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문제 정의
- 쇠고기의 품질저하를 방지하기 위한 목적으로 오존수가 대체 방안으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 오존수 처리와 처리시간에 따라 쇠고기의 화학적 품질 측정 지표라 할 수 있는 휘발성 염기태 질소(volatile basic nitrogen, VBN), 지방산패도(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS), 산가(acid value, AV), pH 를 측정하여 오존수 처리가 냉장 저장중의 쇠고기의 화학적 품질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- 분쇄한 실험용 쇠고기를 0.2 ppm의 오존수로 각 5, 10, 30, 60분 동안 침지 처리하여 drip drying한 후 5℃에서24일간 저장하면서 3일 간격으로 9회 실험하였다.
- 쇠고기를 오존수(0.2 ppm)로 0, 5, 10, 30, 60분간 침수 처리하여 5℃에서 24일 동안 저장하면서 3일 간격으로 쇠고기의 품질 측정 지표라 할 수 있는 휘발성 염기태질소(volatile basic nitrogen, VBN), 지방산패도(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS), 산가(acid value, AV), pH 를 측정하여 오존수 처리가 냉장 저장중의 쇠고기의 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 휘발성 염기태질소와 pH 변화를 측정한 결과 오존수 비처리구는 9일째 부패로 인정되는 수치가 측정된 반면 오존수(0.
- pH 측정은 식품공전에 제시되어 있는 방법으로 측정하였다(KFDA, 2002). 시료 5.0 g에 증류수 20 mL을 가하여 균질화한 후 여과하여 pH 4와 7로 보정된 pH meter(Thermo Scientific, Orion 3-Star, USA)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험용 쇠고기는 서울에 위치한 대형마트에서 미국산 등심 쇠고기를 분쇄한 상태로 구입하여 5℃ 이하에서 저장한 뒤 1일 이내에 실험에 사용하였다.
- 실험에 사용된 오존수 생성장치는 고압, 고주파 무성방전에 의해 1.0 ppm 이하의 저 농도의 오존수를 생성하는 장치(Blue tap, Boryung, Ltd, Korea)를 사용하였다(Fig. 1). 용존 오존농도는 오존 모니터(Ebara Jitsugyo Co.
데이터처리
- 통계분석을 위해 3반복하여 얻어진 실험의 결과값들은 SPSS statistics 17.0(SPSS Inc., USA)을 이용하여 p<0.05수준에서 one-way analysis of variance(ANOVA) 분석을 시행하였고, 사후 검증을 위해 Student-Newman-Keuls method를 시행하여 유의성 검증을 하였다.
이론/모형
- 단백질의 부패 정도를 나타내는 VBN은 식품공전 제시되어있는 Conway 미량 확산법을 이용하여 측정하였다(KFDA, 2002). 시료 5.
- 산가의 측정은 식품공전에 제시 되어 있는 방법으로 측정하였다(KFDA, 2002). 시료 5.
- 지방의 산패 정도를 나타내는 TBARS 값은 측정은 Witte 방법을 이용하여 측정하였다(Witte et al., 1970). 시료 5.
성능/효과
- 24 mg%이 측정되어 저장 시작 18일째부터는 모든 쇠고기에서 부패가 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 모든 쇠고기에서 부패가 시작된 후에는 VBN의 함량이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 실험결과 저장기간에 따른 VBN의 함량과 오존수 처리시간에 따른 VBN 함량 모두 유의성을 나타내어 오존수 처리시간과 저장기간이 VBN의 함량변화에 중요한 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다.
- 본 연구의 실험 결과를 통하여 쇠고기의 오존수 처리가 미생물의 생육의 억제 과정에 작용하여 쇠고기의 부패 지표로 사용되는 VBN 함량에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 또한 오존수 처리한 쇠고기가 오존수 처리하지 않은 쇠고기보다 VBN함량이 적게 측정되어 냉장 쇠고기의 저장성 향상에 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
- 이 같은 VBN의 함량은 쇠고기의 품질 판정 기준에 있어서 중요한 지표이며 저장기간 설정에도 큰 영향을 끼친다. 또한 오존수 처리한 쇠고기가 오존수 처리하지 않은 쇠고기보다 오존수 처리시간이 증가함에 따라 VBN 함량이 더 낮게 측정되었다. 오존수의 처리시간이 증가함에 따라 오존 라디칼 분자의 접촉의 기회가 많아져 강한 산화력을 가진 오존이 쇠고기의 미생물 생육 억제작용을 하여 미생물에서 분비되는 효소들에 의해 암모니아의 생성과 아미노산 분해를 감소시켜 VBN의 함량이 낮게 측정되었다고 판단된다(Cassene, 1994; Ishizaki et al.
- 21의 값을 나타내어 부패초기가 의심되며 12일째부터는 부패가 진행된 것을 알 수 있었다. 또한 오존수 처리한 쇠고기는 실험 시작 15일째부터 부패초기가 의심되며 18일째부터 부패가 진행된 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 오존수를 처리하지 않은 쇠고기가 오존수를 처리한 쇠고기보다 부패가 더욱 빠르게 진행되었다고 판단할 수 있었다.
- 또한 오존처리시간에 따라서 측정 값에 유의성을 나타내었고 저장기간에 따라서도 오존수 비처리구와 오존수 처리구(5, 10 min)에서 유의성(p<0.05)을 나타내었다.
- 하지만 이 지표는 우육 돈육 계육에 모두 사용되는 지표이기 때문에 식육의 종류에 따라 약간의 차이가 있을 수 있다고 판단된다. 본 실험 결과 오존수 처리하지 않은 쇠고기에서 실험 9일째 VBN의 함량이 22.40 mg%이 측정되어 이때부터 부패가 진행된 것을 알 수 있었다. 오존수 처리구 에서는 각 처리시간 별로 실험 15일째 28.
- 3이면 부패 초기로 보고 있다(KFDA, 2002). 본 실험의 결과 오존수로 처리하지 않은 쇠고기군에서 실험 9일째 pH 6.21의 값을 나타내어 부패초기가 의심되며 12일째부터는 부패가 진행된 것을 알 수 있었다. 또한 오존수 처리한 쇠고기는 실험 시작 15일째부터 부패초기가 의심되며 18일째부터 부패가 진행된 것을 확인할 수 있었다.
- 또한 Sallam과 Samejima(2004)은 진공 포장하여 분쇄한 쇠고기를 5℃에 21일 동안 저장하면서 3일 간격으로 TBARS를 측정한 결과 저장기간이 경과함에 따라 증가하였다고 보고하여 본 실험의 결과와 일치하였다. 본 실험의 결과 오존수를 처리한 쇠고기가 처리하지 않은 쇠고기보다 TBARS의 값이 낮게 측정되었고 오존수 처리시간이 증가할수록 TBARS의 값이 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 Nerantzaki 등(2005)은 송어를 오존으로 처리 후 진공 포장하여 냉장 저장하였을 때 저장기간이 경과함에 따라 TBARS가 감소하였다는 결과와 유사하고 Sheldon과 Brown(1986)의 보고에 따르면 가금류를 오존수와 수돗물로 처리하여 냉장 저장하였을 때 저장기간이 경과함에 따라 오존수 처리한 가금류의 TBARS가 수돗물 처리군보다 낮게 측정되어 본 실험의 결과와 일치하였다.
- 지방산패도와 산가 또한 모두 오존수 처리한 쇠고기가 비처리구 쇠고기보다 낮은 측정치를 나타내었다. 본 실험의 내용을 종합한 결과 저 농도 오존수가 냉장 쇠고기 화학적 특성에 영향을 끼치며 저장성 향상에 효과적이라고 판단된다.
- Park 등(1988), Byun 등(1985)에 의하면 VBN 함량이 15 mg%일 때 부패취를 느낄 수 있다고 보고하였다. 본 연구에서는 오존수를 60 min동안 처리한 쇠고기에서 저장 15일째 VBN 함량이 12.32 mg%이 측정되어 가장 안전한 수치를 나타내었다. 현재 식품공전에서는 식육 및 포장육에 한하여 VBN의 값을 20 mg% 이하로 규정하고 있다(KFDA, 2002).
- 실험결과 저장기간에 따른 VBN의 함량과 오존수 처리시간에 따른 VBN 함량 모두 유의성을 나타내어 오존수 처리시간과 저장기간이 VBN의 함량변화에 중요한 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 실험 결과를 통하여 쇠고기의 오존수 처리가 미생물의 생육의 억제 과정에 작용하여 쇠고기의 부패 지표로 사용되는 VBN 함량에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 또한 오존수 처리한 쇠고기가 오존수 처리하지 않은 쇠고기보다 VBN함량이 적게 측정되어 냉장 쇠고기의 저장성 향상에 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
- 05)이 나타나 저장기간에 따라서 pH의 변화가 유의성이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 실험 결과를 통하여 쇠고기의 오존수 처리가 미생물의 생육의 억제과정에 작용하여 쇠고기의 부패 지표로 사용되는 pH에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었고 오존수를 처리한 쇠고기가 오존수를 처리하지 않은 쇠고기보다 pH 가 쇠고기의 품질기준에 더욱 적합하게 측정되어 냉장 쇠고기 저장성 향상에 효과적이라고 판단된다.
- Han 등(2003) 보고에 의하면 쇠고기의 VBN값이 5-10 mg%일 때 신선한 상태라고 보고하여 비교적 본 실험에서 쇠고기의 상태가 6일째까지 신선하다고 판단할 수 있었다. 실험 9일째부터는 VBN의 함량이 큰 폭으로 증가하였고 오존수 처리한 쇠고기와 오존수 처리하지 않은 쇠고기 모두 저장기간이 경과할수록 VBN 함량이 증가하는 것을 확인하였다. 이것은 Dierick 등(1974)가 쇠고기의 저장기간 동안에 VBN 함량을 측정 하였을 때 저장기간이 경과할수록 VBN 값이 증가하였다는 결과와 같으며, Choi 등(1998)은 분쇄한 쇠고기 등심 부위를 5℃에서 진공 포장 후 저장하여 실험한 결과 저장기간이 경과함에 따라 VBN 값이 증가하였다고 보고하여 본 연구의 실험 결과와 일치하였다.
- 또한 모든 쇠고기에서 부패가 시작된 후에는 VBN의 함량이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 실험결과 저장기간에 따른 VBN의 함량과 오존수 처리시간에 따른 VBN 함량 모두 유의성을 나타내어 오존수 처리시간과 저장기간이 VBN의 함량변화에 중요한 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 실험 결과를 통하여 쇠고기의 오존수 처리가 미생물의 생육의 억제 과정에 작용하여 쇠고기의 부패 지표로 사용되는 VBN 함량에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다.
- 40 mg%이 측정되어 이때부터 부패가 진행된 것을 알 수 있었다. 오존수 처리구 에서는 각 처리시간 별로 실험 15일째 28.28, 28.00, 19.60, 12.32 mg%을 나타내어 오존수 30, 60 min 처리구에서는 부패가 진행되지 않았음을 확인할 수 있었고 저장 18 일째에는 23.80 mg%, 23.24 mg%이 측정되어 저장 시작 18일째부터는 모든 쇠고기에서 부패가 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 모든 쇠고기에서 부패가 시작된 후에는 VBN의 함량이 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
- 2 ppm)에 0, 5, 10, 30, 60분동안 침지 처리하여 5℃에서 24일 동안 저장하면서 3일 간격으로 측정한 pH 결과를 Table 1에 나타내었다. 오존수 처리한 쇠고기와 오존 처리하지 않은 쇠고기 모두 저장기간이 경과할수록 pH가 증가하는 것을 확인하였다. Tan과 Shelef(2002), Nattress 등(2000)은 돈육과 계육의 저장기간 동안 pH가 증가하는 추세를 나타내었다고 보고하였고 Ko와 Yang(2001)은 진공 포장한 쇠고기의 저장기간이 경과함에 따라 pH가 증가하였다고 보고하여 본 연구결과의 경향과 일치하였다.
- 2 ppm)로 0, 5, 10, 30, 60분간 침수 처리하여 5℃에서 24일 동안 저장하면서 3일 간격으로 실험하여 측정한 TBARS 결과를 Table 3에 나타내었다. 오존수 처리한 쇠고기와 오존수 처리하지 않은 쇠고기 모두 저장기간이 경과할수록 TBARS의 값이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. TBARS는 지방산이 분해되어 생긴 peroxide hydroperoxide 복합체가 지방 산화에 따라 alcohol, ketones, aldehides 등의 carbonyl compounds 중의 하나인 MDA가 생성되어 TBA(thiobarbituric acid)와 반응하여 형성된 복합체의 양을 측정한 것으로 MDA는 산패취를 형성하여 쇠고기의 신선도 판정에 지표로 사용되고 있다(Pikul et al.
- 2 ppm)로 각각 침수 시간을 0, 5, 10, 30, 60분간 처리하여 5℃에 24일 동안 저장하면서 3일 간격으로 산가를 측정한 결과값을 Table 4에 나타내었다. 오존수 처리한 쇠고기와 오존수 처리하지 않은 쇠고기 모두 저장기간이 경과할수록 산가가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 오존수 처리한 쇠고기가 처리하지 않은 쇠고기보다 산가가 낮은 것을 확인할 수 있었고 오존수 처리시간이 증가할수록 산가가 감소하는 것을 확인하였다. 이 같은 산가 측정 결과는 본 실험의 TBARS의 측정결과와 같은 경향을 나타내었다.
- 오존처리 시간에 따른 pH 측정치는 실험 종결일인 24일째 유의성(p<0.05)이 나타나 저장기간에 따라서 pH의 변화가 유의성이 뚜렷하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
- 이 같은 산가 측정 결과는 본 실험의 TBARS의 측정결과와 같은 경향을 나타내었다. 이러한 결과를 종합하였을 때 오존수 처리가 쇠고기 지방산화에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 이 같은 본 실험의 결과는 Gokakp 등(1983)은 쇠고기를 냉장 저장하여 실험한 결과 저장기간이 경과함에 따라 증가하는 carbonyl compound, amino acid, urea 등이 반응성이 강한 MDA와 반응하여 장기간 저장 시 오히려 TBARS가 감소된다고 보고한 결과와 일치하며 Aleye 등(1984)의 실험에서 훈제쇠고기에서 저장초기에 지방산화에 의해서 MAD가 다량으로 생성되나 일정시간 이후에는 MAD 생성의 감소와 분해 또는 histidine 등의 아미노산과 결합하였기 때문에 저장 기간이 경과함에 따라 TBARS가 낮게 측정되었다고 보고한 결과와 유사하다.
- 이 같은 본 실험의 결과는 Gokakp 등(1983)은 쇠고기를 냉장 저장하여 실험한 결과 저장기간이 경과함에 따라 증가하는 carbonyl compound, amino acid, urea 등이 반응성이 강한 MDA와 반응하여 장기간 저장 시 오히려 TBARS가 감소된다고 보고한 결과와 일치하며 Aleye 등(1984)의 실험에서 훈제쇠고기에서 저장초기에 지방산화에 의해서 MAD가 다량으로 생성되나 일정시간 이후에는 MAD 생성의 감소와 분해 또는 histidine 등의 아미노산과 결합하였기 때문에 저장 기간이 경과함에 따라 TBARS가 낮게 측정되었다고 보고한 결과와 유사하다. 이러한 결과를 종합하였을 때 오존수 처리가 쇠고기 지방산화에 어떠한 영향을 끼치는지를 확인할 수 있었다. 본 실험의 pH와 VBN의 실험결과에 따르면 오존수로 인한 미생물 생육억제 작용으로 인하여 생성된 여러 단백질 분해 산물의 양이 오존수 처리시간에 따라 다르기 때문에 지방산화물질과의 반응에도 영향을 끼쳐 이와 같은 실험결과가 나타났다고 판단된다.
- 2 ppm)로 각각 침수 시간을 0, 5, 10, 30, 60분간 처리하여 5℃에서 24일 동안 저장하면서 3일 간격으로 측정한 결과를 Table 2에 나타내었다. 저장 6일째 각 VBN 함량은 오존수 처리 시간 별로 8.68, 4.20, 2.24, 2.24, 0.84 mg%이 측정되었다. Han 등(2003) 보고에 의하면 쇠고기의 VBN값이 5-10 mg%일 때 신선한 상태라고 보고하여 비교적 본 실험에서 쇠고기의 상태가 6일째까지 신선하다고 판단할 수 있었다.
- 2 ppm)로 0, 5, 10, 30, 60분간 침수 처리하여 5℃에서 24일 동안 저장하면서 3일 간격으로 쇠고기의 품질 측정 지표라 할 수 있는 휘발성 염기태질소(volatile basic nitrogen, VBN), 지방산패도(thiobarbituric acid reactive substances, TBARS), 산가(acid value, AV), pH 를 측정하여 오존수 처리가 냉장 저장중의 쇠고기의 품질에 미치는 영향을 평가하였다. 휘발성 염기태질소와 pH 변화를 측정한 결과 오존수 비처리구는 9일째 부패로 인정되는 수치가 측정된 반면 오존수(0.2 ppm)로 60분간 처리한 쇠고기에서는 15일까지 안전한 수치가 측정되었다. 지방산패도와 산가 또한 모두 오존수 처리한 쇠고기가 비처리구 쇠고기보다 낮은 측정치를 나타내었다.
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