최근 식품의 신선도 유지와 유통기한 연장을 위한 최소가공기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이 중 초고압처리법은 식품을 포장한 채로 100-1,000 MPa의 정수압을 가하는 비열가공 기술이다. 전 세계적으로 널리 소비되는 완전식품인 우유에 대한 연구에서도, 최소가공기술인 초고압처리법을 이용하여 우유의 살균을 도모하면서도 우유의 신선도, 향, 색, 맛을 유지하는 안전한 살균조건 개발이 필요하다는 지적이다.
<h1>서 론</h1> <p>최근 식품 원료와 제품의 신선도를 최대한 유지하면서 유통기한을 연장하기 위한 최소가공기술(minimal process technology)에 대한 관심이 높아지고 있다. 최소가공기술 중 초고압처리법(High Pressure Processing, HPP)은 비열(非熱)가공(non-thermal process) 기술로서 액체 또는 고체 식품을 포장하거나 포장하지 않은 상태로 \( 100-1,000 \mathrm { MPa } \) 의 정수압(hydrostatic pressure)의 압력을 처리하는 기술이다. HPP는 식품의 맛, 향, 영양성분에 변화를 주지 않으면서 미생물을 사멸시키고 효소를 불활성화시켜 효소의 작용에 의 한 쓴맛, 냄새의 발생을 억제하는 첨단가공기술로서 모든 공정이 비가열처리 되는 것이 특징이다.</p> <p>우유는 인류가 10,000 여 년 전부터 식품으로 사용해온 영양적으로 균형이 맞춰진 완전식품으로 2011년 현재 전 세계 우유 생산량은 7 억 3 천만 톤에 달하며, 6 억 명 이상의 인구가 우유를 소비하고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 우유의 살균(pasteurization)방법은 열처리법이며, \( 63 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 30 분간 가열하는 방식인 Low Temperature Long Time (LTLT), \( 72-75 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 15 초간 열처리하는 High Temperature Short Time (HTST), \( 135 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 에서 2 초간 살균하는 Ultra-High Temperature (UHT) 방식이 가장 많이 사용되고 있다. 이러한 가 열살균법은 우유의 단백질 및 비타민 C 와 같은 성분을 변성시키는 단점이 있으며 특히, 고온살균 과정 중 변성된 유단 백은 신생아에게 항원으로 작용하여 심각한 알레르기를 유 발하기도 한다. 알레르기를 유발하는 주요 유단백은 \( \alpha- \) lactalbumin ( \( \alpha \)-la), \( \beta \)-lactoglobulin ( \( \beta \)-lg) 및 casein이며, 때때로 bovine serum albumin 및 lactoferrin도 문제가 되기도 한다. 가열살균 처리 과정에서 변성된 알레르기 유발 유단백질은 섭취 후 소화효소인 trypsin 또는 chymotrypsin에 의하여 분해된 후 생체 알레르기 유발 항체인 immunoglobulin (Ig) E와 결합을 하게 되어 알레르기를 유도한다. 알레르기 저감을 위한 우유의 비가열 살균 기술로 HPP 처리가 적용되고 있으며, 최근 연구에 의하면 HPP 처리 우유의 \( \beta \)-lg은 trypsin에 의하여 가수분해 후에도 \( \operatorname { IgE } \) 와 결합하는 능력을 상실한다고 보고되었다. 우유에 고압처리 시 물리적 특성이 변한다는 연구는 1899년 처음 보고되었으나, HPP 처리가 우유의 고분자 성분에 미치는 효과에 대한 세부적인 연구는 비교적 근래에 연구가 시작되었다. HPP 처리는 casein micelle에 결합된 mineral을 용해시켜 casein 입자를 작게 만들어 우유의 혼탁도(turbidity) 를 감소시키는 효과를 보여 cheese 제조에 바람직하게 우유 의 성질을 변화시킨다. 또한, HPP 적용 조건에 따라 whey protein 및 serum protein을 변성시켜 유단백질 매개 알레르기를 저감시키는 효과를 나타낸다. HPP에 의한 미 생물의 생육저해효과는 HPP 조건(압력, 시간, 온도, cycle 등) 및 적용 식품의 조성, 특성, 미생물의 생리학적 상태에 영향을 받는다. 우유의 경우, 대부분의 효모나 곰팡이는 압력에 민감한 것으로 나타났으나, 세균은 상대적으로 높은 압 력 조건이 필요하다. 그람양성균은 그람음성균 보다 압력에 높은 저항성을 나타내는데 그람음성균의 경우, \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 기준, \( 300-400 \mathrm { MPa } \) 에서 10 분간 처리하였을 때 생육저해효과가 있 었으며, 그람양성균의 \( 25 ^ {\circ } \mathrm { C } \) 기준, \( 500-600 \mathrm { MPa } \) 에서 10 분간 처리하였을 경우 효율적인 생육저해효과가 나타난다. 종합적으로 HPP 처리가 LTLT 처리법 정도의 살균효과를 나타내기 위해서는 원유를 \( 400-500 \mathrm { MPa } \) 수준으로 압력을 가 하였을 경우 원유에 존재하는 병원성균 및 부패균의 생육을 저해할 수 있는 것으로 나타난다. 따라서 최소가공기술인 HPP는 우유의 살균에 적용함으로써 우유 고유의 신선도, 향, 색, 그리고 맛을 유지하면서도 안전한 우유 살균조건을 개발 하는 연구가 필요하다.</p>