覆盆子(Rubus coreanus miquel) 熟期別 化學的 特性 및 飮料製造 最適化에 關한 硏究 = (The) Chemical Characterization and Optimization for Manufacturing Beverage in Rubus coreanus Miquel

국문 초록 (Abstract)

복분자딸기의 숙기별 단계를 미숙기 (개화 후 10일), 채색기 (개화 후 15일), 등숙기 (개화 후 25일), 완숙기 (개화 후 30일)의 4단계로 나누고 특징을 조사한 결과 복분자딸기의 성숙에 따라 과실의 당도와 수분함량이 증가하여 검 붉은색을 띄는 완숙기 상태의 복분자딸기의 맛과 향이 우수하였다. 등숙기 단계의 복분자딸기를 상온 (25℃)과 저온 (0℃)에서 저장하면서 특징을 조사한 결과 복분자딸기는 과실의 저장기간의 경과에 따라 과실의 당도가 높아지는 클라이맥터릭형 과실 (climacteric fruit)이 아님을 알 수 있었다.
복분자딸기 음료제조를 위한 복분자 과실 성숙단계별 화학적 특징을 조사한 결과, 총 페놀함량은 미숙기 복분자딸기 4 ~ 7.56%, 채색기 복분자딸기 3.38 ~ 5.57% 그리고 완숙기 복분자딸기 2.95 ~ 5.04%였다. 안토시아닌 함량은 복분자 미숙기 상태에서는 검출되지 않았고, 반면 채색기 상태의 복분자딸기 0.18%, 완숙기 복분자딸기 3.25%로 과실의 성숙에 따라 안토시아닌 함량은 증가 하였다. 복분자딸기의 유기산으로는 미숙딸기와 완숙딸기 모두 malic acid, citric acid, succinic acid 및 oxalic acid를 함유하고 있으며, 복분자 과실의 성숙단계별 총 유기산 함량은 미숙 복분자딸기 16.4 mg/100 g, 채색기 상태 복분자딸기 28.82 mg/100 g, 그리고 완숙기 복분자딸기 12.63 mg/100 g으로 조사되었다. 복분자 과실에 함유된 유기산 중 citric acid 함량은 8 ~ 16 mg/100 g으로 다른 유기산 함량 (0.4 ~ 6 mg/100 g)에 비해 가장 많은 비중을 차지하고 있었다. 복분자 미숙딸기와 완숙딸기에서의 가용성 당으로는 sucrose, glucose, fructose 및 maltose로 구성되어 있었으며 이들 가용성 당 함량은 과실의 성숙이 진행됨에 따라 증가하여 완숙기 복분자딸기의 총 가용성 당은 39.88%로 가장 많이 함유하고 있었으며, 등숙기의 복분자딸기 21.54%, 그리고 미숙기의 복분자딸기 11.07%로 가장 적게 함유하고 있었다.
복분자 과실의 숙기단계별 화학적 특징 비교에 근거하여 건강에 유효한 성분을 다량 함유하고 있는 완숙상태의 복분자딸기를 사용하여 복분자 음료 제조의 최적조건을 연구하였다.
복분자 엑기스 적정 열수 추출조건을 조사한 결과, 수율은 복분자에 대한 가수비율 1 : 3과 추출시간 3시간에서 수율이 85%로 가장 높았고, 복분자에 대한 가수비율 1 : 1과 추출시간 1시간에서 수율이 60.2%로 가장 낮게 나타났다. 그러나, 추출시간에 따른 추출액의 품질은 2시간 추출구가 향, 맛 그리고 색택면에서 가장 양호한 경향을 보였다. 복분자딸기 음료 제조를 위한 적정 복분자딸기 엑기스 첨가함량 조사 결과, 복분자딸기 엑기스 첨가 함량이 많을수록 복분자의 맛과 향은 좋으나 명도 (L)는 작아지고 적색도 (a)와 황색도 (b)는 증가하여 외관상 색택이 탁하고 진한 적색을 나타내어 미관상 불량하게 나타났다. 따라서 제조원가적인 측면과 향과 맛이 우수하고 색택이 양호한 복분자 엑기스 첨가 함량은 8.3% 로 조절하는 것이 양호하리라 판단되어진다. 복분자딸기 음료의 적정 당원과 당 농도는 음료의 색소 안정화에 효과가 있고 기호도에서도 우수한 액상과당과 올리고당을 1 : 1 혼합하여 당 농도를 12 ~ 14 ˚Bx로 조절하는 것이 양호하였다. 그리고 적정 첨가 유기산으로는 복분자딸기 음료의 갈변 방지에 효과적인 Vit. C를 0.2% 첨가하는 것이 우수하였다. 또한 다른 유기산에 비해 청량감을 주는 citric acid 0.15%와 부드러운 맛을 주는 lactic acid 0.15%를 혼합하여 첨가하는 것이 기호성을 개선 하는데 효과가 있는 것으로 나타났다. 복분자딸기 음료의 맛과 향을 부각시킬 수 있는 보조첨가물로서는 사과와 배 농축액을 1%와 2% 혼합하여 사용하였을 때가 각각의 농축액을 단독으로 사용할 때보다 맛과 향이 우수한 것으로 나타났다. 복분자딸기 음료의 미생물 번식을 억제하고 색소의 변색을 억제시켜 상품의 보전성을 향상시킬 수 있는 적정 살균조건은 70℃ 15분이나 80℃ 10 ~ 15분 살균이 유통과 쥬스의 색택면에서 양호할 것으로 판단되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In terms of development and growth of coreanus (Rubus coreanus Miquel) fruit after flowering, were divided into 4 stages such as unripened (10 days), coloring (15 days), ripened (25 days), and fully ripened (30 days) fruits. Among those staged-fruits, fully ripened one had high level of sweetness and water content which lead to be better taste and flavor. When ripened staged-fruits were stored at 25 and 0℃, sweetness was not increased with increase of storage time. Therefore, coreanus fruit would not be a climateric fruit.
The chemical characteristics of different maturation stages of R. coreanus fruits were investigated for appling R. coreanus beverage. Total amounts of phenolic compounds were contained 4 ~ 7.56, 3.78 ~ 5.57, and 2.95 ~ 5.04% in unripened-, ripened-, and fully ripened-fruits, respectively. Anthocyanin was not detected at unripened-stage, while 3.25, and 0.18% were determined at ripened- and fully ripened-stages respectively. Total amounts of organic acids such as malic, citric, succinic, and oxalic acids were 16.40, 28.82, and 12.63 mg/100 g in unripened-, ripened-, and fully ripened-fruits respectively. In addition, citric acid (8 ~ 16 mg/100 g) was the highest amount among other organic acids (0.4 ~ 6 mg/100 g). The water soluble sugars distributed in order of fructose, glucose, sucrose, and maltose at the all stages. Surprisingly, total amounts of soluble sugars significantly increased with the development of maturation as 11.07, 21.54, and 39.88% in unripened-, ripened-, and fully ripened-fruits, respectively.
Based on the above results, fully ripened-fruits will be able to use for manufacturing beverage from the viewpoint of sustenance of beneficial ingredients in health. Thus, it will be necessary to search for the optimum conditions of manufacturing process of beverage.
Total yields of water extraction were the highest around 85% with a 1 : 3 ratio of R. coreanus juice to water for 3 hr, while the lowest yield about 60.2% was obtained using a 1 : 1 ratio for 1 hr. However, the best quality one in terms of flavor, taste, and color was extracted with a 1 : 2 ratio for 2 hr. Although taste and flavor in R. coreanus beverage was better with increase of juice content, the appearance becomes bad due to muddy red color derived from low lightness, and high redness and yellowness. Therefore R. coreanus juice might add around 8.3% with regard to the cost. In order to boost taste and stability of pigments in R. coreanus beverage, mixed sugars (fructose +oligo sugar, 1 : 1) should use with adjustment to 12-14 ˚Bx of sugar concentration. Vit. C was one of the proper organic acid for prevention of Maillard reaction, and optimum concentration was around 0.2%. Moreover, citric and lactic acids (0.15% + 0.15%) also improved soft and cool tastes. Mixed apple (1%) and pear (2%) juices as an additive were effective for improving all valuation items. The sterilization effects on inhibition of propagation of microorganisms and pigment changes. The optimum condition of sterilization was 70℃ for 15 min or 80℃ for 10 - 15 min.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• ABSTRACT = ⅲ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 8
• 1. 식품 가공을 위한 수확시기 선정 및 가공효율 비교 = 8
• 1.1. 재료 = 8
• 1.2. 적정 수확시기 선정 = 8
• 1.3. 복분자 미숙딸기와 완숙딸기의 성분비교 = 10
• 1.3.1. 총 페놀함량 분석 = 10
• 1.3.2. 유기산 함량 분석 = 10
• 1.3.3. 가용성 당 함량 분석 = 10
• 1.3.4. 안토시아닌 함량 분석 = 11
• 1.4. 복분자 미숙딸기와 완숙딸기의 가공효율 = 11
• 2. 복분자딸기 음료개발 = 12
• 2.1. 재료 = 12
• 2.2. 적정 추출방법 선정 = 12
• 2.3. 복분자 과실 엑기스 첨가 최적함량 선정 = 12
• 2.4. 당원 및 당 농도 선발 = 13
• 2.5. 유기산 첨가 = 13
• 2.6. 보조첨가물 선발 = 13
• 2.7. 살균조건 선정 = 14
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 15
• 1. 식품가공을 위한 수확시기 선정 및 가공효율 비교 = 15
• 1.1. 적정 수확시기 선정 = 15
• 1.2. 복분자 미숙딸기와 완숙딸기의 성분비교 = 19
• 1.2.1. 총 페놀함량 변화 = 19
• 1.2.2. 유기산 함량 변화 = 22
• 1.2.3. 가용성 당 함량 변화 = 25
• 1.2.4. 안토시아닌 (anthocyanin) 함량 변화 = 27
• 1.3. 복분자 미숙딸기와 완숙딸기의 가공효율 비교 = 29
• 2. 복분자딸기 음료 제조기술 개발 = 31
• 2.1 적정 추출방법 선정 = 31
• 2.2. 복분자 과실 엑기스 최적 첨가함량 선정 = 37
• 2.3. 당원 및 당 농도 선발 = 39
• 2.4. 갈변방지 및 청량감 증진을 위한 유기산 첨가비율 = 41
• 2.5. 향미 증가를 위한 보조첨가물 선발 = 43
• 2.6. 살균조건 선정 = 47
• Ⅳ. 요약 = 51
• Ⅴ. 인용문헌 = 53
• 감사의 글 = 61