Effects of Cooking Condition and Natural Antioxidants on Quality Characteristics of Ground Beef Products

파르빈 라시다 경상국립대학교 대학원 2022 국내박사

Precooking, cooking, and reheating are three stages of processing for ready-to-eat or ready-to-cook food preparation by thermal treatment. Each stage of processing applies a different combination of temperature, time, and method for cooking, like boiling, frying, roasting, grilling, steaming, convection oven, and micro-oven cooking, to get the desired quality product. Precooking, reheating, and high temperature cooking led to dynamic transformation of quality traits (changes in color, flavor, and texture; lipid and protein oxidation) and drives to generate carcinogenic components (heterocyclic amines) in cooked food. Natural antioxidants from plant products are a rich source of phenolic compounds that can exert strong antioxidant action to inhibit oxidation and maintain the good health of consumers instead of synthetic antioxidant toxicity. Due to its high phenolic content and potent fragrance, nutmeg is a widely used aromatic spice in meat, fish, bread, cookies, and other baked goods. The antioxidant effects of nutmeg seed extract and nutmeg essential oil are assessed in meatballs and meat patties to overcome the deteriorative quality impact and off-flavor from precooked, reheated, and high-temperature cooked food. The objective of the first study, entitled " REDUCTION OF LIPID OXIDATION AND WARMED-OVER FLAVOR FROM PRECOOKED AND REHEATED MEAT BALL USING NUTMEG EXTRACT", was to investigate the antioxidant efficacy of 0.02% Nutmeg Extract on different quality parameters and warmed-over flavor of precooked and differently reheated beef meatballs during frozen storage. Four beef samples formulated as control (no antioxidant), M1 (meatball with 0.02% BHT), M2 (meatball with 0.02% Nutmeg Extract), and M3 (meatball with 0.02% Nutmeg Powder) were prepared to be precooked by convection oven at 1200C for 20 min and reheated by using four different methods, namely (boiling, pan frying, convection oven cooking, and microwave oven cooking) after two-month frozen storage at -200C. The effect of precooking and reheating on the quality parameters like pH, cooking loss, TBARS, thiol content, color, texture, and sensory test (warmed-over flavor) were also analyzed. The use of 0.02% Nutmeg Extract as natural antioxidant can act like a barrier to slow down the effect of precooking on lipid oxidation, protein oxidation, color, texture, and sensory test as similar BHT. The antioxidant activity of 0.02 % Nutmeg Extract was significantly (p<0.05) higher in reduction of lipid oxidation, protein oxidation, hardness, and increase of redness, brightness, chewiness, gumminess, adhesiveness values of precooked meatball compared to control, M1 and M3 during two-month frozen storage. Furthermore, the use of microwave oven cooking as reheating method for meatball from boiling, pan-frying, convection oven cooking had significantly (p<0.05) better quality enhancement effect in association with 0.02% nutmeg extract. In conclusion, supplementation of meatball with 0.02% Nutmeg Extract as natural antioxidant in replace of 0.02% BHT can successively reduce TBARS value, color, texture, and WOF of precooked and microwave oven reheated meatball during 2-month frozen storage. The intention of carrying out the second experiment, entitled " COMPOSITIONAL PRECURSORS EFFECT ON HETEROCYCLIC AMINES (HCAs) FORMATION IN RELATION TO DIFFERENT PAN ROASTING TEMPERATURE", was to estimate the relationship between different cooking temperatures and compositional precursors of pan roasted beef patties with the formation of HCAs. Uncooked beef patties, patties cooked at 2200C, and at 3200C were chosen as sample groups to examine their fat, moisture, fatty acid, and amino acid composition, as well as their interaction on the formation of HCAs. HPLC was used to extract and identify HCAs after pan roasting, and the correlation of each parameter with HCAs formation regarding temperature was achieved. Six polar (IQx, IQ, MeIQx, 4,8 DiMeIQx, 7,8 DiMeIQx, PhIP) and four non-polar HCAs (Harman, Norharman, AαC, MeAαC) were identified at different concentrations depending on cooking method and temperature. Pan roasting can significantly increase the concentration of amino acids and polar and non-polar HCAs in beef patties at very high temperatures above 320°C, compared to fresh and cooked patties at 220 °C (p<0.05). On the other hand, the content of fat, moisture, and fatty acid values were slowly decreased in beef patties due to increasing cooking temperature. The principal component analysis displayed the associated correlation of all compositional parameters with HCAs formation at different temperatures. Amino acids positively enhanced the formation of carcinogenic HCAs (p<0.001), but the amount of moisture and fatty acids were negatively correlated to the formation of HCAs. So, the result of this study proved that amino acid precursors are directly associated with the formation of HCAs in relation to cooking temperature. The aim of the carried out third experiment entitle “ANTIOXIDANT CAPACITY AND INHIBITORY EFFECT OF ETHANOL EXTRACTED NUTMEG ON THE POLAR AND NON-POLAR HETEROCYCLIC AMINES (HCAs) FORMATION” was to study the effect of ethanol extracted Nutmeg and t-BHQ on changes of pH and TBARS values of fresh and pan roasted beef patties during refrigerated storage and their inhibitory action to reduce HCAs from cooked beef patties. Different solvents (50% Acetone and 70% Ethanol) extracted Nutmeg as natural and t-BHQ as synthetic antioxidants were analyzed to compare their free radical donating capacity, phenolic content, and active metabolites content before applying to meat products. Then, 70% ethanol extracted Nutmeg proved itself as a good antioxidant by revealing high DPPH value, phenolic content, and active metabolites among 50% acetone extracted Nutmeg and t-BHQ. Patties prepared with 0.05% ethanol extracted Nutmeg exhibit significantly low (p<0.05) cooking loss, and insignificant (p>0.05) shrinkage values after roasting. The pH values and TBARS index for fresh and cooked patties treated with 0.05% ENE and 0.02% t-BHQ at 0, 3, and 6 d were significantly (p<0.05) lower in T2 than control and T1. The quantitative value of IQ type polar and non-IQ type or non-polar HCAs as carcinogenic compounds from roasted beef patties were predicted using a solid-phase abstraction technique of HPLC. Over 25 HCAs have been detected in cooked food till now and 10 HCAs out of these were separated in our study. The result showed that patties roasted at 3200C possess a maximum quantity of total HCAs including both polar and non-polar HCAs. The inhibition rate of polar (IQx, IQ, MeIQx, 7,8 DiMeIQx, and 4,8 DiMeIQx) HCAs are above 70% and only non-polar Harmane is 80% inhibited by 0.05% Nutmeg extract addition in the beef patties before cooking. The utilization of ethanol extracted Nutmeg can work as a lipid oxidation inhibitor and anti-carcinogenic promoter by reducing HCAs from cooked meat as better than t-BHQ. Finally, it can be summarized that the effect of precooking, reheating and high temperature roasting in meat ball and patties can be recovered by using ethanol extracted Nutmeg at 0.02% to 0.05% as natural antioxidant to increase the storage life, spicy flavor, and reducing WOF and HCAs in processed meat. 사전가열(pre-cooking), 가열(cooking) 및 재가열(reheating)은 열처리에 의한 즉석(ready-to-eat) 또는 즉석조리식품(ready-to-cook foods)의 준비를 위한 3단계 과정이다. 끊이기, 튀기기, 구이, 굽기, 찌기, 컨벡션 오븐, 전자레인지 조리 등 각 가공 단계에서 온도, 시간 및 조리 방법을 다르게 조합하여 원하는 품질의 제품을 획득할 수 있다. 사전가열, 재가열 및 높은 온도에서의 조리는 품질특성(색상, 풍미 및 질감의 변화, 지질 및 단백질 산화)의 동적 변형을 일으키고 조리된 식품에서 발암 성분인(heterocyclic amines, HCAs)을 생성된다. 식물성 천연 항산화제는 합성 항산화제의 독성 대신 강력한 항산화 작용을 발휘하여 산화를 억제하고 소비자의 건강을 유지할 수 있는 페놀 화합물의 풍부한 공급원이다. 또한 높은 페놀 함량과 강력한 향을 지닌 육두구는 천연 항산화제로 육류, 생선, 빵, 쿠키 및 기타 구운 식품에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서 사용한 육두구 종자 추출물과 육두구 에센셜 오일(Myristica fragrans oil, MFO)의 항산화 효과는 사전가열, 재가열 및 높은 온도에서의 조리된 미트볼 및 고기 패티의 품질 저하를 억제하고 이취를 극복합니다. 그 첫번째로 “육두구 추출물이 미트볼의 지질 산화 및 불쾌취(warmed-over flavor) 형성에 미치는 영향"으로 냉동보관 후 사전가열 및 재가열된 미트볼에 0.02% 육두구 추출물이 다양한 품질 매개변수와 불쾌취 형성에 미치는 영향을 조사하였다. 처리구는 대조구(항산화제 없음), M1(0.02% BHT 함유 미트볼), M2(0.02% 육두구 추출물 함유 미트볼) 및 M3(0.02% 육두구 분말 함유 미트볼)로 설정하였으며, 4개의 쇠고기 샘플은 120℃의 컨벡션 오븐으로 미리 조리되었다. -20℃에서 2개월간 냉동보관 후 4가지 방법(끓이기, 후라이팬, 컨벡션오븐조리, 전자레인지조리)으로 재가열 처리하였다. pH, 조리 손실, 지방산패도(TBARS), 티올 함량, 색상, 질감 및 관능평가와 같은 품질 특성뿐만 아니라 사전조리 및 재가열에 따른 변화도 분석하였다. 천연 항산화제로 0.02% 육두구 추출물의 사용은 합성 항산화제인 BHT 처리구와 마찬가지로 사전조리된 미트볼의 지질 산화, 단백질 산화, 색상, 질감 및 관능평가에 영향한다. 즉 0.02% 육두구 추출물은 M1 및 M3에 비해 높은 항산화 활성을 보여, 사전조리된 미트볼의 지질 산화, 단백질 산화, 경도 값을 감소시키며, 적색도, 밝기, 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess) 및 점착성(adhesiveness)을 높였다(p<0.05). 또한 미트볼을 전자레인지 재가열 할 경우 끓이기, 팬프라이, 컨벡션 오븐조리 방법보다 더 우수한 품질 특성을 보였다. 결론적으로, 0.02% BHT 대신 천연 항산화제인 0.02% 육두구 추출물을 미트볼에 첨가하면 냉동 보관 2개월 동안 미리 조리된 미트볼과 전자레인지 조리로 재가열 미트볼의 육색, 조직감을 개선시키고 지방산화 및 불쾌취 형성을 억제시키는 것으로 나타났다. 두 번째 연구는“다양한 pan-roasting 온도와 관련된 헤테로싸이클릭 아민(heterocyclic amines, HCAs) 형성에 대한 전구체 효과"라는 제목으로 수행하였다. 다양한 조리 온도와 관련하여 HCAs 형성 및 이와 관련된 쇠고기 패티 조성 전구체 사이의 관계를 추정하였다. 조리하지 않은 쇠고기 패티, 220℃, 320℃에서 조리한 패티를 샘플 그룹으로 선택하여 지방함량, 수분함량, 지방산 및 아미노산 조성과 HCAs 형성에 대한 상호 작용을 조사하였다. Pan-roasting 후 HCA를 추출하고 동정하기 위해 HPLC를 사용하였으며, 온도에 대한 HCA 형성과 각 매개변수의 상관관계를 확인하였다. 6개의 극성(IQx, IQ, MeIQx, 4,8 DiMeIQX, 7,8 DiMeIQx, PhIP)과 4개의 비극성 HCA(harman, nor-harman, AαC, MeαAC)는 조리 방법과 온도에 따라 다른 농도에서 확인되었다. 220℃에서 가열한 패티에 비해 320℃의 온도에서 가열한 쇠고기 패티의 아미노산 조성과 극성 및 비극성 HCA 농도가 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 한편, 쇠고기 패티는 조리온도 상승에 따라 지방함량, 수분함량, 지방산 값이 서서히 감소하였다. 주성분 분석은 다른 온도에서 HCA 형성과 모든 구성 매개변수와의 상관관계를 보여주었다. 아미노산 조성은 HCA 형성에 양의 상관관계가 있으며(p<0.001), 수분함량과 지방산 조성은 HCA의 형성과 음의 관련이 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 아미노산 전구체가 조리 온도와 관련하여 HCAs의 형성과 직접적인 관련이 있음이 입증되었다. 세 번째 실험은 두“극성 및 비극성 헤테로싸이클릭 아민(heterocyclic amines, HCAs) 형성에 대한 에탄올 추출 육두구의 항산화 능력 및 억제 효과”실험으로 대표적인 천연 및 합성 항산화제인 에탄올 추출 육두구와 t-BHQ가 신선한 쇠고기 패티와 구운 쇠고기 패티의 냉장 중 pH와 지방산화의 변화와 더불어 조리된 쇠고기 패티에서 HCAs의 억제 효과 검증이다. 육제품에 적용하기 전에 합성 항산화제로 육두구와 t-BHQ에서 추출한 다양한 용매(아세톤 50% 및 에탄올 70%)를 분석하여 free radical donating capacity, 페놀 함량 및 활성 대사 산물 함량을 비교하였다. 70% 에탄올 추출 육두구(ethanol extracted nutmeg, ENE) 가 50% 아세톤 추출 육두구와 t-BHQ 보다 높은 DPPH 값, 페놀 함량 및 활성 대사 산물을 나타내어 우수한 항산화제임을 입증하였다. 0.05% ENE로 제조된 패티는 조리 손실이 현저히 낮고(p<0.05) 로스팅 후 수출률이 유의하지 않지만 적었다(p>0.05). 0, 3 및 6일째에 0.05% ENE와 0.02% t-BHQ로 처리한 신선 패티와 조리된 패티의 pH 값과 TBARS 지수는 대조구와 T1보다 T2에서 유의하게(p<0.05) 낮게 나타났다. 로스트 비프 패티의 발암성 화합물인 IQ형 극성 및 비극성 HCA의 정량적 값은 HPLC의 고체상 추출 기술을 사용하여 예측되었다. 지금까지 조리된 음식에서 25개 이상의 HCA가 검출되었으며 이 중 10개가 본 연구에서 분리 동정되었다. 그 결과 320℃에서 구운 패티는 극성 및 비극성 HCA를 모두 포함하여 총 HCA의 최대량을 보유하는 것으로 나타났다. 또한 0.05% ENE을 첨가하면, 극성(IQx, IQ, MeIQx, 7,8 DiMeIQx, 4,8 DiMeIQx) HCA를 70% 이상 억제시키며, 비극성 HCA를 80% 억제시킨다. 전반적으로, 에탄올 추출 육두구의 활용은 t-BHQ보다 조리된 고기의 HCA를 더욱 감소시켜 지질산화 억제 및 항암 촉진제로 작용할 수 있다. 따라서, 천연 항산화제로 0.02~0.05%의 에탄올 추출 육두구를 사용하여 육가공품인 미트볼과 쇠고기 패티의 사전가열, 가열, 재가열 및 고온에서의 산화 및 안정성을 회복하여 저장 수명을 늘리고 가열 중 발생되는 불쾌취 및 HCAs의 형성을 억제시킬 것이라 판단된다.

Cooking Optimization of Soo-yuk with Various Cooking Methods

채영철 건국대학교 대학원 2011 국내박사

Moisture cooking method is chosen to select cooking method and to eat meat with soup such as stew or soup. For dry cooking method such as grill and oven, pork was cooked at 70°C internal temperature for well-done. Soo-yuk is a Korean traditional recipe that cooked at high temperature and long period and served only with meat for moisture cooking method. Therefore, this experiment was conducted to observe the characteristics to measure the quality standard of Soo-yuk according to traditional recipe of Soo-yuk. The experiments were conducted for the quality standard of Soo-yuk in terms of Soo-yuk and then were compared according to the method of adding water and internal temperature. For better recipe than a traditional recipe of Soo-yuk, water-bath, dry oven and steam oven method were compared for Soo-yuk. Then, to find an optimum condition using steam oven resulted in better quality than traditional method of Soo-yuk, the experiment was conducted with variation of holding time. For the traditional method, method heated to 75°C internal temperature in the hot water showed better result in low cooking loss, high moisture content, low shear force value and thiamine content than method started heating in the cold water. Steam oven resulted in better quality than traditional boiling in terms of varying recipes, boiling, water-bath, steam oven and dry oven. It was observed as an excellent recipe that steam oven varied with holding time resulted in less cooking loss, higher moisture content, lower shear force value and lower loss of thiamine content. Samples were treated with different ways since some cooks heated in cold water initially, and others drained the cold water once the cold water boiled and replaced the cold water to remove the blood out of the meat. Hot water was used to observe the effect of water temperature and heating time of quality of Soo-yuk.

다양한 조건에서 조리된 고기의 향미학과 생화학적 프로파일링

유희 전북대학교 대학원 2024 국내박사

In this study, a Flavoromics approach was used to perform multivariate analysis of volatile compounds. PCA used to identify different flavor profiles in volatile compound expression patterns. PLS-DA maximizing distinctions between different categories of volatile compounds to classify cooking mode, storage time, cooking degree, and species. The study results are presented through multivariate analysis of the volatile compounds dataset. PLS-DA results were interpreted using permutation tests to assess model credibility. Similarity and relationships between samples were analyzed using clustering heat maps. Finally, Pearson correlation heat maps were used to visualize the correlation between variables in the dataset. The first study evaluated pork belly (n=30) using different cooking methods and storage times. Samples were divided into 6 groups, treated with Mechanical Vapor Recompression (MVR) or Grill Pan (GR), and stored at 4°C for 0, 14, or 21 days. Both heating methods and storage times significantly altered the physicochemical characteristics and flavor profiles of the pork. Notably, the pH of the samples significantly increased after storage. The L* and a* values in the MVR group for 14 and 21 days were significantly different from those in the other groups. At 0 and 14 days, the b* value of the MVR group was significantly lower than other groups. Cooking loss was significantly higher in the MVR group compared to the GR group. Storage time significantly reduced the WBSF values in the GR group, with no significant effect on the MVR group. Moisture, TBARS, and VBN values in both MVR and GR groups changed significantly during storage. The MVR group demonstrated better storage stability. Both cooking method and storage time significantly affected protein structure. Degradation of high molecular weight muscle fibers and sarcoplasmic proteins was more pronounced in the MVR group compared to the GR group. In the GR group, storage time led to a significant increase in specific protein bands. SPME-GC-MS analyzed the flavor of the samples and detected 63 volatile compounds in six categories. The volatile compounds were analyzed qualitatively and quantitatively, creating a dataset for multivariate analysis. The data, divided into three storage time groups, were processed using PCA and PLS-DA. The model demonstrates validity without overfitting, indicating strong discrimination capability. The Flavoromics approach effectively differentiated the flavor compounds of pork treated with MVR and GR at the same storage time. In second study, chicken breasts were evaluated using different cooking methods and storage times. The samples were divided into five groups: Mechanical Vapor Recompression (MVR), conventional Grill Pan (GR), and a Water Bath (WB). Fifteen MVR samples were stored at 4°C for 0, 14, and 21 days. Key findings include alterations in physicochemical characteristics and flavor profiles due to heating methods and storage times. MVR samples had a higher pH after 21 days compared to other groups. WB samples exhibited higher brightness (L*) values, while GR samples showed the highest redness (a*) values. MVR cooking losses exceeded other methods. WBSF values were higher in the GR group, and moisture content was higher in the WB group. TBARS and VBN values increased with storage time in the MVR group. MVR and WB cooking led to more degradation of myofibrils and sarcoplasmic proteins than GR cooking. Flavor analysis detected 65 volatile compounds, and multivariate analysis (PCA and PLS-DA) effectively discriminated chicken flavor compounds based on storage time and cooking method. Overall, the flavoromics approach successfully differentiated chicken flavors under different treatment conditions. In the third study, we created a dataset for multivariate analysis by cooking Hanwoo rounds to three doneness levels (rare, medium-done, and very well-done) using a water bath for flavor analysis. We detected 31 compounds across six classes, with the very well-done (VVD) group showing the highest number of compounds. Principal Component Analysis (PCA) results indicated strong model performance with R2X=0.981, PC1=0.697, PC2=0.185, and Q2X=0.88. Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA) results further validated this, with R2X=0.946 (component 1=0.697, component 2=0.185), R2Y=0.992, and Q2=0.971. Permutation test results (R2(cum)=0.39, Q2(cum)=-0.279) confirmed model robustness and absence of overfitting. Key volatile compounds with VIP scores greater than 1 included 2,3-Octanedione, Nonanal, Octanal, Heptanal, and Benzaldehyde. The clustered heat map demonstrated distinct differences in the intensity of volatile compounds between the rare, medium-done, and very well-done groups, with clear separation of subgroups. Additionally, the Pearson correlation heat map revealed positive correlations among Benzaldehyde, 2-pentylfuran, and 2,3-octanedione, which showed close classification. These results highlight the impact of doneness level on the flavor profile of Hanwoo rounds. In the last study, we processed lean meat and fat from bovine and porcine sources, dividing them into four groups (BBF, BPF, PPF, and PBF) in an 85:15 ratio for flavor analysis, and created a dataset for multivariate analysis. We detected 36 compounds across six categories, with the BBF group having the highest number at 28 compounds. The results indicated that lean meat was the main contributor of volatile compounds in raw meat. PCA results showed R2X=0.941, with PC1=0.563 and PC2=0.188, while Q2X was 0.736. PLS-DA results were: R2X=0.94, component 1=0.563, component 2=0.188, R2Y=0.991, and Q2=0.974. Permutation test results were R2=0.344 and Q2=-0.535. Components with VIP scores greater than 1 included Hexanal, Acetic acid, Acetoin, 2-methyl-Butanoic acid, 3-methyl-1-Butanol, 3-methyl-Butanal, 1-Octen-3-ol, 1-Pentanol, Heptanal, and 2-pentyl-Furan. A clustering heat map revealed a clear separation between the four groups, supporting the differentiation of volatile profiles among them. None of the models indicated overfitting, enhancing the reliability of the multivariate analysis. 본 연구에서는 Flavoromics 접근법을 사용하여 식육의 휘발성 화합물에 대한 다변량 분석을 수행했습니다. PCA를 통해 식육의 휘발성 화합물 발현 패턴에서 다양한 향미 프로파일을 식별하고 PLS-DA를 통해 조리 방식, 저장 시간, 조리 정도 및 종에 따른 휘발성 화합물들을 분류하여 시각화 하였습니다. 각 다변량 통계분석을 통해 얻은 결과의 모델 신뢰성은 Permutation test 결과로 나타냈습니다. 각 샘플 간의 유사성은 Clustering heat maps을 사용하여 분석하였습니다. 마지막으로, 데이터셋의 변수 간의 상관관계는 Pearson correlation heat maps을 이용하여 시각화 했습니다. 첫 번째 연구는 돼지 삼겹살(n=30)을 이용하여 다양한 조리방법과 조리 후 저장기간 동안 삼겹살의 물리화학적 변화 및 향미프로파일을 분석하였습니다. 삼겹살은 Mechanical Vapor Recompression (MVR) 과Grill pan (GR) 으로 일정시간 가열 처리하고, 4°C에서 0, 14, 21일 동안 저장한 후 분석에 이용하였습니다. 분석 결과, 두가지 조리 방법 모두에서 저장기간이 경과함에 따라 pH값이 유의적으로 증가했습니다. 육색은 MVR그룹의 L와 a 값이 저장 14일 및 21일 동안 GR그룹과 유의한 차이를 보였으며, 0일 및 14일에 MVR 그룹의 b* 값은 다른 그룹보다 유의하게 낮았습니다. Cooking loss는 MVR에서 GR보다 유의하게 높게 나타났습니다. 조리 후 저장기간이 경과함에 따라 GR로 조리한 삼겹살의 전단력이 저장 0일2.27kgf에서 저장 14일 1.94kgf로 유의하게 낮아졌고, MVR로 조리한 삼겹살에서는 저장기간동안 전단력의 의미 있는 변화는 없었습니다. GR조리법 보다MVR로 조리한 삼겹살에서 보다 나은 저장안정성을 보였습니다. 조리 방법과 저장 시간은 단백질 구조에 영향을 미쳤는데, MVR 그룹은 GR 그룹에 비해 고분자량 근섬유와 사코플라즘 단백질의 분해가 더 두드러지는 것을 알 수 있었습니다. SPME-GC-MS분석을 통해 조리된 삼겹살에서 6개의 범주, 63개의 휘발성 화합물을 검출했고, 정량분석을 통헤 다변량 분석을 위한 데이터셋을 생성했습니다. 각 조리방법에 대한 향기성분 데이터를 세 가지 저장 시간 그룹으로 나누어 PCA와 PLS-DA를 사용하여 처리한 결과, 모델은 overfitting 없이 타당성을 보여주며 강력한 구분 능력을 나타냈습니다. Flavoromics 접근법을 이용하여 동일한 저장 시간에서 MVR 및 GR로 처리된 돼지고기의 향미 화합물을 효과적으로 구분할 수 있음을 보여주었습니다. 두 번째 연구에서는 닭 가슴살(n=15)을 이용하여 다양한 조리방법과 조리 후 저장기간 동안 닭 가슴살의 물리화학적 변화 및 향미프로파일을 분석하였습니다. 닭 가슴살은 Mechanical Vapor Recompression (MVR) 과Grill pan (GR), Water bath (WB)에서 일정시간 가열 처리한 후 4°C에서 0, 14, 21일 동안 저장되었습니다. 저장 0일에서WB의 L* 값은 93.00으로 가장 높았고, GR은 가장 높은 a* 값(18.29)을 보였습니다. Cooking loss는 MVR에서 32.16%로 다른 그룹에 비해 유의적으로 높은 값을 보였으나, 전단력 값은GR 그룹이 2.37kgf로 다른 그룹에 비해 유의적으로 높게 나타났습니다. MVR그룹에서 TBARS와 VBN 값은 MVR 그룹에서 저장 시간에 따라 증가하였습니다. SPME-GC-MS분석을 통해 65개의 휘발성 화합물을 검출했으며, 다변량 분석(PCA 및 PLS-DA)은 조리 방법과 저장기간에 대한 닭 가슴살의 향미 화합물을 효과적으로 구별했습니다. 결과적으로Flavoromics 접근법은 다양한 조리 조건에서 발생하는 닭가슴살의 향미를 구별할 수 있음을 보여주었습니다. 세 번째 연구에서는 한우 우둔살을 세 가지 익힘 수준 (R:Rare; M:Medium; VVD:Very well done) 으로 water bath에서 요리한 후 SPME-GC-MS분석을 통해 다변량 분석을 위한 데이터셋을 생성했습니다. 우리는 6개의 범주의 31개의 화합물을 검출했으며, Very well done (VVD) 그룹이 가장 많은 화합물이 검출되었습니다. PCA 결과는 R2X=0.981, PC1=0.697, PC2=0.185 및 Q2X=0.88로 강력한 모델 성능을 나타냈습니다. PLS-DA 결과는 R2X=0.946(구성 요소 1=0.697, 구성 요소 2=0.185), R2Y=0.992 및 Q2=0.971로 추가로 확인되었습니다. Permutation test 결과, R2(cum)=0.39, Q2(cum)=-0.279로 모델의 견고성과 overfitting이 없음을 확인했습니다. VIP 점수가 1 이상인 주요 휘발성 화합물로는 2,3-Octanedione, Nonanal, Octanal, Heptanal 및 Benzaldehyde가 포함되었습니다. Clustered heat map 은 R, M, VVD 그룹 간의 휘발성 화합물 강도의 뚜렷한 차이와 명확한 하위 그룹 구분을 나타냈습니다. 또한 Pearson correlation heat map 은Benzaldehyde, 2-pentylfuran 및 2,3-octanedione 간의 긍정적인 상관관계를 나타내며 밀접한 분류를 보여주었습니다. 마지막 연구에서는 소 및 돼지의 살코기와 지방을 이용하여 85:15 비율로 조합한 네 그룹(BBF: beef lean + beef fat; BPF: beef lean + pork fat; PPF: pork lean + pork fat; PBF: pork lean + beef fat)을 이용하여 향미 분석을 수행하고 다변량 분석을 위한 데이터셋을 생성했습니다. 분석 결과 6개의 범주에서 36개의 화합물을 검출했으며, BBF 그룹이 28개의 화합물로 가장 많은 향기성분이 검출되었습니다. 검출된 향기성분의 정성적, 정량적 결과는 살코기가 생고기에서 휘발성 화합물의 주요 기여자임을 나타냈습니다. PCA 결과, R2X=0.941, PC1=0.563 및 PC2=0.188을 보였으며 Q2X는 0.736이었습니다. PLS-DA 결과는 R2X=0.94, 구성 요소 1=0.563, 구성 요소 2=0.188, R2Y=0.991 및 Q2=0.974였습니다. Permutation test 결과는 R2=0.344 및 Q2=-0.535이었습니다. VIP 점수가 1 이상인 구성 요소로는 Hexanal, Acetic acid, Acetoin, 2-methyl-Butanoic acid, 3-methyl-1-Butanol, 3-methyl-Butanal, 1-Octen-3-ol, 1-Pentanol, Heptanal 및 2-pentyl-Furan이 포함되었습니다. Clustered heat map 은 네 그룹 간의 뚜렷한 구분을 나타내며 휘발성분 프로파일의 차이를 뒷받침했습니다. 어느 모델도 overfitting을 나타내지 않아 다변량 분석의 신뢰성을 높였습니다. 키워드: 향미학, 다변량 분석, 조리 방법, 저장 기간, 조리 익힘 수준, 휘발성분 프로파일

Eating and textural qualities of Korean cooked rice are controlled by leachate and morphological changes during cooking

하민교 전남대학교 2022 국내석사

취사방법과 아밀로스 함량에 따라 달라지는 침출물, 형태 및 식감 특성을 조사하여 밥의 품질을 평가하였다. 침출물은 밥을 90 ℃ 이상의 물을 이용하여 얻었다. 침출물 내 총 고형분과 아밀로펙틴 함량은 전기압력밥솥을 이용해 얻어진 밥(EPCR)에서 가장 높았다. 침출물의 단백질 함량은 조리방법에 따라 유의한 차이는 없었다. 침출물의 아밀로펙틴 사슬 길이 또한 샘플 간에 크게 다르지 않았다. 침출물 용액의 유변학적 특성은 조리방법에 따라 큰 차이를 보였고, 침출물 내 아밀로펙틴 함량이 가장 많았던 EPCR이 겉보기 점도가 가장 높았다. 쌀밥의 형태학적 특성은 압력조건과 관련있고, 이는 쌀의 미세구조 파괴를 유발하여 EPCR과 즉석밥 (ICR)에서 전분 구조의 심각한 파괴가 나타났다. 식감과 관능 특성 또한 조리 방법에 따라 유의한 차이를 보였다. EPCR과 ICR이 전기밥솥을 이용해 얻어진 밥 (ECR)에 비해 높은 부착성과 찰기를 나타냈다. 주성분분석(PCA) 스코어 플롯은 취사방법에 따라 밥의 침출물 및 식감 특성에 유의한 차이가 있음을 나타냈다. 찹쌀(동진찰, 백옥찰)이 아밀로펙틴 함량이 높아 생쌀의 수분흡수율이 가장 높았다. 침출물 내 총 고형분과 아밀로펙틴 함량은 도담이 가장 낮았고, 침출물 내 단백질 함량은 가장 높았다. 침출액의 겉보기 점도는 찹쌀에서 가장 높았고, 고아밀로스 쌀에서 가장 낮았는데 이는 침출된 아밀로펙틴 양에 의해 기인한 것이다. 밥의 식감 특성은 아밀로스 함량에 따라 유의한 차이를 보였다. 도담의 경도가 가장 높았고 찹쌀의 부착성이 가장 높았다. 부착성은 아밀로펙틴의 침출량과 총 고형분과 양의 상관관계를 보였다. The leachate, morphological and textural characteristics of cooked rice, which differ depending on the cooking methods and amylose content, were investigated to evaluate the quality of cooked rice. The leachate was obtained by rinsing cooked rice with hot distilled water (~90 ℃). The amounts of total solids and amylopectin in the leachate were highest in electronic-pressure cooked rice (EPCR). The protein content in the leachate was not significantly different among the cooking methods. Amylopectin chain length of leachate was not substantially different among the samples. The rheological properties of leachate solution showed significant difference according to cooking methods, EPCR was the highest apparent viscosity, attributed to its highest amylopectin amount in the leachate solution. Morphological characteristics of cooked rice were related to pressure condition, inducing the disruption the microstructure of rice, thereby EPCR and instant cooked rice (ICR) were presented severe disruption in starch structure. Textural and sensory characteristics were also significantly different according to cooking methods. Principal component analysis (PCA) revealed that the cooking method affects the compositions of leachate and texture characteristics of cooked rice. Water absorption ratio of raw rice was highest in waxy rice (Dongjinchal and Baekokchal) due to the higher amylopectin content. Dodam had the lowest amount of total solids and amylopectin in leachate, while the protein content in leachate was highest among the other samples. The apparent viscosity of leachate solution was highest in waxy rice, whereas lowest in high amylose rice, attributed to leached amylopectin amount. Textural characteristics of cooked rice were significantly different according to amylose content. Dodam had the highest hardness and waxy rice had the highest adhesiveness. The adhesiveness had positive correlations with leached amylopectin amount and total solids. In short, this study indicates that leachate and morphological characteristics could be useful standards for evaluating the quality of cooked rice.

조리방법에 따른 인삼의 부위별 항산화 효과

태윤나 高麗大學校 大學院 2012 국내석사

This study investigated the antioxidant effect of different parts of ginseng according to cooking methods. The antioxidant content of raw ginseng(RW), roasted ginseng(RT), red ginseng(RD, purchased from market), fried ginseng(FG), boiled ginseng(BG), steamed ginseng(SG) were evaluated on total polyphenols(TP), total flavonoids(TF) contents and antioxidant capacity evaluated on DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl) radical scavenging activity, FRAP(Ferric reducing antioxidant power), and also evaluated on resistant starch content of that ginseng samples. The results are as follows, cooking methods such as frying and boiling are showed lower antioxidant content than raw ginseng. But those such as roasting, steaming methods and RD showed better antioxidant content than raw ginseng. Antioxidant content of ginseng root showed better than ginseng body on cooking methods such as roasting, boiling, steaming, raw ginseng, and RD. Antioxidant capacity of steaming method and RD was stronger than raw ginseng but frying method was lower than raw ginseng. Antioxidant capacity of ginseng root showed better ginseng body on all the cooking methods. Resistant starch of ginseng treated with roasting, steaming, boiling methods and RD increased than raw ginseng, but frying method decreased than raw ginseng. Resistant starch of ginseng root showed better than ginseng body on all the cooking methods. These results indicate that steaming and roasting are effective cooking methods to increase the antioxidant activity as well as the resistant starch content of ginseng, respectively.

Effects of marinade and cooking methods on the reduction of heterocyclic aromatic amines in chicken drumsticks

이지윤 중앙대학교 대학원 2023 국내석사

헤테로사이클릭 아민(HAAs)은 단백질이 풍부한 돼지고기나 닭고기 등을 고온에서 조리할 때 많이 검출되는 돌연변이성, 발암성 유해물질이다. 따라서, 조리 중에 발생하는 HAAs를 저감화하는 노력이 필요하다. 이 연구에서는 마리네이드와 다양한 조리 방법을 이용한 닭다리의 HAAs 함량을 측정하고 마리네이드 재료의 항산화능, HAAs의 전구체를 분석하였다. 닭다리의 마리네이드는 우유와 맥주, 타임 0%, 0.2%, 0.5%로 진행하였으며 180℃ 기름에 튀기기 (DF180), 에어프라이어 150℃에서 굽기 (AF150), 에어프라이어 200℃에서 굽기 (AF200), 오븐 150℃에서 굽기 (OV150), 오븐 200℃에서 굽기 (OV200)의 방법을 사용하여 조리하였다. 그 결과, DF180의 수분이 유의미하게 가장 높았으며 (p<0.05), 200℃에서 조리한 닭다리가 150℃에서 구운 닭다리보다 수분이 낮았다. 우유로 마리네이드한 닭다리의 L*값이 가장 낮았으며 이는 우유 마리네이드 닭다리가 가장 어둡다는 것을 의미한다. 마리네이드의 종류에 관계없이 마리네이드한 닭다리가 마리네이드하지 않은 닭다리보다 HAAs가 낮았다. 가장 효과적인 저감 효과를 보인 마리네이드 재료는 타임 0.5%였으며 우유와 맥주 중에는 우유에 마리네이드한 닭다리가 더 효과적인 저감 효과를 보였다. 우유, 맥주, 타임 중 타임의 항산화능이 가장 높았다. 조리 방법에 따른 HAAs 함량에서는 200℃에서 조리한 닭다리의 HAAs가 높은 편이었으며 150℃에서 조리한 닭다리에서는 낮은 HAAs을 보였다. 크레아틴은 HAAs와 음의 상관관계를 보였으며, TBARs 값은 HAAs, 특히 MeAαc와 양의 상관관계를 보였다. 이 연구에서는 마리네이드와 조리방법을 통해 고온에서 조리한 닭다리의 HAAs 함량을 저감화하는 방법을 제시할 수 있었다. Heterocyclic aromatic amines (HAAs), known as mutagenic and carcinogenic compounds, are naturally produced when protein-rich foods such as pork or chicken are cooked at high temperatures. Although there have been studies for the reduction of HAAs formation, there are few published reports evaluating HAAs contents depending on marinade and cooking methods. In this study, the change of HAAs content in chicken drumsticks was analyzed according to various marinade ingredients such as milk, beer and thyme (0%, 0.2% and 0.5%) and cooking methods (deep frying, air frying, and oven), and the effect of precursors of HAAs was also evaluated. Samples were evaluated for HAAs contents by UHPLC-QqQ. The antioxidant activity of milk, beer and thyme were analyzed by total phenol content (TPC) and DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging activity. Creatine was analyzed as precursors. HAAs formation in marinated chicken drumsticks were lower than in non-marinated chicken drumsticks regardless of the type of marinade. The marinade ingredient that showed the most effective reduction was thyme 0.5%. For both TPC and DPPH radical scavenging activity, thyme had the highest antioxidant activity, followed by milk and beer. According to the cooking methods, air frying and oven at 200 ℃ samples had a high content of HAAs. Meanwhile, HAAs were detected at low levels for air frying and oven at 150 ℃. The creatine content had a negative relationship with the HAAs content. The TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) value showed a positive correlation with the HAAs content, especially with MeAαc. This study suggests a method to lower the content of HAAs in chicken drumsticks cooked at high temperatures through marinade and cooking methods.

Analysis of furan in dried red pepper powder prepared by various cooking methods

김수경 동국대학교 일반대학원 2021 국내석사

소비자의 식품 안전에 대한 인식이 높아짐에 따라 식품 안전성 확보의 필요성이 강조되고 있다. 퓨란은 유아용 이유식, 커피, 통조림 식품과 같이 열처리 과정을 거친 식품에서 활발히 연구된 바 있다. 하지만 다양한 식품군에서 발생 가능 위험이 있기 때문에 지속적인 모니터링이 필요하며, 조리와 취식방법에 의한 퓨란 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 세 가지 조리법(끓이기, 굽기, 튀기기)에 따라 고춧가루 내의 퓨란 함량을 분석하였다. 고체, 액체, 그리고 기름을 함유하고 있는 샘플로 분류하여 GC-MS를 이용해 분석한 결과, 끓이기 국물에서는 1.26 – 4.65 ng/g, 건더기에서는 7.37 – 27.68 ng/g이 검출되었다. 키네틱 연구를 진행하기 위해 굽기를 모델시스템으로 설정하여 6개의 시간과 온도 조건에서 실험을 진행한 결과 6.66 – 761.37 ng/g이 검출되었다. 마지막으로 튀기기의 경우 기름에서 3.93 – 125.88 ng/g, 건더기에서 4.88 – 234.52 ng/g의 퓨란 함량이 검출되었다. 같은 온도와 시간 조건에서 조리법에 따라 퓨란 함량을 비교한 결과 기름을 이용한 조리법에서 물을 이용한 조리법보다 약 3배 높은 퓨란 함량이 검출되었으며, 굽기 모델시스템을 이용해 아레니우스 방정식을 활용해 도출된 활성화에너지 값은 60.55 kJ/mol이었다. 지방산 조성이 퓨란 생성이 미치는 영향에 대해 알아보고자 네 가지 식용 유지를 세 가지 타입으로 분류하여 튀기기를 진행한 결과 기름에서는 3.61 – 69.87 ng/g이 검출되었고, 건더기에서는 4.58 – 105.39 ng/g이 검출되었다. 포화지방산보다 불포화지방산 함량이 큰 유지에서 높은 퓨란 함량이 검출되었고, oleic acid (18:1)가 많이 함유된 올리브유보다 linoleic acid (18:2)의 함량이 큰 옥수수유에서 131.2% 더 높은 퓨란 농도가 검출되었다(140 ℃, 20분). 본 연구의 결과는 조리법에 따른 퓨란 저감화 연구의 데이터베이스로 활용될 것으로 기대된다. In this study, furan analysis was conducted on dried red pepper powder prepared by three cooking methods (boiling, roasting and frying). Total 144 samples were prepared and their furan levels were analyzed using automated solid phase micro-extraction gas chromatography-mass spectrometry. The furan concentration in boiled soup was 1.26 to 4.65 ng/g, and 7.37 to 27.68 ng/g for boiled red pepper samples. For the roasting method, 6.66 to 761.37 ng/g of furan concentration was detected. In case of frying method, furan level of edible oils was 3.93 to 125.88 ng/g, and 4.88 to 234.52 ng/g was detected for fried red pepper samples. The cooking method using edible oil indicated higher furan concentration than water-based method. The samples using corn-germ oil (linoleic acid rich oil) showed the highest furan concentration among four edible oils. In all cooking methods, the higher the heating temperature and time, the higher the concentration of furan was detected. The kinetic study was conducted using the roasting model system and the apparent activation energy was 60.5 kJ/mol. The results of this study would be useful as a database for furan concentration in dried red pepper powder according to various cooking methods. In addition, it could be used to predict furan formation using kinetic parameters.

Study on the formation of volatile flavor compounds in cooked marinated beef

이민주 이화여자대학교 대학원 2024 국내석사

Cooked marinated beef is one of famous Korean foods that received worldwide attention. In this study, two studies were conducted on the flavor components of cooked marinated beef. 1) Volatile compounds and odor-active compounds generated from charcoal-grilled marinated beef were analyzed with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography-olfactometry (GC-O). Solvent assisted flavor extraction (SAFE) and solid phase microextraction (SPME) were both used to extract compounds. 196 volatile compounds were identified, including of 15 alcohols, 13 aldehydes, 4 acids, 21 ketones, 19 benzene derivatives, 5 esters, 15 furans/furanones, 5 lactones, 22 hydrocarbons, 13 pyrazines, 5 pyrroles/pyrrolidines, 12 other nitrogen-containing compounds, 14 phenols, 1 thiophene, 2 thiazoles, 18 sulfur-containing compounds, and 12 terpenes. Heterocyclic compounds could be generated when meat is grilled at high temperatures, and the production of benzene derivatives and phenols could be induced by charcoal grilling and marinade. 3-methylsulfanylpropanal, 2-methoxyphenol, 1,3-benzothiazole, furaneol, 3-methylphenol, prop-2-ene-1-thiol, 2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, and furan-2-carbaldehyde showed relatively high FD factor. It was confirmed that heterocyclic compounds, phenols, sulfur-containing compounds, and aldehydes had a relatively large influence on the flavor of charcoal-grilled marinated beef. 2) In addition, the volatile components of marinated beef depending on the cooking methods were studied. Volatile compounds of charcoal-grilled marinated beef (CMB), electric pan-grilled marinated beef (EMB), and oven-grilled marinated beef (OMB) were extracted by SAFE method. CMB showed a clearly different pattern from EMB and CMB. Compounds such as 1-benzofuran, methional, 3-hydroxyoxolan-2-one, and 3-ethyl-2-hydroxycyclopent-2-en-1-one were important volatiles in CMB. In contrast, compounds such as 2-chlorocyclohexan-1-ol, heptan-1-ol, 3-hydroxybutan-2-one, and 2-methylcyclopent-2-en-1-one acted as important volatiles in EMB and OMB. As a result, furans/furanones, ketones, lactones, benzene derivatives, and phenols contributed to CMB, whereas alcohols and some ketones contributed to EMB and OMB. 양념소갈비는 전 세계가 주목하는 유명한 K-FOOD 중 하나이다. 본 연구에서는 조리한 양념갈비의 향미성분에 관한 두 가지 연구를 수행하였다. 1) 먼저 gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)와 gas chromatography (GC-O)를 이용하여 숯불갈비에서 발생하는 휘발성 화합물과 향기활성화합물을 분석하였다. Solvent-assisted flavor extraction(SAFE) 및 solid phase microextraction(SPME)을 사용하여 화합물을 추출하였다. 2가지 추출방법을 통해 알코올류 15개, 알데하이드류 13개, 산류 4개, 케톤류 21개, 벤젠 유도체류 19개, 에스테르류 5개, 퓨란류 15개, 락톤류 5개, 탄화수소류 22개, 피라진류 13개, 피롤/피롤리딘류 5개, 기타 질소 함유 화합물 12개, 페놀류 14개, 티오펜류 1개, 티아졸류 2개, 황 함유 화합물 18개, 테르펜류 12개를 포함하여 총 196개의 휘발성 화합물을 동정하였다. 고기를 고온에서 구워 다양한 헤테로고리 화합물이 생성될 수 있었고, 벤젠 유도체와 페놀류의 생성은 숯불에 구웠기 때문에 더 많이 유도되었고 양념장 재료에서도 유래되었다. 3-methylsulfanylpropanal, 2-methoxyphenol, 1,3-benzothiazole, furaneol, 3-methylphenol, prop-2-ene-1-thiol, 2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine, 2,5-dimethylpyrazine, furan-2-carbaldehyde는 상대적으로 높은 FD factor를 보이는 향기활성화합물로 확인되었다. 결과적으로, 헤테로고리 화합물, 황 함유 화합물, 페놀류, 알데하이드류가 숯불갈비의 풍미에 상대적으로 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 2) 또한 조리방법에 따른 양념갈비의 휘발성 성분을 연구하였다. SAFE 방법을 이용하여 charcoal-grilled marinated beef(CMB), electric pan-grilled marinated beef (EMB), oven-grilled marinated beef(OMB)의 휘발성 화합물을 추출하였다. CMB의 휘발성 성분은 EMB, CMB와 확연히 다른 패턴을 보였다. 1-benzofuran, methional, 3-hydroxyoxolan-2-one, 3-ethyl-2-hydroxycyclopent-2-en-1-one과 같은 화합물은 CMB에서 중요한 휘발성 성분이었다. 반면에, 2-chlorocyclohexan-1-ol, heptan-1-ol, 3-hydroxybutan-2-one, and 2-methylcyclopent-2-en-1-one 과 같은 화합물은 EMB 및 OMB에서 중요한 휘발성 성분으로 확인되었다. 퓨란/퓨라논류, 케톤류, 락톤류, 벤젠 유도체류, 페놀류는 CMB에 기여한 반면, 알코올류와 일부 케톤류는 EMB와 OMB에 기여하였다.

Comparison of Phytochemical Content and Antioxidant Activity in Petasites japonicus and Colocasia esculenta L. Schott Depending on Cooking Methods

신민홍 충북대학교 2015 국내석사

머위(petasites japonicus)는 국화과에 속하는 다년생 초본식물로 일본에서 유래 되었으며, 약용이나 식용으로 이용되고 있다. 식용으로는 신선한 상태로 섭취하기도 하고 우리나라에서는 나물, 무침, 볶음, 및 국이나 탕으로 다양한 조리에 의해 소비되기도 한다. 이러한 가공 또는 조리된 천연 식용자원은 영양소나 생리활성 물질의 생체 이용도를 향상시키는 긍정적인면도 있지만, 구성되어 있는 성분의 화학적 분해로 영양소가 파괴되는 등 부정적인 영향을 나타내기도 한다. 토란(Colocasia esculenta)은 식용 및 약용으로 이용가치가 높은 구황작물로서 천남성과에 속하는 다년생초본이다. 뿌리, 줄기, 잎 등 버리는 부분 없이 모든 부위가 식용과 약용으로 이용되고 있으며 국, 탕, 단자, 전 등 다양한 방법으로 조리하여 섭취하고 있다. 채소는 신선한 원재료를 섭취하기도 하지만 대부분을 조리하여 소비하기 때분에 조리 과정 중에 다양한 화학적 변화가 일어나면서 생리활성이 증가하기도 하고 손실이 일어나기도 한다. 이러한 유익한 물질의 손실을 최소화 할 수 있는 조리, 가공에 대한 연구가 필요한 시점이다. 따라서 본 연구는 생리활성 물질이 풍부한 머위와 토란에 관한 조리방법 별 총 폴리페놀, 플라보노이드, 비타민C, 비타민E, 베타카로틴 등 phytochemical 성분과 항산화 능력을 비교?분석하였다. 따라서 본 연구는 blanching, boiling, steaming, microwaving, 등의 조리방법에 따른 머위대와 토란의 조리별 phytochemical 및 항산화 활성에 변화를 측정하였다. 머위대의 총 폴리페놀 함량은 13.88-48.38 mg GAE/100 g CW 범위로 5개 그룹(raw, steaming, microwaving, blanching, boiling)으로 통계적으로 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 조리 전과 steaming에서는 폴리페놀 함량이 감소한 반면에 boiling, microwaving, 그리고 blanching의 경우 유의적으로 높은 수치를 나타냈다 (p<0.05). 또한 총 플라보노이드 함량에서는 6.53-23.47 mg CE/100 g CW 범위로, 조리 전과 비교하여 boiling> microwaving> blanching순으로 유의적으로 높은 수치를 나타냈다(p<0.05). 비타민 C 함량의 경우 조리 전과 비교하여 조리그룹에서는 (blanching, boiling, steaming, microwaving) 감소하는 경향을 보였다. 반면에 비타민 E 와 베타-카로틴 함량의 경우 조리 전 시료보다 높은 수치를 나타내었으며(p<0.05) 조리그룹 중 steaming 처리된 시료가 가장 높은 수치를 나타내었다. 항산화 활성을 실험한 결과 ABTS 라디칼 제거능은 38.62-91.87 mg of Trolox Eq./100 g CW 범위로 5개 그룹간(raw, steaming, microwaving, blanching, boiling)에 통계적으로 유의적인 차이를 보였다. 또한, DPPH 라디칼 제거능은 30.58-81.33 mg of Trolox Eq./100 g CW범위로 microwaving, blanching, 그리고 boiling은 다른 2 그룹 (raw, steaming)과 비교하여 DPPH 라디칼 제거능이 뛰어난 것으로 나타났으며 유의적인 차이를 보였다. ABTS 및 DPPH 라디칼 제거력에서는 머위대를 microwaving 처리시 가장 높은 활성을 보였다. 환원력의 경우 100.00-139.79% 범위로 5개 그룹 (boiling, microwaving blanching, steaming, raw)간 모두 유의적인 차이를 나타내었다. 조리 전 시료와 비교하면, 모든 군에서 환원력이 증가하는 경향을 나타내었다. 지질과산화 억제능은 17.80-52.69% 범위로 5개 그룹 중 blanching>boiling>microwaving 순으로 높은 억제률을 보였다. 따라서, 머위대를 조리하여 섭취할 경우에는 생리활성 물질들의 손실률을 최소화 할 수 있도록 가능하면 steaming 조리법은 피하고 blanching, boiling, 및 microwaving의 조리방법을 사용하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 토란에서의 phytochemical를 측정한 결과, 총 폴리페놀 함량은 6.19-9.44 mg GAE/100 g CW 범위로 (microwaving, boiling, steaming, raw, blanching)으로 통계적으로 유의적인 차이를 보였다(p<0.05). 또한 총 플라보노이드 함량은 3.48-7.65 mg CE/100 g CW 범위로 microwaving의 조리방법만 유의적으로 증가를 나타내었다(p<0.05). 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 측정 결과 모두 조리 전 시료보다 microwaving 에서 높은 수치 나타내었다. 비타민 C 함량은 조리 전과 비교하여 조리 후 낮은 수치를 보였으며, 비타민 E함량은 14.65-27.99 mg/100 g 범위로, 조리방법별 5개 그룹(raw, steaming, microwaving, blanching, boiling)간 모두 통계적으로 유의적인 차이를 보였다. 베타-카로틴 함량의 경우 4.31-32.80 μg/100 g 범위로, 조리 전보다 조리된 시료에서 모두 유의적으로 낮은 수치를 나타내었다. 항산화 활성의 경우 ABTS 라디칼 제거능은 14.46-18.92 mg of Trolox Eq./100 g CW 범위로 blanching과 microwaving에서 높은 ABTS 라디칼 제거능을 보였다. 또한, DPPH에 의한 항산화 활성은 14.97-19.20 mg of Trolox Eq./100 g CW범위로 blanching과 microwaving이 다른 그룹과 비교하여 유의적으로 높은 라디칼 소거능을 보였다. 환원력은 100.00-126.2% 범위로 조리 전과 비교하여 microwaving이 유의적으로 가장 높은 수치를 보였다. 지질과산화억제능의 경우 21.81-44.50% 범위로 조리 전과 비교하여 steaming이 유의적으로 높은 억제률을 보였다. 따라서 토란을 열처리하여 섭취할 경우에는 생리활성 물질들의 손실률을 최소화 할 수 있는 조리방법은 microwaving인 것으로 나타났다. Recently, the interest in health relating to the aging inhibition and antioxidant have increased. Various vegetable have rich polyphenol and flavonoid which included bioactive functions such as anti-oxidizing, anti-allergic and anticancer. There are several method eating vegetables, just eat and cooking. Petasites japonicus and Colocasia esculenta L. Schott have used for medicine and food in Korea. This study evaluated the effect of different cooking methods including blanching, boiling, microwaving and steaming on the phytochemical content and antioxidant activity of Petasites japonicus and Colocasia esculenta L. Schott. The result of study, total polyphenol of phytochemical in Petasites japonicus Stem was 13.88-48.38 mg GAE/100 g and flavonoid was 6.53-23.47 mg CE/100 g. Total polyphenol of phytochemical in Colocasia esculenta L. Schott was 6.19-9.44 mg GAE/100 g and flavonoid was 3.48-7.65 mg CE/100 g. Compared with the raw of Petasites japonicus and Colocasia esculenta L. Schott, all cooking methods were found to cause significant reduction in vitamin C contents(p<0.05). These results can be provide the basic data how to prevent lose of nutrition in Petasites japonicus Stem and Colocasia esculenta L. Schott when cooking.

조리방법에 따른 공심채의 품질특성 및 항산화활성

박소미 충북대학교 2021 국내석사

This study compared and analyzed the quality characteristics and antioxidant activities among the cooking methods of Blanching, Boiling, Steaming and Microwaving by separating leaves and stems from water spinach (Ipomoea aquatica Forsk.) cultivated in Korea. The proximate composition of water spinach leaves was 83.20% moisture, 4.51% crude protein, 2.07% crude ash, 0.78% crude lipid and 9.45% carbohydrate. And the proximate composition of water spinach stems was 93.69% moisture, 0.72% crude protein, 1.56% crude ash, 0.21% crude lipid and 3.81% carbohydrate. Total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity and ABTS radical scavenging activity were all higher in leaves than in stems. Total polyphenol content, total flavonoid content, DPPH radical scavenging activity and ABTS radical scavenging activity of water spinach leaves showed the largest increase in Microwaving sample. Total polyphenol content and total flavonoid content of water spinach stems decreased in all samples compared to control group. DPPH radical scavenging activity and ABTS radical scavenging activity of water spinach stems increased in Microwaving sample. Therefore the quality characteristics and antioxidant activities of water spinach cultivated in Korea were affected by cooking methods. So the selection of an appropriate cooking method can decrease, keep or increase of nutrient contents and antioxidant activities. This study provides basic information for improving utilization of water spinach cultivated in Korea as food material and is expected to improve the value added.