중심합성계획법에 의한 반응표면분석법을 활용한 참취(Aster scaber Thunb.)의 건조 조건 최적화 = Optimization of Drying Conditions for Chamchwi (Aster scaber Thunb.) Using the Response Surface Methodology with a Central Composition Design

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to establish the optimal drying conditions that minimize quality changes during hot air drying for Chamchwi, a leafy vegetable. Drying temperature (50, 60, 70°C) and time (60, 150, 240 min) were set as independent variables, and the physicochemical characteristics were analyzed after drying. A central composite design was used to design 13 experimental points, and the dependent variables included moisture content, water absorption capacity, chromaticity, strength, total polyphenols, total flavonoids, β-carotene, total chlorophyll, chlorophyll a, chlorophyll b, and volatile aroma components. The optimization variables were moisture content, water absorption capacity, leaf, and stem strength, a* value, and total flavonoid content with a model P-value of 0.05 or less and R2 values of 80% or more. The optimized drying conditions were a temperature of 56.87°C and a time of 156.36 minutes. The corresponding predicted values were moisture content 10.27%, water absorption capacity 12.54%, leaf strength 47.44 kg/cm2, stem strength 51.86 kg/cm2, a* value of -2.54, and total flavonoid contents 11.25 μg/mL.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 건조 온도(50, 60, 70°C) 및 시간(60, 150, 240 min)을 독립변수로 설정하여 건조한 후 품질 특성을 분석하여 열풍 건조 시 참취의 품질 변화를 최소화하는 건조 조건을 구축하고자 하였다. 이는 중심 합성법에 따라 총 13가지의 실험점이 설계되었으며, 종속변수로는 수분함량, 수분흡수력, 색도, 강도, 총 폴리페놀, 총 플라보노이드, β- carotene, 총 chlorophyll, chlorophyll a, chlorophyll b, 휘발성 향기 성분을 설정하여 실험을 진행하였다. 이 중 최적화 변수는 모델의 P-value가 0.05 이하이며, R2 값이 80% 이상인 수분함량, 수분흡수력, 잎 및 줄기 절단 강도, a 값, 총 플라보노이드 함량으로 설정하였다. 최적화 결과 56.87°C의 온도와 156.36분의 시간이 최적 건조 조건으로 확인되었다. 이에 해당하는 예측값은 수분함량 10.27%, 수분흡수력 12.54%, 잎 절단 강도 47.44 kg/cm2, 줄기 절단 강도 51.86 kg/cm2, a 값 -2.54, 총 플라보노이드 함량 11.25 μg/mL로 도출되었다.

참고문헌 (Reference)

• 1 최향숙, "추출방법에 따른 미역취의 정유 성분 분석" 한국식품영양학회 29 (29): 153-161, 2016
• 2 정동선 ; 이나현, "천궁(Cnidium officinale Makino) 지상부(잎과 줄기) 추출물의 항균활성" 한국미생물·생명공학회 35 (35): 30-35, 2007
• 3 홍주연 ; 김규민 ; 남학식 ; 신승렬, "참취의 재배 및 건조 방법에 따른 열수 추출물의 항산화 활성" 한국식품저장유통학회 21 (21): 82-90, 2014
• 4 김수정 ; 김재광 ; 김건희, "참취의 고부가 식품이용화를 위한 품질특성 및 기능성 건강음료 개발" 한국식품조리과학회 20 (20): 310-316, 2004
• 5 이은호 ; 박혜진 ; 김나현 ; 홍은진 ; 박미정 ; 이선호 ; 김명욱 ; 안봉전 ; 조영제, "참취(Aster scaber) 추출물의 생리활성" 한국식품저장유통학회 23 (23): 393-401, 2016
• 6 최문희 ; 김명현 ; 한영실, "적치커리 추출물의 항산화 및 당대사 관련 효소 활성" 한국산업식품공학회 26 (26): 177-187, 2022
• 7 오일남 ; 김정은 ; 곽지윤 ; 조혜진 ; 유민지 ; 정다한 ; 김연미 ; 박규빈 ; 누엔푸끙 ; 박종태, "재배환경에 따른 가공식품 소재로서 참취의 품질 비교" 한국식품과학회 50 (50): 371-376, 2018
• 8 강은정 ; 박예주 ; 박성수 ; 이재권, "열풍건조와 복합건조로 제조한 방울토마토(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)의 이화학특성에 관한 비교연구" 한국식품과학회 50 (50): 339-343, 2018
• 9 은종방 ; 범희주 ; 강대진 ; 이병두 ; 손진한 ; 임지순, "열풍건조와 동결건조에 따른 수창포(Acorous calamus L.) 분말의 부위별 이화학적 특성" 한국식품영양과학회 36 (36): 2007
• 10 정다운 ; 박양균 ; 남상식 ; 한선경, "열풍건조 온도에 따른 고구마 잎의 영양성분 및 수화복원성 변화" 한국식품저장유통학회 22 (22): 498-504, 2015
• 11 김규민 ; 홍주연 ; 우숙이 ; 이현석 ; 최영준 ; 신승렬, "야생 및 재배 참취 에탄올 추출물의 항산화성" 한국식품저장유통학회 22 (22): 567-576, 2015
• 12 최향숙, "수확 연도에 따른 쑥 정유의 주요 화합물 함량 변화" 한국식품영양학회 28 (28): 533-543, 2015
• 13 박성진 ; 이대원 ; 박성혜 ; 나영아, "소금함량을 달리한 데치기 조건이 곤드레의 품질특성에 미치는 영향" (사)한국조리학회 21 (21): 280-290, 2015
• 14 이영주 ; 이혜옥 ; 김지영 ; 권기현 ; 차환수 ; 김병삼, "블랜칭 처리 조건에 따른 동결 도라지의 품질 특성" 한국식품저장유통학회 18 (18): 661-668, 2011
• 15 최인덕 ; 우관식 ; 최혜선 ; 이석기 ; 박지영 ; 천아름 ; 한상익 ; 최동수 ; 천지연, "벼 품종별 현미와 백미의 항산화력, 베타카로틴 및 비타민 E" 한국식품영양과학회 47 (47): 1259-1267, 2018
• 16 송정무 ; 황영 ; 조용식 ; 장현욱 ; 김용석, "반응표면분석법을 이용한 증자 처리 단호박 건조품의 건조조건 최적화" 한국식품저장유통학회 29 (29): 440-454, 2022
• 17 김현구 ; 권영주 ; 김영언 ; 남궁배, "마이크로웨이브 추출조건에 따른 참취 추출물의 총 폴리페놀 함량 및 항산화작용의 변화" 한국식품저장유통학회 11 (11): 88-93, 2004
• 18 박미혜 ; 김범식, "동결 및 열풍건조 아로니아 추출물의 항산화 및 항염증 활성" 한국산업식품공학회 22 (22): 315-320, 2018
• 19 범희주 ; 강귀훈 ; 은종방, "데치기 시간에 따른 참취의 이화학적 및 관능적 특성의 변화" 한국식품저장유통학회 22 (22): 51-55, 2015
• 20 최미정 ; 김이슬 ; 선민지 ; 홍근표, "냉동 참취 제조를 위한 가공 처리 공정 최적화" 한국산업식품공학회 22 (22): 43-49, 2018
• 21 임수빈 ; 김명욱 ; 박경일 ; 이은호 ; 김예진 ; 조은비 ; 김병오 ; 조영제, "기능성 식품소재 개발을 위한 야생 곰취잎 추출물의 생리활성" 한국식품저장유통학회 25 (25): 359-365, 2018
• 22 이란숙 ; 박종대 ; 차환수 ; 이유민 ; 박재웅 ; 김상희, "국내 시판 가루녹차의 이화학적 품질특성" 한국식품과학회 42 (42): 33-38, 2010
• 23 최남순, "곤달비 및 곰취의 휘발성 향기성분 비교" 한국식품영양학회 34 (34): 340-346, 2021
• 24 남화정 ; 곽영주 ; 김철기 ; 한영선 ; 오세흥 ; 장진섭 ; 임수선 ; 권성희 ; 장승은 ; 여은영 ; 이은주 ; 김순심 ; 윤신원 ; 박학수 ; 고종명 ; 김용희, "건조에 따른 채소중 잔류농약의 경시변화" 한국식품위생안전성학회 22 (22): 300-305, 2007
• 25 김도희 ; 서정민 ; 강명화, "건조방법에 따른 돼지감자 80% 에탄올 추출물의 항산화 효과 탐색" 한국식품조리과학회 38 (38): 170-177, 2022
• 26 강귀훈 ; 나미옥 ; 은종방, "건조방법에 따른 고사리와 취나물의 이화학적 및 관능적 특성" 한국식품저장유통학회 23 (23): 819-824, 2016
• 27 구한솔 ; 이지언 ; 정현아, "건조 참외의 건조방법에 따른 저장 및 관능특성" 한국식품저장유통학회 26 (26): 606-614, 2019
• 28 박성진 ; 이대원 ; 박성혜 ; 나영아, "건조 방법에 따른 곤드레 나물의 품질 특성" (사)한국조리학회 22 (22): 104-114, 2016
• 29 김충호, "가열처리 방법에 따른 쑥의 항산화성 및 품질 특성" (사)한국조리학회 15 (15): 128-138, 2009
• 30 Shen Y, "Total phenolics, flavonoids, antioxidant capacity in rice grain and their relations to grain color, size and weight" 49 : 106-111, 2009
• 31 Dewanto V, "Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity" 50 : 3010-3014, 2002
• 32 최향숙, "Terpenoid 분석을 통한 취나물류의 향기지표물질 비교" 한국식품영양학회 25 (25): 930-940, 2012
• 33 Ministry of Food and Drug Safety, "Regulations concerning recognition of functional ingredients and standards and specifications for health functional foods"
• 34 AOAC, "Official methods of analysis of AOAC International" Association of Official Analytical Chemists International 112-113, 2005
• 35 김봉주 ; 이영덕 ; 박종현, "NaCl을 첨가한 데침 열처리 취나물의 미생물 보존성" 한국식품영양학회 27 (27): 551-557, 2014
• 36 Park WT, "Metabolic profiling of glucosinolates, anthocyanins, carotenoids, and other secondary metabolites in kohlrabi(Brassica oleracea var. gongylodes)" 60 : 8111-8116, 2012
• 37 Del Castillo J, "Marijuana, absinthe and the central nervous system" 253 : 365-366, 1975
• 38 Yang FQ, "Identification and quantitation of eleven sesquiterpenes in three species of Curcuma rhizomes by pressurized liquid extraction and gas chromatography-mass spectrometry" 39 : 552-558, 2005
• 39 Kum JS, "Effects of food height for microwave blanching on vegetables and reheating on cooked rice" 27 : 281-285, 1998
• 40 Hwang KT, "Effect of various pretreatments and drying methods on the quality of dried vegetables" 26 : 805-813, 1994
• 41 Holdsworth SD, "Dehydration of food products : A review" 6 : 331-370, 1971
• 42 Choi NS, "Changes of biologically functional compounds and quality properties of Aster scaber(Chamchwi)by blanching conditions" 33 : 745-752, 2001
• 43 Shin SR, "Changes in the components of dried jujube fruit by drying methods" 6 : 61-65, 1999
• 44 이혜옥 ; 김지영 ; 김건희 ; 김병삼, "Blanching 처리 조건에 따른 동결 취나물의 품질 특성" 한국식품영양과학회 41 (41): 246-253, 2012
• 45 Cho EJ, "A survey on the usage of wild grasses" 15 : 59-68, 2000