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문제 정의
- 이러한 천연물질의 저장성 및 기능성을 참고로 하여, 본 연구는 자몽종자 추출물과 젖산나트륨을 첨가한 저지방 훈연소시지의 저장기간 중 접종 병원성 미생물인 Listeria moncytogenes에 대한 항균 효과를 평가하여 천연보존료의 가능성을 확인하는 것과 더불어 건강지향적인 육제품을 개발하기 위해 표고버섯가루를 첨가한 저지방소시지의 품질특성을 평가하는 것을 목적으로 수행되었다.
제안 방법
- Treatments: CTL, low-fat sausage (LFS; fat<3%); LFC, LFS containing Lentinus edodes (LE) powder 0.25%; LSL, LFS containing LE powder 0.25% with sodium lactate (SL) 2%; LGE, LFS containing LE powder 0.25% with grapefruit seed extract (GSE) 0.2%; LSG, LFS containing LE powder 0.25% with SL 2% and GSE 0.2%.
- 이때 고기 반죽의 온도는 15℃를 넘지 않도록 하기 위해 빙수를 사용하였다. 염용성 단백질이 추출된 고기반 죽에 2차 첨가물(sugar, corn syrup, non-fat dry milk, maltodextrin, spices #5)을 넣고 1분 동안 고속으로 세절하면서 각 처리구에 해당하는 천연물질(sodium lactate, grapefruit seed extract, Lentinus edodes powder)을 첨가하였다. 세절 혼합된 고기 반죽을 진공 포장 한 후 셀룰로 오스 케이싱에 충전하였고, 충전된 고기 반죽은 훈연기(Nu-Vu, ES-13, Food system, Menominee, MI, USA)에서 훈연 및 가열 처리하였다(Chin and Lee, 2002).
- 고체용 pH-meter(Mettler Toledo, MP120, Schwarzenbach, Switzerland)로 5회 측정하여 평균값을 구하였다. 일반 성분은 AOAC(1995) 방법에 따라 수분 함량은 dry oven법, 지방 함량은 soxhlet법으로 측정 하였다.
- 가열 전 후의 무게 차에 의한 감량을 조사하여 계산하였다.
- 유리 수분량은 Jauregui 등(1981)의 방법을 변형하여 시료 1.5 g을 4등분한 Whatman #3 여과지로 3번 싼 뒤, 원심분리기(VS-5500, Vision Scientific Co. Ltd., Korea)로 3000 rpm에서 15분간 원심 분리시키고, 시료에서 여과지로 유리된 수분 양(expressible moisture, EM, %)을 측정하였다.
- 색도는 Color Reader(CR-200, Minolta Corp., Ramsey, Japan)를 이용하여 소시지의 내부 절단면을 각각 5번 측정하였고, Hunter L(lightness, 명도), a(redness, 적색도), b(yellowness, 황색도)의 평균값으로 나타냈다.
- 7-8명의 관능 요원은 제조한 소시지에 대한 관능 평가를 실시하기 위해 각각 향미(flavor), 조직감(texture), 다즙성(juiciness), 색도(color), 염도(saltiness) 및 총괄적(overall acceptance)인 평가를 8-point hedonic scale로 실시하여 만족도를 조사하였고, 제품에 대한 선호도를 평가하였다. 8은 가장 좋아함(most like)을, 1은 가장 좋아하지 않음(most dislike)을 나타낸다.
- 저지방훈연소시지의 저장성을 평가하기 위해 4℃에서저장기간(0-8주) 동안 각각 pH, 색도, 유리 수분량, 진공감량 및 미생물(총균수, Listeria moncytogenes) 검사를 실시하였다.
- Listeria moncytogenes 접종을 위해 각 처리구의 소시지를 25 g씩 저장 기간을 각각 0, 1, 2, 4, 6, 8주로 구분하고, 진공 포장하여 준비하였다.
- 저지방 훈연 소시지 각 시료 25 g당 shaking incubator에서 19시간 동안 배양한 Listeria monocytogenes를 희석하여 1 mL씩 접종하고, 최종 시료 g당 103 colony form unit(cfu)이 되도록 한 후, 저장 기간 동안 접종 균의 성장 변화를 측정하였다.
- Treatments: CTL, low-fat sausage (LFS, fat<3%); LFC, LFS containing Lentinus edodes (LE) powder 0.25%; LSL, LFS containing LE powder 0.25% with sodium lactate (SL) 2%; LGE, LFS containing LE powder 0.25% with grapefruit seed extract (GSE) 0.2%; LSG, LFS containing LE powder 0.25% with SL 2% and GSE 0.2%.
- 처리구 요인과 저장기간 요인 간 상관관계가 0.05% 수준에서 유의하지 않아 각 처리구 요인(Table 4) 또는 저장기간 요인(Table 5)으로 분석하였다. 저지방 세절 소시지에 첨가한 자몽종자추출물, 젖산나트륨, 표고버섯가루의 저장기간 동안의 저장성을 평가하기 위해 저장기간 및 처리구에 따른 pH, 색도, 유리수분량(%), 진공 감량(%) 및 접종 균의 성장 변화를 측정하였다.
- 05% 수준에서 유의하지 않아 각 처리구 요인(Table 4) 또는 저장기간 요인(Table 5)으로 분석하였다. 저지방 세절 소시지에 첨가한 자몽종자추출물, 젖산나트륨, 표고버섯가루의 저장기간 동안의 저장성을 평가하기 위해 저장기간 및 처리구에 따른 pH, 색도, 유리수분량(%), 진공 감량(%) 및 접종 균의 성장 변화를 측정하였다. 각 처리구와 저장기간의 상호작용이 없음으로 실험결과를 각각 처리구별과 저장기간으로 정리하였고, 각 처리구에 따른 결과는 Table 4와 같다.
- 저장기간(0-8주) 별로 구분된 각각의 시료 25 g에 225 mL 멸균 증류수를 넣고 희석 한 후, 희석 배율에 맞게 희석하여 총균수 계수를 위한 총균수배지(plate count agar, Difco, Sparks, MD, USA) 배지와 접종 Listeria mon℃ytogenes 계수를 위한 Listeria mon℃ytogenes 선택배지(palcam agar base, Oxoid Ltd., Hanis, England)에 각각 0.1 mL씩 넣고, 도말한 후 37℃ incubator에서 48시간 동안 배양하여 미생물의 성장 변화를 측정하였다.
대상 데이터
- 원료육은 국내산 돈육의 뒷다리 부위를 도매점에서 구매한 후 지방과 결체조직을 제거하였고, 만육기(Meat chopper, M-12s, 한국후지공업주식회사, 보령시, 충청남도, 한국)로 만육한 후 진공 포장하여 소시지 제조 전까지 냉장 보관하였다.
- 지방 대체제로는 Konjac flour(Nutricol ME 8721, FMC Corp., USA), Carrageenan(iota-type, Korea Carrageenan Co., Ltd, Korea), 분리 대두 단백질(Supro Ex-33, ISP, Korea)를 각 1:1:3의 비율에 맞도록 혼합하여 수화시킨 후, 첨가 전까지 냉장 보관하였다.
- 자몽 종자 추출물(DF-100, Chemi Research Corp., USA)의 성분 및 함량은 자몽종자 추출물 78%와 글리세린 22%(용매)로 구성되어 있고, 제조원 (주)에프에이 뱅크, 인증번호 RQM 1754 제품을 사용하였다. 표고버섯가루(장흥표고버섯분말, 장흥표고유통공사, 전남 장흥군, 대한민국)는 272 kcal로 수분 9%, 단백질 18.
- 본 연구는 표고버섯 가루를 이용한 저지방 기능성 소시지를 제조하고 저장성 증진을 위하여 천연의 젖산나트륨과 자몽종자 추출물을 이용하였다. 소시지에 첨가한 표고버섯은 0.
- 7 g, 인 250 mg이고, 이밖에 철, 나트륨, 칼륨, 당질, 섬유소, 회분, 칼슘, 자아민, 리보플라빈 및 나이아신이 포함되어 있다. 젖산나트륨(Sodium-L-Lactate HQ 60, PURAC Bi℃hem, Netherlands)은 60% solution을 사용하였다.
데이터처리
- 각 요인 간 상관관계가 유의하지 않을 경우(p>0.05), 주요인에 따라 결과를 분석하고, 분산 분석 후 유의차(p<0.05)가 발생되었을 때, Duncan's multiple range test(다중검정법)를 이용하여 0.05% 범위 내에서 각 처리구와 저장기간에 따른 실험항목별 유의성을 평가하였다.
- 본 실험은 3회 반복하였고, 평균값은 SPSS 12.0(2003) program을 이용하여 이원배치분산분석(two-way analysis of variance)을 실시하였으며, 각 요인(처리구, 저장기간) 간 상관관계를 분석하였다. 각 요인 간 상관관계가 유의하지 않을 경우(p>0.
이론/모형
- Chin 등(2004)의 방법에 의하여 소시지를 제조하였고(Table 1), 각 처리구별로 표고버섯 가루(Lentinus edodes, LE), 자몽종자추출물(grapefruit seed extracts, GSE) 및 젖산 나트륨(sodium lactate, SL)을 첨가하여 구분하였다. 원료육을 30초간 세절한 후 지방대체제 수화물을 빙수 일부와 함께 넣고 세절기로 1분 30초 동안 세절하였고, 1차 첨가물(salt, sodium tripolyphosphate, sodium erythorbate, cure blend)과 빙수를 함께 넣어 염용성 단백질을 추출하였다.
- 고체용 pH-meter(Mettler Toledo, MP120, Schwarzenbach, Switzerland)로 5회 측정하여 평균값을 구하였다. 일반 성분은 AOAC(1995) 방법에 따라 수분 함량은 dry oven법, 지방 함량은 soxhlet법으로 측정 하였다.
- 제품의 조직감 검사는 Bourne(1978)의 방법으로 Instron Universal Testing Machine(Model 3344, Canton, MA, USA)을 이용하여 Texture profile analysis(TPA)를 실시하였고, 각각 경도(hardness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness) 값의 평균값을 측정하였다. 실험조건은 500 N의 load cell에 원통형 compression(압착) probe를 장착하여, 두 번 물림(tw℃ycle compression) 조건에서 cross speed는 300 mm/min로 시료(직경: 1.
성능/효과
- 이는 Chin과 Ahn(2005)이 보고한 저지방 세절 소시지에 첨가한 젖산나트륨에 의한 대조구 소시지의 pH와의 유의적 차이가 보이지 않았다는 결과와 유사하며, 또한 Kook 등(2003)이 보고한 젖산나트륨을 첨가한 저지방 기능성 소시지의 pH의 변화에 유의차가 없었다는 결과와 유사하다. 이러한 결과로 볼 때, 본 연구에서 사용한 젖산 나트륨과 자몽종자 추출물은 산성 또는 약산성을 띠지만 세절 소시지의 pH에 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.
- 저지방 세절 소시지의 일반성분 분석 결과는 수분함량이 대조구와 비교하여 각 처리구별로 유의적 차이가 없이 73.7-75.5%로 나타났고, 지방함량 또한 1.53-1.79%로 유의적 차이를 보이지 않았다. 따라서 첨가물에 의한 소시지의 화학 조성의 유의적인 차이는 나타나지 않았다(p>0.
- 0%로 측정되어 유의적 차이가 나지 않아 젖산나트륨 첨가가 제품의 일반 성분에 영향을 주지 않는다고 보고하였다. 이러한 결과를 살펴볼 때, 본 연구에서 사용한 자몽종자추출물, 젖산나트륨, 표고버섯가루는 저지방 소시지의 화학 조성에 영향을 주지 않는 것으로 평가되었다.
- 본 실험에서 첨가한 표고버섯가루의 낮은 함량(0.25%)은 황색도에 영향을 주지 않는 범위로 평가되었으며, 결론적으로 본 실험에서 첨가한 수준의 천연물질의 첨가는 색도에 유의적인 영향을 주지 않는 것으로 평가되었다(p>0.05, Table 3).
- pH는 젖산 나트륨과 자몽종자 추출물을 첨가하지 않은 대조구는 5.97이고, 젖산나트륨을 첨가한 처리구는 6.03, 자몽종자 추출물을 첨가한 처리구는 5.98이였으며, 두 물질을 복합 첨가했을 때 6.00으로 측정되어 처리구 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p>0.05).
- 조직감 검사결과에서, 경도는 2518-3461 gf, 탄력성은 0.29-0.32 cm, 검성은 587-951, 씹힘성은 183-302, 응집성은 0.25-0.29로 각 처리구별 유의적 차이가 나타나지 않았고(p>0.05, Table 3), 젖산 나트륨이나 자몽종자 추출물을 단일 혹은 복합 첨가한 처리구 간의 유의적 차이는 없었다(p>0.05).
- 저지방 훈연소시지의 관능검사결과에서는 자몽종자추출물, 젖산나트륨, 표고버섯가루를 첨가한 저지방 훈연소시지가 무첨가 대조구와 비교하여 볼 때, 유사하다고 평가 되어 자몽종자추출물, 젖산나트륨, 표고버섯가루 첨가에 의한 관능적인 기호도의 변화가 크지 않았으며, 유사한 관능성상을 지닌 것으로 평가하였다(Fig. 1). 이와 관련하여 Lee와 Chin(2006)은 저지방 저염 소시지에 락토페린(0.
- 또한 자몽 종자 추출물을 첨가한 처리구는 명도 66.8, 적색도 12.9, 황색도 9.02로 측정되었으며, 자몽종자추출물, 젖산나트륨, 표고버섯가루 첨가 및 종류에 따른 색도의 유의차가 나타나지 않은 것으로 평가되었다(p>0.05).
- 그 결과 먼저, 저장기간에 따른 pH 변화는 저장기간의 증가에 따른 전 후의 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05, Table 5).
- 하지만 첨가 물질의 종류와 복합첨가에 따른 평균값의 차이는 나타나지 않음을 볼 때, 첨가 물질 간의 항균효과의 차이와 복합첨가에 의한 상승효과는 미미한 것으로 평가되었다(p>0.05, Table 4).
- 05). 따라서 본 연구에서 제조한 표고 버섯가루를 첨가한 저지방 소시지에 첨가된 젖산나트륨과 자몽종자추출물의 첨가수준은 최종 제품의 pH에 영향을 주지 않은 것으로 평가되었다.
- 처리구에 따른 육색도는 천연 물질을 첨가하지 않은 대조구의 경우, 명도 66.9, 적색도 13.3, 황색도 8.06으로 나타났고, 젖산나트륨을 첨가한 처리구는 명도 66.2, 적색도 12.8, 황색도 8.40로 나타났다. 또한 자몽 종자 추출물을 첨가한 처리구는 명도 66.
- 05). 따라서 자몽종자 추출물과 젖산 나트륨의 첨가와 첨가량은 대조구와 비교 평가한 결과, 본 연구에서 제조한 저지방 세절 소시지의 색도에는 유의적인 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.
- 한편, 접종 균에 대한 항균 효과를 살펴본 결과, 자몽종자추출물, 젖산나트륨을 첨가한 처리구 모두 대조구에 비해 낮은 수치의 평균값을 보임으로써 접종 균 Listeria mon℃ytogenes에 대한 항균효과가 확인되었다. 하지만 첨가 물질의 종류와 복합첨가에 따른 평균값의 차이는 나타나지 않음을 볼 때, 첨가 물질 간의 항균효과의 차이와 복합첨가에 의한 상승효과는 미미한 것으로 평가되었다(p>0.
- 저장기간 동안 제품의 유리 수분은 27.1-37.4% 로 각 주별 평균값 간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았고, 진공 감량은 저장 초기 1-4주의 0.62-0.95%와 비교 해 볼때, 저장기간 종료인 8주의 진공 감량은 1.59%로 유의적으로 높게 나타났다(Table 5)(p<0.05).
- 한편, 저지방 세절 소시지를 제조하여 Listeria mon℃ytogenes를 103-104 CFU/g 수준으로 접종하고, 4℃ 냉장 저장 조건에서 저장기간(0-8주)동안 균의 성장변화를 본 결과, 총균수는 4주부터 시작하여 6주부터는 유의적으로 높은 값을 나타내어 저장기간이 지남에 따라 유의적인 성장이 진행되는 것으로 평가되며, 접종균수는 6주 이후부터 유의적인 차이를 보이며 증가됨을 볼 때, 접종 균과 총균수가 유사한 성장을 보였다. 이러한 성장변화와 관련하여 Lee(1999)는 tryptic soy broth(TSB)에 Listeria mon℃ytogenes를 접종하여 냉장 온도인 4℃에 저장했을 때, 21일째에 106 CFU/g의 수준으로 증식하여 냉장온도에서도 증식이 가능한 성장특성을 보인다고 보고하였다.
- 이러한 결과를 종합해 볼 때, 본 연구에서 도입한 자몽종자추출물과 젖산나트륨은 저지방 훈연소시지의 품질을 변화시키지 않고, 유사한 관능성상을 유지할 수 있으며, 또한 Listeria mon℃ytogenes와 같은 병원성 미생물에 대해서는 항균효과를 보이므로, 저지방 세절 소시지와 같은 육가공품의 천연보존료로써 적합하다고 평가된다.
- 본 연구는 표고버섯 가루를 이용한 저지방 기능성 소시지를 제조하고 저장성 증진을 위하여 천연의 젖산나트륨과 자몽종자 추출물을 이용하였다. 소시지에 첨가한 표고버섯은 0.25% 수준 내에서 첨가하였을 때 제품의 품질 변화가 나타나지 않으며 관능성상에도 영향을 주지 않았다. 냉장 저장 중 품질 변화는 먼저, 처리구에 의한 효과에서 젖산나트륨, 표고버섯가루, 자몽종자추출물 단독 또는 복합첨가 할 경우에도 pH, 색도, 유리수분 및 진공감량 모두 처리구간 유의적인 차이를 나타내지 않아 첨가한 물질의 첨가수준이 제품의 품질에 영향을 주지 않는 것으로 평가되었으며, 반면에 젖산나트륨이나 자몽종자 추출물을 단독이나 복합 첨가 시 접종한 Listeria mon℃ytogenes를 줄일 수 있었다.
- 냉장 저장 중 품질 변화는 먼저, 처리구에 의한 효과에서 젖산나트륨, 표고버섯가루, 자몽종자추출물 단독 또는 복합첨가 할 경우에도 pH, 색도, 유리수분 및 진공감량 모두 처리구간 유의적인 차이를 나타내지 않아 첨가한 물질의 첨가수준이 제품의 품질에 영향을 주지 않는 것으로 평가되었으며, 반면에 젖산나트륨이나 자몽종자 추출물을 단독이나 복합 첨가 시 접종한 Listeria mon℃ytogenes를 줄일 수 있었다. 한편, 저장기간에 의한 효과에서는 pH가 2주까지 낮아지다가 증가하는 경향이었으며, 명도는 다소 감소하다가 증가하였으나, 적색도는 저장 8주에 가장 낮아졌다. 유리 수분의 함량은 저장 기간이 경과할수록 낮아졌고, 반면에 진공 감량은 증가하였다.
- 한편, 저장기간에 의한 효과에서는 pH가 2주까지 낮아지다가 증가하는 경향이었으며, 명도는 다소 감소하다가 증가하였으나, 적색도는 저장 8주에 가장 낮아졌다. 유리 수분의 함량은 저장 기간이 경과할수록 낮아졌고, 반면에 진공 감량은 증가하였다. 이상의 결과에서 표고버섯을 이용한 저지방 기능성 소시지의 제조가 가능하였고, 젖산 나트륨과 자몽종자 추출물을 단독 혹은 복합으로 첨가하여 Listeria mon℃ytogenes의 성장을 저해시킬 수 있었다.
- 유리 수분의 함량은 저장 기간이 경과할수록 낮아졌고, 반면에 진공 감량은 증가하였다. 이상의 결과에서 표고버섯을 이용한 저지방 기능성 소시지의 제조가 가능하였고, 젖산 나트륨과 자몽종자 추출물을 단독 혹은 복합으로 첨가하여 Listeria mon℃ytogenes의 성장을 저해시킬 수 있었다. 결론적으로, 자몽종자 추출물과 젖산나트륨은 저지방 훈연 소시지의 품질에 영향을 주지 않고 저장성을 증진시키는 천연 보존제로 평가되었다.
- 이상의 결과에서 표고버섯을 이용한 저지방 기능성 소시지의 제조가 가능하였고, 젖산 나트륨과 자몽종자 추출물을 단독 혹은 복합으로 첨가하여 Listeria mon℃ytogenes의 성장을 저해시킬 수 있었다. 결론적으로, 자몽종자 추출물과 젖산나트륨은 저지방 훈연 소시지의 품질에 영향을 주지 않고 저장성을 증진시키는 천연 보존제로 평가되었다.
- 59% 이었다. Listeria mon℃ytogenes를 접종한 소시지의 저장기간 중의 전체 총균수는 3.81 Log CFU/g에서 4.66 Log CFU/g으로 저장기간이 경과함에 따라 증가되었고, Listeria mon℃ytogenes 또한 3.61 Log CFU/g에서 4.38 Log CFU/g으로 증가되었다. 그 결과 먼저, 저장기간에 따른 pH 변화는 저장기간의 증가에 따른 전 후의 유의적인 차이가 나타났다(p<0.
- 25% 수준 내에서 첨가하였을 때 제품의 품질 변화가 나타나지 않으며 관능성상에도 영향을 주지 않았다. 냉장 저장 중 품질 변화는 먼저, 처리구에 의한 효과에서 젖산나트륨, 표고버섯가루, 자몽종자추출물 단독 또는 복합첨가 할 경우에도 pH, 색도, 유리수분 및 진공감량 모두 처리구간 유의적인 차이를 나타내지 않아 첨가한 물질의 첨가수준이 제품의 품질에 영향을 주지 않는 것으로 평가되었으며, 반면에 젖산나트륨이나 자몽종자 추출물을 단독이나 복합 첨가 시 접종한 Listeria mon℃ytogenes를 줄일 수 있었다. 한편, 저장기간에 의한 효과에서는 pH가 2주까지 낮아지다가 증가하는 경향이었으며, 명도는 다소 감소하다가 증가하였으나, 적색도는 저장 8주에 가장 낮아졌다.
후속연구
- 이러한 성장변화와 관련하여 Lee(1999)는 tryptic soy broth(TSB)에 Listeria mon℃ytogenes를 접종하여 냉장 온도인 4℃에 저장했을 때, 21일째에 106 CFU/g의 수준으로 증식하여 냉장온도에서도 증식이 가능한 성장특성을 보인다고 보고하였다. 냉장저장 중에도 저장기간이 경과함에 따라 Listeria mon℃ytogene는 증식이 가능하므로, 저장온도 이외의 성장을 억제시키기 위한 방안이 필요할 것으로 사료된다.
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