참치통조림의 히스타민 생성 제어를 위한 가공공정 최적화 연구 = Optimization of Processing Conditions for the Control of Histamine Formation in Canned Tuna

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Canned tuna accounts for approximately 80% of the tuna consumption market. In Korea, skipjack tuna is widely used for canned tuna; however, its high histidine content can lead to histamine formation during processing. Histamine poses a risk of scombroid poisoning and, once formed, is difficult to eliminate by heat treatment, underscoring the need for preventive approaches. Therefore, this study aimed to propose a standardized processing flow to suppress histamine formation by modeling key factors in canned tuna manufacture, including sorting- related issues (over-thawing and insufficient precooking), holding, cross-contamination, and environmental conditions (temperature and humidity). The results showed that over-thawing posed a low risk of histamine formation, even during high-temperature holding, because no external contamination occurred. In contrast, insufficient precooking increased the risk of histamine formation during high-temperature holding due to residual microorganisms. Notably, the proportion of histamine-forming bacteria had a greater impact on histamine accumulation than a simple increase in total bacterial counts. In addition, histamine levels increased rapidly when products were held under high-temperature and high- humidity conditions after cross-contamination; however, histamine formation decreased when either temperature or humidity was controlled under otherwise identical conditions. Additionally, simultaneous control of cross-contamination and humidity reduced the proportion of histamine- forming bacteria, inhibited histidine decarboxylase activity, and suppressed histamine formation. Ultrasound treatment further reduced histamine production by more than 60%. In conclusion, this study confirmed that cross-contamination during processing and high- temperature/high-humidity conditions caused by steam from the precooking step contribute to histamine formation in canned tuna. By introducing humidity management as an additional control criterion to conventional FDA approaches that primarily limit temperature and time, and by proposing an ultrasound-based mitigation strategy, this study optimized processing conditions to improve histamine control in canned tuna.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 4
• 1. 시약 4
• 2. 재료 및 조건 4
• 2.1. 해동조건이 히스타민 생성에 미치는 영향 4
• 2.2. 습도가 히스타민 생성에 미치는 영향 6
• 2.3. 습도 및 교차오염이 히스타민 생성에 미치는 영향 6
• 2.4. 자숙온도가 히스타민 생성에 미치는 영향 9
• 2.5. 초음파처리의 히스타민 생성억제 효과 9
• 3. 실험방법 11
• 3.1. pH 11
• 3.2. 휘발성염기질소(Volatile basic nitrogen) 11
• 3.3. 바이오제닉아민(Biogenic amine) 11
• 3.4. 히스티딘 탈카르복실화효소 활성
• (Histidine decarboxylase activity) 16
• 3.4.1. 효소 추출 16
• 3.4.2. 효소 정제 16
• 3.4.3. 효소 반응 17
• 3.5. 일반세균수(Total plate count) 17
• 3.6. 미생물 군집(Next generation sequencing) 18
• 3.6.1. DNA 추출 및 정량 18
• 3.6.2. Library 구축 및 Sequencing 18
• 3.6.3. Data 전처리 및 Amplicon sequence variant 생성 19
• 3.6.4. Taxonomy 분석 및 군집 다양성 20
• 3.7. 통계처리 20
• Ⅲ. 결과 및 고찰 21
• 1. 해동조건이 히스타민 생성에 미치는 영향 21
• 1.1. 원료 크기 및 부위에 따른 선도변화 21
• 1.1.1. pH 21
• 1.1.2. 휘발성염기질소 24
• 1.2. 원료 크기 및 부위에 따른 바이오제닉아민 변화 27
• 2. 습도가 히스타민 생성에 미치는 영향 39
• 2.1. 습도에 따른 선도변화 39
• 2.1.1. pH 39
• 2.1.2. 휘발성염기질소 42
• 2.2. 습도에 따른 바이오제닉아민 변화 45
• 2.2.1. 고습 환경(75% 이상) 45
• 2.2.2. 저습 환경(75% 미만) 49
• 3. 습도 및 교차오염이 히스타민 생성에 미치는 영향 54
• 3.1. 교차오염 제어 시 습도에 따른 바이오제닉아민 변화 54
• 3.2. 교차오염 제어 시 습도에 따른 일반세균수 변화 57
• 3.3. 교차오염 제어 시 습도에 따른 히스티딘 탈카르복실화효소
• 활성 변화 59
• 3.4. 교차오염 제어 시 습도에 따른 미생물 군집 변화 63
• 4. 자숙온도가 히스타민 생성에 미치는 영향 68
• 4.1. 원료 크기 및 자숙온도에 따른 선도변화 68
• 4.1.1. pH 68
• 4.1.2. 휘발성염기질소 71
• 4.2. 원료 크기 및 자숙온도에 따른 바이오제닉아민 변화 74
• 4.2.1. 자숙온도가 원료 크기별로 다른 조건 74
• 4.2.2. 자숙온도가 원료 크기별로 동일한 조건 79
• 4.3. 원료 크기 및 자숙온도에 따른 일반세균수 변화 84
• 4.3.1. 자숙온도가 원료 크기별로 다른 조건 84
• 4.3.2. 자숙온도가 원료 크기별로 동일한 조건 85
• 4.4. 원료 크기 및 자숙온도에 따른 미생물 군집 변화 88
• 4.4.1. 자숙온도가 원료 크기별로 다른 조건 88
• 4.4.2. 자숙온도가 원료 크기별로 동일한 조건 89
• 5. 초음파 처리에 의한 히스타민 제어 효과 95
• 5.1. 초음파 처리에 따른 바이오제닉아민 변화 95
• 6. 히스타민 생성억제를 위한 표준공정도 98
• Ⅳ. 요약 102
• Ⅴ. 참고문헌 105