수산가공부산물인 갑오징어갑을 칼슘소재로서 효율적으로 이용하기 위한 일련의 연구로 유기산 처리에 의해 갑오징어갑 분말의 가용성을 개선하기 위하여 처리 유기산의 종류 (아세트산, 젖산), 반응농도 (유기산의 몰에 반응하는 칼슘의 몰 비율), 반응시간 (6$\~$24시간), 반응온도 $(20\~60^{\circ}C)$ 등에 대하여 살펴보았다. 아울러 이들로부터 구명된 최적조건을 이용하여 고 가용성 갑오징어갑 분말을 제조한 다음 구조, 가용화 조건 등과 같은 부분적인 특성에 대하여도 살펴보았다. 갑오징어갑 분말의 가공용 개선을 위한 유기산으로는 아세트산이 적절하였고, 반응 조건은 칼슘의 몰/아세트산의 몰 비율을 0.4로 한 다음 실온에서 12시간 정도로 하는 것이 적절하였다 IR 및 XRD 상분석 결과 이렇게 제조한 아세트산처리 갑오징어갑 분말의 경우 주성분이 아세트산 칼슘이었고, 전자현미경 촬영 결과 불규칙한 형을 이루고 있었다. 최적 조건에서 유기산 처리된 갑오징어갑 분말의 가용성은 약 $5.3\%$로 원료에 비하여 약 1,380배 정도 개선되었다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말을 가공 기능성 개선제와 같이 보다 효율적으로 이용하기 위하여는 실온에서 증류수 또는 수도수에 1시간 정도 진탕하여 사용하면 가능하리라 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 보아 유기산처리 갑오징어갑 분말은 가공 기능성 개선제로 사용 가능하리라 판단되었다.
수산가공부산물인 갑오징어갑을 칼슘소재로서 효율적으로 이용하기 위한 일련의 연구로 유기산 처리에 의해 갑오징어갑 분말의 가용성을 개선하기 위하여 처리 유기산의 종류 (아세트산, 젖산), 반응농도 (유기산의 몰에 반응하는 칼슘의 몰 비율), 반응시간 (6$\~$24시간), 반응온도 $(20\~60^{\circ}C)$ 등에 대하여 살펴보았다. 아울러 이들로부터 구명된 최적조건을 이용하여 고 가용성 갑오징어갑 분말을 제조한 다음 구조, 가용화 조건 등과 같은 부분적인 특성에 대하여도 살펴보았다. 갑오징어갑 분말의 가공용 개선을 위한 유기산으로는 아세트산이 적절하였고, 반응 조건은 칼슘의 몰/아세트산의 몰 비율을 0.4로 한 다음 실온에서 12시간 정도로 하는 것이 적절하였다 IR 및 XRD 상분석 결과 이렇게 제조한 아세트산처리 갑오징어갑 분말의 경우 주성분이 아세트산 칼슘이었고, 전자현미경 촬영 결과 불규칙한 형을 이루고 있었다. 최적 조건에서 유기산 처리된 갑오징어갑 분말의 가용성은 약 $5.3\%$로 원료에 비하여 약 1,380배 정도 개선되었다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말을 가공 기능성 개선제와 같이 보다 효율적으로 이용하기 위하여는 실온에서 증류수 또는 수도수에 1시간 정도 진탕하여 사용하면 가능하리라 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 보아 유기산처리 갑오징어갑 분말은 가공 기능성 개선제로 사용 가능하리라 판단되었다.
As a pan of a study on effective use of seafood processing by-products, such as cuttle bone as a calcium source, we examined on the kind of organic acid (acetic acid and lactic acid), reaction concentration (mole ratio of calcium to mole of organic acid), reaction temperature $(20\~60^{\circ}C)...
As a pan of a study on effective use of seafood processing by-products, such as cuttle bone as a calcium source, we examined on the kind of organic acid (acetic acid and lactic acid), reaction concentration (mole ratio of calcium to mole of organic acid), reaction temperature $(20\~60^{\circ}C)$ and reaction time (6$\~$24 hours) as reaction conditions for the solubility improvement of cuttle bone powder. The high soluble cuttle bone powder was also prepared from the optimal reaction conditions and partially characterized. From the results on examination of reaction conditions, the high soluble cuttle bone powder was prepared with 0.4 in mole ratio of a calcium to mole of a acetic acid at room temperature for 12 hours, Judging from the patterns of IR and X-ray diffraction, the main component of the high soluble cuttle bone powder was presented as a form of calcium acetate, and a scanning electron micrograph showed an irregular form. The soluble calcium content in the high soluble cuttle bone powder was $5.3\%$ and it was improved about 1,380 times compared to a raw cuttle bone powder. For the effective use of the high soluble cuttle bone powder as a material for a functional improvement in processing, it should be used after the calcium treatment at room temperature for about 1 hour in tap water or distilled water. from these results, we concluded that it is possible to use the high soluble cut시e bone powder as a material for a functional improvement in processing.
As a pan of a study on effective use of seafood processing by-products, such as cuttle bone as a calcium source, we examined on the kind of organic acid (acetic acid and lactic acid), reaction concentration (mole ratio of calcium to mole of organic acid), reaction temperature $(20\~60^{\circ}C)$ and reaction time (6$\~$24 hours) as reaction conditions for the solubility improvement of cuttle bone powder. The high soluble cuttle bone powder was also prepared from the optimal reaction conditions and partially characterized. From the results on examination of reaction conditions, the high soluble cuttle bone powder was prepared with 0.4 in mole ratio of a calcium to mole of a acetic acid at room temperature for 12 hours, Judging from the patterns of IR and X-ray diffraction, the main component of the high soluble cuttle bone powder was presented as a form of calcium acetate, and a scanning electron micrograph showed an irregular form. The soluble calcium content in the high soluble cuttle bone powder was $5.3\%$ and it was improved about 1,380 times compared to a raw cuttle bone powder. For the effective use of the high soluble cuttle bone powder as a material for a functional improvement in processing, it should be used after the calcium treatment at room temperature for about 1 hour in tap water or distilled water. from these results, we concluded that it is possible to use the high soluble cut시e bone powder as a material for a functional improvement in processing.
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문제 정의
(2001a; 2001b; 2001c)은 갑오징 어갑 분말의 가용화 개선을 위하여 소성 처리한 바 있으나 가용화가 미미한 정도에서 개선되기는 하나 강알칼리 (pH 13)로 인해 식용에 부적격하여 모두 근원적인 문제점을 해결하지 못하고 있다. 본 연구에서는 이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여 갑오징어 가공부산물인 갑오징어 갑에 아세트산을 사용하여 가공성 및 건강 기능성이 우수한 칼슘제의 제조를 시도하였다.
제안 방법
촬영하였다. IR의 측정은 KBr 100mg에 아세트산 처리 갑오징어갑 분말 2mg을 가하고 vibration mill로 완전 혼합(10분)하여 pellet을 만들어 IR spect- rophtometer (Shimadzu, IR-408, Japan) 로 4, 000~600 cm-1 영역에서 측정하였다. 그리고, XRD 상분석의 경우 40KV, 30mA의 조건과 10~701? 범위의 온도 조건에서 x-ray diffractometer (Philips expert system, Netherlands 이용하여 측정하였고, 미세구조 분석은 시료를 백금 코팅 처리한 후 주사전자현미경 (FESEM, XL 30S, Netherland)으로 관찰 및 촬영하였다.
IR의 측정은 KBr 100mg에 아세트산 처리 갑오징어갑 분말 2mg을 가하고 vibration mill로 완전 혼합(10분)하여 pellet을 만들어 IR spect- rophtometer (Shimadzu, IR-408, Japan) 로 4, 000~600 cm-1 영역에서 측정하였다. 그리고, XRD 상분석의 경우 40KV, 30mA의 조건과 10~701? 범위의 온도 조건에서 x-ray diffractometer (Philips expert system, Netherlands 이용하여 측정하였고, 미세구조 분석은 시료를 백금 코팅 처리한 후 주사전자현미경 (FESEM, XL 30S, Netherland)으로 관찰 및 촬영하였다.
수산가공부산물인 갑오징 어갑을 칼슘소재 로서 효율적으로 이 용 하기 위한 일련의 연구로 유기산 처리에 의해 갑오징어갑 분말의 가용성을 개선하기 위하여 처리 유기산의 종류 (아세트산, 젖산), 반응농도 (유기산의 몰에 반응하는 칼슘의 몰 비율), 반응시간 (6~24시간), 반응온도(20~60℃)등에 대하여 살펴보았다. 아울러 이들로부터 구명된 최적 조건을 이용하여 고가용성 갑오징어갑 분말을 제조한 다음 구조, 가용화 조건 등과 같은 부분적인 특성에 대하여도 살펴보았다.
수산가공부산물인 갑오징어 갑의 식품 소재화를 위하여 소성처리 갑오징어갑 분말에 아세트산 및 젖산 등과 같은 유기산 처리를 검토하였고, 이들 유기산의 가격은 아세트산이 9, 000원/kg이었고, 다음으로 젖산이 31,000원/kg이었으며, 아세트산을 기준으로 하는 경우 젖산은 3.44배이었다. 1M 유기산 용액을 1,000mL 제조하는 경우 소요 유기산 소요량은 아세트산 60g, 젖산 90g이므로 이들의 단가는 아세트산의 경우 540원, 젖산의 경우 2, 790원이었다.
수산가공부산물인 갑오징 어갑을 칼슘소재 로서 효율적으로 이 용 하기 위한 일련의 연구로 유기산 처리에 의해 갑오징어갑 분말의 가용성을 개선하기 위하여 처리 유기산의 종류 (아세트산, 젖산), 반응농도 (유기산의 몰에 반응하는 칼슘의 몰 비율), 반응시간 (6~24시간), 반응온도(20~60℃)등에 대하여 살펴보았다. 아울러 이들로부터 구명된 최적 조건을 이용하여 고가용성 갑오징어갑 분말을 제조한 다음 구조, 가용화 조건 등과 같은 부분적인 특성에 대하여도 살펴보았다. 갑오징어갑 분말의 가공용 개선을 위한 유 기산으로는 아세트산이 적절하였고, 반응 조건은 칼슘의 몰/아세트산의 몰 비율을 0.
유기산 처리 갑오징어갑 분말은 소성처리 갑오징어갑 분말의 가용성 개선을 위하여 유기산 (아세트산과 젖산)에 대한 칼슘의 몰 비율을 달리하여 처리(실온에서 12시간 교반)한 후 이를 건조 (5(化에서 약 24시간)하여 제조하였다.
유기산 처리 갑오징어갑 분말의 구조분석 및 미세구조 확인을 위하여 IR, XRD 상분석 및 전자현미경을. 촬영하였다.
유기산 처리 갑오징어갑 분말의 용해도는 칼슘제를 증류수에 가하여 포화용액이 되도록 한 다음 시간(25t, 0~5시간), 진탕 온 도(5~ 121℃, 2시간)를 달리하여 용해시킨 후 여과하여 상충액을 시료로 하였고, pH를 달리한 시료는 용액의 pH를 각각 달리 조정(pH 2~9)한 후 역시 칼슘제를 포화용액이 될 때까지 가하고 용해 (25t, 2시간) 및 여과하여 상충액을 ICP로 칼슘 함량을 측정하여 그 값으로 하였다.
대상 데이터
유기산 처리 갑오징어갑 분말의 제조를 위한 갑오징어 (Sepia esculenta) 갑은 2000년 3월에 부산시 사하구 소재 우영수산(주) 로부터 갑오징어 가공 중 발생하는 부산물을 구입하였으며, 이물 질 제거를 위하여 가볍게 수세 및 탈수한 후 동결 (-2穴), 분쇄 및 열풍건조(50℃, 24시간)한 다음 체가름(60mesh) 및 소성처리 (800t에서 2시간)하여 실험에 사용하였다.
이론/모형
무기질 (칼슘, 인, 마그네슘, 망간, 철, 아연, 칼륨 및 나트륨)은 Tsutagawa et al. (1994)의 방법으로 유기질을 습식분해한 후 ICP (inductively coupled plasma spectrophotometer, Atomscan 25, TJA)로 분석하였다.
성능/효과
4로 한 다음 실온에서 12시간 정도로 하는 것이 적절하였다. IR 및 XRD 상분석 결과 이렇게 제조한 아세트산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 주성분이 아세트산 칼슘이었고, 전자현미경 촬영 결과 불규칙한 형을 이루고 있었다. 최적 조건에서 유기산 처리된 갑오징어갑 분말의 가용성은 약 5.
아울러 이들로부터 구명된 최적 조건을 이용하여 고가용성 갑오징어갑 분말을 제조한 다음 구조, 가용화 조건 등과 같은 부분적인 특성에 대하여도 살펴보았다. 갑오징어갑 분말의 가공용 개선을 위한 유 기산으로는 아세트산이 적절하였고, 반응 조건은 칼슘의 몰/아세트산의 몰 비율을 0.4로 한 다음 실온에서 12시간 정도로 하는 것이 적절하였다. IR 및 XRD 상분석 결과 이렇게 제조한 아세트산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 주성분이 아세트산 칼슘이었고, 전자현미경 촬영 결과 불규칙한 형을 이루고 있었다.
소성 처리한 갑오징어갑 분 말을 원료로 유기산에 대한 칼슘으로서 몰 비율을 달리하여 산처 리한 갑오징어 갑 분말의 백색도 는 원료 분말에 비하여 유기산의 종류에 관계없이 유기산 처리한 갑오징어갑 분말이 개선되었다. 그러나, 유기산의 종류에 따른 갑오징어갑 분말의 백색도 는 아세트산으로 처리한 것이 94.25~94.87 범위로 젖산으로 처리한 분말의 93.14~93.76 범위에 비하여 높았으나, 그 차이는 아주 미미하였고, 또한, 유기산에 대한 칼슘의 반응 몰 비율에 따른 갑오징어갑 분말의 백색도도 큰 차이가 없었다.
최적 조건에서 제조한 유기산 처리 갑오징어갑 유래 칼슘제의 가공온도에 따른 가용화도 는 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 가용화 온도에 관계없이 대체로 52, 590-53, 020ppm 범위로 가공온도에 따른 차이는 거의 인정되지 않았다. 따라서 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 즉석식품 및 연제품과 같이 저온유통 및 저온처리 식품, 일반 식품과 같이 상온 유통 및 상온처리 식품, 통조림, 레토르트 파우치 등과 같은 고온처리 식품 즉 가공 및 유통온도에 관계없이 사용 가능하리라 판단되었다. 용액의 pH에 따른 최적 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 가용화도 는 약 53, 000ppm 정도로 용액의 pH에 관계없이 거의 일정하였다.
9배이었다. 따라서 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 생산량, 총 칼슘 함량, 백색도, 가용화도, pH 및 단가로 미루어 보아 수산가공품의 품질 개선제 및 선도유지용 유기산 처리 칼슘제의 제조를 위한 유기산으로는 아세트산이 가장 적절하였고, 이의 적정 몰농도는 0.4이었다.
3%에 불과하였다. 따라서, 유기산 처리 갑오징어갑 분말을 동량 생산하기 위하여 소요되는 반응조 및 유기산의 사용량은 아세트산이 젖산보다 크면서 양이 많아야 한다고 판단되었다. 유기산에 대한 칼슘의 몰 비율을 달리하여 처리한 갑오징어갑 분말의 총 칼슘 함량은 동일 반응 몰 비율의 경우 아세트산으로 처리한 것이 젖산으로 처리한 것에 비하여 높아 회수량과는 반대의 경향을 나타내었다.
아세트산의 몰에 대한 칼슘의 몰 비율을 04로 한 다음 반응 시간과 온도에 따른 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 pH, 회수량, 총 칼슘 함량, 가용성 칼슘 함량 및 백색도 는 Table 2와 같다. 반응시간은 6시간에 비하여 12시간의 경우 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 pH는 낮아졌고, 회수량, 가용성 칼슘 함량 및 백색도 는 증가하였으며, 총 칼슘 함량은 감소하였다. 그리고, 이들의 값은 반응시간 12시간과 그 이후에서 차이가 없었다.
이와 같은 결과로 미루어 보아 반응시간 6시간의 경우 아세트산과 칼슘의 반응이 종료되지 않았다고 판단되어 최적 반응시간은 12시간이라 판단되었다. 반응온도에 따른 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 pH, 회수량 총 칼슘 함량, 가용성 칼슘 함량 및 백색도 는 온도가 20t에서 30t로 승온시켜 반응시키는 경우 거의 차이가 없었으나, 이보다 높은 온도에서 반응시키는 경우 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 pH, 회수량, 총 칼슘 함량은 약간 증가하였고, 가용성 칼슘 함량은 약간 감소하였으며, 백색 도의 경우 차이가 없었다. 이와 같은 결과는 고온에서 반응시키는 경우 아세트산의 휘발로 상대적으로 반응 칼슘의 농도가 높았기 때문이라 판단되었다.
4ppm)에 비하여 1, 375~1, 380배, 젖산으로 처리한 것은 13, 532~13, 700ppm 범 위로 원료 갑오징어 갑에 비하여는 352~357배 개선되었다. 사용한 두 유기산 중 아세트산 처리한 것이 젖산 처리한 것에 비하여 가 용화 효과가 컸다. 유기산에 대한 칼슘의 몰 비율을 달리하여 산처 리한 갑오징어갑 분말의 가용성 칼슘 함량은 반응 몰 비율에 따른 차이가 인정되지 않았다.
15이었다. 소성 처리한 갑오징어갑 분 말을 원료로 유기산에 대한 칼슘으로서 몰 비율을 달리하여 산처 리한 갑오징어 갑 분말의 백색도 는 원료 분말에 비하여 유기산의 종류에 관계없이 유기산 처리한 갑오징어갑 분말이 개선되었다. 그러나, 유기산의 종류에 따른 갑오징어갑 분말의 백색도 는 아세트산으로 처리한 것이 94.
따라서 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 즉석식품 및 연제품과 같이 저온유통 및 저온처리 식품, 일반 식품과 같이 상온 유통 및 상온처리 식품, 통조림, 레토르트 파우치 등과 같은 고온처리 식품 즉 가공 및 유통온도에 관계없이 사용 가능하리라 판단되었다. 용액의 pH에 따른 최적 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 가용화도 는 약 53, 000ppm 정도로 용액의 pH에 관계없이 거의 일정하였다.
6과 같다. 원료 분말의 경우 비결정성을 나타내었고, 이를 소성한 결과 규칙적인 정육면체를 나타내었으며, 다공성을 나타내고 있었다. 이를 원료로 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 acetyl gro叩의 도입 등으로 인하여 다시 비결 정형을 나타내었다.
5와 같다. 원료 소성처리 갑오징어갑 분말과는 상당히 다른 peak를 나타내었고, 아세트산 칼슘 표준품의 피크와는 상당히 일치하는 결과를 나타내어 본 실험에서 제조한 유기산 처리 갑오징 어갑 분말은 주성분이 아세트산 칼슘으로 판단되었다.
3%로 원료에 비하여 약 1, 380배 정도 개선되었다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말을 가공 기능성 개선제와 같이 보다 효율적으로 이용하기 위하여는 실온에서 증류수 또는 수도 수에 1시간 정도 진탕하여 사용하면 가능하리라 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 보아 유기산 처리 갑오징어갑 분말은 가공 기능성 개선제로 사용 가능하리라 판단되었다.
유기산 처리 갑오징어갑 분말의 색도 및 무기질 함량을 살펴본 결과는 Table 4와 같다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 원료 및 회화처리 분말에 비하여 명도가 개선되었고, 황색도가 낮아졌 으며, 전체적으로 백색도 는 증가하여 식품 가공 소재로 품질이 개선되었다고 판단되었다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 칼슘함량은 원료를 소성 처리한 결과 약 70% 정도로 개선되었고, 이를 유 기산 처리한 결과 acetyl gro叩의 도입으로 다시 원료와 유사한 함 량인 21.
유기산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 원료 및 회화처리 분말에 비하여 명도가 개선되었고, 황색도가 낮아졌 으며, 전체적으로 백색도 는 증가하여 식품 가공 소재로 품질이 개선되었다고 판단되었다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 칼슘함량은 원료를 소성 처리한 결과 약 70% 정도로 개선되었고, 이를 유 기산 처리한 결과 acetyl gro叩의 도입으로 다시 원료와 유사한 함 량인 21.3% 정도로 감소하였다. 칼슘을 제외한 나머지 무기질의 경우 나트륨이 422.
, 1995). 이러한 관점에서 보는 경우 젖산으로 처리하는 것보다는 아세트산으로 처리하는 것이 적절하리라 판단되었고, 아세트산으로 처리하는 경우에도 몰 비율 (칼슘의 몰/아세트산의 몰)이 0.55 이하의 범위가 적절하다고 판단되었다.
유기산 처리 갑오징어갑 분말을 가공 기능성 개선제와 같이 보다 효율적으로 이용하기 위하여는 실온에서 증류수 또는 수도 수에 1시간 정도 진탕하여 사용하면 가능하리라 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 보아 유기산 처리 갑오징어갑 분말은 가공 기능성 개선제로 사용 가능하리라 판단되었다.
이상의 결과로 미루어 보아 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 제조를 위한 유기산과의 최적 반응시간은 12시간으로 판단되었고, 반응온도는 고온을 피한 30t 이하의 실온에서 실시하는 것이 적절하리라 판단되었다.
이상의 유기산 처리에 의한 갑오징어갑 분말의 생산량, 총 칼슘 함량, 백색도, 가용화도 및 pH의 결과로 미루어 보아 유기산 처리 갑오징어갑 분말의 제조를 위한 유기산으로는 아세트산이 가장 적절하다고 판단되었고, 적정 몰 비율 (칼슘의 몰/유기산의 몰)은 아세트산의 경우 0.4, 젖산의 경우 0.5이었다.
IR 및 XRD 상분석 결과 이렇게 제조한 아세트산 처리 갑오징어갑 분말의 경우 주성분이 아세트산 칼슘이었고, 전자현미경 촬영 결과 불규칙한 형을 이루고 있었다. 최적 조건에서 유기산 처리된 갑오징어갑 분말의 가용성은 약 5.3%로 원료에 비하여 약 1, 380배 정도 개선되었다. 유기산 처리 갑오징어갑 분말을 가공 기능성 개선제와 같이 보다 효율적으로 이용하기 위하여는 실온에서 증류수 또는 수도 수에 1시간 정도 진탕하여 사용하면 가능하리라 판단되었다.
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