우지방을 카놀라유, 올리브유, 옥수수유 및 해바라기유로 대체한 햄버거 패티의 품질특성에 미치는 영향 Effects of Replacing Tallow with Canola, Olive, Corn, and Sunflower Oils on the Quality Properties of Hamburger Patties원문보기
본 연구는 햄버거 패티 제조시 우지를 대체한 canola oil, olive oil, corn oil 및 sunflower oil 등의 식물성 유지와 결착 보조제로 egg white powder와 wheat fiber 를 첨가하여 품질 특성을 조사하였다. 식물성유를 첨가한 햄버거 패티는 일반적인 우지를 첨가한 패티보다 낮은 칼로리와 가열감량 및 직경감소율을 나타내었고, 물리적 측면 및 관능적 특성에서는 우지를 사용한 패티와 큰 차이를 나타내지 않았다. 지방산 조성 분석 결과, 우지를 사용한 패티에 비해 낮은 트랜스 지방산 함량과 낮은 포화지방산 함량을 나타내었다. 따라서 식물성유를 대체할 때 대두단백, egg white powder 및 wheat fiber를 일정량 혼합하여 첨가한다면, 트랜스 지방산의 함량을 낮추고, 많은 불포화 지방산의 함량이 높은 웰빙형 햄버거 패티의 개발이 가능할 것으로 사료된다.
본 연구는 햄버거 패티 제조시 우지를 대체한 canola oil, olive oil, corn oil 및 sunflower oil 등의 식물성 유지와 결착 보조제로 egg white powder와 wheat fiber 를 첨가하여 품질 특성을 조사하였다. 식물성유를 첨가한 햄버거 패티는 일반적인 우지를 첨가한 패티보다 낮은 칼로리와 가열감량 및 직경감소율을 나타내었고, 물리적 측면 및 관능적 특성에서는 우지를 사용한 패티와 큰 차이를 나타내지 않았다. 지방산 조성 분석 결과, 우지를 사용한 패티에 비해 낮은 트랜스 지방산 함량과 낮은 포화지방산 함량을 나타내었다. 따라서 식물성유를 대체할 때 대두단백, egg white powder 및 wheat fiber를 일정량 혼합하여 첨가한다면, 트랜스 지방산의 함량을 낮추고, 많은 불포화 지방산의 함량이 높은 웰빙형 햄버거 패티의 개발이 가능할 것으로 사료된다.
This study was conducted to investigate the effect of plant oils or egg white powder and wheat fiber on the quality properties of hamburger patties. Beef patties were manufactured from the control oil (tallow, 10%), CP (canola oil, 10%), OP (olive oil, 10%), COP (corn oil, 10%), and SP (sunflower oi...
This study was conducted to investigate the effect of plant oils or egg white powder and wheat fiber on the quality properties of hamburger patties. Beef patties were manufactured from the control oil (tallow, 10%), CP (canola oil, 10%), OP (olive oil, 10%), COP (corn oil, 10%), and SP (sunflower oil, 10%). The patties that contained plant oils had lower cooking loss than the control patties. The CIE $L^{\ast}$-values before cooking were highest for the SP treatments and lowest for the control patties. In terms of the fatty acid composition, the plant oil treatments, regardless of cooking, had higher monounsaturated/saturated fatty acid (M/S) ratios than the control patties, but had lower trans fatty acid contents than the control samples. In the sensory evaluations, the color and overall acceptability were more highly evaluated in the control patties than in the patties that contained plant oils.
This study was conducted to investigate the effect of plant oils or egg white powder and wheat fiber on the quality properties of hamburger patties. Beef patties were manufactured from the control oil (tallow, 10%), CP (canola oil, 10%), OP (olive oil, 10%), COP (corn oil, 10%), and SP (sunflower oil, 10%). The patties that contained plant oils had lower cooking loss than the control patties. The CIE $L^{\ast}$-values before cooking were highest for the SP treatments and lowest for the control patties. In terms of the fatty acid composition, the plant oil treatments, regardless of cooking, had higher monounsaturated/saturated fatty acid (M/S) ratios than the control patties, but had lower trans fatty acid contents than the control samples. In the sensory evaluations, the color and overall acceptability were more highly evaluated in the control patties than in the patties that contained plant oils.
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문제 정의
따라서 본 연구는 햄버거 패티 제조 시 첨가되는 동물성 지방인 우지를 canola oil, olive oil, corn oil, sunflower oil 등의 식물성 유지를 대체하여 이화학적 특성 및 관능적 특성을 분석함으로써 포화지방 및 트랜스 지방 저감화패티 제조를 위한 기초 자료를 제시하고 소비자의 건강지향적인 요구를 반영한 새로운 품질의 햄버거 제품 개발에 응용하고자 실시하였다.
제안 방법
Electric griddle에서 각 면을 2분간 가열하고 5분간 방냉시킨 다음 시료를 texture analyzer(TA-XT2i, Stable Micro Systems, England)를 이용하여 측정하였다. 방냉한 시료를 plate 중앙에 평평하게 놓고 두 번 찍어 나타난 curve를 이용하여 측정하였다.
가열감량을 측정한 방법에 준하여 패티를 조리한 후 직경변화를 vernier calipers(530-122, Mitutoyo, Japan)를 사용하여 측정하였다.
관능검사는 훈련된 10명 (25-35세)의 panel 요원을 구성하여 각 처리구별로 fast food 매장용 electric griddle에서가열처리한 후 패티의 색 (color), 풍미 (flavor), 연도 (tenderness), 다즙성 (juiciness), 전체적인 기호도 (overall acceptability)^ 대하여 9 point horizontal scale에 의해 평균치를 구하여 비교하였다. 이때 9점은 가장 우수하고, 1점은 가장열악한 품질의 상태를 나타낸다.
Systems, England)를 이용하여 측정하였다. 방냉한 시료를 plate 중앙에 평평하게 놓고 두 번 찍어 나타난 curve를 이용하여 측정하였다. 이때 분석 조건은 maximum load: 2 kg, head speed 2.
가열을 중지하고검화용 삼각플라스크를 환류 냉각관에서 분리하여 hexane 용액이 삼각플라스크의 neck 부근에 다다를 때까지 NaCl standard용액을 가하고 잘 혼합하여 1시간 정도 정치하였다. 분리된 상층의 hexane층 1 mL을 피펫으로 test tube에옮기고 sodium sulfate롤 소량 가하여 수분을 제거한 다음일정량을 취하여 gas chromatography로 분석하였다. 이때의 분석조건은 Table 2와 같다.
0oC를유지하면서 실시하였다. 우지방과 함께 3분간 mixing한 뒤첨가물과 ice water를 투입하고, 처리구의 경우 textured soy protein(1.5%)에 ice water(3%)를 혼합해서 30분 정치한후, 가수한 혼합물을 식물성유지, egg white powder(0.5%), wheat fiber (2%)와 함께 silent cutter(C4 VV, Sirman, Italy)로 pre-blending한 뒤 1시간 정치하여 사용하였다. 혼합물에 기타 부재료를 함께 투입하여 3분간 mixing한 후, 성형은 formax-26 성형기(F-26, Formax, USA)로 80 g씩성형하여 -35.
방냉한 시료를 plate 중앙에 평평하게 놓고 두 번 찍어 나타난 curve를 이용하여 측정하였다. 이때 분석 조건은 maximum load: 2 kg, head speed 2.0 mm/sec, probe(0.25 0 spherical probe), distance 10.0 mm, force 5 g으로 경도(hardness, kg)의 평균값을 구하여 결과를 산출하였다.
이때의 분석조건은 Table 2와 같다. 자료 분석을 위하여 각 지방산의 동정은 동일조건에서 표준지방산 methyl ester와 retention time을 비교하여 확인하였고, 트랜스 지방산 함량은 조지방 함량에 구성 지방산 중 트랜스 지방산 총량을 곱한 것을 트랜스 지방산 함량으로 하였다.
지름 10 cm, 두께 1 cm의 원형 모양(중량 80±2 g)으로성형하여 냉동시킨 패티를 패스트푸드 매장용 griddle(Electric Griddle, Hobart, USA)을 이용하여 200oC로 예열한 후 각 면을 각각 2분간 가열하고 5분간 방냉시킨 다음가열감량을 측정하였다.
9% saline 용액 10mL를 가한 후 잘 혼합하여 냉장고에서 24시간 동안 정치시킨 뒤 상층을 제거하고 나머지액을 무수황산나트륨을 포함한 여과지를 통과시켜 여과한다음 전용 evaporator로 유기용매를 증발시킨 뒤 지질 성분이 30-50mg/mL가 되도록 chloroform으로 희석하여 -20 oC에서 보관하였다. 추출된 지방을 검화용 100mL 삼각플라스크에 약 0.3 g 주입하고 American Oil Chemists' Society(AOCS) Method Cel-62 방법을 응용하여 0.5 N 메탄올성 수산화나트륨용액 6mL 를 가하고 환류 냉각관을연결하여 균일한 용액으로 될 때까지 10분간 가열하였다. 14% BF3-MeOH 7 mL를 가하고 2분간 비등시킨 후 hexane 5mL 를 가하고 다시 1분간 비등시켰다.
분석하였다. 칼로리 분석은 각각의 시료 1 g을 dry oven 에서 1시간 30 분간 건조한 다음 Auto-calculating bomb caloriemeter(CA- 4P, Shimadzu, Japan)를 이용하여 즉정하였다.
대상 데이터
가열 전·후 시료의 표면을 색상색차계 (Chromameter, CR-300, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(lightness)를 나타내는 CIE L* 값, 적색도 (redness)를 나타내는 CIE a* 값과 황색도(yellowness)를 나타내는 CIE b* 값를 측정하였다 이때의 표준색은 L* 값은 +97.83, a* 값이 -0.43 b* 값이 +1.98 인 백색 표준판을 사용하였다.
본 실험에 사용된 시료는 냉동된 호주산 우육을 이용하였으며, 지방은 우지방을 사용하였다. 식물성유지는 camola oil(carnola oil, Lotte Samkang Co.
지방은 우지방을 사용하였다. 식물성유지는 camola oil(carnola oil, Lotte Samkang Co., Korea), olive oil(olive oil, Lotte Samkang Co., Korea), corn oil(corn oil, Lotte Samkang Co., Korea), sunflower oil(high-oleic-acid sunflower oil, Lotte Samkang Co., Korea)을 사용하였고, 식물성유지사용 처리구에는 결착제로 textured soy protein(TSP, protein content 72%, Stentorian Industries Co., Taiwan)을 사용하였고, egg white powder(Egg White Powder Ovonor S.A., France), S사의 wheat fiber(WF-200, Dietary fiber: 98%, bulk density: 40 g/L, fiber length: 250 ㎛, water binding capacity: 800%, oil absorption: 690%) 제품을 구입하여 사용하였다.
데이터처리
통계처리
통계분석은 SAS program(Statistics Analytical System, USA, 1999)의 GLM(general linear model) procedure를 통하여 분석하였고, 처리구간의 평균간 비교는 Duncan의 다중검정을 통하여 유의성 검정(?<0.05)을 실시하였다.
이론/모형
일반성분은 AOAC 법 (2005)에 따라 수분함량은 105oC 상압 건조법, 조단백질 함량은 Kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법으로 가열 전과 후의 함량 변화를 분석하였다. 칼로리 분석은 각각의 시료 1 g을 dry oven 에서 1시간 30 분간 건조한 다음 Auto-calculating bomb caloriemeter(CA- 4P, Shimadzu, Japan)를 이용하여 즉정하였다.
성능/효과
Bomb calorimetry 로 측정한 가열조리 전과 후의 칼로리변화를 살펴보면, 가열조리 전의 식물성 유지를 첨가한 처리구(134.22-137.28 kcal/100 g)들과 대조구(147.37 kcal/100g) 사이에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 가열조리후의 경우에서도 대조구가 230.85(kcal/100 g)인 반면에 canola oil와 corn oil을 첨가한 처리구는 각각 223.52와 222.14(kcal/100g)으로 대조구에 비해 3.18-3.77%의 칼로리가 감소하였다(p<0.05). 특히 corn oil로 우지방을 대체한 패티의 칼로리가 가장 낮게 나타났다(?<0.
나타내었다. 가열 조리 전과 조리 후의 수분함량, 단백질 함량 및 지방함량은 대조구와 처리구간에 유의적인 차이를 보이지 않았다 (p>0.05). 회분함량은 가열 조리 전에는 유의적인 차이가 나타내지 않았으나, 조리 후에는 olive oil 첨가구가 가장 높은 회분함량을 나타내었다(?<0.
05). 관능검사의 결과를 종합하여 볼 때 대조구와 sunflower oil을 첨가한 처리구가 높은 선호도를 나타내었는데, 이 결괴는 olive oil과 sunflower oil을 이용하여 저지방 유화형 소시지를 제조하였을 때 대조구와 유사한 품질의 제품을 제조할 수 있었다는 결과(Bloukas and Paneras, 1993)와 일치하였다. 그러나 Liu 등(1991)은 여러가지 식물성 유지를 첨가하여 제조한 저지방 패티의 전체적인 기호도가 대조구보다 대체로 낮은 경향을 보였다고보고하였다.
다양한 식물성 유지를 첨가한 햄버거 패티를 제조하여패티의 경도 (hardness)를 측정한 결과, 우지방만 첨가한 대조구와 식물성 유지를 첨가한 처리구들과는 유의적인 차이를 보이지 않았다. Sofos와 Allen(1997)은 육제품에서 지방 첨가량을 줄이고 비육단백질 함량을 증가시킴으로써 경도가 증가하였다고 하였고, Troutt 등(1992)은 12% 이하의 저지방 우육 패티는 지방이 20-30% 함유된 패티보다더 단단하면서 다즙성과 풍미는 더 낮았다고 보고하였는데, 본 실험의 햄버거 패티는 식물성유 및 egg white powder 와 wheat fiber의 첨가로 우지방을 첨가한 대조구와 유사한 경도를 나타내었다.
05). 또한 황색도를 나타내는 b* 값 (yellowness)은 조리 전의 경우 우지방만 첨가한 대조구가 가장 낮았으며 olive oil, sunflower oil을 첨가한 처리구가 높게 나타났고, 조리 후의 경우에서는 역시 대조구가 가장 낮았으며 (p<0.05), sunflower oil-을 첨가한 처리구가 높게 나타났다. 이러한 색도의 변화는 동물성 지방에비해 첨가된 식물성 유지들의 특성에 기인한 것으로 사료된다.
05). 또한전체적으로 trans지방산 함량에서 처리구는 대조구에 비해 19.2-30.8% 낮게 나타났고, 포화지방산은 처리구가 대조구에 비해 23.1-28.3% 정도로 낮게 나타났으며 특히, 불포화 지방산과 포화지방산의 비율 (monounsaturated/saturated fatty acids, M/S 비율)은 식물성 유지를 첨가한 처리구들이 대조구에 비해 15.0-38.9% 정도로 높게 나타나서, 영양학적으로 우지방만 첨가한 처리구에 비해 우수한 품질을 지닌 것을 알 수 있다(?<0.05). 기존에 햄버거 패티에사용되는 우지방을 부분적으로 식물성 유지로 대체하여저지방 햄버거 패티의 영양적 성상을 개선하려는 시도가 이루어졌으며 (Liu et al, 1991; Paneras and Bloukas, 1994; Park et al, 1989), 이것은 식물성 유지가 M/S비율이 동물성 유지에 비하여 높다는 장점 때문이다.
명도를나타내는 L* 값 (lightness)은 조리 전의 경우 sunflower oil 을 첨가한 처리구가, 조리 후의 경우에는 corn oil과 sunflower oil을 첨가한 처리구가 가장 높게 나타났다 (p<0.05). 대조구는 조리 전, 후 모두에서 식물성유보다 L* 값이 낮게 나타났다.
조리 전의 지방산 분석 결과를 보면 (Table 7), 우지방만을 첨가한 대조구는 포화지방산 함량이 높은 반면 불포화 지방산 함량은 상대적으로 낮게 나타났다. 반면에 olive oil과 sunflower oil을 첨가한 처리구가 다른 처리구에 비해 올레인산 (oleic acid) 함량이 높게 나타났고, corn oil을첨가한 처리구가 가장 높은 리놀산(linoleic acid) 함량을 나타내어 식물성유가 첨가된 처리구가 불포화지방산의 함량이 대체적으로 높은 비율을 나타내었다(p<0.05). 또한전체적으로 trans지방산 함량에서 처리구는 대조구에 비해 19.
다양한 식물성 유지를 첨가한 햄버거 패티의 관능검사 결과는 Table 6에 나타내었다. 색은 우지방만을 첨가한 대조구가식물성 유지를 첨가한 처리구보다 높은 선호도를 나타내었으나(P<0.05), 풍미는 대조구와 식물성유를 첨가한 처리구간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 연도는 corn oil 와 sunflower oil 처리구가 높은 선호도를 나타내었고 (p<0.
05), 풍미는 대조구와 식물성유를 첨가한 처리구간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 연도는 corn oil 와 sunflower oil 처리구가 높은 선호도를 나타내었고 (p<0.05), 다즙성에서도 corn oil와 sunflower oil을 첨가한처리구가 우수한 평가를 받았다 (p<0.05). 전체적인 기호도는 대조구가 가장 우수한 평가를 받았고, oilive oil과 sunflower oil을 첨가한 처리구가 처리구 중 우수한 평가를 받았다 (p<0.
다양한 식물성 유지를 첨가한 햄버거 패티를 electric griddle 에서 조리한 후의 가열감량, 직경감소율 및 경도를 측정한결과는 Table 5에 나타내었다. 우지방을 첨가하여 만든 대조구에 비해 식물성유로 대체하여 제조된 처리구들의 가열감량이 감소하는 경향을 나타내었고 (p<0.05), 식물성 유지 첨가구들 중에서는 olive oil와 sunflower oil을 첨가한처리구가 canola oil와 corn oil 첨가구보다 가열감량이 낮게 나타났다. 직경감소율도 가열감량의 경우와 마찬가지로 canola oil, olive oil, corn oil 및 sunflower oil을 첨가하여 만든 처리구들의 직경 감소율이 대조구에 비해 직경의 변화가 작게 나타났다(p<0.
05). 전체적인 기호도는 대조구가 가장 우수한 평가를 받았고, oilive oil과 sunflower oil을 첨가한 처리구가 처리구 중 우수한 평가를 받았다 (p<0.05). 관능검사의 결과를 종합하여 볼 때 대조구와 sunflower oil을 첨가한 처리구가 높은 선호도를 나타내었는데, 이 결괴는 olive oil과 sunflower oil을 이용하여 저지방 유화형 소시지를 제조하였을 때 대조구와 유사한 품질의 제품을 제조할 수 있었다는 결과(Bloukas and Paneras, 1993)와 일치하였다.
조리 전의 지방산 분석 결과를 보면 (Table 7), 우지방만을 첨가한 대조구는 포화지방산 함량이 높은 반면 불포화 지방산 함량은 상대적으로 낮게 나타났다. 반면에 olive oil과 sunflower oil을 첨가한 처리구가 다른 처리구에 비해 올레인산 (oleic acid) 함량이 높게 나타났고, corn oil을첨가한 처리구가 가장 높은 리놀산(linoleic acid) 함량을 나타내어 식물성유가 첨가된 처리구가 불포화지방산의 함량이 대체적으로 높은 비율을 나타내었다(p<0.
결과와 유사하게 나타났다. 즉, 포화지방은 대조구가높게 나타났으며 불포화지방산은 식물성 유지를 첨가한처리구들이 높게 나타났다. 포화지방산에서는 식물성유 처리구가 대조구에 비해 22.
76% 존재한다고 보고된 것(Noh et al, 1999)으로 보아 식물성유와 우지방의 함량을 완전 대체한 경우 트랜스 지방과 포화지방의 저감화에 영향을 준 것으로 판단된다. 특히 olive oil, sunflower oil을 대체한 처리구에서는 단일불포화 지방산(Monounsaturated fatty acids, MUFA)의 함량이 대조구 및 다른 처리구들에 비해 높게 나타났으며 M/S비율에서도 가장 높은 특이성을 보이고 있고, 가열 전에 비해 가열 후에 다른 식물성 유지 첨가구들과는 달리 M/S비율이증가하는 것으로 나타나서 우지방을 식물성유로 대체할경우 웰빙형 햄버거 패티의 제조가 가능 할 것으로 사료된다.
05). 회분함량은 가열 조리 전에는 유의적인 차이가 나타내지 않았으나, 조리 후에는 olive oil 첨가구가 가장 높은 회분함량을 나타내었다(?<0.05). 가열조리 전에 비하여 가열조리 후 단백질 함량과 지방함량이 높게 나타나는 것은 가열 중 패티에서 수분이 손실로 인해서 상대적으로 높아진 것으로 보이며 (Keeton, 1983), Hoelscher 등(1987)은 0-15%의 지방을 함유하는 분쇄우육 패티를 가열했을 때 가열 전 패티보다 단백질 함량이 증가하였다고 보고하였다.
후속연구
한편 Park 등(2005)은 식물성유를 대체한 저지방 햄버거 패티 중 olive oil 처리구가 다른 식물성유를처리한 패티보다 전체적인 기호도 측면에서 우수한 평가를 받았다고 하였으며, Park 등(1989)은 18%의 해바라기 경화유를 첨가한 저지방 소시지의 경도와 탄력성은 대조구에 비해 높았지만 다즙성이 낮게 나타났다고 하여 본연구와는 다른 결과를 나타내었으나, 이것은 제조시 첨가된 혼합물이 상이하기 때문에 나타난 결과로 사료된다. 따라서 본 실험의 관능적 특성 결과 우지방 처리구에 비해식물성유 처리구들이 전체적인 기호도에서 낮은 점수를받았는데, 이에 대한 보안 방법으로 식물성유의 함량을 낮추거나 다른 첨가물을 첨가함으로써 좀 더 우수한 품질의육제품을 제조할 수 있을 것으로 사료된다.
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