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문제 정의
- 본 실험에서는 감마선 살균법을 대조구로 하여 전자선 조사의 살균효과를 확인하여 보았다. 먼저 2종의 고추분말에서는 Table 1과 같이 미생물의 혼입도가 호기성 전세균은 105~106 CFU/g 수준이었다.
- 본 연구에서는 식품의 방사선 조사에 활용될 수 있는 새로운 에너지원으로서 전자선의 이용기반을 확보하기 위하여, 전자선 에너지를 이용한 고추 및 생강 분말의 살균과 이에 따른 관능적 품질에 미치는 영향을 감마선 조사와 비교 검토하였다.
- 분말시료의 살균을 위한 전자선 및 감마선 조사가 시료의 관능적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 차이식별 능력과 훙미도 조사에 따라 선발된 20명의 검사요원에게 실험의 목적과 방법을 주지시킨 다음. 살균처리된 고추 및 생강 분말의 색 (color)과 냄새(odor)에 중점을 두어 무처리 대조구를 표준시료(R)로 하여 다시료비교법 S22에 의하여 실시하였다.
제안 방법
- 4 %). 또한 감마선 조사는 ^Co 감마선 조사시설 (KAERI)을 이용하여 실온에서 일정한 선량률로 2.5-15 kGy 범위의 총 흡수선량을 얻도록 하였다. 이때 시료의 감마선 조사시 흡수선량의 오차를 줄이기 위하여 원통형 PE 용기(Φ5×H 8cm)를 사용하였으며, 흡수선량의 확인은 ceric cerous dosimeterj- 사용하였다(±5.
- 5-15 kGy 범위의 총 흡수선량을 얻도록 하였다. 이때 시료의 감마선 조사시 흡수선량의 오차를 줄이기 위하여 원통형 PE 용기(Φ5×H 8cm)를 사용하였으며, 흡수선량의 확인은 ceric cerous dosimeterj- 사용하였다(±5.0%). 이같이 방사선 조사된 시료는 비조사 대조시료와 함께 PE 용기에 밀봉하여 실온에서 4개월 간 저장하면서 실험에 사용하였으며, 향신료 분말의 살균 후 저장중 미생물 생육, 색도 및 관능적 품질 평가에는 고추분말 II와 생강분말 n 만을 대상으로 하였다.
- 전자선 및 감마선 조사된 시료의 미생물검사는 총세균(total aerobic bacteria), 효모/곰팡이 (yeasts & molds), 대 장균군(conforms)으로 구분하여 표준방법(17,19)에 따라 실시하고, 각 미생물 검사는 3 반복으로 실시하면서 CFU(colony forming unit)로 계수하였다.또한 계수된 잔존 생균수로부터 생존곡선을 그려 아래 식에 따라 방사선감수성 (D(4)value, decimal reduction dose for the initial microbial population)을확인하였다(20).
- 전자선과 감마선 조사에 의한 고추 및 생강 분말에 오염된 미생물의 방사선 감수성을 확인하고자, 초기 오염 총세균의 농도를 90% 사멸시키는데 필요한 조사선량(%, value)을 계산하여 보았다. Table 3에 나타난 바와 같이 고추분말의 경우 전자선은 1.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 시료로서 고추(Capsz'cs annum L.) 분말은 대구 D시장의 고추방앗간에서 '96년 산 통고추를 꼭지와 종자를 제거한 후 분말화한 것(고추 분말 I)과 시중에 유통되고 있는 분말고추('96년산 600 g PE 포장, 고추분말 II)로 하였다. 한편 생강(Zingiber ojfcinale Roscoe) 분말은 국내에서 유통되고 있는 분말 제품을 각각 구입하여 각각 I, II 및 10로 구분하여 사용하였다.
- 0%). 이같이 방사선 조사된 시료는 비조사 대조시료와 함께 PE 용기에 밀봉하여 실온에서 4개월 간 저장하면서 실험에 사용하였으며, 향신료 분말의 살균 후 저장중 미생물 생육, 색도 및 관능적 품질 평가에는 고추분말 II와 생강분말 n 만을 대상으로 하였다.
- ) 분말은 대구 D시장의 고추방앗간에서 '96년 산 통고추를 꼭지와 종자를 제거한 후 분말화한 것(고추 분말 I)과 시중에 유통되고 있는 분말고추('96년산 600 g PE 포장, 고추분말 II)로 하였다. 한편 생강(Zingiber ojfcinale Roscoe) 분말은 국내에서 유통되고 있는 분말 제품을 각각 구입하여 각각 I, II 및 10로 구분하여 사용하였다. 이상의 시료 중 미생물 농도가 비교적 높은 고추분말 II와 생강분말 II를 선택하여 저장실험에 사용하였으며, 이들의 일반성분은 수분 18.
데이터처리
- 이때 각 시료에 대한 등급은 panel 자신에 의해 "차이가 없다” 는 5, ”R보다 대단히 좋다”는 1, 그리고 ”R보다 대단히 나쁘다”는 9로 평가하였다. 방사선 조사된 고추 및 생강 분말의 조사선량 별 색과 냄새에 대한 각 시료간의 유의성 검정'끼은 statistical analysis system에 의한 분산분석과 Duncan's multiple range test를 이용하여 실시하였다.
- 분말시료에 대한 기계적 색도는 color/color difference meter(Minolta, model CR-200, Japen) 를 사용하여 Hunter's color value(L, a, b, AE)를 5회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 이때 사용된 표준백판의 L, a, b값은 각각 97.
이론/모형
- 살균처리된 고추 및 생강 분말의 색 (color)과 냄새(odor)에 중점을 두어 무처리 대조구를 표준시료(R)로 하여 다시료비교법 S22에 의하여 실시하였다. 이때 각 시료에 대한 등급은 panel 자신에 의해 "차이가 없다” 는 5, ”R보다 대단히 좋다”는 1, 그리고 ”R보다 대단히 나쁘다”는 9로 평가하였다.
성능/효과
- 결과는 Table 5와 같다. 각 시료에 대한 평가에서 "표준시료와 차이가 없다”를 5점으로 하여 평가해 본 결과, 관능평점은 3.13-5.88 범위로 대조시료와 큰차이가 없음을 알 수 있었다. 그러나 15 kGy의 감마선 조사구에서는 두 시료 모두 색상이 유의적으로 변화되었다.
- 결과는 Table 4와 같다. 고추 및 생강 분말의 명도를 나타내는 L값은 5 kGy 이상의 조사선량에서 다소 증가되었으며, 전자선과 감마선 간에는 차이가 없었다. 적색도를 나타내는 a값은 고추분말의 경우 거의 변화가 없었고, 생강분말은 다소 감소되었다.
- 고추분말의 오염 미생물에 대한 살균시험에서 5kGy 의 전자선 조사는 미생물의 농도를 2~3 log cycles 정도 감소시킬 수 있었고, lOkGy 조사구에서는 총 세균의 농도를 검출한계 이하로 감소시켰다(Table 2). 특히 대장균군은 2.
- 국내 식품공전(15)에서 향신료 가공품과 분말수프의 미생물 규격은 대부분 대장균군이 음성으로 규정되어 있으며, 식품제조업계에서 통용되고 있는 기준으로서 수출용 분말수프의 경우에는 총세균수 5X104 이하/g, 대장균(군), Bacillus cereus, Salmonella, yeasts & molds, Staphylococcus aureus, Clostridium perfrigens 둥은 각각 음성으로 규정되어 있다(17,18). 따라서 본 실험에 사용된 시료, 즉 유통되고 있는 고추 및 생강 분말은 살균처리가 요구되는 것으로 확인되었다.
- 또한 살균처리된 향신료 시료들을 실온에서 4개월간 저장 후 미생물의 생육상태를 평가해 본 결과, Table 2와 같이 미생물 생육상태는 전반적으로 큰 변화가 없었으나, 일부 시료에서 미생물의 농도가 증감되었다. 이와 같은 미생물 농도의 변화는 저장조건에 영향을 받게되므로(20), 저장 시료의 흡습을 막을 수 있는 밀봉 포장방법을 이용한다면 살균처리 후 미생물의 생육은 별 문제시되지 않는 것으로 판단된다5.
- 위생지표 미생물인 대장균군은 고추분말 II에서 102 CFU/g 수준으로 검출되었으며, 효모와 곰팡이는 매우 낮은 수준이었다. 또한 생강분말에 있어서는 Table 1과 같이 3종의 시료에서 총세균이 lO^lO5 CFU/g 수준이었고, 대형 포장(10kg)으로 가공업체에 납품되고 있는 시료에서는 효모 및 곰팡이가 IO, CFU/g, 대장균군이 102 CFU/g 수준으로 검출되었다. 국내 식품공전(15)에서 향신료 가공품과 분말수프의 미생물 규격은 대부분 대장균군이 음성으로 규정되어 있으며, 식품제조업계에서 통용되고 있는 기준으로서 수출용 분말수프의 경우에는 총세균수 5X104 이하/g, 대장균(군), Bacillus cereus, Salmonella, yeasts & molds, Staphylococcus aureus, Clostridium perfrigens 둥은 각각 음성으로 규정되어 있다(17,18).
- 생강 분말의 경우에는 모든 선량에서 조금(slight) 정도의 변색이 확인되었고, 고추분말은 입자 크기의 불균일성으로 인하여 다소 편차가 심하였으나 느끼는 정도(noticeable)의 색차가 인정되었다. 또한 시료를 실온에서 4개월 간 저장한 후 색도를 비교해 보았을 때 전반적으로 명도와 적색도는 감소현상을, 황색도는 증가 현상을 두드러지게 나타내었다. 그리고 방사선 조사구에 비해 대조구에서 색도 변화가 심하게 나타났다.
- 조사의 살균효과를 확인하여 보았다. 먼저 2종의 고추분말에서는 Table 1과 같이 미생물의 혼입도가 호기성 전세균은 105~106 CFU/g 수준이었다. 위생지표 미생물인 대장균군은 고추분말 II에서 102 CFU/g 수준으로 검출되었으며, 효모와 곰팡이는 매우 낮은 수준이었다.
- 전반적 색차를 나타내는 AE값의 변화를 NBS(National Bureau of Standards)의 기준에서 검토해 볼 때. 생강 분말의 경우에는 모든 선량에서 조금(slight) 정도의 변색이 확인되었고, 고추분말은 입자 크기의 불균일성으로 인하여 다소 편차가 심하였으나 느끼는 정도(noticeable)의 색차가 인정되었다. 또한 시료를 실온에서 4개월 간 저장한 후 색도를 비교해 보았을 때 전반적으로 명도와 적색도는 감소현상을, 황색도는 증가 현상을 두드러지게 나타내었다.
- 5 kGy, 효모 및 곰팡이는 5kGy 이하의 조사 선량에서도 검출한계 이하로 감균이 가능하였으며, 전자선의 이와 같은 살균효과는 감마선과 거의 유사함을 알 수 있었다(Table 2). 생강분말에 있어서는 Table 2에 나타난 바와 같이 오염미생물의 방사선 감수성이 고추 분말과 거의 유사하였으며, 대장균군의 사멸을 위해서는 2.5 kGy 이하가 요구되었으며 , 7.5 kGy 조사는 모든 미생물의 농도를 검출한계 이하로 감소시킬 수 있었으며, 생강분말의 경우에도 전자선 조사는 감마선 조사와 유사한 살균특성을 나타내었다.
- 먼저 2종의 고추분말에서는 Table 1과 같이 미생물의 혼입도가 호기성 전세균은 105~106 CFU/g 수준이었다. 위생지표 미생물인 대장균군은 고추분말 II에서 102 CFU/g 수준으로 검출되었으며, 효모와 곰팡이는 매우 낮은 수준이었다. 또한 생강분말에 있어서는 Table 1과 같이 3종의 시료에서 총세균이 lO^lO5 CFU/g 수준이었고, 대형 포장(10kg)으로 가공업체에 납품되고 있는 시료에서는 효모 및 곰팡이가 IO, CFU/g, 대장균군이 102 CFU/g 수준으로 검출되었다.
- 이상의 결과에서 고추 및 생강 분말에 혼입된 미생물의 관리를 위해서는 5-7.5 kGy 범위의 전자선 조사가 요구되며, 이는 처리 직후 및 실온 저장 4개월 이후에도 미생물학적 품질개선이 가능함을 시사하였다. 따라서 효과적인 포장방법이 사용된다면 전자선 조사 후 장기간 저장도 가능하리라 생각된다.
- 이상의 결과에서 볼 때 고추, 생강 둥의 건조향신료는 분말상태에서 살균처리 하게 되므로 기존의 훈증법과는 달리 감마선이나 전자선 조사법은 포장된 상태에서도 살균처리가 가능하므로 실용성이 크다 할 수 있다. 특히 적정선량의 전자선은 그 살균효과가 감마선과 유사할 뿐 아니라 관능적 품질 면에서도 양호한 것으로 나타나 새로운 살균기법으로 실용화 연구가 기대된다.
- 77 kGy로 시료의 종류와 조사선원 간의 차이가 나타났다. 이상의 결과에서 볼 때 전자선은 감마선에 비해 낮은 %값을 보여 살균에 필요한 선량이 다소 낮게 나타났다. 이 같은 결과는 감마선과 전자선의 조사공정상의 차이가 주요 원인으로 사료된다.
- 한편 생강(Zingiber ojfcinale Roscoe) 분말은 국내에서 유통되고 있는 분말 제품을 각각 구입하여 각각 I, II 및 10로 구분하여 사용하였다. 이상의 시료 중 미생물 농도가 비교적 높은 고추분말 II와 생강분말 II를 선택하여 저장실험에 사용하였으며, 이들의 일반성분은 수분 18.11%와 9.59%, 조단백질 14.64%와 8.61%, 조지방 12.57%와 2.10%등으로 나타났다.
- 고추 및 생강 분말의 명도를 나타내는 L값은 5 kGy 이상의 조사선량에서 다소 증가되었으며, 전자선과 감마선 간에는 차이가 없었다. 적색도를 나타내는 a값은 고추분말의 경우 거의 변화가 없었고, 생강분말은 다소 감소되었다. 분말의 황색도(b값)는 7.
- 특히 대장균군은 2.5 kGy, 효모 및 곰팡이는 5kGy 이하의 조사 선량에서도 검출한계 이하로 감균이 가능하였으며, 전자선의 이와 같은 살균효과는 감마선과 거의 유사함을 알 수 있었다(Table 2). 생강분말에 있어서는 Table 2에 나타난 바와 같이 오염미생물의 방사선 감수성이 고추 분말과 거의 유사하였으며, 대장균군의 사멸을 위해서는 2.
후속연구
- 5 kGy 범위의 전자선 조사가 요구되며, 이는 처리 직후 및 실온 저장 4개월 이후에도 미생물학적 품질개선이 가능함을 시사하였다. 따라서 효과적인 포장방법이 사용된다면 전자선 조사 후 장기간 저장도 가능하리라 생각된다. 이러한 결과는 Kwon 등(5)과 Cho 등(24)의 고추가루의 살균을 위해 요구된 감마선 조사선량과 Ito 등의 전자선과 감마선이 조사된 향신료의 D]0 값에 비해 낮은 값이었는데, 이는 시료의 초기 미생물 농도가 다소 낮은데 기인한 것으로 생각된다.
- 특히 적정선량의 전자선은 그 살균효과가 감마선과 유사할 뿐 아니라 관능적 품질 면에서도 양호한 것으로 나타나 새로운 살균기법으로 실용화 연구가 기대된다.
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