열풍건조한 눈개승마 분말 첨가가 유화형 돈육 소시지의 품질 특성에 미치는 영향

본 실험에 사용된 눈개승마는 충청남도 예산 (Chungnam)의 하나로마트 (NHhanaro)에서 구매하여 사용하였으며, 60℃에서 48시간 동안 dry oven (C-F03, Vision Scientific, Korea)을 이용하여 건조를 실시하였다. 건조된 시료는 vacuum mixer (HR3752/00, Philips, Netherlands)로 60초간 분쇄 후 500 μm 체반 (DH.Si8035, Daihan Sientific, Korea)으로 걸러 분말을 제조하였다 (수분 7.85%, 조단백 26.08%, 조지방 1.87%, 조회분 7.61%, pH 4.94, CIE L^* 48.92, CIE a^* 4.27, CIE b^* 11.87). 제조한 눈개승마 분말은 진공포장하여 –20℃에서 보관하여 사용하였다.

본 실험에 사용된 식육은 도축 후 24시간이 경과된 돈육 뒷다리 (Hongjumeat, Korea)를 구매하여 사용하였다. 돈육과 등지방을 각각 3 mm plate를 장착한 분쇄기 (PA-82, Mainca, Spain)를 이용하여 분쇄하였고, 돈육 (60%)과 등지방 (20%), 빙수 (20%)를 bowl cutter (K-30, Talsa, Spain)를 이용하여 세절하였다. 전체 중량 대비 소금 1.2%, 설탕 1%와 열풍건조 눈개승마 분말을 첨가 (non-add, 1%, 2%, 3%)하여 Table 1과 같은 배합비율로 제조하였다. 제조한 유화물은 돈장에 충전기 (EM-12, Mainca, Spain)를 사용하여 충전하였고, 80℃ chamber (10.10ESI/SK, Alto Shaam, USA)에서 30분간 가열하였으며, 가열이 완료된 후 상온에서 30분간 방랭하였다. 제조한 소시지는 4℃에서 보관하며 실험을 진행하였다.

AOAC (2019) 방법에 의거하여 각각 상압건조법 (105℃), Kjeldahl 질소정량법, Soxhlet 지방추출법, 직접회화법 (550℃)을 이용하여 수분, 조단백, 조지방, 조회분 함량을 측정하여 백분율로 환산하였다.

가열 전과 후의 pH 측정은 채취한 시료 4 g을 증류수 16 mL와 ultra-turrax (HMZ-20DN, Pooglim tech, Korea)를 사용하여 8,000 rpm에서 1분간 균질하였다. 균질화한 시료는 유리전극 pH meter (Model S220, Mettler-Tolede, Switzerland)를 이용하여 측정하였다.

가열 전, 후의 내부 단면을 colorimeter (CR-10, Minolta, Japan)를 사용하여 CIE L^* (명도, lightness), CIE a^* (적색도, redness), CIE b^* (황색도, yellowness) 값을 측정하였으며, 이때의 표준색은 CIE L^* +97.83, CIE a^* –0.43, CIE b^* +1.98인 백색 표준판을 사용하였다.

가열 전 무게 및 가열 후 무게를 측정하여 가열수율을 계산하여 %로 나타내었다.

유화안정성은 Choi 등 (2007)의 방법을 응용하여 측정하였다. 원심분리관에 철망을 겹댄 후, 30 g의 유화물을 충전하고 입구를 밀폐시켰다. 항온수조에서 30분간 가열한 뒤 10℃에서 30분간 방랭한 다음, 유리된 지방, 수분 액의 양을 측정하여 g당 유리된 지방과 수분의 양 (mL)을 측정하였다.

시료 5 g을 filter paper (Whatman No. 1, GE Healthcare, USA)로 커버한 뒤, conical tube에 넣어 원심분리기(supra R22, Hanil, Korea)를 이용하여 4℃, 1,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 무게를 측정 후 계산하였다. 그 식은 다음과 같다.

지방산패도의 측정은 Park 등 (2019)의 증류법을 응용하였다. 시료 10 g, 증류수 50 mL 및 0.3% BHT (butylated hydroxytoluene) 0.2 mL를 첨가하여 균질한 뒤 증류수 47.5 mL, 4N HCl 2.5 mL, 소포제 1 mL, boilling stone을 첨가한 후 증류장치를 이용하여 증류액 50 mL를 포집하였다. 포집된 증류액 5 mL와 TBA시약 5 mL를 시험관에 넣어 혼합한 뒤 암실에서 water bath (JSWB-30T, JSR, Korea)에 100℃ 30분간 반응시켰다. 반응이 끝난 시험관은 10분간 방랭 후 538 nm에서 흡광도를 측정하여 계산하였다. Malonaldehyde에 대한 표준곡선은 1,1,3,3-tetraethoxypropane을 증류수를 이용하여 1×10^–8 – 7×10^–8 M 수준으로 희석하여 538 nm에서 흡광도를 측정하였다. 지방산패도의 값은 mg malondialdehyde/kg으로 나타내었다.

모든 실험은 최소 3회 이상의 반복실험을 실시하였으며, 통계처리 프로그램 SAS (version 9.4 for window, SAS institute, USA)를 이용하여 one way ANOVA로 실험 결과에 대한 분산분석을 실시하였다. 이후 각 비교 집단 간 유의적인 차이 (p<0.05)를 Duncan’s multiple range test로 검증하였다.

Table 2는 눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 일반성분 측정 결과를 나타낸 표이다. 수분 함량은 눈개승마 분말을 1% 첨가한 처리구가 무첨가 처리구와 2%, 3% 첨가한 처리구에 비해 유의적으로 가장 높았으며 (p<0.05), 3% 처리구는 무첨가 처리구와 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 눈개승마 분말을 2% 이상 첨가하면 1% 첨가한 처리구에 비해 수분 함량이 유의적으로 감소하였는데, 이는 적정 수준 이상의 식이섬유가 첨가되면 수분함량이 낮아지고 회분함량이 높아진다는 연구 결과와 유사하였다 (Choi et al., 2008). 눈개승마 분말을 2% 이상 첨가한 처리구들의 수분 함량 감소는 단백질과 회분 함량의 증가에서 기인한 것으로 생각된다. 단백질 함량은 눈개승마 분말을 2%와 3% 첨가한 처리구가 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다 (p<0.05). 일반적인 육제품에서 식이섬유의 함량이 증가함에 따라 단백질 함량이 높아진다 (Kim et al., 2016). 또한 볼로냐 소시지에 식이섬유를 함유한 레몬 알베도를 첨가한 연구에서 처리구들의 단백질 함량이 증가하였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다 (Fernandez-Gines et al., 2004). 눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 단백질 함량 증가는 눈개승마 분말이 보유한 높은 단백질 함량에서 기인하였고, 눈개승마에 함유된 식이섬유가 수분의 함량과 지방의 함량을 상대적으로 감소시켜 소시지의 단백질 함량을 높인 것이라고 사료된다. 지방 함량은 눈개승마 분말을 첨가한 처리구들이 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다 (p<0.05). Kim 등 (2015)의 연구에서 너겟의 식이섬유 첨가량의 증가에 따라 지방 함량이 감소하였다고 하였으며, Zargare 등 (2014)은 유화형 닭고기 소시지에 식이섬유가 풍부한 호박을 첨가했을 때 지방 함량이 낮아졌다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 이로 보아 눈개승마 분말에 함유된 식이섬유로 인해 단백질 및 회분 함량의 증가가 이루어져 상대적으로 지방의 함량이 낮아진 것이라고 판단된다. 회분 함량은 눈개승마 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다 (p<0.05). 양고기 너겟에 식이섬유 함량이 43.21%인 구아바 분말을 넣은 연구에서는 회분 함량의 증가를 구아바 분말이 함유한 식이섬유, 미네랄과 같은 회분에 의한 것이라고 고찰하였다 (Verma et al., 2013). 또한 Yadav 등 (2018)은 소시지에 식이섬유 함량이 높은 밀기울과 건조 당근 부산물을 첨가하면 회분 함량이 증가하였다고 보고하여 본 연구와 비슷한 양상을 나타내었다.

눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 가열 전, 후의 pH와 색도 측정 결과는 Table 3에 나타내었다. 가열 전과 후의 pH는 눈개승마 분말의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다 (p<0.05). pH의 감소는 미생물 생장을 억제하여 제품의 안전을 위한 추가적인 장벽 작용을 한다 (Karabiyikli et al., 2015). pH가 4.96인 유자과피 분말을 첨가한 유화형 소시지에서는 첨가량이 증가함에 따라 pH가 감소하였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다 (Lee et al., 2004). 눈개승마 분말의 pH가 4.94로 대조구에 비해 산성이기 때문에 유화형 돈육 소시지에 첨가함에 따라 pH를 감소시킨 것으로 사료되며, 이러한 결과로 보아 유화형 돈육 소시지에 눈개승마 분말을 첨가하는 것은 pH를 감소시켜 미생물의 생장을 억제시켜 제품 저장 특성의 향상을 도모할 수 있을 것으로 생각된다.

눈개승마 분말의 첨가량이 증가할수록 가열 전과 후의 명도는 유의적으로 낮아지는 경향을 나타내었다 (p<0.05). 가열 전 적색도는 첨가량의 증가에 따라 유의적으로 낮아졌으며, 가열 후 적색도는 눈개승마 분말을 3% 첨가한 처리구가 모든 처리구에서 유의적으로 가장 높았다 (p<0.05). 가열 전 황색도는 눈개승마 분말 처리구들이 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었으며 (p<0.05), 가열 후의 황색도는 눈개승마 분말의 첨가 수준이 높아짐에 따라 유의적으로 증가하였다 (p<0.05). 육제품의 색도는 제조에 첨가되는 첨가제의 종류와 가열 시 발생하는 maillard reaction에 의해 caramelize되어 착색색소인 melanoidin의 형성으로 갈색화되어 색도 변화에 영향을 준다 (Jeong et al., 2018; Jung et al., 2002). 또한 육제품의 지방 함량의 감소는 일반적으로 명도를 감소시키고, 적색도를 증가시킨다 (Choe and Kim, 2019). 이러한 결과로 보아 눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 색도 변화는 눈개승마 분말이 지닌 고유의 색이 영향을 주어 황색도의 증가가 이루어졌으며, 가열 후의 적색도는 가열에 의한 maillard reaction으로 증가하였고, 눈개승마 분말의 첨가량이 증가함에 따른 상대적인 지방 함량의 감소로 인해 명도 값이 감소한 것으로 사료된다.

Table 4는 눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 가열수율과 보수력을 나타내었다. 가열수율은 눈개승마 분말을 첨가한 처리구가 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 높았으며, 3% 처리구가 다른 처리구에 비해 가장 높은 값을 나타내었다 (p<0.05). Choi 등 (2015)의 연구에서는 돈육 패티에 밀 식이섬유를 첨가하면 가열 시 수분과의 결합능력을 높여 결합수의 삼출을 낮추어 가열수율이 증가한다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 또한 우육 햄버거 패티에 식이섬유가 풍부한 고구마를 첨가한 연구에서 고구마를 첨가한 처리구들이 가열수율이 증가한다고 하였다 (Kim, 2018). 이러한 결과로 보아 눈개승마 분말을 육제품에 첨가하면 눈개승마에 함유된 식이섬유로 인해 가열수율이 증가하고, 육제품의 제조 시 제품의 손실을 줄여 경제성이 높은 제품의 생산이 가능하다고 사료된다.

보수력은 식육에 절단, 분쇄, 압착, 열처리 등의 물리적 자극이 가해졌을 때 식육이 함유하고 있는 수분을 유지하려는 성질이다 (Choi et al., 2009). 보수력은 눈개승마 분말을 첨가한 처리구가 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 보였다 (p<0.05). 식이섬유는 가열 시 팽창하여 gel을 형성하는 특징을 가지고 있으며, 내부에 존재하는 녹말과 펙틴 같은 다당류가 단백질과 상호작용하여 가열 중 수분의 삼출을 감소시킨다 (Garcia-Garcia and Totosaus, 2008; Zaini et al., 2020). 분쇄형 돈육 육제품에 미강 식이섬유를 첨가하였을 시에 보수력이 높아졌다는 보고가 있으며 (Choi et al., 2008), 닭고기 패티에 밀과 귀리 겨를 첨가한 연구에서는 식이섬유가 패티를 가열하는 동안 수분을 보유하여 보수력이 증가하였다고 하였다 (Talukder and Sharma, 2010). 따라서 식이섬유를 함유한 눈개승마 분말의 첨가는 육제품의 보수력을 향상시키며, 제품의 생산량, 조직감, 기호성의 개선에 응용할 수 있을 것이라고 판단된다.

Fig. 1은 눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 유화안정성을 나타낸 그림이다. 식이섬유는 육제품 내의 수분과 수소결합, 이온결합 및 표면장력에 의해 결합되어 수분리와 유분리를 감소시킨다고 알려져 있다 (Lee et al., 2008). 유화안정성 수분리와 유분리는 눈개승마 분말을 3% 첨가한 처리구가 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 낮았으며 (p<0.05), 눈개승마 분말을 1%와 2% 첨가한 처리구는 3% 첨가한 처리구와 유의적인 차이를 보이지 않았으나 낮아지는 경향을 나타내었다. 식이섬유는 수분과 수소결합, 이온결합 및 표면장력에 의해 결합되는 특성이 있어 육제품에 첨가하면 가열수율을 증가시켜 수화력과 지방 보유 능력을 향상시킨다고 알려져 있다 (Cofrades et al., 2008; Lee et al., 2008). 식이섬유 함량이 높은 카카오 열매 껍질을 돈육 소시지에 첨가한 연구에서는 수분과 지방의 손실을 감소시켰다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 보였다 (Choi et al., 2019). 이로 보아 눈개승마 분말에 함유된 식이섬유가 소시지 내에 수분 및 지방과 결합하여 유화안정성을 향상시켜 주었으며, 육제품 제조 시 3% 이상의 눈개승마 분말 첨가는 유화물의 수분과 지방의 결합력을 향상시켜 제품의 안정성을 높여줄 것이라고 사료된다.

Fig. 1. Emulsion stabillity of emulsion-type pork sausage formulated with various levels of A. dioicus powder. ^a,bMean in the same bars with different letters are significantly different (p<0.05). A. dioicus: Aruncus dioicus var. kamtschaticus (Maxim.) H. Hara.

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눈개승마 분말을 첨가한 유화형 돈육 소시지의 지방산패도 측정 결과는 Fig. 2에 나타내었다. 지방산패도는 눈개승마 분말을 첨가한 처리구가 무첨가 처리구에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다 (p<0.05). 이는 눈개승마가 함유한 페놀 화합물이 free radical과 결합하여 안정화된 공명구조를 이루어 free radical을 소거하는 항산화 효과에서 기인한 것으로 사료된다 (Park et al., 2017; Soobrattee et al., 2011). 폴리페놀을 함유한 민들레 추출물을 분쇄돈육에 첨가한 연구에서는 지방산패도가 감소하였으며, 돈육햄에 플라보노이드 및 폴리페놀을 함유한 흑마늘 추출물을 첨가하면 지방산패의 감소가 관찰되었다고 보고되어 본 연구와 유사한 결과를 보였다 (Choi et al., 2015; Yang et al., 2011). 이러한 결과로 보아 항산화 능력을 지닌 눈개승마 분말의 첨가는 육제품의 지방 산패를 억제시킬 수 있고, 제품의 저장 특성 향상을 도모할 수 있다고 생각된다.

Fig. 2. Thiobarbituric acid reactive substance of emulsion-type pork sausage formulated with various levels of A. dioicus powder. ^a,bMean in the same bars with different letters are significantly different (p<0.05). A. dioicus: Aruncus dioicus var. kamtschaticus(Maxim.) H. Hara.

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