본 연구에서는 축산 부산물인 닭발을 산과 알칼리에 각각 침지하여 제조한 젤라틴의 이화학적 특성을 조사하였다. 침지조건에 따른 아미노산 함량은 큰 차이가 없었으나 상업적으로 판매되는 돈피나 소가죽 젤라틴과는 그 조성이 달랐다. 이는 원료의 특성과 제조공정의 차이에서 기인하는 것으로 사료된다. 젤라틴의 수율과 젤라틴 겔의 경도는 산성 조건에서 24시간 침지한 경우에, 알칼리 조건에서 1주 침지한 경우에 가장 높다고 평가되었다. 점도와 투명도는 침지기간이 증가함에 따라 산성 조건에서는 증가한 반면 알칼리 조건에서는 감소하였다. 색도는 산처리 닭발 젤라틴 겔이 알칼리처리 젤라팅 겔에 비해 L값은 높고, a값과 b값이 낮아 미관상 더 바람직하다. 이화학적 특성이 우수한 산처리 24시간 침지 시료와 알칼리 처리 1주 침지 시료의 분자량 분포를 Gel permeation chromatography로 살펴본 결과, 두 시료 모두 12개의 획분으로 구성되었다. 가장 많이 발견되는 분자량은 669 kD으로 알칼리 처리 시료가 산처리 시료에 비해 두 배나 많았으며, 300 kD 이하는 산처리 시료가 알칼리 처리군에 비해 현저히 많아 산처리 시료가 알칼리 처리군에 비해 상대적으로 저분자화 되어있었다.
본 연구에서는 축산 부산물인 닭발을 산과 알칼리에 각각 침지하여 제조한 젤라틴의 이화학적 특성을 조사하였다. 침지조건에 따른 아미노산 함량은 큰 차이가 없었으나 상업적으로 판매되는 돈피나 소가죽 젤라틴과는 그 조성이 달랐다. 이는 원료의 특성과 제조공정의 차이에서 기인하는 것으로 사료된다. 젤라틴의 수율과 젤라틴 겔의 경도는 산성 조건에서 24시간 침지한 경우에, 알칼리 조건에서 1주 침지한 경우에 가장 높다고 평가되었다. 점도와 투명도는 침지기간이 증가함에 따라 산성 조건에서는 증가한 반면 알칼리 조건에서는 감소하였다. 색도는 산처리 닭발 젤라틴 겔이 알칼리처리 젤라팅 겔에 비해 L값은 높고, a값과 b값이 낮아 미관상 더 바람직하다. 이화학적 특성이 우수한 산처리 24시간 침지 시료와 알칼리 처리 1주 침지 시료의 분자량 분포를 Gel permeation chromatography로 살펴본 결과, 두 시료 모두 12개의 획분으로 구성되었다. 가장 많이 발견되는 분자량은 669 kD으로 알칼리 처리 시료가 산처리 시료에 비해 두 배나 많았으며, 300 kD 이하는 산처리 시료가 알칼리 처리군에 비해 현저히 많아 산처리 시료가 알칼리 처리군에 비해 상대적으로 저분자화 되어있었다.
Physicochemical properties of chicken feet gelatin produced under acidic and alkaline conditions were investigated. Amino acid content of chicken feet gelatin was different from that of commercial gelatin due to the differences in raw materials and production process. Yield and hardness of chicken f...
Physicochemical properties of chicken feet gelatin produced under acidic and alkaline conditions were investigated. Amino acid content of chicken feet gelatin was different from that of commercial gelatin due to the differences in raw materials and production process. Yield and hardness of chicken feet gelatin reached maximum at 24 h under acidic condition and at 1 week under alkaline condition, respectively. As the soaking period increased, viscosity and clarity increased under acidic condition, while decreased under alkaline condition. Color of the acid-treated chicken feet gelatin gel was more desirable than that of the alkali-treated on based upon L, a, b values. From gel permeation chromatography of the chicken feet gelatin, 12 subunits were detected. The amount of high molecular weight subunits, which is related to viscosity and hardness, of the alkali-treated chicken feet gelatin was twice as much as that of the acid-treated one.
Physicochemical properties of chicken feet gelatin produced under acidic and alkaline conditions were investigated. Amino acid content of chicken feet gelatin was different from that of commercial gelatin due to the differences in raw materials and production process. Yield and hardness of chicken feet gelatin reached maximum at 24 h under acidic condition and at 1 week under alkaline condition, respectively. As the soaking period increased, viscosity and clarity increased under acidic condition, while decreased under alkaline condition. Color of the acid-treated chicken feet gelatin gel was more desirable than that of the alkali-treated on based upon L, a, b values. From gel permeation chromatography of the chicken feet gelatin, 12 subunits were detected. The amount of high molecular weight subunits, which is related to viscosity and hardness, of the alkali-treated chicken feet gelatin was twice as much as that of the acid-treated one.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 육계소비의 증가로 생산량이 많음에도 불구하고 이용률이 저조한 닭발을 이용하여 젤라틴을 얻을 수 있는 방법을 모색하는 기초 단계로서 닭발의 침지시 pH가 닭발 젤라틴 및 겔의 이화학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.
투명도는 젤라틴의 순도, 등전점, 염의 침전 등14)에 의해 영향을 받는데 본 실험은 닭발 젤라틴을 얻기 위한 기초 연구로 그 원인에 대한 고찰을 하지 않았다. 차후 젤라틴의 정제과정과 관련하여 각 요인 및 그 교호작용에 대한 실험이 요구된다 하겠다.
가설 설정
05, Tukey test). 2,Viscosky=K- t- p. K; the viscometer constant=0.
제안 방법
British standard 757방법(27)에 준하여 준비한 62/3% 젤라틴 분산액을 60℃의 점도계용 항온수조(Model 2930, 동양화학,서울)에서 capillary viscosimeter(Cannon-Fenske Routine Vs- cosimeter No. 150, Schott-Gerate GmbH, Hofheim, Ger- many)를 사용하여 측정하였으며, 20 ml의 시료를 viscosimeter에 넣고 윗 표시선에서 아래 표시선까지 내려오는데 걸리는 시간을 측정하여 cp 단위로 환산하였다. 점도를 계산하는 식은 다음과 같다.
산과 알칼리 처리군 중에서 이화학적 및 텍스처 특성이 바람직하다고 생각되는 시료 즉, 산처리는 24시간 침지와 알칼리 처리 1주 시료를 Gel permeation chromatography로 분자량의 분포을 살펴보았다(Fig. 1). 두 시료 모두 12개의 획분으로 구성되었으며, 가장 많이 발견되는 분자량은 669 kD으로 산처리 시료에서는 약 31%, 알칼리 처리 시료에서는 77% 로 알칼리 처리 시료가 산처리 시료에 비해 두 배나 많았다.
형성된 젤라틴 겔을 3X3X2cm3의 크기로 잘라 Texture Analyzer (TA-XT2I, Stable Microsystems LTD, Godaiming, UK)를 사용하여 Texture Profile Analysis를 실시하였으며 즉정조건은 Table 2과 같다. 시료를 2번 압착하였을 때 얻어진 두 개의 곡선으로부터 경도(hardness), 파쇄 성(fracturability), 부착성 (adhesiveness), 응집 성 (cohesiveness) 및 탄성 (springiness) 값을 측정하였다. 한 시료당 3회 반복 측정하였으며 모든 특성은 시료 제조부터 측정까지 전 과정을 3회 반복 평가하였다.
침지기간 중에 빠져 나온 핏물, 불순물 등을 제거하고 적정 pH를 유지하기 위하여(4,5) pH 2 용액은 침지 후 6시간에, pH 12 용액은 침지 후 24시간에 새로 준비한 침지수로 교환하였다. 일정기간 침지시켰던 닭발을 수세하고, 닭발에 침투된 염 이온을 제거하기 위하여 일정량의 물을 일정 시간 간격으로 교환해 주었다.
젤라틴의 색도는 젤라틴의 농도가 2%가 되도록 제조한 분산액을 1(TC 항온기에서 17±1시간동안 숙성시킨 후 3X3 X 1cm3 의 크기로 일정하게 자른 후 색도계(CQU/UNL1200- 2, Hunter Associates Laboratory, Inc., Reston, VA, USA) 로측정하였다. 투명도는 1% 젤라틴 분산액을 spectrophotometer (Spectronic 301, Milton Roy Co.
침지 기간은 예비실험을 통해 pH 2 용액은 12, 24, 36 및 48시간으로 결정하였으며, pH 12 용액은 1, 2, 3 및 4주로 하였다. 침지기간 중에 빠져 나온 핏물, 불순물 등을 제거하고 적정 pH를 유지하기 위하여(4,5) pH 2 용액은 침지 후 6시간에, pH 12 용액은 침지 후 24시간에 새로 준비한 침지수로 교환하였다.
침지과정이 끝난 닭발을 일정량의 증류수에 넣어 문헌25) 과 예비실험을 통해 결정된 70℃의 water bath (C-WB, 창신과학, 서울)에서 일정 교반속도로 3시간동안 추출하였다. 추출을 마친 용액은 여과 후 원심분리(7148Xg, 10min) 하였으며, 상층액을 감압 여과한 후 냉동건조하였다.
시료를 2번 압착하였을 때 얻어진 두 개의 곡선으로부터 경도(hardness), 파쇄 성(fracturability), 부착성 (adhesiveness), 응집 성 (cohesiveness) 및 탄성 (springiness) 값을 측정하였다. 한 시료당 3회 반복 측정하였으며 모든 특성은 시료 제조부터 측정까지 전 과정을 3회 반복 평가하였다.
형성된 젤라틴 겔을 3X3X2cm3의 크기로 잘라 Texture Analyzer (TA-XT2I, Stable Microsystems LTD, Godaiming, UK)를 사용하여 Texture Profile Analysis를 실시하였으며 즉정조건은 Table 2과 같다. 시료를 2번 압착하였을 때 얻어진 두 개의 곡선으로부터 경도(hardness), 파쇄 성(fracturability), 부착성 (adhesiveness), 응집 성 (cohesiveness) 및 탄성 (springiness) 값을 측정하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 닭발은 하림(논산)에서 당일 도살된 육계에서 취한 것으로 겉껍질을 제거한 후 수세하여 실험 1회 분량씩(300g) 밀봉하여 냉동(-20℃) 보관하였다. 전처리와 추출 과정을 용이하게 '하고자 닭발을 4-5토막으로 잘랐으며, 시료내 핏물과 불협잡물을 제거하기위해 실온 (25 ±2℃)에서 수돗물에 담가 해동하여 사용하였다.
데이터처리
실험결과의 통계처리는 SAS(statistical analysis system) package29)를 이용하여 분산분석과 Duncan's multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
Gel permeation chromatography(28) 사용하여 젤라틴의 분자량 분포를 확인하였다. 2.
젤라틴의 아미노산은 o-Phthaladehyde(OIA)법(26)에 따라 HPLC(HP1100, Agilent, USA)를 사용하여 분석하였다. 시료는 1% 젤라틴 용액에 염산을 동량 취하여 litre에서 24시간 동안 산 가수분해한 후 세척과 증발을 반복하여 염산을 제거하여 준비하였다.
성능/효과
1). 두 시료 모두 12개의 획분으로 구성되었으며, 가장 많이 발견되는 분자량은 669 kD으로 산처리 시료에서는 약 31%, 알칼리 처리 시료에서는 77% 로 알칼리 처리 시료가 산처리 시료에 비해 두 배나 많았다. 획분의 구성비율을 살펴보면 산처리군은 300 kD정도가 14%, 67-140 kD이 13.
색도계로 측정한 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b)는 각각의 처리군내에서는 침지기간에 따른 유의적인 차이가 없었으나 두 처리군간에 값의 차이가 있었다. 명도의 경우는 산처리군이 알칼리 처리군에 비해 높았으며, 적색도 및 황색도는 알칼리 처리군이 산 처리군에 비해 높았다. 즉, 산처리 젤라틴이 알칼리 처리 젤라틴에 비해 밝은 색깔과 낮은 붉은 정도 및 노란 정도를 나타내어 미관상 더 바람직하였다.
파쇄성은 산처리군의 경우 12 시간 침지. 시료에서 얻어진 젤라틴 겔이 높은 값을 나타내었고 그 이후로는 차이가 없었으며 알칼리 처리군은 침지 기간에 따른 차이가 없었다. 부착성은 산 처리군에서 12시간 침지시 높게 나타났으나 24시간 침지 이후로는 침지 기간에 따른 차이가 없었다.
이러한 결과는 Calcium hydroxide를 사용한 소가죽의 알칼리처리시 처리기간이 길어질수록 젤라틴의 수율이 증가한다는 Ames의 보고와 상충되는데 이는 김 등(16)이 가축껍질에 비해 조직이 연한 어류껍질의 침지 기간이 길어질수록 수율이 감소한다고 보고하였듯이 닭발의 콜라겐이 소나 돼지의 껍질에 비해 연하기 때문으로 사료된다. 원료별 수율을 살펴보면 어류껍질이 5.0-12.3%, 소가죽이 7~16%, 소뼈⑸가 14-18%, 그리고 돼지껍질이 18~22%로 본 실험의 닭발 수율이 현저히 낮은 것으로 나타났다. 이는 닭발의 단백질 함량이 다른 원료에 비해 비교적 낮을 뿐 아니라 상업적으로 생산되는 젤라틴의 경우 동일한 원료에 대해 50~60℃에서 시작하여 80P까지 반복 추출425>하는 반면, 본 실험에서는 1회만 추출하였기 때문인 것으로 볼 수 있다.
특성을 나타내었다. 젤라틴 겔의 경도는 산처리군에서 24시간 침지 이후에 12시간 침지에 비해 유의적으로 높아졌으며, 알칼리 처리군에서는 침지 1주일에 가장 높았다가 침지 기간이 길어질수록. 점차 감소하여 산처리군과 반대되는 경향을 나타내었다.
명도의 경우는 산처리군이 알칼리 처리군에 비해 높았으며, 적색도 및 황색도는 알칼리 처리군이 산 처리군에 비해 높았다. 즉, 산처리 젤라틴이 알칼리 처리 젤라틴에 비해 밝은 색깔과 낮은 붉은 정도 및 노란 정도를 나타내어 미관상 더 바람직하였다.
이는 젤라틴의 아미노산 조성이 원료 콜라겐의 종류(30)와 생산공정(4)에 따라 달라질 수 있기 때문인 것으로 사료된다. 침지조건이 상이한 두 가지 절라틴의 아미노산 조성은 대부분 동일하나 Proline의 함량이 산처리군에서 알칼리 처리군에 비해 높게 나타났다.
투명도는 산처리의 경우에 침지 기간이 길어질수록 증가하는 반면, 알칼리 처리의 경우는 감소하는 경향을 나타내었다. 투명도는 젤라틴의 순도, 등전점, 염의 침전 등14)에 의해 영향을 받는데 본 실험은 닭발 젤라틴을 얻기 위한 기초 연구로 그 원인에 대한 고찰을 하지 않았다.
두 시료 모두 12개의 획분으로 구성되었으며, 가장 많이 발견되는 분자량은 669 kD으로 산처리 시료에서는 약 31%, 알칼리 처리 시료에서는 77% 로 알칼리 처리 시료가 산처리 시료에 비해 두 배나 많았다. 획분의 구성비율을 살펴보면 산처리군은 300 kD정도가 14%, 67-140 kD이 13.5%로 알칼리 처리군의 0%와 2.8%에 비해 현저히 많아 알칼리 처리군에 비해 상대적으로 저분자화 되어있음을 알 수 있다. 이는 겔 강도 측면에서 알칼리 침지 1주 시료가 산처리 24시간 시료에 비해 높은 강도를 나타내 분자량이 높은 획분이 많을수록 겔 강도가 높다는 Johnston- Banks 의 보고(4)와 일치하였다.
후속연구
투명도는 젤라틴의 순도, 등전점, 염의 침전 등14)에 의해 영향을 받는데 본 실험은 닭발 젤라틴을 얻기 위한 기초 연구로 그 원인에 대한 고찰을 하지 않았다. 차후 젤라틴의 정제과정과 관련하여 각 요인 및 그 교호작용에 대한 실험이 요구된다 하겠다. 색도계로 측정한 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b)는 각각의 처리군내에서는 침지기간에 따른 유의적인 차이가 없었으나 두 처리군간에 값의 차이가 있었다.
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