원심분리, 한외여과 및 혼합처리를 이용하여 청징 오렌지주스를 제조한 후 반응표면분석법 (response surface methodology, RSM)으로 청징조건에 따른 탁도, 색도 및 일반성분을 비교하였다. 원심분리시 회전속도가 높고 온도가 낮을수록 청징효과가 개선되어 회전속도의 증가뿐만 아니라 저온의 효과가 뚜렷했다. 원심분리 최적조건은 10,000 rpm, $5^{\circ}C$이었다. 특히 한외여과 및 혼합처리 공정이 공정조건에 관계없이 청징 효과가 매우 우수한 것으로 나타났다. 한외여과의 최적조건은 150 kPa, $45^{\circ}C$이었다. 혼합처리의 경우 청징효과가 뚜렷하게 개선되지는 않았는데 이는 한외여과 공정을 거치면서 이미 일정 수준의 청징이 이루어졌음을 의미한다. 한외여과 공정의 효율성은 색도의 변화에서도 간접적으로 측정할 수 있었는데 한외여과 처리된 시료의 $L^*$값과 ${\Delta}E$ 값이 가장 높았으며, 또한 비타민 C와 가용성 고형분의 회수율을 비교하여 볼 때 한외여과방법이 고품질의 청징 오렌지주스를 제조하는데 가장 우수한 것으로 판단된다. 더불어 한외여과의 경우 배제액 중의 고형성분은 식이섬유강화 주스제조 시에 첨가될 수 있다.
원심분리, 한외여과 및 혼합처리를 이용하여 청징 오렌지주스를 제조한 후 반응표면분석법 (response surface methodology, RSM)으로 청징조건에 따른 탁도, 색도 및 일반성분을 비교하였다. 원심분리시 회전속도가 높고 온도가 낮을수록 청징효과가 개선되어 회전속도의 증가뿐만 아니라 저온의 효과가 뚜렷했다. 원심분리 최적조건은 10,000 rpm, $5^{\circ}C$이었다. 특히 한외여과 및 혼합처리 공정이 공정조건에 관계없이 청징 효과가 매우 우수한 것으로 나타났다. 한외여과의 최적조건은 150 kPa, $45^{\circ}C$이었다. 혼합처리의 경우 청징효과가 뚜렷하게 개선되지는 않았는데 이는 한외여과 공정을 거치면서 이미 일정 수준의 청징이 이루어졌음을 의미한다. 한외여과 공정의 효율성은 색도의 변화에서도 간접적으로 측정할 수 있었는데 한외여과 처리된 시료의 $L^*$값과 ${\Delta}E$ 값이 가장 높았으며, 또한 비타민 C와 가용성 고형분의 회수율을 비교하여 볼 때 한외여과방법이 고품질의 청징 오렌지주스를 제조하는데 가장 우수한 것으로 판단된다. 더불어 한외여과의 경우 배제액 중의 고형성분은 식이섬유강화 주스제조 시에 첨가될 수 있다.
Clarified orange juice was prepared using different clarification methods including centrifugation, enzyme treatment, ultrafiltration (UF), and combined treatment(CT). Effect of clarification methods as well as other quality parameters were investigated. Clarification was improved with increase in c...
Clarified orange juice was prepared using different clarification methods including centrifugation, enzyme treatment, ultrafiltration (UF), and combined treatment(CT). Effect of clarification methods as well as other quality parameters were investigated. Clarification was improved with increase in centrifugation speed and by lowering operating temperature. The optimum condition for centrifugation process was $5^{\circ}C$ and 10,000 rpm. UF and CT processes were very effective to produce clarified orange juice. The optimum condition of UF process was $45^{\circ}C$ and 150 kPa considering flux and turbidity CT did not significantly improve the clarification efficiency since most of the clarification was already achieved during UF process. $L^*$-values increased while $a^*$-values decreased significantly after clarification regardless of methods (p<0.05) Considering color, and recovering rate of vitamin C and soluble solids, UF process was superior than the other methods in producing clarified orange juice.
Clarified orange juice was prepared using different clarification methods including centrifugation, enzyme treatment, ultrafiltration (UF), and combined treatment(CT). Effect of clarification methods as well as other quality parameters were investigated. Clarification was improved with increase in centrifugation speed and by lowering operating temperature. The optimum condition for centrifugation process was $5^{\circ}C$ and 10,000 rpm. UF and CT processes were very effective to produce clarified orange juice. The optimum condition of UF process was $45^{\circ}C$ and 150 kPa considering flux and turbidity CT did not significantly improve the clarification efficiency since most of the clarification was already achieved during UF process. $L^*$-values increased while $a^*$-values decreased significantly after clarification regardless of methods (p<0.05) Considering color, and recovering rate of vitamin C and soluble solids, UF process was superior than the other methods in producing clarified orange juice.
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문제 정의
또한 반응표면분석 법 (response surface methodology, RSM)을 이용하여 청징조건에 따른 탁도. 색도 및 일반성분을 분석하여 고품질 오렌지주스 제조를 위한 실험적 기초자료로 제시하고자 한다.
제안 방법
가용성 고형분 및 비타민 C 측정 : 일정량의 시료를 취하여 굴절당도계 (model Type 1, Atago Co., Japan)로 3회 반복 후 가용성 고형 분의 함량을 측정 하고 °Brix로 표시 하였고, 비타민 C는 2, 4-dinitrophenyl hydrazine 비색법을 통해 분광광도계 (model UV-1201 PC, Shimadzu Co., Japan)를 이용하여 540 nm에서 3회 반복하여 흡광도를 측정하였다(6). 수소이온농도 및 비중측정 : 시료 10 mL를 취하여 pH meter(model 340, Mettler Delta Co.
03% pectinase, 40℃, 40 min)는 Sohn 등 (4)의 연구와 동일한 방법으로 실행하였다. 각 공정이 끝난 뒤 0.1% NaOH 용액으로 시스템 전체를 세척한 후 약 30분 동안 증류수로 다시 세척한 후 초기 증류수의 투과 유속과 비교하였다.
분석할 필요성이 있다. 본 연구에서는 원심분리, 한외여과(ultra filtration, UF) 및 혼합처리 (combined treatment, CT)를 도입 해 청 징 주스를 제조한 후 이 화학적 특성을 분석하였다. 또한 반응표면분석 법 (response surface methodology, RSM)을 이용하여 청징조건에 따른 탁도.
, Japan)를 이용하여 540 nm에서 3회 반복하여 흡광도를 측정하였다(6). 수소이온농도 및 비중측정 : 시료 10 mL를 취하여 pH meter(model 340, Mettler Delta Co., U.K.)로 수소이 온 농도를 측정하였으며, 비중병을 이용하여 부피에 대한 질량의 비로 비중을 3회 반복 측정 후 평균값을 사용하였다. 통계처리 : 이화학적 성분분석 결과는 Duncan's multiple range test를 이용하여 시료간의 유의 적 인 차이를 검 증하였다(a =0.
에 따라 실험을 설계한 후 실험오차를 최소화하기 위하여 실험은 무작위 순서로 실시되었다. 실험결과(experimental data)는 2차식 형태의 반응모형식에 SAS(statistical analysis system)의 반응표면회 귀 분석 (RSREG procedure)을 이용하여 회귀계수들(regression coefficients)을 구하였다.
원심분리, 한외여과 및 혼합처리를 이용하여 청징 오렌지주스를 제조한 후 반응표면분석 법 (response surface methodology, RSM)으로 청징조건에 따른 탁도, 색도 및 일반성분을 비교하였다. 원심분리시 회전속도가 높고 온도가 낮을수록 청징효과가 개선되어 회전속도의 증가뿐만 아니라 저온의 효과가 뚜렷했다.
착즙과정을 마친 오렌지주스를 청징하기 위하여 원심분리, 한외여과, 혼합처리를 실시하였다. 원심분리기 (model VS-21SMT, Vision Co., Korea)의 회 전속도 5, 000과 10, 000 rpm 및 저온(5℃)과 상온(25℃) 조건에서 청징주스를 제 조하였다. 한외 여 과에 의한 청 징 의 경우 50 K dalton의 분획분자량(molecular weight cut-off, MWC0)과 유효막 면적이 2.
한외 여 과에 의한 청 징 의 경우 50 K dalton의 분획분자량(molecular weight cut-off, MWC0)과 유효막 면적이 2.4 n?인 polysulfone 재질의 막(High flux biomax polysulfone membrane, Millipore, USA)을 막분리장치 (model 7523-20, Barnut Co., USA)에 이용하여 투과플럭 스 [Flux=L/m2 - h (L: 투과유량, m2: 유효막면적, h: 공정 시간)]를 측정하였으며, 이때 각각의 공정 조건은 ATP(aver-age transmembrane pressure)?)- 50 kPa, 100 kPa, 150 kPa, 온도가 5℃, 25℃, 45℃。] 었다(Table 1). 혼합처리 시 의한 단계 인 효소처리 (0.
수세 .착즙과정을 마친 오렌지주스를 청징하기 위하여 원심분리, 한외여과, 혼합처리를 실시하였다. 원심분리기 (model VS-21SMT, Vision Co.
탁도 및 색도 측정 : 탁도는 일정량의 시료 3 mL를 취하여 분광광도계 (model UV-1201 PC, Shimadzu Co., Japan)를 이용하여 660 nm에서 3회 반복하여 흡광도를 측정하였다. 색도는 색 차계(mode] CR-200, Minolta Co.
한외여과효과 : 반응표면분석을 통한 최적 청징효과를 살펴보기 위하여 Table 1에 나타낸 것과 같이 온도(5, 25, 45℃) 및 압력 (50, 100, 150 kPa)을 각각 3가지 수준으로 설정하고 종속변수 즉 탁도값의 변화를 살펴보았다. 그 결과 모든 조건에서 탁도값이 0.
대상 데이터
본 실험에 사용된 오렌지는 미국 캘리포니아에서 생산된 오렌지를 사용하였으며, 수세 정선과정을 거친 후 녹즙기(model DO-9001, Donga Osca, Co., Korea)로 마쇄 . 착즙하였으며, 200 mesh 나일론 포로 여과과정을 거친 시료에 항산화제(L(+)-ascorbic acid)를 1 L당 2 g을 가하여 변색을 방지하였다.
본 연구는 산업자원부가 지정한 지역혁신센터(RIC)인 대구대학교 농산물 저장.가공 및 산업화 연구센터의 지원에 의한 것입니다.
데이터처리
실험결과(experimental data)는 2차식 형태의 반응모형식에 SAS(statistical analysis system)의 반응표면회 귀 분석 (RSREG procedure)을 이용하여 회귀계수들(regression coefficients)을 구하였다. 반응표면분석을 위해 적용된 일반적인 2차 반응모형식은 다음과 같다(5).
)로 수소이 온 농도를 측정하였으며, 비중병을 이용하여 부피에 대한 질량의 비로 비중을 3회 반복 측정 후 평균값을 사용하였다. 통계처리 : 이화학적 성분분석 결과는 Duncan's multiple range test를 이용하여 시료간의 유의 적 인 차이를 검 증하였다(a =0.05).
이론/모형
본 연구에서는 원심분리, 한외여과(ultra filtration, UF) 및 혼합처리 (combined treatment, CT)를 도입 해 청 징 주스를 제조한 후 이 화학적 특성을 분석하였다. 또한 반응표면분석 법 (response surface methodology, RSM)을 이용하여 청징조건에 따른 탁도. 색도 및 일반성분을 분석하여 고품질 오렌지주스 제조를 위한 실험적 기초자료로 제시하고자 한다.
오렌지 주스의 청징공정을 분석하기 위해서 반응표면분석법 을 이용하였다. 중심 합성 계 획 법 (central composite design)
성능/효과
종속변수 즉 탁도값의 변화를 살펴보았다. 그 결과 모든 조건에서 탁도값이 0.001 ~0.003으로 매우 우수한 청 징 효과를 나타내었다. 한외여 과의 최적조건은 150 kPa, 45℃이었다.
3에서 보는 것 과 같이 대조구에 비해 청 징 개선효과는 혼합처 리와 한외여과 공정에서 매우 우수한 청징효과를 확인할 수 있었다. 또한 원심분리법을 포함한 모든 청 징방법 에서 초기 탁도와 비교해 99% 이상의 청징개선효과를 가져왔다.
1에 나타나있다. 원심분리기의 회전속도가 5,000rpm에서 10, 000 rpm으로 증가함에 따라 청 징 효과가 약 50% 이상 개선되는 것을 알 수 있었으며 청징 개선효과는 25℃에서 더욱 뚜렷하였으나 시간경과에 따라 청 징율은 감소하였다. 원심분리 최적조건은 10, 000 rpm, 5℃이었다.
비교하였다. 원심분리시 회전속도가 높고 온도가 낮을수록 청징효과가 개선되어 회전속도의 증가뿐만 아니라 저온의 효과가 뚜렷했다. 원심분리 최적조건은 10, 000 rpm, 5℃이었다.
또한 이러한 저온에서의 회전속도 증가에 따른 뚜렷한 청징효과의 증가는 사콰주스(9)에서도 관찰할 수 있었다. 원심분리에 의한 청징의 경우 초기 10분까지의 청 징율이 높고, 그 이후의 시간영역 에서의 청징율은 현저하게 저하되므로 공정비용에 비해 청징 개선율 이둔화되어 시간의 연장을 통한 청징효과를 얻기는 어려운 것으로 나타났다.
청 징 방법에 따른 성 분변화를 살펴보면 (Table 2), vitamin C의 함량은 혼합처리구에서 가장 많이 보존되 었고 모든 시료에서 pH의 범위는 4.80~5.26으로 대조구 4.91과 비교해 청징공정에 따른 변화는 거의 없었다. 식품 중에 존재하는 가용성 고형 분은 관능적 특성에 중요한 영향을 미 치 는데 예측한 바와 같이 청 징공정 후 감소하였으며 특히 공정 이 많은 혼합공정 후 현저히 (p<0.
원심분리 최적조건은 10, 000 rpm, 5℃이었다. 특히 한외여과 및 혼합처리 공정이 공정조건에 관계 없이 청 징 효과가 매우 우수한 것으로 나타났다. 한외 여과의 최적조건은 150 kPa, 45℃이었다.
혼합처리의 경우 청징효과가 뚜렷하게 개선되지는 않았는데 이는 한외여과 공정을 거치면서 이미 일정 수준의 청징이 이루어졌음을 의미한다. 한외여과 공정의 효율성은 색도의 변화에서도 간접적으로 측정할 수 있었는데 한외여과 처리된 시료의 L*값과 JE 값이 가장 높았으며, 또한 비타민 C와 가용성 고형분의 회수율을 비교하여 볼 때 한외여과방법이 고품질의 청징 오렌지주스를 제조하는데 가장 우수한 것으로 판단된다. 더 불어 한외여과의 경우 배제액 중의 고형성분은 식이섬유 강화 주스 제조 시에 첨가될 수 있다.
05). 한편 처리된 모든 시료는 청징방법에 관계없이 대조구와 비교하여 상당한 증가를 보였는데 이는 탁도의 관점 에서 보았던 청징 개선효과와 일치하는 경향을 나타내었다. 한외여과 처리된 시료의 L*값은 본 실험에서 사용한 청징방법 중 가장 우수한 값을 나타내었는데 이는 여과 공정을 통해 시료에 있는 부유물질들이 대부분 효과적으로 제거되었기 때문인 것으로 사료된다(15).
이는 막 횡단압력이 증가함에 따라 막표면에 거대분자들이 층을 형성하는 농도분극(concentration polarization) 현상과 누적된 거대분자가 막과의 상호작용에 의하여 막:i면 또는 막 세공 내에 비가역적으로 침착되는 막오염(fouling)에 기인한다. 혼합처리효과 : 원심분리, 효소처리(4), 한외여과 각각의 최적 청징 조건하에서 혼합처리를 한 경우 Fig. 3에서 보는 것 과 같이 대조구에 비해 청 징 개선효과는 혼합처 리와 한외여과 공정에서 매우 우수한 청징효과를 확인할 수 있었다. 또한 원심분리법을 포함한 모든 청 징방법 에서 초기 탁도와 비교해 99% 이상의 청징개선효과를 가져왔다.
05). 황색도는 청징공정 후 한외 여 과와 혼합처리 구에서는 낮아졌으며 원심 분리공정이 이루어진 시료에서 가장 높은 값을 나타내었다(p<0.05). 한외 여 과와 혼합처리구에서 는 오히려 대 조구보다도 감소하여 색이 더 엷어졌음을 알 수 있었다(15).
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