1. 서 론
쌀의 가공과정에서 발생하는 왕겨는 여러 경로를 통하여 다양하게 이용할 수 있는데, 이중 탄화공정을 이용하여 생산하는 왕겨초액은 초산, 개미산 등을 비롯한 약 200여 종류 이상의 다양한 성분으로 구성되어 있으며, 항균성과 함께 항산화성 등을 갖고 있는 것으로 알려져있다.
Min 등은 왕겨초액을 구성하고 있는 주요 유기성분인 phenol이 항산화 효과 및 미생물 생육억제 효과를 가지고 있고, 병원성 균주 및 Escherichia coli 모두에 대해서 일정 농도 이상에서 항균활성이 있는 것으로 보고하였으며, 효모보다는 세균에 대한 항균력이 높은 것으로 보고하였다.1,2) 또한 왕겨초액은 항산화 효과를 가지고 있어 대조구에 비해 2-3배 산화지연 효과가 있으며, 갈변 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.3,4)
한편, 계란은 중량이 작지만 단백질을 비롯한 영양소가 풍부하고 가격이 저렴하여 남녀노소 누구에게나 영양을 공급하기에 좋은 식품이다. 고급 단백질을 많이 함유하고 있어 철분, 인, 미량 광물질, 비타민A, E, K와 비타민B, D의 풍부한 공급원이다. 다른 모든 식품의 경우와 마찬가지로, 저장기간이 지남에 따라 계란의 품질은 떨어지게 된다. 계란은 산란 직후부터 난각의 미세한 구멍을 통해 수분 및 이산화탄소가 증발하여 중량감소가 발생하기 시작하고 10일이 경과되면 난백과 난황의 pH가 7.5에서 9.5로 증가하게 된다. 또한 저장기간이 증가할수록 난황의 높이는 낮아지고 폭은 넓어지며(난황계수), 난백이 퍼지고(난백계수), 난각 두께가 얇아지는 품질 열화가 발생하면서 계란의 신선도는 감소하게 된다. 이에 따라, 각종처리를 통해 계란의 품질 저하를 줄이기 위한 여러 연구가 진행되어 왔다. 대표적인 것으로서는 저장온도에 따른 저장 중 계란의 품질변화, 계란의 코팅을 통한 저장성 연장 방법, 계란 저장 장소에 따른 품질특성 분석 등이 있다.5,6)
본 연구에서는 계란의 저장특성 유지를 위한 방법으로 계란포장 펄프몰드에 왕겨초액을 내첨 혹은 분무 처리하여 계란의 보관수명에 미치는 영향을 분석하였다. 계란의 품질 측정 요소로는 무게, 호우 유니트(Haugh unit), pH 및 총균수 등을 측정하였다.
2. 재료 및 방법
2.1 공시재료
2.1.1 왕겨초액
본 연구에서 사용한 왕겨초액은 국내 D 사에서 탄화온도 200-360℃ 범위에서 탄화시켜 제조한 조초액을 1차 증류 및 정제하여 사용하였으며 그 특성을 Table 1에 나타내었다.
Table 1.
Characteristics of acidic liquid with carbonized rice hull7)
| pH | Soluble solids | Appearance |
|---|---|---|
| 2.2 | 0.85 Brix | Brown liquid |
2.1.2 계란
본 연구의 공시재료로 사용한 계란은 동일한 날짜에 생산된 것으로서 모계의 품종은 하이브라운, 주령은 25주령이었다. 현지에서 생산 및 GP 처리한 계란을 처리장에서 구입하여 냉장 상태로 실험실에 보관하여 정해진 분석 방법에 따라 저장하면서 실험에 사용하였다.
2.1.3 계란포장용 펄프몰드(난좌)
계란포장을 위한 펄프몰드는 경기도 안산 소재의 P 기업에서 성형 후 압착 건조공정을 2회 거쳐 제조하였다(Fig. 1 참조). 주로 국내 회수 신문고지로 조성된 펄프몰드용 지료가 있는 펄퍼에서 왕겨초액을 내첨하여 성형한 것과, 펄프몰드를 성형한 후 압축 건조공정 사이에 왕겨초액을 스프레이로 분무하는 표면처리법으로 현장에서 제조한 것을 항온항습실에 일정 기간 보관한 후 각각 사용하였다.
각각의 처리에 있어서 처리량은 내첨과 표면처리 모두 펄프 지료 고형분 함량 대비 0, 20 및 40% 농도로 처리하였다. 이 때 대조구는 플라스틱 난좌에 저장한 계란을 사용하였다.
2.2 실험 방법
2.2.1 난중 변화
저장기간 중 난중의 변화는 디지털 저울 Ara520(Ohaus 사, USA)을 이용하여 측정하였다. 각 처리구별로 계란 10개를 저장하였고, 이후 저장기간별로 지정된 동일 계란의 무게를 측정하여 난중의 변화를 살펴보았다. 저장 2주째의 나중을 100%하여 기준으로 하였고, 이후 저장기간 동안의 중량 변화를 비교하였다.
2.2.2 호우 유니트
계란의 신선도 측정의 지표로서 일반적으로 사용되는 호우 유니트는 난중 무게를 잰 후, 수평으로 놓여진 평판 위에 할란하여 농후난백의 높이를 측정하였다. 이 후, 다음 공식을 대입하여 Haugh unit 값을 구하였다. 이를 4회 반복하여 측정하였다.
3. 결과 및 고찰
3.1 왕겨초액 처리 펄프몰드에 저장한 계란의 기간별, 온도별 무게 변화
각 처리 온도(5, 10 및 20℃)에서 처리구별로 무작위로 계란을 10개를 지정한 후, 저장기간에 따른 난중 변화를 비교하였다. 측정은 저장 2주째부터 실시하였고, 2주째 측정된 값을 100%로 환산하여 이후의 저장기간별로 변화한 값을 그램(g)으로 표시하였다. 계란에는 약 75%의 수분이 있는데, 저장 중에 내부의 수분이 난각에 있는 기공을 통해 외부로 수분이 증발하기 때문에 무게가 감소하게 된다. 감량의 정도는 온도, 습도, 풍속, 난각의 다공성 등에 따라 다르지만, 이중 온도의 변수가 가장 큰 영향을 미치게 되어 온도가 높을수록 무게가 빨리 감소하게 된다. 따라서 취급 및 저장온도를 낮출수록 감량을 막을 수 있는 효과가 있다.
Table 2에 나타난 바와 같이, 난중 변화의 경우, 대조구와 내첨 처리구 그리고 분무 처리구 사이의 큰 변화를 보이지 않았다. 하지만 온도 처리구에 따라서는 20℃ 처리구가 5℃ 처리구에 비해 급격히 난중의 감소가 발생하였고, 이 때 내첨 처리구의 40% 처리구가 0%와 20% 처리구 그리고 대조구에 비해 보다 우수한 저장효과를 갖고 있음을 알 수 있다. 분무 처리구의 경우에서도 40% 처리구가 0%, 20% 그리고 대조구에 비해 보다 우수한 저장효과를 보였다. 따라서 왕겨초액을 농도별로 처리하여 계란을 기간별 및 온도별로 보관하였을 때, 저장기간이 길고 저장온도가 높고 또 왕겨처리 농도가 높을수록 계란의 저장 중 감량 방지효과가 있는 것으로 나타났다.
Table 2.
Weight change of egg in molded fiber package treated by ALCRH
(unit: gram)
3.2 왕겨초액 함유 펄프몰드에 저장한 계란의 기간별, 온도별 호우 유니트 변화
농후난백의 품질저하와 밀접한 관계를 갖는 호우 유니트는 기질이나 중량 변화에 다른 형태의 변화를 보이고 있다. 온도가 높을수록 저하속도는 빨라지지만 고온에서 직선적이 아니라 곡선으로 감소하는 특징을 보였다.
Figs. 2-4에서 알 수 있는 바와 같이, 호우 유니트의 변화는 저장온도에 따라 각각 다른 변화를 보였고 20℃처리구가 5℃ 또는 10℃ 처리구에 비해 급격한 저하 현상을 보였다. 5℃ 처리구의 경우 대조구의 호우 유니트가 내첨 처리구 또는 분무 처리구에 비해 저장기간이 증가함에 따라 보다 낮은 경향을 유지하였고 내첨 및 분무 처리구 사이의 차이는 발견되지 않았다.
3.3 왕겨초액 처리 펄프몰드에 저장한 계란의 기간 및 온도별 난백과 난황의 pH 변화
산란 직후 pH는 7.5-7.6 사이를 나타내고 있으나 저장기간에 따라 이산화탄소의 증발에 의해 산란 하루만에 8.6-8.7 정도를 나타내고 10일째에 이르러서는 9.5-9.7까지 증가하게 된다. 이러한 이유는 계란 내부의 이산화탄소 가스가 세공을 통해 외부로 방출되면서 산성 탄산염(bicarbonate) 이온이 감소하고 탄산염(carbonate) 이온이 증가함으로써 단백질과 평형을 이루기 때문이다. 실험결과, 저장 초기 pH는 9.11의 결과를 보였으며 저장기간이 늘어나고 저장온도가 증가할수록 pH가 높아지는 결과를 보였다. 대조구와 처리구 사이에는 큰 차이를 나타내지는 않았으며 내첨 및 분무 처리구 사이에도 차이가 없었다(Table 3 참조).
Table 3.
pH change of egg (white fraction) in molded fiber package treated by ALCRH
3.4 왕겨초액 처리 난좌에 저장한 계란의 기간 및 온도별 총균수 변화
전반적으로 저장기간이 늘어날수록 저장온도 또는 처리구의 농도와 관계없이 총균수는 증가하였다. 그러나, 저장온도가 증가할수록 총균수의 증가속도도 비례하여 증가하는 것이 일반적이나 본 연구결과에서는 20℃ 처리구의 총균수가 10℃ 처리구보다 오히려 일부 구간에서 적게 나타났음을 알 수 있었다. 이는 왕겨초액의 처리 영향때문인 것으로 판단된다. 또한 처리구 농도에 있어서 내첨 처리구 및 분무 처리구에서 농도가 높을수록 그리고 저장온도가 높을수록 총균수의 변화에 더욱 안정적이었음을 알 수 있었다(Figs. 5-7 참조).
결론적으로 왕겨추출 초액을 첨가한 난좌를 계란의 저장 및 포장에 이용하는 경우, 총균수 증가에 대한 억제 효과가 있는 것으로 판단된다.
4. 결 론
본 연구에서는 계란의 저장특성 유지를 위한 방법으로 계란포장 펄프몰드에 왕겨초액을 처리하여 계란의 보관수명에 미치는 영향을 분석하였으며, 계란의 품질 측정 요소인 난중, 호우 유니트(Haugh unit), pH 및 총균수 등을 측정한 결과는 다음과 같다.
1. 왕겨초액 처리방법별 난중 변화의 차이는 없었으며, 저장기간이 길고 저장온도가 높으며 또 왕겨처리 농도가 높을수록 계란의 저장 중 중량 감소 방지효과가 있었다.
2. Haugh unit의 변화는 저장온도에 따라 각각 다른 변화를 보였고 20℃ 처리구가 5℃ 또는 10℃ 처리구에 비해 급격한 저하 현상을 보였다. 5℃ 처리구의 경우 대조구의 Haugh unit가 내첨 처리구 또는 분무 처리구에 비해 저장기간이 증가함에 따라 보다 낮은 경향을 유지하였고 내첨 및 분무 처리구 사이의 차이는 나타나지 않았다.
3. 왕겨초액 처리 펄프몰드에 저장한 계란의 기간 및 온도별 난백과 난황의 pH 변화는 저장 초기에 pH 9.11의 결과를 보였으며, 저장기간이 늘어나고 저장온도가 증가할수록 pH가 높게 나왔다. 대조구와 처리구 사이에 큰 차이를 나타내지는 않았으며 내첨 및 분무 처리구 사이에서도 차이가 없었다.
4. 계란의 저장기간이 늘어날수록 저장온도 또는 처리구의 농도와 관계없이 총균수는 증가하였다. 20℃ 처리구의 총균수가 10℃ 처리구보다 오히려 일부 구간에서 적게 나타났다.
