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문제 정의
- 본 연구에서는 계육의 저장 유통 중 품질 및 신선도 측정을 위한 신선 도표 시계의 적용 가능성을 검토할 목적으로 계육의 부위에 따라 신선도표시 계를 제작, 부착하였으며 저장 중 신선도표시 계의 변화 정도와 pH, TBARS, VBN, 전자 코 분석 및 관능검사 결과와 비교, 검토하였다.
가설 설정
- Fig. 2. Color change of freshness indicator in chicken at decay point. The pH meter indicates the pH at decay point (day 3), and arrow shows the change in color of a sensor before and after day 3.
제안 방법
- 분석조건으로 온도는 36℃, 압력은 5 psi, dry /humid air의 비율이 20%가 되도록 공기 흐름을 150 mL/ min으로 설정하였다. 0, 3, 5일 동안 저장한 시료 1 g을 20 mL vial에 취해 6회 반복 실험을 하였고, incubation 시간은 10분, 진탕은 500 rpm, 온도는 50℃에서 head space로부터 포집하였다. 여기서 얻은 향기 성분을 L5 mL/sec의 용량을 55℃로 유지되는 주사기에 취해서 0.
- 계육 중 지방이 적은 부위인 가슴과 많은 부위인 다리를 선정하여 전자코 분석에 의해 지방 함량 차이에 따른 향기를 분석하였다. 주성분 분석 결과 전체 향 패턴과 관련된 다리와 가슴 부위의 제 1 주성 분 값의 기여율이 97.
- 계육을 5일간 저장하면서 신선도, 조직, 부패, 종합적인 기호도를 측정, 비교하였다(Table 1). 관능검사는 고도로 훈련된 10명의 panel에 의해 5점 기호 척도법으로 실시하였는데, 저장 1일까지는 변화를 느낄 수 없었으나 2일 경과 시점부터 품질의 변화가 나타나기 시작하였으며, 저장 4일 후에는 평가점수가 보통 이하의 결과를 나타내었다.
- 제품을 구입하여 사용하였다. 계육의 다리, 날개, 가슴의 각 부위 별로 표면에 신선도표시 계를 부착하고 low density polyethylene(LDPE) film으로 포장한 다음 4℃에서 저장하였다. 각 시료는 5일 동안 저장하면서 실험 시료로 사용하였다.
- 계육의 신선도를 판정할 수 있는 신선도표시계를 제작하였고, 냉장저장 중 계육의 신선도 및 품질변화를 측정하고자 저장 중 표면 pH, VBN, TBARS, 총균수, 전자 코 측정 및 관능검사를 수행하였다. 저장 중 계육의 모든 부위는 저장 3일 경과 후 신선 도표 시계의 색의 변화로 신선도가 저하되었음을 제시해주었다.
- 계육의 저장 기간에 따른 품질의 변화를 분석하기 위하여 선정된 기준에 따라 5단계 평점으로 관능검사를 실시하였다. 선발된 panel 요원 10명에 의해 저장 중 계육의 신선도, 조직감, 냄새, 부패 정도 및 종합적 기호도에 관해 얻은 값을 Statistical Analysis System program(SAS institute Inc.
- 계육의 저장 중 신선도 변화에 따른 향기 패턴을 비교, 분석하기 위해서 시료로부터 휘발성 향기를 headspace에서 획득하여 12개의 metal oxide sensor(MOS)가 정 착된 전자코시스템을 이용하였다. 계육.
- 계육의 저장 중 품질변화에 따른 향기 패턴 분석으로 신선도를 측정하기 위하여 전자 코 시스템을 이용하였다. 저장 중 계육의 향기 패턴 분석에 사용된 전자코(a-FOX 3000 Electronic Nose System, Alpha M.
- 계육의 표면 10 g을 멸균된 scalpel로 채취한 후 0.1% sterile peptone water 90 mL를 첨가한 후 stomacher(MIX 2, AES Laboratoire, France)로 균질화한 후 cheese cloth로 걸러서 crude extract를 추출한 다음 0.1% sterile peptone water로 희석한 후 총균수를 확인하였다. 총균수는 plate count agar(PCA, Difco Co.
- 계육의 표면에 표면 pH-meter(Handheld portable meter, Sentron Europe B.V, Roden, Netherlands)로 측정하였다.
- 5 mL/sec의 속도로 injection port에 주입하였다. 분석 간격은 30분으로 센서가 충분히 안정화를 이룬 다음에 분석을 실행하였다. 전자코발성 성분의 저항값(Rgas)의 변화율로 주성분분석 (principal component analysis, PCA)을 실행하여 제 1 주성분 및 제 2 주성분 값을 측정 후 저장 중 계육의 향기 패턴을 분석하였다(18).
- 제조된 단량체에 DMAAm (N, N'-dimethylacrylamide) monomer와 MBAAm(N, N'-methylene bisacrylamide) 가교제로 1 mm 두께의 hydrogel 매트릭 스를 제조하였고, cellulose acetate-f- 이용하여 이온과 용매만 선택적으로 투과하는 반투막으로 지름 10 mm 크기의 원으로 제조하였다(12). 신선 도표 시계의 pH 민감성 부위가 식육의 표면에 부착됨으로써 저장 중 특정 pH에 도달하였을 때 투명도가 변화하도록 함으로써 식육의 신선도를 실시간으로 나타낼 수 있도록 하였다.
- 저장 중 신선 도표 시계의 반응 시점에서의 계육의 지방 산패 정도를 측정하기 위해 Ahn 등(14)과 Zhu 등(15)의 방법을 수정하여 사용하였다. 시료 5 g과 멸균수 15 mL를 분쇄기에 넣고 분쇄한 후 시료 1 mL를 2-thiobarbituric acid/ trichloractic acid(TBA/TCA) solution 2 mL가 들어있는 disposable test tube에 넣고 vortex mixer(Vortex Genie-2, Scientific industies, INC.
- 분석 간격은 30분으로 센서가 충분히 안정화를 이룬 다음에 분석을 실행하였다. 전자코발성 성분의 저항값(Rgas)의 변화율로 주성분분석 (principal component analysis, PCA)을 실행하여 제 1 주성분 및 제 2 주성분 값을 측정 후 저장 중 계육의 향기 패턴을 분석하였다(18).
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 계육은 대전 소재 마트에서 시판되고 있는 제품을 구입하여 사용하였다. 계육의 다리, 날개, 가슴의 각 부위 별로 표면에 신선도표시 계를 부착하고 low density polyethylene(LDPE) film으로 포장한 다음 4℃에서 저장하였다.
- 저장 중 계육의 향기 패턴 분석에 사용된 전자코(a-FOX 3000 Electronic Nose System, Alpha M.O.S., Toulouse, France) 로 12개의 metal oxide sensor(MOS)들로 구성되어 있다. 12개의 센서 중 P40/1, SY/LG 센서들은 fluoride, chloride를 감지하고, PA2, T30/1, SY/ GCT1 센서는 유기용매들을 감지하고, SY/G 센서는 ammonia, sulfur 화합물을 감지한다.
- Sulfonamide 가 완전히 용해되었을 때 methacryloyl chloride를 소량씩 떨어뜨리며 10℃ 이하에서 교반한 후 고체가 형성되면 이것을 여과한 후 진공건조시켰다. 제조된 단량체에 DMAAm (N, N'-dimethylacrylamide) monomer와 MBAAm(N, N'-methylene bisacrylamide) 가교제로 1 mm 두께의 hydrogel 매트릭 스를 제조하였고, cellulose acetate-f- 이용하여 이온과 용매만 선택적으로 투과하는 반투막으로 지름 10 mm 크기의 원으로 제조하였다(12). 신선 도표 시계의 pH 민감성 부위가 식육의 표면에 부착됨으로써 저장 중 특정 pH에 도달하였을 때 투명도가 변화하도록 함으로써 식육의 신선도를 실시간으로 나타낼 수 있도록 하였다.
데이터처리
- 선발된 panel 요원 10명에 의해 저장 중 계육의 신선도, 조직감, 냄새, 부패 정도 및 종합적 기호도에 관해 얻은 값을 Statistical Analysis System program(SAS institute Inc., Cary, NC, USA)으로 분산분석 후 Duncan's multiple range test로 통계 처리하였다(19).
이론/모형
- 1% sterile peptone water로 희석한 후 총균수를 확인하였다. 총균수는 plate count agar(PCA, Difco Co., Detroit, MI, USA) 배지에 분주하였고 37℃에서 48시간 동안 배양하여 형성된 colony를 계수하였고 APHA(16) 표준방법에 따라 colony forming unit (CFU)/g으로 나타내었다.
- 휘발성 염기 질소는 미량확산법 (13) 으로 측정하였다. 시료 10 g에 증류수 90 mL를 가하여 균질화한 후 2000xg에서 30분간 원심분리한 후 그 상등액을 여과지 (Whatman No.
성능/효과
- , Toulouse, France) 로 12개의 metal oxide sensor(MOS)들로 구성되어 있다. 12개의 센서 중 P40/1, SY/LG 센서들은 fluoride, chloride를 감지하고, PA2, T30/1, SY/ GCT1 센서는 유기용매들을 감지하고, SY/G 센서는 ammonia, sulfur 화합물을 감지한다. P10/1, P10/2, SY/AA, SY/gCT 센서들은 non polar volatiles 를 감지하고, T70/2 센서는 식품의 향기와 휘발성분들을 감지한다(17).
- 계육의 초기 TBARS값은 다리가 1.3 mg MDA/kg, 가슴은 1.2 mg MDA/kg, 날개는 1.8 mg MDAAkg을 나타냈으며 저장 기간이 증가할수록 지방산 패도는 증가하였다. 특히 신선 도표 시계의 반응시점인 저장 3일째에 다리가 2.
- 단백질 변성 도를 나타내는 휘발성 염기 질소는 식육의 변패가 진행됨에 따라 식육 단백질이 아미노산과 무기태질소로 분해되는 과정 중에 생성된 질소량을 측정한 것으로 저장 기간 동안에 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 3). 계육의 초기 휘발성 염기 질소 함량은 다리가 9.
- 따라서 본 연구애서 수행한 계육의 신선도와 관련된 품질변화 분석결과에 따라, 계육에 부착된 신선도표시계의 사용이 계육의 신선도를 나타내는 표시 계로써 계육의 유통기한 확립에 효율적으로 이용될 수 있음을 보여준다.
- 7로써 신선 도표 시계의 반응 시점의 pH와 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 각 부위가 부패 시점에 각각 도달하였을 때 신선도표시겨] 가 불투명하게 변함으로써 신선한 계육과 부패가 시작된 계육을 육안으로 확인할 수 있었다 (Fig. 2). 신선 도표 시계의 색 변화는 가식이 불가능하고 부패하였다기 보다는 신선도가 저하되 어 상품 가치 가 떨어 졌음을 제시해 준다.
- 본 연구에서는 저장 2일째까지 계육의 다리, 가슴, 날개 모두 신선함을 유지하다가 신선도표시 계가 변하기 시작한 저장 3일째부터 신선도가 저하된다고 판단된다. 저장기 간이증가함에 따라서 pH가 상승하고 또한 계육의 가슴보다 다리와 날개의 pH가 전반적으로 높게 나타났는데 이는 Kim(23) 의 보고와 일치한다.
- 저장 중 품질변화를 측정한 결과 신선 도표 시계의 반응시점과 같은 저장 3일에 VBN, TEARS, 총균수의 값 또한 부패 시점에 도달하였고, 관능검사 결과도 저장 4일 이후에는 이취 및 표면에 점 질물 생성 등으로 가식이 불가능하였다. 부패취를 확인하기 위해 실시한 전자 코 분석에서도 저장 0일 차, 저장 3일 차, 저장 5일차의 향기 분석에서 주성분 분석값이 뚜렷한 차이를 보여 계육 부패시점이 3일이라는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 신선도표시 계인 신선도 표시 계는 계육의 저장 중 신선도 확인을 실시간으로 해줌으로써 계육의 유통기한 확립 측면에서 매우 유용한 장치가 될 것으로 판단된다.
- 가슴보다는 다리와 날개의 pH가 높은 값을 보였고 또한 그 변화의 폭도 크게 나타났는데 이는 지방함량의 차이에 의한 것으로 판단된다(21). 저장 3일째 에 신선도표시 계는 Fig. 2와 같이 불투명하게 변하기 시작하였는데 이는 실제 계육의 부패 시점 pH인, 다리 6.2, 가슴 6.3, 날개 6.7로써 신선 도표 시계의 반응 시점의 pH와 일치함을 확인할 수 있었다. 또한 각 부위가 부패 시점에 각각 도달하였을 때 신선도표시겨] 가 불투명하게 변함으로써 신선한 계육과 부패가 시작된 계육을 육안으로 확인할 수 있었다 (Fig.
- 저장 중 계육의 모든 부위는 저장 3일 경과 후 신선 도표 시계의 색의 변화로 신선도가 저하되었음을 제시해주었다. 저장 중 품질변화를 측정한 결과 신선 도표 시계의 반응시점과 같은 저장 3일에 VBN, TEARS, 총균수의 값 또한 부패 시점에 도달하였고, 관능검사 결과도 저장 4일 이후에는 이취 및 표면에 점 질물 생성 등으로 가식이 불가능하였다. 부패취를 확인하기 위해 실시한 전자 코 분석에서도 저장 0일 차, 저장 3일 차, 저장 5일차의 향기 분석에서 주성분 분석값이 뚜렷한 차이를 보여 계육 부패시점이 3일이라는 것을 확인할 수 있었다.
- 5 로, 가슴부위는 -1에서 -2 사이로 집중 분포되어 이동함으로써 저장기간별 뚜렷한 향기 패턴의 차이를 나타내었다. 전반적으로 계육의 저장 중 향기 성분 패턴은 제 1주성분 값이 negative에서 positive로 이동하는 경향을 보였는데, 이러한 결과는 전자코 분석을 활용하여 계육의 저장 중 부패 정도를 예측할 수 있음을 제시해 준다. Fig.
- 주성분 분석 결과 전체 향 패턴과 관련된 다리와 가슴 부위의 제 1 주성 분 값의 기여율이 97.7%를 나타내 었고, 저장초기 제 1 주성분 값은 2.0에서 3.0 사이 에 집중 분포되었다. 그러나 저장 기간이 경과함에 따라 다리는 -2.
- 6, 7에서처럼 저장 0일차, 저장 3일 차, 저장 5일 차의 시료들이 멀리 떨어질수록 저장 중 향기 성분에 있어서 많은 차이가 있다는 것을 뜻한다. 즉 신선한 계육의 향과 부패하기 직전의 향, 완전히 부패가 진행된 시점의 향을 뚜렷이 구분할 수 있었다.
- 관능검사는 고도로 훈련된 10명의 panel에 의해 5점 기호 척도법으로 실시하였는데, 저장 1일까지는 변화를 느낄 수 없었으나 2일 경과 시점부터 품질의 변화가 나타나기 시작하였으며, 저장 4일 후에는 평가점수가 보통 이하의 결과를 나타내었다. 평가점수 2점 이하의 조건에서는 계육표면에 점액질 분비를 볼 수 있었으며 암모니아 등 불쾌취가 발생함으로 부패과정에 있음을 쉽게 알 수 있었다. 계육의 다리, 가슴, 날개 모두 저장 3일차에 약간의 이취가 발생은 했지만 식용은 가능하였으나, 저장 4일 차에는 가식의 한계점에 도달하였다.
후속연구
- 즉 저장 3일까지는 가식 가능 기간이지만 저장 4일차부터는 부패되어 가식이 불가능하게 되었다. 관능검사 중 계육의 냄새에 의한 품질평가 방법은 VBN, 전자 코 분석과 병행하여 실시하면 계육의 신선도를 측정할 수 있는 적절한 평가 방법으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 계육의 각 부위가 저장 기간이 경과함에 따라 유의적인 차이를 뚜렷이 보였는데 (p< 0.
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