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문제 정의
- 전보(Yoon et al 2006)에서와 같이 메밀을 이용한 음료를 개발하기 위하여 메밀 추출 조건을 설정하고 메밀 추출물을 제조하였으나 시간이 경과함에 따라 메밀 추출물에서 이상 침전이 발생하는 것으로 관찰되었다. 따라서 본 연구에서는 메밀 추출액의 이상 침전의 원인을 규명하고 그 해결책을 제시하고자 하였다.
- 미생물의 오염에 따른 당화 효소의 활성화는 메밀의 구조에 영향을 줄 가능성이 있어 당화 효소 활성과 침전과의 관계를 파악하고자 하였다. 이들 메밀의 선도는 생산일자 저장 방법에 따라 차이가 있어 미생물의 오염 정도에 의해 미생물 수를 lxlO4(CFU/g)을 기준으로 메밀의 미생물 오염 정도를 구분하였다.
제안 방법
- 메밀 추출물의 이상 침전물 분석은 침전물 전체를 동량의 현탁액으로 만든 시료와 정상적인 추출물을 같은 양으로 사용해 분석하였다. 일반 성분은 AOAC법(1995)에 따라 수분은 105 ℃ 건조법, 조회분은 직접 회화법, 조지방은 Soxhlet 법, 조단백질은 micro-Kjeldahl 법으로 분석하였으며 나머지는 탄수화물로 계산하였다.
- 1)은 다음과 같이 실시하였다. 가용성 전분(soluble starch, Difco) 농도를 0, 0.01, 0.02, 0.03, 그리고 0.04% 농도로 사용하였고 blank는 증류수 5 mL에 요오드액 0.5 mL를 넣어 사용하였다. 시료 반응은 0.
- 메밀 선도의 구분을 위해 미생물 오염 정도를 조사하기 위하여 일반 세균 검사와 진균류 검사를 아래와 같은 방법으로 실시하였다. 메밀을 잘 혼합한 후 10 g을 멸균 용기에 취하고 멸균 생리 식 염수를 20 g 가하여 10초간 심하게 교반 한 후 교반액을 취하여 적절히 희석하고 petridish에 1 mL씩 분주한 후 PCA(일반 세균용 배지, Difco)와 PDA(진균류용 배지, Difco)에서 계수하였다.
- 실시하였다. 메밀을 잘 혼합한 후 10 g을 멸균 용기에 취하고 멸균 생리 식 염수를 20 g 가하여 10초간 심하게 교반 한 후 교반액을 취하여 적절히 희석하고 petridish에 1 mL씩 분주한 후 PCA(일반 세균용 배지, Difco)와 PDA(진균류용 배지, Difco)에서 계수하였다. 일반 세균은 24시간(35℃), 진균류는 48시간(25℃) 배양 후 계수하였다.
- 2 syringe filter로 여과하여 조효소액으로 사용하였다. 활성 측정은 미리 멸균된 기질 용액 [0.04% 가용성 전분액(soluble starch, Difco)] 4.5 mL에 조효소액 0.5 mL를 시료 당 4개씩 첨가하였다. 이중에서 2개를 조효소액 첨가 후 즉시 반응 전 OD5io 를 측정하고, 나머지 2개는 50℃에서 효소 반응을 1시간 시킨 후 반응액을 20℃로 급냉시키고 반응 후 ODsio를 측정하였다.
- 5 mL를 시료 당 4개씩 첨가하였다. 이중에서 2개를 조효소액 첨가 후 즉시 반응 전 OD5io 를 측정하고, 나머지 2개는 50℃에서 효소 반응을 1시간 시킨 후 반응액을 20℃로 급냉시키고 반응 후 ODsio를 측정하였다.
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6. Polysaccaride가 메밀 추출 음료의 안정성에 미치는 영향에 관한 조사
사용된 polysaccaride는 malto dextin(DE10), malto dextrin (DE4), cyclodextrin 3종류의 dextrin과 혼합 전분(com starch 82% + potato starch 18%) 1 종류를 사용하여 메밀 추출물에 첨가한 후 침전 정도를 조사하였다.
- 파악하고자 하였다. 이들 메밀의 선도는 생산일자 저장 방법에 따라 차이가 있어 미생물의 오염 정도에 의해 미생물 수를 lxlO4(CFU/g)을 기준으로 메밀의 미생물 오염 정도를 구분하였다. Table 2의 결과에 의하면 메밀의 시료에 따라 미생물의 오염이 100배 정도의 차이를 보였고, 미생물수가 lx 104(CFU/g) 이하인 선도가 양호한 메밀은 당화 효소 활성 이 5 이하로 거의 없는데 비하여, 미생물수가 lxlO4(CFU/g) 이상인 선도가 떨어지는 메밀은 당화 효소 활성이 57.
- 반면 침전의 생성이 쉬운 메밀 추출물들은 Amylose성 전분 함량이 매우 낮은 수준이었다. 따라서 전분 함량이 제품의 안정성에 영향을 줄 수 있을 것으로 생각되어 malto dextrin(DElO), malto dextrin (DE4), cyclodextrin 3종류의 dextrin과 혼합 전분 1종(com starch 82% + potato starch 18%)을 사용하여 메밀 추출액의 침전에 미치는 영양을 확인하였다. 전체적으로 polysaccaride의 첨가는 120일이 경과한 시점에서 이상 침전이 상당히 개선됨을 확인할 수 있었고 brix는 침전과 직접적인 상관관계가 없었다.
대상 데이터
- 메밀 원료는 2004년 수확한 중국산(내몽고) 쓴메밀(Fagopyrum tataricum)로 방산 시장에서 구입하여 사용하였다.
이론/모형
- 분석하였다. 일반 성분은 AOAC법(1995)에 따라 수분은 105 ℃ 건조법, 조회분은 직접 회화법, 조지방은 Soxhlet 법, 조단백질은 micro-Kjeldahl 법으로 분석하였으며 나머지는 탄수화물로 계산하였다.
성능/효과
- 메밀은 일본에서 티백 차의 형태로 일부 이용되고 있는 실정이며 메밀을 이용한 음료는 거의 개발되어 있지 않다. 전보(Yoon et al 2006)에서와 같이 메밀을 이용한 음료를 개발하기 위하여 메밀 추출 조건을 설정하고 메밀 추출물을 제조하였으나 시간이 경과함에 따라 메밀 추출물에서 이상 침전이 발생하는 것으로 관찰되었다. 따라서 본 연구에서는 메밀 추출액의 이상 침전의 원인을 규명하고 그 해결책을 제시하고자 하였다.
- 침전물의 형태는 아주 작은 구형의 입자에서 시작하여 아주 큰 구형 형태의 모양을 보였다. Table 1에서 보면 이상 침전물의 일반성분 분석 결과는 정상 메밀 추출물과 비교하여 탄수화물이 0.14%에서 0.38%로, 지방은 0.02%에서 0.14%로 현저히 높아진 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과로부터 이상 침전물은 어떠한 환경 변화에 의해 메밀 추출액에 존재하는 소 수성 물질들이 구형의 형태로 응집하여 침전이 발생하는 것으로 해석되었다.
- 이들 메밀의 선도는 생산일자 저장 방법에 따라 차이가 있어 미생물의 오염 정도에 의해 미생물 수를 lxlO4(CFU/g)을 기준으로 메밀의 미생물 오염 정도를 구분하였다. Table 2의 결과에 의하면 메밀의 시료에 따라 미생물의 오염이 100배 정도의 차이를 보였고, 미생물수가 lx 104(CFU/g) 이하인 선도가 양호한 메밀은 당화 효소 활성 이 5 이하로 거의 없는데 비하여, 미생물수가 lxlO4(CFU/g) 이상인 선도가 떨어지는 메밀은 당화 효소 활성이 57.94로 매우 높음을 확인할 수 있었다. 그리고 이러한 당화 효소 활성은 10분간의 열처리(중탕)로 당화 활성이 소실되었다(Table 3).
- 메밀의 침지 조건은 침지 온도가 냉수(15℃)보다는 온도가 높아지는 경우와 침지 시간이 길어지는 경우에 침전 현상도 증가하였다. Table 3의 결과에 의하면 침지수 초기 온도로 60-70”C 사용 시 메밀 등에 의하여 침지 온도는 40~50℃가 유지되는데, 이 온도에서는 메밀 자체의 당화 효소와 미생물 생산 효소의 작용이 활성화되어 메밀 구성 성분의 분해가 가속화된 것으로 판단되었다. 따라서 메밀의 분해된 구성물인 작은 전분 입자, 루틴, 기타 소수성(疏水性) 성분들이 서로 엉겨서 침전을 발생시킨 것으로 판단되었다.
- 따라서 메밀의 분해된 구성물인 작은 전분 입자, 루틴, 기타 소수성(疏水性) 성분들이 서로 엉겨서 침전을 발생시킨 것으로 판단되었다. 침전 발생이 적으며 미생물 수 lxlO4(CFU/g) 이하인 냉수 침지 조건의 메밀 추출액은 추출 brix도 높은 편이면서 amylose성 전분 함량을 의미하는 ODw에서도 높은 것으로 확인되었다. 반면 침전이 생성되며 미생물수 lxlO4(CFU/g) 이상의 메밀들은 전분 함량이 매우 낮은 수준이었고 이는 당화 효소에 의한 분해가 진행된 것으로 판단되었다.
- 따라서 전분 함량은 제품의 안정성에 직접적인 영향을 줄 수 있을 것으로 예측되었다. 메밀 침지 조건은 통상적으로 곡류에서 볶음을 원만히 하기 위하여 시 행하는 침지 조건인 온수(60~70℃)에서 3시간 정도의 조건은 메밀 침지 조건으로는 적절치 않은'것으로 판단되었고, 당화 효소가 활성화되기 어려운 조건(15℃, 1시간)에서 침지하는 것이 이상 침전을 방지할 수 있는 조건으로 생각되었다.
- Table 3에서 보는 바와 같이 메밀의 선도가 좋아 침전 안정성이 높은 메밀 추출액은 OD6i5 값이 의미하는 Amylose 성 전분 함량이 높음을 확인할 수 있었다. 반면 침전의 생성이 쉬운 메밀 추출물들은 Amylose성 전분 함량이 매우 낮은 수준이었다.
- 따라서 전분 함량이 제품의 안정성에 영향을 줄 수 있을 것으로 생각되어 malto dextrin(DElO), malto dextrin (DE4), cyclodextrin 3종류의 dextrin과 혼합 전분 1종(com starch 82% + potato starch 18%)을 사용하여 메밀 추출액의 침전에 미치는 영양을 확인하였다. 전체적으로 polysaccaride의 첨가는 120일이 경과한 시점에서 이상 침전이 상당히 개선됨을 확인할 수 있었고 brix는 침전과 직접적인 상관관계가 없었다. Amylose성 전분 함량을 의미하는 OD615 값은 침전 생성과 관계가 있음을 확인할 수 있었다.
- 전체적으로 polysaccaride의 첨가는 120일이 경과한 시점에서 이상 침전이 상당히 개선됨을 확인할 수 있었고 brix는 침전과 직접적인 상관관계가 없었다. Amylose성 전분 함량을 의미하는 OD615 값은 침전 생성과 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 구조적으로 전분과 같이 branch를 갖거나 cyclodextrin과 같이 다른 물질을 포접하여 안정화시킬 수 있는 구조에서는 침전의 발생이 저하되고 안정된 상을 이루고 있음을 확인할 수 있었다.
- Amylose성 전분 함량을 의미하는 OD615 값은 침전 생성과 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 구조적으로 전분과 같이 branch를 갖거나 cyclodextrin과 같이 다른 물질을 포접하여 안정화시킬 수 있는 구조에서는 침전의 발생이 저하되고 안정된 상을 이루고 있음을 확인할 수 있었다. 메밀 추출액의 당화 효소 활성화는 추출액에 포함되어 있는 전분의 분해를 가속화시키고, 전분의 분해는 상 안정성을 깨트려 rut in이나 분해에 의한 소수성 물질에 의해서 유발하는 것으로 판단된다.
- 이상 침전물의 일반 조성분 분석 결과, 정상 메밀 추출물과 비교하여 이상 침전물은 탄수화물과 지방이 현저히 높아진 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 이상 침전물은 어떠한 환경 변화에 의해 메밀 추출액에 존재하는 소 수성 물질들이 구형의 형태로 응집하여 침전이 발생하는 것으로 해석되었다.
- 이러한 결과로부터 이상 침전물은 어떠한 환경 변화에 의해 메밀 추출액에 존재하는 소 수성 물질들이 구형의 형태로 응집하여 침전이 발생하는 것으로 해석되었다. 메밀의 선도에 따라 미생물의 오염 정도가 100 배 정도의 차이를 보였고, 미생물수가 lxlO4(CFU/g) 이하인 선도가 양호한 메밀은 당화 효소 활성이 5 이하로 거의 없는데 비하여, 미생물수가 lxlO4(CFU/g) 이상인 선도가 떨어지는 메밀은 당화 효소 활성이 57.94로 매우 높음을 확인할 수 있었다. 메밀의 침지 조건은 침지 온도가 냉수(15℃)보다는 메밀 자체의 당화 효소의 작용이 활성화되는 온도에서 침지 시간이 길어지는 경우에 침전 현상도 증가하였다.
- 메밀의 침지 조건은 침지 온도가 냉수(15℃)보다는 메밀 자체의 당화 효소의 작용이 활성화되는 온도에서 침지 시간이 길어지는 경우에 침전 현상도 증가하였다. 전체적으로 전분의 첨가는 이상 침전이 상당히 개선됨을 확인할 수 있었고, 구조적으로 전분과 같은 branch를 갖거나 cyclodextrin과 같이 다른 물질을 포접하여 안정화시킬 수 있는 구조에서는 침전의 발생이 저하되고 안정된 상을 이루고 있음을 확인할 수 있었다. 혼합 전분의 첨가는 이상 침전을 상당히 개선할 수 있었다.
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