Abstract
The objective of this study was to analyze the effects of homogenization, storage temperature, and storage period on the creaming of milk fat and changes in fat contents in the upper and lower layers and to predict the conditions for optimal homogenization efficiency using response surface methodology (RSM). The homogenization pressure, storage temperature, and storage period were set as independent variables of RSM, and the dependent variables were creaming, US Public Health Service (USPHS) code, and volume weighted mean diameter ($D_{4,3}$) in the upper and lower layers. Based on the results of RSM and regression analysis, the correlation coefficient ($R^2$) between experimental data and predicted values by RSM for homogenized milk was estimated to be more than 0.8. The RSM analysis indicated that optimal homogenization pressures of 14 MPa or more and 17 MPa or more were required to maintain the creaming layer of 3 mm or less during the storage for 15 days at $10^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$, respectively. To keep the USPHS code at less than 10% for 15 days at $10^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$, milk should be homogenized with a pressure of 16.8 MPa or more and 17 MPa or more, respectively.
본 연구에서는 반응표면분석법을 활용하여 균질 조건, 저장 온도, 저장 기간 등이 유지방의 크림화와 상층부와 하층부의 지방 함량 변화 등에 대해 미치는 영향을 분석하고, 최적의 균질 효율을 갖는 조건들을 예측하고자 실시하였다. 반응표면분석법의 독립변수로는 균질압, 저장 온도, 저장 기간을 설정하였고, -1, 0, 1의 3수준으로 20개의 실험구를 설계하여 종속변수인 creaming, USPHS code, 상층부의 $D_{4,3}$, 하층부의 $D_{4,3}$에 대해 실험을 실시하였다. 반응표면분석과 회귀분석 결과, 균질한 우유의 실험 데이터와 RSM에 의해 예측된 값들간의 상관계수는 0.8 이상의 상관성을 보였다. 반응표면분석의 최적화 결과, $10^{\circ}C$에서 15일의 저장 기간 동안 3 mm 이하의 크림화를 유지하기 위해서는 14 MPa 이상의 균질압이 요구되고, $20^{\circ}C$에서 15일의 저장 기간 동안 3 mm 이하의 크림화를 유지하기 위해서는 17 MPa 이상의 균질압이 요구된다. $10^{\circ}C$에서 15일의 저장 기간 동안 USPHS code를 10% 미만으로 유지하기 위해서는 16.8 MPa의 균질압이 요구되며, $20^{\circ}C$에서 15일 동안의 저장 기간을 유지하기 위해서는 23.1 MPa의 균질압이 요구된다.
