서
론
삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라는 예로부터 다양한 수산물들이 다량으로 소비되어 왔다. 톳 (Hizikia fusifor-mis)은 독특한 맛과 함께 칼슘, 비타민 A 및 식이섬유소 함량이 풍부하여 당뇨병, 고혈압 예방, 대장암 및 변비 등에 효과가 좋으며 요오드 성분 함량이 많아 갑상선 암 및 각기병 예방에 효과가 있다고 알려져 있다 (Arasaki and Arasaki 1983). 문어(Enteroctopus dofleini)는 타우린이 풍부하여 ACE (Angiotensin I Converting Enzyme) 활성 저 해와 NO 생성 억제 활성 및 지질 대사 개선 효과가 있어 ─ ─ 53 ──수산 자숙액의 감마선 조사에 의한 이화학적 물성 변화 평가
최종일∙김연주∙김재훈∙윤요한∙송범석∙전병수1 안동현1∙이주연2∙이주운* 한국원자력연구원 정읍방사선과학연구소, 1부경대학교 식품생명공학부 2전북대학교 농업생명과학대학원 원예학과Study on the Changes in Phyicochemical Propertiesof Seafood
Cooking Drips by Gamma Ray Irradiation
Jong-il Choi, Yeon-Joo Kim, Jae-Hun Kim, Yohan Yoon, Beom-Seok Song, Byung-soo Chun1, Dong-Hyun Ahn1, Ju-Yeoun Lee2and Ju-Woon Lee* Advanced Radiation Technology Institute, Korea Atomic Energy Research Institute,
Jeongeup 580-185, Korea
1Faculty of Food Science and Biotechnology, Pukyong National University, Busan 608-737, Korea
2Department of Horticultural Science, Chonbuk National University, Jeonbuk 561-756, Korea
Abstract -- Cooking drips which were obtained as by-product after seafood processing in the food industries, still contain lots of proteins, carbohydrates, and other functional materials. But, the seafood cooking drips are easily contaminated because of its rich nutrients, and their color are very dark. This study was conducted to investigate the effect of gamma irradiation on the quality of seafood cooking drips including Hizikia fusiformis, Enteroctopus dofleini, and Thunnus thynnus. The Hunter’s color values (L, Brightness) of H. fusiformis, and T. thynnus were increased with increasing irradiation doses, showing becoming bright. The crude protein content and crude lipid content were increased by gamma irradiation. These results indicated that gamma irradiation increased extraction efficiency of available compounds in cooking drips
Key words : Cooking drips, Color, Protein content, Lipid content
* Corresponding authors: Ju-Woon Lee, Tel. +82-63-570-3204, Fax. +82-63-570-3207, E-mail. [email protected]
동맥경화, 고혈압 및 신경안정 효과가 있으며, 시력감퇴, 빈혈, 당뇨병 등에 효과가 좋은 식품으로 알려져 있다. 또 한, 참치 (Thunnus thynnus)는 고단백 식품으로 영양적으 로 우수할 뿐 아니라 혈중 콜레스테롤 농도를 낮추어 동 맥 경화를 예방하며, 항암 작용이 있다고 알려져 있다 (Carrill 1986; Mehta 1987). 최근에는 교통체증과 맞벌이 부부의 증가와 같은 사회 적 변화로 인해 간편성을 부여한 수산가공품이 주류를 이루고 있다 (Kim et al. 2007). 톳, 미역, 참치, 고등어, 굴, 오징어, 문어 및 멸치 등과 같은 수산물의 통조림 및 건 제품 가공공정에서는 부산물로서 다량의 자숙액이 발생 되며, 이들 자숙액의 대부분은 폐기물로 처리되거나 일 부는 저가의 조미료 재료나 식품 중간 소재로 이용되고 있다 (Jung 2007). 자숙액에는 수산 원료에 포함된 탄수화 물, 단백질을 비롯한 기능성 생물 활성 물질이 추출되어 함유되어 있다. 이러한 폐액은 생물학적 산소 요구량의 증대와 같은 해양 환경에 중요한 영향을 미칠 수 있어 자숙액의 회수 및 이용은 폐기 자원의 이용이라는 측면 뿐 만 아니라 환경 보호의 측면에서도 매우 필요하다
(Ebitani and Takahashi 1992). 현재 자숙액에 함유되어 있 는 유리아미노산, 유기산, 일부 핵산관련물질 등과 같은 용출성 영양성분들을 기능성 물질의 새로운 자원으로 재 이용하려는 많은 연구가 시도되었다 (Kim et al. 1994). 그 러나, 다량으로 얻어지는 자숙액은 상온에서 개방된 상태 로 아무런 처리 없이 보관되기 때문에 미생물의 오염 위 험이 높고, 또한 자숙액 내의 높은 영양성분 때문에 미생 물이 쉽게 성장하게 된다. 또한, 본래 자숙액이 가지는 탁한 색상 때문에 식품 및 공중보건 소재로 이용함에 있 어 어려움이 있다. 한편, 감마선 조사기술은 식품의 저장 중 영양 및 관능 적인 품질의 저하없이 병원성 및 부패성 미생물을 없애 는 가장 효율적인 방법으로 알려져 있고, 전세계적으로 그 사용이 증가하고 있다. 또한 감마선 조사기술은 잔류 독성이 전혀 없고 식품 원래의 품질을 유지하면서 여러 가지 긍정적인 효과가 보고되고 있고, 가공 공정 및 기 능성 증진까지 이용범위가 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 수산 가공 부산물인 톳, 문어 및 참치 자숙액의 저장성 증진을 위한 감마선 조사에 따른 이화학적 물성의 변화를 연구하였다.
재료 및 방법
1. 실험 재료 본 연구에서 사용한 톳, 문어 및 참치 자숙액은 국내 수산업체에서 구입하거나 제공받아 사용하였다. 시료 내 의 불순물을 제거하기 위하여 에탄올을 70%로 제조하여 시료와 70% 에탄올을 톳 및 문어 자숙액의 경우 1 : 3 비 율, 참치 자숙액의 경우 1 : 10 비율로 혼합한 후 간헐적으 로 흔들어 추출한 다음 에탄올 추출액 상태에서 감마선 조사하였다. 실험에 사용된 용매들은 모두 시약용으로 구 매하여 사용하였다. 2. 시료의 감마선 조사 감마선 조사는 한국원자력연구원 방사선과학연구소 (Jeongeup, Republic of Korea) 내 선원 11.1 PBq, Co-60 감 마선 조사시설 (point source AECL, IR-79, MDS Nordion International Co. Ltd., Ottawa, ON, Canada)을 이용하여 실 온 (22±1�C)에서 시간당 10 kGy의 선량률로 각각 0, 1, 3, 5 및 10 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였다. 흡수선량 확인은 alanine dosimeter (5 mm, Bruker Instruments, Rhe-instetten, Germany)를 사용하였다. Dosimetery 시스템은 국 제원자력기구 (IAEA)의 규격에 준용하여 표준화한 후 사용하였으며, 총 흡수선량의 오차는 2% 이내였다. 비조 사구인 0 kGy는 동일한 온도효과를 얻기 위하여 감마선 조사시설 외부에 둔 후, 조사 직후 처리구와 함께 4�C 냉 장고에 저장하였다. 3. 색도 측정 시료의 색도 변화를 관찰하기 위해 시료 10 ml를 지름 50 mm의 투명 용기에 넣은 후 color/color differencemeter (Model CM-3500d, Minolta, Japan)를 이용하여 명도(light-ness, L*), 적색도(redness, a*) 및 황색도(yellowness, b*)를 측정하였다. 이 때 표준색은 L*값이 90.5, a*값이 0.4, b* 값이 11.0인 calibration plate를 표준으로 사용하였다. 4. 고형분 함량 측정 고형분 함량 측정은 105�C 상압가열건조법으로 미리 항량을 구한 알루미늄 수기에 자숙액 시료 10 g을 넣고 항량에 도달할 때까지 무게를 측정하여 고형분 함량을 계산하였다. 5. 조단백질 정량 자숙액 에탄올 추출물의 단백질 함량 변화를 알아보기 위해 BCA 방법을 이용하였다. 시료 20μl에 BCA 용액(Copper II sulfate : Bicinchoninic acid==1 : 50) 160μl를 가 하여 37�C에서 1시간 방치 후 ELISA Reader (Anthos Labtec Instruments GmbH, Salzburg, Austria)를 이용하여
serum albumin (Sigma Chemical Co.)를 이용하여 검량곡선 을 작성한 후 함량 계산에 활용하였다 (Choi et al. 2008).
6. 조지방 정량
감마선 조사에 의한 자숙액의 지방함량 변화를 측정 하기 위해 Folch 추출법을 이용하였다 (Folch and
Sloane-Stanley 1957). 시료 5 g과 45 ml Folch (chloroform :
meth-anol==2 : 1) 용액을 250 ml 삼각 플라스크에 넣어 24시간 동안 실온에서 교반 추출하였다. 추출 용액을 거름종이
(Whatman No. 4, England)로 여과한 다음 0.88% sodium
chloride 용액을 남은 여액의 20% 양이 되도록 넣어 층을 분리하였다. 분리된 하층부 용액을 튜브에 넣은 후 질소 농축을 하여 남은 지방함량을 계산하였다.
결과 및 논의
1. 색도 변화 감마선 조사된 톳, 문어 및 참치 자숙액 에탄올 추출물 의 색도를 color/color difference meter를 사용하여 Hunter’s었다. 색도 측정 결과 톳 자숙액에서는 조사선량이 증가 함에 따라 명도, 적색도 및 황색도 모두에서 값이 증가함 을 확인하였다. 참치 자숙액의 경우 조사선량이 증가함 에 따라 명도 및 황색도의 값은 증가하였으나 적색도의 값은 감소하였으며, 문어 자숙액의 경우 색도의 변화에 유의적인 차이가 없었다. 문어 자숙액의 경우 톳 이나 참치 자숙액에 비하여 비조사구의 L 값이 크기 때문에 방사선 조사에 의한 영향이 나타나지 않은 것으로 사료 된다. Jo et al. (2003)의 연구에 의하면 감마선 조사가 항 산화제를 첨가한 녹차 추출물의 DPPH 라디칼 소거능과 tyrosinase 저해 활성에 영향을 미치지 않고 녹차 추출물 의 색상을 변화시킨다고 보고하였다. Kim et al. (2006)의 울금과 강황 추출물에 대한 연구에서도 감마선 조사에 의해 명도를 증가시켰다고 보고하였다. Jeon (2003) 등은 방사선 조사에 의해 cartenoids계 색소의 일종인 fucoxanthin 색소의 파괴에 의해 갈조류 추출물의 적색 도 및 황색도가 감소되면서 명도가 높아진 다고 보고하 였다. 본 연구 결과 감마선 조사한 톳 및 참치 자숙액 에탄 올 추출물의 색상 개선 효과를 확인하였다. 따라서 자숙 액을 식품 및 공중보건 산업의 첨가제로 사용할 때 제품 의 색상을 어둡게 하지 않으며 기능성을 개선하는데 필 요한 양을 첨가하는 것이 가능할 것이라고 사료된다. 2. 일반성분 변화 톳, 문어 및 참치 자숙액의 일반성분을 분석한 결과를 Table 2에 나타내었다. 식품의 수분 함량은 미생물 생육 이나 품질에 밀접한 관계를 가지며, 식품공전에서는 15% 이하의 수준으로 규정하고 있다. 수산 자숙액의 고형분 함 량을 측정한 결과, 톳 자숙액의 고형분 함량은 35 mg ml-1 이었고, 문어 및 참치 자숙액의 고형분 함량은 4 및 231 mg ml-1의 함량을 나타내었다. 1, 3, 5, 10 kGy의 감마선을 조사한 결과, 고형분 함량에는 유의적인 차이가 없었다. 조단백질 함량의 경우 톳, 문어 및 참치 자숙액에서 각각
Table 1. The change of Hunter’s color values of the 70% ethanol extracts from gamma-irradiated seafood cooking drips
Hizikia fusiformis Enteroctopus dofleini Thunnus thynnus Irradiation dose (kGy)
L a b L a b L a b 0 1.33d 7.57d 2.15d 86.04a 8.19a 10.76c 26.51e 16.81e 44.55d 1 1.21d 6.94d 1.94d 85.39b 8.31a 11.00b 27.46d 15.46d 45.91c 3 2.61c 13.48c 4.35c 85.60b 8.15a 11.23a 31.83c 11.17c 50.32b 5 4.18b 18.81b 7.05b 85.60b 7.94b 11.20a 33.24b 8.89b 50.45a 10 6.50a 22.05a 11.05a 86.17a 7.39c 11.19a 33.90a 8.20a 49.47a
a-eValues with different letters within the same row differ significantly (p⁄0.05). Fig. 1. The color change of the 70% ethanol extracts from
gamma-irradiated seafood cooking drips. (Left: Control, Right: 10 kGy gamma irradiated. A: Hizikia fusiformis, B: Thunnus thynnus)
0.435, 0.304 및 4.260 mg g-1의 함량을 나타내었다. 이는 감마선 조사에 의해 조사선량이 증가함에 따라 증가하 는 경향을 나타내었다. 조지방 함량의 경우 톳, 문어에서 는 조지방의 함량이 매우 소량이라 검출되지 않았으나, 참치 자숙액의 경우 25.990 mg g-1의 함량을 나타내었다. 이는 감마선 조사에 의해 조사선량이 증가함에 따라 증 가하였고, 10 kGy에서 31.843 mg g-1의 함량을 나타내었 다. 본 연구 결과 건물량 함량에는 조사에 의한 영향이 나타나지 않았으나, 조단백질과 조지방 함량의 경우 조사 선량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이 는 수산 자숙액을 70% 에탄올로 추출한 후 감마선 조사 함에 있어 유용 성분들의 추출 효율이 증가하게 된 결과 라고 사료된다. 이러한 결과는 감마선 조사에 의한 육단 백질의 함유량은 차이가 없다는 보고와 상반된다 (Yook et al. 1998). 그러나 일부 연구에 따르면 감마선 조사에 의해 고기의 유리 아미노산 함량이 증가하였다고 보고 되었고 (Nene et al. 1975; Hassan et al. 1990). 감마선 조사 에 의한 계육 내 아미노산 함량이 조사하는 동안 단백 질 가수분해 효소가 활성화되면서 조직구조가 일부 변 형되어 일부 아미노산의 함량이 증가하였다고 밝혔다 (Ronsivalli et al. 1971).
결
론
톳, 문어 및 참치 자숙액의 저장성 증진을 위한 감마 선 조사에 따른 이화학적 물성의 변화를 연구하였다. 색 도 측정 결과 톳 자숙액과 참치 자숙액에서는 조사선량 이 증가함에 따라 명도 값이 증가함을 확인하였다. 조단 백질과 조지방의 함량의 경우 감마선 조사에 의해 조사 선량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이러 한 결과는 방사선 조사기술을 이용한 이화학적 물성 개 선을 통하여 수산물의 가공 과정에 폐자원으로 발생하는 자숙액의 활용 가능성을 제시한다.사
사
본 연구는 한국원자력연구원의 연구비 지원에 의해 수 행되었습니다.참 고 문 헌
Arasaki S and Arasaki T. 1983. In vegetables from the sea. Japan Publications. Inc., Tokyo.
Carrill KK. 1986. Biological effects of fish oils in relation to chronic diseases. Lipids. 21:732.
Choi J, Kim HJ, Sung NY, Byun EEB, Kim JH, Chun BS, Ahn DH, Cho KY, Byu MW and Lee JW. 2008. Changes of the protein contents of seafood cooking drips by gamma irra-diation. Korean J. Biotechnol. Bioeng. 23:489-493. Ebitani KTO and Takahashi K. 1992. Development of taurine
collection technology from sardine cooking wastes. In: National Conference Materials for Fisheries Utilization and Processing, Takahashi K. (Editor). Central Fisheries Institute, Tokyo, Japan, p. 88-91.
Folch J, Less M and Sloane-Stanley GM. 1957. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem. 226:497-509.
Hassan MI, Hegazy RA and Mahmoud AE. 1990. Changes in free amino acids during cold storage of irradiated chicken. Anals. Agric. Sci. Ain. Shams. 35:359-372.
Jeon TW, Park JH, Shin MG, Kim KH and Byun MW. 2003. Effects of gamma-irradiation on biological activities and color changes of extracts of Schizandrae fructus. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 32:137-142.
Jo C, Son JH, Lee HJ and Byun MW. 2003. Irradiation applica-tion for color removal and purificaapplica-tion of green tea leaves
Table 2. The change of proximate composition of the 70% ethanol extract from gamma-irradiated seafood cooking drips
Irradiation dose (kGy)
0 1 3 5 10
Hizikia fusiformis 0.035a 0.033a 0.033a 0.035a 0.036a
Dry basis (g ml-1) Enteroctopus dofleini 0.004a 0.005a 0.005a 0.005a 0.005a
Thunnus thynnus 0.231a 0.231a 0.231a 0.230a 0.229a
Hizikia fusiformis 0.435b 0.436b 0.462b 0.514a 0.513a
Crude protein contents (mg g-1) Enteroctopus dofleini 0.304c 0.356b 0.374b 0.386b 0.450a
Thunnus thynnus 4.260c 4.660b 4.831b 4.929ab 5.277a
Crude lipid contents (mg g-1) Thunnus thynnus 25.990b 25.553b 28.870ab 30.293a 31.843a
Jung HS. 2007. Antioxidant effect of histidine containing low molecular weight peptide isolated from skipjack boiled extract. Korean J. Food Cookery Sci. 23:221-226.
Kim HJ, Choi JI, Lee HS, Kim JH, Byun MW, Chun BS, Ahn DH, Yook HS and Lee JW. 2007. Improvement of physio-logical activity of the ethanol extract from boiled-water of Enteroctopus dofleini by gamma irradiation. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 36(12):1612-1616.
Kim JK, Jo C, Hwang JH, Park HJ, Kim YJ and Byun MW. 2006. Color improvement by irradiation of Curcuma aroma-tica extract for industrial application. Radiat. Phys. Chem. 75:449-452.
Kim WJ, Bae TJ, Choi JD and Ahn MH. 1994. A study exploit-ing raw material of seasonexploit-ing by usexploit-ing fish and shells. 1. On composition of seasoning material in cooking
by-pro-Mehta J. 1987. Eicosapentaenoic acid, its relevance in athero-sclerosis and coronary heart disease. Am. J. Cardiol. 59:155. Nene SP, Vakil UK and Sreenivasan A. 1975. Effect of gamma irradiation on red gram (Cajanus cajan) protein. J. Food Sci. 40:815-819.
Ronsivalli LJ, King FJ, Ampola VG and Holstont JA. 1971. Food irradiation. Study of irradiated pasteurized fishery products. Ist. Radiat. Technol. 8:321-340.
Yook HS, Kim MR, Kim JO, Lim SI and Byun MW. 1998. Effects of γ-irradiation meat proteins. J. Koren Soc. Food Sci. Technol. 30:407-412.
Manuscript Received: February 19, 2010 Revision Accepted: February 26, 2010
