Acetic acid와 UV-C 병합처리가 돌나물의 저장 중 미생물 성장과 품질에 미치는 영향

본 실험에 사용된 돌나물(Sedum sarmentosum)은 강원도 양구에서 재배된 것으로 대전에서 실험 당일 구입하여 사용 하였다.

예비실험 결과를 바탕으로, 돌나물 1.5 kg을 물 또는 1% 의 acetic acid에 각각 1:20(w/v) 비율로 시료가 충분히 담기 게 하여 10분간 침지한 후 표면의 물기를 제거하기 위해 cleanbench에서 20분간 방치시키고 세척과정을 거치지 않 은 돌나물을 대조구로 사용하였다.

UV-C 조사를 위해 제작된 UV chamber(88 cm×55 cm×47 cm)의 상, 하부에 253.7 nm 파장의 unfiltered germicidal emitting lamps(Sylvania, G15T8, Phillips, Haarlem, Netherlands) 를 각각 6개씩 설치하였고, UV-C 강도는 시료 tray 상에서 UV light meter(UV-340, Lutron Electronic Co., Taipei, Taiwan)를 사용하여 3회 반복하여 측정하였다(14). 본 연구 에서 사용된 UV-C 조사선량은 선행연구(14)와 예비실험 결과를 바탕으로 10 kJ/m²로 정하였고, 조사시간은 UV light meter(UV-340, Lutron Electronic Co.)로 측정하여 9.35 W/m²에서 10 kJ/m²의 조사선량을 얻기 위해 17분 50초 처리 하였다.

Acetic acid와 UV-C의 병합처리는 돌나물을 먼저 1% acetic acid에 10분간 침지 세척한 후 cleanbench에서 20분 동안 방치하여 표면에 남아있는 수분을 제거한 후, 10 kJ/m²선량의 UV-C 조사를 17분 50초 동안 병합처리하였다.

비가열 처리된 돌나물 시료는 polyolefin film bag (PD951EZ, 28×15 cm, 25 μm thickness, 6,000 mL O₂/m²·24h·atm at 24°C, Sealed Air Co., Gwangju, Korea)에 각각 포장한 후, 10°C에서 6일간 저장하면서 저장 중 돌나 물의 미생물수와 품질 변화를 2일 간격으로 측정하였다.

돌나물 시료 20 g을 0.1% 멸균 펩톤수 180 mL와 멸균 bag에 각각 넣어 3분간 stomacher(MIX 2, AES Laboratoire, Combourg, France)에서 균질화 시켰다. 균질화된 시료를 0.1% 멸균 펩톤수로 10배수 연속 희석 한 후 각각의 배지에 분주하였다. 총 호기성 세균은 plate count agar(PCA, Difco Co., Detroit, MI, USA)를 사용하여 37°C에서 2일 배양하였 고, 효모와 곰팡이는 potato dextrose agar(PDA, Difco Co.)를 사용하여 25°C에서 3일 배양한 후 형성된 colony를 계수하 였다. 3회 반복실험 하였으며, 검출된 미생물 수는 시료 g당 colony forming unit(CFU)로 나타내었다(15).

돌나물의 비타민 C 함량은 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNP) 방법에따라측정하였다(16). 시료5 g을metaphosphoric acid 로 5분간 추출 후 5,000 rpm에서 20분간 원심 분리하여 상층액을 취하였다. 상층액 2 mL에 2, 6-dichlorophenolindophenol을50 μL, 2%thiourea 2 mL, 2,4- dinitrophenylhydrazine 1 mL를 차례로 넣어 혼합 후 37°C 항온수조에서 3시간 반응시켰다. 반응액에 85% 황산용액을 5 mL 가하여 1분간 냉각 혼합하고 실온에서 30분 반응시킨 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였다(16). 표준품으로 ascorbic acid 를 이용 해 총 비타민 C 함량을 계산하여 mg /100 g fresh weight(FW) 로 표시하였고 3회 반복 측정하였다.

돌나물의 색도는 색차계(CR-400 Minolta Chroma Meter, Konica Minolta Sensing Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 Hunter L*, a*, b* 및 ΔE 값을 5회 반복 측정하여 평균값으 로 나타내었다. L value는 0(black), +100(white), a value는 -80(greenness), +100(redness), b value는 -80(blueness), +70(yellowness)을 나타내고, 이때 사용한 표준 백판의 L*, a*, b*값은 각각 L*=96.74, a*=-0.11, b*=2.04 이었다(15).

동결 건조한 돌나물 시료 5 g을 70% ethanol 100 mL에 넣고 실온에서 12시간 동안 교반하며 추출하였다. 추출액 은 여과지(Whatman No. 2)를 이용하여 여과한 후, 60°C 항온수조에서 감압 농축하고 동결 건조하였다. 1,1-diphenyl- 2-picryl-hydrazyl(DPPH) radical scavenging activity, ferric reducing antioxidant power(FRAP) assay를 이용하여 돌나물 의 항산화능을 측정하였다. DPPH assay 측정은 0.1 mM DPPH 1 mL에 200 μL(10 mg/mL) 시료를 첨가한 후 암소에 서 30분간 반응시킨 뒤 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 실험은 3회 반복하여 수행하였고(17), DPPH radical scavenging activity(%)는 시료첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 표시하였다. FRAP assay 측정은 300 mM acetate buffer(pH 3.6), 10 mM 2,4,6- tripyridyl-strizine( TPTZ)/40 mM HCl:20 mM FeCl₃를 10:1:1 비율 로 혼합한 용액 3 mL에 100 μL(10 mg/mL) 시료를 첨가한 후 4분간 반응시킨 뒤 593 nm에서 흡광도를 측정하였다 (18). 측정된 흡광도는 trolox를 이용해 표준곡선을 작성하 고 각 3회 반복하여 계산하였다.

모든 실험의 통계적 분석은 SAS 프로그램(8.2, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 각 처리구 간의 유의성을 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test 방법 을 사용하여 검증하였다.

돌나물을 acetic acid에 침지 세척과 UV-C 조사로 단일 그리고 병합처리한 후 10°C에서 6일간 저장하면서 총 호기 성 세균과 효모 및 곰팡이 수를 측정한 결과, 저장 초기 대조구의 총 호기성 세균 수는 6.09 log CFU/g이었고, 증류 수에 침지 세척한 처리구의 경우 5.47 log CFU/g, acetic acid와 UV-C 병합처리구는 2.81 log CFU/g으로 증류수에 침지 세척한 처리구는 0.62 log CFU/g, 병합처리구는 3.28 log CFU/g의 감균 효과를 가졌다(Table 1). 한편 acetic acid 와 UV-C를 단일처리 하였을 때는 각각 3.20 log CFU/g, 4.65 log CFU/g으로 2.89 log CFU/g, 1.44 log CFU/g의 감균 효과를 나타내었다. 총 호기성 세균 수 감소효과는 저장 기간 중에도 지속되었는데, 저장 2일 후 대조구의 미생물 수가 6.32 log CFU/g로 증가한 반면에 병합처리구의 미생물 수는 3.24 log CFU/g로 미생물 수 감소를 나타냈으며, 저장 6일 후 병합처리구의 총 호기성 세균 수는 5.17 log CFU/g으 로 대조구와 비교하여 1.39 log CFU/g 의 감소효과를 유지 하였다. 이러한 결과는 Kim 등(15)이 레드 치커리와 청경채 에 이산화염소수와 UV-C 병합처리 시 저장 7일 동안 총 호기성 세균 수가 대조구와 비교해 약 2.5 log CFU/g 감소하 여 효과가 지속되었다는 연구결과와 유사하였다.

돌나물의 효모 및 곰팡이 수의 경우에도 총 호기성 세균 의 결과와 비슷한 경향을 나타내었다(Table 1). 저장 초기 대조구가 5.37 log CFU/g이었는데 반하여 acetic acid 단일 처리구는 2.00 log CFU/g, UV-C 조사 처리구는 4.57 log CFU/g, acetic acid와 UV-C 병합처리구는 1.15 log CFU/g으 로 유의적인 미생물 수 감소를 보였다. 또한 저장 기간 중 효모 및 곰팡이 수 감소효과는 계속 지속되었는데, 저장 6일 후 대조구의 효모 및 곰팡이 수가 5.81 log CFU/g로 증가한 반면에 병합 처리구는 4.57 log CFU/g이었다. 이와 같은 연구 결과는 샐러리와 체리에 이산화염소수와 UV-C 병합처리(19)나 플라멩고 딸기에 UV-C와 이산화염소수 또 는 푸마르산 병합처리(20)가 효모 및 곰팡이 수를 감소시킨 결과와 유사하다.

본 연구에서 저장 기간 중 대조구의 미생물 수 증가와 비교하여 병합처리 후 미생물이 다소 높게 증가하였는데, 이는 대조구의 경우 이미 저장 초기 미생물 수가 포화된 상태로써 그 증가폭이 낮았다고 생각되며, 병합처리의 경 우 초기 높은 감소율을 확보하였으나 UV-C 처리 후 DNA에 손상을 입은 미생물이 사멸하지 않고 존재하여 cell repair system으로 회복하였기 때문이라고 판단된다(21). 또한 냉 장저장 온도인 4℃가 아닌 실제 유통 조건인 10℃에서 저장 하였기 때문에 사멸되지 않은 미생물들의 증식 속도가 높아 졌다고 판단된다(22). 그러나 본 연구에서 사용된 비가열 병합 처리는 초기에 높은 미생물 감소 효과를 확보할 수 있고, 또한 저장 6일 후 대조구와 비교하여 총 호기성 세균 은 1.39 log CFU/g, 효모 및 곰팡이는 1.24 log CFU/g의 미생물 수 감소를 유지할 수 있기 때문에 저장 중 돌나물의 미생물학적 안전성을 확보할 수 있는 효과적인 방법이라고 판단된다.

Acetic acid와 UV-C 병합처리된 돌나물의 색도를 색차계 를 이용하여 저장기간 동안 Hunter L, a, b value 및 ΔE value를 측정한 결과, 병합처리 후 대조구와 처리구 간의 Hunter L, a, b value는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 저장기 간 동안에도 차이를 보이지 않았다(Table 2). 이러한 결과는 치콘에 이산화염소수와 UV-C 병합처리 후 색도를 측정한 결과, 저장기간 중 Hunter L, a, b 값의 차이가 나타나지 않았다는 이전 연구결과와 유사하다(23). 이러한 결과로부 터 acetic acid와 UV-C 병합처리가 돌나물의 색도에 부정적 인 영향을 끼치지 않는다고 판단된다.

저장기간 동안 돌나물의 비타민 C 함량을 측정한 결과, 저장 초기 대조구의 비타민 C 함량이 18.76 mg/100 g에서 6일 후 16.76 mg/100 g, 병합처리구는 저장 초기 17.70 mg/100 g에서 15.00 mg/100 g으로 저장기간 동안 총 비타민 C 함량이 처리구간에 상관없이 감소하였다(Table 3). Choi 와 Han(24)은 깻잎 저장 중 비타민 C 함량이 유의적으로 감소하였다고 보고하였고, Shin 등(25) 또한 땅두릅잎 김치 의 비타민 C 함량이 저장기간이 길어질수록 감소한다고 보고하였는데, 이러한 결과는 돌나물의 비타민 C 함량이 저장기간 동안 감소되는 결과와 유사하였다. 또한, 저장 초기 대조구와 침지 세척처리구의 비타민 C 함량에 있어서 차이를 보였는데, 이는 Oh 등(26)이 케일에 침지처리 후 비타민 C 함량 감소를 보고한 연구결과와 유사하였으며, 이러한 차이는 수용성 물질인 비타민 C가 침지처리로 소량 손실되었기 때문이라고 판단된다.

DPPH와 FRAP assay에 의한 항산화능을 측정한 결과, 처리구 간 돌나물 시료의 항산화능에는 거의 영향을 끼치지 않았으나, 저장 중에는 항산화능이 모든 처리구에서 감소 하였다(Table 4). 이러한 결과는 돌나물에 존재하는 대표적 인 항산화 물질인 비타민 C 함량이 저장 중 지속적으로 감소하는 추세를 보이는 것과 관련이 있다고 판단된다 (24,25). 따라서 본 연구에서 수행된 비가열 처리 방법인 acetic acid와 UV-C 병합처리는 돌나물의 항산화능에는 영 향을 미치지 않는다고 판단된다.