KR102862012B1

KR102862012B1 - 근채소류의 연화방법

Info

Publication number: KR102862012B1
Application number: KR1020220094929A
Authority: KR
Inventors: 이현규; 유승민; 이광연; 정은우; 백유진
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2025-09-18
Anticipated expiration: 2042-07-29
Also published as: KR20240016764A

Abstract

본 개시 내용에서는 근채소류의 연화방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은 감압효소 처리 후 탄산염 및/또는 중탄산염 용액 처리의 순으로 조합된 2 단계 공정을 통하여 단시간 내에 근채소류의 연화 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 색 변화 및/또는 영양성분의 손실을 최소화할 수 있는 방법이 기재된다.

Description

근채소류의 연화방법{Method for Softening Root Vegetables}

본 개시 내용은 근채소류의 연화방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은 감압효소 처리 후 탄산염 및/또는 중탄산염 용액 처리의 순으로 조합된 2 단계 공정을 통하여 단시간 내에 근채소류의 연화 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라, 색 변화 및/또는 영양성분의 손실을 최소화할 수 있는 방법에 관한 것이다.

최근 급격한 노령화로 인하여 국내외 고령 인구는 급속히 증가하고 있다. 최근 인구주택총조사에 따르면, 국내 65세 이상 고령 인구는 전체 인구의 16.4%를 차지하고 있으며, 고령화지수가 132.9%까지 증가한 것으로 알려져 있다. 특히, 2025년에는 초고령 사회로 진입(고령 인구 20.3%로 예측)이 예측되고 있다.

일반적으로 노화는 질환 없이 신체 각각의 기관계의 생리적 예비능 및 항상성 조절이 약화되어 식욕이 저하되고, 치아가 약해지거나 의치의 이용에 의하여 경도가 높은 음식을 섭취하기 곤란하다.

이처럼, 고령자는 미각 및 후각이 둔화될 뿐만 아니라, 저작능의 약화로 인하여 식욕이 저하되고, 음식 섭취량이 감소됨에 따라 영양 성분의 섭취량 부족 현상이 유발되는 등 건강을 원활하게 유지하기 어렵다.

상술한 바와 같이, 인구 구성의 변화 추세에 따라 고령친화식품에 대한 관심이 급증하고 있으며, 고령자의 식이 습관 등에 따른 맞춤형 식품에 대한 제조 필요성이 높다. 식품 제조업계 역시 고령친화식을 표방하며, 관련 제품을 출시하고 있고, 파우더 형태 또는 죽 형태의 식품 외에도 식육, 어류, 채소 등을 연화시킨 제품으로 저변을 확대하고 있다. 이에 대응하여, 2017년 농림축산식품부에서 운영 및 관리하는 고령친화식품 한국산업표준(Korea Standard, KS)이 제정되었으며, 대표적으로 1 단계(치아섭취 가능), 2 단계(잇몸 섭취) 및 3 단계(혀로 섭취) 각각에서 요구되는 경도(N/㎡)는 50,000 내지 500,000, 20,000 내지 50,000, 그리고 20,000 이하이다.

일반적으로, 잎 채소류를 비롯하여 감자, 호박, 가지, 버섯 등과 같은 채소는 연한 식감을 갖거나 가열에 의하여 비교적 연한 식감을 갖는 식품으로 조리될 수 있기 때문에 보다 용이한 섭취가 가능하다. 반면, 뿌리 채소로 지칭되는 근채소류(root vegetables)는 고유의 단단한 특성으로 인하여 잘게 절단하여 가열 조리한다 해도 여전히 경도를 유지하는 경향을 갖는다. 이러한 근채소류로서 무(radish, root), 당근(carrot), 우엉(burdock), 도라지(balloon flower), 더덕(bonnet bellflower), 비트(beet root), 연근(lotus root), 인삼(ginseng) 등을 예시할 수 있다.

현재, 근채소류의 연화를 위하여 다양한 방식이 보고되고 있다.

동결함침법은 저속 동결과 감압이라는 2가지 과정을 조합시켜 빠르게 물질을 주입시키는 방법으로서 천천히 냉동되는 과정에서 얼음 결정이 생성되고, 생성된 얼음결정에 의하여 조직이 절단되는 현상을 이용한 것이다(예를 들면, Innov. food Sci. Emerg. Technol. 16: 267-276 (2012)). 이와 같이 동결-해동이 완료되면, 추가적으로 효소 처리하는 것이 전형적이다.

고압처리기술의 경우, 식품의 맛, 향, 영양성분의 변화를 주지 않는 동시에 미생물을 저해하고, 효소 불활성화를 통하여 효소 작용에 의한 쓴맛 또는 이취의 발생을 억제할 수 있는 것으로 알려져 있다(예를 들면, Food Sci. Ind. 48: 28-36 (2015)).

또한, 과열 증기 가공기술(Superheated steam processing)의 경우, 고온증기가 단시간 내에 식품에 열을 전달하여 장시간 조리에 비하여 영양성분의 손실을 최소화할 수 있고, 식품 고유의 향과 맛, 질감, 색 등을 유지하는 동시에 미생물 살균 효과도 양호한 것으로 보고되고 있다(예를 들면, J. Cereal Sci. 83: 96-100 (2018)).

이외에도, 감압(또는 진공) 상태에서 효소로 처리하는 방식이 알려져 있는데, 주로 펙티나아제 등과 같은 효소를 사용하여 채소류 내 펙틴을 분해하여 연화시키는 방식이다.

전술한 방법 중 물리적 처리 방식은 채소류의 색상 등의 외관에 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있기 때문에 효소를 이용한 채소류, 특히 근채소류의 연화 기술에 대한 관심이 높다. 그러나, 효소의 사용에 전적으로 의존할 경우, 액상화 경향으로 인하여 영양성분이 손실되는 문제점이 유발될 수 있다.

이에 대하여, 효소, 구연산삼나트륨과 탄산수소나트륨을 포함하는 연화제 조성물을 이용하여 채소 식재료를 연화시키는 방법이 공지되어 있다(국내특허공개번호 제2020-77690호 등). 해당 방식은 효소 및 나트륨 염을 병용하여 효소가 섬유질을 단축시키고, 탄산수소나트륨이 단축된 섬유질 사이로 침투하여 섬유질을 팽창시키는 방식으로 연화 효과를 부여한다. 그러나, 효소가 채소 내부까지 완전히 침투되지 않아 채소 내부 및 외곽의 경도가 균일하지 않는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 종래 기술의 한계를 극복할 수 있는 방안이 요구된다.

본 개시 내용의 일 구체예에서는 전술한 종래 기술의 한계를 극복하고, 근채소류를 단시간 내에 효과적으로 연화시키면서도 색 변화 및/또는 영양성분의 손실을 최소화할 수 있는 방안을 제공하고자 한다.

본 개시 내용의 일 구체예에 따르면,

a) 연화효소의 현탁액을 제공하는 단계;

b) 상기 단계 a)에서 제공된 효소 현탁액에 근채소류를 투입하여 침지시키고, 적어도 1회의 감압 처리를 통하여 연화효소를 근채소류 내부로 침투시켜 효소-함유 근채소류를 형성하고, 이와 동시에 및/또는 후속적으로 효소-함유 근채소류 내 연화효소에 의한 효소 반응을 수행하는 단계; 및

c) 상기 단계 b)에서 효소 반응을 거친 근채소류를 탄산염 및/또는 중탄산염의 용액에 침지시키고 가열 처리하는 단계;

를 포함하는 근채소류의 연화 방법이 제공된다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 단계 a)는 완충용액에 연화효소를 첨가하여 현탁시키는 방식으로 수행될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 완충용액은 약산성의 완충용액으로서 아세트산 완충용액, 인산염 완충용액 및 구연산 완충용액으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 완충용액의 농도는 0.01 내지 50 M의 범위이고, pH는 1 내지 8의 범위에서 정하여질 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 완충용액 내 효소의 농도는 0.1 내지 2%(w/v)의 범위에서 조절될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 단계 b)에서 효소 현탁액 내 근채소류의 양은1 내지 50%(w/v)의 범위에서 정하여질 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 근채소류는 무, 당근, 우엉, 도라지, 더덕, 연근, 인삼, 비트, 토란 및 래디쉬로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 감압 처리는 50 kPa 이하에서 조절되는 압력 조건 하에서 수행될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 단계 b) 중 감압 처리는 복수 회에 걸쳐 수행되고, 이때 감압 처리 사이의 간격은 1 내지 5분의 범위에서 조절되며, 회 당 감압 처리 시간은 0.5 내지 2분의 범위에서 조절될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 효소 반응은 30 내지 60℃에서 30 내지 90분 동안 수행될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 탄산염은 탄산나트륨이고, 그리고 상기 중탄산염은 탄산수소칼륨 및 탄산수소나트륨으로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 탄산염 및/또는 중탄산염의 용액 농도는 0.5 내지 5%(w/v)의 범위에서 조절될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 상기 단계 c) 중 가열 처리는 65 내지 110℃에서 1 내지 30분 동안 수행될 수 있다.

본 개시 내용의 구체예에 따르면, 근채소류와 같이 특유의 단단한 식감을 갖는 채소류를 고령자들뿐만 아니라, 환자들 및 유아들의 섭취에 용이한 상태로 연화시키기 위하여, 감압효소 함침 처리, 그리고 탄산염 및/또는 중탄산염 용액 처리의 순으로 조합된 2 단계 공정을 적용함으로써 단시간 내에 근채소류를 효과적으로 연화시킬 수 있으며, 그 과정에서 야기될 수 있는 외형 유지의 곤란, 물러짐 현상의 유발, 색 변화 및/또는 영양성분의 손실을 최대한 억제할 수 있다. 또한, 기존에 알려진 연화 방식, 특히 동결-해동 후 감압효소 처리 방식 등에 비하여 세포벽 및 세포막의 파괴를 최소화하면서 근채소류의 연화 효과를 극대화할 수 있는 점에서 유리하다.

도 1은 본 개시 내용의 예시적인 구체예에 따른 근채소류의 연화 방법의 순서를 개략적으로 도시하는 도면이고;
도 2a는 생당근에 대하여 감압효소 처리 단독, 가열 후 감압효소 처리, 동결-해동 후 감압효소 처리, 그리고 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우 각각의 경도를 처리 전 생당근의 경도와 대비한 그래프이고;
도 2b는 생당근에 대하여 탄산수소나트륨 처리 단독, 감압효소 처리 단독, 탄산수소나트륨 처리 후 감압효소 처리, 그리고 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우 각각의 경도를 대비한 그래프이고;
도 3은 감압효소 처리를 수행하는 경우 및 수행하지 않은 경우, 그리고 후속적으로 가열 처리, 동결-해동 처리, 또는 탄산수소나트륨 처리를 수행한 후 당근의 미세구조 변화를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이고; 그리고
도 4는 탄산수소나트륨의 농도(0.5 내지 2.5%) 및 감압처리 간격(1 내지 5분)에 따른 당근의 최대 경도 변화를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 하기의 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 하기의 설명은 본 발명의 바람직한 구체예를 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 개별 구성에 관한 세부 사항은 후술하는 관련 기재의 구체적 취지에 의하여 적절히 이해될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다.

"채소류"는 식물계 내 살아있는 생물로서 수확 상태 그대로 섭취되거나, 요리 또는 소정 형태로 보존될 수 있는 임의의 식물류 또는 이의 부분일 수 있으며, 잎, 종자, 뿌리, 덩이줄기, 구근, 꽃, 과일, 줄기, 묘조, 견과 등을 포함할 수 있다.

"근채소류"는 소비되거나 섭취되는 부분이 땅속에서 성장하는 채소류를 의미할 수 있다.

"효소"는 일반적으로 생화학적 프로세스 중 화학 반응(예를 들면, 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 펙틴, 헤미셀룰로오스 등의 자일란 사슬 및/또는 5탄당 고분자와 같은 복잡한 탄수화물을 5탄당, 6탄당 등으로 가수 분해함)의 촉매로 기능하는 화합물, 구체적으로 단백질을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

"연화(softening)"는 생채소류의 기계적 성상, 예를 들면 전단 강성(shear stiffness) 또는 경도(hardness)를 낮추는 프로세스를 의미할 수 있다.

"상에" 또는 "상측에" 및 "하측에" 또는 "아래에"와 같은 용어는 구성 요소 또는 부재 간의 상대적인 위치 관계를 기술하는 것으로 이해될 수 있으며, "상측에 위치한다" 또는 "하측에 위치한다"는 용어는 특정 대상과 접촉된 상태뿐만 아니라 접촉되지 않은 상태에서 상대적인 위치 관계를 표현하는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에서 수치 범위가 하한값 및/또는 상한값으로 특정된 경우, 해당 수치 범위 내에 임의의 서브 조합도 개시된 것으로 이해될 수 있다. 예를 들면, "1 내지 5"로 기재된 경우, 1, 2, 3, 4 및 5는 물론, 이들 간의 임의의 서브-조합도 포함할 수 있다.

본 명세서에서 임의의 구성 요소 또는 부재가 다른 구성 요소 또는 부재와 "연결된다"고 기재되어 있는 경우, 달리 언급되지 않는 한, 상기 다른 구성 요소 또는 부재와 직접 연결되어있는 경우뿐만 아니라, 다른 구성 요소 또는 부재의 개재 하에서 연결되어있는 경우도 포함되는 것으로 이해될 수 있다.

이와 유사하게, "접촉한다"는 용어 역시 반드시 직접적으로 접촉하는 경우뿐만 아니라, 다른 구성 요소 또는 부재의 개재 하에서 접촉하는 경우도 포함될 수 있는 것으로 이해될 수 있다.

어떠한 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 별도의 언급이 없는 한, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

본 개시 내용의 일 구체예에 따르면, 감압효소 처리 후 탄산염 및/또는 중탄산염 용액 처리라는 특정 순서의 2 단계 공정에 따라 고령자 등의 섭취에 적합한 연화 상태로 근채소류를 가공할 수 있고, 이와 동시에 채소류 고유의 색상 및/또는 영양성분의 손실을 최대한 억제할 수 있다.

본 개시 내용의 예시적인 구체예에 따른 근채소류의 연화 방법의 순서는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같다.

연화효소 현탁액 제조(제공)

상기 도면을 참조하면, 먼저 연화효소 현탁액을 제조하는 단계가 수행된다.

이와 관련하여, 연화효소는 식물의 세포벽을 분해하는 기능을 수행하는 종류로부터 선택될 수 있다. 예시적 구체예에 따르면, 연화효소로서, 엑소-1,4-α-d-글루코시다아제(Exo-1,4-α-d-glucosidase), 셀룰라아제(Cellulase), 글루코아밀라아제(Glucoamylase), α-아밀라아제(α-Amylase), 자일나아제(Xylanase), β-글루카나아제(β-Glucanase), 펙틴리아제(Pectin lyase), 폴리갈락투로나아제(Polygalacturonase), 엔도-1-4-β-자일나아제(Endo-1-4-β-xylanase), 풀루라나아제(Pullulanase), 열안정성 α-아밀라아제(Heat-stable α-amylase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase), 아라바나아제(Arabanase) 등을 예시할 수 있으며, 이중 적어도 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 이러한 효소는 상업적으로 입수 가능한 바, 예를 들면 AMG^® 300L (Exo-1,4-α-d-glucosidase), Celluclast^® 1.5L (Cellulase), Dextrozyme^® DX 1.5X (Glucoamylase), Diazyme^® FA (α-Amylase), Fungamyl^® Super AX (α-Amylase, xylanse), Laminex^® BG2 (β-Glucanase), Liquozyme^® Supra (α-Amylase), Maltogenase^® L (α-Amylase), Novozym^® 33095 (Pectin lyase, polygalacturonase), Pectinex^® Ultra AFP (Pectin lyase, polygalacturonase), Pentopan^® 500 BG (Endo-1-4-β-xylanase), Promozyme^® D2 (Pullulanase), Termamyl^® 120L (Heat-stable α-amylase), Viscoflow^® MG (β-Glucanase, xylanase, cellulase, hemicellulase, α-amylase), Viscozyme^® L (Arabanase, cellulase, β-glucanase, hemicellulose, xylanase) 등일 수 있다. 구체적으로, Viscozyme^® L을 사용할 수 있는 바, 복합적인 식물 세포벽을 분해하는 효소를 가지고 있기 때문에 다양한 근채소류의 연화 처리에 적용 가능한 장점을 갖고 있다.

예시적 구체예에 있어서, 연화효소 현탁액은 완충용액에 연화효소를 첨가하여 현탁시키는 방식으로 제조될 수 있는 바, 이때 완충 용액은 효소 반응 시 pH를 유지하고, 또한 근채소류 내 펙틴 분해를 유도하는 기능을 제공할 수 있다. 일 예로서, 완충용액은 약산성을 나타낼 수 있는 바, 전형적으로 아세트산 완충용액, 인산염 완충용액, 구연산 완충용액 등일 수 있으며, 이중 적어도 하나를 사용할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 완충용액의 농도는 산성 및 염기성 물질들이 관능적 특성에 미치는 영향을 고려하여, 예를 들면 약 0.01 내지 50 M, 구체적으로 약 0.03 내지 1 M, 보다 구체적으로 약 0.05 내지 0.5 M의 범위에서 정하여질 수 있다. 다만, 완충용액의 농도는, 이에 함유된 산 및 염의 종류 등에 따라 변경 가능하다.

또한, 완충용액의 pH는, 전체적으로 약 1 내지 8, 구체적으로 약 3 내지 6, 보다 구체적으로 약 4 내지 5.5, 특히 구체적으로 약 5 내지 5.5의 범위에서 정하여질 수 있는 바, 완충용액의 종류에 따라 pH 범위는 변경될 수 있다.

예시적으로, 인산염 완충용액의 pH는, 전형적으로 약 6 내지 8 또는 약 1 내지 3.5의 범위일 수 있고, 아세트산 완충용액의 pH는, 전형적으로 약 3.5 내지 6의 범위에서 정하여질 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 연화효소 현탁액 내 효소의 농도(또는 첨가량)는 효소의 종류 및 근채소류의 종류를 고려하여 정하여질 수 있으며, 예를 들면 약 0.1 내지 2%(w/v), 구체적으로 약 0.5 내지 1.5%(w/v), 보다 구체적으로 약 0.8 내지 1.3%(w/v)의 범위일 수 있다. 이와 관련하여, 효소가 지나치게 많은 량으로 첨가되는 경우에는 근채소류에 대한 과도한 효소 작용으로 인하여 외형을 유지하기 곤란한 반면, 지나치게 낮은 효소 농도에서는 연화 효과를 충분히 확보하기 곤란할 수 있다. 다만, 효소 및 근채소류의 종류에 따라 효소의 농도는 변경 가능하다.

감압효소 처리

연화효소의 현탁액이 제조 또는 제공되면, 이에 근채소류를 투입하여 침지(또는 함침)시킨다.

예시적 구체예에 있어서, 근채소류는, 당업계에서 알려진 뿌리채소인 한, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 무, 당근, 우엉, 도라지, 더덕, 연근, 인삼, 비트, 토란, 래디쉬 등일 수 있고, 이중 1 또는 2종 이상 효소 현탁액에 첨가할 수 있다. 또한, 연화효소 현탁액에 투입되는 근채소류의 량은, 예를 들면 약 1 내지 50%(w/v), 구체적으로 약 5 내지 25%(w/v), 보다 구체적으로 약 10 내지 15%(w/v)의 범위에서 정하여질 수 있다. 다만, 근채소류의 종류, 성상 등에 따라 첨가량은 변경 가능하다.

상술한 바와 같이 근채소류의 투입 및 침지 후에는 감압 또는 진공을 인가한다(감압 처리). 이와 관련하여, 감압 처리는 적어도 1회, 구체적으로 적어도 2회(복수 회)에 걸쳐 수행될 수 있다. 이때, 인가되는 압력은 근채소류 내부 가스를 충분히 제거할 수 있는 수준을 고려하여 정하여질 수 있는 바, 예를 들면 약 50 kPa 이하, 구체적으로 약 30 kPa 이하, 보다 구체적으로 약 10 내지 20 kPa의 범위에서 조절될 수 있다. 인가 압력이 일정 수준을 초과하면, 근채소류 조직이 붕괴되는 현상이 유발될 수 있는 만큼, 전술한 범위에서 적절히 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 감압 처리는 침지된 근채소류 내부와 외부의 현탁액 농도가 평형을 이루는 상태에 도달하기까지 수행되는 것이 유리할 수 있다.

특정 구체예에 따르면, 감압 처리는 복수 회(즉, 예를 들면 약 2 내지 10 회, 구체적으로 약 3 내지 6 회, 보다 구체적으로 4 내지 5 회)에 걸쳐 수행될 수 있는 바, 이와 같이 복수 회에 걸쳐 감압 처리를 수행할 경우, 짧은 감압(진공) 처리에 의하여도 효율적으로 현탁액을 침투시킬 수 있다.

또한, 복수 회의 감압 처리 사이의 간격은, 현탁액이 충분히 침투할 수 있는 시간을 고려하여 정하여질 수 있는 바, 예를 들면 약 1 내지 5분, 구체적으로 약 2 내지 4분, 보다 구체적으로 약 2.5 내지 3.5분의 범위일 수 있다. 또한, 회 당 감압 처리 시간은, 예를 들면 약 0.5 내지 2분, 구체적으로 약 0.8 내지 1.8분, 보다 구체적으로 약 1 내지 1.5분의 범위일 수 있다. 다만, 상술한 처리 조건은 근채소류의 종류 등에 따라 변경 가능하다.

본 구체예에 따르면, 전술한 감압 처리에 의하여 근채소류 내부에 연화효소가 침투된다. 이와 같이, 연화효소를 함유하는 근채소류에 대하여 효소 반응을 수행할 수 있다. 이때, 효소 반응은 감압 침투 과정에서 수행될 수도 있고, 또는 감압 침투 과정이 완료된 후에 수행될 수도 있으며, 경우에 따라서는 감압 침투 과정에서 효소 반응의 일부가 수행되고, 감압 처리 이후에 추가적인 효소 반응이 일어날 수도 있다. 예시적 구체예에 따르면, 효소 반응을 통하여 근채소류 내부에는 세포벽 구조 변화가 일어날 수 있다. 일 예로서, 효소 반응의 온도는 사용되는 효소의 활성화 온도, 효소의 종류 등을 고려하여 정하여질 수 있는 바, 예를 들면 약 30 내지 60℃, 구체적으로 약 35 내지 55℃, 보다 구체적으로 약 40 내지 50℃의 범위일 수 있으나, 이는 예시적 취지로 이해될 수 있다. 또한, 효소 반응 시간은, 예를 들면 약 30 내지 90분, 구체적으로 약 45 내지 75분, 보다 구체적으로 약 55 내지 65분의 범위에서 조절 가능하다. 다만, 효소 및 근채소류의 종류 등에 따라 반응 온도 및 시간은 변경 가능하다.

한편, 효소 반응이 일정 수준을 초과하면, 외형이 물러지는 문제점이 유발될 수 있는 만큼, 후속적으로 효소의 실활 처리를 수행할 수 있다(선택적 단계). 일 예로서, 약 90 내지 105℃(구체적으로 약 95 내지 100℃)에서 약 5 내지 15분(구체적으로 약 5 내지 7분) 동안 가열 처리함으로써 효소 반응을 중단시킬 수 있다.

이와 같이, 감압효소 처리를 거친 근채소류는 1차적으로 연화된 상태에 있게 되는 바, 감압효소 처리 후 근채소류의 경도는, 예를 들면 250,000 N/㎡ 이상, 구체적으로 약 270,000 내지 360,000 N/㎡, 보다 구체적으로 약 290,000 내지 330,000 N/㎡의 범위로서 여전히 고령친화식품 한국산업표준의 2 단계인 50,000 N/㎡ 이하의 수준에 도달하지 못한다. 또한, 감압효소 처리 후 근채소류의 영양성분 보유율은, 예를 들면 약 70% 이상, 구체적으로 약 75% 이상, 보다 구체적으로 약 79% 이상일 수 있다. 이처럼, 감압효소 처리만으로는 여전히 한국산업표준 2 단계에 충족할 정도의 성상을 나타내지 못한다.

탄산염 및/또는 중탄산염 처리

도 1을 다시 참조하면, 감압효소 처리를 거친 후에는 근채소류를 탄산염 및/또는 중탄산염의 용액에 침지시켜 처리하는 단계가 수행된다.

이와 관련하여, 감압효소 처리 후 탄산염 및/또는 중탄산염 처리를 수행하는 것은 근채소류의 연화를 비롯하여 색상 변화 및/또는 영양성분의 손실 억제 측면에서 중대한 영향을 미치게 된다. 일 예로서, 순서를 달리하여 탄산염 및/또는 중탄산염 처리 후 감압효소 처리를 수행하는 경우에는 탄산수소나트륨 용액이 충분히 근채소류 내부로 스며들지 못하여 원하는 수준의 경도 감소 효과를 도출하기 곤란할 수 있으며, 색상 변화 및/또는 영양성분 보유율 면에서도 본 구체예에 비하여 낮은 수준이다. 본 개시 내용이 특정 이론에 구속되는 것은 아니지만, 감압효소 처리 및 탄산염 및/또는 중탄산염 처리의 순으로 연화시키는 경우, 탄산염 및/또는 중탄산염이 근채소류 내부로 충분히 침투하여 가열처리 과정에서 팽창하는 메커니즘을 통하여 충분한 연화 효과를 달성할 수 있고, 더 나아가 염을 형성하는 금속 성분, 특히 나트륨 성분이 영양성분 및 색 성분의 용출을 최소화할 수 있기 때문으로 판단된다.

한편, 탄산염 및/또는 중탄산염 처리에서 탄산염으로서 대표적으로 탄산나트륨을 사용할 수 있다. 또한, 중탄산염의 대표적인 예는 탄산수소칼륨 및/또는 탄산수소나트륨일 수 있다. 특정 구체예에서 사용되는 화합물은 탄산수소나트륨인 바, 특히 영양성분 보유율을 높이고 색 변화를 최소화하는데 유리할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 탄산염 및/또는 중탄산염 용액의 농도는 팽창 특성을 고려하여 조절할 수 있는 바, 예를 들면 약 0.5 내지 5%(w/v), 구체적으로 약 0.7 내지 4%(w/v), 보다 구체적으로 약 1 내지 3%(w/v)의 범위일 수 있다. 특정 구체예에 있어서, 용액의 농도는 약 1.2 내지 2%(w/v), 특히 약 1.5%(w/v) 수준일 수 있다. 이와 관련하여, 탄산염 및/또는 중탄산염의 용액 농도가 지나치게 높은 경우에는 근채소류가 물러지거나 부서지는 경향을 나타낼 수 있는 반면, 지나치게 낮은 경우에는 탄산염 및/또는 중탄산염에 의한 연화 효과가 미미할 수 있다. 따라서, 전술한 범위에서 조절하는 것이 유리할 수 있다. 다만, 본 구체예가 이에 한정되는 것은 아니며, 근채소류의 종류 등에 따라 변경 가능하다.

또한, 예시적 구체예에 따르면, 탄산염 및/또는 중탄산염 용액의 pH는, 예를 들면 약 7 내지 12, 구체적으로 약 7.5 내지 9, 보다 구체적으로 약 8 내지 8.5의 범위일 수 있으며, 이는 예시적 취지로 이해될 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 탄산염 및/또는 중탄산염 용액에 감압효소 처리된 근채소류를 투입하고, 소정 시간, 예를 들면 약 30 내지 90분, 구체적으로 약 45 내지 60분에 걸쳐 침지시켜 근채소류 내부에 탄산염 및/또는 중탄산염이 충분히 침투하도록 유도할 수 있다. 이후, 가열 처리를 통하여 침투된 탄산염 및/또는 중탄산염의 팽창하는 작용을 하도록 유도할 수 있다. 이와 관련하여, 가열 온도는, 예를 들면 약 65 내지 110℃, 구체적으로 약 75 내지 105℃, 보다 구체적으로 약 95 내지 100℃의 범위에서 조절될 수 있다. 또한, 가열 처리 시간은, 예를 들면 약 1 내지 30분, 구체적으로 약 5 내지 15분, 보다 구체적으로 약 5 내지 10분의 범위에서 조절될 수 있다. 다만, 전술한 가열 처리 조건은 예시적 취지로 이해될 수 있다.

한편, 특정 구체예에 따르면, 감압효소 처리, 그리고 탄산염 및/또는 중탄산염 처리는 모두 근채소류의 경도에 영향을 주는 요인으로서, 각각의 처리 조건은 서로 영향을 미치는 만큼, 이를 고려하여 개별 단계를 최적화할 수 있다.

이를 위하여, 통계 분석, 구체적으로 반응표면분석(response surface design; RSM)을 이용하여 최적화된 조건을 예측할 수 있다. 구체적으로, 하기 수학식 1로 표시되는 2차 회귀식에 따라, 독립 변수인 X_i 및 X_j를 각각 감압 처리 간격(분) 및 탄산염 및/또는 중탄산염의 농도(%)로 선정할 수 있고, 종속 변수인 Y는 경도(10⁴ N/㎡)로 선정하여 회귀 분석을 수행할 수 있다.

[수학식 1]

상기 식에서, Y는 종속 변수로서 경도(10⁴ N/㎡); X_i 및 X_j는 독립 변수로서 각각 감압 처리 간격(분) 및 탄산염 및/또는 중탄산염의 농도(%); b₀은 절편 계수; b_i는 선형 계수; b_ii는 제곱 계수; 그리고 b_ij는 상호 작용 계수이다.

회귀 분석은 시판 중인 통계 소프트웨어를 이용하여 수행할 수 있는 바, 예를 들면 SAS 프로그램을 이용할 수 있다(후술하는 실시예에서 구체적으로 예시함).

전술한 회귀 분석을 통하여, 복수의 감압효소 처리 사이의 간격, 그리고 탄산염 및/또는 중탄산염 용액의 농도 각각을 조절하여 근채소류의 연화 효과(즉, 경도 감소)가 최적화된 조건 등을 도출하거나 예측할 수 있다.

예시적 구체예에 따르면, 감압효소 처리 후에 탄산염 및/또는 중탄산염 처리를 거친 근채소류의 경도는, 예를 들면 약 80,000 N/㎡ 이하, 구체적으로 약 50,000 N/㎡ 이하, 보다 구체적으로 약 43,000 내지 47,000 N/㎡의 범위일 수 있다. 다만, 경도는 근채소류의 종류에 따라 변경 가능하다. 이때, 처리 전 근채소류의 경도 대비 경도 감소율은, 예를 들면 적어도 약 90%, 구체적으로 적어도 약 93%, 보다 구체적으로 약 95 내지 99% 범위일 수 있으나, 이는 예시적 취지로 이해될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 예시적 구체예의 경우, 근채소류의 연화 과정에서 감압 처리 간격(분) 및 중탄산염 농도(%)를 조절함으로써 색 변화 및/또는 영양성분의 손실을 최소화할 수 있다. 일 예로서, 처리 전 근채소류와 2 단계 처리 후 근채소류 간의 색차(ΔE)는, 예를 들면 약 9 이하, 구체적으로 약 8 이하, 보다 구체적으로 약 7 이하, 특히 구체적으로 약 6 이하의 범위일 수 있다. 또한, 처리 전 근채소류 대비 2 단계 처리 후 근채소류 내 영양성분의 보유율(또는 유지율)은, 예를 들면 적어도 약 70%, 구체적으로 적어도 약 72%, 보다 구체적으로 적어도 약 75%의 범위일 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 명확히 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적에 불과하며 발명의 영역을 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예

본 실시예에서 사용된 물질은 하기와 같다.

- 연화효소로 Novoxymes사에서 시판 중인 Viscozyme L(beta-glucanases, pectinases, hemicellulases 및 xylanases의 혼합물)을 사용하였다.

- 아세트산 완충용액(0.05 M, pH 5)은 Sigma-Aldrich사로부터 구입하여 사용하였다.

- 탄산수소나트륨은 Sigma-Aldrich사로부터 구입하여 사용하였다.

실험 절차

가. 경도(hardness) 측정 및 분석

1 x 2.5 x 2.5 cm 두께로 균일하게 제형화한 당근의 경도를 관통 테스트(puncture test) 절차에 따라 Texture Analyzer (TA-XT2; Stable Micro Co., Surrey, UK)를 사용하여 측정하였다. 실험 조건은 25 kg 로드 셀, pre-test speed 2.0 mm/s, test speed 1.0 mm/s, post-test speed 2.0 mm/s로 각각 설정하였고, 70% 변형률에서 지름 3 mm 원통형 프로브를 사용하였다. 각각의 시료에 대하여 6회 반복하여 평균값을 계산하였다.

나. 내부 미세조직 분석

처리 조건을 달리한 모든 시료는 냉동 건조 후, 탄소 코팅된 카본 테이프에 얇게 펴서 백금 코팅을 하여 environmental scanning electron microscopy (FE-SEM, Verios G4UC, Thermo Fisher Scientific CO., Waltham, USA)을 이용하여 15.0 kV의 가속 전압조건에서 관찰하였다.

다. 색도 분석

각각의 시료의 L^*(명도), a^*(적색) 및 b^*(황색) 값은 표준 백색판(L^* = 96.86, a^* = -0.02, b^* = 1.99)을 기초로 하였고, 총 색차(ΔE)는 하기 수학식 2와 같이 계산하였다.

[수학식 2]

상기 식에서, L₁, a₁ 및 b₁은 대조군(생당근)의 값이고, 그리고 L₂, a₂ 및 b₂는 처리된 시료의 값이다.

라. 베타카로틴 추출 및 함량 분석

- 베타카로틴 추출을 위하여, 시료 0.25 g에 에탄올-헥산(4 : 3) 용액 21 mL을 첨가하였고, 균질기를 이용하여 5분 동안 1,200 rpm으로 분쇄하였다. 시료가 함유된 용매를 30분 동안 쉐이킹 수조(LSB-045S; Lab tech biomedic Co., Gyeonggi-do, Korea) 내에서 추출하였으며, 이후 추출 용매를 시료로부터 분리하였다. 시료는 동일한 조건에서 완전히 추출될 때까지 반복하여 추출하였다. 추출된 용매를 혼합하였고, 혼합된 용매에 5 mL 증류수를 첨가하고 5분 동안 방치하여 상 분리를 수행하였다. 분리된 헥산 상의 체적의 경우, 후속적으로 베타카로틴 함량을 계산할 수 있도록 기록하였다. 헥산 상을 얻은 후, 이동상에 용해시켜 HPLC 분석에 사용하였다.

- 시료 내 베타카로틴 함량은 WatersTM 486 tunable absorbance detector 및 Waters 515 pump가 장착된 HPLC 시스템(Waters Co., Milford, MA, USA)을 사용하여 측정하였다. 분석 컬럼으로 Capcell pak C18 (250 x 4.6 mm, 5 μm, Shiseido, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 이동상은 아세토니트릴-메탄올(10 : 90, v/v)을 1 mL/min의 유속으로 흘려주었다. 베타카로틴을 함유하는 추출액 20 μL를 주입하여 UV 450 nm 파장에서 시료 당 3회 반복 측정하여 평균값으로 계산하였다.

실시예 1

감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리

0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 1% (v/v) Viscozyme L을 첨가하여 효소 현탁액(농도: 1%(w/v))을 제조하였다. 제조된 효소 현탁액에 1 : 10 (w/v)으로 당근 시료(생당근)를 투입하고 25℃의 진공 챔버(J-DV01; Jisco Co., Seoul, Korea)로 옮겼다. 이후, 3분 간격으로 1분씩 총 12분에 걸쳐 감압 처리(인가 압력: 10 kPa)를 진행하였다.

감압 처리 후, 시료를 효소 현탁액에서 취출하여 50℃에서 1시간 동안 효소 반응시켰다. 효소 반응이 종료된 후, 1.5%(w/v) 탄산수소나트륨 용액 내에서 1시간 동안 침지시켰고, 이후 5분 동안 가열 처리하였다.

비교예 1

감압효소 처리

0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 1%(v/v) Viscozyme L을 첨가하여 현탁액(농도: 1%(w/v))을 제조하였다. 제조된 효소 현탁액에 1 : 10 (w/v)으로 당근 시료(생당근)를 투입하고, 25℃ 진공 챔버(J-DV01; Jisco Co., Seoul, Korea)로 옮겼다. 이후, 3 분 간격으로 1분씩 총 12분에 걸쳐 감압 처리(인가 압력: 10 kPa)를 진행하였다. 감압 처리 후, 시료를 효소 현탁액에서 취출하여 50℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 5분 동안 가열 처리하였다.

비교예 2

가열 처리 후 감압효소 처리

당근 시료(생당근)를 끓는 물에 5분 동안 처리한 후, 찬물에서 냉각시켜 상온에서 10분 동안 방치하였다. 그 다음, 0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 1%(v/v) Viscozyme L을 첨가하여 현탁액(농도: 1%(w/v))을 제조하였다. 제조된 효소 현탁액에 1 : 10 (w/v)으로 당근 시료를 투입하고, 25℃ 진공 챔버(J-DV01; Jisco Co., Seoul, Korea)로 옮겼다. 이후, 3분 간격으로 1분씩 총 12분에 걸쳐 감압 처리(인가 압력: 10 kPa)를 진행하였다. 감압 처리 후, 시료를 효소 현탁액에서 취출하여 50℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 5분 동안 가열 처리하였다.

비교예 3

동결-해동 후 감압효소 처리

당근 시료(생당근)를 5분 동안 열처리한 후에 ??20℃에서 24시간 동안 냉동시킨 다음, 상온에서 3시간 해동시켰다.

그 다음, 0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 1%(v/v) Viscozyme L을 첨가하여 현탁액(농도: 1%(w/v))을 제조하였다. 제조된 효소 현탁액에 1 : 10 (w/v)으로 당근 시료를 투입하고, 25℃ 진공 챔버(J-DV01; Jisco Co., Seoul, Korea)로 옮겼다. 이후, 3분 간격으로 1분씩 총 12분에 걸쳐 감압 처리(인가 압력: 10 kPa)를 진행하였다. 감압 처리 후, 시료를 효소 현탁액에서 취출하여 50℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 5분 동안 가열 처리하였다.

비교예 4

탄산수소나트륨 처리

당근 시료(생당근)를 1.5%(w/v)의 탄산수소나트륨 용액에 1시간 동안 침지시킨 후에 5분에 걸쳐 가열 처리하였다.

비교예 5

탄산수소나트륨 처리 후 감압효소 처리

그 다음, 0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)에 1%(v/v) Viscozyme L을 첨가하여 현탁액(농도: 1%(w/v))을 제조하였다. 제조된 효소 현탁액에 1 : 10 (w/v)으로 앞서 탄산수소나트륨으로 처리된 당근 시료를 투입하고, 25℃ 진공 챔버(J-DV01; Jisco Co., Seoul, Korea)로 옮겼다. 이후, 3분 간격으로 1분씩 총 12분에 걸쳐 감압 처리(인가 압력: 10 kPa)를 진행하였다. 감압 처리 후, 시료를 효소 현탁액에서 취출하여 50℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 5분 동안 가열 처리하였다.

비교예 6

감압 조건 하에서 탄산수소나트륨 처리 및 효소 처리의 동시 진행

1.5%(w/v) 탄산수소나트륨 용액 및 0.05 M 아세트산 완충용액(pH 5.0)의 혼합 용액에 1%(v/v) Viscozyme L을 첨가하여 제조된 현탁액(농도: 1%(w/v))에 당근 시료(생당근)를 투입하고, 25℃ 진공 챔버(J-DV01; Jisco Co., Seoul, Korea)로 옮겼다. 이후, 3분 간격으로 1분씩 총 12분에 걸쳐 감압 처리(인가 압력: 10 kPa)를 진행하였다. 감압 처리 후, 시료를 효소 현탁액에서 취출하여 50℃에서 1시간 동안 반응시킨 다음, 5분 동안 가열 처리하였다.

본 실험에서는 처리 과정 중 탄산수소나트륨의 발포 특성으로 인하여 혼합용액이 넘쳐흐르는 현상이 유발되었는 바, 원활한 실험이 이루어지지 않았다.

결과 및 토의

- 생당근에 대하여 감압효소 처리 단독(비교예 1), 가열 후 감압효소 처리(비교예 2), 동결-해동 후 감압효소 처리(비교예 3), 그리고 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우(실시예 1) 각각에서의 경도를 처리 전 생당근의 경도와 대비한 결과를 도 2a에 나타내었다.

상기 도면에 따르면, 실시예 1 및 비교예 1 내지 3 모두에서 생당근의 경도(323.62±20.12 10⁴ N/㎡)가 유의적으로 감소하였다. 이중 동결-해동 후 감압효소 처리(비교예 3) 및 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리(실시예 1; 경도 감소율: 97.54%)에서 당근의 경도가 가장 감소됨을 확인하였다.

- 생당근에 대하여 탄산수소나트륨 처리 단독(비교예 4), 감압효소 처리 단독(비교예 1), 탄산수소나트륨 처리 후 감압효소 처리(비교예 5), 그리고 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우(실시예 1) 각각에서의 경도를 대비한 결과를 하기 표 1 및 도 2b에 각각 나타내었다.

구분	경도(10⁴ N/㎡)
비교예 4	71.39±7.66
비교예 1	31.20±4.12
비교예 5	13.15±1.92
실시예 1	7.93±0.88

상기 표 및 도면에 따르면, 감압효소 처리-탄산수소나트륨 처리의 2 단계 공정(실시예 1)의 경우, 탄산수소나트륨 처리 단독(비교예 4) 및 감압효소 처리 단독(비교예 1)과 같은 1 단계 공정에 비하여 당근의 경도가 유의적으로 감소하였다.

더욱이, 탄산수소나트륨 처리 후 감압효소 처리를 수행한 경우(비교예 5), 실시예 1과는 상이한 경시적 요소로 2개의 단계를 조합한 결과, 경도 감소 효과가 낮다는 점을 주목할 필요가 있다. 이는 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리 순의 2단계 공정으로 진행함으로써 예상치 못한 효과가 도출됨을 지시한다.

- 생당근에 대하여 감압효소 처리 단독(비교예 1), 가열 후 감압효소 처리(비교예 2), 동결-해동 후 감압효소 처리(비교예 3), 그리고 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우(실시예 1) 각각에서의 색상을 처리 전 생당근과 대비하여 측정된 색 변화(ΔE)를 하기 표 2에 나타내었다.

구분	L^*	a^*	b^*	ΔE
생당근	51.00±0.74	23.22±0.78	42.09±0.90	-
비교예 1	47.29±0.86	15.82±1.08	42,82±1.49	8.65±1.40
비교예 2	46.47±0.51	15.67±0.74	38.00±0.93	9.75±0.60
비교예 3	45.43±0.55	16.11±0.93	39.74±0.94	9.43±1.28
실시예 1	46.71±0.81	20.70±1.20	45.09±0.44	6.23±0.70

상기 표를 참조하면, 생당근과 대비하면, 전체 처리군에서 색 변화가 관찰되었다. 특히, 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 거친 경우(실시예 1), 가장 작은 ΔE(색차)를 나타내었다.

상술한 결과를 고려하면, 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행할 경우, 당근의 경도를 효과적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 당근 고유의 색 역시 효과적으로 유지시킬 수 있는 것으로 판단된다.

- 생당근에 대하여 감압효소 처리 단독(비교예 1), 가열 후 감압효소 처리(비교예 2), 동결-해동 후 감압효소 처리(비교예 3), 그리고 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우(실시예 1) 각각에서의 베타-카로틴의 보유율(유지율)을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

구분	베타-카로틴(㎍/1 g)	보유율(%)
생당근	2090±151.81	100
비교예 1	1671.40±59.72	79.95
비교예 2	1492.27±31.41	71.38
비교예 3	1295.52±63.14	61.97
실시예 1	1517.73±16.40	72.60

상기 표를 참조하면, 전체 처리군에서 베타-카로틴 손실이 관찰되었다. 이와 관련하여, 동결-해동 후 감압효소 처리한 경우(비교예 3), 다른 처리군에 비하여 유의적으로 높은 베타-카로틴 손실이 일어나는 것을 확인하였다. 이는 동결-해동 처리 과정에서 베타-카로틴이 산화되고, 세포벽 및 세포막이 파괴되어 영양성분의 손실이 유도되었기 때문으로 판단된다.

- 감압효소 처리를 수행하는 경우 및 수행하지 않은 경우, 그리고 후속적으로 가열 처리, 동결-해동 처리, 또는 탄산수소나트륨 처리를 수행한 후 당근의 미세구조 변화를 도 3에 나타내었다.

상기 도면에 따르면, 동결-해동 처리는 당근에 넓은 공극을 형성하였으나 세포벽이 파괴되어 당근 구조에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 반면, 탄산수소나트륨으로 처리된 당근의 경우, 세포벽 사이의 결합이 느슨해짐에 따라 비교적 넓은 공극을 형성하였고, 세포벽 파괴는 관찰되지 않았다.

이처럼, 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행한 경우, 동결-해동 후 감압효소 처리를 수행하는 경우에 비하여 세포벽 및 세포막의 파괴를 최소화하면서 당근의 연화 효과를 극대화할 수 있는 것으로 추측된다.

- 감압효소 처리 및 탄산수소나트륨 처리의 최적화

탄산수소나트륨의 농도(0.5 내지 2.5%) 및 감압처리 간격(1 내지 5분)에 따른 당근의 최대 경도 변화를 도 4에 나타내었다.

상기 도면을 참조하면, 감압효소 처리 후 탄산수소나트륨 처리를 수행하면서 감압 처리 간격 및 탄산수소나트륨 농도를 각각 조절하였다. 이때, 감압 처리 간격이 2.83분까지 증가함에 따라 경도는 감소하는 경향을 나타내었고, 2.83분 이후에는 다시 경도가 증가하는 점이 관찰되었다. 또한, 탄산수소나트륨의 농도가 2.00%까지 증가하였을 때, 당근의 경도는 감소하였으나 2.00% 이후의 농도에서는 경도가 다시 증가하는 점을 확인하였다.

상술한 결과를 고려하여, 감압처리 간격 및 탄산수소나트륨의 농도 각각의 조절을 통하여 최적화된 결과를 도출하기 위한 회귀분석을 수행하였다.

앞서 기술된 수학식 1을 이용하여 최적 조건을 도출하였으며, 이때 10개의 포인트를 중심합성설계법에 의하여 선정하였다(X_i=X₁; X_j=X₂).

상기 식에서, X₁는 1 내지 5분, 그리고 X₂는 0.5 내지 2.5% 범위로 설정하였고, 각각에 대하여 5 단계(-2, -1 0, 1 및 2)로 부호화하였는 바, X₁의 경우에는 1분, 2분, 3분, 4분 및 5분을 각각 -2, -1, 0, 1, 2로 부호화하였고, X₂의 경우에는 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 및 2.5%를 각각 -2, -1, 0, 1, 2로 부호화하였다. 측정된 10개의 포인트에서의 감압 간격(분), 탄산수소나트륨의 농도(%) 및 경도(10⁴ N/㎡)를 하기 표 4에 나타내었다.

No	X₁	X₂	감압처리 간격 (분)	탄산수소나트륨 농도 (%)	경도 (10⁴ N/m²)
1	1	1	4.0	2.0	5.46±0.89
2	1	-1	4.0	1.0	19.76±2.71
3	-1	1	2.0	2.0	3.74±1.45
4	-1	-1	2.0	1.0	16.37±2.27
5	0	0	3.0	1.5	8.37±1.46
6	0	0	3.0	1.5	7.55±1.24
7	2	0	5.0	1.5	25.09±1.62
8	-2	0	1.0	1.5	18.02±1.30
9	0	2	3.0	2.5	9.55±0.78
10	0	-2	3.0	0.5	41.27±0.22

SAS 프로그램을 이용하여 하기 표 5에 나타낸 바와 같은 결과를 얻었다.

Effect	Estimate	Stand error	t Ratio	유의성(P)
Model				0.0038**
Intercept	65.000859	15.499685	4.19	0.0138**
X₁	-35.041497	10.165140	-3.45	0.0261*
X₂	-17.982772	6.285522	-2.86	0.0459*
X₁ ²	9.319603	1.809965	5.15	0.0067**
X₁ X₂	-0.839395	2.990962	-0.28	0.7929
X₂ ²	3.474058	0.719454	4.83	0.0085*
Lack of Fit				0.1226

*: means significant (p<0.05)

**: means highly significant (p＜0.01)

이때, 경도는 하기 수학식 3과 같이 계산하였다.

[수학식 3]

상술한 바와 같이 도출된 예측값 및 실측값을 하기 표 6에 나타내었다.

탄산수소나트륨 농도(%)	감압처리 간격(분)	경도 (10⁴ N/m²)
		예측값	실측값
2.00	2.83	4.38	4.61±1.99

상기 표에 따르면, 감압처리 간격 및 탄산수소나트륨의 농도가 각각 2.83분, 2.00%인 경우, 최소 경도 값은 4.38 x 10⁴ N/㎡로 예측되었으며 실측된 경도 값은 4.61 x 10⁴ N/㎡로 확인되었다. 이로부터, R² = 0.9699인 결과를 도출하였는 바, 이는 상기 식의 적합성이 높음을 지시한다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

a) 연화효소의 현탁액을 제공하는 단계;
b) 상기 단계 a)에서 제공된 연화효소 현탁액에 근채소류를 투입하여 침지시키고, 적어도 1회의 감압 처리를 통하여 연화효소를 근채소류 내부로 침투시켜 효소-함유 근채소류를 형성하고, 이와 동시에 및/또는 후속적으로 효소-함유 근채소류 내 연화효소에 의한 효소 반응을 수행하는 단계; 및
c) 상기 단계 b)에서 효소 반응을 거친 근채소류를 탄산염 및/또는 중탄산염의 용액에 침지시키고 65 내지 110℃에서 가열 처리하는 단계;
를 포함하며,
이때, 상기 감압 처리는 50 kPa 이하에서 조절되는 압력 조건 하에서 수행되는 근채소류의 연화 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 a)는 완충용액에 연화효소를 첨가하여 현탁시키는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 완충용액은 약산성의 완충용액으로서 아세트산 완충용액, 인산염 완충용액 및 구연산 완충용액으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 완충용액의 농도는 0.01 내지 50 M의 범위이고, pH는 1 내지 8의 범위에서 정하여지는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 완충용액 내 효소의 농도는 0.1 내지 2%(w/v)의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 연화효소는 엑소-1,4-α-d-글루코시다아제(Exo-1,4-α-d-glucosidase), 셀룰라아제(Cellulase), 글루코아밀라아제(Glucoamylase), α-아밀라아제(α-Amylase), 자일나아제(Xylanase), β-글루카나아제(β-Glucanase), 펙틴리아제(Pectin lyase), 폴리갈락투로나아제(Polygalacturonase), 엔도-1-4-β-자일나아제(Endo-1-4-β-xylanase), 풀루라나아제(Pullulanase), 열안정성 α-아밀라아제(Heat-stable α-amylase), 헤미셀룰라아제(Hemicellulase), 및 아라바나아제(Arabanase)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 b)에서 효소 현탁액 내 근채소류의 량은 1 내지 50 %(w/v)의 범위에서 정하여지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 근채소류는 무, 당근, 우엉, 도라지, 더덕, 연근, 인삼, 비트, 토란 및 래디쉬로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 단계 b) 중 감압 처리는 복수 회에 걸쳐 수행되고, 이때 감압 처리 사이의 간격은 1 내지 5분의 범위에서 조절되며, 회 당 감압 처리 시간은 0.5 내지 2분의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 효소 반응은 30 내지 60℃에서 30 내지 90분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 효소 반응의 완료 후, 90 내지 105℃에서 5 내지 15분 동안 가열처리하여 효소 반응을 중단시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 탄산염은 탄산나트륨이고, 그리고 상기 중탄산염은 탄산수소칼륨 및 탄산수소나트륨으로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 탄산염 및/또는 중탄산염의 용액 농도는 0.5 내지 5%(w/v)의 범위에서 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 c) 중 가열 처리는 1 내지 30분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 c)를 거친 근채소류의 경도는 80,000 N/㎡ 이하이고, 이때 근채소류의 경도 감소율은 적어도 90%인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 단계 b)에서 투입된 근채소류와 상기 단계 c)를 거친 근채소류 간의 색차(ΔE)는 9 이하이고, 그리고 상기 단계 b)에서 투입된 근채소류 대비 상기 단계 c)를 거친 근채소류 내 영양성분의 보유율은 적어도 70%인 것을 특징으로 하는 방법.