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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 냉동연근의 제조에 있어서 최적 전처리 공정 및 냉동조건을 수립하고자, blanching 조건의 확립 및 여러 냉동조건(-20, -70, -196℃)에서 냉동된 연근의 품질을 비교, 분석하였다.
- 본 연구는 냉동연근의 최적 제조 공정을 위하여 수행하였다. 냉동 전처리로 blanching 하고, -20, -70, -196℃ 각각 다른 냉동온도에서 동결한 냉동연근의 품질을 측정하였다.
제안 방법
- 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl(DPPH) free radical scavenging activity 분석은 Kim 등(17)의 방법을 변형하여 측정하였다. 시료 1 mL(10 mg)에 0.
- Blanching한 연근의 물성을 분석하기 위해 연근의 경도, 점착성, 씹힘성, 질김성을 측정하였다(Table 2). 열처리하지 않은 연근의 경도가 4,590 g인 반면에, blanching 처리 후 3,011~3,643 g으로 21~34%의 감소를 보였다.
- Ferric reducing antioxidant power(FRAP) 분석은 Benzie 등(18)의 실험방법을 변형하여 측정하였다. Sodium acetate buffer(300 mM, pH 3.
- 1% 멸균 펩톤수 180 mL를 멸균 bag에 넣고 Stomacher(MIX 2, AES Laboratoire, Combourg, France)로 3분간 균질화시켰다. 균질화 된 시료를 0.1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석한 후 각각의 배지에 분주하였다. 미생물 수 계수를 위해 PetrifilmTM(Aerobic count plate, Yeast and mold count plate, Coliform count plate, Staph express count plate, 3M, St.
- 시료의 냉동은 기존 수행하였던 Park 등(15)의 방법에 따라 수행하였다. 냉동 전처리로 100℃에서 5분 동안 blanching한 연근을 air-tight plastic bag에 각각 500 g씩 포장한 후, 3가지 냉동조건(-20, -70, -196℃)에서 냉동하였다. -20℃는 freezer(SR644CC, Samsung, Seoul, Korea)에서 2시간, -70℃는 gas nitrogen convection chamber(Dream and Field Co.
- 본 연구는 냉동연근의 최적 제조 공정을 위하여 수행하였다. 냉동 전처리로 blanching 하고, -20, -70, -196℃ 각각 다른 냉동온도에서 동결한 냉동연근의 품질을 측정하였다. 최적 blanching 조건은 미생물 수, 물성, 총 페놀 함량, 관능 평가 등의 결과를 바탕으로, 100℃에서 5분간 처리로 설정하였다.
- 냉동연근의 구조는 전자주사현미경(LEO 1455VP, Angstrom Scientific Inc., Cambridge, England)를 이용하여 15 kV에서 단면을 200 배율로 촬영하였다.
- , Nonsan, Korea)에서 7분, -196℃는 액체질소에 20초 동안 dipping하여 각각 냉동시키고, 각 냉동된 연근은 –20℃에서 실험 시 까지 냉동 보관하였다. 냉동연근의 품질변화를 비교, 분석하기 위하여, 각 냉동조건에서 냉동된 연근 시료를 4℃일정 온도에서 over night 방치하여 해동한 후 품질을 측정하였다.
- Blanching한 연근의 관능평가는 9점 기호척도법으로 수행하였는데, 신선도, 색감, 외관적 상태, 종합적 기호도에서 blanching 시간이 길어짐에 따라 점수가 낮아지는 경향을 나타내었으나(Table 3), 대조구와 처리구에서 모든 항목에서 6점 이상의 점수를 받아 blanching 처리가 관능적 품질에 큰 영향을 미치지는 않는 것으로 판단된다. 따라서 blanching 처리가 연근의 물성 등에 다소 영향을 미치나, 연근의 미생물학적 안전성이 보다 중요하기에, 본 연구에서는 최적 blanching 처리 조건을 100℃에서 5분 처리하는 것으로 설정하였다.
- 1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석한 후 각각의 배지에 분주하였다. 미생물 수 계수를 위해 PetrifilmTM(Aerobic count plate, Yeast and mold count plate, Coliform count plate, Staph express count plate, 3M, St. Paul, MN, USA) 배지를 사용하였으며, 총 호기성 세균은 37℃에서 48시간, 효모 및 곰팡이는 25℃에서 120시간, 대장균군은 37℃에서 24시간, 포도상구균은 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 형성된 colony를 계수하였다. 3회 반복 실험하였으며, 검출된 미생물 수는 log CFU/g으로 나타내었다.
- 시료 150 μL (10 mg/ml)와 FRAP 시약 4.5 mL을 첨가하여 10초간 균질화한 후 측정한 흡광도와 37℃ 물에서 4분간 반응시킨 후 측정한 흡광도 차이를 gallic acid 를 이용하여 mg GAE/g sample로 나타내었으며 3회 반복 실험하였다.
- 연근의 경도는 직경 5.0 mm probe가 장착된 texture analyzer(TA-XT2, Stable Microsystem Ltd., Godalming, UK)로 측정하였다. Texture profile analysis(TPA) test는 pre-speed 2.
- 연근의 수분손실률 측정은 시료 10 g을 4℃에서 24시간 해동한 후, 해동 전후 무게의 차이를 해동 전 냉동된 시료의 무게에 대한 백분율(%)로 나타내었으며, 3회 반복실험을 실시하였다.
- 연근의 총 페놀 함량은 Rumbaoa 등(16)의 방법을 변형하여 Folin-Ciocalteu’s phenol reagent를 이용하여 측정하였다.
- 연근의 최적 blanching 조건을 설정하기 위해 전문적으로 훈련된 panel 10명(24~29세, 남녀 각5명)이 시료의 신선도 (freshness), 색도(color), 외관적 상태(appearance), 냄새(odor), 종합적 기호도(overall acceptance)에 대한 관능검사를 실시하였다. 각 시료에 대한 평점은 9점 기호 척도법(9~8점, 매우좋음; 7~6점, 좋음; 5~4점, 보통; 3~2점, 나쁨; 1점, 매우나쁨)으로 나타내었다.
- 냉동 전처리로 blanching 하고, -20, -70, -196℃ 각각 다른 냉동온도에서 동결한 냉동연근의 품질을 측정하였다. 최적 blanching 조건은 미생물 수, 물성, 총 페놀 함량, 관능 평가 등의 결과를 바탕으로, 100℃에서 5분간 처리로 설정하였다. 여러 냉동조건에서 동결한 연근의 SEM 사진을 비교한 결과, -20℃에서 동결한 연근의 조직이 가장 많이 파괴되었고 –70℃에서 동결한 연근의 조직 단면 구조가 대조구와 가장 유사하였다.
- 냉동 전 blanching 조건으로 100℃에서 1, 3, 5분 처리하였다. 항온수조에 물 10 L를 채워 100℃에서 시료(500 g)를 1, 3, 5분 각각 데치고 찬물에 1분 동안 냉각하여 특별히 제작된 spinner에서 90초 동안 물기를 제거한 후, air-tight plastic bag에 각각 포장하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 연근은 2014년 대전에서 구입한 것으로, 외부에 손상이 없고 크기가 일정한 것을 선별하여 멸균 처리한 칼을 사용하여 두께 1 cm로 자른 것을 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 2)Values in a column followed by different letters are significantly (p<0.05) different by Duncan’s multiple range test.
- 본 실험의 유의성 검정을 위해 SAS(Statistical Analysis System, 8.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 사용하여 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test 방법을 사용하여 통계처리하였으며, 실험결과는 평균±표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 시료의 냉동은 기존 수행하였던 Park 등(15)의 방법에 따라 수행하였다. 냉동 전처리로 100℃에서 5분 동안 blanching한 연근을 air-tight plastic bag에 각각 500 g씩 포장한 후, 3가지 냉동조건(-20, -70, -196℃)에서 냉동하였다.
성능/효과
- Paul, MN, USA) 배지를 사용하였으며, 총 호기성 세균은 37℃에서 48시간, 효모 및 곰팡이는 25℃에서 120시간, 대장균군은 37℃에서 24시간, 포도상구균은 37℃에서 24시간 동안 배양한 후 형성된 colony를 계수하였다. 3회 반복 실험하였으며, 검출된 미생물 수는 log CFU/g으로 나타내었다.
- Blanching한 연근의 관능평가는 9점 기호척도법으로 수행하였는데, 신선도, 색감, 외관적 상태, 종합적 기호도에서 blanching 시간이 길어짐에 따라 점수가 낮아지는 경향을 나타내었으나(Table 3), 대조구와 처리구에서 모든 항목에서 6점 이상의 점수를 받아 blanching 처리가 관능적 품질에 큰 영향을 미치지는 않는 것으로 판단된다. 따라서 blanching 처리가 연근의 물성 등에 다소 영향을 미치나, 연근의 미생물학적 안전성이 보다 중요하기에, 본 연구에서는 최적 blanching 처리 조건을 100℃에서 5분 처리하는 것으로 설정하였다.
- 39 log CFU/g의 감균효과를 나타내었다. 대장균군은 대조구의 미생물 수가 3.19 log CFU/g이었고, 1, 3분 동안 blanching한 처리군은 2.08, 1.81 log CFU/g로 대조구와 비교했을 때 1.11, 1.38 log CFU/g의 감균효과를 나타냈으며, 5분 처리구에서는 검출이 되지 않아 유의적인 차이를 보였다. 포도상구균의 경우, 1분 blanching한 처리군이 0.
- 73%로 가장 높았다. 따라서 본 연구 결과, -20℃에서의 일반적인 냉동보다는 gas nitrogen convection chamber에서의 -70℃로 동결하는 것이 고품질의 냉동연근을 생산할 수 있는 최적 냉동방법이라고 판단된다.
- 따라서 본 연구에서 냉동 후 해동된 시료의 품질 측정 결과, gas nitrogen convection chamber에서 -70℃로 냉동하는 것이 -20, -196℃에서 냉동하는 것에 비해 고품질 냉동연근을 생산하기 위한 적절한 냉동방법이라고 판단된다.
- 항산화능 측정은 냉동 후 해동된 연근의 DPPH radical scavenging activity 측정한 결과, 대조구가 78%인 반면에 냉동 처리구는 20%가 감소한 58%를 나타내었는데 처리구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 5). 또한 FRAP assay 결과, 대조구가 1.28 mg GAE/g sample이었고, 각각의 냉동 처리구는 0.74~0.79 mg GAE/g sample의 측정 값으로 감소하였으며 처리구간에는 유의적인 차이가 없었다. 이러한 결과는 양배추를 blanching 하여 장기간 냉동저장 중에 FRAP assay로 항산화능을 분석한 연구에서, 신선한 양배추에 비하여 blanching을 거쳐 냉동처리한 양배추의 항산화능이 감소한 결과와 비슷한 경향을 보였다(30).
- 61 log CFU/g이었다는 보고와 유사한 결과를 나타내었다. 반면에 blanching을 1, 3분 각각 처리했을 때 2.42, 2.14 log CFU/g으로 2.22, 2.50 log CFU/g의 감균 효과를 보였고, 또한 5분 blanching한 처리군에서는 총 호기성 세균이 검출되지 않아 blanching 처리 시간에 따른 유의적인 차이가 있었다(Table 1). 이러한 결과는 80℃에서 15초 동안 blanching한 오이 절임에 있어서 대조구와 비교했을 때 2.
- 1), -20℃에서 냉동한 연근의 조직 단면 구조는 다른 냉동처리구에 비하여 조직이 많이 파괴된 것을 볼 수 있었는데, 이러한 결과는 완만한 냉동속도로 인하여 세포 밖에서 큰 얼음결정이 형성되어 조직에 영향을 준 것으로 생각된다(27). 반면에 gas nitrogen convection chamber에서 -70℃로 냉동한 처리구는 다른 처리구에 비해 대조구와 조직 단면 구조가 가장 유사함을 보여주었다(Fig. 1). 반면에 –196℃에서 급속냉동한 시료의 조직 단면 구조는 -70℃로 냉동한 것에 비해 동결속도가 너무 빨라 작은 얼음결정의 생성으로 더 조밀하나, 일부 손상된 조직을 보여준다(14,15,28).
- 점착성은 대조구와 비교했을 때, -88 g·s 까지 증가하는 경향을 보였으나, 3, 5분 처리구간에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 씹힘성과 질김성은 blanching 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 보였다. 이와 같은 물성 측정 결과에서, blanching 시간이 길어질수록 점착성를 제외하고 모두 감소하는 경향을 보였지만, 3, 5분 처리구간에는 경도를 제외하고는 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 여러 냉동조건에서 동결한 연근의 SEM 사진을 비교한 결과, -20℃에서 동결한 연근의 조직이 가장 많이 파괴되었고 –70℃에서 동결한 연근의 조직 단면 구조가 대조구와 가장 유사하였다.
- 연근의 미생물 수 측정 결과에서 볼 수 있듯이(Table 1), 수확 후 연근에서 식중독을 유발할 수 있는 포도상구균이 검출됨에 따라 blanching이 필요함을 보여준다. 연근의 수확 중에 토양으로부터 미생물 오염이나 수세 및 박피 등의 가공공정에서 기계적인 상처, 칼 등에 의한 교차오염으로 세균 등에 의한 오염 가능성이 높아(19,20), 미생물학적 안전성 확보를 위한 전처리로써 blanching이 필요하다.
- 총 페놀 함량은 대조구와 비교 시 13~16 mg GAE/100 g sample이 감소한 30~33 mg GAE/100 g sample의 측정값을 얻었는데, -70, -196℃ 처리구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았고, -20℃ 처리구는 30 mg GAE/100 g sample으로 가장 낮았다. 이러한 결과는 수분손실률과 연관 지어 설명할 수 있는데, 본 연구에서 수분손실률을 측정해 본 결과, -20℃에서 동결한 연근의 수분손실이 3.73%로 동결처리구 중에 가장 높게 측정되었다(Table 5). 이러한 결과는 –20℃ 처리구가 다른 처리구에 비해 해동과정에서 많은 수분손실로 인하여 가용화된 페놀계 성분이 수분과 함께 조직 밖으로 빠져 나와 총 페놀 함량이 낮게 측정된 것으로 판단된다(31).
- 씹힘성과 질김성은 blanching 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 보였다. 이와 같은 물성 측정 결과에서, blanching 시간이 길어질수록 점착성를 제외하고 모두 감소하는 경향을 보였지만, 3, 5분 처리구간에는 경도를 제외하고는 유의적인 차이를 보이지 않았다. Lee(25)는 채소류의 blanching 처리 시, 높은 온도에서의 blanching 처리는 펙틴의 열분해에 의해서 조직이 연화되어 crispness, hardness, toughness 같은 물성이 모두 감소한다고 보고하여 본 연구결과와 유사하였다.
- 점착성은 대조구와 비교했을 때, -88 g·s 까지 증가하는 경향을 보였으나, 3, 5분 처리구간에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 총 페놀 함량은 대조구와 비교 시 13~16 mg GAE/100 g sample이 감소한 30~33 mg GAE/100 g sample의 측정값을 얻었는데, -70, -196℃ 처리구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았고, -20℃ 처리구는 30 mg GAE/100 g sample으로 가장 낮았다. 이러한 결과는 수분손실률과 연관 지어 설명할 수 있는데, 본 연구에서 수분손실률을 측정해 본 결과, -20℃에서 동결한 연근의 수분손실이 3.
- 05) 차이는 없었다. 총 페놀 함량은 모든 냉동연근에서 감소하는 경향을 보였는데 -20℃에서 가장 낮았고, drip loss 또한 -20℃에서 3.73%로 가장 높았다. 따라서 본 연구 결과, -20℃에서의 일반적인 냉동보다는 gas nitrogen convection chamber에서의 -70℃로 동결하는 것이 고품질의 냉동연근을 생산할 수 있는 최적 냉동방법이라고 판단된다.
- 항산화능 측정은 냉동 후 해동된 연근의 DPPH radical scavenging activity 측정한 결과, 대조구가 78%인 반면에 냉동 처리구는 20%가 감소한 58%를 나타내었는데 처리구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 5). 또한 FRAP assay 결과, 대조구가 1.
- 항산화능은 동결 시 감소하는 경향을 나타냈고, 처리구간에 유의적인(p<0.05) 차이는 없었다.
- 43 log CFU/g로 감소했다는 연구 보고와 시료는 다르지만 유사한 경향을 나타내었다 (22). 효모 및 곰팡이수는 수확 후 연근이 3.45 log CFU/g이었고, 5분 blanching 처리군에서 2.06 log CFU/g로 1.39 log CFU/g의 감균효과를 나타내었다. 대장균군은 대조구의 미생물 수가 3.
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