최근 건강에 관한 관심 증대로 인해 탄산음료 대체 음료 시장 규모가 성장하고 있으며, 이에 따라 과채 음료 시장 중 특히 100% 착즙 주스 시장이 성장하는 추세를 보인다(Duthie 등, 2000; Netzel 등, 2007; Lee 등, 2019a). 과일의 섭취가 증가하면 암, 신경질환 및 퇴행성 질환의 발병률을 감소시키며, 이러한 효과는 과일에 존재하는 여러 종류의 비타민 및 페놀과 같은 기능성 물질의 항산화제 역할에 기인한다고 알려져 있다. 자연적으로 존재하는 항산화 물질은 인간의 여러 자유라디칼에 의해 유발되는 산화적 손상을 개선하는 항산화제 역할을 한다고 알려져 있으며, 비타민 C는 자연계에 널리 퍼져있는 항산화제 중 하나로 알려져 있다(Lee 등, 2004). 또한 페놀계 화합물은 과일의 항산화력을 증진할 수 있는 물질로 알려져 있으며, 식물에 존재하는 페놀계 화합물은 항산화, 항암, 항염증, 항돌연변이 및 항알레르기 작용을 통해 인간의 건강에 여러 이점을 줄 수 있다고 알려져 있다(Galati 등, 2002; Bowie와 O’Neill, 2000).

과일주스는 pH가 낮더라도 가공 및 저장 중에 미생물 오염 가능성이 있을 뿐만 아니라 변색, 영양소 및 생리활성 물질의 변화에 의한 항산화력의 감소 및 여러 가지 위험에 노출되어 있다(Han 등, 2017; Navruz 등, 2016). 따라서 과일주스의 품질 및 저장 기간 연장을 위해서는 살균 처리가 필요하며, 가장 일반적으로 사용되는 과일주스 살균 방법으로 가열 살균과 비가열 살균이 있다(Khandpur와 Gogate, 2016). 예전부터 널리 사용되는 상업적 가열 살균 기술로는 저온살균(low temperature long time, LTLT) 및 고온 단시간 살균(high temperature short time, HTST)이 있으며, 비가열 살균 기술로는 최근 많이 활용되고 있는 초고압 살균(high pressure processing, HPP)이 있다(Bogahawaththa 등, 2018; Jiménez-Sánchez 등, 2017).

유자(Citrus junos)는 한국, 중국, 일본을 포함한 동북아시아에 서식하는 감귤류의 일종으로 국내에서는 주로 제주, 남해, 고흥, 거제, 통영 등 남해안 지역을 중심으로 서식하고 있다. 이러한 유자는 비타민 C, 카로티노이드, 폴리페놀 물질 및 구연산 등의 함량이 높아 국내 및 동북아시아 지역에서는 오래전부터 음료 및 한약재의 원료로 사용되고 있다(Yoo 등, 2004). 기존 유자를 통하여 제조 유통되는 제품은 당조림으로 제조된 마멀레이드 형태인 청의 형태로 주로 출시되고 있으며, 시장에 유통되는 착즙 유자액 제품의 경우 일본에서 생산되는 제품을 수입 유통하는 형태가 대부분이다. 이러한 가공 형태로 인해 착즙 유자액 품질에 관한 국내 규정은 존재하지 않지만, 유럽 및 북미에는 규정이 존재한다(FDA, 2004). 따라서 식품산업에서 널리 사용되는 상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 품질 변화에 관한 연구가 필요하다. 이는 착즙 유자액이 가진 낮은 pH 및 높은 항산화성으로 인해 상업적 살균 기술을 적용하려는 시도가 없었으며, 착즙 유자액 수출 및 판매를 위한 상업적 살균 기술 적용에 대한 품질 변화 기준이 필요하여 본 실험을 진행하였다.

따라서 본 연구에서는 상업적 살균 기술을 적용한 착즙 유자액의 냉장 저장 기간에 따른 미생물학적, 이화학적 그리고 항산화 특성 변화 분석을 통한 착즙 유자액의 최적 살균 기술을 탐색하고자 한다.

원료

착즙 유자액은 이산글로벌바이오(Changwon, Korea)에서 제공받아 사용하였다.

상업적 살균 기술

살균 미처리 착즙 유자액(대조군)은 200 mesh로 여과된 착즙 유자액을 70% 에탄올과 UV(PCHC-777A2, CHCbiotech, Seoul, Korea)에서 30분간 살균한 2,000 mL polyester retort pouch(ES Food, Gunpo, Korea)에 500 mL를 주입하여 밀봉 후 사용하였다. Bogahawaththa 등(2018) 및 Jiménez-Sánchez 등(2017)의 방법에 따라 LTLT는 중심 온도 60°C에서 30분간 살균, 그리고 HTST는 중심 온도 75°C에서 1분간 살균 처리를 조건으로 설정하였다. LTLT 살균은 여과된 착즙 유자액 500 mL를 2,000 mL polyester retort pouch에 주입하여 밀봉 후 autoclave (LAC-5085SP, Biomedic, Namyangju, Korea)를 활용하여 예비 실험을 통해 찾은 조건에 따라 중심 온도를 60°C로 증가시키기 위해 95°C에서 20분간 가열 후 중심 온도가 60°C에 도달하였을 때 온도를 60°C로 설정하여 30분간 살균을 진행하였으며, HTST 살균은 여과된 착즙 유자액 500 mL를 2,000 mL polyester retort pouch에 주입하여 밀봉 후 autoclave를 활용하여 예비 실험으로 찾은 조건에 따라 중심 온도 70°C로 증가시키기 위해 95°C에서 30분간 가열 후 중심 온도가 70°C에 도달하였을 때 온도를 70°C로 설정하여 1분간 살균을 진행하였다. HPP 살균은 여과된 착즙 유자액 500 mL를 500 mL 페트병(Seoulpacakge, Namyangju, Korea)에 주입 후 초고압 살균기(500 MPa, Innoway, Anyang, Korea)에 통상적인 처리 시간 및 압력인 500 MPa에서 3분간 살균을 진행하였다(Bogahawaththa 등, 2018; Lee 등, 2019b; Park 등, 2016). 상업적 살균 기술을 적용한 착즙 유자액은 유럽 수출 기간과 동일한 조건인 4°C에서 84일간 저장 실험을 진행하였다.

미생물 분석

생균수 측정은 plate count agar(Difco, Detroit, MI, USA) 배지를 활용하여 시료 1 mL 분주 후 pour plate법으로 진행하였으며, 미생물 배양기(HQ-DI84, Core Tech, Hwasung, Korea)를 사용하여 35±1°C에서 48±2시간 배양한 후 균수를 계수하였다.

효모 및 곰팡이는 potato dextrose agar(Difco) 배지에 멸균된 10% tartaric acid(Yakuri Pure Chemical, Kyoto, Japan)를 첨가하여 pH 3~4로 조절 후 페트리디쉬(Petri dish, SPL, Pocheon, Korea)에 부어 굳힌 배지에 샘플 500 μL를 분주하여 도말봉(Spreader, SPL)을 이용해 도말한 후 미생물 배양기(HQ-DI84)를 사용하여 25°C에서 5일간 배양한 다음 균수를 계수하였다.

이화학적 특성

당도(°Brix)는 당도계(N-1E, Atago Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였고, pH는 pH meter 3100(Ohaus, Seoul, Korea)을 사용하여 측정하였다. 색차는 색차계 Lovibond^® LC 100(Tintometer^® Group, Lovibond, London, UK)으로 측정하여 lightness(L), redness(a) 및 yellowness(b)로 표기하였고, 사용 전 기기를 표준색도판(L: 100.00, a: 0.00, b: 0.00)으로 보정 후 측정하였다.

DPPH 라디칼 소거능

착즙 유자액 샘플의 DPPH 라디칼 소거능 분석은 시료 200 μL와 1.8 mL 0.2 M 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH; Alfa Aesar, Haverhill, MA, USA)을 혼합하여 용액을 30분간 상온의 암실에서 반응한 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 DPPH 라디칼 소거능은 L-ascorbic acid(Alfa Aesar)를 표준물질로 사용하여 도출된 표준 검량곡선과 대조를 통한 표준물질의 양으로 환산하였다. Ascorbic acid 표준검량 곡선은 0.5~5 mM 범위에서 0.5 mM 단위로 ascorbic acid의 DPPH 라디칼 소거능을 517 nm에서 흡광도로 측정하였고, 이를 바탕으로 표준 검량곡선을 그린 후 회기 분석을 통하여 회기 방정식을 도출하였다. 도출된 회기 방정식에 착즙 유자액의 DPPH 라디칼 소거능 흡광도 값을 대입 환산하여 ascorbic acid equivalents(mg AA/g)로 나타내었다.

총 페놀 및 플라보노이드 함량

착즙 유자액의 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu법(Waterman과 Mole, 1994)을 응용하여 gallic acid를 표준물질로 총 페놀 함량 측정 방법에 따라 분석하였다. 시료 1 mL와 Folin-Ciocalteu 시약(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 1 mL를 혼합하고 실온에서 7분간 방치한 후, 20% Na2CO3(Junsei Chemical Co., Ltd., Tokyo, Japan) 2 mL를 첨가하여 암실에서 60분간 반응하였다. 반응 후 분광광도계(Libra S22, Biochrom, Cambridge, England)를 통해 765 nm에서 흡광도를 측정하였고 시료의 페놀 화합물 함량은 gallic acid(Sigma-Aldrich)를 사용하여 도출된 표준 검량곡선과 대조를 통한 표준물질의 양으로 환산하여 gallic acid equivalents(mg GAE/g)로 나타내었다.

착즙 유자액의 총 플라보노이드 함량은 Moreno 등(2000)의 방법을 응용하여 3,3′,4′,5,7-pentahydroxyflavone(quercetin)을 표준물질로 총 플라보노이드 함량 측정 방법에 따라 분석하였다. 각 시료 1 mL에 5% NaNO2 300 μL와 증류수 3 mL를 첨가하여 5분간 방치한 후, 10% AlCl3 300 μL를 첨가하여 혼합하고 실온에 5분간 방치한 후 각 혼합액에 1 M NaOH 2 mL를 첨가하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 플라보노이드 함량은 표준 검량곡선에 대조하여 측정했으며 3,3′,4′,5,7-pentahydroxyflavone(Sigma-Aldrich)을 사용하여 도출된 표준 검량곡선과 대조를 통한 표준물질의 양으로 환산하여 quercetin equivalents (mg QE/g)로 나타내었다.

통계분석

본 연구에서 실행한 실험 측정은 모두 5회 반복하였고, 결과는 평균±표준편차로 표시하였다. 실험 결과들의 유의성은 Duncan의 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)을 실시하였다. 모든 통계분석은 SPSS(v.23.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그램을 이용하여 처리하였다.

상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 미생물 분석

상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액을 4°C에서 84일간 저장하며 분석한 미생물 변화는 Table 1과 같다. 모든 실험군에서 일반세균 및 효모와 곰팡이는 0일부터 84일까지 검출되지 않았다. 살균 미처리군(대조군)과 상업적 살균 기술을 적용한 착즙 유자액 모두에서 미생물이 분석되지 않은 이유는 pH 2.46±0.01~2.49±0.01(Table 2)로 착즙 유자액의 pH가 낮기 때문이다. Aghajanzadeh 등(2021)은 감귤류와 같은 pH 4.6 이하의 산성 식품에서는 낮은 pH로 인하여 미생물의 생존이 어렵다고 보고하였다. 또한, 유자에는 리모넨, 테르페노이드 및 ascorbic acid와 같은 항균성이 뛰어난 물질이 다량 포함되어 있으므로 뛰어난 미생물 안정성을 가진다고 알려져 있다(Nile과 Park 2014; Watanabe 등, 2018). 그러나 Nayak 등(2017)은 엘리펀트 사과주스에 상업적 살균 기술(HTST 및 HPP)을 적용하였을 때 주스의 pH는 3.25로 착즙 유자액과 같이 pH 4.6 이하의 산성을 띠는 주스지만, 살균 미처리군(대조군)의 경우 4°C에서 10일간 저장하였을 때 미생물에 의한 부패가 발생하였고, 상업적 살균 처리군에서는 저장 60일까지도 미생물이 검출되지 않았다고 보고하였다. 이를 통해 산성을 띠는 과일주스에서도 저장 기간 증가에 따른 미생물학적 안전성을 확보하기 위해서는 상업적 살균 기술의 적용이 필요하다. 따라서 미생물학적 관점에서 착즙 유자액은 낮은 pH와 많은 양의 항균 물질이 포함되어 있어 제품의 미생물학적 안정성은 높지만, 상업적 살균 기술 적용은 살균 온도와 상관없이 제품의 장기간 저장 시 저장 안정성을 증진할 수 있다.

Table 1 . Change of microbiological characteristics of squeezed yuzu juice during 84 days storage at 4°C according to different commercial sterilization technologies.

	Storage days	Viable cell count	Yeast & Mold
Untreated	0	ND1)	ND
	84	ND	ND
LTLT	0	ND	ND
	84	ND	ND
HTST	0	ND	ND
	84	ND	ND
HPP	0	ND	ND
	84	ND	ND

¹⁾ND: Not detected..

Table 2 . Change of physicochemical properties of squeezed yuzu juice during 84 days storage at 4°C according to different commercial sterilization technologies.

	Storage days	pH	°Brix	Color
				L	a	b
Untreated	0	2.46±0.01a1)2)	7.72±0.12cd	57.66±1.82a	−5.46±0.58c	9.77±0.78c
	84	2.49±0.01a	8.05±0.21b	49.35±1.28c	−4.65±0.19b	10.84±1.79bc
LTLT	0	2.49±0.01a	7.60±0.21d	57.70±3.00a	−5.35±0.70bc	11.72±0.76bc
	84	2.48±0.01a	7.57±0.35d	51.55±0.82c	−5.12±0.10bc	10.47±0.84bc
HTST	0	2.48±0.01a	9.00±0.01a	45.96±1.02d	−2.09±0.37a	14.04±0.84a
	84	2.46±0.01a	9.00±0.01a	44.84±0.28d	−1.63±0.21a	15.38±1.25a
HPP	0	2.47±0.01a	7.93±0.12bc	54.04±0.77b	−5.62±0.19c	10.27±0.30bc
	84	2.49±0.01a	7.95±0.10bc	54.28±0.48b	−5.35±0.48bc	10.25±0.33bc

¹⁾Mean±SD (n＝5). ²⁾Values are significantly different at P<0.05..

상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 이화학적 특성 분석

상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액을 4°C에서 84일간 저장하며 분석한 이화학적 특성 분석 결과는 Table 2 및 Fig. 1과 같다. pH는 살균 미처리군(대조군)에서 저장 0일 차 2.46±0.01에서 84일 차 2.49±0.01로 분석되었다. 상업적 살균 처리군에서는 2.46±0.01~2.49±0.01 범위로 분석되었다. LTLT 처리군은 0일 차 2.49±0.01에서 84일 차 2.84±0.01로 분석되었고, HTST 처리군은 0일 차 2.48±0.01에서 84일 차 2.46±0.01로 분석되었다. HPP 처리군은 0일 차 2.47±0.01에서 84일 차 2.49±0.01로 분석되어 살균 기술 및 저장 기간에 따른 착즙 유자액 pH 변화는 유의미한 차이가 없었다. Nayak 등(2017)도 상업적 살균 기술(HTST 및 HPP)을 적용한 엘리펀트 사과주스에서 살균 미처리군(대조군)과 살균 처리군 간의 pH 변화는 유의미한 차이가 없다고 분석하였다(P<0.05). 이에 따라 상업적 살균 기술 적용이 착즙 유자액의 pH에 미치는 변화는 없다고 사료된다.

Fig 1. Color difference of squeezed yuzu juice during 84 days storage at 4°C according to different commercial sterilization technologies (A) Untreated, (B) LTLT, (C) HTST, and (D) HPP.

당도(°Brix)는 살균 미처리군(대조군)에서 저장 0일 차 7.72±0.12°Brix에서 84일 차에 8.05±0.21°Brix로 분석되었다. 상업적 살균 처리군에서는 7.57±0.35~9.00±0.01°Brix 범위로 분석되었다. 상업적 살균 처리에 따른 당도의 변화는 LTLT 처리군이 0일 차 7.60±0.21°Brix에서 84일 차 7.57±0.35°Brix로, HTST 처리군은 0일 차 9.00±0.01°Brix에서 84일 차 9.00±0.01°Brix로 분석되었다. HPP 처리군은 0일 차 7.93±0.12°Brix에서 84일 차 7.95±0.10°Brix로 분석되며 상업적 살균 처리에 따른 당도 변화는 HTST 처리를 제외하고는 유의미한 차이가 없었다(P<0.05). 이는 HTST 처리 시 고온에 의해 팩틴질의 분해로 인해 생성되는 환원당 증가로 인한 당도 증가가 주요 원인이다(Shourove 등, 2020).

색차에서 L값은 살균 미처리군(대조군)에서 0일 차 57.66±1.82에서 84일 차 49.35±1.28로 분석되었으며, 상업적 살균 처리에 따른 L값 변화는 LTLT 처리군이 0일 차 57.70±3.00에서 84일 차 51.55±0.82, HTST 처리군은 0일 차 45.96±1.02에서 84일 차 44.84±0.28로, HPP 처리군은 0일 차 54.04±0.77에서 84일 차 54.28±0.48로 분석되었다. a값은 살균 미처리군(대조군)에서 0일 차 -5.46±0.58에서 84일 차 -4.65±0.19, 상업적 살균 처리에 따른 변화는 LTLT 처리군이 0일 차 -5.35±0.70에서 84일 차 -5.12±0.10으로, HTST 처리군은 0일 차 -2.09±0.37에서 84일 차 -1.63±0.21로, HPP 처리군은 0일 차 -5.62±0.19에서 84일 차 -5.35±0.48로 분석되었다. b값은 살균 미처리군(대조군)에서 0일 차 9.77±0.78에서 84일 차 10.84±1.79로 분석되었고, 상업적 살균 처리에 따른 b값 변화는 LTLT 처리군이 0일 차 11.72±0.76에서 84일 차 10.47±0.84, HTST 처리군은 0일 차 14.04±0.84에서 84일 차 15.38±1.25로, HPP 처리군은 0일 차 10.27±0.30에서 84일 차 10.25±0.33으로 분석되었다. HTST 처리군에서는 L값이 감소하고 a, b값은 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). Mapelli-Brahm 등(2018)의 결과에서도 오렌지 주스를 90°C에서 30초 이상 가열하였을 때 카로티노이드 색소 이질화로 인해 L값이 감소하고 a, b값이 증가하는 경향을 나타냈다. 또한, Demirdöven과 Baysal(2014)도 오렌지 주스를 95°C에서 1분 이상 처리하였을 때 오렌지 주스의 색에서 유의적인 변화를 보고하였는데, 이는 가열에 따른 카로티노이드 색소 이질화로 인해 L값은 감소하고 a, b값은 증가하기 때문이다. 상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 이화학적 특성 변화 결과를 종합적으로 판단할 때, 가열 살균 기술인 HTST 및 LTLT 처리보다 HPP 처리가 착즙 유자액의 이화학적 특성을 저장 기간에 최대한으로 유지할 수 있어 이화학적 특성 측면에서 HPP 살균 기술이 가장 효과적인 상업적 살균 기술로 사료된다.

상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 항산화성

상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액을 4°C에서 84일간 저장하며 분석한 항산화성 변화는 Table 3과 같다. DPPH 라디칼 소거능은 살균 미처리군(대조군)에서 저장 0일 차 4.44±0.15에서 84일 차 3.99±0.67로 분석되어 통계적으로 오차범위 내에 있다. 상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 DPPH 라디칼 소거능은 0.49±0.00~4.84±0.52 범위로 분석되었으며, LTLT 처리군은 저장 0일 차 3.63±0.52에서 84일 차 2.91±0.23으로 약 20% 감소하였고, HTST 처리군은 저장 0일 차 4.84±0.52에서 84일 차 0.49±0.00으로 약 90% 감소하였다. 이에 반해 HPP 처리군은 저장 0일 차 4.77±0.23에서 84일 차 4.52±0.30으로 5% 감소로 분석되었지만, 통계적으로 유의미한 차이는 없었다(P<0.05). 저장 0일 차 HPP 처리군의 경우 대조군보다 약 7% 높은 DPPH 라디칼 소거능을 나타냈는데, 이는 초고압으로 인해 착즙 유자액의 세포막 파괴로 세포 내부의 항산화 물질 추출 증진이 주요 이유이다(Queiroz 등, 2010). 상업적 살균 기술을 적용한 자몽 주스를 4°C에서 90일 동안 저장하며 DPPH 라디칼 소거능을 분석한 결과, 비가열 살균인 HPP 처리보다 가열 살균 공정인 HTST 처리가 약 10% 이상의 DPPH 라디칼 소거능 감소를 나타냈으며, 이는 가열 처리 공정 동안 과일의 높은 항산화력을 나타내는 페놀 및 비타민 C 파괴로 인해 항산화력이 감소할 수 있다고 명시하였다(Chen 등, 2013). 살균 처리에 따른 DPPH 라디칼 소거능은 가열 살균 방식인 LTLT 및 HTST 처리에서 살균 미처리군(대조군)보다 감소하였으나, HPP 처리군에서는 대조군보다 증가한 것으로 분석되었다. 이에 따라 가열 살균 기술인 LTLT 및 HTST 처리보다 비가열 살균 기술인 HPP 처리가 DPPH 라디칼 소거능 유지에는 더 효과적인 살균 기술로 사료된다.

Table 3 . Change of antioxidant activities of squeezed yuzu juice during 84 days storage at 4°C according to different commercial sterilization technologies.

	Storage days	DPPH radical scavenging activity1)	Total phenol content2)	Total flavonoid content/3)
Untreated	0	4.44±0.15ab4)5)	9.30±0.00a	0.57±0.01c
	84	3.99±0.67bc	8.70±0.04c	0.46±0.00f
LTLT	0	3.63±0.52c	8.87±0.00b	0.53±0.01e
	84	2.91±0.23d	8.46±0.03d	0.45±0.00f
HTST	0	4.84±0.52a	7.80±0.09f	0.63±0.00a
	84	0.49±0.00e	6.54±0.00g	0.55±0.01d
HPP	0	4.77±0.23a	8.72±0.03c	0.52±0.00e
	84	4.52±0.30ab	7.88±0.00e	0.61±0.01b

¹⁾mM/mL ascorbic acid equivalent. ²⁾mg/mL gallic acid equivalent. ³⁾mg/mL quercetin equivalent. ⁴⁾Mean±SD (n=5). ⁵⁾Values are significantly different at P<0.05..

총 페놀 함량은 대조군에서 저장 0일 차 9.30±0.00에서 84일 차 8.70±0.04로 분석되었고, 상업적 살균 기술 적용에 따른 변화는 6.54±0.00~8.87±0.00 범위로 분석되었다. LTLT 처리군은 저장 0일 차 8.87±0.00에서 84일 차 8.46±0.03으로 약 4% 감소하였고, HTST 처리군은 저장 0일 차 7.80±0.09에서 84일 차 6.54±0.00으로 약 16% 감소하였으며, HPP 처리군은 저장 0일 차 8.72±0.03에서 84일 차 7.88±0.00으로 약 10% 감소하는 경향을 나타내어 LTLT, HPP, HTST 처리 순으로 높은 페놀 함량을 보였다. 이는 살균 처리에 따른 총 페놀 함량이 4°C에 84일 저장 중 고온 가열 살균 방식인 HTST 처리보다 HPP 처리에서 더 많이 보존된 것으로 분석되었다(P<0.05). 또한, Chen 등(2013)은 상업적 살균 기술을 적용한 자몽 주스를 4°C에서 90일 동안 저장하며 총 페놀 함량을 분석한 결과, 고온 가열 살균 공정인 HTST 처리보다 비가열 살균인 HPP 처리가 더 높은 총 페놀 함량을 나타냈으며, 이는 가열 처리 공정 동안 열에 의한 페놀 화합물의 파괴로 인해 총 페놀 함량이 감소할 수 있다고 명시하였다. 이에 따라, 고온 가열 살균 기술인 HTST 처리보다 비가열 살균 기술인 HPP 처리가 총 페놀 함량 보존에는 더 효과적인 살균 기술로 사료된다.

총 플라보노이드 함량은 대조군에서 저장 0일 차 0.57±0.01에서 84일 차에 0.46±0.00으로 분석되었고, 상업적 살균 기술 적용에 따른 변화는 0.45±0.00~0.63±0.00 범위로 분석되었다. LTLT 처리군은 저장 0일 차 0.53±0.00에서 84일 차 0.45±0.01로 약 15% 감소하였고, HTST 처리군은 저장 0일 차 0.63±0.00에서 84일 차 0.55±0.01로 약 13% 감소하였다. 이에 반해 HPP 처리군은 저장 0일 차 0.52±0.01에서 84일 차 0.63±0.00으로 약 21% 증가하였다. 저장 84일 차에 HPP 처리군의 경우 대조군보다 약 32% 높게 분석되었다(P<0.05). 이는 초고압 처리로 인한 주스의 세포벽 파괴로 인한 저장 기간 중 내부 플라보노이드 물질 용출로 플라보노이드 함량이 증가하는 경향을 나타내었다(Nayak 등, 2017). 그러나 총 플라보노이드 함량의 경우 대조군 대비 가열 처리군에서 약간의 감소는 있었지만 살균 처리 기술 간의 유의미한 차이는 없었다. 이러한 총 플라보노이드 함량의 감소는 상업적 살균 기술(HTST 및 HPP)을 적용한 엘리펀트 사과주스를 4°C에서 60일 동안 저장한 실험에서도 비슷한 경향을 보였는데, 이는 저장 기간의 증가에 따라 살균 후 잔존하는 과일 내 폴리페놀 산화효소 및 과산화효소의 영향을 받아 감소하는 것으로 알려져 있다(Nayak 등, 2017).

이러한 결과는 다른 과채류 및 음료류의 상업적 살균 결과와 유사하였다. 상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 항산화성 변화 결과를 종합적으로 판단할 때, 가열 살균 기술인 HTST 및 LTLT 처리보다 HPP 처리가 착즙 유자액의 항산화력을 저장 기간에 최대한으로 유지할 수 있어 항산화성 측면에서 HPP 살균 기술이 가장 효과적인 상업적 살균 기술로 사료된다.

이러한 미생물, 이화학적 특성 및 항산화성 실험 결과들을 종합적으로 분석한 결과, 착즙 유자액의 상업적 살균 기술 적용에 따른 저온 저장 시 미생물학적으로 안전하고 항산화성 및 이화학 특성의 변화를 최소화하는 상업적 살균 기술은 HPP 살균, LTLT 살균 및 HTST 살균 순으로 판단된다.

본 연구는 상업적 살균 기술 적용에 따른 착즙 유자액의 미생물, 항산화력 및 이화학적 특성 분석을 통한 최적 상업적 살균 기술을 탐색하고자 하였다. 상업적 살균 기술인 LTLT, HTST 및 HPP 처리 후 4°C에서 84일간 저장하며 분석한 결과, 미생물은 착즙 유자액의 낮은 pH와 높은 항산화 물질 함량으로 인해 저장 기간에 살균 미처리군(대조군) 및 살균 처리군 모두 미검출되었다. 이화학적 특성으로 pH는 유의미한 차이가 없었으며, 가열 처리로 인해 당도(°Brix) 및 색차에서 HTST 처리군에서 유의미한 차이를 나타내었다(P<0.05). 항산화력은 DPPH 라디칼 소거능에서 저장 84일 차에 HPP 처리군에서 4.52±0.30, HTST 처리군에서 0.49±0.00으로 약 90% 차이를 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 착즙 유자액의 저장 기간 연장과 항산화력 및 이화학적 특성을 최대한 유지하는 상업적 살균 기술은 비가열 처리 살균 기술인 HPP가 가장 효율적이다.

이 논문은 2021-2022년도 창원대학교 자율연구과제 연구비 지원으로 수행된 연구결과임.