초록 ▼

Ⅰ. 제 목 초고압에 의한 신선육 및 가공육의 저장성 향상에 관한 연구 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 중요성 초고압 처리 기술을 이용하여 식육의 숙성기간을 단축하고 미생물 수준을 최소화하므로서 냉장육의 유통기한을 연장시켜 경제적인 효과를 얻고 또한 대일 돈육 수출시 향상된 저장성으로 대외 국가 경쟁력을 증진시키고자 함. 또한 초고압 기술에 의한 새로운 육가공 제품 개발로 국내 육가공 제조기술 향상에 기여하고자 하였다. Ⅲ. 연구개발 내용 및 범위 1. 연구개발사업 목표 가. 비가열 처리공정인 초고압

Ⅰ. 제 목 초고압에 의한 신선육 및 가공육의 저장성 향상에 관한 연구 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 중요성 초고압 처리 기술을 이용하여 식육의 숙성기간을 단축하고 미생물 수준을 최소화하므로서 냉장육의 유통기한을 연장시켜 경제적인 효과를 얻고 또한 대일 돈육 수출시 향상된 저장성으로 대외 국가 경쟁력을 증진시키고자 함. 또한 초고압 기술에 의한 새로운 육가공 제품 개발로 국내 육가공 제조기술 향상에 기여하고자 하였다. Ⅲ. 연구개발 내용 및 범위 1. 연구개발사업 목표 가. 비가열 처리공정인 초고압 기술이 냉장육의 저장성 연장 및 품질에 미치는 영향을 평가하여 초고압 기술 적용 가능성을 제시하고, 또한 양념육 제품의 위생성을 향상시키고 저장성을 연장하여 국내 내수용 제품의 품질 향상 및 수출용 제품제조에 기여하는 것이다. 나. 연차별 연구개발목표와 내용 1차년도 (1999) <연 구 개 발 목 표> 초고압기술 적용 조건에 따른 식육의 품질변화 평가를 통한 초고압 적용 조건 확립 <연구개발 내용 및 범위> o 자료조사 o 압력조건(압력크기, 시간)이 육품질에 미치는 효과평가 -물리화학적 변화 측정을 통하여 초고압 처리 제품에 대한 다음과 같은 특성을 파악하고자 함. ① 조직감(초고압 처리를 하므로서 영향을 크게 받을 것으로 예상되어 압력조건에 따라 조직감의 변화를 기계적인 값으로 측정함) ② 지방산패도(가압조건이 지방산화에 미치는 영향을 평가하여 저장성에 미치는 영향을 예측함) ③ 육색변화(육색은 소비자가 구매시 제일 먼저 판단하는 기준이므로 육색의 변화를 측정하여 소비자의 구매력에 영향을 미치는 작업 범위를 설정하기 위함) ④ 보수성(초고압이 보수력에 미치는 영향을 측정함) ⑤ 영양성분 변화(압력조건이 육의 영양성분 즉 주로 지방산 조성, 비타민 E 함량 변화를 측정함) -미생물 변화 측정 총균수를 측정하여 압력에 따른 미생물 수의 변화를 평가하고 압력처리가 저장성에 미치는 영향을 평가함. o 초고압 조건에 따른 식육의 단백질 구조 및 조직특성 변화 측정 -현미경적 구조 변화 측정과 관능적, 기계적 조직감 변화간의 상호관계를 평가하여 초고압이 단백질 구조 변화에 미치는 영향과 이와 관련된 관능적 특성을 관련지어 적합한 작업조건을 설정하도록 함. o 가공제품 생산 기술개발 -최근 빠르게 성장하고 있는 양념육은 저장성이 낮아 유통상에서 제한요소로 작용되고 있으며, 대부분 양념육은 좋은 품질의 고기를 사용하지 않으므로 초고압 처리를 하여 저장성 및 품질(연도)에 미치는 영향 평가함. 2차년도 (2000) <연 구 개 발 목 표> 초고압 과정을 거친 식육의 저장 중 특성변화 및 경제성 평가 <연구개발 내용 및 범위> o 풍미특성평가 -초고압을 처리할 경우 일반 숙성과정에 소요되는 시간을 많이 절약하면서 원하는 정도의 연도를 제공할 수 있지만 숙성과정 동안 생성되는 풍미에 차이가 있을 것으로 예상되어 이들간의 차이를 평가하고 소비자의 기호성에 맞는 제품을 생산하기 위한 방안을 모색함. -계획하고 있는 방법은 짧은 숙성과정과 초고압 처리를 적절히 조합하여 해결하고자 함. o 소비자 특성조사 -소비자를 대상으로하여 초고압기술에 의해 생산된 생육의 소비자 특성을 조사하여 제품의 특성을 평가함. o 가압 후 진공 포장된 냉장육의 저장 중 품질변화 평가 -물리화학적 변화 측정 ① 조직감(저장중 조직감의 변화를 기계적인 값으로 측정함) ② 지방산패도(가압처리에 따라 지방산화에 미치는 영향을 평가하여 저장성에 미치는 영향을 예측함) ③ 육색변화(저장 중 육색의 변화를 기계적인 값으로 측정) ④ 보수성(보수력 변화를 측정하여 일반육과 비교함) ⑤ 영양성분 변화(압력조건에 따라서 육의 영양성분 즉 주로 지방산 조성, 비타민 E 함량 변화를 저장 동안 측정함) -미생물 변화 측정 o 경제성 평가 ① 비용설정 : 신기술적용에 따른 추가비용 추정 ․설비 추가비용 ․운영비 추가비용 ② 수익추정 : 신기술 적용에 따른 추가수익 추정 제품의 안전성 증대 및 품질 개선에 따른 가격 상승 효과 ③ 사회적 순편익 추정 Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의 1. 압력조건이 육품질에 미치는 효과 비숙성우육을 100 ～ 250 MPa 압력으로 5분간 처리한 결과 압력처리가 TBA, VBN가 변화에 영향을 크게 미치지 않는 것으로 평가되었다. 육색의 경우 150 MPa 이하의 압력을 처리한 경우 대조구와 차이가 없는 것으로 나타났다. 총균수 변화 에서 대조구와 비교하여 100 MPa 처리구는 압력효과가 없는 것으로 나타났으며 150 MPa 이상의 압력을 처리한 경우는 대조구보다 1 log 정도 총균수가 감소한 것 으로 나타났다. 2. 초고압 조건에 따른 식육의 단백질 구조 및 조직특성 변화 평가 도살직후의 신선육을 100 ～ 250 MPa로 처리한 후 근원섬유 단백질의 용해도, 근육의 Ca-ATPase 활성의 변화, Mg-ATPase 활성의 변화 평가 및 광학현미경과 전자현미경으로 근조직을 관찰하였다. 0.6M KCl에 대한 용해도는 고압처리함에 따라서 저하하는 경향을 나타내었고, Ca-ATPase활성과 Mg-ATPase의 경우 압력처리에 따라 150 MPa까지 증가하다가 200 MPa 처리구에서 급격히 저하하는 경향을 나타내었다. 근원섬유를 광학현미경으로 관찰하면 대조구는 얼룩무늬가 뚜렷한 긴 섬유상의 모양이 관찰되었으나 압력처리에 따라 얼룩무늬도 서서히 없어짐과 동시에 짧은 섬유들이 한군데 모이는 현상이 관찰되었으며, 250 MPa에서는 완전히 얼룩무늬는 소실되고 형태만 남아있는 근원섬유 집단이 관찰되었다. 전체적인 근조직을 전자현미경으로 관찰하면, 대조구에 있어서는 확실한 섬유다발의 형태를 띄고 있었으나, 기압이 높아짐에 따라 흐트러지고 가늘어지는 현상이 뚜렷하였다. 이처럼 고압처리를 할수록 근원섬유의 Ca- ATPase 활성 저하, 형태 변화, 근육의 미세구조 변화 등이 급격히 일어나는 결과로부터 고압처리 함에 따라 근원섬유의 내부구조의 파괴 및 근원섬유를 구성하고 있는 단백질의 변성도 일어나는 것으로 사료되었다. 3. 가공제품 생산기술 개발 양념육제품의 저장성을 연장하기 위하여 초고압기술을 적용하였다. 상품화된 양념을 0.3 ㎜ 두께로 썰어진 우 또는 돈육 등심에 잘 섞은 다음 500 g 씩 알루미늄 라미네이트된 파우치에 진공포장하였다. 포장된 양념육을 300, 400, 500 MPa에서 20분간 압력 처리한 다음 10℃에 저장하면서 총균수, VBN, TBA, 관능검사를 실시하였다. 저장 16일째의 시료에서 대조구는 6 log 수준, 500MPa 처리구는 1 log 이하의 총균수를 나타내었다. 저장 동안 압력 처리에 따른 TBA, VBN가의 변화는 유의하지 않았으며 우육의 경우 500 MPa 처리구, 돈육의 경우 400 MPa 처리구가 가장 좋은 기호도를 나타내었다. 4. 풍미 특성평가 초고압 처리된 우육의 향기성분을 GC-MSD로 분석한 결과 향기성분 중 pentanal, hexanal, heptanal 등 aldehyde류는 대조구와 비교하였을 때 100 MPa 처리시 증가하였다가 압력이 높아질수록 감소하여 200 MPa에서는 대조구 보다 낮아지는 경향을 보였다. 전체적인 우육의 향기성분 함량은 처리 압력에 관계없이 유의적인 차이를 보이지 않았다. 처리 압력 별로 향기성분을 정량적으로 분석하였을 때 전체 향기성분의 함량은 100 MPa을 처리한 시료가 가장 높은 것으로 나타났으나 150 MPa 처리시의 전체 향기성분의 함량도 거의 비슷한 수준을 보였다. 그러나 200 MPa 이상 처리시 향기성분은 대조구보다 적은 함량을 보여 우육을 높은 압력에서 처리하는 것이 향기성분의 소실을 초래함을 알 수 있었다. 저장기간이 증가할수록 대부분의 향기성분의 함량은 감소추세를 보였으며 특히 저분자량을 가지는 향기성분은 저장기간이 증가할수록 소실되는 경향이 뚜렷하여 저장기간의 증가가 고압처리 우육의 향기성분함량에 영향을 미침을 알 수 있었다. 이러한 경향을 보이는 대?? 나타내었다. 5. 소비자 특성조사 소비자 조사를 통하여 고압처리 우육의 특성을 조사한 결과, control 구는 숙성이나 고압처리를 거치지 않은 신선육으로서 color에 있어서는 우수하였지만 조직감이 질기다는 평가를 받았으며, juiciness 면에서도 낮은 평가를 받았다. 100 MPa 압력을 5분간 적용하였을 경우 color에 있어서는 대조구와 차이가 없었으나, 조직을 연화하기에는 부족한 것으로 평가되었으며, 150 MPa 처리구에서는 color에 있어서 대조구와 차이가 유의하지 않았고 연도는 크게 향상된 것으로 나타났다. 보수력도 가장 우수한 것으로 평가되어 전반적인 기호도에서 가장 좋은 평가를 받았다. 반면 200 MPa 처리구는 color에 있어서 다른 처리구와 유의하게 열등한 것으로 나타났고 texture도 단단하다는 평가를 받았고 juiciness 면에서도 열등하게 평가되어 전반적인 기호도가 낮은 것으로 평가되었다. 따라서 소비자 평가에서는 150 MPa 처리에 따라 texture, juiciness 면에서 향상 효과가 나타나 전반적인 기호도가 가장 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 압력처리가 비숙성육의 소비자 품질 향상에 기여함을 알 수 있었다. 6. 초고압 처리 냉장육의 저장 중 품질변화 평가 압력처리가 생육의 저장성 및 품질변화에 미치는 영향을 평가하고자, 냉장 우육의 저장중 총균수, VBN가, TBA가, 육색, 조직감, 지방산, Vit. E를 분석하였다. 압력 은 50, 100, 150, 200 MPa로 5분간 처리한 후, 4℃에서 21일동안 저장하였다. 총균수 는 150 MPa까지는 대조구와 크게 차이가 없으나, 200 MPa의 경우 뚜렷한 차이를 보였다. VBN가와 TBA가는 압력처리에 따른 효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 육색의 경우 L값, a값, b값 모두 크게 변화가 없어(p<0.05), 200 MPa까 지는 압력처리가 생육의 육색변화에 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 조직감은 200 MPa의 경우 다소 연해졌고, Vit. E와 지방산의 경우도 압력에 따른 변화가 없어(p<0.05), 압력처리가 영양성분을 그대로 유지함을 알 수 있었다. 따라서 초고압 처리기술은 영양성분과 품질을 그대로 유지하면서도 연육효과가 있고, 살균효과에 따른 유통기한 연장으로 인하여 위생적이고 품질이 좋은 냉장육 을 제공할 수 있을 것으로 사료된다. 7. 경제성 평가 초고압 살균제품의 소비자의 지불의사를 조사한 결과 양념돈육의 경우 기존제품 가격 4,500원/㎏보다 1,020원/㎏이 높은 5,520원/㎏으로 조사되었으며, 쇠고기의 경우 기존 28,000원/㎏보다 15% 높은 32,000원/㎏으로 조사되었다. 초고압으로 살균한 양념돈육의 경우 업체가 직면하는 수요곡선이 소비자조사 결과 나타난 수요곡선과 같은 형태라면 초고압으로 살균한 양념돈육제품의 소비자 가격을 5,000원/㎏으로 책정하였을 때 기업의 이윤을 최대화 할 수 있으며, 이때 이윤은 2억8천1백만원으로서 살균하지 않고 4,500원/㎏에 더 많은 양을 판매할 때보 다 1억9천만원의 이윤증가가 예상되었다. 초고압으로 살균한 쇠고기의 경우 업체가 직면하는 수요곡선이 소비자조사 결과 나타난 수요곡선과 같은 형태라면 초고압으로 살균한 쇠고기제품의 소비자가 30,800원/㎏으로 책정하였을 때 기업의 이윤을 최대화 할 수 있으며, 이때의 이윤 17억2천만원으로서 살균하지 않고 28,000원/㎏에 더 많은 양을 판매할 때보다 7억8 7백만원의 이윤증가가 예상되었다.

Abstract ▼

I. Title Study on the Improvement for Shelf-life of Chilled or Processed Meat By Hydrostatic Pressure Technique II. Objectives and the Significance of the Research The main objective of this study was to extend shelf-life of chilled meat, which is important technical factor in export and

I. Title Study on the Improvement for Shelf-life of Chilled or Processed Meat By Hydrostatic Pressure Technique II. Objectives and the Significance of the Research The main objective of this study was to extend shelf-life of chilled meat, which is important technical factor in export and distribution in domestic, by hydrostatic pressure techniques. This technique is known as efficient method in reduction of microorganism levels of foods without losing flavors and nutrients. Also, to improve quality of Bulgogi products, hydrostatic pressure technique was applied to Bulgogi product. And then extension of shelf-life and change of physico-chemical and sensory characteristics were evaluated. III. Research Scope 1) Effect of pressure conditions on meat quality A) Determination of physico-chemical characteristics ① Texture ② TBA value ③ VBN value ④ Color ⑤ Water holding capacity ⑥ Determination of nutrient contents (fatty acid, vitamin E) B) Total plate counts 2) Determination for change of protein structure and texture depending on hydrostatic pressure technique A) Evaluation of structural changes on microscope B) Evaluation for textural changes 3) Development of technology for processed meat products A) Effect of hydrostatic pressure treatment on shelf-life of Bulgogi B) Effect of hydrostatic pressure treatment on quality of Bulgogi 4) Determination of flavor profiles A) Comparison of flavor profiles between hydrostatic pressure treated and untreated meat B) Evaluation of flavor profile of meat hydrostatic pressure treated after storage for short period 5) Consumer's test Determination of color, flavor, texture and overall acceptability 6) Determination of quality change for hydrostatic pressure treated chilled meat during storage A) Determination of physico-chemical characteristics ① Texture ② TBA value ③ VBN value ④ Color ⑤ Water holding capacity ⑥ Determination of nutrient contents (fatty acid, vitamin E) B) Total plate counts 7) Economic analysis A) Estimation of cost: Assumption of additional cost due to application of new technique ․Additional cost for equipments ․Additional cost for operating B) Estimation of benefits C) Estimation of social benefits IV. Results & suggestion 1. Effect of Hydrostatic Pressure Condition on Meat Qualities There was no significant change of TBA and VBN value of beef with hydrostatic pressure treatment (100 ～ 250 MPa, for 5 min). Also meat color was not significantly changed compared to control when hydrostatic pressure treatment has been done with under 150 MPa for 5 min. In total plate counts, hydrostatic pressure treatment with 100 MPa was not effective in decrease of total plate counts. However total plate counts of beef treated with above 150 MPa was decreased about 1 log compared to control. 2. Evaluation of Muscle Protein Structure and Characteristics of Texture of Meat Depending on the Hydrostatic Pressure Treatment Hydrostatic pressure induced physicochemical changes of beef loin were observed. Solubility of myofibrilar protein(Mf) in 0.6 M KCl-20 mM tris buffer (pH 7.0) was decreased after exposure to 100-250 MPa. Mf Ca-ATPase activity was slowly decreased with increasing pressure up to 200 MPa, but decreased remarkably with 250 MPa. Structural change of myofibril in loin muscle treated with hydrostatic pressure was observed through optical microscope. Myofibril without hydrostatic pressure, treated with 100, 200, and 250 MPa was observed clear long filament, original myofibril but short, aggregation of skeletal protein, and losing spot but aggregated Mf, respectively. Also overall muscle structure was observed through scanning electron microscope. Myofibril without hydrostatic pressure was type of myofibril bundle. However myofibril bundle loin muscle treated with 100 MPa was dispersed and 150 MPa treated one showed phenomenon which myofibril filament in loin muscle became thin. The higher pressure applied to myofibril, the thinner filament bundle observed. With above results, we considered the high hydrostatic pressure (250 MPa) induced destruction of myofibril ultrastructure and denaturation of protein composed of myofibril. 3. Development of Hydrostatic Pressure Technique for Processed Meat Products To increase shelf-life of Bulgogi, hydrostatic pressure was applied to the product. Beef and pork loin were obtained from slaughtering house and sliced 0.3mm thick. Commercial seasoning mix for Bulgogi was added to sliced meat and mixed well. And then 500 g of meat (Bulgogi) was vacuum-packaged with Al laminated pouch, treated with hydrostatic pressure at 300, 400, or 500 MPa for 20 min, and stored at 10oC. Total plate counts (TPC), VBN, TBA, and sensory characteristics of Bulgogi were observed during storage. TPC was significantly reduced with hydrostatic pressure treatment, so TPC of 500 MPa treated sample and control were below 1x101 and 2x106 c.f.u./g respectively after 16 days storage. There was no significant change of VBN and TBA value among treatments. In sensory characteristics, 500 MPa treated Bulgogi (beef) and 400 MPa treated Bulgogi (pork) showed the highest overall acceptability due to texture and taste. 4. Evaluation of Meat Flavor Profiles Depending On the Hydrostatic Pressure Treatment Flavor components of hydrostatic pressure treated beef was analyzed with GC-MSD. Among flavor components, aldehydes such as pentanal, hexanal, and heptanal in 100 MPa treatment was increased compared to control, but in 200 MPa treatment was decreased. There was no significant differences in content of flavor components with magnitude of pressure treated. In quantitative analysis of flavor components of hydrostatic pressure treated beef, content of total flavor components was the most in 100 and 150 MPa treatment. However beef treated with over 200 MPa hydrostatic pressure showed less in content of total flavor components. The longer storage day, the less content of total flavor components was observed. Especially, low-molecular-weight flavor components was decreased significantly with increasing the storage day. Typical component showed above trend was aldehydes (pentanal through decanal). 5. Sensory Test for Consumers Sensorial characteristics of hydrostatic pressure treated beef were evaluated. control through consumer's test. Control which was not hydrostatic pressure treated beef was evaluated among treatment as the best in color, but the worst in texture and juiciness. For 100 MPa/5min treatment was evaluated that there was no significant difference with control in color and texture, but 150 MPa/5min treatment was evaluated that no significant difference in color but better juiciness and overall acceptability compared to control. In contrast, 200 MPa/5min treatment was evaluated that color, texture, juiciness and overall acceptability were poor compared to other treatment used in this experiment. Therefore, we considered that 150 MPa/5min treatment could give better texture, juiciness and overall acceptability for beef. 6. Evaluation for Quality Changes of Chilled Meat Treated with Hydrostatic Pressure To evaluate effect of hydrostatic pressure treatment on the shelf-life and meat quality of chilled beef, total plate count, VBN, TBA, color, texture, composition of fatty acid and content of vitamin E were analyzed during storage. Hydrostatic pressure (50, 100, 150 and 200 MPa for 5 min) was treated for beef, and then stored at 4℃ for 21 days. In total plate count, 150 MPa treatment was not showed significant difference, but 200 MPa treatment was from control. There was no significant difference in VBN, TBA value, meat color, fatty acid composition and content of vitamin E among treatments during storage (p<0.05). About texture, 200 MPa treatment showed softer texture than other treatments. Therefore, we considered hydrostatic pressure technique can be used for extending shelf-life and providing good quality of chilled meat 7. Economic Analysis of Hydrostatic Pressure Technique The consumer survey showed that the consumers' willingness to pay (WTP) for Bulgogi (pork) treated with hydrostatic pressure was 5,520 won/㎏ , which is higher than existing product price of 28,000 won/㎏ by 1,020 won/㎏. In case of chilled beef treated with hydrostatic pressure, consumers were willing to pay 4,000 won/㎏ more per ㎏. If the producers face same market demand curve, producers profits are maximized at the price of 5,000 won/㎏ and 30,800 won/㎏ for Bulgogi (pork) and chilled beef, respectively. Optimum profits increase by 190 million wons and 1,720 wons while demand for product decrease with the increases of prices.

목차 Contents

• 제 출 문...1
• 요 약 문...2
• SUMMARY...9
• CONTENTS...15
• 목차...17
• 제 1 장 서론...19
• 제 1절 연구개발의 목적과 범위...19
• 제 2 절 식품산업에서 초고압기술의 이용 현황...21
• 제 2 장 재료 및 방법...27
• 제 1 절 압력조건이 육품질에 미치는 효과...27
• 제 2 절 초고압 조건에 따른 식육의 단백질 구조 및...28
• 제 3 절 가공제품 생산기술 개발...30
• 제 4 절 풍미 특성평가...31
• 제 5 절 소비자 특성조사...32
• 제 6 절 초고압 처리 냉장육의 저장 중 품질변화 평가...32
• 제 7 절 경제성 평가...34
• 제 3 장 연구수행 내용 및 결과...35
• 제 1 절 압력조건이 육품질에 미치는 효과 평가...35
• 제 2 절 초고압 조건에 따른 식육의 단백질 구조 및 조직...38
• 제 3 절 가공제품 생산 기술 개발...43
• 제 4 절풍미특성 평가...51
• 제 5 절 소비자 특성조사...63
• 제 6 절 초고압 처리 냉장육의 저장 중 품질변화 평가...64
• 제 7 절 경제성 평가...72
• 참고문헌...95
• 초고압처리 쇠고기의 소비자 선호도 평가...103
• 초고압살균 돼지고기 양념육의 소비자의 선호도 평가...111