[논문]UV살균과 초고압살균에 의한 당근주스의 저장성 비교

오남석; 김민영; 장귀영; 백소윤; 정미연; 강태수; 이준수; 정헌상

doi:10.9799/ksfan.2017.30.5.1113

UV살균과 초고압살균에 의한 당근주스의 저장성 비교
Comparison of UV-Irradiation and High Hydrostatic Pressure Sterilization for Storage Stability of Carrot Juice 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.30 no.5, 2017년, pp.1113 - 1118

오남석 (충북대학교 식품생명공학과) , 김민영 (충북대학교 식품생명공학과) , 장귀영 (충북대학교 식품생명공학과) , 백소윤 (충북대학교 식품생명공학과) , 정미연 ((주)참선진녹즙) , 강태수 (충북도립대학교 바이오식품과학과) , 이준수 (충북대학교 식품생명공학과) , 정헌상 (충북대학교 식품생명공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study was to investigate the non-thermal sterilization effect of methods such as high hydrostatic pressure (HHP) and UV-irradiation (specifically with regard to the storage stability and shelf-life of carrot juice. The microbial counts of the non-sterilized product increased from 5.51 to 7.34 log CFU/mL up to the fifth day, and then decreased to 5.46 log CFU/mL at six days. UV-irradiation was increased from 2.37 to 4.92 log CFU/mL. HHP was maintained under the 3 log CFU/mL. The pH of UV-irradiation and HHP was maintained withing the range of 6.29~6.30 and 6.20~6.22 during storage. However, the pH arising from non-sterilization decreased from 6.31 to 4.49. The color of non-sterilization changed significantly during storage, but UV-irradiation and HHP were similar during storage. The ${\beta}$-carotene content of non-sterilization was noted to have decreased from 269.45 to $65.19{\mu}g/mL$ during storage. The UV-irradiation and HHP decreased from 263.46 and $268.35{\sim}281.16{\mu}g/mL$ to 243.42 and $244.09{\sim}269.29{\mu}g/mL$, respectively. In conclusion, these findings suggest that HHP can be used for the pasteurization, or sterilization, of carrot juice and the optimal condition is two minutes.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 당근주스의 저장성에 미치는 비열 처리 살균 효과를 살펴보기 위하여 기존에 당근주스의 비열 처리 살균으로 사용되는 UV살균과 초고압살균을 실시하고, 살균효과를 비교하기 위해 저장기간에 따른 일반세균과 품질특성의 변화를 살펴보았다.
본 연구에서는 UV처리와 초고압처리 한 당근주스의 저장 기간에 따른 저장성 평가 및 품질 특성의 변화를 살펴보았다. 호기성 미생물수는 무처리 당근주스에서 저장기간이 증가함에 따라 증가하다가 저장 6일차에 감소하였고, UV처리 당근 주스는 저장기간이 증가함에 따라 증가하였지만, 초고압처리 당근주스는 초기 미생물수를 유지하였다.

제안 방법

pH와 색도는 Shin 등(2007)의 방법을 변형하여 측정하였다. pH는 당근주스 20 mL를 50 mL test tube에 넣고 pH meter (Orion 4 star, Thermo Scientific, Berverly, MA, USA)를 이용하여 상온에서 3번 반복하여 측정하였다.
UV살균은 UV살균기를 이용하여 1차 230 W 10단, 2차 320 W 8단, 3차 320 W 5단으로 살균기 모터속도는 1차와 2차는 25 Hz와 3차는 40 Hz의 속도로 살균을 실시하였다(Bang 등 2016). 초고압살균은 초고압장치(WIP-L60-50-200, Ilshin autoclave Inc., Daejeon, Korea)를 이용하여 600 MPa에서 2분, 5분, 10분간 처리하여 사용하였다. 모든 시료는 기존 제품의 저장온도인 4℃를 유지하였으며, 24시간 간격으로 총 6일간 시료를 채취하여 분석에 사용하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 당근주스는 대조군으로 A회사의 비살균 제품과 UV살균 제품을 제공받아 사용하였으며, 제조 공정도는 원료입고, 보관, 세척, 분쇄, 착즙, 냉각, 여과, 살균, 혼합, 금속제거, 자외선살균, 냉각, 여과, 포장/충전 및 출하공정으로 구분된다. UV살균은 UV살균기를 이용하여 1차 230 W 10단, 2차 320 W 8단, 3차 320 W 5단으로 살균기 모터속도는 1차와 2차는 25 Hz와 3차는 40 Hz의 속도로 살균을 실시하였다(Bang 등 2016).

데이터처리

통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 12.0 SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하고, 측정군 간의 상관관계를 분석하였다. 당근주스 저장기간별 유의차는 one-way ANOVA(analysis of variance)로 분석한 뒤, 신뢰구간 P<0.
, Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하고, 측정군 간의 상관관계를 분석하였다. 당근주스 저장기간별 유의차는 one-way ANOVA(analysis of variance)로 분석한 뒤, 신뢰구간 P<0.05에서 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.

이론/모형

호기성 일반세균의 생균수 측정은 Cho & Kim(2010)의 방법에 따라 시료액을 1 mL씩 취하여 9 mL의 멸균된 0.85%saline 용액으로 단계 희석하여 총균수 측정용 건조필름배지 (petri film aerobic count plates, 3M Co., St, Pail, MN, USA)에접종하였다. 시료를 접종한 배지를 37℃에서 24시간 배양시킨 후 colony 수를 측정하여 log CFU/mL로 표시하였다.

성능/효과

이는 무처리 당근주스의 미생물수 증가에 따른 pH 감소와 미생물과 LOX 효소에 의한 β-carotene의 파괴 때문인 것으로 생각되며, βcarotene의 파괴로 인한 당근주스의 고유의 색의 손실에 의한 것으로 생각된다. UV처리 및 초고압처리에 의한 미생물수 감소 및 효소의 불활성화를 통해 당근주스의 pH 감소 억제및 β-carotene의 안정화로 인한 당근주스의 색의 변화를 방지할 수 있었고, 이를 통한 기존의 비가열 살균공정인 UV처리를 대체하여 초고압처리의 적용이 가능할 것으로 예상된다.
8 log CFU/mL에서 4일차에 7log CFU/mL로 증가하였다는 결과와 일치하였다. UV처리 및초고압 처리 당근주스의 초기 균수는 2.37±0.04 log CFU/ mL 및 2.34±0.04 log CFU/mL로 무처리 당근주스 대비 3 log cycle 감소하여 초기 미생물수 사멸효과는 UV 및 초고압 처리의 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 하지만, 저장기간이 증가함에 따라 UV처리 당근주스는 저장 6일차에 4.
Koca 등(2007)은 무처리 및 데치기를 한 당근에서 저장 기간에 따라 β-carotene의 파괴가 나타났고, 그에 따 른 당근의 고유한 색이 손실되었다고 보고하였다. 따라서 본연구에서도 무처리 당근주스의 β-carotene 함량의 감소가 급격히 발생하는 4일차 이후에 L값, a값 및 b값의 변화로 인한 당근주스의 고유한 색이 손실되었고, UV처리 당근주스와 초고압처리 당근주스의 경우, 저장기간에 따라 β-carotene 안정성이 유지되었기 때문에 색도의 변화가 크지 않은 것으로 판단된다.
Kim 등(2010)의 저장 5일째 무처리군의 β-carotene 함량이 40% 감소하고, 그 이후에 급격하게 감소하였다는 보고와 비슷한 경향을 나타내었다. 반면, UV처리 당근주스는 초기 263.46 μg/mL에서 저장 6일차에는 243.42 μg/mL로, 초고압처리 당근주스는 처리시간에 따라서 2분에서는 278.69~ 231.115 μg/mL, 5분에서는 297.02~267.54 μg/mL, 10분에서는 268.35~258.80 μg/mL 범위로 저장기간에 따른 유의적인 차이를 나타내지 않았고, 무처리 당근주스에 비해 안정적으로 유지되었다. Kim 등(2001)의 연구에 따르면 초고압처리, 열처리 및 초고압과 열처리의 병행처리를 통해서 식물성 vitamin과 carotenes를 분해하는 lipoxygenase(LOX)가 불활성화되고, 그 효과는 초고압 처리에서 가장 높게 나타났는데, 본 연구에 서도 600 MPa의 초고압처리를 통해 lipoxygenase(LOX)등의 효소의 불활성을 유도하였고, 그에 따라 β-carotene의 함량변화를 최소화한 것으로 판단된다.
무처리 당근주 스의 β-carotene 함량 변화는 저장 4일차 이후에 급격히 감소하였지만, UV처리 및 초고압처리 당근주스는 저장기간에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 본 연구결과를 통해서 당근주스의 살균공정에 있어서 기존에 사용되어지는 UV처리 이외에도 초고압처리가 적용 가능할 것으로 예상되며, 초고압 처리시간 2분, 5분, 10분에 따른 당근주스의 품질에 큰변화가 없기 때문에, 당근주스의 살균하는데 있어서 600 MPa의 압력에서 2분을 효율적인 최적 조건으로 선정하였다.
본 연구에서는 UV처리와 초고압처리 한 당근주스의 저장 기간에 따른 저장성 평가 및 품질 특성의 변화를 살펴보았다. 호기성 미생물수는 무처리 당근주스에서 저장기간이 증가함에 따라 증가하다가 저장 6일차에 감소하였고, UV처리 당근 주스는 저장기간이 증가함에 따라 증가하였지만, 초고압처리 당근주스는 초기 미생물수를 유지하였다. 무처리 당근주스는 저장기간 4일차 이후 pH가 급격하게 감소하였지만, UV처리및 초고압처리 당근주스는 저장기간에 따른 큰 변화가 나타나지 않았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근 성인병의 발병의 가장 큰 원인은 무엇인가?	최근 식생활 패턴이 점차 서구화되면서 성인병의 발병률이 높아지고 있다. 이들 질병은 특히 육류와 지방, 정제가공 식품, 식품첨가물 등의 과다 섭취에 따른 식생활 습관이 주요 원인인 것으로 알려져, 최근 채소, 과일 등의 식물성 식품을 선호하는 경향이 높아지고 있다(Lee 등 1995; Jo & Jung 2000). 특히 수요층이 급속도로 증가되고 있는 신선 음료류는 당일 생산, 당일 입고는 물론, 원료 선별에서 생산, 유통 환경에 이르기까지 미생물 및 이화학적 품질 안정성을 고려하여 모든 생산 공정과 제품 배송 차량의 온도까지 철저히 통제 관리가 필요한 대표적인 식품군이다(Kim 등 2009).
	당근이란 무엇인가?	당근은 황색이나 등황색을 띠는 채소로서 등황색 색소인 β-carotene을 많이 함유하고 있으며, 비타민 A의 전구물질로 항산화 효과, 항암작용 및 성인병 예방 등의 기능을 가지고 있으며(Kim 등 2001; Sohn 등 2006), α-carotene의 공급원으로 알려져 있다(Senti & Rizek 1975). 그러나 당근주스는 오렌지 주스 등 다른 과채류 주스보다 pH가 높아 세균 오염 가능성이 더 높아(Park 등 2002), 세균 오염을 방지하기 위한 살균 공정이 요구된다.
	당근주스에서 살균 공정이 필요한 이유는?	당근은 황색이나 등황색을 띠는 채소로서 등황색 색소인 β-carotene을 많이 함유하고 있으며, 비타민 A의 전구물질로 항산화 효과, 항암작용 및 성인병 예방 등의 기능을 가지고 있으며(Kim 등 2001; Sohn 등 2006), α-carotene의 공급원으로 알려져 있다(Senti & Rizek 1975). 그러나 당근주스는 오렌지 주스 등 다른 과채류 주스보다 pH가 높아 세균 오염 가능성이 더 높아(Park 등 2002), 세균 오염을 방지하기 위한 살균 공정이 요구된다. 그러나 살균 공정 중 대표적인 공정인 열처리는 향기성분이나 비타민 C 등 유효성분의 파괴를 동반하고, 첨가제의 사용은 엄격한 제재를 받는다.

참고문헌 (28)

Alpas H, Kalchayanand N, Bozoglu F, Ray B. 2000. Interactions of high hydrostatic pressure, pressurization temperature and pH on death and injury of pressure-resistant and pressure-sensitive strains of foodborne pathogens. Int J Food Microbiol 60:33-42

상세보기
Aymerich T, Picouet PA, Monfort JM. 2008. Decontamination technologies for meat products. Meat Science 78:114-129

상세보기
Bang IH, Joung MY, Kwon SC. 2016. Study of the limitation standards setting of sterilization processing to vagetable uuice contain barley sprout. J Korea Acad Industr Coop Soc 17:367-373
Cho SD, Kim GH. 2010. Changes of quality characteristics of salt-fermented shrimp prepared with various salts. Korean J Food Nutr 23:291-298
Cook DW. 2003. Sensitivity of Vibrio species in phosphate-buffered saline and in oysters to high-pressure processing. J Food Prot 66:2276-2282

상세보기
Ha KY, Shin JK, Lee SH, Cho HY, Pyun YR. 1999. Non-thermal pasteurization of carrot juice by high voltage pulsed electric fields with exponential decay pulse. Korean J Food Sci Technol 31:1577-1582
Hayashi R. 1995. Use of high pressure in bioscience and in biotechnology. In High Pressure Bioscience and Biotechnology. Balny C, eds. Elsvier Science, Kyoto, Japan. Vol 13, p.1-7
Hsieh CW, Ko WC. 2008. Effect of high-voltage electrostatic field on quality of carrot juice during refrigeration. LWT Food Sci Technol 41:1752-1757

상세보기
Jo JO, Jung IC. 2000. Changes in carotenoid contents of several green-yellow vegetables by blanching. Korean J Soc Food Sci 16:17-21
Kim BS, Lee HO, Kim JY, Yoon DH, Cha HS, Kwon KH. 2009. Microbial contamination in a facility for processing of fresh-cut leafy vegetables. Korean J Food Preserv 16:573-578
Kim SM, Cho YS, Sung SK. 2001. The antioxidant ability and nitrite scavenging ability of plant extracts. Korean J Food Sci Technol 33:626-632
Kim YK, Lee YH, Yumiko I. 2010. Effects of high pressure on quality stability of fresh fruit puree and vegetable extracts during storage. Korean J Food Preserv 17:190-195
Kim YS, Park SJ, Cho YH, Park J. 2001. Effects of combined treatment of high hydrostatic pressure and mild heat on the quality of carrot juice. J Food Sci 66:1355-1360

상세보기
Kingsley DH, Holliman DR, Calci KR, Chen H, Flick GJ. 2007. Inactivation of a norovirus by high-pressure processing. Appl Environ Microbiol 73:581-585

상세보기
Knorr D. 1993. Effects of high-hydrostatic-pressure processes on food safety and quality. Food Technol 47:156-161
Koca N, Burdurlu HS, Karadeniz F. 2007. Kinetics of colour changes in dehydrated carrots. J Food Eng 78:449-455

상세보기
Lee KH, Choi HS, Kim WJ. 1995. Effect of several factors on the characteristics of six-vegetable and fruit juice. Korean J Food Sci Technol 27:439-444
Metrick C, Dallas GH, Daniel FF. 1989. Effects of high hydrostatic pressure on heat resistant and heat sensitive strains of Salmonella. J Food Sci 54:1547-1549

상세보기
Park SJ, Lee JI, Park J. 2002. Effects of a combined process of high-pressure carbon dioxide and high hydrostatic pressure on the quality of carrot juice. J Food Sci 67:1827-1834

상세보기
Patterson MF, McKay AM, Connolly M, Linton M. 2012. The effect of high hydrostatic pressure on the microbiological quality and safety of carrot juice during refrigerated storage. Food Microbiol 30:205-212

상세보기
Rastogi NK, Raghavarao KSMS, Balasubramaniam VM, Niranjan K, Knorr Dl. 2007. Opportunities and challenges in high pressure processing of foods. Crit Rev Food Sci Nutr 47: 69-112

상세보기
Senti FR, Rizek RL. 1975. Nutrient levels in horticultural crops. HortScience 10:243-246
Shin JK, Ha KY, Pyun YR, Choi MS, Chung MS. 2007. Pasteurization of carrot juice by high voltage pulsed electric fields with square wave pulse and quality change during storage. Korean J Food Sci Technol 39:506-514
Simpson RK, Gilmour A. 1997. The effect of high hydrostatic pressure on the activity of intracellular enzymes of Listeria monocytogenes. Lett Appl Microbiol 25:48-53

상세보기
Sohn KS, Seog EJ, Lee JH. 2006. Quality changes of carrot juice as influenced by clarification methods. Food Eng Prog 10:48-53
Wang XC, Chen L, Ma CL, Yao MZ, Yang YJ. 2010. Genotypic variation of beta-carotene and lutein contents in tea germplasms, Camellia sinensis (L.) O. Kuntze. J Food Compos Anal 23:9-14

상세보기
Yun HS, Park SJ, Park JY. 1997. Effect of a combined treatment of high hydrostatic pressure and carbonation on the quality characteristics of valencia orange juice. Korean J Food Sci Technol 29:974-981
Yuste J, Capellas M, Pla R, Fung DYC, Mor-Mur M. 2001. High pressure processing for food safety and preservation: a review. J Rapid Methods Autom Microbiol 9:1-10

상세보기

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증