[논문]냉동 고등어(Scomber japonicus)의 유통 온도 관리를 위한 Time-temperature Indicator 개발

최정욱; 이민경; 최재혁; 장명기; 안동현; 남택정

doi:10.5657/kfas.2018.0590

냉동 고등어(Scomber japonicus)의 유통 온도 관리를 위한 Time-temperature Indicator 개발
Development of a Time-temperature Indicator for Managing the Distribution Temperature of Frozen Mackerel Scomber japonicus 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.51 no.5, 2018년, pp.590 - 594

최정욱 (부경대학교 수산과학연구소) , 이민경 (부경대학교 수산과학연구소) , 최재혁 (디바이스넷) , 장명기 (디바이스넷) , 안동현 (부경대학교 식품공학과) , 남택정 (부경대학교 수산과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

We developed a time-temperature indicator (TTI) that rapidly determines whether frozen mackerel Scomber japonicus has thawed during its distribution. Our TTI was made from filter paper capable of absorbing mackerel exudate that was soaked in a 20% citric acid solution at pH 4.0 and then dried. The dried absorbent paper was cut and attached to blue litmus paper with a 2 mm overhang. The fixed litmus paper was covered with a polypropylene film and sealed. The indicator was placed inside a polyvinyl vacuum package containing the mackerel sample. The vacuum-sealed packaged was frozen at $-20^{\circ}C$ for 24 h. After freezing, the color change and time dependence of the indicator were observed at room temperature ($25^{\circ}C$) and demonstrated the utility of this TTI for rapidly determining whether frozen mackerel underwent thawing during distribution.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Scheme of irreversible color change indicator (upper) and packaging bag attached with the indicator (lower) for observation of thaw of frozen mackerel Scomber japonicus.
그림 Fig. 2. Changes of internal temperatures of vacuum-packaged frozen mackerel Scomber japonicus. A, the result of testing the internal temperature change without outer packaging. B, the result of testing the internal temperature change after outer packaging with styrofoam.
표 Table 1. Amounts of drip from mackerel Scomber japonicus fllet thawed under the different thawing condition (Unit: g)
그림 Fig. 3. Thaw-observable indicator by the absorption of drip from mackerel Scomber japonicus. A, Before absorption of water; B, After absorption of water (1, 10%; 2, 20%; 3, 30%; 4, 40%; 5, 50%).
그림 Fig. 4. Packaging bag attached with color change-observing indi-cator and change of blue color to red of indicator. A, Before pack-aging; B, After packaging; C, Remaining for 50 minutes in 25℃; D, Remaining for 85 min in 25℃.

AI 본문요약
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문제 정의

이에 선행 연구에서는 1년간 냉동 고등어의 신선도를 이화학적 지표로 판정한 결과 저장온도가 -30℃로 일정하게 유지될 경우 고등어의 신선도 변화는 매우 미세한 수준임을 확인하였고,이러한 결과로부터 유통 중 온도가 일정하게 유지·관리된다면 신선도에는 영향을 미치지 않을 것이라는 결론을 도출하였다. 따라서, 고등어의 유통관리시스템에 유통 관련 신기술인 TTI를 접목하여 냉동 고등어의 온도관리를 추적하기 위해, 해동 유무에 따른 변화를 시각적으로 감지할 수 있도록 구연산을 함유한 흡수지가 물과 반응하였을 때 확산됨으로서 색 변화를 관찰할 수 있는 TTI를 개발하였다
따라서, 냉동 보관 시스템의 철저한 관리를 위해서는 이를 시각적으로 간편하고 빠르게 판별할 수 있는 TTI의 개발이 요구된다. 최근 식품에서의 TTI 적용 가능성을 확인하기 위해 상용화 되어 있는 TTI에 대한 분석이 이루어져 왔지만 고가의 비용 문제로 적용하기가 어려운 실정이므로(Kang et al., 2014), 본 연구에서는 냉동 수산물의 온도 관리를 위해 간편하게 판별할 수 있는 값싼 TTI를 개발하였다.

제안 방법

해동된 고등어의 평균 드립양(Unit, g)을 측정하기 위해 해동 속도 측정에 사용한 고등어를 이용하였다. 각각의 조건에 따라 고등어를 해동한 후 포장지 안에 생성된 드립을 흡습지를 이용하여 최대한 흡습한 후 흡습지의 무게를 제외한 무게를 측정하였다.
1). 구연산 농도에 따른 인디케이터의 색 변화와 선명도를 가시적으로 측정한 후 인디케이터로서의 적합한 구연산 농도를 선택하였다.
구연산의 농도를 달리하여(10, 20, 30, 40, 50%) 제작한 흡수지를 갖는 인디케이터에 일정량의 수분을 흡수시킨 후 색 변화를 관찰한 결과, 구연산의 농도에는 크게 영향을 받지 않는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 구연산 농도가 증가할수록 대기 중의 수분에 의해 인디케이터의 보관 안정성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었으므로, 이후의 시험에서는 20% 구연산을 갖는 인디케이터를 사용하여 해동 측정 시험을 진행하였다.
냉동 고등어의 해동 온도에 따른 시료의 중심온도가 0℃에 도달하는 시간을 측정하기 위해 냉동상태의 시료를 두 개의 실험군으로 분리하였다. 분리한 실험군 중 각각 10개의 시료를 스티로폼 상자(50×50×60 cm)에 넣은 후 실온(25℃)과 40℃로 고정한 항온기에 방치하며, 중심온도측정기(Testo 105, Testo Co.
냉동 수산물의 해동 유무를 확인하기 위한 방법으로 구연산을 함유한 흡수지를 준비하였다. 즉, 10-50% (10% 간격)의 농도별로 미리 준비한 구연산 용액을 여과지(Whatman No.
제작한 인디케이터를 폴리비닐 진공포장지 내부에 부착한 후 고등어 시료를 진공포장하여 -20±2℃ 냉동고(F-A125GD, LG Electronics, Korea)에서 24시간 동결시켰다. 동결 중인 시료를 꺼내어 실온(25℃)에서 방치하며 포장지 내부에 부착한 인디케이터의 색 변화를 관찰하였다.
본 연구에서 개발한 TTI는 pH 4.0 범위의 구연산을 청색 리트머스 시험지를 붉게 변하게 하는 시약으로 사용하였다. 리트머스 시험지는 색깔 변화를 통해 용액이 산성 또는 염기성인지를 알려주는 지시약 중 하나로서 수용액의 pH 상태를 쉽게 식별할 수 있다.
분리한 실험군 중 각각 10개의 시료를 스티로폼 상자(50×50×60 cm)에 넣은 후 실온(25℃)과 40℃로 고정한 항온기에 방치하며, 중심온도측정기(Testo 105, Testo Co. Ltd., China)를 시용하여 1시간 간격으로 시료의 중심온도의 변화를 측정하였다.
, China)를 시용하여 1시간 간격으로 시료의 중심온도의 변화를 측정하였다. 스티로폼 상자 등 외부포장을 하지 않은 상태에서 개별적으로 해동되는 상태에서 냉동 고등어의 해동 속도를 측정하기 위해 진공포장한 냉동 고등어 시료를 실온과 40℃ 항온기에 방치한 후 온도변화를 측정하였다. 이때, 실온에 방치한 시료는 30분 간격으로 측정하였고, 40℃ 항온기에 방치한 시료는 10분 간격으로 측정하였다.
이때, 실온에 방치한 시료는 30분 간격으로 측정하였고, 40℃ 항온기에 방치한 시료는 10분 간격으로 측정하였다. 실험 중 시료의 중심 온도가 0℃를 넘어갈 때까지의 시간을 측정하여 획득한 값을 기준으로 1차 방정식을 산출한 후 수식에 대입하여 해동할 때까지의 소요 시간을 측정하였고 산출공식은 다음과 같다.
해동된 고등어의 평균 드립양(Unit, g)을 측정하기 위해 해동 속도 측정에 사용한 고등어를 이용하였다. 각각의 조건에 따라 고등어를 해동한 후 포장지 안에 생성된 드립을 흡습지를 이용하여 최대한 흡습한 후 흡습지의 무게를 제외한 무게를 측정하였다.

대상 데이터

실험에 사용한 고등어는 제주시 한림수산업 협동조합에서 1차 가공한 2분체 어체를 진공포장한 것을 냉동 상태로 공급받아 실험에 사용하였으며, 고등어는 2017년 12월에 어획된 것으로 평균 체장 22.5 cm, 체중 133.84 g으로 측정되었다.

데이터처리

반복 측정에 의한 ANOVA teat로 검증한 후, Duncan’s multiple range test를 통하여 P<0.05 수준에서 유의성을 비교하였다
분석 결과는 평균과 표준편차(mean±SD)로 나타내었으며, 각 실험군 간의 유의성은 SPSS 프로그램(Statistical Package for Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 나타내었다.

성능/효과

2와 같다. 개별 진공포장된 고등어를 스티로폼 상자로 외포장하지 않은 상태에서 온도변화를 측정한 결과, 온도가 매우 빠르게 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 냉동고등어가 0℃에 도달하는데 소요되는 시간은 실온(25℃)에서 98.
3과 같다. 구연산의 농도를 달리하여(10, 20, 30, 40, 50%) 제작한 흡수지를 갖는 인디케이터에 일정량의 수분을 흡수시킨 후 색 변화를 관찰한 결과, 구연산의 농도에는 크게 영향을 받지 않는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 구연산 농도가 증가할수록 대기 중의 수분에 의해 인디케이터의 보관 안정성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었으므로, 이후의 시험에서는 20% 구연산을 갖는 인디케이터를 사용하여 해동 측정 시험을 진행하였다.
4와 같다. 그 결과, 50분이 경과한 후(Fig. 4C) 인디케이터의 색 변화가 관찰되었으며, 85분이 경과한 후(Fig. 4D) 적색으로 완전히 변화된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발한 인디케이터가 냉동고등어의 해동을 측정할 수 있는 방법으로 사용될 수 있으며, 해동 후 최대 85분의 시간까지 식별 가능한 것으로 확인되었다.
이러한 결과는 냉동상태로 유통할 경우, 스티로폼 상자 포장 등으로 온도를 잘 유지하여 운송하였을 때 냉동 고등어의 해동이 느리게 진행된다는 것을 의미한다. 또한, 냉동 고등어의 해동 조건에 따른 드립양을 분석한 결과, 모든 해동조건에서 7 g 정도의 드립이 발생하였는데,이 결과로부터 고등어의 드립양은 해동 조건에 관계없이 일정한 것을 확인할 수 있었다(Table 1). 이러한 결과는 수산물의 저장·유통 과정에서 지속적인 온도 관리의 중요성을 나타내는 결과로, 냉동 보관 시스템의 철저한 온도 관리를 위한 TTI 개발의 필요성을 시사한다.
5배 이상 빨리 해동되었다. 반면에 스티로폼 상자에 외포장한 후 실온(25℃)과 40℃에서 각각의 온도변화를 측정한 결과, 온도가 매우 느리게 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 0℃에 도달하는데 소요되는 시간은 실온(25℃)에서 약 14시간, 40℃에서 약 11.
4D) 적색으로 완전히 변화된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 본 연구에서 개발한 인디케이터가 냉동고등어의 해동을 측정할 수 있는 방법으로 사용될 수 있으며, 해동 후 최대 85분의 시간까지 식별 가능한 것으로 확인되었다. 이와 같이 냉동 고등어에 TTI를 적용하여 다양한 조건에서 TTI의 색과 고등어의 해동 정도를 비교한 결과 TTI의 색 변화를 통한 고등어의 신선도 판별이 유효함을 알 수 있었다.
이러한 결과는 본 연구에서 개발한 인디케이터가 냉동고등어의 해동을 측정할 수 있는 방법으로 사용될 수 있으며, 해동 후 최대 85분의 시간까지 식별 가능한 것으로 확인되었다. 이와 같이 냉동 고등어에 TTI를 적용하여 다양한 조건에서 TTI의 색과 고등어의 해동 정도를 비교한 결과 TTI의 색 변화를 통한 고등어의 신선도 판별이 유효함을 알 수 있었다.

후속연구

따라서, 본 연구에서 개발한 TTI는 냉동 수산물의 저장 시설이나 저온유통시스템의 이상으로 발생할 수 있는 온도 변화를 빠르고 간편하게 가시적으로 확인하여 수산물의 품질과 안전성을 관리하는데 실용화 할 수 있을 것이다.
이러한 결과는 수산물의 저장·유통 과정에서 지속적인 온도 관리의 중요성을 나타내는 결과로, 냉동 보관 시스템의 철저한 온도 관리를 위한 TTI 개발의 필요성을 시사한다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	시간-온도지시계(TTI)란 무엇인가?	,2014). TTI란 저장 및 유통과정 중 식품이 경험한 시간-온도 이력을 정량적으로 나타낼 수 있는 간단하고 경제적이면서 사용하기 쉬운 센서이다(Kang et al., 2014).
	수산물의 품질에 영향을 미치는 요인은?	, 2003). 실제로 수산물의 품질에 영향을 미치는 요인으로는 온도, 상대습도, 공기 조성 등이 있으며, 그 중에서도 특히 온도는 수산물의 화학적, 효소적, 생물학적 변화를 유도하여 수산물의 변질에 직접적인 영향을 미친다. 이에 따라 현재 수산물의 유통은 체계적인 저온유통시스템(cold chain system)을 구축하여 이루어지고 있는데, 이는 생산지로부터 소비지에 이르기까지 적절한 온도를 유지하여 수산물의 자기소화진행 및 미생물의 증식을 억제함으로서 수산물의 품질 유지는 물론 식품으로서의 안전성을 확보하는 효과적인 시스템이다(Ryou et al.
	일관된 저온 유지 및 관리를 위한 수산물의 유통 방법의 의의는?	실제로 수산물의 품질에 영향을 미치는 요인으로는 온도, 상대습도, 공기 조성 등이 있으며, 그 중에서도 특히 온도는 수산물의 화학적, 효소적, 생물학적 변화를 유도하여 수산물의 변질에 직접적인 영향을 미친다. 이에 따라 현재 수산물의 유통은 체계적인 저온유통시스템(cold chain system)을 구축하여 이루어지고 있는데, 이는 생산지로부터 소비지에 이르기까지 적절한 온도를 유지하여 수산물의 자기소화진행 및 미생물의 증식을 억제함으로서 수산물의 품질 유지는 물론 식품으로서의 안전성을 확보하는 효과적인 시스템이다(Ryou et al., 2015; Park and Ko, 2016).

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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].

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