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문제 정의
- 그러나 식용유지 특히 해바라기유, 카놀라유 및 일반 튀김유를 튀김 조리 시 열 매체로 이용하여 튀김 식품을 조리한 후 그 식품에서 추출한 유지에 대한 산화 안정성 및 지방산의 변화 및 화학적인 변화에 대하여 측정한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 해바라기유, 카놀라유 및 일반 튀김유를 반복하여 튀김 조리에 이용한 경우 화학적인 변화를 측정하고자 한다. 즉, 감자튀김 조리 시 해바라기유, 카놀라유 및 일반 튀김유를 각각 반복적으로 이용한 경우 튀김유로서의 품질저하 정도를 알아보기 위하여 튀김감자(French-fried potato)에서 추출한 유지의 튀김 횟수에 따른 지방산 조성과 함량의 변화와 산가 및 과산화물가의 변화에 대한 관계를 알아보고자 한다.
- 본 연구에서는 감자튀김 횟수에 따른 각종 식용유지의 화학적 특성 변화를 측정하였다. 식용유지로서는 sunflower oil(SO), canola oil(CO) 및 frying oil(FO)을 사용하였으며, 튀긴 감자에서 추출한 기름의 지방산 조성 변화와 산화 안정성에 대하여 실험하였다.
- 따라서 본 연구에서는 해바라기유, 카놀라유 및 일반 튀김유를 반복하여 튀김 조리에 이용한 경우 화학적인 변화를 측정하고자 한다. 즉, 감자튀김 조리 시 해바라기유, 카놀라유 및 일반 튀김유를 각각 반복적으로 이용한 경우 튀김유로서의 품질저하 정도를 알아보기 위하여 튀김감자(French-fried potato)에서 추출한 유지의 튀김 횟수에 따른 지방산 조성과 함량의 변화와 산가 및 과산화물가의 변화에 대한 관계를 알아보고자 한다.
제안 방법
- 해바라기유(sunflower oil, SO), 카놀라유(canola oil, CO) 및 일반 튀김유(frying oil, FO)를 이용하여 온도 조절이 가능한 전기튀김기(DHF-520, DONGHWA SYSTEM, Suwon, Korea)로 180±5℃에서 3분 동안 일정양의 냉동감자를 지속적으로 반복하여 튀김 조리하였으며, 5, 10, 15, 20, 25 및 30회째 튀김감자를 채취하여 그것에서 추출한 유지를 시료로 사용하였다. 1회분의 튀김 재료는 각각의 유지 4 kg의 5%에 해당하는 200 g으로 조절하였으며, Son 등(2)의 실험방법 및 현재 패스트푸드점에서 이용하고 있는 방법을 인용하여 튀김과정 중에 튀김 재료 즉 냉동감자에 흡수된 기름량은 매회 새로운 튀김물을 넣을 때마다 신선한 기름을 보충하여 일정량을 유지시켰다. 그리고 각각의 식용유지(SO, CO, FO)를 이용하여 위에서 언급한 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)별로 채취한 감자튀김에서 반복 튀김 과정 중에 흡수된 기름을 추출하기 위하여 튀김 횟수마다 채취한 감자튀김을 동결건조기(FD-8518/5070R, IlShin Lab Co.
- 가열이 끝나면 냉각시켜 NaCl 포화용액 3 mL과 n-hexane 3 mL을 가하여 혼합 및 분리하여 상층액을 sodium sulfate가 들어있는 시험관에 옮겨 일정량을 취하여 GC 분석용 샘플 바이알에 담아서 GC 분석용 시료로 이용하였다. Gas chromatography(Agilent 6890 GC, FID, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)를 이용하여 3회 반복 분석하였다. 이때 사용한 장치와 분석조건은 Table 1과 같다.
- 1회분의 튀김 재료는 각각의 유지 4 kg의 5%에 해당하는 200 g으로 조절하였으며, Son 등(2)의 실험방법 및 현재 패스트푸드점에서 이용하고 있는 방법을 인용하여 튀김과정 중에 튀김 재료 즉 냉동감자에 흡수된 기름량은 매회 새로운 튀김물을 넣을 때마다 신선한 기름을 보충하여 일정량을 유지시켰다. 그리고 각각의 식용유지(SO, CO, FO)를 이용하여 위에서 언급한 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)별로 채취한 감자튀김에서 반복 튀김 과정 중에 흡수된 기름을 추출하기 위하여 튀김 횟수마다 채취한 감자튀김을 동결건조기(FD-8518/5070R, IlShin Lab Co., Yangiu, Korea)를 이용하여 건조를 하여 마쇄한 후 n-hexane을 이용하여 추출하였다.
- 농축한 액에 n-hexane 10 mL과 n-hexane : dichloromethane (3:1, v/v) 5 mL을 가하여 용출시킨 후 다시 농축 후 0.45 μm membrane filter로 여과하여 GC-MS(Agilent 6890 GC, 5973 Mass, Agilent Technologies)를 이용하여 3회 반복 분석하였다.
- 식용유지로서는 sunflower oil(SO), canola oil(CO) 및 frying oil(FO)을 사용하였으며, 튀긴 감자에서 추출한 기름의 지방산 조성 변화와 산화 안정성에 대하여 실험하였다. 튀긴 감자에서 추출한 기름의 산화정도는 산가와 과산화물가를 측정하였다. CO 및 FO를 사용하여 튀긴 감자에서 추출한 기름에 대한 산가는 튀김 횟수가 30회의 경우 초기보다 각각 0.
- 튀김 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)마다 채취한 튀김감자에서 추출한 각각의 기름(SO, CO 및 FO)을 벤조피렌 측정용 시료로 이용하였다. 즉, 시료 3 g 정도를 취하여 내부표준물질인 benzo(a)pyrene(Supelco, Bellefonte, PA, USA)을 10 μg/kg 농도로 제조하여 0.
- 튀김 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)마다 채취한 튀김감자에서 추출한 각각의 기름(SO, CO 및 FO)을 시료로 이용하여 산가 측정 시료로 이용하였다. 산가는 AOCS의 Cd 3a-63법(16)에 의하여 시료 1～3 g에 100 mL의 용매(diethyl ether : ethanol＝1:1, v/v)를 가한 후 혼합하여 0.
- 튀김 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)마다 채취한 튀김감자에서 추출한 각각의 기름(SO, CO 및 FO)을 이용하여 과산화물가 측정 시료로 이용하였다. 과산화물가는 AOCS의 Cd 8-53법(17)에 의하여 시료 3 g을 삼각플라스크에 취한 후, 30 mL의 acetic acid : chloroform(3:2, v/v)을 가하여 유지를 충분하게 용해시킨 다음 0.
- 해바라기유(sunflower oil, SO), 카놀라유(canola oil, CO) 및 일반 튀김유(frying oil, FO)를 이용하여 온도 조절이 가능한 전기튀김기(DHF-520, DONGHWA SYSTEM, Suwon, Korea)로 180±5℃에서 3분 동안 일정양의 냉동감자를 지속적으로 반복하여 튀김 조리하였으며, 5, 10, 15, 20, 25 및 30회째 튀김감자를 채취하여 그것에서 추출한 유지를 시료로 사용하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 감자튀김 횟수에 따른 각종 식용유지의 화학적 특성 변화를 측정하였다. 식용유지로서는 sunflower oil(SO), canola oil(CO) 및 frying oil(FO)을 사용하였으며, 튀긴 감자에서 추출한 기름의 지방산 조성 변화와 산화 안정성에 대하여 실험하였다. 튀긴 감자에서 추출한 기름의 산화정도는 산가와 과산화물가를 측정하였다.
- 식용유지 종류에 따라서 튀김 횟수별로 채취한 감자튀김에서 추출한 기름을 시료로 지방산 조성 변화를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 실험에 사용한 세 종류의 식용유지(SO, CO, FO)를 이루고 있는 주요 지방산 조성은 stearic acid, oleic acid, linoleic acid 및 linolenic acid이다. 그중에서도 oleic acid와 linoleic acid가 많이 함유되어 있었으며, 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름의 경우 이 두 가지 종류의 지방산 조성의 변화가 가장 크게 나타났으나 시료간의 큰 유의차는 나타나지 않았다.
- 튀김용 감자는 시중에 판매되고 있는 냉동감자(Payette Farms 1/4" Shoestring, Doosan Co., Ltd., Los Angeles, CA, USA)를 이용하였고, 튀김 시 이용할 오일은 해바라기유(Dongnamfood, Ankara, Turkey), 카놀라유(Ottogi Co.,Ltd., Seoul, Korea) 및 일반 튀김유(Dongsuh Co., Ltd., Seoul, Korea)를 이용하였다.
데이터처리
- SAS(Statistical Analysis System) 통계 Package(19)를 사용하여 각각의 분석 데이터를 통계분석 하였으며, Duncan 다범위 검증(Duncan's multiple range test)을 실시하였다.
이론/모형
- 튀김 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)마다 채취한 튀김감자에서 추출한 각각의 기름(SO, CO 및 FO)을 이용하여 과산화물가 측정 시료로 이용하였다. 과산화물가는 AOCS의 Cd 8-53법(17)에 의하여 시료 3 g을 삼각플라스크에 취한 후, 30 mL의 acetic acid : chloroform(3:2, v/v)을 가하여 유지를 충분하게 용해시킨 다음 0.5 mL의 KI 포화용액을 가하여 1분 동안 흔들면서 혼합한 후 5분간 암소에서 방치시켰다. 반응 후 증류수 30 mL를 가하여 0.
- 튀김 횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)마다 채취한 튀김감자에서 추출한 각각의 기름(SO, CO 및 FO)을 시료로 이용하여 산가 측정 시료로 이용하였다. 산가는 AOCS의 Cd 3a-63법(16)에 의하여 시료 1～3 g에 100 mL의 용매(diethyl ether : ethanol＝1:1, v/v)를 가한 후 혼합하여 0.1 N KOH(potassium hydroxide)로 적정하였다.
- 지방산 분석은 Parcerisa 등(18)의 방법을 사용하여 튀김횟수(5, 10, 15, 20, 25 및 30회)마다 채취한 튀김감자에서 추출한 각각의 기름(SO, CO 및 FO)을 지방산 분석용 시료로 사용하였다. 즉, 시료 0.
성능/효과
- 튀긴 감자에서 추출한 기름의 산화정도는 산가와 과산화물가를 측정하였다. CO 및 FO를 사용하여 튀긴 감자에서 추출한 기름에 대한 산가는 튀김 횟수가 30회의 경우 초기보다 각각 0.20, 0.17 증가한 결과를 나타내었다. SO의 산가는 CO와 FO에 비하여 그 값이 낮게 나타났다.
- 0 이하에 크게 미치지 않는 결과를 나타내었다. 그러나 이러한 실험적인 산가 측정 결과 고온에서 반복하여 조리를 할 경우 튀김에 이용하는 식용유지의 산가가 지속적으로 증가하는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었으며, 이러한 결과로 고온에서 반복적인 식용유지의 사용은 산화 안정에 영향을 주는 것으로 판단되었다.
- 15를 나타내면서 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 이러한 결과는 Son 등(2) 및 Park 등(10)이 감자와 닭을 반복하여 튀긴 결과 튀김 횟수가 증가할수록 산가가 초기보다 지속적으로 증가하였다는 결과와 유사한 결과를 나타내었으며, 이는 반복하여 튀김조리를 할 경우 자연적으로 부산물이 생성되고 탄수화물이나 단백질이 많은 식품들을 120℃ 이상 고온에서 조리하게 되면 산가를 증가시킬 수 있는 요인으로 작용한다는 보고와 일치하였다. 또한, CO 및 FO를 이용하여 30회 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름의 산가는 초기 0.05에서 각각 0.25 및 0.22를 나타내면서 SO인 식용유지를 이용한 경우보다 다소 높게 나타내었다. 이와 같은 결과 튀김 조리 방법과 같이 고온을 이용하여 조리할 경우 세 종류 식용유지(SO, CO, FO) 중에서 SO가 가장 안정함을 알 수 있었다.
- 이러한 결과는 Song과 Jang(13)이 보고한 것과 같이 식용유지 식품을 반복적으로 고온에서 가열할 경우 지방산 조성 변화에 영향을 미친다는 결과와 일치하였다. 또한, SO와 FO 식용유지를 이용하여 감자를 반복하여 튀긴 후 추출한 기름의 경우 튀김 횟수가 증가할수록 oleic acid(C18:1) 함량은 감소하고 linoleic acid(C18:2)의 함량이 증가하면서 지방산 조성 변화에 영향을 미침을 알 수 있었으며, FO의 경우 그 변화가 SO에 비하여 더 크게 나타났다. 반면 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름인 경우 CO는 oleic acid 함량이 38.
- 또한, 그 이후 계속 반복하여 감자를 튀긴 후 추출한 기름의 과산화물가를 측정한 결과 점점 증가하는 경향을 나타내었으며, 이는 튀김 횟수가 증가함에 따라서 감자튀김의 과산화물가가 급격하지는 않지만 지속적으로 증가한다는 Son 등(2)의 보고와 일치하는 결과였다. 또한, 최종 튀김 횟수인 30회를 반복하여 감자를 튀긴 후 추출한 기름의 과산화물가를 측정한 결과 각각 4.1 meq/kg 및 4.6 meq/kg으로 SO 식용유지를 이용하여 감자를 튀긴 경우보다 과산화물가가 높게 나타났다. 이와 같은 결과 튀김처럼 고온을 이용하여 조리하는 과정에 이용되는 세 종류 식용유지(SO, CO, FO)의 경우 SO가 가장 안정함을 알 수 있었다.
- 이와 같은 결과 튀김 조리 방법과 같이 고온을 이용하여 조리할 경우 세 종류 식용유지(SO, CO, FO) 중에서 SO가 가장 안정함을 알 수 있었다. 물론 SO, CO 및 FO 세 종류식용유지에 대한 산가 측정 결과 모두 식품공전상 튀김 식품규격인 5.0 이하에 크게 미치지 않는 결과를 나타내었다. 그러나 이러한 실험적인 산가 측정 결과 고온에서 반복하여 조리를 할 경우 튀김에 이용하는 식용유지의 산가가 지속적으로 증가하는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었으며, 이러한 결과로 고온에서 반복적인 식용유지의 사용은 산화 안정에 영향을 주는 것으로 판단되었다.
- 7 meq/kg이었다. 반면, CO 및 FO인 식용유지를 이용하여 10회 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름의 과산화물가가 각각 3.7 meq/kg과 3.8 meq/kg의 결과를 나타내면서 SO를 이용한 경우보다 과산화물이 빠르게 형성됨을 알 수 있었다. 이러한 결과는 CO 및 FO가 가열에 대하여 빠르게 반응하여 유도기간이 단축된다는 Sims(14)의 보고와 유사하였다.
- 그중에서도 oleic acid와 linoleic acid가 많이 함유되어 있었으며, 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름의 경우 이 두 가지 종류의 지방산 조성의 변화가 가장 크게 나타났으나 시료간의 큰 유의차는 나타나지 않았다. 우선 SO의 경우 oleic acid는 튀김 초기 42.5%에서 30회 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름인 경우 31.7%로 감소한 반면 linoleic acid는 50.3%에서 5회째 최대 56.2%로 증가하였으며, FO의 경우도 oleic acid는 36.0%에서 26.4%로 감소하였으며, linoleic acid는 53.8%에서 57.2%로 증가하는 경향을 나타내었다. 일반적으로 불포화지방산인 경우 가열에 대하여 불안정하기 때문에 지방산 조성에 대한 변화를 나타내며, 과산화물 생성에 따른 산화에 의해서도 지방산 조성의 변화가 나타날 수 있다(20-25).
- 벤조피렌 생성 유무 측정 결과는 SO, CO 및 FO에서 튀김 초기와 반복횟수에 따라서 큰 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과 튀김에 사용한 식용유지 종류 및 튀김 반복 횟수에 따라서 지방산 조성에 변화가 나타나며 그로 인하여 유지의 산화 안정성에 영향을 미침을 알 수 있었다.
- 22를 나타내면서 SO인 식용유지를 이용한 경우보다 다소 높게 나타내었다. 이와 같은 결과 튀김 조리 방법과 같이 고온을 이용하여 조리할 경우 세 종류 식용유지(SO, CO, FO) 중에서 SO가 가장 안정함을 알 수 있었다. 물론 SO, CO 및 FO 세 종류식용유지에 대한 산가 측정 결과 모두 식품공전상 튀김 식품규격인 5.
- 이와 같은 결과 튀김처럼 고온을 이용하여 조리하는 과정에 이용되는 세 종류 식용유지(SO, CO, FO)의 경우 SO가 가장 안정함을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 물론 위에서 언급한 것과 같이 SO, CO 및 FO 세 종류 식용유지에 대한 과산화물가 측정 결과 모두 식품공전상 튀김 식품 규격인 60 meq/kg 이하에 크게 미치지 않는 결과를 나타내었다. 또한, Fig.
- 0%로 감소하는 경향을 나타내었다. 즉, SO 및 CO에 비하여 FO의 경우 oleic acid, linoleic acid 및 linolenic acid와 같은 지방산 변화가 나타나면서 산화 안정성에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, FO를 이용하여 감자를 반복해서 튀긴 후 추출한 기름의 경우 튀김 횟수가 증가할수록 oleic acid의 함량이 약 10% 정도 감소되고 linoleic acid 함량은 5% 이상 증가하면서 특히, 이중결합이 존재하는 지방산 조성에 대한 변화에 영향을 미침을 알 수 있었다. 이러한 결과는 Fasina 등(26)의 보고에서처럼 식용유지를 이용하여 고온에서 반복하여 조리하는 경우 가열 산화가 진행됨에 따라서 불포화지방산은 우선적으로 영향을 받아서 불포화지방산이 중합하거나 이중결합이 작은 분자로 분열됨에 따라서 지방산 조성 변화를 나타내므로 산화 안정성을 나타내는 산가 및 과산화물가 변화에도 영향을 미치는 요소가 될 수 있으며, 또한 Son 등(2)의 연구에서도 나타난 바와 같이 대두유를 이용하여 감자를 반복하여 튀긴 경우 지방산 조성이 초기보다 포화지방산 함량은 2～3% 정도 감소하는 반면 불포화지방산 조성은 3% 이상 증가하는 경향을 나타내었다.
- 2와 같다. 즉, 세 종류의 식용유지(SO, CO, FO)를 이용하여 감자를 5회 반복하여 튀긴 후 추출한 기름에서부터 모두 과산화물가가 지속적으로 증가하였으나, 큰 유의차는 나타내지 않았다. 우선, SO인 경우 5, 10회 및 15회까지 반복하여 튀긴 감자에서 추출한 기름의 과산화물가가 증가하는 경향을 나타내었으나, 그 증가 폭은 각각 1.
- 과산화물가 측정 결과는 일률적으로 증가하지는 않았다.지방산 조성 변화에 대하여 측정한 결과 SO 및 FO를 사용하여 감자를 튀긴 경우 튀김 반복횟수가 증가할수록 oleic acid 함량은 감소하고 linoleic acid 함량은 증가하였다. 벤조피렌 생성 유무 측정 결과는 SO, CO 및 FO에서 튀김 초기와 반복횟수에 따라서 큰 변화는 나타나지 않았다.
- 튀김 반복 횟수가 증가할수록 튀김감자에서 추출한 기름의 벤조피렌 함량이 0.018 μg/kg에서 0.023 μg/kg으로 변화하였으나 아주 낮은 수준을 나타내었으며, 또한 SO 및 FO인 경우 벤조피렌 생성에 대한 속도가 유사하였다.
후속연구
- CO인 경우 튀김 횟수가 증가할수록 벤조피렌 생성속도가 SO 및 FO에 비하여 빠르게 증가하는 경향을 나타내었지만 그 수준이 현저히 낮기 때문에 벤조피렌 생성에 대한 문제는 나타내지 않았다. 그러나 튀김 조리가 반복될수록 조금이라도 그 함량이 변화하였으므로 지속적으로 반복하여 튀김 조리에 이용할 경우 주의해야 할 것으로 판단되었다. 또한, 튀김과 같이 고온에서 지속적으로 식품을 조리할 경우 튀김 조리 시 부수적으로 생성되는 튀김 재료에 대한 영향을 받아서 화학적 변화가 나타나고 그로 인하여 산화 안정성을 감소시킬 수 있으며, 벤조피렌과 같은 발암 물질을 생성시킬 수 있으므로 고온 가열 조리 시 고려해야 할 것으로 사료된다.
- 그러나 튀김 조리가 반복될수록 조금이라도 그 함량이 변화하였으므로 지속적으로 반복하여 튀김 조리에 이용할 경우 주의해야 할 것으로 판단되었다. 또한, 튀김과 같이 고온에서 지속적으로 식품을 조리할 경우 튀김 조리 시 부수적으로 생성되는 튀김 재료에 대한 영향을 받아서 화학적 변화가 나타나고 그로 인하여 산화 안정성을 감소시킬 수 있으며, 벤조피렌과 같은 발암 물질을 생성시킬 수 있으므로 고온 가열 조리 시 고려해야 할 것으로 사료된다.
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