[국내논문]아질산염과 녹차 추출물의 첨가에 따른 김치 발효 소시지의 미생물 및 이화학적 품질 특성 비교 Comparison of Microbial and Physico-chemical Quality Characteristics in Kimchi-fermented Sausages with Sodium Nitrite and Green Tea Extract원문보기
본 연구는 김치 발효 소시지(Kimchi-fermented sausage)에서 아질산염과 녹차 추출물이 미생물 및 이화학적 품질 특성에 미치는 효과를 비교하고자 실시하였다. 실험 소시지는 $24^{\circ}C$/RH 89%에서 17시간 동안 발효시킨 후 $10^{\circ}C$/RH 70~80%에서 9일간 건조시켰다. 총균수, 젖산균수 및 pH는 최종 9일째에 각각 8.7 Log CFU/g sausage, 8.1~8.3 Log CFU/g sausage 및 4.35~4.36이었으며, 숙성기간 동안 처리구들간에 차이를 보이지 않았다. 지방산화(TBARS)는 아질산염과 녹차 추출물의 첨가에 의해 억제되었으나, 녹차 추출물 첨가구가 아질산염 첨가구보다 낮은 효과를 보였다. 색깔은 녹차 추출물 첨가구가 숙성기간 동안 대조구(무첨가구) 보다 높은 황색도($b^*$)를 유지하였으나, 아질산염 첨가구의 경우 다른 처리구들보다 높은 적색도($a^*$)와 황색도($b^*$)를 유지하였다. 따라서 녹차 추출물의 첨가에 의해 김치 발효 소시지의 지방산화 안정성이 증가되었으나, 아질산염에 비해 지방산화 안정성 및 색깔 안정성이 낮았다. 하지만 녹차 추출물과 아질산염 모두 젖산균의 생장에 영향을 미치지 못하였다.
본 연구는 김치 발효 소시지(Kimchi-fermented sausage)에서 아질산염과 녹차 추출물이 미생물 및 이화학적 품질 특성에 미치는 효과를 비교하고자 실시하였다. 실험 소시지는 $24^{\circ}C$/RH 89%에서 17시간 동안 발효시킨 후 $10^{\circ}C$/RH 70~80%에서 9일간 건조시켰다. 총균수, 젖산균수 및 pH는 최종 9일째에 각각 8.7 Log CFU/g sausage, 8.1~8.3 Log CFU/g sausage 및 4.35~4.36이었으며, 숙성기간 동안 처리구들간에 차이를 보이지 않았다. 지방산화(TBARS)는 아질산염과 녹차 추출물의 첨가에 의해 억제되었으나, 녹차 추출물 첨가구가 아질산염 첨가구보다 낮은 효과를 보였다. 색깔은 녹차 추출물 첨가구가 숙성기간 동안 대조구(무첨가구) 보다 높은 황색도($b^*$)를 유지하였으나, 아질산염 첨가구의 경우 다른 처리구들보다 높은 적색도($a^*$)와 황색도($b^*$)를 유지하였다. 따라서 녹차 추출물의 첨가에 의해 김치 발효 소시지의 지방산화 안정성이 증가되었으나, 아질산염에 비해 지방산화 안정성 및 색깔 안정성이 낮았다. 하지만 녹차 추출물과 아질산염 모두 젖산균의 생장에 영향을 미치지 못하였다.
This study was conducted to compare the microbial and physico-chemical quality characteristics in Kimchi-fermented sausages added with sodium nitrite (SN) and green tea extract (GTE). The sausages were fermented at $24^{\circ}C$/RH 89% for 17 hr and then dried at $10^{\circ}C$/...
This study was conducted to compare the microbial and physico-chemical quality characteristics in Kimchi-fermented sausages added with sodium nitrite (SN) and green tea extract (GTE). The sausages were fermented at $24^{\circ}C$/RH 89% for 17 hr and then dried at $10^{\circ}C$/RH 70~80% for 9 days. The total bacteria count, lactic acid bacteria count and pH value ranged from 8.7 Log CFU/g sausage, 8.1~8.3 Log CFU/g sausage and 4.35~4.36, respectively, at 9 d of ripening, but did not show significant differences during ripening among all sausages. The lipid oxidation (TBARS) was inhibited by both GTE and SN, but GTE had lower (p<0.05) inhibitory effect, compared with SN. The $b^*$ value of GTE-added sausage was higher than that of the control sausage, but $a^*$ and $b^*$ values of SN-added sausage remained higher than other sausages during ripening. Therefore, it had lower effect on lipid oxidation and color stabilities than SN while GTE improved the lipid oxidation stability in Kimchi-fermented sausage. However, both GTE and SN did not influence the growth of lactic acid bacteria.
This study was conducted to compare the microbial and physico-chemical quality characteristics in Kimchi-fermented sausages added with sodium nitrite (SN) and green tea extract (GTE). The sausages were fermented at $24^{\circ}C$/RH 89% for 17 hr and then dried at $10^{\circ}C$/RH 70~80% for 9 days. The total bacteria count, lactic acid bacteria count and pH value ranged from 8.7 Log CFU/g sausage, 8.1~8.3 Log CFU/g sausage and 4.35~4.36, respectively, at 9 d of ripening, but did not show significant differences during ripening among all sausages. The lipid oxidation (TBARS) was inhibited by both GTE and SN, but GTE had lower (p<0.05) inhibitory effect, compared with SN. The $b^*$ value of GTE-added sausage was higher than that of the control sausage, but $a^*$ and $b^*$ values of SN-added sausage remained higher than other sausages during ripening. Therefore, it had lower effect on lipid oxidation and color stabilities than SN while GTE improved the lipid oxidation stability in Kimchi-fermented sausage. However, both GTE and SN did not influence the growth of lactic acid bacteria.
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문제 정의
따라서 본 연구는 김치 발효 소시지에서 아질산염과 녹차 추출물의 첨가가 미생물 및 이화학적 품질 특성에 미치는 효과를 비교하고자 실시하였다.
본 연구는 김치 발효 소시지 (Kimchi-fermented sausage)에서 아질산염과 녹차 추출물이 미생물 및 이화학적 품질 특성에 미치는 효과를 비교하고자 실시하였다. 실험 소시지는 24℃/RH 89%에서 17시간 동안 발효시킨 후 10℃/RH 70~80%에서 9일간 건조시켰다.
제안 방법
제조 과정시 열 발생을 최소화하기 위해 세절육 (pH 5.53 수분 : 71.9%, 조지방 : 4.6%) 1,600g과 세절 등지방 400 g을 －20℃에서 3시간 동안 냉각한 후 가장 첫 번째로 silent cutter (OSK 10600, Ogawa Seiki Co., Ltd., Japan)에 세절육과 소금 (Sajo Haepyo Co., Ltd., Korea) 40g, 백설탕 (CJ Cheiljedang Corp., Korea) 32g, 다진 생마늘 20g, 다진 생강 12g, 흑후추 가루 (Ottogi Ltd., Korea) 12g, 발효 소시지용 향신료 (Muster, Cervelat Gewürz 604, Chr. Hansen GmbH, Switzerland) 6g을 넣고 3분동안 혼합하였다.
, Korea)로부터 구입하였다. 발효 소시지를 제조하기 앞서 우둔의 등지방과 결체조직, 혈액을 제거한 후 육세 절기 (M-22, Daewoo Kitchen Co., Korea)를 이용하여 우둔 살코기, 돼지 등지방 및 배추 김치를 6mm로 세절하였다. 제조 과정시 열 발생을 최소화하기 위해 세절육 (pH 5.
3 Log CFU/g) 100g을 넣고 3분 동안 혼합한 다음 최종적으로 세절 등지방 400g을 넣고 1분 동안 혼합하였다. 아질산염과 녹차 추출물은 김치와 함께 혼합하였으며, 최종 혼합물 2,222g의 100ppm과 400ppm이 되도록 각각 0.230g 및 0.889g을 첨가함으로서 무첨가구인 대조구와 함께 3개의 처리구들을 제조하였다. 최종 소시지 혼합물은 Ø80 mm의 cellulose casing (Teepak Co.
, USA)에 충진하여 1℃에서 12시간 동안 염지한 후 항온항습기 (VC 2057, Vötsch Industrietechnik, Germany)에서 9일간 숙성시켰다. 실험 소시지의 숙성은 24℃/RH 89%의 조건에서 소시지의 pH가 4.9로 도달하는 시점인 17시간까지 발효시키고, 10℃/RH 80%의 조건으로 변경하여 3일간 건조시킨 후 다시 RH를 3일 간격으로 5%씩 감소시켜 최종 1 0℃/RH 70%의 조건이 되도록 하였다. 미생물 및 이화학적 품질분석은 숙성 0시간, 17시간, 3일, 6일 및 9일에 한 처리구당 3개의 소시지에서 채취하여 실시하였다.
9로 도달하는 시점인 17시간까지 발효시키고, 10℃/RH 80%의 조건으로 변경하여 3일간 건조시킨 후 다시 RH를 3일 간격으로 5%씩 감소시켜 최종 1 0℃/RH 70%의 조건이 되도록 하였다. 미생물 및 이화학적 품질분석은 숙성 0시간, 17시간, 3일, 6일 및 9일에 한 처리구당 3개의 소시지에서 채취하여 실시하였다.
6mM HCl 용액 17 mL을 첨가하여 100℃ water bath에서 30분 동안 가열한 후 얼음물에서 15분 동안 냉각하였다. 부유물을 분리해내기 위해 상등액 5mL와 chloroform 3 mL을 20℃/4,000 rpm (GS-6R Centrifuge, Beckman Instruments, Inc., USA)에서 30분 동안 원심분리한 다음 상층액의 흡광도를 532nm (UV-2401PC, Shimadzu Corp., Japan)에서 TBARS의 흡광도를 측정하였다. 또한 당, 향신료, 기타 성분들에 의한 탁도를 제거하기 위해 440 nm와 600 nm (Hodges 등, 1999)에서 흡광도를 측정하였으며, 최종 결과는 측정된 흡광도를 이용하여 시료 1 kg당mg malonaldehyde (MA)로 산출하였다.
, Japan)에서 TBARS의 흡광도를 측정하였다. 또한 당, 향신료, 기타 성분들에 의한 탁도를 제거하기 위해 440 nm와 600 nm (Hodges 등, 1999)에서 흡광도를 측정하였으며, 최종 결과는 측정된 흡광도를 이용하여 시료 1 kg당mg malonaldehyde (MA)로 산출하였다.
시료의 색깔은 칼로 자른 단면을 식품 포장용 선상 저밀도 폴리에틸렌 랩 (3M Co., Korea)으로 덮은 후 chroma meter (CR-400, Konica Minolta Sensing, Inc., Japan)를 이용하여 CIE (Commision Internationale de Leclairage, 2004) L*(lightness), a*(redness) 및 b*(yellowness) 값을 측정하였다. 이때 chroma meter의 보정에 이용한 백색 표준판 (2° observer; illuminant C: Y = 93.
실험용 김치 발효 소시지는 Table 1의 배합 조성과 같이 제조하였다. 원료육과 김치는 강원도 춘천 소재 N마트로부터 도축한 지 3일된 한우 암소 (1+A 등급)의 우둔 (M. semitendinosus)과 배추 김치 (Chongga Poggi Kimchi, Daesang FNF Co., Ltd., Korea)를 구입하였으며, 등지방은 강원도 춘천 소재 H육가공업체로부터 냉동 돼지 등지방을 구입하여 이용하였다. 아질산염 (237213, ≥97.
데이터처리
본 실험을 통해 얻은 자료들은 SPSS (2005) program의 ANOVA (analysis of variance)에 의해 분석하였으며, 각 평균들간의 유의성 차이는 Duncan's multiple range test에 의해 5% 수준에서 검증하였다.
이론/모형
지방산화는 Sinnhuber와 Yu (1997)의 2-thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) 방법에 따라 측정하였다. 시료 0.
성능/효과
02% (w/v) sodium azide를 첨가한 Lactobacilli MRS agar (Difco Laboratories, USA)에 접종하여 각각 37℃ 및 32℃에서 48시간 동안 배양하였다. 최종 결과는 colony가 30~300개인 희석 배수에서 계수한 후 시료 1g당 Log CFU로 산출하였다.
젖산균 역시 숙성기간 동안 총균수와 동일한 결과를 나타내어 숙성 0시간째에 4.7~4.8 Log CFU/g sausage에서 3일째까지 8.2~8.5Log CFU/g으로 유의적으로 증가한 후 (p<0.05) 최종 9일째까지는 8.1~8.3 Log CFU/g으로 감소하는 경향을 보였다.
숙성기간 동안 실험 소시지들의 총균수 변화를 보면, 최초 0시간의 5.7~5.8 Log CFU/g sausage에서 발효 종료인 17시간째에 8.2~8.4 Log CFU/g, 3일째에 6.2 Log CFU/g 및 7.4~7.5 Log CFU/g으로 유의적으로 증가한 후 (p<0.05) 6일째 이후부터는 8.7~8.8 Log CFU/g 및 8.7 Log CFU/g으로 유의적인 변화를 보이지는 않았으나, 감소하는 경향을 나타내었다.
숙성기간 동안 실험 소시지들의 pH 변화는 6일을 제외한 모든 기간들에서 유의적인 감소를 보였으며 (p<0.05), 최초 0시간째의 5.53~5.54에서 17시간째까지는 4.90~4.91로 감소한 후 최종 9일째까지는 4.35~4.36으로 감소하였다.
숙성기간 동안 실험 소시지들의 TBARS 변화를 보면, 최초 0시간째에 1.21~1.25 mg MA/kg sausage에서 계속적으로 유의적인 증가를 보여 (p<0.05)최종 9일째에는 4.08~7.95 mg MA/kg sausage으로 약 3.4~6.4배의 높은 수준을 보여주었다.
하지만 숙성 6일째부터 녹차 추출물 첨가구가 아질산염 첨가구에 비해 유의적으로 높은 함량을 보였다 (p<0.05).
김치발효 소시지의 지방산화 지표로 측정한 TBARS 함량 (Fig.3)은 숙성 17시간째부터 아질산염 및 녹차 추출물 첨가구들이 대조구(무첨가구)보다 유의적으로 낮게 나타났다 (p<0.05).
coli, Salmonellae, Staphylococcus aureus 등의 유해 식중독균 억제 (Schillinger와 Lücke, 1989; Tilden 등, 1996), 저장성 증진 (Leistner와 Rodel, 1975)에 매우 중요하다. 따라서 본 실험의 김치 발효 소시지는 숙성 17시간째에 pH가 5.0 미만으로 저하되었으므로 미생물 측면에서 안전하고 저장성이 높을 것으로 사료된다.
숙성 중 실험 소시지들의 a* 값의 변화는 녹차 추출물 첨가구와 대조구의 경우 숙성 6일째에 유의적으로 증가했던 반면 (p<0.05), 아질산염 첨가구의 경우 숙성 17시간째부터 6일까지 유의적인 증가를 보였다 (p<0.05).
b* 값 (Fig. 4)은 모든 숙성기간 동안 녹차 추출물 첨가구와 대조구가 아질산염 첨가구에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며 (p<0.05), 녹차 추출물 첨가구의 경우 숙성 17시간째부터 대조구보다 유의적으로 높은 수치를 보여주었다 (p<0.05).
한편 Deda 등 (2007) 은 프랑크푸르트 소시지에 관한 연구에서 150 ppm의 아질산염을 첨가시 대조구 (무첨가구)에 비해 높은 L* 및 a* 값과 낮은 b* 값을 보였다고 보고한 반면, Tsoukalas 등 (2011)은 발효 소시지에 150 ppm의 아질산염을 첨가했을 때, 낮은 L* 값과 높은 a* 및 b* 값을 보였다고 보고하였다. 따라서 본 실험과 선행연구 결과들을 종합해 봤을 때, 아질산염의 경우 본래 가지고 있는 발색 효과로 인해 a* 값을 증가시키지만, 녹차 추출물의 경우 a* 값을 향상시키지 않는 것으로 사료된다.
실험 소시지는 24℃/RH 89%에서 17시간 동안 발효시킨 후 10℃/RH 70~80%에서 9일간 건조시켰다. 총균수, 젖산균수 및 pH는 최종 9일째에 각각 8.7 Log CFU/g sausage, 8.1~8.3 Log CFU/g sausage 및 4.35~4.36이었으며, 숙성기간 동안 처리구들간에 차이를 보이지 않았다. 지방산화 (TBARS)는 아질산염과 녹차 추출물의 첨가에 의해 억제되었으나, 녹차 추출물 첨가구가 아질산염 첨가구보다 낮은 효과를 보였다.
36이었으며, 숙성기간 동안 처리구들간에 차이를 보이지 않았다. 지방산화 (TBARS)는 아질산염과 녹차 추출물의 첨가에 의해 억제되었으나, 녹차 추출물 첨가구가 아질산염 첨가구보다 낮은 효과를 보였다. 색깔은 녹차 추출물 첨가구가 숙성기간 동안 대조구 (무첨가구) 보다 높은 황색도 (b*)를 유지하였으나, 아질산염 첨가구의 경우 다른 처리구들보다 높은 적색도 (a*)와 황색도 (b*)를 유지하였다.
색깔은 녹차 추출물 첨가구가 숙성기간 동안 대조구 (무첨가구) 보다 높은 황색도 (b*)를 유지하였으나, 아질산염 첨가구의 경우 다른 처리구들보다 높은 적색도 (a*)와 황색도 (b*)를 유지하였다. 따라서 녹차 추출물의 첨가에 의해 김치 발효 소시지의 지방산화 안정성이 증가되었으나, 아질산염에 비해 지방산화 안정성 및 색깔안정성이 낮았다. 하지만 녹차 추출물과 아질산염 모두 젖산균의 생장에 영향을 미치지 못하였다.
a* 값 (Fig. 4)은 숙성 0시간 째에 녹차 추출물 첨가구와 대조구가 각각 11.71 및 11.55로 6.91인 아질산염 첨가구에 비해 유의적으로 높게 나타났으나 (p<0.05), 17시간째부터는 오히려 역전되어 녹차 추출물 첨가구와 대조구가 유의적으로 낮은 수치를 보였다 (p0.05).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
김치 발효 소시지란 무엇인가?
김치 발효 소시지는 김치 자체를 향신료와 함께 원료육에 첨가하여 발효 및 건조시킨 한국형 발효육제품이다 (Lee 등, 1990). 김치에는 Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus와 같은 내냉성및 내염성 (Hugas와 Monfort, 1997)의 특성을 가진 젖산균들이 풍부하여 발효 소시지의 스타터 첨가물로서 매우 유용하다.
아질산염을 과다 섭취할 경우 나타날 수 있는 문제점은?
아질산염은 염지육제품의 필수적인 첨가제로서 발색, 조직감 및 풍미의 증진, Clostridium botulinum 등의 식중독균 및 부패 미생물의 생장 억제, 지방산화의 억제와 같이 매우 중요한 기능을 가지고 있다 (Cassens, 1997; Fleybler 등, 1993). 하지만 과다 섭취할 경우 amine과의 반응에 의한 n-nitrosamine이라는 발암 물질의 생성과 methemoglobin의 생성에 의한 청색증을 유발하므로 인간의 건강에 매우 유해하다고 보고되고 있다 (Chow와 Hong, 2002;Mirvish 등, 2000). 이러한 아질산염의 부정적 효과는 소비자들로 하여금 육가공제품의 안전성에 대해 부정적인 인식을 갖게 하였고, 이에 따라 인간의 건강에 무해하면서 유익한 천연 물질로의 대체가 요구되고 있다 (Bloukas 등, 1999).
김치에 포함된 젖산균은?
김치 발효 소시지는 김치 자체를 향신료와 함께 원료육에 첨가하여 발효 및 건조시킨 한국형 발효육제품이다 (Lee 등, 1990). 김치에는 Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus와 같은 내냉성및 내염성 (Hugas와 Monfort, 1997)의 특성을 가진 젖산균들이 풍부하여 발효 소시지의 스타터 첨가물로서 매우 유용하다. 또한 김치에 함유된 젖산균들의 대사물 (유기산, 비타민 B, 비타민 C, 덱스트란, 아세틸콜린, 박테리오신 등)과 세포벽 성분 (테이코산, 리포테이코산, 글리코펩타이드 등) (Park과 Cheigh, 2000)은 항산화, 항암, 항고혈압, 항비만, 항혈전, 항균 등의 다양한 생리적 효과를 가지고 있으므로 (Choi 등, 1999; Lee와 Cheigh, 1995; Noh 등, 1999; Sheo와 Seo, 2004; Yu 등, 2009) 김치 발효 소시지는 인간의 건강에 유익한 probiotics 뿐만 아니라 기능성 육제품으로서 그 가치가 매우 높다.
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