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문제 정의
- 본 연구의 목적은 표고버섯의 건조, 가공 및 저장의 기초 자료로 이용될 수 있는 흡습 평형함수율을 구명함과 아울러 기 발표된 표고버섯의 방습 평형함수율(최 등, 1999)과 본 연구에서 구명한 흡습 평형함수율의 차이인 히스테리시스 효과를 분석하고, 농산물이나 식품 등의 평형함수율 예측에 널리 이용되고 있는 기존의 평형함수율 모델에 대하여 표고버섯의 흡습 평형함수율 모델로서의 적합성을 검정하는데 있다.
제안 방법
- 전남 장홍에서 수확한 생표고 버섯을 페놀(Phenol) 5% 수용액에 5분간 침지하여 방부 처리한 후 40℃ 오븐에서 함수율 3%(wb) 정도가 될 때까지 건조한 후 홉습 평형함수율 시료로 사용하였다.
- 평형함수율을 측정하기 위하여 유리병에 표 1과 같은 7종의 염용액을 넣어 과포화시킨 후 항온수조에 고정시켰다. 항온수조는 20℃, 30℃, 40℃, 50℃의 4개이며 단열재로 외부를 단열한 철재의 수조로서 이 중 3711(30℃, 40℃, 50C)는 실온의 실 힘 실내에에 설치하고 20℃ 수조는 냉방시설을 하이 온도가 20℃ 이하로 유지되는 서온실에 위치시켰다
- 표고버섯의 홉습 평형함수율은 20℃, 3℃ 40℃ 50℃의 온도 4수준과 상데습도 11~ 88% 범위에서 5수준을 택하여 3반복 측정하였다.
- 함수율은 105℃의 온도에서 24시간 건조하여 결정하였으며, 평형함수율은 표고버섯 시료를 병속에 매달아 놓고 부게변화를 관찰하여 평형이 되있을 때의 함수율을 측징하였는데 처음 3주간은 일주일 간격으로 무게의 변화를 측정하고 이후 3일 간격으로 무게를 측정하였으 며 3주일 이상 무게 변화가 평균 ±0.03g 이내일 때 항랑에 도달한 것으로 간주하고 이때의 함수율을 평형함수율로 하였다.
- 본 실험에서 선정된 기존 모델들 중 유의성이 인정된 네 개의 모델을 표고비싯의 평형함 수율 예측 모델로서 비교헤 보았다. 그 결과 표 5 및 표 8에서와 같이 Henderson-Thompson 모델이 수정결정계수와 F값이 가장 높을 뿐만 아니라 잔차의 평균평 빙(표 8)이 가장 작아 20C에서의 온도와 상데습도 11~88% 사이에서 표고버섯의 흡습 평형함수율을 가장 잘 예측할 수 있는 모델인 깃으로 나타났다.
- 온도 4수준(20, 30, 40, 50℃)과 상대습도 5수준(11 ~88%)에서 표고버섯의 흡습 평형함수 율을 측징하고 기존에 발표되어 널리 사용되고 있는 평형함수율 예측 모델들을 선정하여 각 모델들의 매개변수를 구하고 표고버섯의 홉습 평형함수율 예측 모델로서의 적합성을 검정하였으며 표고버섯의 방습 평형함수율 값과의 차이인 히스테리시스를 분석하였다
- 평형함수율을 측정하기 위하여 유리병에 표 1과 같은 7종의 염용액을 넣어 과포화시킨 후 항온수조에 고정시켰다. 항온수조는 20℃, 30℃, 40℃, 50℃의 4개이며 단열재로 외부를 단열한 철재의 수조로서 이 중 3711(30℃, 40℃, 50C)는 실온의 실 힘 실내에에 설치하고 20℃ 수조는 냉방시설을 하이 온도가 20℃ 이하로 유지되는 서온실에 위치시켰다
데이터처리
- 표고버섯의 평형함수율 예측 모델로서 곡물과 식품재료에 널리 사용되고 있는 표 2와 같은 5개의 모델(최 등, 1999)을 선정하였으며, 모델들의 메개변수는 SAS(Ver. 6.3)의 선형회 귀분석 및 비선형회귀분석 프로그램을 이용하여 구하였으며 각각의 모델의 매개변수가 구해진 다음 시험구 전체에서 수징길정계수와 F값 및 잔차의 평균평방을 기준으로 하여 각 모델의 적합성을 검정하였디.
이론/모형
- 염용액이 각 온도에서 유지하는 상대습도 값은 * 1과 같이 Arai 등(1976)과 Duggal 등 (1982), 최 등(1999)의 실험에서 사용한 실험치를 참고하이 사용하였다.
- 4. Adsorption equilibrium moisture contents for Shiitake mushroom using Henderson model.
- 5. Adsorption equilibrium moisture contents for Shiitake mushroom using Henderson-Thorroson model.
- 6. Adsorption equilibrium moisture contents for Shiitake mushi'oom using Harkins-Jura model.
성능/효과
- 그림 2는 30℃에서의 표고버섯의 방습 평형함수율（최 등, 1999）과 본 실험에서 구한 흡습 평형함수율을 나타낸 그림이다. 그림에서와 같이 흡습 평형함수율이 방습 평형함수율보다 약간 낮은 값을 가짐을 알 수 있는데 방습 평형함수율과 흡습 평형함수율의 차이인 히스테리시스가 있는지를 확인하기 위하여 t검정을 해본 결과 총 20개의 시험구 중 7개의 시힘구 에서 유의성이 인정되었다.
- 평형함수율이 상대습도만의 함수로 되어 있는 모델들은 실험에서 사용된 특정한 온도에 서는 각 온도별로 구해진 매개변수 A, B를 이용하이 평형함수율을 예측할 수 있으나 실힘 에서 실시한 온도가 아닌 다른 온도에서는 평형함수율을 예측할 수가 없다. 따라서 모든 온도에서 평형함수율을 예측할 수 있도록 표 7과 같이 Harkins-Jura 모델과 Smith 모델의 흡습 평형함수율의 매개변수 A, B를 온도의 1차함수로 나타내었다.
- 따라서 기존 모델들 중 Smith 모델을 제외한 나머지 모델 모두가 유의성이 인정되었는데 그림 3, 4, 5, 6은 각각 유의성이 인정된 Chung-Pfost, Henderson, Henderson-Thompson, Haridns-Jura 모델을 이용하여 나타낸 표고버섯의 흡습 평형함수율 곡선(등온홉습곡선 : adsoi-ption isothenrO이다.
- 본 실험에서 선정된 기존 모델들 중 유의성이 인정된 네 개의 모델을 표고비싯의 평형함 수율 예측 모델로서 비교헤 보았다. 그 결과 표 5 및 표 8에서와 같이 Henderson-Thompson 모델이 수정결정계수와 F값이 가장 높을 뿐만 아니라 잔차의 평균평 빙(표 8)이 가장 작아 20C에서의 온도와 상데습도 11~88% 사이에서 표고버섯의 흡습 평형함수율을 가장 잘 예측할 수 있는 모델인 깃으로 나타났다.
- 1. 표고버섯의 흡습 평형함수율도 방습 평형함수율과 마찬가지로 온도가 낮고 상대습도가 높을수록 증가하며 온도보다는 상대습도의 영향이 크게 나타났다.
- 2. 흡습 평형함수율이 방습 평형함수율보다 약간 낮은 값을 가지나 그 차이(히스테리시스)는 온도나 상대습도에 영향을 받지 않았다.
- 3. 본 실험에서 선정한 5개의 기존 모델들 중 표고버섯의 흡습 평형함수율을 예측하는데 가장 적합한 모델은 Henderson-Thompson 모델이었다.
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