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문제 정의
- 또한 가열한 시료의 경우 비조사 시료나 조사 시료 모두 비 가열 시료에 비해 티아민 함량이 약 15〜25% 정도 유의적 으로 감소되 었다. 그러므로 조사선량에 따라 나타나는 영 향 은 식품에 대한 온도제어나 포장 등 여러 처리방법을 이용함 으로써 비 타민의 감소를 최소화시 킬 수 있고, 또 식 품의 환경 즉, 산소, 물, 온도 등 조사에 영향을 주는 요소들을 어떻게 처 리 하는가에 따라 서로 다른 결과를 가져 온다는 보고들을 뒷받침 한다. 한편, 방사선 조사와 가열처리시의 티아민 보 유량 비교 연구에서 방사선 조사 살균 돼지 고기 가 가열 처 리 살균 돼지고기보다 티 아민 보유량이 더욱 높았다는 연구 결 과도 있다(20).
- 따라서 본 연구는 방사선 조사에 가장 민감한 수용성 비 타 민 중 티아민과 비타민 C에 대해 각기 이들 단독의 수용액 상에서 의 비 조사구와 조사구의 조사선량에 따른 차이를 살 펴 보았고, 이들의 주요 급원식품이거나 우리의 식 생활에서 즐겨먹는 식품인 닭고기, 귤, 딸기에 대해 방사선 조사시의 온도조건을 냉장과 냉동으로 달리하여 방사선 조사에 따른 해당 비타민의 함량변화를 조사하였다. 또한 가공조리방법 을 마이크로웨이브 조리와 몇 가지 가열조리 방법으로 행하 여 이들 비타민의 함량 변화를 검토하였다.
제안 방법
- 6 id.(Packed with 10 UM spherisorb ODS 2, Phase Separations Ltd., UK), 이 동 상은 Methanol: Water(60 : 40)를 사용하였으며, 이 동속도는 0.9 mL/min, 주입 량은 10 UL, 컬 럼 온도는 실온으로 분석 하 였고 최종 데이터는 표준물질과 비교하여 정량하였다(14).
- 가열 시료와 비 가열 시 료의 냉 장처 리 군과 냉동처 리 군에 대해 선량별 감마선 처리군과 비처리군(2x2x6)의 24개 실 험군을 각기 마쇄한 후 잘 섞 어 10 g을 칭 량하였다. QI M hydrochloric acid 50 mL를 첨가하고 3분 동안 잘 섞은 후 뚜껑을 덮고 121°C, 15 lb에서 30분간 멸균 후 즉시 50°C까지 냉각시 켰다.
- 티 아민과 비 타민 C의 순수용액은 각각 농도를 100 mg/100 mL 및 10 mg/100 mL로 제조하였다. 감마선 조사는 식품에 서 와 같은 조건에서 이루어졌으며 0, 1, 3, 5, 7, 10 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였다. 순수용액의 가열처리조건은 72 °C의 수조와 전자레인지를 사용하여 감귤류에서와 동일하 게 하였다.
- 귤은 방사선 조사결과와 다른 열처리 가공결과를 비교하 고자, 귤을 2군으로 나누어 한 군은 72°C의 수조에서 15초 (HTST: high temperature-short time)간 열처리하였고 다른 한 군은 전자레 인지 (Microchef RE-778BR, Samsung, Korea)를 이용하여 출력을 '강에서 1분간 microwave 처리하였다. 그러나 딸기는 가열 처리하지 않았다(Table 1).
- 따라서 본 연구는 방사선 조사에 가장 민감한 수용성 비 타 민 중 티아민과 비타민 C에 대해 각기 이들 단독의 수용액 상에서 의 비 조사구와 조사구의 조사선량에 따른 차이를 살 펴 보았고, 이들의 주요 급원식품이거나 우리의 식 생활에서 즐겨먹는 식품인 닭고기, 귤, 딸기에 대해 방사선 조사시의 온도조건을 냉장과 냉동으로 달리하여 방사선 조사에 따른 해당 비타민의 함량변화를 조사하였다. 또한 가공조리방법 을 마이크로웨이브 조리와 몇 가지 가열조리 방법으로 행하 여 이들 비타민의 함량 변화를 검토하였다.
- 방사선 조사식품의 수용성 비 타민에 대한 안정성을 확인 하기 위 하여 방사선 조사에 가장 민감하다고 알려 져 있는 수 용성 비 타민 %과 비 타민 C를 택 해 닭 가슴살과 딸기 과 감귤 에 방사선을 조사한 후 닭 가슴살에서 비타민 Bi과 딸기와 감귤에서 비타민 C의 함량변화를 조사하였다. 닭가슴살 부 위의 경우 감마선 조사시 온도를 냉장과 냉동 상태로 달리하 여 조사한 후 조리 방법 을 가열조리 와 마이 크로웨 이 브 조리 로 달리한 결과 티아민 함량의 손실은 감마선 조사선량에 따른 영향도 관찰되었지만 냉장, 냉동 등과 같은 조사시의 온도 상태도 크게 영향을 미 치는 것으로 나타났다.
- Codex 영양위원회가 1983년에 채택한 방사선 조사식품에 대한 Co dex 표준규격 에서 는(7) 평균 조사량을 10 kGy까지로 제한 하고 있으며, 이와 같은 결정은 1980년대에 있었던 FAO/ IAEA/WHO 전문가 위원회 방사선 조사식품의 안전성에 대 한 보고서 에 의한 결정으로 방사선 조사된 모든 종류의 식품 에 대하여 전체 평균 조사량 10 kGy까지는 독성을 지니지 않는다는 결론에 근거한 것이다. 본 실험에서도 최대 10 kGy 까지 현재 세계적으로 시 행하고 있는 각 식품별 선량에 근거 하여 충분한 조사선량을 설정한 후 실험하였다.
- Whatman 여 지로 여 과한 후, 그 여액을 실험할 때까지 -20°C에서 보관하며 사용하였다. 여액 5mL 를 시 험관에 취 하고 바로 제조한 alkaline potassium ferri cyanide solution 3 mL를 첨 가한 후, 충분히 섞 어 암소에서 10분간 방치 한 후 0.45 Um membrane filter로 여 과하여 HPLC (Waters 2690 separation module, Flourescence detector, 375 nm excitation/435 nm emission)로 분석하였다. 이때의 HPLC 분석조건은 칼럼은 25 cm X 4.
- 귤과 딸기 3종은 구입후 마쇄하여 사용하였다. 조사선량은 귤의 경우 1, 2.5, 5, 7.5, 10 kGy이고 딸기는 1, 2, 3 kGy였으며 실온상태에서 방사선 조사하였다.
- 조생종 감귤류를 조사선 량별 5개 처리군, 비 처리군, 가열 처리군(high temperature- short time: 72°C, 15초) 및 micro wave 처리군(1 분)의 총 8개 실험 구로 하고, 딸기류는 2개 재래종과 1개 개량종의 3품종에 대해 3개 조사선량의 감마선 처리군과 비처리군의 12개군으로 하여 각각의 시료 10 g을 5% metaphosphoric acid를 첨가하여 균질화한 후 100 mL로 정용하였다. 정용한 액은 원심분리(4000xg, 15분후 0.
- 티 아민과 비 타민 C의 순수용액은 각각 농도를 100 mg/100 mL 및 10 mg/100 mL로 제조하였다. 감마선 조사는 식품에 서 와 같은 조건에서 이루어졌으며 0, 1, 3, 5, 7, 10 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였다.
대상 데이터
- 5, 10 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였고, ceric cerous dosimeter (Bruker Instruments, Germany)를 이용한 흡수선량 확인에 서 흡수선량 오차범위는 士6 Gy였다. 귤과 딸기 3종은 구입후 마쇄하여 사용하였다. 조사선량은 귤의 경우 1, 2.
- 닭가슴살을 1개씩 접합포장재 (Nylon, NY 15 Pm/PE 100 Um; 투습도, 4.7 g/m2/24 hr; 산소투과도, 22.5 cc/m2/24 hr) 를 이용하여 함 기포장하였다. 저장온도에 따른 차이를 보기 위해 닭고기 가슴살 10개를 준비하여 5개는 4°C어】서, 5개는 -20°C에서 보관하며 실험에 사용하였으며 각 처리 구별로 3반복 실험하였다(Table 1).
- 5 cc/m2/24 hr) 를 이용하여 함 기포장하였다. 저장온도에 따른 차이를 보기 위해 닭고기 가슴살 10개를 준비하여 5개는 4°C어】서, 5개는 -20°C에서 보관하며 실험에 사용하였으며 각 처리 구별로 3반복 실험하였다(Table 1).
- 티아민의 분석에 사용된 식품재료는 일반 시판 닭가슴살 (목우촌, 한국)을 사용하였으며, 비타민 C 분석을 위해서는 제주도산 조생종 귤과 딸기 3종을 인근 대형 할인 마트에서 구입하였다.
데이터처리
- 본 실험에서 얻어진 결과의 통계분석은 SAS(statistical analysis system) program(16)를 이 용하였으며 조사군과 비 조사군간, 조사선 량군별, 조사시의 저장온도조건별, 가열조 리와 마이크로 웨이브처리군 간의 차이의 통계적 유의성은 t-test와 ANOVA및 Duncan의 multiple range test에 의해 a <0.05 수준에서 검토하였다.
이론/모형
- 조생종 감귤류를 조사선 량별 5개 처리군, 비 처리군, 가열 처리군(high temperature- short time: 72°C, 15초) 및 micro wave 처리군(1 분)의 총 8개 실험 구로 하고, 딸기류는 2개 재래종과 1개 개량종의 3품종에 대해 3개 조사선량의 감마선 처리군과 비처리군의 12개군으로 하여 각각의 시료 10 g을 5% metaphosphoric acid를 첨가하여 균질화한 후 100 mL로 정용하였다. 정용한 액은 원심분리(4000xg, 15분후 0.45 gm membrane filter로 여과하여 HPLC(Waters 2690 separa tion module, M996 Photodiode Array Detector)로 분석 하였 匸矽 이때의 HPLC 분석조건은 Albrecht와 Schafer의 방법(15)에 따라 칼럼은 Nova-pakC(3.9x 150 mm, Waters, USA), 이 동상은 5 mM KHPO(pH 4.6): Acetonitrile(30 : 70, v/v) 로 하여 265 nm에서 분석하여 표준물질과 비교하였다.
성능/효과
- 4). 5 kGy까지 는 가열 이나 마이크로 웨이브 처리 시와 함께 비 타민 C의 유의성 있는 손실은 없었으나 7 kGy이상에서는 비조사군에 비해 유의적 인 감소가 나타났으며 10 kGy 조사에 의 해 24%의 감소를 보였다. 한편, 딸기는 비조사군보다 조사군이 약 10〜 15%의 비 타민 C 감소를 보였으나 무엇보다도 딸기의 품종 및 원산지에 따라 비타민 c의 함량이 士25% 정도의 차이를 보였다 (Fig.
- 닭가슴살 부 위의 경우 감마선 조사시 온도를 냉장과 냉동 상태로 달리하 여 조사한 후 조리 방법 을 가열조리 와 마이 크로웨 이 브 조리 로 달리한 결과 티아민 함량의 손실은 감마선 조사선량에 따른 영향도 관찰되었지만 냉장, 냉동 등과 같은 조사시의 온도 상태도 크게 영향을 미 치는 것으로 나타났다. 귤의 비타 민 C 함량은 5 kGy까지 는 조사에 의 한 손실이 나타나지 않 았고, 딸기 의 비 타민 C 함량은 3 kGy의 낮은 조사선량 범 위 내에서는 조사선량에 의한 영향보다는 딸기의 품종에 따른 함량이 최종비 타민 함량을 더 좌우하는 것으로 나타났다. 따 라서 감마선 조사시 비타민의 함량의 변화에는 일정 범위의 조사선량하에서 는 조사시 의 온도나 식품의 조성 등이 더 큰 인자로 작용할 수 있으며, 가열에 의한 손실도 냉장보다는 냉동 처리 후 조사함에 의해 감소시킬 수 있는 가능성을 보 였다.
- 방사선 조사식품의 수용성 비 타민에 대한 안정성을 확인 하기 위 하여 방사선 조사에 가장 민감하다고 알려 져 있는 수 용성 비 타민 %과 비 타민 C를 택 해 닭 가슴살과 딸기 과 감귤 에 방사선을 조사한 후 닭 가슴살에서 비타민 Bi과 딸기와 감귤에서 비타민 C의 함량변화를 조사하였다. 닭가슴살 부 위의 경우 감마선 조사시 온도를 냉장과 냉동 상태로 달리하 여 조사한 후 조리 방법 을 가열조리 와 마이 크로웨 이 브 조리 로 달리한 결과 티아민 함량의 손실은 감마선 조사선량에 따른 영향도 관찰되었지만 냉장, 냉동 등과 같은 조사시의 온도 상태도 크게 영향을 미 치는 것으로 나타났다. 귤의 비타 민 C 함량은 5 kGy까지 는 조사에 의 한 손실이 나타나지 않 았고, 딸기 의 비 타민 C 함량은 3 kGy의 낮은 조사선량 범 위 내에서는 조사선량에 의한 영향보다는 딸기의 품종에 따른 함량이 최종비 타민 함량을 더 좌우하는 것으로 나타났다.
- 귤의 비타 민 C 함량은 5 kGy까지 는 조사에 의 한 손실이 나타나지 않 았고, 딸기 의 비 타민 C 함량은 3 kGy의 낮은 조사선량 범 위 내에서는 조사선량에 의한 영향보다는 딸기의 품종에 따른 함량이 최종비 타민 함량을 더 좌우하는 것으로 나타났다. 따 라서 감마선 조사시 비타민의 함량의 변화에는 일정 범위의 조사선량하에서 는 조사시 의 온도나 식품의 조성 등이 더 큰 인자로 작용할 수 있으며, 가열에 의한 손실도 냉장보다는 냉동 처리 후 조사함에 의해 감소시킬 수 있는 가능성을 보 였다.
- 따라서 본 연구에서는 식품에 대해 저선량 및 고선량의 방 사선 조사를 병 행하였는데, 먼저 귤의 고선량조사와 72°C에 서 15초 가열 및 1분간의 '강'출력에서의 마이크로웨이브 처 리의 영향을 살펴보면 5 kGy의 방사선 조사에 의해 평균 16%, 72°C 가열에 의해 약 19%, 마이크로웨이브 처리에 의 해 약 14%의 감소를 나타내 었다(Fig. 4). 5 kGy까지 는 가열 이나 마이크로 웨이브 처리 시와 함께 비 타민 C의 유의성 있는 손실은 없었으나 7 kGy이상에서는 비조사군에 비해 유의적 인 감소가 나타났으며 10 kGy 조사에 의 해 24%의 감소를 보였다.
- 3). 따라서, 딸기의 비타민 C 함량은 저 선량 범위에서 는 조사선량보다 품종에 따른 차이가 더 큼을 알 수 있었다. 일반적으로 조사선량이 높아짐 에 따라 수용성 비타민의 손실이 증가하지 만 동시 에 관능적 품질 열화를 최소로 하기 위한 적절한 처리조건을 식품별로 확립하여 비타민의 보존 율을 높이 는 것이 중요하다.
- 또한 가열한 시료의 경우 비조사 시료나 조사 시료 모두 비 가열 시료에 비해 티아민 함량이 약 15〜25% 정도 유의적 으로 감소되 었다. 그러므로 조사선량에 따라 나타나는 영 향 은 식품에 대한 온도제어나 포장 등 여러 처리방법을 이용함 으로써 비 타민의 감소를 최소화시 킬 수 있고, 또 식 품의 환경 즉, 산소, 물, 온도 등 조사에 영향을 주는 요소들을 어떻게 처 리 하는가에 따라 서로 다른 결과를 가져 온다는 보고들을 뒷받침 한다.
- 즉, 전반적으로 4°C 저 장보다 -20°C 저 장 시료 가 티아민의 감소가 적었다. 또한 본 실험 결과는 미국 등 선진국에서 닭고기의 상업적 조사선량인 2.5 kGy 조사시 냉 동상태에서 조사한 것이 같은 조사선량이라도 냉장상태에 서 조사한 것에 비해 동일한 가열조리방법을 사용했을 때 티아민 함량이 약 24% 정도 더 많이 보유되었다는 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 이와 유사하게 여러 온도 하에서 마쇄된 쇠고기를 질소 충진 캔에 밀봉한 후 10kGy의 전자선 을 조사했을 때 티아민의 손실율은 실온에서 65%였고, -10 °C에서는 24%, -20°C에서는 12%, -75°C에서는 5%였다는 연구보고(18)도 본 연구 결과를 뒷받침한다.
- 2, 4, 5). 먼저 비타민 Bi 수용액에서의 본 연구 결과를 살펴보면 1 kGy 처 리 군, 가열 처 리 군, 마이크로웨 이브 처 리 군의 경 우 유의적 인 차이는 없었으나, 3~10 kGy 처 리군에서는 유의 적 으로 비타민 B이 감소됨을 알 수 있었다. 한편, 닭 가슴살의 조사시 온도에 의 한 방사선 조사의 영 향을 보면, 4°C의 냉 장 온도에 서 1 kGy로 조사된 시 료의 경우 동일한 4°C 냉 장온도 의 비조사군과 비타민 Bi량에 변화가 없었고2.
- 그러나 이러한 식품내 비타민의 방사선 조사에 대한 감수성은 식품의 구성성분, 포장시의 대 기 조건, 조사 시 온도 혹은 조사 후의 저 장 온도 등과 같이 비타민의 조사 저항성 에 영향을 주는 많은 요인들에 따라 달라서 특정 비 타민에 대 한 방사선 조사 감수성도 개 개 식품 마다 다르게 나타난다. 본 연구 결과에서도 수용액상에서는 상당량의 비타민의 감소를 나타내었으나(Fig. 1, 3), 식품에 서는 조사에 의한 영 향을 거의 보이지 않았다(Fig. 2, 4, 5). 먼저 비타민 Bi 수용액에서의 본 연구 결과를 살펴보면 1 kGy 처 리 군, 가열 처 리 군, 마이크로웨 이브 처 리 군의 경 우 유의적 인 차이는 없었으나, 3~10 kGy 처 리군에서는 유의 적 으로 비타민 B이 감소됨을 알 수 있었다.
- 현재 딸기는 저장성 증진을 목적으로 미국 등 선진 국에서는 저 선량 조사가 이 미 행해지고 있다. 본 연구에서도 딸기 는 3 kGy까지 는 비 조사군과 비 교할 때 비 타민C 함량의 차이가 없었다. 순수 비타민 C 용액에 대한 조사 결과는 1 kGy 조사군부터 비조사군에 비 해 비 타민 C 함량의 감소가 나타났고 그 이상의 선량에서는 변화가 더 일어나지 않았다 (Fig.
- 본 연구에서도 딸기 는 3 kGy까지 는 비 조사군과 비 교할 때 비 타민C 함량의 차이가 없었다. 순수 비타민 C 용액에 대한 조사 결과는 1 kGy 조사군부터 비조사군에 비 해 비 타민 C 함량의 감소가 나타났고 그 이상의 선량에서는 변화가 더 일어나지 않았다 (Fig. 3). 따라서, 딸기의 비타민 C 함량은 저 선량 범위에서 는 조사선량보다 품종에 따른 차이가 더 큼을 알 수 있었다.
- 우선 비타민 C 순수용액에 대한 방사선 조사 결과에서 1 kGy 이상 10 kGy의 방사선량의 범위내에서는 선량에 따 른 차이 없이 조사군이 대조군의 3분의 2 수준으로 비타민 3이 감소되었고 72°C 열 처리군과 마이크로웨이브 처리군 에 비해 더 유의적으로 감소가 나타났다.
- 먼저 비타민 Bi 수용액에서의 본 연구 결과를 살펴보면 1 kGy 처 리 군, 가열 처 리 군, 마이크로웨 이브 처 리 군의 경 우 유의적 인 차이는 없었으나, 3~10 kGy 처 리군에서는 유의 적 으로 비타민 B이 감소됨을 알 수 있었다. 한편, 닭 가슴살의 조사시 온도에 의 한 방사선 조사의 영 향을 보면, 4°C의 냉 장 온도에 서 1 kGy로 조사된 시 료의 경우 동일한 4°C 냉 장온도 의 비조사군과 비타민 Bi량에 변화가 없었고2.5kGy로 조사 된 시료는 동일 온도의 비조사군에 비해 약 21%의 감소가 나타났으나, 냉동온도인 -20°C에서 2.5 kGy로 조사된 시료 는 냉동온도의 비조사군에 비해 약 7%만이 감소되었을 뿐 이 다(Fig. 2). 즉, 전반적으로 4°C 저 장보다 -20°C 저 장 시료 가 티아민의 감소가 적었다.
- 5 kGy까지 는 가열 이나 마이크로 웨이브 처리 시와 함께 비 타민 C의 유의성 있는 손실은 없었으나 7 kGy이상에서는 비조사군에 비해 유의적 인 감소가 나타났으며 10 kGy 조사에 의 해 24%의 감소를 보였다. 한편, 딸기는 비조사군보다 조사군이 약 10〜 15%의 비 타민 C 감소를 보였으나 무엇보다도 딸기의 품종 및 원산지에 따라 비타민 c의 함량이 士25% 정도의 차이를 보였다 (Fig. 5). 현재 딸기는 저장성 증진을 목적으로 미국 등 선진 국에서는 저 선량 조사가 이 미 행해지고 있다.
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