[논문]표면반응분석법을 활용한 뼈 연화 및 비린내 저감화 고등어(Scomber japonicus) 가공품의 가공공정 최적화

박선영; 김용중; 강상인; 이정석; 김진수

doi:10.5657/kfas.2018.0499

표면반응분석법을 활용한 뼈 연화 및 비린내 저감화 고등어(Scomber japonicus) 가공품의 가공공정 최적화
Optimization of the Bone-softening and Fishy Odor-reducing Processing of Mackerel Scomber japonicus Products using Response Surface Methodology 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.51 no.5, 2018년, pp.499 - 509

박선영 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 김용중 (부산지방식품의약품안전청 유해물질분석과) , 강상인 (경상대학교 해양식품생명의학과) , 이정석 (경상대학교 수산식품산업화 기술지원센터) , 김진수 (경상대학교 해양식품생명의학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study optimized the bone-softening and fishy odor-reducing process for mackerel Scomber japonicus products using response surface methodology (RSM). The RSM showed that the optimum concentrations of doenjang and citric acid for reducing the fishy odor in bone-softened mackerel were 11.8% and 0.04%, respectively, and the optimum immersion time was 52.2 min. The estimated overall acceptance, salinity, and acidity of the products under these optimum conditions were 7.7 points, 1.1%, and 202.6 mg/100 g, respectively, which were similar to the actual measured values of $7.6{\pm}1.2$ points, $1.0{\pm}0.1%$ and $203.2{\pm}3.8mg/100g$. Moreover, the heating temperature and time for bone-softening based on RSM were $107.3^{\circ}C$ and 4.4 h, respectively. The estimated hardness and proportion of skin removed from the product under the optimal conditions were $161.5g/cm^2$ and 0.09%, respectively, which were also similar to the actual measured values of $171.1{\pm}12.6g/cm^2$ and $0.10{\pm}0.02%$. The optimum bone-softening and fishy odor-reducing process for mackerel consisted of the following steps: thawing (${\leq}10^{\circ}C$, 8 h), filleting, washing/dewatering, immersing in an 11.8% doenjang -0.04% citric acid solution for 52 min, washing/dewatering, heating ($107.3^{\circ}C$, 4.4 h), freezing, depanning, internal and external packaging, and X-ray detection treatment.

주제어

표/그림 (16)

표 Table 1. Symbol, experimental range and values of the independent variables in the central composite design for preparing fshy odor-reduced mackerel Scomber japonicus
표 Table 2. Central composite design of dependent variables and responses of independent variables for process optimization of fshy odor-reduced mackerel Scomber japonicus, and overall ac-ceptance, salinity and total acidity of fshy odor-reduced mackerel Scomber japonicus prepared under the conditions
표 Table 3. Central composite design of reduced variables and respons-es of dependent variables for processing fshy odor-reduced and bone-softened mackerel Scomber japonicus, and cutting strength and deskinning degree of fshy odor-reduced and bone-softened mackerel Scomber japonicus prepared under the conditions
그림 Fig. 1. pH and volatile basic nitrogen (VBN) content of mackerel Scomber japonicus soaked in various additive solutions (100% white wine, 1% doenjang, 0.1% curry powder, 0.1% citric acid). ¹Different letters on the data of the same experimental item indi-cate a significant difference at P<0.05.
표 Table 4. Sensory score on fshy odor reduction of mackerel Scomber japonicus soaked in various additive solutions and unit price of addi-tive solutions
표 Table 5. Response surface model for process optimization of fshy odor-reduced mackerel Scomber japonicus
그림 Fig. 2. Three dimensional response surface plot for processing optimization of fishy odor-reduced mackerel Scomber japonicus based on Y₁ (the overall acceptance, score), Y₂ (salinity, %) and Y₃ (acidity, mg/100 g). ¹X₁ (Doenjang concentration, %), X₂ (citric acid concentration, %), X₃ (soaking time, min).
그림 Fig. 3. Three dimensional response surface plots for processing fishy odor-reduced and bone-softened mackerel Scomber japonicus based on Y₁ (cutting strength (g/cm²) and Y₂ (deskining degree, %). ¹X₁ (heating temperature, ℃), X₂ (heating time, h).
표 Table 6. Analysis of variance (ANOVA) for response of dependent variables (Y₁ and Y₂) for process optimization of fshy odor-reduced mackerel Scomber japonicus
표 Table 7. Optimal conditions predicted for preparing fishy odor-reduced mackerel Scomber japonicus obtained by MINITAB program
표 Table 8. Predicted and experimental data on the dependent vari-ables (sensory evaluation, salinity and acidity) of fshy odor-reduced mackerel Scomber japonicus under processing optimal conditions
표 Table 9. Optimum response surface model for processing fshy odor-reduced and bone-softened mackerel Scomber japonicus
표 Table 10. Analysis of variance (ANOVA) for response of dependent variables for processing fshy odor-reduced and bone-softened mackerel Scomber japonicus
그림 Fig. 4. Flowchart for preparing fshy odor-reduced and bone-soft-ened mackerel Scomber japonicus.
표 Table 11. Optimal conditions predicted for processing fishy odor-reduced and bone-softened mackerel Scomber japonicus obtained by MINITAB program
표 Table 12. Predicted and experimental data on the dependent vari-ables (sensory evaluation, salinity and acidity) of fshy odor-re-duced and bone-softened mackerel Scomber japonicus under pro-cessing optimal conditions

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 고품질 뼈 연화 및 비린내 저감화한 고등어 가공품의 개발을 위하여 최종 제품의 뼈 연화는 물론이고 비린내 저감화 및 어피 탈락 방지 가공공정의 최적화를 시도하였다.

제안 방법

비린내 개선을 위한 적정 부원료 검색용 시료는 전처리 고등어[머리와 내장을 제거(dressed, H&G)한 고등어]를 일상생활에서 비린내 개선을 위하여 많이 활용되고 있는 적정 농도의 부원료 4종(가공 용수, 1% 된장, 0.1% 무수구연산, 원액 백포도주, 0.1% 카레가루)에 침지(5℃, 1시간)하고, 간단히 탈수한 후 레토르트(SX-500, Tomy Kogyo Co., Japan)에서 가열처리(100℃, 4시간)한 다음 상온으로 냉각하여 제조하였다.
뼈 연화 고등어 수산가공품의 비린내 개선을 위한 최적 농도와 침지시간은 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 활용하여 아래와 같이 조건을 디자인하고, 설정하여 구명하였다. 즉, 비린내 개선 원료의 최적 농도와 침지시간과 같은 독립변수는 중심합성계획(central composite design)에 따라 Table 1에 제시한 바와 같이 된장의 경우 1.3-14.7% (w/v) 범위, 구연산의 경우 0.01-0.19% (w/v) 범위 및 침지시간의 경우 9.5-110.5분 범위와 같이 5단계로 부호화하고, 이와 같은 17구의 시료구(Table 2)를 무작위적으로 제조한 다음 실험을 진행하였다. 이 때 3개의 독립변수 범위와 center point value들은 예비실험의 결과를 토대로 선정하였다.

대상 데이터

고등어는 부산광역시 소재 B수산으로부터 체장 39.2-48.9cm 범위(평균 44.4±4.9 cm), 체중 550-594 g 범위(평균 574.8±19.2 g)의 것을 2016년 7-11월에 동결상태로 구입하여 머리와 내장을 제거한 다음 뼈 연화 고등어의 제조를 위한 원료로 사용하였다.

데이터처리

본 실험 결과에 대한 데이터의 표준편차 및 유의차 검정(5% 유의수준)은 SPSS 통계패키지(SPSS for window, release 10.1)에 의한 ANOVA test를 이용하여 분산분석한 후 Duncan의 다중위검정을 실시하여 나타내었다(Steel and Torrie, 1980).

이론/모형

염도는 식품공전(MFDS, 2018)의 회화법으로 측정하였다. 즉, 염도는 식염 약 1 g을 함유하는 양의 검체를 회화한 다음 이를 물에 녹이고, 물로 정용(500 mL) 및 여과한 여액 10 mL에 크롬산칼륨(K₂CrO₄) 용액 2-3방울을 가한 후 0.
휘발성염기질소 함량은 Kapute et al. (2012)이 언급한 방법에 따라 Conway unit를 사용하는 미량확산법으로 측정하였다. 휘발성염기질소 함량의 측정을 위한 시료는 고형물 10 g에 증류수 약 30 mL을 가하여 균질기(Polytron PT 1200E, Kinematica AG, Switzerland)로 1분간 균질화시킨 후 여과하여 제조하였다.

성능/효과

본 연구에서는 국내 다소비 생선으로서 각광 받고있는 어류인 고등어를 이용하여 비린내 개선 및 뼈연화를 실시하였고, 이들의 개선을 통해 생선과 같은 수산물의 소비를 기피하는 소비층의 기호도를 충족시키고자 함이 주 목적이었다. 따라서 비린내 저감화 및 뼈가 연화된 고등어는 뼈(가시)와 같이 식용이 가능함에 따라 생선뼈에 함유된 많은 영양소와 무기질성분을 섭취할 수 있어 단순 생선으로의 섭취뿐만 아니라 스낵, 피쉬볼 등 칼슘이 강화된 어류 관련 제품의 소재로 사용이 가능할 것이라 판단되었다. 이들을 이용한 제품개발에 대한 연구도 계속 진행되어야 할 것이다.
이상의 침지용액 처리 고등어의 pH, 휘발성염기질소 함량, 관능검사에 대한 결과와 침지용액의 리터당 단가의 결과로 미루어 보아 비린내가 저감화된 뼈 연화 고등어 가공품의 비린내 개선을 위한 최적 소재는 pH에 의한 비린내 개선 효과가 있는 구연산과 강한 향미에 의한 마스킹 효과와 흡착성에 의한 이취를 제거 효과를 동시에 가진 된장으로 판단되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고등어는 어떤 어종인가?	고등어는 대표적인 적색육 어류로 우리나라 연근해에도 다량 서식하거나 회유(Kim et al., 2007)하여 일시에 다량으로 어획[최근 10년(2008-2017년)간 국내 어획량이 95-188천M/T] (KOSIS, 2018)되어 다소비 되는 대표적인 어종(Kim, 2017)이다. 이와 같은 고등어는 곡류 제한 아미노산으로 알려져 있는 lysine과 threonine이 풍부하고(Leu et al.
	고등어 수산가공품의 고급 소재화를 위한 잔가시, 비린내, 고염 등의 문제를 해결하게된 배경은?	한편, 최근 국내 식품소비자들은 사회적 경제적 변화에 의하여 1인 가구와 맞벌이 부부 등과 같은 1, 2인 가구의 대거 증가 등으로 인하여 조리가 간편하면서 시간이 짧은 가정간편식(HMR, home meal replacement)의 수요가 나날이 급증하고 있다(aT FIS, 2015). 그리고, 최근 국내외 소비자들의 수산물에 대한 소비 트랜드는 잔가시와 비린내에 대한 개선과 저염화, 건강지향, 안전성 및 조리의 간편화 및 고급화를 들 수 있다. 이러한 일면에서 고등어는 수산가공품의 고급 소재로 이용되기 위하여 잔가시, 비린내, 고염 등의 문제를 해결하여야 할 것이다.
	고등어에 들어있는 성분은 무엇이있는가?	, 2007)하여 일시에 다량으로 어획[최근 10년(2008-2017년)간 국내 어획량이 95-188천M/T] (KOSIS, 2018)되어 다소비 되는 대표적인 어종(Kim, 2017)이다. 이와 같은 고등어는 곡류 제한 아미노산으로 알려져 있는 lysine과 threonine이 풍부하고(Leu et al., 1981), 혈소판 응집 억제작용, 노인성 치매 예방, 학습기능의 향상, 항암 및 항알러지(anti-allergy) 작용 등의 기능을 가진 eicosapentaenoic acid(EPA) 및 docosahexaenoic acid (DHA)와 같은 n-3계 고도불포화지방산의 조성비가 높을 뿐만이 아니라, 삼투압 조절에 의한 고혈압 예방(Thurston et al., 1980), 간기능 향상(Gaull et al., 1983), 근육의 수축 개선(Sebring and Huxtable, 1985) 등의 효과가 있는 타우린(taurine) 함량이 높으면서, 미오글로빈(myglobin)이나 혈액색소인 헤모글로빈(hemoglobin) 등과 같은 헴(heme)을 가지고 있는 색소 단백질(Park et al., 1995) 함량이 높아 영양 생리적인 측면에서 상당히 의미가 있는 수산가공 원료 중의 하나이다(Simopoulou, 1991). 하지만, 고등어는 조기와 같은 백색육 어류에 비하여 지질을 다량 함유하고 있어 어획 후 저장, 가공 및 유통 중 산화와 기타 다른 요인으로 인하여 비린내가 많이 나고, 잔가시가 많으며, 빠른 선도 저하로 인하여 고염 처리를 많이 하고 있다(Park et al.

참고문헌 (28)

Agustinelli SP and Yeannes MI. 2015. Sensorial characterization and consumer preference analysis of smoked mackerel (Scomber japonicus) fillets. IFRJ 22, 2010-2017. http://dx.doi.org/10.1111/ijfs.13338.
aT FIS. 2015. 2015 Processing food classification market status (Ready-to-Eat Foods). Retrieved from https://www.atfis.or.kr/article/M001050000/view.do?articleId2736 on Feb 8, 2017.
Chang CL, Ding Z, Patchigolla VN, Zuaue B and Savran CA. 2010. Diffractometric biochemical sensing with smart hydrogels. IEEE SENSORS Conference publications, Waikoloa, Hawaill, U.S.A., 1617-1621. http://dx.doi.org/10.1109/ICSENS.2010.5690402.
Gaull GE, Wright CE and Tallan HH. 1983. Taurine in human lymphoblastoid cell: uptake and role in proliferation. Prog Clin Biol Res 125, 297-303
Ishikawa M, Mori SJ, Watanabe HSK and Sakai Y. 1987. Softening of fish bone I. Relation between softening rate and solubilization rate of organic matter from fish bone. J Food Proeess Preserv 11, 277-287. https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.1989.tb00095.x.

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Ishikawa M, Mori SJ, Watanabe HSK and Sakai Y. 1989. Softening of fish bone. II. Effect of acetic acid on softening rate and solubilization rate of organic matter from fish bone. J Food Proeess Preserv 13, 123-132. https://doi.org/10.1111/j.1745-4549.1989.tb00095.x.

상세보기
Jung TK, Kim BS and Kim MH. 2014. The optimization and quality characteristics of mackerel soybean paste marinadesauce prepared using response surface methodology. J Food service Management 17, 247-272.
Kapute F, Likonwe J and Kang'ombe J. 2012. Quality assessment of fresh lake Malwi tilapia (Chambo) collected from selected local and super markets in Malawi. J Food Safety 14, 113-121.
Kim JS, Heu MS, Kim HS and Ha JH. 2007. Fundamentals and applications of seafood processing. Hyoil Publishing Co., Seoul, Korea, 19-23.
Kim GW, Kim HK, Kim JS, An HY, Hu GW, Son JK, Kim OS and Cho SY. 2008. Characterizing the quality of salted mackerel prepared with deep seawater. Korean J Fish Aquat Sci 41, 163-169.
Kim KBWR, Jung DH, Park SH, Kang BK, Pak WM, Kang JE, Park HM and Ahn DH. 2013. Quality properties and processing optimization of mackerel (Scomber japonicus) sausage. Korean J Food Nutr 42, 1656-1663. http://dx.doi.org/10.3746/jkfn.2013.42.10.1656.

원문보기 상세보기
Kim MJ. 2017. Monitoring and risk assessments of biogenic amine in mainly consumed seafoods. MS. Thesis, Gyeongsang National University, Tongyeong, Korea.
KOSIS (Korean Statistical Information Service). 2018. Product statistic. Retrieved from http://kosis.kr/statisticsList/statisticsListIndex.do?menuIdM_01_01&vwcdMT_ZTITLE&parmTabIdM_01_01 on Mar 20, 2018.
Leu SS, Jhaveri SN, Karakoltsidis P and Constantinides SN. 1981. Atlantic mackerel (Scomber scombrus, L): seasonal variation in proximate composition and distribution of chemical nutrients. J Food Sci 46, 1635-1638.

상세보기
Lee EH. 1990. Studies on the processing of frozen seasoned mackerel meat. Korean J Food Nutr 19, 107-114.
Lee EH, Kim MC, Kim JS, Ahn CB, Joo DS and Kim SK. 1990. Studies on the processing of frozen seasoned mackerel meat. 1. Processing of frozen seasoned mackerel meat and changes in its taste compounds during storage. Korean J Food Nutr 18, 355-362.
Luo X, Yang R, Zhao W, Cheng Z and Jiang X. 2010. Gelling properties of Spanish mackerel (Scomberomorus niphonius) surimi as affected by washing process and high pressure. Int J Food Eng 6, 1-16. http://dx.doi.org/10.2202/1556-3758.1913.

상세보기
Mao W, Xu X, Xu YS, Jiang QX and Xia WS. 2014. Effects of high-temperature cooking of bighead carp cube on small fishbone softening in the muscles and texture quality. J Ferment Bioeng 46, 22-26.
MFDS (Ministry of Food and Drug Safety). 2018. Food code. Retrieved from http://www.foodsafetykorea.go.kr/foodcode/01_01.jsp on Feb 20 2018.
Park YH, Chang DS and Kim SB. 1995. Processing and utilization of fisheries. Hyungsueol Publishing Co. Ltd., Seoul, Korea.
Park JH and Lee KH. 2005. Quality characteristics of beef meat of various places of origin. Korean J Soc Food Cook Sci 21, 528-535.
Steel RGD and Torrie H. 1980. Principle and Procedures of Statistics. 1st ed. McGraw-Hill Kogakucha, Tokyo, Japan.
Sebring LA and Huxtable RJ. 1985. Taurine modulation of calcium binding to cardiac sarcolemma. J Pharmacol Exp Ther 232, 445-451.

상세보기
Shimosaka C, Shimomura M and Terai M. 1987. Change in the physical properties and composition of fish bone during cooking by heating under normal pressure. J Home Economics Japan 47, 1213-1218.
Simopoulou AP. 1991. Omega-3 fatty acids in health and disease and in growth and development. Am J Clim Nutr 54, 438-463.

상세보기
Thurston JH, Hauhart RE and Dirgo JA. 1980. Taurine, a role in osmotic regulation of mammalian brain and possible clinical significance. Life Sci 26, 1561-1568. https://dx.doi.org/10.1016/0024-3205(80)90358-6.

상세보기
Yu GY and Cho IH. 2016. Comparison on physico-chemical and affective properties in mackerel cooked by electric pan and under superheated steam. Korean J Food Cook Sci 32, 204-210. http://dx.doi.org/10.9724/kfcs.2016.32.2.204.

원문보기 상세보기
Zhou P and Regenstein JM. 2004. Optimization of extraction conditions for pollock skin gelatin. J Food Sci 69, 393-398. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2004.tb10704.x.

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표제어: PCR

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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].

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