[논문]우유의 열처리 및 저장 조건에 따른 Lactulose의 함량 변화

김철현; 백승천; 정운현

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시유의 적정품질관리 지표를 설정하기 위하여 열처리에 따른 lactulose의 생성에 관해 실험하였으며 결과는 다음과 같다. 살균기를 이용하여 HTST 및 UHT로 처리하여 4, 10, 3$0^{\circ}C$에서 각각 4주간 저장하며 lactulose의 함량변화를 측정한 결과 모든 처리구에서 저장기간에 따라 지속적으로 증가 하였으나, 4, 1$0^{\circ}C$에서는 최초 1.5mg/100m1에서 저장 4주째 1.93mg/100m1 및 2.14mg/100m1으로 미량 증가하였으며 3$0^{\circ}C$에서는 저장 4주째 4.88mg/100m1으로 생성량이 높게 나타났다. 또한 glycerol bath를 이용하여 75$^{\circ}C$에서 10~120초, 13$0^{\circ}C$에서 2~60초간 열처리하고 시간에 따른 함량변화를 측정한 결과 각 처리구에서 열처리시간과 lactulose의 증가량간에는 매우 높은 상관관계를 나타내며(75$^{\circ}C$ : r=0.986, P<0.001 ; 13$0^{\circ}C$ r=0.987 P<0.001)지속적으로 증가하였다. 또한 전지환원유의 첨가량을 달리하여 UHT처리 후 lactulose 함량을 측정한 결과 환원유 첨가량과 함량의 증가간에는 높은 상관관계(r=0.982, P<0.001)를 나타내었다. 따라서 현재 미생물학적 방법에 의존하고 있는 시유의 품질관리를 좀더 효율적으로 명확히 하기위해서는 열처리 방법 및 시간과 매우 높은 상관관계를 가지는 화학적 품질관리 지표의 도입이 필요한 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this work to determine the formation of lactulose during heat treatment process as a contribution to the estabilishment of limits of chemical indicators for different types of heat processed milk and analyze of lactulose for the reconstituted milk added samples. The HTST(75$\^{C}$

The aim of this work to determine the formation of lactulose during heat treatment process as a contribution to the estabilishment of limits of chemical indicators for different types of heat processed milk and analyze of lactulose for the reconstituted milk added samples. The HTST(75$\^{C}$/15s) and UHT(130$\^{C}$/2∼3s) treatment realized with a pilot plant and heat-treated samples were stroed at 4, 10, 30$\^{C}$ for 4 weeks. Changes in lactulose was evaluated at 7 days intervals. The other heat treatment was sealed in glass tube and heated at 75$\^{C}$ for 10 to 120s and heated at 130$\^{C}$ for 2 to 60s in a thermostatically controlled constant temperature bath of glycerol. The reconstituted milk was made with full fat dry milk that reconstituted with deionized water to 10% total solid, and was added to milk at 10, 20, 30% respectively. The samples processed with a HTST pilot plant showed that lactulose was contained at 1.47∼1.52mg/10()ml and 8.19 ∼8.32mg/100ml for UHT-treated samples. Changes in the lactulose content of heat-treated samples during storage at 4 and 10$\^{C}$ for 4 weeks caused a slight increase, however a noticeable increase was observed at 30$\^{C}$ for 4 week. The glass tube samples showed that high correlations between relative increase in content of lactulose and increasing processing times(75$\^{C}$ : r = 0.986, 130$\^{C}$ : r = 0.987, respectively). Added with reconstituted milk would cause a increase of the lactulose content linear with increasing addition amount(r = 0.982). This results observed for lactulose in commercial milk samples would applied to the detection of chemical changes during heat treatment and illegal use of reconstituted milk.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 이 연구는 열처리온도와 시간에 따른 시유의 품질변화를 최소화하기 위한 적정 품질관리지표를 설정하는데필요한 기초 자료를 제공하기 위해 열처 리 방법 및 시간에 따른 lactulose의 생성에 관해 실험하였다.

가설 설정

2) Means with the same letter are not significantly different (P<0.001).

제안 방법

Glycerol bath를 이용하여 HTST 및 UHT온도에서 시간을 각각 달리하여 열처리 하였으며 결과는 Table 3과 4에 나타 난 바와 같다. 열처리 후 최초 함량이 소형살균기 처리구보 다 약 0.
여기 서 얻어진 시료는 각각 4, 10, 30℃ 에서 저 장하며 1주일 간격 으로 4주간 저장하면서 lactulose의 생성 량을 측정하였다. 그 리고 열처 리온도 및 시간에 따른 생성 량 변화를 측정하기 위 하여 oil bath를 이용하여 glass tube(Pyrex, U.S.A., 10x150 mm)에 원유를 각각 5m씨 넣은 후 Table 1에 제시된 바오｝ 같이 열처리하고 냉각수를 이용하여 신속히 냉각한 후 lactulose의 생성량을 측정하였다. 또한 전지분유를 이용해 총 고형분 함량이 10%인 환원유를 제조하여 원유에 각각 10, 20, 30%의 농도로 첨가한 후 glycerol bath를 이용하여 130 ℃ /2~3초간 열처리하고 환원유의 첨가량에 따른 lactulose 생 성량을 측정하였다.
, 10x150 mm)에 원유를 각각 5m씨 넣은 후 Table 1에 제시된 바오｝ 같이 열처리하고 냉각수를 이용하여 신속히 냉각한 후 lactulose의 생성량을 측정하였다. 또한 전지분유를 이용해 총 고형분 함량이 10%인 환원유를 제조하여 원유에 각각 10, 20, 30%의 농도로 첨가한 후 glycerol bath를 이용하여 130 ℃ /2~3초간 열처리하고 환원유의 첨가량에 따른 lactulose 생 성량을 측정하였다.
시료는 서울우유협동조합에서 수유한 silo 탱크내 원유를 채취하여 사용하였으며, 열처리는 살균기(APV, Denmark)를 이용하여 UHT(130℃/2~3초)와 HTST(75℃/15초)로 처리하 였고, UHT처 리시 예열은 85~9CTC/30초간 실시하였다. 여기 서 얻어진 시료는 각각 4, 10, 30℃ 에서 저 장하며 1주일 간격 으로 4주간 저장하면서 lactulose의 생성 량을 측정하였다. 그 리고 열처 리온도 및 시간에 따른 생성 량 변화를 측정하기 위 하여 oil bath를 이용하여 glass tube(Pyrex, U.
표준시료는 lactulose(Sigma Chem. Co., U.S.A.)를 각각 1, 10, 100mg/100ml의 농도로 조제하여 얻어진 면적값에 의한 RI를 통해 표준곡선의 기울기 값을 검정하여 표준농도로 하였으며 HPLC의 분석조건은 Table 2에 제시된 바와 같다.

대상 데이터

시료는 서울우유협동조합에서 수유한 silo 탱크내 원유를 채취하여 사용하였으며, 열처리는 살균기(APV, Denmark)를 이용하여 UHT(130℃/2~3초)와 HTST(75℃/15초)로 처리하 였고, UHT처 리시 예열은 85~9CTC/30초간 실시하였다. 여기 서 얻어진 시료는 각각 4, 10, 30℃ 에서 저 장하며 1주일 간격 으로 4주간 저장하면서 lactulose의 생성 량을 측정하였다.
시료의 전처리는 IDF(1991)에 제시된 방법에 따라 다음과 같이 실시하였다. 전처리 시료는 zinc acetate dihydrate(Sigma Chem. Co., U.S.A.) 91g과 phosphotungstic acid 24 hydrate 54.6g 및 glacial acetic acid(Sigma Chem. Co., U.S.A.) 58.1ml 를 첨가하고 증류수를 이용하여 1 / 로 정용하여 사용하였다. 전처 리는 우유 15ml에 증류수 20ml를 첨가하고 전처리 시료 5.

이론/모형

시료의 전처리는 IDF(1991)에 제시된 방법에 따라 다음과 같이 실시하였다. 전처리 시료는 zinc acetate dihydrate(Sigma Chem.

성능/효과

이러한 높은 재현성으로 인해 IDF(1991) 에서는 UHT처리된 병장우유의 열처리 정도를 판별하는데 있어 lactulose의 생성율과 [3-lactoglobulin의 손실율 지표로 할 것과 이에 따른 UHT시유의 lactulose함량을 60mg/100ml 이하로 제한할 것을 권고하였다. 또한 살균기 처리구보다 glass tube에서 열처리된 시료의 lactulose함량이 약 0.1~1.0mg/lOOml 높은 것으로 나타났으나 이러한 결과는 열처리 방식에 따른 것으로 생각된다.
Glycerol bath를 이용하여 HTST 및 UHT온도에서 시간을 각각 달리하여 열처리 하였으며 결과는 Table 3과 4에 나타 난 바와 같다. 열처리 후 최초 함량이 소형살균기 처리구보 다 약 0.1~1.0mg/100ml 높게 나타났으며, HTST 및 UHT의 경우 각각의 처리구에서 열처리시간에 따른 lactulose의 생성 량 간에 각각 r=0.986(P<0.001), r=0.987(P<0.001)으로 고도 의 정의 상관관계를 보이며 지속적으로 증가하는 것으로 나 타났다. Hewedy 등(1994)은 lactulose오｝ furosine의 생성량이 열처리 온도와 가장 높은 상관관계(r=0.
1과 2에 나타난 바와 같다. 최초 열처리시 생성되는 lactulose의 함량이 HTST는 1.5mg/100ml, UHT는 8.3mg/100ml으로 각각 나타났으며, 저장기간 중의 변화는 두 처리구 모두에서 증가하는 것으로 나타났으나 4 와 10t 저장시에는 매우 완만한 증가를 보였고, 30笆에서저장 기간에 따른 lactulose의 생성 량이 더욱 높게 나타났다. Pellegrino 등(1995)은 UHT 처리된 멸균시유의 경우 유당의 카보닐기(carbonyl residues)와 유단백질의 아미노기 간의 amino-carbonyl반응에 의한 Maillard 반응은 저온에서 60일간 저장하였을 때에도 일어나지만, 유당의 이성체화{isome-rization)는 저온에서는 극히 적게 나타나고 주로 30~35℃에서 나타난다고 하였으며 Akalin과 Gonc(1997)도 유사한 결과를 보고하였다.
같다. 환원유의 함량이 증가함에 따라 lactulose의 함량은 지속적으로 증가하며 매우 높은 상관관계 (r=0.982, PC0.001)를 나타내었다.

후속연구

Montilla 등(1996)은 환원유의 비정상적인 첨가를 제한하는데 있어 lactulose fiirosine의 생성비를 확인하는 방법이 유효한 것으로 보고하였다. 이 실험결과 환원유를 첨가한 처 리구에서도 첨가수준에 따른 lactulose의 함량이 정 량적으로 명확히 검출되었으므로 향후 모조시유 또는 환원유 첨가 시유 등의 검출에 유효할 것으로 사료된다.

참고문헌 (16)

Akalin, A. S. and Gonc, S. (1997) Lactulose and 5-HMF contents in market milks. Milchwissenschaft, 52(7), 377-380

상세보기
Andrews, G. (1984) Distinguishing pasteurized, UHT and sterilized milks by their lactulose content. J. Society of Dairy Tech., 37, 92-95

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Corzo, N., Delgado, T., Troyano, E. and Olano, A. (1994) Ratio of lactulose to furosine as indicator of quality of commercial milk. J. Food Prot., 57(8), 737-739

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Geier, H. and Klostermeyer, H. (1983) Formation of lactulose during heat treatment of milk. Milchwissenschaft, 38(8), 475-477
Hewedy, M. M., Kiesner, C. Meissner, K. Hartkopf, J. and Erbersdobler, H. F. (1994) Effects of UHT heating of milk in an experimental plant on several indicators of heat treatment. J. Dairy. Res., 61, 305-308

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International Dairy Federation (1991) Heat treated milk-Determination of lactulose content. High performance liquid chromatography (reference method), International IDF standard, 147, 621-623
Montilla, A., Calvo, M. M., Santa-Maria, G., Corzo, N. and Olano, A. (1996) Correlation between lactulose and furosine in UHT -heated milk. J. Food Prot., 59(10), 1061-1064

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Montilla, A., and Olano, A. (1997) Effect of the protein content and dilution on the lactulose/furosine ratio in heat treated milk. Milchwissenschaft, 52(9), 506-507

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Olano, A. and Calvo, M. M. (1989) Kinetics of lactulose, galactose and epilactose formation during heat treatment of milk. Food Chem., 34, 239-248

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Pellegrino, L. (1994) Influence of fat content on some heat -induced changes in milk and cream. Neth. Milk & Dairy J., 48, 71
Pellegrino, L., De Noni,I. and Resmini, P. (1995) Coupling of lactulose and furosine indices for quality evaluation of sterilized milk. Int. Dairy J., 5, 647-659

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Schaafsma, G. (1989) Effects of heat treatment on the nutritional value of milk. International Dairy Federation, Bulletin 238, 68-70
김용기 (1992) 환원유가 첨가된 모조시유 검출에 관한 연구. 서울대학교 석사학위 논문

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