고추(Capsicum annuum L.)는 가지과에 속하는 다년생 고온성 작물로 특유의 매운맛과 붉은 색을 가지고 각종 생리활성 물질을 함유하여 우리나라에서 고추장, 김치, 젓갈류 등에 널리 이용되는 향신료이다. 현재 고추는 풋고추, 고추장아찌, 고춧가루 등의 다양한 형태로 유통되고, 특히 고춧가루의 경우 편의성이 좋고 보관이 용이하기 때문에 고추의 가공형태 중 가장 수요가 높다. 하지만 수확 후 건조, 분쇄 및 유통 과정 중 미생물의 오염 가능성이 매우 높아 상품가치가 떨어질 수 있다. 우리나라는 2012는 식품에 전자선 조사처리가 허용되었고, 살균 기술로서의 그 중요성이 점차 대두되고 있다.
따라서 본 연구에서는 시판 유통되는 중국산(5종)과 베트남산(3종) 국산(2종)의 원산지별 미생물학적 위해도를 평가하였다. 그리고 10가지의 건고추 시료 중 중국산(1종), 베트남산(1종), 국산(1종)을 선정하여 고춧가루 형태로 분쇄 후 전자선 조사선량에 따른 미생물 저감화 효과와 이화학적 품질 특성 확인 및 조사처리 여부를 판별하기 위한 PSL, TL, ESR 분석을 실시하여 유통 안전 관리를 위한 조사여부를 확인하고자 하였다.
건고추 10종에 대한 미생물 실험 결과 베트남 시료 2종에서 104 CFU/g의 대장균군이 검출 되었다. 선정 된 건고추 시료의 비조사구의 초기 미생물 농도는 총균수(106-107 CFU/g), 효모 및 곰팡이(106-107 CFU/g)의 수치를 나타내었다. 전자선 선량이 증가함에 따라 총균과 효모 및 곰팡이의 미생물 수가 감소하는 경향을 나타내었고, 5 kGy이상의 조사 선량 시료에서는 미생물의 수가 안전수준인 104 CFU/g 이하 또는 불검출 되었다.건고추에 가장 큰 문제로 대두되고 있는 곰팡이에 대해 분리, 동정한 결과, 고추의 검은곰팡이병을 일으키는 Alternaria porri 등이 동정되었고, 이를 원산지가 다른 3종의 모델시료에 접종하여 전자선 조사선량에 따른 감수성을 D10-value로 분석한 결과 0.29-0.49 kGy 범위로 나타났다.
이화학적 품질 특성을 분석한 결과, 수분함량은 국산 시료에서 가장 높게 나타났으나 3가지 모델 시료 모두 15%이하(3.82-9.37%)로 식품공전 기준에 적합한 것으로 나타났다. pH 값은 4.72-5.20 값으로 베트남 시료에서 가장 높게 나타났다. 고추의 매운맛 성분인 capsaicin 및 dihydrocapsaicin의 함량은 중국산(17.33-20.99 mg%), 베트남(210.47-214.36 mg%), 국산(5.95-9.79 mg%)순으로 베트남 시료가 가장 맵고 국산 시료가 가장 덜 매운 것으로 나타났으나 조사선량에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 기계적 색도, ASTA value, 수용성색소, capsanthin, DPPH 및 ABTS 라디칼소거능 등 조사선량에 의한 영향은 미미한 것으로 나타났다.
조사여부 확인을 위해 스크리닝 방법 (Photostimulated Luminescence)과 확증 방법(Thermoluminescence. Electron Spin Resonance)으로 분석한 결과, PSL의 경우 조사된 중국산 시료에서 모두 양성 값을 나타내어 판별이 가능하였지만, 베트남산과 국산 시료는 모든 조사구에서 중간 값을 나타내어 PSL 분석을 이용한 조사여부 판별이 어려웠다. 이는 고추의 유통 가공 중 건조 및 세척에 의한 미네랄 소실에 의한 것으로 사료된다. 확증 방법인 TL 분석결과 조사구에서는 150-250℃에서 발광곡선이 나타나 조사여부를 확인할 수 있었고, 재조사(1 kGy)를 통한 TL ratio(TL1/TL2) 측정 결과, 3종 모두 비조사구 0.1 이하(0.0026-0.0248), 조사구는 0.1 이상(0.3131-2.5654)을 나타내어 판별이 가능하였다. ESR 분석에서 비조사구에서는 특정한 signal이 발견되지 않았으나, 조사된 시료에서는 cellulose radical이 확인되어 조사여부 판별이 가능하였다.
건고추 분말의 위생화를 위한 전자선 조사 결과 5 kGy 범위의 선량은 미생물을 안전수준 이하로 감소시켰고, 이화학적 품질은 선량에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 물리적 판별특성 확인 결과 PSL 분석을 통한 판별에는 어려움이 있었고, 확증법인 TL 및 ESR 분석은 조사특유의 신호를 나타내어 모든 시료에서 판별이 가능하였다. 따라서 본 연구에서는 고추의 미생물을 효과적으로 살균하고 품질변화를 최소화할 수 있는 위생적 살균방법으로 전자빔 살균기술의 타당성을 확인하였다.