[논문]전자 코를 이용한 한우 등심육의 냉장저장 중 향기 패턴 분석

이성기; 김주용; 김용선

[국내논문] 전자 코를 이용한 한우 등심육의 냉장저장 중 향기 패턴 분석
Aroma Pattern Analysis of Hanwoo Beef (M. longissimus) using Electronic Nose during Refrigerated Storage 원문보기

Korean journal for food science of animal resources = 한국축산식품학회지, v.24 no.3, 2004년, pp.260 - 265

이성기 (강원대학교 축산식품과학과) , 김주용 (매일유업주식회사) , 김용선 (강원대학교 동물자원공동연구소)

초록
AI-Helper

본 연구는 전자 코 시스템을 이용하여 센서의 감응도, 주성분 분석, 판별분석을 통해 한우육의 향기 패턴을 구명하고, 이를 pH 및 TBARS 값과 비교함으로써 쇠고기의 신속한 향기 평가방법의 가능성을 모색하기 위해 실시하였다. 시료는 도축 후 24시간이 경과한 쇠고기의 등심을 5$\pm$1$^{\circ}C$에서 7일간 저장하면서 실험에 사용하였다. 저장기간이 증가함에 따라 SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT 센서의 감응도(dR/R0) 값은 감소하였으나, SY/LG, T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 센서의 dR/R0 값은 증가하였다. 저장 1일과 3일째에서는 dR/R0 값이 SY/AA#, T70/2 센서에서만 유의적인 차이를 보였으나(p<0.05), 저장 7일째에서 저장1일과 비교하였을 때 12개의 센서가 모두 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 감응도의 결과를 주성분 분석으로 mapping 하였을 때 저장 1일에 오른쪽 중간, 3일에 오른쪽 하단, 7일에 왼쪽에 길게 퍼져 군락이 형성되었다. 다시 판별분석으로 mapping을 하면 동일 저장기간내 군락이 집중되고, 저장기간별 군락군이 분산되어 뚜렷하게 구별되었다. 저장기간동안 육의 pH와 TBARS는 모두 어떤 항목과도 상관성을 보이지 않았으나, 모든 센서의 값이 각각 정 또는 역의 높은상관성을 가지고 있었다(p<0.001).

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate aroma patterns of Hanwoo (Korean cattle) beef using electronic nose during refrigerated storage, and to compare these results with chemical quality (pH, TBARS). The M. longissimus muscle from Hanwoo carcasses after 24 hrs postmortem was obtained and stored at 5${\pm}$1$^{\circ}C$ for 7 days. Sensitivity (dR/RO) values among electronic nose data were changed differently during refrigerated storage, and showed significant difference on the 7th day of storage (p<0.01). The dR/RO from SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT decreased but those from SY/LG, T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 increased during storage for 7 days. Mapping these data using PCA (principal component analysis) showed that the 1st day data were present in the middle of the right side, the 3rd day data were present in bottom part of this area and the 7th day data spread out more widely on the left side. In case of DFA (discriminant factor analysis), the flock clustered round and located in different side clearly comparing with PCA plot. In analysis of correlation coefficients among electronic nose data and chemical quality data, there was significant correlation among sensor data (p<0.001). But pH and TBARS were not significantly correlated with electronic nose data. Consequently, PCA and DFA plot by electronic nose data showed difference during refrigerated storage and there were significant correlations among sensors. Therefore it will be possible to detect separate aroma patterns of Hanwoo beef using electronic nose.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 전자코를 이용하여 냉장저장기간에 따른 한우 등 심육의 향기변화와 차이를 보다 빠르게 객관적으로 판별해보고자 실시하였다.
본 연구는 전자코 시스템을 이용하여 센서의 감응도 주성분 분석, 판별분석을 통해 한우육의 향기 패턴을 구명하고, 이를 pH 및 TBARS 값과 비교함으로써 쇠고기의 신속한 향 기 평가 방법의 가능성을 모색하기 위해 실시하였다. 시료는 도축 후 24시간이 경과한 쇠고기의 등심을 5±1℃에서 7일간 저장하면서 실험에 사용하였다.

제안 방법

도축 후 24시간이 경과된 한우(거세우5두, 24개월령)의 등심부위 (M longissimus)를 사용하여 각각 1.0 cm 두께로 절단하여 polyethylene wrap film(oxygen transmission rate35, 273 cc/m² , 24 hr . atm, thickness 0.01 mm, 3M Co., Korea)으로 포장을 한 후 항온항습기 (Climatic test chamber, VC2057, Votsch Industrietechnik, Germany)에서 7일간 저장 (5±1℃, 90% RH)하였다. 도축 후 24시간 경과한 시료를 저장 0일로 하여 저장1, 3, 7일에 시료를 분석하였다.
, Korea)으로 포장을 한 후 항온항습기 (Climatic test chamber, VC2057, Votsch Industrietechnik, Germany)에서 7일간 저장 (5±1℃, 90% RH)하였다. 도축 후 24시간 경과한 시료를 저장 0일로 하여 저장1, 3, 7일에 시료를 분석하였다. 분석용 시료를 지름 1 mm 크기의 plate가 장착된 만육기(meat grinder)를 이용하여 분쇄한 후 실험에 사용하였다.
전자 코(Fox 3,000, 12 metal oxide sensor, Alpha MOS Co., France)를 이용하여 한우육의 향기를 측정하였으며(Table 1), 분석 조건은 Table 2와 같다.데이터는 센서에 발생한 전기 저항의 변화와 전위차를 두 개 이상의 독립변수로 하며 다변량 통계분석(multivariate statistics analysis) 프로그램 (Alpha MOS Co.
짧은 시간 내에 센서 어레이로부터 발생된 많은데이터를 2차 혹은 3차원의 데이터로 축약하여 고유치가 가장 큰 벡터에 내적한 주성분의 값들을 제 1주성분(first principal com ponent), 그 다음으로 큰 고유벡터에 대한 주성분의 값들을 제 2주성분(second principal component)으로 계산하였다.
센서 어레이에서 발생하는 신호변이의 대부분을 제1, 2주 성분으로 설명할 수 있기 때문에 그 주성분 공간상에 각 센서 어레이의 신호를 표현할 수 있으며, 데이터 처리에서의 직관적인 분석을 실시하였다.
주성분 분석을 토대로 집단 간의 차이를 분석하였다. 다차원의 센서 어레이의 신호를 고려할 때 다변량 해석이 가능한 함수를 이용하여 여러 개의 서로 상관된 연속 변수와 사전에 정의된 하나의 집단 변수를 가지고 있는 다변량 자료를 대상으로 하여 각 개체의 특정 향기를 분류하였다.
주성분 분석을 토대로 집단 간의 차이를 분석하였다. 다차원의 센서 어레이의 신호를 고려할 때 다변량 해석이 가능한 함수를 이용하여 여러 개의 서로 상관된 연속 변수와 사전에 정의된 하나의 집단 변수를 가지고 있는 다변량 자료를 대상으로 하여 각 개체의 특정 향기를 분류하였다.
전자코에서 얻어진 데이터와 상관관계를 확인하기 위해서 저온 저장기간 중에 육의 이화학적 성분의 변화를 조사하였다. Table 3에서 보는 바와 같이 pH는 저장 7일째는 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며(p<0.

데이터처리

통계분석은 SAS(1995) program을 이용하여 유의성 검증을 위해 분산분석을 한 후 Duncan 검정법(평균간 다중 검정법)을 이용하였다. 각 실험 항목 간의 상관성은 Pearson's correlation에 의해 분석하였다.
통계분석은 SAS(1995) program을 이용하여 유의성 검증을 위해 분산분석을 한 후 Duncan 검정법(평균간 다중 검정법)을 이용하였다. 각 실험 항목 간의 상관성은 Pearson's correlation에 의해 분석하였다.
, France)를 이용하여 한우육의 향기를 측정하였으며(Table 1), 분석 조건은 Table 2와 같다.데이터는 센서에 발생한 전기 저항의 변화와 전위차를 두 개 이상의 독립변수로 하며 다변량 통계분석(multivariate statistics analysis) 프로그램 (Alpha MOS Co., France)을 이용하여 센서의 감응도(sensors sensi tivity, dR/RO), 주성분 분석법 (principal component analysis, PCA)과 판별 분석법 (discriminant factor analysis, DFA)으로 도 식화하였다.

이론/모형

pH는 시료 10g에 100 mL의 증류수를 가하여 8,000 rpm 에서 1분간 균질한 후 pH meter(F-12, Horiba, Japan)로 측정하였으며, TBARS(thiobarbituric acid reactive substances)는 Sinnhuber와 Yu(1977)의 방법에 의하여 실시하였다.

성능/효과

감응도 의 결과를 주성분 분석으로 mapping 하였을 때 저장 1일에 오른쪽 중간, 3일에 오른쪽 하단, 7일에 왼쪽에 길게 퍼져 군락이 형성되었다. 다시 판별 분석으로 mapping을 하면 동일저장기간내 군락이 집중되고, 저장기간별 군락군이 분산되어 뚜렷하게 구별되었다. 저장기간 동안 육의 pH와 TBARS는 모두 어떤 항목과도 상관성을 보이지 않았으나, 모든 센서의 값이 각각 정 또는 역의 높은 상관성을 가지고 있었다 (p<0.
다시 판별 분석으로 mapping을 하면 동일저장기간내 군락이 집중되고, 저장기간별 군락군이 분산되어 뚜렷하게 구별되었다. 저장기간 동안 육의 pH와 TBARS는 모두 어떤 항목과도 상관성을 보이지 않았으나, 모든 센서의 값이 각각 정 또는 역의 높은 상관성을 가지고 있었다 (p<0.001).
1은 등심육을 5℃에서 1, 3, 7일간 저장 중 센서의 감응도(dRRO) 변화를 나타내고 있다. 저장기간이 증가함에 따라 SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT 센서의 감응도는 감소하는 경향을 보였으며, 반면 SY/LG, T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 센서의 감응도는 증가하였다. 저장 1일과 3일째에서는 dR/R0 값이 SY/AA, T70/2 센서에서만 유의적인 차이를 보였으나 (p<0.
저장기간이 증가함에 따라 SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT 센서의 감응도는 감소하는 경향을 보였으며, 반면 SY/LG, T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 센서의 감응도는 증가하였다. 저장 1일과 3일째에서는 dR/R0 값이 SY/AA, T70/2 센서에서만 유의적인 차이를 보였으나 (p<0.05), 저장 7일째에는 12개 센서 모두 유의적(p<0.05)인 차이를 나타냈다.
판별 분석법에 의해 분산된 군락은 집단끼리 명확하게 분리되어 형성되었다. 따라서 전자코를 이용한 쇠고기 등 심육의 저장 중 의 향기 변화를 주성분 분석법보다 뚜렷하게 분석해 낼 수 있었다
전자코에서 얻어진 데이터와 상관관계를 확인하기 위해서 저온 저장기간 중에 육의 이화학적 성분의 변화를 조사하였다. Table 3에서 보는 바와 같이 pH는 저장 7일째는 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며(p<0.05), TBARS는 저장기간이 길어질수록 증가하여 저장 3일까지는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 저장 7일에는 유의적으로 높은 TBARS값을 나타내었다 (p<0.05).
이는 쇠고기를 냉장 20일간 저장하였을 때 전자코에 의한 데이터와 TBARS와 상관성이 있었다는 Grigioni 등(2000)의 결과와 다르나 본 연구에서는 저장기간이 7일밖에 되지 않아 지방산화가 미미하게 진행되었기 때문으로 생각된다. 그러나 전자코의 SYZLG 센서는 SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT 센서와는 역의 상관성을 보였으며 (p<0.001), T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 센서와는 정의상관성을 보였다 (p<0.001). 그리고 전자코의 모든 센서가 각각 정 또는 역의 높은 상관성을 가지고 있었다 (p<0.
시료는 도축 후 24시간이 경과한 쇠고기의 등심을 5±1℃에서 7일간 저장하면서 실험에 사용하였다. 저장기간이 증가함에 따라 SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT 센서의 감응도(dIVRO) 값은 감소하였으나, SY/LG, T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 센서의 dR/RO 값은 증가하였다. 저장 1일과 3일째에서는 dR/RO 값이 SY/AA#, T70/2 센서에서만 유의적인 차이를 보였으나 (p<0.
저장기간이 증가함에 따라 SY/G, SY/AA, SY/Gh, SY/gCTl, SY/gCT 센서의 감응도(dIVRO) 값은 감소하였으나, SY/LG, T30/1, P10/1, P10/2, P40/1, T70/2, PA2 센서의 dR/RO 값은 증가하였다. 저장 1일과 3일째에서는 dR/RO 값이 SY/AA#, T70/2 센서에서만 유의적인 차이를 보였으나 (p<0.05), 저장 7일째에서 저장 1일과 비교하였을 때 12개의 센서가 모두 유의적인 차이를 보였다 (p<0.05). 감응도 의 결과를 주성분 분석으로 mapping 하였을 때 저장 1일에 오른쪽 중간, 3일에 오른쪽 하단, 7일에 왼쪽에 길게 퍼져 군락이 형성되었다.

참고문헌 (14)

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Harper, W. J. (2000) Newer methods in sensory analysis. Proceed. 46th Int. Cong. Meat Sci. Technol., Buenos Aires, Argentina, Vol. 2, pp. 582-589
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SAS (1995) SAS/STAT Software for PC. Release 6.11, SAS Institute Inc., NC, USA
Sinnhuber, R. 0. and Yu, T. C. (1977) The 2-thiobar-bituric acid reaction, and objective measure of the oxidative deterioration occurrmg in fats and oils. J. Jap. Soc. Fish. Sci. 26, 259-267
Vincent, D. (1999) Electronic nose: principal and application. Nature 402. 351-352

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인성(주) (2001) 전자 코/전자 혀 system의 원리와 응용. Workshop 자료. 서울

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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