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KAERI/CM-1358/2010 우주식품의 풍미성분 동정 및 풍미개선 연구 Identification of flavor compounds and enhancement of flavor characteristics in space foods 한 국 원 자 력 연 구 원

Identification of flavor compounds and enhancement of flavor … · 2011. 8. 9. · Identification of flavor compounds and enhancement of flavor characteristics in space foods Ⅱ

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  • KAERI/CM-1358/2010

    우주식품의 풍미성분 동정 및 풍미개선 연구

    Identification of flavor compounds and enhancement

    of flavor characteristics in space foods

    한 국 원 자 력 연 구 원

  • 제 출 문

    한국원자력연구원장 귀하

    본 보고서를 “방사선 기술 이용 우주생활지원시스템 개발”과제의 위탁과제 “우주식품의

    풍미성분 동정 및 풍미개선 연구”의 보고서로 제출합니다.

    2010. 12.

    과제책임자 : 조 철 훈

    (연구 조원 : 윤 혜 정)

    (연구 조원 : 정 사무엘)

    (연구 조원 : 정 연 국)

    (연구 조원 : 이 현 정)

  • - I -

    요 약 문

    Ⅰ. 제 목

    우주식품의 풍미성분 동정 및 풍미개선 연구

    Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성

    2005년 3월 정부는 “Space Korea”를 선포하였으며, 2008년 한국 최초 우주인을 우주

    정거장에 체류시키기 위한 우주인 양성사업을 수행하였다. 이에 따라 우리나라 우주인들의

    임무수행 및 생존을 위해 섭취할 한국형 우주식품의 개발 필요성이 대두되었으며, 고품질

    의 식품을 제공하기 위한 우주식품 개발연구를 진행하고 있다.

    현재까지 한국원자력연구원에서 기 개발되거나 진행 중인 우주식품 (불고기, 비빔밥,

    김치, 수정과, 생식바, 라면)의 경우 향기성분 지표물질 분석 및 감마선 조사에 의한 변화

    에 대한 연구가 미비한 상태이며, 한국 우주인의 국제우주정거장 체류 시 실시된 관능평가

    결과를 토대로 한 풍미가 개선된 한국형 우주식품 개발이 요구된다.

    우주식품 제조 시 각 식품의 풍미지표성분이 제시되고 이를 강화하여 풍미를 개선하

    면서 천연물을 이용하여 병원성 미생물의 방사선 감수성을 증대시키고, 또한 신포장 기법

    을 이용하여 이취를 제거한다면 안전성이 확보되면서 관능적 특성이 우수한 우주식품 개

    발이 가능할 것이다.

    III. 연구개발의 내용 및 범위

    본 연구개발에서는 다음과 같은 주요 내용과 범위가 연구개발에 포함되었다.

    ○ 병원성미생물의 방사선 감수성 증진용 천연 부재료 및 첨가물 탐색

    ○ 우주불고기 관능개선을 위한 불고기용 천연 부재료 및 첨가물의 방사선 감수성 증진효

    과 연구

    ○ 방사선 감수성 증진인자 첨가에 의한 불고기용 우육 풍미성분 변화확인 및 숯 포장기

    법을 이용한 풍미개선 연구

    ○ 방사선 조사한 닭갈비의 품질평가 및 풍미성분 변화 확인

    ○ 닭갈비 부재료 및 첨가물의 방사선 감수성 증진효과 확인

    IⅤ. 연구개발 결과

    1. 우주불고기 관능개선을 위한 부재료 및 첨가물의 방사선 감수성 증진효과

  • - II -

    천연물 중 7종의 전통 향신료와 적색 와인을 사용하여 병원성미생물 중 Salmonella

    typhimurium, Escherichia coli, Listeria monocytoges 및 Staphylococcus aureus 균주에

    대해 방사선 감수성(D10) 증진에 미치는 영향을 측정한 결과 우육에 마늘, 양파, 와인 첨가

    시 첨가물의 농도를 1 ~ 5%로 증가할수록 병원성미생물 균주의 방사선 감수성이 증가하

    는 경향을 나타내었다. 마늘 첨가시 relative radiation sensitivity (RRS)가 1.460으로 매우

    높게 나타났으며 S. typhimurium를 제외한 3종의 균주에 대해 와인 첨가시 균주에 따른

    차이는 나타났으나 대부분 RRS가 1.671 이상으로 높게 나타나 방사선 감수성 증진에 효율

    적인 것으로 판단되었다. 첨가물의 농도를 30%까지 증가시 E. coli 균주에서는 마늘, 생강

    및 당근 첨가시 RRS가 각각 3.431, 2.054 및 1.795로 높게 나타났으며 S. aureus 균주는

    고추 첨가시에만 1.983으로 높게 나타났다.

    2. 방사선 감수성 증진인자 첨가에 의한 우주불고기 풍미성분 변화확인 및 숯 포장기법을

    이용한 방사선 조사취 개선 연구

    선행연구에서 나타난 방사선 감수성 증진에 효과적인 2종의 첨가물을 선별하여 숯 포

    장방법을 적용한 후 육제품의 감마선 조사에 따른 향기성분 변화 평가한 결과 검출된 휘

    발성 향기성분은 acid류, alcohol류, aldehyde류, ester류 및 sulfur compound류 등이 확인

    되었으며 비조사구에 비해 5 kGy 조사군에서는 지방산패 지표물질인 hexanal의 증가와

    더불어 hexane, butanol등의 함량이 증가하였으나 저장기간이 경과에 따라 감소하는 경향

    을 나타내었다. 또한 총 휘발성 향기성분 함량은 숯 포장방법 이용시 유의적인 감소 현상

    이 나타났으며 방사선 감수성 증진효과가 뛰어난 마늘과 와인 첨가시 감마선 조사에 의해

    acid류와 alcohol류 함량이 증가되나 숯 첨가시 제거되며 총 휘발성 물질함량이 감소되었

    다. 마늘과 숯 포장방법을 병용 실시할 경우 휘발성 향기성분 함량이 대조군과 5 kGy 조

    사군에서 각각 95.64, 20.98%가 감소하며, 와인에서도 병용처리시 20% 이상 제거되었으며

    관능평가 결과 풍미개선 효과가 나타났다.

    3. 방사선 조사에 의한 닭갈비의 품질평가 및 풍미성분 변화 확인

    계육 가공제품 중 우리 소비자에게 선호도가 높은 제품 중의 하나인 닭갈비의 미생물

    학적 안전성, 저장성 및 품질학적 손상을 최소화하기 위해 진공포장 후 방사선 조사(5, 40

    kGy)를 실시하여 10일간 냉장저장하면서 품질변화를 측정하였다. 방사선 조사 직후 방사

    선 조사선량이 증가함에 따라 pH가 증가하였으나 저장 10일에는 유의적인 차이를 나타내

    지 않았다. 저장 중 지방산패도(TBARS)는 방사선 조사 직후에는 유의적인 차이를 나타내

    지 않았으나, 40 kGy 처리군의 경우 저장 기간이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였고,

    대조군와 5 kGy 조사군보다 높게 나타났다. 휘발성 염기태 질소(VBN) 또한 방사선 조사

  • - III -

    선량이 증가함에 따라 유의적으로 높게 나타났다. 닭갈비의 초기 오염 미생물은 5 kGy 조

    사 시 2 log 만이 감균되었으나, 40 kGy 조사 시 완전 멸균되어 검출되지 않았다. 이러한

    경향은 저장 10일 후에도 유지되어 우주식품 제조시 사용하는 40 kGy 방사선 조사는 검

    출한계 이하수준으로 미생물 증식을 완전히 억제되었다. 방사선 조사 후 저장기간 동안 관

    능적 품질은 방사선 조사선량 증가에 의해 품질 저하 및 손상은 일어나지 않았으나 이취

    는 방사선 조사선량에 의해 유의적으로 높게 나타났다. 휘발성 향기성분은 방사선 조사선

    량의 증가에 따라 hexane, heptane, propanal, hexanal, pentanl 및 nonanal의 함량이 유의

    적으로 증가하였으며 저장 10일째에도 방사선 조사 직후 보다 높은 함량을 나타내었다.

    4. 닭갈비 부재료 및 첨가물의 방사선 감수성 증진효과 확인

    닭갈비 제조시 사용된 마늘, 양파 및 고춧가루를 각각 3가지 다른 추출 방법으로 만든

    후 멸균된 닭 가슴육에 첨가하여 E. coli와 L. monocytogenes에 대한 방사선 감수성을 측

    정한 결과 1% 첨가시 E. coli에 대한 방사선 감수성이 1.006~1.736으로 증가하였다. 특히

    마늘 수용성 추출물은 RRS가 1.737로 가장 높았으며 다음으로 동결건조된 고추와 마늘이

    각각 RRS가 1.420 및 1.404로 높게 나타났다. 첨가물의 농도를 5%로 증가한 경우 마늘 에

    탄올 추출물에서 RRS 2.219로 가장 높은 값을 나타내었다. 반면 L. monocytogenes에 대

    한 방사선 감수성은 E. coli에서 보다 대부분 낮게 나타났다. 첨가물의 농도가 1%인 경우

    마늘 수용성 추출물의 RRS는 1.224로 가장 높게 나타났으며, 5%로 농도를 증가한 경우

    양파 에탄올 추출물이 RRS 1.144로 유의적으로 높게 나타났다.

    따라서 천연부재료를 이용하여 닭갈비 내 병원균의 방사선감수성을 높이면 요구 조사

    선량을 낮추어 이취 발생을 낮출 수 있을 것으로 판단된다.

    V. 연구결과의 활용계획 및 건의사항

    ○ 우주생활지원시스템 핵심기술로서 고품질 우주식품 제조기술 확보를 위한 기초자료로

    활용

    ○ 개발 한국형 우주식품의 관능적 품질 향상 및 실용화

    ○ 연구결과를 바탕으로 관련 연․산․학 협력연구 추진

    ○ 식품 방사선 조사기술에 대한 국민적 이해 증진을 위한 교육/홍보 등의 자료로 활용

  • - IV -

    SUMMARY

    Ⅰ. Title of Project

    Identification of flavor compounds and enhancement of flavor characteristics in

    space foods

    Ⅱ. Objectives and Necessity of Research

    In March, 2005, Korean government declared "Space Korea" and the first astronaut

    project in Korea was successfully finished in 2008. Therefore, there is a need to

    develop a Korean-style space foods when Korean astronauts are conducting their

    missions in space in the future and the research for development of space foods with

    high quality and safety has been studied.

    Presently, the research about the standard flavor compounds and their changes by

    irradiation are not well understood. It also requires the development of Koeran-style

    space foods with enhanced flavor on the basis of the sensory test evaluated in

    International Space Center by the first Korean astronaut.

    The objectives of this study were to investigate the methods for improvement of the

    radiation sensitivity against foodborne pathogens using natural materials and to reduce

    the off-odor of irradiated space foods using new packaging methods, charcoal pack.

    When the radiation sensitivity is improved by addition of natural materials and reduced

    the irradiation off-odor by charcoal pack, it is possible to develop the safer space foods

    with higher sensory quality even if the irradiation dose is reduced.

    III. Work Scopes of Research

    This research consisted of the following work scopes.

    ○ Selection of natural materials to improve radiation sensitivity of foodborne

    pathogens

    ○ Quality and flavor compounds analysis of irradiated ground beef for bulgogi

    manufacturing added with natural materials

    ○ Evaluation of volatile compounds and improvement of sensory characteristic by

    natural materials and charcoal packaging in ground beef for manufacturing bulgogi.

    ○ Investigation of the changes of quality and flavor compounds of irradiated dakgalbi

  • - V -

    (hot spicy seasoned chicken breast)

    ○ Effects of natural materials added into dakglabi on radiation sensitivity of foodborne

    pathogens

    IV. Results of Research

    1. Selection and relative radiation sensitivity of foodborne pathogens by natural

    materials in ground beef for manufacturing bulgogi.

    When relative radiation sensitivity (RRS) of foodborne pathogens in ground beef for

    manufacturing bulgogi, including Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Listeria

    monocytoges, and Staphylococcus aureus, was measured after addition of various

    natural materials such as garlic, onion, black pepper, hot pepper, ginger, green onion,

    carrot, and red wine, the RRS increased significantly by increase of the concentration

    of the natural materials from 1 to 5%. RRS was high in ground beef added with garlic

    (1.460). Addition of wine into ground beef also showed an increase of RRS

    significantly (1.671 or above) for 3 pathogens except for S. typhimurium, indicating

    that the use of wine to manufacture bulgogi is helpful to improve radiation sensitivity

    against pathogens. When the concentration of additives were increased up to 30%, RRS

    of the sample added with garlic, ginger, and carrot were 3.341, 2.054, and 1.795 against

    E. coli, respectively. For RRS against S. aureus, only hot pepper addition showed high

    RRS, 1.983.

    2. Evaluation of volatile compounds and improvement of sensory characteristic by the

    combination of natural materials and charcoal pack in ground beef for manufacturing

    bulgogi.

    A combination of natural material addition and charcoal packaging were applied for

    ground beef for manufacturing bulgogi to improve RRS and sensory quality.

    Solid-phase microextraction (SPME) GC/MS analysis identified various volatile

    compounds such as acids, alcohols, aldehydes, esters, sulfur compounds that may be

    produced by irradiation of ground beef. In irradiated group, the amount of volatile

    compounds such as hexanal, hexane, butanol and other miscellaneous compounds were

  • - VI -

    higher than those of control group. However, these compounds were reduced or

    eliminated when a charcoal pack was applied during the irradiation process. When the

    combination of garlic addition and charcoal packaging was applied to ground beef, the

    amount of volatile compounds were reduced by 95.64 and 20.98% compared with

    control and 5 kGy-irradiated smaples, respectively. The addition of red wine also

    reduced the amount of volatile compounds by 20%. Sensory analysis confirmed that the

    combination treatment of the addition of natural materials and charcoal packaging

    improved the sensorial quality of the ground beef for manufacturing bulgogi.

    3. Investigation of the changes of quality and flavor compounds of irradiated dakgalbi

    (hot spicy seasoned chicken breast)

    The study was evaluated the effects of physicochemical quality and volatile

    compound produced from dakgalbi by gamma irradiation. Samples were irradiated at 5

    and 40 kGy, and its quality characteristics were estimated during storage at 4℃. At

    initial stage, pH was increased by gamma irradiation dose, but after 10 days no

    significant difference was found in control and irradiated samples. The 2-thiobarbituric

    acid reactive substances (TBARS) value of all the samples significantly increased

    (P

  • - VII -

    The objective of this study was to examine the effects of different forms of natural

    materials on the changes of relative radiation sensitivity (RRS) of Escherichia coli and

    Listeria monocytogenes inoculated into ground chicken breast for manufacturing

    dakgalbi. Garlic, onion, and red hot pepper were prepared as 3 different forms;

    pressurized (P), freeze dried (FD), and 70% ethanol extracted (EE). The prepared

    different forms of natural compounds were added 1 and 5% concentration (w/w) into

    radiation-sterilized ground chicken breast and inoculated with E. coli and L.

    monocytogenes (106 CFU/ml). For E. coli, the most efficient materials were garlic

    with P (RRS = 1.737) and followed by red hot pepper with P and garlic with FD

    (RRS = 1.420 and 1.404, respectivey) at 1% concentration added into ground chicken

    breast. When 5% was added, RRS was the highest in garlic with EE as RRS = 2.219.

    For L. monocytogenes, RRS was relatively lower than E. coli in general. The most

    efficient compound was garlic with P and onion with EE (RRS = 1.224 and 1.144,

    respectively) when 1% and 5% concentration was added. No increase of RRS was

    observed after increasing the concentration of addition. Results suggest that addition of

    natural compound can increase the efficiency of radiation-sterilization process. This

    indicates that the increase RRS by natural compounds can decrease required dose,

    which in turn minimize sensory deterioration of food products that is a subject of high

    dose irradiation.

    V. Plan for Use of the R&D Results

    ○ Use as basic data for the development of high quality space foods as core

    technology for space life support system.

    ○ Improvement of sensorial quality and implementation of developed Korean-style

    space foods.

    ○ Collaborative research among research institute, industry and university based on

    the results of this study.

    ○ Use as material for education and public relation to improve people's

    understanding on food irradiation technology.

  • - VIII -

    CONTENTS

    SUMMARY OF KOREAN ------------------------------------------

    SUMMARY -------------------------------------------------------

    Chapter 1. Introduction ----------------------------------------------

    Chapter 2. Subject --------------------------------------------------

    Section 1. Research background -----------------------------------

    Section 2. Material and methods -----------------------------------

    Section 3. Results and discussion ----------------------------------

    Chapter 3. Conclusion and requirement ---------------------------------

    Chapter 4. References -----------------------------------------------

    Bibliographic information sheet (Korean) --------------------------------

    Bibliographic information sheet (English) --------------------------------

    2

    5

    15

    16

    16

    17

    23

    72

    74

    78

    79

  • - IX -

    목 차

    국문요약 ----------------------------------------------------------

    영문요약 ----------------------------------------------------------

    제1장 서론 --------------------------------------------------------

    제2장 본론 --------------------------------------------------------

    1. 연구배경 ----------------------------------------------------

    2. 재료 및 방법 ------------------------------------------------

    3. 결과 및 고찰 ------------------------------------------------

    제3장 결론 및 건의사항 ----------------------------------------------

    제4장 참고문헌 -----------------------------------------------------

    국문서지사항 -------------------------------------------------------

    영문서지사항 -------------------------------------------------------

    2

    5

    15

    16

    16

    17

    23

    72

    74

    78

    79

  • - X -

    List of Tables

    Table 1. Relative radiation sensitivity of Salmonella typhimurium (KCTC 1925) in

    ground beef added with different natural materials ··········································· 25

    Table 2. Relative radiation sensitivity of Escherichia coli (KCTC 41682) in ground beef

    added with different natural materials ···································································· 26

    Table 3. Relative radiation sensitivity of Listeria monocytogenes (KCTC 3569) in

    ground beef added with different natural materials ··········································· 27

    Table 4. Relative radiation sensitivity of Staphylococcus aureus (KCTC 11764) in

    ground beef added with different natural materials ··········································· 28

    Table 5. Relative radiation sensitivity of E. coli (KCTC 41682) in ground beef added

    with different natural materials ················································································ 29

    Table 6. Relative radiation sensitivity of Listeria monocytogenes (KCTC 3569) in

    ground beef added with different natural materials ··········································· 30

    Table 7. Relative radiation sensitivity of Staphylococcus aureus (KCTC 11764) in

    ground beef added with different natural materials ··········································· 31

    Table 8. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in polyethylene bag at 0 day ···························· 35

    Table 9. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in polyethylene bag for 3 days at 4 ℃ ········· 36

    Table 10. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in polyethylene bag for 7 days at 4 ℃ ··········· 37

  • - XI -

    Table 11. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag at 0 day

    ··········································································································································· 38

    Table 12. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 3

    days at 4 ℃ ··················································································································· 39

    Table 13. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 7

    days at 4 ℃ ··················································································································· 40

    Table 14. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine and a charcoal pack during storage in polyethylene bag at 0 day

    ········································································································································· 41

    Table 15. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 3 days

    at 4 ℃ ····························································································································· 42

    Table 16. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 7 days

    at 4 ℃ ····························································································································· 43

    Table 17. Total volatile compounds (area count x 104) of garlic (5%) with a charcoal

    pack during storage in polyethylene bag at 0 day ············································· 44

    Table 18. Total volatile compounds (area count x 104) of garlic (5%) with a charcoal

    pack during storage in polyethylene bag for 3 days at 4 ℃ ·························· 45

    Table 19. Total volatile compounds (area count x 104) of garlic (5%) with a charcoal

    pack during storage in polyethylene bag for 7 days at 4 ℃ ·························· 46

  • - XII -

    Table 20. Total volatile compounds (area count x 104) of red wine with a charcoal

    pack during storage in polyethylene bag at 0 day ··········································· 47

    Table 21. Total volatile compounds (area count x 104) of red wine with a charcoal

    pack during storage in polyethylene bag for 3 days at 4 ℃ ·························· 48

    Table 22. Total volatile compounds (area count x 104) of red wine with a charcoal

    pack during storage in polyethylene bag for 7 days at 4 ℃ ·························· 49

    Table 23. Total volatile compounds (total area count) of ground beef and different

    natural materials with a charcoal pack during storage in polyethylene bag

    for 7 days at 4 ℃ ········································································································ 50

    Table 24. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in glass bottle for 7 days at 4 ℃ ····················· 51

    Table 25. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in glass bottle for 7 days at

    4 ℃ ·····································································································································52

    Table 26. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine with a charcoal pack during storage in glass bottle for 7 days at 4

    ℃ ·········································································································································53

    Table 27. Major volatile compounds (total area count x 104) of garlic (5%) with a

    charcoal pack during storage in glass bottle for 7 days at 4 ℃ ····················· 54

    Table 28. Major volatile compounds (total area count x 104) of red wine with a

    charcoal pack during storage in glass bottle for 7 days at 4 ℃ ··················· 55

    Table 29. Total volatile compounds (area count) of ground beef and different natural

    materials with a charcoal pack during storage in glass bottle for 7 days at

    4 ℃ ··································································································································· 56

  • - XIII -

    Table 30. Sensory evaluation of ground beef and different natural materials with a

    charcoal pack in glass bottle ····················································································· 56

    Table 31. The formula for the preparation of dakgalbi ························································ 20

    Table 32. Effect of irradiation on pH of dakgalbi during storage at 4℃ ························ 58

    Table 33. Effect of irradiation on lipid oxidation (mg/kg) of dakgalbi during storage at

    4℃ ······································································································································· 59

    Table 34. Effect of irradiation on volatile basic nitrogen (mg%) of dakgalbi during

    storage at 4℃ ·················································································································· 60

    Table 35. Effect of irradiation on the growth of total aerobic bacteria (log CFU/g) of

    dakgalbi during storage at 4℃ ··················································································· 61

    Table 36. Sensory scores of irradiated dakgalbi during storage at 4℃ ··························· 63

    Table 37. Major volatile compounds (area count x 104) of irradiated dakgalbi during

    storage at 4℃ ·················································································································· 65

    Table 38. Relative radiation sensitivity of E. coli KCTC 41682 in the chicken breast

    added with different natural materials ····································································· 68

    Table 39. Relative radiation sensitivity of Listeria monocytogenes KCTC 3569 in the

    chicken breast added with different natural materials ········································· 69

    Table 40. Major volatile compounds (area count x 104) of irradiated bulgogi during

    storage at 4℃ ·················································································································· 71

  • - 1 -

    제 1 장 서론

    2005년 3월 정부는 “Space Korea”를 선포하였으며, 2008년 한국 최초 우주인을 우주

    정거장에 체류시키기 위한 우주인 양성사업을 수행하였음. 이에 따라 우리나라 우주인들의

    임무수행 및 생존을 위해 섭취할 한국형 우주식품의 개발 필요성이 대두되었으며, 고품질

    의 식품을 제공하기 위한 우주식품 개발연구를 진행하고 있다.

    현재까지 한국원자력연구원에서 기 개발되거나 진행 중인 우주식품 (불고기, 비빔밥,

    김치, 수정과, 생식바, 라면)의 경우 향기성분 지표물질 분석 및 감마선 조사에 의한 변화

    에 대한 연구가 미비한 상태이며, 미래 한국 우주인의 국제우주정거장 체류 시 실시된 관

    능평가 결과를 토대로 한 풍미가 개선된 한국형 우주식품 개발이 요구된다(1).

    우주식품 제조 시 각 식품의 풍미지표성분이 제시되고 이를 강화하여 풍미를 개선하

    면서 천연물을 이용하여 병원성 미생물의 방사선 감수성을 증대시키고, 또한 신포장 기법

    을 이용하여 이취를 제거한다면 안전성이 확보되면서 관능적 특성이 우수한 우주식품 개

    발이 가능하다(2, 3, 4).

    우주공간의 무중력 상태는 우주비행사로 하여금 식욕부진, 골밀도 및 근육 감소 등 생

    리적 문제를 발생시키며, 특히 식욕부진은 영양결핍의 문제를 야기시킨다. 아폴로 프로젝

    트 등 초기 우주비행사용 식품은 완전 건조되고 증기고압 멸균 처리되어 공급되었으나 관

    능적 품질이 매우 낮게 평가되어 우주비행사 스트레스의 주원인이며 또한 식욕부진을 가

    중시켜, 풍미가 고려된 고품질 식품에 대한 요구가 증가하여 최근에는 반 건조 식품이나

    완전 조리식품의 개발연구가 급증하고 있다(5).

    식품 안전성 증진을 위해 국제적으로 이용되고 있는 기술은 식품 방사선 조사기술이다.

    이 기술은 김치와 같이 가열 및 건조 처리를 할 수 없는 식품에도 이용이 가능하며 완포

    장 상태에서 살균하기 때문에 교차오염이 없고, 식품 고유의 관능적 품질변화를 최소화 하

    면서 미생물학적 안전성을 부여한다(6, 7, 8).

    그러나 고선량의 방사선을 조사해야 하는 우주식품의 경우 방사선 조사취와 같은 불쾌

    취가 생성될 수 있고 이로 인하여 관능적 품질을 저하시킬 수 있다는 단점이 있다. 따라서

    안전하고 관능적 특성이 우수한 한국형 우주식품 개발이 필요한 시점이다.

  • - 2 -

    제 2 장 본 론

    1. 연구배경

    식품의 방사선 조사기술은 지난 반세기동안 선진국 중심의 다각적인 연구에 의해 발전

    되어 왔으며 현재의 어떤 위생화 처리방법보다 효과적이고 미생물학적, 독성학적, 유전학

    적, 영양학적 안전성이 확보된 유용한 기술로 평가되고 있으며, 국제적으로 식품의 방사선

    조사에 대한 산업적 적용은 더욱 가속화될 것이다(9, 10, 11, 12). 현재 우주식품 제조 시

    일반적으로 40 ~50 kGy의 방사선을 조사하는 것은 안전성을 보장하기 위한 것으로 이는

    특히 방사선 저항성 세균 및 포자를 완전히 멸균하기 위해 사용된다(13, 14, 15, 16, 17,

    18). 그러나 이러한 고선량 조사는 육류의 경우 방사선 조사로 인해 산패취와 함께 저장

    기간 중 지방 산패가 촉진되어 품질 및 기호도가 저하되어 품질을 저하시킨다. 또한 육류

    는 감마선 조사 시 지방산화로 인해 이취가 발생하고, 기호도가 저하되는 단점이 있다(19).

    그러나 불고기 등 소스를 첨가한 제품의 경우 가열이나 감마선 조사로 인한 휘발성 성분

    의 변화는 달라질 수 있으며, 식품의 휘발성 성분은 식품의 상태, 계절적 영향, 환경, 성숙

    도 및 가공과정에 의해 달라진다. 예로써, 배추의 경우 신선하거나 건조된 배추 또는 복원

    된 배추는 ally isothiocyanate가 분리되며, 삶은 배추에서는 dimethyl disulfide, hydrogen

    sulfide가 분리되는 특성이 있다. 또한 양파의 경우 dimethyl trisulfide, isothiocyanate가

    포함되어 있다(20).

    향기성분 중 aldehydes는 sweet candy의 향을 나타내고, acids는 새콤한 향, sulfides는

    시큼한 김치, 마늘 냄새 및 양배추 삶은 향기 성분의 주된 물질이다. 김치의 휘발성 향기

    성분은 40여종이 있으며 대부분 sulfides로 구성되어 있으며, acids, alcohols, aldehydes,

    ketones, thiazoles, terpenoids, aromatic hydrocarbon, alicyclic hydrocarbone 및 nitrogen

    compounds 등으로 구성되어 있다. 반면 육류의 휘발성 성분은 acids, alcohols, aldehydes,

    aromatics compounds, esters, ethers, furans, hydrocarbons, ketons, lactones, pyrazines,

    pyridines, pyrroles, sulfides, thiazoles, thiophenes, pyroles, 및 oxazoles로 구성되어 있다

    (21, 22).

    현재까지 감마선 조사와 더불어 병용처리 방법으로 첨가물로는 vitamin C, 칼슘염, 파

    프리카 색소 첨가 등이 연구되고 있다. 포장방법으로는 열처리 방법과 질소치환 포장을 통

    해 식품의 관능학적 품질 향상을 도모한 바 있으나 특수 장비와 시설, 공정의 번거로움,

    소요 경비 및 인력 소모 등의 문제를 가지고 있다(23, 24).

    최근 좀 더 효율적인 방안으로써 활성탄, alumina, zeolites 등을 이용하여 식품의 이취

  • - 3 -

    제거에 이용되고 있으며, 방사선 조사 식육의 불쾌취 제거에도 효과적이라고 보고되고 있

    다(25).

    이외 천연물의 essential oil이나 oleoresin이 식품 유래 병원균에 대한 방사선 감수성

    (radio sensitivity)을 유의적으로 증가시켜 방사선 조사선량을 줄이면서도 효과적인 살균을

    할 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다(26). 이러한 천연 첨가물에 의해 효율적인 방사선

    살균이 이루어 질 수 있다고 판단된다.

    우주식품 제조 시 각 식품의 풍미지표성분이 제시되고 이를 강화하여 풍미를 개선하면

    서 천연물을 이용하여 병원성 미생물의 방사선 감수성을 증대시키고, 또한 신포장 기법을

    이용하여 이취를 제거한다면 안전성이 확보되면서 관능적 특성이 우수한 우주식품 개발이

    가능하다. 고품질의 우주식품 제조기술의 확보는 국가 과학기술의 위상을 제고할 뿐만 아

    니라 지상식품가공에 적용하여 식품 안전성 증진 및 방사선 조사식품 이취제거에 적용, 실

    용화될 수 있다. 또한 방사선 조사를 이용한 고품질 우주식품의 개발은 식품 방사선 조사

    기술에 대한 소비자의 이해 및 인식을 제고하여 원자력의 평화적 이용에 크게 기여할 것

    으로 판단된다.

    2. 재료 및 방법

    실험 재료

    우주 불고기

    본 연구에서 사용한 쇠고기는 대형마트 (대전)에서 1등급 등심으로 구입한 후 분쇄기

    (Diax 900, Heidolgh, Schwabach, Germany)를 이용하여 분쇄하여 모든 실험에 사용하였

    다. 첨가물은 사용되는 마늘 (풀무원), 후추 (오뚜기)는 가공제품을 구입하였으며 양파, 당

    근, 은 신선한 것을 구입하여 분쇄하여 사용하였다. Red wine (carlo rossi california red,

    USA), 숯 (신기화학, 문경)은 대형마트(대전) 국내 시판 중인 제품을 사용하였다.

    우주 닭갈비

    본 연구에서 사용한 냉장 닭가슴육(올품, 상주, 한국)은 대형마트 (대전)에서 구입한 후

    육분쇄기(Diax 900, Heidolgh, Schwabach, Germany)를 이용하여 분쇄하여 모든 실험에

    사용하였다. 닭갈비 제조의 첨가물로 사용된 마늘(Allium scorodorpasum var. viviparum

    Regel, CJ 제일제당, 부산, 한국), 고추장(청정원, 순창, 한국), 고추가루(괴산농업협동조합,

    괴산, 한국), 간장(샘표, 이천, 한국), 설탕(대한제당, 인천, 한국)은 가공제품을 구입하였으

  • - 4 -

    며 양파는 신선한 것을 구입하여 사용하였다. 방사선 감수성 측정을 위한 시료로서 마늘,

    양파 및 고춧가루는 수용성 추출액, 동결건조 및 70% EtOH 추출물의 형태로 나누어 준비

    하였다. 고춧가루를 제외한 마늘과 양파의 수용성 추출액은 구입한 시료를 세척 후 믹서기

    (SFM-353NK, SHINIL Co. Ltd., Korea)를 이용하여 파쇄한 다음 손으로 압착한 여과액을

    filter paper (Whatmann No. 2, Whatmann, Kent, England)로 여과하여 -20℃보관하여 실

    험에 사용하였다. 동결건조 시료는 압착한 여과액을 다시 동결건조기(SFDSF12, Samwon

    Co. Ltd., Pusan, Korea)를 이용하여 건조한 다음 -20℃보관하여 실험에 사용하였다. 천연

    물의 70% EtOH 추출물은 시료 500g에 3배의 70% EtOH을 첨가하여 12시간 추출한 다음

    filter paper (Whatmann No. 2, Whatmann, Kent, England)로 여과 후 추출액을 50℃에서

    진공농축기((Eyela N-1000, Japan)를 이용하여 농축하여 사용하였다.

    감마선 조사

    우주 불고기

    우육의 감마선 조사는 한국원자력연구원 정읍방사선과학연구소 (Jeongeup, Republic

    of Korea) 내 선원 11.1 PBq, 60Co 감마선 조사시설 (point source AECL, IR-79, MDS

    Nordion International Co. Ltd., Ottawa, ON, Canada)을 이용하여 실온 (14 ± 1℃)에서 시

    간당 10 kGy의 선량율로 총 흡수선량이 35 kGy가 되도록 멸균하였다. 감마선 감수성 측

    정을 위해서는 0, 1, 3, 5 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 감마선 조사를 실시하였다. 흡수선

    량 확인은 alanine dosimeter (5 mm, Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 사용

    하였다. Dosimetry 시스템은 국제원자력기구 (IAEA)의 규격에 준용하여 표준화한 후 사용

    하였으며, 총 흡수선량의 오차는 2% 이내였다.

    우주 닭갈비

    제조된 닭갈비의 이화학적 및 품질학적 평가를 위한 감마선 조사는 한국원자력연구원

    정읍 방사선과학연구소 (Jeongeup, Republic of Korea) 내 선원 11.1 PBq, 60Co 감마선 조

    사시설 (point source AECL, IR-79, MDS Nordion International Co. Ltd., Ottawa, ON,

    Canada)을 이용하여 실온 (14 ± 1℃)에서 시간당 1 kGy의 선량율로 총 흡수선량이 5와

    40 kGy가 되도록 실시하였다. 또한 감마선 감수성 측정실험에 사용할 닭 가슴살을 멸균하

    기 위하여 총 흡수선량이 35 kGy가 되도록 멸균하였다. 감마선 감수성 측정을 위해서는

    0, 1, 2, 3, 4, 5 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 감마선 조사를 실시하였다. 흡수선량 확인은

  • - 5 -

    alanine dosimeter (5 mm, Bruker Instruments, Rheinstetten, Germany)를 사용하였다.

    Dosimetry 시스템은 국제원자력기구 (IAEA)의 규격에 준용하여 표준화한 후 사용하였으

    며, 총 흡수선량의 오차는 2% 이내였다.

    시료 제조

    우주 불고기

    방사선 감수성 측정을 위한 시료 준비는 분쇄한 우육을 50 g씩 분할 한 다음 마늘 등

    의 천연물을 각각 1, 5% (W/W)씩 첨가하였다. 우육 시료와 천연물이 잘 혼합될 수 있도

    록 5분간 교반하였으며, 적색 와인은 우육 무게의 1배, 2배, 4배, 6배를 첨가하여 우육이

    잠기도록 침지하였다. 혼합된 시료는 4 ℃에서 12시간 보관한 후 감마선 감수성 평가를 위

    해 감마선을 조사하였다.

    휘발성 향기성분 측정을 위한 시료는 우육에 마늘은 5% (W/W)로 첨가하여 잘 혼합

    되도록 교반하였으며, 적색 와인은 우육 중량의 1배를 첨가하여 침지시켰다. 각각의 첨가

    물이 혼합된 시료는 4 ℃에서 12시간 보관한 다음 포장용기는 polyethylene bag (width 10

    × length 15 cm)과 유리병 (width 4 × height 13.5 cm)에 각각 10 g씩 취한 다음 filter

    bag (width 10 × length 15 cm)에 2 g씩 포장된 숯을 첨가하여 함께 진공포장 후 감마선

    조사를 실시하였다. 분석기간 중 저장조건은 4℃ 조건에서 동일하게 실시하였으며

    polyethylene bag에 포장한 시료는 저장시 초기의 진공포장 상태를 유지한 처리군과 포장

    재 입구를 개봉하여 내․외부 공기 이동이 가능한 조건으로 나누어 저장기간 0, 3, 7일차

    에 향기성분 측정에 사용하였다. 유리병에 포장한 시료는 초기 밀봉한 상태로 보관하면서

    각각 저장 0일과 7일차에 향기성분을 측정하였으며 모든 시료는 4℃에 보관하면서 실험을

    실시하였다.

    우주 닭갈비

    닭갈비 제조는 일반적인 제조방법을 기초로 하여 Table 31과 같이 원료 및 부재료를

    준비한 후 혼합하여 사용하였다. 혼합육은 4℃에서 24시간 숙성시킨 다음 예열된 조리기구

    에서 중심온도가 75℃가 될 때까지 중불에서 20분간 가열한 다음 실온에서 방냉하여

    polyethylene vinyl 포장지를 사용하여 진공포장 후 감마선 조사를 실시하여 이화학적 및

  • - 6 -

    품질학적 실험에 사용하였다. 분석기간 중 저장조건은 4℃ 조건에서 동일하게 실시하였으

    며 모든 분석시료는 각각 저장 0일과 10일차에 실험을 실시하였다.

    Table 31. The formula for the preparation of dakgalbi

    Materials Contents (g)

    Chicken breast 1,000

    Gochujang 75

    Red pepper powder 75

    Soy sauce 100

    Sugar 75

    Garlic 50

    Onion 750

    Black pepper 2.5

    미생물학적 품질분석

    감마선 조사 후 우주 불고기와 우주 닭갈비의 미생물 검사는 시료 10 g에 멸균된 식

    염수(0.85%, NaCl) 90 mL를 첨가하여 Bag mixerⓇ(Model 400, Interscience, France)를 사

    용하여 120초 동안 혼합한 후 10진 희석법으로 희석한 후 total plate count agar (TPC,

    Difco Laboratories, Sparks, MD, USA)를 사용하여 증식하였다. 미생물 측정은 표준한천

    배양방법으로 형성된 colony 수를 계수하여 1 g당 colony forming unit (CFU/g)으로 나타

    내었다.

    균주 접종

    우주 불고기 및 우주 닭갈비의 방사선 감수성 측정을 위해 사용된 병원성미생물 표준

    균주는 Salmonella typhimurium (KCTC 1925), Escherichia coli (KCTC 41682), Listeria

    monocytogenes (KCTC 3569) 및 Staphylococcus aureus (KCTC 11764)였으며, 각 표준균

  • - 7 -

    주는 구입 후 37oC 조건의 tryptic soy broth (Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)에서

    stationary phase까지 진탕배양 (200 rpm)한 다음 원심분리기 (Vs-5500, Vision Scientific,

    Co., Seoul, Korea)에서 3회 원심분리 (3,000 rpm for 10 min at 4 oC)하여 이를 접종균으

    로 준비한다. 각 시험균주의 접종농도는 107 CFU/g이 되도록하여 접종균주로 사용하였다.

    방사선 감수성 측정

    우주 불고기 및 우주 닭갈비의 방사선 감수성 측정을 위해 감사선 처리 직후의 병원성

    미생물 생균수를 측정하여 접종 균주의 감수성을 측정한다. 병원성미생물 균주는 pour

    plating에 의한 plate count 방법으로 실험한다. 모든 균주는 37℃에서 2일간 배양하여 생

    성된 colony의 수를 계수하며, 미생물의 개체수를 1/10로 줄이는데 필요한 처리 수준인

    D10 값은 아래의 log 생균수값의 회귀식에 의하여 산출한다.

    D10=Does

    (log N0-log N)

    (N0: 미생물의 초기 균수, N: 방사선 조사 후 생존한 미생물 균수)

    또한 상대적 방사선 감수성(Relative radiation sensitivity, RRS)은 대조군에 대한 첨가

    물 처리군의 D10값의 비율로 나타내었다.

    휘발성 향기성분의 분석

    우주 불고기 및 우주 닭갈비의 향기성분은 GC-MSD를 이용하여 분석하였다. 분석기

    기는 Agilent 사의 GC (Agilent GC 6890, Palo Alto, CA)에 연결된 MSD (Agilent MSD

    5975B)를 사용하였다.

    분석 컬럼으로 HP-5MS capillary (30 m × 0.25 mm × 0.25 μm, Hewlett-Packard,

    Wilmington, Delaware)를 사용하였고, 컬럼 온도는 40℃에서 5분간 유지하고 이어서 60℃

    까지 분당 5℃ 승온한 후 5분간 유지하였으며, 주입구의 온도는 150℃로 유지하였다. 운반

    기체는 헬륨가스 (0.5 mL/min)를 사용하였고 시료의 주입량은 1 mL이었으며 split mode

    (split ratio = 20 : 1)로 분석하였다.

    지방산패도 및 pH

  • - 8 -

    우주 닭갈비의 저장 중 지방 산패도의 측정은 2-thiobarbituric acid reactive

    substances (TBARS) 값으로 측정하였다. 시료 5 g을 증류수 15 mL에 넣은 후 butylated

    hydroxvanisol (BHA, 7.2%) 50 μL을 첨가하여 균질기를 사용하여 균질(1,130×g, 1분)시킨

    후 균질액 1 mL을 시험관에 넣고 TBA/TCA용액(20 mM 2-thiobarbituric acid in 15%

    tricholroacetic acid) 2 mL을 혼합 하였다. 혼합액을 15분 동안 90℃에서 가열한 후 10분간

    냉각하여 2,090×g로 15분간 원심분리한 후 상등액을 취하여 분광광도계(DU®530, Beckman

    Instruments Inc., Fullerton, CA, USA)로 532 nm에서 흡광도를 측정하였다. 지방 산패도

    는 mg malondialdehyde/kg sample로 표시하였다.

    pH의 측정은 시료 1 g을 증류수 9 mL에 넣어 균질 시킨 후 균질액을 여과지

    (Whatman NO.4)로 여과하여 각 시료의 여과액을 실온에서 pH meter (750P, Istec Co.,

    Seoul, Korea)로 측정하였다.

    휘발성 염기태질소 (VBN)

    우주 닭갈비의 VBN 함량은 Conway 방법 (1950)에 따라 시료 10 g에 증류수 30 mL

    를 가하여 homogenizer (NS-50. Japan)로 14,000 rpm으로 5분간 균질한 다음 여과지

    (Whatman No.1)로 여과하여 전체 부피를 100 mL로 조정하였다. 상기 여과액 중 5 mL를

    conway unit 외실에 넣고, 내실에는 0.01 N 붕산용액 5 mL와 각각 에탄올을 이용하여 1:1

    의 비율로 제조한 conway시약 (0.066% methylred + 0.066% bromcresol green)을 약 2-3

    방울 가한 후 50% K2CO3액 5 mL을 재빨리 외실에 주입하여 바로 밀폐시킨 다음 37℃에

    서 120분간 방치한 후 0.02 N H2SO4 용액으로 내실의 붕산용액을 적정하여 측정하였다.

    관능평가

    감마선 조사된 불고기와 닭갈비의 관능적 특성의 변화를 소비자 기호도를 기준으로 조

    사하였으며 식품가공, 분석 및 관능검사에 경험이 있는 관능검사요원 8명을 선발하여 실시

    하였다. 평가항목인 향,은 9점 척도법을 사용하여 1점이 매우 좋지 않음, 9점이 매우 좋음

    으로 하였으며, 이취의 경우 1점이 이취가 없음, 9점이 매우 심함으로 검사하였다.

    통계분석

    모든 실험은 3회 반복 실시하였으며, 얻어진 결과들은 SAS software(1995)에서 프로그램된

  • - 9 -

    general linear model procedure을 수행하고 분산분석 후 유의적인 차이가 보일 때 평균값 간

    차이를 Duncan의 다중검정법을 사용하여 평가하였다(p

  • - 10 -

    병원성 미생물의 방사선 감수성을 증진시키고자 첨가물의 농도를 30%까지 증가시킨

    경우 E. coli 균주의 경우 마늘, 생강 및 당근 첨가시 RRS가 각각 3.431, 2.054 및 1.795로

    높게 나타났으며 S. aureus 균주는 고추 첨가시에만 1.983으로 높게 나타났다. 다양한 종

    류에 따른 첨가물에 따라 병원성 미생물의 방사선 감수성 증진에 미치는 영향이 각각 다

    르게 나타났으며, 이러한 첨가물들은 대부분 phenol화합물들을 다량 함유되어 있으며 이러

    한 화합물들이 미생물 세포벽을 파괴하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본

    연구결과는 Turgis 등(16, 17)의 연구결과에서 양파, 당근, 마늘 및 생강 등의 essential oil

    추출물의 방사선 감수성이 1.29 ~ 1.72 인 것을 고려할 때 저 농도의 천연물 첨가에 의해

    방사선 감수성 증진효과를 나타내었다. 또한 이러한 천연물이 국내 전통 식품에 사용되는

    소재이며 방사선 감수성 증진효과로 인해 병원성 미생물의 외부 스트레스에 대한 감수성

    이 높아지면 같은 처리수준에서 안전성을 확보되고, 또한 낮은 수준의 처리에서 동일한 살

    균효과를 나타내어 경제적이며 효율적인 것으로 판단된다.

  • - 11 -

    Table 1. Relative radiation sensitivity of Salmonella typhimurium (KCTC 1925) in

    ground beef added with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 0.718 1.000

    Garlic

    1 1.021 0.703

    3 0.896 0.802

    5 0.729 0.985

    Onion

    1 1.799 0.399

    3 1.420 0.505

    5 0.842 0.853

    Black pepper

    1 0.898 0.799

    3 1.145 0.627

    5 1.261 0.569

    Hot pepper

    1 1.036 0.693

    3 1.773 0.405

    5 1.179 0.609

    Ginger

    1 0.878 0.818

    3 0.812 0.885

    5 0.997 0.720

    Green onion

    1 1.833 0.392

    3 1.142 0.629

    5 1.663 0.432

    Carrot

    1 1.566 0.459

    3 2.100 0.342

    5 1.609 0.446

    Red wine22)

    1.386 0.518

    4 0.782 0.918

    6 0.950 0.756

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 natural materials.

    2)Weight of red wine used for 2, 4, and 6 times of meat weight.

  • - 12 -

    Table 2. Relative radiation sensitivity of E. coli (KCTC 41682) in ground beef added

    with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 1.389 1.000

    Garlic

    1 1.869 0.748

    3 1.381 1.012

    5 0.957 1.460

    Onion

    1 1.816 0.770

    3 1.753 0.798

    5 1.439 0.972

    Black pepper

    1 1.580 0.885

    3 1.552 0.901

    5 1.693 0.826

    Hot pepper

    1 1.580 0.885

    3 1.552 0.901

    5 1.693 0.826

    Ginger

    1 1.901 0.735

    3 1.419 0.985

    5 1.585 0.880

    Green onion

    1 3.463 0.401

    3 3.064 0.456

    5 1.950 0.717

    Carrot

    1 1.540 0.908

    3 1.290 1.083

    5 1.288 1.086

    Red wine22) 0.506 2.764

    4 0.497 2.811

    6 0.488 2.864

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 natural materials.

    2)Weight of red wine used for 2, 4, and 6 times of meat weight.

  • - 13 -

    Table 3. Relative radiation sensitivity of Listeria monocytogenes (KCTC 3569) in

    ground beef added with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 0.768 1.000

    Garlic

    1 1.202 0.639

    3 0.662 1.161

    5 0.688 1.116

    Onion

    1 0.830 0.925

    3 0.891 0.862

    5 0.738 1.041

    Black pepper

    1 0.708 1.084

    3 0.698 1.100

    5 0.698 1.100

    Hot pepper

    1 0.852 0.902

    3 0.724 1.061

    5 0.839 0.915

    Ginger

    1 0.716 1.073

    3 0.703 1.092

    5 0.659 1.166

    Green onion

    1 0.805 0.954

    3 0.783 0.981

    5 0.741 1.037

    Carrot

    1 0.778 0.987

    3 0.684 1.123

    5 0.994 0.772

    Red wine22) 0.460 1.671

    4 -3) -

    6 - -

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 natural materials.

    2)Weight of red wine used for 2, 4, and 6 times of meat weight.

    3)D10 value cannot be calculated because no viable cells was detected.

  • - 14 -

    Table 4. Relative radiation sensitivity of Staphylococcus aureus (KCTC 11764) in

    ground beef added with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 0.692 1.000

    Garlic

    1 0.700 0.989

    3 0.673 1.029

    5 0.688 1.006

    Onion

    1 1.041 0.665

    3 1.227 0.564

    5 0.641 1.126

    Black pepper

    1 0.703 0.984

    3 0.805 0.859

    5 0.824 0.840

    Hot pepper

    1 0.719 0.962

    3 0.766 0.904

    5 0.626 1.105

    Ginger

    1 1.387 0.499

    3 0.952 0.727

    5 0.754 0.918

    Green onion

    1 1.324 0.523

    3 0.859 0.806

    5 0.751 0.922

    Carrot

    1 0.961 0.720

    3 0.703 0.984

    5 0.676 1.023

    Red wine22)

    0.396 1.746

    4 -3) -

    6 - -

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 natural materials.

    2)Weight of red wine used for 2, 4, and 6 times of meat weight.

    3)D10 value cannot be calculated because no viable cells was detected.

  • - 15 -

    Table 5. Relative radiation sensitivity of E. coli (KCTC 41682) in ground beef added

    with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 1.389 1.000

    Garlic

    5 0.279 2.569

    10 0.246 2.922

    20 0.234 3.069

    30 0.209 3.431

    Onion

    5 0.473 1.519

    10 0.822 0.873

    20 0.389 1.845

    30 0.447 1.605

    Black pepper

    5 0.443 1.620

    10 0.361 1.989

    20 0.364 1.971

    30 0.222 3.240

    Hot pepper

    5 0.540 1.331

    10 0.478 1.501

    20 0.505 1.422

    30 0.468 1.535

    Ginger

    5 1.189 0.604

    10 0.485 1.479

    20 0.301 2.385

    30 0.350 2.054

    Carrot

    5 0.591 1.214

    10 0.519 1.383

    20 0.388 1.852

    30 0.400 1.795

    Red wine

    (Caliterra)

    12) 0.417 1.722

    2 0.444 1.618

    3 0.504 1.426

    4 0.384 1.863

    5 0.426 1.684

    6 0.441 1.628

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 antimicrobial compound.

    2)Weight of red wine used for 1 ~ 6 times of meat weight.

  • - 16 -

    Table 6. Relative radiation sensitivity of Listeria monocytogenes (KCTC 3569) in

    ground beef added with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 0.887 1.000

    Garlic

    5 0.875 1.014

    10 0.934 0.950

    20 1.052 0.884

    Onion

    5 1.146 0.774

    10 0.852 1.041

    20 1.015 0.874

    Black pepper

    5 0.989 0.897

    10 0.834 1.063

    20 0.825 1.075

    Hot pepper

    5 0.932 0.952

    10 0.964 0.920

    20 0.983 0.903

    Ginger

    5 0.919 0.965

    10 0.876 1.013

    20 1.170 0.758

    Carrot

    5 0.790 1.122

    10 0.812 1.092

    20 0.976 0.909

    Red wine

    (Carlo Rossi)

    12) 1.447 0.613

    3 1.177 0.754

    5 2.691 0.330

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 antimicrobial compound.

    2)Weight of red wine used for 1, 3, and 5 times of meat weight.

  • - 17 -

    Table 7. Relative radiation sensitivity of Staphylococcus aureus (KCTC 11764) in

    ground beef added with different natural materials

    Treatment Concentration (%) D10 (kGy) Relative radiation sensitivity1)

    Control 1.072 1.000

    Garlic

    5 2.090 0.513

    10 1.646 0.651

    20 0.686 1.564

    Onion

    5 0.991 1.082

    10 0.938 1.142

    20 1.330 0.806

    Black pepper

    5 1.462 0.733

    10 1.507 0.711

    20 0.994 1.079

    Hot pepper

    5 0.981 1.093

    10 0.820 1.370

    20 0.541 1.983

    Ginger

    5 1.287 0.833

    10 1.432 0.748

    20 1.239 0.866

    Carrot

    5 1.215 0.882

    10 0.839 1.278

    20 1.324 0.810

    Red wine12) 1.024 1.047

    3 -3)

    -

    5 - -

    1)Relative radiation sensitivity = D10 control/D10 antimicrobial compound.

    2)Weight of red wine used for 2, 4, and 6 times of meat weight.

    3)D10 value cannot be calculated because no viable cells was detected.

  • - 18 -

    3.1.2. 방사선 감수성 증진인자 첨가에 의한 우주불고기 풍미성분 변화확인 및 숯 포장

    기법을 이용한 풍미개선

    1) 휘발성 향기성분 측정

    본 연구는 선행 연구결과에서 육제품에 기인한 다양한 종류의 병원성 미생물을 효과적

    으로 제거하고 방사선 감수성 증진에 기여하는 마늘과 적색 와인을 우육에 첨가하고 새로

    운 포장기법을 적용하여 방사선 조사시 발생하는 휘발성 향기성분의 변화는 포장재 종류

    를 달리하여 Table 8 ~ 29에 나타내었다. 전반적으로 검출된 휘발성 향기성분으로는 acid

    류, alcohol류, aldehyde류, ester류 및 sulfur compound류 등이 확인되었다.

    포장재별 휘발성 향기성분의 변화를 살펴보면, polyethylene bag 포장재를 이용하여

    휘발성 향기 성분의 변화를 Tabel 8 ~ 23에 나타내었다. 대조군의 경우 저장 초기에는

    함기 포장조건 보다 진공 포장조건에서 총 휘발성 향기성분의 많이 검출되었으며 저장 7

    일차에 함기 포장조건의 총 휘발성 향기성분이 증가됨을 나타내었다. 숯 첨가에 의한 불쾌

    치 저감화는 나타나지 않았다 (Table 8). 반면 숯을 첨가하여 호기적 조건에서 저장한 경

    우에서만 저장 기간이 경과할수록 총 휘발성 향기성분이 감소하는 경향을 나타내었다

    (Table 23). 우육에 5 kGy 선량으로 감마선 조사시 hexane, octane, 및 hexanal의 함량이

    증가하나 진공의 저장조건으로 숯을 첨가한 경우 감소하는 경향을 나타내었으나 유의적인

    차이는 나타나지 않았다. 마늘과 숯 포장방법을 병용처리한 경우 우육의 5 kGy 방사선 조

    사시 발생되는 불쾌취를 나타내는 hexane, hexanal 등의 함량을 증가되었으며, 총 휘발성

    성분 함량 역시 5 kGy 조사군에서 높게 나타났으며 저장 7일차 함기포장한 시료군에서는

    숯 첨가에 의해 hexanal 함량이 유의적으로 감소하였다. 특히 진공상태로 저장한 경우 숯

    첨가에 의해 hexane의 함량이 숯이 첨가되지 않은 시험구보다 유의적으로 낮게 나타났다

    (Table 11). 전반적인 경향을 살펴보면 우육에 마늘을 첨가한 시료를 숯을 첨가하고 진공

    상태로 저장한 시료군에서 저장지간에 따라 총 휘발성 향기 성분이 감소하였다.

    적색 와인과 숯 포장을 병용처리하여 실시한 결과를 Table 14 ~ 16에 나타내었으며

    저장방법의 차이에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았으며 진공상태로 저장된 시료군에

    서 총 휘발성 향기성분이 감소되는 경향을 나타내었다. 적색 와인첨가로 인해 alcohols 화

    합물이 다량 검출되었으며 방사선 조사로 숯 첨가로 인해 감소되는 경향을 나타내었으나

    유의적인 차이는 나타나지 않았다. 부재료로 사용된 마늘과 적색 와인을 단독으로 시료처

    리군과 동일하게 처리하여 저장기간에 따른 향기성분의 변화를 각각 Table 17 ~ 22에 나

    타내었다. 마늘의 경우 고유의 diallyl disulfides 화합물이 다량 검출되었으며 방사선 조사

    와 숯 첨가에 따른 유의적인 차이는 나타내지 않았으며 저장기간 동안 총 휘발성 향기성

    분이 감소하는 경향을 나타내었다. 적색 와인은 특히 alcohols, acids 화합물이 다량 검출

  • - 19 -

    되었으며 actic acid화합물은 숯 첨가시 비첨가군 보다 유의적으로 함량이 감소하였다. 방

    사선 조사선량과 상관없이 숯 첨가에 의해 휘발성 향기성분이 감소하는 경향을 나타내었

    다. Table 23에서 보는바와 같이 각각의 부재료를 우육에 첨가하여 숯 첨가와 방사선 조

    사 처리를 병용한 경우 부재료로 마늘을 첨가한 경우 5 kGy 조사시 총 휘발성 향기 성분

    함량이 증가하였고 대부분 숯 첨가에 의해 총 휘발성 향기성분이 감소하는 경향을 나타내

    었다.

    우육에 첨가물과 숯을 병용처리한 유리병을 이용하여 저장한 경우 저장기간에 따른 향

    기성분의 변화를 Tables 25~29에 나타내었다. 대조군을 살펴보면 5 kGy 조사시 hexane,

    3-methyl-butanal, 2-methyl-butanal, hexanal, heptanal 등의 화합물등이 증가하였으나 저

    장기간 동안 감소되었다(Table 24). 특히 이들 화합물은 저장기간 동안 감소하는 경향을

    나타내었으나 숯을 첨가하지 않은 실험군에서 보다 숯을 첨가한 실험군에서 hexane,

    3-methyl-butanal, 2-methyl-butanal, hexanal, heptanal 화합물 함량이 초기보다 7일차에

    각각 96.73, 100, 100, 56.19, 41.23% 감소하였다. 마늘과 숯 포장을 병용처리한 경우 마늘

    에 의한 영향으로 sulfide group 화합물들이 다량 검출되었다. 그러나 이러한 화합물은 5

    kGy 조사시 거의 제거되는 것으로 나타났으며, 숯 첨가시 완전히 제거되었다. 이러한 병

    용처리는 총 휘발성 향기성분의 구성에도 영향을 나타내어 병용처리시 조사선량이 각각 0,

    5 kGy 일 때 총 휘발성 향기성분이 95.65, 20. 98% 제거되었다(Table 25). 특히

    3,3'-thiobis-1-propene 성분은 5 kGy 조사시 다량 생성되었으며 저장기간 동안 감소되는

    경향을 나타내었으나 숯 첨가시 저장 7일 후 100% 제거되었다. 적색 와인과 숯 포장을 병

    용처리한 경우 와인 첨가로 인해 alcohols, acids류의 휘발성 성분들이 특히적으로 검출되

    었다. 감마선 조사시 우육의 hexanal 성분이 생성되나 숯이 첨가되지 않은 실험군에서는

    저장기간 동안 증가하여 유의적인 차이를 나타낸 반면, 숯을 첨가한 경우 저장 7일차에도

    시험구간의 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 또한 적색 와인과 숯을 병용처리 한 경우

    acetic aicd, 2-methyl-1-butanol 성분이 유의적으로 감소되었다 (Table 26).

    본 실험에 사용된 각각의 부재료만을 사용하여 숯과 방사선 조사를 병용처리하여 저장

    기간 동안의 총 휘발성 향기성분의 변화를 Table 27과 28 에 나타내었다. 마늘은 황함유

    화합물이 다량 함유되어 있었으며 총 휘발성 향기성분은 저장기간이 경과할수록, 숯을 첨

    가한 경우 감소하는 경향을 나타내었다. 적색 와인 역시 검출된 다량의 화합물은 저장 7일

    후 감소하였으며 숯 첨가시 비 첨가구에 비해 유의적인 차이를 나타내며 감소하여 두 종

    류의 부재료 모두 5 kGy 조사시 총 휘발성 향기 성분 함량이 증가하는 경향을 나타내었

    고 대부분 숯 첨가에 의해 총 휘발성 향기성분이 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 우

    육에 마늘, 적색 와인 및 숯 포장을 병용 처리시 총 휘발성 성분의 감소와 우육의 산패에

    의한 불쾌치 제거에 도움이 되는 것으로 판단된다.

  • - 20 -

    2) 관능적 품질평가

    천연물과 숯 포장방법의 우육의 풍미에 미치는 영향을 Table 30에 나타내었다. 우육에

    마늘과 적색 와인을 첨가한 실험군에서 대조군에 비해 전반적으로 향의 기호도가 높게 나

    타났다. 숯 첨가시 방사선 조사구와 비조사구 모두에서 기호도가 높게 나타났다. 이는 앞

    선 총 휘발성 향기성분 결과와 비추어 볼 때 숯 포장 병용처리에 의해 방사선 조사로 발

    생하는 휘발성 물질의 제거로 최종제품의 관능적 품질향상에 기여할 것으로 판단된다.

  • - 21 -

    Table 8. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in polyethylene bag at 0 day

    RT

    (min)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.713 Pentane22.35 0.00 15.804 0.00 43.20 30.547

    1.878 Carbon disulfide 519.25 520.70 307.900 100.45a 70.85b 2.124

    2.226 Hexane 47.25 61.30 7.333 73.50 74.10 15.362

    3.400 Benzene 0.00 0.00 0.000 11.55 11.85 8.112

    6.956 Octane 0.00 0.00 0.000 24.10 20.20 5.000

    7.024 Hexanal 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    16.125 Benzaldehyde 0.00 24.55 6.824 0.00 0.00 0.000

    17.884 2,2,4,6,6-pentamethyl- heptane21.45 23.50 5.198 34.10 17.75 13.205

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 7.45 3.85 2.962 9.60 5.85 4.419

    Total 617.75 633.90 253.30 243.8

    Vacuum packaging

    1.713 Pentane50.95 58.00 2.404 102.60 104.80 1.061

    1.878 Carbon disulfide 761.15 629.50 80.013 81.6a 216.1b 4.776

    2.226 Hexane 56.70 48.55 6.056 138.65 101.55 25.563

    3.400 Benzene 0.00 0.00 0.000 4.95 0.00 3.500

    6.956 Octane 0.00 0.00 0.000 25.00 22.90 0.962

    7.024 Hexanal 0.00 0.00 0.000 67.05 70.75 10.763

    16.125 Benzaldehyde 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    17.884 2,2,4,6,6-pentamethyl- heptane 16.20 26.45 7.276 22.55 29.80 4.031

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 16.75 11.15 2.214 10.15 8.50 2.046

    Total 901.75 773.65 452.55 554.40

  • - 22 -

    Table 9. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in polyethylene bag for 3 days at 4 ℃

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.713 Pentane0.00 43.20 30.547 0.00 0.00 0.000

    1.878 Carbon disulfide 100.45a 70.85b 2.124 136.05 79.45 37.912

    2.226 Hexane 73.50 74.10 15.362 87.75 80.45 5.907

    3.400 Benzene 11.55 11.85 8.112 0.00 3.10 2.192

    6.956 Octane 24.10 20.20 5.000 25.90 22.95 1.666

    7.024 Hexanal 0.00 0.00 0.000 23.80 25.05 5.660

    16.125 Benzaldehyde 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    17.884 2,2,4,6,6-pentamethyl- heptane 34.10 17.75 13.205 7.75 7.40 7.577

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 9.60 5.85 4.419 0.00 0.00 0.000

    Total 617.75 633.90 253.30 243.80

    Vacuum packaging

    1.713 Pentane0.00 0.00 0.000 85.25 84.10 4.035

    1.878 Carbon disulfide 888.80a 424.00b 59.596 111.85 139.00 33.928

    2.226 Hexane 47.30 19.75 14.086 81.75 94.65 3.647

    3.400 Benzene 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    6.956 Octane 0.00 0.00 0.000 23.55 26.30 1.386

    7.024 Hexanal 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    16.125 Benzaldehyde 7.75 0.00 5.480 0.00 0.00 0.000

    17.884 2,2,4,6,6-pentamethyl- heptane 21.60 16.50 1.749 10.55 12.85 0.890

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 13.75a 0.00b 0.955 35.40a 12.45b 2.334

    Total 901.75 773.65 452.55 554.4

  • - 23 -

    Table 10. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef with a

    charcoal pack during storage in polyethylene bag for 7 days at 4 ℃

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.713 Pentane0.00 0.00 0.000 59.30a 0b 3.606

    1.878 Carbon disulfide 714.75 746.75 44.374 104.60 74.20 31.637

    2.226 Hexane 68.75 55.35 3.351 62.10 95.85 7.622

    3.400 Benzene 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    6.956 Octane 0.00 0.00 0.000 21.75 28.90 1.663

    7.024 Hexanal 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    16.125 Benzaldehyde 43.95 59.60 16.456 0.00 0.00 0.000

    17.884 2,2,4,6,6-pentamethyl-heptane31.65a 13.70b 2.080 24.00 32.65 1.814

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 6.90a 0.00a 0.566 3.50 4.95 4.287

    Total 866.00 875.40 275.25 236.55

    Vacuum packaging

    1.713 Pentane45.75 50.10 1.375 34.35 100.85 20.176

    1.878 Carbon disulfide 664.15 427.90

    286.942 90.50 105.40 5.886

    2.226 Hexane 43.80 53.30 4.016 24.30 28.15 1.064

    3.400 Benzene 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    6.956 Octane 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    7.024 Hexanal 0.00 0.00 0.000 26.50 38.75 2.122

    16.125 Benzaldehyde 0.00a 23.00b 1.556 0.00 0.00 0.000

    17.884 2,2,4,6,6-pentamethyl-heptane 32.00 32.70 5.064 22.25 38.55 3.377

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 13.00 12.95 1.668 9.30 12.40 1.404

    Total 798.70 599.95 207.20 324.10

  • - 24 -

    Table 11. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag at 0 day

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.878 Carbon disulfide 1088.50 1103.85 38.174 731.80 615.70 126.833

    2.198 Hexane 35.30 0.00 24.961 85.80 77.60 11.774

    2.804 3-Methylbutanal 0.00 4.40 3.111 0.00 0.00 0.000

    3.490 allyl methyl sulfide 56.65 80.00 5.077 347.80 350.40 35.091

    6.874 Octane 0.00 0.00 0.000 18.35 16.25 0.618

    6.956 Hexanal 8.00 0.00 5.657 75.85 117.35 18.807

    10.071 Diallyl sulfide 107.90 122.70 10.373 824.80b 934.40a 6.352

    11.022 1-Hexanol 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    16.068 Benzaldehyde 0.00 14.75 2.864 1.40b 19.350a 1.123

    20.650 Benzeneacetaldehyde 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    22.107 di-2-propenyl disulfide, 104.75 109.50 3.436 55.10b 74.65a 2.950

    27.652 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 13.15 3.85 3.227 9.50 8.60 1.651

    Total 1414.25 1439.05 2150.40 2214.30

    Vacuum packaging

    1.878 Carbon disulfide 1377.60 1200.45 165.345 807.80 908.65 46.726

    2.198 Hexane 38.10 0.00 26.941 125.75a 79.95b 3.473

    2.804 3-Methylbutanal 15.90a 0.00b 0.919 0.00 0.00 0.000

    3.490 allyl methyl Sulfide 103.80 42.40 79.285 396.00 373.90 8.369

    6.874 Octane 0.00 0.00 0.000 22.50 22.10 1.872

    6.956 Hexanal 15.70 0.00 3.818 7.35 26.45 4.912

    10.071 Diallyl sulfide 280.10 256.30 90.657 911.90 817.45 25.810

    11.022 1-Hexanol 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    16.068 Benzaldehyde 172.10a 0.00b 19.940 69.50 51.75 10.189

    20.650 Benzeneacetaldehyde 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    22.107 di-2-propenyl Disulfide 136.95 131.65 40.371 0.00 0.00 0.000

    27.652 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 10.05 14.10 0.973 15.55 7.45 1.662

    Total 2150.30 1644.90 2356.35 2287.70

  • - 25 -

    Table 12. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 3 days at 4 ℃

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.878 Carbon disulfide 790.65 971.80 161.265 579.30 510.45 65.078

    2.198 Hexane 258.5b 57.75a 14.953 79.05 107.95 10.603

    2.804 3-Methylbutanal 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    3.490 allyl methyl Sulfide 70.05 61.65 7.550 292.10 253.80 10.630

    6.874 Octane 0.00 0.00 0.000 16.90 19.25 2.582

    6.956 Hexanal 0.00 153.65 35.744 128.35 86.00 40.552

    10.071 Diallyl sulfide 80.45 83.55 8.260 709.20 526.50 77.172

    11.022 1-Hexanol 89.2a 22.7b 2.193 0.00 0.00 0.000

    16.068 Benzaldehyde 110.5a 16.25b 6.922 0.00 0.00 0.000

    20.650 Benzeneacetaldehyde 21.1a 0b 1.131 0.00 0.00 0.000

    22.107 di-2-propenyl disulfide 142.20 153.10 9.801 79.65a 0b 11.420

    27.652 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 6.80 7.00 0.158 5.95 7.85 4.209

    Total 1569.95 1527.45 1890.50 1511.80

    Vacuum packaging

    1.878 Carbon disulfide 1403.25 1456.10 42.589 706.35 781.60 31.899

    2.198 Hexane 0.00 0.00 0.000 141.70 114.45 13.528

    2.804 3-Methylbutanal 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    3.490 allyl methyl Sulfide 52.50 56.10 54.330 307.25 337.25 13.645

    6.874 Octane 0.00 0.00 0.000 12.50 23.55 8.883

    6.956 Hexanal 27.10 33.20 4.635 10.50 19.55 7.837

    10.071 Diallyl sulfide 138.10 148.70 2.342 673.65 835.90 65.056

    11.022 1-Hexanol 31.25 22.70 16.444 0.00 0.00 0.000

    16.068 Benzaldehyde 65.60 78.40 6.624 0.00 0.00 0.000

    20.650 Benzeneacetaldehyde 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    22.107 di-2-propenyl disulfide 117.35 127.20 1.784 51.70 59.20 10.648

    27.652 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 13.35 3.35 2.854 11.50 5.60 3.960

    Total 1848.80 1925.75 1915.15 2177.10

  • - 26 -

    Table 13. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    garlic (5%) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 7 days at 4 ℃

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.878 Carbon disulfide 1239.85 1262.60 27.548 690.40 617.15 24.582

    2.198 Hexane 53.45 78.05 9.299 110.25 103.00 7.290

    2.804 3-Methylbutanal 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    3.490 , allyl methyl Sulfide 33.25 47.00 40.710 319.50 334.00 4.771

    6.874 Octane 4.85 0.00 3.429 23.25 21.55 0.856

    6.956 Hexanal 71.90 45.70 10.237 68.55a 44.4b 2.275

    10.071 Diallyl sulfide 62.65 109.50 12.837 862.55 800.10 66.948

    11.022 1-Hexanol 80.9a 63.5b 1.699 0.00 0.00 0.000

    16.068 Benzaldehyde 149.65 185.25 41.607 8.15 8.15 8.150

    20.650 Benzeneacetaldehyde 0.00a 32.00b 5.020 0.00 0.00 0.000

    22.107 di-2-propenyl Disulfide, 181.65 297.90 21.892 107.45 105.10 69.247

    27.652 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-Benzene 12.80 12.15 2.094 10.80 3.40 8.006

    Total 1890.95 2133.65 2200.90 2036.80

    Vacuum packaging

    1.878 Carbon disulfide 1332.30 1449.05 43.161 754.6a 679.85b 10.690

    2.198 Hexane 130.15 73.20 53.467 80.75 0.00 57.099

    2.804 3-Methylbutanal 12.05 11.95 1.365 0.00 0.00 0.000

    3.490 allyl methyl sulfide 105.15 111.25 2.460 370.20 369.25 12.494

    6.874 Octane 3.40 0.00 2.404 22.30 19.70 1.803

    6.956 Hexanal 48.80 35.05 6.029 81.45 113.85 19.866

    10.071 Diallyl sulfide 121.15b 144.15a 3.515 820.30 899.35 43.256

    11.022 1-Hexanol 118.85 103.85 14.613 0.00 0.00 0.000

    16.068 Benzaldehyde 233.45 226.85 9.852 33.7b 43.05a 1.132

    20.650 Benzeneacetaldehyde 52.00 30.65 22.628 0.00 0.00 0.000

    22.107 di-2-propenyl Disulfide 132.85 167.90 15.685 99.25 104.45 6.910

    27.652 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 13.00 8.70 4.632 16.35a 13.9a 0.326

    Total 2303.15 2589.45 2278.90 2243.40

  • - 27 -

    Table 14. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine1) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag at 0 day

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.878 Carbon disulfide 115.15 89.65 47.224 61.95 63.30 5.725

    2.227 Hexane 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    2.381 Acetic acid 188.85 150.55 11.848 153.35 149.55 9.180

    4.451 3-methyl- 1-Butanol 831.35a 564.9b 9.522 623.70 652.30 11.568

    4.555 2-methylbutanol 448.10a 362.35b 12.725 367.25 386.95 18.162

    6.978 Octane 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    7.243 ethyl ester Butanoic acid 15.20a 0.00b 0.000 6.95 12.30 4.105

    11.151 3-methyl-acetate 1-Butanol 30.85 0.60 6.907 13.45 5.15 3.019

    18.752 Hexanoic acid, ethyl ester 20.50 4.70 3.326 8.60 8.00 6.360

    23.389 Phenylethyl Alcohol 63.85a 26.20b 3.343 14.80 0.00 10.465

    25.692 Butanedioic acidr 5.80 0.00 4.101 0.00 0.00 0.000

    26.138 Octanoic acid, ethyl ester 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    Total 1719.65 1198.95 1250.05 1277.55

    Vacuum packaging

    1.878 Carbon disulfide 256.45b 271.9a 0.190 88.55 108.55 10.265

    2.227 Hexane 0.00 0.00 0.000 16.9a 0b 1.626

    2.381 Acetic acid 313.45 310.25 20.389 293.95 290.05 24.600

    4.451 3-methyl- 1-Butanol 975.75 937.20 11.836 852.00 935.50 70.345

    4.555 2-methylbutanol 681.15 632.55 20.563 616.85 616.65 37.885

    6.978 Octane 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    7.243 ethyl ester Butanoic acid 18.10 15.00 1.649 10.50 15.10 2.219

    11.151 3-methyl-acetate 1-Butanol 21.60 20.45 3.178 26.90 24.35 5.455

    18.752 Hexanoic acid, ethyl ester 17.55 18.95 5.368 16.45 24.95 5.469

    23.389 Phenylethyl Alcohol 76.20 78.15 3.283 160.50 78.70 23.830

    25.692 Butanedioic acidr 11.15 12.25 0.971 17.00 14.85 1.413

    26.138 Octanoic acid, ethyl ester 0.00 0.00 0.000 4.45 11.00 3.225

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    Total 2371.40 2296.70 2104.05 2119.70

    1)Weight of red wine used for 1 times of meat weight.

  • - 28 -

    Table 15. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine1) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 3 days at 4 ℃

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.878 Carbon disulfide 193.20 173.35 11.637 65.75 82.30 14.830

    2.227 Hexane 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    2.381 Acetic acid 159.40 178.85 12.779 149.70 136.85 8.247

    4.451 3-methyl-1-butanol 733.35a 712.15b 2.294 730.80 716.65 3.045

    4.555 2-methylbutanol 420.15 400.20 11.082 438.75 411.25 6.182

    6.978 Octane 0.00 0.00 0.000 0.00b 12.10a 0.566

    7.243 Butanoic acid 19.70 13.65 1.575 24.25 9.25 4.008

    11.151 3-methyl-acetate 1-butanol 21.40 18.80 1.921 19.15 34.85 10.301

    18.752 Hexanoic acid 13.35 19.30 7.610 25.60 8.95 6.721

    23.389 Phenylethyl alcohol 43.45 42.05 1.914 43.30 39.85 5.480

    25.692 Butanedioic acid 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    26.138 Octanoic acid 0.00 0.00 0.000 8.55 9.55 1.595

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 5.65 8.05 4.008 9.90 15.85 6.056

    Total 1609.65 1566.40 1515.75 1477.45

    Vacuum packaging

    1.878 Carbon disulfide 247.85 297.30 52.070 93.85 87.65 1.201

    2.227 Hexane 0.00 0.00 0.000 0.00 80.85 57.170

    2.381 Acetic acid 301.75 278.55 15.634 239.90 263.20 25.983

    4.451 3-methyl-1-butanol 869.70 789.95 42.445 847.25a 734.25b 4.255

    4.555 2-methylbutanol 593.30 510.65 32.625 548.90 478.85 14.423

    6.978 Octane 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    7.243 Butanoic acid 17.10 9.35 6.617 18.15 16.60 1.207

    11.151 3-methyl-acetate 1-butanol 21.25 21.60 0.190 22.60 13.95 3.726

    18.752 Hexanoic acid 20.95 20.55 2.016 0.00 9.30 6.576

    23.389 Phenylethyl alcohol 74.60 91.20 9.849 54.95 56.90 38.859

    25.692 Butanedioic acid 9.90 10.25 1.061 11.30a 0.00b 0.141

    26.138 Octanoic acid 0.00b 8.65a 0.955 5.70 3.85 4.864

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    Total 2156.40 2008.05 1841.70 1745.40

    1)Weight of red wine used for 1 times of meat weight.

  • - 29 -

    RT

    (time)Compound name

    Aerobic packaging

    0 kGy SEM 5 kGy SEM

    NC C NC C

    1.878 Carbon disulfide 175.90 197.25 21.067 79.75 75.75 7.406

    2.227 Hexane 0.00 0.00 0.000 5.10 8.95 3.769

    2.381 Acetic acid 168.20 164.15 11.430 155.70 144.30 2.479

    4.451 3-methyl-1-Butanol, 683.45 699.75 26.140 653.40 657.50 4.107

    4.555 2-methylbutanol 391.55 387.00 28.627 368.75 384.65 15.240

    6.978 Octane 14.25 20.60 2.240 14.55b 15.95a 0.112

    7.243 Butanoic acid, ethyl ester 0.00 0.00 0.000 25.80 17.90 5.240

    11.151 3-methyl-acetate 1-butanol 17.55 18.85 2.804 15.55 10.00 4.346

    18.752 Hexanoic acid 23.90 26.70 11.152 45.80 33.75 3.914

    23.389 Phenylethyl Alcohol 42.45 37.35 11.404 58.50 41.40 6.946

    25.692 Butanedioic acid 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    26.138 Octanoic acid 0.00 6.35 4.490 13.50 12.75 1.025

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 0.00 11.30 3.111 9.65 12.70 1.913

    Total 1517.25 1569.30 1446.05 1415.60

    Vacuum packaging

    1.878 Carbon disulfide 209.65 239.80 9.229 98.40 90.30 12.708

    2.227 Hexane 0.00 0.00 0.000 5.80 6.35 6.081

    2.381 Acetic acid 260.95 258.10 18.924 222.05 217.40 10.003

    4.451 3-methyl- 1-Butanol, 771.65 785.35 33.516 804.20 828.00 13.686

    4.555 2-methylbutanol 474.00 455.00 24.218 462.10 517.25 22.199

    6.978 Octane 0.00 0.00 0.000 12.15 11.75 0.602

    7.243 Butanoic acid, ethyl ester 12.35 13.30 0.302 21.80 9.85 7.246

    11.151 3-methyl-acetate 1-butanol 23.40 20.85 1.561 10.25 15.00 7.636

    18.752 Hexanoic acid 18.45b 20.55a 3.451 26.70 25.05 2.105

    23.389 Phenylethyl Alcohol 78.80 50.10 23.938 56.40 71.40 5.284

    25.692 Butanedioic acid 0.00 40.00 22.486 8.15 9.05 0.320

    26.138 Octanoic acid 0.00 7.90 0.283 10.60 9.95 0.660

    27.648 1,3-bis(1,1-dimethylethyl)-benzene 0.00 0.00 0.000 0.00 0.00 0.000

    total 1848.15 1890.95 1738.60 1811.35

    Table 16. Major volatile compounds (total area count x 104) of ground beef added with

    red wine1) and a charcoal pack during storage in polyethylene bag for 7 day at 4 ℃

    1)Weight of red wine used for 1 times of meat weight.

    Table 17. Total volatile compounds (area count x 104) of garlic (5%) and a charcoal

  • - 30 -

    pack during storage in polyethylene bag at 0 day

    RT(time) Compound name

    Aerobic pakaging

    0 kGy SEM 5 kGySEM

    NC C NC C

    1.88 2-Propen-1-ol 272.98 239.49 11.518 222.01 214.36 2.670

    4.84 2-Methylene-4-pentenal 373.53 350.11 7.009 279.89a

    263.24b

    2.007

    10.01 3,3'-thiobis-1-Propene, 808.46 674.60 24.233 1017.42 988.58 63.020

    15.50 N,N'-dimethyl-thiourea, 963.76 1028.10 69.485 889.41 937.41 66.903

    22.12 di-2-propenyl disulfide, 4409.59 4133.86 56.598 5774.72 6023.07 197.652

    22.62 Diallyl disulfide 839.23 841.98 24.100 844.91 852.65 20.185

    22.88 Diallyl disulfide 1101.07 1065.17 26.172 1156.55 1161.28 28.858

    24.10 methyl 2-propenyl trisulfide, 758.05 805.36 31.728 758.25 825.90 23.063

    24.59 1,3,5-Trithiane 447.42 412.16 16.923 330.24 304.79 11.581

    25.64 3-vinyl-1,2-dithiacyclohex-4-ene 2940.54 3141.37 191.472 2629.11 2883.87 189.522

    25.91 5-methyl-1,2,3-thiadiazole, 1446.99 1587.97 118.230 1428.78 1552.39 127.880

    26.42 3-Vinyl-1,2-dithiacyclohex-5-ene 3544.33 3883.31 232.233 3433.28 3775.82 277.610

    28.87 di-2-propenyl trisulfide, 11641.63 13196.10 1203.369 12136.48 13518.55 1233.098

    29.33 1-methyllimidazole-2-thione 387.96 446.82 46.152 376.56 427.42 49.322

    29.43 2-Methoxythiophene 536.79 603.54 59.817 514.27 553.56 59.200

    30.275-methyl-1,2,3,4-tetrathia-cyclohexane 1041.34 1093.57 76.271 952.46 994.25 69.309

    30.69 3,4-Dicyanothiophene 368.97 348.14 8.986 295.54 278.53 6.198

    31.30 N,N-dimethyl-ethanethioamide 333.14 315.08 24.071 337.41 444.01 75.120

    34.13 di-2-propenyl tetrasulfide 596.39 697.32 73.399 629.25 727.82 72.500

    36.45 [1,4,5]Oxadithiepane 250.42 278.50 33.531 217.10 239.94 28.920

    41.56 Thianthrene 883.28 1012.94 78.007 851.07 966.85 95.193

    42.84 Cyclooctasulfur 702.36 808.16 80.635 734.43 829.83 89.751

    Total 34648.19 36963.59 35587.08 38549.71

    Vacuum packaging

    1.88 2-Propen-1-ol 625.96 578.18 18.734 496.38 476.92 3.837

    4.84 2-Methylene-4-pentenal 646.24 573.18 19.047 453.93 437.57 13.286

    10.01 1-Propene, 3,3'-thiobis- 1342.30 1168.29 44.239 1522.55 1576.11 13.571

    15.50 Thiourea, N,N'-dimethyl- 1088.88 1338.27 128.454 1044.82 1021.98 120.189

    22.12 Disulfide, di-2-propenyl 5789.23 5984.46 72.202 7484.73 8012.52 211.418

    22.62 Diallyl disulfide 1161.54 1257.04 31.302 1133.40 1239.04 21.575

    22.88 Diallyl disulfide 1511.70 1646.37 26.930 1504.15 1621.25 24.944

    24.1 Trisulfide, methyl 2-propenyl 1105.24 1300.20 32.618 1078.61b 1255.05a 23.026

    24.59 1,3,5-Trithiane 536.00 537.03 41.920 412.19 346.48 43.335

    25.64 3-vinyl-1,2-dithiacyclohex-4-ene 3905.33 4452.59 182.511 3303.75 3614.06 202.745

    25.91 1,2,3-Thiadiazole, 5-methyl- 2043.32 2422.65 135.656 1921.47 2057.68 174.972

    26.42 3-Vinyl-1,2-dithiacyclohex-5-ene 4864.19 5704.87 245.289 4416.65 4831.29 320.455

    28.87 Trisulfide, di-2-propenyl 17184.76 20940.21 1104.828 16557.97 18331.28 1815.305

    29.33 1-methyllimidazole-2-thione 529.79 664.81 48.804 503.94 549.93 89.208

    29.43 2-Methoxythiophene 723.83 936.22 82.997 643.36 713.32 66.910

    30.275-methyl-1,2,3,4-tetrathia-cyclohexane 1374.55 1609.43 114.972 1308.99 1283.32 141.345

    30.69 3,4-Dicyanothiophene 504.00 646.86 73.944 534.90 466.58 36.355

    31.30 N,N-dimethyl-Ethanethioamide 556.42 503.53 269.351 443