[논문]확률 모형을 이용한 콩나물 무침의 미생물적 품질 변화 예측

박진표

[국내논문] 확률 모형을 이용한 콩나물 무침의 미생물적 품질 변화 예측
Estimating variation in the microbiological quality of seasoned soybean sprouts using probability model 원문보기

Journal of the Korean Data & Information Science Society = 한국데이터정보과학회지, v.21 no.5, 2010년, pp.909 - 916

초록
AI-Helper

냉장 조리 개념으로 가공되어 유통되는 한국 고유 식품에 대해서 다양한 조건에서의 안정성을 평가하여 안전한 저장 및 유통 조건을 찾고, 조건별 저장기한의 설정 방법을 찾고자한다. 이를 위해 한국 고유 식품 중에 냉장 조리 개념으로 가공되어 유통되는 콩나물 무침의 품질 변화에 영향을 많이 미치는 미생물적인 변화를 예측하기위해서, 콩나물 무침에 오염된 초기 균수에 대한 확률분포를 예측하였다. 그리고 저장 중 식품품질 변화를 예측하기 위해서 콩나물 무침을 0, 5, 10 그리고 $15^{\circ}C$에서 1-5일간 저장하였을 때 증식한 미생물 수에 대한 붓스트랩 신뢰구간을 구하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to establish storage stability conditions for cook-chilled korean ethenic foods. In order to achieve this aims, we establish a probability model of microbial counts of cook-chilled korean side dishes product-seasoned soybean sprouts. And seasoned soybean sprouts were stored during 1 to 5 days under constant temperature conditions at 0, 5, 10 and $15^{\circ}C$. Next we find confidence intervals for variation in the microbiological quality of seasoned soybean sprouts.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구는 cook-chill 개념으로 가공되고 유통되는 한국 고유 식품에 대해서 다양한 조건에서 의 저장 안정성을 평가하여 안전한 저장 및 유통 조건을 정립하고, 조건별 저장기한의 설정 방법을 개발하고자 한다.
본 연구에서는 cook-chill 개념으로 가공되어 유통되어지는 대표적인 한국 고유 식품인 콩나물 무침에 오염된 초기 미생물 수에 대한 확률분포를 예측하였다. 또한 콩나물 무침을 0, 5, 10 그리고 150C에서 1-5일간 저장했을 때 증식하는 미생물 수의 평균에 대해 95%신뢰구간을 구하였다.
예측된 확률분포와 신뢰구간을 이용하여 미생물의 품질 변화와 가능한 저장 수명을 예측 하고자한다.

제안 방법

냉장 조리 식품의 품질 변화에 영향을 끼치는 여러 요인 중에 미생물학적인 품질변화의 영향을 예측하기위해서 냉장조리식품인 콩나물 무침을 시료로 선택하였다. 콩나물 무침은 삶은 콩나물 (1000g), 다진 마늘 (19g), 소금 (24g), 깨소금 (8g) 그리고 참기름 (18g)으로 조리되었다.
콩나물 무침의 품질 변화에 영향을 미치는 초기 오염 미생물 분포를 찾았다. 또한 변화하는 다양한 온도에서 증식하는 미생물 수에 대한 신뢰구간을 예측하였다. 예측된 확률분포와 신뢰구간을 이용하여 미생물의 품질 변화와 가능한 저장 수명을 예측 하고자한다.
본 연구에서는 cook-chill 개념으로 가공되어 유통되어지는 대표적인 한국 고유 식품인 콩나물 무침에 오염된 초기 미생물 수에 대한 확률분포를 예측하였다. 또한 콩나물 무침을 0, 5, 10 그리고 150C에서 1-5일간 저장했을 때 증식하는 미생물 수의 평균에 대해 95%신뢰구간을 구하였다. 예측된 확률분포와 신뢰구간을 적용하여 유용한 정보를 도출해 낼 수 있다.
추출 된 20g에 멸균된 펩톤 (peptone) 수를 넣고 무균 상태에서 시료를 분쇄하였다. 분쇄된 시료를 배지에 도말하여, 배지에 자란 균수를 측정하였다. 측정된 균수는 log CFU/g으로 표시되었다.
여러 가지 후보 분포 중에서 콩나물 무침에 초기 오염된 미생물 수에 가장 적합한 분포를 찾기 위해서 카이제곱 통계량의 p-값의 크기에 따라 적합한 분포의 순위를 결정하였다. 카이제곱 통계량의 p-값이 크면 클수록 적합도는 높다.
이 100g의 콩나물 무침으로부터 시료를 20g씩 3번 추출하였다.
이러한 문제를 보완하기 위해서 세 가지 종류의 적합도그림을 이용하였다.
처음 콩나물 무침을 0, 5, 10 그리고 15oC 일정한 온도에 저장하였다. 100g의 콩나물 무침을 폴리스티렌 쟁반에 넣고, 폴리스티렌 필름으로 봉하였다.
이를 위해서 한국 고유 식품 중에서 콩나물 무침을 재료로 선택하였다. 콩나물 무침의 품질 변화에 영향을 미치는 초기 오염 미생물 분포를 찾았다. 또한 변화하는 다양한 온도에서 증식하는 미생물 수에 대한 신뢰구간을 예측하였다.
콩나물 무침이 각 온도 (0, 5, 10, 15oC)에서 1-5일간 보관된 후 증식한 미생물 수에 대해 붓스트랩 방법을 이용하여 신뢰구간을 계산하여, 저장수명과 안전한 저장 조건을 조사하고자한다. 여기서 적용되는 방법은 BCa 방법으로 각 표본별로 B=3000번 실시하였다.

대상 데이터

따라서 본 연구는 cook-chill 개념으로 가공되고 유통되는 한국 고유 식품에 대해서 다양한 조건에서 의 저장 안정성을 평가하여 안전한 저장 및 유통 조건을 정립하고, 조건별 저장기한의 설정 방법을 개발하고자 한다. 이를 위해서 한국 고유 식품 중에서 콩나물 무침을 재료로 선택하였다. 콩나물 무침의 품질 변화에 영향을 미치는 초기 오염 미생물 분포를 찾았다.
콩나물 무침의 초기 미생물 오염도를 조사하기 위해서 마산에 있는 대형마트에서 판매되는 콩나물 100g씩 매일 구입하여 실험실로 옮겨서 실험을 실시하였다.

데이터처리

USA)를 이용하였다. 초기 균수에 가장 적합한 분포를 찾기 위해서 카이제곱 통계량의 p-값을 이용하였다. 그러나 p-값은 관측된 자료의 분포와 적합된 분포 사이에 어느 정도의 오차가 있는 지를 파악하기는 힘들다.

이론/모형

각 온도 (5, 10, 15oC)에서 며칠 보관 후 증식한 미생물 수의 평균에 대한 신뢰구간을 구하기 위해서 모집단의 분포에 대한 가정이 없어도 신뢰구간 구축이 가능한 붓스트랩 방법인 BCa (Bias Corrected and accelerated)방법을 이용하였다.
콩나물 무침이 각 온도 (0, 5, 10, 15oC)에서 1-5일간 보관된 후 증식한 미생물 수에 대해 붓스트랩 방법을 이용하여 신뢰구간을 계산하여, 저장수명과 안전한 저장 조건을 조사하고자한다. 여기서 적용되는 방법은 BCa 방법으로 각 표본별로 B=3000번 실시하였다. 다음과 같은 절차에 의해서 각 평균에 대한 신뢰구간이 계산된다.
그러나 p-값은 관측된 자료의 분포와 적합된 분포 사이에 어느 정도의 오차가 있는 지를 파악하기는 힘들다. 이러한 문제를 보완하기 위해서 세 가지 종류의 적합도그림 (goodness-fit plots)을 이용하였다.

성능/효과

분석의 결과를 보면 콩나물 무침에 오염된 초기 균수 (log CFU/g)의 확률분포가 Triang (3.2520, 4.4983, 5.0407)분포로 적합 되었을 때 카이제곱통계량의 p-값이 0.3879로 다른 후보 분포에 비해 가장 컸다.
또한 Q-Q 그림의 추세가 기울기가 1인 직선에 아주 가깝게 나타났다. 위에서분석한 여러 가지 결과를 종합해본 결과 초기 균수의 분포로 삼각분포가 가장 적합한 것으로 나타났다.

후속연구

예상되는 위해 (risk)를 예측하여 필요한 예방초치를 취하는데도 이용 할 수 있다. 또한 이러한 정보의 축적은 식품의 생산과 저장 그리고 유통 등 소비의 전과정에서 품질을 정량적으로 관리 할 수 있는 종합적인 전문가 시스템을 구축하는데 사용 될 수 있다.
냉장 저장 식품의 품질변화로는 물리화학적 요소, 미생물학적 요소, 관능적 요소로 구성된다 (Brown, 1992). 특히 미생물학적 품질변화는 냉장 식품의 안전성과도 관계되므로 이에 대한 정확한 파악과 평가 가 필요하다. 이러한 다양한 식품의 품질변화특성을 정량적으로 표현하고 예측하기 위하여 화학반응속도론이나 예측미생물학과 같은 kinetics이론이 사용될 때, 많은 유용한 점을 제공할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	콩나물 무침을 시료로 선택한 이유는 무엇인가요?	냉장 조리 식품의 품질 변화에 영향을 끼치는 여러 요인 중에 미생물학적인 품질변화의 영향을 예측하기위해서 냉장조리식품인 콩나물 무침을 시료로 선택하였다. 콩나물 무침은 삶은 콩나물 (1000g), 다진 마늘 (19g), 소금 (24g), 깨소금 (8g) 그리고 참기름 (18g)으로 조리되었다.
	냉장 저장 식품의 품질변화는 어떤 요소들로 구성되어 있나요?	냉장 저장 식품의 품질변화로는 물리화학적 요소, 미생물학적 요소, 관능적 요소로 구성된다 (Brown, 1992). 특히 미생물학적 품질변화는 냉장 식품의 안전성과도 관계되므로 이에 대한 정확한 파악과 평가 가 필요하다.
	예측된 확률분포와 신뢰구간을 적용하여 유용한 정보를 도출해 낼 수 있는데, 도출된 정보는 어디에 유용한 도구로 사용할 수 있나요?	예측된 확률분포와 신뢰구간을 적용하여 유용한 정보를 도출해 낼 수 있다. 도출된 정보는 식품의 위해성평가 (risk assessment)에서도 유용한 도구로 사용할 수 있다. 예상되는 위해 (risk)를 예측하여 필요한 예방초치를 취하는데도 이용 할 수 있다.

참고문헌 (13)

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@ Risk (advanced risk analysis for spreadsheets) (2005). Palisade Co. USA.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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