KR101802031B1 - 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 딸기에 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 배합하는 단계를 포함하는 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법은 제조된 농축 딸기 과즙음료의 색소 안정성 및 항산화 활성을 제어할 수 있으며, 농축 과즙음료의 저장성 및 품질을 용이하게 향상시킬 수 있어 가공 및 취급상의 편리함을 제공할 수 있다.
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법은 제조된 농축 딸기 과즙음료의 색소 안정성 및 항산화 활성을 제어할 수 있으며, 농축 과즙음료의 저장성 및 품질을 용이하게 향상시킬 수 있어 가공 및 취급상의 편리함을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 관한 것이다.
최근 생활수준의 향상과 사회구조의 변화와 함께 건강한 식생활에 대한 중요성이 증가하면서 천연물 유래의 건강기능식품과 과일과 채소 등 자연웰빙식품에 대한 관심도 증가하였다. 이처럼 국내 소비자들의 건강에 대한 관심의 증가로 인해 과거 음료시장에서 주류를 이루던 사이다, 콜라 등과 같은 탄산음료의 소비는 점차 감소되고 있는 반면에, 건강 지향적인 신선식품으로 과실 주스, 과실 농축액, 과실 농축 음료와 같은 과실음료의 소비가 급증하고 있다. 특히, 과일 및 야채를 가공하여 제조한 천연주스는 소비자들이 쉽게 섭취할 수 있다는 장점과 함께 유용 폴리페놀 및 다량의 식이 섬유에 의한 장관계 질환 예방, 세포노화억제 및 항산화 효과 등을 나타내는 것으로 알려져 있어 그 소비가 늘어나고 있다.
딸기는 비타민C의 함량이 풍부하고, 신맛과 단맛의 조화와 독특한 향기를 갖는 과일로서, 맛 뿐만 아니라 다양한 항산화 물질 등의 생리활성물질을 다량 포함하고 있어 소비자들의 웰빙에 대한 관심의 증가와 더불어 소비량이 급증하고 있다. 그러나 다른 과일에 비하여 과육이 연하고 수분함량이 높아 변질되기 쉽고 연화, 변질, 곰팡이 발생 등으로 저장 기간이 짧고 보관이 어려우며 수확, 이송 등의 취급시 쉽게 상처를 받아 상품성이 신속하게 저하될 수 있는 단점이 있다. 이에 대부분의 딸기는 수확시기에만 생과로 출하되어 유통됨으로써 대량생산에 의한 딸기 가격의 하락으로 농민들의 소득 보장이 어려우며, 또한 대량 생산되거나 작업 중에 발생한 파과는 폐기해야 하는 어려움이 있다.
이에 따라, 딸기의 연중 소비를 위해 냉동딸기로 가공하기 위한 공정 개발이 주목받고 있으며, 최근 냉동딸기의 수요가 확대되면서 딸기 고유의 향과 맛이 유지되면서 안전하고 품질이 높은 냉동딸기를 생산하기 위해 냉동딸기 제조과정 중의 건조, 포장, 살균 및 세척 과정이 개선된 가공 기술개발이 이루어져왔다(농진청, 국립원예특작과학원, 2012).
이와 같은 가공 기술개발과 더불어 냉동딸기의 활용도를 높이고, 저장성 및 품질을 향상시킬 수 있는 냉동딸기를 이용한 가공제품의 제조방법에 대한 기술이 요구되고 있으며, 딸기 내에 포함된 다양한 생리활성의 기능성을 보존할 수 있는 고품질 가공제품 개발에 대한 연구가 필요한 실정이다.
예를 들어, 한국등록특허 제1374692호에는 진공동결건조를 이용하여 베리류의 일종인 오디의 색소 안정성을 향상시키는 반건조 오디의 제조방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 동결, 냉동 저장, 해동 등의 가공과정 및 가공제품의 제조과정 중에 다양한 생리활성 물질을 유지함으로써 품질을 보존할 수 있는 기술에 대한 보고는 미흡한 상태이다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 농축 딸기 과즙음료의 제조공정에서 딸기에 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 배합함으로써, 색소 안정성 및 항산화 활성이 향상된 고품질의 농축 딸기 과즙음료를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 딸기에 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 배합하는 단계를 포함하는 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 의해 제조된 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1양태는 딸기에 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 배합하는 단계를 포함하는 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제2양태는 상기 제1양태의 제조방법에 의해 제조된 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료를 제공한다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명은 딸기 과즙음료의 제조공정에서 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 딸기에 배합함으로 인해, 딸기 중에 포함된 천연색소인 안토시아닌의 안정성 및 색가 보존능이 향상되며, 항산화 활성이 높게 유지될 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이에 기초한다.
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법은 딸기에 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 배합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 단계는 딸기, 시트르산 및 산성 메타인산나트륨을 혼합하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 의해 제조된 농축 딸기 과즙음료는, 제조과정 중에 딸기와 시트르산 및 산성 메타인산나트륨을 혼합함으로써 시트르산을 단독으로 딸기와 혼합하였을 경우에 비해 안토시아닌의 안정성이 향상되어 높은 총 안토시아닌 함량을 나타내었으며, 또한 상기 과즙음료는 폴리페놀 및 플라보노이드의 안정성과 더불어 우수한 항산화 활성을 나타내었다(표 15 내지 표 27).
상기 시트르산은 청량한 신맛을 내어 과즙 또는 청량 음료 등의 식품 첨가물로도 사용되는 성분으로 자연부식제로도 알려져 있으며, 식품 원료의 이상 발효에 의해 발생하는 유해한 생성물과 반응하여 체외로 배설함으로써 해독작용을 나타내기도 한다.
한편, 상기 산성 메타인산나트륨은 간장, 된장, 물엿의 변색 및 착색 방지 및 점조성 부여의 목적으로 사용되는 성분으로, 청량음료의 침전방지 효과도 나타내며 국수류 등의 면 감촉을 좋게 하고, 또한 육류의 결착성을 향상시켜 햄, 소시지, 어육 반죽 제품에 이용되는 등 다양한 활용도를 나타낸다.
본 발명에서 시트르산 및 산성 메타인산나트륨은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 농축 딸기 과즙음료의 색소 안정성 및 항산화능을 높게 유지하는 활성을 나타낼 수 있다.
상기 시트르산은 딸기 중량 100 대비 0.3 내지 3중량부로 포함될 수 있으며, 상기 산성 메타인산나트륨은 딸기 중량 100 대비 0.5 내지 3중량부로 포함될 수 있다. 상기 시트르산이 딸기 중량 100 대비 0.3 중량부 미만으로 포함될 경우 및 산성 메타인산나트륨이 딸기 중량 100 대비 0.5 중량부 미만으로 포함될 경우, 시트르산 및 산성 메타인산나트륨에 의한 색소 안정성 및 항산화 활성이 나타나지 않을 수 있으며, 상기 시트르산 및 산성 메타인산나트륨 각각이 딸기 중량 100 대비 3 중량부를 초과하여 포함될 경우, 음용시 신맛이 강하게 느껴짐으로 인해 소비자의 기호도가 줄어들 수 있다.
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 이용한 딸기는 설탕 용액, 시트르산 용액 또는 이들의 혼합용액에 침지하여 코팅하는 단계(제1단계); 상기 코팅된 딸기를 동결하는 단계(제2단계); 및 상기 동결된 딸기를 해동하는 단계(제3단계)를 포함하여 제조될 수 있다.
상기 제2단계의 동결 과정은 -70℃의 디프리져를 이용한 급속 동결, 또는 -18℃의 냉동고에서의 완만 동결을 통해 수행할 수 있으며, 상기 제3단계의 해동 과정은 마이크로웨이브를 통해 수행할 수 있다.
본 발명의 동결된 딸기의 해동과정은 마이크로웨이브 해동 또는 정치 공기 해동을 통해 수행할 수 있으나, 당업계에서 이용되는 해동 공정이라면 이에 제한되지 않고 사용가능하다. 본 발명의 일 실시예에서는 마이크로웨이브를 통해 해동한 경우, 정치 공기 해동에 비해 높은 함량의 안토시아닌이 해동 딸기에 포함되어 있는 것으로 나타났으며, 이를 통해 마이크로웨이브 해동 과정에서 안토시아닌의 안정성이 공기 해동에 비해 높게 유지될 수 있음을 확인하였다(표 14).
상기 설탕 용액의 당도는 20 내지 60 Brix일 수 있으며, 상기 시트르산 용액은 딸기 중량 100 대비 0.3 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 설탕 용액의 당도가 20 Brix 미만일 경우, 코팅처리 효과가 나타나지 않을 수 있으며, 60 Brix를 초과할 경우, 단맛이 강하여 딸기 고유의 맛을 느끼지 못함으로 인해 소비자의 기호도가 감소할 수 있다. 또한, 상기 시트르산 용액이 딸기 중량 100 대비 0.3중량부 미만으로 포함될 경우, 시트르산에 의한 색상 변화 방지 및 drip loss(과즙 손실) 개선 효과 등이 나타나지 않을 수 있으며, 3 중량부를 초과하여 포함될 경우, 음용시 신맛이 강하게 느껴짐으로 인해 소비자의 기호도가 줄어들 수 있다.
상기 설탕 용액은 설탕이 적정 당도로 용해된 물로서, 설탕의 끈적끈적한 액이 과실 표면에 코팅되어 과실 표면이 공기와 직접 접촉하여 산화가 진행되는 것을 지연시키는 작용을 할 수 있다. 냉동 딸기의 경우, 해동 과정에서 drip loss, 미생물 번식 및 색상 변화 등의 품질저하현상이 발생할 수 있으나, 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조과정은 설탕, 시트르산 또는 이들의 혼합물을 이용한 딸기의 코팅 공정으로 인해 상기 해동 과정 중에 발생하는 문제점을 해결할 수 있으며, 색도, drip loss 및 미생물 번식 등을 제어할 수 있다.
상기 농축 딸기 과즙음료의 제조방법은 딸기와 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 혼합하는 단계 이후에, 상기 딸기 혼합물을 감압 농축하고 살균 처리하는 공정을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 제조예에서의 딸기 주스의 제조 공정은 상기 딸기 배합 혼합물을 원심분리하여 수득한 상층액을 이용하여 감압 농축을 수행하였으며, 본 발명의 딸기 퓨레의 제조 공정은 상기 딸기 배합 혼합물을 그대로 감압 농축하여 딸기 퓨레를 제조하였다(제조예 1).
상기 살균 처리 공정은 80 내지 100℃의 수욕조 상에서 30분 내지 1시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 용어 '과즙음료'는 과실의 액즙 또는 과육을 이용하여 만든 음료로서, 과실주스, 퓨레, 과실즙액, 과실 농축액 또는 농축과실 함유 드링크 등의 다양한 타입의 음료일 수 있으며, 2종 이상이 혼합된 타입일 수도 있다.
구체적으로, 본 발명의 과즙음료는 과실 주스 또는 퓨레 타입일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다른 양태로서 본 발명은 상기 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 의해 제조된 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료를 제공한다.
상기 딸기 과즙음료는 20 내지 50 Brix로 농축된 것일 수 있으며, 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조과정에서 40℃의 감압 농축기를 이용하여 농축하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 농축 딸기 과즙음료인 농축 딸기 주스의 당도는 40 내지 50 Brix일 수 있으며, 농축 딸기 퓨레의 당도는 20 내지 30 Brix일 수 있다.
딸기를 포함한 베리류에 다량 포함되어있는 안토시아닌(anthocyanin)은 각종 식물의 잎, 꽃, 과실 등에서 적색에서 청색에 이르는 다양한 색을 발현하는 수용성 색소로서 식물체에 광범위하게 존재하며, 활성산소를 제거하여 노화를 방지하고 항산화 작용 등의 다양한 생리활성을 갖는 것으로 알려짐에 따라 인체에 무해한 천연 색소 및 기능성 소재로서 각광받고 있다. 상기 안토시아닌은 전자가 하나 부족한 매우 불안정한 화합물로서 베리류의 가공과 저장기간 중 pH, 당분해물, 온도, 빛, 아스코르브산, 효소 및 물과 같은 친핵 반응물에 의해서 변색이나 탈색을 유발하여 품질저하를 초래한다. 이에 따라, 동결, 냉동저장, 해동 등의 단위공정과 농축액, 퓨레 등의 제품 제조과정 및 저장과정에서의 중요한 품질지표가 된다.
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 의해 제조된 농축 딸기 과즙음료는 제조과정 중의 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물의 배합을 통해 안토시아닌의 안정성이 향상되어 높은 총 안토시아닌 함량을 포함할 수 있으며, 이를 통해 딸기의 가공 및 저장 과정 중에 발생하는 품질저하를 제어할 수 있다(표 15 및 표 16).
베리류를 포함한 식물계에 널리 분포되어 항산화 활성을 나타내는 것으로 알려진 폴리페놀(polyphenolics)은 자연계에 널리 존재하는 천연색소로서, 대표적인 생리활성기능인 항산화 활성을 비롯하여 항암, 항고혈압, 항염증, 항당뇨, 및 항노화 등의 다양한 생리적 및 약리적 효능을 나타낸다. 폴리페놀에는 벤조산 및 계피산을 포함하는 페놀산과 플라보노이드, 프로안토시아니딘, 레스베라트롤, 리그닌 및 탄닌 등이 포함되며, 이들은 천연 항산화제로서 식품첨가물로서 사용된다.
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에 의해 제조된 농축 딸기 과즙음료는 제조과정 중에 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물을 딸기에 배합하여 제조됨으로써, 높은 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량을 나타낼 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 농축 딸기 과즙음료 제조과정을 이용함으로써 딸기의 가공 및 저장 과정 중에 폴리페놀 및 플라보노이드를 안정적으로 보존할 수 있음을 확인하였다(표 18 내지 표 21).
항산화물질(antioxidants)은 산화를 방지하는 물질로서, 구체적으로는 지방의 자동산화과정에서 생성되는 유리 라디컬종(R·, ROO·, RO·)과 과산화물(ROOH)을 포착 또는 제거하여 지방의 산패를 억제할 뿐만 아니라 생체내 생성되는 여러 활성산소종에 의한 과산화반응을 억제하여 암, 동맥경화증, 고혈압, 당뇨, 염증 및 노화를 예방하는 것으로 알려진 생리활성물질이다. 딸기, 블루베리, 블랙커런트, 아사이베리 등의 베리류에 다량 함유되어 있으며 이들 식물로부터 안전하고 효과적인 천연 항산화제를 개발하는 연구가 이루어지고 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 농축 딸기 과즙음료는 시트르산, 산성 메타인산나트륨 또는 이들의 혼합물의 배합을 통해 DPPH 라디칼 소거 활성, SOD-like 활성 및 hydroxyl radical 소거 활성이 향상될 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 농축 딸기 과즙음료 제조과정을 이용함으로써 딸기의 가공 및 저장 과정 중에 높은 항산화 활성을 유지할 수 있음을 확인하였다(표 22 내지 표 27).
본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법은 제조된 농축 딸기 과즙음료의 색소 안정성 및 항산화 활성을 제어할 수 있으며, 농축 과즙음료의 저장성 및 품질을 용이하게 향상시킬 수 있어 가공 및 취급상의 편리함을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 동결 방법에 따른 딸기의 외관을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 딸기 크기 및 동결 방법에 따른 동결 곡선을 나타낸 도이다. (A) 급속동결, (B) 완만동결.
도 3은 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 동결 및 해동 과정 이전의 딸기의 코팅 방법에 따른 딸기의 외관을 나타낸 도이다. (A)는 마이크로웨이브 해동 방법, (B)는 정치 공기 해동 방법에 따른 딸기의 외관을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 해동 방법에 따른 해동 곡선을 나타낸 도이다. (A) 상온(25℃)에서의 해동, (B) 냉장온도(4℃)에서의 해동.
도 5는 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 농축 과정 이전의 시트르산 또는 산성 메타인산나트륨 처리에 따른 농축 딸기 주스의 외관을 나타낸 도이다. (A) 대조군, (B) 1% 시트르산, (C) 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨.
도 6은 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 농축 과정 이전의 시트르산 또는 산성 메타인산나트륨 처리에 따른 농축 딸기 퓨레의 외관을 나타낸 도이다. (A) 대조군, (B) 1% 시트르산, (C) 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨.
도 7은 복분자박 천연색소 추출공정에 있어서의 시트르산 및 산성 메타인산나트륨 처리에 따른 총 안토시아닌 함량을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 딸기 크기 및 동결 방법에 따른 동결 곡선을 나타낸 도이다. (A) 급속동결, (B) 완만동결.
도 3은 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 동결 및 해동 과정 이전의 딸기의 코팅 방법에 따른 딸기의 외관을 나타낸 도이다. (A)는 마이크로웨이브 해동 방법, (B)는 정치 공기 해동 방법에 따른 딸기의 외관을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 해동 방법에 따른 해동 곡선을 나타낸 도이다. (A) 상온(25℃)에서의 해동, (B) 냉장온도(4℃)에서의 해동.
도 5는 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 농축 과정 이전의 시트르산 또는 산성 메타인산나트륨 처리에 따른 농축 딸기 주스의 외관을 나타낸 도이다. (A) 대조군, (B) 1% 시트르산, (C) 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨.
도 6은 본 발명의 농축 딸기 과즙음료의 제조방법에서의 농축 과정 이전의 시트르산 또는 산성 메타인산나트륨 처리에 따른 농축 딸기 퓨레의 외관을 나타낸 도이다. (A) 대조군, (B) 1% 시트르산, (C) 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨.
도 7은 복분자박 천연색소 추출공정에 있어서의 시트르산 및 산성 메타인산나트륨 처리에 따른 총 안토시아닌 함량을 나타낸 도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
시험 재료
딸기는 설향 품종으로 농진청에서 구입하였으며, 수확, 세척한 후 시료 전처리 과정을 수행하고, 동결처리하여 냉동시킨 딸기를 사용하였다. 백설탕(CJ제일제당, 인천), 시트르산(citiric acid, SAMCHUN, 한국) 및 산성 메타인산나트륨(acidic sodium metaphosphate, 서도비엔아이, 한국)을 구입하여 사용하였다.
통계학적 분석
통계분석은 SAS 9.3(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 분산분석(ANOVA)한 후 p<0.05 수준에서 Duncan`s multiple range test를 수행하여 처리군 간의 유의성을 검정하였다.
제조예
1 : 딸기 주스 및
딸리
퓨레의
제조
1-1. 시료의 전처리
세척한 딸기의 동결 전 전처리(코팅)군의 배합비는 표 1에 나타낸 바와 같으며, 40 Brix 설탕 또는 40 Brix 설탕과 1 내지 3%(w/w) 시트르산 혼합용액에 1분 30초 동안 침지시킨 후 쟁반에 1겹으로 쌓아 디프리져(-70℃)로 급속동결 또는 냉동고(-18℃)를 이용하여 완만동결 방법으로 동결시킨 후 지퍼백에 개별 포장하여 저장하였다. 해동은 마이크로웨이브 해동(microwave thawing) 또는 정치 공기 해동(air thawing)을 이용하여 수행하였다.
| 성분 (g) | 시료 | ||||
| S0 | SC1 | SC2 | SC3 | SC4 | |
| 딸기 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| 설탕 | 0 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 시트르산 | 0 | 0 | 2 | 4 | 6 |
1-2. 딸기 주스의 제조
해동한 딸기의 전처리(코팅)군의 배합비는 표 2에 나타낸 바와 같으며 해동시킨 딸기를 이용하여 농축 주스를 제조하였다. 해동시킨 딸기를 녹즙기(NJE-3520, 엔유씨전자, 한국)로 분쇄하고 상기 배합비에 따라 1%(w/w) 시트르산, 또는 1% 시트르산 및 1%(w/w) 산성 메타인산나트륨을 혼합한 후, 원심분리기(UNION55R, Hanil science industrial, 한국)를 이용하여 4000 rpm에서 10분간 원심분리하였다. 원심분리하여 수득한 상층액만을 가지고 감압 농축기(BUCHI rotavapor R-124 and BUCHI water bath B-480, Flawil, Switzerland)로 40℃에서 40 Brix까지 농축하여 딸기 농축 주스를 제조하였다. 제조된 딸기 농축 주스는 90℃에서 30분간 살균처리하였다.
| 성분 (g) | 시료 | ||
| S0 | S1 | S2 | |
| 딸기 | 600 | 600 | 600 |
| 시트르산 | 0 | 6 | 6 |
| 산성 메타인산나트륨 | 0 | 0 | 6 |
1-3. 딸기
퓨레의
제조
해동한 딸기의 전처리(코팅)군의 배합비는 표 2에 나타낸 바와 같으며 해동시킨 딸기를 이용하여 딸기 농축 퓨레를 제조하였다. 해동시킨 딸기를 녹즙기(NJE-3520, 엔유씨전자, 한국)로 분쇄하고 상기 배합비에 따라 1% 시트르산, 또는 1%(w/w) 시트르산 및 1%(w/w) 산성 메타인산나트륨을 혼합한 후, 감압 농축기를 사용하여 40℃에서 20 Brix까지 농축한 딸기 퓨레를 제조하였다. 상기 농축 퓨레를 90℃의 Water bath에서 30분간 살균처리하여 사용하였다.
실험예
1 : 냉동 딸기, 딸기 주스 및 딸기
퓨레의
제조방법에 따른 특성 분석
1-1. 전처리(코팅)한 냉동 딸기의 동결방법에 따른 특성 분석
디프리져(-70℃)를 이용한 급속동결 및 냉동고(-18℃)를 이용한 완만동결 방법으로 동결시킨 후의 냉동 딸기의 외관, 크기 및 무게를 관찰하였다(도 1).
그 결과, 급속 동결시킨 딸기의 경우, strawberry 1이 가로 3.4 cm, 세로 3.7cm, 높이 3.9 cm, 무게 15.521 g, strawberry 2가 가로 3.8 cm, 세로 4.1 cm, 높이 4.1 cm, 무게 19.083 g, strawberry 3이 가로 4cm, 세로 4.4 cm, 높이 4.4 cm, 무게 28.208 g 이었다. 한편, 완만 동결시킨 딸기는 순서대로 strawberry 1이 가로 3.6 cm, 세로 4 cm, 높이 4.3 cm, 무게 21.435 g, strawberry 2가 가로 3.7 cm, 세로 4.2cm, 높이 4.7 cm, 무게 25.586 g, strawberry 3이 가로 4cm, 세로 4.7 cm, 높이 4.6 cm, 무게 28.790 g으로 나타났다.
또한, 크기가 서로 상이한(최대, 중간, 최소) 3가지 종류의 딸기 시료를 이용하여 temperature recorder로 동결온도변화를 측정하였다(도 2). 딸기의 냉동 곡선은 Microjet recorder(PHA98002-EAOYV, Fuji Electric co. Ltd, Tokyo, Japan)를 사용하여 분석하였으며, 디프리져(DF8517, Ilshin, Korea)에서 급속 동결, 냉동고(SKR177SG, 삼성, Korea)에서 완만동결 곡선을 분석하였다.
그 결과, 급속 동결의 경우 최대 얼음 결정형성대인 -1℃ 내지 -5℃의 통과시간이 평균 20분이었으며, 완만 동결의 경우에는 평균 2시간 20분 정도가 소요되었다. 또한, 완만·급속 동결 시 시료의 크기가 클수록 동결시간이 장시간 소요됨을 확인하였다.
1-2. 전처리(코팅)한 냉동 딸기의 해동방법에 따른 특성 분석
<외관 관찰 분석>
전처리(코팅)하여 동결시킨 딸기의 마이크로웨이브 해동(microwave thawing)과 4℃의 정치 공기 해동(air thawing) 처리 전후의 외관을 관찰한 결과, Microwave thawing 처리를 한 딸기의 경우 해동 전후에 외관상의 변화가 크게 나타나지 않았으나, air thawing 처리를 한 딸기의 경우에는 해동 후 물러진 형태의 딸기가 관찰되었다(도 3).
<해동온도변화 분석>
냉동고에서 냉동시킨 전처리(코팅)한 냉동 딸기의 해동방법에 따른 해동온도변화 및 drip loss를 분석하였으며, 딸기의 해동 곡선은 4℃ 및 25℃에서 Microjet recorder(PHA98002-EAOYV, Fuji Electric co. Ltd, Tokyo, Japan)로 분석하여 측정하였다.
그 결과, 냉동 딸기를 상온(25℃)에서 해동한 경우, 딸기가 0℃까지 변화하는데 42분 정도가 소요되었으며, 이때의 drip loss는 21.32 내지 24.05% 이었다(도 4A). 한편, 냉동 딸기를 냉장 온도(4℃)에서 해동한 경우, 딸기가 0℃까지 변화하는데 1시간 30분 정도 소요되었으며, 이때의 drip loss는 3.62 내지 6.13%로 상온에서 해동하였을 경우보다 적은 drip loss가 발생하였다(도 4B). 마이크로웨이브 해동의 경우에는 0℃까지 1분 30초가 소요되었으며 해동과정에서의 회전에 의해 temperature recorder 측정이 불가능하였다.
<색도 측정>
전처리(코팅)한 냉동 딸기의 해동방법에 따른 색도 변화를 분석하기 위해 색차계(CR-410, Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 각각의 L, a, b값을 측정하였다. 색차계의 색도보정을 위해 사용된 calibration plate(No. 21933148)의 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값은 각각 98.34, -0.17, 1.45이었다.
전처리(코팅)한 냉동 딸기의 해동방법에 따른 색도 변화를 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
| 해동방법 | 시료 | L | a | b |
| 마이크로웨이브 해동 |
대조군 | 46.02±3.38 | 38.45±8.60 | 14.77±6.28 |
| 40 Brix | 42.86±0.46 | 42.20±5.92 | 15.06±2.35 | |
| 40 Brix, 1% 시트르산 | 45.01±3.87 | 53.94±6.97 | 17.27±5.60 | |
| 40 Brix, 2% 시트르산 | 44.67±5.91 | 51.32±10.11 | 18.78±5.18 | |
| 40 Brix, 3% 시트르산 | 43.94±3.90 | 48.25±7.74 | 17.18±1.59 | |
| 정치 공기 해동 |
대조군 | 44.17±7.11 | 435.48±8.69 | 11.41±2.72 |
| 40 Brix | 46.36±6.71 | 42.66±13.76 | 15.61±7.73 | |
| 40 Brix, 1% 시트르산 | 43.76±2.58 | 46.29±7.57 | 17.36±2.84 | |
| 40 Brix, 2% 시트르산 | 46.67±3.93 | 42.78±12.23 | 16.86±6.03 | |
| 40 Brix, 3% 시트르산 | 44.65±2.75 | 42.57±7.04 | 15.39±3.44 |
a값은 딸기의 중요한 적색도를 나타내는 값으로, 상기 데이터를 비교한 결과, 마이크로웨이브 해동 및 4℃의 공기 해동의 경우, 두 경우 모두 40 Brix, 1% 시트르산 처리군에서 각각 53.94, 46.29로 가장 높은 값을 나타내었으며 대조군에 비해 월등히 높은 값이 나타났다. 또한, a값은 전처리 조건에 관계없이 마이크로웨이브 해동이 정치 공기 해동보다 높은 값을 나타내었다.
마이크로웨이브 해동의 경우, a값은 40 Brix, 1% 시트르산에서 53.94로 가장 높게 나타났으며, 그 다음으로 40 Brix 및 2% 시트르산, 40 Brix 및 3% 시트르산, 40 Brix의 순으로 나타났고, 대조군은 38.45로 가장 낮은 값을 나타내었다.
정치 공기 해동의 경우의 a값은 40 Brix 및 1% 시트르산에서 46.29로 가장 높았으며, 40 Brix, 40 Brix 및 2% 시트르산, 40 Brix 및 3% 시트르산은 42.00 부근에서 유사하게 나타났으며 대조군은 35.48로 가장 작은 값을 나타내었다.
<Drip loss 측정>
J. Kor . Soc . Hort . Sci .에 공지된 방법에 따라 Drip loss를 측정하였다(Chung HD et al., 1991, J. Kor . Soc . Hort . Sci . 33, 21-30). 냉동된 딸기를 해동하고 시료의 수분을 제거한 후 시료의 무게를 측정하여 백분율로 나타내었다. Drip loss(%)는 하기의 방정식으로 산출하였으며 그 결과를 표 4에 나타내었다.
| 시료 | 마이크로웨이브 해동 | 정치 공기 해동 |
| 대조군 | 2.00±1.07 | 9.06±5.93 |
| 40 Brix | 1.27±1.51 | 2.38±1.72 |
| 40 Brix, 1% 시트르산 | 1.10±0.76 | 3.06±0.95 |
| 40 Brix, 2% 시트르산 | 1.04±0.70 | 2.52±1.61 |
| 40 Brix, 3% 시트르산 | 1.95±1.65 | 3.00±1.11 |
마이크로웨이브 해동 및 정치 공기 해동의 drip loss 결과를 비교한 결과, 모든 시료에서 마이크로웨이브 해동의 결과 값이 정치 공기 해동의 값에 비해 상대적으로 작게 나타났다. 상기 결과로부터, 정치 공기 해동보다는 마이크로웨이브 해동에 의해 drip loss가 적게 발생함을 확인하였다.
마이크로웨이브 해동의 경우, 40 Brix, 2% 시트르산 처리군 및 40 Brix, 1% 시트르산 처리군에서 각각 1.04% 및 1.10%로 나타났으며, 그 다음으로 40 Brix, 40 Brix 및 3% 시트르산의 순으로 나타났다. 대조군의 drip loss는 2.00%로 가장 높은 값을 나타내었다.
정치 공기 해동의 경우, 모든 처리군에서 대조군에 비해 월등히 작은 drip loss 결과를 나타내었으며, 40 Brix 처리군에서 가장 적은 값인 2.38%를 나타내었다. 상기 결과로부터, 정치 공기 해동 시 설탕용액으로 코팅 처리한 처리군에서 확실히 해동에 의한 drip loss가 적음을 알 수 있었다.
<총 생균수(호기성균수) 측정>
Korean J. Food and Nutr .에 공지된 방법에 따라 생균수를 측정하였다(Park JS et al., Korean J. Food and Nutr ., 2008, 21, 176-183). 딸기 10g을 취한 후 90 mL의 멸균된 생리식염수를 첨가하여 핸드 믹서(HR1357 블렌더, ㈜필립스전자, 한국)로 5분간 균질화하여 생균수 측정을 위한 시료를 제조하였다. 상기 제조된 시료 1 mL를 취하여 멸균된 생리식염수를 사용하여 10배 희석법으로 희석하여 plate count agar(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)에 접종한 후 40 내지 48시간 배양시킨 후 형성된 colony 수를 계수하여 colony forming unit(CFU/g)로 표시하였다.
총 호기성균 측정실험 결과, 정치 공기 해동에 비해 마이크로웨이브 해동의 경우에 모든 시료에서 작은 결과 값을 나타내었으며, 상기 두가지 해동방법 모두 시트르산을 첨가한 처리군에서 총 호기성균이 감소하였다(표 5).
마이크로웨이브 해동에서 대조군과 40 Brix 처리군의 총 호기성균은 각각 5.52과 4.41 log CFU/g로 나타났으며 40 Brix, 1% 시트르산 처리군에서 4.06 log CFU/g로 약간 감소하였으며, 40 Brix, 2% 시트르산과 40 Brix, 3% 시트르산 처리군에서 각각 3.75와 3.77 log CFU/g으로 작은 값을 나타내었다.
정치 공기 해동의 경우, 대조군의 총 호기성균은 4.95 log CFU/g으로 나타났으며 40 Brix 및 1% 시트르산, 40 Brix 및 2% 시트르산, 40 Brix 및 3% 시트르산 처리군에서는 각각 4.23, 4.20, 4.27 log CFU/g으로 대조군 보다 작은 값을 나타내었다.
| 시료 | 마이크로웨이브 해동 | 정치 공기 해동 |
| 대조군 | 5.52±0.07 | 4.95±0.06 |
| 40 Brix | 4.41±0.01 | 5.06±0.01 |
| 40 Brix, 1% 시트르산 | 4.06±0.00 | 4.23±0.04 |
| 40 Brix, 2% 시트르산 | 3.75±0.04 | 4.20±0.09 |
| 40 Brix, 3% 시트르산 | 3.77±0.22 | 4.27±0.04 |
<마이크로웨이브 해동 딸기의 관능검사>
상기 실험예에서 전체적으로 양호한 결과 값을 나타낸 마이크로웨이브 해동에서 40 Brix, 1% 시트르산 처리군 및 대조군을 이용하여 관능검사를 수행하였으며 그 결과를 표 6에 나타내었다. 색상 및 질감에 대한 평가는 40 Brix, 1% 시트르산 처리군에서 높은 값을 나타내었으나, 미각에서는 40 Brix, 1% 시트르산 처리군의 결과인 5.70에 비해 대조군에서 6.20로 높은 값을 나타내었으며 전체적인 기호도에서는 40 Brix, 1% 시트르산 처리군 및 대조군에서 유사한 결과 값인 5.70을 나타내었다.
| 관능 특성 | 대조군 | 40 Brix, 1% 시트르산 |
| 색상 | 6.40±1.43 | 6.80±1.40 |
| 질감 | 4.90±1.91 | 5.40±1.42 |
| 미각 | 6.20±1.40 | 5.70±1.77 |
| 전체적인 기호도 | 5.70±1.25 | 5.70±1.70 |
1-3. 살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 특성 분석
<외관 및 pH 분석>
시트르산(CA)과 산성 메타인산나트륨(ASM)의 첨가에 따른 농축 딸기 주스의 외관 변화를 관찰하였다(도 5).
그 결과, 농축 전과 후에 관계없이 모두 대조군의 색이 가장 옅게 나타났으며, 그 다음으로 1% 시트르산 첨가 처리군, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨을 첨가한 처리군 순으로 점차 진한 색을 나타내었다.
또한, pH 미터(HI 2211 PH/ORP Meter, HANNA instruments)를 이용하여 살균 처리한 딸기 주스 시료의 pH를 측정하였다.
그 결과, 대조군의 경우 pH가 3.6으로 가장 높았으며, 1% 시트르산 처리군의 pH는 3.5이었으며, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군의 pH는 2.56이었다(표 7). 상기 결과로부터, 산성 메타인산나트륨 첨가가 pH 감소에 영향을 나타냄을 확인하였다.
| 시료 | pH |
| 대조군 | 3.6 |
| 1% 시트르산 | 3.5 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 2.6 |
<색가(color value) 측정>
식품첨가물공전 베리류 색소의 색가 정량법을 변형하여 시료의 흡광도가 0.3~0.7의 범위가 되도록 pH 3.0의 구연산 인산이나트륨 완충액을 가하여 10 mL로 한 것을 시험용액으로하여 색가를 측정하였다. pH 3.0의 구연산 인산이나트륨 완충액을 대조액으로 하여 액 층 1 cm, 파장 500~540 nm 부근의 극대흡수파장에서의 시험용액의 흡광도를 측정하여 하기의 방정식으로 계산하였다.
상기 방정식에서, A 및 B는 각각 시료의 흡광도 및 시료 무게(g)를 나타낸다.
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 색가를 측정한 결과, 표 8에 나타낸 바와 같이, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군에서 19.079로 가장 높은 값을 나타내었고, 1% 시트르산 처리군과 대조군이 각각 9.891와 9.856으로 유사한 값을 나타내었으며 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군과 유의적인 차이를 나타내었다.
| 시료 | 색가 |
| 대조군 | 9.856±1.776 |
| 1% 시트르산 | 9.891±0.324 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 19.079±0.729 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 관능검사>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스를 이용한 관능검사 결과를 표 9에 나타내었다. 색상 및 점도에서는 세가지 성분들 가운데 유의적 차이가 나타나지 않은 반면, 미각 및 전체적인 기호도에서는 유의적 차이가 나타났으며, 관능검사요원의 코멘트를 종합 분석한 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군에서는 신맛의 강도에 의해 관능평가원들의 전반적인 기호도가 영향을 받은 것으로 확인되었다.
| 시료 | 관능 파라미터 | |||
| 색상 | 점도 | 미각 | 전반적인 기호도 | |
| 대조군 | 5.857±1.351 | 5.500±1.019 | 5.286±1.684 | 5.929±1.639 |
| 1% 시트르산 | 5.929±1.207 | 5.286±0.914 | 5.357±1.082 | 6.000±0.961 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 5.286±1.590 | 4.857±1.231 | 4.929±1.141 | 5.214±1.188 |
1-4. 살균 공정 처리한 농축 딸기
퓨레의
특성 분석
<외관 및 pH 분석>
시트르산(CA)과 산성 메타인산나트륨(ASM)의 첨가에 따른 농축 딸기 퓨레의 외관 변화를 관찰하였다(도 6).
그 결과, 농축 전 딸기 시료의 외관을 보면 대조군의 색이 가장 옅게 나타났으며, 그 다음으로 1% 시트르산 처리군, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨을 첨가한 시료가 눈에 띄게 진한 색을 나타내었다. 대조군과 1% 시트르산 처리군은 농축하는 과정에서 시간이 지나자 탁한 색으로 변하는 것을 확인하였다. 20 Brix 이상의 감압농축은 기계적으로 곤란한 것으로 확인되었다.
또한, pH 미터를 이용하여 살균 처리한 농축 딸기 퓨레 시료의 pH를 측정한 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군의 경우 2.85로 가장 낮게 나타났으며, 딸기 농축 주스의 결과와 같이 산성 메타인산나트륨 첨가가 pH 감소에 영향을 나타냄을 확인하였다(표 10).
| 시료 | pH |
| 대조군 | 3.77 |
| 1% 시트르산 | 3.72 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 2.85 |
<색가(color value) 측정>
상기 실험예 1-3의 딸기 주스를 이용한 색가 측정방법에 따라, 살균 처리된 농축 딸기 퓨레의 색가를 측정한 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군에서 가장 높은 값인 13.027을 나타내었다. 1% 시트르산 첨가군의 색가는 9.539로, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 첨가군은 13.027로 나타난 반면, 대조군의 색가는 6.905로 상대적으로 낮은 값을 나타내었다(표 11).
| 시료 | 색가 |
| 대조군 | 6.905±0.256 |
| 1% 시트르산 | 9.539±0.394 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 13.027±0.496 |
<색도 측정>
상기 실험예 1-2의 색도 측정방법에 따라 살균 처리된 농축 딸기 퓨레의 색도를 측정한 결과, 딸기의 중요한 적색도를 나타내는 a값의 경우 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군에서 24.36으로 가장 높게 나타났으며, 1% 시트르산 처리군이 15.616, 대조군이 13.182로 나타났다(표 12). 상기 결과로부터, 산성 메타인산나트륨에 의해 해동된 딸기의 가공처리 과정에서 적색소가 더욱 보존됨을 확인하였다.
| 시료 | L | a | b |
| 대조군 | 47.622±2.197 | 13.182±1.046 | 6.806±0.918 |
| 1% 시트르산 | 46.938±2.598 | 15.616±1.152 | 6.644±0.878 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 48.026±2.067 | 24.36±1.815 | 6.570±0.910 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 관능검사>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레를 이용한 관능검사 결과를 표 13에 나타내었다. 색상, 점도 및 전체적인 기호도에서는 세 가지 시료 간에 유의적 차이는 나타나지 않았다. 색상에서 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 5.818로 가장 높은 값을 나타내었으며, 점도에서는 대조군이 5.455로 가장 높은 값을 나타냈었다. 미각 및 전체적인 기호도에서는 1% 시트르산 처리군이 가장 높게 나타났다.
| 시료 | 관능 파라미터 | |||
| 색상 | 점도 | 미각 | 전반적인 기호도 | |
| 대조군 | 5.364±0.924 | 5.455±1.864 | 4.545±1.368 | 5.000±1.265 |
| 1% 시트르산 | 5.455±1.214 | 5.273±0.786 | 5.818±1.537 | 5.273±1.104 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 5.818±2.483 | 5.000±1.612 | 5.000±1.673 | 4.727±1.104 |
실험예
2 : 냉동 딸기, 딸기 주스 및 딸기
퓨레의
제조방법에 따른
피토케미컬
(phytochemical) 함량 분석
2-1. 총 안토시아닌 함량 분석
J. AOAC Int .에 공지된 pH differential method에 따라 총 안토시아닌 함량을 측정하였다(Lee J et al., J. AOAC Int . 2005, 88, 1269-1278). 상기 제조예 1에서 제조한 시료 0.1 mL에 1,900 μL의 pH 1.0 버퍼(0.2 M 염화칼륨 + 0.2 M 염산)와 1,900 μL의 pH 4.5 버퍼(0.2 M 인산칼륨 + 0.2 M 시트르산)를 각각 첨가하여 최종부피를 2 mL로 한 다음, 각각 520 nm 및 700 nm에서 반응액의 흡광도를 측정하였다. 총 안토시아닌의 함량은 cyanidin-3-glucoside의 몰흡광계수(ε=26,900 M-1cm-1)를 이용하여 하기의 방정식에 따라 산출하였다.
상기 방정식에서, A, MW, ε및 V는 각각 하기의 값을 나타낸다.
A(흡광도 값) : (A510 nm - A700 nm)pH 1.0 - (A510 nm - A700 nm)pH 4.5
MW(cyanidin-3-glucoside의 분자량) : 449.2
ε(cyanidin-3-glucoside의 몰흡광도) : 26,900 M-1cm-1
V : 시료의 최종부피(mL)
<전처리(코팅)한 딸기의 해동방법에 따른 총 안토시아닌 함량 분석 결과>
전처리(코팅)한 딸기의 해동 방법에 따른 총 안토시아닌 함량 측정 실험 결과, 마이크로웨이브 해동의 경우, 40 Brix 및 １％ 시트르산 처리군이 1.08 mg/100g으로 가장 높았으며, 대조군과 40 Brix 처리군이 0.98, 0,97 mg/100g으로 유사하게 나타났으며, 40 Brix 및 3% 시트르산, 40 Brix 및 2% 시트르산이 각각 0.86, 0.78 mg/100g으로 나타났다(표 14).
정치 공기 해동의 결과에서는, 대조군이 1.04 mg/100g으로 가장 높고, 40 Brix 및 3% 시트르산이 0.82 mg/100g으로 처리군 중 가장 높았으며, 40 Brix 및 1% 시트르산, 40 Brix, 40 Brix 및 ２％ 시트르산의 순으로 각각 0.77, 0.70, 0.57 mg/100g의 값을 나타내었다. 처리군에서는 마이크로웨이브 해동이 정치 공기 해동에 비해 전반적으로 높은 총 안토시아닌 값을 나타낸 반면, 대조군에서는 유사한 값을 나타내었다(표 14).
| 시료 | 마이크로웨이브 해동 | 정치 공기 해동 |
| 대조군 | 0.98±0.04 | 1.04±0.01 |
| 40 Brix | 0.97±0.15 | 0.70±0.02 |
| 40 Brix, 1% 시트르산 | 1.08±0.04 | 0.77±0.02 |
| 40 Brix, 2% 시트르산 | 0.78±0.10 | 0.57±0.03 |
| 40 Brix, 3% 시트르산 | 0.86±0.01 | 0.82±0.02 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 총 안토시아닌 함량 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 총 안토시아닌 함량 측정 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군은 13.544 mg/100g으로 나타났으며, 대조군에서는 11.929 mg/100g으로 나타났다. 상기 결과로부터, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 첨가로 인해 농축 딸기 주스 중에 안토시아닌이 높은 함량으로 유지되고 있음을 확인하였다(표 15).
| 시료 | 총 안토시아닌 함량 (mg/100g) |
| 대조군 | 11.929±3.452 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 13.544±6.401 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 총 안토시아닌 함량 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 총 안토시아닌 함량 측정 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 3.049 mg/100g으로 가장 높았으며, 1% 시트르산 처리군이 1.140 mg/100g, 대조군이 0.757 mg/100g으로 나타났다(표 16).
| 시료 | 총 안토시아닌 함량 (mg/100g) |
| 대조군 | 0.757±0.352 |
| 1% 시트르산 | 1.140±0.469 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 3.049±0.777 |
2-2. 총 폴리페놀 함량 분석
총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu's 페놀 시약(Junsei Chemical Co, Inc, Japan)이 환원되어 몰리브덴 청색으로 발색되는 원리를 이용하여 분석하였다. 상기 제조예 1에서 제조한 시료 0.1 mL와 증류수 3.9 mL를 취한 후 Folin 시약을 500 μL 첨가하여 혼합하였다. 혼합하고 5분간 방치한 후 포화 탄산나트륨 용액 0.5 mL를 혼합하여 30분간 암소에 방치하였으며, 자외선-적외선 분광계(optizen pop, mecasys, Korea)를 이용하여 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 페놀함량은 gallic acid(Sigma-Aldrich, Inc)를 표준 물질로 이용하여 작성한 표준검량곡선으로부터 산출하였다.
<전처리(코팅)한 딸기의 해동 방법에 따른 총 폴리페놀 함량 분석 결과>
전처리(코팅)한 딸기의 해동 방법에 따른 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 마이크로웨이브 해동 및 정치 공기 해동 모두 40 Brix 및 2% 시트르산에서 각각 19.00, 19.73 mg/g으로 가장 높은 값을 나타내었으며, 대조군과 비교한 결과로부터, 마이크로웨이브 해동에서는 유의적 차이가 나타나지 않으나 정치 공기 해동에서는 유의적 차이가 나타남을 확인하였다(표 17).
| 시료 | 총 폴리페놀 함량 (mg/g) | |
| 마이크로웨이브 해동 | 정치 공기 해동 | |
| 대조군 | 18.91±0.30 | 19.18±0.08 |
| 40 Brix | 18.43±0.39 | 18.66±0.21 |
| 40 Brix, 1% 시트르산 | 18.66±0.21 | 19.48±0.66 |
| 40 Brix, 2% 시트르산 | 19.00±0.21 | 19.73±0.48 |
| 40 Brix, 3% 시트르산 | 18.23±0.34 | 18.57±0.85 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 총 폴리페놀 함량 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 79.188 mg/g으로 가장 높은 값을 나타냈으며, 1% 시트르산 처리군이 66.370 mg/g, 대조군이 59.391 mg/g 순으로 나타났다(표 18).
| 시료 | 총 폴리페논 함량 (mg/g) |
| 대조군 | 59.391±4.166 |
| 1% 시트르산 | 66.370±2.062 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 79.188±15.020 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 총 폴리페놀 함량 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 총 폴리페놀 함량 측정 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 42.358 mg/g을 나타내었으며, 대조군은 28.402mg/g으로 나타났다. 상기 결과로부터, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리로 인해 농축 딸기 퓨레 중에 높은 폴리페놀 함량을 유지할 수 있음을 확인하였다(표 19).
| 시료 | 총 폴리페놀 함량 (mg/g) |
| 대조군 | 28.402±2.939 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 42.358±6.312 |
2-3. 총 플라보노이드 함량 분석
Korean J. Food and Nutr .에 공지된 방법에 따라 총 플라보노이드 함량을측정하였다(Cha HS et al., Korean J. Food and Nutr ., 2007, 36, 683-688). 상기 제조예 1에서 제조한 시료 0.5 mL에 10% Al(NO3)3 용액 1 mL와 1M potassium acetate 용액 0.1 mL를 첨가하고, 증류수 4.3 mL를 추가로 첨가하였다. 각 시료를 실온에서 40 분간 반응시킨 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 플라보노이드 함량은 쿼세틴(quercetin)을 표준물질로 이용하여 작성한 표준검량곡선으로부터 산출하였다.
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 총 플라보노이드 함량 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 총 플라보노이드 함량 측정 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 45.075 mg/mL로 가장 높은 값을 나타냈으며, 1% 시트르산 처리군이 37.449 mg/mL, 대조군이 29.516 mg/mL 순으로 나타났다(표 20).
| 시료 | 총 플라보노이드 함량 (mg/mL) |
| 대조군 | 29.516±3.630 |
| 1% 시트르산 | 37.449±3.132 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 45.075±2.296 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 총 플라보노이드 함량 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 총 플라보노이드 함량 측정 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 103.129 mg/mL로 가장 높았으며, 1% 시트르산 처리군은 101.013 mg/mL, 대조군은 84.635 mg/mL로 유사한 값을 나타내었다(표 21).
| 시료 | 총 플라보노이드 함량 (mg/mL) |
| 대조군 | 84.635±6.204 |
| 1% 시트르산 | 101.013±12.413 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 103.129±6.309 |
실험예
3 : 냉동 딸기, 딸기 주스 및 딸기
퓨레의
제조방법에 따른 항산화 활성 분석
3-1.
DPPH
라디칼
소거 활성 분석
상기 제조예 1에서 제조한 시료의 항산화능을 측정하기 위하여 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl(DPPH, Sigma-Aldrich, Inc)의 환원에 의한 자유 라디칼 소거능력을 측정하였다. 각각의 시료 0.3 mg을 2.0×10-4 M(0.2 mM) DPPH 에탄올 용액 2.5 mL에 첨가하여 최종 반응액이 2.8 mL가 되도록 한 후, 10초간 진탕하고 상온에서 30분간 반응시켰다. 반응종료 후, 자외선-적외선 분광계 (Optizen pop, mecasys, Korea)를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 수득한 결과는 하기의 방정식에 따라 대조구에 대한 소거능력(%)으로 나타내었다.
상기 방정식에서, A 및 B는 각각 시료의 흡광도 및 대조군의 흡광도를 나타낸다.
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 DPPH 라디칼 소거활성 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과, 처리군이 대조군에 비해 높은 값을 보이는 것을 확인하였으며 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 116.178%로 가장 높게 나타났으며, 1% 시트르산 처리군이 112.340%, 대조군이 89.048%로 나타났다. 대조군과 처리군 간에 유의성 차이가 나타났으며, 상기 결과로부터, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 가장 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냄을 확인하였다(표 22).
| 시료 | DPPH radical 소거능(%) |
| 대조군 | 89.048±1.114 |
| 1% 시트르산 | 112.340±1.423 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 116.178±2.629 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 DPPH 라디칼 소거활성 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 120.409%로 가장 높게 나타났으며, 1% 시트르산 처리군이 103.152%, 대조군이 76.756%로 나타났다(표 23).
| 시료 | DPPH radical 소거능(%) |
| 대조군 | 76.756±4.987 |
| 1% 시트르산 | 103.152±0.769 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 120.409±1.455 |
3-2. SOD-like
활성능
(
Superoxide
dismutase
-like activity) 분석
상기 제조예 1에서 제조한 시료의 SOD-like 활성능은 변형된 Mrklund 및 Gudrun의 방법을 이용하여 분석하였다(Mrklund S and Gudrun M, Eur J. biochem., 1974, 47, 469-474). 일정농도의 시료 0.2 mL에 Tris-HCl 버퍼(50 mM Tris(hydroxymethyl) aminomethane + 10 mM EDTA, pH 8.5로 보정) 3 mL, 7.2 mM pyrogallol 0.2 mL를 첨가하여 25℃에서 10분간 반응시킨 후, 1 N 염산 1 mL를 첨가하여 반응을 종료하였다. 상기 반응액 중 산화된 pyrogallol의 양은 420 nm에서 흡광도를 측정하여 분석하였으며, SOD 유사 활성능은 시료 용액의 첨가구와 무첨가구 사이의 흡광도 차이를 백분율로 나타내었다. SOD 유사 활성능은 하기의 방정식을 이용하여 산출하였다.
상기 방정식에서, A 및 B는 각각 시료의 흡광도 및 대조군의 흡광도를 나타낸다.
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 SOD-like 활성 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 SOD-like 활성능을 측정한 결과, 대조군에서는 활성능이 현저히 감소하여 4.430%로 나타났으며, 1% 시트르산 처리군은 13.916%, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군은 17.249%의 값을 나타내었으며 대조군과 같은 감소현상은 관찰되지 않았다(표 24). 모든 시료 중에서 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 가장 높은 SOD-like 활성을 나타내었다.
| 시료 | SOD-like 활성능(%) |
| 대조군 | 4.430±8.234 |
| 1% 시트르산 | 13.916±1.915 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 17.249±2.025 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 SOD-like 활성 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 SOD-like 활성능을 측정한 결과, 대조군이 18.051%로 가장 낮은 결과 값을 보였으며, 1% 시트르산 처리군이 28.198%, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 37.728%로 가장 높은 결과 값을 나타내었다(표 25).
| 시료 | SOD-like 활성능(%) |
| 대조군 | 18.051±1.947 |
| 1% 시트르산 | 28.198±3.709 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 37.728±1.264 |
3-3. Hydroxyl radical
소거능
분석
Hydroxyl radical 소거능은 Analytical Biochemistry에 공지된 방법에 따라, Fenton 반응에 의한 2-deoxyriose가 hydroxyl radical에 의해 산화되어 malonaldehyde로 변환된 후 chromagen을 형성하는 정도를 측정하는 방법을 이용하였다(Halliwell B et al., Analytical Biochemistry, 1987, 165, 215-219). 구체적으로 2.8 mM의 2-deoxy-D-ribose 및 1.4 mM의 H2O2를 함유하는 10 mM 인산칼륨 버퍼(pH 7.4)에 증류수에 녹인 각각의 시료와 premix된 EDTA/FeCl2(100 μM EDTA pH 7.0, 20 μM FeCl2)를 첨가하여 최종반응액이 2.0 mL가 되게 한 후, 37℃에서 4 시간동안 반응시켰다. 10% trichloroacetic acid(TCA)로 반응을 중지시키고 1% thiobarbituronic acid(TBA)와 혼합하여 95℃에서 20 분간 반응시킨 후, 실온에서 냉각하고 532 nm에서 흡광도를 측정하였다. 같은 시료로 반응 시간 없이 동일한 과정을 반복하였고 대조구는 시료 대신 증류수를 이용하여 동일한 방법으로 수행하였다. 각 시료에 대한 hydroxyl radical 소거능(%)은 하기의 방정식을 이용하여 산출하였다.
상기 방정식에서, A는 4시간 반응 후의 시료의 흡광도, B는 반응시간이 없는 경우의 시료의 흡광도, C는 4시간 반응 후의 대조군의 흡광도 및 D는 반응시간이 없는 경우의 대조군의 흡광도를 나타낸다.
<살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 hydroxyl radical 소거 활성 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 주스의 hydroxyl radical 소거능을 측정한 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 122.604%, 1% 시트르산 처리군이 117.129%, 대조군이 96.875%를 나타내었다(표 26). 처리군 및 대조군 간에 유의적인 차이를 나타내었으며, 모든 시료 중에서 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군이 가장 높은 hydroxyl radical 소거 활성을 나타내었다.
| 시료 | Hydroxyl radical 소거능(%) |
| 대조군 | 96.875±6.650 |
| 1% 시트르산 | 117.129±3.261 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 122.604±5.557 |
<살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 hydroxyl radical 소거 활성 분석 결과>
살균 공정 처리한 농축 딸기 퓨레의 hydroxyl radical 소거능을 측정한 결과, 1% 시트르산 및 1% 산성 메타인산나트륨 처리군 및 1% 시트르산 처리군이 각각 24.123 및 24.367%로 약간의 차이는 있으나 유사한 결과 값을 나타내었다(표 27).
| 시료 | Hydroxyl radical 소거능(%) |
| 대조군 | 12.658±14.598 |
| 1% 시트르산 | 24.367±9.447 |
| 1% 시트르산 + 1% 산성 메타인산나트륨 | 24.123±13.403 |
실험예
4 :
복분자박
천연색소의 추출방법에 따른 총 안토시아닌 함량 분석
복분자박으로부터 천연색소를 추출하기 위하여 정제수 및 식음용 곡물주정(95%, 대한주정라이프, 한국)을 추출용매로 사용하였다. 상기 추출용매는 시트르산 또는 산성 메타인산나트륨이 첨가된 30%(w/w) 농도의 식음용 곡물주정을 복분자박 대비 10배의 중량으로 사용하였으며, 스테인레스 추출기를 이용하여 50℃에서 3시간 동안 교반, 추출한 후 흡인여과하였다. 여과 후 진공저온농축기(MM-0750A, 미광메디컬, 한국)를 이용하여 최종적으로 20 Brix가 되도록 농축한 후 총 안토시아닌 함량을 분석하였다.
총 안토시아닌 함량은 상기 추출물 0.5 mL에 0.025 M 염화칼륨 버퍼(pH 1.0) 및 0.4 M 초산나트륨 버퍼(pH 4.5)를 첨가하여 최종부피를 5 mL로 한 후, 520 nm 및 700 nm에서 반응액의 흡광도를 측정하고, 실험예 2-1의 방정식에 따라 산출하였다.
그 결과, 총 안토시아닌 함량은 시트르산 및 산성 메타인산나트륨의 함량 증가에 따라 비례적으로 증가하는 양상을 나타내었으며, 복분자박 중량 대비 0.7%의 시트르산 및 산성 메타인산나트륨을 각각 첨가한 경우, 가장 높은 총 안토시아닌 함량을 나타내었다. 이때의 총 안토시아닌 함량은 각각 10.10 mg/100g 및 10.56 mg/100g으로 나타났다(도 7). 상기 결과로부터, 복분자박 추출액으로부터의 천연색소 추출시 시트르산 및 산성 메타인산나트륨은 각각 개별적으로 상기 추출액(과즙음료)에 포함된 안토시아닌의 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (13)
- 딸기, 시트르산, 및 산성 메타인산나트륨을 혼합하는 단계를 포함하는, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법으로서, 상기 시트르산은 딸기 중량 100 대비 0.3 내지 3중량부로 포함되고, 상기 산성 메타인산나트륨은 딸기 중량 100 대비 0.5 내지 3중량부로 포함되는 것인, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 딸기는 설탕 용액, 시트르산 용액 또는 이들의 혼합용액에 침지하여 코팅하는 단계(제1단계); 상기 코팅된 딸기를 동결하는 단계(제2단계); 및 상기 동결된 딸기를 해동하는 단계(제3단계)를 포함하여 제조된 것인, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 단계 이후에 감압 농축 및 살균 처리 공정을 추가로 포함하는, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 과즙음료는 과실주스, 퓨레, 과실즙액, 과실 농축액 및 농축과실 함유 드링크로부터 선택되는 것인, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제2단계의 동결은 급속 동결 또는 완만 동결을 통해 수행하는, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 제3단계의 해동은 마이크로웨이브를 통해 수행하는, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 설탕 용액의 당도는 20 내지 60 Brix인, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료의 제조방법.
- 삭제
- 제1항, 제3항 내지 제4항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료.
- 제12항에 있어서, 상기 딸기 과즙음료는 20 내지 50 Brix로 농축된 것인, 색소 안정성 및 항산화능이 향상된 농축 딸기 과즙음료.
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