Effects of High Hydrostatic Pressure Post-Processing on Physicochemical properties of Hard-cooked Peeled Eggs : 초고압 후살균 공정을 이용한 알가열성형제품의 물리 화학적 특성에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Most of commercial hard-cooked peeled eggs (HCEs) are currently prepared by intense heat treatment to reduce pathogenic or spoilage microorganisms and increase storability. However, excessive exposure to heat induces significant discoloration (greenish-black coloration) in the yolk surface due to FeS (iron) formation by the reaction of Fe from yolk and H2S from albumen. The discoloration has adverse effects on consumer preference. High hydrostatic pressure (HHP) post-processing seems to be a potent option to solve these problems of HCEs.
In the preparation for HCEs, raw fresh eggs were boiled for 15 min at 98 °C to obtain optimal egg yolk coloration, peeled and packaged with packaging solution in polyethylene pouches. A group of HCEs were pressurized at 300-600 MPa for 5 min as a HHP post-processing; another group of HCEs were steam-heat post processed for 40 min at 95 °C. All HCE samples were stored at accelerated conditions at 25 °C for 7 d and refrigeration conditions at 10 °C for 45 d.
Naturally occurring microorganisms were completely inactivated immediately after both post-processing treatments. However, bacterial populations in HHP post-processed HCEs (pressurized at 600 for 5 min) not detected after storage at 25 °C for 4 d and at 10 °C for 33 d, respectively; while in same time, bacterial populations in steam-heat post-processed increased to 5.35 and 2.12 log CFU/g, respectively. Noticeable changes in color values were not observed in HHP post-processed HCEs. HCEs were significantly higher values compared to steam-heat post-processed HCEs after each storage conditions. The prominent differences in TPA among all treatments were hardness and chewiness. There tended to increase with increasing pressure levels. And also we determined that steam-heat post-processed HCE white was the highest level of hardness and chewiness.
After HHP post-processing as surface decontamination treatment inoculated S. Enteritidis in HCEs, stomached HCE with 1% buffered peptone water of 200 mL was plate counted. As a result, 6.14 log CFU/g reduction of S. Enteritidis on non-selective TSA medium and 6.77 log CFU/g reduction on selective TSA medium were demonstrated, respectively. Moreover, the proportion of injured S. Enteritidis considerably increased as the exposure time of pressure was risen, reached 100% at 600 MPa for 1 min.
These results suggest that HHP post-processing is more effective than steam-heat post-processing to enhance egg yolk color of HCEs as well as to increase the safety and storability of HCEs.

국문 초록 (Abstract)

오늘 날 알가열성형제품(HCEs) 제조 산업에서 일반적으로 사용하는 제조공정은 달걀 세척 후 98°C 이하로 15분 이내 가열하여 삶은 달걀을 제조하고, 냉각 및 탈각 공정을 거쳐 HCE를 생산한 후, 폴리에틸렌 파우치에 충진수와 함께 포장하여 후살균 공정을 거쳐 생산한다. 일반적으로 95 °C 이상의 온도로 40분 이상 가열하는 후살균 공정을 사용하여 생산한 HCE는 난황의 철(Fe) 성분과 난백 알부민에 존재하는 황화수소(H2S)가 장시간 가열에 의한 화학반응으로 황화철(FeS)이 생성되며 이것은 난황 표면에 발생하는 흑변의 주요 원인이 된다. 이러한 흑변 현상은 유통업체나 소비자로 하여금 거부감을 일으키며, HCE 산업 활성화에 큰 걸림돌이 되고 있다.
이에 따라 본 연구의 목적은 후살균 가열 공정을 비열공정인 초고압 공정으로 대체하여 흑변 현상을 획기적으로 제어 할 뿐만 아니라 저장성 또한 증진시켜 고품질 HCE를 제공하고자 한다.
HCE를 충진수와 함께 포장하고 압력 300~600 MPa, 1~5분 간 후살균 초고압 공정을 진행한 후, 가속화 조건(25 °C)과 냉장 조건(10 °C)에서 각각 7일과 45일 저장하면서 미생물 성장과 색 변화를 관찰하였다. HCE를 500~600 MPa 압력에서 5분 간 후살균 초고압 공정을 한 경우 두 저장 조건 모두에서 후살균 가열 공정을 한 HCE 제품보다 뛰어난 미생물 저감효과를 나타내었으며, 특히 600 MPa 압력에서 5분 간 후살균 초고압 공정을 한 HCE 제품에서 탁월한 저장성을 보였다. 또한 후살균 가열 공정은 95 °C 이상의 열수로 40분 이상 처리하는 것이 일반적이나 본 연구에서는 400~600 MPa의 압력으로 1~5분 간 처리함으로써 후살균 공정 시간을 획기적으로 단축시켜 기존 열처리 후살균 방법에 의하여 공정 흐름이 지연되는 문제를 해결할 수 있었다.
색차색도계를 이용하여 색 변화 정도를 측정한 결과, 후살균 가열 공정을 한 HCE 제품은 육안으로도 뚜렷하게 흑변이 발생한 반면, 후살균 초고압 공정을 한 HCE 제품은 후살균 하지 않은 HCE 제품과 비슷한 결과를 보이며 흑변이 발생하지 않았다. 또한 식품물성시험기를 사용하여 HCE 흰자의 조직감 변화 정도를 측정한 결과, 5가지 요소 중 경도, 씹힘성 만이 후살균 공정의 영향을 받았다. 후살균 초고압 공정의 압력이 증가할수록 3가지 요소들이 증가 하였으며, 기존 열처리 후살균 방법에 의하여 생산된 HCE 흰자가 가장 큰 수치를 나타내었다.
Salmonella Enteritidis를 HCE 표면 접종하여 건조한 뒤 500~600MPa의 압력으로 후살균 초고압 처리를 하여 살균력을 측정해보았다. 실험 결과 모든 압력 조건에서 뛰어난 감균 효과를 보였으며, 특히 600 MPa의 압력으로 5분 간 HCE 살균을 진행한 경우 균이 모두 사멸하였다.
본 연구를 통하여 HCE 생산의 가장 큰 문제점인 난황의 흑변 발생을 억제할 뿐만 아니라 HCE에 오염될 수 있는 병원성 미생물들까지 효과적으로 제어 할 수 있는 비가열 살균 기술인 초고압 기술을 HCE 제조 공정에 도입함으로써 HCE 생산 및 유통에 새로운 패러다임을 제공하여 HCE 산업의 발전과 시장 확대에 기여할 수 있을 것이다.