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문제 정의
- 본 연구에 추출된 고등어 지질의 지방산 조성을 알아보기 위해 Boron trifluoride(BF3)-methanol을 이용한 유도체화를 실시하였다(11). 약 100 mg의 추출된 지방질을 10 mL 크기의 test tube에 옮긴 후 0.
- 국내의 수산식품 소비증대를 위한 노력으로 이러한 직접 조리에 대한 부담을 덜어주기 위한 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수산물의 직화구이를 통해 가공처리를 거친 후 급속 냉각방식으로 구이 고등어의 품질 저하를 최소한으로 줄이고 저온 상태로 유통 가능한 설비를 구축한 다음 가정에서 간편 조리 (전자레인지 이용)를 통해 섭취 가능한 제품을 생산하여 이에 대한 영양 및 관능적 특성 지방질 성분을 중심으로 검토해 보았다.
가설 설정
- 1)ND corresponds not detected.
제안 방법
- 가열 후 실온에 냉각시킨 혼합액에 2 mL의 hexane을 첨가하여 1분간 vortex 시킨 다음 hexane 층을 수집하였다. 2 mL의 hexane에 첨가과정을 3번 반복하여 hexane 층을 수집한 후 질소가스를 이용하여 hexane을 제거한 다음 샘플을 다시 1 mL의 hexane에 녹여 지방산 분석을 위한 실험에 사용하였다.
- 제품의 가공처리는 제주도에 있는 영어조합법인 숨비소리에서 고등어의 신선도를 유지한 상태에서 모든 가공처리가 진행되었다. 가공을 위해 고등어는 비늘, 내장 및 머리를 제거하여 수세를 거친 후 중량의 1% 전후로 하여 최소한의 비율로 염장처리를 1시간 처리하였다. 염장 후 직화를 위한 조건은 260°C에서 7분간 진행하였다.
- 관능검사를 위한 패널은 경남과학기술 대학교 재학생 15명을 이용하여 9-scale method(1~9점) 를 적용하였고, 1점은 가장 약한 강도이며 9점은 가장 높은 강도로 나타내었다. 검사항목은 색도, 향(비린내), 짠맛, 쓴맛, 신맛 및 종합적 선호도를 조사하였다. 모든 실험은 공복시에 진행하고 매일 일정 시간(오전 11시)에 진행하여 검사의 신뢰도를 높였다.
- 구이 고등어와 기존의 pan-fried 고등어 제품 (냉동 보관 제품)을 대조구로 하여 구이 고등어의 상대적인 식감을 비교하였다. 관능검사를 위한 패널은 경남과학기술 대학교 재학생 15명을 이용하여 9-scale method(1~9점) 를 적용하였고, 1점은 가장 약한 강도이며 9점은 가장 높은 강도로 나타내었다. 검사항목은 색도, 향(비린내), 짠맛, 쓴맛, 신맛 및 종합적 선호도를 조사하였다.
- 구이 고등어 소비자들의 기호도를 평가하기 위해 관능검사를 하였다. 구이 고등어와 기존의 pan-fried 고등어 제품 (냉동 보관 제품)을 대조구로 하여 구이 고등어의 상대적인 식감을 비교하였다.
- 구이 고등어의 p-AV값을 측정하기 위해 AOCS법(12)을 이용하였다. 구이 고등어 지질 100 mg을 취한 후 isooctane 25 mL를 가하여 지질을 용해하고, 0.25%(w/v) para-anisidine/acetic acid 용액을 이용하여 350 nm에서 흡광도를 측정하여 산화 안정성을 비교하였다.
- 구이 고등어 지질을 1 g을 취한 후 ethanol : ether를 1:1(v/v) 혼합한 용액 30 mL를 넣어 지질을 용해한 다음, 여기에 1% 페놀프탈레인(phenolphthalein) 용액 100 μL를 가하여 잘 섞은 후 엷은 홍색이 될 때까지 0.1 N potassium hydroxide(KOH) in ethanol 용액으로 적정하여 적정값을 공시험과 비교하여 AV값을 나타내었다.
- 구이 고등어에서 추출한 지질을 이용하여 벤조피렌 함량을 구하였다. 시료 10 g 정도 취하여 n-hexane 50 mL에 녹여 분액깔때기에 옮기고, DMF(N,N-dimethylformamide) : H2O(9:1, v/v) 25 mL를 가하여 흔들어 분리한 후 DMF : H2O(9:1, v/v) 부분을 따로 분리하여 n-hexane 층에 다시 DMF : H2O(9:1, v/v)를 25 mL씩 2회 가하여 분리해 합한 다음, 여기에 1% 황산나트륨 용액 50 mL를 넣고 n-hexane 50 mL를 더 가하여 흔들어 혼합 및 정치하여 n-hexane 층을 분리하였다.
- 구이 고등어 소비자들의 기호도를 평가하기 위해 관능검사를 하였다. 구이 고등어와 기존의 pan-fried 고등어 제품 (냉동 보관 제품)을 대조구로 하여 구이 고등어의 상대적인 식감을 비교하였다. 관능검사를 위한 패널은 경남과학기술 대학교 재학생 15명을 이용하여 9-scale method(1~9점) 를 적용하였고, 1점은 가장 약한 강도이며 9점은 가장 높은 강도로 나타내었다.
- 구이 고등어와 상업적 냉동 유통 고등어의 AV값을 측정하여 비교하였다(Table 3). 구이 고등어와 상업적 냉동 유통고등어를 보면 2.
- 구이 고등어와 상업적 냉동 유통 고등어의 과산화물의 함량을 측정하여 비교하였다(Table 3). 구이 고등어와 상업적 냉동 유통 고등어를 보면 1.
- 구이 고등어와 상업적인 시판 냉동 고등어의 산소유도 기간(induction period)을 비교하고자 Rancimat 검사를 하였고, Fig. 2에 나타내었다. 산소유도 기간의 측정은 지질 산화로 인해 생성된 휘발성 dicarboxylic acids의 형성으로 인한 전기적 전도도의 증가를 측정하여 지질의 항산화 활성 및 안정성을 평가하는 지표로 알려졌다.
- 구이 고등어의 냄새성분에 대해서 E-nose(E-Nose Integral, E-Nose Instruments Co., Atsugi, Japan)를 이용하여 생 고등어에서 구이를 거친 후의 냄새성분을 분석하였다. 냄새의 흡입은 E-nose에 내장된 진공펌프를 사용하여 10분간 흡입하여 여과막을 통과시켜 고체성분을 제거하고 흡착된 냄새성분에서 fragrance, strength, NH3, H2S를 측정하였다.
- 구이 고등어의 지질을 추출하여 일반 냉동 유통 고등어와의 산화 안정성을 비교해 보았다. 실험을 위해 Rancimat 장비(Metrohm CH series 892, Metrohm AG, Herisau, Switzerland)를 이용하였다(16).
- 구이 고등어의 휘발성 성분의 분석은 HP-5MS 칼럼(30 m×0.25 mm i.d.×0.25 μm film thickness)을 사용하였고, oven 온도 설정은 40℃에서 5분 머무른 후 200°C까지 분당 5°C의 속도로 승온시켰으며, injector 온도는 220℃로 하였고 carrier gas인 helium의 유속은 1.0 mL/min, split ratio는 splitless였다.
- 구이 과정에서 발생 가능한 발암물질인 벤조피렌의 유무를 판단하고자 구이 고등어의 유지에서 벤조피렌을 추출하여 그 함량을 측정하여 Fig. 1에 나타내었다. 상업적으로 시판되는 벤조피렌 표준품(Fig.
- 0 mL/min, split ratio는 splitless였다. 구이고등어 샘플의 total ionization chromatogram(TIC)에서 분리된 각 성분은 mass spectrum library(NIST 12)를 이용하여 동정하였으며, 각 시료의 향기 성분은 peak 면적을각 휘발성 성분들에 대한 상대적인 함량으로 계산하였다.
- 구이를 통한 고등어 지질의 점도를 측정하고자 점도계 (Brookfield DV2T Viscometer, Brookfield Engineering Laboratories, Inc., New York, NY, USA)를 이용하였다. 측정을 위해 지질 50 g을 취한 후 점도계의 LV-3 spindle (spindle entry code No.
- , Atsugi, Japan)를 이용하여 생 고등어에서 구이를 거친 후의 냄새성분을 분석하였다. 냄새의 흡입은 E-nose에 내장된 진공펌프를 사용하여 10분간 흡입하여 여과막을 통과시켜 고체성분을 제거하고 흡착된 냄새성분에서 fragrance, strength, NH3, H2S를 측정하였다.
- 농축한 액에 n-hexane 10 mL와 n-hexane : dichloromethane(3:1, v/v) 5 mL를 가하여 용출시킨 후 다시 농축하고 0.45 μm membrane filter로 여과하여 GC/MS (Agilent 5973 Mass, Agilent Technologies)를 이용하여 분석하였다.
- 검사항목은 색도, 향(비린내), 짠맛, 쓴맛, 신맛 및 종합적 선호도를 조사하였다. 모든 실험은 공복시에 진행하고 매일 일정 시간(오전 11시)에 진행하여 검사의 신뢰도를 높였다.
- 모든 분석은 3회 반복하여 실시하였다. 분석된 결과는 상업적인 지방산 표준품(Supelco 37 FAME, Sigma-Aldrich Co.)을 이용하여 각각의 retention time을 이용하여 동정하였다.
- , Tokyo, Japan)를 사용하여 구이 고등어의 색도를 측정하였다. 사용되는 색도 수치는 명도(lightness, L-value), 적색도(redness, a-value) 및 황색도(yellowness, b-value)를 이용하였고, 각 샘플당 3회 이상 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다. 표준 백색판의 명도(L)는 76.
- 강제산화를 위해 지질이 포함된 tube에 20 L/h의 조건으로 공기를 주입하여 120℃의 온도에서 실험을 진행하였다. 산화과정을 통해서 발생한 formic acid, ketones, aldehydes, carboxylic acids와 같은 산화생성물을 측정 sensor를 이용하여 산소유도 기간을 측정하였다.
- 색도는 색차계(CR-400, Konica Minolta Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 구이 고등어의 색도를 측정하였다. 사용되는 색도 수치는 명도(lightness, L-value), 적색도(redness, a-value) 및 황색도(yellowness, b-value)를 이용하였고, 각 샘플당 3회 이상 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
- , Monroe, CT, USA)를 이용하여 5분간 충분히 균질화시켰다. 지방질 함량이 높은 구이 고등어 시료의 산화방지를 위해서 50 mg의 hydroquinone을 첨가한 후 실험을 진행하였다. 계속 100 mL의 클로로포름을 넣어 Whatman No.
- 실험을 위해 Rancimat 장비(Metrohm CH series 892, Metrohm AG, Herisau, Switzerland)를 이용하였다(16). 추출된 지질 3 g을 튜브 구이 고등어의 지질을 이용하여 산화 안정성을 확인하였다. 강제산화를 위해 지질이 포함된 tube에 20 L/h의 조건으로 공기를 주입하여 120℃의 온도에서 실험을 진행하였다.
- )을 첨가하여 60℃에서 가열하면서 fiber를 노출시켜 향기성분을 포집하고, 30분 동안 포집을 지속시켰다. 포집 후 향기성분이 흡착된 SPME fiber는 신속히 분석을 위해 mass detector가 장착된 gas chromatography에 주입하여 실험을 진행하였다.
- 하룻밤을 방치한 후 지질을 함유한 아래층(유기용매)을 분리하여 회전진공농축기(R-4, Büchi Corporation, New Castle, DE, USA)를 이용하여 유기용매를 건조한 후 남은 지질을 이용하여 지방산 실험에 사용하였다.
- 휘발성 향기성분은 gas chromatography-mass spectrometry(GC/MSD; Agilent 7890A & 5975C, Agilent Technologies)로 분석하였다.
대상 데이터
- Louis, MO, USA)에서 구입하였다. Hexane, methanol(CH3OH), ethanol, chloroform(CHCl3)은 HPLC-grade를 사용하였고, anhydrous sodium sulfate(Na2SO4), isooctane, diethyl ether, sodium chloride(NaCl)는 ACS-grade를 이용하였다.
- 가공처리가 완료된 고등어 제품은 냉장처리 상태(4°C)를 유지하면서 진주에 있는 경남과학기술대학교로 운반되어 실험에 사용되었다.
- 구이 고등어의 잠재력을 확인하기 위해 관능검사를 하였고, 구이 고등어 제품의 기호성을 비교하기 위해 냉동 유통고등어 제품을 비교대상으로 실험을 실시하였다(Fig. 3). 관능적인 부분에서 수산물 제품의 특징적인 부분인 향기, 짠맛 및 씹는 느낌(texture)의 강도가 매우 중요한 부분으로 대두하였다.
- 본 연구에서 사용된 고등어는 2015년 제주도 연안에서 포획된 고등어를 즉시 가공처리 하여 실험에 사용하였다. 제품의 가공처리는 제주도에 있는 영어조합법인 숨비소리에서 고등어의 신선도를 유지한 상태에서 모든 가공처리가 진행되었다.
- 분석 칼럼은 SP-2560 capillary column(100 m×0.25 mm i.d., 0.25-μm film thickness; Agilent Technologies)이 사용되었고, carrier gas로 helium (2.7 mL/min)이 이용되었다.
- 63)을 이용하여 30 rpm으로 1분씩 반복 측정한 다음 평균값으로 나타내었다. 점도 측정에 사용되는 샘플은 구이 고등어 지질과 시판되는 냉동 유통 고등어를 대조구로써 실험에 사용하였다. 측정에 적합한 추(spindle)를 설정하고 25℃에서 실시하였으며, 각 시료의 측정치는 5회 이상 반복 실험하여 평균값과 표준편차로 표시하였다.
- 본 연구에서 사용된 고등어는 2015년 제주도 연안에서 포획된 고등어를 즉시 가공처리 하여 실험에 사용하였다. 제품의 가공처리는 제주도에 있는 영어조합법인 숨비소리에서 고등어의 신선도를 유지한 상태에서 모든 가공처리가 진행되었다. 가공을 위해 고등어는 비늘, 내장 및 머리를 제거하여 수세를 거친 후 중량의 1% 전후로 하여 최소한의 비율로 염장처리를 1시간 처리하였다.
- 흡착에 사용된 fiber는 100 μm poly dimethylsiloxane(PDMS)이며, 250°C에서 conditioning을 10분간 거친 후 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 1)Means with different letters in the same column are significantly different by Tukey's multiple range test (P<0.05).
- , Cary, NC, USA)을 통해 나타내었다. 관능검사에 사용된 결과는 Microsoft Excel software(version 2010, Microsoft Corp., Redmond, WA, USA)를 이용하여 방사형 그래프를 통해 구이 고등어와 상업적인 냉동 유통 고등어의 관능적 차이를 비교하였다.
- 구이 고등어와 상업적인 냉동 유통 고등어의 영양 및 기능성 성분에 관한 결과는 3반복을 통해 평균값과 평균편차를 통해서 비교하였고, 각 실험값의 유의적 차이는 Tukey's multiple test(P<0.05)를 이용하였으며, SAS 프로그램(Statistical Analysis System, Version 9.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 통해 나타내었다.
- 점도 측정에 사용되는 샘플은 구이 고등어 지질과 시판되는 냉동 유통 고등어를 대조구로써 실험에 사용하였다. 측정에 적합한 추(spindle)를 설정하고 25℃에서 실시하였으며, 각 시료의 측정치는 5회 이상 반복 실험하여 평균값과 표준편차로 표시하였다.
이론/모형
- 구이 고등어 샘플의 휘발성 향기성분 포집은 Bianchi 등 (17)의 방법에 따라 solid-phase microextraction(SPME) 을 이용하여 실험을 하였다. 흡착에 사용된 fiber는 100 μm poly dimethylsiloxane(PDMS)이며, 250°C에서 conditioning을 10분간 거친 후 실험에 사용하였다.
- 구이 고등어의 AV값은 AOCS법(13)을 이용하여 실험하였다. 구이 고등어 지질을 1 g을 취한 후 ethanol : ether를 1:1(v/v) 혼합한 용액 30 mL를 넣어 지질을 용해한 다음, 여기에 1% 페놀프탈레인(phenolphthalein) 용액 100 μL를 가하여 잘 섞은 후 엷은 홍색이 될 때까지 0.
- 구이 고등어의 p-AV값을 측정하기 위해 AOCS법(12)을 이용하였다. 구이 고등어 지질 100 mg을 취한 후 isooctane 25 mL를 가하여 지질을 용해하고, 0.
- 구이 고등어의 지질이 함유된 과산화물가의 함량을 측정하기 위해 AOCS법(14)을 이용하여 실험하였다. 고등어 지질 1 g을 25 mL의 acetic acid : chloroform=3:2(v/v)와 혼합한 후 포화요오드화 칼륨(potassium iodide, KI) 용액 1 mL를 넣고 1분간 흔들어준 다음 암소에 10분간 보관하였다.
- 본 실험에 사용된 고등어 지방질은 Bligh-Dyer법(10)을 이용하였다. 약 100 g의 고등어를 막자와 막자사발을 이용하여 분쇄한 후 250-mL erlenmeyer flask에 넣고 100 mL의 물을 넣어 고등어 샘플을 수화시킨 다음, 150 mL의 메탄올을 넣고 150 mL의 클로로포름을 넣어 metal homogenizer(Pro Scientific Inc.
성능/효과
- 관능적인 부분에서 수산물 제품의 특징적인 부분인 향기, 짠맛 및 씹는 느낌(texture)의 강도가 매우 중요한 부분으로 대두하였다. 5가지 항목을 비교해 볼 때 전체적인 선호도에서는 냉동 유통 고등어 제품보다는 구이 고등어 제품에 대한 선호도가 높게 나타났다. 냉동 유통 고등어와의 비교에서 구이고등어의 냄새 정도는 구이 가공의 특성상 더 높게 나타났으며, 이는 비린내와 구이의 구이향의 복합적인 요소로 판단된다.
- Method validation을 통한 limit of detection(LOD)과 limit of quantification(LOQ)은 각각 0.01 μg/kg과 0.02 μg/kg으로 나타났다.
- NH3의 수치는 구운 고등어에서 743±36, 냉동 유통 고등어에서 514±14로 나타났으며, H2S의 함량은 구운 고등어에서 2,538±50, 냉동 유통고등어에서 2,485±44로 나타나 NH3와 H2S의 함량 역시 구이 과정을 거친 후 상승하는 것으로 판단할 수 있었다.
- 구이 고등어 지질이 가지는 지방산에서는 palmitic acid가 20.68±0.32%로 가장 주된 지방산으로 나타났고, oleic acid가 18.58±0.24%, DHA가 14.96±0.73%로 주요한 지방산으로 검출되었다.
- 구이 고등어와 상업적 냉동 유통 고등어를 보면 8.56±1.53과 9.26±2.43으로 구이 고등어의 p-AV값이 낮게 나타나 구이 고등어에서 산화에 안정된 결과를 볼 수 있었다.
- 냉동 유통 고등어의 fragrance는 55±2로 나타났으며, 구운 고등어는 59±2로 나타나 구이 과정에서 향의 질적인 부분이 상승하였음을 확인하였다.
- 본 연구에서 나타내는 냄새성분은 무취 상태에서 샘플과의 상대적인 측정값(단위 없음)으로 무취상태를 0으로 설정 후 실험에 사용한 결과이다. 냉동 유통고등어에서 구이 과정을 거친 후 냄새성분의 질적인 상승을 나타내는 fragrance는 휘발성 물질 중 공기보다 무거운 분자인 불쾌취에 대한 휘발성이 높고 공기보다 가벼운 상쾌취에 대한 비율을 나타내고 있어 높은 fragrance가 더욱 긍정적인 수치로 알려졌다. 냉동 유통 고등어의 fragrance는 55±2로 나타났으며, 구운 고등어는 59±2로 나타나 구이 과정에서 향의 질적인 부분이 상승하였음을 확인하였다.
- ω-3계 지방산의 대표적인 지방산인 DHA와 EPA는 인간의 건강과 질병에 중요한 역할을 미친다는 연구가 이루어져 왔다. 동맥경화, 혈전증, 고혈압, 심장질환과 같은 현대의 심각한 성인병 예방에 효과가 있다고 알려졌으며, 혈관 확장, 혈소판 응고억제, 혈압강하, 콜레스테롤 저하, 뇌 활동 촉진 및 치매 예방 등에도 효과가 있는 것으로 알려졌다. 고등어의 중량 100 g 중에는 DHA와 EPA 가 2,990 mg으로 알려졌는데, 이는 인간의 하루 섭취 권장량 650 mg의 4배 이상을 포함하고 있는 것이다(19).
- 또한 향의 강도를 나타내는 strength를 비교해 볼 때 냉동 유통고등어의 strength는 3,323±19로 나타났으며, 구운 고등어는 3,729±98로 나타나 구이 과정에서 향의 양적인 부분 역시 상승하였음을 확인하였다.
- 물론 ω-3계 지방산 함량은 구이 고등어와 상업적인 냉동 유통 고등어 모두 전체의 40%가량의 높은 비율을 보였다.
- 용매 추출을 통한 구이 고등어와 상업적인 냉동 유통 고등어의 총지질 함량은 27.3±2.7%와 30.6±1.1%로 나타났다(데이터 미제시).
- 전체적으로 구이 과정을 통해 냉동 유통과 비교할 때 EPA와 DHA에서는 차이가 적으므로 linolenic acid(C18:3, ω-3) 의 함량이 다소 낮게 나타났다.
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