본 연구에서는 식육의 재구성에 첨가되는 식염의 함량을 줄인 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 다양한 결착제의 활용, GdL 첨가 및 초고압처리 수준에 따른 재구성돈육의 품질 특성을 조사하였다. 본 연구에서 첨가된 0.5% GdL 수준은 제품의 pH를 유의적으로 감소시키며, GdL 자체 혹은 초고압처리에 의한 식육단백질의 젤 형성에 기인하여 효과적으로 pH 저하에 따른 보수력 감소를 억제할 수 있었다. 또한 첨가된 결착제에 의한 부가적인 보수력 및 조직감 향상을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과 초고압 처리 및 GdL을 조합 사용함으로써 식육 재구성에 요구되는 식염의 함량을 0.5%까지 저감시킬 수 있었으며, 다양한 식물성 단백질을 활용한 식육 재구성이 가능할 것으로 기대되었다.
본 연구에서는 식육의 재구성에 첨가되는 식염의 함량을 줄인 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 다양한 결착제의 활용, GdL 첨가 및 초고압처리 수준에 따른 재구성돈육의 품질 특성을 조사하였다. 본 연구에서 첨가된 0.5% GdL 수준은 제품의 pH를 유의적으로 감소시키며, GdL 자체 혹은 초고압처리에 의한 식육단백질의 젤 형성에 기인하여 효과적으로 pH 저하에 따른 보수력 감소를 억제할 수 있었다. 또한 첨가된 결착제에 의한 부가적인 보수력 및 조직감 향상을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과 초고압 처리 및 GdL을 조합 사용함으로써 식육 재구성에 요구되는 식염의 함량을 0.5%까지 저감시킬 수 있었으며, 다양한 식물성 단백질을 활용한 식육 재구성이 가능할 것으로 기대되었다.
The objective of this study was to investigate the effect of high pressure treatment and type of binding agents on the quality characteristics of restructured pork. For binding agents, 2% (w/w) isolated soy protein (SP), 0.5% (w/w) wheat flour (WF) and 0.5% (w/w) ${\kappa}$-carrageenan (K...
The objective of this study was to investigate the effect of high pressure treatment and type of binding agents on the quality characteristics of restructured pork. For binding agents, 2% (w/w) isolated soy protein (SP), 0.5% (w/w) wheat flour (WF) and 0.5% (w/w) ${\kappa}$-carrageenan (KC) were incorporated into meat batter with or without 0.5% (w/w) glucono-${\delta}$-lactone (GdL). The restructured pork was pressurized at varying pressure levels (0.1-450 MPa) for 3 min under ambient temperature and thermal treated at $75^{\circ}C$ for 30 min. As quality parameters of restructured pork, pH, water binding properties, instrumental color and texture profile analysis were determined and compared with control (C, no binder). For type of binders, SP exhibited the best water binding properties, however, the impact on textural properties were lesser than KC and WF. The addition of GdL decreased the pH of restructured pork down to 0.4 unit, while high pressure processing prevented the moisture loss caused from pH decrease by GdL. In particular, meat restructuring efficiency of SP as a binder improved under the presence of GdL. Therefore, the present study demonstrated the potential advantages of low amount of GdL (0.5%, w/w) combined with protein based binder (SP) and high pressure processing in restructuring meat particles.
The objective of this study was to investigate the effect of high pressure treatment and type of binding agents on the quality characteristics of restructured pork. For binding agents, 2% (w/w) isolated soy protein (SP), 0.5% (w/w) wheat flour (WF) and 0.5% (w/w) ${\kappa}$-carrageenan (KC) were incorporated into meat batter with or without 0.5% (w/w) glucono-${\delta}$-lactone (GdL). The restructured pork was pressurized at varying pressure levels (0.1-450 MPa) for 3 min under ambient temperature and thermal treated at $75^{\circ}C$ for 30 min. As quality parameters of restructured pork, pH, water binding properties, instrumental color and texture profile analysis were determined and compared with control (C, no binder). For type of binders, SP exhibited the best water binding properties, however, the impact on textural properties were lesser than KC and WF. The addition of GdL decreased the pH of restructured pork down to 0.4 unit, while high pressure processing prevented the moisture loss caused from pH decrease by GdL. In particular, meat restructuring efficiency of SP as a binder improved under the presence of GdL. Therefore, the present study demonstrated the potential advantages of low amount of GdL (0.5%, w/w) combined with protein based binder (SP) and high pressure processing in restructuring meat particles.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 결착제의 종류, 초고압처리 수준 및 GdL 첨가 유무가 재구성돈육의 품질특성에 미치는 효과를 규명하고자 수행되었다.
본 실험은 압력증가와 결착제 및 GdL이 병행하여 첨가되거나 처리되었을 때 재구성육의 결착 강도에 미치는 효과를 규명하고자 실시되었다. 각 측정치의 결과 분석은 SAS(Statistics Analytical System, USA) 프로그램(Ver.
본 연구에서는 식육의 재구성에 첨가되는 식염의 함량을 줄인 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 다양한 결착제의 활용, GdL 첨가 및 초고압처리 수준에 따른 재구성돈육의 품질 특성을 조사하였다. 본 연구에서 첨가된 0.
제안 방법
가압처리는 상업용 초고압장비(SQF-215L, AVURE-Technologies, Sweden)를 이용하여 수행하였다. 가압장비는 pressure vessel, 압력증폭기 및 온도/압력계측기로 구성되었고, 가압유체로는 물이 사용되었으며 가압처리는 0.1 MPa(대기압), 300 MPa, 400 MPa 및 450 MPa에서 3분 간 수행되었다. 이후 모든 재구성돈육은 75℃ 항온수조에서 30분간가열처리를 실시하였으며, 냉수에서 30분간 냉각한 후 분석에 사용되었다.
가압처리는 상업용 초고압장비(SQF-215L, AVURE-Technologies, Sweden)를 이용하여 수행하였다. 가압장비는 pressure vessel, 압력증폭기 및 온도/압력계측기로 구성되었고, 가압유체로는 물이 사용되었으며 가압처리는 0.
결착제로는 대조구(결착제 무첨가, C), 0.5%(w/w) κ-carrageenanan (KC), 2%(w/w) 탈지대두단백질(soy protein isolate, SP) 및 0.5%(w/w) 밀가루(wheat flour, WF)를 첨가하였다.
또한 모든 처리구는 이분되어 한편에는 0.5%(w/w) glucono-δ-lactone(GdL)를 첨가하였다.
반면 GdL 첨가구에 있어서 가압 수준의 증가에 따른 pH 감소는 가압수준에 따른 온도변화 및 GdL의 가수분해 정도에 기인한 것으로 사료된다. 본 연구에서 초고압처리는 11℃의 물을 이용하여 처리되었고, 가압과정에서 발생하는 단열생성에 따라 최대온도 증가는 300, 400 및 450 MPa에서 각각 17℃, 21℃ 및 24℃로 관찰되었다. 따라서 높은 처리온도는GdL가수분해속도에 영향을 미칠 수 있으며 또한 Schwertfeger와 Buchheim(1999)은 초고압처리 하에서GdL의 가수분해 경향을 비교한 결과 압력의 수준이 증가할수록 GdL이 현저하게 가수분해되어 낮은 최종 pH를 야기한다고 하였다.
시료를 1 cm 높이의 원통형으로 절단한 후 color reader(CR-10, Korea Minolta Sensing Inc., Japan)를 사용하여 명도(lightness)를 나타내는 CIE L*-값, 적색도(redness)를 나타내는 CIE a*-값과 황색도(yellowness)를 나타내는 CIE b*-값을 3회 반복 측정하였다. 이때 표준색은 CIE L*-값이 77.
제조된 재구성육을 직경이 4.5 cm 및 높이 2 cm로 성형한 후 Texture analyzer(CT3 Texture Analyzer, BROOKFIFLD, USA)를 사용하여 조직감을 측정하였다. Probe로는 TA43 sphere 25.
대상 데이터
5 cm 및 높이 2 cm로 성형한 후 Texture analyzer(CT3 Texture Analyzer, BROOKFIFLD, USA)를 사용하여 조직감을 측정하였다. Probe로는 TA43 sphere 25.4 mm D(BROOKFIFLD, USA)를 장착하여 사용하였고 target value 10 mm, trigger Load 20 g, test speed 0.50 mm/s, target type은 distance로 2 cycle로 측정하였다. 처리구당 3회 반복 측정하였다.
longissimusdorsi) 부위는 도살된 지 24시간 이내의 냉동하지 않은 것을 화양동 소재 정육점에서 구입하여 사용하였다. 구입된 돈육은 결체조직을 제거한 후 3mm 직경의 민서기(M-12S, Hankook Fujee Industries Co. Ltd., Korea)로 분쇄한 후 0.5%(w/w) NaCl과 0.3%(w/w) sodium tripolyphosphate를 첨가하여 10분간 혼합하였다. 결착제로는 대조구(결착제 무첨가, C), 0.
돈육등심(M. longissimusdorsi) 부위는 도살된 지 24시간 이내의 냉동하지 않은 것을 화양동 소재 정육점에서 구입하여 사용하였다. 구입된 돈육은 결체조직을 제거한 후 3mm 직경의 민서기(M-12S, Hankook Fujee Industries Co.
데이터처리
본 실험은 압력증가와 결착제 및 GdL이 병행하여 첨가되거나 처리되었을 때 재구성육의 결착 강도에 미치는 효과를 규명하고자 실시되었다. 각 측정치의 결과 분석은 SAS(Statistics Analytical System, USA) 프로그램(Ver. 9.3)을 사용하여 Duncan의 Multiple range test에 의하여 평균치 간의 유의성을 검증하였다.
성능/효과
GdL 첨가는 재구성돈육의 보수력에 영향을 미치지 않았으며, 압력수준의 증가에 따라 큰 변화도를 보이지 않았다. Hong 등(2006)은 재구성돈육 제조 시 소량의 NaCl 존재 하에서 0.
초고압수준이 재구성돈육의 pH에 미치는 효과는 GdL 첨가 여부에 따라 다소 상이한 결과를 야기하였다. GdL을 첨가하지 않은 재구성돈육에서는 일반적으로 압력 수준의 증가에 따라 pH가 상승하는 경향을 보인 반면, GdL이 첨가된 재구성돈육에서는 300 MPa 이상으로 압력 수준을 증가시킨 경우 pH가 다소 감소하는 경향을 보였다. 일반적으로 초고압처리는 단백질의 구조적 변화를 야기시키며, 이에 따라 일부 염기그룹의 노출을 야기함으로써 pH를 다소 증가시키는 것으로 보고되고 있다(Knorr et al.
GdL을 첨가하지 않은 재구성육은 결착제를 첨가하였을 때 대조구에 비하여 pH값이 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었고(p<0.05), SP 처리구에서 가장 높은 보수력을 보였다(Table 3).
05) (Table 4). KC와 WF는 SP에 비하여 용해성이 좋으며, 따라서 효과적으로 물에 용해됨으로써 고기 입자들과 혼합이 용이하게 이루어졌고, 그 결과 밝은 색도를 띈 것으로 판단된다. 또한 SP는 자체의 색도가 재구성육에 영향을 미친 것으로 사료되었다.
WF를 제외한 모든 처리구는 압력수준의 증가와 더불어 경도가 증가하는 경향을 보였으며(p<0.05), 특히 KC 처리구에서 300 MPa 초고압처리 후 7.4 kg의 가장 높은 경도값이 관찰되었다.
각 처리구별 적색도는 300 MPa에서 가장 값을 보였고, 이후 압력수준의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다(p<0.05).
결착제의 첨가는 재구성돈육의 pH를 유의적으로 증가시키는 결과를 나타내었고, 특히 WF 처리구에서 가장 높은 pH 증가를 보인 반면, KC 처리구는 결착제 처리구 가운데 pH 증가 수준이 가장 낮았다(p<0.05).
경도(hardness)에 있어서 결착제의 첨가는 제품의 경도를 유의적으로 증가시켰으며(p<0.05), 특히 WF 처리구의 경도가 6.2 kg으로 가장 높은 경도를 보였다(Fig. 3A).
또한 첨가된 결착제에 의한 부가적인 보수력 및 조직감 향상을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과 초고압 처리 및 GdL을 조합 사용함으로써 식육 재구성에 요구되는 식염의 함량을 0.5%까지 저감시킬 수 있었으며, 다양한 식물성 단백질을 활용한 식육 재구성이 가능할 것으로 기대되었다.
일반적으로 WF는 탄수화물(~72%), 특히 전분으로 구성되어 있으며, Simonin 등(2011)은 초고압처리에 의하여 전분호화가 야기될 수 있는 압력수준은 500 MPa이라고 보고하였다. 따라서 본 연구에서 적용한 압력수준은(~450 MPa, 3 min)에서는 전분호화에 충분하지 않은 데 기인한 것으로 판단된다. 또한 WF 구성 단백질인 glutelin과 gliadin은 전체 조성의 약 11%를 차지하며, 이들은 물에 녹지 않는 특성에 기인하여 전반적으로 초고압처리에 따른 식육입자들 간의 결착에 참여하지 못하고 일부 방해효과를 야기한 것으로 사료된다(Micard and Guilbert, 2000).
반면 WF 처리구는 압력수준에 따른 경도 변화를 보이지 않았다. 따라서 압력수준의 증가에 따른 대조구의 경도 증가와 비교할 때, WF의 첨가는 재구성돈육의 결착을 다소 저해하는 효과가 있는 것으로 사료되었다. 대조구와 SP 처리구에서 GdL 첨가에 따른 경도변화는 관찰되지 않은 반면, KC 처리구는 GdL 첨가에 의하여 경도가 유의적으로 증가한 데 반하여, WF 처리구에서는 큰 감소를 야기하였다(p<0.
5% GdL 수준은 제품의 pH를 유의적으로 감소시키며, GdL 자체 혹은 초고압처리에 의한 식육단백질의 젤 형성에 기인하여 효과적으로 pH 저하에 따른 보수력 감소를 억제할 수 있었다. 또한 첨가된 결착제에 의한 부가적인 보수력 및 조직감 향상을 얻을 수 있었다. 따라서 본 연구결과 초고압 처리 및 GdL을 조합 사용함으로써 식육 재구성에 요구되는 식염의 함량을 0.
모든 처리구는 GdL 첨가에 의하여 pH가 약 0.4 unit 감소하는 결과를 보였다(p<0.05).
모든 처리구의 명도는 압력수준의 증가와 더불어 증가하는 경향을 보였으며, 특히 압력수준 증가에 따른 SP 처리구의 명도 증가가 매우 현저하게 관찰되었다(p<0.05).
05), WF와 SP 처리구는 압력수준에 따른 탄력성의 차이를 보이지 않았다. 반면 GdL 첨가는 대조구와 WF 처리구의 탄력성을 저하시킨 반면, KC와 SP 처리구에서는 탄력성의 증가를 보였다. 이들 GdL 첨가구는 모든 처리구에서 압력수준의 증가에 따라 탄력성이 유의적으로 증가하였다(p<0.
초고압처리에 의한 육색변화에 있어서 300 MPa 이상의 압력수준에서는 이들 단백질이 비가역적 변성을 야기하며, 그 결과 식육의 명도는 크게 상승하는 반면, 그 이상의 압력수준에서는 명도의 증가가 현저하지 않은 것으로 보고되고 있다(Cheftel and Culioli, 1997). 반면 본 연구에서 모든 재구성돈육은 열처리를 실시하였으며, 따라서 열처리 후 관찰되는 처리구간의 명도 차이는 열처리 자체가 완전한 단백질 변성을 야기하지 못함으로써 야기되는 차이인 것으로 판단되며, 그외적으로 결착제 자체의 색도 및 이들에 의한 보수력 등이 영향을 미친 것으로 사료된다.
반면에 압력수준의 증가와 더불어 GdL을 첨가한 모든 재구성돈육의 경도는 유의적인 증가를 보였다(p<0.05).
본 연구에서는 식육의 재구성에 첨가되는 식염의 함량을 줄인 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 다양한 결착제의 활용, GdL 첨가 및 초고압처리 수준에 따른 재구성돈육의 품질 특성을 조사하였다. 본 연구에서 첨가된 0.5% GdL 수준은 제품의 pH를 유의적으로 감소시키며, GdL 자체 혹은 초고압처리에 의한 식육단백질의 젤 형성에 기인하여 효과적으로 pH 저하에 따른 보수력 감소를 억제할 수 있었다. 또한 첨가된 결착제에 의한 부가적인 보수력 및 조직감 향상을 얻을 수 있었다.
압력수준을 증가시켰을 때, 대조구와 KC 처리구의 탄력성은 유의적인 증가를 보인 반면(p<0.05), WF와 SP 처리구는 압력수준에 따른 탄력성의 차이를 보이지 않았다.
이들 GdL 첨가구는 모든 처리구에서 압력수준의 증가에 따라 탄력성이 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
05), SP 처리구에서 가장 높은 보수력을 보였다(Table 3). 이상의 결과는 첨가된 결착제의 함량 차이에서 기인한 것으로 판단되는데, SP 처리구는 KC나 WF 처리구에 비하여 높은 함량이 첨가되었고 따라서 SP 처리구의 보수력이 가장 높은 것으로 사료된다. 초고압처리 수준에 따른 재구성육의 보수력 변화는 대기압 처리구(0.
따라서 높은 처리온도는GdL가수분해속도에 영향을 미칠 수 있으며 또한 Schwertfeger와 Buchheim(1999)은 초고압처리 하에서GdL의 가수분해 경향을 비교한 결과 압력의 수준이 증가할수록 GdL이 현저하게 가수분해되어 낮은 최종 pH를 야기한다고 하였다. 이상의 결과에 의하면 300 MPa의 초고압 처리는 식육의 pH 증가에 따른 GdL 첨가구의 pH를 다소 증가시킨 반면, 압력수준을 더 높임에 따른 온도 증가 및 GdL의 가수분해능력에 따라 300 MPa 이상에서는 pH가 감소하는 경향을 보인 것으로 판단되었다.
재구성돈육의 KC 처리구에서 대조구보다 유의적으로 낮은 적색도를 보인 반면(p<0.05), WF와 SP 처리구는 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않았다.
재구성돈육의 응집성(cohesiveness)은 결착제 처리구에서 대조구보다 유의적으로 높았지만, GdL 첨가에 의한 응집성의 증가는 대조구에서 현저하게 관찰되었고, SP 처리구에서는 일부 증가하는 경향을 보인 반면(p<0.05), KC와 WF 처리구에서는 GdL 첨가에 따른 응집성 변화가 관찰되지 않았다.
재구성돈육의 탄력성(springiness)은 WF 및 SP 처리구에서 대조구보다 유의적으로 높았고(p<0.05), KC 처리구에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다.
재구성돈육의 황색도는 KC 및 WF 처리구에서 대조구 보다 높게 관찰되었고(p<0.05), SP 처리구는 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않았다.
후속연구
따라서 본 연구결과, 단백질 계열의 SP를 식육결착제로 이용하는 경우 제품의 물성학적 특성을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대되며, 이러한 물성학적 특성을 향상시키기 위하여 GdL 및 초고압처리의 이용은 향후 재구성식육 제품을 제조하는 데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.
이러한 보수력 저하 억제효과는 초고압처리 하에서도 유지됨으로써 GdL을 첨가하여 제조한 재구성돈육은 압력의 증가와 더불어 pH 감소를 보였지만 보수력에서는 큰 변화가 관찰되지 않은 것으로 사료되었다. 이상의 결과에 의하면 소량의 GdL 첨가는 재구성돈육의 보수력 저하에 영향을 미치지 않으며, 또한 초고압처리에 의하여 제품 내부에 형성된 단백질 3차원 네트워크는 처리과정에서 발생하는 육즙 또는 수분손실을 효과적으로 억제할 수 있으리라 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
초고압처리기술을 저염에 따른 육제품의 조직감 열화를 효과적으로 억제할 수 있는 기술로 기대할 수 있는 까닭은 무엇인가?
반면 최근 소금의 과다섭취로 인한 고혈압 및 성인병에 대한 소비자의 관심이 증가하면 고농도의 소금이 첨가된 육제품은 구매가 제한되기 때문에 다양한 결착제의 첨가 및 물리적 처리기법을 활용하여 첨가되는 소금의 함량을 낮추기 위한 연구가 진행되고 있다. 식육의 초고압처리는 단백질의 구조적 변화를 야기하고, 이로 인해 단백질 변성 및 염용성 단백질의 젤 형성을 촉진시키며, 초고압처리에 의해 형성된 단백질 젤은 열처리에 의한 젤에 비하여 보다 탄력이 있다고 보고되고 있다(Cheftel and Culioli, 1997; Hugas et al., 2002).
본 연구에서 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 어떤 특성을 조사하였는가?
본 연구에서는 식육의 재구성에 첨가되는 식염의 함량을 줄인 저염 재구성육 제품을 제조하기 위하여 다양한 결착제의 활용, GdL 첨가 및 초고압처리 수준에 따른 재구성돈육의 품질 특성을 조사하였다. 본 연구에서 첨가된 0.
재구성육 제조과정에서 첨가되는 소금은 무엇에 필수적인가?
재구성육 제조과정에서 첨가되는 소금은 식육의 염용성 단백질을 추출시키며 열처리과정 중 염용성 단백질의 3차원 네트워크를 형성시킴으로써 식육입자 간의 결착을 야기하는 데 필수적이다(Tuomilehto et al., 2001).
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