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문제 정의
- Ohmic 해동 기술은 해동육의 품질을 향상시킬 수 있는 기술로 기대가 되는반면, 현재 ohmic 해동에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 실험은 전압의 증가에 따른 염수 침지식 및전극 접촉식 ohmic 해동 처리가 돈육의 이화학적 특성에미치는 효과를 규명하고자 실시되었다.
제안 방법
- 1). Ohmic systeme ohmic cell, power supply(ACP-1010, ACP Power Korea Co. Inc., Korea) 및 mobile corder (MV 104, Yokogawa Co., Japan)로 구성되었고, 해동 처리는 다음의 두 가지 방법으로 시행되었다. 염수 침지식해동방식에서는 0.
- Ohmic 해동은 자체 제작된 system을 이용하여 수행하였다(Fig. 1). Ohmic systeme ohmic cell, power supply(ACP-1010, ACP Power Korea Co.
- longissimus dorsi)부위는 도살된 지 24시간이 경과한 반도체(n=6>를 무작위로 선별하여 사용하였다. 구입한 육은 결체조직과 지방조직을 완전히 제거한 후, 직사각형 형태(2x4x10 cm)의 동일한 크기로 근섬유 방향과 평행하게 정형하였고, 각 시료의 중심부에는 k-type thermocouple을 설치하여 자체 제작된 ohmic cell에 시료를 넣어 중심온도가 2℃에 도달하도록 예비 냉각한 후 -50 ℃ 심온 냉동고(NF-400SF, Nihon Freezer Co., Japan)에서 24시간 동결 처리하였다.
- 시료를 1 cm의 두께로 근섬유 방향과 평행하게 절단하여 digital force gauge(DPS-20, Imada Co., Japan)를 이용하여 전단력을 즉정하였으며, 이때의 cross head speed는 60 mm/minQ로 하였다.
- , Japan)로 구성되었고, 해동 처리는 다음의 두 가지 방법으로 시행되었다. 염수 침지식해동방식에서는 0.9%(w/v) NaCl 용액 400 mL을 medium 으로 이용하였고, 염수에 시료를 침지하여 해동을 수행하였다. 이때 전극간의 거리는 8 cm로 균일하게 하였다.
- , USA)를 이용하여 3, 000 rpm에서 10분 간 원심분리 하였다. 원심분리 후, 시료를 원심분리관에서 제거하여 원심분리관의 건조 전 (Wbefore)과 후(Wa如)의 무게를 측정하여 다음의 공식으로서 나타내었다.
- 이때 전극간의 거리는 8 cm로 균일하게 하였다. 전극 접촉식 해동방식은 전극간의 거리를 2 cm로 하여 시료와 전극을 직접 접촉시켜 해동처리 하였다. 이때 전극은 copper 재질의 전극을 사용하였고, 각 시료의 중심부 온도는 thermocouple-®- mobile corder(MV 104, Yokogawa Co.
- 해동은 시료의 중심부 온도가 1P에 도달한 후 완료하였고, 해동속도는 최대 빙결정 형성대인 -5에서 (TC에 도달한 시간으로 측정하였다. 전처리구는 60 Hz의 주파수에서 50 V까지 전압을 상승시키며 각 전압에 따른 변화를 관찰하였다.
- , Japan)에 연결하여 측정하였다. 해동은 시료의 중심부 온도가 1P에 도달한 후 완료하였고, 해동속도는 최대 빙결정 형성대인 -5에서 (TC에 도달한 시간으로 측정하였다. 전처리구는 60 Hz의 주파수에서 50 V까지 전압을 상승시키며 각 전압에 따른 변화를 관찰하였다.
대상 데이터
- 돈육 등심 (m. longissimus dorsi)부위는 도살된 지 24시간이 경과한 반도체(n=6>를 무작위로 선별하여 사용하였다. 구입한 육은 결체조직과 지방조직을 완전히 제거한 후, 직사각형 형태(2x4x10 cm)의 동일한 크기로 근섬유 방향과 평행하게 정형하였고, 각 시료의 중심부에는 k-type thermocouple을 설치하여 자체 제작된 ohmic cell에 시료를 넣어 중심온도가 2℃에 도달하도록 예비 냉각한 후 -50 ℃ 심온 냉동고(NF-400SF, Nihon Freezer Co.
데이터처리
- 각 측정치의 결과분석은 SAS(Statistics Analytical System, USA, 1989-1999) 프로그램 (ver. 9.1)의 분산분석 (one-way ANOVA)을 통하여 분석하였고, 평균치 간의 유의성을 Duncan의 Multiple Range test0]] 의하여 검증하였다.
- , Korea)를 이용하여 531 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 TBARS값은 conversion factor 6.2를 사용하여 산출하였다.
이론/모형
- 시료의 보수력은 Hong 등(2006)의 방법을 이용하여 측정하였다. 미리 건조시킨 거즈를 원심분리관에 넣은 후 여기에 약 1 g의 시료(Wmeat)를 넣어 4℃로 조절된 자동 저온 원심분리기(RC-3, Sorvall Co.
- 시료의 지질 산패도는 Witte 등(1970)의 추출 방법을 이용한 2-thiobarbituric acid reactive substances(TBARS)를즉정함으로써 나타내었다. 시료 2 g에 0.
- 시료의 휘발성 염기 질소는 Conway 미량 확산법(Conway and Byme, 1933)을 이용하여 측정하였다. 시료 10 g에 증류수 30 mL을 가하여 17, 000 rpm으로 2분 간 균질하였다.
성능/효과
- "반면 접촉식 해동 방법은 30 V 처리구에서 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 Z/값을 나타내었지만 (P0.05), 결국 접촉식 해동방법은 돈육의 L* 값에 효과를 미치지 않은 것으로 판단되었다."
- 본실험에서 침지식 해동 처리군은 접촉식 해동 처리군에 비하여 높은 가열 감량을 나타내었지만, 이는 낮은 해동 감량과 해동 중 시료로 침투된 염수가 가열 중에 방출됨으로써 기인한 것으로 판단되었고, 두 방식의 해동 처리군모두 전압의 증가는 가열감량을 감소시키는 경향을 나타내었다. 결국 전압의 증가는 해동 시간의 단축에 의한 보수력의 향상을 야기한 것으로 판단되는 바, 비록 모든 해동 처리군에서 대조구보다 낮은 보수력을 나타내었지만, 30 V 이상의 염수 침지식 해동 방법에서는 대조구와 유의적 차이가 인정되지 않았고(p>0.05), 전극 접촉식 해동방법에서도 50 V의 전압에서는 보수력 간의 유의차가 인정되지 않았다(p>0.05). 이상의 결과는 Kim 등(2006a)에서도 동일하게 관찰되는 바, 이들은 만육을 ohmic 해동하였을 때, 전압의 증가는 보수력의 증가를 야기한다고 하였다.
- 이상의 결과는 Yun 등(1998)에서도 동일하게 보고되는 바, 이들은돈육을 수해동 하였을 때 60 V에서 가장 낮은 해동 감량을 보였고, 이후 전압의 증가에 따라 표면 온도 상승에 의하여 해동 감량이 증가한다고 하였다. 그러나 이들은 매질로서 물을 사용하였지만, 본 실험에서는 0.9% 염수를사용하였으며, 식육 내부와 외부의 염농도를 동일하게 하여 삼투압에 의한 수분 이동을 최소화할 뿐만 아니라, 역으로 시료 내부로 일부 수분을 침투시킴으로써 일부 시료에서 감량이 발생하지 않고, 중량 증가를 야기한 것으로판단되었다. 이는 전극 접촉식 해동 처리군에서도 동일하게 관찰되는 바, 비록 접촉식 해동 처리군은 대조구에 비하여 높은 해동 감량을 나타내었지만, 20 V 이상의 전압에서는 유의적인 차이가 인정되지 않았고3>0.
- 4에 나타나 있다. 돈육의 전단력은 40 V 이상의 전압에서는 대조구와 유의적인 차이가 인정되지 않았으며(p>0.05), 30 V 이하의 전압에서는 침지식 해동 처리군은 유의적으로 낮은 전단력을 나타낸 반면, 접촉식 해동 처리군에서는 높은 전단력을 보였다(p<0.05). 염수 침지식 ohmic 해동 방법에서 0.
- 05). 두 해동 처리 방법 간의 비교에 있어서 비록 침지식 해동처리 군이 접촉식 해동 처리군 보다 높은 pH를 나타내었지만, 이는 초기 대조구의 pH가 다소 높은 값을 나타낸 데 기인한 것으로 판단되었다. 또한 본 실험에서 접촉식 해동 처리구 일부에서는 표면에 부분적인 과열 현상이 나타났지만 이러한 과열 현상이 전반적인 시료의 pH에는 효과를 미치지 않은 것으로 사료된다.
- 두 해동 처리 방법 간의 비교에 있어서 비록 침지식 해동처리 군이 접촉식 해동 처리군 보다 높은 pH를 나타내었지만, 이는 초기 대조구의 pH가 다소 높은 값을 나타낸 데 기인한 것으로 판단되었다. 또한 본 실험에서 접촉식 해동 처리구 일부에서는 표면에 부분적인 과열 현상이 나타났지만 이러한 과열 현상이 전반적인 시료의 pH에는 효과를 미치지 않은 것으로 사료된다.
- 2). 반면에 해동 속도는 전압 의 증가에 따라 대수적인 증가를 보였으며, 특히 접촉식해동 처리구에서 전압의 증가에 따른 해동속도가 급격히증가함을 나타내었다. Ohmic 해동 처리에서 저항열의 발생은 저항에 의한 전기에너지의 소모율에 의하여 발생하는 바, 저항 소모율은 전압의 제곱에 비례하고 저항에 반비례하는 바(Halliday et al.
- 결국 표면 과열 현상을 억제하면서 해동 속도를 향상시킴으로써 낮은 TBARS값을 보인것으로 사료된다. 반면에 휘발성 염기 질소 함량은 실험처리가 단백질에 미치는 효과를 판단할 수 있으며(Fig. 6), 본 실험에서 침지식 해동 처리방법에서는 TVBN값의 증가가 나타나지 않은 반면, 접촉식 해동 처리군에서는 전압의 증가에 따라 TVBN값이 상승하는 경향을 나타내었지만 측정치간의 유의적인 차이는 인정되지 않았다(p>0.05). 이상의 결과에 의하면 염수 침지식 ohmic 해동 방법은 식육 내부의 저항열 발생에 의한 해동보다는 염수 온도 상승에 기인한 열 전달에 의하여 식육이 해동 되는 방법으로서 수분 결합력의 향상과 더불어 연도 향상 효과 및 화학적 변화를 최소화할 수 있는 방법으로 판단되지만, 식육을 전극에 직접 접촉시켜 해동하는 방법은 식육 자체의 저항 열 발생에 따른 빠른 해동에 의하여 동결육의 해동 시 발생하는 품질 저하를 최소화 할 수 있지만, 전극과 접촉하는 식육 표면의 과열 현상이 품질 저하를 발생시킬 수 있고, 이를 최소화 하기 위하여 Yun 등(1998)은 해동을 -3℃정도로 반해동시키거나 완전해동을 위해 식육 표면을 강제로 냉각시켜야 한다고 하여, 이 부분에 대한 더 깊은 연구가 요구되었다.
- 염수 침지식 ohmic 해동 처리군은 대조구에 비하여 낮은 해동 감량을 보였고, 일부에서는 외부의 염수가 시료에 흡수되어 해동 시중량이 증가함을 나타내었다. 본 실험에서 전압의 증가에따른 염수 침지식 해동 처리군의 해동 감량은 20 V에서만 유의적인 감소를 나타내었지만⑦<0.05), 전반적으로 전압이 증가할수록 감량이 감소됨을 나타내었다. 이상의 결과는 Yun 등(1998)에서도 동일하게 보고되는 바, 이들은돈육을 수해동 하였을 때 60 V에서 가장 낮은 해동 감량을 보였고, 이후 전압의 증가에 따라 표면 온도 상승에 의하여 해동 감량이 증가한다고 하였다.
- 유사한 경향은 가열감량에서도 동일하게 관찰되었다. 본실험에서 침지식 해동 처리군은 접촉식 해동 처리군에 비하여 높은 가열 감량을 나타내었지만, 이는 낮은 해동 감량과 해동 중 시료로 침투된 염수가 가열 중에 방출됨으로써 기인한 것으로 판단되었고, 두 방식의 해동 처리군모두 전압의 증가는 가열감량을 감소시키는 경향을 나타내었다. 결국 전압의 증가는 해동 시간의 단축에 의한 보수력의 향상을 야기한 것으로 판단되는 바, 비록 모든 해동 처리군에서 대조구보다 낮은 보수력을 나타내었지만, 30 V 이상의 염수 침지식 해동 방법에서는 대조구와 유의적 차이가 인정되지 않았고(p>0.
- 미치는 효과를 나타내었다. 염수 침지식 ohmic 해동 처리군은 대조구에 비하여 낮은 해동 감량을 보였고, 일부에서는 외부의 염수가 시료에 흡수되어 해동 시중량이 증가함을 나타내었다. 본 실험에서 전압의 증가에따른 염수 침지식 해동 처리군의 해동 감량은 20 V에서만 유의적인 감소를 나타내었지만⑦<0.
- 9% 염수를사용하였으며, 식육 내부와 외부의 염농도를 동일하게 하여 삼투압에 의한 수분 이동을 최소화할 뿐만 아니라, 역으로 시료 내부로 일부 수분을 침투시킴으로써 일부 시료에서 감량이 발생하지 않고, 중량 증가를 야기한 것으로판단되었다. 이는 전극 접촉식 해동 처리군에서도 동일하게 관찰되는 바, 비록 접촉식 해동 처리군은 대조구에 비하여 높은 해동 감량을 나타내었지만, 20 V 이상의 전압에서는 유의적인 차이가 인정되지 않았고3>0.05), 전압의증가에 따른 해동감량의 감소 경향이 현저하게 나타났다. 유사한 경향은 가열감량에서도 동일하게 관찰되었다.
- 그러나 이들은 햄버거 패티 가공을 위하여 원료육을 만육하였으며, 또한 지질 함량을 20%로 하였으며 해동 종료를 위한 중심부 온도를 5℃로설정하였다. 일반적으로 만육 공정 이후의 ohmic 해동 처리는 T* BARS 상승시키는 결과를 초래할 수 있으며 (Kim et al., 2006a), 중심부 온도를 높게 설정함으로써 기인된심한 표면 과열 현상은 높은 지방 함량을 갖는 시료에서심한 지질 산화를 초래하게 됨으로써 높은 TBARS값을보인 것으로 판단되지만, 본 실험에서는 지방 함량이 낮은 등심부위를 시료로써 사용하였고, 시료의 중심부 온도가 VC에서 해동을 종료함으로써 Kim 등(2006b)보다 표면 과열 현상 발생을 최소화 하였으며, 따라서 이상의 결과에 의하면 전기에 의한 지질 산화는 크게 문제가 되지않을 것으로 판단된다. 결국 표면 과열 현상을 억제하면서 해동 속도를 향상시킴으로써 낮은 TBARS값을 보인것으로 사료된다.
- 전압의 증가는 침지식 및 접촉식 해동 처리구 모두 해동 시간을 단축시켰고, 특히 접촉식 해동 방식은 낮은 전압 하에서도 침지식 해동 방식에 비하여 빠른 해동을 보였으며 40 V 이상의 전압에서는 해동시간을 1시간 이내로 단축시킬 수 있었다(Fig. 2). 반면에 해동 속도는 전압 의 증가에 따라 대수적인 증가를 보였으며, 특히 접촉식해동 처리구에서 전압의 증가에 따른 해동속도가 급격히증가함을 나타내었다.
- 3에 나타나 있다. 전압의 증가에 따라 접촉식 및 침지식 ohmic 해동 처리구의 pH가 다소 증가하는 경향을 나타내었지만, 유의적인 차이는 인정되지 않았다(p>0.05). 두 해동 처리 방법 간의 비교에 있어서 비록 침지식 해동처리 군이 접촉식 해동 처리군 보다 높은 pH를 나타내었지만, 이는 초기 대조구의 pH가 다소 높은 값을 나타낸 데 기인한 것으로 판단되었다.
- 그러나 전반적으로 두 해동 방식에 사용된 시료의 TBARS 값은 매우 낮은 수치를 나타내었다. 전압의 증가에 따른돈육의 TBARS값은 침지식 해동 처리군에서는 20 및 40 V에서 유의적인 증가를 나타내었지만(p<0.05), 전반적으로전압의 증가는 TBARS값을 감소시키는 경향을 나타내었다. 반면에 접촉식 해동 처리구에 있어서 0 V는 공기와의접촉시간의 증가에 따라 대조구에 비하여 유의적으로 높은 TBARS값을 보인 것으로 판단되었다(p<0.
- 식육의 L* 값은 보수력이나 근원섬유 단백질의 변성 정도에의하여 영향을 받는 바(Offer and Trinick, 1983), 본 실험에서 침지식 해동 방식은 해동 과정에서 육즙 손실이 적고, 또한 일부 염수가 식육으로 침투됨으로써 접촉식 해동 방식보다 높은 Z;값을 나타낸 것으로 판단되며, 각 해동 방식에 있어서 전압의 증가는 식육 단백질의 변성에큰 효과를 미치지 않았고, 따라서 식육의 L* 값에 영향을미치지 않은 것으로 판단된다. 접촉식 해동 처리군은 10 V 이하의 전압에서 유의적으로 낮은 a*값을 나타내었지만 (P<0.05), 전압의 증가는 빠른 해동 속도에 기인하여 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않았다(p>0.05).
- 5에 나타내었다. 초기 대조구의 TBARS값은 침지식에서 0.04, 접촉식에서 0.07 ㎎/㎏으로접촉식 처리구의 시료에서 다소 높은 수치를 나타내었다. 그러나 전반적으로 두 해동 방식에 사용된 시료의 TBARS 값은 매우 낮은 수치를 나타내었다.
- 이는 식품 표면의 부분적인 과열 현상에 기인한 것으로 사료되는바, 식육의 ohrnHc 처리는 산소 소비 효소계의 활성을 저해함으로써 육색 안정성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대되었지만(Ledward, 1992), 본 실험은 50 V 이하의 낮은전압을 이용함으로써, 전기적 처리에 의한 육색 향상은 발생하지 않은 것으로 판단되었다. 총 색도 변화(AE)는 염수 침지식 해동 처리 방법에서 높게 나타났지만 40 V 이상에서는 유의적인 감소를 나타내었고(p<0.05), 전압의 증가에 따른 해동 시간의 단축은 육색의 변화를 효과적으로단축할 수 있을 것으로 판단되었다. 반면에 접촉식 해동방법에서는 전압의 증가에 따른 경향성을 보이지 않았고, 결국 접촉식 해동 방법에서 표면 과열 현상을 효과적으로억제하면 총색도의 차이를 최소화 할 수 있을 것으로 사료된다.
- 2에 나타나 있다. 침지식 해동 방법은 모든 처리구에서 대조구보다 L* 값의 유의적인 증가를 나타내었다 ⑦<0.05). 처리구 간에서 전압의 증가에 따른 전반적인 유의차는 인정되지 않았지만(p>0.
후속연구
- 05). 이상의 결과에 의하면 염수 침지식 ohmic 해동 방법은 식육 내부의 저항열 발생에 의한 해동보다는 염수 온도 상승에 기인한 열 전달에 의하여 식육이 해동 되는 방법으로서 수분 결합력의 향상과 더불어 연도 향상 효과 및 화학적 변화를 최소화할 수 있는 방법으로 판단되지만, 식육을 전극에 직접 접촉시켜 해동하는 방법은 식육 자체의 저항 열 발생에 따른 빠른 해동에 의하여 동결육의 해동 시 발생하는 품질 저하를 최소화 할 수 있지만, 전극과 접촉하는 식육 표면의 과열 현상이 품질 저하를 발생시킬 수 있고, 이를 최소화 하기 위하여 Yun 등(1998)은 해동을 -3℃정도로 반해동시키거나 완전해동을 위해 식육 표면을 강제로 냉각시켜야 한다고 하여, 이 부분에 대한 더 깊은 연구가 요구되었다.
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