본 연구는 소금의 첨가수준을 저수준(1.5%)으로 고정시키고, 인산염대체가능성이 있는 다양한 기능성 소재들의 수준을 달리하여 원료돈육의 가공특성, 유화안정성 및 육색 등에 미치는 첨가효과를 구명하였다. 기능성 물질의 첨가는 원료돈육의 일반성분과 pH에는 유의적인 영향을 미치지 않았다. 보수력과 가열 감량에 있어 후보 물질들과 인산염 처리구 간에 유의적인 변화가 나타났고, 구아검, 카라기난, 알긴산이 인산염 대체에 적적한 특성을 보였다. 유화안정성에서는 인산염, 알긴산과 구아검 첨가구가 유의적으로 높은 안정성을 나타냈어 이후 실제 가공품에의 적용가능성을 나타냈다. 이상의 결과에서 카라기난과 구아검의 경우인산염과 유사한 가공특성, 유화안정성과 육색을 나타내어 육제품 제조용 인산염 대체첨가물질로 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구는 소금의 첨가수준을 저수준(1.5%)으로 고정시키고, 인산염 대체가능성이 있는 다양한 기능성 소재들의 수준을 달리하여 원료돈육의 가공특성, 유화안정성 및 육색 등에 미치는 첨가효과를 구명하였다. 기능성 물질의 첨가는 원료돈육의 일반성분과 pH에는 유의적인 영향을 미치지 않았다. 보수력과 가열 감량에 있어 후보 물질들과 인산염 처리구 간에 유의적인 변화가 나타났고, 구아검, 카라기난, 알긴산이 인산염 대체에 적적한 특성을 보였다. 유화안정성에서는 인산염, 알긴산과 구아검 첨가구가 유의적으로 높은 안정성을 나타냈어 이후 실제 가공품에의 적용가능성을 나타냈다. 이상의 결과에서 카라기난과 구아검의 경우인산염과 유사한 가공특성, 유화안정성과 육색을 나타내어 육제품 제조용 인산염 대체첨가물질로 가능성을 확인할 수 있었다.
Guar gum, ${\kappa}$-carrageenan, alginic acid and chitosan were applied to pork as a model system, and evaluated as a substitute for inorganic polyphosphate, which is one of the essential additives in conventional meat processing. The tested materials did not alter the fat content or pH ...
Guar gum, ${\kappa}$-carrageenan, alginic acid and chitosan were applied to pork as a model system, and evaluated as a substitute for inorganic polyphosphate, which is one of the essential additives in conventional meat processing. The tested materials did not alter the fat content or pH of the pork meat; however, they did affect water holding capacity and cooking loss significantly. The pork with added guar gum and ${\kappa}$-carrageenan exhibited lower cooking loss than the pork with added polyphosphate. Also, theses materials showed no negative coloring effect within the pork meat blends, which suggest the possibility for their application in final products. In addition, the pork processed with guar gum showed a similar emulsion stability to that with polyphosphate. Overall, guar gum and ${\kappa}$-carrageenan were confirmed as possible substitutes for inorganic polyphosphate.
Guar gum, ${\kappa}$-carrageenan, alginic acid and chitosan were applied to pork as a model system, and evaluated as a substitute for inorganic polyphosphate, which is one of the essential additives in conventional meat processing. The tested materials did not alter the fat content or pH of the pork meat; however, they did affect water holding capacity and cooking loss significantly. The pork with added guar gum and ${\kappa}$-carrageenan exhibited lower cooking loss than the pork with added polyphosphate. Also, theses materials showed no negative coloring effect within the pork meat blends, which suggest the possibility for their application in final products. In addition, the pork processed with guar gum showed a similar emulsion stability to that with polyphosphate. Overall, guar gum and ${\kappa}$-carrageenan were confirmed as possible substitutes for inorganic polyphosphate.
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문제 정의
카라기난과 구아검 및 알긴산은 식이섬유에 속하는 식물성 고분자 다당체로서 저칼로리와 특히 높은 보수력 및 점성 증가의 특성으로 체내 영양흡수감소 및 독성물질들과의 결합 등으로 독특한 건강효과가 있는 것으로 알려져 왔고 (16), 키토산은 갑각류 표피에 존재하는 고분자 다당류로서 혈중 콜레스테롤을 조절하고, 항균 작용 및 항산화 작용으로 식품의 보존제 역할에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 천연기능성 소재이다 (17). 본 연구에서는 높은 보수력을 가진 4가지의 친수성 hydrocolloid를 대상으로 인산염의 대체 가능성을 조사하고자, 저수준의 소금을 함유한 돈육 유화물을 모델로 이의 품질 특성에 미치는 영향을 구명하였다.
확인하였다. 본 연구에서는 우선 저염도(NaCl 1.5%) 의수준으로 식염의 농도를 고정하고, 이때 인산염의 역할을 대체할 수 있는 기능성 물질의 탐색을 목표로 하였다. 정리된 바와 같이 기능성 물질 첨가구들과 대조구(T1) 및 인산염 처리구(T2) 를 비교하면, 일반 성분에서는 지방의 함량이 다소 차이가 있었으나 유의적인 차이는 아니었고, 그 외 일반 성분에서는 비슷한 경향을 보였으며, pH의 경우에도 유의적이지 않은 변동만을 나타내었다(Table 2).
첫째는 non-meat protein들 계열의 소재들로 분리대두 단백질, 유청 단백질, 카제인 등이 고(7-9), 다른 계열의 소재들은 친수성 hydrocolloid 계열의 고분자 탄수화물 소재들이었다 (9-15).이들의 공통적인 역할은 염류의 감소에 의한 단백질들의 보수력 및 결착력감소를 첨가된 단백질과 친수성 hydrocolloid로 보충해주어 정상적인 최종 제품 제조를 목적으로 하였다. 카라기난과 구아검 및 알긴산은 식이섬유에 속하는 식물성 고분자 다당체로서 저칼로리와 특히 높은 보수력 및 점성 증가의 특성으로 체내 영양흡수감소 및 독성물질들과의 결합 등으로 독특한 건강효과가 있는 것으로 알려져 왔고 (16), 키토산은 갑각류 표피에 존재하는 고분자 다당류로서 혈중 콜레스테롤을 조절하고, 항균 작용 및 항산화 작용으로 식품의 보존제 역할에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 천연기능성 소재이다 (17).
가설 설정
1)a-dDifterent letters in a column indicate significant difference (p < 0.05).
제안 방법
Table 1에서 보는 바와 같이 인산염의 결착 능 수분 보유력을 대체할 가능성이 있는 천연 소재들을 선정하고 모델 시스템에서 가능성을 확인하였다. 본 연구에서는 우선 저염도(NaCl 1.
돈육혼합물 시료 25 g을 120 mL 용량의 유리병에 옮긴 후 밀봉을 하여 70oC 수조에서 30분간 열처리를 하고 실온으로 냉각 후, 가열 전후의 무게를 측정하여 손실 정도를 측정하였다.
돈육혼합물들의 표면 육색은 백색판(*, L 94.04; a*, 0.13; b*,-0.51)으로 표준화시킨 Spectro Coloiimeter(Model JX-777, Color Techno System Co., Tokyo, Japan)로 측정하였으며, 이때 광원은 백색형광등(D65)을 사용하여 Hunter Lab 표색계의 L*, a*, b* 값으로 나타냈다 (* L = 명도, a* = 적색도, b* = 황색도).
본 연구는 소금의 첨가 수준을 저수준(1.5%)으로 고정시키고, 인산염 대체 가능성이 있는 다양한 기능성 소재들의 수준을 달리하여 원료 돈육의 가공특성, 유화 안정성 및 육색 등에 미치는 첨가 효과를 구명하였다. 기능성 물질의 첨가는 원료 돈육의 일반 성분 과 pH에는 유의적인 영향을 미치지 않았다.
5%(w/w))를 가하고 관행적인 방법으로 손으로 배합하여 돈육 혼합물을 제조하고 이를 대조구(T1로 사용하였다. 비교실험을 위한 실험군들은 각 처리구 모두 NaCl 1.5 %(w/w)와 함께 인산염 첨가 구(T2, 0.5%), 카라기난 첨가구(T3, 0.1%; T4, 0.5%), 알긴산 첨가 구(T5, 0.1%; T6, 0.5%), 구아검첨가구(T7, 0.5%; T8, 1%) 와키토산 첨가구(T9, 0.05%; T10, 0.1%) 준비하여 제조하였다. 준비된 돈육혼합물들은 진공포장하여 24시간 냉장 보관 후 일반성분 분석 등의 실험을 실시하였다.
원료 돈육 500 g에 증류수 50mL와 7.5 g NaCl(돈육 기준 1.5%(w/w))를 가하고 관행적인 방법으로 손으로 배합하여 돈육 혼합물을 제조하고 이를 대조구(T1로 사용하였다. 비교실험을 위한 실험군들은 각 처리구 모두 NaCl 1.
이때 혼합기에 분쇄된 얼음을 이용하여 유 화물의 최종 온도가 14℃를 넘지 않도록 조절하였다. 제조된 유화물 25 g을 120 mL 용량의 유리병에 옮긴 후 밀봉을 하여 70oC 수조에서 30분간 열처리를 한 후, 부피를 측정하여 가열 감량과 유리된 지방 및 수분의 손실 정도를 조사하였다.
1%) 준비하여 제조하였다. 준비된 돈육혼합물들은 진공포장하여 24시간 냉장 보관 후 일반성분 분석 등의 실험을 실시하였다.
대상 데이터
돈육(후지)은 (합)괴산 두레식품에서 제품 제조에 사용하는 친환경 유기농 돈육을 제공받아 사용하였다. 카라기난(K-carrageenan WG-1, Daehung Co.
돈육(후지)은 (합)괴산 두레식품에서 제품 제조에 사용하는 친환경 유기농 돈육을 제공받아 사용하였다. 카라기난(K-carrageenan WG-1, Daehung Co. Ltd., Seoul, Korea), 알긴산(Algin MH, Daehung Co. Ltd., Seoul, Korea), gum guar(G4129, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA), chitosan oligomers(M.W. 3000, Kitto Life Co. Ltd., Pyoungtaek, Korea)와 sodium tripolyphosphate (Samchum pure chemical Co. Ltd., Seoul, Korea) 등의 첨가물질은 식품 첨가제급을 구매하여 사용하였다.
데이터처리
측정된 결과는 Statistic Analysis System (SAS, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 p<0.05 유의 수준에서 비교하였다.
이론/모형
Townsend 등(1968)의 방법에 따라 조사하였다 (19). 준비된 돈육 혼합물 50g에 3%(w/v) NaCl 용액을 첨가하고 9, 000rpm에서 2분간 고속혼합시킨 후 25mL의 soybean oil을 첨가하여 11,000 rpm에서 1.
보수력은 원심분리법을 이용하였다. 돈육혼합물 시료 0.
수분, 단백질, 지방 및 회분(%은 AOAC 방법(1995)에 따라 측정하였다 (18).
성능/효과
그러나 보수력의 경우에는 유의적인 차이를 나타내어 대상 첨가물질들의 적용 가능성에 차이를 나타내었다. 대조구인 인산염 처리구(T2)가 가장 높은 보수력을 보였으나, 구아검 0.5% 처리구(T7)와 키토산 0.05% 처리구(T9를 제외한 실험구들은 인산염 처리구와 유의적 차이를 보이지 않아 인산염과 유사한 특성을 보였다. 마지막으로 가열 감량에 있어서는 카라기난 0.
05% 처리구(T9를 제외한 실험구들은 인산염 처리구와 유의적 차이를 보이지 않아 인산염과 유사한 특성을 보였다. 마지막으로 가열 감량에 있어서는 카라기난 0.5% 처리구(T4), 구아검1.0% 처리구(T8)와 키토산 0.1% 처리구(T10)가 인산염 처리구에 뒤지지 않는 좋은 가공 적성을 보였다. 육색의 경우 카라기난과 구아검첨가구에서 인산염 처리 구에 비해 다소 낮은 명도 값을 보였으나, 유의성이 없게 나타났으며 적색도와 황색도에서도 유의적인 차이는 관찰되지 않았다 (Table 3).
기능성 물질의 첨가는 원료 돈육의 일반 성분 과 pH에는 유의적인 영향을 미치지 않았다. 보수력과 가열 감량에 있어 후보물질들과 인산염 처리구 간에 유의적인 변화가 나타났고, 구아검, 카라기난, 알긴산이 인산염 대체에 적적한 특성을 보였다. 유화 안정성에서는 인산염, 알긴산과 구아검첨가구가 유의적으로 높은 안정성을 나타냈어 이후 실제 가공품에의 적용 가능성을 나타냈다.
이러한 유화물의 형성에는 단백질의 종류와 농도, 근육의 상태, 온도, 소금 등이 중요한 역할을 하며 또한 가공에 첨가되는 인산염은 염용성 단백질 추출의 증가에 의한 유화물의 안정성 증대로 제품의 보수력, 결착력의 증가를 가져오는 주요 인자이다 (21). 본 연구에서 사용된 기능성 물질들의 돈육 유화물 안정화 정도를 비교한 결과, 알긴산0.5% 처리구(T6)와 구아검처리구(T7, T8)가 인산염 처리구(T2) 수준의 높은 유화안정성을 나타내었다(Table 4). 반면에 키토산은 인산염 처리구에 비해 낮은 유화 안정성을 보여 단독으로는 인산염 대체 효과를 가지기 어려울 것으로 판단되었다.
보수력과 가열 감량에 있어 후보물질들과 인산염 처리구 간에 유의적인 변화가 나타났고, 구아검, 카라기난, 알긴산이 인산염 대체에 적적한 특성을 보였다. 유화 안정성에서는 인산염, 알긴산과 구아검첨가구가 유의적으로 높은 안정성을 나타냈어 이후 실제 가공품에의 적용 가능성을 나타냈다. 이상의 결과에서 카라기난과 구아검의 경우 인산염과 유사한 가공특성, 유화 안정성과 육색을 나타내어 육제품 제조용 인산염 대체첨가물질로 가능성을 확인할 수 있었다
1% 처리구(T10)가 인산염 처리구에 뒤지지 않는 좋은 가공 적성을 보였다. 육색의 경우 카라기난과 구아검첨가구에서 인산염 처리 구에 비해 다소 낮은 명도 값을 보였으나, 유의성이 없게 나타났으며 적색도와 황색도에서도 유의적인 차이는 관찰되지 않았다 (Table 3). 전체적으로 본 연구에 사용된 기능성 물질의 첨가는 pH를 비롯한 기본 성분에는 영향을 미치지 않았고, 또한 이후 가공품으로 적용에 있어 가장 중요한 가공적성인 보수력과 가열감량에 있어서 적정 농도의 카라기난, 구아검, 키토산첨가가 현재 사용되고 있는 인산염의 대체 가능성을 보여줌을 확인할 수 있었다.
유화 안정성에서는 인산염, 알긴산과 구아검첨가구가 유의적으로 높은 안정성을 나타냈어 이후 실제 가공품에의 적용 가능성을 나타냈다. 이상의 결과에서 카라기난과 구아검의 경우 인산염과 유사한 가공특성, 유화 안정성과 육색을 나타내어 육제품 제조용 인산염 대체첨가물질로 가능성을 확인할 수 있었다
정리된 바와 같이 기능성 물질 첨가구들과 대조구(T1) 및 인산염 처리구(T2) 를 비교하면, 일반 성분에서는 지방의 함량이 다소 차이가 있었으나 유의적인 차이는 아니었고, 그 외 일반 성분에서는 비슷한 경향을 보였으며, pH의 경우에도 유의적이지 않은 변동만을 나타내었다(Table 2). 일반적인 인산염의 역할 중 하나가, pH의 증가에 의한 단백질 추출의 증대 및 이에 따른 결착력 증대임에 비추어 대상 후보 물질 중 키토산(T9, T10)을 제외한 3가지 물질의 가능성이 확인되었다. 그러나 보수력의 경우에는 유의적인 차이를 나타내어 대상 첨가물질들의 적용 가능성에 차이를 나타내었다.
육색의 경우 카라기난과 구아검첨가구에서 인산염 처리 구에 비해 다소 낮은 명도 값을 보였으나, 유의성이 없게 나타났으며 적색도와 황색도에서도 유의적인 차이는 관찰되지 않았다 (Table 3). 전체적으로 본 연구에 사용된 기능성 물질의 첨가는 pH를 비롯한 기본 성분에는 영향을 미치지 않았고, 또한 이후 가공품으로 적용에 있어 가장 중요한 가공적성인 보수력과 가열감량에 있어서 적정 농도의 카라기난, 구아검, 키토산첨가가 현재 사용되고 있는 인산염의 대체 가능성을 보여줌을 확인할 수 있었다.
5%) 의수준으로 식염의 농도를 고정하고, 이때 인산염의 역할을 대체할 수 있는 기능성 물질의 탐색을 목표로 하였다. 정리된 바와 같이 기능성 물질 첨가구들과 대조구(T1) 및 인산염 처리구(T2) 를 비교하면, 일반 성분에서는 지방의 함량이 다소 차이가 있었으나 유의적인 차이는 아니었고, 그 외 일반 성분에서는 비슷한 경향을 보였으며, pH의 경우에도 유의적이지 않은 변동만을 나타내었다(Table 2). 일반적인 인산염의 역할 중 하나가, pH의 증가에 의한 단백질 추출의 증대 및 이에 따른 결착력 증대임에 비추어 대상 후보 물질 중 키토산(T9, T10)을 제외한 3가지 물질의 가능성이 확인되었다.
키토산 역시 육가공품에 다양한 목적으로 이용이 시도되고 있는 기능성 소재이나, 대부분 키토산이 가지는 항균효과에 의한 저장성 증진을 목적으로 하고 있다(12,13,17). 키토산은 자체의 낮은 용해도로 인해 인산염 대체 소재로의 적용에 문제 있어, 본 연구에서는 저분자로 분해된 키토산 올리고머를 이용한 대체 가능성을 확인하였으나, 카라기난과 같이 단독 대체 효과를 기대하기에는 미흡한 결과를 보였다. 구아검은 현재까지 육가공품에 적용된 예가 매우 한정된 소재였으나, 본 연구의 결과 가장 인산염 대체소재로서 가장 좋은 적성을 나타내어, 이후 적절한 농도의 조절과 실제 제품에의 적용 가능성에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
후속연구
키토산은 자체의 낮은 용해도로 인해 인산염 대체 소재로의 적용에 문제 있어, 본 연구에서는 저분자로 분해된 키토산 올리고머를 이용한 대체 가능성을 확인하였으나, 카라기난과 같이 단독 대체 효과를 기대하기에는 미흡한 결과를 보였다. 구아검은 현재까지 육가공품에 적용된 예가 매우 한정된 소재였으나, 본 연구의 결과 가장 인산염 대체소재로서 가장 좋은 적성을 나타내어, 이후 적절한 농도의 조절과 실제 제품에의 적용 가능성에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
카라기난은 이미 저지방 육가공품에의 적용 가능성이 다양하게 시도된 기능성 소재이나, 인산염을 대체하고자 하는 연구는 아직 이루어지지 않고 있다(9,14,15). 그러나 위의 결과에서 나타난 것과 같이, 일부 대체 효과를 가지고 있어 다른 기능성 소재와의 혼합에 의한 상승 효과가 규명되면 충분한 대체 가능성을 확인할 수 있을 것으로 기대된다. 키토산 역시 육가공품에 다양한 목적으로 이용이 시도되고 있는 기능성 소재이나, 대부분 키토산이 가지는 항균효과에 의한 저장성 증진을 목적으로 하고 있다(12,13,17).
참고문헌 (21)
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