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문제 정의
- 본 연구에서는 ohmic heating에 의한 고춧가루의 살균 효과를 살펴보고, 살균된 고춧가루로 양념오징어젓갈을 제조하여 고춧가루의 살균방법으로 ohmic heating의 이용 가능성 여부를 검토하였다.
제안 방법
- - Ohmic heating에 의해 열처리한 고춧가루 paste중 살균효과가 가장 좋았던 전계강도 1100V/m, 온도 90℃에서 holding time별 색도변화를 측정하였다(Table 3).
- - 고춧가루를 ohmic heating 살균시 열처리 온도별 살균효과를 알아보기 위하여 전계강도(electrical field strength)를 500 V/m 및 700V/m으로 고정하고, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃ 및 90℃에 도달할 때까지 열처리하였을 때 생균수의 변화를 측정하었다(Table 1).
- - 열처리 온도별 살균효과를 알아보기 위하여 전계강도(electrical field strength)를 고정하고 50℃, 60℃, 70℃, 80℃ 및 90℃에 도달할 때까지 열처리하였으며, holding time에 의한 살균효과는 1100V/m에서 온도를 고정하고 10분, 20분, 30분 그리고 40분간 열처리하였다.
- Ohmic heater내에서의 온도조절, 시료액의 공급 및 데이터수집 등은 모두 자동화하였고, 온도는 PWM(pulse width modulation) 방식으로 제어되도록 하였으며, 전압은 변압기로 조절하였다. Ohmic heater는 육면체형으로 제작하였고, ohmic heater 내의 각 부위와 식품의 온도는 An 등1)및 Cho 등2)의 방법에 따라 T-type copperconstantan thermo-couple(φ 0.
- 위해 paste 상태로 제조하였다. 고춧가루와 멸균된 증류수를 1 : 3으로 혼합하고 상온의 균질기에서 교반(5,000rpm)한 것을 고춧가루 paste로 하였으며, ohmic heating 처리에서 전해질로 작용하는 식염의 농도는 3%를 첨가하였다.
- 3)에 따라서 측정하였다. 시료는 각각 30g씩 무균적으로 취하고 여기에 멸균 생리식염수 270ml를 가하여 균질화(10,000rpm, 90sec., Waring Blender, USA)하여 생균수는 plate count agar(Difco, Co, USA) 그리고 효모 및 곰팡이는 potato dextrose agar(Difco, Co., USA)로 측정하였다. 이때 균수는 1 g당 CFU(colony forming unit)로 환산하였으며, 5회 측정하여 평균값을 나타내었다.
- 양념젓갈 제조시 미생물의 주혼입원으로 추정되는 고춧가루를 살균하기 위하여, paste 상태로 제조한 고춧가루를 ohmic heating system으로 열처리 살균하여 생균수변화를 측정하였다. 이때 paste 상태로 제조한 고춧가루의 생균 수는 8.
- 증폭기로 구성하였다. 온도감지센서와 히터 및 펌프의 구동을 위한 증폭기는 IC 모듈과 5B39 및 5B47 등의 AIQ 및 D/A 변환기로 구성하였고, 전체가열시스템은 Turbo-C로 개발한 Fig. 2 및 Fig. 3의 프로그램에 의해 운전되도록 하였다.
- 전체적으로 제어부분, 운전부분 및 온도센싱 부분으로 구성되어 있으며, 제어부분은 컴퓨터, 프로그램 및 controller, 운전부분은 펌프, 히터, 각종 탱크 및 변환기, 센싱부분은 thermocouple-4 증폭기로 구성하였다. 온도감지센서와 히터 및 펌프의 구동을 위한 증폭기는 IC 모듈과 5B39 및 5B47 등의 AIQ 및 D/A 변환기로 구성하였고, 전체가열시스템은 Turbo-C로 개발한 Fig.
- 한편 살균 고춧가루 사용 오징어젓갈은 ohmic heating 살균시 전해질로 식염이 첨가되는 것을 감안하여 식염 첨가량을 조정하여 젓갈을 제조하였다.
- 혼합 후 5P에서 60일간 숙성시켜 반제품을 제조하고 반제품 중량대비 고춧가루 6%, 마늘 2%, 물엿 2%, 생강 2%, 설탕 0.5% 등의 부재료를 첨가하여 오징어젓갈을 제조하였다(Fig. 4).
대상 데이터
- - 선도가 균일하고 좋은 국내산 오징어(Todarodes pacificuse: 구입하여 창자와 먹통을 제거시킨 원료를 잘게 세절하여 사용하였다.
데이터처리
- , USA)로 측정하였다. 이때 균수는 1 g당 CFU(colony forming unit)로 환산하였으며, 5회 측정하여 평균값을 나타내었다.
이론/모형
- - 생균수, 효모 및 곰팡이는 미국 FDA의 권장방법인 bacteriological analytical manual 7th ed.3)에 따라서 측정하였다. 시료는 각각 30g씩 무균적으로 취하고 여기에 멸균 생리식염수 270ml를 가하여 균질화(10,000rpm, 90sec.
- - 일반성분 분석방법으로 수분은 감압가열건조법, 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 조회분은 건식회화법에 의해 정량하였다.
- 조절하였다. Ohmic heater는 육면체형으로 제작하였고, ohmic heater 내의 각 부위와 식품의 온도는 An 등1)및 Cho 등2)의 방법에 따라 T-type copperconstantan thermo-couple(φ 0.2 mm)로 제작한 열전대(thermosensor)를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- - Holding time에 따른 살균 효과를 알아보기 위하여 전계강도 1100V/m에서 온도를 80℃, 90℃로 고정하고 10분, 20분, 30분 그리고 40분간 열처리하였을 때, 고춧가루의 생균수는 holding time이 증가할수록 급속히 감소하는 경향을 나타내었다. 80℃에서는 10분 이상 열처리하였을 때 105CFU/g 이하로, 40분 이상 열처리하였을 때 104CFU/g 이하로 감소하였다.
- Holding time이 증가할수록 L, a, b값이 미약한 감소를 보였으나, total color difference인 ΔE값을 NBS(National Bureau of Standard) 단위로 계산한 결과 holding time이 20분까지는 ΔE값이 0.5이하로 색차가 거의 없었으며(trace), 그 이상에서도 ΔE값이 1.5이하로 색차가 미약하였다(slight).
- 6×104CFU/g로 증가하였으나, 효모 및 곰팡이는 거의 검출되지 않았다. 그러나 2차조미후에 살균고춧가루를 이용하여 제조한 양념오징어젓갈의 생균수는 8.3×103CFU/g으로 숙성후 생균수보다 감소하였으나, 일반고춧가루를 사용시는 1.6×106CFU/g으로 1.8-log-unit이 증가하였다. 특히 숙성 후에는 거의 검출되지 않았던 효모 및 곰팡이가 일반고춧가루를 사용하였을 때는 9.
- 생균수는 원료오징어가 9.0×10CFU/g이던 것이 숙성후에는 3.6×104CFU/g로 증가하였으나, 효모 및 곰팡이는 거의 검출되지 않았다. 그러나 2차조미후에 살균고춧가루를 이용하여 제조한 양념오징어젓갈의 생균수는 8.
- 열처리온도가 증가할수록 생균수는 완만한 감소율을 보였는데, 500 V/m와 700 V/m에서 모두 70℃까지는 생균수가 106CFU/g 이상이었으며, 90℃에서는 500V/m 처리시 9.0×105CFU/g으로 약 1-log-unit이 감소하였고 700V/m 처리시는 7.8×106CFU/g으로 약 1.1-log-unit이 감소하였다.
- 1×102CFU/g이 검출되었으나, 살균고춧가루를 사용하였을 때는 거의 검출되지 않았다. 이러한 결과는 양념오징어젓갈 제조시 사용되는 고춧가루에서 대부분의 미생물이 혼입된다는 사실을 반영하는 결과이며, 특히 유통중 변패의 주요 항목인 곰팡이 발생이 고춧가루로부터 기인된다는 것을 알 수 있다.
- 이상의 결과에서, 고춧가루에서 유래되는 미생물은 대부분 토양성 미생물로 내열성이 강하며, 가열 등에 의해 품질이 저하되어 살균이 어려운 점을 감안해볼 때, 고춧가루의 살균방법으로 ohmic heating 방법이 유용하든 것을 시사해주며, 김5)이 된장, 고추장 등의 paste상 식품에 ohmic heating을 적용하였을 때 살균효과가 뛰어나다는 보고와 유사한 결과를 나타내었다.
- 전계강도 1100V/m, 온도 90℃ 그리고 holding time 40분으로 살균한 고춧가루를 사용한 양념오징어젓갈의 제조공정별 일반성분 및 미생물의 균수를 측정한 결과 수분은 원료오징어가 80.23%, 일반고춧가루사용 양념오징어 젓갈이 65.94% 그리고 살균고춧가루사용 양념오징어젓갈이 66.85%로 약 14%정도 감소하였으며, 조회분은 원료오징어가 1.95%, 일반고춧가루사용 양념오징어젓갈이 9.26%, 살균고춧가루사용 양념오징어젓갈이 9.14%로 약 8%이상 증가하였다(Table 4).
후속연구
- 한편, 5℃에서 60일간 숙성시 생균수가 3.6×104CFU/g으로, 오징어젓갈을 저온에서 발효시킬 때 생균수의 증가와 젓갈의 발효 및 관능적 품질은 상관관계가 매우 크며, 소금 7% 오징어젓갈을 10℃에서 숙성하였을 때 생균수가 108CFU/g 정도일 때 젓갈이 잘 익은 상태라는 김6)의 결과와는 다르나, 젓갈의 숙성에는 미생물이 분비하는 protease의 작용 뿐 아니라 자가소화효소의 작용도 중요하다는 연구보고를 참조해 볼 때, 젓갈숙성중의 생균수 및 미생물 분포상의 경시변화와 품질의 상관성은 연구가 더욱 보완되어야 할 것으로 생각된다.
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