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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 100% 콩단백질을 이용하여 우수한 관능적 및 품질특성을 지닌 콩 햄버거패티를 개발하고자 하였다. 이를 위해 Flavourzyme 0.
제안 방법
- 단단한 조직대두단백을 불리기 위하여 3 회에 걸쳐 10분씩 물에 담갔다 꺼내어 물기를 짠 후 30분간 물에 담가둔다. 불린 조직대두단백의 물기를 탈수한 후믹서((주)부원생활가전 BW-2300)로 세절하고 조직대두단백과 증류수의 비율을 1:9로 하였다. 이 10% 조직대두단백 용액에 Flavoruzyme을 0.
- 색도의 측정은 미리 성형하여 냉동고에 저장한 패티를 10 분간 해동하여 익힌 후 Color difference meter(CQ1200X, Hunter Lab, USA)를 이용하여 Hunter 색차계의 White standard plate(L=93.36, a=-0.97, b=0.43)를 표준으로하여 L(명도), a(적색도), b(황색도)의 값을 측정하였다.
- 불린 조직대두단백의 물기를 탈수한 후믹서((주)부원생활가전 BW-2300)로 세절하고 조직대두단백과 증류수의 비율을 1:9로 하였다. 이 10% 조직대두단백 용액에 Flavoruzyme을 0.3%(w/v) 첨가하여 50°C의 항온수조에서 천천히 교반하면서 5분, 10분, 20분, 30분 동안 반응시켰다. 반응이 끝난 후 즉시 80。。에서 10분간 열처리하여 불활성화흐卜여 반응을 정지시켰다.
- 이를 4, 000 rpm에서 20분간 원심분리한 후 상등액은 버리고 원심관을 여과지 위에 거꾸로 1시간 동안 방치하여 관 벽에 남은 기름을 제거하였다. 이때 기름과 함께 유출되는 침전물이 여과지 위에 남게 되므로 이를 수거하여 다시 원심관에 넣은 후 침전물의 중량(B)을 재어서 유지결합력을 계산하였다.
- 이를 위해 Flavourzyme 0.3%로 효소처리시간을 달리한(5, 10, 20, 30분간) 조직대두단백의 품질특성과 이것으로 제조한 콩 햄버거패티의 품질특성을 살펴보았다.
- 제조하였으며 , 재료의 배합비는 (Table 1>과 같다. 재료 를 혼합하여 일정크기의 틀(직경 8 cmxl cm)에 넣어 성형한 후 pan-frying 방법을 이용하여 전기 팬(Tefal, France) 에 패티의 한 면당 5분간 가열한 다음, 1분 간격으로 뒤집으면서 내부 온도가 75K에 도달할 때까지 조기하였다.
- 조리시 부피의 변화를 비교하기 위하여 햄버거패티를 일정한 크기 (가로 3 cm, 세로 3 cm, 높이 0.5 cm)로 세단한 후 햄버거패티의 급기 전후의 크기를 vernier caliper(530 analog type, Mitutoyo, Japan)로 측정한 다음, 다음의 식에 의하여 부피의 증감률을 계산하였다.
- cm, 높이 1 cm로 세단하여 제공하였다. 햄버거패티에 대한 기호도를 알아보기 위하여 외관, 색, 풍미, 씹힘성(5, 매우 좋다: 1, 매우 나쁘다), 전반적인 바람직성(5, 매우 바람직하다: 1, 매우 바람직하지 않다)에 대해 5점 평점법으로 실시하였다.
- 햄버거패티의 제조는 효소처리하지 않은 조직대두단백, 효소처리한 조직대두단백(5, 10, 20, 30분간) 그리고 돈육으로 제조하였으며 , 재료의 배합비는 (Table 1>과 같다. 재료 를 혼합하여 일정크기의 틀(직경 8 cmxl cm)에 넣어 성형한 후 pan-frying 방법을 이용하여 전기 팬(Tefal, France) 에 패티의 한 면당 5분간 가열한 다음, 1분 간격으로 뒤집으면서 내부 온도가 75K에 도달할 때까지 조기하였다.
- 햄버거패티의 텍스쳐는 예열된 후라이팬에 중불에서 5분간 가열한 후 뒤집어 서 양쪽 면을 가열하여 상온에서 방냉한 후 시료 중에서 평균적인 외관을 지니는 것을 3개 선정하여 가로X 세로, 높이 50x50x10 mm로 절단하여 Texture Analyzer(TA-HDi, Stable Micro Systems co. Ltd., England)로 측정하였다. 측정조건에 있어서 probe는 round형으로 긴이 20 mm, test type은 햄버거패티의 진입거리 80%, test speed는 60 mm/min이었다.
- 효소처리방법은 Kim(Lee) 등(1992)의 방법을 약간 변형하여 사용하였다. 단단한 조직대두단백을 불리기 위하여 3 회에 걸쳐 10분씩 물에 담갔다 꺼내어 물기를 짠 후 30분간 물에 담가둔다.
대상 데이터
- 한편 , 대조군으로는 효소처 리하지 않은 조직 대두단백으로 제조한 콩 햄버거패티와 돼지고기 갈은 것으로 제조한 햄버거패티를 사용하였다. 부재료로 첨가된 설탕(백설), 찰 밀가루 (백설), 빵가루(오뚜기), 후추(오뚜기), 식용유(Wiselect), 케찹(Heinz), 마요네즈(오뚜기), 미트엔솔트(청정원), 햄버거빵(롯데마트), 양상추, 파슬리, 양파, 갈은 돼지고기는 대형 할인매장에서 구입하였다.
- 조직대두단백 (VETEX 1400N, Stentorian Industries co. Ltd, Taiwan)은 (주)삼육식품에서 제공받아서 사용하였으며, 사용된 단백질분해효소는 Aspergillus o/zae로부터 추출한 산업용 단백분해효소(exo/endo-protease)인 Flavourzyme™(Novo Nordisk, Denmark)을 사용하였다. 한편 , 대조군으로는 효소처 리하지 않은 조직 대두단백으로 제조한 콩 햄버거패티와 돼지고기 갈은 것으로 제조한 햄버거패티를 사용하였다.
- 중앙대학교 식품영양학과 학부생 및 대학원생 30명을 대상으로 하였으며 미리 제조하여 냉동보관한 패티를 전자레인지((주)삼성, RE-C300S)에 1분 30초 동안 해동시킨 후 pan-frying 방법으로 가열한 뒤 가로 3 cm 세로 3 cm, 높이 1 cm로 세단하여 제공하였다. 햄버거패티에 대한 기호도를 알아보기 위하여 외관, 색, 풍미, 씹힘성(5, 매우 좋다: 1, 매우 나쁘다), 전반적인 바람직성(5, 매우 바람직하다: 1, 매우 바람직하지 않다)에 대해 5점 평점법으로 실시하였다.
- Ltd, Taiwan)은 (주)삼육식품에서 제공받아서 사용하였으며, 사용된 단백질분해효소는 Aspergillus o/zae로부터 추출한 산업용 단백분해효소(exo/endo-protease)인 Flavourzyme™(Novo Nordisk, Denmark)을 사용하였다. 한편 , 대조군으로는 효소처 리하지 않은 조직 대두단백으로 제조한 콩 햄버거패티와 돼지고기 갈은 것으로 제조한 햄버거패티를 사용하였다. 부재료로 첨가된 설탕(백설), 찰 밀가루 (백설), 빵가루(오뚜기), 후추(오뚜기), 식용유(Wiselect), 케찹(Heinz), 마요네즈(오뚜기), 미트엔솔트(청정원), 햄버거빵(롯데마트), 양상추, 파슬리, 양파, 갈은 돼지고기는 대형 할인매장에서 구입하였다.
데이터처리
- 관능검사를 제외한 모든 실험은 3회 이상 반복하여 언어진 결과에 대하여 측정 하였고 실험 결과 언어진 자료에 대한 통계처기는 SAS package를 사용하였으며 , 분산 분석한 결과 시료 간에 유의차가 있는 항목에 대해서 Duncan's multiple range test로 검증하였다.
이론/모형
-
1) 가수분해도
가수분해도(Degree of Hydrolysis: DH)는 동결건조한 조직대두단백 1 g을 증류수 99 mL에 용해하여 이중 1 mL 를 취하여 Lowry법 (Lowry 등, 1951)으로 질소량을 측정하였으며, 다시 10 mL를 취하여 20% TCA용액 10 mL와 혼합한 후 5, 000 rpm에서 15분간 원심분리한 다음, 상층액 1 mL를 취하여 Lowry법으로 질소량을 측정하였다. 가수분해도는 다음 식에 의하여 계산하였다.
- 보수력은 Estelle 등(1986)의 방법에 따라 시료 10 g(A) 을 취하여 40 mL 증류수가 담긴 tube에 넣은 후 잘 섞어주고 30°C 항온조에서 30분간 정치시킨 다음 4, 000 rpm 에서 30분간 원심분리(Model SR 2022, Jouan Co., France)한 다음 상등액을 제거하고, 다시 10분간 방치한 후에 생성된 상등액을 스포이드로 제거한 다음 침전물의 중량 (B)을 재어서 보수력을 계산하였다.
성능/효과
- 55%로 가장 낮게 나타났다. 20분 효소 처리한 조직대두단백과 30분, 5분, 돈육 그리고 무처기 조직대두단백과 10분 효소 처리한 조직대두단백 간에 유의차가 있었다 (P<0.001).
- (Figure 1>과 같다. Flavourzyme으로 5, 10, 20, 30분간 효소 처리한 시료의 가수분해도는 각각 12.17, 17, 83, 31.20, 35.34%로 효소처리시간이 길어질수록 그 가수분해도가 증가하였다(p<0.001). 이러한 결과로 미루어 가수분해시간이 증가함에 따라 거대분 자인 조직대두단백질이 저분자화(Jang 등 2007)되면서 효소처리 시간에 따라 가수분해도가 증가하는 것으로 볼 수 있다.
- OO1). 결과적으로 효소처리한 시료 군들 중에서는 효소처리를 20분한 조직대두단백의 견고성, 검성, 응집성, 탄력성에서 높은 수치를 보여 텍스쳐가 좋았다고 생각된다.
- 텍스쳐는 응집성과 껌성에서 효소처리를 20분한 조직대두단백의 값이 가장 크게 나타났으며 견고성과 씹힘성은 돈육의 값이 가장 크게 나타났다. 그러나 기호도 검사의 경우 질감에서 돈육이 가장 높은 평가를 받았고 효소처리를 30분한 조직대두단백과 유의차가 없었던 점으로 미루어보아 기계적인 질감과 사람이 느끼는 질감에 차이가 있을 수 있고 효소처리를 긴게 할수록 조직대두단백의 질감이 더 좋아진다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 조직대두단백 중 풍미를 제외한색, 질감, 콩 비린내, 전반적 바람직성에서 효소처기를 30 분한 것이 가장 높은 평가를 받았는데 이를 통해 효소처리의 시간이 긴어지면 조직대두단백의 전반적인 품질이 향상된다는 것을 알 수 있었다.
- 24 gmmS 가장 낮았다. 돈육과 조직대두단백의 시료 간에 유의차이가 있었으며(P<O.001), 조직대두단백의 씹힘성은 효소처리하지 않은 시료와 5, 10, 30분 간 효소처리한 시료 간에 유의차가 있었다(p<0.001). 탄력성(springiness)은 20분간 효소처리한 조직대두단백의 값이 0.
- 84%로 가장 작았다. 또한 각각의 시료 간에 모두 유의차가 있었는데 (p<0.001), 효소처기 시간이 긴어질수록 보수력이 증가하였다. 이는 단백분해효소 처기에 의해 단백질이 분해되면서 carboxylic acid와 amino기가 증가하면서 친수성이 증가하기 때문으로 생각된다(Kim(Lee) 1992).
- 그러나 기호도 검사의 경우 질감에서 돈육이 가장 높은 평가를 받았고 효소처리를 30분한 조직대두단백과 유의차가 없었던 점으로 미루어보아 기계적인 질감과 사람이 느끼는 질감에 차이가 있을 수 있고 효소처리를 긴게 할수록 조직대두단백의 질감이 더 좋아진다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 조직대두단백 중 풍미를 제외한색, 질감, 콩 비린내, 전반적 바람직성에서 효소처기를 30 분한 것이 가장 높은 평가를 받았는데 이를 통해 효소처리의 시간이 긴어지면 조직대두단백의 전반적인 품질이 향상된다는 것을 알 수 있었다. 하지만 풍미의 경우 가장 낮은 평가를 받았는데 이는 효소처리의 시간이 긴어질수록 조직대두단백의 프로테인이 분해되어 맛을 떨어뜨린 결과로 볼수 있다.
- 5 g으로 가장 낮았다. 또한 햄버거패티와 효소처리를 각각 S분, 10분, 30분, 그리고 하지 않은 조직대두단백 사이에서 유의차가 나타났으며(p<0.001), 효소처기를 한 조직대두단백에서는 효소처리를 20분한 조직대두단백의 값이 3507.4 g으로 가장 높았으며 돈육과의 유의차는 없었다. 응집성 (cohesiveness)은 20분 효소처리한 조직대두단백의 값이 0.
- 부피변화의 결과 돈육과 조직대두단백 간의 유의차가 있었으며(p<0.001) 돈육은 부피변화가 가열전의 81.5%로 줄어드는 반면 조직대두단백의 부피는 가열전의 140.57%(조직대두단백시료의 평균값)로 늘어나는 것으로 나타났다. 그 중 Flavourzyme 20분 처리근의 부피 변화율은 155.
- 색도는 L값의 경우 햄버거패티가 콩 햄버거패티보다 유의적으로 높게 나타났고, b값 및 AE값에서도 햄버거패티가 콩 햄버거패티보다 높게 나타났으며 유의적 차이가 있었다. a 값도 햄버거패티가 콩 햄버거패티보다 높게 나타났지만 유의차가 없었으며 조리의 조건(가열온도, 시간 등)에 의해서 변화되는 수치이므로 개선가능 한 부분으로 생각된다.
- 이 같은 결과를 종합하여 볼 때 이직은 돈육을 대체할 정도의 품질에는 못 미친다고 판단되지만 질감과 콩 비린내의 경우 돈육과의 유의차가 없는 점에서 조직대두단백을 이용한 햄버거개발에 큰 가능성이 있다고 본다. 또한 조직대두단백의 효소처리를 통해서 떨어지는 풍미를 개선하는 연구를 통해 돈육으로 만든 햄버거패티를 충분히 대체할 수 있는 제품을 개발 할 수 있을 것이라고 생각 된다.
- 풍미는 돈육이 가장 높은 평가를 받았으며, 그 다음이 30분 효소처리군이었다. 전반적인 바람직성은 돈육이 가장 바람직하게 평가받았으며, 조직대두단백 중에서는 30분 효소 처기한 조직대두단백이 가장 높은 평가를 받았으며, 그다음으로 F5, F20, F10 그리고 F0의 순이었다. 이는 사람들의 입맛이 이직까지는 돈육 패티에 익숙해져있기 때문으로 볼 수 있으며, 효소처리의 가수분해 시간이 길어질수록 콩 비린내가 적게 나는 등 전반적인 풍미가 향상되는 것을 알 수 있다.
- 이는 돈육 패티는 돼지고기의 근육 단백질이 가열 시지방과 수분이 많이 용출되어 단백질이 열응고되었기 때문에 견고성이 높게 나타난 것으로 볼 수 있으며, 조직대두단백은 근육 단백질 없이 조직대두단백질만에 의한 에멀젼 형성으로 결착력과 탄력성이 부족하여 견고성이 돈육 패티보다 낮은 것으로 판단된다. 조직대두단백 중에서는 30분 효소 처리한 조직대두단백이 가장 좋은 씹힘성 평가를 받았으며, 5분, 10분, 20분 효소 처리한 조직대두단백 간에는 유의차가 없었다. 이는 효소처기가 조직대두단백의 결착력과 탄력성 등의 전반적 인 조직 감을 향상시 키는 것을 알 수 있다.
- 조직대두단백의 가수분해도, 보수력 그리고 보유력은 효소처리시간이 긴어질수록 그 값이 커지는 것으로 나타났다. 가열처리시 햄버거패티의 부피의 변화율은 돈육은 줄어드는 반면 조직대두단백은 늘어나는 것으로 나타나 그 차이가 분명하게 나타났으며 제조 시에 큰 장점이 된 것이라고 생각된다.
- a 값도 햄버거패티가 콩 햄버거패티보다 높게 나타났지만 유의차가 없었으며 조리의 조건(가열온도, 시간 등)에 의해서 변화되는 수치이므로 개선가능 한 부분으로 생각된다. 텍스쳐는 응집성과 껌성에서 효소처리를 20분한 조직대두단백의 값이 가장 크게 나타났으며 견고성과 씹힘성은 돈육의 값이 가장 크게 나타났다. 그러나 기호도 검사의 경우 질감에서 돈육이 가장 높은 평가를 받았고 효소처리를 30분한 조직대두단백과 유의차가 없었던 점으로 미루어보아 기계적인 질감과 사람이 느끼는 질감에 차이가 있을 수 있고 효소처리를 긴게 할수록 조직대두단백의 질감이 더 좋아진다는 것을 확인할 수 있었다.
- 조직대두단백은 육류와 다른 색을 띄고 있으며 여기에 효소의 불활성화 및 멸균을 위한 가열처리 과정에서 조직대두단백의 색이 변화된 수 있어 소비자의 선호도에 영향을 미칠 수 있다. 햄버거패티와 Flavourzyme 0.3% 5, 10, 20, 30분으로 효소처리한 조직대두단백으로 제조한 콩 햄버거패티의 색도는 먼저 명도(L값)의 경우 햄버거패티의 값이 45.74로 가장 높았으며, 효소처기 하지 않은 조직대두단백(F0)으로 제조한 콩 햄버거패티가 34.18로가장 낮게 나타났으며, 햄버거패티는 콩 햄버거패티들과 유의적 차이가 있었다(P<O.OOD. 적색도(a값)는 돈육으로 제조한 햄버거패티와 조직대두단백으로 제조한 콩 햄버거패티사이에 유의차가 없었다.
- 햄버거패티의 색은 돈육과 30분간 효소처리한 조직대두단백을 이용한 콩 햄버거패티간에 유의차가 없이 가장 좋은 평가를 받았다(P<O.OD. 이는 햄버거패티의 색이 좋은 평가를 받았는데, 30분 효소처리근이 다른 시료들에 비해 가장 햄버거패티의 색과 유사하여 좋게 평가되었다고 생각된다.
- 반응이 끝난 후 즉시 80。。에서 10분간 열처리하여 불활성화흐卜여 반응을 정지시켰다. 효소는 예비 실험을 통하여 콩 햄버거패티의 관능적 특성이 가장 우수한 농도를 선정하였다. 효소처리한 시료는 동결건조하여 분말화한 후조직 대두단백의 품질특성 측정에 사용하였다.
- 효소처기 30분 처기근가 187.45%로 유지 결합력이 가장높았으나, 햄버거패티(돈육)의 유지 결합력이 128.671%로가장 낮았다. 효소처기를 30분한 시료와 10분, 5분 그리고 햄버거패티(돈육)의 시료에서 유의차가 있었으며(p<0.
- 671%로가장 낮았다. 효소처기를 30분한 시료와 10분, 5분 그리고 햄버거패티(돈육)의 시료에서 유의차가 있었으며(p<0.001), 효소처리시 간이 긴어 질수록 유지결합력이 증가하였다. 이는한 분자 내에 친수성기와 소수성기를 동시에 가지고 있는 유화제의 역할을 할 수 있는 단백질 분자의 수가 단백분해효소에 의한 가수분해에 의하여 증가하였으므로(Altschul & Wilcke 1985) 유지결합력 또한 증가하였다고 보여진다.
- 2 g으로 가장 높았다. 효소처리를 20분한 조직대두단백과 돈육 간에 유의차는 없었으며 30분, 10분 그리고 하지 않은 조직대두단백과의 유의차는 있었다(P<O.OO1). 씹힘성(chewiness)은 돈육의 값이 1919.
- 같다. 효소처리를 30분한 시료의 보수력이 521.43%로 가장 컸던 반면(p<0.00D, 돈육의 보수력이 171.84%로 가장 작았다. 또한 각각의 시료 간에 모두 유의차가 있었는데 (p<0.
후속연구
- 햄버거개발에 큰 가능성이 있다고 본다. 또한 조직대두단백의 효소처리를 통해서 떨어지는 풍미를 개선하는 연구를 통해 돈육으로 만든 햄버거패티를 충분히 대체할 수 있는 제품을 개발 할 수 있을 것이라고 생각 된다.
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