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문제 정의
- 이는 함박스테이크의 시중 판매가격에 비하여 마진폭이 크지 않은 상태에서 포장비에 따른 추가 비용의 부담을 최소화하려는 중소업체들의 자구책에 의한 결과로 판단된다. 따라서 본 연구는 현재 시장에 보편화된 함기포장 형태의 함박스테이크의 냉장저장 중 품질변화를 파악하면서 함기포장 대신 중소 육가공업 체에서 시설투자의 큰 부담 없이 도입할 수 있는 대체 포장 방법으로서 진공포장 및 탈산소제 봉입포장방법에 따른 효과를 비교 조사하여 이의 현장 적용가능성을 타진하고자 수행되었다.
- 본 연구에서는 포장방법에 따른 함박스테이크의 냉장저장 중 품질변화를 조사하였다. 대조구는 polylactide(PLA) tray를 이용한 함기포장(AC)이었으며, 처리구로는 진공포장(VAP)과 탈산소제 봉입포장(OS)이 적용되었다.
제안 방법
- 냉각된 시료들은 350×400 mm 크기의 nylon/ polyethylene(PA/PE) 진공포장 필름에 각각 30개 단위의 벌크 단위로 진공포장한 후 냉장 아이스박스(ICDC-260, OLIVO, France)에 담아 실험실로 운송하였다.
- L*값 98.59, a*값 0.09와 b*값 -0.37인 백색 표준 plate를 사용하여 calibration한 다음 시료를 1×1 cm 크기로 자른 뒤 colorimeter(CR-300, Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 CIE L*(lightness), a*(redness)와 b*(yellowness)값을 측정하였다.
- , Matsumoto, Japan)로 확인해 본 결과 2±1℃로 유지되었다. 실험실 도착 즉시 시료들은 무균적인 상태에서 포장을 개봉한 후 진공포장, 탈산소제 봉입포장과 함기포장의 형태로 각각 2개씩 담아 소포장하였다.
- 탈산소제포장구(OS)는 polypropylene (PP, 365 um)재질의 트레이에 시료를 넣은 후 polyethylene terephthalate/cast polypropylene (PETP/ CPP) 재질의 top film(12/40 um, 산소투과도 : 92 mL/m2/day/atm at 23℃)으로 열봉함하였다. Top film으로 밀봉 전 필름 내면(제품을 마주 보는 부분)에 1,000 mL용 수분의존형 탈산소제(E200, Lipmen, Incheon, Korea)를 2개 부착하였다. OS처리구의 저장기간 중 탈산소제의 산소 소거능을 확인하기 위해 gas chromatography(7890A GC system, Agilent Technologies, Germany)를 이용하여 포장내부의 산소농도를 측정하였다.
- Top film으로 밀봉 전 필름 내면(제품을 마주 보는 부분)에 1,000 mL용 수분의존형 탈산소제(E200, Lipmen, Incheon, Korea)를 2개 부착하였다. OS처리구의 저장기간 중 탈산소제의 산소 소거능을 확인하기 위해 gas chromatography(7890A GC system, Agilent Technologies, Germany)를 이용하여 포장내부의 산소농도를 측정하였다. GC분석에는 Carboxen-1000 column과 TCD detector를 사용 하였고, detector 온도는 250℃였다.
- 1% 미만의 농도를 유지함으로써 탈산소제의 산소 소거능이 제대로 유지된 것으로 확인되었다. 모든 시료들은 5℃로 유지되는 냉장고에서 저장하면서 3일 간격으로 15일간 실험되었다.
- 총균수(TPC)는 KFDA방법(18)에 따라 시료 10 g을 채취하여 90 mL의 생리식염수에 넣고 균질기(BA 7020, Seward medical, London, UK)로 2분간 균질 한 후, 이 중 1 mL를 취하여 9 mL의 생리식염수가 들어 있는 시험관에 넣고 희석하였다. 여기서 다시 0.1 mL를 취하여 미리 준비한배지(Standard-Ⅰ nutrient agar, Merck, Darmstadt, Germany)에 도말한 후 30℃에서 48시간 배양한 다음 colony를 계수하여 log CFU/g으로 총균수를 계산하였다.
- 내실과 외실에 각각 붕산흡수제와 시험액을 넣은 후 37℃ 인큐베이터에서 80분간 방치하였다. 그 후 시료액을 auto burette(HWA-1620507, Vitlab, Grossostheim, Germany)을 사용하여 0.01 N-H2SO4로 적정한 값을 VBN값(mg%)으로 계산하였다. 시료 0.
- Adaptor No. 23을 장착한 rheometer(Compac-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 사용해 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springness), 검성(gumminess)과 부서짐성(brittleness)을 6회 반복하여 측정하였다. 측정시료는 가로, 세로를 각각 1.
- 10명의 훈련된 교수와 실험실 학생들로 구성된 패널들에 의해 9점 척도법(9점: 매우 우수, 1점: 매우 열등)으로 육색, 풍미, 이취, 그리고 조직감에 대하여 관능검사를 실시하였다. 관능평가 전 시료를 수분이 증발하지 않게 1회용 은박도시락에 넣어 60℃로 유지된 전기오븐(EOB-261T, Hanssem, Ansan, Korea)에 40분간 보온 후 관능평가를 실시하였다.
- 10명의 훈련된 교수와 실험실 학생들로 구성된 패널들에 의해 9점 척도법(9점: 매우 우수, 1점: 매우 열등)으로 육색, 풍미, 이취, 그리고 조직감에 대하여 관능검사를 실시하였다. 관능평가 전 시료를 수분이 증발하지 않게 1회용 은박도시락에 넣어 60℃로 유지된 전기오븐(EOB-261T, Hanssem, Ansan, Korea)에 40분간 보온 후 관능평가를 실시하였다.
대상 데이터
- 함박스테이크 시료는 경기도 이천에 위치한 S육가공업체에서 Fig. 1에 나타난 바와 같이 상법대로 제조되었는데, 냉장후지육과 냉동해동된 소고기 잡육을 1:1로 섞은 것을 각각 6 mm hole plate가 장착된 grinder(DFFG 450, Daehan Food Machine, Gimpo, Korea)에서 분쇄 후 조미향신료를 넣고 mixer(300, Thematec Food Ind. Co., Ltd., Seongnam, Korea)에서 7분간 혼합시킨 다음 지름 약 10 cm, 깊이 약 1.0 cm 크기의 둥근 모양의 hand moulder를 이용 성형하였다. 그 다음 combi-oven(FM 2011-E3, Forno Misto, Italy)를 이용하여 115℃에서 7분간 습열 가열한 후 7℃에서 10분간 냉각시켰다.
- , Tokyo, Japan)를 사용해 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springness), 검성(gumminess)과 부서짐성(brittleness)을 6회 반복하여 측정하였다. 측정시료는 가로, 세로를 각각 1.5 cm로 절단 후 40℃의 인큐베이터에서 30분간 항온보관한 후 시료로 사용되었다. 측정시 adaptor의 speed는 60 mm/min이었다.
- 본 연구에서는 포장방법에 따른 함박스테이크의 냉장저장 중 품질변화를 조사하였다. 대조구는 polylactide(PLA) tray를 이용한 함기포장(AC)이었으며, 처리구로는 진공포장(VAP)과 탈산소제 봉입포장(OS)이 적용되었다. 총균수는 대조구와 처리구 모두 저장기간의 경과에 따라 유의적으로 증가하였으며, 특히 AC구에서의 총균수 증가가 다른 처리구들에 비해 두드러진 것으로 나타났다.
데이터처리
- SPSS(17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) program을 이용하여 Duncan’s multiple range test로 유의수준 p<0.05에서 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- 총균수(TPC)는 KFDA방법(18)에 따라 시료 10 g을 채취하여 90 mL의 생리식염수에 넣고 균질기(BA 7020, Seward medical, London, UK)로 2분간 균질 한 후, 이 중 1 mL를 취하여 9 mL의 생리식염수가 들어 있는 시험관에 넣고 희석하였다. 여기서 다시 0.
- Witte(19)의 방법에 따라 시료 20 g을 취하여 20% TCA용액에 90초간 균질 후 100 mL로 정용하였다. 이 중 50 mL를 취하여 Whatman No.
- Conway 미량확산법(20)에 따라 시료 10 g과 증류수 80 mL를 혼합한 후 30분간 침출하였다. 침출액에 20% TCA 20 mL를 가하여 총량이 100 mL가 되게 한 후 10분간 방치한 다음 Whatman No.
성능/효과
- , Gumi, Korea)로 진공포장하였다. 이 때 VAC처리구의 진공상태를 육안으로 관찰한 결과 모든 진공포장 시료에서 전 저장기간 동안 진공상태를 유지한 것으로 확인되었다. 함기포장구(AC)는 S육가공업체에서 사용하던 포장방법으로서 약 0.
- Carrier gas는 분당 50mL의 유속으로 헬륨을 흘려보냈으며, 오븐 온도는 30℃에서 7분간 유지 후 300℃까지 분당 10℃씩 상승시켰으며, 인젝션 온도는 50℃이었다. 포장 내부의 산소농도를 측정한 결과 전 저장기간 중 0.1% 미만의 농도를 유지함으로써 탈산소제의 산소 소거능이 제대로 유지된 것으로 확인되었다. 모든 시료들은 5℃로 유지되는 냉장고에서 저장하면서 3일 간격으로 15일간 실험되었다.
- 한편, VAP구와 OS구 사이에서는 9일까지 뚜렷한 총균수의 차이가 확인되지 않았으나 저장 12일째에는 OS구에서 VAP구 시료와 비교하여 유의적으로 낮은 총균수를 보였다(p<0.05).
- 한편 VAP구와 OS 구 시료들의 총균수는 저장 9일 후 각각 7.6과 7.2 log CFU/g 으로 나타나 9.1 log CFU/g수준으로 검출된 AC구에 비해 유의적으로 낮은 수준의 총균수를 나타냈다(p<0.05).
- 저장 6일째 AC구에서의 총균수는 6.9 log CFU/g였고, 저장 9일차에 이미 9.1 log CFU/g까지 증가한 것으로 나타났다 (p<0.05).
- 저장 초기 총균수는 2.3 log CFU/g이었는데, 저장 기간이 연장됨에 따라 모든 처리구에서 공히 유의적인 경향으로 증가한 것으로 확인되었다(p<0.05).
- 지방산패도의 지표로서 TBA값은 저장 초기 세 종류 시료에서 공히 0.25 mg MA/kg으로 나타났으나 저장기간이 연장됨에 따라 유의적으로 증가되는 경향을 보였다(p<0.05).
- VAP구 시료의 L*값은 저장기간이 경과함에 따라 천천히 증가하여, 저장 말기에는 55.5이었던 것으로 나타났다(p0.05) 저장 9일과 12일차에는 AC구가 VAP구와 OS구에 비해 높은 L*값을 가졌던 것으로 확인되었다.
- 저장15일차 VAP구와 OS구 시료들에서의 TBA값은 각각 0.56과 0.68 mg MA/kg으로 두 처리구간 통계적 유의차는 없는 것으로 나타났으며(p>0.05), AC구의 TBA값은 1.64 mg MA/kg수준으로 VAP구에 비해 3배가량 높게 나타났다.
- 일반적으로 식육 또는 육제품을 진공포장하거나 산소농도가 낮은 상태에서 저장했을때 유산균의 성장으로 생성된 대사산물 및 젖산에 의해 pH가 감소한다(25,26). 하지만 본 연구에 시료로 사용된 함박스테이크는 제조공정상 분쇄하는 과정에서 내부로 산소가 많이 유입된 상태로 성형 포장되는데 이 경우 진공포장, MA포장 또는 탈산소제 봉입포장을 하더라도 산소농도가 빨리 저하되지 않는 경향을 보였다. 이러한 상태에서는 저장 초기 유산균의 증식이 활발하지 못할 것으로 추측되지만, 저장기간이 길어지면 미생물의 호기적 대사와 효소대사 등 여러가지 요인으로 차단성 포장재 내 산소농도가 점차 낮아지고 이로 인하여 유산균의 증식이 활발해지며 pH 저하를 초래하는 것으로 판단된다.
- 육제품에서 지방산패의 가장 큰 원인은 산소와의 접촉 이다. 따라서 AC구는 산소의 유입이 용이한 상태로 저장된 포장방법이므로 VAP구와 OS구 시료들에 비해 빠른 지방 산패를 초래하였다는 것을 확인할 수 있었다. Turner 등(27) 은 TBA값이 0.
- 단백질 부패도를 측정하는 VBN값은 저장 초기에 공히 3.5 mg%로 나타났으며, 저장 기간이 증가함에 따라 유의적인 경향으로 증가하는 것으로 나타났다. 저장 3일차 VAP, OS, 그리고 AC구 시료들에서의 VBN값이 각각 7.
- 5 mg%로 나타났으며, 저장 기간이 증가함에 따라 유의적인 경향으로 증가하는 것으로 나타났다. 저장 3일차 VAP, OS, 그리고 AC구 시료들에서의 VBN값이 각각 7.7, 9.1, 그리고 10.5 mg%으로 나타나 VAP구가 나머지 처리구들에 비해 낮은 단백질 부패도를 보였다. 이러한 경향은 저장말기까지 이어져, 저장 15일차에 VAP구의 VBN값이 21.
- Dainty와 MacKey(28)는 호기적인 조건에서 식육을 냉장저장할 때 주요 부패균은 Pseudomonas균이라고 했으며, Greer와 Dilts(29)는 젖산이 호기성 부패미생물의 성장을 저해한다고 하였다. 상기 총균수 함량의 변화(Table 2)를 보면 처리구간 단백질 부패도가 가장 빠르게 진행 된 AC구에서 타 처리구에 비해 높은 수준의 총균이 검출된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 호기적 조건의 AC구 시료에서 젖산을 발생하는 유산균의 성장은 둔화되고, Pseudomonas균의 성장은 활발하여 단백질부패도가 타 처리구들에 비해 더 빨리 진행된 것으로 사료된다.
- 상기 총균수 함량의 변화(Table 2)를 보면 처리구간 단백질 부패도가 가장 빠르게 진행 된 AC구에서 타 처리구에 비해 높은 수준의 총균이 검출된 것을 확인할 수 있었다. 따라서 호기적 조건의 AC구 시료에서 젖산을 발생하는 유산균의 성장은 둔화되고, Pseudomonas균의 성장은 활발하여 단백질부패도가 타 처리구들에 비해 더 빨리 진행된 것으로 사료된다.
- 5로 측정되어 저장 초기에 비해 낮아진 것으로 나타났다. OS구의 a*값은 저장 9일차에 5.2로, 저장 초기에 비해 증가하였지만, 저장 말기로 갈수록 감소하는 것으로 확인되었다. AC구 역시 저장 6일차에 a*값이 5.
- 저장 말기에 AC구에서는 VAP구와 OS구 시료들에 비해 높은 a*값을 보인 것으로 확인되었다 (p<0.05).
- VAP구는 저장 15일차에 91.6의 탄성도를 보여, 초기에 비해 증가했지만, OS구와 AC구는 89.6과 89.8로 측정되어, 경도와 마찬가지로 VAP구의 탄성도가 다른 처리구들에 비해 높았던 것으로 확인되었다(p<0.05).
- AC의 응집성은 저장기간 전반적으로 증가와 감소를 반복했지만, 저장 15일차에는 유의적으로 높은 121.4의 응집성을 보였다(p<0.05).
- 또한 저장기간 전반에 걸쳐 VAP 구의 경도가 다른 처리구들에 비해 높은 것으로 확인되었다 (p<0.05).
- 저장 초기 값에 대한 저장 중 시료의 색값의 변화량을 보여주는 △E값은 저장 3일차에 VAP, OS, 그리고 AC구에서 각각 2.0, 1.4, 그리고 1.9로서 OS구에서 가장 낮았으며, VAP구와 AC구에서는 서로 유사한 변화치를 보였지만 통계적인 유의차는 나타나지 않았다(p>0.05).
- 8로 측정되었다. VAP구 시료의 b*값은 저장 6일까지 감소하는 추세를 보이다가 저장 9일차에는 13.8로 증가한 것으로 확인되었다(p<0.05). OS구 시료에서도 저장 6일차까지는 b*값이 감소하다가, 저장 9일차와 12일차에는 공히 13.
- 0으로 확인되었다. 저장 12일차 △E값을 보면 AC구의 시료가 VAP구와 OS구 시료들에 비해 높았던 것을 확인할 수 있었는데, 이러한 결과는 산소와 접촉이 용이한 AC구에서 육 색소가 산화되어 형성되는 metmyoglobin의 증가에 기인했을 것으로 사료되었다.
- 05). AC구 시료는 저장 6일차에 11,558.2의 경도 값을 보여, 초기에 비해 증가하는 것으로 나타났지만, 9일차부터는 감소한 것으로 확인되었다.
- 6였던 것으로 나타났다. VAP구의 응집성은 저장기간이 경과함에 따라 증가와 감소를 반복하였으며, 저장 15일차에는 초기에 비해 증가된, 125.5의 응집성을 보였다. OS구에서는 저장 6일차에 109.
- 검성값은 전 저장기간 중 전반적으로 VAP구 시료가 다른 처리구들에 비해 높았던 것으로 확인되었다(p<0.05).
- 저장 9일차 풍미는 VAP, OS, 그리고 AC구가 각각 7.0, 6.7 및 6.4점을 받아 VAP구에서의 풍미가 다른 처리구들에 비해 좋은 것으로 확인되었지만, 통계적 유의차는 인정되지 않았다(p>0.05).
- VAP구 시료의 부서짐성은 저장기간이 경과하면서 꾸준히 증가하여, 저장 말기에는 5,084.0으로 측정되었다(p0.05), 저장 초기에 비해 저장 말기에는 감소한 것으로 나타났다.
- 9 점을 받은 AC구에 비해 유의적으로 높은 평가치를 보였다. 관능적 상품성 한계를 5점으로 기준할 때, VAP구와 OS구 시료들은 12일차에도 상품성을 유지했지만, AC구에서는 4.9점으로 상품성을 상실하였던 것으로 확인되었다.
- 05). 저장 12일차 AC구 시료의 풍미는 4.3점으로 상품성을 상실한 것으로 나타났지만, VAP와 OS구 시료들은 5.9점과 5.7점으로 각각 평가되어 AC구 시료보다 상품성을 오래 유지한 것으로 확인되었다.
- 이취는 모든 처리구에서 저장기간이 경과함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 보인 것으로 나타났다. 저장 3일과 6일차에서의 이취에 대한 평가를 보면 VAP구 시료가 8.
- 이취는 모든 처리구에서 저장기간이 경과함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 보인 것으로 나타났다. 저장 3일과 6일차에서의 이취에 대한 평가를 보면 VAP구 시료가 8.4점과 7.9점으로 8점 이상으로 평가된 OS구와 AC구 시료들에 비해 이취 점수가 낮은 편으로 확인되었다. 저장 초기 VAP구 시료가 이취 평가에서 낮은 점수를 받은 것은, 유산균의 증식에 따른 유산취에 의한 것으로 판단된다.
- 한편 VAP구는 저장 말기로 갈수록 AC구와 OS구에서보다 높은 이취 평가를 받았지만 OS구와는 통계적 유의성이 인정되지 않은 반면(p>0.05), AC구에 비하여 유의성 있게 이취가 적었던 것으로 확인되었다(p<0.05).
- 05). AC 구 시료에서의 조직감은 저장 12일차 4.2점을 받아 상품성 (기준 5.0점)을 상실한 것으로 확인되었다. 이에 반하여 VAC와 OS구 시료들은 저장 12일차까지 조직감에서 6.
- 0점)을 상실한 것으로 확인되었다. 이에 반하여 VAC와 OS구 시료들은 저장 12일차까지 조직감에서 6.5점과 5.9점을 받아 AC구 시료보다 상품성을 오래 유지한 것으로 확인되었다.
- 대조구는 polylactide(PLA) tray를 이용한 함기포장(AC)이었으며, 처리구로는 진공포장(VAP)과 탈산소제 봉입포장(OS)이 적용되었다. 총균수는 대조구와 처리구 모두 저장기간의 경과에 따라 유의적으로 증가하였으며, 특히 AC구에서의 총균수 증가가 다른 처리구들에 비해 두드러진 것으로 나타났다. 또한 저장기간 중 TBA와 VBN값은 AC구에서 가장 빠른 증가를 보였으며 그 다음으로는 OS, 그리고 VAP포장구의 순이었다.
- 총균수는 대조구와 처리구 모두 저장기간의 경과에 따라 유의적으로 증가하였으며, 특히 AC구에서의 총균수 증가가 다른 처리구들에 비해 두드러진 것으로 나타났다. 또한 저장기간 중 TBA와 VBN값은 AC구에서 가장 빠른 증가를 보였으며 그 다음으로는 OS, 그리고 VAP포장구의 순이었다. 관능평가 결과 VAP구와 OS구 시료들은 모든 관능평가 항목에서 12일째까지 5.
- 또한 저장기간 중 TBA와 VBN값은 AC구에서 가장 빠른 증가를 보였으며 그 다음으로는 OS, 그리고 VAP포장구의 순이었다. 관능평가 결과 VAP구와 OS구 시료들은 모든 관능평가 항목에서 12일째까지 5.0점 이상의 평가를 받은 반면, AC구는 모든 항목에서 5.0 미만으로 이미 상품성을 상실한 것으로 확인되었다. 이러한 결과들은 VAP나 OS처리를 통하여 포장 내 산소를 제거함으로써 호기적 미생물의 생장과 산화작용의 억제로 인한 지방산패나 단백질부패속도가 지연된 것에 기인한 것으로 판단된다.
- 운송 시간은 총 약 2시간 30분 정도였는데 운송 중 냉장 아이스박스내 온도는 data logger(TR-72, T and D Co., Ltd., Matsumoto, Japan)로 확인해 본 결과 2±1℃로 유지되었다.
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