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문제 정의
- 정 등(2009)은 한국 소비자들에 의해 도출된 우유와 관련된 한글표현 묘사용어의 정의를 국제적으로 이해시키기 위하여 그 연구 결과를 발표하였다. 국내에서도 우유제품에 대하여 저장기간 중 품질평가지표로서 관능검사를 실시한 연구들(Kang 등, 1995; Kwon 등, 1998; 김과 김, 1999; 남 등, 1998), 살균온도에 다른 관능특질로서(박, 1995; 정 등, 2005) 보관방법별(정 등, 2001; 정등, 2001; 정 등, 2002) 및 유통기한 설정에 응용(최석호, 2004; 박승용 2009) 등 많이 있지만, 본 연구에서는 우유에 대한 묘사분석기법으로 묘사 용어를 개발하고, 열처리를 달리한 4가지 종류의 국내 우유제품들을 수거하여 7℃와 10℃ 의 온도에서 유통기한까지 보존하면서 보존 기간별로 관능적 품질에 변화가 있는지를 정량적으로 평가한 후 다양한 열처리법에 의해 제조된 우유제품의 저장온도에 따른 관능적 특성의 차이를 특성별로 이해하고자 하였으며, 특히 두 보존온도 간에 관능적 특성 차이가 유통기한 설정에 영향을 줄 수 있는가를 연구하였다.
- 훈련 세션에서는 우유의 관능적 특성에 대한 용어를 도출하고, 용어에 대한 정의를 내린 후 표준시료 확립하고(Table 3), 15점 항목 척도 사용 훈련 등을 진행하였다. 본 실험 세션에서는 훈련 세션 도출한 관능적 특성 용어들에 대한 강도를 평가하였다. 특성에 대한 강도 평가는 15점 항목 척도를 사용하였고, 0점은 “전혀 감지되지 않는”, 14점은“매우 강한”으로 정박점을 표시하였다.
가설 설정
- 2) Intensity of attribute : 0 = none, 14 = very strong. 3) NA : Samples beyond the shelf-life are not allowed for the purpose of taste test by legal.
제안 방법
- 모든 시료는 3반복으로 평가하였다. 관능검사 규정에 따라 현 규정에서 유통기한이 지난 시료에 대한 평가 시 맛/향미, 뒷맛, 입안 감촉 등의 평가는 실시하지 않도록 되어 있어서 향/냄새 특성에 대해서만 평가하도록 하였다.
- 관능검사의 진행은 붉은 등이 켜진 독립된 개인 부스 안에서 실시하였으며, 시료가 바뀔 때에는 물, 크래커, 당근을 이용하여 입안을 린스하도록 하였다. 모든 시료는 3반복으로 평가하였다.
- 관능검사의 진행은 붉은 등이 켜진 독립된 개인 부스 안에서 실시하였으며, 시료가 바뀔 때에는 물, 크래커, 당근을 이용하여 입안을 린스하도록 하였다. 모든 시료는 3반복으로 평가하였다. 관능검사 규정에 따라 현 규정에서 유통기한이 지난 시료에 대한 평가 시 맛/향미, 뒷맛, 입안 감촉 등의 평가는 실시하지 않도록 되어 있어서 향/냄새 특성에 대해서만 평가하도록 하였다.
- 묘사분석은 훈련 세션과 본 실험 세션으로 나누어 실시하였다. 훈련 세션에서는 우유의 관능적 특성에 대한 용어를 도출하고, 용어에 대한 정의를 내린 후 표준시료 확립하고(Table 3), 15점 항목 척도 사용 훈련 등을 진행하였다.
- 우유 열처리 유형별로 저온살균유(LTLTT), 고온살균유 (HTST), UHT 살균유 및 UHT-ESL 우유 등 총 124팩의 우유 제품을 7℃와 10℃의 온도에서 유통기한 경과 전과 후까지 훈련된 8명의 패널요원을 동원하여 묘사적 관능분석법에 의하여 관능적 특성을 평가하였다. 그 결과, 묘사적 용어로서 향/냄새 특성 3개(비린향, 우유향, 발효유향), 기본 맛 특성 3개(단맛, 짠맛, 신맛), 향미 특성 4개(우유향, 고소한 향, 치즈향, 종이향), 뒷맛 특성 1개(산패취), 입안 감촉특성 1개(점도) 등 총 12개의 관능적 용어가 도출되었다.
- 묘사분석은 훈련 세션과 본 실험 세션으로 나누어 실시하였다. 훈련 세션에서는 우유의 관능적 특성에 대한 용어를 도출하고, 용어에 대한 정의를 내린 후 표준시료 확립하고(Table 3), 15점 항목 척도 사용 훈련 등을 진행하였다. 본 실험 세션에서는 훈련 세션 도출한 관능적 특성 용어들에 대한 강도를 평가하였다.
대상 데이터
- 시료는 진열대에서 보존하는 시간차를 줄이기 위하여 판매원이 유가공품을 진열하는 즉시 시료를 구입하였다. 구입한 시료는 천안연암대학 미생물실험실의 보존온도(7℃, 10℃)별로 냉장고 2대에 나누어 저장한 후, 저장 일수 별로 시료를 취하여 아이스박스(온도: 7℃)에 넣고 냉장차량(냉장온도: 2.5℃)을 이용하여 서울여자대학교 식품관능검사실에 전달하였다.
- 묘사분석에 의한 관능평가를 위하여 20～23세의 서울여자대학교 학생 지원자 중에서 기본 맛 예민도 검사를 거치고 3주간 패널요원으로 훈련한 후 최종 8명을 선발하여 패널요원으로 삼았다.
- 우유의 묘사분석에 의한 관능적 품질변화량을 조사하기 위한 시료는 열처리 방법이 다른 4종의 시료(LTLT, HTST, UHT 및 UHT-ESL 우유)를 관능검사일에 맞추어 검사주기별로 구입 날짜를 달리하여 동일한 구입처에서 시료를 구입하였다(Table 1). 시료는 진열대에서 보존하는 시간차를 줄이기 위하여 판매원이 유가공품을 진열하는 즉시 시료를 구입하였다. 구입한 시료는 천안연암대학 미생물실험실의 보존온도(7℃, 10℃)별로 냉장고 2대에 나누어 저장한 후, 저장 일수 별로 시료를 취하여 아이스박스(온도: 7℃)에 넣고 냉장차량(냉장온도: 2.
- 우유의 묘사분석에 의한 관능적 품질변화량을 조사하기 위한 시료는 열처리 방법이 다른 4종의 시료(LTLT, HTST, UHT 및 UHT-ESL 우유)를 관능검사일에 맞추어 검사주기별로 구입 날짜를 달리하여 동일한 구입처에서 시료를 구입하였다(Table 1). 시료는 진열대에서 보존하는 시간차를 줄이기 위하여 판매원이 유가공품을 진열하는 즉시 시료를 구입하였다.
- 준비된 시료는 William's Latin Squares 계획에 준하여 패널 요원들에게 제시하였다.
데이터처리
- 우유의 저장온도가 관능적 특성 강도에 미치는 영향에 대한 유의성을 알아보기 위해 이원분산분석을 실시(SPSS, Chicago, USA)하였고, 저장온도와 관능적 특성간의 상관성을 요약분석하기 위하여 각 시료의 저장기간 내에서 측정한 모든 특성들의 강도 평균값을 구한 후 주성분 분석(principal component analysis)을 실시하였다. 주성분 분석에는 분산행렬(correlation matrix)을 사용하였고, Varimax rotation(XLSTAT, Paris, France) 을 실시하였다.
- 우유의 저장온도가 관능적 특성 강도에 미치는 영향에 대한 유의성을 알아보기 위해 이원분산분석을 실시(SPSS, Chicago, USA)하였고, 저장온도와 관능적 특성간의 상관성을 요약분석하기 위하여 각 시료의 저장기간 내에서 측정한 모든 특성들의 강도 평균값을 구한 후 주성분 분석(principal component analysis)을 실시하였다. 주성분 분석에는 분산행렬(correlation matrix)을 사용하였고, Varimax rotation(XLSTAT, Paris, France) 을 실시하였다.
성능/효과
- PC1의 음의 방향으로 부하된 저장기간이 긴 시료 일 발효유향, 비린향, 단맛 등이 증가하는 경향을 보였다. 10℃의 경우(Fig. 2), 저장기간이 6일인 시료만 양의 방향으로 부하(71.2%)되었으며, 신맛, 비린, 발효유향, 산패취 등의 향미가 타 시료에 비해 상대적으로 강한 것으로 나타났으며, 나머지 시료는 저장 기간에 따른 관능적 특성 변화가 적은 것으로 분석되었으며, 고소함, 점도, 우유 향미 등이 상대적으로 강하게 평가되었다. LTLT 우유와 UHT 우유와 관능적 특성차이를 비교연구한 정 등(2008)은 PCA plot에서 칼슘을 첨가한 LTLT 우유는 양의 방향으로 UHT 우유는 음의 방향으로 부하되어 뚜렷한 구별이 가능하였다고 하였다.
- 10℃의 경우(Fig. 5), 가장 신선한 시료인 저장기간이 1일인 시료가 PC1의 양의 방향으로 부하(77.6% 설명력)되었으며, 모든 향 특성과 단맛, 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 신맛, 우유향, 치즈향 등의 향미가 상대적으로 증가하는 것으로 분석되었다.
- 다만 유의적이지는 않았으나 짠맛과 고소함에 있어서 저장기간이 길어질수록 강도가 감소하는 경향을 보였다. 7℃에서 HTST 우유 시료의 저장 기간에 따른 관능적 특성에 대해 시각적으로 도표화하기 위해 모든 특성을 평가한 시료에 대해 주성분 분석을 실시한 결과(Fig. 3), 저장기간이 상대적으로 긴 시료(6, 7일)는 PC1의 양의 방향으로 부하(50.1% 설명력)되었으며, 산패취가 상대적으로 강한 것으로 분석되었다. 저장기간이 짧은 시료인 1일과 3일 시료는 음의 방향으로 부하되었으며, 짠맛과 고소한 향미와 강한 상관관계를 보였다.
- ESL 우유 시료의 저장 온도 별 저장 기간에 따른 관능적 특성에 대해 시각적으로 도표화하기 위해 모든 특성을 평가한 시료에 대해 주성분 분석을 실시한 결과 7℃의 경우(Fig. 6), 저장기간이 가장 짧은 시료(1일)가 PC1의 양의 방향으로 부하(42.2% 설명력)되었으며, 모든 향 특성, 단맛, 점도 및 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 치즈 맛 등의 향미가 상대적으로 증가하는 것으로 분석되었다.
- HTST 우유는 비린 향과 우유향은 7℃에서 더 높은 값을 보여주었고, 발효향과 짠맛은 더 낮은 값을 보여 서로 상반되는 결과였지만, 비린향, 우유향 및 짠맛의 차이는 높은 유의성(P<0.01), 발효유향은 P<0.05 수준에서 유의성을 보였다.
- LTLT 우유 시료의 저장 온도 별 저장 기간에 따른 관능적 특성에 대해 시각적으로 도표화하기 위해 모든 특성을 평가한 시료에 대해 주성분 분석을 실시한 결과 7℃의 경우(Fig. 1), PC1의 양의 방향으로 부하(69.4% 설명력)된 저장기간이 짧은 시료일수록 고소함, 점도, 치즈, 산패취, 종이 향미 등이 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 그러나 산패취나 종이 향미의 경우 그 강도가 매우 낮아 유의미한 결과는 아니라고 판단된다.
- LTLT 우유는 7℃에서 저장하였을 때 발효향, 짠맛, 신맛, 치즈향, 산패취 등 5개 항목의 특성 값이 10℃보다 낮게 나타났으며, 그 차이는 두 온도 간에 높은 유의성(P<0.01)이 있는 것으로 나타났으며, HTST 우유는 비린향과 우유향은 7℃에서 더 높은 값을 보여주었고, 발효향과 짠맛은 10℃보다 낮은 값을 보여 서로 상반되는 결과이지만, 비린향, 우유향 및 짠맛의 차이는 높은 유의성(P<0.01)을 보였으나, 발효유향은 P<0.05 수준에서 유의성을 보였다.
- LTLT 우유에 대해 각각 7℃와 10℃에서 저장실험을 실시한 결과, 1～2개의 특성을 제외한 대부분의 관능적 특성에서 유의적인 차이가 없는 것으로 나타나, 유통기한 내 시료를 7℃와 10℃에서 저장할 경우 관능적 품질에 큰 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 4). 그러나 7℃에 LTLT 시료를 저장한 경우 비린 향과 고소함에서 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다.
- 그러나 산패취나 종이 향미의 경우 그 강도가 매우 낮아 유의미한 결과는 아니라고 판단된다. PC1의 음의 방향으로 부하된 저장기간이 긴 시료 일 발효유향, 비린향, 단맛 등이 증가하는 경향을 보였다. 10℃의 경우(Fig.
- UHT 살균한 제품으로서 ESL 우유에 대해 각각 7℃와 10℃에서 저장실험을 실시한 결과(Table 7), 7℃ 및 10℃에서 저장한 시료는 저장기간 중 모든 관능적 특성에 있어서 유의적인 강도의 차이를 보이지 않아 유통기한 내 시료를 7℃와 10℃에서 저장할 경우 각 저장 온도에서 저장기간에 다른 관능적 품질에 큰 차이는 없었다.
- 고소함의 경우 시료가 신선할수록 그 강도가 강해지는 것으로 분석되었다. UHT 우유 시료의 관능적 특성에 대해 시각적으로 도표화하기 위해 모든 특성을 평가한 시료에 대해 주성분 분석을 실시한 결과 7℃의 경우(Fig. 4), 저장기간이 짧은 시료(1, 4일)가 PC1의 양의 방향으로 부하(60.4% 설명력)되었으며, 모든 향 특성, 점도 및 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 종이, 치즈 등의 향미가 상대적으로 증가하였다.
- UHT 우유나 ESL 우유도 저장온도별 특성 값에 차이가 나타났으며, UHT 우유는 단맛, 우유향, 치즈향 등이 관능특질이 10℃ 보존온도보다 높게 나타났으며(P<0.01), 그 수준은 타 유형의 열처리 우유보다 높은 값이었다.
- UHT-ESL 우유는 7℃에서 신맛, 치즈향, 종이향, 산패취 등(P<0.01)과 우유향(P<0.05)이 다른 저온으로 열처리한 우유나 UHT 우유와도 같은 수준으로 나타났고, 10℃에서는 이와 같은 관능특질들이 매우 미약한 상태를 유지하였다.
- UHT-ESL 우유는 7℃에서 신맛, 치즈향, 종이향, 산패취 등(P<0.01)과 우유향(P<0.05)이 저온으로 열처리 한 우유나 UHT 우유와도 같은 수준으로 나타났고, 10℃에서는 이와 같은 관능특질들이 매우 미약한 상태를 유지하였다.
- 초고온 살균(UHT)한 우유에 대해 각각 7℃와 10℃에서 저장실험을 실시한 결과, 7℃에서 저장한 시료(Table 6)는 저장 기간에 따라 고소함, 치즈, 산패취, 점도 등의 특성에 있어서 유의적인 강도의 차이를 보였다. 고소함과 점도는 신선한 시료일수록 그 강도가 높은 반면, 치즈와 산패취 향미는 저장기간이 길수록 증가하는 경향을 나타내었다. 10℃에서 저장한 시료는 고소함 강도를 제외한 모든 특성에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 고온 살균(HTST)한 우유에 대해 각각 7℃에서 저장실험을 실시한 결과, 모든 특성에서 유의적인 차이가 없는 것으로 나타나 유통기한 내 시료를 7℃에서 저장할 경우 관능적 품질에 큰 차이는 없는 것으로 나타났다(Table 5). 다만 유의적이지는 않았으나 짠맛과 고소함에 있어서 저장기간이 길어질수록 강도가 감소하는 경향을 보였다.
- 우유 열처리 유형별로 저온살균유(LTLTT), 고온살균유 (HTST), UHT 살균유 및 UHT-ESL 우유 등 총 124팩의 우유 제품을 7℃와 10℃의 온도에서 유통기한 경과 전과 후까지 훈련된 8명의 패널요원을 동원하여 묘사적 관능분석법에 의하여 관능적 특성을 평가하였다. 그 결과, 묘사적 용어로서 향/냄새 특성 3개(비린향, 우유향, 발효유향), 기본 맛 특성 3개(단맛, 짠맛, 신맛), 향미 특성 4개(우유향, 고소한 향, 치즈향, 종이향), 뒷맛 특성 1개(산패취), 입안 감촉특성 1개(점도) 등 총 12개의 관능적 용어가 도출되었다. 우유의 보존온도를 각각 7℃와 10℃로 달리하여 저장한 후 관능특성을 통계적으로 비교한 결과, LTLT 우유는 7℃에서 발효향, 짠맛, 신맛, 치즈향, 산패취 등 5개 특성 값이 10℃ 보다 낮게 나타났으며, 그 차이는 높은 유의성(P<0.
- 반대로 ESL 공정 후 UHT 살균 공정에서 발생하는 가열취는 7℃에서 낮은 수준으로 나타났다. 살균온도가 저장기간에 따른 관능특질 변화를 묘사적 분석기법으로 조사한 Grandy 등(2008)의 연구결과에 따르면 82℃ 이상으로 열처리한 시료의 저장 초기에 가열취(cooked flavor) 및 가열향(cooked aroma)이 높은 것이 특징적이었고, 79℃ 이하 살균유에서는 그보다 덜하였다고 보고하였는데, 본 연구결과에서는 열처리 온도에 따른 차이를 보이지 않았다.
- 우유의 보존온도를 각각 7℃와 10℃로 달리하여 저장한 후 관능특성을 통계적으로 비교한 결과, LTLT 우유는 7℃에서 발효향, 짠맛, 신맛, 치즈향, 산패취 등 5개 특성 값이 10℃ 보다 낮게 나타났으며, 그 차이는 높은 유의성(P<0.01)이 있었다.
- 05)이 저온으로 열처리 한 우유나 UHT 우유와도 같은 수준으로 나타났고, 10℃에서는 이와 같은 관능특질들이 매우 미약한 상태를 유지하였다. 이와 같은 결과로 판단해 볼 때 열처리 온도가 상대적으로 낮은 살균유인 LTLT 우유나 HTST 우유는 물론 UHT 처리 우유제품도 유통기간 중 미생물학적 안전성외에 관능적 특성들이 더욱 신선하게 유지될 수 있도록 현행 유통기준 온도를 7℃이하로 낮추어야 할 필요성이 대두되었다.
- 6% 설명력)되었으며, 모든 향 특성과 단맛, 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 신맛, 우유향, 치즈향 등의 향미가 상대적으로 증가하는 것으로 분석되었다. 본 연구와 같이 단맛 등은 저장기간에 따라 감소하는 점에서 UHT 우유의 단냄새와 단맛은 저장중 감소한 반면 stale/fatty acids는 시간 경과에 따라서 증가한다는 Clare 등(2005)의 결과와 일치하는 것이다.
- 7% 설명력)되었으며, 모든향 특성과 우유 향미, 단맛, 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 위에서 언급한 특성의 강도가 상대적으로 낮은 것으로 분석되었다.
- 4% 설명력)되었으며, 모든 향 특성, 점도 및 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 종이, 치즈 등의 향미가 상대적으로 증가하였다.
- 2% 설명력)되었으며, 모든 향 특성, 단맛, 점도 및 고소한 향미가 상대적으로 강한 것으로 나타났다. 저장기간이 길어질수록 PC1의 음의 방향으로 부하되었고, 치즈 맛 등의 향미가 상대적으로 증가하는 것으로 분석되었다. 10℃ 의 경우(Fig.
- 1% 설명력)되었으며, 산패취가 상대적으로 강한 것으로 분석되었다. 저장기간이 짧은 시료인 1일과 3일 시료는 음의 방향으로 부하되었으며, 짠맛과 고소한 향미와 강한 상관관계를 보였다.
- 그러나 7℃에 LTLT 시료를 저장한 경우 비린 향과 고소함에서 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉, 비린향의 경우 가장 저장 기간이 오래된 9일 차 시료가 다른 시료에 비해 비린향이 유의적으로 강하게 평가되었으며, 고소함은 신선함이 가장 높은 저장 1일차 시료가 높게 평가되었다. 10℃에서 저장한 우유 시료의 경우 6일차 저장된 시료에서 발효유향이 타 시료에 비해 상대적으로 매우 높게 평가되어 내열성의 젖산균에 의한 발효가 조기에 진행되기 시작한 것으로 판단된다.
- 초고온 살균(UHT)한 우유에 대해 각각 7℃와 10℃에서 저장실험을 실시한 결과, 7℃에서 저장한 시료(Table 6)는 저장 기간에 따라 고소함, 치즈, 산패취, 점도 등의 특성에 있어서 유의적인 강도의 차이를 보였다. 고소함과 점도는 신선한 시료일수록 그 강도가 높은 반면, 치즈와 산패취 향미는 저장기간이 길수록 증가하는 경향을 나타내었다.
- 우유시료에서 도출된 관능적 특성 용어 및 표준시료는 Table 2와 같다. 총 12개의 관능적 특성이 도출되었으며, 도출된 특성들은 aroma 특성 3개(비린, 우유, 발효유), 향미 특성 4개(우유향, 고소한 향, 치즈향, 종이향), 맛 특성 3개(단맛, 짠맛, 신맛), 뒷맛 특성 1개(산패취), 입안 감촉 특성 1개(점도)로 나타났다. 이 결과는 6종의 우유제품을 대상으로 냄새특성 2개, 향미/맛특성 5개, 뒷맛과 조직특성에서 각각 1개씩 총 9개의 관능특성을 도출한 Lee 등(2003)보다는 많은 특성이었다.
후속연구
- 묘사관능분석법(descriptive analysis)은 제품의 관능적 특성에 기초를 두고 제품 범위간 차별성을 구별하는 총체적인 기술이며, 분류할 수 있는 관능적 차이를 정량적으로 묘사에 의하여 측정할 수 있다. 이 분석법은 평가를 위한 목적이 아니며, 관능 요원들은 관능적 특성을 분류하고 정량화하는 강력한 기기와 같이 운용되므로 유제품 연구, 개발 및 마케팅에도 유용한 정보를 제공해준다. 관능분석을 위해 선발된 패널요원들은 제품의 주요 속성을 찾아내고 관능특성의 강도를 결정하여 신뢰성 있게 채점을 하게 된다.
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