Inactivation of Pectinesterase in Citrus Juice by Supercritical Carbon Dioxide

초임계 이산화탄소에 의한 감귤쥬스 중 pectinesterase의 불활성화

Citrus juice was treated with supercritical carbon dioxide $(SC-CO_{2})$ as an alternative to heat for pectinesterase (PE) inactivation to minimize undesirable changes in flavor, color and ascorbic acid loss caused by the current heat treatment, and the effect of temperature $(40,\;50,\;60^{\circ}C)$, pressure (138, 276 bar) and process time $(5{\sim}130\;min) $ on PE activity was determined. PE in temperature control samples was inactivated by 54% at $40^{\circ}C$ after 130 min, 84% at 50% after 60 min and 83% at $60^{\circ}C$ after 30 min treatment compared to the original juice. PE inactivation in $(SC-CO_{2})$ treated samples at 138 bar was 83% at $40^{\circ}C$ after 130 min, 88% at $50^{\circ}C$ after 20 min and 87% at $60^{\circ}C$ after 10 min. %PE inactivation due to pressure was higher at low temperature and lower at high temperature. Higher temperature, Pressure and longer process time resulted in higher %PE inactivation. Nonlinearity in the curves of PE inactivation at different temperatures and pressures indicated that at least two forms of PE existed in citrus juice with different stabilities.

종래의 가열처리 방법에서 발생하는 감귤쥬스의 향기, 색 및 성분파괴 등 품질저하를 방지할 목적으로 감귤쥬스를 가열하는 대신 초임계 이산화탄소로 처리하여 처리시간, 온도, 압력 등 초임계 이산화탄소의 처리조건들이 감귤쥬스 중 PE의 불활성화에 미치는 영향을 측정하였다. $40^{\circ}C$에서 온도 만으로 감귤쥬스를 처리하였을 때는 처리시간에 따라 PE 불활성도가 $15{\sim}55{\%}$인 반면 압력을 138 bar로 증가시켰을 때는 불활성도가 $31{\sim}83{\%}$로 증가하였다. 138 bar에서 $40^{\circ}C$로 처리하였을 때 원료 중의 PE의 83%를 불활성화시키는데 130분이 소요된 반면 $50^{\circ}C$로는 88%가 불활성화되는데 20분이, $60^{\circ}C$로는 87%가 불활성화되는데 10분밖에 소요되지 않았다. $40^{\circ}C$에서는 초임계 이산화탄소가 PE 불활성화에 미치는 영향이 큰 반면 $50,\;60^{\circ}C)$에서는 압력보다는 온도의 영향이 켰다. 압력과 온도에 따른 PE 불활성화 반응속도 상수인 k값과 D값을 계산한 결과 처리조건에 따라 PE 불활성화 반응형태가 다른 것으로 보아 온주밀감쥬스에는 안정성이 다른 2가지 형태 이상의 PE가 존재하는 것으로 추정되었다.