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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 참다래의 저장 유통 중 미생물 제어를 통한 품질 보존의 한 방법으로 감마선 조사를 이용하고자 감마선 조사 처리에 의한 미생물 제어와 함께 나타날 수 있는 이화학적인 변화 및 가장 중요한 성분인 비타민 C 함량변화와 수소 공여능에 미치는 영향을 조사하여, 참다래에 대한 감마선 조사의 미생물 제어에 대한 효용성 외의 참다래의 저장 중 품질에 미치는 전반적인 영향을 파악하고, 참다래에 대한 감마선 조사의 이용 가능성에 대해 탐색하고자 한다.
제안 방법
- , Surrey, England)를 사용하여 즉정하였 400 다. P/5( <p 5 mm) plunger를 이용하여 시료를 2회 연속적으로침입시켰을 때 얻어지는 경도(hardness)를 측정하였다. 분석조건은 pre test speed: 2.
- 방사선 조사 후 참다래는 상온 조건(20±2°C)에서 2주 동안 저장하면서 0, 1, 2주차에 분석을 실시하였다. 물성 및 색도측정과 관능평가에 사용한 참다래를 제외한 나머지는 실험에 들어가기에 앞서 참다래의 껍질을 벗기고 곱게 갈아서 -70°C에서 이틀 동결시킨 후 5일 동안 동결 건조(MODEL SFDSM12- 60Hz, Samwon Freezing Engineering Co.
- 시료 2 으에 10배의 50% ethan이을 가하여 실온에서 24시간 추출한 뒤 2, 400 rpm에서 20분간 원심분리하여 얻은 상등액 1 mL에 0.2 mM DPPH 용액 (in 50% ethanol) 1 mL를 가하여 교반한 후 30분 동안 실온에서 방치한 다음 517 nm에서 spectrophotometer(Ultraspec 4, 300 pro, Biochrom Ltd, Cam bridge, England)로 흡광도를 측정하였다(Byun et al 1994). 수소공여능은 다음과 같은 계산식에 의해 환산하였다.
- 식품영양학과 대학원생 중 10명을 관능 검사 요원으로 선발하여 난수를 써놓은 시료를 무작위로 배열하고 나눠준 뒤, 시료의 color(색상), smell(향), soumess(신맛), sweetness(단맛), overall taste(전체적인 맛), overall acceptability(전체적인 만족도)를 5: 매우 좋다, 4: 좋다, 3: 보통이다, 2: 좋지 않다, 1: 매우 좋지 않다, 5점 척도 방법으로 평가하도록 하였다. 시료는 참다래 껍질을 벗기고 1 cm 두께로 잘라서 제공하였다.
- 저장 기간 동안 참다래의 당 함량은 총 당과 환원당 함량으로 조사하였다. Arpaia et a/(1986)과 Fuke & Matsuoka(1984) 는 상온에서 후숙이 진행됨에 따라 참다래의 호흡량이 일시적으로 상승하여 내생 호르몬인 에틸렌이 생성되고 그 양이 증가함에 따라 효소의 활성이 활발하게 되어 전분이 당으로 변화되어 과실 내 당 함량이 증가하게 되는 것이라고 보고하였고, 일반적으로 참다래에는 대략 glucose가 2.
- 참다래 내부 색은 헌터 색도계((Model ND-300A, Nippon Denshoku Kogyo Company, Ltd., Tokyo, Japan)로 시료의 백색도(L , lightness), 적색도(a*, redness to greenness), 황색도(b*,yellowness to blueness) 를 3 회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었고, 초기 시료와의 색차인 JE = 丁를 구하였다. 참다래는 껍질을 벗기고 1 cm 두께로 잘라서 사
- 참다래를 포장기 (Leepack, Hanguk Electronic, Gyunggi, Korea)를 이용하여 진공 포징'재(polyethylene bag, 2 mL O2/m2/24 hr at 0°C; 20x30 cm; Sunkyung Co. Ltd., Seoul, Korea)로 3개씩 포장하여 감마선 조사 전까지 하루 동안 실온에 보관하였다.
- 참다래의 후숙 조절 및 해충 제거, 부패 지연 등의 유통 증 품질을 보존하기 위한 수단으로 감마선을 조사하여 실온에서 2주간 저장하면서 비타민 C, 수소공여능, 당, 유기산, 물성, 색도, 관능의 변화를 각각 조사하였다. 비타민 C와 수소공여능은 후숙이 진행되면서 감소하였고, 감마선 조사에 따른 감소는 보이지 않았다.
- 총 당은 시료 1 으을 증류수에 100배 희석한 후 희석액 1 mL를 취해 5% 페놀용액 1 mL, 황산 5 mL를 넣고 vortexing 을 한 뒤, 실온에서 20분 정도 방치한 후 490 nm에서 흡광도를 측정하였고, 이를 glucose를 표준 물질로 검 량선을 작성하여 시료 중 총 당 함량을 구하였다.
대상 데이터
- 2006년 11월 전남 광양시의 백운농원에서 재배하여 갓 수확한 100 g 내외의 참다래를 재료로 이용하였다. 참다래를 포장기 (Leepack, Hanguk Electronic, Gyunggi, Korea)를 이용하여 진공 포징'재(polyethylene bag, 2 mL O2/m2/24 hr at 0°C; 20x30 cm; Sunkyung Co.
- 감마선 조사는 한국원자력연구소(Daejeon, Korea) 내 선원 10만 Ci, Co-60 감마선 조사시설(point source, AECL, IR-79, MDS Nordion International Co., Ltd., Ottawa, Canada)을 이용하여 실온에서 0.1, 0.3 및 0.5 kGy의 총 흡수 선량을 얻도록 하였으며, 흡수 선량의 확인은 Frick dosimetry(ceric/cerous dosimeter)를 사용하였고, 선량의 오차는 ±0.1 kGy이었다.
- 0, 1, 2주차에 분석을 실시하였다. 물성 및 색도측정과 관능평가에 사용한 참다래를 제외한 나머지는 실험에 들어가기에 앞서 참다래의 껍질을 벗기고 곱게 갈아서 -70°C에서 이틀 동결시킨 후 5일 동안 동결 건조(MODEL SFDSM12- 60Hz, Samwon Freezing Engineering Co., Busan, Korea) 후 가루로 만들어 밀봉하여 냉동 보관하면서 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 이상 반복 실시하였으며, 얻어진 결과들은 SPSS software에서 프로그램 된 general linear model pro cedure, least square 평균값을 Duncan의 다중 검정법으로 P<0.05 수준에서 유의차 검정을 실시하였다.
성능/효과
- 3 kGy 조사구는 증가하는 경향을 나타내었다. b*값인 황색도는 조사구 및 비조 사구 모두 저장 기간 동안 감소하는 경향을 나타내었으며, 조사에 따른 유의적 인 차이는 보이지 않았다. 이 는 Boylston el al (2002)의 0-0.
- 1에 나타내었다. 감마선 조사구 및 비조사구 모두 비조 사구의 저장 2주째를 제외하고 저장 기간 동안 비타민 C 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. Manolopoulou & Papadopoulou (1998)은 참다래를 0"C에서 저장했을 때 저장 기간이 증가할수록 비타민 C가 감소했다고 보고하였으며, Hong et a/(1994)도 25°C에서 참다래를 저장했을 때 비타민 C가 감소했다고 보고하였는데 본 실험 결과와 같은 결과이다.
- 저장 초기 참다래의 환원당 함량은 비조사구에 비해 조사구에서 높게 나타났으며, 조사선량에 따른 유의차는 보이지 않았다. 감마선 조사구 및 비조사구 모두 저장 기간 동안 환원당 함량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 비조 사구의 경우 저장 1주차에 환원당 함량이 큰 폭으로 증가하였으며, 조사구보다 높은 값을 나타내었다. 한편, 저장 2주차의 0.
- 98% 사이로 감마선 조사에 의한 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 감마선 조사구 및 비조사구 모두 저장 기간 동안총 당 함량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 비조사구 및 0.1 kGy 조사구는 저장 기간 동안 유의적인 차이를 나타내지 않았다⑦<0.05). Park & Kim(1995)과 Na et a/(1996)은 연구논문에서 키위는 후숙이 되면서 당 함량이 증가하는 경향을 보인다고 하였다.
- 명도가 감소한다는 것은 색이 진해진다는 것을 말하므로 저장 기간 동안 후숙이 되면서 참다래의 색은 진해진다고 보여진다. 감마선 조사에 따른 영향을 살펴보면 저장 초기에는 조사선량이 커짐에 따라 증가하는 경향을 나타내었으나, 저장 기간이 늘어남에 따라 조사선량 증가에 대해 감소하는 경향을 나타내었으며, 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. 참다래는 과실색이 녹색을 가지므로 a’ 값이 -를 나타내는데 저장 초기 비조사구에 비해 조사구에서 높은 a* 값을 나타내었으나, 유의적인 차이를 보이지는 않았다.
- 유기산 함량은 저장 초기 감마선 조사에 의해 유의적으로 감소하였으며, 저장 기간 동안 모든 처리구에서 감소하는 경향을 나타내었다. 경도는 감마선 조사선량의 증가 및 저장 기간이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 색도 변화에 있어서는 저장 초기 감마선 조사에 의해 명도 및 적색 도가 증가하는 경향을 보였으나, 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 전체적인 만족도 역시 저장 기간 동안 조사에 따른 유의차는 보이지 않았다. 관능검사 결과 0.5 kGy 조사구가 전반적으로 높은 선호도를 나타내어 조사로 인해 기대되는 미생물 저감 효과뿐 아니라 관능면에서도 적합한 선량인 것으로 사료되었다. Moreno et a/(2006)은 멜론에 대한 1.
- 색도 변화에 있어서는 저장 초기 감마선 조사에 의해 명도 및 적색 도가 증가하는 경향을 보였으나, 유의적인 차이를 보이지 않았다. 관능검사에서는 저장 초기 전반적으로 비조사구가 조사구에 비해 높은 평가를 나타내었으나, 저장 기간 동안 조사구에서 색을 제외한 향, 맛, 질감, 그리고 전체적인 만족도에서 더 좋다는 평가를 받았다. 이러한 결과로 볼 때 참다래에 대한 저선량 감마선 조사 처리는 참다래의 이화학적, 관능적 품질 변화 없이 유통 중 품질 보존에 이용할 수 있을 것이라사료된다.
- 1 kGy 조사구만 제외하고 조사구 및 비조사구 모두 1주 및 2주에 신맛에 대한 높은 선호도를 나타내었다. 단맛에 대한 기호도 역시 감마선 조사에 의한 유의차는 보이지 않았고, 저장 1주 및 2주에 높은 선호도를 나타내었으며, 특히 조사구에서는 2주에 높은 선호도를 나타내었고, 조사선량의 증가에 따라 선호도가 증가하였다. 전체적인 맛에 대한 평가에서 저장 초기 및 저장 기간 동안 감마선 조사에 의한 유의차는 보이지 않았으나, 저장 초기 0.
- Park & Kim(1995)과 Na et a/(1996)은 연구논문에서 키위는 후숙이 되면서 당 함량이 증가하는 경향을 보인다고 하였다. 따라서 참다래의 총 당 함량은 저장 기간이 증가할수록 증가하고 조사선량에 대한 유의적인 차이는 나타내지 않았다.
- 저장 초기 및 저장 기간 동안 참다래의 감마선 처리 구 및 비처리구 모두에서 93% 이상의 높은 수소공여능을나타내었다. 또한, 참다래의 수소공여능은 감마선 조사에 의해 감소되지 않았으며, 감마선 조사구 및 비조사구 모두 저장 기간 동안 감소하는 경향을 나타내었다. 참다래는 높은 비타민 C 함량을 가지고 있으며, 과일 중에서도 특이하게 비타민 E를 함유하고 있는 과일이다.
- 참다래의 색도 변화는 Table 1과 같다. 먼저 L*값인 명도는 감마선 조사구 및 비조사구 모두 저장 기간이 늘어남에 따라서 감소하는 경향을 보였다. 명도가 감소한다는 것은 색이 진해진다는 것을 말하므로 저장 기간 동안 후숙이 되면서 참다래의 색은 진해진다고 보여진다.
- 색도, 관능의 변화를 각각 조사하였다. 비타민 C와 수소공여능은 후숙이 진행되면서 감소하였고, 감마선 조사에 따른 감소는 보이지 않았다. 총 당 및 환원당 함량은 저장 기간 동안 증가하였으며, 감마선 조사에 따른 유의차를 나타내지 않았다.
- 5 kGy 조사구에서 맛에 대한 낮은 선호도를 나타내었다. 신맛 및 단맛의 평가에서와 마찬가지로 비조사구 및 조사구 모두 저장 1주 및 2주차에 높은 선호도를 나타내었으며, 조사구의 경우 저장 2주차에 높은 선호도를 나타내었고, 조사 선량에 비례하여 선호도가 증가하였다. 한편, 전체적인 맛에 대한 평가는 단맛만의 선호도가 높을 때보다 신맛과 함께 선호도가 높을 때 전체적인 맛에 대한 평가에서 더 높은 점수를 나타내었다.
- 참다래의 향은 0주와 1주에는 약간의 증가는 있으나 유의적인 차이가 없었고, 2주 때에는 조사 선량이 높아짐에 따라 향이 더 좋다고 평가되었다. 신맛에 대한 기호도는 저장 초기 및 저장 기간 동안 감마선 조사에 의한 차이를 보이지 않았으며, 0.1 kGy 조사구만 제외하고 조사구 및 비조사구 모두 1주 및 2주에 신맛에 대한 높은 선호도를 나타내었다. 단맛에 대한 기호도 역시 감마선 조사에 의한 유의차는 보이지 않았고, 저장 1주 및 2주에 높은 선호도를 나타내었으며, 특히 조사구에서는 2주에 높은 선호도를 나타내었고, 조사선량의 증가에 따라 선호도가 증가하였다.
- 참다래는 높은 비타민 C 함량을 가지고 있으며, 과일 중에서도 특이하게 비타민 E를 함유하고 있는 과일이다. 앞의 실험 결과, 감마선 조사에 의해 비타민 C 함량 감소가 나타나지 않았고, 또한 이 실험에서는 측정하여 나타내지 않았지만 참다래가 가지고 있는 비타민 E로 인해 참다래가 높은 수소 공여능을 나타내었고, 또한 감마선 조사에 의해 수소공여능 감소가 나타나지 않은 것으로 사료된다. Son et a/(2001)은 녹차 추출물의 수소 공여능 실험에서 감마선 조사가 free radical 소거능에 유의적으로 영향을 미치지 않았다고 보고하였다.
- 총 당 및 환원당 함량은 저장 기간 동안 증가하였으며, 감마선 조사에 따른 유의차를 나타내지 않았다. 유기산 함량은 저장 초기 감마선 조사에 의해 유의적으로 감소하였으며, 저장 기간 동안 모든 처리구에서 감소하는 경향을 나타내었다. 경도는 감마선 조사선량의 증가 및 저장 기간이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.
- 참다래의 조직감은 저장 1주차까지 조사에 따른 유의차는 보이지 않았다. 저장 2주차에서 비조사구 및 0.1 kGy 조사구에 비해 0.3 및 0.5 kGy 조사구에서 높은 선호도를 나타내었고, 조사구 및 비조사구 모두 저장 초기에 비해 저장 기간이 증가함에 따라 조직감에 대한 선호도가 증가하였는데, 이는 참다래의 후숙이 진행됨에 따라 경도가 감소하면서 물성이 식미에 적합한 상태로 진행되었기 때문인 것으로 사료된다. 참다래의 전체적인 기호도는 저장 초기의 경우, 조사구에 비해 비조사구의 선호도가 더 높았으나 저장 기간 동안에는 대체적으로 조사구가 비조사구에 비해 높은 선호도를 나타내었다.
- 조사구의 유기산 함량은 저장 1주까지 감소폭이 적다가 저장 2주차에 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, 저장 2 주차에는 비조사구에 비해 조사구에서 대체적으로 낮은 유기산 함량을 나타내었다. 저장 기간 동안 조사구 및 비조 사구 모두 저장 기간이 증가할수록 유기산 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. Park & Kim(1995)과 Hong et a/(1994) 은상온 저장에서 참다래의 유기산 함량은 저장 기간에 따라 차츰 감소한다고 하였으며, Youn & Choi(1998)의 보고에 따르면 참다래에 들어있는 유기산은 대부분이 citric acid, quinic acid, malic acid로서 수확 시기에 따라 유기산 함량의 변화 가 있으며, 숙성이 진행됨에 따라 malic acid와 citric acid의 경우 그 함량이 다소 감소한다고 하였는데, 본 실험에서도 이와 같은 결과로 저장 기간에 따라 유기산 함량이 감소되었다고 사료된다.
- 색도와 연관하여 보면 후숙으로 참다래의 색이 진해질수록 더 좋다고 평가된 것을 알 수 있다. 저장 기간 동안 조사구 및 비조사구 모두 저장 기간이 늘어날수록 모든 평가 항목에서 선호도가 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 저장 기간의 증가에 따라 참다래가 후숙이 되어 선호도가 증가했고, 식미성도 더 좋다고 나타난 것으로 사료된다.
- 2에서 보여준다. 저장 초기 및 저장 기간 동안 참다래의 감마선 처리 구 및 비처리구 모두에서 93% 이상의 높은 수소공여능을나타내었다. 또한, 참다래의 수소공여능은 감마선 조사에 의해 감소되지 않았으며, 감마선 조사구 및 비조사구 모두 저장 기간 동안 감소하는 경향을 나타내었다.
- 단맛에 대한 기호도 역시 감마선 조사에 의한 유의차는 보이지 않았고, 저장 1주 및 2주에 높은 선호도를 나타내었으며, 특히 조사구에서는 2주에 높은 선호도를 나타내었고, 조사선량의 증가에 따라 선호도가 증가하였다. 전체적인 맛에 대한 평가에서 저장 초기 및 저장 기간 동안 감마선 조사에 의한 유의차는 보이지 않았으나, 저장 초기 0.5 kGy 조사구에서 맛에 대한 낮은 선호도를 나타내었다. 신맛 및 단맛의 평가에서와 마찬가지로 비조사구 및 조사구 모두 저장 1주 및 2주차에 높은 선호도를 나타내었으며, 조사구의 경우 저장 2주차에 높은 선호도를 나타내었고, 조사 선량에 비례하여 선호도가 증가하였다.
- 62% 를 제외하고 비조사구에 비해 낮은 유기산 함량을 나타내었다. 조사구의 유기산 함량은 저장 1주까지 감소폭이 적다가 저장 2주차에 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, 저장 2 주차에는 비조사구에 비해 조사구에서 대체적으로 낮은 유기산 함량을 나타내었다. 저장 기간 동안 조사구 및 비조 사구 모두 저장 기간이 증가할수록 유기산 함량이 감소하는 경향을 나타내었다.
- 6에서 보여준다. 참다래의 경도는 감마선 조사에 의해 저장 초기 및 저장 기간 동안 조사선량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내어 감마선 조사에 의해 참다래의 경도가 감소함을 확인할 수 있었다. 이는 Drake et 시(1999)이 검역 처리를 위해 사과와 배에 0.
- 5 kGy 이하의 저선량 조사에서는 조사에 따른 비타민 C 감소가 크지 않으며, 과일이 본래 함유한 비타민 C 함량에 따라 차이를 나타내는 것으로 여겨진다. 참다래의 경우, 저선량의 감마선 조사는 참다래의 비타민 C 함량의 감소를 나타내지 않으며, 1 kGy 이상의 조사에서부터 비타민 C 함량 감소가 나타나고, 저선량 전자선 조사에 의한 비타민 C 함량 역시 조사에 의해 감소되지 않고 오히려 증가한 것으로 확인되었다(data not shown). 저선량 조사에 대한 비타민 C 함량 변화에 대해서는 다른 여러가지 비타민 C 함량 실험을 통한 좀 더 다양한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 비타민 C와 수소공여능은 후숙이 진행되면서 감소하였고, 감마선 조사에 따른 감소는 보이지 않았다. 총 당 및 환원당 함량은 저장 기간 동안 증가하였으며, 감마선 조사에 따른 유의차를 나타내지 않았다. 유기산 함량은 저장 초기 감마선 조사에 의해 유의적으로 감소하였으며, 저장 기간 동안 모든 처리구에서 감소하는 경향을 나타내었다.
- 신맛 및 단맛의 평가에서와 마찬가지로 비조사구 및 조사구 모두 저장 1주 및 2주차에 높은 선호도를 나타내었으며, 조사구의 경우 저장 2주차에 높은 선호도를 나타내었고, 조사 선량에 비례하여 선호도가 증가하였다. 한편, 전체적인 맛에 대한 평가는 단맛만의 선호도가 높을 때보다 신맛과 함께 선호도가 높을 때 전체적인 맛에 대한 평가에서 더 높은 점수를 나타내었다. 참다래의 조직감은 저장 1주차까지 조사에 따른 유의차는 보이지 않았다.
- 9 kGy를 조사하였을 때 사과의 firmness가 감소하였다는 보고와 일치하는 결과이다. 한편, 참다래 비조사구의 경도는 0주일 때 약 2, 621 g, 1주에는 약 1, 632 g, 2주에는 약 535 g으로서 0주에서 1주가 되면서는 약 37%, 1주에서 2주가 될 때에는 약 67%의 현저한 감소를 보여 저장 기간의 증가에 따라 경도가 감소하는 경 향을 보였다. 참다래에 있어 과실 경도는 저장 한계와 시장성을 결정하는 주요인으로 알려져 있는데, Macrae & Redgwell (1992)은 저장 중 경도의 감소는 전분 분해와 수용성 pectin 의 증가, galactose의 소실, 세포벽의 팽창, 세포벽의 변화로 인해 발생하며, 이러한 현상으로 hardness의 감소가 크다고 하였다.
후속연구
- 관능검사에서는 저장 초기 전반적으로 비조사구가 조사구에 비해 높은 평가를 나타내었으나, 저장 기간 동안 조사구에서 색을 제외한 향, 맛, 질감, 그리고 전체적인 만족도에서 더 좋다는 평가를 받았다. 이러한 결과로 볼 때 참다래에 대한 저선량 감마선 조사 처리는 참다래의 이화학적, 관능적 품질 변화 없이 유통 중 품질 보존에 이용할 수 있을 것이라사료된다.
- 참다래의 경우, 저선량의 감마선 조사는 참다래의 비타민 C 함량의 감소를 나타내지 않으며, 1 kGy 이상의 조사에서부터 비타민 C 함량 감소가 나타나고, 저선량 전자선 조사에 의한 비타민 C 함량 역시 조사에 의해 감소되지 않고 오히려 증가한 것으로 확인되었다(data not shown). 저선량 조사에 대한 비타민 C 함량 변화에 대해서는 다른 여러가지 비타민 C 함량 실험을 통한 좀 더 다양한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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