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문제 정의
- 따라서 본 연구는 플라즈마 간접 처리가 식육 균질물의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었으며, 플라즈마 처리 시간에 따른 식육 균질물의 온도, pH, 아질산 이온 함량 및 총 호기성 미생물 수와 식육 균질물의 가열 후 육색, 잔류 아질산 이온 함량, 지질 및 단백질 산패도를 측정하였다.
제안 방법
- MDA는 Atlantis T3 C18 RP column (4.6 × 250 mm, 5 µm particles)을 사용하여 HPLC (ACME 9000; Younglin Instruments Inc., Daejeon, Korea)로 분석하였으며, 30 mM K2HPO4 (H3PO4를 이용해 pH 6.2로 조정) 을 이동상으로 사용하였다.
- KG, Germany). 균질액은 Whatman No.4 여과지(Whatman, Maidstone, England)를 이용해 여과한 후 pH측정기(SevenEasy, Mettler-Toledo Inti Inc., Schwerzenbach, Switzerland)를 이용해 여과액의 pH를 측정하였다.
- 식육 균질물 제조에 사용된 분쇄 돈육 후지와 등지방은 현지 시장에서 구입 하였다. 돈육(2.6 kg), 지방(0.4 kg), 물(0.2 kg), 소금(2%), 인산염(0.3%), 난백분(0.3%), 설탕(1%), 및 L-아스코르브산나트륨(0.05%)을 food mixer를 이용 혼합하면서 플라즈마를 처리하였다. 본 연구에 이용된 플라즈마 간접 처리 시스템은 전원 공급부(power supply), 플라즈마 발생부(plasma source chamber), 및 식육 균질물 혼합부(food mixer)로 구성되었다(Fig.
- 2% 2, 4-DNPH를 1 mL첨가하였다. 두 개의 시료를 모두 실온에 1시간 두었고 이후 10% TCA를 1 mL 첨가하였다. 카보닐 함량 측정을 위한 시료는 남은 DNPH 제거를 위해 1 : 1 비율의 에탄올 : 에틸아세테이트 1 mL로 두 번 세척하였다.
- 2 mL씩 2 mL 튜브에 담은 후 차가운 10% TCA를 1 mL 넣은 후 10분간 10,000 × g 로 원심분리 하였다. 두 개의 침전물 중 하나는 단백질 농도 측정을 위해 2 M HCL 1 mL을 첨가하였으며, 다른 하나는 카보닐 함량 측정을 위해 0.2% 2, 4-DNPH를 1 mL첨가하였다. 두 개의 시료를 모두 실온에 1시간 두었고 이후 10% TCA를 1 mL 첨가하였다.
- , Saint-Nom-la-Bretche, France)를 이용하여 혼합하였다. 멸균 식염수를 사용하여 10배 희석법으로 단계적으로 희석하였다. 각 희석액(0.
- 05%)을 food mixer를 이용 혼합하면서 플라즈마를 처리하였다. 본 연구에 이용된 플라즈마 간접 처리 시스템은 전원 공급부(power supply), 플라즈마 발생부(plasma source chamber), 및 식육 균질물 혼합부(food mixer)로 구성되었다(Fig. 1). 플라즈마 소스는 dielectric-barrier discharge를 이용하였으며, electrode 및 ground case 냉각을 위한 냉각관을 구성하여 플라즈마 발생 중 수돗물을 순환 시켜 플라즈마 소스를 냉각시켰다.
- 시료(10 g)와 멸균한 생리 식염수(90 mL)를 stomacher (BagMixer® 400, Interscience Ind., Saint-Nom-la-Bretche, France)를 이용하여 혼합하였다.
- 시료(3 g)에 증류수 6 mL과 7.2%의 2, 6-di-tret-butyl-4-methylpehnol 50µL을 첨가하여 균질기(T25 basic, IKA GmbH & Co. KG, Germany)를 이용하여 균질했다.
- 식육 균질물의 미생물 분석을 위해 시료를 플라즈마를 처리하는 동안 15분 간격으로 채취하였으며, 식육 균질물의 총 호기성균 수(Total aerobic bacteria count)를 측정하였다. 시료(10 g)와 멸균한 생리 식염수(90 mL)를 stomacher (BagMixer® 400, Interscience Ind.
- 식육 균질물의 온도는 Cable probe (thermocouple type K)를 믹서 바닥에 고정 후 디지털 온도계(YF-160A, Koang Yee Enterprise Co., Ltd., Taipei, Taiwan)에 연결하여 플라즈마를 처리하는 동안 15분 간격으로 측정하였다.
- 2 kg을 혼합하면서 플라즈마 처리하였으며, 플라즈마 처리 중 15분 간격으로 식육 균질물의 각기 다른 3 지점에서 시료를 채취하여 분석에 이용하였다. 식육 균질물의 플라즈마 처리는 총 3번 수행하였다.
- 5 kw에서 대기상의 공기를 이용하여 플라즈마를 발생시켰으며, 생성된 플라즈마는 순환펌프(circulation pump)에 연결된 플라즈마 공급관을 통해 식육균질물에 처리하였다. 식육균질물 3.2 kg을 혼합하면서 플라즈마 처리하였으며, 플라즈마 처리 중 15분 간격으로 식육 균질물의 각기 다른 3 지점에서 시료를 채취하여 분석에 이용하였다. 식육 균질물의 플라즈마 처리는 총 3번 수행하였다.
- 육색 측정을 위한 시료는 플라즈마 처리 15분마다 채취하였다. 시료 30 g을 80℃의 water bath에서 30분간 익힌 후 10분간 냉각하였다.
- 시료 30 g을 80℃의 water bath에서 30분간 익힌 후 10분간 냉각하였다. 조리한 식육 균질물의 육색은 색도계(CM_3500d, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(L*), 적색도(a*)및 황색도(b*)를 측정했다. 시료 표면을 2회 반복하여 측정 후 평균값을 사용하였다.
- 본 연구는 3반복으로 수행되었으며 분석 결과를 완전 임의 배치법(randomized complete block design, batch as a block) 하에 일반선형모형(general linear model)을 이용하여 통계분석 하였다. 통계 분석의 주효과는 플라즈마 처리시간으로 설정하였다. 분석 결과는 평균값(least-square mean) 및 평균값의 표준오차(standard error of the least-square means)로 나타내었으며, 주효과에 대한 유의성은 검정은 Tukey의 다중검정법을 이용하였다(p < 0.
- 플라즈마 소스는 dielectric-barrier discharge를 이용하였으며, electrode 및 ground case 냉각을 위한 냉각관을 구성하여 플라즈마 발생 중 수돗물을 순환 시켜 플라즈마 소스를 냉각시켰다.
- 플라즈마 소스는 dielectric-barrier discharge를 이용하였으며, electrode 및 ground case 냉각을 위한 냉각관을 구성하여 플라즈마 발생 중 수돗물을 순환 시켜 플라즈마 소스를 냉각시켰다. 플라즈마 소스를 저주파의 파워서플라이에 연결하여 1.5 kw에서 대기상의 공기를 이용하여 플라즈마를 발생시켰으며, 생성된 플라즈마는 순환펌프(circulation pump)에 연결된 플라즈마 공급관을 통해 식육균질물에 처리하였다. 식육균질물 3.
대상 데이터
- 식육 균질물 제조에 사용된 분쇄 돈육 후지와 등지방은 현지 시장에서 구입 하였다. 돈육(2.
데이터처리
- 본 연구는 3반복으로 수행되었으며 분석 결과를 완전 임의 배치법(randomized complete block design, batch as a block) 하에 일반선형모형(general linear model)을 이용하여 통계분석 하였다. 통계 분석의 주효과는 플라즈마 처리시간으로 설정하였다.
- 분석 결과는 평균값(least-square mean) 및 평균값의 표준오차(standard error of the least-square means)로 나타내었으며, 주효과에 대한 유의성은 검정은 Tukey의 다중검정법을 이용하였다(p < 0.05).
- 조리한 식육 균질물의 육색은 색도계(CM_3500d, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(L*), 적색도(a*)및 황색도(b*)를 측정했다. 시료 표면을 2회 반복하여 측정 후 평균값을 사용하였다.
- 05). 통계 분석은 SAS 프로그램(version 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 사용하였다.
이론/모형
- 단백질 산패도는 Armenteros et al. (2016)의 방법에 따라 dinitrophenylhydrazine (DNPH)를 이용한 유도체화를 통해 총 카보닐 함량을 측정하였다. 시료(1 g)에 20 mM sodium phosphate buffer에 녹인 0.
- 식육 균질물의 아질산이온 함량 측정은 AOAC method 973.31 (AOAC, 1990)에 따라 측정하였다. 200 mL 메스플라스크(volumetric flask)에 채취한 시료(10 g)와 온수(80℃) 150 mL을 충분히 섞어 넣는다.
- 지질 산패도는 Jung et al. (2016)의 방법에 따라 malondialdehyde를 측정하였다. 시료(3 g)에 증류수 6 mL과 7.
성능/효과
- , 2011). 그러나 본 연구에서 플라즈마 처리 시간에 따른 총 호기성 미생물 수에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(Table 1). 본 연구의 결과는 기존 연구의 결과와 동일하였는데, Jung et al.
- 09, Table 3). 단백질 산패 생성물인 carbonyl 함량 측정결과 플라즈마 처리 시간이 증가함에 따라 carbonyl 함량이 유의적으로 증가하여 플라즈마 처리가 식육 균질물의 단백질을 산패 시키는 것으로 나타났다. 플라즈마 내에 존재하는 활성산소종은 플라즈마의 미생물 제어 효과의 주요 물질이지만 식육의 지질 및 단백질 산패를 일으키는 물질로 보고되고 있다(Falowo et al.
- 대기압 저온 플라즈마를 식육 균질물에 간접 처리한 결과 식육 균질물에 낮은 온도 증가와 함께 효과적으로 아질산 이온이 생성됨이 확인되었다. 또한 식육 균질물의 가열 후 염지 육색이 발현됨을 확인하였다.
- (2009)에 따르면 플라즈마 발생 전력이 증가할수록 플라즈마의 온도가 증가한다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 높은 플라즈마 발생 전력을 이용하였음에도 식육 균질물의 온도 증가가 Jung et al. (2017a)의 결과와 동일 한 것은 플라즈마 간접 처리를 통해 식육 균질물의 온도 증가가 플라즈마 직접 처리와 비교하여 억제된 결과라고 할 수 있다.
- 대기압 저온 플라즈마를 식육 균질물에 간접 처리한 결과 식육 균질물에 낮은 온도 증가와 함께 효과적으로 아질산 이온이 생성됨이 확인되었다. 또한 식육 균질물의 가열 후 염지 육색이 발현됨을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과 대기압 저온 플라즈마 간접처리 방법은 합성 아질산염을 대체할 수 있는 염지 기술로서 식육가공식품 산업에 이용이 가능할 것으로 생각된다.
- 본 연구에서 플라즈마 간접 처리 방식을 이용하였음에도 식육 균질물의 온도가 기존 연구와 동일하게 증가하였는데 이는 플라즈마 발생 전력 차이에 따는 결과로 생각된다. 본 연구에서 3 kg의 식육 균질물에 플라즈마 간접 처리 시 플라즈마 발생 전력은 1500 W 였다. 하지만 Jung et al.
- 0℃까지 증가함을 보고하였다. 본 연구에서 플라즈마 간접 처리 방식을 이용하였음에도 식육 균질물의 온도가 기존 연구와 동일하게 증가하였는데 이는 플라즈마 발생 전력 차이에 따는 결과로 생각된다. 본 연구에서 3 kg의 식육 균질물에 플라즈마 간접 처리 시 플라즈마 발생 전력은 1500 W 였다.
- , 2010). 본 연구에서 플라즈마 처리 시간 증가와 함께 식육 균질물 내 아질산 이온 함량이 유의적으로 증가함이 확인 되었으며, 플라즈마 처리 60분 후 식육 균질물내 아질산 이온 함량은 377.68 mg/kg으로 나타났다(Fig. 2). 본 결과는 기존의 연구결과와 일치하는 결과로 Jung et al.
- 플라즈마 간접 처리 중 식육 균질물의 온도는 플라즈마 처리 시간이 증가할수록 유의적으로 증가하여, 플라즈마 처리 60분 후 식육 균질물의 온도가 2.10℃에서 20.0℃로 증가하였다(Table 1). 이는 플라즈마 발생 시 전자와 분자의 비탄성 충돌로 인해 가스 온도가 증가하고 식육 균질물의 온도 보다 높은 온도의 가스가 식육 균질물에 흡수됨에 따른 결과이다(Van Durme et al.
- 플라즈마 처리 전 식육 균질물의 pH는 6.11이였으며, 플라즈마 처리 시간이 증가함에 따라 식육 균질물의 pH가 유의적으로 감소하여 플라즈마 처리 60분후 5.84까지 감소함이 나타났다(Table 1). Jung et al.
- 플라즈마 처리된 식육 균질물의 가열 후 지질 산패도를 측정한 결과 지질 산패에 의해 생성되는 물질인 malondialdehyde의 함량이 플라즈마 처리시간 증가에 따른 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났지만 플라즈마 처리 45분 후부터 증가하는 경향을 보였다(p = 0.09, Table 3). 단백질 산패 생성물인 carbonyl 함량 측정결과 플라즈마 처리 시간이 증가함에 따라 carbonyl 함량이 유의적으로 증가하여 플라즈마 처리가 식육 균질물의 단백질을 산패 시키는 것으로 나타났다.
- 플라즈마 처리된 식육균질물의 가열 후 잔류 아질산 이온 함량을 측정한 결과 플라즈마 처리 시간이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 3). 이는 플라즈마 처리 시간이 증가함에 따라 식육균질물 내 생성된 아질산 이온이 증가함에 따른 결과로 생각된다.
- , 2014). 하지만 본 연구에서 플라즈마 처리 45분 후부터 지질 산패의 증가 경향이 나타나고 플라즈마 처리 60분 하였을 때 단백질 산패가 유의적으로 증가하였는데, 아질산 이온 생성량을 고려하였을 때 최대 플라즈마 처리시간이 30분 미만으로 플라즈마 처리에 따른 지질 및 단백질 산패의 문제가 없을 것으로 생각된다.
- 42 mg/kg 라고 보고하였다. 하지만 본 연구에서는 플라즈마 처리 30분 후 식육 균질물 내 아질산 이온 함량이 196.54 mg/kg으로 기존 연구와 비교하여 아질산 이온이 약 2.98배 및 4.63배 높게 생성되었다. Wang et al.
- 42 mg/kg으로 아질산염 첨가 허용량과 비교하여 매우 낮은 수준이었다. 하지만 본 연구의 결과 플라즈마 처리 15분 후 식육 균질물의 온도 및 아질산 이온 함량이 6.67℃ 및 96.07 mg/kg으로 기존 연구들과 비교하여 짧은 처리시간 및 식육 균질물의 낮은 온도증가와 함께 더 많은 아질산 이온 생성이 가능함이 확인되었다.
후속연구
- 또한 식육 균질물의 가열 후 염지 육색이 발현됨을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과 대기압 저온 플라즈마 간접처리 방법은 합성 아질산염을 대체할 수 있는 염지 기술로서 식육가공식품 산업에 이용이 가능할 것으로 생각된다.
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