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문제 정의
- 본 연구는 천연 소재를 이용하여 개발한 천연훈제오리의 품질 특성을 일반훈제오리와 비교하여 합성 염지제를 천연물로 대체 가능한지를 알아보았다. 또한 소비자가 믿고 찾을 수 있는 안전하고 위생적인 식품으로 더 적합한 훈제오리를 개발하고자 하였다. 식품첨가물 잔류량, 저장기간 동안 훈제오리의 pH, 미생물량 및 색도변화, 관능평가, 항산화활성 등을 조사하였다.
- 본 연구는 훈제오리 제조 시 염지성분으로 사용되는 아질산염, 산화방지제, 글루타민산나트륨을 빼고 배당침액을 설탕 대신 사용하고 샐러리파우더를 천연발색제로, 비타민 C를 천연산화방지제로 사용하여 천연염지제가 일반 식품첨가물을 대체할 수 있는지 가능성을 알아보고자 실시하였다. 또한 천연훈제오리의 이화학적특성을 분석하여 소비자가 믿고 소비할 수 있는 기능성 고부가가치 제품 개발의 기초자료로 삼고자 하였다.
- 본 연구는 천연 소재를 이용하여 개발한 천연훈제오리의 품질 특성을 일반훈제오리와 비교하여 합성 염지제를 천연물로 대체 가능한지를 알아보았다. 또한 소비자가 믿고 찾을 수 있는 안전하고 위생적인 식품으로 더 적합한 훈제오리를 개발하고자 하였다.
- 본 연구는 훈제오리 제조 시 염지성분으로 사용되는 아질산염, 산화방지제, 글루타민산나트륨을 빼고 배당침액을 설탕 대신 사용하고 샐러리파우더를 천연발색제로, 비타민 C를 천연산화방지제로 사용하여 천연염지제가 일반 식품첨가물을 대체할 수 있는지 가능성을 알아보고자 실시하였다. 또한 천연훈제오리의 이화학적특성을 분석하여 소비자가 믿고 소비할 수 있는 기능성 고부가가치 제품 개발의 기초자료로 삼고자 하였다.
가설 설정
- 1)Values with between the two sample are significantly different at p<0.05.
제안 방법
- DPPH 라디칼 소거능은 안전한 라디칼인 2,2-Diphenyl-1- picrylhydrazyl(DPPH)에 대한 환원력을 측정한 것으로 Blios법(32)을 변형하여 측정하였다. 즉, 99.
- 관능적 특성변화는 정확한 소비자의 관점에서 평가하기 위해 20~50대 소비자 100명을 무작위로 선별하여 9점 척도(9-point hedonic scale)를 사용하여 저장기간에 따른 관능적 기호도 평가를 실시하였다. 관능평가를 실시하기 전 평가항목에 대한 기초적인 방법에 대해 설명 한 후 평가를 무작위로 배열시킨 뒤 실시하였다.
- 관능적 특성변화는 정확한 소비자의 관점에서 평가하기 위해 20~50대 소비자 100명을 무작위로 선별하여 9점 척도(9-point hedonic scale)를 사용하여 저장기간에 따른 관능적 기호도 평가를 실시하였다. 관능평가를 실시하기 전 평가항목에 대한 기초적인 방법에 대해 설명 한 후 평가를 무작위로 배열시킨 뒤 실시하였다. 평가 항목으로는 외관, 냄새, 색깔, 질감, 맛, 후미, 전체적인 기호도를 선정하여 실시하였다.
- 염지는 원료육에 식염, 질산염, 아질산염, 향신료, 설탕 및 조미료를 넣어서 처리하는 방법으로 일반 염지제는 발색제, 에르솔빈산, 글루탐산나트륨 등 식품첨가물이 들어있는 염지제를 사용하였다. 그리고 천연염지제는 발색제, 산화방지제, 글루타민산나트륨을 빼고 배당침액과 셀러리파우더, 비타민 C를 첨가하였다. 훈연과정은 실제 나주에 위치한 훈제오리 전문 업체의 제조 과정을 기본으로 실시하였다.
- 글루타민산나트륨 함량은 액체 크로마토그래피에 의해 glutamic acid(GA)로서 정량하고 monosodium glutamic acid(MSG)의 양은 glutamic acid에 분자량비를 곱해서 환산 하였다.
- 1과 같은 과정으로 배당침액을 제조하였다. 배를 잘 씻은 후 물기를 제거하고 과심만 도려내어 껍질째 1 cm 두께로 잘라 배와 황설탕을 1:1의 비율로 섞어 항아리에 켜켜이 담아 맨 윗부분을 설탕으로 덮어 배와 공기가 맞닿는 부분을 줄인 후 밀봉하여 25℃ 실온에 3개월 저장하였다. 약 2주 동안은 주 2회 정도 항아리의 위, 아래를 저어 설탕이 잘 녹을 수 있도록 하였으며 약 100일간을 발효시킨 후 배를 건져내고 시료로 사용하였다.
- 시료 10 g을 증류수 90 mL에 희석시키고 pH meter (pH-200L, Schawarzenbach, Switzlerland)로 5회 반복 측정 하여 평균값을 구하였다.
- 훈제오리 10 g에 에탄올 40 mL를 넣어 실온에서 48시간 추출한 후 3,000 rpm으로 10분간 원심분리하여 상층액을 시료로 사용하였다. 시료의 총 폴리페놀 함량은 AOAC의 Folin-Denis법(31)을 일부 수정하여 Folin-reagent가 추출물의 페놀성 화합물에 의해 환원되어 몰리브덴청색으로 발색 되는 원리를 이용하여 정량하였다. 즉 각 시료 100 μL에 2% Na2CO3 2 mL를 넣어 30분간 방치한 후 50% folinciocalteu 시약 100 μL 넣은 후 혼합하여 30 분간 방치하고 spectrometer(Gene Spec Ⅲ, JP/U-3010, Hitachi, Ibaraki, Japan)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 또한 소비자가 믿고 찾을 수 있는 안전하고 위생적인 식품으로 더 적합한 훈제오리를 개발하고자 하였다. 식품첨가물 잔류량, 저장기간 동안 훈제오리의 pH, 미생물량 및 색도변화, 관능평가, 항산화활성 등을 조사하였다. 천연물을 이용하여 개발한 천연 훈제오리에서는 아질산나트륨, 산화방지제, 글루타민산나트륨 등의 합성첨가물은 검출되지 않았다.
- 배를 잘 씻은 후 물기를 제거하고 과심만 도려내어 껍질째 1 cm 두께로 잘라 배와 황설탕을 1:1의 비율로 섞어 항아리에 켜켜이 담아 맨 윗부분을 설탕으로 덮어 배와 공기가 맞닿는 부분을 줄인 후 밀봉하여 25℃ 실온에 3개월 저장하였다. 약 2주 동안은 주 2회 정도 항아리의 위, 아래를 저어 설탕이 잘 녹을 수 있도록 하였으며 약 100일간을 발효시킨 후 배를 건져내고 시료로 사용하였다. 셀러리 파우더와 비타민 C는 염지제 전문업체(e-Food Co.
- 잔류물에 0.1% 암모니아수 1 mL를 가하여 녹인 후 물을 가하여 10 mL로 정용하고 0.45 μm filter로 여과하여 HPLC(Agillent 1100 series, Agilent, Santa Clara, CA, USA)로 분석하였다.
- 즉 각 시료 100 μL에 2% Na2CO3 2 mL를 넣어 30분간 방치한 후 50% folinciocalteu 시약 100 μL 넣은 후 혼합하여 30 분간 방치하고 spectrometer(Gene Spec Ⅲ, JP/U-3010, Hitachi, Ibaraki, Japan)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 천연 염지제를 이용하여 가공한 훈제오리의 일반 세균과 대장균군수 측정은 가공한 훈제오리를 45일 동안 냉장보관하면서 실시하였다. 일반세균은 두 군 모두 저장기간 동안 약간의 미생물이 검출되었지만 유의하지 않았고 대장균군은 두 군 모두 검출되지 않아 결과자료는 따로 제시하지 않았다.
- 관능평가를 실시하기 전 평가항목에 대한 기초적인 방법에 대해 설명 한 후 평가를 무작위로 배열시킨 뒤 실시하였다. 평가 항목으로는 외관, 냄새, 색깔, 질감, 맛, 후미, 전체적인 기호도를 선정하여 실시하였다. 3회 반복하여 실시하였으며 결과는 평균과 표준편차로 나타내었다.
- 즉 각 시료 100 μL에 2% Na2CO3 2 mL를 넣어 30분간 방치한 후 50% folinciocalteu 시약 100 μL 넣은 후 혼합하여 30 분간 방치하고 spectrometer(Gene Spec Ⅲ, JP/U-3010, Hitachi, Ibaraki, Japan)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준 물질로는 gallic acid를 사용하였으며, gallic acid 검량선과 비교하여 총 폴리페놀 함량(mg/100 g)을 구했다. 실험은 반복 수행하여 평균값을 사용하였다.
- 표준용액과 시험용액은 고속액체크로마토그래프에 주입하여 동일하게 실험하였으며, 컬럼은 역상계 컬럼인 Nova-PaK C18(Water Co., 3.9 mmX150 mm, 4 μm, Milford, Massachusetts, USA)으로, 이동상의 유속은 분당 1 mL로서 이동상 A는 아세토니트릴·메탄올, 이동상 B는 5% 초산을 사용하여 기울기용리 (A:B=40:60→ 90:10(15분)로 UV 280 nm(WatersTM 486)에서 흡광도를 측정하였다.
- 그리고 천연염지제는 발색제, 산화방지제, 글루타민산나트륨을 빼고 배당침액과 셀러리파우더, 비타민 C를 첨가하였다. 훈연과정은 실제 나주에 위치한 훈제오리 전문 업체의 제조 과정을 기본으로 실시하였다. 훈제오리 제조과정은 오리뼈를 발골 한 후 약 24 시간 동안 텀블러에서 여러 가지 재료를 넣어 만든 염지제와 함께 진공 텀블러(Micro 2000, Suhner, Switzerland)에서 혼합(12시간/2±2℃)을 실시하였다.
- 훈제오리 제조과정은 오리뼈를 발골 한 후 약 24 시간 동안 텀블러에서 여러 가지 재료를 넣어 만든 염지제와 함께 진공 텀블러(Micro 2000, Suhner, Switzerland)에서 혼합(12시간/2±2℃)을 실시하였다.
- 훈제오리고기의 육색은 색차계(Spectrophotometer, CM-3500D, Minolta Corporation, Ltd., Japan)를 이용하여 Hunter L(lightness, 명도), a(redness, 적색도) 및 b(yellowness, 황색도) 등을 각각 5회 이상 측정하여 평균값을 구하였다. 이때 표준색은 Y=93.
- 훈제오리의 총 균수와 대장균군 검사는 각 시료 10 g에 멸균증류수 90 mL를 첨가하여 Stomacher(LB W400, TMC, Seoul, Korea)를 이용하여 1분 동안 균질화한 후 1 mL를 채취하여 3M petrifilm plate(일반세균: aerobic count plates, 대장균군: E.coli/coliform count plate, USA)에 분주하여 배양기에서 37℃, 24~48시간 배양하였으며 colony 수를 계수하여 CFU/g으로 나타내었다.
- 훈제오리의 타르색소 분석(30)을 위해 시료 10 g을 취한 후 분쇄한 석유에테르 100 mL로 2회 추출하여 지방을 포함한 추출액은 버리고 2~5배의 물을 가한 후, 가끔 흔들어 혼합하면서 80℃ 수욕상에서 가온하여 색소를 추출한 후 그 액을 원심분리하여 상층액을 취하였다. 잔류물이 여전히 착색되어 있는 경우 1 N 염산을 가해 상기 조작 방법을 반복하여 모든 상층액을 합한 후 1% 암모니아수 또는 1% 초산으로 pH 5~6으로 조정하였다.
대상 데이터
- 배는 나주에서 ‘신고’ 품종으로 2011년 10월 구입하여 Fig. 1과 같은 과정으로 배당침액을 제조하였다.
- 약 2주 동안은 주 2회 정도 항아리의 위, 아래를 저어 설탕이 잘 녹을 수 있도록 하였으며 약 100일간을 발효시킨 후 배를 건져내고 시료로 사용하였다. 셀러리 파우더와 비타민 C는 염지제 전문업체(e-Food Co., Chungju, Korea)에서 구입하여 사용하였다.
- DPPH 라디칼 소거능은 시료첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 표시하였다. 양성 대조물질로는 BHT(Butylated hydroxy toluene) 100을 사용하였다.
- 오리는 나주에 위치한 도축장에서 매입하였으며 일반 염지제와 천연 염지제는 전문 판매 업체(e-Food Co., Chungju, Korea)를 통하여 구입하였다. 본 연구에서 사용한 염지제와 염지 농도는 Table 1과 같이 오리고기 100 kg당 함량으로 계산하여 사용하였다.
- 우리나라에서 재배되는 배 품종은 중생종이 89.3% 차지하며, 그 중 신고가 전체 재배면적의 81.5%를 차지하는 주품종(27)으로 본 연구에서는 신고를 이용하여 배당침액을 제조하였다. 배는 나주에서 ‘신고’ 품종으로 2011년 10월 구입하여 Fig.
- , Japan)를 이용하여 Hunter L(lightness, 명도), a(redness, 적색도) 및 b(yellowness, 황색도) 등을 각각 5회 이상 측정하여 평균값을 구하였다. 이때 표준색은 Y=93.5, X=0.3132, y=0.3198인 표준색판을 사용하여 표준화 한 후 측정하였다.
데이터처리
- 2)a-cMeans±SD with different superscripts in the same column are significantly different (p<0.05) by Ducan's multiple range test.
- 평가 항목으로는 외관, 냄새, 색깔, 질감, 맛, 후미, 전체적인 기호도를 선정하여 실시하였다. 3회 반복하여 실시하였으며 결과는 평균과 표준편차로 나타내었다.
- 두 실험군간의 유의성은 t-test로 검증하였고, 셋 이상의 각 군 간의 유의성은 ANOVA를 이용하여 검증한 후 Duncan's multiple range test로 변인간의 차이를 검증하였다.
- 실험결과의 통계분석은 SPSS/Windowa 18.0(Statistical Package for the Social Science Inc., Chicago, IL, UAS)를을 이용하여 통계처리 하였고, 결과를 평균±표준편차로 나타내었다.
- 표준 물질로는 gallic acid를 사용하였으며, gallic acid 검량선과 비교하여 총 폴리페놀 함량(mg/100 g)을 구했다. 실험은 반복 수행하여 평균값을 사용하였다.
이론/모형
- 산화방지제 함량 분석은 Tanimura 등의 방법(29)을 참고 하여 시험용액을 조제하여 사용하였다. 표준용액과 시험용액은 고속액체크로마토그래프에 주입하여 동일하게 실험하였으며, 컬럼은 역상계 컬럼인 Nova-PaK C18(Water Co.
- 아질산염 잔존량은 AOAC의 colorimetric 방법(28)에 따라 분석하였다. 시료 5 g에 증류수 50 mL를 가하고, 40℃의 수조에서 10분간 가열한 후 포화 HgCl 5 mL를 넣고 80℃에서 2시간 동안 다시 가열한 후 냉각하여 여과하였다.
성능/효과
- DPPH 라디칼 소거능은 천연훈제오리가 85.2%로 일반훈제오리 50.8%보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 6% 보다 약 4배 정도 라디칼 소거능이 우수함을 알 수 있었다. 결과적으로 폴리페놀 함량이 높고 항산화 활성이 높은 배와 셀러리, 비타민 C 등이 천연염지제 성분으로 사용되어 천연 훈제오리의 총 폴리페놀 함량이 높고 이에 따라 유리 라디칼을 소거하는 항산화활성도 높은 것으로 사료된다.
- 결론적으로 배당침액, 셀러리파우더, 비타민 C를 포함한 천연염지제는 일반훈제오리 염지제를 대신할 수 있으며, 천연물을 이용하여 개발한 천연훈제오리는 합성첨가물이나 미생물 등이 검출되지 않고 항산화 활성이 우수하여 일반 소비자가 더 믿고 찾을 수 있는 위생적이고 안전한 건강식품으로써 적합하다고 판단된다.
- 그러나 맛이나, 질감, 전체적인 품질에 대한 기호도는 저장 기간 내내 유의적으로 천연훈제오리의 평가가 높았다(p<0.05).
- 05). 대조군으로 사용한 BHT 100의 라디칼 소거능인 20.6% 보다 약 4배 정도 라디칼 소거능이 우수함을 알 수 있었다. 결과적으로 폴리페놀 함량이 높고 항산화 활성이 높은 배와 셀러리, 비타민 C 등이 천연염지제 성분으로 사용되어 천연 훈제오리의 총 폴리페놀 함량이 높고 이에 따라 유리 라디칼을 소거하는 항산화활성도 높은 것으로 사료된다.
- 또한 Browm 등(43)의 연구 결과에 의하면 오리고기의 pH가 낮을 때 육색소인 마이오글로빈의 산화가 잘 일어나기 때문에 매트마이오글로빈의 축적은 높은 pH를 가진 식육보다 낮은 식육에서 더 많은 변색과 빠른 축적을 가져온다고 하였다. 따라서 저장기간 동안 천연훈제오리의 pH가 일반훈제오리의 pH보다 낮아지면서 자연스럽게 훈제오리의 분홍빛을 나타내는 것으로 사료된다.
- 4와 같다. 맛이나, 질감, 전체적인 품질에 대한 기호도는 유의적으로 천연훈제오리의 평가가 높았다. 또한 기호도 평가에 영향을 미치는 요인을 정량적묘사분석(quantitative descriptive analysis, QDA)도표를 보면 저장 1일째는 전체적인 품질에 영향을 미치는 요인으로 외관, 냄새, 색깔, 질감, 맛, 후미 등의 순이었다.
- 천연훈제오리는 염지제 성분 중 배당침액 내 폴리페놀 성분의 항균효과(17) 뿐 아니라 비타민 C와 천연염지제 속의 마늘이나 양파 등의 미생물 성장 억제 효과(40)가 있어 나타난 결과라 사료된다. 식품첨가물을 첨가하지 않아도 천연염지제만으로도 일반 세균이나 대장균 등 식중독균의 발생을 억제할 수 있음을 보여주는 결과이다. 또 식육의 낮은 pH는 식육의 보수력을 감소시키는 결정적인 원인으로 작용하기 때문에 천연훈제오리의 보수력이 일반훈제오리의 보수력보다 낮아 저장기간 동안 생균수의 억제에도 효과가 있다고 판단된다(2).
- 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성은 천연훈제오리가 일반훈제오리보다 높았다. 이상과 같은 결과로 볼 때 배당침액, 셀러리파우더, 비타민 C를 포함한 천연염지제는 일반훈제오리 염지제를 대신할 수 있으며, 천연물을 첨가 하여 개발한 천연훈제오리는 식품첨가물이나 미생물 등이 검출되지 않고 항산화 활성이 우수하여 일반 소비자가 더 믿고 찾을 수 있는 위생적이고 안전한 건강식품으로써 적합하다고 사료된다.
- 천연 염지제를 이용한 훈제오리의 식품 첨가물 잔류량은 Table 2와 같다. 일반훈제오리는 아질산염 0.03 mg/kg, 에리솔빈산 7.2 mg/kg, 글루타민산나트륨 0.02 mg/kg, 타르색소 0.4 mg/kg 검출되었다. 이 중 아질산염은 Lee 등(33)의 자색고구마 분말과 자색 색소를 이용한 소시지 연구 결과에서 저장 10일 후 아질산염 잔류양이 0.
- 천연물을 이용하여 개발한 천연 훈제오리에서는 아질산나트륨, 산화방지제, 글루타민산나트륨 등의 합성첨가물은 검출되지 않았다. 저장 기간 동안 두 군 모두 pH가 감소하는 경향을 보였으며 대장균군은 발생하지 않았다. 훈제오리의 명도와 황색도는 두 군 간에 차이가 없었으나 저장기간 동안 두 군 모두 감소하였으며, 적색도는 저장 전 기간 동안 일반 훈제오리가 유의적으로 높았다.
- 저장 전 기간을 통하여 질감, 후미, 맛, 전체적인 기호도에서 천연훈제오리가 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 적색도는 저장 전 기간 동안에 유의적으로 일반 훈제오리가 더 높았고 두 군 모두 저장 기간이 길어질수록 적색도는 감소하였다(p<0.05).
- 천연 소재를 이용한 훈제오리의 총 폴리페놀 함량이 107±2.4 mg/100 g으로 55±3.5 mg/100 g인 일반오리훈제보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 훈제오리에 대한 기호도 평가는 저장 기간이 길어질수록 외관, 색, 맛, 후미, 질감, 전체적인 품질이 유의적으로 감소하였으나 맛이나, 질감, 전체적인 품질에 대한 평가는 저장 기간 내내 유의적으로 천연훈제오리의 평가가 더 높았다. 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성은 천연훈제오리가 일반훈제오리보다 높았다. 이상과 같은 결과로 볼 때 배당침액, 셀러리파우더, 비타민 C를 포함한 천연염지제는 일반훈제오리 염지제를 대신할 수 있으며, 천연물을 첨가 하여 개발한 천연훈제오리는 식품첨가물이나 미생물 등이 검출되지 않고 항산화 활성이 우수하여 일반 소비자가 더 믿고 찾을 수 있는 위생적이고 안전한 건강식품으로써 적합하다고 사료된다.
- 황색도는 두 군간에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 저장기간에 따라서는 두 군 모두 저장 첫날의 황색도가 가장 높았으며 저장 기간이 길어질수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 훈제오리에 대한 기호도 관능평가는 저장 기간이 길어질수록 외관, 색, 맛, 후미, 질감, 전체적인 품질이 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 훈제오리의 명도와 황색도는 두 군 간에 차이가 없었으나 저장기간 동안 두 군 모두 감소하였으며, 적색도는 저장 전 기간 동안 일반 훈제오리가 유의적으로 높았다. 훈제오리에 대한 기호도 평가는 저장 기간이 길어질수록 외관, 색, 맛, 후미, 질감, 전체적인 품질이 유의적으로 감소하였으나 맛이나, 질감, 전체적인 품질에 대한 평가는 저장 기간 내내 유의적으로 천연훈제오리의 평가가 더 높았다. 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성은 천연훈제오리가 일반훈제오리보다 높았다.
- 훈제오리의 명도는 두 군간의 유의적인 차이를 보이지 않았으나 두 군 모두 저장기간이 길어질수록 명도가 감소하였다 (p<0.05).
- 저장 기간 동안 두 군 모두 pH가 감소하는 경향을 보였으며 대장균군은 발생하지 않았다. 훈제오리의 명도와 황색도는 두 군 간에 차이가 없었으나 저장기간 동안 두 군 모두 감소하였으며, 적색도는 저장 전 기간 동안 일반 훈제오리가 유의적으로 높았다. 훈제오리에 대한 기호도 평가는 저장 기간이 길어질수록 외관, 색, 맛, 후미, 질감, 전체적인 품질이 유의적으로 감소하였으나 맛이나, 질감, 전체적인 품질에 대한 평가는 저장 기간 내내 유의적으로 천연훈제오리의 평가가 더 높았다.
- 3과 같다. 훈제오리의 저장 첫날 pH는 일반훈제오리가 pH 6.5, 천연훈제오리 pH 6.4이었으나 저장 45일째에는 일반훈제오리가 pH 6.4, 천연훈제오리 pH 6.29로 감소하는 경향을 보였는데 유의적인 차이는 거의 없었다. 훈제오리는 가공 후 밀봉 포장으로 인해 산소공급이 중단되면서 혐기적인 화학작용으로 젖산이 생성되어 저장기간이 오래됨에 따라 pH가 감소하게 되는데, 이는 미생물의 성장에 따른 젖산 생성 때문으로 사료된다 (42).
후속연구
- 본 연구를 통해 천연염지제를 첨가한 천연훈제오리는 그 품질 및 저장성이 일반훈제오리보다 높은 것으로 검토되 었기에 향 후 식품첨가물을 대신하는 더 많은 천연물 소재가 개발되고 이를 이용한 생리활성 연구, 위생ㆍ안전 및 영양적으로도 우수한 가공 산업이 발전할 수 있기를 기대해 본다.
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