온도 조절에 의한 식품저장
1. 가열 처리에 의한 식품저장 (1) 열전달 기작과 냉점
- 열전달 원리 : 전도(conduction), 대류(convection), 복사(radiation) - 통조림 가열 : 열의 전도와 대류
- 전도 : 고체식품, 반고체식품, 점도가 높은 액체식품(잼, 어묵, 육가공품 등) - 대류 : 액체식품(주스, 맥주는 신속한 가열 넥타, 과실통조림은 느린 가열) - 냉점(cold point) : 가장 늦게 가열되는 부위
- 냉점의 위치 : 전도형 식품은 공간의 중심, 대류형 식품은 중심보다 아래
2 미생물의 내열성(heat resistance)
- 미생물의 내열성에 영향을 끼치는 인자
(1) 미생물의 생활환(life cycle)에서의 상태(포자, 영양세포) :
- 영양세포 100℃ 사멸, 포자 100℃ 사멸 어려움(121℃ 습열 필요) - 포자형성균 : 호기성 Bacillus속, 혐기성 Clostridium
(2) 포자의 농도 : 포자 농도가 높을수록 미생물 열저항성 커짐 (3) 식품의 pH
- pH 4.5 이상(저산성식품) : 121℃ 사멸, 축육, 어육, 유제품, 채소 등 - pH 3.7~4.5(산성식품) : 100℃ 이하 사멸, 토마토, 오렌지, 복숭아 등 - Clostridium botulinum은 이 pH 영역에서 생육 불가능
- pH 3.7 미만(고산성식품) : 100℃ 이하 쉽게 사멸, 레몬주스 등 (4) 당의 농도
- 당 농도가 높으면 열저항성 커짐(전분은 무관) (5) 단백질이나 지질의 존재
- 단백질이나 지질도 열저항성을 강화시킴 (6) 염의 농도 :
- 영양세포 : 염 농도가 높아짐에 따라 생육이 억제됨
- 포자 : 염농도 4%까지 열저항성 증가, 8% 이상이면 열저항성 감소
3. 효소의 내열성과 재활성화
(1) 효소와 포자의 내열성은 온도에 따라 상대적임
- peroxidase의 내열성 : 110℃ 이하에서 작으나 110℃ 이상에서 큼 - blanching : 효소를 110℃ 이하에서 미리 파괴해야 함
(2) 미생물 살균의 지표효소 : - 우유살균 지표효소 phosphatase - 과실통조림살균 지표효소 peroxidase
(3) peroxidase : 120-150℃ 살균 후에 다시 재활성화 가능 - 피클의 peroxidase는 85℃에서 파괴되지 않음
- 양배추의 peroxidase는 120℃ 가열 후 재활성화됨 - pectin esterase : 멸균조건에서 생존 가능
4. 식품의 가열살균 방법 (1) 저온살균법(pasteurization)
- 병원성 세균을 사멸시키기 위해 63℃에서 30분간 가열 살균하는 방법 - 저온장시간살균(low temperature long time; LTLT)
(2) 고온단시간살균법(high temperature short time pasteurization; HTST) - 75℃에서 15초 가열하여 병원균을 사멸시키는 방법
- 미국에서 많이 사용되는 우유 살균방법
(3) 초고온순간살균법(ultra-high temperature pasteurization; UHT) - 135℃에서 2∼3초간 가열살균하는 방법
- 우리나라에서 많이 사용되는 우유 살균방법
- UHT살균 직후 TetraPack에 무균포장하면 상온에서 수개월 보존 가능 (4) 고압수증기살균법(high pressure steam sterilization)
- 통조림식품을 1기압의 수증기로 121℃에서 습열 살균하는 방법 - 통조림 김치나 통조림 과실의 경우 60-70℃에서 30분 가열살균 (5) 간헐살균법(discontinuous sterilization)
- 포자발아를 유도한 후 다시 살균하여 포자와 세균을 사멸시키는 방법 - 1일 1회 100℃ 20-50분간 3일간 연속으로 같은 시간에 반복 가열살균 (6) 상업적 살균법(commercial sterilization)
- 목표 미생물과 유통기한 등 상업적 목적을 감안하여 가열살균하는 방법 - 통조림식품의 영양적, 관능적 품질 변화를 최소화하기 위한 것
- 산성의 과실통조림에 많이 적용하며 70-100℃의 온도에서 가열살균
5. 살균이 식품의 품질에 끼치는 영향 (1) 영양가
- 가열살균에 의해 비타민(특히 수용성 비타민) 등의 손실을 초래 - 비타민은 100℃ 이상에서 포자보다 내열성이 큼
- 고온단시간살균이 유리
(2) 색깔
- 식품의 색깔은 가열살균으로 인해 변화될 수 있음 - 토마토통조림의 경우 lycopene의 변색 발생가능
- 마이야르반응, 캐러멜반응, 효소적 갈변 등에 의한 갈변 발생 가능 - 색깔의 변화를 최소화 하기위해 고온단시간살균 적용이 바람직함 (3) 향미와 텍스처
- 가열로 인해 향미와 텍스처의 변화가 생김
- gelatin이나 pectin의 겔형성능이 감소하거나 전분의 점도가 감소 (4) 식품성분
- 탄수화물 : 장시간 가열할 경우 전분의 분해, amino-carbonyl 반응 발생
- 단백질 : 가열살균으로 단백질의 변성과 유리 SH기 증가 현상 발생. 변성이 지나치면 단백질 분해효소의 작용이 느리게 일어남
- 유지 : 가열 살균으로 인해 산화반응이 촉진됨
6. 특정 미생물을 사멸시킬 수 있는 (1) 식품기술
- 열 처리
- 방사선 조사처리 - 소독
- 동결 (기생충에 한함) - 고압처리 기술
7. 통조림, 병조림, 및 레토르트식품의 제조과정 (1) 공관과 병의 종류
- 공관(can)의 종류 :
- 위생관(sanitary can) : 강판에 주석을 -도금한 석관(錫罐 tinplate can) - TFS can(無鍍錫鋼板罐 tin free steel can) :
- chrome coated steel can, aluminum coated steel can, - phosphate-chromate steel can
- 알루미늄관(Aluminium can)
- three piece can과 two piece can : - three piece can(side seam 있는 캔) - two piece can(side seam이 없는 타발관) - can enamel : 캔 내면의 부식 방지
- side seam 밀봉법 : 납땜, nylon접착제로 접착, 고주파처리 (2) 병조림
- 유리병에 식품을 넣고 뚜껑으로 밀봉한 후 가열 살균한 것
- 파손되기 쉽고 무거우며 빛에 의한 퇴색 등이 있지만, 내용물을 볼 수 있음 (3) 유리병(glass jar)의 종류 : 뚜껑의 형식에 따라 분류
- 앵커캡병, 피닉스캡병, 스크류캡병, 트위스트오프캡병, - 사이드실캡병, 옴니아캡병, PP캡병
(4) 레토르트식품(retort food) :
- 구분 : 봉지형태의 레토르트 파우치, 도시락 형태의 레토르트 트레이
- 장점 : 살균시간이 짧고, 품질변화가 적으며, 저장안정성이 있고, 저장공간이 작으며, 개 봉이 용이하고, 무게가 가벼움
(5) 레토르트 파우치의 종류 :
- 불투명파우치(알미늄박 적층포장재), 투명파우치
- 불투명파우치 : PET/Al.foil/PE, PET/Al.foil/PP, PET/Al.foil/Nylon/PP 등 - 투명파우치로 : PET/PVDC/PE, PET/PE, PET/PP 등
(6) 레토르트 트레이의 종류
- 불투명형(Al. sheet로 구성), 투명형
8. 식품원료의 세척과정, 데치기과정, 제핵 및 박피과정
(1) 세척 과정
- 식품원료에 부착된 토사, 먼지, 농약, 미생물 등을 최대한 제거 (미생물 균수가 많으면 살균저항성이 높아지므로 초기미생물 수를 줄여야 함)
(2) 데치기과정(blanching)
- 세척한 원료식품을 82-93℃의 열수나 수증기로 3분 이내 가열하는 과정 - 박피 용이, 효소작용 방지, 식품 내부의 기체 제거 등의 효과
(3) 제핵(除核) 및 박피(剝皮)과정 :
- 제핵 : 복숭아, 배 등의 과실은 제핵이나 제심(除芯)을 하고 2등분함 - 박피 : 수박피법, 기계박피법, 증기법, 알칼리법, 산박피법, 산․알칼리병용법
9. 식품원료의 충진과정
- 충진할 때 내용물 팽창에 대비한 여유공간(head space : 6-10 mm)을 둠 - cold pack : 과일처럼 상온상태에서 담는 것
- hot pack : 열전도가 느린 잼이나 토마토케첩을 뜨거운 상태에서 담는 것 - 조미액 : 과일은 당농도 60-65%의 설탕시럽, 채소는 소금 1-2%의 염수
10. 탈기
- 통조림 밀봉 전에 미리 캔 내부의 공기와 수증기를 제거하는 것 (1) 탈기효과
- 공기 팽창에 의한 공관파손 방지, - 산화로 인한 공관 내면 부식도 예방, - 비타민 C 등 영양소의 산화 감소 - 식품의 변색이나 향미 변화 방지 - 호기성 세균이나 곰팡이의 발육 저지, - 잔존 효소의 활성 감소
- 통조림 냉각 시 진공 형성
- 저장 중 부패 변질로 인한 팽창 식별 가능 (2) 탈기과정
-가열탈기법(heat exhaust, hot filling) : 가열된 식품을 권체
- 기계적탈기법(mechanical exhaust) : 진공권체기로 밀봉. 열에 예민한 식품이나 건조식품처럼 가열처리가 곤란한 식품에 적용
- 수증기주입법(steam-flow closing) : 수증기를 불어넣은 후 즉시 밀봉. 육류나 어육류같이 가열속도가 느린 식품에 적용
11. 권체(밀봉)과정 (1) 통조림 권체
- 탈기과정 전의 가권체(clinching), 탈기한 후의 본권체(seaming)
- 일반적으로는 제1권체롤과 제2권체롤로 밀봉하는 권체(seaming)를 행함 - 권체기의 종류 : 진공권체기, 수동식권체기, 반자동권체기
- 권체기의 구조 : 이중권체기(double seaming machine)
- 제1권체롤, 제2권체롤, 척(chuck), 리프터(lifter)로 구성
12. 살균과정
- 통조림 살균기 : 회분식 살균기와 연속식 살균기 (1) 회분식
- 정치식 레토르트(non-agitating batch retort) - 회전식 레토르트(agitating batch retort) - 축회전식(axial rotation), 상하반전식 (2) 연속식
- 압력식 살균기(pressure sterilizer) - 수압식 살균기(hydrostatic sterilizer)
