한국방사선산업학회

서

론

계란은 비교적 저렴한 비용으로 양질의 동물성 단백 질을 제공해 줄 수 있는 경제적인 식량자원이다. 계란은 생란이나 1차 가공 제품 중심으로 유통되고 있지만, 알 가공품에 대한 소비자의 요구 증가로 인해 상업적인 생 산이 기대되고 있다 (Kim et al. 1998). 알 가공품은 계란 에 식품 또는 식품첨가물 등을 가한 것이거나 분리, 건 조, 냉동, 가열, 발효, 숙성 등의 방법으로 가공한 것을 말

한다 (KFDA 2006). 홍란분말은 carotenoid로 astaxanthin 을 함유한 사료를 산란계에 급여하여 난황을 붉은색으 로 착색시킨 후 동결건조하여 분말화한 제품을 말하며, 계란 난황의 경제적 중요성 때문에 난황색소의 품질 증진 에 관한 연구가 오래전부터 진행되어 왔다(Bauernfeind et al. 1971). 고농도 색소를 가진 난황은 제품의 외관을 더 욱 돋보이게 하여 시장에서의 소비자 선호도와 제품의 완성도를 높이는데 결정적인 역할을 하며, 제과∙제빵 상품, 국수류, 마요네즈 등의 재료로 사용되어 왔다. 하지만, 알 가공품인 홍란분말은 미생물 번식에 좋은 풍부한 영양분을 가지고 있어, 품질을 유지하기 위해 원 료란의 선도관리, 제조시의 살균, 완제품의 저온보관에 ─ ─ 139 ──

감마선 조사가 홍란분말의 품질 특성에 미치는 영향

박재남, 김미정1_{, 박진규, 한인준, 송범석, 김재훈, 변명우, 이주운*} 한국원자력연구원 정읍방사선과학연구소 방사선식품생명공학연구실 1_{안양대학교 식품영양학과}

Effect of Gamma Irradiation on Quality Characteristics of

Red Color Egg Powder

Jae-Nam Park, Mi-Jung Kim1_{, Jin-Gyu Park, In-Jun Han,}

Beom-Seok Song, Jae-Hun Kim, Myung-Woo Byun and Ju-Woon Lee*

Team for Radiation Food Science and Biotechnology, Advanced Radiation Technology Institute, Korea Atomic Energy Research Institute, 1266 Sinjeong-dong, Jeongeup-si, Jeollabuk-do 580-185, Korea

1_{Dept. of Food Science and Nutrition, Anyang University, Kyonggi-do 430-714, Korea}

Abstract --This study was carried out to investigate effects of gamma irradiation on

microbiologi-cal and quality characteristics of the red color egg powder (RCEP). The control sample was contaminated by microbial levels of 3.16 log CFUg--1_{in total aerobic bacteria, but}

microorgani-sms in gamma-irradiated samples at above 3.0 kGy were not found at detection limit less than 102

CFUg--1_{. However, sensory scores and Hunter’s color value of the gamma-irradiated RCEP were}

decreased depending upon the irradiation dose. The RCEP treated by a combination of the vacuum packaging with gamma irradiation at 3.0 kGy was considered having a microbiological safety and maintaining the sensory quality.

Key words : Red color egg powder, Quality, Gamma irradiation, Vacuum packaging

* Corresponding author: Ju-Woon Lee, Tel. +82-63-570-3204, Fax. +82-63-570-3207, E-mail. [email protected]

의한 미생물 증식억제 등의 미생물 관리가 무엇보다 중 요하다 (Jang et al. 1999; Theron et al. 2003). 또한 계란은 식중독의 주요 원인 미생물인 Salmonella와 여러 종류 의 enteric bacteria가 분포하는데 저장 및 유통과정 중에 미생물에 의한 2차 오염의 위험도가 크다(Gast and Beard 1992; Jones et al. 1995). 따라서 계란을 이용한 가공품의 보존성을 확보하기 위해서는 미생물의 제어 및 보존 안 정성에 관한 연구가 필요하다. 국내에는 전란 또는 알 가공품에 대한 보존안전성에 관한 연구가 진행되어 있 으나 아직 산업적으로 활용이 가능한 수준에는 이르지 못하고 있는 실정이다(Lee et al. 1996; Kim et al. 1998).

한편, 방사선 조사 기술은 세계적으로 확산되는데, 현 제 국제기구와 선진 여러 나라에서 그 건전성과 경제성 이 공인되어 현재 52개국에서 250여종의 식품에 대하여 식품 방사선 조사를 허가하고 있다 (FAO/IAEA/WHO Study group 1999). 우리나라도 1987년부터 식품조사가 허가되었으며 기존품목을 확대하여 현재 26개 품목이 허가되었다 (KFDA 2006). 이들 품목 중 난분은 5 kGy 이 하 선량의 감마선 조사가 허용되어있다. 또한 방사선 조 사 기술은 완전포장 후 살균이 가능하고 식품에 잔류독 성이 전혀 없으며 식품고유의 생화학적 품질을 유지할 수 있는 기술이다(Byun 1997). 따라서 본 연구는 홍란분말의 미생물학적 안전성을 확보하고 산업적 활용을 높이기 위하여 홍란분말에 감 마선을 조사한 후 미생물 오염도를 평가하고 감마선 조 사기술이 미생물학적 및 관능적 품질에 미치는 영향을 알아보았다.

재료 및 방법

재료 및 포장 본 연구에 사용한 홍란분말은 지역 도매점에서 구입 하여 사용하였다. 구입한 홍란분말 시료는 10 g씩 0.1 mm 두께의 포장지 (Aluminium laminated Low Density Polyethylene, Sunkyung Co., Seoul, Korea)를 이용 포장 하였다. 방사선 조사 시 포장방법이 홍란분말의 품질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 홍란분말을 각각 10 g 씩 담아 함기 및 진공 포장하였다.

감마선 조사

감마선 조사는 60_{Co 감마선 조사시설 (IR-79, Nordion} International Ltd., Ontario, Canada)을 이용하여 실온 (20

±1�C)에서 분당 70 Gy의 선량률로 흡수선량이 각각

3.0, 5.0, 7.0, 10.0 kGy가 되도록 실시하였으며, 흡수선량 의 확인은 dosimeter (Ceric cerous dosimeter, Bruker In-struments, Rheinstetten, Germany)를 사용하여 총 흡수선 량의 오차를 계산하였다. 감마선 조사 한 시료는 비조사 대조구와 함께 실온에 보관하면서 실험에 사용하였다.

미생물 시험

감마선 조사에 의한 홍란분말의 미생물오염 수준을 평 가하기 위해 시료 무게의 10배에 해당하는 멸균 peptone 수 (0.1%, Difco Co., Detroit, USA)를 멸균 bag에 넣고, Stomacher lab blender (model W, Interscience Co., Nom,

France)에서 2분간 균질화 하였다. 총균수는 단계별로

희석된 용액을 Plate Count Agar (PCA, Difco Co., Detroit,

USA) 배지에 접종하고 37�C에서 48~72시간 배양한 후

30~300개의 집락을 형성한 배지만 계수하여 시료 1 g

당 colony forming unit (CFUg-1_{)으로 나타냈으며, 효모} 및 곰팡이는 Potato Dextrose Agar (PDA, Difco Co.,

Det-roit, USA)를 사용하여 25�C에서 2~5일간 배양한 후

계수하였다. 대장균군은 Eosin Methylene Blue agar (EM-B, Difco Co., Detroit, USA)를 선택배지로 사용하여 37�C 에서 2일간 배양한 후 집락을 계수하였으며, Salmonella 는 Salmonella Shigella agar (SS agar, Difco Co., Detroit,

USA)를 선택배지로 사용하여 37�C에서 1~2일간 배양 한 후 집락을 계수하였다. 미생물 검출을 위한 최소 한 계치는 102 _CFUg-1_이었다. 관능평가 감마선 조사에 의한 홍란분말의 관능적 품질변화를 관찰하기 위해 시료 10 g을 1회용 용기에 담아 훈련된 관능평가 패널 20명에게 제공하여 감마선 조사에 따른 관능적 품질 변화를 측정하였다. 관능검사는 홍란분말의 색 (color), 향 (flavor), 이취 (off-odor), 종합적 기호도 (overall acceptability)에 대하여 7점 척도법 (1: 매우 나쁘 다~7: 매우 좋다)으로 평가하였다.

색도 측정

감마선 조사에 의한 홍란분말의 색도 변화를 관찰하 기 위해 시료 10 g를 지름 50 mm의 투명 용기에 넣은 후 color/color differencemeter (Model CM-3500d, Minolta Co., Ltd. Osaka, Japan)를 이용하여 명도 (lightness, L*), 적색도 (redness, a*) 및 황색도 (yellowness, b*)를 측정하 였다. 이 때 표준색은 L*값이 90.5, a*값이 0.4, b*값이 11.0인 calibration plate를 표준으로 사용하였다.

통계 분석

상기 실험으로부터 얻어진 결과는 Statistical Package for Social Sciences (1999)를 이용하여 One Way ANOVA 분석을 하였으며, 시료간의 유의성은 Duncan’s multiple range test로 p⁄0.05 수준에서 비교하였다.

결과 및 고찰

감마선 조사 홍란분말의 미생물 평가 감마선 조사에 따른 홍란분말의 미생물 변화를 측정 한 결과는 Table 1과 같다. 총균수의 경우 감마선 조사 직후 비조사 시료에서만 약 103 _CFUg-1_{수준의 미생물} 이 검출 되었을 뿐 감마선 조사구의 총균수는 검출한계 이하 (102 _CFUg-1_{)인 것으로 나타났다. 한편, 효모 및 곰} 팡이, 대장균, 살모넬라는 감마선 비조사구 및 감마선 처 리구 모두 검출되지 않았다. 이러한 결과는 구운 계란에 3 kGy 이상의 감마선을 조사할 경우, detection limit에서

일반 미생물이 검출되지 않았다는 연구결과 (Kim et al. 2004)와 유사하였다. 일반적으로 홍란분말과 같은 2차 알 가공품은 미생물에 의한 제품의 보존성이 제한되기 때문에 산업적 이용이 제한된다. 따라서 홍란분말의 상 품성 확보를 위해서는 제품의 미생물 제어 및 보존 안 전성이 필요하다. 본 연구결과 3 kGy 수준의 감마선을 홍란분말에 조사한다면 미생물학적 안전성이 확보될 것 으로 사료되었다. 감마선 조사 홍란분말의 관능적 품질특성 홍란분말에 감마선을 조사하고 색, 향, 이취, 종합적인 기호도에 대한 관능평가 실시 결과를 Table 2에 나타내 었다. 감마선 조사선량이 증가할수록 함기/진공 포장 시 료 모두 관능적 품질이 감소하고, 특히 5 kGy 이상의 선 량에서는 모든 평가항목에서 관능적 품질이 급격히 저 하되었다. 현재까지 홍란분말의 방사선 조사에 관한 연 구는 보고되지 않았지만, 일반적으로 식품에 일정한 선 량 이상으로 방사선을 조사할 경우 식품의 관능적 품질 을 저하시킬 수 있으며, 이러한 현상은 방사선 조사선량 이 증가할수록 더욱 커지는 것으로 보고되고 있다 (Maxi and Abdel-Kader 1996). 그러나 진공포장구와 함기포장 구의 감마선 조사선량에 따라 관능적 품질이 감소하였 으나 진공포장구의 품질변화가 함기포장구에 비해 적은 것으로 나타났다. 이는 식품의 감마선 조사 시 산소가 존재할 경우 식품의 산화작용을 촉진시켜 품질을 저하 시킬 수 있는데, 진공포장과 같은 포장지 내 산소를 제 거할 경우 방사선에 의한 산화를 억제하기 때문에 품질 변화를 방지하는데 효과적인 것으로 판단되었다 (Ahn et al. 2000). 감마선 조사 홍란분말의 색도 변화 홍란분말에 감마선을 조사하고 색도의 변화를 평가한 결과는 Table 3과 Fig. 1에 나타냈다. 그 결과 감마선 조 사선량이 증가함에 따라 명도 (L*)는 유의적으로 증가하 고 적색도 (a*) 및 황색도 (b*)는 유의적으로 낮아지는 경 향을 나타내었으며, 진공포장구가 함기포장구에 비해 감 마선에 의한 색도의 변화가 작은 것으로 타나났다. 일반 적으로 carotenoid계 색소인 astaxanthin이 방사선에 의 해 산화되어 탈색을 일으킬 수 있으며 (Mitchell and Gosselin 1989), 다양한 식품을 대상으로 한 연구에서도 방사선 조사에 의해 대부분의 식품색소성분이 산화되어 탈색되는 것으로 확인된바 있다 (Kwon et al. 1984; Byun et al. 1996). 본 연구결과도 방사선 조사에 의해 홍란분 말의 색소성분인 astaxanthin이 산화되었기 때문으로 사

Table 1. Assessment of the level of microbial contamination of

gamma-irradiated and red color egg powder

(Log CFUg-1₎

Irradiation

Microbes

dose (kGy) Total aerobic Yeast/ Total _Salmonella bacteria Mold coliforms

0 3.16±0.151) _{ND ND ND}

3 ND2) _{ND ND ND}

5 ND ND ND ND

7 ND ND ND ND

10 ND ND ND ND

1)_{Average of 5 replicates (mean±standard deviation).} 2)_{Not detected within the detection limit ⁄10}2 _CFUg-1_.

Table 2. Sensory properties of gamma-irradiated red color egg

powder

Irradiation Characteristics dose

Color Flavor Off-odor Overall

(kGy) _{acceptability} 0 6.28±0.75a _6.57±0.78a _1.71±0.75a _6.04±0.64a 3 5.57±0.97a _4.71±0.48b _3.85±1.86b _4.92±0.84b 5 4.42±0.96b _3.42±0.53c _4.25±1.21bc _4.42±0.76b 7 3.57±0.97bc _2.85±0.89c _4.28±1.38bc _3.78±0.99bc 10 2.71±1.11c _2.57±1.39c _5.00±1.52c _2.11±0.52c 0 6.28±0.75a _6.57±0.78a _1.71±0.75a _6.04±0.64a 3 6.17±0.53a _5.28±0.76ab _3.14±0.89b _5.65±0.88ab 5 5.28±0.48a _3.85±0.69c _4.14±1.06bc _4.73±0.70b 7 3.71±0.75bc _3.42±1.46c _4.42±1.61bc _4.00±0.91b 10 4.00±0.81b _3.14±1.46c _5.42±1.51c _3.13±0.90bc

a-c_{Values with different letters within a columm differ significantly}

(p⁄0.05).

Aerobic

료되었다.

한편, 미국 표준국 (NBS, National Bureau of Standards) 은 색도 변화가 (∆E) 값의 차가 1.5~3.0 범위이면 감각 적 변화를 인지할 수 있는 수준 (noticeable)으로 3.0~ 6.0 범위이면 감각적 변화가 눈에 띄는 수준 (appreci-able)으로 제시하였는데 (Han 1991) 이러한 감각적인 차 이를 근거로 감마선 조사에 의한 홍란분말의 ∆E 값을 비교해 보았다. 그 결과 ∆E 값은 감마선 조사선량이 증 가함에 따라 유의적으로 증가하는 것으로 나타났으나, 관능평가 중 외관변화 결과 (Table 2) 3.0 kGy 이하의 감 마선 조사는 홍란분말의 색에 큰 영향을 주지 않았다 (Fig. 1)는 결과와 같이 ∆E 값의 변화에서도 3.0 kGy 이 하의 감마선 조사 시∆E 값은 3.0 이하인 것으로 나타나 관능평가 결과를 뒷받침하였다. 이상의 연구결과를 종합 하여 볼 때, 홍란분말의 품질변화를 최소화 하면서 미생 물학적 안전성을 확보하기 위해서는 3.0 kGy 수준의 감 마선 조사가 필요하며, 이에 따른 품질변화 저하방지 또 는 개선을 위한 병용처리 연구가 수행되어야 할 것으로 사료되었다.

요

약

본 연구는 감마선 조사가 홍란분말의 미생물 및 품질 에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 홍란분말의 미생물 분석 결과 초기 미생물 오염은 3.16 Log CFUg-1 이 검출되었으며 3.0 kGy 이상 처리구에서는 미생물이 검출되지 않았다. 감마선 조사 후 홍란분말의 관능적 품 질을 측정한 결과 조사선량에 따라 품질이 감소하였고, 색도측정 결과 명도는 유의적으로 증가하고 적색도 및 황색도도 유의적으로 감소하였지만 진공포장구가 함기 포장구에 비해 품질변화를 유지하는 것으로 나타났다. 따라서 홍란분말을 진공포장 한 후 미생물학적 안전성 확보 선량인 3.0 kGy 이하로 감마선 조사 시 미생물학적 인 안전성을 지니고 관능적 품질이 유지되는 것으로 판 단되었다.

Table 3. Changes of Hunter’s color values of gamma-irradiated

red color egg powder

Irradiation Color value

dose (kGy) _{L* a* b* ∆E} Control 0 59.50±0.55a _18.88±0.73a _26.74±0.67a -3 59.6-3±1.00a _16.73±0.81b _26.28±1.10b _2.20±0.46a Aerobic 5 61.23±0.79b_14.57±0.25c _25.14±0.23bc _4.94±0.61c packaged 7 62.61±0.66c _13.83±0.73d _23.34±0.54d _5.67±0.39d 10 62.70±0.83c _12.53±0.33e _23.19±0,34d _7.94±0.84f 3 60.01±0.41a _17.14±0.13b _26.62±0.06ab _1.81±0.58a Vacuum 5 61.00±0.55b_15.38±0.13c _26.09±0.31b _3.76±0.80b packaged 7 62.66±0.42c _13.54±0.52d _25.48±0.32bc _5.76±0.68d 10 63.29±0.48d_13.59±1.19d _24.77±0.22c _6.91±0.92e

a-f_{Values with different letters within a columm differ significantly (p⁄}

0.05).

1)_{Overall color difference (}√∆_L2++∆_a2++∆_b2_).

0 kGy 3 kGy

5 kGy 7 kGy 10 kGy

사

사

본 연구는 과학기술부 및 과학재단의 지원을 받아

2007년도 원자력연구개발사업을 통해 수행되었으며, 그

지원에 감사드립니다.

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Manuscript Received: November 5, 2007 Revision Accepted: November 26, 2007