전처리 및 냉동 조건에 따른 당근, 표고버섯 및 시금치의 품질변화 The effect of pretreatment and freezing condition on the properties of carrots, shiitake mushroom, and spinach원문보기
당근, 표고버섯 및 시금치는 영양소가 풍부하고 다양한 효능으로 국내 식품 산업에서 많은 유통과 소비가 이루어 지고 있는 식자재이다. 하지만 대부분의 채소류들은 유통 기한이 짧아 장기 저장 등에서 어려움이 많고, 고품질로 유통되는 저장 기술은 전무한 편이다. 냉동기술을 이용한 농산물의 고품질화를 위해 시료의 종류에 따른 냉동 및 저장 조건의 최적 조건을 확랍하고자 하였다. 이에 따라 첫 번째 연구는 당근, 표고버섯 및 시금치를 동결 전 예비 ...
당근, 표고버섯 및 시금치는 영양소가 풍부하고 다양한 효능으로 국내 식품 산업에서 많은 유통과 소비가 이루어 지고 있는 식자재이다. 하지만 대부분의 채소류들은 유통 기한이 짧아 장기 저장 등에서 어려움이 많고, 고품질로 유통되는 저장 기술은 전무한 편이다. 냉동기술을 이용한 농산물의 고품질화를 위해 시료의 종류에 따른 냉동 및 저장 조건의 최적 조건을 확랍하고자 하였다. 이에 따라 첫 번째 연구는 당근, 표고버섯 및 시금치를 동결 전 예비 전처리를 통한 우수하고 냉동 저장 중에 발생할 수 있는 변화를 최소화하고자 열처리 방법 중 열수 침지, 증기 및 볶음 처리에 따른 이화학적, 영양학적 및 미생물 특성을 분석하여 최적 전처리 공정을 확립하고자 하였다. 열처리를 하지 않은 대조구에 비해 짧은 시간의 열처리에서는 더 진하고 선명한 색을 나타냈으나, 열처리 시간이 길어 질수록 색의 변색 정도가 증가하여 뚜렷한 차이를 나타냈다. pH 값은 열수 침지 처리의 경우 pH 증가가 가장 높았으며, 처리시간이 지속될수록 pH가 증가하는 경향을 나타내었다. 경도는 열처리 시간에 따라 감소하는 경향을 나타냈고, 볶음 처리는 짧은 시간으로도 연화됐으며 열수 침지 및 증기 처리는 짧은 열처리에는 원물에 가까운 경도를 유지했으나 처리시간이 길어 질수록 경도가 감소하였다. 일반 성분은 수분의 경우 열수 침지법, 조단백과 조회분은 증기 처리법, 조지방은 볶음 처리법에서 가장 높은 값을 나타냈다. 비타민, 유리당 및 유기산의 경우 열수 침지 처리한 시료에서 가장 큰 손실을 보였고, 증기, 볶음 처리 순으로 손실된 결과를 보였다. 특히 유기산에서 succinic acid는 열수 침지 처리 시 큰 손실율을 보이며 감소했다. 이 같은 원인으로는 수용성 성분이 용출되어 감소한 결과로 사료된다. Peroxidase activity 변화는 열수 침지 및 증기 처리에서 볶음 처리보다 높은 불활성화를 나타냈다. 미생물 측정 결과, 일반 세균은 감소하는 경향을 나타냈고 고온성균, 대장균군, 곰팡이, 효모의 경우 검출되지 않았다. 당근의 열처리 조건은 증기 처리법으로 2 분 동안 처리하는 것이 다른 처리법에서 처리한 시간들에 비해 최적으로 나타났다. 표고버섯은 3 분간 증기 처리를 하였을 때 미생물의 사멸 효과가 가장 높았으나, 영양 성분의 손실이 컸으므로 1 분간 증기 처리가 최적 조건으로 나타났다. 열수 침지 처리나, 볶음 처리의 경우 전체적으로 증기 처리한 시료에 비해서 영양 성분 함량이 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서 표고버섯을 증기 처리 방법으로 열처리하는 것이 다른 열처리 군에 비해서 최적으로 나타났다. 시금치는 증기 처리로 1 분간 열처리 해 주었을 때 물리학적 변화와 영양학적으로 손실이 가장 적게 나타났고 미생물의 살균에도 효과적이어서 전처리 공정으로 가장 적합한 것으로 사료된다. 두 번째 연구는 식품 품질의 변화를 최소화할 수 있는 열처리 기술을 적용하여 최적 동결방법 및 저장 기술을 확립하기 위해 진행되었다. IQF (individual quick-freezing) 및 액화질소 냉동법을 이용하여 개별 급속 냉동하였으며 함기 포장과 진공 포장으로 저장하여 포장 방법 간의 유의적 차이도 분석하였다. 세 가지 냉동 저장 온도(-12, -18 및 -24°C)를 설정하여 48 주 동안 동결 저장을 하였고 이화학적, 영양학적 및 미생물 분석을 위해 냉동한 시료의 중심부 온도가 4°C가 될 때까지 400 W 세기인 전자레인지로 해동하였다. 외관 관찰과 색도 측정 결과 열수 침지한 시료의 경우 열처리에 의한 색도 변화는 적았지만 동결 저장 기간에 따른 변화가 발생하였고 과열증기를 처리한 시료는 열처리 과정에 의한 뚜렷한 색도 변화가 있었으나 동결 저장 기간에 따른 변화는 나타나지 않았다. pH는 열처리 과정 후 증가하였지만, 동결 저장 기간이 길어질수록 다시 감소하였다. 열수 침지한 처리구 중에서는 진공 포장한 시료의 pH가 동결 저장 기간 중 적게 감소하였고, 과열증기 처리한 함기 포장 시료의 pH가 동결 저장 기간 중 적게 감소하였다. 열처리 후 경도는 유의적으로 감소하였지만 48 주 동안의 저장 기간 동안 일정한 경도를 유지하였다. 경도에서는 열처리 방법, 포장 방법, 동결 저장 기간에 따른 유의적 차이를 갖지 않았다. 열수침지 처리한 시료가 과열증기 처리 시료보다 비타민 C 함량과 유기산 함량의 손실이 컸는데 이는 수용성 성분이 용출되어 손실된 것으로 사료된다. 또한 저장온도가 높을수록 비타민 함량의 손실이 높은 결과를 나타내어 저장 온도에 따른 유의적인 차이를 나타냈다. 특히 -12°C에서 냉동 저장한 당근은 24 주, 시금치는 12 주부터 비타민 C 함량이 검출되지 않았지만 -18°C와 -24°C에서 저장한 시료의 비타민 C 함량은 유지되어 저장 온도에 따라 함량 차이가 명확하게 나타났다. 유기산 함량은 온도에 따라 뚜렷한 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, 미생물은 열처리 후 급속 냉동한 시료를 장기 저장 했을 때, 저장 기간 동안 검출되지 않아 냉동 저장을 하는 동안 식자재의 안전성을 입증했다. 당근은 과열 증기 전처리 후 진공 포장하여 -18°C 이하에서 저장했을 때 원물과 유사한 품질을 보유했으며, 표고버섯은 열처리 후 진공 포장법으로 -24°C에서 냉동 저장 했을 때, 영양 성분 손실이 적고 미생물 증식으로부터 안전하여 우수한 품질을 보유한 것을 확인했다. 마지막으로 시금치는 -12°C에서 저장했을 때 색의 변화가 다른 저장에 비해 높게 나타났고, 원물감도 떨어졌으며 비타민 C 함량도 실활되어 더 낮은 온도에서 저장해야 우수한 품질을 보유한 시금치를 확보 할 수 있다. 이러한 연구 결과를 통해 동일한 방법으로 처리하여 품질의 손실을 가져오지 않고, 시료 고유의 최적 전처리, 동결 방법 및 저장 조건을 통해 영양 성분 유지 뿐만 아니라 식감 저하，변색，지방 산패, 단백질 부패 및 미생물 증식 등을 방지할 수 있어 식품 산업에서 우수한 품질의 식자재를 활용할 수 있도록 제안하고자 한다.
당근, 표고버섯 및 시금치는 영양소가 풍부하고 다양한 효능으로 국내 식품 산업에서 많은 유통과 소비가 이루어 지고 있는 식자재이다. 하지만 대부분의 채소류들은 유통 기한이 짧아 장기 저장 등에서 어려움이 많고, 고품질로 유통되는 저장 기술은 전무한 편이다. 냉동기술을 이용한 농산물의 고품질화를 위해 시료의 종류에 따른 냉동 및 저장 조건의 최적 조건을 확랍하고자 하였다. 이에 따라 첫 번째 연구는 당근, 표고버섯 및 시금치를 동결 전 예비 전처리를 통한 우수하고 냉동 저장 중에 발생할 수 있는 변화를 최소화하고자 열처리 방법 중 열수 침지, 증기 및 볶음 처리에 따른 이화학적, 영양학적 및 미생물 특성을 분석하여 최적 전처리 공정을 확립하고자 하였다. 열처리를 하지 않은 대조구에 비해 짧은 시간의 열처리에서는 더 진하고 선명한 색을 나타냈으나, 열처리 시간이 길어 질수록 색의 변색 정도가 증가하여 뚜렷한 차이를 나타냈다. pH 값은 열수 침지 처리의 경우 pH 증가가 가장 높았으며, 처리시간이 지속될수록 pH가 증가하는 경향을 나타내었다. 경도는 열처리 시간에 따라 감소하는 경향을 나타냈고, 볶음 처리는 짧은 시간으로도 연화됐으며 열수 침지 및 증기 처리는 짧은 열처리에는 원물에 가까운 경도를 유지했으나 처리시간이 길어 질수록 경도가 감소하였다. 일반 성분은 수분의 경우 열수 침지법, 조단백과 조회분은 증기 처리법, 조지방은 볶음 처리법에서 가장 높은 값을 나타냈다. 비타민, 유리당 및 유기산의 경우 열수 침지 처리한 시료에서 가장 큰 손실을 보였고, 증기, 볶음 처리 순으로 손실된 결과를 보였다. 특히 유기산에서 succinic acid는 열수 침지 처리 시 큰 손실율을 보이며 감소했다. 이 같은 원인으로는 수용성 성분이 용출되어 감소한 결과로 사료된다. Peroxidase activity 변화는 열수 침지 및 증기 처리에서 볶음 처리보다 높은 불활성화를 나타냈다. 미생물 측정 결과, 일반 세균은 감소하는 경향을 나타냈고 고온성균, 대장균군, 곰팡이, 효모의 경우 검출되지 않았다. 당근의 열처리 조건은 증기 처리법으로 2 분 동안 처리하는 것이 다른 처리법에서 처리한 시간들에 비해 최적으로 나타났다. 표고버섯은 3 분간 증기 처리를 하였을 때 미생물의 사멸 효과가 가장 높았으나, 영양 성분의 손실이 컸으므로 1 분간 증기 처리가 최적 조건으로 나타났다. 열수 침지 처리나, 볶음 처리의 경우 전체적으로 증기 처리한 시료에 비해서 영양 성분 함량이 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서 표고버섯을 증기 처리 방법으로 열처리하는 것이 다른 열처리 군에 비해서 최적으로 나타났다. 시금치는 증기 처리로 1 분간 열처리 해 주었을 때 물리학적 변화와 영양학적으로 손실이 가장 적게 나타났고 미생물의 살균에도 효과적이어서 전처리 공정으로 가장 적합한 것으로 사료된다. 두 번째 연구는 식품 품질의 변화를 최소화할 수 있는 열처리 기술을 적용하여 최적 동결방법 및 저장 기술을 확립하기 위해 진행되었다. IQF (individual quick-freezing) 및 액화질소 냉동법을 이용하여 개별 급속 냉동하였으며 함기 포장과 진공 포장으로 저장하여 포장 방법 간의 유의적 차이도 분석하였다. 세 가지 냉동 저장 온도(-12, -18 및 -24°C)를 설정하여 48 주 동안 동결 저장을 하였고 이화학적, 영양학적 및 미생물 분석을 위해 냉동한 시료의 중심부 온도가 4°C가 될 때까지 400 W 세기인 전자레인지로 해동하였다. 외관 관찰과 색도 측정 결과 열수 침지한 시료의 경우 열처리에 의한 색도 변화는 적았지만 동결 저장 기간에 따른 변화가 발생하였고 과열증기를 처리한 시료는 열처리 과정에 의한 뚜렷한 색도 변화가 있었으나 동결 저장 기간에 따른 변화는 나타나지 않았다. pH는 열처리 과정 후 증가하였지만, 동결 저장 기간이 길어질수록 다시 감소하였다. 열수 침지한 처리구 중에서는 진공 포장한 시료의 pH가 동결 저장 기간 중 적게 감소하였고, 과열증기 처리한 함기 포장 시료의 pH가 동결 저장 기간 중 적게 감소하였다. 열처리 후 경도는 유의적으로 감소하였지만 48 주 동안의 저장 기간 동안 일정한 경도를 유지하였다. 경도에서는 열처리 방법, 포장 방법, 동결 저장 기간에 따른 유의적 차이를 갖지 않았다. 열수침지 처리한 시료가 과열증기 처리 시료보다 비타민 C 함량과 유기산 함량의 손실이 컸는데 이는 수용성 성분이 용출되어 손실된 것으로 사료된다. 또한 저장온도가 높을수록 비타민 함량의 손실이 높은 결과를 나타내어 저장 온도에 따른 유의적인 차이를 나타냈다. 특히 -12°C에서 냉동 저장한 당근은 24 주, 시금치는 12 주부터 비타민 C 함량이 검출되지 않았지만 -18°C와 -24°C에서 저장한 시료의 비타민 C 함량은 유지되어 저장 온도에 따라 함량 차이가 명확하게 나타났다. 유기산 함량은 온도에 따라 뚜렷한 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, 미생물은 열처리 후 급속 냉동한 시료를 장기 저장 했을 때, 저장 기간 동안 검출되지 않아 냉동 저장을 하는 동안 식자재의 안전성을 입증했다. 당근은 과열 증기 전처리 후 진공 포장하여 -18°C 이하에서 저장했을 때 원물과 유사한 품질을 보유했으며, 표고버섯은 열처리 후 진공 포장법으로 -24°C에서 냉동 저장 했을 때, 영양 성분 손실이 적고 미생물 증식으로부터 안전하여 우수한 품질을 보유한 것을 확인했다. 마지막으로 시금치는 -12°C에서 저장했을 때 색의 변화가 다른 저장에 비해 높게 나타났고, 원물감도 떨어졌으며 비타민 C 함량도 실활되어 더 낮은 온도에서 저장해야 우수한 품질을 보유한 시금치를 확보 할 수 있다. 이러한 연구 결과를 통해 동일한 방법으로 처리하여 품질의 손실을 가져오지 않고, 시료 고유의 최적 전처리, 동결 방법 및 저장 조건을 통해 영양 성분 유지 뿐만 아니라 식감 저하，변색，지방 산패, 단백질 부패 및 미생물 증식 등을 방지할 수 있어 식품 산업에서 우수한 품질의 식자재를 활용할 수 있도록 제안하고자 한다.
Pre-thermal treatment is important for minimizing the quality change of food products during main cooking or storage. Freezing is one of the effective processes for extending the shelf life of foods. Before freezing, a thermal treatment is usually needed to control the food quality. In this study, t...
Pre-thermal treatment is important for minimizing the quality change of food products during main cooking or storage. Freezing is one of the effective processes for extending the shelf life of foods. Before freezing, a thermal treatment is usually needed to control the food quality. In this study, the conditions of pre-thermal treatment for freezing were investigated so that these conditions can be optimized for improving the quality of the foods subjected to frozen storage. Washed and sliced samples of carrots, shiitake mushrooms, and spinach were thermally treated by immersing in boiling water (100℃, carrot and mushroom: 60-600 s, spinach: 30-300 s), steam (100℃, carrot and mushroom: 60-600 s, spinach: 30-300 s), and by pan-frying with oil (180℃, carrot: 10-80 s, mushroom: 30-270 s, and spinach: 15-90 s). The tissue samples were maintained until 2 min after immersing in boiling water or steam but they were damaged in just 30 s of pan-frying with oil. The color and hardness of the food samples were significantly changed by treatment time and temperature. The hardness of the carrot sample was decreased to 43% compared to fresh carrot (4,500 g•f) after 1 min, 3 min, and 20 s by boiling water, steam, and pan-frying treatment, respectively. Regarding the carrot nutrition, the levels of ascorbic acid, organic acid, and peroxide activity were decreased compared to fresh carrot in all treatments; especially, succinic acid content was dramatically decreased by boiling-water treatment. However, the free sugar contents in all the samples increased with the increase in the treatment time. Mushrooms treated with boiling water or pan-frying tended to show decreasing hardness within 1 min. In case of steam-treated mushroom, the hardness values were maintained for 1 min. The organic acid contents of steam-treated samples were the lowest among all treatments. Steam-treated samples for 3 min showed the lowest microbial count. The hardness of spinach decreased with blanching time; in particular, hot water treatment resulted in rapid decrease in the shear force of spinach. For proximate compositions, the highest moisture content in the samples was found after boiling-water treatment, while crude protein and ash were the highest after steam treatment. The usage of oil in pan frying treatment resulted in the highest lipid content in the samples. Thermally treated spinach had a low total microbial plate count. In addition, thermophilic bacteria, coliforms, molds, and yeast were not detected in all the thermal treatments. Peroxidase activity was lowered by applied thermal treatments. After the thermal treatments, the carrot, mushroom, and spinach samples were treated by individual quick freezing (IQF) process or liquid nitrogen freezing(LNF) process, and then continuously put into vacuum packaging or air-containing packaging. The packaged samples were stored at −12, −18 and −24°C for 48 weeks. The carrot, mushroom, and spinach samples frozen by IQF were thawed with 400W microwaves, after which their physicochemical properties such as texture, color value, microorganism levels, and nutrition contents were determined. The hardness and total color of the frozen samples were significantly different from that after thermal treatment(P<0.05). The ascorbic acid content of the carrots decreased sharply with the increase in the storage period, especially, the storage sample in high temperature was decreased more than sample to lower storage temperature. The free sugar and organic acid content of carrots and spinaches increased with the increase in the storage period. However, the organic acid content of the mushrooms decreased with increasing storage period. The total aerobic bacterial count was decreased compared to the control, presumably because of thermal treatment and freezing. Thus, the findings of this study suggest that the low freezing storage temperature can minimize the loss of food quality more than high storage temperature. Therefore, IQF and LNF processing may have functional applications in the frozen food industry.
Pre-thermal treatment is important for minimizing the quality change of food products during main cooking or storage. Freezing is one of the effective processes for extending the shelf life of foods. Before freezing, a thermal treatment is usually needed to control the food quality. In this study, the conditions of pre-thermal treatment for freezing were investigated so that these conditions can be optimized for improving the quality of the foods subjected to frozen storage. Washed and sliced samples of carrots, shiitake mushrooms, and spinach were thermally treated by immersing in boiling water (100℃, carrot and mushroom: 60-600 s, spinach: 30-300 s), steam (100℃, carrot and mushroom: 60-600 s, spinach: 30-300 s), and by pan-frying with oil (180℃, carrot: 10-80 s, mushroom: 30-270 s, and spinach: 15-90 s). The tissue samples were maintained until 2 min after immersing in boiling water or steam but they were damaged in just 30 s of pan-frying with oil. The color and hardness of the food samples were significantly changed by treatment time and temperature. The hardness of the carrot sample was decreased to 43% compared to fresh carrot (4,500 g•f) after 1 min, 3 min, and 20 s by boiling water, steam, and pan-frying treatment, respectively. Regarding the carrot nutrition, the levels of ascorbic acid, organic acid, and peroxide activity were decreased compared to fresh carrot in all treatments; especially, succinic acid content was dramatically decreased by boiling-water treatment. However, the free sugar contents in all the samples increased with the increase in the treatment time. Mushrooms treated with boiling water or pan-frying tended to show decreasing hardness within 1 min. In case of steam-treated mushroom, the hardness values were maintained for 1 min. The organic acid contents of steam-treated samples were the lowest among all treatments. Steam-treated samples for 3 min showed the lowest microbial count. The hardness of spinach decreased with blanching time; in particular, hot water treatment resulted in rapid decrease in the shear force of spinach. For proximate compositions, the highest moisture content in the samples was found after boiling-water treatment, while crude protein and ash were the highest after steam treatment. The usage of oil in pan frying treatment resulted in the highest lipid content in the samples. Thermally treated spinach had a low total microbial plate count. In addition, thermophilic bacteria, coliforms, molds, and yeast were not detected in all the thermal treatments. Peroxidase activity was lowered by applied thermal treatments. After the thermal treatments, the carrot, mushroom, and spinach samples were treated by individual quick freezing (IQF) process or liquid nitrogen freezing(LNF) process, and then continuously put into vacuum packaging or air-containing packaging. The packaged samples were stored at −12, −18 and −24°C for 48 weeks. The carrot, mushroom, and spinach samples frozen by IQF were thawed with 400W microwaves, after which their physicochemical properties such as texture, color value, microorganism levels, and nutrition contents were determined. The hardness and total color of the frozen samples were significantly different from that after thermal treatment(P<0.05). The ascorbic acid content of the carrots decreased sharply with the increase in the storage period, especially, the storage sample in high temperature was decreased more than sample to lower storage temperature. The free sugar and organic acid content of carrots and spinaches increased with the increase in the storage period. However, the organic acid content of the mushrooms decreased with increasing storage period. The total aerobic bacterial count was decreased compared to the control, presumably because of thermal treatment and freezing. Thus, the findings of this study suggest that the low freezing storage temperature can minimize the loss of food quality more than high storage temperature. Therefore, IQF and LNF processing may have functional applications in the frozen food industry.
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