[논문]반응표면분석을 이용한 레토르트 계란찜의 살균조건 최적화

최찬익; 문지혜; 정명수

doi:10.9721/kjfst.2018.50.3.331

문제 정의

따라서 본 연구는 레토르트 계란찜에 대한 다양한 살균조건을 적용 및 검토함으로써 그에 따른 품질적 특성을 평가하고자 하였으며, 반응표면분석법을 이용해 품질 저하의 최소화 그리고 미생물적 안전성을 확보한 상온유통 계란찜의 최적 살균조건을 도출하고자 하였다.
본 연구는 계란찜에 대한 다양한 살균조건을 적용 및 검토함으로써 그에 따른 품질적 특성을 평가하고 반응표면분석법을 이용해 품질 저하의 최소화와 미생물적 안전성을 확보한 계란찜의 상업적 생산과 상온유통이 가능한 최적 살균조건을 도출하고자 하였다. 예비실험을 통하여 적절한 살균강도를 가지도록 3가지 구간의 살균온도(X₁: 115, 119, 123^oC)와 3가지 살균시간(X₂: 25, 35, 45 min), 2가지 구간의 살균방법(X₃: 1단과 2단 살균)을 독립변수로 설정하였으며, 각각의 실험조건에 대한 평가를 할 수 있는 종속변수로서 F₀값, 최대응력(식감), pH, 색도(L, a, b값) 및 관능적 특성(외관선호도, 전반기호도, 식감선호도, 계란향미 선호도)에 대해 측정하여 통계 처리하였다.

제안 방법

각 살균조건 별 시료의 텍스처 특성은 레오미터(Sun Rheometer Compac-100II., Sun Scientific, Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 최대응력(g)을 측정하였다. 레오미터의 측정조건은 테이블 속도 120mm/min이었고, 압력 감지기 막대는 no.
각 살균조건에 따른 제품의 색 변화를 측정하기 위하여 색도 색차계(spectro color meter, SA2000, Nippon denshoku, Japan)를사용하여 Hunter’s value인 L (lightness), a (redness) 및 b (yellowness) 값을 측정하였다.
계란찜은 부드러운 식감이 주요 품질특성인 제품으로 텍스처와 관련한 선호도가 전체적인 품질에 큰 영향을 끼칠 것으로 판단하였으며, 이에 각 살균조건에 따른 식감의 선호도를 조사하였다(Table 3). 3개의 독립변수와 식감선호도에 대해 반응표면 분석을 진행한 결과, 반응표면 회귀식의 R²값은 0.
계란찜의 살균조건 최적화 계란찜의 최적 살균조건을 도출하기 위해 각 종속변수들의 최적범위를 Table 5와 같이 설정하였으며, 설정된 최적범위를 적용하여 각 살균방법(1단 살균과 2단 살균)별로 등고선 분석을 실시하였다(Fig. 4). Fig.
실험조건 별 시료의 품질특성에 대한 관능검사를 실시하였다. 대용식으로 활용될 수 있는 제품특성을 고려하여 20-30대의 식품회사 연구원으로 재직 중인 훈련된 패널 9명을 대상으로 조사하였으며, 평가항목은 외관 선호도(매우 좋다 5점-매우 안 좋다 1점), 전반 기호도(매우 좋다 5점-매우 안 좋다 1점), 계란향미(매우 풍부하다 5점-매우 약하다 1점), 식감 선호도(매우 좋다 5점매우 안 좋다 1점) 등 4가지 항목으로 5점 평점법으로 실시하였다.
미리 설계된 총 18개의 살균조건에 대한 살균공정은 다단살균과 회전식 살균이 가능한 열수식 살균기(RCS-40, Hisaka Works, Ltd., Japan)를 이용하여 수행하였으며, 각각의 살균조건마다 data logger sensor (CTF 9008, Ellab A/S, Roedovre, Denmark)를 이용하여 온도와 F₀값을 측정하였다. 살균 공정 중 정확한 온도와 F₀값의 측정을 위해 제품에서 가장 열 전달이 늦은 지점인 냉점(cold point)을 선행연구를 통해 설정하였으며, 설정된 냉점에 센서가 위치하도록 18개의 각 살균조건마다 2개의 data logger sensor를 넣어 기록하였고, 조건 별 온도와 F₀값은 2개의 센서에서 얻은 결과를 평균값으로 계산하여 나타내었다.
25로 직경이 15 mm인 원기둥 막대를 사용하였다. 부하 셀(load cell)은 2 kg이었으며 시료는 제조한 용기 채로 리드필름을 제거하여 상부 표면이 매끄러운 상태에서 측정하였다. 모든 시료는 3회 반복하여 측정한 후, 결과를 평균값으로 나타내었다.
, Japan)를 이용하여 수행하였으며, 각각의 살균조건마다 data logger sensor (CTF 9008, Ellab A/S, Roedovre, Denmark)를 이용하여 온도와 F₀값을 측정하였다. 살균 공정 중 정확한 온도와 F₀값의 측정을 위해 제품에서 가장 열 전달이 늦은 지점인 냉점(cold point)을 선행연구를 통해 설정하였으며, 설정된 냉점에 센서가 위치하도록 18개의 각 살균조건마다 2개의 data logger sensor를 넣어 기록하였고, 조건 별 온도와 F₀값은 2개의 센서에서 얻은 결과를 평균값으로 계산하여 나타내었다.
본 실험에 사용된 계란은 시중 마트에서 구입한 C사의 특란 등급으로 실험 전 냉장 보관하였으며, 제품의 맛 품질을 맞추기 위해 사용한 조미원료로는 Table 1과 같이 시중에서 구입한 정제염과 가쓰오부시 농축물 등을 사용하였다. 시료의 준비를 위해 냉장 보관 된 계란을 손으로 할란하여 블랜더(HGB7WTS3, Waring Co. Huddinge, Sweden)로 30초간 흰자와 노른자를 혼합한 다음 30 메시의 체로 알끈과 난황막을 걸러 제거하였고, 준비된 전란액과 정제염, 생크림, 가쓰오부시 농축물과 정제수를 배합비율만큼 계량하여 균일하게 섞이도록 약 30초간 혼합하였다(Table 1). 혼합액을 용기(70×48×60 mm)에 만충 충전(약 120 g)하여 기포를 없앤 후, 밀봉 포장하였다.
실험조건 별 시료의 품질특성에 대한 관능검사를 실시하였다. 대용식으로 활용될 수 있는 제품특성을 고려하여 20-30대의 식품회사 연구원으로 재직 중인 훈련된 패널 9명을 대상으로 조사하였으며, 평가항목은 외관 선호도(매우 좋다 5점-매우 안 좋다 1점), 전반 기호도(매우 좋다 5점-매우 안 좋다 1점), 계란향미(매우 풍부하다 5점-매우 약하다 1점), 식감 선호도(매우 좋다 5점매우 안 좋다 1점) 등 4가지 항목으로 5점 평점법으로 실시하였다.
본 연구는 계란찜에 대한 다양한 살균조건을 적용 및 검토함으로써 그에 따른 품질적 특성을 평가하고 반응표면분석법을 이용해 품질 저하의 최소화와 미생물적 안전성을 확보한 계란찜의 상업적 생산과 상온유통이 가능한 최적 살균조건을 도출하고자 하였다. 예비실험을 통하여 적절한 살균강도를 가지도록 3가지 구간의 살균온도(X₁: 115, 119, 123^oC)와 3가지 살균시간(X₂: 25, 35, 45 min), 2가지 구간의 살균방법(X₃: 1단과 2단 살균)을 독립변수로 설정하였으며, 각각의 실험조건에 대한 평가를 할 수 있는 종속변수로서 F₀값, 최대응력(식감), pH, 색도(L, a, b값) 및 관능적 특성(외관선호도, 전반기호도, 식감선호도, 계란향미 선호도)에 대해 측정하여 통계 처리하였다. 대부분의 종속변수는 수치상으로 살균방법보다 살균온도와 살균시간에 훨씬 유의성이 높다는 것을 알 수 있었다.
정성적인 조건인 살균방법(X₃)은 열수를 투하하여 본 살균온도로 가열하는 일반적인 열수식 레토르트 살균과 열수를 투하한 후본 살균온도보다 더 낮은 온도에서 1차로 예비 살균 후 2차로 본 살균온도로 승온하여 살균을 수행하는 열수식 2단 레토르트살균으로 진행하였다. 총 18개의 각각 다른 살균조건에서 살균처리된 계란찜 제품에 대한 평가는 종속변수로써 F₀값(Y₁), 최대 응력(Y₂), pH (Y₃), 색도(Y_4-6)와 같은 이화화적 품질특성과 외관 선호도(Y₇), 전반기호도(Y₈), 식감선호도(Y₉), 계란향미선호도(Y₁₀)와 같은 관능검사를 통해 수행하였다.
)은 열수를 투하하여 본 살균온도로 가열하는 일반적인 열수식 레토르트 살균과 열수를 투하한 후본 살균온도보다 더 낮은 온도에서 1차로 예비 살균 후 2차로 본 살균온도로 승온하여 살균을 수행하는 열수식 2단 레토르트살균으로 진행하였다. 총 18개의 각각 다른 살균조건에서 살균처리된 계란찜 제품에 대한 평가는 종속변수로써 F₀값(Y₁), 최대 응력(Y₂), pH (Y₃), 색도(Y_4-6)와 같은 이화화적 품질특성과 외관 선호도(Y₇), 전반기호도(Y₈), 식감선호도(Y₉), 계란향미선호도(Y₁₀)와 같은 관능검사를 통해 수행하였다. 3개의 독립변수가 종속변수에 미치는 영향을 분석하기 위해 각각의 종속변수마다의 분산분석과 반응표면회귀분석을 수행하였고, 최적살균조건의 도출을 위해서 등고선분석을 이용하였다.

대상 데이터

, Tokyo, Japan)를 사용하여 최대응력(g)을 측정하였다. 레오미터의 측정조건은 테이블 속도 120mm/min이었고, 압력 감지기 막대는 no. 25로 직경이 15 mm인 원기둥 막대를 사용하였다. 부하 셀(load cell)은 2 kg이었으며 시료는 제조한 용기 채로 리드필름을 제거하여 상부 표면이 매끄러운 상태에서 측정하였다.
본 실험에 사용된 계란은 시중 마트에서 구입한 C사의 특란 등급으로 실험 전 냉장 보관하였으며, 제품의 맛 품질을 맞추기 위해 사용한 조미원료로는 Table 1과 같이 시중에서 구입한 정제염과 가쓰오부시 농축물 등을 사용하였다. 시료의 준비를 위해 냉장 보관 된 계란을 손으로 할란하여 블랜더(HGB7WTS3, Waring Co.

데이터처리

총 18개의 각각 다른 살균조건에서 살균처리된 계란찜 제품에 대한 평가는 종속변수로써 F₀값(Y₁), 최대 응력(Y₂), pH (Y₃), 색도(Y_4-6)와 같은 이화화적 품질특성과 외관 선호도(Y₇), 전반기호도(Y₈), 식감선호도(Y₉), 계란향미선호도(Y₁₀)와 같은 관능검사를 통해 수행하였다. 3개의 독립변수가 종속변수에 미치는 영향을 분석하기 위해 각각의 종속변수마다의 분산분석과 반응표면회귀분석을 수행하였고, 최적살균조건의 도출을 위해서 등고선분석을 이용하였다. 이와 같은 통계처리에는 SAS program ver.
각 살균조건에 따른 제품의 색 변화를 측정하기 위하여 색도 색차계(spectro color meter, SA2000, Nippon denshoku, Japan)를사용하여 Hunter’s value인 L (lightness), a (redness) 및 b (yellowness) 값을 측정하였다. 모든 시료는 3회 반복하여 측정한 후, 결과를 평균값으로 나타내었다. 생균수는 A.
3개의 독립변수가 종속변수에 미치는 영향을 분석하기 위해 각각의 종속변수마다의 분산분석과 반응표면회귀분석을 수행하였고, 최적살균조건의 도출을 위해서 등고선분석을 이용하였다. 이와 같은 통계처리에는 SAS program ver. 9.3 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)과 MINITAB statistical software (ver. 17, Minitab Inc., State College, PA, USA)를 사용하였으며, 모든 실험의 결과는 3회 반복하여 수행된 평균값과 표준편차로 나타내었다.

이론/모형

계란찜의 품질 저하 최소화와 미생물적 안전성 확보를 위한 최적 살균조건을 확립하기 위해 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 수행하였다. 살균공정의 독립변수(X_n)는 살균온도(X₁), 살균시간(X₂), 그리고 살균방법(X₃)에 대한 실험범위를 예비실험의 결과를 바탕으로 적절한 F₀값의 범위 내에서 움직일 수 있도록 선정하여 Table 2에 나타내었으며, 통계처리를 위해 다음과 같은 수식으로 코드화하였다.
생균수는 A.P.H.A.의 표준 우무평판배양법에 따라 37±0.5oC에서 24-48시간 배양하여 나타난 집락수를 계측하였다(APHA, 1970).

성능/효과

467로 반응표면 모델에 낮은 적합도를 보였고(Table 4). 3가지 독립변수 모두 유의수준 20% 이상으로 나타나 살균시간, 살균온도와 살균방법 모두 b값에 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있었다. 따라서 색도 b값은 최적 범위를 설정하는 독립 변수에서 제외하기로 하였다.
041로 5% 범위내에서 유의성 있는 것으로 인정되었다(Table 4). 3가지 독립변수 중 살균시간(X₂)과 살균방법(X₃)에 대해서만 5% 내에서 유의성을 보였으며, 살균온도(X₁)에선 유의성을 보이지 않아 살균온도보다 살균시간과 살균방법에 더 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 살균온도와 살균시간이 식감선호도에 미치는 영향을 나타낸 반응표면 그래프에서도 온도에 따른 경향성은 거의 없는 것으로 나타났고, 살균시간이 증가할수록 점수가 감소하는 경향을 파악할 수 있었으며, 이를 바탕으로 식감의 최적범위는 2.
003으로 1% 범위 내에서 유의성 있는 것으로 인정되었다(Table 4). 3가지 독립변수 중 살균온도(X₁)는 0.1% 수준에서 유의성이 인정되었고, 살균시간(X₂)에 대해서는 유의수준이 0.011로 5% 이내에서 유의성이 인정되었다. 그러나 살균방법(X₃)에 대해서는 10% 내에서도 유의성을 보이지 않았으므로 살균방법에 따른 전반기호도에 대한 영향성은 거의 없는 것으로 판단되었다.
01 이내에서 유의성이 인정되었다(Table 4). 3가지 독립변수 중 살균온도(X₁)와 살균방법(X₃)에 대해서는 10% 내에서도 유의성을 보이지 않았으나, 살균시간(X₂)은 5% 이내에서 유의성이 인정되어 살균온도나 살균방법보다 살균시간에 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. Fig.
008로 1% 범위 내에서 유의성 있는 것으로 인정되었다. 3가지 독립변수 중 살균온도에 대해서는 1% 이내의 그리고 살균시간은 5% 이내에서 유의성이 인정되었으나 살균방법에 대해서는 유의성을 보이지 않았다. 따라서 계란향미는 독립변수 중 살균온도와 살균시간에 영향을 받으며 그 중에도 살균온도에 더 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.
각각의 살균조건이 계란향미의 선호도에 미치는 영향을 파악하기 위하여 관능검사를 통해 평가한 결과를 Table 3에 나타내었다. 3개의 독립변수와 계란향미선호도에 대한 반응표면 분석의 결과, 반응표면 회귀식의 R²값은 0.839로 반응표면모델에 비교적 높은 적합도를 보였고 유의수준이 0.008로 1% 범위 내에서 유의성 있는 것으로 인정되었다. 3가지 독립변수 중 살균온도에 대해서는 1% 이내의 그리고 살균시간은 5% 이내에서 유의성이 인정되었으나 살균방법에 대해서는 유의성을 보이지 않았다.
계란찜은 부드러운 식감이 주요 품질특성인 제품으로 텍스처와 관련한 선호도가 전체적인 품질에 큰 영향을 끼칠 것으로 판단하였으며, 이에 각 살균조건에 따른 식감의 선호도를 조사하였다(Table 3). 3개의 독립변수와 식감선호도에 대해 반응표면 분석을 진행한 결과, 반응표면 회귀식의 R²값은 0.755로 반응표면모델에 비교적 높은 적합도를 보였고 유의수준이 0.041로 5% 범위내에서 유의성 있는 것으로 인정되었다(Table 4). 3가지 독립변수 중 살균시간(X₂)과 살균방법(X₃)에 대해서만 5% 내에서 유의성을 보였으며, 살균온도(X₁)에선 유의성을 보이지 않아 살균온도보다 살균시간과 살균방법에 더 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.
3개의 독립변수와 외관 선호도에 대해 반응표면 분석을 진행한 결과, 반응표면 회귀식의 R2값은 0.828로 반응표면모델에 비교적 높은 적합도를 보였고 p<0.01 이내에서 유의성이 인정되었다(Table 4).
전반기호도는 관능적 특성 중 제품의 품질을 판단하는 가장 중요한 요인으로서, 각 살균조건이 제품의 맛 품질에 미치는 영향을 파악하기 위하여 각각의 제품에 대해 관능검사를 실시하여 전반 맛에 대한 기호도를 평가하였고 Table 3에 나타내었다. 3개의 독립변수와 전반 맛에 대해 반응표면 분석을 진행한 결과, 반응표면 회귀식의 R²값은 0.868로 반응표면모델에 비교적 높은 적합도를 보였고 유의수준이 0.003으로 1% 범위 내에서 유의성 있는 것으로 인정되었다(Table 4). 3가지 독립변수 중 살균온도(X₁)는 0.
F₀값의 최적범위를 설정하기 위해 종속변수 중 관능 특성인 외관과 전반 그리고 계란향미 선호도와의 선형회귀분석을 실시한 결과, 회귀식의 R²값은 각각 0.18, 0.40, 0.19로 F₀값과 관능적 품질이 크게 유의하지 않는 것으로 확인되었다. F₀값의 최적범위설정에 있어 가장 중요한 것은 미생물적 안전성 확보에 있는데, 주원료인 계란에서 기인하는 주요 위해 미생물로는 창자염살모넬라세균(Salmonella Enteritidis)를 비롯하여 살모넬라 티피무륨(S.
값의 최적범위를 설정하기 위해 종속변수 중 관능 특성인 외관과 전반 그리고 계란향미 선호도와의 선형회귀분석을 실시한 결과, 회귀식의 R²값은 각각 0.18, 0.40, 0.19로 F₀값과 관능적 품질이 크게 유의하지 않는 것으로 확인되었다. F₀값의 최적범위설정에 있어 가장 중요한 것은 미생물적 안전성 확보에 있는데, 주원료인 계란에서 기인하는 주요 위해 미생물로는 창자염살모넬라세균(Salmonella Enteritidis)를 비롯하여 살모넬라 티피무륨(S.
19로 F₀값과 관능적 품질이 크게 유의하지 않는 것으로 확인되었다. 관능특성인자인 외관 선호도 및 전반 기호도와의 선형회귀 분석 결과, 회귀식의 R²값은 각각 0.11과 0.37로 유의성을 보이지는 않았으나 F₀값과의 선형회귀 분석 시 회귀식의 R²값은 0.91로 살균 강도에 따라 크게 영향 받는 것으로 확인되었다. F₀값의 최적범위가 6 이상이므로 이를 F₀값과 pH의 선형 회귀식에 대입하면 6 이상의 F₀값에 대응하는 pH의 범위는 7.
대부분의 종속변수는 수치상으로 살균방법보다 살균온도와 살균시간에 훨씬 유의성이 높다는 것을 알 수 있었다. 그러나 동일 살균온도와 살균시간에서는 2단 살균 시 유의적인 품질의 저하 없이 F₀값을 증가시키는 효과를 확인하였으며, 2단 살균과 같은 예비살균공정의 추가가 목표 F₀값에 도달하기 위한 살균온도 또는 살균시간을 줄이는 효과가 있는 것으로 사료된다. 최종적으로 계란찜의 살균조건을 최적화하기 위해 품질특성에 유의미한 결과가 도출된 8개의 종속변수(Table 5)를 선정하여 최적 살균조건을 도출한 결과, 1단 살균에서는 종속변수들의 최적범위를 만족하는 살균조건이 약 122.
예비실험을 통하여 적절한 살균강도를 가지도록 3가지 구간의 살균온도(X₁: 115, 119, 123^oC)와 3가지 살균시간(X₂: 25, 35, 45 min), 2가지 구간의 살균방법(X₃: 1단과 2단 살균)을 독립변수로 설정하였으며, 각각의 실험조건에 대한 평가를 할 수 있는 종속변수로서 F₀값, 최대응력(식감), pH, 색도(L, a, b값) 및 관능적 특성(외관선호도, 전반기호도, 식감선호도, 계란향미 선호도)에 대해 측정하여 통계 처리하였다. 대부분의 종속변수는 수치상으로 살균방법보다 살균온도와 살균시간에 훨씬 유의성이 높다는 것을 알 수 있었다. 그러나 동일 살균온도와 살균시간에서는 2단 살균 시 유의적인 품질의 저하 없이 F₀값을 증가시키는 효과를 확인하였으며, 2단 살균과 같은 예비살균공정의 추가가 목표 F₀값에 도달하기 위한 살균온도 또는 살균시간을 줄이는 효과가 있는 것으로 사료된다.
927), 더욱이 Mohan 등(2006)은 보리새우의 파우치 살균이 통조림 살균에 비해 살균시간의 감소로 색상이 밝아졌고 이에 기호도가 증가하는 등 품질이 향상되었다고 보고한 바 있다. 따라서 L값의 변화가 제품의 외관품질에 영향을 미치는 종속변수라 판단되므로, 최적 범위를 설정하는 종속변수에 포함시키고 최적범위는 평균값인 74.4 이상으로 설정하였다.
3가지 독립변수 중 살균온도에 대해서는 1% 이내의 그리고 살균시간은 5% 이내에서 유의성이 인정되었으나 살균방법에 대해서는 유의성을 보이지 않았다. 따라서 계란향미는 독립변수 중 살균온도와 살균시간에 영향을 받으며 그 중에도 살균온도에 더 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 살균온도와 살균시간이 계란향미선호도에 미치는 영향을 반응표면 그래프로 나타낸 결과(Fig.
7-120^oC와 27-30분 정도인 것으로 나타났다. 살균방법까지 고려한 최적조건을 도출하기 위해 반응최적화 프로그램을 사용하여 전반 기호도와 외관 선호도를 극대화하는 최적조건을 도출하였을 때, 2단 살균에서 약 120^oC, 25분 살균 시 최적의 품질을 얻을 수 있다는 결론을 도출하였다.
C와 25분이었다. 살균방법별 최적조건에서의 종속변수 값으로 판단하였을 때, 가장 중요한 인자인 전반기호도와 외관선호도를 기준으로 2단 살균 시 각 종속변수들의 최적조건을 만족하면서도 가장 품질적으로 우수한 계란찜을 만들 수 있다는 결론을 내릴 수 있었다.
001 이내에서 유의성이 인정되었다(Table 4). 살균온도(X₁)와 살균시간(X₂)이 F₀값에 미치는 영향을 반응표면 그래프로 나타낸 결과(Fig. 1A), 두 독립변수 중 특히 살균온도는 낮은 값보다 높은 값에서 시간에 따라 F₀값이 급격하게 증가하는 경향을 보여 F₀값은 살균시간보다 살균온도에 더 큰 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 레토르트 카레의 살균조건 실험 시 살균시간보다 살균온도가 F₀값에 미치는 영향이 훨씬 크다는 선행 연구결과와도 일치하는 결과이며(Chung 등, 1991), 이로써 고온단시간의 살균으로도 원하는 정도의 F₀값을 얻을 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
001 이내에서 유의성이 인정되었다(Table 4). 살균온도(X₁)와 살균시간(X₂)이 L값에 미치는 영향을 반응표면 그래프로 나타낸 결과(Fig. 2A), 두 독립변수 중 살균온도는 살균방식이나 살균시간에 관계 없이 중간 값에서 다소 감소하는 경향을 보였고 살균시간도 다른 독립변수에 관계 없이 살균시간이 증가할 수록 L값이 감소하는 경향을 나타내었으며, 이는 연육을 고온에서 살균 할수록 흰색도(whiteness)인 L값이 감소한다는 선행 연구와도 유사한 결과였다(Shie와 Park, 1999). L값에 대한 외관 선호도와의 선형회귀분석 결과, 회귀식의 R²값은 0.
001의 유의성이 인정되었다(Table 4). 살균온도(X₁)와 살균시간(X₂)이 a값에 미치는 영향을 반응표면 그래프로 나타낸 결과(Fig. 2B), 온도가 높을수록 살균 시간 증가에 따라 a값이 급격하게 증가하는 것으로 나타났으며, 살균시간에서도 짧은 시간보다 긴 시간 살균 시 온도에 따른 a 값 증가가 큰 것으로 나타났다. a값과 외관 선호도와의 연관성 파악을 위한 선형회귀분석 결과, 회귀식의 R²값은 0.
이러한 결과는 살균온도가 제품의 관능 특성과 살균도에 가장 큰 영향을 끼친다는 선행연구와 일치하는 결과이다. 살균온도(X₁)와 살균시간(X₂)이 전반 맛에 미치는 영향을 반응표면 그래프로 나타낸 결과(Fig. 3B), 낮은 온도에선 살균시간에 따른 경향성이 크게 보이지 않았으나 높은 온도에선 살균시간 증가에 따라 전반기호도가 급격하게 감소하였다. 전반기호도는 여러 관능적 특성 중에서도 제품의 품질을 결정하는 가장 중요한 인자로 전반기호도의 최적범위는 보통을 의미하는 3.
살균온도와 살균시간뿐만 아니라 살균방법까지 통합하여 최적 조건을 도출하기 위해 품질지표인 외관선호도, 전반기호도, 식감 선호도, 계란향미선호도와 L값, a값에 대해서는 최대화하여 설정하고 F₀값에 대해서는 목표 값을 6으로 설정, 그리고 가장 중요한 인자인 전반기호도와 F₀값은 중요도와 가중치를 각각 2배씩 더하여 최적조건을 도출하였을 때, 1단 살균에서는 약 122^oC와 25분 살균 시 가장 최적인 것으로 나타났으며, 2단 살균에서의 최적조건은 약 120^oC와 25분이었다. 살균방법별 최적조건에서의 종속변수 값으로 판단하였을 때, 가장 중요한 인자인 전반기호도와 외관선호도를 기준으로 2단 살균 시 각 종속변수들의 최적조건을 만족하면서도 가장 품질적으로 우수한 계란찜을 만들 수 있다는 결론을 내릴 수 있었다.
따라서 계란향미는 독립변수 중 살균온도와 살균시간에 영향을 받으며 그 중에도 살균온도에 더 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 살균온도와 살균시간이 계란향미선호도에 미치는 영향을 반응표면 그래프로 나타낸 결과(Fig. 3D), 높은 온도에선 살균시간의 증가로 계란향미선호도가 감소했으나, 중간 이하의 온도에선 오히려 중간 정도의 살균시간에서 점수가 가장 높은 것을 알 수 있었다. 각각의 살균조건에 따른 계란향미선호도는 2.
3가지 독립변수 중 살균시간(X₂)과 살균방법(X₃)에 대해서만 5% 내에서 유의성을 보였으며, 살균온도(X₁)에선 유의성을 보이지 않아 살균온도보다 살균시간과 살균방법에 더 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 살균온도와 살균시간이 식감선호도에 미치는 영향을 나타낸 반응표면 그래프에서도 온도에 따른 경향성은 거의 없는 것으로 나타났고, 살균시간이 증가할수록 점수가 감소하는 경향을 파악할 수 있었으며, 이를 바탕으로 식감의 최적범위는 2.9 이상으로 설정하였다(Fig. 3C).
그러나 동일 살균온도와 살균시간에서는 2단 살균 시 유의적인 품질의 저하 없이 F₀값을 증가시키는 효과를 확인하였으며, 2단 살균과 같은 예비살균공정의 추가가 목표 F₀값에 도달하기 위한 살균온도 또는 살균시간을 줄이는 효과가 있는 것으로 사료된다. 최종적으로 계란찜의 살균조건을 최적화하기 위해 품질특성에 유의미한 결과가 도출된 8개의 종속변수(Table 5)를 선정하여 최적 살균조건을 도출한 결과, 1단 살균에서는 종속변수들의 최적범위를 만족하는 살균조건이 약 122.7-123^oC와 25분 정도인 것으로 나타났으며, 2단 살균에서는 119.7-120^oC와 27-30분 정도인 것으로 나타났다. 살균방법까지 고려한 최적조건을 도출하기 위해 반응최적화 프로그램을 사용하여 전반 기호도와 외관 선호도를 극대화하는 최적조건을 도출하였을 때, 2단 살균에서 약 120^oC, 25분 살균 시 최적의 품질을 얻을 수 있다는 결론을 도출하였다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	계란의 영양성분은?	지방산, 철, 인산, 무기질 및 각종 바이타민과 양질의 단백질이 풍부한 계란을 물이나 육수로 희석 후 가열하여 만든 계란찜은 부드러운 식감을 갖고 있으며 소화가 용이하여 대중적인 반찬으로 조리되어 왔다(Kim 등, 1998; Kim 등, 2004; Stadelman, 1995). 그러나 계란의 높은 영양학적 가치와 그것을 간편하게 누리고 싶은 소비자의 요구에도 불구하고 계란찜을 포함한 계란가공제품은 대체로 수분함량이 높고 영양원이 풍부한 환경조건을 갖고 있어 가공제품으로 상용화된 사례는 거의 없으며 일부 계란가공 업체에서 생산하는 계란 가공품의 경우에도 유통기한이 냉장유통기준 7일 미만으로 짧은 유통기한을 갖고 있는 실정이다(Kim 등, 1998; Kim 등, 2004).
	상업적인 레토르트 살균이란?	가공식품의 변질을 막고 유통기한을 연장하기 위해서 많은 상업적 보존기술이 개발되어 왔는데, 그 중 레토르트를 이용한 식품의 가열살균은 지난 200년 간 전세계적으로 가장 많이 이용되어온 중요한 식품저장 기술이다(Smout 등, 2001; Teixeira와 Tucker, 1997). 상업적인 레토르트 살균은 캔이나 유리병, 레토르트 파우치 등을 포장재로 하여 조리된 식품을 밀봉한 후 특정 온도와 시간 하에서 고압의 스팀 또는 열수를 매개체로 하여 살균공정을 수행하게 된다. 가열살균 공정에서 미생물을 사멸시키기 위해 제품에 가하는 열을 지표화한 것이 F0값인데, 저산성 밀봉 식품의 대표적인 위해 미생물로 꼽히는 보툴리누스 세균(Clostridium botulinum)을 10−12으로 감균할 수 있는 F0값인 2.
	계란찜과 같은 고체식품의 제품표면의 품질열화가 발생하는 이유는?	그러나 이러한 가열 살균은 열처리수준이 강해질수록 미생물적 안전성은 증가하지만 가열에 의한 식품의 품질과 영양적 가치에 손실이 있게 되며, 가열에 의한 식품의 품질 저하를 최소화하기 위한 회전식 살균 등 많은 연구들이 수행되었다(Smout 등, 1998; Ali 등, 2006). 그러나 식품업계 전반에 사용되고 있는 고온 단시간 살균(high temperature short time sterilization, HTST)이나 초고온살균(ultra-high temperature sterilization, UHT) 등은 고점성, 고체형태의 식품에 적용이 제한되며(Durance, 1997), 특히 계란찜과 같은 고체식품의 가열살균은 열 전달이 대류(convection)보다는 전도(conduction)에 의해 일어나기 쉽기 때문에 제품의 바깥쪽 표면부분은 내부에 비해 가열을 받는 정도가 훨씬 심하게 되고 냉점까지 충분한 열처리를 받기 위해 살균시간을 길게 가져감으로써 제품 표면의 과살균에 의한 품질 저하가 문제가 되기도 한다. 이러한 제품표면의 품질열화를 최소화하기 위한 가변형 살균온도(variable retort temperature)의 적용은 제품표면의 질 및 공정시간의 단축을 개선할 수 있다고 보고되었다(Banga 등, 1991; Durance, 1997).

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