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문제 정의
- 본 연구는 쇠고기의 단기 저장 중 이화학 분석을 통하여 가정에서 쇠고기 저장 시 냉동 저장 조건을 탐색해보았다. 쇠고기의 지방 산패 정도를 나타내는 TBA가에서는 −5°C 저장군이 −20°C 저장군과 유사한 경향을 보였으며, 쇠고기의 단백질 신선도를 나타내는 VBN 함량과 일반세균수도 −5°C 저장군과 −20°C 저장군이 유사한 추세를 보이며 증가하였다.
- 이에 따라 본 연구는 쇠고기의 단기저장을 통하여 소비자들이 가정에서 쇠고기를 보다 오래 저장할 수 있도록 가정용 냉장고의 냉동실 내 온도 조건을 제시하기 위한 기초 연구로서, 온도 조건에 따라 쇠고기를 단기간 저장하며 쇠고기의 화학적 품질 측정 지표라고 할 수 있는 pH, 적색도, VBN(휘발염기 질소), TBA가, 일반세균의 변화를 살펴보고 이를 토대로 유효기간을 예측하고자 하였으며, 유효기간 설정을 위해 회귀분석을 이용하였다.
제안 방법
- pH는 시료 5g에 증류수 45 mL를 가한 뒤 균질기(homogenizer) (T18 basic, Ultra-Turrax®, IKA®, Staufen, Germany)로 균질화하고 거름종이(Whatman No.1)로 여과한 후, pH meter (Orion Star A222, Thermo Scientific, Singapore, Singapore)로 측정하였다.
- 따라서 본 연구는 미생물 수준의 한계치를 육류의 부패가 시작되는 시점으로 평가되는 1.0×106 CFU/cm2로 설정하였다.
- 미생물학적 안정성을 평가하기 위해 각 시료에서 무균적으로 쇠고기 5g을 채취한 후 살균한 생리식염수로 단계 희석하였다. 이를 일반세균 측정용 건조필름배지(petrifilm aerobic count plates, 3M Co.
- 반응액을 0.45 µm syringe filter(disposable membrane filter SC25P045S, Anseong, Hyundai Micro Co., LTD., Korea)를 사용하여 여과한 후, 분광광도계(UV spectrophotometer, T60U, PG Instruments Ltd., London, UK)를 이용하여 531 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 쇠고기 시료를 2 cm×2 cm 크기로 잘라 텍스처분석기(texture analyzer, TACT2i, Stable Microsystems LTD., Godalming, UK)를 사용하여 측정하였으며, Warner-Bratzler shear blade로 근섬유 방향과 평행하도록 절단하였다.
- 쇠고기 시료를 블랜더(blender) (KF-HM500, Namyang Kitchen Flower Ltd., Gimpo, Korea)를 이용하여 마쇄한 후 색도계(Spectrophotometer CM-3500D, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 사용 하여 CIE a* (redness, 적색도) 값으로 나타냈다. 이 때 표준백판은 L*=96.
- 이를 일반세균 측정용 건조필름배지(petrifilm aerobic count plates, 3M Co., Saint Paul, MI, USA)에 접종하여 37°C에서 48-72시간 배양시킨 후 콜로니(colony) 수를 측정하여 CFU/g으로 표시하였다.
대상 데이터
- 서울 금천구 독산동 우시장의 축산유통 업체인 (주)다전농축에서 2등급 한우 등심부위를 2 cm의 균일한 두께로 구매하여 대형 지퍼백(재질: 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 3M, Naju, Korea)에 보관하여 −1, −5, −20°C로 설정된 가정용 냉장고(RF90H9012XP, Samsung Electronics Co., Ltd. Gwangju, Korea)에 저장하면서 0, 3, 7, 10, 14, 17, 21일차에 각각 실험에 공시하였다.
데이터처리
- 1)a-b: Different letters within a row are significantly different p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 1)a-c: Different letters within a row are significantly different p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 1)a-d: Different letters within a row are significantly different p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 2)A-B: Different letters within a column are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 2)A-C: Different letters within a column are significantly different at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.
- 0 for Window)를 이용하였으며, 분산분석(ANOVA)으로 각 군의 평균과 표준편차를 구하고 던컨 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)으로 처리간의 결과 차이를 분석하였다. 또한 쇠고기의 부패 시점 설정을 위하여 일반세균수를 기준으로 하여 회귀분석을 실시하였다.
- 본 실험에서 얻어진 자료의 통계 처리는 SPSS (Statistics Package for the Social Science, Ver. 19.0 for Window)를 이용하였으며, 분산분석(ANOVA)으로 각 군의 평균과 표준편차를 구하고 던컨 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)으로 처리간의 결과 차이를 분석하였다.
이론/모형
- TBA가는 Witte 등(1970)의 방법을 이용하여 시험하였다(15). 시료 5g과 증류수 15 mL를 homogenizer (T18 basic, Ultra-Turrax®, IKA®)로 균질화하여 거름종이(Whatman No.
- VBN은 Conway의 미량 확산법으로 다음과 같이 측정하였다. 시료 5g에 증류수 45 mL를 가하고 homogenizer (T18 basic, Ultra-Turrax®, IKA®)로 균질화하였다.
성능/효과
- −1°C 저장군의 TBA가는 저장 중 0.069에서 0.537까지 급격하게 변화하였으며, −5°C 저장군의 TBA가는 0.069에서 0.200까지, −20°C 저장군의 TBA가는 0.054-0.069 사이를 오가는 양상을 보였다.
- pH 값은 Fig. 1과 같이 저장 기간 중 약간의 감소 추세를 보이기도 하였으나 모든 저장군에서 전반적으로 증가하는 경향을 보였으며, 저장 초기부터 온도간 차이를 보였다. 식육의 저장 중 pH의 상승은 일반적으로 숙성 중에 단백질의 완충물질의 변화, 전해질 해리의 감소와 암모니아 생성 등에 의한 것으로 알려지고 있으며(16), 또한 식육은 사후강직 이후 pH가 점차 상승하는데 이는 식육 내의 아미노산이 분해되어 혐기성기의 노출이 원인이라고 생각된다(17).
- 모든 저장군에서 저장 초기 VBN 함량은 비슷하게 증가하였으나, 저장 14일차부터 저장 온도에 따른 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05).
- 모든 회귀식은 유의하게 나타났으며(p<0.05), 결정계수(R2)는 −1°C는 0.891, −5°C는 0.856, −20°C는 0.444로 나타났다.
- 본 연구에서 적색도는 모든 저장군에서 저장 기간에 따라 유의하게 감소하였으며(p<0.05), −1, −5, −20°C 저장군의 순서로 적색도의 감소폭이 크게 나타났는데, 이는 −1°C에서의 산화가 가장 빠르게 진행되었음을 의미한다.
- 저장 유통 중 쇠고기의 품질 및 위생 상태에 가장 큰 영향을 끼치는 것은 육류 표면에 생육하는 미생물 수이다(33). 쇠고기의 저장 기간에 따라 일반세균수는 모든 저장군에서 증가하는 추세를 보였다(Fig. 6). 저장 기간이 경과함에 따라 일반세균수가 증가하는 것은 다수의 선행 연구(25,34,35)의 결과와 일치한다.
- 쇠고기의 지방 산패 정도를 나타내는 TBA가에서는 −5°C 저장군이 −20°C 저장군과 유사한 경향을 보였으며, 쇠고기의 단백질 신선도를 나타내는 VBN 함량과 일반세균수도 −5°C 저장군과 −20°C 저장군이 유사한 추세를 보이며 증가하였다.
- 이 때 김치냉장고에 보관하는 식품의 종류는 육류, 생선·해물류, 계란, 두부, 우유, 과일, 채소, 그 밖의 가공식품 등 다양하였으며, 김치냉장고에 육류를 보관하는 기간은 2-3일(42.6%), 1주일(25.0%), 15일(14.7%), 한 달(7.4%), 1일(7.4%), 한 달 이상(2.9%) 순으로 응답하여 대부분 단기저장을 위해 김치냉장고를 사용하는 것으로 나타났다.
- 이처럼 저장 기간이 경과함에 따라 쇠고기의 VBN 함량이 증가하는 결과가 다수 보고된 바 있다(13,19,24). 이상의 결과는 식육의 저장 중 VBN 함량 증가는 육류의 저장 중 발생하는 근육 내의 단백질 분해 효소와 미생물이 분비하는 효소들에 의하여 근육 단백질이 아미노산으로 분해되고, 다시 아미노산이 저 분자의 무기 질소로 분해된 결과에 의한 것으로 판단된다(24).
- 이상의 연구결과를 종합해 볼 때, 쇠고기의 단기 저장 시 −5°C에서의 저장은 −20°C에서의 저장과 유사한 측면을 보이며 약 52일간 저장이 가능할 것으로 예측되어 쇠고기의 단기 저장 시 신선도 유지에 효율적이라고 생각된다.
- 저장 중 −5°C 저장군의 VBN 함량과 −20°C 저장군의 VBN 함량은 비슷하게 증가하는 경향을 보였으나, 저장 17일 이후부터는 유의적인 차이가 나타났다(p<0.05).
후속연구
- 이상의 연구결과를 종합해 볼 때, 쇠고기의 단기 저장 시 −5°C에서의 저장은 −20°C에서의 저장과 유사한 측면을 보이며 약 52일간 저장이 가능할 것으로 예측되어 쇠고기의 단기 저장 시 신선도 유지에 효율적이라고 생각된다. 추후 온도 조절뿐만 아니라 가정용 냉장고의 습도, 쇠고기의 포장 방법, 저장 시 용량 등 여러 인자들의 조절로 가정 내 쇠고기의 냉동 저장에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다.
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