데치기 조건, 포장, 냉·해동 방법이 토란대의 품질에 미치는 영향

본 실험에 사용된 토란대는 전북 진안에서 수확된 것을 (주)하늘농가(Namyangju, Korea)로부터 제공받아 사용하 였다.

수확한 토란대를 박피한 후 약 10 cm 단위로 세단하여 시료를 준비하였다. 건조 처리구는 시료를 dry oven을 이 용하여 90°C에서 3시간 건조하였으며, 데침 처리구는 2분 간 열수 침지한 후 탈수기로 3분간 탈수 하였다. 데친 후 건조 처리구는 데침 처리구를 dry oven을 이용해 90°C에 서 3시간 건조하여 준비 하였다. 따라서 시료는 건조, 데 침, 데침 후 건조 처리구로 3가지 전처리 시료를 준비 하 였다.

외관은 생토란대와 전처리가 완료된 토란대의 색과 형태 를 비교하기 위해 CCD 카메라(3.0, Olympus, Shinjuku, Japan)로 촬영하였다.

전처리 조건 가운데 생토란대와 비교해 외관변화가 가 장 적고 색도 및 조직감을 유지한 데침처리구 최적 전처 리 조건으로 설정하였다. 데침 처리구한 토란대는 동결 포장용 팩(7 Layer Co-extrusion film, Rollpack Co. Ltd., Gwangju, Korea)에 500 g 단위로 진공포장기(HFV 600L, Hankookfuji Inc., Hwaseong, Korea) 및 함기포장기(FM- 600, Zeropack Co. Ltd, Ansan, Korea)를 이용하여 포장하 였으며, 일반 냉동고를 이용한 자연대류식 냉동기법으로 각각 -20°C (GC-124HGFP, LG Electronics Co. Ltd., Seoul, Korea), -40°C (DSS-650TD, Daesan-eng Co. Ltd., Hanam, Korea)로 설정된 일반 가정식 냉장고에서 냉동하 고, 초저온 급속 침지식 냉동기(F500, Topgreen tech., Seoul, Korea)에서 -40°C로 설정된 에탄올에 시료를 침지하 여 냉동 하였다. 모든 시료는 냉동 후 -20°C 일반 가정식 냉장고로 옮겨 총 7일간 저장하였다. 7일간 저장된 시료는 각각 상온, 유수, 고주파를 사용하여 해동하였다. 상온해동 은 시료를 외부로 꺼내어 실온에 해당하는 온도에서 해동 하였고, 유수해동은 수돗물의 온도에 흐르게 하여 해동하 였으며 고주파 해동 파장 27.12MHz 및 400W인 고주파 해동장치(FRT-5, Yamamoto Vinita Co. Ltd., Seoul, Korea) 를 사용하여 해동하였다.

냉·해동 소요 시간 측정하기 위하여, 포장 시 직경 1.7 cm의 온도계(DS1922, Maxim Intergrated^TM, CA, USA)를 식품의 중심부위에 넣고 시료와 함께 밀봉하였다. 밀봉 후 중심부의 온도를 매 1분마다 측정하였으며, 해동 또한 마 찬가지로 중심부 온도를 1분마다 측정하였다. 해동이 끝난 후 온도계를 꺼내어 온도계 인식 장치(DS1402D-DR8, Maxim Intergrated^TM, CA, USA)를 이용하여 냉·해동 곡선 을 얻었고, 냉동완료시점은 중심부 온도가 -20°C를 내려가 는 점까지 하였고, 해동완료 시점은 중심온도가 0°C에 도 달하는 점까지 하였다.

pH는 토란대 시료 2 g과 증류수 18 mL을 혼합한 후 가 정용 믹서기(CNHR 26, Bosch, Ljubljana, Slovenia)를 이용 하여 시료를 분쇄한 후 pH meter (Orion 3-STAR, Thermo scientific, MA, USA)를 이용하여 측정하였다.

색도는 표준 백색판(L^*=97.79, a^*=-0.38, b^*=2.05)으로 보 정된 색도계(Color i7, X-rite Inc., MI, USA)를 사용하여 L^* (lightness, 명도), a^* (redness, 적색도), b^* (yellowness, 황색도)값으로 나타내었으며, 10회 반복하여 측정하였다. 색차(total color difference, ΔE)는 아래의 식과 같이 계산 하여 나타내었다.

(1)

L₁, a₁, b₁=조건처리를 한 토란대의 명도, 적색도, 황색도 값 L₂, a₂, b₂=생토란대의 명도, 적색도, 황색도 값

냉·해동 처리 후 토란대를 높이 20 mm, 폭 30 mm로 절 단 후 Texture analyzer (CT3 Texture analyzer, Brookfield, Middlebrow, MA, USA)를 이용하여 경도(hardness) 및 씹 힘성(chewiness)을 10회 반복하여 측정하였으며 측정 조건 은 test speed는 120 mm/min, load cell은 10 kg, probe는 blade type을 사용하였고, deformation time은 5초였다.

냉·해동이 완료된 토란대의 drip loss는 해동 후 유출된 수분 무게를 구한 다음, 아래의 식과 같이 해동 전 토란대 채취 무게에 대한 백분율(%)로 나타내었다.

실험 결과는 SPSS 통계 프로그램(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 평균과 표준편차를 구하였고, Duncan's multiple range test를 이용하여 유의성 검증(p>0.05)을 실시 하였다.

전처리 조건에 따른 토란대의 외관은 Fig. 1과 같다. 생 토란대는 박피 후 연한 초록색을 나타내었다. 데친 토란대 는 토란대 고유의 색이 뚜렷하게 나타났지만 조직감은 물 러진 것을 확인할 수 있었고, 길이는 9.5 cm로 생토란대에 비해 길이가 약간 줄어들었다. 건조 및 데친 후 건조한 토 란대는 길이는 9.3 cm, 9.2 cm로 생토란대의 길이와 길이 차는 비슷했지만 부피가 감소하였고 조직감은 뻣뻣해진 것 을 확인할 수 있었다.

Fig. 1. The effect of pretreatment on appearance of Colocasia esculenta (L.) Schott stem; (A) raw sample, (B) drying treatment, (C) blanching treatment, and (D) drying after blanching treatment.

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데친 토란대를 냉동하여 시료의 중심온도가 -20°C까지 도달하는데 걸리는 시간을 측정한 결과를 Fig. 2에 나타내 었다. 침지식 냉동, 일반냉동 -40°C, -20°C한 시료의 0°C 도달 시간은 각각 65분, 85분, 165분이었다. 이에 반해 최 대빙결정생성대(-1°C ~ -5°C)에서 머무른 시간은 침지식 냉 동은 10분, 110분, 395분 이었다. 일반냉동 -20°C에서 냉동 한 시료가 가장 0°C에 늦게 도달했고 최대빙결정생성대에 서는 오랫동안 머무른 반면 침지식으로 냉동한 시료는 가 장 빠르게 0°C에 도달했고 최대빙결정생성대를 빠르게 통 과했다.

Fig. 2. The effect of freezing methods on freezing curve of blanched Colocasia esculenta (L.) Schott stem; (A) natural convection freezing at -20°C, (B) natural convection freezing at -40°C and (C) immersion freezing at -40°C.

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-20°C에서 냉동된 토란대의 해동방법별 소요시간을 Fig. 3에 나타내었다. 고주파해동이 제일 빠른 15분을 기록했고, 그 다음으로는 유수해동으로 약 75분정도 걸렸다. 상온해 동은 약 180분이 소요 되어 가장 늦게 해동이 완료되었다. Cho (1997)가 발표한 내용에 따르면, 고주파에 의한 해동 이 짧은 이유는 식품내부로 통과한 고주파로 인해 물과 얼 음분자가 진동을 하고 이로 인한 발열반응이 일어나기 때 문이라고 보고한 바 있다. 이로 인해 식품이 다른 해동방 법에 비해 빠르다고 하였는데 본 실험도 같은 경향을 보였 다. Lee et al. (2007)은 고주파에 의한 해동은 빠르고 손 실이 적은 것으로 보고하였으며, 이는 본 실험에서 고주파 에 의한 해동이 급속 해동법으로써 이용될 수 있음과 유사 한 경향을 나타내었다.

Fig. 3. The effect of thawing methods on thawing curve of blanched Colocasia esculenta (L.) Schott stem treated by conventional freezing at -20°C; (A) thawed at room temperature thawing at 25°C, (B) thawed by running water thawing at 20°C, and (C) thawed by high frequency thawing at 27.12 MHz.

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전처리 조건에 따른 토란대의 pH는 Table 1과 같다. 생 토란대의 pH는 6.40로 측정되었으며, 건조 시에는 6.23으 로 감소하였다. 데치기 한 처리구는 6.54로 유의적으로 증 가하였으나, 데친 후 건조 처리한 경우 6.33으로 감소하였 다. Kim et al. (2004)은 녹색채소의 유기산의 존재 여부가 pH에 영향을 주며, 세척 시 물에 유기산이 희석 될 수 있 다고 보고 하였다. 이로 인해 원물에 비해 데치기 한 토란 대의 pH가 약간 증가 한 것으로 생각된다. 데침 여부와 관계없이 건조 했을 때의 토란대 pH는 0.17-0.19의 범위에 서 감소하였으며, 이는 수분의 감소로 인한 용질의 농도 증가로 인한 것으로 판단된다(p>0.05).

데침 처리한 토란대를 함기 및 진공 포장한 후 냉·해동 조건에 따른 pH 변화는 Table 2에 나타내었다. 전체적으로 함기 포장한 처리구의 pH는 6.03에서 6.33, 진공 포장한 처리구의 pH는 6.04에서 6.31의 값을 나타내었다. 함기 포 장한 pH는 데치기만 한 토란대와 비교했을 시 -20°C 냉동 및 고주파 해동한 처리구와 침지식으로 냉동하고 상온 및 고주파로 해동한 처리구를 제외하고는 유의적인 차이를 보 이지 않았다(p>0.05). 진공 포장한 pH 또한 -20°C 냉동 및 유수 해동한 처리구와 -40°C 냉동하고 상온 및 고주파 해 동한 처리구를 제외하고 큰 차이가 없었다. 이는 산채를 데치는 경우 pH가 변화하지만 이후 포장 방법에 의한 유 의적인 차이를 나타내지 않았다는 Jo et al. (2012)의 보고 와 유사한 결과를 나타내었다.

토란대의 전처리 조건에 따른 색도 및 색차는 Table 3과 같다. 생토란대의 경우 L^*, a^*, b^*값은 각각 53.33, -13.76, 33.94로 나타났다. 건조 및 데침 시에는 L^*, a^*값이 유의적 으로 감소하였으며, b^*값 또한 감소하였지만 유의적인 차이 는 나타나지 않았다(p>0.05). 데친 후 건조한 토란대의 경 우, L^*, a^*, b^*값 모두 증가하였으나 생 토란대와의 유의적 인 차이는 나타나지 않았다(p>0.05). 색차는 전반적으로 4.92에서 8.32사이의 값을 가졌는데, 특히 데치기만 처리한 토란대에 비해 건조 처리를 한 토란대의 색차가 큰 값을 나타내었다. Hwang & Rhim (1994)은 높은 온도에서 건조 시 비효소적 갈변이 일어난다고 보고 한 것으로 미뤄 볼 때, 본 연구에서도 건조 처리가 된 토란대가 높은 온도인 90°C에서 건조가 되었기 때문에 비효소적 갈변이 일어났고 그로 인해 색차가 크게 나타나지 않았나 생각된다.

토란대를 함기 및 진공 포장한 후 냉·해동 조건에 따라 측정한 색도는 Table 4와 같다. 데침 처리구와 생토란대를 비교했을 때 L^*값과 b^*값은 감소한 42.62, 8.59를 각각 나 타냈고, a^*값은 증가한 -3.57을 나타내었다. L^*값은 함기 포 장, 진공 포장 모두 생토란대의 값에 비해 대체적으로 약 간 증가하였고, 냉·해동 처리에 따른 유의적인 차이는 나 타나지 않았다(p>0.05). a^*값은 전반적으로 데침 처리구보 다 값이 낮아 졌지만, 함기 포장한 시료가 대체적으로 진 공 포장한 시료에 비해 데친 토란대와의 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). Chang et al. (2012)이 발표한 바에 따르면 열처리한 연근을 진공 포장 하였을 때 a^*의 변화가 가장 적었다는 연구와 반대되는 결과를 나타내었다. 이런 상반 되는 결과의 이유는 토란대의 조직도에 기인한 것으로 생 각되고 토란대를 진공 포장시 조직이 물러져서 a^*이 유의적 인 차이가 나는 것으로 생각된다(p<0.05). b^*값 또한 전반 적으로 모든 포장방법으로 냉동과 해동 후의 값이 데침 처 리구의 값에 비해 전반적으로 증가하였으나, 유의적인 차이 는 나타나지 않았다(p>0.05). 색차 값(ΔE)의 경우, -20°C에 서 냉동하고 유수 해동한 처리구를 제외하고 처리구간 유 의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 하지만 몇몇의 함기 포장 처리구를 제외하고 함기 포장한 처리구의 색차 값이 진공 포장한 처리구의 색차 값보다 작은 값을 나타 내었다.

일반적으로 채소류의 조직감은 데치기, 냉동 등에 영향 을 받는 대표적인 지표이다(Olivera et al., 2008). 토란대의 전처리 조건별 경도, 씹힘성은 Table 5와 같다. 전처리 조 건에 따른 경도의 변화는, 생토란대는 6.85 kg/cm³로 나타 났으며, 데침 처리구에서는 6.83 kg/cm³로 경도가 감소하 였고, 건조 및 데친 후 건조 처리구에서는 8.22, 8.10 kg/ cm³으로 증가하였으나, 유의적인 차이는 나타나지 않았다 (p>0.05). 데침 처리 후 경도가 감소하는 이유는 데치기의 온도와 시간에 따라 세포벽의 펙틴감소, 세포구조 파괴 등 으로 인하여 조직감이 변화가 일어나 경도가 감소하는 것 으로 보고하고 있다(Lee & Jung, 2012). 씹힘성의 경우 생 토란대는 78.75로 나타났으며, 건조 시에는 170.64로 증가 하였으나 데치는 경우 7.80으로 급감하였다. 데친 후 건조 하여도 15.50으로 증가하였으나 데치기만 한 처리구와는 유의적인 차이는 나타나지 않았다(p>0.05).

함기 및 진공 포장 후 냉·해동 조건에 따른 토란대의 경 도는 Table 6과 같다. 데침 처리구의 경도는 11.0 kg/cm³ 로 측정되었다. 데친 토란대를 진공 포장 및 함기 포장하 여 냉동 및 해동에 따라 경도를 측정 한 결과, 함기 포장 한 토란대는 10.1-12.5 kg/cm³ 사이의 값을 가졌고, 진공 포장한 토란대는 10.0-13.3 kg/cm³ 사이의 값을 가졌다. 데 친 토란대를 침지식 냉동 처리한 것들이 다른 냉동처리한 토란대보다 데치기만 한 토란대의 경도와 비슷한 값을 가 졌는데, 이는 얼음결정 형성 온도대를 빠르게 지나가 미세 한 얼음결정이 형성되어 토란대 조직에 적게 손상 받았기 때문이라고 사료된다(Yang, 1997). Kim (2004)과 Lee et al. (2012)의 연구에서는 데치기와 냉·해동 처리를 하면 세 포파괴로 인한 응집력 및 결합력의 감소로 낮은 경도의 값 을 가진다고 보고하였다. 하지만 고주파 해동을 처리하지 않은 것은 감소하는 것을 확인했지만 고주파 해동을 한 처 리구들은 오히려 경도가 증가한 경향을 보여 본 실험과 상 반되는 결과를 보였다.

식품을 냉동 시 생기는 빙결정은 세포파괴, 세포 내용물 유출 등을 야기해 해동 시 drip loss가 발생하게 된다(Jeong et al., 2003). drip loss는 식품 물성, 관능특성에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 수용성 영양분의 함량을 감소시 켜 냉동식품의 품질을 평가하는 지표로 사용된다(Park et al., 2012;Xu et al., 2014). 함기 및 진공 포장한 후 냉·해 동 조건에 따른 토란대의 drip loss는 Table 7과 같다. 함 기 포장에 비하여 진공포장 처리구의 drip loss의 양이 더 많은 것으로 나타났다. Kim et al. (2011)에 의하면 진공포 장의 경우 진공압에 의해 조직이 깨지면서 영향을 받아 드 립이 증가한 것이 원인으로 보인다고 하였는데, 본 실험 역시 토란대의 drip loss 양이 많이 발생한 것으로 보아 같 은 영향을 받았을 것으로 사료된다. 고주파로 해동한 처리 구에서 함기 포장 후 -20°C에서 냉동 처리한 것을 제외하 고 다른 모든 처리구에서 drip loss의 양이 가장 적었다. 또한 전반적으로 -20°C에서 냉동한 토란대의 drip loss가 많았는데, Park & Song (2015)에 의하면 냉동 온도가 높 을수록 연근의 조직 파괴가 많아 drip loss의 양이 받았다 는 보고를 한 바 있으며, 이 연구와 비슷한 경향을 나타내 었다. 따라서 토란대의 drip loss를 최소화하기 위하여 함 기 포장, 침지식 냉동 그리고 고주파 해동을 하는 것이 효 과적이라는 것을 확인하였다.