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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 건조제품의 품질 개선을 위한 연구로 삼투처리 및 적외선 건조에 따른 복숭아 건조제품의 품질 및 기능특성을 비교 분석하여 고품질 건조 복숭아 제품의 생산에 필요한 기초자료를 제시하고자 하였다.
가설 설정
- 2)Different superscripts within a column (a-e) indicate significant differences (p<0.05).
제안 방법
-
건조전처리 조건
건조전처리 방법으로 삼투처리의 효과는 0.3% NaCl 용액과 vitamin C(0.1, 0.3, 0.5%), soluble Ca(0.1, 0.2, 1.0, 2.0%) 용액을 선정하였으며 담금 비율 1:5(w:v)로 각각 30분간 상온에서 침지 처리한 후 표면의 수분을 제거하여 건조에 사용하였다.
- 관능검사는 실험 목적과 관능적 품질요소를 잘 인지하도록 훈련시킨 식품가공학을 전공하는 대학원생 및 학부생 20명으로 구성된 관능요원에 의하여 5점 채점법(5 : very much like or strong, 1 : very much dislike or weak)에 의하여 실시하였고 외관(appearance), 색(color), 조직감(texture), 맛(taste), 및 전반적인 기호도(overall acceptability)에 대한 관능 특성을 평가하였다.
- 45 μm filter로 여과하여 분석 시료로 사용하였다. 무기질 측정은 Inductively coupled plasma spectrometer(ICP-IRIS, Thermo Elemental, USA)를 사용하여 분석하였으며 분석조건은 Flush pump rate 및 Analysis pump rate는 2.00 mL/min, Rf power는 1150 W, Nebulizer flow는 20.1 psi로 하였다.
- 색도는 표준백색판으로 보정된 Chromameter (Chromameter CR-200 Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였으며 건조 후 분말화 시킨 과육의 색차를 Hunter scale에 의한 L*(lightness), a*(redness-greenness), b*(yellowness-blueness)및 Ho(Hue angle) 값을 측정하였으며, 색차(ΔE)는 건조 전 복숭아 원과의 색도를 대조구로 하여 다음의 계산식에 의하여 산출하였다.
- 수분함량은 적외선 수분 측정기 (HG53, Mettler Toledo, USA)를 이용하여 측정하였다.
- 적외선 건조는 infrared dryer(IRD-250, Woori Sci, Korea)를 이용하여 55℃에서 20시간 건조하였으며, 건조된 복숭아는 균질화 한 다음 PE(polyethylene; 60μm, 산소투과도 600 cc/m2 d·atm, 15 x 20 cm)에 담아 -50℃에 보관하면서 품질분석을 실시하였다.
- 5 g을 정확히 측정한 후 65% HNO3 6 mL와 30% H2O2 1 mL를 teflon bottle에 담은 후 이를 전처리 시험 용액으로 사용하였다. 전처리 방법으로는 microwave digestion system(Ethos-1600, USA)을 이용하여 최고 600 W로 총 30분간 산 분해를 실시하였다. 전처리 과정을 거친 시료용액을 0.
- 희석된 용액 950 μL에 추출물 50 μL를 가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 732 nm에서 흡광도를 측정하였으며 계산식, ABTS radical scavenging ability(%) = 100 - [(ODof sample/OD of control) x 100]에 의하여 활성을 산출하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 복숭아는 2011년 경상북도 영천에서 7월에 수확한 알프스호마찌 품종으로 외관이 양호하고 신선한 복숭아를 선별하여 흙이나 먼지 등의 이물질을 세척하고 제핵하지 않은 상태에서 과육부를 세로로 0.5 cm 두께로 균일하게 slice한 후 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 반복으로 행하여 평균치와 표준편차로 나타내었고, 유의성 검증은 version 12의 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc, Chicago, IL, USA) software package program을 이용(16)하여 Duncan's multiple range test를 행하였다.
이론/모형
- Dewanto 등(13)의 방법에 따라 추출물 100 μL에 2% sodium carbonate 2 mL과 50% Folin-Ciocalteu reagent 100μL을 가한 후 720 nm에서 흡광도를 측정하였으며 gallic acid(Sigma-Aldrich Co, USA)의 검량선에 의하여 함량을 산출하였다.
- pH 및 가용성 고형분의 측정은 Kim 등(9)의 방법에 준하여 시료 3 g을 취해 30 mL의 증류수를 가한 후 homogenizer(Nissei AM-12, Nohonseiki kaisha LTD, Japan)로 10,000 rpm에서 10분간 마쇄하여 20℃에서 2시간 방치 후 여과하여 pH meter(Toledo Gmbh HG53, Switzerland) 및 굴절 당도계(Hand Refractometer, Atago)를 이용하여 측정하였다.
- 무기질 분석을 위한 시료의 제조는 습식 분해법(12)을 이용하여 시료 0.5 g을 정확히 측정한 후 65% HNO3 6 mL와 30% H2O2 1 mL를 teflon bottle에 담은 후 이를 전처리 시험 용액으로 사용하였다. 전처리 방법으로는 microwave digestion system(Ethos-1600, USA)을 이용하여 최고 600 W로 총 30분간 산 분해를 실시하였다.
- 절단력은 Lee와 Hwang(11)의 연구를 참고하여 시료를 1 cm × 2 cm로 절단한 후 Rheometer (COPMAC-100, Sun Scientific Co, Japan)를 사용하여 절단력을 측정하였다.
- 총당은 phenol-sulfuric acid 법(10)으로 측정하였다. 시료1 g을 100 mL volumetric flask에 넣고 증류수로 정용하였으며, 용액 1 mL를 test tube에 넣고 DNS reagent 1 mL를 혼합한 후 95℃에서 15분 동안 중탕 시켰다.
성능/효과
- 3% NaCl 용액 침지구에서 낮게 나타났다. 가용성 고형분 함량은 vitaminC와 soluble Ca 처리 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 식미와 밀접한 관계가 있는 당산비는 0.
- 전처리방법에 따른 적외선건조 복숭아의 갈변도, 총당 및 절단력을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 갈변도는 각각의 전처리구가 무처리구(0.678)에 비하여 11.50~22.12% 가량 낮은 값을 나타내어 갈변화가 억제되는 것으로 나타났으며, 0.3% NaCl (0.532), 0.3% vitamin C (0.560), 1.0% soluble Ca (0.528) 용액 침지에서 각각 21.53%, 17.40%, 22.12%가 감소하는 결과를 보였다. 이와 같은 갈변억제는 온도에 의한 영향으로 산의 손실에 관한 보고(24)와 수분손실, 수축, 표면경화 그리고 maillard 반응 등에 따라 품질에 차이를 나타낸다는 보고(28)로 볼 때 전처리가 건조 온도에 의한 품질 손상을 억제함에 따른 결과라 여겨진다.
- 복숭아의 변색 정도의 척도로 L* , a* , b* 및 Ho을 비교하였으며 색차(ΔE)는 복숭아 원과에 대한 색의 차이로 나타내었다. 다소 차이는 있으나 전반적으로 무처리구가 밝기를 나타내는 L* 값 및 적색도를 나타내는 a* 값은 감소하고 황색도를 나타내는 b* 값은 증가하는 경향을 나타내어 maillard 반응을 비롯한 비효소적 갈변반응(26)에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 전처리에 의하여 갈변방지에 효과가 있는 것으로 나타났다. 한편 vitamin C 용액 농도가 증가함에 따라 명도가 감소하는 결과를 나타내었는데 이는 적정 농도 이상에서는 건조 시 온도가 vitamin C의 산화작용에 영향을 미침에 따라 갈변화 반응에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 페놀성 물질의 경우 수용성과 불용성으로 나눠져 있으며 불용성은 세포벽과 수소결합, 수용성 성분은 액포 등에 존재한다고 알려져 있는데 삼투압 처리 시 일정 유용성분 또한 함께 빠져나갈 수 있는 것으로 알려져 있다(33). 따라서 본 연구에서 vitamin C 및 soluble Ca 농도가 증가함에 따라 폴리페놀 및 플라보노이드의 함량이 감소되는 현상은 유용성분이 용출됨에 따른 결과라 사료되며 전처리에 따른 특성 및 영양적인 가치를 고려하였을 때 적정 농도의 전처리가 요구될 것으로 사료된다.
- 복숭아의 건조 온도와 시간은 예비실험을 통하여 이루어졌으며, 예비실험 결과 수분함량, pH 및 가용성고형분 함량, 적정산도 및 색도, 관능평가에서 가장 우수한 조건을 기준으로 건조하였다. 적외선 건조는 infrared dryer(IRD-250, Woori Sci, Korea)를 이용하여 55℃에서 20시간 건조하였으며, 건조된 복숭아는 균질화 한 다음 PE(polyethylene; 60μm, 산소투과도 600 cc/m2 d·atm, 15 x 20 cm)에 담아 -50℃에 보관하면서 품질분석을 실시하였다.
- 일반적으로 과실의 품질 변화는 성숙정도와 온도에 영향을 크게 받으며 성숙이 진행됨에 따라 경도와 산도는 감소하고 과피색도, 당도, 당산비는 증가되는 것으로 보고되고 있다(25). 이상의 결과 전처리방법에 따른 건조 복숭아의 pH, 가용성 고형분 함량, 유기산의 차이는 각각의 조건에 따른 수분손실 정도와 유기산의 용출에 따른 결과로 판단되며, vitaminC 및 soluble Ca의 적정 삼투 전처리가 건조온도에 의한 품질열화현상을 억제하고 과실의 풍미를 더해줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 0% soluble Ca 처리구에서 높게 나타났으며 ABTS 라디칼 소거 활성에서도 이와 유사한 경향을 나타내었다. 이상의 결과에서 이화학적, 기능적 품질특성을 고려해 보았을 때 0.1% vitamin C 전처리와 적외선건조방법을 효과적으로 이용하는 것이 고품질 복숭아 건조제품을 제조할 수 있는 방안이 될 것으로 사료된다.
- 0% soluble Ca)에 따른 적외선건조 복숭아의 수분함량 및 pH는 Table 1과 같다. 전처리 방법에 따른 복숭아의 수분함량은 전반적으로 삼투처리에서 감소하는 경향을 보였으며 0.3% NaCl 처리에서 낮은 수분함량을 나타내었다. 이는 식품을 설탕용액에 침지하여 삼투건조 하였을 때 식품 속으로 침투되거나 표면의 코팅으로 인하여 건조속도가 저하되었다는 보고(17)와는 반대의 결과를 나타내었는데, 삼투 전처리의 적정 농도 및 시간에 따른 차이로 판단된다.
- 전처리 방법에 따른 적외선건조 복숭아의 이화학적 및 기능적 특성을 조사한 결과 수분함량은 0.3% NaCl 용액 침지구에서 낮게 나타났다. 가용성 고형분 함량은 vitaminC와 soluble Ca 처리 농도가 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 전처리방법에 따른 적외선건조 복숭아의 관능적 특성을 5점 척도법으로 비교한 결과는 Table 5와 같다. 전처리 조건별에 따른 관능특성에서는 각각의 전처리구가 무처리구에 비하여 전반적인 기호도가 높아지는 결과를 나타내어 관능적 품질을 향상 시키는 것으로 나타났다. 특히, 0.
- 전처리방법에 따른 복숭아의 가용성 고형분 함량은 7.37~7.73 °brix이었으며, vitamin C 처리 시 가용성 고형분 함량이 다소 증가하는 결과를 나타내었다.
- 관능특성에서는 각각의 전처리 구가 무처리구에 비하여 전반적으로 기호도가 높아지는 결과를 나타내었다. 전처리방법에 따른 적외선건조 복숭아의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 전반적으로 무처리구에 비해 0.1% vitamin C처리구, 1.0% soluble Ca 처리구에서 높게 나타났으며 ABTS 라디칼 소거 활성에서도 이와 유사한 경향을 나타내었다. 이상의 결과에서 이화학적, 기능적 품질특성을 고려해 보았을 때 0.
- 1과 같다. 전처리에 방법에 따른 폴리페놀 함량에서는 전반적으로 무처리에 비해 삼투압 처리구에서 높은 함량을 나타내었으며 vitamin C 처리구의 경우 농도가 증가할수록 폴리페놀의 함량은 감소하는 결과를 나타내었다. 한편, soluble Ca 처리용액의 농도가 높아짐에 따라 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 증가하다가 다시 감소하였다.
- 절단력은 전처리구가 무처리구에 비하여 높게 나타났으며, soluble Ca 처리에 따른 무기질 함량은 K > Mg > Ca > Na > Fe > Zn > Cu의 순을 나타내었으며 soluble Ca의 처리 농도가 증가됨에 따라 무기질 함량과 Ca의 함량 또한 증가하는 것으로 나타났다.
- 이와 같은 갈변억제는 온도에 의한 영향으로 산의 손실에 관한 보고(24)와 수분손실, 수축, 표면경화 그리고 maillard 반응 등에 따라 품질에 차이를 나타낸다는 보고(28)로 볼 때 전처리가 건조 온도에 의한 품질 손상을 억제함에 따른 결과라 여겨진다. 총당에서는 NaCl 처리구 및 vitamin C 처리구가 무처리구에 비해 전반적으로 높은 함량을 나타내어 향기 및 감미 유지 효과가 있는 것으로 나타났으며, 무처리구(28.31%)에 비하여 0.3% NaCl 처리구(42.44%), 0.5% vitamin C 처리구(34.50%)에서 높은 함량을 나타내어 가용성 고형분의 함량과 유사한 경향을 보였다. 한편, 복숭아는 쉽게 물러지는 과실의 특성 때문에 건조 복숭아 제품을 만드는 데 있어 복숭아의 물리적인 특성이 중요한 요인으로 작용하게 되는데, 건조 및 전처리에 따른 복숭아의 절단력(cutting strength)은 전처리별에 따라 유의적인 차이를 나타내었다.
- 전처리 조건별에 따른 관능특성에서는 각각의 전처리구가 무처리구에 비하여 전반적인 기호도가 높아지는 결과를 나타내어 관능적 품질을 향상 시키는 것으로 나타났다. 특히, 0.1% vitami C 처리 시 복숭아의 외관, 색상, 맛, 종합적 기호도가 높은 것으로 나타났으며, 조직감의 경우는 soluble Ca 처리에서 높은 기호특성을 나타내었다. 이와 같은 결과는 각각의 전처리가 품질 및 기능특성을 향상시킨 결과와 더불어 세포조직의 붕괴, 과실이나 채소류의 조직 중에 함유되어 있는 폴리페놀 산화효소, lipoxygenase 및 그 밖의 산화 효소 등으로 동반되는 품질열화현상을 방지하고 기호특성을 증가시킨다는 보고(30)와 일치하는 결과를 나타내었다.
- 전반적으로 K의 함량이 가장 높았고, 그 외에도 Mg, Ca, Na이 주요 무기영양성분으로 나타났으며, K > Mg > Ca > Na > Fe > Zn > Cu의 순의 함량을 나타내었다. 한편 soluble Ca의 처리 농도가 증가됨에 따라 무기질 함량과 Ca의 함량 또한 증가하는 것으로 나타났으며 soluble Ca 적정 농도 처리 시 과실의 Ca 함량을 증대 시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 73 °brix이었으며, vitamin C 처리 시 가용성 고형분 함량이 다소 증가하는 결과를 나타내었다. 한편 vitamin C와 soluble Ca 처리 농도가 증가함에 따라 가용성 고형분 함량은 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. Khin 등(21)은 삼투압처리에 의한 수분손실이 과실 내부의 고형분 함량을 증가시킨다고 보고하였으며 이는 수분과 고형분 사이의 chemical potential 차이에 의한 것으로 보고하였다.
- 또, Park 등(23)은 muskmelon의 가공 전 열처리가 품질 변화에 미치는 영향을 연구한 결과, 열처리 한 blanching구가 무처리에 비하여 가용성 고형분 함량이 높다는 결과를 보고하였으며 이 또한 열처리에 의한 수분손실이 고형분 함량을 증가시킨 결과라 할 수 있다. 한편 적정산도에서는 각각의 전처리가 무처리에 비하여 높은 값을 나타내었으며 vitamin C와 soluble Ca 처리의 경우 농도가 증가함에 따라 값이 증가하다가 다시 감소하는 결과를 나타내었다. 이와 같은 결과는 사과를 삼투건조 하였을 때 식품 내 수분의 용출과 함께 유기산 또한 당 용액으로 용출되며 이때 산의 손실이 증가한다는 보고(24)로 미루어 볼 때 적정 삼투 전처리 이상의 농도에서는 유기산의 손실이 증가됨에 따른 결과로 판단된다.
후속연구
- 전반적으로 전처리구가 무처리구에 비하여 높은 절단력을 나타내었는데, 이는 삼투처리에 따라 표면경화현상 및 건조에 의한 수축현상이 영향을 미친 것으로 사료된다. 한편 soluble Ca 용액 농도가 증가함에 따라 절단력은(2041~3080 g/cm2) 유의적으로 증가하는 결과를 나타내어 적정 처리시 조직감 개선에 효과가 있을 것으로 판단된다.
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