Effect of one-step and two-step pasteurization conditions on quality attributes of canned Vitis labrusca L. cv. 'Campbell Early' grape pulp

Abstract

In this research, we measured the quality attributes of canned grape pulp processed under various temperature-time conditions of one-step and two-step pasteurization and investigated the effects of these conditions on quality. For the one-step pasteurization, temperature conditions of 85°C, 88°C, 91°C, 94°C, and 97°C were established, and the corresponding processing times of 88, 55, 36, 27, and 19 min, which yield the same P-value. Two-step pasteurization is a technique being used in the industry to prevent variations in quality among products. The temperature for the first step of two-step pasteurization was set to 70°C, and the quality attributes were measured by varying the time of first step to 5, 15, 25, 35, and 45 min. When investigating the effect of heat treatment on greenness, one-step pasteurization showed a trend of increasing greenness with higher temperatures, with lower scores at 85°C, 88 min, and 88°C, 55 min. In two-step pasteurization, there was a slight decrease in greenness with the increase in the first step's processing time, but it did not show a significant decrease and was similar to the greenness at 91°C, 36 min. For hardness, the peak was at 91°C, 36 min in one-step pasteurization, with lower values at 85°C, 88 min, and 97°C, 19 min. In two-step pasteurization, no clear trend was observed, suggesting that the low temperature of the first step does not significantly affect hardness. pH and total soluble solids did not show a clear trend depending on the processing conditions. For L-ascorbic acid, the lowest values appeared at 85°C, 88 min, and the highest at 97°C, 19 min, while in two-step pasteurization, there was a significant decrease with the increase of the first step's time. In sensory evaluation, the appearance generally showed a similar trend to overall acceptability and appeared to follow a similar pattern to the mechanical measurement of greenness. In conclusion, one-step pasteurization generally resulted in higher quality at conditions with shorter processing times and higher temperatures. While two-step pasteurization showed a decrease in greenness and L-ascorbic acid retention as the first step increased, if the time of the first step is up to 15 min, the sensory attributes are similar to the one-step pasteurization condition at 91°C, 36 min. In conclusion, if considering two-step pasteurization that can maintain quality at a level similar to one-step pasteurization while reducing the initial temperature differences among various products, it would be advisable to set the first step's time to 15 min. Considering the product quality, processing time, and energy consumption, it was reasonable to process at 97℃, 19 min. Therefore, more research is needed on the benefits of two-step sterilization, such as reducing product quality differences, and additional research is needed for two-step pasteurization at 97℃, 19 min.;이 연구에서는 1단 및 2단 살균의 온도-시간 조건을 달리 하여 처리한 깐포도 캔의 품질 특성을 측정하고, 처리 조건이 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 1단 살균의 온도 조건으로 85℃, 88℃, 91℃, 94℃, 97℃를 설정하고, 예비 실험을 통해 각 온도 조건에서 같은 P값을 가지도록 하는 처리 시간인 88 min, 55 min, 36 min, 27 min, 19 min을 각각 도출하여 실험 조건으로 사용하였다. 2단 살균은 산업에서 각 제품들이 적재 순서에 따라 초기 온도가 달라져 살균 정도가 달라지고 제품마다 품질이 달라지는 것을 방지하기 위하여 사용되고 있는 기술이다. 2단 살균의 첫 단의 온도는 예비 실험을 통해 70℃로 정하였고, 첫 단의 시간을 5, 15, 25, 35, 45 min으로 다르게 처리하여 품질 특성을 측정하였다. 2단 살균은 P값이 증가하지 않으면서도 첫 단의 처리 시간이 길어질수록 초기 온도가 다른 여러 제품의 lethality 차이를 줄이는 효과가 있었다. 가열 처리가 Greenness에 미치는 영향을 알아본 결과, 1단 살균에서는 낮은 온도로 장시간 처리한 조건인 85℃, 88min 조건과 88℃, 55 min 조건에서 낮고, 온도가 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 2단 살균에서는 첫 단의 처리 시간증가에 따라 약간의 감소 경향을 보였지만 91℃, 36 min의 greenness와 비슷한 수준이었으며 현격한 감소를 보이지 않았다. Hardness의 경우 one-step pasteurization에서 91℃, 36 min에서 가장 높았고 85℃, 88 min과 97℃, 19 min에서 낮게 나타났다. 2단 살균에서는 뚜렷한 경향이 나타나지 않아 첫 단의 낮은 온도가 hardness에 큰 영향을 주지 않음을 시사한다. pH와 Total soluble solids는 처리 조건에 따라 명확한 경향을 보이지 않았다. L-ascorbic acid 유지율의 경우 85℃, 88 min에서 가장 낮게 나타나고, 97℃, 19 min에서 가장 높게 나타났으며, 2단 살균에서는 첫 단의 시간 증가에 따라 큰 폭의 감소를 보였다. 관능에서는 대체적으로 외관이 전반적 기호도와 비슷한 경향을 보였으며, 외관은 기계적 측정치 중 greenness와 비슷한 경향을 보였다. 결론적으로, 1단 살균에서는 대체로 처리 시간이 짧고 온도가 높은 조건에서 품질이 높게 나타났다. 2단 살균에서는 첫 단의 처리 시간이 길어지면 greenness와 L-ascorbic acid 유지율이 감소하지만, 첫 단의 처리 시간이 15 min 까지라면 1단 살균의 91℃, 36 min 조건과 관능 특성이 비슷하다. 2단 살균으로 첫 단의 시간을 15 min까지로 설정한다면 여러 제품 간의 초기 온도를 줄이면서 품질을 1단 살균과 비슷한 수준으로 유지할 수 있다. 그러나 제품의 품질, 처리 시간, 에너지 소모적 면을 놓고 보면, 97℃, 19 min을 고려할 수 있다. 2단 살균의 적용을 위해서는 제품간 품질 차이의 감소와 같은 2단 살균의 장점에 대한 연구와, 97℃, 19 min의 2단 살균과 같은 조건에서의 추가적인 연구가 더 필요하다.