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문제 정의
- 그러므로 돈육 근원섬유 단백질과 다양한 전분의 결합은 물성에 영향을 미칠 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 다양한 식염 농도에서 타피오카 전분의 첨가량에 따른 근원섬유 단백질의 물성을 측정하고 육제품에 적용하기 위한 기초자료를 마련하기 위해 실시하였다.
- 본 연구는 돈육 근원섬유 단백질에 식염의 농도와 타피오카 전분의 첨가량을 달리하여 점도, 겔 강도, 가열감량, 열량분석 및 전기영동의 변화를 관찰하여 근원섬유 단백질의 물성에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위해 실시하였다. 점도를 측정한 결과 식염의 농도가 증가함에 따라 혼합물의 점도가 유의적으로 증가하였으나, 타피오카 전분의 첨가에 따른 효과는 보이지 않았다(p<0.
제안 방법
- Color reader(CR-10, Minolta Co. Ltd., Japan)를 이용하여 소시지의 단면을 총 5회 측정하여 각각 Hunter L(lightness, 명도), Hunter a(redness, 적색도), Hunter b(yellowness, 황색도)의 평균값을 구하였다(표준판 white plate standard, L=91.5, a=1.8, b=0.8).
- 가열한 시료는 얼음에 즉시 냉각 시키고 4℃에서 하루 동안 저장한 후 겔 강도를 측정하였다. 겔 강도는 Instron Universal Testing Machine(Model 3344, Canton, MA, USA)의 Merlin program에서 puncture test를 실시하였다. 가열감량은 가열 전의 중량과 가열 후의 중량을 측정하여 감소한 수분의 양을 다음과 같이 나타내었다.
- 돈육 모델소시지 제조는 고기 마쇄기(Silent cutter, EF20, Crypto peerless, England)를 이용하여 돈육을 만육한 뒤 만육 된 돈육에 각각 식염 1.3%, 삼중인산염 0.4%, 증량제 및 향미 증진제를 첨가하였으며, 타피오카 전분을 1, 2% 첨가하였고 Transglutaminase(TGase)와의 상관관계를 위하여 TGase 1% 첨가구 및 무첨가구를 처리하여 50 mL 튜브에 모델소시지 고기 반죽을 30 g씩 넣은 뒤 80℃의 항온수조(Digital precise water bath, WB-22, Daihan Scientific Co., Ltd., Korea)에서 내부 온도가 72℃ 도달 할 때까지 가열하였다(Table 2). 가열 한 후 준비된 얼음으로 냉각한 뒤 4℃의 조건하에서 냉장 보관하였다.
- 전기영동의 결과 식염의 농도와 타피오카 전분의 첨가에 따른 단백질 분획 간의 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 근원섬유 단백질에 타피오카 전분을 첨가함으로써 겔 강도와 가열수율을 향상시키는 것으로 평가되었으며, 이러한 결과를 기초로 모델소시지를 제조하였다. 모델소시지의 결과로 2% 타피오카 첨가에 의해서는 유리수분이 낮아짐으로써 보수력을 증가하였으나 조직감의 증가는 나타나지 않은 반면 1%의 TGase의 첨가는 타피오카의 첨가유무에 상관없이 조직감을 증가시켰다.
- 모델소시지 균질 시료 10 g을 증류수 90 mL와 혼합하여 pH-meter(340, Mettler-Toledo, Switzerland)로 5회 측정한 평균값으로 평가하였다. 일반성분은 AOAC (2000)방법에 의하여 수분함량은 dry-oven법으로, 지방함량은 Soxhlet 추출법을 이용하여 분석하였다.
- 식염 농도와 타피오카 전분 함량 간의 상호관계가 없었으므로(p>0.05), 식염 농도 별 그리고 타피오카 전분 함량 별로 분리하여 나타내었다.
- 25 cm로 coring한 뒤 Instron University Testing Machine(Model 3344, Canton, MA, USA)을 이용하여 Bourne(1978)의 방법에 따라 시료를 두 번 물림하여 경도(gf, hardness), 탄력성(cm, spriginess), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness) 그리고 응집성(cohesiveness)을 측정하여 평균값을 구하였다. 실험은 500 N Load cell에 compression probe를 장착하여 300 mm/min의 cross speed로 시료 높이의 70%로 압착하여 조직감을 측정하였다.
- 유리수분의 측정은 Jauregui 등(1981)의 방법을 일부 변형하여 측정하였는데, 4등분한 Whatman #3 여과지 3장으로 1.5 g의 시료를 감싸서 원심분리용 튜브에 넣고 3,000 rpm에서 15분간 원심분리기(Model VS-5500, Vision Science Co., Ltd, Korea)로 원심분리 후 시료와 여과지의 무게를 재어 유리수분의 함량을 측정하였으며, 그 계산식은 다음과 같다.
-
주사 열량 분석
주사열량분석기(Differential scanning calorimetry, DSC, S-650, Scinco, Seoul, Korea)를 이용하여 시료를 알루미늄 캡슐에 넣고 가열온도를 10℃에서 100℃까지 1분당 10℃씩 증가시키며 열량 변화를 측정하였다.
- , 1949)을 적용하여 단백질 함량을 산출하였다. 처리구는 근원섬유 단백질에 식염 농도를 달리하였고(0.1, 0.3, 0.45 M), 타피오카 전분의 첨가량(0, 1, 2%)을 달리하여 준비하였다(Table 1).
- 가열 한 후 준비된 얼음으로 냉각한 뒤 4℃의 조건하에서 냉장 보관하였다. 처리구로는 TGase를 1% 첨가한 것과 첨가하지 않은 것 각각에 대해 타피오카 1, 2% 첨가 후 모델소시지를 제조하였다.
- 추출한 근원섬유 단백질과 타피오카 전분 간의 상호작용을 관찰하기 위해 전기영동을 실시하였으며 그 결과는 Fig. 2와 같다. 분자량이 195 kDa인 부분에는 myosin heavy chain(MHC)이 나타났고, 분자량이 45 kDa인 부분에는 actin이 나타났으며 그 밖에 10개 이상의 분획이 나타났다.
- 타피오카 전분의 첨가량과 식염의 농도에 따른 돈육 근원섬유 단백질의 열량 변화를 찰하기 위하여 열량분석을 실시하였다(Fig. 1). Ramirez-Suarez 등(2005)이 근원섬유 단백질의 열량변화에 대해 보고한 것과 유사하게 myosin heavy chain의 변성 온도인 60℃, myosin light chain의 변성 온도인 67℃, actin의 변성 온도인 75℃ 부근에서 피크가 관찰되었고, 타피오카 전분을 첨가한 처리구에서는 추가적으로 55℃에서 피크가 관찰되었다.
- 타피오카를 근원섬유 단백질에 첨가함으로써 겔 강도의 증가를 나타냄에 따라서 실제적으로 제품에서 효과가 있는 지를 알아보기 위하여 TGase 첨가와 함께 모델소시지제품 실험을 실시하였다. 타피오카와 TG간의 상관관계가 발생하지 않아서(p>0.
- 타피오카와 TG간의 상관관계가 발생하지 않아서(p>0.05) 각각을 서로 타피오카 첨가량에 따라 그리고 TGase 첨가구에 따라서 분석하였다(Table 5).
- 항온수조에서 가열 전, 후 시료의 무게 차를 이용하여 가열수율을 구하였고, 그 계산법은 다음과 같다.
- 혼합액(단백질 농도 약 4%)의 점도는 다양한 식염농도에서 타피오카 전분을 혼합하고 Rheometer(RC30, Rheotec, EU)를 이용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 3원 교잡종(Landrace×Yorkshire×Duroc)의 도축 후 24시간 이내의 돈육 등심(M. longissimus dorsi)을 구입하여 사용하였다.
- 등심은 외부지방과 결체조직을 제거한 후, 약 1 cm 정방형으로 잘라 200 g씩 진공 포장하여 -70℃에서 저장하였고 보관은 4주를 넘지 않도록 하였다. 타피오카 전분(tapioca starch, 삼양제넥스, Seoul, Korea)은 카사바 파우더 유래의 전분만 고도로 정제한 것을 사용하였다.
데이터처리
- 본 실험은 SPSS software program(SPSS, 2008)을 이용하여 이원배치 분산분석(two-way ANOVA)에 의해 통계처리가 수행되었으며, 사후분석은 α=0.05 유의 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.
이론/모형
- 모델소시지 시료를 높이 1.3 cm와 직경 1.25 cm로 coring한 뒤 Instron University Testing Machine(Model 3344, Canton, MA, USA)을 이용하여 Bourne(1978)의 방법에 따라 시료를 두 번 물림하여 경도(gf, hardness), 탄력성(cm, spriginess), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness) 그리고 응집성(cohesiveness)을 측정하여 평균값을 구하였다. 실험은 500 N Load cell에 compression probe를 장착하여 300 mm/min의 cross speed로 시료 높이의 70%로 압착하여 조직감을 측정하였다.
- 모델소시지 균질 시료 10 g을 증류수 90 mL와 혼합하여 pH-meter(340, Mettler-Toledo, Switzerland)로 5회 측정한 평균값으로 평가하였다. 일반성분은 AOAC (2000)방법에 의하여 수분함량은 dry-oven법으로, 지방함량은 Soxhlet 추출법을 이용하여 분석하였다.
- 25로 맞추기 위해 1 N NaOH로 조정하였다. 추출된 근원섬유 단백질은 Biuret의 단백질 정량법(Gornall et al., 1949)을 적용하여 단백질 함량을 산출하였다. 처리구는 근원섬유 단백질에 식염 농도를 달리하였고(0.
성능/효과
- 가열감량에서도 타피오카 전분의 첨가로 인해 효과를 보여, 가열감량이 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 가열감량은 타피오카를 첨가하지 않은 경우 0.1 M의 식염을 첨가한 처리구에서 28.8%가 나타났고 0.3 M의 식염을 첨가한 경우 6.75%의 감량을 보여 식염농도가 가열감량에 영향을 주었으며(p<0.05), 0.45 M의 식염을 첨가한 처리구에서는 전처리구에서 가열감량이 나타나지 않았다.
- 겔 강도는 식염의 농도와 타피오카 전분의 상호작용이 나타났고 식염의 농도와 타피오카 전분의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 모델소시지의 결과로 2% 타피오카 첨가에 의해서는 유리수분이 낮아짐으로써 보수력을 증가하였으나 조직감의 증가는 나타나지 않은 반면 1%의 TGase의 첨가는 타피오카의 첨가유무에 상관없이 조직감을 증가시켰다. 따라서 TGase를 1% 첨가하고 타피오카 전분을 첨가할 경우 겔강도의 증가와 함께 보수력을 증진시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- , 2007), 단백질과 전분 간의 상호작용이 나타나지 않아 전기영동에서 분획으로 나타나지 않은 것으로 사료된다. 따라서 이상의 결과에 의하면 가열처리 시 근원섬유 단백질과 타피오카 전분의 상호작용보다는 독립적으로 수분을 보유하여 겔 강도와 가열수율에서 상승효과를 야기한 것으로 판단되었으며(Table 4), 따라서 이러한 현상은 근원섬유 단백질과 타피오카 전분 간의 직접적인 상호작용에 의한 것이 아닌 것으로 사료된다.
- Ahn(2005)은 타피오카 전분을 이용하여 절편을 제조하였고, 약 15% 이상 첨가한 처리구부터 단단한 질감을 보였다고 보고하였으며, 이러한 결과로 볼 때 타피오카의 함량이 늘어나면 경도가 증가할 수 있음을 예견할 수 있다. 또한 타피오카에 의한 겔 강도가 고기 단백질을 비롯한 첨가물에 의하여 무색해 짐으로써 겔 강도의 증가는 없었지만 보수력의 증가는 뚜렷하였다(Table 4). 한편 1% TGase의 첨가는 pH의 감소와 함께 조직감의 증가를 나타내었다.
- 따라서 근원섬유 단백질에 타피오카 전분을 첨가함으로써 겔 강도와 가열수율을 향상시키는 것으로 평가되었으며, 이러한 결과를 기초로 모델소시지를 제조하였다. 모델소시지의 결과로 2% 타피오카 첨가에 의해서는 유리수분이 낮아짐으로써 보수력을 증가하였으나 조직감의 증가는 나타나지 않은 반면 1%의 TGase의 첨가는 타피오카의 첨가유무에 상관없이 조직감을 증가시켰다. 따라서 TGase를 1% 첨가하고 타피오카 전분을 첨가할 경우 겔강도의 증가와 함께 보수력을 증진시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 본 연구 결과에 의하면 식염의 첨가량에 따라 피크의 차이는 관찰되지 않았는데 Thorarinsdottir 등(2002)에 의하면 근원섬유 단백질에 염을 첨가함에 따라 피크의 차이가 있다고 보고하였다. 본 연구의 결과와 차이를 보인 이유는 본 연구에서 사용한 단백질이 비교적 용해도가 낮아 식염의 농도에 따른 피크의 차이가 나타나지 않은 것으로 사료된다. 타피오카 전분을 첨가한 처리구간에 비교하였을 때도 피크 위치의 차이가 나타나지 않았는데 이러한 결과는 전분이 단백질의 unfolding 현상에 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.
- 05). 열량분석을 통해 단백질의 변성을 관찰한 결과 55℃에서 타피오카 전분이 겔을 형성하기 시작하는 피크가 보였으며, 그 이외의 피크에서는 식염의 농도와 타피오카 전분에 의한 피크 차이를 보이지 않았다. 전기영동의 결과 식염의 농도와 타피오카 전분의 첨가에 따른 단백질 분획 간의 큰 차이를 보이지 않았다.
- 그리고 점성이 높고 무색 투명하여 식품 산업에 널리 쓰이고 있다(Song and Park, 2000). 절편에 타피오카 전분을 첨가하여 조직감과 기호성을 평가한 결과, 쌀가루로만 만든 처리구보다 5%의 타피오카 전분을 첨가한 처리구가 조직감과 기호성이 더 좋은 평가를 받았고(Ahn, 2005), 최근에는 국내에서도 타피오카 전분을 이용하여 조직감을 향상시킨 베이커리 제품 등이 인기를 끌면서 주목 받고 선호되고 있는 것으로 보아 타피오카를 이용한 탄력적인 물성을 가진 식품을 요구하는 것으로 사료된다. 이러한 소비자들의 기대에 부응하여 타피오카 전분을 첨가함으로써 일반 육제품의 물성을 소비자의 기호성에 맞게 향상시킬 것으로 기대한다.
- 점도를 측정한 결과 식염의 농도가 증가함에 따라 혼합물의 점도가 유의적으로 증가하였으나, 타피오카 전분의 첨가에 따른 효과는 보이지 않았다(p<0.05).
- 분자량이 195 kDa인 부분에는 myosin heavy chain(MHC)이 나타났고, 분자량이 45 kDa인 부분에는 actin이 나타났으며 그 밖에 10개 이상의 분획이 나타났다. 타피오카 전분을 첨가한 처리구와 첨가하지 않은 처리구를 비교한 결과 단백질 분획이 큰 차이를 보이지 않았으며 식염의 농도로 인한 차이도 나타나지 않았다. 전기영동은 단백질의 분자량을 유추할 수 있는 방법인데 전기영동 시 계면활성제인 SDS가 단백질의 소수성결합을 절단하여 단백질 분자를 해리시키는 역할을 한다(Song and Park, 2000).
후속연구
- 절편에 타피오카 전분을 첨가하여 조직감과 기호성을 평가한 결과, 쌀가루로만 만든 처리구보다 5%의 타피오카 전분을 첨가한 처리구가 조직감과 기호성이 더 좋은 평가를 받았고(Ahn, 2005), 최근에는 국내에서도 타피오카 전분을 이용하여 조직감을 향상시킨 베이커리 제품 등이 인기를 끌면서 주목 받고 선호되고 있는 것으로 보아 타피오카를 이용한 탄력적인 물성을 가진 식품을 요구하는 것으로 사료된다. 이러한 소비자들의 기대에 부응하여 타피오카 전분을 첨가함으로써 일반 육제품의 물성을 소비자의 기호성에 맞게 향상시킬 것으로 기대한다.
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