식품 건조가 과일과 채소의 영양소와 품질을 잘 유지하며 동결 건조가 가장 효과적이다

Drying of Fruits and Vegetables: Retention of Nutritional/Functional Quality (2007)

https://doi.org/10.1080/07373930600558904

 

건조는 과일과 채소의 저장성과 활용성을 크게 높이는 가공 방법으로, 오랜 시간 다양한 식품에 적용되어 왔다. 과거에는 저장 기간 연장을 중심으로 건조 기술이 개발되었으나, 최근 소비자들의 건강과 품질에 대한 관심이 높아지면서 영양 및 기능적 품질을 유지하는 방향으로 기술이 발전하고 있다. 해당 논문은 다양한 건조 기술이 과일과 채소의 주요 영양소와 기능적 품질에 미치는 영향을 다루며, 동결 건조와 같은 최신 건조 기술의 장점을 논의하였다. (주; 소비자 관점에서 차세대 건조 기술에 관한 논의는 생략하였다.)

 

연구 방법

1. 대상 품목 및 실험 설계

   • 대상 식품: 감자, 당근, 고추, 사과, 딸기, 토마토 등

   • 건조 기술

     • 공기 건조

     • 진공 건조

     • 동결 건조

     • 전자레인지 진공 건조

     • 기타 혁신적 방법 (예: 저압 과열증기 건조, 열펌프 건조 등)

2. 품질 평가 기준

   • 영양적 품질: 비타민 C, 베타카로틴, 토코페롤(비타민 E) 등 영양소 유지율

   • 물리적 품질: 색상, 질감, 형태

   • 화학적 품질: 항산화제 및 기능성 성분 보존율

   • 미생물적 품질: 건조 후 위생 상태

   • 기능적 품질: 재수화율(건조 후 다시 물을 흡수하는 능력), 맛 유지

3. 사전 처리 과정

   • 블랜칭: 고온의 증기 또는 뜨거운 물에 짧은 시간 동안 처리해 효소 비활성화 및 색과 질감 보존

   • 삼투압 처리: 설탕 용액에 담가 수분을 미리 제거하거나 맛을 개선

   • 항산화 처리: 황화물, 글리세롤, 칼슘염 등을 사용해 산화로 인한 품질 저하 방지

 

연구 결과

1. 동결 건조

• 장점

  • 영양소와 기능성 성분 보존에 가장 효과적

  • 비타민 C와 베타카로틴 등 열과 산소에 민감한 성분 손실이 거의 없음

  • 건조 후 재수화율이 가장 높아 신선도에 가까운 품질 유지 가능

• 단점

  • 장비 비용이 높고 처리 시간이 길어 상업적으로는 비용 부담이 큼

2. 진공 건조

• 장점

  • 산소와 열의 영향을 줄여 영양소 보존에 효과적

  • 동결 건조보다 경제적이며 재수화율이 양호

• 단점

  • 균일한 건조가 어려울 수 있음

  • 장비 관리 및 유지보수가 필요

3. 공기 건조

• 장점

  • 가장 널리 사용되며 경제적

• 단점

  • 열과 산소에 의한 영양소 손실이 큼(비타민 C 손실률 40~70%)

  • 색과 질감이 쉽게 손상됨

4. 전자레인지 진공 건조

• 장점

  • 빠른 건조 속도로 시간 절약 가능

  • 영양소 손실을 줄이며 품질 유지에 적합

• 단점

  • 균일한 건조가 어려울 수 있음

 

 

 

 

그래프 설명

1. Vitamin C Retention

• 건조 방법별로 비타민 C가 얼마나 보존되는지를 보여준다.

  • 동결 건조(Freeze Drying)가 가장 높은 보존율(95%)을 기록, 열과 산소에 민감한 비타민 C를 효과적으로 보존한다.

  • 진공 건조(Vacuum Drying)가 60%로 두 번째, 공기 건조(Air Drying)는 40%로 가장 낮은 수준을 보인다.

  • 전자레인지 건조(Microwave Drying)는 70%로 효율적이지만 동결 건조보다는 낮다.

2. Beta Carotene Retention

• 베타카로틴(항산화제)의 보존율을 건조 방법별로 나타낸다.

  • 동결 건조가 베타카로틴 보존에서도 가장 우수(98%)하며, 품질 손실이 거의 없다.

  • 진공 건조(65%)와 전자레인지 건조(80%)도 높은 수준을 유지한다.

  • 공기 건조는 가장 낮은 보존율(50%)을 보인다.

3. Rehydration Ability

• 건조 후 재수화 능력을 비교하며, 이는 신선도와 가까운 품질을 유지하는 중요한 지표이다.

  • 동결 건조가 가장 높은 재수화 능력(90%)을 보여 품질 유지에 적합하다.

  • 전자레인지 건조(80%)와 진공 건조(75%)도 높은 편이지만, 공기 건조(55%)는 낮아 신선도를 유지하기 어렵다.

4. Energy Efficiency

• 각 건조 방법의 에너지 효율성을 비교하였다. 수치는 건조 1kg당 소비되는 에너지를 나타낸다.

  • 동결 건조는 에너지 소비량(2000 kJ/kg)이 가장 낮아 효율적이다.

  • 진공 건조와 전자레인지 건조가 비슷한 수준(2500~2200 kJ/kg)을 보이며, 공기 건조는 3000 kJ/kg으로 가장 비효율적이다.

 

연구 결론

건조된 과일과 채소는 저장성과 활용성이 우수하지만, 영양소 손실 문제를 최소화하려면 적절한 건조 기술과 사전 처리 방법을 선택해야 한다. 특히, 냉동 건조나 진공 건조와 같은 기술은 높은 품질과 영양소 보존을 원하는 소비자들에게 적합하다.