고온에서 가열 살균한 냉동 해산물의 텍스처 경화 개선 효과를 당알코올을 이용한 얼음결정 억제 측면에서 연구, 고찰하여 상업적으로 적용 가능한 전처리 방법을 확립하였다. 레토르트 낙지, 오징어 및 소라의 텍스처 경화 현상 개선 실험 결과 2, 4%(w/w) 솔비톨 용액을 혼합 후 급속냉동, 해동 후 고온 가열한 경우 무처리구 대비 텍스처의 기계적 측정 지표인 경도값이 9-36% 내외 감소하여 텍스처 연화 효과가 발생하는 것으로 나타났다. 냉동 해산물의 냉동 과정에서 발생하는 얼음결정 형성에 따른 단백 조직의 수축에 의한 질긴 식감과 세포 조직 손상이 솔비톨 첨가에 따른 미세 얼음결정 형성과 보수력 향상으로 최소화되어 고온 가열 후에도 무처리구 대비 수분 용출이 감소하여 텍스처 연화가 발생함을 알 수 있었다(1,3,13-15). 또한 솔비톨 처리 시 단백 조직의 보수력 향상으로 중량 변화에 근거한 수율도 2-5% 내외 상승하였다. 오징어살과 소라살에서 5점 척도법 분석형 관능검사 결과 전처리 실험구의 탄력성 및 식감 기호도가 무처리구 대비 통계적 유의성 있게 0.2-0.4점 우수한 것으로 나타나 텍스처 기기 측정치와 동일하게 관능 분석에서도 텍스처 연화에 따른 식감 향상 효과가 검증 되었다. 이상과 같이 레토르트 냉동 해산물 원료의 냉동변성 현상을 억제하기 위하여 솔비톨과 염을 이용하여 급속 냉동시키는 얼음결정 억제 전처리 공정을 적용한 결과 오징어살과 소라살에서서 냉동변성 방지 효과가 확인되었으며, 오징어살의 최적 처리조건은 2% (w/w) 솔비톨 용액, 소라살의 최적 처리조건은 4% (w/w) 솔비톨 용액이었다.
고온에서 가열 살균한 냉동 해산물의 텍스처 경화 개선 효과를 당알코올을 이용한 얼음결정 억제 측면에서 연구, 고찰하여 상업적으로 적용 가능한 전처리 방법을 확립하였다. 레토르트 낙지, 오징어 및 소라의 텍스처 경화 현상 개선 실험 결과 2, 4%(w/w) 솔비톨 용액을 혼합 후 급속냉동, 해동 후 고온 가열한 경우 무처리구 대비 텍스처의 기계적 측정 지표인 경도값이 9-36% 내외 감소하여 텍스처 연화 효과가 발생하는 것으로 나타났다. 냉동 해산물의 냉동 과정에서 발생하는 얼음결정 형성에 따른 단백 조직의 수축에 의한 질긴 식감과 세포 조직 손상이 솔비톨 첨가에 따른 미세 얼음결정 형성과 보수력 향상으로 최소화되어 고온 가열 후에도 무처리구 대비 수분 용출이 감소하여 텍스처 연화가 발생함을 알 수 있었다(1,3,13-15). 또한 솔비톨 처리 시 단백 조직의 보수력 향상으로 중량 변화에 근거한 수율도 2-5% 내외 상승하였다. 오징어살과 소라살에서 5점 척도법 분석형 관능검사 결과 전처리 실험구의 탄력성 및 식감 기호도가 무처리구 대비 통계적 유의성 있게 0.2-0.4점 우수한 것으로 나타나 텍스처 기기 측정치와 동일하게 관능 분석에서도 텍스처 연화에 따른 식감 향상 효과가 검증 되었다. 이상과 같이 레토르트 냉동 해산물 원료의 냉동변성 현상을 억제하기 위하여 솔비톨과 염을 이용하여 급속 냉동시키는 얼음결정 억제 전처리 공정을 적용한 결과 오징어살과 소라살에서서 냉동변성 방지 효과가 확인되었으며, 오징어살의 최적 처리조건은 2% (w/w) 솔비톨 용액, 소라살의 최적 처리조건은 4% (w/w) 솔비톨 용액이었다.
This study was conducted to prevent hardened texture in retorted frozen seafoods such as small octopus, squid, and top shell by adding sorbitol; the strength of mechanical hardness and other qualities were measured. The hardness of the 3 kinds of seafood pretreated with 2-4% (w/w) sorbitol solution ...
This study was conducted to prevent hardened texture in retorted frozen seafoods such as small octopus, squid, and top shell by adding sorbitol; the strength of mechanical hardness and other qualities were measured. The hardness of the 3 kinds of seafood pretreated with 2-4% (w/w) sorbitol solution decreased by 9-36% compared to the control. The hardness of retorted frozen octopus, squid, and top shell treated with sorbitol solution upon freezing significantly decreased to 1670, 1015, and $521g_f/cm^2$ compared to levels in untreated food of 1841, 1291, and $815g_f/cm^2$ (p<0.05), respectively. Yields based on weight in retorted seafood treated with sorbitol were increased by 2-5% compared to untreated samples. Additionally, the overall preference of texture was 0.4 points higher than that of control samples in descriptive sensory evaluation (p<0.05). The tissue softening of pretreated seafood was based on decreased dewatering due to the formation of small ice crystals during freezing as a result of sorbitol treatment.
This study was conducted to prevent hardened texture in retorted frozen seafoods such as small octopus, squid, and top shell by adding sorbitol; the strength of mechanical hardness and other qualities were measured. The hardness of the 3 kinds of seafood pretreated with 2-4% (w/w) sorbitol solution decreased by 9-36% compared to the control. The hardness of retorted frozen octopus, squid, and top shell treated with sorbitol solution upon freezing significantly decreased to 1670, 1015, and $521g_f/cm^2$ compared to levels in untreated food of 1841, 1291, and $815g_f/cm^2$ (p<0.05), respectively. Yields based on weight in retorted seafood treated with sorbitol were increased by 2-5% compared to untreated samples. Additionally, the overall preference of texture was 0.4 points higher than that of control samples in descriptive sensory evaluation (p<0.05). The tissue softening of pretreated seafood was based on decreased dewatering due to the formation of small ice crystals during freezing as a result of sorbitol treatment.
이상과 같이 냉동 해산물의 냉동변성에 의한 품질 손상을 최소화하기 위한 몇몇 연구 사례가 있지만 가공식품에 상업적으로 적용할 수 있는 간단하면서도 효과적인 억제 방법에 대한 연구는 많이 진행되지 않았다. 본 연구에서는 이러한 점을 감안하여 레토르트와 같이 고온 가열 살균 제품에 주로 많이 사용되는 해산물 원료 중 냉동변성에 의한 품질열화 현상이 문제시 되고 있는 낙지, 오징어 및 소라를 시료로 하여 보습작용을 하는 당알코올류를 사용하여 냉동 해산물의 단백질 변성을 최소화 하는 전처리 방법에 대한 실험과 고찰을 중점 수행하였다.
제안 방법
레토르트 해산물의 냉동변성에 의한 텍스처 손상을 방지하기 위해 당알코올인 솔비톨(sorbitol, ESFOOD Inc., Gunpo, Korea)에 정제염(salt, Hanju Corp., Ulsan, Korea)을 해산물 원료 중량 대비 0.5%(w/w)를 혼합하여 시너지 효과를 고찰하였다. 솔비톨 및 정제염 용액 혼합 후 냉동, 해동 및 데치기 조건은 솔비톨 단독 처리 시 실험 조건과 동일하게 실시하였다.
대상 데이터
레토르트 해산물 3종에 대한 냉동 시 전처리 적용시 텍스처 개선 효과를 관능 항목 분석을 통해 세부 검증하기 위해 식품 연구개발 업무를 하는 연구원 중 낙지, 오징어, 소라 등의 해물 식감에 대한 분석형 관능평가에 사전 훈련된 패널 20명을 검사원으로 선정하였다. 실험의 취지를 사전 인식 시킨 후 시료 3종의 전반맛, 텍스처, 외관 기호도를 5점 척도 채점법으로 3회 반복 평가하였으며, 각 항목 평가 점수는 통계 처리하여 유의성 검증을 실시하였다(p<0.
본 실험에 사용한 낙지(small octopus), 오징어(squid) 및 소라(top shell)는 서울 시내 수산물 시장에서 껍질, 내장 등과 같은 불가식 부위를 제거한 상태로 구입하여 가로, 세로 2.5 cm 및 높이 1.0 cm 내외로 절단한 다음 5-10oC의 냉장고에 보관하여 맛,향, 외관 및 텍스처 등의 변화가 없는 신선 상태를 유지하면서 시료로 사용하였다. 그리고 해산물 시료는 예비실험으로 경도(hardness) 측정을 통해 측정값이 유사하게 나오는 부위로 몸통살을 미리 정하여 사용함으로써 분석시 실험 오차를 최소화 하였다.
데이터처리
모든 실험은 5회 이상 반복 진행하였으며, 실험 결과는 SAS(Statistical Analysis System Ver. 9.0, SAS Institute, Cary, NC,USA)을 사용하여 통계 처리하였다. 두 실험군 간 유의성 검정은 t-test를 실시하여 평균값을 비교하였고, 3개 이상의 실험군 간의 유의성 검정은 일원배치분산분석(ANOVA), Duncan 다중범위검증(multiple range test, p<0.
성능/효과
수율 향상은 해산물 단백 조직의 보수력 향상과 관련된 것으로 솔비톨 용액 혼합시 냉동 시 무처리구 대비 작은 얼음결정을 형성시켜 세포 조직의 얼음 결정 생성에 따른 수축 파괴를 최소화하여 세포액과 세포간 사이의 수분 용출을 줄여주어 해동 과정을 거치고 고온 가열 후에도 수율이 향상되는 것으로 나타났다.
냉동 오징어 및 소라의 텍스처 저하 현상은 냉동 시 얼음결정에 의한 단백 조직의 손상에 고온 가열에 따른 단백질 열변성이 더해져 수분 분리가 심해짐에 따라 퍽퍽한 식감이 발생하며, 이러한 텍스처 경화 현상은 냉장 및 상온 유통시 저장 기간 증가와 비례하여 심해진다(3-6,15,16). 얼음결정 억제 및 보습 효과가 있는 당알코올을 이용한 전처리 방법이 상기와 같은 고온 가열 해산물의 텍스처 저하 현상을 효과적으로 감소시켜 적정한 식감을 유지할 수 있게 하는 상업적 방법임을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다. 더욱이 다극성 구조에 의해 단백질 보수력 증가를 가져올 수 있는 알칼리 제제인 복합 인산염을 솔비톨 용액으로 냉동한 해산물의 해동 후 데치기시 첨가함으로써 텍스처 연화를 한층 더 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다(13,14).
이상의 결과에서 솔비톨 용액이 얼음 생성시 영향을 주어 미세한 얼음결정 형성으로 텍스처 수축을 냉동 및 해동시 최소화시켜 질긴 조직감이 감소되며, 레토르트 후에도 그 효과가 지속되는 것으로 나타났다. 당알코올의 텍스처 연화 효과를 상승시키기 위해 얼음결정 형성시 영향을 주고 삼투압 조절을 통해 단백 조직 내 수분 이동을 억제할 수 있는 소재로 염류를 예비 실험을 통해 선정하여 솔비톨에 혼합하여 실험하였다.
후속연구
이러한 점을 감안하여 본 연구에서의 솔비톨 용액 사용법은 간단한 전처리 공정을 통해 맛 영향을 최소화하면서 식감과 수율 향상을 도모할 수 있는 효과적인 상업적 방법으로 활용 가능할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
냉동 해산물에서 개선이 필요한 냉동변성 현상은 어떤 단계를 통해 일어나는 가?
냉동 해산물에서 개선이 필요한 냉동변성 현상은 단계적 반응에 의해 일어나는데, 1차적으로 냉동 시 생성되는 얼음결정 때문에 단백질 분자의 공간적 구조가 풀리거나 한쪽으로 몰리는 응집현상이 일어나고 이어 2차적으로 해동시 발생하는 물이 본래 대로 단백질과 결합하지 않게 되어 단백질의 결합수가 불가역적으로 얼음 결정으로 분리되기 때문에 발생한다. 즉 냉동전의 단백질은 결합수를 가지고 있지만 해동할 때 생성되는 물은 단백질과 재결합하지 않게 되므로 이 과정에서 탈수현상과 스펀지화 현상이 일어나고 조직이 손상되게 된다(1-3).
해산물을 냉동할 때 어떤 현상이 나타나는 가?
해산물은 다양한 가공식품 제조에 있어 많이 사용되는 주요한 식품 소재이지만 원료 특성상 품질 저하가 심해 냉동 형태로 저장되어 주로 사용하고 있다. 그러나 해산물은 냉동 시 큰 얼음결정의 생성으로 단백질의 부분적 변성이 일어나 점성 및 보수력이 저하되는 냉동변성 현상이 발생하여 품질 손상이 발생한다. 또한 냉동 해산물을 해동할 때 얼음결정이 차지하고 있던 공간에 미세구멍이 생기는 해산물 육질의 스펀지화 현상도 발생한다(1-3).
얼음결정 억제 소재로 부동 단백질과 냉동 보호 단백질을 활용하여 식품의 냉동 저장 시 품질 유지 특성을 연구한 결과는?
관련 연구로 얼음결정 억제 소재로 부동 단백질과 냉동 보호 단백질을 활용하여 식품의 냉동 저장 시 품질 유지 특성에 관한 연구 사례가 있다(1-3). 연구 결과 부동 단백질은 −20oC이상의 냉동 보관 시에 일어나는 재결정화 억제와 해동 후 드립을 감소시키는 기능을 가지는 것으로 밝혀졌으며, 시금치 등에 존재하는 냉동 보호 단백질은 냉동변성에 대해 단백질을 보호하는 기능을 가지는 것으로 나타났다(1-3,5). 부동 단백질, 냉동 보호 단백질을 이용하여 얼음결정의 형태, 얼음결정의 성장, 냉동온도 등을 억제할 수 있지만 부동 단백질 등이 식물, 곤충의 유충, 세균 등으로부터 얻어져야 하므로 비용 및 이미지 측면 등에서 가공식품에 상업적으로 적용하기에는 여러 제한이 있다.
참고문헌 (16)
Li B, Sun DW. Novel methods for rapid freezing and thawing of foods-a review. J. Food Eng. 54: 175-182 (2002)
Obata H. Proceeding of academic plaza 2004. pp. 1-4. In: International Food Machinery & Technology Exhibition. June 8, Tokyo International Exhibition Center, Tokyo, Japan. Food Machinery Manufacturers Association, Tokyo, Japan (2004)
Jeong JW. Thermal equalized freezing process-a basic research on the destruction of tissues by internal pressure during freezing of foodstuffs. Bull. Food Technol. 25: 116-128 (2012)
Jong SP, Yang SY, Lee NH, Kim DS. Cryo-grinding characteristics of frozen fish meat at different temperature. J. Korean Fish. Soc. 29: 578-585 (1996)
Jung IC. Effect of Freezing Temperature on the quality of beef loin aged after thawing. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 28: 871- 875 (1999)
Yoon MS, Kim HJ, Park KH, Heu MS, Yeum DM, Kim JS. Comparison of food component of oyster drip concentrates steamed under different retort pressures. Kor. J. Fish Aquat. Sci. 42: 197-203 (2009)
Choi DW, Kim JB, Yoo MS, Pyun YR. Kinetics of thermal softening of Chinese cabbage tissue. Korean J. Food Sci. Technol. 19: 515-519 (1987).
Park CK, Suh SB. Studies on the prevention against the blackening of ascidian (Halocynthia roretzi) during the frozen storage. Korean J. Food Sci. Technol. 28: 910-915 (1996)
Yun JU, Oh DH, Kim BG, An BS, Choi JD, Oh KS. Optimum sterilization conditions and quality characteristics of the retortsterilized crab analog. Kor. J. Fish Aquat. Sci. 44: 31-36 (2011)
HA JH, Song DJ, Kim PH, Heu MS, Cho ML, Sim HD, Kim HS, Kim JS. Changes in food components of top shell, Omphalius pfeifferi capenteri by thermal processing at high temperature. J. Korean Fish Soc. 35: 166-172 (2002)
Kim DK, Park IS, Kim NS. Determination of chemical freshness indices for chilled and frozen fish. Korean J. Food Sci. Technol. 30: 993-999 (1998)
Lee YJ, Lee HO, Kim JY, Kwon KH, Cha HS, Kim BS. Quality characteristics of frozen Doraji (Platycodon grandiflorum) according to various blanching treatment conditions. Korean J. Food Preserv. 18: 661-668 (2011)
Jung S, Kim HJ, Lee HJ, Seo DW, Lee JH, Park HB, Jo C. Nam KC. Comparison of pH, water holding capacity and color among meats from Korean native chickens. Korean J. Poult. Sci. 42: 101-108 (2015)
Cheng Q, Sun DW. Factors affecting the water holding capacity of red meat products: A review of recent research advances. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 48: 137-159 (2008)
Kong JY, Kim JH, Kim MY, Bae SK. Effect of freezing conditions on the formation of ice crystals in food during freezing process. J. Korean Soc. Food Nutr. 21: 213-218 (1992)
Min SG, Hong GP, Choi MJ. Changes in ice dendrite size during freezing process in gelatin matrix as a model food system. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 28: 312-318 (2008)
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.