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한라봉 감귤 과립의 물리화학적 특성
Physicochemical Properties of Citrus Hallabong Granules 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.43 no.4, 2014년, pp.537 - 543  

이충우 (제주대학교 식품생명공학과) ,  김미보 (연세대학교 생물소재공학과) ,  오영주 (제주한라대학교 호텔조리과) ,  임상빈 (제주대학교 식품생명공학과)

초록
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한라봉 감귤을 이용한 가공제품의 다양화 방안으로 감귤을 건조한 후 분말 과립화하여 간편 편의식품을 제조하기 위하여, 한라봉 감귤 주스 분말 70%, 착즙박 분말 10%, 첨가물 6.92%로 고정하였고, 한라봉 감귤 주스와 구연산의 비율 (J10C3=10.0:3.08, J08C4=8.75:4.33, J07C5=7.5:5.58)을 달리하여 세 가지 과립을 제조한 후 물리화학적 특성과 유동성을 측정하여 시판 제품과 비교하였다. 수분 함량은 5.08~5.44%로 시료 간 유의적인 차이는 없었으나, 대조구인 시판 제품에 비해 약 2배 높았다. 적정산도는 4.35~5.88%로 구연산의 첨가량이 많을수록 유의적으로 증가하였으며, 시판 제품에 비해 약 1.7~2.3배 낮았다. 당도는 $90{\sim}98^{\circ}Brix$로 감귤 주스의 첨가량이 많을수록 유의적으로 증가하였으며 시판 제품에 비하여 다소 낮은 값을 보였다. 비타민 C 함량은 1.22~1.60 g/100 g으로 감귤 주스의 첨가량이 많을수록 높았으며, 시판 제품에 비하여 약 5.8~7.6배 낮았다. 색도는 시판 제품에 비하여 L값과 b값에서는 높았지만 a값은 낮았다. 겉보기 밀도는 0.541~0.660 g/mL로 한라봉 감귤 주스의 첨가량이 높을수록 감소하였으며, 시판 제품과 유사하였다. 다짐 밀도는 0.561~0.689 g/mL로 구연산 첨가량의 증가에 따라 증가하였으며, 시판 제품과 유사한 경향을 나타내었다. 물에 대한 용해도는 66.6~72.0%이었고, 물에 의한 팽윤력은 3.84~6.40 g/g으로 시판 제품과 유사하였다. 한 시간 경과 후 흡습량은 시판 제품에 비하여 1.6~1.8배 높았다. 관능검사 결과 시제품은 색, 단맛, 전체적인 기호도에 있어서는 시판 제품과 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 향과 쓴맛에 있어서는 유의적으로 기호도가 낮았다. 결론적으로 한라봉 감귤 유동층 건조 주스 분말과 동결건조 착즙박 분말을 이용하여 시중에서 판매되고 있는 과립 타입의 유사한 제품화가 가능할 것으로 추정되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Three different granule powders of Citrus Hallabong were prepared with different ratios of fresh juice and citric acid (J10C3=10.0:3.08, J08C4=8.75:4.33, J07C5=7.5:5.58) at fixed quantities of juice powder (70%), pressed cake powder (10%), and additives (6.92%), and their physicochemical properties ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 겉보기 밀도 측정에서 시료가 담긴 100 mL 메스실린더를 Recipro Shaker(RS-1, Jeio Tec, Daejeon, Korea)를 이용하여 300×g에서 1분간 진동시킨 후 실린더의 눈금을 읽고 질량과 부피의 비로 다짐 밀도(compaction density)를 계산하였으며, Hausner ratio는 다짐 밀도와 겉보기 밀도의 비로 나타내었다(13,14).
  • 5 g을 가습된 컨테이너에 넣고 20°C 배양기에 놓았다. 과립의 무게는 배양기에 넣기 전에 초기 무게를 측정한 후, 배양기에 넣어 7시간 동안 매시간 측정하였으며, 시료의 흡습성은 다음과 같이 계산하였다.
  • 그 후 상층액을 회수하여 0.45 μm syringe filter(Toyo Roshi Kaisha, Ltd., Tokyo, Japan)로 여과한 후(10), HPLC(Waters 2695, Milford, MA, USA)로 분석하였다.
  • pH는 시료 1 g을 증류수 10 mL에 용해한 후 pH 미터(SevenEasy, Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland)로 측정하였다. 당도는 시료 5 g을 증류수 45 mL에 용해한 후 굴절당도계(0~32%, Atago, Tokyo, Japan) 로 측정한 후 희석 배수를 곱하였다.
  • 본 연구에서는 한라봉 감귤을 착즙하여 주스와 착즙박으로 분리한 후 동결건조와 유동층 건조하여 분말을 제조하였으며, 여기에 첨가물을 첨가하여 과립 시제품을 제조한 후과립의 물리・화학적 특성과 유동성을 측정하였다.
  • 즉 예비실험 결과에 의거하여 먼저 동일 양의 주스 분말(70%)과 착즙박 분말(10%)을 혼합한 후 여기에 동일 양의 첨가물(6.92%)(자일리톨 4.62%(Roquette, Merville, France), 비타민 C 2.0%(HEBEI Welcome Pharmaceutical Co., Ltd., Shijiazhuang, China), collagen 0.13%(C&A Biotech, Chungbuk, Korea), calcium pantothenate 0.07 %(BASF AG, Ludwigshafen, German), vitamin E 0.07% (HEBEI Welcome Pharmaceutical Co., Ltd.), vitamin B2 0.03%(BASF AG))을 가하였다.
  • 즉 화학저울(Type AX 200, Shimadzu Co., Kyoto, Japan)에 100 mL 메스실린더를 놓은 후 영점을 맞추었고, 저울 옆에 스탠드를 설치하고 깔때기(75 mm×140 mm)를 고정시켰다.
  • 한라봉 감귤을 이용한 가공제품의 다양화 방안으로 감귤을 건조한 후 분말 과립화하여 간편 편의식품을 제조하기 위하 여, 한라봉 감귤 주스 분말 70%, 착즙박 분말 10%, 첨가물 6.92%로 고정하였고, 한라봉 감귤 주스와 구연산의 비율 (J10C3=10.0:3.08, J08C4=8.75:4.33, J07C5=7.5:5.58) 을 달리하여 세 가지 과립을 제조한 후 물리화학적 특성과 유동성을 측정하여 시판 제품과 비교하였다. 수분 함량은 5.
  • 전체적으로 관능검사 결과 표준편차가 높게 나타났는데, 이는 관능검사 요원들의 개별적인 기호도에 있어서 차이가 큼을 의미하였다. 한편 시판 제품에 대한 성분조성이나 제조공정에 대한 정보가 전혀 없는 상태에서 시제품과 특성을 비교하는 것은 옳지 않다고 생각되지만, 시판되고 있는 제품 중 본 연구에서 목적으로 하는 제품과 다소 유사한 타깃 제품을 선정하여 비교하였다.

대상 데이터

  • 분석 칼럼은 μBondapakTM NH2(3.9×300 mm, 10 μm, Waters, Wexford, Ireland)이었고, 이동상은 5 mM KH2PO4(pH 4.6)와 acetonitrile (30:70)로 유속은 1 mL/min이었고, 검출기는 UV로 분석 파장은 254 nm이었고, 시료 주입량은 10 μL이었다(11).
  • 이 혼합물은 90%가 고체이고 10%가 액체이므로 동결건조보다는 경제성을 고려하여 40°C에서 12시간 동안 열풍건조 하였으며 그 후 가정용 믹서기(HR1396, Philips Co.)로 분쇄하였고 표준체(Chunggyesanggongsa, Seoul, Korea)를 사용하여 입자 크기가 100 mesh 이하인 것을 실험재료로 하였다.
  • 한라봉 감귤 주스 분말과 착즙박 분말을 이용하여 Table 1과 같은 배합 비율로 세 가지 형태의 과립 시제품을 제조하였다. 즉 예비실험 결과에 의거하여 먼저 동일 양의 주스 분말(70%)과 착즙박 분말(10%)을 혼합한 후 여기에 동일 양의 첨가물(6.
  • 한라봉 감귤 주스 분말은 한라봉 감귤 주스 10 g과 anhydrous dextrose(Daesang Co., Seoul, Korea) 90 g을 혼합한 후 유동층 건조기(Jeil Machine Co., Ltd., Gyeonggi, Korea)로 40°C에서 8분간 건조하였고, 착즙박 분말은 착즙박을 -70±1°C에서 급속 동결 후 동결건조기 (PVTFD101A; Hucom Systems, Gwacheon, Korea)에서 72시간 동안 동결건조 하였으며, 가정용 믹서기(HR1396, Philips Co., Istanbul, Turkey)로 분쇄하여 분말을 제조하였다.
  • 한라봉 감귤 주스와 착즙박은 제주도내 감귤농가에서 채취한 한라봉 감귤을 세척한 후 착즙기(#HCM-12,500, pulverization-screw press type juice extractor, Hansung Pulverizing Machine Co., Ltd., Seoul, Korea)를 이용하여 제조하였다. 한라봉 감귤 주스 분말은 한라봉 감귤 주스 10 g과 anhydrous dextrose(Daesang Co.
  • )로 분쇄하였고 표준체(Chunggyesanggongsa, Seoul, Korea)를 사용하여 입자 크기가 100 mesh 이하인 것을 실험재료로 하였다. 한편 대조구로는 시판되고 있는 미립상 비타민 C 산재인 L제품(Kyungnam Pharm. Co., Ltd., Seoul, Korea) 을 마트에서 구입한 후 한라봉 감귤 과립 시제품의 입자 크기와 마찬가지로 100 mesh 이하인 것을 비교용 시료로 하였다.

데이터처리

  • 실험결과에 대한 통계처리는 통계패키지 SPSS(version 12.0, SPSS, Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하였으며, 시료 간 유의성 검정은 Duncan's multiple range test에 의해 유의수준 P<0.05에서 이루어졌다.

이론/모형

  • 수분 함량은 105°C 상압 가열 건조법으로 측정하였다.
  • 용해도(solubility)와 팽윤력은 Dubois 등(15)과 Leach 등(16)의 방법에 의해 측정하였다. 시료 0.
  • , Istanbul, Turkey)로 분쇄하여 분말을 제조하였다. 특히 감귤 주스인 경우는 소량의 액체인 주스에 다량의 고체인 anhydrous dextrose를 첨가한 경우이므로 동결건조 대신 산업적으로 많이 이용되고 있는 유동층 건조법을 사용하였으며, 착즙박은 기능성 성분의 파과를 방지할 목적으로 동결건조법을 사용하였다.
  • 흡습성(hygroscopicity)은 Chung 등(17)의 방법으로 측정하였다. 시료 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
동결건조법의 장점은 무엇인가? 동결건조법은 냉동된 재료로부터 승화에 의해 수분이 제거되는 공정으로써 최소한의 부피 감소로 본래 제품의 형태와 구조를 유지할 수 있으며 품질 저하를 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다(7,8). 그러나 동결건조법은 건조 제품의 제조에 있어서 에너지 비용이 가장 많이 소요되는 단점을 가지고 있다.
동결건조법의 단점은 무엇인가? 동결건조법은 냉동된 재료로부터 승화에 의해 수분이 제거되는 공정으로써 최소한의 부피 감소로 본래 제품의 형태와 구조를 유지할 수 있으며 품질 저하를 최소화할 수 있는 장점을 가지고 있다(7,8). 그러나 동결건조법은 건조 제품의 제조에 있어서 에너지 비용이 가장 많이 소요되는 단점을 가지고 있다. 유동층 건조법은 물질전달과 열전달이 동시에 이루어지는 공정으로써 가열 공기가 유동층 건조기에 보내지면 시료 입자가 다공판에서 가열 공기에 의해 부유되면서 건조되는 공정이다.
유동층 건조법의 장점은 무엇인가? 유동층 건조법은 물질전달과 열전달이 동시에 이루어지는 공정으로써 가열 공기가 유동층 건조기에 보내지면 시료 입자가 다공판에서 가열 공기에 의해 부유되면서 건조되는 공정이다. 열전달과 물질전달이 효율적으로 이루어지고 다공판 위에서 시료의 혼합이 균일하게 이루어지며, 에너지 경제성이 높은 장점을 가지고 있다(7,8). 유동층 건조법도 영양 성분의 손실을 최소화하고 저온에서 건조 속도를 증가할 수 있는 방법으로 특히 건조 분말을 제조하는데 매우 효과적이기 때문에 제분과 의약품 산업에서도 널리 이용되고 있다(8).
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참고문헌 (22)

  1. Kang SG, Kang JH, Ko JW, Kim KS, Kim IJ, Kim CS, Moon YI, Park YC, Park JH, Yoon SH, Han SH. 2008. Citrus varieties. Subtropical Agric Biotechnol Jeju National University 24: 89-93. 

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  10. Rizzolo A, Forni E, Polesello A. 1984. HPLC assay of ascorbic acid in fresh and processed fruit and vegetables. Food Chem 14: 189-199. 

  11. Albrecht JA, Schafer HW, Zottola EA. 1990. Relationship of total sulfur to initial and retained ascorbic acid in selected cruciferous and non-cruciferous vegetables. J Food Sci 55:181-183. 

  12. ASTM Committee. 1975. Method D-1925-70, D-1729-627, D-1925-70, D-1729-607. American Society for Testing & Materials, Philadelphia, PA, USA. 

  13. Peleg M. 1983. Physical characteristics of food powders. In Physical Properties of Foods. The AVI Publishing Company Inc., Westport, CT, USA. p 293-323. 

  14. Shin EJ. 2009. Quality characteristics of Bulensia sarmienti powder through spray drying process. MS Thesis. Kyungpook National University, Deagu, Korea. 

  15. Dubois M, Giles KA, Hamilton JK, Rebers PA, Smith F. 1956. Colorimetric method for determination of sugars and relative substances. Anal Chem 28: 350-356. 

  16. Leach HW, McCowen LD, Schoh T. 1959. Structure of starch granules 1. Swelling and solubility patterns of various starches. Cereal Chem 36: 534-544. 

  17. Chung HS, Hong JH, Youn KS. 2005. Quality characteristics of granules prepared by protein-bound polysaccharide isolated from Agaricus blazei and selected forming agents. Korean J Food Preserv 12: 247-251. 

  18. Kaya A, Aydin O, Sevgi Kolayli S. 2010. Effects of different drying conditions on the vitamin C (ascorbic acid) content of Hayward kiwifruits (Actinidia deliciosa Planch). Food Bioprod Process 88: 165-173. 

  19. Erenturk S, Gulaboglu MS, Gultekin S. 2005. The effects of cutting and drying medium on the vitamin C content of rosehip during drying. J Food Eng 68: 513-518. 

  20. Kim DW, Chang KS, Lee UH, Kim SS. 1996. Moisture sorption characteristics of model food powders. Korean J Food Sci Technol 28: 1146-1150. 

  21. Teunou E, Fitzpatrik JJ, Synnott EC. 1999. Characterization of food powder flowability. J Food Eng 39: 31-37. 

  22. Lee WY, Kim JK. 2001. Absorbtion characteristics of persimmon powder depending on temperature changes and drying methods. J East Asian Soc Dietary Life 11: 479-484. 

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