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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 건조제품의 건조 전처리 방법으로서 초임계 이산화탄소를 사과의 절편에 처리하고 그 성분변화를 모니터링 함으로써 초임계이산화탄소를 이용한 새로운 공정개발의 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 초임계 이산화탄소를 건조 전처리 방법으로 사용하여 사과의 성분변화를 관찰하였다. 총 페놀 함량은 초임계 이산화탄소 온도와 압력이 증가할수록 생과일과 무처 리구보다 낮은 함량을 나타내었다.
- 5 cm로 절단하여 사용하였다. 실험에 사용된 장치는 Fig. 1과 같은 자체 재작한 초임계 추출장치를 이용하여 extraction vessel에 사과절편을 넣고, extraction vessel 의 온도는 heating jacket의 전류를 제어하여 조절하였으며, extraction vessel의 압력은 CQ pump를 이용하여 조절하였다. Extraction vessel에 사과절편 50 g을 채운 다으 전처 리온도(35℃, 45℃, 55℃)와 압력(15 MPa, 20 MPa, 25MR1)을 조절하였다.
- 1과 같은 자체 재작한 초임계 추출장치를 이용하여 extraction vessel에 사과절편을 넣고, extraction vessel 의 온도는 heating jacket의 전류를 제어하여 조절하였으며, extraction vessel의 압력은 CQ pump를 이용하여 조절하였다. Extraction vessel에 사과절편 50 g을 채운 다으 전처 리온도(35℃, 45℃, 55℃)와 압력(15 MPa, 20 MPa, 25MR1)을 조절하였다. 초임계 이산화탄소 전처리 조건 압력까지 상승하는 시간은 10분이었고, 정치법으로 20분 처리 후, 10분간 압력을 release하였다.
- Extraction vessel에 사과절편 50 g을 채운 다으 전처 리온도(35℃, 45℃, 55℃)와 압력(15 MPa, 20 MPa, 25MR1)을 조절하였다. 초임계 이산화탄소 전처리 조건 압력까지 상승하는 시간은 10분이었고, 정치법으로 20분 처리 후, 10분간 압력을 release하였다. 전처 리가 끝난 시료를 대류형 열풍건조기 (EDO-L Dae Rim Instrument LTD.
- 초임계 이산화탄소 전처리 조건 압력까지 상승하는 시간은 10분이었고, 정치법으로 20분 처리 후, 10분간 압력을 release하였다. 전처 리가 끝난 시료를 대류형 열풍건조기 (EDO-L Dae Rim Instrument LTD., Toigo, Japm) 를 이용하여 70℃에서 30분마다 6시간 동안 품질특성를 관찰하였다.
- 000 xg, 10 min)한 상등액 10 mL를 AmberHte IRA-900 column에 흡착시킨 후 증류수로 수회 세척하여 당류를 제거하였다. 그리고 흡착한 유기산은 36 N fcrniic acid로 용출시켜 분리하였으며, 용출액을 감압농축 후 0.005 M H2SO4 을 사용하여 10 ml로 정 용하고 0.45 pm membrane로 여고}、 하여 HPLC (Watere 2695, Waters Co., USA)로 분석하였다. 이 때 columne YMC-pack ODS-AQ (YMC Co.
- , USA)로 분석하였다. 이 때 columne YMC-pack ODS-AQ (YMC Co. 4.6 x 250 mm)를 사용하였으며, column 온도는 85℃에서 분석하였고, mobile phasee mobile phase 은 10 mM phosphate buffer, flow ratee 0.2 mL/min, 검출기는 photodiode array (PDA) detector (Waters 2996, Waters Co., USA)로 분석하였다. 표준품은 oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, acetic acid, succinic acid 및 lactic acid (Sigma, USA)를 일정량씩 혼합하여 증류수에 녹여 표준용액으로 사용하였다.
- 표준품은 oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, acetic acid, succinic acid 및 lactic acid (Sigma, USA)를 일정량씩 혼합하여 증류수에 녹여 표준용액으로 사용하였다. 표준품과 시료의 유기산 성분은 머무른 시간(tR)을 직접 비교하여 확인하였고 각 표준품의 검량곡선을 작성하여 peak의 면적으로 개별 유기산성분의 함량을 산출하였다.
- 표준품은 xylose, fructose, gluccse, sucrose, maltose 및 lactee (Sigma, USA) 를 일정 량씩 혼합하여 증류수에 녹여 표준용액으로 사용하였다. 표준품과 시료의 당성 분은 머무른 시간(tR)을 직접 비교하여 확인하였고 각 표준품의 검량곡선을 작성하여 peak의 면적으로 개별 당성분의 함량을 산출하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 사과는 약 260 g의 홍로 품종을 구입하여 4℃에 보관하면서 사용하였다. 사과를 박피, 제심하고 3x*0.
- , USA)로 분석하였다. 표준품은 oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, acetic acid, succinic acid 및 lactic acid (Sigma, USA)를 일정량씩 혼합하여 증류수에 녹여 표준용액으로 사용하였다. 표준품과 시료의 유기산 성분은 머무른 시간(tR)을 직접 비교하여 확인하였고 각 표준품의 검량곡선을 작성하여 peak의 면적으로 개별 유기산성분의 함량을 산출하였다.
- , USA)에서 검출하였다. 표준품은 xylose, fructose, gluccse, sucrose, maltose 및 lactee (Sigma, USA) 를 일정 량씩 혼합하여 증류수에 녹여 표준용액으로 사용하였다. 표준품과 시료의 당성 분은 머무른 시간(tR)을 직접 비교하여 확인하였고 각 표준품의 검량곡선을 작성하여 peak의 면적으로 개별 당성분의 함량을 산출하였다.
이론/모형
- 총 페놀 함량 측정을 위한 시료의 조제는 Saper 등(H)의 방법을 사용하여 전처리 조건에 따른 건조 사과절편 5 g의 시료를 100 mL의 80% ethanol을 넣고 3시간 환류 추출한 후 여과(Whatman No. 2)하여 측정에 사용하였다.
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis(12) 방법으로 측정하였으며, 추출액 1 n)L에 95% ethanol 1 mL와 증류수 5 mL를 가한 액에 1 N Folin-ciocalteu reagent 0.5 n을 가하고 5분간 정치시킨 후 I mL의 5% Na2CO3 용액을 가하였다. 이혼합액을 1시간 동안 정치한 다음 분광광도계 (UV-Vis Spectrophotometer, Jasco, Japan)를 사용하여 725 nm 에서 흡광도를 측정하였다.
- 전처리 조건에 따른 건조 사과절편의 vitamin C 함량은각 시료 2 g을 5% metaphosphoric acid 용액을 가하여 마쇄한 후 같은 용액으로 100 mL가 되게 정용한 다음 원심분리한 것을 측정 용 시료로 하여 2, 4-dimtrophenyl- hycteriie (DNP) 비색법(13)을 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였으며, vitamin C (ascabic acid)의 검 량선에 의해 정량하였다.
- 유리 당의 분석은 Wilson 등(15)의 방법에 준하여 HPLC 로 분석하였다. 즉 각각의 전처리 조건에 따른 건조 사과 절편 5 80% ethanol 100 mL를 넣고 80℃, 3시간 환류 추출한 후 여과(Whatman No.
성능/효과
- 성분변화를 관찰하였다. 총 페놀 함량은 초임계 이산화탄소 온도와 압력이 증가할수록 생과일과 무처 리구보다 낮은 함량을 나타내었다. Vitamin C, 유리당 및 유기산의 함량은 전처리 구간이 무처리구 보다 낮았고, 초임계이산화탄소 압력과 온도 따라 큰 차이는 없었다.
- 총 페놀 함량은 초임계 이산화탄소 온도와 압력이 증가할수록 생과일과 무처 리구보다 낮은 함량을 나타내었다. Vitamin C, 유리당 및 유기산의 함량은 전처리 구간이 무처리구 보다 낮았고, 초임계이산화탄소 압력과 온도 따라 큰 차이는 없었다. 이와 같은 결과는 초임계 이산화탄소의 용매적 특성이 핵산에 가까워극성물질에 대한 용해력이 높지 않은 상태에서 고압으로인해 압착되고 고압을 젠거할 때 식품성분들이 이산화탄소와 동반해 유리되기 때문인 것으로 생각된다.
- 2와 같이 나타났으며, 생 과육의 경우 25 m으로 나타났다. 건조과정에서 총 페놀양은 줄어서 무처리구 건조에서는 12% 감소하여 2.2 mg/g 이었다. 초임계 처리 구간의 35℃에서는 생 사과와 비교 하였을 때, 28%, 무처리구 보다는 18% 감소하여 15 MPa에서는 1.
- 8 ne/g을 나타내었다. 초임계 이산화탄소의 온도와 압력이 증가할수록 총 페놀의 함량은 감소하는 경향을 보였으며, 55℃ 15 MPa가 가장 낮은 총 페놀 함량을 나타내었다. 무처리구와 초임계 이산화탄소 전처라구의 총 페놀 함량의 차이는 초임계 이산화탄소의 용해력과 전처리후 높은 초임계 압력을 release할 때 사과 절편의 과즙이 일부 탈착되어 총 페놀 함량이 감소한 것으로 생각된다.
- 4% 줄어든 것으로 나타났다. 초임계 이산화탄소 전처리 구간에서는 35℃ 15 MF*게서는 0.356 mg/g, 20 MPa에서는 0.348 mg/g, 25 MPa에서는 0.327 mg/g 이었고, 45℃ 15 MPa에서는 0.335 mg/g, 20 에서는 0.327 mg/g, 25 M%에서는 0.31 mg으로 압력 이 증가할수록 비타민의 함량은 줄었다. 55℃ 15 MPa에서는 0.
- 335 mg/g 을 나타내었다. 초임계 이산화탄소 전처리구 내에서의 비타민 C의 함량은 큰 차이는 없었으며 생 사과 보다 18%, 무처리구 보다 평균 10% 초임계 이산화탄소 처리구의 비타민 C의 함량이 적게 나타났다. Amola(18)보고에 의하면 오렌지에서 초임계 이산화탄소 처리에 의한 비타민 C의감소는 없는 것으로 나타났으며, Lim (19)의 감귤에 초임계 이산화탄소 처리에서도 비타민 C의 감소는 없었다고 보고된 바 있어 초임계 이산화탄소에 의한 비타민 C의 추출현상이라기 보다는 전처리 과정중 초임계 압력에 의해 과즙이 압착되었다가 초임계 이산화탄소가 제거될때 동반 이탈하여 비타민 C가 감소된 것으로 사료된다.
- 4에 나타내었다. Malic acid의 양은 생 과육의 경우 0.49 mg/g, 무처리구간에서는 생 사과 보다 10% 감소하여 0.44 mg을 나타났으며, 초임계 이산화탄소 전처리구간에서는 평균 18% 감소한 것으로 나타났다. 전처리 조건에 따른 malic acid의 함량은 35℃ 15 MPa에서는 0.
- 5과 같이 fructose와 sucrose로 나타내었다. Fructose의 양은 생 사과의 경우 0.38 mg/g, 무처 리구 건조 사과에서는 15% 감소한 0.32 mg/g으로 나타났으며, 초임계 이산화탄소 처리구간에서는 21% 감소하여, 35℃ 15 MPa에서는 Q30 mg/g, 20 MPa에서는 0.30 mg/g, 25 MPa에서는 0.31 mg/g을 나타내었다. 45℃ 15 MPa에서는 0.
- Sucrose의 함량은 생 과육의 경우 0.31 mg/g, 무처 리구건조 사과는 6% 감소한 0.29 mg/g으로 나타났으며, 초임계이산화탄소 처리 건조 사과에서는 12% 감소한 것으로 나타났다. 초임계 이산화탄소 처리조건에 따른 결과는 35 ℃ 15 MPa에서는 0.
후속연구
- 지금까지 개발된 전처리 방법 중에 스팀에 의한 blanchinge 열변성을 일으키고, 화학약품에 의한 처리는 건조품에 화학불이 잔존하는 문제 그리고 삼투건조에서는 건조제품에 삼투용액의 성분이 잔류하여 자연 그대로의 맛을 내지 못한다는 문제점이 있다. 그러나 최근 추출기술로서 주목받고 있는 초임계 이산화탄소를 건조 전처리 방법으로 이용한다면 이산화탄소가 무독성 물질이기 때문에 최종제품에서는 인체에 해로운 불순물의 잔류 염려가 없고(9, 10), 초임계 상태는 상온 부근에서 이루어지기 때문에 식품과 같이 열에 민감한 물질의 처리에 적합 할뿐만 아니라 확산계수가 기체처럼 작고 표면 장력이 0에 가까워져 미세한 공극을 가진 물질에도 쉽게 침투할 수 있어 새로운 식품의 건조 전처리 방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.
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