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The Formula for Freshness Accurately Studying the Shelf Life of Your Products
[VELP Webinar : 완벽한 신선도를 위한 정확하고 재현성 있는 유통기한 연구 방법]
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이 Webinar 는 VELP Scientifica 에서 제작한 “The Formula for Freshness Accurately Studying the Shelf Life of Your Products” 주제의 웹세미나 입니다.
이번 Webinar 에서는 지질 산화 (oxidation) 의 개념과 그 영향, 그리고 이를 빠르고 신뢰성 있게 평가할 수 있는 Oxitest 시험법의 개념과 응용 사례를 소개하고 있습니다.
Webinar 는 먼저 지질 산화가 식품, 화장품 등 다양한 제품의 품질 저하와 경제적 손실을 초래할 수 있음을 설명하였고, 이러한 산화 반응을 신속하게 평가하기 위한
가속 산화 시험 (Accelerated Oxidation Test) 을 소개 합니다. 이어서 AOCS 표준 (CD 12C-16) 에 따라 가속 산화 시험을 수행할 수 있는 VELP의 OXITEST 장비를 소개하고,
장비의 작동 원리와 측정 메커니즘, 전용 소프트웨어 OxySoft의 제어 기능 및 다중 장비 연결을 소개하고 있습니다.
또한, 다음의 응용 사례 예시를 통해 OXITEST 의 활용법을 소개하고 있습니다.
- 육류의 조성 비교 (formula comparison) 및 반복성 (repeatability)
- 화장품의 조성별 산화 안정성 평가
- 가죽의 항산화제 효과 검증
- 식품의 유통 기한 설정 (estimated shelf life),
- 참치 오일의 숙성에 따른 산화 특성 변화
이번 Webinar 는 OXITEST 가 유도 기간 (Induction Period) 을 정량적으로 평가하여 단순한 산화 측정 장비를 넘어 실제 저장 수명과 품질 안정성을 예측하는 데 매우 유용한 도구임을 강조했습니다.
또한 높은 재현성과 정확도를 바탕으로 R&D 및 품질관리(QC) 분야 모두에서 활용 가능함을 보여주었습니다. |
※ 아래 내용은 여러분들의 이해를 돕기 위하여 위 webinar 발표 내용을 상세히 설명한 것입니다.
[웨비나 발표내용 요약]
산화 안정성 (Oxidation Stability) 은 지방이 가공 되거나 저장 상태에서 산화 되지 않는 정도를 의미합니다.
식품의 산화는 품질을 저해하는 주요 반응으로 산소가 지질이나 색소, 비타민 등의 성분과 반응하며 풍미나 색상, 영양 가치가 저하됩니다.
지질이 산화되면 산패한 냄새와 맛을 유발하는 화합물이 형성되어 식품의 품질이 크게 저하됩니다. 일부 산화 생성물은 사람의 건강에 영향을 줄 수도 있습니다.
따라서 산화가 언제, 어떻게 일어나는지를 이해하는 것은 식품의 품질뿐 아니라 저장 수명 (shelf life) 을 예측하고 결정하는데 도움이 됩니다.
산화는 Peroxide value, Anisidine value, Free fatty acid 등의 지표를 이용해 측정해왔습니다.
문제는 지질의 산화는 상온에서 매우 느리게 일어나는 반응으로, 산패가 발생한 것을 감지하기까지 며칠 혹은 몇 달이 걸리는 경우도 있어 신뢰할 수 있는 결과를
더 짧은 시간 안에 얻기 위한 방법으로 가속 산화 시험 (Accelerated oxidation test) 이 개발되었습니다.
가속 산화 시험을 수행할 수 있는 장비가 VELP OXITEST 입니다.
OXITEST 는 산화 과정을 통제된 조건에서 시뮬레이션 할 수 있게 해주며, 시료의 저장 수명을 평가하는데 필요한 시간을 크게 단축시킵니다.
OXITEST 를 이용한 산화 안정성 측정은 AOCS 국제 표준 시험 CD 12C-16으로 제정되어 있습니다.
OXITEST 는 2개의 밀폐되어 있는 독립적인 챔버 (chamber) 내부의 압력 변화를 측정합니다.
챔버 내부의 시료에서 산화가 발생하게 되면 산소가 소비되어 내부의 압력 변화가 발생하게 됩니다.
OXITEST 는 이러한 압력 변화를 측정하는 방식입니다.
시료는 고체, 반고체, 액체 모두 가능하고 별도의 지방 추출 과정이 필요하지 않습니다.
고체 시료는 간단한 균질화 과정만으로 충분하고, 오일과 같은 액체 시료는 단순한 교반만으로도 충분합니다.
준비된 시료를 챔버 내부에 넣고 밀폐시킨 뒤 6 bar 의 순도 99.9%의 산소를 주입하고 약 90℃의 일정한 온도를 유지해 산화 반응을 가속 시킵니다.
시험이 끝나면 시간에 따른 압력 변화를 그래프로 확인할 수 있습니다.
이 그래프로부터 유도 기간 (Induction period, IP) 을 계산할 수 있습니다. 계산된 IP 값이 산화가 시작되기까지 걸린 시간을 의미합니다.
전용 software OxySoft 를 통해 실험의 모든 과정을 조절하고, 결과를 도출할 수 있습니다. 또한, OxySoft 에는 최대 4대의 OXITEST 를 연결할 수 있습니다.
Case 1. 육류
OXITEST 에는 2개의 chamber가 있어 서로 다른 조성의 시료의 산화를 비교할 수 있습니다. 이 시험은 AOCD CD 12C-16 에 따라 수행되었습니다.
시료는 분쇄, 절단하여 균질화 하였고, 10 g씩 chamber 에 투입 하였습니다. 80℃, 6 bar 의 조건으로 시험을 진행하였습니다.
시험은 반복 측정 (duplicate) 하였습니다.
시험 결과 시료 1의 IP time 은 약 7.5시간, 시료 2의 IP time 은 약 5.5시간으로 측정되었습니다. 이 결과를 통해 시료 1이 산화가 늦게 발생한다는 것을 알 수 있었습니다.
Case 2. 화장품
제모용 Cold wax strips 을 시료로 산화 안정성을 측정하였습니다. 이 제품은 산화로 인해 색이 변화 하거나 기능 저하가 발생할 수 있습니다.
따라서, 시료의 조성을 다양하게 변경하여 가장 안정적인 조성을 찾고자 하였습니다.
각 시료는 전처리 없이 20 g씩 사용하였고, 100℃, 6 bar 의 조건으로 시험을 진행하였습니다. 시험은 반복 측정 하였습니다.
시험 결과 시료 1은 약 4.5시간, 시료 2는 약 16-17시간, 시료 3은 약 9.5시간의 IP time 을 얻을 수 있었습니다.
이를 통해 시료2의 조성이 산화 안정성이 높아 저장 수명이 가장 길 것으로 예상할 수 있었습니다.
Case 3. 가죽
가죽은 상품성 개선과 제품 안정화를 위해 항산화제가 포함된 제품을 가죽에 처리합니다.
이번 시험에서는 제품 처리가 되지 않은 가죽과 제품 처리가 된 가죽의 산화 안정성을 비교하였습니다. 80℃, 6 bar 의 조건으로 시험을 진행하였습니다.
시험 결과 아무런 처리가 되지 않은 가죽의 경우 1시간, 제품 처리가 된 가죽은 약 24시간의 IP time이 측정되었습니다.
이 시험을 통해 OXITEST 가 시료의 산화 안정성을 평가할 수 있음을 보여주었습니다.
Case 4. 식품
OXITES 를 이용해 식품의 저장 수명 (shelf life) 를 예측할 수 있습니다. Breadsticks 은 지방 함량이 높아 쉽게 산화가 일어나는 빵입니다.
30 g의 시료를 분쇄한 후 6 bar 와 세 가지 온도 조건 (80℃, 90℃, 100℃) 으로 시험을 진행하였습니다.
시험 결과 측정된 IP time 을 온도의 함수로 표시한 후 선형 회귀를 통해 25℃에서 저장 수명을 예측한 결과, 약 1년으로 계산되었습니다.
이 시험을 통해 OXITEST 가 가속 노화 (Accelerated Aging) 를 통해 실제 저장 조건에서의 수명을 예측할 수 있음을 보여주었습니다.
Case 5. 참치 오일
Tuna fillets in Oil 에 대한 산화 안정성 측정을 통해 보관 기간에 따른 IP time 의 변화를 평가하고자 하였습니다.
6개월, 3년, 4년, 8년 동안 보관된 참치 통조림의 참치와 오일을 분리하여 각각 산화 시험을 진행하였습니다.
오일은 90℃, 참치는 100℃, 6 bar 의 조건에서 시험을 진행하였습니다.
오일의 경우 보관 기간이 길수록 IP time 이 감소하였는데, 이는 시간이 지남에 따라 오일의 보호 능력이 감소한 것을 의미합니다.
반면, 참치는 보관 기간이 길수록 IP time 이 증가하였는데, 이는 오일이 참치 조직 내로 스며들어 산화를 억제한 것으로 생각됩니다.
이러한 결과를 통해 포장 직후의 참치보다 일정 기간 저장되었던 참치의 산화 안정성이 더 좋은 것을 알 수 있었습니다.
이는 제조업체의 일정 시간 이후 섭취하는 것이 더 좋다는 설명과도 일치하는 결과입니다
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