비열처리공법 중 하나로 새롭게 주목받고 있는 초고압 처리를 동치미에 적용하여 미생물의 살균정도, 효소 활성과 hardness의 변화를 관찰하였다. 제조한 동치미를 $30^{\circ}C$ 배양기에서 발효 적숙기라고 판단되는 pH 4.0까지 발효시킨 후, 이를 시료로 사용하여 $200{\sim}686\;MPa$ 범위의 압력에서 5분간 처리하였다. 무처리군의 균체수는 호기성 세균, 젖산균, 효모 및 곰팡이가 각각 $4.05{\times}10^8,\;3.25{\times}10^8,\;3.55{\times}10^4\;CFU/mL$ 존재하였으나, 호기성 세균은 600 MPa, 젖산균과 효모 및 곰팡이는 400 MPa 이상에서 완전히 살균되었다. 젖산균의 압력에 따른 내압성을 관찰해 본 결과 380 MPa에서 Leuconostoc mesenteroides가 유일하게 검출되어 가장 강한 내압성을 나타내었으며, 김치의 주 산패균으로 알려진 Lactobacillus plantarum은 300 MPa로 처리한 시료에서도 발견되지 않아 압력에 약한 균주로 판단되었다. 조직감에 관계하는 효소인 pectinesterase (PE)와 polygalacturonase (PG)는 압력에 의해 모두 활성이 증가하였다. 초고압 처리를 하지 않은 시료의 효소 활성을 100으로 했을 때, PE는 500 MPa에서 193으로 가장 활성이 높았으며, PG는 압력이 증가함에 따라 활성이 서서히 증가하여 686 MPa에서 191이었다. 동치미에 있는 무의 조직감은 초고압 처리했을 때 hardness가 증가하여 400 MPa에서 5분간 처리한 시료는 무처리군에 비해 약 0.065kg이 높았다.
본 연구는 초고압 처리가 부분육으로 유통되는 닭 다리 분쇄육의 저장 안전성에 미치는 효과와 난황 phosvitin 첨가가 지방 및 단백질의 산화 안정성에 미치는 효과를 확인하기 위하여 수행되었다. 분쇄된 닭 다리육에 phosvitin을 각각 500 및 1000 mg/kg 첨가 후 비가열 또는 가열하고, 초고압 처리(300 및 600 MPa, 5분, $15{\pm}3^{\circ}C$)에 따른 총 호기성 미생물, 지방 및 단백질산화 및 육색의 변화를 $4^{\circ}C$에서 7일간 저장 하면서 측정하였다. 연구 결과 생육에서 300 및 600 MPa 처리에 의해 총 호기성 미생물의 증식이 저장 7일 후 각각 4 및 5 Log CFU/g 정도 억제 되었으며(p<0.05), 600 MPa 처리에 의해 지방 및 단백질산화가 촉진됨이 확인되었다(p<0.05). 초고압 처리압력 증가에 따른 $L^*$ 값의 증가와 $a^*$ 및 $b^*$ 값의 감소가 확인되었다(p<0.05). 가열육은 초고압 처리와 무관하게 총 호기성 미생물의 증식이 일어나지 않았으며, 저장 7일 후 600 MPa 처리에 의한 지방의 산화가 확인되었고, 단백질의 산화는 저장 3일차에서만 600 MPa처리에 의해 유의적으로 증가함이 나타났다(p<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 초고압 처리는 부분육으로 유통되는 닭 다리 분쇄육의 저장 안전성을 높일 수 있으며, 초고압 처리시 발생하는 지방 및 단백질의 산화와 육색의 변화를 억제하기 위한 항산화제로서 phosvitin의 이용은 제한적일 것으로 생각된다.
본 연구에서는 식육의 재구성에 첨가되는 식염의 함량을 줄인 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 다양한 결착제의 활용, GdL 첨가 및 초고압처리 수준에 따른 재구성돈육의 품질 특성을 조사하였다. 본 연구에서 첨가된 0.5% GdL 수준은 제품의 pH를 유의적으로 감소시키며, GdL 자체 혹은 초고압처리에 의한 식육단백질의 젤 형성에 기인하여 효과적으로 pH 저하에 따른 보수력 감소를 억제할 수 있었다. 또한 첨가된 결착제에 의한 부가적인 보수력 및 조직감 향상을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과 초고압 처리 및 GdL을 조합 사용함으로써 식육 재구성에 요구되는 식염의 함량을 0.5%까지 저감시킬 수 있었으며, 다양한 식물성 단백질을 활용한 식육 재구성이 가능할 것으로 기대되었다.
노계육의 물리적 처리를 통한 조직감 개선과 가공특성을 조사하였다. 각 처리 조건은 스팀(Steam, S) $85^{\circ}C$/20 min, 펄스 전기 자기장(Pulsed Electric Field, PEF) 1.5 KV/cm, 초고압 증기 가열법(Super Heated Steam, SHS) 오븐온도($300^{\circ}C$), 스팀 온도($350^{\circ}C$), 시간(8 min)을 선정하여 실험 하였다. 수율에서는 육계육과 노계육 모두 대조구에서 66.85%, 63.80%로 높은 결과를 얻었으며 처리구에서는 모두 감소하여 노계육을 전기장 처리한(PEF) 처리구에서 61.05%로 가장 낮은 수율을 나타냈다(p<0.05). 색도는 노계와 육계의 품종과 관계없이 가열 중 L 값은 낮아지고 a 값과 b 값은 높아지는 전형적인 현상을 보였으며, 가열 감량은 가열 감량은 노계육스팀처리(S)에서 45.25%로 가장 높았으며, 육계육의 초고압증기(B-SH) 가열 처리할 때는 30.66%로 가장 낮았다. 처리구별로는 노계육을 PEF 및 SH 병행 처리 시 PEF와 SH를 단독으로 처리한 물리적인 처리구보다 가열 감량이 낮게 나타나는 것을 알 수 있었다. 조직감은 hardness의 경우 시료별로는 부드러운 조직감을 갖는 육계육에서 초고압스팀처리구(B-SH)에서 5.57 kg으로 가장 낮았다(p<0.05). 반면에 노계육은 PEF 처리한 후 스팀처리구 경우 14.08 kg으로 육계육에 비해서는 질긴 조직감을 보였으나 PEF 처리 후 초고압증기처리(SL-PSH) 시료에서는 10.73 kg까지 유의적으로 감소하여 연도개선에 효과가 있었다. 관능평가에서는 전반적 기호도가 가장 좋은 점수를 보인 것은 육계육 7.8점이었고, 노계육에서는 PEF 처리 후 초고압증기 처리구(SL-PSH)에서 6.3점으로 가장 좋은 점수를 보였다. 따라서 노계육의 연도를 개선하기 위한 물리적 방법에서는 PEF 처리 후 초고압증기처리(PSH)가 가장 이상적인 방법이라고 생각된다.
여러 가지 살균방법이 인삼분말에 오염된 미생물의 성장에 미치는 영향을 조사하였다. 미생물의 성장은 오염된 인삼분말에 UV, 적외선, 마이크로파 및 초고압을 처리한 후 미생물의 생균수를 측정함으로써 조가하였다. UV 및 적외선 살균은 분말의 미생물수에 큰 영향을 미치지 못하였으며 적외선 살균은 분말의 탄화현상을 야기하였다. 또한 마이크로파살균도 이미 실시한 UV 살균 및 적외선 살균보다도 짧은 시간에 인삼분말에 오염된 미생물수를 감소시킬수 있지만 큰 미생물 감소효과는 나타내지 못하였다. 그러나 인삼분말을 2,000kg/$ extrm{cm}^2$ 이상의 초고압하에서 처리한 결과 생균수는 무처리군의 경우 2.0$\times$$10^4$CFU/g에서 3,000~5,000kg/$\textrm{cm}^2$으로 처리한 시료에서 모두 $10^3$CFU/g 수준으로 감소하는 경향을 나타내었다. 압력별 분말의 생균수 변화는 $25^{\circ}C$, 10분 처리시 무처리군의 생균수는 2.0$\times$$10^4$CFU/g에서 2,000 kg/$\textrm{cm}^2$ 에서는 1.0$\times$$10^4$UFU/g, 3,000kg/$\textrm{cm}^2$ 에서는 8.0$\times$$10^3$CFU/g, 4.000kg/$\textrm{cm}^2$에서는 7.0$\times$$10^3$ CFU/g, 5,000 kg/$\textrm{cm}^2$ 에서는 1.8$\times$$10^3$CFU/g으로 압력이 높을수록 미생물의 감소경향이 큼을 알수 있었다. 또한 인삼의 지표성분인 사포닌을 TLC로 분석한 결과 초고압처리에서도 모든 사포닌성분이 확인되어 사포닌은 5,000kg/$\textrm{cm}^2$ 까지의 초고압살균하에서 안정한 것으로 나타났다. 그러나 초고압처리시 분말이 덩어리화 되는 단점이 관찰되었다.
된장과 고추장에 대하여 Bacillus cereus 포자를 $10^5$ spore/g 접종하고 이의 저감화에 적용 가능한 허들로서 additive(95% ethanol 3%, 1% oregano 추출물 0.3%), Joule 가열($95^{\circ}C$, 5분) 및 초고압처리(500 MPa, $45^{\circ}C$, 5분)를 적용하여 Bacillus cereus 포자의 살균효과와 저장성을 분석하였다. 된장에 있어 AJ(additive+Joule 가열) 및 AJP(additive+Joule 가열+초고압) 처리구는 각각 2.80 log 및 3.74 log 감소효과를 보였고 고추장의 경우에는 각각 4.71 log 및 5.60 log 감소를 보여 Joule 가열처리구는 된장과 고추장에 있어서 additive 처리구와 함께 Bacillus cereus 포자의 살균에 상당한 시너지 효과를 나타내는 것으로 판단되었다. 한편 $30^{\circ}C$ 저장시험에서 additive, Joule 가열 및 초고압 병행 처리는 된장 및 고추장에서 낮은 수준의 포자를 유지하는 데에도 유효한 효과를 보여 AJ(additive+Joule 가열) 및 AJP(additive+Joule 가열+초고압) 처리기법은 된장 및 고추장의 Bacillus cereus 포자에 대한 효율적인 살균방법으로서 적용이 가능할 것으로 보였다.
본 연구에서는 초고압 추출 공정의 활성 증진 효과를 알아보기 위해 당귀의 자외선 차단 효과 및 피부 미백활성 실험을 실시하였다. 인간의 섬유아세포인 CCD-986sk를 이용한 세포독성 실험에서 $1.0mg/m{\ell}$ 농도의 시료 첨가를 통해 초음파 병행 $60^{\circ}C$ 추출물이 21.27%로 가장 낮은 세포독성을 나타내었으며, 15분간 초고압 처리한 $60^{\circ}C$초음파 병행 추출물이 23.49%로 가장 높은 세포독성을 나타내었다. UVA 처리에 따른 MMP-1 발현 저해 효과 측정에서 $1.0mg/m{\ell}$ 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 $60^{\circ}C$ 초음파 추출물이 UV를 조사하지 않은 대조군과 비교하여 122.2%를 나타내며 양성대조군인 ascorbic acid의 121.3%와 근사한 수치의 발현 억제 효과를나타내었다. 그 외 다른 시료들도 134.5% 이하로 발현하며 높은 저해율을 나타냄에 따라 당귀가 UVA에 대한 MMP-1 발현 저해 효과가 있음을 나타내었다. Tyrosinase 억제효과에서는 양성대조군인 ascorbic acid가 $1.0mg/m{\ell}$의 농도에서 70.8%로 가장 높은 저해율을 나타내었다. 당귀 시료 중에서는 초고압을 15분간 처리한 $60^{\circ}C$ 초음파 추출물이 ascorbic acid에 근사한 수치인 69.4%로 가장 높은 저해율을 나타내었고, 그외의 시료들도 모두 55% 이상의 높은 저해율을 나타내었다. 시료 첨가를 통한 Clone M-3 세포주의 melanin 생성 억제실험에서 $1.0mg/m{\ell}$ 농도 첨가를 통해 15분간 초고압 처리한 $60^{\circ}C$ 초음파 추출물이 82.4%를 나타내어 양성대조군인 ascorbic acid에 비해 더 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 당귀가 자외선 차단 및 피부 미백 관련 향장 소재로의 활용 가능성이 있으며, 초고압 처리를 통해 향장활성의 증가가 가능함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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