[전남인터넷신문]전계(電界, electric field)가 꽃과 채소 등의 신선도 유지에 시용되면서 주목받고 있다. 전계는 전압이 걸려 있는 공간의 상태이다. 전하(電荷)를 두면 이것에 정전력(靜電力)이 작용하는 장소로 전기장(電氣場)이라고도 한다. 예를 들어 천 등으로 문지른 플라스틱을 머리 위쪽에 두면 머리카락이 서게 되는 힘을 발생시키는 것이다. 전기적으로는 전선 등의 도체(導体)에 전압이 걸리면 그 주위에 전계가 발생한다.

전계의 강도는 킬로볼트/미터(kV/m) 또는 볼트/센티미터(V/cm)라는 단위를 사용하는데 1킬로볼트/미터(kV/m)는 10볼트/센티미터(V/cm)와 같다, 우리 주변의 전계 강도는 정전기의 경우 5-20kV/m, 번개가 칠 때 지표면 근처의 전계는 3-20kV/m, 송전선 바닥 표면 1m 높이는 3kV/m 이하 정도 된다.

전계가 물 성분의 분자결합이나 구조에 변화를 준다는 사실이 알려진 것은 50년 이상 되었으나 이것을 이용한 상품은 개발되지 않았다. 그런데 최근 일본 ㈜대삼화훼(大森花卉)에서 꽃, 과일, 생선 등의 선도유지용 전계 발생장치인 웨이브매직(WAVEMAGIC)라는 상품을 제조해서 지난 3월부터 판매하고 있다.

㈜대삼화훼(大森花卉)에서는 수확한 시금치에 웨이브매직(WAVEMAGIC)으로 30분간 전파를 조사 후 무게와 수분 손실률을 조사해 이를 발표했다. 이 자료에 의하면 2022년 9월 14일에 시금치를 홋카이도에서 수확한 후 2022년 9월 16일 고베시까지 우편박스로 옮겼다. 시금치가 고배시에 도착했을 때 최고 기온은 33.5℃, 최저 기온은 27.3℃였다.

무처리구의 시금치는 수확 후 발송시 중량은 106g, 시금치를 받았을 때 중량은 93.9g으로 12.1g이 감소했으며, 수분 손실률은 11.4%였다. 전계의 발생기에 의해 전파를 조사한 것은 수확하여 발송시 128g, 수령시는 125.5g으로 무게는 2.5g이 감소했고, 수분 손실률은 2%에 불과해 수분 손실률이 크게 낮았다.

㈜대삼화훼에서 독자적으로 개발한 웨이브매직(WAVEMAGIC)은 전계 발생장치이다. 이것을 이용해서 꽃, 채소 및 과일에 전계를 발생시키면 전계에 의해 꽃이나 채소에 함유된 자유수(自由水)가 연주구조(連珠構造)라고 하는 구조체로 변화되면서 2가지 특징을 갖는다.

그 특징의 첫째는 수분의 계면활성 힘이 60% 정도 감소하게 되어 물방울은 큰 상태를 유지할 수 없게 되어 매우 작은 물방울이 되기 때문에 수분의 이동이나 흡수가 쉬워지는 것과 동시에 표면적이 증가하기 위해 화학 반응이 촉진된다. 둘째는 매우 작아진 물방울끼리가 200μ 전후의 길이의 주름과 같이 연결되는 연주구조(連珠構造)라는 결합수로 바뀌게 되어 증발하기 어려워져 수분 손실이 방지된다. 

꽃과 채소에 있는 수분이 결합수가 되면 증식에 자유수가 필요한 균의 증식이 어려운 환경이 된다. 또한 30분만에 꽃과 채소, 과일의 체질을 ‘신선도를 유지하는 체질’로 바뀌게 한다. 이 체질은 5일 이상 유지되므로 신선 농산물의 운송 시 신선도 유지 장치가 필요하지 않게 된다.

전계 발생장치는 기본적으로는 마주 보는 벽면에 전극 패널을 간단하게 붙여서 전계발생 장치와 연계하는 것에 의해 활용이 가능하다. 현재 사용하고 있는 냉장고나 냉장실에 WAVEMAGIC와 전극 패널을 개장하는 것만으로 설비공사 없이 곧바로 간단하게 사용할 수가 있다.

전계를 이용한 식품, 채소, 생선 등의 농산물 보존은 약품이나 냉장고 없이도 신선도를 어느 정도 유지할 수 있는 기술이다. 이것은 환경친화적이고 탄소발자국을 줄이는 신선식품의 저장 장치이자 신선한 기술이다. 식품에 대한 부작용은 없는지와 함께 농산물 유통과 저장 현장에서 활용할 수 있는 효율성이 높은 기술과 장치가 연구 개발되길 기대한다.

자료 출처

Satoshi Nishimura, Takuya Ohzono, Kohei Shoji, Shin Yagihara, Masafumi Hayashi, Hisao Tanaka. 2017. Electrocapillary phenomena at edible oil/saline interfaces. Journal of Oleo Science 66(3):235-249.

花・青果・食肉・魚類に革新的な鮮度維持装置‘WAVEMAGIC’新発売　大森花卉(https://www.jacom.or.jp/shizai/news/2022/03/220303-57250.php)

ほうれん草の常温での鮮度維持輸送に成功大森花卉, JAとまこまい広域との共同研究成果を発表(https://www.atpress.ne.jp/news/346714)