국내산 블루베리의 품종별 성분분석 및 반응표면분석법을 이용한 잼 제조 Composition Analysis of Various Blueberries Produced in Korea and Manufacture of Blueberry Jam by Response Surface Methodology원문보기
본 실험은 기초자료 제공을 위하여 국내에서 재배된 20종의 블루베리에 대한 일반성분, 산도 및 당도 분석과 반응표면분석법을 이용한 블루베리 잼의 관능적 특성 최적화가 수행되었다. 전체 품종에 대한 일반성분의 경우 수분은 75~88%, 단백질은 0.32~0.62%, 지방은 0.12~0.39% 및 탄수화물은 10.18~23.80%의 분포를 나타냈으며 산도 및 당도를 측정한 결과 품종별로 각각 0.82~1.58%와 $7~12^{\circ}Brix$의 분포를 나타내었다. 잼을 가공하는데 있어서 중요한 인자로 작용하는 설탕(200~300 g), 펙틴(0~10 g) 및 구연산 분말(0.0~0.5 g)의 함량을 중심합성실험계획법에 의해 제조된 블루베리 잼의 관능평가를 실시하였으며 반응표면분석법을 이용하여 전반적 기호도에 대한 최적점을 평가한 결과 블루베리, 설탕, 펙틴 및 구연산 분말의 함량이 각각 200 g, 248 g, 4.8 g 및 0.26 g으로 제조되었을 때 가장 높은 기호도를 나타내는 것으로 예측되었다.
본 실험은 기초자료 제공을 위하여 국내에서 재배된 20종의 블루베리에 대한 일반성분, 산도 및 당도 분석과 반응표면분석법을 이용한 블루베리 잼의 관능적 특성 최적화가 수행되었다. 전체 품종에 대한 일반성분의 경우 수분은 75~88%, 단백질은 0.32~0.62%, 지방은 0.12~0.39% 및 탄수화물은 10.18~23.80%의 분포를 나타냈으며 산도 및 당도를 측정한 결과 품종별로 각각 0.82~1.58%와 $7~12^{\circ}Brix$의 분포를 나타내었다. 잼을 가공하는데 있어서 중요한 인자로 작용하는 설탕(200~300 g), 펙틴(0~10 g) 및 구연산 분말(0.0~0.5 g)의 함량을 중심합성실험계획법에 의해 제조된 블루베리 잼의 관능평가를 실시하였으며 반응표면분석법을 이용하여 전반적 기호도에 대한 최적점을 평가한 결과 블루베리, 설탕, 펙틴 및 구연산 분말의 함량이 각각 200 g, 248 g, 4.8 g 및 0.26 g으로 제조되었을 때 가장 높은 기호도를 나타내는 것으로 예측되었다.
This study was carried out to investigate proximate compositions, acidity, and soluble solids of various blueberries produced in Korea and to prepare jam with optimized overall palatability by a response surface methodology. Proximate compositions were 75~88% in moisture, 0.32~0.62% in crude protein...
This study was carried out to investigate proximate compositions, acidity, and soluble solids of various blueberries produced in Korea and to prepare jam with optimized overall palatability by a response surface methodology. Proximate compositions were 75~88% in moisture, 0.32~0.62% in crude protein, 0.12~0.39% in crude lipid, and 10.18~23.80% in carbohydrate. Acidity and soluble solids of blueberries showed 0.82~1.58% and $7~12^{\circ}Brix$, respectively. The effect of sucrose ($X_1$, 200~300 g), pectin ($X_2$, 0~10 g), and citric acid ($X_3$, 0~0.5 g) on overall palatability of blueberry jam were investigated at five levels using a central composite design. Overall palatability of blueberry jam showed maximum score in 200 g blueberry, 248 g sucrose, 4.8 g pectin, and 0.26 g citric acid.
This study was carried out to investigate proximate compositions, acidity, and soluble solids of various blueberries produced in Korea and to prepare jam with optimized overall palatability by a response surface methodology. Proximate compositions were 75~88% in moisture, 0.32~0.62% in crude protein, 0.12~0.39% in crude lipid, and 10.18~23.80% in carbohydrate. Acidity and soluble solids of blueberries showed 0.82~1.58% and $7~12^{\circ}Brix$, respectively. The effect of sucrose ($X_1$, 200~300 g), pectin ($X_2$, 0~10 g), and citric acid ($X_3$, 0~0.5 g) on overall palatability of blueberry jam were investigated at five levels using a central composite design. Overall palatability of blueberry jam showed maximum score in 200 g blueberry, 248 g sucrose, 4.8 g pectin, and 0.26 g citric acid.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 실험은 기초자료 제공을 위하여 국내에서 재배된 20종의 블루베리에 대한 일반성분, 산도 및 당도 분석과 반응표면분석법을 이용한 블루베리 잼의 관능적 특성 최적화가 수행되었다. 전체 품종에 대한 일반성분의 경우 수분은 75～88%, 단백질은 0.
본 연구는 국내산 블루베리 품종별 일반 성분분석을 통하여 기초자료를 제공하고자 하였으며, 관능적 특성이 최적화된 국내산 블루베리 잼의 개발을 위해 반응표면분석법을 이용하여 블루베리, 설탕, 펙틴, 구연산의 최적 배합비를 결정하고자 하였다.
제안 방법
1 N NaOH용액의 양을 측정하여 아래의 공식에 의하여 계산하였다. 당도는 당도계(N-2E, ATAGO Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 과즙의 가용성 고형물 함량을 측정하여 나타내었다.
잼의 관능검사는 시료에 대한 지식과 용어, 평가기준을 숙지한 10명의 패널을 대상으로 특성을 평가하였다. 본 실험에 앞서 예비훈련을 통해 특성에 대한 판단기준이 확립되어 재현성이 인정되었을 때 실험을 실시하였다. 블루베리 잼 10 g을 흰색 접시에 담은 후 난수표를 이용한 세 자리 숫자를 용기에 표시하여 제공하였으며 색상, 맛, 씹힘성 및 전반적인 기호도에 대하여 7점 채점법(1점 매우 나쁘다; 7점 매우 좋다)을 실시하여 평균값으로 나타내었다.
본 실험에 앞서 예비훈련을 통해 특성에 대한 판단기준이 확립되어 재현성이 인정되었을 때 실험을 실시하였다. 블루베리 잼 10 g을 흰색 접시에 담은 후 난수표를 이용한 세 자리 숫자를 용기에 표시하여 제공하였으며 색상, 맛, 씹힘성 및 전반적인 기호도에 대하여 7점 채점법(1점 매우 나쁘다; 7점 매우 좋다)을 실시하여 평균값으로 나타내었다.
우리나라에서 가장 널리 재배되고 있는 품종인 Coville을 분쇄기(Hoodmixer FM-909T, Hanil Electronic, Seoul, Korea)로 분쇄하여 페이스트 상태로 만들었으며, 잼의 배합량은 블루베리 페이스트(200 g), 물(200 mL), 설탕(200～300 g), 펙틴(0～10 g), 구연산(0～0.5 g)으로 상기의 실험계획에 따라 배합량을 조절하였다. 잼의 제조방법은 블루베리 페이스트 200 g을 계량한 뒤 물 100 mL과 함께 블루베리 페이스트 온도가 75～80℃가 되게 가열하였으며, 70℃가 됐을 때 설탕과 펙틴을 넣어 30분간 가열하였다.
잼의 관능검사는 시료에 대한 지식과 용어, 평가기준을 숙지한 10명의 패널을 대상으로 특성을 평가하였다. 본 실험에 앞서 예비훈련을 통해 특성에 대한 판단기준이 확립되어 재현성이 인정되었을 때 실험을 실시하였다.
5 g)으로 상기의 실험계획에 따라 배합량을 조절하였다. 잼의 제조방법은 블루베리 페이스트 200 g을 계량한 뒤 물 100 mL과 함께 블루베리 페이스트 온도가 75～80℃가 되게 가열하였으며, 70℃가 됐을 때 설탕과 펙틴을 넣어 30분간 가열하였다. 가열하는 동안 타지 않게 주걱으로 계속 저었으며, 당도가 65°Brix가 되면 가열을 중단하고 계량된 구연산을 첨가한 후 골고루 섞어 주었다.
블루베리 잼에 대한 실험계획은 중심합성실험계획(15,16)에 따라 원료의 함량을 결정하였다. 잼이 젤리화 되는 조건의 독립변수(Xn)로는 설탕(X1)을 200～300 g, 펙틴(X2)을 0～10 g, 구연산 분말을 0.0～0.5 g로 설정하고 -2, -1, 0, 1, 2의 다섯 단계로 부호화 하였을 때 설정된 실험점은 축점(6개), 중심점(2개) 및 반복 실험점(8개)을 기준으로 16개의 실험점으로 설정하였으며, 이를 Table 1에 나타내었다. 이들 독립변수에 의해 영향을 받는 종속변수는 관능적 기호도(Y1)로 회귀분석을 실시하였다.
대상 데이터
본 연구에 사용된 블루베리는 전라북도 정읍 지역에서 재배된 20품종을 정읍농업기술센터로부터 제공 받았으며 백설탕(Sugar, CJ, Seoul, Korea)과 펙틴(pectin 150 USASAG, CP Kelco Co., Lubeck, Germany) 및 구연산 분말(Jungbunzlauer Co., Vienna, Austria)은 소매점에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
5 g로 설정하고 -2, -1, 0, 1, 2의 다섯 단계로 부호화 하였을 때 설정된 실험점은 축점(6개), 중심점(2개) 및 반복 실험점(8개)을 기준으로 16개의 실험점으로 설정하였으며, 이를 Table 1에 나타내었다. 이들 독립변수에 의해 영향을 받는 종속변수는 관능적 기호도(Y1)로 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석에 의한 모델식의 예측에는 SAS(statistical analysis system, release 9.
이들 독립변수에 의해 영향을 받는 종속변수는 관능적 기호도(Y1)로 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석에 의한 모델식의 예측에는 SAS(statistical analysis system, release 9.1.3, USA) program을 사용하였으며 독립변수에 대한 종속변수의 반응표면 값을 3차원 그래프로 나타내었다.
이론/모형
블루베리 잼에 대한 실험계획은 중심합성실험계획(15,16)에 따라 원료의 함량을 결정하였다. 잼이 젤리화 되는 조건의 독립변수(Xn)로는 설탕(X1)을 200～300 g, 펙틴(X2)을 0～10 g, 구연산 분말을 0.
블루베리의 일반성분 함량 분석은 AOAC(14)방법에 따라 수분함량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 Autokjeldahl법, 조지방은 Soxhlet 추출장치로 추출하여 측정하였으며, 조회분은 550℃ 직접회화법으로 측정하였다. 탄수화물 함량은 시료의 총 중량에서 수분, 단백질, 지방 그리고 회분 함량을 제외한 함량으로 표시하였다.
성능/효과
5로 예측되었다. 따라서 상기 조건에 의하여 블루베리 잼을 제조할 경우 최적의 관능적 기호도를 나타낼 수 있을 것으로 판단되었다.
R2(coefficient of determination)값은 전체변화(total variation)에 대한 explained variation의 비로 정의할 수 있는데 이 값은 모델식의 적합도(degree of fit)를 나타내는 척도이며(20), R2값이 1에 가까울수록 실험모델식이 실제값과 가깝게 일치함을 의미한다. 본 실험은 블루베리 잼의 전반적 기호도의 대한 반응표면분석법을 실시하였고 전반적 기호도에 대한 회귀식의 R2값은 0.91로 유의수준 5% 이내에서 유의성이 인정되었다. Joglekar와 May(21)는 R2값이 적어도 0.
국내에서 재배된 20개 품종의 블루베리 과실에 대한 일반성분, 산도 및 당도를 측정한 결과를 Table 2에 나타내었다. 분석된 전체 블루베리 과실의 수분은 75～88%, 조단백질은 0.32～0.62%의 분포를 나타내었다. 이중 조단백질 함량이 가장 높게 나타난 품종은 Sunrise로 0.
산도 및 당도를 측정한 결과 품종별로 각각 0.82～1.58%와 7～12°Brix의 분포를 나타내었다.
산도의 경우 Colins 품종이 가장 높은 1.58%와 Siera 품종이 가장 낮은 0.82%를 나타내었으며, 당도의 경우 Dixi 품종이 가장 높은 12°Brix와 Darow 품종이 가장 낮은 7°Brix를 나타내었다.
62%의 분포를 나타내었다. 이중 조단백질 함량이 가장 높게 나타난 품종은 Sunrise로 0.62%이었으며 Berkely 품종이 가장 낮은 함량인 0.32%로 나타났다. 조지방의 경우 0.
58%와 7～12°Brix의 분포를 나타내었다. 잼을 가공하는데 있어서 중요한 인자로 작용하는 설탕(200～300 g), 펙틴(0～10 g) 및 구연산 분말(0.0～0.5 g)의 함량을 중심합성실험계획법에 의해 제조된 블루베리 잼의 관능평가를 실시하였으며 반응표면분석법을 이용하여 전반적 기호도에 대한 최적점을 평가한 결과 블루베리, 설탕, 펙틴 및 구연산 분말의 함량이 각각 200 g, 248 g, 4.8 g 및 0.26 g으로 제조되었을 때 가장 높은 기호도를 나타내는 것으로 예측되었다.
전체 품종에 대한 일반성분의 경우 수분은 75～88%, 단백질은 0.32～0.62%, 지방은 0.12～0.39% 및 탄수화물은 10.18～23.80%의 분포를 나타냈으며 산도 및 당도를 측정한 결과 품종별로 각각 0.82～1.58%와 7～12°Brix의 분포를 나타내었다.
39%로 가장 높았다. 제 7차 한국인 영양권장량부록(17)에 제시된 블루베리 생과의 수분, 조회분, 조단백 및 조지방 함량은 각각 84.60%, 0.2 g, 0.7 g 및 0.4 g으로써 본 연구 결과와 유사한 수치를 나타내었으나 품종에 따라 조단백질과 조지방이 다소 적게 나타나는 경향을 보였다. 또한, Jeong 등(18)은 국내 시판 블루베리의 일반성분을 분석한 결과 수분, 조회분, 조단백 및 조지방 함량을 각각 10.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
블루베리는 무엇인가?
블루베리는 진달래과(Ericaceae) 산앵두나무속(Vaccinium)에 속하는 관목성 식물이고 15～21℃의 온도와 pH 4.5～5.
블루베리는 어떻게 나눌 수 있는가?
5～5.5의 산성토양에서 잘 자라는 다년생 온대 과수로 고관목성(highbush blueberry), 저관목성(lowbush blueberry) 및 레빗아이(rabbiteye blueberry)로 나뉘며 여름에 익은 블루베리의 열매를 따서 과일로 사용하고 있다(1). 블루베리에 대한 연구로는 과실 내 페놀성분의 활성산소 라티칼 흡수효과(2), 산화적 스트레스 억제효과(3), 항산화 효과(4), 이뇨작용(5) 등이 보고되었으며 항균 및 항암활성에 대한 다양한 연구(6-8)가 진행되고 있다.
블루베리를 이용한 여러 가공식품을 개발할 때 주로 사용되는 통계적 실험 설계법은 무엇인가?
최근 우리나라에서도 블루베리에 대한 관심이 높아져 과실은 생과 외에 잼, 와인, 소스 등으로 가공되고 있고 제과원료로도 폭넓게 이용되고 있다(13). 이러한 가공식품을 개발함에 있어 공정 최적화와 최적 배합비 결정을 위해 통계적 실험 설계법으로 반응표면 분석법(Response Surface Methodology; RSM)이 이용되고 있다.
참고문헌 (21)
Kim TC, Bae KS, Kim IK, Chun HJ. 2005. Antioxidative activities of solvent extracts from blueberry. Korean J Orient Physiol Pathol 19: 179-183.
Zheng W, Wang SY. 2003. Oxygen radical absorbing capacity of phenolics in blueberries, cranberries, chokeberries, and ligoberries. J Agric Food Chem 51: 502-509.
Joseph JA, Denisova NA, Bielinski D, Fisher DR, Shukitt-Hale B. 2000. Oxidative stress protection and vulnerability in aging: Putative nutritional implications for intervention. Mech Aging Dev 116: 141-153.
Kalt W, Ryan DA, Duy JC, Prior RL, Ehelenfeldt MK, Kloet SPV. 2001. Interspecific variation in anthocyanins, phenolics, and antioxidant capacity among genotypes of highbush and lowbush blueberries. J Agric Food Chem 49: 4761-4767.
Wang SY, Jiao H. 2000. Scavenging capacity of berry crops on superoxide radicals, hydrogen peroxide, hydroxy radicals and singlet oxygen. J Agric Food Chem 48: 5677-5684.
Mcghie TK, Ainge GD, Barnett LE, Cooney JM, Jensen DJ. 2003. Anthocyanin glycosides from berry fruit are absorbed and excreted unmetabolized by both humans and rats. J Agric Food Chem 51: 4539-4548.
Lohachoompol V, Mulholland M, Srzednicki G, Craske J. 2001. Determination of anthocyanins in various cultivars of highbush and rabbiteye blueberries. Food Chem 111: 249-254.
Giovanelli G, Buratti S. 2009. Comparison of polyphenolic composition and antioxidant activity of wild Italian blueberries and some cultivated varieties. Food Chem 112: 903-908.
Lee HR, Jung BR, Park JY, Hwang IW, Kim SK, Choi JU, Lee SH, Chung SK. 2008. Antioxidant activity and total phenolic contents of grape juice products in the Korean market. Korean J Food Preserv 15: 445-449.
Lee JG, Lee BY. 2007. Effect of media composition on growth and rooting of highbush blueberry cuttings. Kor J Hort Sci Technol 25: 355-359.
AOAC. 1990. Official methods of analysis. 15th ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA.
Myers RH. 1971. Response surface methodology. Allyn and Bacon Inc., Boston, USA. p 127-139.
Gontard N, Guilbert S. 1992. Edible wheat gluten films: Influence of the main process variables on film properties using response surface methodology. J Food Sci 57: 190-196.
The Korean Nutrition Society. 2000. Recommended dietary allowances for Koreans. 7th ed. The Korean Nutrition Society, Seoul. p 320-321.
Jeong CH, Choi SG, Heo HJ. 2008. Analysis of nutritional compositions and antioxidative activities of Korean commercial blueberry and raspberry. J Korean Soc Food Sci Nutr 37: 1375-1381.
Oh HH, Hwang KT, Kim M, Lee HK, Kim SZ. 2008. Chemical characteristics of raspberry and blackberry fruits produced in Korea. J Korean Soc Food Sci Nutr 37: 738-743.
Sin HN, Yusof S, Hamid NSA, Rahman RA. 2006. Optimization of hot water extraction for sapodilla juice using response surface methodology. J Foods Eng 74: 352-358.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.