전처리 및 냉·해동 방법에 따른 냉이의 품질 특성 차이

본 실험에서 사용된 냉이는 2015년 4월 경기도 지역에 서 수확한 것을 H 업체(Namyangju, Korea)로부터 구입하 여 사용하였다.

냉이의 데침 조건에 따른 품질 특성을 측정하기 위해 수 확한 냉이를 흐르는 차가운 물로 3회 세척하였다. 이물질 을 제거하고 냉이 무게의 2.5배에 해당하는 100°C의 끓는 물에 냉이를 넣어 10초, 20초, 30초, 40초간 데친 후 즉시 냉수에 담가 5분간 냉각시켰다. 채반에 받쳐 5분간 자연 탈수하여 표면의 물기를 제거하고 실험에 이용하였다. 예 비실험을 통해 생냉이와 비교하여 외관변화가 가장 적고 조직감을 유지한 최적 조건을 설정하였다. 열수침지한 냉 이를 냉·해동 처리한 후 품질 특성분석을 실시하였다. 데친 냉이는 500 g씩 동결용 포장지(7 Layer Co-extrusion film, Seven L Pack Co. Ltd., Gwangju, Korea)에 넣고, 함기· 진공포장 후 -20°C (GC-124HGFP, LG Electronics Co. Ltd., Seoul, Korea), -40°C (DSS-650TD, Daesan-eng Co. Ltd., Hanam, Korea), 침지식은 -60°C로 조절된 침지식 냉 동기(F500, Topgreen Tech., Seoul, Korea)에서 냉동하였다. 냉동된 시료는 -20°C 냉동고(GC-124HGFP, LG Electronics Co. Ltd., Seoul, Korea)로 옮겨 7일간 저장한 후 상온, 유 수해동 및 고주파 방법으로 해동하여 실험에 사용하였다. 상온해동은 실온에서 해동하였고 유수해동은 흐르는 수돗 물에 담가 해동하였다. 고주파 해동은 고주파 해동장치 (FRT-5, Yamamoto Vinita Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 이용 하여 파장 27.12 MHz 및 출력 400 W에서 20분간 해동하 였다.

냉이의 색도는 표준 백색판(L^*=97.79, a^*=-0.38, b^*=2.05) 으로 보정된 색도계(CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 사 용하여 L^*(명도, lightness), a^*(적색도, redness), b^*(황색도, yellowness)값으로 나타내었으며, 10회 반복하여 측정하였 다. ΔE (total color difference)를 구하기 위해 아래와 같은 식으로 계산하였다.

$\text{ΔE=}\sqrt{{\left({\text{L}}_{\text{1}}^{\text{*}}{\text{-L}}_{\text{2}}^{\text{*}}\right)}^{\text{2}}\text{+}{\left({\text{a}}_{\text{1}}^{\text{*}}{\text{-a}}_{\text{2}}^{\text{*}}\right)}^{\text{2}}\text{+}{\left({\text{b}}_{\text{1}}^{\text{*}}{\text{-b}}_{\text{2}}^{\text{*}}\right)}^{\text{2}}}$

냉해동 후 냉이의 절단강도는 Cha et al. (2008)의 방법 을 변형하여 측정하였으며, blade type probe를 사용하여 test speed 120 mm/min, load cell 10 kg, sample width 30 mm, sample height 20 mm, deformation time 5 sec의 조 건으로 rheometer (COMPAC-100II, Sun Scientific Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 10회 이상 반복하여 측정하였다.

pH는 냉이 5 g과 증류수 45mL를 혼합한 후 분쇄기(CNHR 26, Bosch, Ljubljana, Slovenia)를 이용하여 40초간 시료를 마쇄한 후 pH meter (Orion 3-STAR, Thermo scientific, Waltham, MA, USA)를 이용하여 측정하였다.

냉이 1 g을 항량을 구한 칭량병에 취하여, 상압가열건조법 을 이용하여 105°C dry oven (VS-1202 D3, Vision Scientific, Daejeon, Korea)에 8시간 동안 건조한 후 시료의 무게 변 동이 없을 때까지 건조하였다. 수분함량(%)은 건조 전후 냉이의 무게를 이용하여 수분함량을 측정하였다.

시료 25 g에 멸균 식염수 225mL를 첨가하여 Lab blender (BagMixer 400, Interscience, Saint Nom, France)를 사용하여 균질화한 후 균질액을 10씩 단계별로 희석하였다. 각 농도별 균질액을 3M　petri　film (Aerobic Count Plate Petrifilm, 3M Health, Minnesota, USA)에 3회 반복수로 접종한 후 37°C에서 48시간 배양하여 성장한 집락 수를 계수하여 1 g당 log colony forming unit (log CFU/g)으로 나타내었다.

냉이의 냉·해동 소요 시간 측정을 위하여, 직경 1.7 cm 의 온도계(DS1922, Maxim Intergrated^TM, San Jose, CA, USA)를 냉이 포장 시 중심 부위에 넣고 냉이와 함께 밀봉 하였다. 해동 후 온도계 인식 장치(DS1402D-DR8, Maxim In-tergrated^TM, San Jose, CA, USA)를 이용하여 해동 곡선 을 얻고, 해동완료 시점까지 소요 시간을 측정하였다.

해동이 완료된 냉이의 drip loss는 해동 후 냉이에서 유 출된 수분의 무게를 구한 다음, 해동 전 채취 냉이 무게에 대한 백분율(%)로 나타내었다.

$\text{Drip loss (\%)=}\frac{{\text{W}}_{\text{1}}{\text{-W}}_{\text{2}}}{{\text{W}}_{\text{1}}}\text{×100}$

모든 실험 결과는 SPSS 통계 프로그램(Version 18.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 평균과 표준편 차를 구하였고, Duncan’s multiple range test로 유의성 검 증(p<0.05)을 실시하였다.

원물 및 데침 시간에 따른 냉이 시료의 L^*, a^*, b^*값의 평균값과 ΔE값은 Table 1과 같다. 생냉이 잎의 경우 L^*, a^*, b^*값의 평균은 각각 42.39±3.27, -7.85±1.29, 12.21±2.35 로 측정되었으며, 데침 처리 시간이 길어질수록 L^*, a^*값은 유의적으로(p<0.05) 감소하는 경향을 보였고, b^*값은 증가 하였다. 40초간 전처리 시 색차 값은 가장 크게 나타나 데 침시간이 길어질수록 모든 항목에서 유의적인 색의 변화가 나타났다. 냉이의 뿌리의 경우 전처리 시 L^*값은 증가하였 다가 데침시간이 길어짐에 따라 다시 감소하는 경향을 보 였으며 a^*, b^*값은 감소하였다. ΔE값은 잎의 경우 데침시간 이 길어질수록 증가하는 경향을 보여 색변화가 많음을 알 수 있고, 뿌리의 경우 데침시간에 따라 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. Choi et al. (2001)의 보고에 따르 면 참취의 데침 시간이 증가함에 따라 a^*값이 증가하는 경 향을 보여 본 연구와 상반된 결과를 나타냈다. Weemaes et al. (1999)는 단시간의 블랜칭은 세포벽 붕괴로 인해 발 생하는 효소 및 클로로필 전구체 간 반응으로 녹색도가 더 욱 선명해지나, 블랜칭 시간이 길어질수록 클로로필의 파 괴로 인해 녹색도가 감소한다고 보고하였다. 본 실험은 1 분 미만의 짧은 시간을 데침처리하여 a^*값이 감소, 즉 녹 색도가 상승하였으나, Choi et al. (2001)의 연구에서는 1 분에서 5분 사이의 보다 긴 시간을 블랜칭하여 클로로필 붕괴로 인해 a^*값이 증가한 것으로 생각된다.

냉이를 함기 포장하여 다양한 방법으로 냉동 및 해동 처 리한 후의 색도 측정결과는 Table 2와 Table 3에 나타내었 다. 냉이 잎의 경우 L^*값은 냉·해동 방법간 유의적인 차이 가 나타났으나 일정한 경향성을 보이지는 않아 원물 자체 의 차이에서 온 것으로 보인다. a^*값은 -20°C와 -40°C에서 냉 동 후 해동한 냉이의 값 보다 침지식 냉동 후 해동한 시료 의 값이 냉동과정을 거치지 않은 냉이에 비해 변화가 적은 것으로 보아 냉이를 침지식 냉동하는 것이 -20°C와 -40°C 로 냉동하는 경우보다 a^*값의 변화를 거의 야기하지 않은 것으로 보인다. 또한 침지식 냉동 후 상온해동과 유수해동 을 거친 냉이의 경우 냉동 전 시료와 가장 유사한 경향을 보였다. b^*값은 냉·해동 후 감소하는 경향을 보였다. 냉이 뿌리의 경우 L^*, a^*, b^*값 모두 데침 처리 후 감소하였고, a^*값의 경우 -20°C와 -40°C로 냉동 저장한 냉이가 데친 냉 이와 유사한 경향을 나타내었고, b^*값의 경우 -60°C에서 침 지식으로 냉동저장 후 해동 처리한 냉이가 전반적으로 원 물과 유사한 경향을 나타내었다.

원물 및 데침 시간에 따른 냉이 시료의 수분함량과 pH 는 Table 4와 같다. 생냉이잎의 수분함량은 81%로 나타났 으며, 생냉이뿌리의 수분함량은 88%로 나타났다. 냉이잎의 경우 열수침지 전처리 시 약 2-4%가 유의적으로 증가하였 고, 뿌리의 경우 40초간 열수침지 전처리 시 90.6%로 증 가하였다. Park & Lee (1994)은 9종의 산채류 원물의 수 분함량을 분석하여 84.6-94.0%의 수분함량을 나타냈다고 보고하였다. Kim et al. (2012)은 나물류 원물을 열수침지 데치기한 후 수분함량을 측정한 결과 엄나무는 0.03%, 참 죽은 5.15%, 오가피는 1.73%, 두릅은 3.50% 증가한 결과 를 보고하였고, 데치기 후 수분함량이 증가하는 본 실험결 과와 동일하다. pH 또한 수분함량과 마찬가지로 열수침지 전처리 시 증가하여, 잎의 경우 6.74에서 40초 처리구의 경우 6.89까지, 뿌리의 경우 5.6에서 6.56까지 증가하였다. Kim et al. (2014)에 따르면 양파의 열수침지 처리에 따른 pH를 측정한 결과, 10분간 데친 경우 양파의 pH는 5.79에 서 6.25로 증가하는 경향을 확인하였고, 이는 본 실험과 유 사한 경향을 나타내었다. 채소류에 함유되어있는 glutamine 이 열로 인한 분해로 pyrrolidone carboxylic acid를 생성하 여 pH가 감소된다 보고한 Clydesdale et al. (1972)의 결과 와 달리 냉이는 뿌리에 histidine-peptide가 풍부하여 오히 려 pH를 증가시킨 것으로 사료된다(Kim et al., 2009).

원물 및 데침 시간에 따른 냉이 시료의 총균수 및 대장 균군 분석 결과는 Table 5와 같다. 냉이 원물의 총균수 및 대장균군은 각각 6.81 log CFU/g 및 3.65 log CFU/g이었 다. 30초 이상 전처리 시 일반세균은 2 log 감소하였고, 대장균군의 경우 20초 전처리 시 검출되지 않았다. 냉이를 전처리하고 냉해동 처리 후, 유효숫자 이하로 측정됨을 확 인 하였으나, 냉해동 처리 후에도 미생물은 사멸되지 않고 유지되는 것을 알 수 있었다. 미국 국방부 산하 Natick 연 구소에서는 식품의 미생물학적 안전성을 위하여 조리식품 의 미생물 허용 기준으로 총균수는 5 log CFU/g, 대장균 은 2 log MPN/g을 제시한 바 있다. 이에 따라 20초 이내 의 데치기는 미생물 사멸에 부적합하며, 30초 이상의 전처 리는 냉이의 미생물학적 안전성에 적합할 것으로 판단된다.

냉동 방법에 따른 냉동 곡선은 Fig. 1과 같고 해동 방법 에 따른 해동 곡선은 Fig. 2와 같다. 냉동 시 냉이의 품온 이 -20°C에 도달하였을 때 종결점으로 하였고, 해동 시 냉 이의 품온이 -1°C에 도달했을 때 해동의 종결점으로 설정 하였다. -5°C-0°C가 되기 전 낮은 온도 범위에서 해동 곡 선이 급격하게 기우는 것을 확인할 수 있는데, Lee (1998) 에 의하면 이 온도 범위에서 대부분의 수분이 빙결정 상태 로 존재하기 때문에 열전도가 빠르게 일어나 온도가 빠르 게 높아진다고 하였다. -5°C-0°C 온도 범위에서 빙결정을 녹이면서 열량이 사용되어 온도 상승이 늦어지는 부분을 최대 빙결정 융해대라고 보고되었다(Cho et al., 2010). 이 범위에서는 생화학 및 효소 활성이 촉진되므로 빠르게 통 과하는 것이 품질 변화를 최소화 할 수 있다(Choi et al., 2014). 냉동 냉이의 해동 결과, 유수해동시 30-60분으로 최 대 빙결정 융해대를 가장 빠르게 통과하는 것으로 나타났 으며 상온해동(25°C)이 최대 빙결정 융해대를 통과하는 시 간이 가장 많이 소요되었다.

Fig. 1. Freezing curve of Shepherd’s purse; (A) convectional freezing at -20°C, (B) convectional freezing at -40°C, (C) immerstion freezing at -60°C.

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Fig. 2. Thawing curve of Shepherd’s purse; (A) convectional freezing at -20°C and thawing at room temperature (25°C), (B) convectional freezing at -40°C and thawing at room temperature (25°C), (C) convectional freezing at -40°C and thawing at room temperature (25°C), (D) convectional freezing at -20°C and thawing by running water, (E) immersion freezing at -60°C and thawing at room temperature (25°C), (F) immersion freezing at -60°C and thawing by running water.

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냉이를 함기 포장하여 다양한 방법으로 냉동 및 해동 처 리한 후의 pH와 드립로스는 Table 6과 같다. 원물의 pH는 7.18을 나타내었다. 냉이를 데침 처리한 후 pH는 8.09로 증가하는 경향을 보였고, 냉·해동 처리 후 냉이의 pH는 8.01-8.27의 범위로 측정되었다. 특히 -60°C에서 침지냉동 처리 후 고주파를 이용하여 해동한 경우 8.27로 가장 높은 pH를 보였으나 냉동 조건에 따른 pH는 큰 차이가 없었고, 또한 해동조건에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다.

한편 냉·해동 시 품질저하를 간단하게 판단할 수 있는 지표인 드립로스(%)를 측정 결과, -40°C와 -60°C로 냉동저 장한 후 0°C의 물로 유수해동한 냉이의 경우 각각 17.32% 와 17.59%로 가장 많은 드립로스를 나타냈다. 반면, 침지 식 냉동의 경우 공랭식 냉동에 비해 드립로스의 양이 전반 적으로 감소하는 결과를 보였다. 침지식 냉동의 경우 해동 조건별로 비교하였을 때 고주파 해동한 시료의 드립로스가 낮게 나타나 고주파 해동 방법이 냉해동 과정 후 품질 변 화가 가정 적은 것으로 판단된다. Kim et al. (2015)의 보 고에 따르면 쑥의 냉·해동 조건에 따른 드립로스는 -20°C 에서 냉동한 경우 가장 많고, 온도가 내려갈수록 감소하는 경향을 보였으며 유수 및 고주파 해동시 드립이 적게 발생 함에 따라 본 연구와 상반되는 결과를 나타내었다. 반면 침지식 냉동이 가장 적게 드립로스를 발생한 결과는 일치 하였다. 식품의 장기 보존을 위한 방법 중의 하나인 냉동 은 가장 안전한 방법으로 대두되어지고 있으나 세포의 동 결로 인한 cracking 현상이 발생하여 세포벽이 파괴되고 표면에 금이 생겨 부숴지는 등의 상품성 소실이 일어날 수 있다(Jeong et al., 2003). 따라서 드립로스는 냉동이 해당 원물의 물성에 큰 영향을 미치고 영양 성분 및 관능적 특 성에 부정적인 영향을 미칠 가능성에 의해 냉·해동에 따른 품질지표로 활용이 가능하다. 하지만 우수한 냉동 기술을 적용하더라도 드립 발생, 조직 연화 및 미생물 성장 등의 품질 저하 현상이 발생되므로 각 농산물에 따라 그에 맞는 적절한 해동방법을 적용하는 것이 중요하다.

냉이를 함기 포장하여 다양한 방법으로 냉동 및 해동 처 리한 후의 절단강도 측정결과는 Table 7에 나타내었다. 냉 이 잎의 절단강도는 1,369.50 g/cm²로 나타났고, 데친 후 1,348.25 g/cm²로 나타났다. 냉동 및 해동 후 잎의 절단강 도는 전반적으로 감소하였으며, -20°C에서 냉동하고 상온 에서 해동한 경우 860.00 g/cm²으로 가장 높았고, 침지식 -60°C에서 냉동하고 유수해동한 경우 393.75 g/cm²으로 나 타나 가장 낮은 절단강도를 보였다. 또한 유수해동의 경우 절단강도가 전반적으로 낮은 경향을 보였다. 냉이 뿌리의 절단강도는 원물의 경우 3,968.95 g/cm²로 나타났고, 데친 후에는 2,876.25 g/cm²로 나타났다. 냉동 및 해동 후 뿌리 의 절단강도는 잎과 달리 전반적으로 증가하였으며, 특히 -60°C에서 침지식으로 냉동저장 후 고주파해동을 실시한 냉이 뿌리의 경우 6,437.25 g/cm²으로 나타나 가장 높은 절단강도를 보였다. 절단강도측정 결과, 데침 처리하여 냉· 해동한 경우 원물보다 절단강도가 증가하였는데 이는 세포 간의 응집력과 결합력이 약해짐과 동시에 조직의 물리적 특성이 변하여 유연성과 질긴 정도는 증가하였기 때문으로 사료된다(Lee, 1995). Kim et al. (2015)에 따르면 쑥의 절 단강도 또한 냉이 뿌리와 유사하게 냉·해동 처리 후 절단 강도가 증가하였고, 도라지의 동결에 따른 품질 특성을 보 고한 Lee et al. (2011)에 따르면 동결 후 해동처리한 도라 지는 데친 과정을 거친 도라지에 비해 절단강도가 감소하 는 경향을 보여 본 연구의 냉이와 상반되는 결과를 나타내 었다. 이와 같이 농산물에 따라 각각의 고유한 특성이 다 르므로 적절한 냉동 및 해동방법을 적용하여 최선의 품질 을 제공하기 위한 연구가 지속적으로 필요하다.