최근에는 1인 가구 및 맞벌이 부부 증가와 같은 사회적 및 인구통계학적 변화로 인해 소비자들의 식품 구매 패턴이 변화되었으며, 2019년 12월 발생한 코로나19로 인해 변화가 더 확대되고 가속화될 것이다(Lee와 Kim, 2021). 한국농촌경제연구원에 따르면 2019년 가정간편식 매출 총액은 4조 2,220억 3,000만 원으로 2018년에 비해 12% 증가했으며, 2023년에는 10조 원 규모로 성장할 것으로 전망하고 있다(Kim 등, 2021). HMR 시장이 성장하면서 건강하고 맛있는 식사를 간편하게 먹는 소비자들의 요구를 반영한 프리미엄 HMR 제품이 나오고 있으며, 그중 밀키트가 최근 가장 주목받고 있는 제품으로 떠 오르고 있다(Hwang 등, 2021). 밀키트(Meal-Kit)는 Meal(식사)과 Kit(키트)라는 뜻으로 전처리가 된 식재료와 소스가 들어있어 함께 제공되는 조리 방법을 이용해 빠르고 쉽게 조리할 수 있는 제품을 말한다(Kang 등, 2018).

밀키트 제품은 한식, 양식 등 종류가 다양하며 이 중 김치류 밀키트는 쪽파김치, 김장김치, 겉절이 제품 등이 판매되고 있다. 김치는 직접 담그려면 재료 구매부터 손질까지 걸리는 시간, 비용, 수고가 많이 들 뿐 아니라 상품 김치에 대한 만족도가 높은 편으로 나타나 직접 담글 줄 아는 경우를 제외하고 김치 담금 의향은 낮은 편이다. 또한, 앞서 말한 식품 구매 패턴 변화로 2020년 가구에서 소비되는 김치는 2019년 대비 12.9% 감소한 것으로 나타났다(Food Information Statistic System, 2019). 따라서 김치 소비를 증진하기 위해 밀키트 등 HMR형 김치 간편 키트 개발 확대가 요구되고 있다. 채소류는 바로 섭취하지 않으면 미생물 오염이 증가하고 유통기한이 짧지만, 냉동을 통해 영양가는 유지하면서 저장기한을 연장할 수 있다(Lee 등, 2013; Park 등, 2016). 전 세계 냉동 채소 시장은 2018년을 기준으로 2023년까지 연평균 성장률 5%에 이를 것으로 예측되며, 시장 규모는 2019년에서 2023년까지 720억 달러 증가할 것으로 전망된다(TechNavio, 2019). 하지만 국내 냉동채소 제품은 주로 수입량이 더 높으며 볶음밥용, 양념용, 국거리용으로 열처리를 가한 후 이용되거나 부재료로 사용되는 경우가 대부분이다.

냉동제품은 전처리, 가공, 조리, 반조리, 완전조리 식품을 -18°C에서 냉동하여 포장, 유통한 것을 말한다(Kim 등, 2017b). 냉동 과정 중 식품 내부의 수분은 빙결정으로 변화하게 되고 빙결정의 크기와 성장은 식품의 조직에 영향을 미치는데, 이때 최대빙결정생성대(maximum ice crystal formation zone)는 빙결정 초기 크기와 생성 위치에 결정적인 역할을 하게 된다(Park 등, 2019b). 최대빙결정생성대란 일반적으로 식품의 어는점인 -5~-1°C 사이의 구간을 말하며, 식품의 수분이 80% 얼음으로 상전이 되는 구간이다(Choi 등, 2016). 과채류의 경우 냉동 과정 중 빙결정의 크기가 커지면 세포 조직손상이 발생하게 되어 단단한 정도가 감소하며 드립이 발생하게 된다(Park 등, 2019a). 최근에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 냉동고 내부의 공기를 강제로 순환시키는 강제송풍식 냉동(air-blast-freezing), 액체 질소를 이용하여 초저온으로 급속 냉동하는 액체질소동결(cryogenic freezing), 저온에서 높은 압력을 통해 냉동하는 고압동결(pressure assisted freezing) 등의 급속 냉동 방법이 사용되고 있다(Jung 등, 2015). 일반적으로 냉동제품은 해동 과정이 필요한데, 해동 과정은 냉동 과정에 비해 열전도율이 낮아 시간이 오래 소요되어 미생물의 성장이나 드립 발생 등의 품질 저하 현상이 나타나기 때문에 이러한 현상을 억제하기 위해서 해동은 가능한 낮은 온도로 신속하게 이루어져야 한다(Kim 등, 2017b). 일반적으로 이용되는 해동 방법으로는 상온 해동, 냉장 해동, 유수 해동 등이 있다.

무(Raphanus sativus L.)는 십자화과 작물로 휘발성 함황 성분을 가지고 있어 매운맛을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 다른 채소에 비해 유리아미노산, 당, 인, 칼슘 등이 많이 함유된 것으로 알려져 있다(Kim, 2018). 또한, amidase, glycosidase 등 소화를 돕는 효소가 있고 amylase가 많아 소화에 도움을 주며, 이 외에도 항산화 물질로 알려진 플라보노이드계 kaempferol, 방향족 amine, 비타민 등을 함유한 것으로 알려져 있다(Park 등, 2018). 무는 아시아와 유럽 등에서 널리 재배되고 있고 우리나라에서는 배추와 같이 2대 채소 중의 하나로 알려져 있으며 겨울 무인 월동무는 9월 하순 또는 10월 상순에 파종하여 12월부터 이듬해 4월까지 수확하는데, 제주에서 높은 재배면적과 생산량을 보인다(Boo 등, 2020). 무를 이용한 가공식품으로 단무지, 피클, 잼, 김치가 있으며(Jeong 등, 2015), 무는 수분함량이 많아 냉동 후 해동해서 사용하면 아삭한 맛이 떨어진다는 단점 때문에 냉동 제품개발에 관한 연구는 거의 찾아볼 수 없다.

따라서 본 연구에서는 냉동 밀키트용 무채 생산을 위해 다양한 냉동 방법(강제송풍식냉동, 일반냉동), 해동 방법(상온 해동, 유수 해동, 냉장 해동)을 사용해 최적 냉･해동 공정을 확립하여 기호도가 높은 무채김치를 제조함으로써 무를 이용한 새로운 제품개발 가능성을 살펴보았다.

실험재료 및 전처리 방법

실험에 사용된 무는 제주산 맛동무 품종의 월동무로 제주특별자치도 제주시 구좌읍에 위치한 판매점(제주 달빛이 비치는 바다)에서 구입하여 사용하였다. 시료는 세척한 후 박피하여 0.5×0.5×5 cm로 성형한 후 냉･해동 처리용 시료로 사용하였다.

냉동 및 해동 방법

무의 냉동온도는 일반냉동고(IBK-500F, Infobiotech, Daejeon, Korea)를 이용해 -20°C, 강제송풍냉동(Air-blast Quick Freezer, Seojin, Gyeonggi, Korea)을 이용해 -25°C와 -35°C로 설정하여 진행하였다. 냉동 중 온도 변화는 시료의 중심부에 온도센서를 장착한 후 온도계측기(SE-305 Thermo Data Logger, Center Technology Corp., New Taipei City, Taiwan)를 이용해 측정하였으며, 무의 중심부 온도가 -20°C에 도달할 때를 냉동 완료 시점으로 하였다. 모든 시료는 냉동 종료 후 각각 250 g씩 진공포장 하여 -20°C에서 보관하면서 이용하였다. 무의 해동 방법은 상온(25°C±1)에서 진행한 상온 해동, 18±0.5°C의 흐르는 물에 담가 진행한 유수 해동과 냉장 해동(4°C±1)을 이용했으며 시료의 중심부에 온도센서를 장착한 후 온도계측기(Center Technology Corp.)를 이용해 무의 중심부 온도가 4°C에 도달할 때를 해동 완료 시점으로 하였다. 대조구로 냉･해동 전 무를 사용하였다.

수분함량

수분함량은 수분측정기(MA 50.R.WH, RADWAG, Torunska, Poland)를 이용하여 측정했으며 각 시료를 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

색도

색도는 시료를 분쇄한 후 색차계(CS-200, Hangzhou CHNSpec Technology Co., Ltd., Hangzhou, China)를 이용하여 L^*, a^*, b^* 값을 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 색도 변화는 냉･해동 전 무와 냉･해동 후 무의 색도 차를 다음과 같은 공식에 대입하여 값을 산출하였다. L₁^*, a₁^*, b₁^*은 냉･해동 전 무의 색도 값을, L₂^*, a₂^*, b₂^*는 냉･해동 후 무의 색도를 나타낸다.

$$Totalcolordifference\left(DE\right)=\sqrt{{\left(L_1{}^{*}-L_2{}^{*}\right)}^2+{\left(a_1{}^{*}-a_2{}^{*}\right)}^2+{\left(b_1{}^{*}-b_2{}^{*}\right)}^2}$$

해동 감량

해동이 완료된 시료를 종이타월로 표면 물기를 제거한 후 무게를 측정하였으며 아래의 식을 이용하여 해동 감량을 나타내었다. 각 시료를 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

$$\begin{array}{l}\text{Thawing loss}\left(\%\right)=\frac{A-B}{B}\times 100\\ A:해동전무의무게\left(g\right)\\ B:해동후무의무게\left(g\right)\end{array}$$

pH 및 가용성 고형분 함량(Brix)

시료 5 g을 증류수 50 mL와 혼합한 후 homogenizer(Ultra Turrax T25D, IKA, Staufen, Germany)로 균질화한 후 여과하여 pH-meter(S470 SevenExcellence^TM, Mettler Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)로 측정하였고, 고형분 함량은 당도계(PAL-BX|ACID181 Master Kit, ATAGO Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

비타민 C 함량

비타민 C 함량은 식품공전의 인도페놀 적정법(MFDS, 2021)으로 분석하였다. 비타민 C 표준품 ascorbic acid(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 100 mg을 취한 다음 묽은 메타인산-초산용액으로 500 mL로 정용하였다. 이후 5 mL를 취하여 묽은 메타인산-초산용액 5 mL를 가해 인도페놀 용액으로 적색이 5초간 지속될 때까지 적정하였고 이 소비량을 T mL로 하였다. 해동이 완료된 무 5 g과 같은 양의 메타인산-초산용액을 가하여 혼합한 뒤 일정량을 묽은 메타인산-초산용액을 가해 100 mL로 정용하였다. 이후 용액을 여과한 뒤 10 mL를 취하여 시험용액으로 하였다. 인도페놀 용액으로 적색이 5초간 지속될 때까지 적정하였다. 이때 소비량을 S mL로 하였으며 아래의 식을 이용해 환원형 비타민 C 함량을 계산하였다.

$$\text{Vitamin C (mg/100 g)}=Amg\times \frac{S}{T}\times 10\times \frac{검체채취량\times 2}{W}\times \frac{100}{검체채취량\left(g\right)}$$

DPPH 라디칼 소거능

월동무가 가진 라디칼 소거능은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)을 이용하여 측정하였다. 냉･해동한 무 동결건조물 1 g과 증류수 10 mL를 첨가하고 200 rpm에서 30분간 교반한 용액을 원심분리기(Gyrozen Co., Ltd., Daejeon, Korea)에 넣어 20°C에서 3,134×g, 10분간 원심분리한 후 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 시료 0.05 mL에 0.1 mM DPPH 용액(Alfa Aesar, Haverhill, MA, USA)을 1 mL 가한 뒤 암소에서 30분간 반응시킨 후 microplate spectrophotometer(EpochTM, BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT, USA)를 이용하여 517 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다.

총 페놀 함량

월동무의 총 페놀 함량을 측정하기 위하여 냉･해동한 무 동결건조물 1 g과 증류수 10 mL를 첨가하고 200 rpm에서 30분간 교반한 용액을 원심분리기(Gyrozen Co., Ltd.)에 넣어 20°C에서 3,134×g, 10분간 원심분리한 후 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 총 페놀 함량은 Folin과 Denis(1912)의 방법을 변형하여 측정하였다. 각 시료 10 µL와 증류수 90 µL를 혼합한 후, 2 M Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 10 µL를 가하여 상온에서 3분간 반응시켰다. 그 후 증류수 70 µL 및 2 M Na2CO3 20 µL를 가하여 1분간 혼합한 뒤 상온의 암소에서 1시간 반응 후, microplate reader(EpochTM, BioTek Instruments, Inc.)를 사용하여 725 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 gallic acid 용액으로 작성하였으며, 시료의 총 페놀 함량은 1 g 중의 mg gallic acid equivalents(mg GAE/g)로 나타내었다.

조직감

해동이 완료된 무의 강도를 Texture Analyzer(CT3 10K, Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Middleboro, MA, USA)로 측정하였다. 측정 조건은 deformation 60%, trigger load 10 g, pre-test speed 2.00 mm/s, test speed 2.00 mm/s, post-test speed 2.00 mm/s로 설정하였으며, 길이 60 mm, 폭 30 mm의 TA7 knife-edge probe를 사용하여 측정하였다.

단면 미세구조

다양한 냉･해동 방법으로 처리된 무의 조직을 관찰하기 위하여 냉･해동된 양파는 동결건조기를 이용하여 건조하였다. 건조된 무를 얇게 자른 후 Sputter coater(Q150RS, Quorum Technologies, Lewes, UK)로 금 코팅을 했으며, 전자현미경(MIRA3, TESCAN, Brno, Czech)을 이용하여 조직을 관찰하였다. 이때 시료를 200배 확대하여 5 kV의 전압에서 촬영하였다.

일반세균 및 대장균

무 10 g과 0.85% sodium chloride 90 mL를 stomacher bag에 넣고 stomacher(BagMixer 400 W, Interscience, Rockland, MA, USA)로 3분간 균질하였다. 균질화된 시료액은 10-fold 희석법으로 단계별 희석하여 일반세균용 및 대장균용 Petrifilm^TM(aerobic count plate, 3M Health Care, St. Paul, MN, USA)에 각각 접종하였다. 35°C 배양기에서 24~48시간 배양하여 형성된 colony 수를 센 후 log CFU/mL로 나타냈고 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

무채김치 제조

무채 앙념의 재료로는 시판 김치 양념(Sempio, Seoul, Korea), 고춧가루(Misochan, Gyeonggi, Korea)를 사용하였으며, 해동이 완료된 무 220 g, 시판 김치 양념 50 g, 고춧가루 25 g을 혼합하여 제조하였다.

무채김치 관능검사(기호도 검사)

관능검사는 제주대학교 생명윤리위원회에서 IRB 승인(JJNU-IRB-2021-081)을 받은 후 IRB 절차에 따라 진행되었다. 냉･해동 방법을 달리한 무를 이용해 제조한 무채를 성인 17명을 대상으로 평가하였다. 각 시료는 난수표를 이용하여 무작위로 세 자리 숫자로 이루어진 시료 번호를 표시하였다. 평가항목은 외관(appearance), 색(color), 아삭아삭한 정도(crispness), 질긴 정도(toughness), 단맛(sweet taste), 짠맛(salty taste), 쓴맛(bitter taste), 매운맛(spicy taste), 전체적인 기호도(overall preference) 등이며, 각 항목은 7점 척도(7점: 매우 좋다, 4점: 보통, 1점: 매우 싫다)를 이용하여 점수가 높을수록 기호도가 높은 것으로 평가하였다.

통계분석

모든 실험 분석은 3회 이상 반복하여 평균±표준편차로 나타내었다. 본 연구의 유의성 검증은 Minitab 18(Minitab Inc., State College, PA, USA) 프로그램을 이용하여 ANOVA test를 수행하였으며, 유의성은 P<0.05 수준으로 Turkey’s multiple range test를 통하여 실시하였다.

다양한 냉･해동 방법에 따른 냉･해동 속도

다양한 냉동 및 해동 방법에 따른 무의 온도 변화를 관찰한 그래프를 Fig. 1과 Fig. 2에 나타내었다. 냉동 방법에 따른 냉동 소요시간은 -25°C 강제송풍냉동(ABF-25°C)이 약 10분, -35°C 강제송풍냉동(ABF-35°C)은 약 7분이 소요된 반면, 일반냉동(CF-20°C)의 경우 약 51분이 소요되었다. 강제송풍냉동을 할 경우 일반냉동에 비교하여 약 1/5 수준으로 냉동 시간을 감축시키는 것으로 확인하였다. 냉동 방법에 따른 냉동속도를 계산한 결과 일반냉동(CF-20°C)은 -0.69°C/min, -25°C 강제송풍냉동은 -3.78°C/min, -35°C 강제송풍냉동은 -5.07°C/min으로 나타나 강제송풍냉동이 일반냉동보다 시료를 빠르게 동결시켰다. 최대빙결정생성대인 -5~-1°C를 통과하는 데 소요되는 시간은 일반냉동(CF-20°C)이 약 15분, -25°C 강제송풍냉동이 약 6분, -35°C 강제송풍냉동이 약 4분으로 나타났다. 최대빙결정생성대를 통과하는 시간이 길수록 빙결정이 크고 수가 적으며 불균일하게 분포하고 빙결정핵을 중심으로 빙결정이 성장한다(Chun 등, 2016). 빙결정의 크기는 세포구조에 손상을 일으켜 제품의 질감과 색상을 저하시킬 수 있기 때문에 냉동식품의 품질에 중요하다(Xanthakis 등, 2014). 물이 얼음으로 변하는 상변이 구간은 일반냉동이 약 4분, 강제송풍냉동이 약 1분 이내로 상변이 구간이 거의 나타나지 않았다. 이는 강제송풍냉동이 일반냉동에 비해 상변이가 빠르게 나타났다고 보고한 Jang 등(2014)과 Jung 등(2015)의 결과와 일치하였다. 동결속도가 빠를수록 품질 저하를 최소화할 수 있으므로 본 연구에서 동결속도가 빨랐던 강제송풍냉동을 사용하는 것이 무의 품질을 잘 유지할 수 있는 것으로 생각된다.

Fig 1. Freezing curve of shredded radish according to freezing conditions. CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C.

Fig 2. Thawing curve of shredded radish according to thawing conditions. NT: natural air convection thawing, RWT: running water thawing, RT: refrigeration thawing.

해동은 품온이 4°C에 도달했을 때를 완료 시점으로 했으며, 25°C 상온 해동한 경우 일반냉동(CF-20°C)은 231분, -25°C 강제송풍냉동은 232분, -35°C 강제송풍냉동은 134분이었으며, 4°C 냉장 해동했을 때는 일반냉동(CF-20°C), -25°C 강제송풍냉동, -35°C 강제송풍냉동 각각 775분, 888분, 1,298분의 해동 시간이 소요되었다. 18°C 유수 해동은 일반냉동(CF-20°C)에서 5분, -25°C 강제송풍냉동에서 46분, -35°C 강제송풍냉동에서 29분이 소요되었다. 세 가지 냉동 방법 모두 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동 순으로 해동이 빠르게 일어났다. Choi 등(2014)의 연구에서도 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동 순으로 해동 시간이 짧아져 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다. 상온 해동과 유수 해동 시 해동 온도는 상온 해동이 높았지만, 해동 속도 차이를 보이는 이유는 공기보다 흐르는 물의 열전도도가 높기 때문으로 생각한다. -5~0°C의 범위에서는 빙결정을 녹이기 위해 열량이 사용되기 때문에 온도 상승이 늦어지며 이 온도 범위를 최대빙결정융해대라고 한다(Frozen Water Manufacturing Fisheries Cooperative, 2010). 이 구간에서는 생화학 및 효소 반응이 촉진되기 때문에 빠르게 통과하는 것이 품질변화를 줄일 수 있다. 해동 곡선을 보면 유수, 상온, 냉장 해동 순으로 -5~0°C의 범위에서 해동 곡선의 기울기가 급격한 것으로 보아 유수 해동이 최대빙결정융해대를 가장 빠르게 통과해 다른 해동 방법보다 품질변화를 늦출 수 있을 것으로 생각된다(Shin 등, 2016).

색도

색상은 소비자가 식품을 평가할 때 주요 품질 항목으로, 전처리, 냉동, 해동 및 냉동 보관 중에 색이 변하기 쉽다(Tu 등, 2015). 냉동 및 해동 방법에 따른 무의 L^*, a^*, b^* 및 ΔE 값은 Table 1에 나타내었다. 냉･해동 전 무의 L^*값, a^*값, b^*값이 각각 73.94±3.63, -1.38±0.68, -1.31±0.86으로 나타났다. L^*값과 a^*값은 냉･해동 후 전체적으로 감소했으며 밝기를 나타내는 L^*값의 변화가 가장 컸다. L^*값은 해동 방법에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다(P>0.05). a^*값은 전체적으로 감소하였으며 강제송풍냉동 한 경우 냉장 해동 시 변화가 큰 것으로 나타났다. b^*값은 냉동 및 해동 방법에 따라 유의적 차이가 있었지만(P<0.05) 일정한 경향을 보이지 않아 원물 자체의 차이로 인한 것으로 생각된다. Park 등(2018)에 의하면 냉･해동 후 L^*값이 증가하고 a^*값이 감소하나 냉･해동 방법에 따른 데침무의 색도는 유의적 차이를 보이지 않는 것으로 보고하였다. Choi 등(2014)에 따르면 데친 도라지를 냉동한 후 유수, 상온, 냉장 해동했을 때 값의 변화는 있었지만, 해동 방법에 따른 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 한국식품정보원에 따르면 ΔE값이 0 ~0.5 범위인 경우는 색차가 거의 없고, 3.0~6.0 범위는 현저한 차이, 6.0~12.0 범위는 극히 현저한 차이를 나타내며 12 이상은 다른 계통의 색으로 변한 것으로 나눌 수 있다고 보고하였다. 본 연구 결과 냉･해동 방법에 따른 무의 ΔE값은 냉･해동 방법에 따른 유의적 차이가 없었으며(P>0.05), 최저 12.48인 것으로 보아 냉･해동 후 색이 상당히 변한 것으로 생각된다.

Table 1 . Effect of different freezing and thawing conditions on L^*, a^*, b^*, and ΔE of shredded radish.

Traits	Thawing conditions1)	Freezing system2)
		ABF-35°C	ABF-25°C	CF-20°C
L*	Control	73.94±3.63A3)	73.94±3.63A	73.94±3.63A
	RT	60.08±2.88B	59.41±3.10C	58.85±2.88B
	NT	59.70±2.20B	61.63±2.16B	60.19±1.34B
	RWT	61.39±2.26B	59.78±1.80C	60.29±2.40B
a*	Control	−1.38±0.68A	−1.38±0.68A	−1.38±0.68A
	RT	−3.32±0.65BC	−3.29±0.42C	−2.14±0.73B
	NT	−3.03±0.29BC	−2.75±0.52B	−2.21±0.73B
	RWT	−2.88±0.37B	−2.79±0.47B	−2.43±0.58B
b*	Control	−1.31±0.86B	−1.31±0.86B	−1.31±0.86C
	RT	0.11±1.52A	0.10±1.19A	−0.56±2.00BC
	NT	−4.07±1.69C	−1.13±1.76B	0.10±1.27A
	RWT	−1.08±1.78B	0.07±1.59A	−0.01±1.62AB
ΔE	RT	14.04±3.19Aa	14.96±2.29Aa	13.80±3.07Aa
	NT	14.62±1.96Aa	12.48±0.59Aa	13.99±0.19Aa
	RWT	12.72±1.13Aa	14.35±0.33Aa	13.79±0.38Aa

¹⁾Control: raw material, RT: refrigeration thawing, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing..

²⁾ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C..

³⁾Values in the same column with the different letters (A-C)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test. Values in the same row with the same letter (a)　indicate no significant difference (P>0.05) by Tukey’s multiple range test..

pH 및 가용성 고형분 함량

냉동 및 해동 방법에 따른 무의 pH와 °Brix의 변화를 Table 2에 나타내었다. 냉･해동 전 무의 pH는 6.17이었으며, 냉･해동 방법에 따른 무의 pH는 6.27~6.65의 범위를 나타내었다. 상온 해동 시 세 가지 냉동 방법 모두 냉･해동 전 무의 pH보다 높은 값을 보였으며(P<0.05), 유수 해동에서는 일반냉동(CF-20°C)한 무가 가장 높은 pH 값을 보였다. 냉장 해동할 경우 -25°C 강제송풍냉동 한 무가 냉･해동 전 무와 비슷한 pH를 나타내었다. 강제송풍냉동의 경우 냉장 해동한 무의 pH가 냉･해동 전 무보다 증가했지만 유의적인 차이는 보이지 않았으며(P>0.05), 일반냉동(CF-20°C)한 무는 세 가지 해동 방법 모두 냉･해동 전 무보다 전체적으로 pH가 유의적으로 증가한 결과를 보였다(P<0.05). 다양한 냉동 및 해동 방법을 이용해 당근의 물리적 특성을 관찰한 Kim 등(2015)은 급속 냉동 처리한 당근의 pH가 대조구 당근과 비슷한 결과를 나타냈지만, 저속 냉동 처리한 당근의 pH는 대조구보다 높은 값을 나타냈다고 보고하여 본 연구와 비슷한 결과를 나타내었다.

Table 2 . Effect of different freezing and thawing conditions on pH and °Brix of shredded radish.

Traits	Thawing conditions1)	Freezing system2)
		ABF-35°C	ABF-25°C	CF-20°C
pH	Control	6.17±0.23Ba3)	6.17±0.23Ba	6.17±0.23Ba
	RT	6.36±0.15ABa	6.27±0.14ABa	6.43±0.12Aa
	NT	6.53±0.24Aa	6.46±0.17Aa	6.63±0.02Aa
	RWT	6.41±0.13Ab	6.41±0.17Ab	6.65±0.07Aa
°Brix	Control	5.11±0.33Ba	5.11±0.33Aa	5.11±0.33Ba
	RT	5.67±0.71ABa	5.33±0.58Aa	5.67±0.50ABa
	NT	5.87±0.35Aa	5.60±0.74Aa	5.83±0.44ABa
	RWT	5.56±0.53ABa	5.57±0.53Aa	5.50±0.44ABa

¹⁾Control: raw material, RT: refrigeration thawing, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing..

²⁾ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C..

³⁾Values in the same column with the different letters (A,B)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test. Values in the same row with the different letters (a-c)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test..

본 실험에서 냉･해동 전 무의 가용성 고형분(°Brix)의 값은 5.11°Brix를 나타냈으며 다양한 냉동 및 해동 방법을 이용한 무의 가용성 고형분의 값은 5.11~5.87°Brix를 나타내었다. 건조 복숭아의 품질을 관찰한 Lee와 Youn(2012)의 연구와 감말랭이의 품질을 관찰한 Kim 등(2009)의 연구에서 수분함량이 감소함과 동시에 가용성 고형분의 함량은 증가한다고 보고하였는데, 다양한 냉동 및 해동 방법을 이용한 무의 수분함량이 감소하면서 가용성 고형분의 함량이 증가한 것으로 생각된다.

해동 감량

식품을 냉동할 때 생성되는 빙결정이 무의 구조적 변화를 일으켜 해동 감량이 발생하며 해동 감량은 식품의 물성, 영양학적 및 관능학적 특성에 좋지 않은 영향을 끼치기 때문에 냉･해동 시 품질을 판단할 수 있는 지표로 사용될 수 있다(Jo 등, 2014). 냉동 및 해동 방법에 따른 무의 해동 감량은 Table 3에 나타내었다. 본 연구 결과 해동 방법에 따른 유의적 차이는 나타나지 않았지만, 냉동 방법에 따른 해동 감량 차이가 나타났다(P<0.05). 냉장 해동일 때 일반냉동(CF-20°C)한 무의 해동 감량이 12.46±1.03으로 가장 높았으며, -35°C 강제송풍냉동 한 무의 해동 감량이 8.92±0.05로 가장 낮게 나타났다. 또한, 유수 해동일 때도 일반냉동(CF-20°C), -25°C 강제송풍냉동, -35°C 강제송풍냉동 순으로 해동 감량이 감소하였다. 이를 통해 낮은 온도에서 빠르게 냉동하는 것이 무의 손상이 작다는 것을 알 수 있었다. Allan-Wojtas 등(1999)의 연구에서 블루베리를 냉동온도(-15°C, -26°C, -37°C)를 달리하여 6개월간 저장한 후에 21°C에서 해동했을 때 저장온도가 낮을수록 해동 감량이 감소했다고 보고해 본 연구와 유사한 경향을 보였다. 또한, Park 등(2018)은 데침무를 냉･해동했을 때 -20°C와 -40°C보다 -60°C에서 해동 감량이 낮게 나타났으며, 냉동 후에 해동 감량의 차이는 해동 방법보다 냉동 방법의 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 본 연구에서도 낮은 온도에서 빠르게 냉동하는 것이 무의 품질 유지에 효과적일 것으로 생각된다.

Table 3 . Effect of different freezing and thawing conditions on thawing loss and moisture content of shredded radish.

	Thawing conditions1)	Freezing system2)
		ABF-35°C	ABF-25°C	CF-20°C
Thawing loss (%)	RT	8.92±0.05Ab3)	11.59±0.44Aab	12.46±1.03Aa
	NT	8.79±0.56Abc	9.20±1.36Ab	12.61±1.31Aa
	RWT	9.01±0.62Ac	10.58±0.89Ab	13.80±1.12Aa
Moisture content (%)	RT	92.26±0.92Aa	91.74±0.86Ba	91.96±1.11Aa
	NT	92.51±0.81Aa	91.89±0.54ABab	91.40±0.30Ab
	RWT	92.13±1.11Aa	92.02±1.49Aa	91.92±0.49Aa

¹⁾RT: refrigeration thawing, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing..

²⁾ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C..

³⁾Values in the same column with the different letters (A,B)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test. Values in the same row with the different letters (a-c)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test..

수분함량

냉동 및 해동 방법에 따른 무의 수분함량은 Table 3에 나타내었다. 해동 과정에서 세포 내외의 수분이 빠져나가면서 세포의 수분함량은 낮아지게 된다(Ku 등, 2018). 냉･해동 전 무의 수분함량은 93.29±0.26%였으며 냉･해동 후에는 91.40~92.51% 범위로 전체적으로 감소하였다. 본 연구에서는 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동 시 해동 방법에 따라 처리구 간 수분함량은 유의적 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 하지만 상온 해동할 경우 -35°C 강제송풍냉동 한 무의 수분함량이 유의적으로 높았으며(P<0.05), 일반냉동(CF-20°C)한 무의 수분함량이 유의적으로 가장 낮게 나타났다(P<0.05). Jang 등(2014)의 연구에서 콩나물을 마이크로파 해동 시 냉동속도가 빠를수록 수분함량이 높게 나타났다. 또한, Kidmose와 Martens(1999)의 연구에서도 냉동속도가 느리면 당근의 해동 시 수분 손실이 많이 일어난다고 보고하여 본 연구 결과와 일치하였다. 유수 해동과 냉장 해동한 경우에도 -35°C 강제송풍냉동 한 무의 수분함량이 각각 92.13%와 92.26%로 높았지만, 냉동 방법에 따른 유의적 차이는 나타나지 않았다(P>0.05). 냉･해동 전 무와 비교했을 때 냉･해동 방법에 따른 수분함량 차이는 모든 처리구에서 약 1~2% 정도였으며 그 영향은 미미하다고 생각된다.

총 페놀 함량

냉동 및 해동 방법에 따른 무의 총 페놀 함량의 변화를 Table 4에 나타내었다. 식물계에 다수 존재하는 것으로 알려진 항산화 물질들은 phenolic hydroxyl기를 가지며, 단백질 및 거대분자들과 쉽게 결합하여 항산화 활성과 같은 생리활성을 띤다고 알려져 있다(Suh 등, 2015). 냉･해동 전 무의 총 페놀 함량은 3.26 mg GAE/g으로 측정되었다. 해동 방법에 따른 총 페놀 함량은 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). -35°C 강제송풍냉동 후 다양한 방법으로 해동한 처리구의 총 페놀 함량은 2.91~3.12 mg GAE/g으로 냉･해동 전 무보다 총 페놀 함량이 감소하였지만, 유의적인 차이는 보이지 않았다(P>0.05). -25°C 강제송풍냉동 한 무와 일반냉동(CF-20°C)한 무는 해동 후 각각 총 페놀 함량이 2.80~2.89 mg GAE/g과 2.84~3.01 mg GAE/g으로 나타나 대조구에 비해 유의적으로 감소하였으나(P<0.05), 일반냉동(CF-20°C) 후 유수 해동한 무는 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않았다(P<0.05). 또한, 세 가지 해동 방법에서 총 페놀 함량은 -35°C 강제송풍냉동의 경우 상온 해동, 유수 해동, 냉장 해동 순으로 높았으며, -25°C 강제송풍냉동의 경우 상온 해동, 유수 해동, 냉장 해동 순으로 높았고 일반냉동(CF-20°C)의 경우 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동 순으로 높았다. 도라지의 해동 방법을 연구한 Choi 등(2014)에서도 냉동 도라지를 유수 해동했을 때 해동 속도가 가장 빠르며 색도 변화와 해동 감량이 가장 적었다고 발표했다. 총 페놀 함량은 냉동 방법보다는 해동 방법에 영향을 받는 것으로 판단되며, 해동 속도가 빠를수록 해동 시 영양분손실이 적기 때문으로 생각된다. 따라서 본 연구에서 해동 시간이 가장 짧은 유수 해동이 총 페놀 함량의 손실을 줄이는 방법이라고 생각된다.

Table 4 . Effect of different freezing and thawing conditions on vitamin C contents, total phenolic contents, and DPPH radical scavenging activity of shredded radish.

Traits	Thawing conditions1)	Freezing system2)
		ABF-35°C	ABF-25°C	CF-20°C
Total phenolic contents (mg GAE/g)	Control	3.26±0.15Aa3)	3.26±0.15Aa	3.26±0.15Aa
	RT	2.91±0.17Aa	2.80±0.18Ba	2.84±0.10Ca
	NT	2.97±0.27Aa	2.89±0.14Ba	2.99±0.14BCa
	RWT	3.12±0.28Aa	2.86±0.25Ba	3.01±0.08ABa
DPPH radical scavenging activity (%)	Control	58.78±8.53Aa	58.78±8.53Aa	58.78±8.53Aa
	RT	43.79±1.40Ba	31.28±6.86Bbc	40.27±6.48Bab
	NT	58.46±7.47Aa	52.26±3.65Aab	48.73±3.07ABb
	RWT	59.01±9.69Aa	56.35±9.85Aa	56.29±3.61Aa
Vitamin C (mg/100 g)	Control	350.57±2.73Aa	350.57±2.73Aa	350.57±2.73Aa
	RT	153.53±11.45Dc	190.28±20.49Db	213.30±5.69Da
	NT	305.48±7.18Ca	268.90±7.47Cb	279.47±6.47Cb
	RWT	330.57±3.42Ba	311.77±15.65Bb	310.66±4.26Bb

¹⁾Control: raw material, RT: refrigeration thawing, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing..

²⁾ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C..

³⁾Values in the same column with the different letters (A-D)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test. Values in the same row with the different letters (a-c)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test..

DPPH 라디칼 소거능

냉동 및 해동 방법에 따른 DPPH 라디칼 소거능은 Table 4에 나타내었다. 냉･해동 전 무의 DPPH 라디칼 소거능은 58.78±8.53%였으며 유수 해동, 상온 해동한 경우 냉동 전 무와 유의적 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). 반면 냉장 해동 시 -35°C 강제송풍냉동, -25°C 강제송풍냉동, 일반냉동(CF-20°C) 순으로 각각 43.79±1.40%, 31.28±6.86%, 40.27±6.48%로 원물보다 약 20%가 감소하여 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동, 라디오파 해동, 전자레인지 해동을 사용하여 해동 방법에 따른 냉동마늘의 DPPH 라디칼 소거능을 측정한 Park 등(2015)의 연구에서는 해동 방법에 따른 유의적 차이를 보이지 않아 본 연구 결과와 부합한 결과를 나타내었다. 냉동 방법에 따른 DPPH 라디칼 소거능을 비교한 결과 유수 해동을 제외하고 냉장 해동, 상온 해동 시 냉동속도가 가장 빠른 -35°C 강제송풍냉동이 일반냉동(CF-20°C)에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다(P<0.05). 냉동 과정에서의 조직 파괴는 빙결정이 성장함에 따라 식물체 내 세포벽과 유조직이 파괴되어 발생하며, 파괴된 조직은 해동 과정에서 내부 성분의 유출로 이어진다(Mohr와 Stein, 1969). 따라서 해동 소요시간이 가장 길었던 냉장 해동의 경우 해동 과정에서 항산화 성분이 유출되어 낮은 DPPH 라디칼 소거능을 보인 것으로 생각되며, 냉동속도가 빠를수록 빙결정의 크기가 작기 때문에 세포 파괴가 비교적 적게 발생하여 -35°C 강제송풍냉동 한 무의 DPPH 라디칼 소거능이 높은 것으로 판단된다.

환원형 비타민 C

비타민 C는 천연 항산화제로 인체에 유용한 필수 영양소로 알려져 있으며, 무는 비타민 C 함량이 높아 품질평가의 지표로 활용될 수 있다(Seo 등, 2014). 냉동 및 해동 방법에 따른 무의 환원형 비타민 C 함량 변화를 Table 4에 나타내었다. 냉･해동 전 무의 환원형 비타민 C 함량은 350.57 mg/100 g이었으며 냉동 및 해동 후 함량이 감소하였다. 환원형 비타민 C 함량의 차이는 냉동 방법보다는 해동 방법에 따라 큰 차이를 나타내었으며 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동 순으로 높은 함량을 나타내었다. 즉, 해동 시간이 오래 소요될수록 환원형 비타민 C의 함량이 큰 폭으로 감소하였으며, 775~1,298분으로 해동 시간이 가장 긴 냉장 해동의 경우 냉･해동 전 무에 비하여 절반 이하로 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. 이에 반해 29~46분이 소요되는 유수 해동과 134~232분이 소요되는 상온 해동의 경우 268.90~330.57 mg/100 g으로 냉장 해동보다 상대적으로 적은 폭으로 감소하였으며, -35°C 강제송풍냉동 후 상온 해동 및 유수 해동한 것이 각각 305.48 mg/100 g과 330.57 mg/100 g으로 다른 냉동 방법에 비하여 높은 함량을 나타내었다. 여러 연구에서 해동 시 비타민 C 함량이 감소하게 되고 해동 온도가 높을수록 비타민 C 함량이 크게 감소하며, 해동 온도와 비타민 C 파괴가 상관관계가 있다고 보고하였다(Lee 등, 2000; Lim 등, 2008). 또한, 비타민 C는 수용성 비타민에 해당하며 Jung 등(2015)은 냉･해동 후 양파의 비타민 C 함량이 감소하였다고 하였는데, 이는 조직의 파괴와 연화 작용에 따른 조리수로의 용출에 의한 결과일 것이라고 보고하였다. 본 연구에서는 해동 온도보다는 해동 시간에 의하여 비타민 C 함량 감소에 영향을 받았으며, 해동 시간이 적게 소요될수록 비타민 C 함량의 감소가 적게 나타났다. 따라서 상온 혹은 유수 해동으로 단시간 안에 빠른 속도로 해동하는 것이 영양성분 함량의 손실을 줄일 수 있어 올바른 해동 방법으로 생각된다.

조직감

조직감의 변화는 채소류의 품질특성에서 고려되어야 할 중요한 요인으로 전처리 혹은 가공공정의 영향을 받는다(Kim 등, 2004). 냉동 및 행동 방법에 따른 무의 조직감을 Table 5에 나타내었다. 냉･해동 전 무의 조직감은 경도 724.80±59.50 g, 부착성 0.19±0.07 mJ, 깨짐성 544.90±125.68 g, 응집성 0.40±0.19, 탄력성 2.60±0.77 mm, 검성 269.90±153.23 g, 씹힘성 8.55±6.49 mJ이었다. 경도와 깨짐성은 비슷한 경향을 나타내었는데, 전체적으로 해동 후에 원물에 비하여 값이 감소하였고 상온 해동과 유수 해동을 했을 때 높은 값을 나타내는 경향이 있었으며, 냉장 해동의 경우 상온 해동과 유수 해동에 비해 낮은 경도를 나타내었다. 또한, -35°C 강제송풍냉동 했을 때 다른 냉동 방법에 비하여 해동 후 경도가 유의적으로 높은 값을 나타내었다(P<0.05). 탄력성, 검성 및 씹힘성은 해동 후에 원물에 비해 유의적으로 감소하는 경향이었으며(P<0.05), 해동 방법에 따른 유의적 차이는 없었다(P>0.05). 부착성과 응집성은 냉동 및 해동 방법에 따른 유의적 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). Park과 Kim(2016)은 냉동 및 해동 조건에 따른 배추김치의 품질특성 변화를 비교했을 때 해동 후 모든 처리구에서 냉동 전 시료에 비해 경도가 유의적으로 감소하였다고 보고하였고, 대부분의 연구에서 냉동식품은 해동 후 경도가 감소한다고 보고하였는데, 이는 냉동 중 빙결정 생성과 이에 따른 조직 손상에 의한 것으로 알려져 있다(Shim 등, 2015; Jang 등, 2014). 이와 마찬가지로 본 연구에서도 전체적으로 해동 후에 원물에 비해 경도가 감소하는 경향을 나타내었다. 조직감은 개인마다 선호도가 다르므로 바람직한 냉동 및 해동 방법을 제시할 수 없지만, 단단한 식감을 선호한다면 유수 해동, 단단하지 않은 식감을 선호한다면 냉장 해동을 하는 것이 적합할 것으로 판단된다.

Table 5 . Effect of different freezing and thawing conditions on texture of shredded radish.

Freezing system1)	Thawing conditions2)	Hardness (g)	Adhesiveness (mJ)	Fracturability (g)	Cohesiveness	Springiness (mm)	Gumminess (g)	Chewiness (mJ)
ABF-35°C	Control	724.80±59.50A3)	0.19±0.07A	544.90±125.68A	0.40±0.19A	2.60±0.77A	296.90±153.23A	8.55±6.49A
	RT	307.68±72.43Ca	0.15±0.13Aa	307.68±72.43Ca	0.34±0.10Aa	1.26±0.21Ba	100.58±30.47Ba	1.27±0.50Ba
	NT	371.20±60.03BCa	0.14±0.16Ab	371.20±60.03BCa	0.32±0.11Aa	1.32±0.25Ba	119.53±42.44Ba	1.62±0.83Ba
	RWT	417.50±85.71Ba	0.18±0.11Aa	417.50±85.71Ba	0.28±0.06Aa	1.26±0.17Ba	115.79±26.49Ba	1.46±0.47Ba
ABF-25°C	Control	724.80±59.50A	0.19±0.07A	544.90±125.68A	0.40±0.19A	2.60±0.77A	296.90±153.23A	8.55±6.49A
	RT	254.71±63.31Cb	0.18±0.13Aa	254.71±63.31Cb	0.32±0.10Aa	1.19±0.19Bab	80.59±27.18Bab	0.96±0.43Bab
	NT	307.36±69.52BCab	0.19±0.07Aab	307.36±69.52BCab	0.35±0.06Aa	1.24±0.29Ba	106.43±25.86Bab	1.33±0.57Bab
	RWT	337.27±74.83Bb	0.21±0.08Aa	337.27±74.83Bb	0.34±0.07Aa	1.32±0.25Ba	111.53±18.89Ba	1.47±0.44Ba
CF-20°C	Control	724.80±59.50A	0.19±0.07A	544.90±125.68A	0.40±0.19A	2.60±0.77A	296.90±153.23A	8.55±6.49A
	RT	243.06±47.55Cb	0.23±0.12Aa	243.06±47.55Cb	0.30±0.12Aa	1.09±0.23Bb	74.00±35.21Bb	0.82±0.44Bb
	NT	290.52±82.88BCb	0.27±0.13Aa	290.52±82.88BCb	0.32±0.10Aa	1.13±0.20Ba	89.38±34.98Bb	1.00±0.51Bb
	RWT	325.00±71.11Bb	0.21±0.13Aa	325.00±71.11Bb	0.34±0.09Aa	1.25±0.23Ba	106.13±22.84Ba	1.32±0.43Ba

¹⁾ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C..

²⁾Control: raw material, RT: refrigeration thawing, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing..

³⁾Values in the same freezing system column with the different letters (A-C)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test. Values in the same thawing conditions column with the different letters (a,b)　indicate significant differences (P<0.05) by Tukey’s multiple range test..

일반세균 및 대장균

냉동 및 행동 방법에 따른 무의 일반세균 및 대장균 수를 Table 6에 나타내었다. 원물의 일반세균 수는 1.85±0.44 log CFU/mL였고 처리구의 경우 1.50~2.49 log CFU/mL의 범위를 나타내었으며, 대장균군은 검출되지 않았다. 해동 방법에 따른 뚜렷한 경향이나 유의적 차이는 나타나지 않았으며(P>0.05), 냉동 방법 간의 차이 또한 크지 않았다. 여러 연구에 따르면 냉동온도, 속도 등의 조건에 의한 빙결정에 의하여 미생물의 저해에 영향을 받을 수 있고 완만 냉동이 급속 냉동에 비해 미생물 저해, 사멸 정도가 더 크다고 알려져 있으며, 해동 중 미생물은 세포외액에 노출되고 삼투압에 의해 탈수되어 치사되거나 세포 손상을 입지만 적당한 온도와 영양분이 주어질 경우 증식이 계속 일어난다(Kim 등, 2017a; Park 등, 2012). 일반적으로 채소류의 미생물 총수는 10³~10⁹ CFU/g이며 10⁷~10⁸ 이상이 식품에 존재할 경우 식중독을 일으킬 가능성이 크다고 알려져 있다(Choi 등, 2005). 이에 반해 본 연구에서는 냉동 및 해동 방법에 따른 무의 일반세균 수는 1.50~2.49 log CFU/mL였으며, 일반적으로 알려진 채소류의 미생물 수에 비하여 낮은 수치를 나타내었는데, 이는 냉동 전 세척 및 박피 등의 전처리 공정에 의한 것으로 추측된다. 냉동 및 해동 방법에 따른 일반세균 수의 유의적 차이는 없었지만(P>0.05), 해동 시간이 오래 소요될수록 온도 및 습도 등의 환경적 요인에 따라 미생물의 증식이 빠르게 일어날 수 있으므로 단시간 안에 해동하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

Table 6 . Effect of different freezing and thawing conditions on aerobic bacteria and E. coli of shredded radish.

Traits	Thawing conditions1)	Freezing system2)
		ABF-35°C	ABF-25°C	CF-20°C
Aerobic bacteria (log CFU/mL)	Control	1.85±0.44NS3)	1.85±0.44NS	1.85±0.44NS
	NT	2.27±0.33	1.72±1.01	2.05±0.29
	RWT	2.19±0.76	2.09±0.69	2.49±0.14
	RT	2.27±0.33	2.14±0.38	1.50±0.71
E. coli (log CFU/mL)	Control	ND4)	ND	ND
	NT	ND	ND	ND
	RWT	ND	ND	ND
	RT	ND	ND	ND

¹⁾Control: raw material, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing, RT: refrigeration thawing..

²⁾ABF-35°C: air-blast freezing at −35°C, ABF-25°C: air-blast freezing at −25°C, CF-20°C: conventional slow freezing at −20°C..

³⁾Not significant..

⁴⁾Not detected..

단면 미세구조

냉동 및 행동 방법에 따른 무의 미세구조를 주사전사현미경을 이용하여 관찰하였다(Fig. 3). 강제송풍냉동과 일반냉동을 비교했을 때 강제송풍냉동의 경우 냉동속도가 빠를수록 얼음결정 크기가 작은 경향을 보였다. Jung 등(2015)의 연구에서도 강제송풍냉동이 자연대류 냉동보다 기공 크기가 작게 나타난다고 보고하여 유사한 경향을 나타내었다. 해동 방법에 따른 미세구조를 관찰한 결과 유수 해동이 다른 해동 방법과 비교했을 때 기공이 뚜렷하게 관찰되어 조직 파괴가 덜 일어난 것을 알 수 있었다. 무는 세포벽이 펙틴질 구조로 식품 가공공정에 의해 세포조직 파괴가 쉽기 때문에 최적 냉동 및 해동 방법을 확립하여 품질변화를 줄이는 것이 중요하다. 영양성분 연구 결과에서도 유수 해동 시 영양성분 변화가 적은 것으로 나타나 유사한 경향을 보였다(Table 4). 따라서 본 연구 결과 세포조직의 파괴가 적은 강제송풍냉동과 유수 해동을 이용하는 것이 효과적일 것으로 생각된다.

Fig 3. Effect of different freezing and thawing conditions on microstructure of shredded radish. A: ABF-35°C, RT; B: ABF-35 °C, NT; C: ABF-35°C, RWT; D: ABF-25°C, RT; E: ABF-25°C, NT; F: ABF-25°C, RWT; G: CF-20°C, RT; H: CF-20°C, NT; I: CF-20 °C, RWT. Images with a 200 μm scale bar provided were taken at 200× magnification.

관능평가

이화학적 분석 결과를 토대로 최적의 냉동 방법으로 판단된 -35°C 강제송풍냉동으로 냉동한 후 해동 방법에 따른 무채김치의 관능적 특성과 외관을 조사하였다(Fig. 4, Fig. 5). 관능평가 결과 외관과 색과 같은 시각적 특성에서는 유수 해동을 했을 때 5.24와 5.35로 가장 높은 점수를 나타내었다. 외관을 관찰하였을 때 냉동 및 해동 처리를 하지 않은 대조구의 경우 원물 고유의 밝은색을 나타내었으며 냉동 및 해동 처리한 것의 경우 탈수 현상에 의해 대조구에 비해 어두운색을 나타내었다. 아삭아삭한 정도, 질긴 정도, 씹힘성과 같은 조직감의 경우 대조구에서 5.65, 4.94, 5.35로 높은 점수를 나타내었다. 단맛, 짠맛, 쓴맛, 매운맛은 냉장 해동했을 때 4.71, 4.82, 4.59, 4.94로 가장 높은 점수를 나타내었으며, 전체적인 기호도 또한 4.06으로 가장 높은 점수를 나타내었다. 무의 처리 방법에 따라 각각의 특성에서 원물의 경우 조직감(아삭아삭한 정도, 질긴 정도, 씹힘성), 유수 해동의 경우 시각적 특성(외관, 색), 냉장 해동의 경우 맛(단맛, 짠맛, 쓴맛, 매운맛)에서 높은 기호도를 나타내었으며, 상온 해동의 경우 전체적으로 낮은 기호도를 나타내었다. 따라서 조직감을 중요시할 경우 원물을 사용하고, 시각적 특성을 중요시할 경우 유수 해동, 맛을 중요시할 경우 냉장 해동을 하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

Fig 4. Effect of different thawing conditions on sensory attributes of shredded white radish kimchi. Control: no freezing and thawing; ABF-35°C, RT: refrigeration thawing after air-blast freezing at −35°C; ABF-35°C, NT: natural air convection thawing after air-blast freezing at −35°C; ABF-35°C, RWT: running water thawing after air-blast freezing at −35°C.

Fig 5. Appearance of shredded white radish kimchi by different thawing conditions in air-blast freezing at −35°C. Control: raw material, NT: natural air thawing, RWT: running water thawing, RT: refrigeration thawing.

본 연구는 밀키트 무채 제조를 위한 무의 최적 냉동 및 해동 분석 조건을 확립하기 위해 다양한 냉동 및 해동 방법에 따른 무의 이화학적 및 영양학적 특성을 비교하였다. 일반냉동(CF-20°C), -25°C 강제송풍냉동, -35°C 강제송풍냉동으로 중심부가 -20°C가 될 때까지 냉동한 후 냉장 해동, 상온 해동, 유수 해동을 이용하여 중심부의 온도가 4°C가 될 때까지 해동하였다. 강제송풍냉동을 사용할 경우 일반냉동에 비해 냉동 소요시간이 약 10배 감소했으며 해동은 유수 해동, 상온 해동, 냉장 해동 순으로 빠르게 일어났다. 냉･해동 후 L^*값과 a^*값은 전체적으로 낮아졌으며 ΔE의 최솟값이 12 이상으로 냉해동 후 색 변화가 일어난 것을 알 수 있다. pH는 일반냉동(-20°C)이 6.43~6.65로 가장 큰 변화를 보였다. 가용성 고형분(°Brix)은 수분함량이 감소하면서 전체적으로 증가했고 수분함량은 냉･해동 후 감소했지만, 그 차이는 미미한 수준이라고 판단된다. 해동 감량은 냉동 방법에 의한 변화가 더 두드러지게 나타났으며 냉동속도가 빠를수록 낮아지는 경향을 보였다. 이에 따라 -35°C 강제송풍냉동이 높은 경도를 나타냈고 냉장 해동이 다른 해동에 비해 경도가 낮아지는 경향을 보였다. 영양성분 분석 결과 비타민 C, 총 페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능 모두 냉･해동 전 무보다 전체적으로 감소했으며 냉장 해동이 다른 해동 방법에 비해 변화폭이 가장 큰 것으로 나타났다. 냉･해동 후 무의 미생물 수는 냉･해동 전과 유의적 차이가 없었으며 모든 처리구가 식중독으로부터 안전한 범위인 것으로 확인되었다. 또한, 전자주사현미경 측정 결과 냉･해동 속도가 빠를수록 기공이 작고 세포벽을 유지하는 것으로 나타났다. -35°C 강제송풍냉동한 후 해동 방법을 달리한 무를 이용해 무채를 제조한 후 관능검사를 실행한 결과, 원물을 사용했을 때 조직감(아삭아삭한 정도, 질긴 정도, 씹힘성), 유수 해동했을 때 시각적 특성(외관, 색), 냉장 해동했을 때 맛(단맛, 짠맛, 쓴맛, 매운맛)에서 높은 기호도를 나타내었다. 전체적으로 냉동온도가 낮고 냉동속도가 빠를수록 품질이 우수했으며 해동 방법도 마찬가지로 속도가 빠를수록 냉동 전 무와 품질 차이가 적은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과 -35°C 강제송풍냉동과 유수 해동을 적용하는 것이 냉동 무채 제품 제조에 효과적일 것으로 판단되며, 식품 종류에 따라 중요시되는 품질특성을 고려하여 적절한 냉동 및 해동 조건을 설정하여 식품 가공공정에 이용할 수 있다고 생각된다.

본 논문은 농촌진흥청 연구사업(과제번호: PJ01496201)의 지원에 의해 이루어졌으며 이에 감사드립니다.