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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 대사증후군 환자들을 대상으로 개발된 다시마 음료의 유통기한을 예측하기 위해 가속 실험방법을 이용하여 저장온도(15℃, 25℃, 37℃)별 저장기간에 의한 이화학적, 미생물학적, 관능적 성상을 분석하였다.
가설 설정
- 3)Means with the same letter (a,b) in each row among samples in each item are not significantly different (P<0.05).
제안 방법
- 각각의 저장온도에서 PET 필름에 보관되어 있던 다시마 음료를 일정량 취하여 pH meter(S220, Mettler toledo Korea, Seoul, Korea)를 사용하여 측정하였다.
- 경남 기장에서 건진 다시마를 하절기에는 3시간, 동절기에는 2시간 동안 깨끗한 물에 담가 염분과 유해물질을 제거하고 표면을 깨끗이 헹구어 음지와 양지에서 번갈아가며 5일 동안 완전 건조 후 분말화하였다. 그리고 분말화한 다시마 3.
- 그리고 1/T-ln(K)에 대해 다시 적용하여 기울기, 절편, R2 및 활성화 에너지를 계산하였다. 고정온도유 통방식에 대한 연간 변화량을 계산하고, 최초값과 하한선, 최종 연간변화량으로부터 유통기한을 산출하였다. 그리고 위의 모든 측정값에 대해 ln값을 취하여 위의 모든 과정을 다시 한 번 더 수행하였다.
- 유통기한 예측은 이화학적 성분과 미생물 및 관능상의 변화 측정값을 통해 선형회귀방정식과 이에 따른 slope, intercept 및 피어슨의 곱 모멘트 상관계수의 제곱 값을 구하였다. 그리고 1/T-ln(K)에 대해 다시 적용하여 기울기, 절편, R2 및 활성화 에너지를 계산하였다. 고정온도유 통방식에 대한 연간 변화량을 계산하고, 최초값과 하한선, 최종 연간변화량으로부터 유통기한을 산출하였다.
- 다시마음료를 만든 후 음료의 관능적 품질평가는 경남대학교 식품영양학과 대학원생들을 대상으로 일정기간 훈련을 통해 시료에 대한 충분한 지식과 용어, 평가기준 등을 숙지시켰다. 그리고 다시마음료를 3회 반복하여 관능검사를 실시한 후 F-검정으로 이 식별 능력이 우수한 10명을 관능검사 패널로 선발하여 관능검사를 실시하였다. 15℃, 25℃ 및 37℃에서 각각 저장되어 있는 다시마음료를 일정 간격으로 채취한 후 관능검사 패널들에 의해 외관(appearance), 냄새(smell), 맛(taste), 목넘김(feeling after swallow), 전반적인 기호도(overall acceptability)는 7점 평점법으로 평가되었다.
- 경남 기장에서 건진 다시마를 하절기에는 3시간, 동절기에는 2시간 동안 깨끗한 물에 담가 염분과 유해물질을 제거하고 표면을 깨끗이 헹구어 음지와 양지에서 번갈아가며 5일 동안 완전 건조 후 분말화하였다. 그리고 분말화한 다시마 3.4 kg을 물 100 L에 24시간 정치 후 중탕용 추출기(Auto CMB, Kyungseo Machine, Incheon, Korea)에서 열탕 처리하고, 끓기 시작하는 시점에서 10분 동안 가열하여 다시마 액을 제조한 후 추가 여과 공정 없이 전량을 다시마 음료 제조를 위해 사용하였다. 다시마 음료는 다시마 액(80 mL)에 매실엑기스(14.
- 일반세균수는 식품공전(18)에 따른 시험용액 1 mL와 각 10배 단계 희석액 1 mL를 세균수 건조필름배지(3M, Gyeonggi, Korea)에 접종한 후 37℃에서 24시간 배양한 후 생성된 붉은 집락수를 계산하고 그 평균집락수에 희석배수를 곱하여 나타내었다. 대장균군수는 시험용액 1 mL와 각 10배 단계 희석액 1 mL를 대장균군 수 건조필름배지에 접종한 후 42℃에서 24시간 배양하여 생성된 붉은 집락 중 주위에 기포를 형성한 집락수를 계산하였고, 그 평균집락수에 희석배수를 곱하여 대장균군수를 산출하였다.
- 본 연구에서는 다시마음료의 유통기한을 pH, 총산도, 색도, 미생물 관능검사에 의해 예측하였다. 다시마음료의 pH와 총 산도는 저장온도에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 2353을 이용하여 품질지표에 따른 활성화 에너지를 산출하여 Table 3에 제시하였다. 실험하지 않은 구간의 유통온도 설정을 위해 우리나라 월별 평균온도를 고려하여 적용하였으며, 실온 유통 시 1년간 온도별 예상 유통일수는 10℃(152일), 15℃(30일), 20℃(61일), 25℃(61일), 30℃(61일)로 유통기간 산출의 근거로 사용하였다. pH, 총산도, E.
- 유통기한을 예측하기 위한 각 품질지표는 pH, 총산도, 미생물 검사 결과 중 E. coli, 색도는 ΔE, 관능검사에서는 전반적인 기호도로 정하였고, 저장온도별 품질지표의 반응속도 상수 결과는 Table 3과 같다.
- 4 g)을 첨가하여 열탕처리 후 PET 필름의 포장용기에 주입하고, 80℃에서 10분간 살균한 다음 급속히 냉각시켜 실온이 되게 한 후 분석 실험에 사용하였다. 제조된 다시마 음료는 15℃, 25℃ 및 37℃에서 각각 저장하면서 30일 간격으로 시료를 채취하여 pH, 산도, 색도, 총균수 및 대장균 군수 측정, 관능검사를 수행하여 유통기한을 설정하였다.
대상 데이터
- 4 kg을 물 100 L에 24시간 정치 후 중탕용 추출기(Auto CMB, Kyungseo Machine, Incheon, Korea)에서 열탕 처리하고, 끓기 시작하는 시점에서 10분 동안 가열하여 다시마 액을 제조한 후 추가 여과 공정 없이 전량을 다시마 음료 제조를 위해 사용하였다. 다시마 음료는 다시마 액(80 mL)에 매실엑기스(14.125 mL), 올리고당(11.315 mL), 죽염(0.4 g)을 첨가하여 열탕처리 후 PET 필름의 포장용기에 주입하고, 80℃에서 10분간 살균한 다음 급속히 냉각시켜 실온이 되게 한 후 분석 실험에 사용하였다. 제조된 다시마 음료는 15℃, 25℃ 및 37℃에서 각각 저장하면서 30일 간격으로 시료를 채취하여 pH, 산도, 색도, 총균수 및 대장균 군수 측정, 관능검사를 수행하여 유통기한을 설정하였다.
- 다시마음료에서 취한 검체는 강하게 진탕하여 혼합한 것을 시험용액으로 하였다. 일반세균수는 식품공전(18)에 따른 시험용액 1 mL와 각 10배 단계 희석액 1 mL를 세균수 건조필름배지(3M, Gyeonggi, Korea)에 접종한 후 37℃에서 24시간 배양한 후 생성된 붉은 집락수를 계산하고 그 평균집락수에 희석배수를 곱하여 나타내었다.
- 시료의 색도는 색도계(CT-310, Minolta Chroma Meter, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하여 Hunter scale에 의해 L(명도), a(+ 적색, - 녹색), b(+ 황색, - 청색), ΔE(total color difference) 값으로 나타내었으며, ΔE는 저장 초기 시료의 L, a, b 값을 기준으로 나타내었다. 색도 측정 시 백색 판(L=98.02, a=0.25, b=1.79)을 표준판으로 사용하였다.
데이터처리
- kr/foodshelf)을 이용하여 수행하였다. 유통기한 예측은 이화학적 성분과 미생물 및 관능상의 변화 측정값을 통해 선형회귀방정식과 이에 따른 slope, intercept 및 피어슨의 곱 모멘트 상관계수의 제곱 값을 구하였다. 그리고 1/T-ln(K)에 대해 다시 적용하여 기울기, 절편, R2 및 활성화 에너지를 계산하였다.
이론/모형
- coli, 색도는 ΔE, 관능검사에서는 전반적인 기호도로 정하였고, 저장온도별 품질지표의 반응속도 상수 결과는 Table 3과 같다. 다시마음료의 유통기한 산출은 Kim(3)의 연구 결과를 바탕으로 해석하였다. 0차(zero order) 및 1차 반응식(first order)의 상관계수(R2) 분석 결과 pH, 색도, 전반적 기호도는 0차 반응식을, 총산도, E.
- 유통기한 예측은 식품의약품안전처 식품 유통기한 설정 프로그램(http://www.foodnara.go.kr/foodshelf)을 이용하여 수행하였다. 유통기한 예측은 이화학적 성분과 미생물 및 관능상의 변화 측정값을 통해 선형회귀방정식과 이에 따른 slope, intercept 및 피어슨의 곱 모멘트 상관계수의 제곱 값을 구하였다.
- coli, 색도, 전반적 기호도의 활성화 에너지로부터 실험하지 않은 우리나라 예상 유통온도(10, 20, 30℃) 구간의 반응속도상수를 산출한 결과는 Table 4와 같다. 이 결과들을 바탕으로 각 품질지표들의 연간변화량(Table 5) 및 유통기한(Table 6)은 아레니우스 방정식에 따라 반응속도상수(K)와 우리나라 연간온도별 예상 유통일수를 이용하여 산출하였다. 각 품질지표에 따른 유통기한은 pH 36.
성능/효과
- 다시마음료의 유통기한 산출은 Kim(3)의 연구 결과를 바탕으로 해석하였다. 0차(zero order) 및 1차 반응식(first order)의 상관계수(R2) 분석 결과 pH, 색도, 전반적 기호도는 0차 반응식을, 총산도, E. coli는 1차 반응식을 따르는 것으로 나타났다. 0차 반응식은 품질 저하속도가 품질특성에 관계없이 일정한 반응을 나타내고, 1차 반응식은 품질 저하속도가 품질특성에 따라 지수적으로 감소하는 반응을 의미하는 것으로 Kim(3)은 보고하였다.
- 그리고 다시마음료를 3회 반복하여 관능검사를 실시한 후 F-검정으로 이 식별 능력이 우수한 10명을 관능검사 패널로 선발하여 관능검사를 실시하였다. 15℃, 25℃ 및 37℃에서 각각 저장되어 있는 다시마음료를 일정 간격으로 채취한 후 관능검사 패널들에 의해 외관(appearance), 냄새(smell), 맛(taste), 목넘김(feeling after swallow), 전반적인 기호도(overall acceptability)는 7점 평점법으로 평가되었다.
- 이 결과들을 바탕으로 각 품질지표들의 연간변화량(Table 5) 및 유통기한(Table 6)은 아레니우스 방정식에 따라 반응속도상수(K)와 우리나라 연간온도별 예상 유통일수를 이용하여 산출하였다. 각 품질지표에 따른 유통기한은 pH 36.12개월, 총산도 320.38개월, E. coli 76.66개월, 색도 27.10개월, 전반적 기호도 15.99개월로 예측되었다. 이들 중에서 최종 유통기한은 Table 3에서 상관 계수가 가장 높았던 색도의 0차 반응식에 따라 산출한 27.
- 저장기간 동안 다시마 음료의 총호기성세균과 대장균군에 대한 미생물 측정 결과 모두 검출되지 않아 음료의 살균이 적합하였으며, 미생물학적으로 안전한 것으로 확인되었다. 따라서 다시마음료의 섭취는 식품위생학적으로 안전한 것으로 사료되며 식품공전에서 제시한 기준치(세균수 100 이하/mL, 대장균군 음성)에 적합한 것으로 나타났다. Lee 등(19) 역시 저장기간 중 총 균이 검출되지 않아 이는 시료의 살균이 적절하였고, 모든 실험 과정이 무균적으로 수행된 것을 의미하였다.
- 다시마음료의 pH와 총 산도는 저장온도에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 색도 측정 결과 저장온도(15, 25, 37℃)에 따른 명도는 유의적인 변화를 보이지 않았으며, 적색도는 감소하였다. 황색도는 15℃에서는 변화가 없었으며, 25℃, 37℃에서는 저장 8개월에 증가하였다.
- 저장기간 동안 관능검사 결과는 Table 2에 나타내었다. 외관, 냄새, 맛, 목넘김, 전반적인 기호도를 7점 척도법으로 관능적 특성을 살펴본 결과 저장 0일의 신선한 다시마음료와 외관, 냄새, 맛, 목넘김, 전반적인 기호도에서는 저장기간 동안 유의적인 차이를 보이지 않았다. 관능특성 중 맛의 경우 25℃와 37℃에서 8개월 저장한 다시마 음료는 신선한 다시마 음료 맛과 유의적인 차이를 나타내었지만 패널들이 관능특성에 대한 수응도가 감소하기 시작되는 3점까지는 나타나지 않았다.
- 저장기간 동안 총균과 대장균군은 검출되지 않았으며, 관능검사 패널들은 신선한 다시마음료와 저장 음료와의 차이를 3점 이하로 나타내어 저장기간 중 관능상의 확연한 변화는 나타나지 않았다. 이들 결과를 바탕으로 다시마 음료의 우리나라 연간 온도별 예상 유통일수를 근거로 산출한 유통기한은 결정계수가 가장 높았던 색도를 기준으로 27.10개월로 예측되었다.
- 99개월로 예측되었다. 이들 중에서 최종 유통기한은 Table 3에서 상관 계수가 가장 높았던 색도의 0차 반응식에 따라 산출한 27.10개월로 설정하였으며, 유통온도는 우리나라 연간온도 별에 따라 산출하였으므로 상온 유통이 가능할 것으로 생각된다. 따라서 다시마음료는 약 2년 정도 상온에서 유통이 가능할 것으로 사료된다.
- 1과 같다. 저장 초기 pH는 3.4, 저장 중 최고치는 3.8, 최저치는 3.6, 그리고 최종 저장일에서는 pH 3.6~3.7로 나타나 저장기간 동안 저장온도는 pH에 유의적인 영향을 미치지 않은 것으로 사료되었다. 저장기간 동안 총산도 역시 0.
- 저장기간 동안 다시마 음료의 총호기성세균과 대장균군에 대한 미생물 측정 결과 모두 검출되지 않아 음료의 살균이 적합하였으며, 미생물학적으로 안전한 것으로 확인되었다. 따라서 다시마음료의 섭취는 식품위생학적으로 안전한 것으로 사료되며 식품공전에서 제시한 기준치(세균수 100 이하/mL, 대장균군 음성)에 적합한 것으로 나타났다.
- 43)할수록 차이 정도가 증가하였다. 저장기간 동안 총균과 대장균군은 검출되지 않았으며, 관능검사 패널들은 신선한 다시마음료와 저장 음료와의 차이를 3점 이하로 나타내어 저장기간 중 관능상의 확연한 변화는 나타나지 않았다. 이들 결과를 바탕으로 다시마 음료의 우리나라 연간 온도별 예상 유통일수를 근거로 산출한 유통기한은 결정계수가 가장 높았던 색도를 기준으로 27.
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