Ⅰ. 서 론
식육가공 산업에서는 제품의 품질 개선, 발색, 저장 및 보존성 향상 등의 목적으로 아질산나트륨, 인산염, 질산칼륨 등 합성 첨가물을 사용하고 있다(Kim et al., 2017). 아질산나트륨은 Clostridium botulinum의 독소 생성을 억제하고(Christiansen et al., 1974), 육색을 분홍색으로 발현시키는 등의 기능을 한다(Jeong, 2016). 아질산나트륨은 과다 복용 시 혈액에서 산소를 운반하는 헤모글로빈과 반응하여, 메트헤모글로빈을 형성한다(Kang and Lee, 2008). 이는 산소의 운반을 억제하여 청색증, 빈혈, 저혈압 등 증상의 원인이 된다(Cho et al., 2006). 또한, 식품 속 잔존 아질산나트륨은 제 2급 및 제 3급 amine류와 반응하여 위암, 식도암, 간암 등을 유발할 수 있는 nitrosamine을 생성한다(Lee et al., 1990). 우리나라는 아질산나트륨을 햄, 소시지, 베이컨 등 식육가공제품에 70 mg/kg 이하 수준으로 첨가하도록 규제하고 있으며, 1일 섭취 허용량(ADI)을 0.07 mg/kg 이하로 권장하고 있다(MFDS, 2017). 합성 첨가물의 유해성이 제기되자 천연 첨가물이 들어간 가공 육제품들의 관심이 증대되었다. 또한 합성 첨가물을 대체할 천연 재료 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. Lee 등(2015)은 자색고구마 분말을 첨가가 아질산염을 첨가한 소시지와 유사한 적색도 및 황색도를 나타내었다는 연구결과가 있으며, Jin 등(2011)은 백년초 분말 첨가가 기존 유화형 소시지와 유사한 조직감과 적색도를 나타내었다고 보고하였다.
레드비트는 비타민 A, 비타민 C, 엽산, 철분이 풍부하여 주스, 샐러드, 동치미 등의 요리에 활용된다. 또한, 항산화 물질인 betacyanin과 betaxanthin은 각각 붉은색, 황색의 천연색소로 소시지, 음료, 아이스크림 등에서 사용되고 있다. Lee와 Chin(2012)은 돈육 패티에 레드비트를 첨가했을 시 지방산화 억제능력을 보여 저장성 증진에 기여한다는 연구결과와 Kang과 Lee(2003)는 레드비트 색소와 키토산 첨가는 소시지의 적색도를 상승시키며 색의 안정화에 기여한다고 보고하였다. Jeong 등(2010)은 레드비트를 첨가한 저지방 소시지에서 적색도를 증진시키며, 발색의 안정성을 보인다고 보고하였다. 이러한 연구의 일환으로 레드비트는 식육제품의 품질 및 색을 개선해줄 것이라고 사료된다.
따라서 본 연구는 아질산염을 첨가한 유화형 소시지와 레드비트 분말 함량 수준에 따른 유화형 소시지 간에 이화학적 특성 변화를 비교 분석하여 레드비트의 아질산염 대체 효과를 알아보았다.
Ⅱ. 재료 및 방법
본 실험에서 사용된 돈육은 도축 후 24시간이 경과된 돈육 후지(Hongjumeat, Korea)를 이용하였으며, 레드비트는 산해식품(Korea)에서 구입하여 사용하였다. 돈육과 등지방은 3 mm plate를 장착한 grinder(PA-82, Mainca, Spain)를 사용하여 분쇄하였으며, 돈육(60%)과 등지방(20%), 빙수(20%)를 bowl cutter(K-30, Talsa, Spain)로 세절하고, 전체 중량에 대해 NPS 1.2%, Salt 1.2%, Suger 1%, Mixed spice 0.6%, 레드비트는 처리구에 각각 1%, 2%, 3%씩 첨가하여 제조하였다. 제조한 유화물은 천연 돈장에 충진기(EM-12, Mainca, Spain)를 이용하여 충진하고 80℃ chamber(10.10ESI/SK, Alto Shaam, USA)에서 30분간 가열 후 10℃에서 20분간 냉각하였다. 제조한 소시지는 4℃에서 보관하면서 실험에 사용하였다.
일반성분은 AOAC 방법에 의하여 수분 함량은 105℃ 상압건조법, 단백질 함량은 켈달 질소 정량, 지방 함량은 속슬렛 지방추출, 회분 함량은 550℃ 직접회화로 측정하였다.
pH는 시료 4 g을 채취하여 증류수 16 mL와 혼합한 후, ultra turrax(HMZ-20DN, Pooglim Tech, Korea)를 사용하여 8,000 rpm에서 1분간 균질한 후 유리전극 pH meter(Model S220, Mettler-Toledo, Switzerland)로 측정하였다.
색도는 가열 전후 안쪽 단면을 색도계(CR-10, Minolta, Japan)를 사용하여 명도 CIE L*,적색도 CIE a*, 황색도 CIE b*를 측정하였다. 이때의 표준색은 CIE L*+97.83, CIE a*‒0.43, CIE b*+1.98인 백색 표준판을 사용하였다.
보수력(Water holding capacity, WHC)은 원심분리법을 이용하여 측정하였다. 여과지 (Whatman No. 4)에 시료 5 g을 넣은 후, 50 mL falcon의 바닥까지 넣는다. 원심분리는 원심분리기(Supra R22, Hanil, Korea)를 이용하여 4℃, 1,000 rpm에서 10분간 원심 분리하여 계산하였으며, 그 식은 아래와 같다.
A = (원심분리 전 무게 (g) × 수분함량 (%)) / 100
B = (원심분리 전 무게 – 원심분리 후 무게)
물성은 texture analyzer(TA 1, Lloyd, USA)를 이용하여 측정하였다. 시료는 돈육 유화물을 chamber(10.10ESI/SK, Alto Shaam, USA)에서 80℃ 30분간 가열한 후 10℃에서 20분간 냉각한 후 가로 2.5 cm, 세로 2.0 cm 크기로 준비하여 상온에서 측정하였다. 분석조건은 25 mm cylinder probe를 장착하고, pre-test speed 2.0 mm/s, post-test speed 5.0 mm/s, maximum load 2 kg, head speed 2.0 mm/s, distance 8.0 mm, force 5 g으로 설정하였다. 측정된 경도(Hardness, kg), 탄력성(Springiness), 응집성(Cohesiveness)을 기록하였고, 이를 이용하여 검성(Gumminess, kg)과 씹음성(Chewienss, kg)를 산출하였다.
Ⅲ. 결과 및 고찰
레드비트 분말을 첨가한 유화형 소시지의 일반성분 분석 결과는 Table 1과 같다. 수분 함량과 지방 함량은 대조구와 처리구들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 단백질 함량은 레드비트 분말 3%를 첨가한 처리구가 대조구 및 다른 처리구들에 비해 유의적 높은 값을 보였으며(p<0.05), Jin 등(2011)의 백년초 분말을 첨가한 소시지가 대조구보다 유의적 높은 단백질 함량을 나타냈다는 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 회분 함량은 레드비트 분말 2%, 3%를 첨가한 처리구들이 대조구에 비해 유의적 높은 값을 나타내었으며(p<0.05), 이는 레드비트에 풍부한 식이섬유 때문이라고 사료된다. Lee와 Kim(2016)은 프랑크푸르트 소시지에 식이섬유가 풍부한 고추씨 분말을 첨가했을 시 대조구보다 유의적 높은 회분함량을 보였다고 보고하여 이와 유사한 결과를 나타내었다.
Table 2에는 레드비트 분말을 0%, 1%, 2%, 3% 첨가한 유화형 소시지의 pH 및 색도 분석 결과를 나타내었다. 가열 전 pH 측정 결과, 레드비트 분말의 함량에 관계없이 대조구와 처리구간에 유의적 차이를 보이지 않았다. 가열 후 pH는 레드비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며(p<0.05), 3%의 레드비트 분말을 첨가한 처리구가 5.69로 가장 낮은 값을 나타내었다. Chio 등(2017)은 레드비트를 첨가한 돈육 유화물의 pH가 첨가량이 증가할수록 낮아진다고 보고하여 이와 유사한 결과를 나타내었다. 가열 전·후 명도는 레드비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아지는 경향을 보였다(p<0.05). Jeong 등(2010)의 레드비트를 첨가한 소시지 처리구들이 대조구보다 낮은 명도를 나타냈다는 연구결과와 유사한 추세를 나타내었다. 가열 전 적색도는 레드비트 분말을 첨가한 처리구들이 대조구에 비해 유의적 높은 적색도를 나타냈으며(p<0.05), 가열 후 적색도는 레드비트 2%, 3%를 첨가한 처리구들이 대조구에 비해 유의적 높은 값을 보였다(p<0.05). 가열 전 후 황색도는 대조구에 비해 처리구들이 유의적 높은 값을 나타냈다(p<0.05). 이는 레드비트의 betacyanin과 betaxanthin이 각각 적색도, 황색도를 증진시켰다고 사료되며, Ha(2016)의 레드비트분말을 첨가한 돈육소시지에서 높은 적색도와 황색도를 보였다는 연구결과와 유사한 결과를 나타내었다.
NPS를 첨가한 유화형 소시지와 레드비트 분말을 1%, 2%, 3%를 각각 첨가한 돈육 소시지의 가열수율은 Fig. 1에 나타내었다. 레드비트 분말을 3%를 첨가한 처리구는 대조구와 유의적 차이를 보였으며(p<0.05), 81.29로 가장 높은 값을 보였다. 이러한 결과는 레드비트의 식이섬유가 수분을 흡수하는 능력이 우수하여 레드비트를 첨가한 유화형 소시지의 가열수율이 증가한 것으로 사료된다. Kim과 Kim(2017)은 유화형 소시지에 식이섬유가 다량으로 함유되어 있는 홍국 분말을 유화형 소시지에 첨가하였을 때 대조구에 비해 처리구에서 낮은 가열감량을 나타냈다는 연구결과와 유사한 결과를 나타내었다.
Fig. 2는 레드비트 분말을 각각 0%, 1%, 2%, 3% 첨가한 소시지들 간의 보수력 측정 결과를 나타낸 그림이다. 보수력은 육제품에서 가열수율 뿐만 아니라, 조직감에 영향을 미치며, 나아가 소비자의 기호성에도 중요한 요인으로 작용하기 때문에 중요하다(Wierbicki et al., 1957). 보수력은 3%의 레드비트 분말을 첨가한 처리구가 대조구에 비해 유의적 높은 보수력을 나타냈다(p<0.05). Choi 등(2015)은 밀과 현미 식이섬유 각각 첨가한 돈육 유화물이 대조구에 비해 유의적 높은 보수력을 가진다고 보고하여 본 연구결과와 유사한 결과를 나타내었다.
시료의 물성(TPA)은 가열수율과 점도에도 영향을 받으며, 최종적으로는 소비자의 선호도에 영향을 주기 때문에 중요한 요인이다. 레드비트 분말을 첨가한 유화형 소시지의 TPA의 측정결과는 Table 3에 나타내었다. 모든 처리구들의 경도와 탄력성은 각각 2.84-3.82, 0.68-0.88 범위로 대조구와 처리구들간에 유의적 차이를 보이지 않았다. 응집성은 레드비트 분말 2%를 첨가한 처리구가 대조구와 다른 처리구들에 비해 유의적 높은 값이 나타났으며(p<0.05), 검성은 1.75-2.57 범위로 대조구 및 처리구들간에 유의적 차이를 보이지 않았다. 씹음성은 2%, 3%의 레드비트를 첨가한 처리구들이 각각 1.83, 1.92로 대조구에 비해 유의적 높은 값을 나타냈다(p<0.05). Choi 등(2008)은 미강 식이섬유를 첨가한 돈육 패티에서 유의적 높은 응집성과 씹음성을 보였다는 연구결과와 유사한 결과를 나타내었다.
Ⅳ. 요 약
본 연구는 레드비트 분말을 이용한 돈육 유화형 소시지의 아질산염 대체 효과를 확인하고자 실시되었다. 단백질 함량은 3%의 레드비트 분말을 첨가한 처리구에서 대조구와 다른 처리구들보다 유의적 높은 값을 보였으며(p<0.05), 회분 함량은 레드비트 분말 2%, 3%를 첨가한 처리구들이 대조구에 비해 유의적 높은 값을 보였다(p<0.05). 가열 후 pH는 레드비트 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 색도 측정 결과, 가열 전·후 명도는 레드비트 분말 첨가량이 증가할수록 감소하는 추세를 보였으며, 가열 전 적색도는 레드비트 분말을 첨가한 처리구들이 대조구에 비해 유의적 높은 적색도가 나타났다(p<0.05). 가열 후 적색도는 레드비트 분말 2%, 3%를 첨가한 처리구들이 대조구보다 유의적 높은 값을 보였다(p<0.05). 가열 전·후 황색도는 대조구에 비해 처리구들이 유의적 높은 황색도가 나타났다(p<0.05). 가열수율은 레드비트 분말을 3% 첨가한 처리구에서 대조구에 비해 유의적 높은 값을 보였고(p<0.05), 보수력 또한 레드비트 분말 3% 처리구에서 유의적 높은 보수력이 나타났다(p<0.05). 물성 측정 결과, 응집성은 레드비트 분말을 2% 첨가한 처리구에서 유의적 높은 값을 보였으며(p<0.05), 씹음성은 2%, 3% 처리구들이 대조구에 비해 유의적 높은 값을 나타내었다(p<0.05). 따라서 돈육 유화형 소시지에 레드비트 분말을 3% 첨가하였을 때 우수한 품질 특성과 색도를 나타내는 것으로 보아 아질산염 대체 효과에 적절하다고 사료된다.
