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문제 정의
- 본 연구에서는 대추술의 품질 향상을 위한 연구의 일환으로 초고압 및 냉동처리를 이용하여 처리한 대추술의 저장특성을 구명하고자, 전보(13)에서 설정된 최적의 초고압(500 MPa, 5분) 및 냉동처리(-20℃, 3일) 조건에 따라 대추술을 처리한 다음에 35℃에서 60일간 저장하면서 미생물수, 성분변화, 색도 및 관능적인 특성을 조사한 결과를 보고하고자 하였다.
가설 설정
- 2)Means in the same column not followed by the same letter are significantly different (p<0.05).
제안 방법
- 색도는 색도계(Colorquest Ⅱ TC-1500MC, Tokyo Denshoku Co., Japan)를 사용하여 대추술 25 mL씩을 취하여 Hunter 색체계인 L, a, b 및 ΔEab 값을 구하였다.
- 에탄올 함량은 시료를 8%로 희석하여 vial에 2 mL씩 담고 headspace(Varian Genesis Headspace, Varian, USA)상에서 80℃에서 30분간 평형화한 후에 GC로 분석하였으며, GC(Varian star 3400, Varian, USA)의 칼럼은 Stabilwax(30 m×0.32 mm)였고 칼럼온도는 40℃에서 2분간 유지하다가 10℃/min의 속도로 상승시킨 후에 200℃에서 5분간 유지하였다.
- 무처리 대추술, 초고압 대추술, 냉동처리 대추술, 가열처리 대추술 및 시판 대추술 등 각 조건에 따라 처리한 5종의 대추술을 1 L 삼각플라스크에 800 mL씩 무균적으로 담고 35±2℃에서 60일 동안 저장하면서 품질특성의 변화를 조사하였다.
- 무처리 대추술, 초고압 대추술, 냉동처리 대추술, 가열처리 대추술 및 시판 대추술 등 각 조건에 따라 처리한 5종의 대추술을 1 L 삼각플라스크에 800 mL씩 무균적으로 담고 35±2℃에서 60일 동안 저장하면서 품질특성의 변화를 조사하였다. 조사항목은 미생물, 성분분석, 색도 및 관능적 특성이었고, 미생물변화, 성분변화 및 색도변화는 10일 간격으로 조사하였으며 관능적인 품질은 저장 후 10일, 20일, 40일 및 60일째에 각각 조사하였다. 관능평가를 위한 대조구로 냉장보관한 무처리 대추술을 이용하였다.
- 조사항목은 미생물, 성분분석, 색도 및 관능적 특성이었고, 미생물변화, 성분변화 및 색도변화는 10일 간격으로 조사하였으며 관능적인 품질은 저장 후 10일, 20일, 40일 및 60일째에 각각 조사하였다. 관능평가를 위한 대조구로 냉장보관한 무처리 대추술을 이용하였다.
- 성분분석은 pH, 산도, 아미노산도, 환원당 및 에탄올 농도에 대하여 수행하였다. pH는 pH meter로 측정하였고, 총산 및 아미노산도는 국세청 주류분석법(14), 환원당은 SomogyiNelson 법(15)에 따라 분석하였고, 에탄올 함량은 headspace-gas chromatography를 사용하여 분석하였다.
- 대추술 중의 생균수는 AOAC 방법(16)에 따라 측정하였다. 세균용 배지는 PCA(Plate Count Agar, Difco)를 사용하였고, 젖산균용 배지로는 Rogosa Agar(Lactobacillus selective Agar, Merck)에 acetic acid를 0.133% 가해 최종 pH를 5.5로 맞추어 사용하였으며, 효모용 배지로는 SDA(Sabouraud Dextrose Agar, Difco)에 95% ethanol과 chloramphenicol을 각각 1 및 0.5%씩 첨가하여 사용하였다. 균수는 일반 세균과 젖산균의 경우는 37℃에서 48시간 배양한 후 측정하였고, 혐기성균은 2% agar로 중층하고 CO2 농도가 18%인 항온기(CO2 incubator, Vision Scientific Co.
- 5%씩 첨가하여 사용하였다. 균수는 일반 세균과 젖산균의 경우는 37℃에서 48시간 배양한 후 측정하였고, 혐기성균은 2% agar로 중층하고 CO2 농도가 18%인 항온기(CO2 incubator, Vision Scientific Co., Bucheon, Korea)에서 배양한 후 측정하였으며, 효모는 25℃에서 72시간 배양한 다음 측정하였다.
- 대추술의 관능검사는 충북대학교 식품공학과 학생 중 차이식별검사를 위한 기본 훈련을 마친 8명(여자 4, 남자 4)의 평가요원을 대상으로 실시하였다. 평가항목으로는 색, 단내와 단맛, 신내와 신맛 및 전체적인 품질에 대하여 조사하였고, 평가방법은 냉장 보관한 신선한 대추술을 5점 기준으로 하고 이와 비교하여 약하면 낮은 점수, 강하면 높은 점수를 기록하는 방식의 9점 척도 채점법(17)으로 실시하였으며, 제시된 시료의 온도는 10℃로 조절하였다.
- 대추술의 가열살균 과정 중의 품질 저하를 개선하기 위하여 초고압(500 MPa, 5분) 및 냉동처리(-20℃에서 3일간 냉동한 후에 20℃에서 4시간 해동)를 이용하여 대추술을 살균한 다음 35℃에서 60일간 저장하면서 미생물 상의 변화를 조사한 결과는 Fig. 1과 같다. 초고압 처리한 대추술은 완전히 살균되어 저장 초기와 저장 중 모두 미생물이 전혀 검출되지 않았다.
- 초고압 및 냉동 처리한 대추술을 저장하면서 관능적인 품질변화를 조사한 결과는 Table 1과 같다. 평가 항목으로는 Park 등(13)에 의해 대추술의 기호도에 중요한 영향을 미치는 것으로 보고된 바 있는 단내 및 단맛, 신내 및 신맛을 비롯하여 색과 전체적인 품질에 대해서 이루어졌다.
- 냉동 처리는 살균한 1 L 용기에 대추술 800 mL를 담아-20℃ 냉동고에서 3일간 보관하였다가 꺼내어 20℃ 항온기에서 4시간 동안 해동시킨 다음 시료로 사용하였다. 가열처리는 700 mL 유리병에 대추술 400 mL를 담고 63℃로 맞춘 항온수조(WBC 1510A, Jeio Tech. Co., Daejeon, Korea) 에서 대추술의 냉점부위가 63℃에 도달한 다음에 10분간 가열하였고 이후 상온에서 서서히 냉각하였다. 이 때 대추술의 초기온도는 18～20℃이었다.
대상 데이터
- 대추술은 청주시 산성동에 위치한 “청주 대추술”로부터 공급받아 사용하였다.
- 대추술의 관능검사는 충북대학교 식품공학과 학생 중 차이식별검사를 위한 기본 훈련을 마친 8명(여자 4, 남자 4)의 평가요원을 대상으로 실시하였다. 평가항목으로는 색, 단내와 단맛, 신내와 신맛 및 전체적인 품질에 대하여 조사하였고, 평가방법은 냉장 보관한 신선한 대추술을 5점 기준으로 하고 이와 비교하여 약하면 낮은 점수, 강하면 높은 점수를 기록하는 방식의 9점 척도 채점법(17)으로 실시하였으며, 제시된 시료의 온도는 10℃로 조절하였다.
데이터처리
- 즉, 통계 package를 이용하여 평균을 구한 다음 분산분석(ANOVA) 및 Duncan의 다범위 검증(Duncan's multiple range test)을 이용하여 유의성을 분석하였다(18).
- 실험결과는 SAS(Statistic Analysis System, ver. 7.0) program을 이용하여 통계분석을 실시하였다. 즉, 통계 package를 이용하여 평균을 구한 다음 분산분석(ANOVA) 및 Duncan의 다범위 검증(Duncan's multiple range test)을 이용하여 유의성을 분석하였다(18).
이론/모형
- 대추술 중의 생균수는 AOAC 방법(16)에 따라 측정하였다. 세균용 배지는 PCA(Plate Count Agar, Difco)를 사용하였고, 젖산균용 배지로는 Rogosa Agar(Lactobacillus selective Agar, Merck)에 acetic acid를 0.
- 성분분석은 pH, 산도, 아미노산도, 환원당 및 에탄올 농도에 대하여 수행하였다. pH는 pH meter로 측정하였고, 총산 및 아미노산도는 국세청 주류분석법(14), 환원당은 SomogyiNelson 법(15)에 따라 분석하였고, 에탄올 함량은 headspace-gas chromatography를 사용하여 분석하였다. 에탄올 함량은 시료를 8%로 희석하여 vial에 2 mL씩 담고 headspace(Varian Genesis Headspace, Varian, USA)상에서 80℃에서 30분간 평형화한 후에 GC로 분석하였으며, GC(Varian star 3400, Varian, USA)의 칼럼은 Stabilwax(30 m×0.
성능/효과
- 무처리 대추술에서는 초기에 효모가 2.2×102 CFU/mL, 호기성 및 혐기성 일반세균과 젖산균 모두 103 CFU/mL 수준으로 존재하다가, 저장 10일 경과 후에는 효모, 호기성 및 혐기성 젖산균은 전혀 검출되지 않고 호기성 및 혐기성 일반세균류만이 검출되었다.
- 1과 같다. 초고압 처리한 대추술은 완전히 살균되어 저장 초기와 저장 중 모두 미생물이 전혀 검출되지 않았다. 이는 초고압 처리한 좁쌀탁주(12)에서 젖산균류는 검출되지 않았으나 세균류가 저장기간 동안 104 CFU/mL 수준을 유지한 것과 비교해볼 때 미생물적 안정성이 월등히 높은 것을 알 수 있었다.
- 냉동처리 대추술에서는 대조구와 유사하게 효모와 젖산균은 급격히 감소하여 저장 10일부터 검출되지 않았고, 호기성 일반세균은 저장 10일부터 2 log cycle 감소하여 10 CFU/mL 수준이었다가 20일 후에는 10 CFU/mL 이하로 감소하였으며, 혐기성 일반세균도 저장 10일부터 감소하여 저장 말기까지 10 CFU/mL 이하로 검출되었다. 가열 처리술의 경우는 세균류만이 저장기간 동안 10 CFU/mL 이하 수준으로 존재하였고, 시판 처리술에서 미생물이 전혀 검출되지 않아 미생물적으로 안전한 것으로 나타났다. 무처리 대추술에서는 초기에 효모가 2.
- 산도는 초고압, 가열 및 시판 대추술에서는 저장기간 동안 거의 변화가 없었던 반면 무처리 및 냉동 처리술에서는 초기 0.39에서 20일 이후부터 다른 처리구들과 유의적인 차이를 보이면서 증가하는 경향을 보여(p<0.05) pH의 변화양상과 상관성을 보였다(Fig. 3).
- 환원당은 저장기간이 경과할수록 소폭으로 감소하는 경향을 보였고(Fig. 4), 대체로 저장 40일까지는 거의 일정한 수준을 유지하다가 이후에는 감소의 폭이 상대적으로 컸으나 처리구간의 유의차는 확인할 수 없었다(p<0.05).
- 2×102 CFU/mL, 호기성 및 혐기성 일반세균과 젖산균 모두 103 CFU/mL 수준으로 존재하다가, 저장 10일 경과 후에는 효모, 호기성 및 혐기성 젖산균은 전혀 검출되지 않고 호기성 및 혐기성 일반세균류만이 검출되었다. 호기성 세균은 저장 10일 경과 후에 2 log cycle 감소하여 10 CFU/mL 수준으로 존재하다가 저장 30일 후부터는 10 CFU/mL 이하로 검출되었고, 혐기성 일반세균은 저장 10일부터 10 CFU/mL 이하로 감소하여 저장 말기까지 이 수준을 유지하였다. 이로부터 세균류가 효모 및 젖산균류에 비하여 대추술에 대한 내성이 강하고, 세균류 중에는 호기성균이 혐기성균에 비하여 내성이 강한 것을 알 수 있었다.
- 호기성 세균은 저장 10일 경과 후에 2 log cycle 감소하여 10 CFU/mL 수준으로 존재하다가 저장 30일 후부터는 10 CFU/mL 이하로 검출되었고, 혐기성 일반세균은 저장 10일부터 10 CFU/mL 이하로 감소하여 저장 말기까지 이 수준을 유지하였다. 이로부터 세균류가 효모 및 젖산균류에 비하여 대추술에 대한 내성이 강하고, 세균류 중에는 호기성균이 혐기성균에 비하여 내성이 강한 것을 알 수 있었다. 무처리 대추술 중의 미생물이 초기 102～103 CFU/mL 수준에서 20일 내에 10 CFU/mL 수준으로 감소한 것으로 볼 때 대추술의 조성이 미생물의 생육에 부적절한 것으로 판단되며, 이는 에탄올 농도에 대한 미생물 증식에 대해서 4%에서는 세균과 효모는 대부분 증식하고 곰팡이는 억제되며, 8% 이상에서는 대부분의 미생물이 증식하지 않는다(19)는 내용과도 유사하다.
- 초고압 및 냉동 처리구에서는 저장할수록 아미노산이 증가하다가 50일 이후에는 일정한 수준을 유지하여 가열 및 시판 처리구와 유사했던 반면 무처리구는 계속적으로 증가하여 최종일에는 다른 처리구들에 비하여 가장 높은 함량을 보였다(p<0.05).
- 저장기간에 따라서는 10일부터 처리구간에 차이를 보이기 시작하였는데, 특히 무처리구 및 냉동 처리 대추술에서 20일 후부터 급격히 감소하여(p<0.05) 가장 낮은 값을 보인 반면, 초고압, 가열 처리구 및 시판술은 저장기간 동안 완만하게 감소하였다.
- 전체적인 색도의 변화를 나타내는 ΔE값은 저장 초기에는 5정도의 범위 안에 있다가 점차 증가하여 말기에는 17.07～33.71의 범위로 증가하는 것으로 나타났다.
- 처리구간에는 냉동 처리술이 저장 초기부터 말기까지 가장 낮은 값을 보이면서 다른 대추술 처리구와 두드러진 차이를 보였고(p<0.05), 냉동 처리구 이외의 다른 처리구들은 모두 유사한 수준에서 소폭 감소하였다.
- 05) 가장 낮은 값을 보인 반면, 초고압, 가열 처리구 및 시판술은 저장기간 동안 완만하게 감소하였다. 저장 중인 대추술에서는 침전물이 생성되는 것을 관찰할 수 있었는데 불완전하게 살균된 술에서 침전물이 더 많이 발생하는 것을 볼 수 있었다. 침전물은 갈변과 더불어 저장 중인 대추술의 색변화에 많은 영향을 미치는 것으로 생각되며, 원인으로는 용액 상에서 amino-carbonyl reaction이 일어날 때 생성(21)되었거나 살균 부족으로 인한 잔존 미생물의 대사물이나 여과 후 잔여 고형분의 침전 등의 복합적인 요인에 의한 것으로 판단된다.
- 51로 급격히 증가하였는데 이 결과는 저장 중 L값이 20일 후에 급격히 변화한 양상과 유사하였다. 이로써 대추술의 색도 변화는 적색도의 증가와 황색도 및 명도의 감소에 의한 것을 알 수 있었고 변화 시기는 저장 10～30일 사이에 두드러졌으며, 무처리 및 냉동 처리구 등 살균이 부족한 처리구일 때 더 뚜렷한 것을 알 수 있었다.
- 단내와 단맛은 저장 중에 증가하는 경향을 보이다가 20일 이후에는 처리구간에 유의적인 차이를 확인하기 어려웠다. 즉 저장 10일째에 단내는 초고압 및 냉동 처리구 모두 냉장보관한 신선 대추술과 유의적으로 유사하였고 단맛은 초고압 처리구가 냉동 처리구에 비하여 신선한 대추술과 유의적으로 더 유사한 것으로 나타났다. 대추술에서 단내 및 단맛의 증가는 기호도에 좋지 않은 영향을 미치며(13) 증가 원인으로는 amino-carbonyl reaction에 의해 달콤한 향과 맛이 생성되기 때문인 것으로 생각된다(13,21).
- 전체적인 품질은 시간이 지남에 따라 점차 감소하였는데 초기에는 초고압 처리구와 냉동 처리구가 신선한 술과 함께 좋은 품질을 보이면서 다른 처리구와 뚜렷이 구분되었으나(p<0.05) 저장 40일 이후부터는 유의적인 차이를 확인할 수 없었다.
- 05) 저장 40일 이후부터는 유의적인 차이를 확인할 수 없었다. 즉 저장 10일에는 초고압 및 냉동 처리구가 신선한 대추술과 품질이 유사하였으나 저장 20일에는 초고압 처리구만이 신선한 대추술과 유사한 품질을 보여 초고압 처리한 대추술의 저장성이 가장 우수한 것을 알 수 있었으며, 가열처리 및 시판 처리술에 비해서도 우수한 품질을 보였다. 이는 초고압 처리한 좁쌀 탁주를 25℃에서 30일간 저장했을 때의 기호도가 가열 처리한 경우에 비하여 낮게 나타났던 Lim 등(12)의 연구결과와 비교해볼 때 본 실험에서의 초고압 처리조건에 의하여 대추술의 기호도 및 저장성이 상당히 향상되었음을 보여주는 결과로 볼 수 있다.
- 이상의 결과로부터 초고압 처리는 저장 중 대추술의 성분 및 색도 변화가 가장 적고 단내와 단맛의 상승을 억제하면서 관능적인 기호도가 가장 우수하고 35℃에서도 20일까지 품질이 유지되는 가장 효과적인 살균처리 방법임을 알 수 있었고, 냉동처리는 초기 품질에는 영향을 미치지 않으나(13) 저장 중에 성분 및 색도에서 일부 변화가 나타나면서 10일 이후에는 품질이 저하되어 초고압 처리구에 비하여 저장성은 낮은 것을 알 수 있었다.
- 관능적인 색은 시간이 지날수록 증가하는 경향을 보였고, 초기에는 초고압 및 냉동 처리구는 신선한 술과 같은 그룹에 해당하면서 다른 처리구와는 유의적인 차이를 보였고, 이후 저장 중 40일까지는 시판술에 대해서만 차이를 보였으며(p<0.05), 40일 이후에는 모든 처리구에서 유의차를 확인할 수 없었다.
- 05). 초고압 처리술은 40일 이후에도 감소폭이 적어 가장 높은 환원당함량을 보이면서 안정적이었던 한편 냉동 및 가열 처리구는 40일 후에 감소하였는데, 이는 냉동 및 가열 처리구에서 아미노산도가 40일 이후에 감소한 것과 일치하는 결과였다. 환원당은 전분의 분해산물로 glucoamylase에 의해 생성되므로 glucoamylase의 활성과 관련이 있고(21), 미생물의 영양원(22)으로 이용될 수 있기 때문에 식품 중의 함량변화로 부터 미생물 생육 관계를 대략적으로 설명할 수 있으며, 아미노산과 amino carbonyl 반응을 일으켜 갈변물질을 생성(21)하는데도 관여한다.
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