KR20210014394A - 수소수를 이용한 사과 과육의 갈변 방지 최적화 방법 - Google Patents

수소수를 이용한 사과 과육의 갈변 방지 최적화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수소수를 이용한 사과 과육의 갈변 방지 최적화 방법에 관한 것으로, 사과의 갈변을 방지할 수 있는 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘의 최적 농도를 확인하고, 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘 이외에 수소를 추가로 더 포함함으로써, 타 농도 및 수소가 없는 용해물에 침지된 사과 과육에 비해 본 발명의 최적 농도의 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소 용해물에 침지된 사과 과육의 현저한 갈변 방지 효과를 확인하였으므로, 본 발명의 갈변 방지 방법으로 제조된 갈변이 방지된 사과 과육은 신선편이 농산물로서 판매 및 섭취하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Description

수소수를 이용한 사과 과육의 갈변 방지 최적화 방법{The optimization process for preventing of apple flesh browning using H2 water}
본 발명은 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소 처리를 통한 사과 과육의 갈변 방지 방법에 관한 것이다.
갈변은 특정 대상이 갈색으로 변하는 현상이다. 갈변 현상은 발생 원인에 따라 효소적 갈변과 비효소적 갈변으로 나눌수 있다. 효소적 갈변은 과일과 채소에서, 비효소적 갈변은 빵과 과자 등 가공품에서 주로 발생한다.
갈변 현상이 자주 일어나는 과일에는 사과, 배, 바나나 등이 있는데, 갈변 현상이 발생하는 이유는 산소와 화학적 결합으로 산화 반응 때문이다. 사과와 배 등에는 항산화 물질인 폴리페놀과 이를 산화시키는 폴리페놀 옥시데이즈라는 효소가 존재하는데 과일 껍질이 벗겨지면 폴리페놀 옥시데이즈가 공기중의 산소를 만나 폴리페놀의 산화 반응을 촉진하는데, 이때 갈색 및 검은색 효소로 인해 갈변 현상이 발생한다.
사과 생산량은 2014년 47만톤을 기점으로 해마나 늘어 2015년에는 58만톤이고, 이후 연간 70만톤에 이를 것으로 추정되고 있다. 사과의 가격은 생산량 증가로 해마다 내려가며, 냉장 저장하는 비용도 계속 증가하는 추세이다. 더욱이 FTA로 인한 농산물 수입도 증가하여 다양한 열대 과일이 저렴한 가격으로 공급되어 사과의 소비는 갈수록 줄어들고 있다.
아침에 먹는 사과는 '금'이라고 할 만큼 건강에 좋은 것으로 알려져 있고, 저녁에 먹어도 심신을 상쾌하게 하고 위액 분비를 촉진해 소화흡수를 돕고 배변기능에 도움을 준다.
그러나 사과와 같이 껍질을 박피해서 먹어야 되는 과일은 껍질을 박피하기가 매우 불편하여 섭취의 편의성이 현저히 떨어지는 단점이 있고, 박피 후 갈변 현상으로 인해 모양새가 훼손되고, 비타민과 아미노산 등 식품 내 영양분이 떨어진다.
따라서 사과의 소비를 더욱 촉진시키기 위해, 사과의 맛을 손상시키지 않고, 갈변 현상을 억제하여 외관을 유지할 수 있는 사과 과육의 갈변을 방지하는 기술에 대한 개발이 요구되고 있다.
한편, 한국공개특허 제2018-0065165호에 벌꿀을 이용한 사과의 갈변방지 및 컵사과 제조방법이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2019-0061454호에 증숙 단계를 포함하는 사과 말랭이 제조방법이 개시되어 있지만, 본 발명의 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소 처리를 통한 사과 과육의 갈변 방지 방법에 관해 개시된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로,
1) 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물을 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 첨가한 다음 사과 과육을 침지하는 단계;를 포함하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법을 제공하고, 상기 방법으로 제조된 사과 과육의 갈변이 억제되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은
1) 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물을 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 첨가한 다음 사과 과육을 침지하는 단계;를 포함하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 갈변이 방지된 사과 과육을 제공한다.
또한, 본 발명은 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소를 포함하는 용액을 유효성분으로 포함하는 사과 과육의 갈변 방지액을 제공한다.
본 발명은 수소수를 이용한 사과 과육의 갈변 방지 최적화 방법에 관한 것으로, 사과의 갈변을 방지할 수 있는 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘의 최적 농도를 확인하고, 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘 이외에 수소를 추가로 더 포함함으로써, 타 농도 및 수소가 없는 용해물에 침지된 사과 과육에 비해 본 발명의 최적 농도의 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소 용해물에 침지된 사과 과육의 현저한 갈변 방지 효과를 확인하였다.
도 1은 아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘 농도별 사과 과육의 갈변을 헌터 a 값 평균으로 확인한 결과이다.
도 2는 아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘 농도별 침지 시간에 따른 사과 과육의 갈변을 헌터 a 값 평균으로 확인한 결과이다.
도 3은 수소가 포함된 아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘 용액의 농도 및 침지 시간에 따른 사과 과육의 갈변을 헌터 a 값 평균으로 확인한 결과이다.
도 4는 수소가 포함된 아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘 용액 및 진공처리에 의한 사과 과육의 갈변을 48시간 후에 확인한 사진이다.
본 발명은
1) 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물을 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 첨가한 다음 사과 과육을 침지하는 단계;를 포함하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법에 관한 것이다.
상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물은 총 1L에 대하여 아스코르브산 4~8g, 시트르산 0.8~1.5g, 소금 0.2~0.4g 및 염화칼슘 0.2~0.4g이 용해된 것일 수 있고, 바람직하게는 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물은 총 1L에 대하여 아스코르브산 5~7g, 시트르산 1~1.4g, 소금 0.25~0.35g 및 염화칼슘 0.25~0.35g이 용해된 것이며, 더 바람직하게는 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물은 총 1L에 대하여 아스코르브산 7g, 시트르산 1.4g, 소금 0.35g 및 염화칼슘 0.35g이 용해된 것이지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 단계 1)의 소금은 천일염 또는 정제염일 수 있고, 바람직하게는 천열염인 것이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단계 2)의 수소의 첨가는 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물 1L에 대하여 0.4~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가하는 것일 수 있고, 바람직하게는 0.6~0.7ppm의 농도가 되도록 수소를 첨가하는 것이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단계 2)의 사과 과육의 침지는 20~100초 동안 이루어 질 수 있고, 바람직하게는 30~60초 동안 이루어지는 것이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현 예에서, 상기 단계 2) 이후에 진공포장하는 단계를 추가로 더 포함하여 사과 과육의 갈변을 방지할 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현 예에서, 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법은
1) 아스코르브산 4~8g, 시트르산 0.8~1.5g, 소금 0.2~0.4g 및 염화칼슘 0.2~0.4g이 용해된 물 1L를 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 0.4~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가한 다음 사과 과육을 20~100초 동안 침지하는 단계;를 포함할 수 있고,
보다 상세하게는
1) 아스코르브산 5~7g, 시트르산 1~1.4g, 소금 0.25~0.35g 및 염화칼슘 0.25~0.35g이 용해된 물 1L를 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 0.4~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가한 다음 사과 과육을 30~60초 동안 침지하는 단계;를 포함할 수 있으며,
더욱더 상세하게는
1) 아스코르브산 7g, 시트르산 1.4g, 소금 0.35g 및 염화칼슘 0.35g이 용해된 물 1L를 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 0.6~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가한 다음 사과 과육을 30~60초 동안 침지하는 단계;를 포함하여 사과 과육의 갈변을 방지할 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 갈변이 방지된 사과 과육에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소를 포함하는 용액을 유효성분으로 포함하는 사과 과육의 갈변 방지액에 관한 것이다.
상기 아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소를 포함하는 용액은 아스코르브산 4~8g, 시트르산 0.8~1.5g, 소금 0.2~0.4g 및 염화칼슘 0.2~0.4g이 용해된 물 1L에 수소를 0.4~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가하여 제조할 수 있고, 바람직하게는 아스코르브산 5~7g, 시트르산 1~1.4g, 소금 0.25~0.35g 및 염화칼슘 0.25~0.35g이 용해된 물 1L에 수소를 0.4~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가하여 제조할 수 있으며, 더 바람직하게는 아스코르브산 7g, 시트르산 1.4g, 소금 0.35g 및 염화칼슘 0.35g이 용해된 물 1L에 수소를 0.6~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가하여 제조하는 것이지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
재료 및 실험방법
1. 재료
2018년에 안동시 길안면 및 군위지역에서 생산되어 저온저장중인 'Fuji' 품종의 사과를 사용하여 실험을 수행하였다.
2. 수소 처리 및 농도별 갈변 방지 용액의 제조
아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘 함량 차이 및 수소 포함 유무에 따른 갈변 억제효과를 측정하기 위해, 아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘 농도별 및 수소 포함 유무에 따른 갈변 방지 용액을 하기 표 1과 같이 제조하였다.
수소 처리는 수소 발생기(BEH-300G, BIOHEALTH WORLD, Korea)를 이용하여 발생된 수소를 아스코르브산, 시트르산, 천일염 및 염화칼슘이 포함된 용액에 처리 하였으며, 수소의 용액내 농도는 용존수소계(DH30, CLEAN INSTRUMENTS, Taiwan)를 이용하여 측정하였다.
대조군으로는 아무것도 처리하지 않은 무처리군을 사용하였다.
용액 1L 당 g(용매: 물)
 수소(ppm)
아스코르브산 시트르산 천일염 염화칼슘
실험예 1 10 2 0.5 0.5 -
(No apply)
실험예 2 7 1.4 0.35 0.35
실험예 3 5 1 0.25 0.25
실험예 4 3 0.6 0.15 0.15
실험예 5 10 2 0.5 0.5 0.6~0.7
실험예 6 7 1.4 0.35 0.35
실험예 7 5 1 0.25 0.25
3. 갈변도 조사
상기 실험예 1 내지 7에 침지된 사과 과육의 침지 후 시간 경과에 따른 색도는 색도색차계(CR-10, Minolta, Japan)를 이용하여 기기의 사용방법을 준수하여 사과 과육을 5 조각 이상 측정한 후, 그 평균값을 헌터 a 값(Hunter a value)으로 표시하였다.
또한, 조각 사과 과육의 외형적 갈변 정도를 나타내는 단위는 색도색차계의 값을 ΔE의 값으로 나타내었다. ΔE의 값이 높을수록 갈변이 진행 되었음을 나타내며, ΔE 값이 0.6 이하면 갈변이 거의 일어나지 않았다는 것을 나타낸다. ΔE 값은 하기 식 1의 방법으로 계산하였다.
[식 1]
ΔE=(ΔL2+Δa2+Δb2)1/2
L: 명도를 의미하며, 0(흑색)~100(백색)까지의 영역
a: -60(녹색)~60(적색) 영역
b: -60(파랑색)~60(노란색) 영역
실시예 1. 용액의 농도별 사과 과육의 갈변
실험예 1~4 각각의 농도별 용액에 사과 과육을 30초 동안 침지시킨 후 용액을 제거하고 32시간 후 사과 과육의 갈변 정도를 헌터 a 값(Hunter a value)의 평균으로 나타내었다.
그 결과, 도 1에 개시된 바와 같이 32시간 후 헌터 a 값은 실험예 2 및 실험예 3에서 가장 낮게 측정되었고, 실험예 4 및 실험예 1은 대조군에 비해 낮았지만, 실험예 2 및 3에 비해 높은 값을 나타냈다. 낮은 헌터 a 값은 갈변 진행정도가 낮다는 것을 의미한다.
이를 통해 사과 갈변을 낮추기 위해서는 총 1L의 물에 아스코르브산 5~7g, 시트르산 1~1.4g, 천일염 0.25~0.35g 및 염화칼숨 0.25~0.35g이 용해된 형태가 적합하다는 것을 확인하였다.
실시예 2. 용액의 침지시간별 사과 과육의 갈변
실험예 1~3의 각각의 농도별 용액에 사과 과육을 침지시킬 때, 침지 시간에 따른 사과 과육의 갈변 정도를 헌터 a 값의 평균으로 나타내었다.
그 결과, 도 2에 개시된 바와 같이 시간별로 사과 과육을 용액에 침지시킨 후 용액을 제거하고 24시간이 지난 후 사과의 갈변 정도는 실험예 1 및 2는 60초 동안 침지시켰을 때, 실험예 3은 300초 동안 침지시켰을 때 헌터 a 값의 평균이 가장 낮게 측정되었다.
실시예 3. 용액에 수소 처리 후 농도별 및 침지시간별 사과 과육의 갈변
실험예 5~7과 같이 각각의 농도별 용액에 수소를 처리한 후 사과 과육을 침지시킬 때, 침지 시간에 따른 사과 과육의 갈변 정도를 헌터 a 값의 평균으로 나타내었다.
그 결과, 도 3에 개시된 바와 같이 실험예 5는 300초 동안 사과 과육을 침지시켰을 때, 실험예 6은 30초 동안 사과 과육을 침지시켰을 때, 실험예 7은 60초 동안 사과 과육을 침지시켰을 때, 헌터 a 값의 평균이 가장 낮은 것을 확인하였다.
상기 실시예 2 및 실시예 3의 측정값을 토대로 ΔE 값을 나타낸 결과는 하기 표 2와 같다. 수소 무처리구는 실험예 2에서, 수소 처리구는 실험예 6에서 평균적으로 가장 낮은 ΔE 값을 나타냈으며, 30초 동안 수소를 함께 처리하였을 경우, 수소를 처리하지 않은 용액에 침지한 사과 과육에 비해 갈변이 적게 나타났다.
ΔE 값이 6 이하인 경우, 갈변이 방지되었다고 할 수 있으므로, 실험예 6 및 실험예 7은 사과 과육의 갈변을 방지하는데 매우 효과적이라는 것을 알 수 있다.
ΔE
3시간 후 6시간 후 12시간 후 24시간 후
대조구(무처리군) 8.2756 7.8081 8.8065 7.8176
실험예 1 3.8028 5.9412 7.9439 9.5467
실험예 2 3.0160 4.3695 4.2934 9.5592
실험예 3 4.2147 5.4610 7.4620 8.4760
실험예 5 2.5699 2.8936 4.1008 6.5397
실험예 6 1.9723 2.7412 3.8177 4.3516
실험예 7 2.8275 3.2867 3.6053 5.5976
실시예 4. 수소 처리 및 진공처리에 의한 사과 과육의 갈변
상기 표 2에서 ΔE 값이 6 이하인 실험예 7의 조건에서, 용존 수소 농도를 0.467ppm으로 조정하고, 30초 동안 침지(dipping) 처리하였고, 추가로 진공처리를 진행한 후, 48시간이 지난 다음 사과 과육의 갈변도를 측정하였다. 진공처리는 진공 포장기(MEVS-6610W, Magic Chef, Korea)를 이용하였다.
그 결과, 도 4에 개시된 바와 같이 용액 무처리군 또는 용액 무처리 후 진공처리한 사과 과육에 비해 수소가 포함된 용액 처리구 및 수소가 포함된 용액 처리 후 진공처리한 사과 과육의 갈변도가 현저히 감소하였다. 특히 수소가 포함된 용액에 침지시킨 후 진공처리함으로써, 사과의 갈변 현상이 더욱 억제되는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (7)

1) 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물을 준비하는 단계; 및
2) 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물에 수소를 첨가한 다음 사과 과육을 침지하는 단계;를 포함하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 1)의 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물은 총 1L에 대하여 아스코르브산 4~8g, 시트르산 0.8~1.5g, 소금 0.2~0.4g 및 염화칼슘 0.2~0.4g이 용해된 것을 특징으로 하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 2)의 수소의 첨가는 아스코르브산, 시트르산, 소금 및 염화칼슘이 용해된 물 1L에 대하여 0.4~0.7ppm의 농도가 되도록 첨가하는 것을 특징으로 하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 2)의 사과 과육의 침지는 20~100초 동안 이루어 지는 것을 특징으로 하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 2) 이후에 진공포장하는 단계를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사과 과육의 갈변을 방지하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 갈변이 방지된 사과 과육.
아스코르브산, 시트르산, 소금, 염화칼슘 및 수소를 포함하는 용액을 유효성분으로 포함하는 사과 과육의 갈변 방지액.
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