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산업식품공학 KCI 등재 Food Engineering Progress

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권호

제16권 제1호 (2012년 2월) 12

1.
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두릅을 반응표면 분석법을 이용하여 최적의 환류 추출 조건을 설정하였다. 중심합성계획법에 따라 추출 시간(X), 에탄올 농도(X), 추출 온도(X)를 요인변수로 설정하고 수율(Y), 페놀 함량(Y), 전자공여능(Y), 갈색도(Y), 환원당(Y)을 종속 변수로 하였다. 각 추출 조건에 따른 두릅의 수율의 예측된 정상점은 추출 온도 93.49oC, 에탄올 농도 15.68%, 추출 시간 316.58분에서 최대값 32.94%로 예측되었다. 총 페놀 함량은 모든 조건에 영향을 받았으나 특히 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출온도 97.41oC,에탄올 농도 28.4%, 추출시간 301.89분에서 1169.61 mg GAE/100 g으로 예측되었다. 각 추출조건에 따른 전자공여능을 측정한 결과 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출 온도는 94.78oC, 에탄올 농도 22.96%, 추출 시간은 323.05분에서 최대값 29.82%로 나타났다. 두릅의 추출조건에 따른 추출물의 갈색도도 모든 조건에 영향을 받았으나 특히 에탄올 농도에 큰 영향을 받았고 추출 온도 97.00oC, 에탄올 농도 38.35%, 추출 시간 321.82분에서 최대값인 0.30 O.D.를 나타냈다. 각각의 추출 조건에 따른 추출물들의 환원당을 측정한 결과 에탄올 농도에 가장 큰 영향을 받았고 추출 온도 87.62oC, 에탄올 농도 24.62%, 추출 시간 339.39분에서 최대값 1.04%로 나타났다. 실험 결과에 비추어 볼 때 두릅의 추출 공정에서 에탄올 농도가 가장 많은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 두릅 추출물의 특성의 contour map을 superimposing하여 최적 추출조건의 범위를 예측한 결과 최적 추출 조건은 추출 시간 263.5분, 에탄올 농도 14%, 추출 온도 89.5oC로 예측되었다.
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2.
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본 연구에서는 rheometer를 이용하여 식용유 함량을 75, 80, 85%로 달리하여 제조한 3종류의 마요네즈의 정상유동특성과, 진폭을 작게 한 전단변형하에서의 동적유동특성을 광범위한 전단속도와 frequency 영역에서 측정하였다. 이들 결과로부터 정상유동특성의 전단속도 의존성 및 동적점탄성의 frequency 의존성을 조사하였다. 마요네즈는 항복응력과 shear-thinning 및 thixotropy성을 지니고 있었으며 이들 성질은 식용유 함량이 증가할수록 강화되었다. 점탄성의 측정결과 광범위한 frequency 영역에서 G'값은 G"값보다 매우 크게 나타났으며 G'과 G"의 frequency 의존성을 나타내는 척도인 n'과 n"은 각각 0.10, 0.20이었으며 G"이 G'보다 frequency 의존성이 더 큰 것으로 나타났다. 한편 75, 80, 85% 마요네즈의 부피평균직경은 각각 3.89 μm, 3.04 μm, 3.15 μm로 식용유 함량이 75%인 경우가 가장 크게 나타났다.
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3.
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최근 비만의 증가로 식품 산업계에서는 열량이 없거나 적은 원료로 고열량의 원료를 대체하려는 시도를 하고 있다. 본 연구에서는 젤라틴과 한천을 원료로 동일한 경도의 젤을 만들고 이들의 이화학적 특성을 비교하였다. 동일한 경도를 갖는 젤의 제조를 위하여 물 150 g에 정백당 60 g과 각각 젤라틴 12 g, 한천 2 g을 첨가하여 물 50 g 이 증발할 때까지 중탕하여 성형, 냉각한 후 젤을 제조하였다. 경도는 젤라틴과 한천 젤 각각 22.36, 22.80으로 동등하게 제조하였으며, 이 때 응집성, 부착성, 씹힘성 등은 젤라틴 젤이 더 높았다. 제조된 한천 젤과 젤라틴 젤의 pH는 각각 8.17, 7.05였으며, 당도는 각각 12.97, 14.43oBx를 나타내었다. 응력완화를 측정한 결과 5초 후 한천과 젤라틴 젤의 응력은 각각 3.3, 9.5 N 이였으며 각각 5초, 1초 동안에 급격히 응력이 감소된 후 서서히 완화되었으며 응력완화시간은 한천 젤은 2.54초 였고 젤라틴 젤은 측정이 불가능 하였다. 보수력은 한천과 젤라틴 젤이 각각 98.83, 100%였으며 이는 사용된 한천의 농도가 낮기 때문인 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 젤라틴 대체 시 경도를 동일하게 하였을 경우 질감을 비롯한 다른 요소들이 어떻게 영향을 주는지를 판단하는데 도움이 될 것으로 사료된다.
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4.
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농업기술을 정보기술과 융합하여 농산물에 대한 in-situ 신속측정기술을 개발하기 위해서는 농업기술과 정보기술에 대한 가교적 컨텐츠(bridging contents)가 요구된다. 사과의 전분 함량은 성숙도 또는 숙성도를 평가하는 주요 지표 중의 하나이다. 사과의 전분 함량을 현장에서 신속히 평가하게 되면 수확 및 저장 관리에 효과적으로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 컴퓨터 시각에 의해 사과의 전분 함량을 신속히 평가하는 방법을 고안하고자 먼저 3종의 전분지수를 제안한 후, 총 전분 함량 및 아밀로오스 함량과의 상관관계를 분석하여 전분함량에 대한 전분지수의 검정력을 평가하였다. 분석 결과에 의하면, 전분지수를 HLS(Hue-Lightness-Saturation) 영상으로 전환 후 전체 면적 대비 순청색(pure blue)에 해당하는 면적의 비로 정의할 때 총 전분 함량을 가장 잘 표시하는 것으로 나타났다. 이때 총 전분 함량은 수분 함량의 영향을 배제한 건량 기준으로 표시할 때 전분지수의 검정력이 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 개발한 전분지수 표시법을 정보기술과 접목하면 매우 효과적인 현장 기술로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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5.
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미생물 발효에 의한 녹차 추출물의 쓴맛 감소와 관능성 개선을 위하여 식품으로부터 분리된 미생물을 이용하여 녹차 추출물을 발효시킨 후 catechin 성분 분석과 관능검사를 실시하였다. 다양한 발효식품으로부터 분리된 100종의 미생물을 2, 4, 6, 8, 10%(w/v) 녹차 추출물에 배양하였을 때 2%와 4% 녹차 배지에서 최대 생육도을 나타내었다. 녹차 추출물 발효액의 HPLC에 의한 catechin 종류별 분석 결과 epigallocatechin gallate(EGCG), epigallocatechin (EGC), epicatechin(EC)는 발효에 의해 함량이 급격히 감소하였고(EGCG : 125.45→65.42 μg/mg, EGC : 85.96→38.03 μg/mg, EC : 25.64→13.84 μg/mg), gallocatechin gallate (GCG)와 gallocatechin(GC)의 함량은 급격하게 증가하였다(GCG : 7.79→85.22 μg/mg, GC : 9.46→64.59 μg/mg). 발효 후 galloyl residue를 가지는 cathechin(EGCG, ECG, GCG, CG)의 함량이 상대적으로 작은 값을 나타낸 유산균 11주를 선정하여 녹차 추출물을 발효시킨 후 관능검사를 실시한 결과 Lactobacillus plantarum 62901과 Leuconostoc pseudomesenteroides K200132가 전체 기호도 조사에서 가장 우수한 결과를 보여주었다. 기호도가 좋게 나타난 샘플의 맛 패턴 특성을 살펴보면 구수한 향미는 강해지고 상대적으로 풀 비린 향미와 쓴맛이 낮아졌음을 확인할 수 있었다.
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6.
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식품의 열에 의한 손상을 줄이고 안전성을 높이기 위한 비열살균기술로 유전체장벽방전 플라즈마(DBDP) 이용 가능성을 타진하기 위하여 E. coli에 대한 살균효과를 전류세기와 전극간격을 달리하여 조사하였다. DBDP 살균효과는 초기에는 크게 나타나다가 이후 감소하는 2 구간으로 구성된 1차 반응으로 나타났고, 전류세기에 따라 살균효과가 증가하였다. 전극간격에 따른 살균력은 2.65 mm에서 가장 높았으며, 3.33 mm, 1.85 mm 순으로 감소하였다. DBDP 살균패턴은 Singh-Heldman 모델에 적합하였으며, 시료를 고정하고 DBDP를 처리한 경우 곡선형상계수(n)는 0.545-0.783 범위의 값을, D'-value는 0.565-3.268min의 값을 보였다. 최소 D'-value는 전극간격 2.65mm, 전류 1.25 A에서 나타나 가장 우수한 살균력을 보이는 조건으로 확인되었다. DBDP 처리 시 시료를 이동시키면 고정하여 처리한 경우에 비하여 살균효과는 크게 향상되었으며, 양방향 이동식 처리가 단일방향 이동식 처리에 비하여 양호한 살균력을 보였다.
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7.
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옥수수 섬유질을 수분함량 20과 30%, 스크루 회전속도 150과 200 rpm으로 조절하고 배럴온도 160oC, 원료 사입량을 120 g/min으로 고정하여 압출성형하였 때, 압출성형 조건이 옥수수 섬유질의 화학적 특성(일반성분, 환원당 함량, 항산화 활성, 효소 반응성), 비기계적 에너지 투입량, 물리적 특성(팽화율, WSI, WAI)에 미치는 영향을 연구하였다. 압출성형에 의하여 환원당과 전분, 항산화 활성, 효소반응성, WSI가 증가하였다. 특히 수분함량 20%에서 증가폭이 더 컸다. 효소반응성은 Viscozyme L에 대한 반응성이 더 컸으며, 특히 수분함량 20%, 스크루 회전속도 200 rpm에서 효소반응성이 가장 높았다. 수분함량이 20에서 30%로 증가할 때 비기계적 에너지 투입량은 감소하였으며, 직경 팽화율과 WSI도 감소하였으나, 비길이 및 WAI는 증가하였다. 본 연구에서 수분함량이 압출성형 옥수수 섬유질의 중요한 변수로 작용하는 것을 알 수 있었다.
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8.
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The rancidity of soybean (Glycine max L.) in powder forms was evaluated by fluorescence spectrum test (FST). The results from the FST were validated by comparing those of 2-thiobarbituric acid (TBA) value and acid value. The storage temperature and time of soybean powders were at the room temperature, 50, and 90oC for 20 days. The maximum excitation and the maximum emission of fluorescent compounds generated from the soybean powder during storage were observed at the wave length of 360 nm and 430 to 440 nm, respectively. The mean particle size of soybean powder was controlled to be 40 μm. The FST results showed that the lipid oxidation during storage at room temperature and 50oC was not progressed actively (p < 0.05), but dramatically progressed at 90oC. All the values at room temperature and 50oC showed a similar pattern during storage. But, at 90oC, the FI (fluorescence intensity) values and the acid values showed similar pattern. The results demonstrated that FST might be useful to measure the rancidity of soybean powder because FST did not require oil extraction to measure the rancidity.
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9.
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본 실험은 복분자주스의 기능성 및 품질 특성에 대해 알아보고자 시중에서 판매되고 있는 오렌지주스, 포도주스와 발효음료를 비교실험을 하였다. 과즙을 함유하지 않은 음료에서 수분이 높에 측정되었고 조회분, 조단백, 조지방이 낮게 측정되었다. 이는 과일음료에서 과일 과즙의 첨가 여부에 따라 일반성분 분석에 차이가 있다고 판단된다. 복분자음료의 제조 공정 중 당도, 산도, pH, 색도를 다른 주스들과 비교한 결과 오렌지주스와 포도주스에 비해 복분자 음료의 당도는 낮은 값은 수치를 나타냈다. 아미노산 분석에서는 오렌지주스와 포도주스에서 다양한 종류에 아미노산이 측정되었다. 또한 복분자주스에서도 20%의 함량에 비하면 다수의 아미노산이 검출되었다. 하지만 발효음료에서는 4가지의 아미노산 성분이 검출되었다. 이는 과즙을 함유한 음료와 그렇지 않은 발효음료의 차이라고 판단된다. 무기성분 분석에서 오렌지주스의 칼륨의 함량이 가장 많았고, 발효음료에서는 마그네슘의 함량이 다른 음료들에 비해 높은 수치임을 알 수 있었다. 아울러, 복분자주스는 다른 음료들에 비해 낮은 Na함량을 보였고 상대적으로 높은 항산화활성을 지닌다. 이는 복분자 자체가 지니는 플라보노이드, 폴리페놀, 안토시아닌 등에서 나타나는 항암, 항바이러스, 항균작용 등으로 인한 작용으로 판단된다.
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10.
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광펄스 기술은 광범위한 파장의 강한 빛을 짧은 시간동안 조사하여 미생물을 사멸시킴으로서 식품을 살균하는 새로운 비가열 살균 기술로서 주목받고 있다. 본 연구에서는 막걸리를 회분식 방법으로 광펄스 처리하여 살균 효과를 살펴보고, 저장 중의 품질 변화에 대하여 살펴보았다. 광펄스 처리 후 막걸리는 처리하지 않은 막걸리에 비해 2 log cycle 정도의 생균수의 감소를 보였으며, 균수는 1.8-2.7×104 CFU/mL 정도였다. 저장 기간 중 생균수는 4oC에서는 처리구와 무처리구 모두 효모, 세균 및 젖산균의 수가 약간 감소하는 경향을 보였으며, 저장 후 4주간 큰 변화가 없었다. 그러나 30oC에서는 광펄스 처리하지 않은 막걸리의 경우 106정도 수준에서 7일간 일정하게 유지되었으며, 처리구는 2일 정도 후에 무처리구와 비슷한 생균수를 나타내었다. 저장기간 중 품질 변화를 보면 pH는 저장 온도와 상관없이 무처리구와 처리구 모두 약간 감소하는 경향을 보였으나 적정산도는 4oC에서는 일정하게 유지가 되었으나 30oC에서는 무처리구의 경우 2일 후부터 급격한 증가를 보였지만 처리한 시료의 경우에는 저장 6일 후까지 큰 증가를 보이지 않았다. 그리고 환원당의 경우에는 저장 온도에 따라 차이는 있으나 처리구와 무처리구 모두 저장기간동안 지속적으로 감소하였다. 이상의 결과로 보아 막걸리를 적절한 조건으로 광펄스 처리하였을 경우 품질변화를 최소화하고 생균수와 적정산도의 증가를 지연시킬 수 있을 것으로 생각된다.
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Research Note

11.
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The effects of different ingredient formulations on physicochemical qualities and consumer preferences were investigated using Baikseolgi incorporated with perilla powder, a healthy food ingredient, as a model system. Perilla powder was incorporated into the formulation at five different amounts (0%, 5%, 10%, 15%, and 20% (w/w)) by replacing equivalent amount of non-glutinous rice flour. After appropriate mixing, rice cakes were steamed and quality attributes were evaluated after cooling. The pH increased but moisture content decreased significantly with an increase in the perilla powder substitution (p < 0.05). Lightness (L*) decreased significantly from 80.32 to 70.73 with the higher incorporation of perilla powder (p < 0.05), indicating that the color of Baikseolgi became dark. Redness (a*) and yellowness (b*); on the other hand, increased significantly (p < 0.05). Hardness decreased significantly as the perilla powder content increased in the formulation (p < 0.05). With respect to overall acceptability, the control received the highest mean score of 5.90; however, this was not significantly different from all samples tested except for 20% sample (p > 0.05). Five percent sample received the highest or competitively high preference scores in all attributes; thus, incorporation of 5% perilla powder in the formulation of Baikseolgi would be recommended while taking advantages of the health benefits of perilla without sacrificing the quality acceptance by the consumers.
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12.
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본 연구에서는 딸기의 건강기능성 효과를 증대시키기 위해 자외선 처리를 하였을 때 매향, 장희, 육보 딸기의 생물활성이 어떻게 변화하는지 살펴보았다. 본 연구는 과실류 및 채소류의 수확 이후에도 세포 활성이 유지된다면 자외선 등 여러 가지 외부 자극을 통해 2차 대사산물이 세포 대사에 의해 유도합성이 가능하다는 기작에 근거하여 딸기의 생물활성이 향상될 수 있다는 가설에 근거를 두고 있다. 본 연구에서 딸기의 생물활성은 항산화 효능, 해독화 효소 발현 조절 능력, 암세포 사멸 능력 및 항염증 효능 측면에서 평가되었다. 평가 결과에 의하면, 딸기의 품종과 UV 조사량에 따라 다소의 차이는 있으나 전반적으로 딸기 수확후 자외선을 조사하면 항산화 효능, 해독화 효소 발현 조절 능력, 암세포 사멸 능력 등이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 항염증 효능은 자외선 처리 효과가 거의 없는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 전체적으로 살펴볼 때, 딸기 수확 이후 자외선 자극을 통해 생물활성이 향상될 수 있음을 확인하였으나 후속연구를 통해 보다 정밀한 기작에 대한 규명이 뒤따라야 함을 또한 지적해 두고자 한다.
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