 가스엔진 플랜트의 일련의 공정상의 문제점을 확인하고, 각 단계별 문제점을 최소화 하여 실제 운전의 최적화 방안을 마련하였다. 먼저 고장 정지의 주요 원인인 발생가스의 정제를 위해 현재 사용 중인 활성탄에 대한 성분분석 및 흡착실험을 통해 활성탄의 흡착능력 품질 기준 마련을 위한 여건을 조성하였다. 또한, 불순물을 최소화하기 위한 활성탄의 교체주기의 기준수립, 황화수소 측정주기 강화, 활성탄 국산화, 설비개선 등 바이오플랜트 운영기준 강화 및 개선방안을 적용하여 실제운전에 적용하였다. 그 결과 가스엔진 1호기는 530%, 2호기는 250%의 정상운전 가동시간이 증가되는 운영실적을 보였다. 또한 통풍구의 설비개선을 통해 작업공정을 줄이고, 정상 운전시간과 가동률을 높일 수 있었다. 경제적으로도 77,000천원/년의 매출증대 효과를 나타냈다, 이와 같이 운영기준의 강화 및 개선방안을 적용하여, 바이오가스 플랜트의 고장 정지를 줄이고 가동률을 높여, 안정적인 운영을 하는 것이 현실적인 바이오가스 플랜트의 최적 운영방안으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제33권4호
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• pp.47-61
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• 2024

전기로 제강분진(EAFD : Electric Arc Furnace Dust) 중에 다량 함유되어있는 아연을 회수하기 위한 재활용 기술로서, 현재 세계적으로 가장 많이 상용화된 기술은 Wealz Kiln Process이다. Wealz Kiln Process에서는, 제강분진 중의 Zn, Pb 등과 같은 성분들을 고온의 Kiln에서 환원/휘발(흡열반응)시킨 후에 다시 기체상에서 재산화(발열반응)시켜 후단에 설치된 Bag Filter에서 조산화아연(60wt%Zn)의 형태로 회수하는 프로세스이다. 본 연구에서는, 상업용 규모의 대형 kiln의 재활용 공정에 실제로 적용하기 위한 최적의 공정변수 값을 조사하기 위해서, 실험용 Wealz kiln을 제작하였다. 그리고, 전기로 제강분진과 환원제, 석회석을 혼합한 Pellet을 연속적으로 Kiln에 장입하면서, 조산화아연 회수율을 얻기 위한 최적의 장입량과 가열온도, 체류시간 등을 조사하였다. 또한 Pellet의 최적의 제조조건( Drum 경사각, 수분의 첨가량, 혼합시간 등)도 조사하였다. 또한, SiO₂-CaO-FeO 3성분계 상태도를 참고하여, Pellet의 염기도(basicity)의 변화에 따른 Kiln 내부에서의 저융점 화합물의 생성거동과 Kiln내벽에 시공된 Castable과의 반응성(부착성)을 평가하여 보았다. 그리고, 환원제인 Coke의 대체제로서 무연탄의 사용 가능성을 실질적으로 평가하기 위하여, 무연탄의 첨가량 증가에 따라서 산화/환원반응이 일어나는 Kiln 내부의 온도분포변화, 조산화아연의 품위, 무연탄 중의 타르(Tar)의 거동에 대해서도 조사하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제33권4호
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• pp.272-279
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• 2018

바다속 60 km 깊이의 수압과 같은 압력을 사용하여 순간적이고 균일한 압력전달로 가열공정을 최소화함으로써 신선한 맛과 향, 텍스처, 비타민의 유지 등 품질보존을 할 수 있는 기술인 HPP는 식중독과 부패미생물을 억제하는 효과를 가져올 수 있는 기술로 현재 가장 활발히 연구되고 있는 분야이다. 기존의 열처리가 단백질의 변성, 화학적 변화, 전분의 호화, 효소의 활성에 영향을 미쳐서 보존성을 유지한다면 HPP는 열처리의 장점은 그대로 갖고 있으면서 열처리에서 야기되는 원치 않는 화학적 변화를 최소화할 수 있다는 장점을 갖고 있다 보존기간이 길어 소비자들이 우려하는 첨가물의 사용이 필수적인 육류가공품에 대해서는 초고압처리에 대한 국내 연구가 미비하여 본 연구에서는 대표적인 육가공품인 슬라이스햄에 대해 600 MPa 초고압처리(0분, 4분, 6분)가 이들의 신선도에 미치는 영향을 실험하였다. 수분함량은 48~69%, 염도 1.07-1.11%에서 변화를 보이고 있었고, pH는 처음 6.4-6.5에서 6.1-6.15까지 낮아졌으나 대조군과 처리군간의 차이는 나타나지 않았다. 초고압처리 후 $20^{\circ}C$에서 보관한 일반세균 결과는 4주까지 모든 군에서 미미한 수준에서 일반미생물이 발견 되었으나 5주부터는 대조군과 HPP 6분 처리군에서 $10^5$을 초과하였고 7주에는 4분 처리군, 6분처리군에서 식품으로 섭취가 불가능한 $10^6$을 초과하는 것으로 나타났다. 대장균군은 $20^{\circ}C$ 가중실험으로 7주간 관찰하였음에도 불구하고 모든 군에서 대장균군이 발견되지 않았다. 육류의 단백질 신선도 판정에 사용되는 방법인 VBN은 4주차까지는 1 mg% 미만의 VBN값을 보였고 5주부터는 1~2 mg%의 값을 나타냈다. 그러나 군별 차이는 나타나지 않았다(p > 0.05). 육의 조직내 지방 산패 정도의 지표로 사용되는 TBA는 7주가 끝날 때까지 0.18 mgMA/kg 이하였고 이 수치는 신선육의 범위에 들며, 처리군별 차이를 보이지 않았다. 본 실험에서는 포장재의 변성이 발생하지 않았고 가스의 발생으로 인한 부풀어 오름도 발생하지 않았는데, HPP의 효과가 전혀 관찰되지 않은 사실은 포장재의 밀착으로 인한 공기와의 차단만으로 기본적인 보존 효과를 보인 것이 아닌가 사료된다.