[논문]국내생산 허브의 마이크로웨이브 건조 후 이화학적 특성 변화 연구

류재진; 최현욱; 금준석; 박종대; 성정민; 서동호; 이병호

doi:10.9721/kjfst.2021.53.1.99

국내생산 허브의 마이크로웨이브 건조 후 이화학적 특성 변화 연구
Changes in the physicochemical properties of various herbs cultivated in Korea after microwave drying 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.53 no.1, 2021년, pp.99 - 103

류재진 (가천대학교 식품생물공학과) , 최현욱 (전주대학교 바이오기능성식품학과) , 금준석 (한국식품연구원) , 박종대 (한국식품연구원) , 성정민 (한국식품연구원) , 서동호 (전북대학교 식품공학과) , 이병호 (가천대학교 식품생물공학과)

초록
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마이크로웨이브는 식품의 표면을 투과하여 식품 내부를 매우 신속하게 가열할 수 있으므로 식품의 맛, 냄새, 조직감, 영양가 등에 대하여 최소한의 영향을 미치게 된다(Chandrasekaran 등, 2013; Datta 와 Hu, 1992). 본 실험은 이러한 기능이 있는 마이크로파를 이용한 국내에서 생산가능한 허브 5종의 건조에 따른 품질특성에 있어서의 변화를 알아보고자 하였다. 비조사구와 100 Watt와 600 Watt에서 각각 계속적인 가열건조 방법과 Pulse 방법을 이용한 마이크로파 건조방법을 사용하였으며, 실험결과 조직감 유지 및 갈변화 방지에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 또한 CW에 의한 건조 보다는 PW를 활용한 방법이 조직감 유지 및 갈변화 방지, 탈수율에 효과적인 것으로 나타났다. 특히 허브의 총균수 사멸에 있어서 마이크로파는 다른 일반가열보다 짧은 시간 내에 미생물의 사멸효과가 있었으며, CW보다 PW가 미생물의 사멸속도가 빠른 것으로 나타났다. 따라서 마이크로파를 이용한 허브의 건조시 낮은 온도에서의 빠른 건조 발생으로 시간적 향상과 물리적 변화를 최대한 억제시키며 미생물의 성장을 억제하는 작용을 하여 허브 특유의 냄새를 보존시키는 작용으로 앞으로 국내산 허브의 건조저장기술에 마이크로파가 다양하게 이용될 수 있을 것이라 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate how microwave drying, a method to minimize the scent and physicochemical changes of the final products, affects the quality characteristics of various herbs according to treatment intensity (pulse and continuous waves) and time. In the current study, different physicochemical qualities, such as weight change, moisture content, water activity, color, and microbial growth, of five different Korean herbs were analyzed after microwave drying. The results clearly showed that the pulse wave method was a more effective approach than the continuous wave method for maintaining the physicochemical properties of herbs. Furthermore, pulse wave drying lead to efficient microbial death in various herbs after a short time. Thus, microwave drying with a pulse wave can be applied to herb processing and packaging technology while minimizing the quality changes of herbs.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Operating condition of herb drying by the microwave
그림 Fig. 1. Changes of the weight loss by the microwave drying on five cultivars of herbs. 1w21, 1w3/2/7, 6w8, 6w2/2/4: Refer to the comment in Table 1.
그림 Fig. 2. Changes in moisture contents (%) by the microwave drying on five cultivars of herbs. 1w21, 1w3/2/7, 6w8, 6w2/2/4: Refer to the comment in Table 1.
그림 Fig. 3. Changes in water activity by the microwave drying on five cultivars of herbs. 1w21, 1w3/2/7, 6w8, 6w2/2/4: Refer to the comment in Table 1.
표 Table 2. Hunter L, a, b color values of dried herbs after the microwave treatment
표 Table 3. Effect of microwave drying on total bacteria of five cultivars of herbs (Unit: CFU/g)

AI 본문요약
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문제 정의

허브의 건조저장에 대한 연구는 대부분이 미국 및 유럽을 중심으로 연구되어 왔으나 연구대상이 전부 외국 토양에 적합한 허브에 대한 결과이며 국내의 제품에 적용하기란 적절하지 못한 편이다. 따라서 본 연구를 통하여 마이크로웨이브에 의한 첨단 허브 가공기술을 생산 현장에 적용함으로써 국내산 허브에 대한 건조 저장 가공기술이 축적되고 국제수준으로 가공 식품의 품질향상을 도모하고자 하였다.

제안 방법

마이크로웨이브 조사시킨 시료를 동결 건조하여 잎과 줄기를 분쇄한 후 10cm 페트리디쉬에 올린 후, 색차계(Chromameter CR- 300, Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 허브의 색택을 측정하였다. Hunter scale에 의해 L (whiteness/darkness), a (red/green), b (yellow/blue)값을 비교하였으며, 표준백색판(white calibration plate) 의 L, a 및 b값은 각각 96.
과정을 4회 반복 조사하였다. 이때 마이크로파 비조 사구(대조구)도 함께 품질특성의 변화를 측정하였다. 허브의 건조방법은 Table 1에 나타내었다.
희석액 1mL을 Petrifilm (3M Health care, Maplewood, MN, USA; AOAC, 1990) Plating Method로 접종하여 32 C 배양기에 24시간 배양 후 붉은 색으로 염색되어지는 균수를 계수 하였다. 조사구와 비조사구로 나누어 총균수를 3회 반복 측정하였으며, 단위는 시료 g당 colony forming unit (CFU)로 나타내었다.
허브의 건조방법은 한국식품연구원에서 자체 제작된 마이크로파 건조기(Park 등, 2012)를 이용하여, 2, 450 MHz에서 출력조건을 100 Watt 21분 건조, 100 Watt 3분 건조/2분 홀딩 조건하에서 7회 반복조사, 600 Watt 8분 건조 후 600 Watt 2분 건조/2분 홀딩 과정을 4회 반복 조사하였다. 이때 마이크로파 비조 사구(대조구)도 함께 품질특성의 변화를 측정하였다.
허브의 수분활성도(water activity, Aw) 측정은 Thermoconstanter TH₂₀0 (수분활동측정기, Novasina AG, Zurich, Switzerland)를 이용하여 시료 모두 0 C를 기준점으로 잡아 이 온도에서의 수분 활성도를 측정하였다.
, London, UK)로 2분간 균질시킨 다음 멸균생리식염수에 일정 비율로 희석하였다. 희석액 1mL을 Petrifilm (3M Health care, Maplewood, MN, USA; AOAC, 1990) Plating Method로 접종하여 32 C 배양기에 24시간 배양 후 붉은 색으로 염색되어지는 균수를 계수 하였다. 조사구와 비조사구로 나누어 총균수를 3회 반복 측정하였으며, 단위는 시료 g당 colony forming unit (CFU)로 나타내었다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 허브는 충북 청원군 부용면 외천리에 위치한 (주)상수허브랜드에서 골든 세이지(Sal.,ia officinalis L., Golden Sage), 류치아로즈마리(Rosemarinus officinalis L., Lucia Rosemary), 마리노라벤더(Lavandula spica L., Marino Lavender), 코리아타임 (Thymus vulgaris L., Korea Thyme), 슈퍼민트(Mentha piperrita L., Super Mint)를 구입하여 허브의 건조저장 시료로 사용하였다.
본 실험에 사용한 허브품종은 국내산 허브인 마리노라벤더, 골든 세이지, 코리아타임, 류치아 로즈마리, 슈퍼민트로 각각의 특징은 마리노라벤더는 다년생으로 다른 라벤더에 비해 성장이 빠르고 꽃색깔이 옅은 보라색이며 향수, 비누, 서랍 속에 넣어두는 향 주머니 포프리에 애용이 된다(Lis-Balchin와 Hart, 2002). 골든 세이지는 다년생으로 긴 장타원형의 골든색 반점이 무늬가 잎에 있는 게 특징이다.

데이터처리

02였다. 색택의 측정은 3 반복 측정하여 평균치와 표준오차를 계산하였고, 각 군간 차이의 통계적 유의성은 SAS Software 통계프로그램(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 ANOVA 분산분석과 Duncan의 다범위 검정(multi range test)을 사용하여 유의성 검정을 시행하였다.

이론/모형

수분함량은 A.O.A.C. (1990) 방법에 따라 측정하였다. 건조 오븐(105 C)에서 건조된 칭량병을 desiccator에 방냉 후(30분), 무게를 재어 기록하고 허브시료 5g 내외씩 도가니에 넣은 뒤 무게를 기록하였다.

성능/효과

69로 증가하였다. CW와 PW를 차이를 비교하였을 때 100 Watt에서는 PW가 CW보다 수분활성도가 더 감소되었으나, 600 Watt에서는 로즈마리와 코리아타임을 제외하고 PW가 CW보다 더 증가됨을 확인할 수 있었다.
3과 같다. 마리노 라벤더가 초기 총균수가 가장 많았으며 각 허브가 초기 총균수의 수가 많아서 확실한 멸균은 되지 않았지만, 마이크로웨이브 조사선량의 증가에 따라 총균수가 유의적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 계속적인 가열 건조방식(CW) 보다 Pulse 방식을 이용한 마이크로파 건조방법(PW) 이 미생물의 사멸 효과에 있어 더욱 효과적인 것으로 나타나 기존의 연구결과와 일치하는 결과를 나타내었다(Paraskova 등, 1994; Sato 등, 1996).
1과 같다. 비조사구에 비하여 600 Watt에서 2분간 조사, 2분간 홀딩을 4회 반복조사 시킨 5가지 허브 모두 중량변화율이 가장 높은 것으로 나타났으며, 대조구와 비교하여 짧은 시간 안에 각각 50% 이상의 중량변화율을 나타내었다. 이는, 마이크로웨이브에 의한 가열은 그 물체에 있어 에너지의 이동을 빨리 할 수 있으며, 낮은 온도에서의 건조 또한 매우 빨리 일어날 수 있기에 효과적으로 건조가 일어나서 중량이 변화되었다고 판단된다.

후속연구

100 Watt 마이크로웨이브 조사시 L (Lightness) 값과 b값은 감소하는 경향을 나타내었으나, 600 Watt 에서는 급격한 L값의 증가와 a (Redness)값, b값의 감소를 나타내었다. 이는 마이크로웨이브를 600 Watt에서 조사할 경우 건조된 허브의 밝기의 증가 및 동시에 녹색과 파란색의 증가가 나타난다고 해석할 수 있으며, 또한 CW와 PW 비교시 600 Watt 조사가 100 Watt 조사보다 갈변화 방지에 더욱 효과적인 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 허브의 건조 방법 최적화에 활용될 수 있다.

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저자의 다른 논문 :

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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