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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.49 No.5 pp.257-265
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2015.49.5.257

Quality Characteristics of Low-fat Sausages containing Lentinus edodes powder and a Fat Replacer

Joo H. Bang, Hong C. Lee, Koo B. Chin*
Dept. of Animal Science, and Functional Food Research Center, Chonnam National University, 77 Yongbong-ro, Buk-gu, Gwangju, 61186, Korea
Corresponding author : Koo B. Chin Tel: +82-62-530-2121 Fax: +82-62-530-2129 kbchin@chonnam.ac.kr
November 6, 2014 July 28, 2015 September 14, 2015

Abstract

This study was carried out to investigate the quality characteristics of low-fat (< 3%) sausages(LFSs) containing Lentinus edodes powder(LE) with different levels (0~1.0%) and a fat replacers(FR) as compared to quality of regular-fat (20%) and low-fat (< 3%) sausages(RFC and LFC). Increased LE level did not affect the pH, chemical compositions(%), and hunter color values (lightness, redness, and yellowness) of LFSs as compared to those of counterparts(RFC or LFC) (P>0.05). However, LE at the level of 0.5% or higher decreased the expressible moisture(EM, %) and textural properties (p<0.05) as compared to either regular-fat or low-fat sausage control(RFC or LFC) and LFS with fat replacer alone and/or 0.25% of LE (p<0.05). These results also were shown at sensory attributes (flavor, saltiness, juiciness, and overall acceptances). In conclusion, the proper level of LE powder to incorporate into LFSs was recommended less than 0.25% to have similar characteristics to those with the regular-fat control.


표고버섯가루와 지방대체재를 첨가한 저지방 소시지의 품질특성

방 주화, 이 홍철, 진 구복*
전남대학교 동물자원학부 및 기능성식품연구센터

초록

표고버섯가루(Lentinus edodes powder, LE)첨가량 (0~1%)과 지방대체재를 첨가한 저지방 소시지의 이화학적 및 조직학적인 성상과 관능특성에 대하여 조사하였고, 기존의 유화형 소시지와 유사한 성상을 갖는 저지방 처리구를 선별하고자 본 연구를 실시하였다. LE 첨가량이 증가함에 따라 명도는 낮아졌으 나, 황색도는 증가하였다. 또한 유리수분양이 많아졌으며, 특히 LE를 0.5% 이상 첨가할 때, 지방대체 재가 함유된 저지방 소시지 LE 무첨가 조건과 유의적인 차이를 보였다. LE 첨가량이 증가할수록 유의 적으로 조직감이 낮아졌으며, 특히 0.5% 이상 첨가할 때, 유화형 및 저지방 소시지 대조구와 지방대체 재를 첨가한 저지방 소시지 LE 무첨가 조건과 유의적인 차이를 보였다 (p<0.05). 이러한 보수성과 조 직감의 감소는 관능성상에서도 유사하게 나타났다. 결론적으로 제품의 결함이 없는 기능성 저지방 소시 지를 제조하기 위한 LE 첨가량은 0.25%이하로 제안하였다.


    서론

    고도의 경제 성장과 소비자들의 생활 편리성 및 외래문화 수입 등에 의한 식생활 변화에 따라 콜 레스테롤이 포함된 고지방 식이인 동물성 식품의 과잉섭취로 인하여 각종 성인병의 주요 원인임이 밝혀졌다. 성인병 질환 중 비만은 심혈관계 질환 과 관련 있는 저단백, 혈청지질이 비정상적 수치 를 보이며 중성지방과 혈청 총 콜레스테롤 함량이 높기 때문에 동맥경화, 고혈압, 간 기능 장애를 야기 시킬 뿐만 아니라 심혈관계 질환의 발병률과 사망률이 높다(AHA, 2000; WCRF, 2007). 이와 같은 추세에 따라 소비자들이 건강에 대한 인식이 나 세계적인 식품 소비 패턴이 저지방 육제품, 저 지방 우유나 생선류 같은 저지방 기능성 식품으로 바꿔지고 있어서 육제품의 지방함량이 감소되고 있는 실정이다(Jimenez-Colmenero et al., 2001; Arihara, 2006; Jochen et al., 2010; Hygreeva & Radhakrishna, 2014). 육제품에 함유된 지방은 풍 미나 조직감에 중요한 역할을 함으로써 저지방, 저 염 식품에 소비자들의 욕구를 충족시킬 수 있는 맛, 향미, 조직감이 증진된 기능성 저지방 소시지를 개 발하고자 하며(Lee & Chin, 2010), 최근 육제품의 증량제나 결착제로 많이 사용되어지고 있는 일부 식 물성 식품으로 대체하여 기존의 유화형 유제품과 유 사한 조직감을 갖게 하면서 단가가 절감되고 영양가 가 우수한 육제품의 개발이 활발하게 연구되고 있다 (Jeon & Sohn, 1994; Choi & Chin, 2002; Chin et al., 2004a; Lee & Chin, 2009).

    표고버섯(Lentinus edodes, Shiitake mushroom) 은 분류학적으로는 민 주름 버섯목송이과에 속하는 식용버섯으로 야생에서는 동남아지역 등에서 참나무 와 같은 활엽수의 마른 가지에서 주로 발생한다. 이 표고버섯의 생산량은 생 표고버섯의 경우 2002년도 의 기준으로 1995년도에 비해 21,545톤 생산되었으 며, 계속적으로 증가하는 추세였으나(Jung et al., 2003a), 최근 통계청 임산물생산조사 자료에 따르면 표고자목 수급의 어려움 등으로 표고버섯 생산량이 계속 감소되어 2013년 17,967톤으로 조사되었다 (KOSIS, 2013). 표고버섯은 필수 아미노산 등의 함 량이 높고 저 열량 고 단백 식품으로 필수 영양소를 비롯하여 칼슘, 인, 철 등의 무기질과 비타민(Vitamin A, B1, B2, C, E),불포화 지방산이 상당량 함유되어 있다(Hwang, 1983; Longvah & Deosthale, 1998; Manzi et al., 1999). 또 유황화합물인 lenthionine 에 의한 독특한 향기를 가지고 있으며(Ahn et al., 1987), 표고 균사체에 의한 암세포 성장억제에 효과 가 있다(Lee & Park, 1998; Hwang et al., 2003). 이 외에 표고버섯에서 항균성 물질을 추출하여 식품 보존제로 사용할 수 있으며(Hatvani, 2001; Kim et al., 2003), 표고버섯이 혈중 콜레스테롤 감소, 체 중감소 효과(Cho et al., 2002; Kweon et al., 2002), 혈당을 낮추어 당뇨환자의 고지혈증을 막는 기능을 갖고 있고(Cho et al., 2002), 최근에는 식 용버섯보다는 건강식품으로써 재배와 소비가 급증하 고 있다(Jung et al., 2003a). 이처럼 표고버섯은 약리작용을 갖는 식품이지만 건조시킬 때 독특한 맛 과 향이 생기게 되어 장기간 보존 할 때 저장 조건 에 의해 대기 중의 수분을 흡습하여 건조식품 품질 에 영향을 주게 되므로(Ko et al., 1999), 일반적으 로 열풍 건조하여 저장 및 유통되고 있다.

    표고버섯을 이용한 식품의 적용 연구로는 표고버 섯 함유 어묵의 물성 특성(Son et al., 2003), 버섯 을 첨가한 전통 고추장의 품질 특성(Ahn et al., 2003), 표고버섯이 함유된 간장의 발효 중 품질 특 성(Jang et al., 2003), 표고버섯 가루를 활용한 식 빵의 제품 개발(Roh, 2000), 표고버섯을 첨가한 햄 버거 패티의 품질특성(Lee, 2001) 등의 연구가 활발 히 이루어지고 있다.

    따라서 본 실험은 표고버섯을 가공 식품 소재로써 이용가치를 증대시키고, 영양성, 기호성, 상품성이 향상된 고품질의 기능성 소시지를 개발하고자 저지 방 소시지에 표고버섯 가루를 첨가하여 이화학적, 기능적 및 조직학적 품질평가와 관능검사를 실시하 여 저지방 소시지의 품질에 영향을 주지 않는 표고 버섯가루의 최적 함량을 구하기 위하여 실시하였다.

    재료 및 방법

    1.공시재료

    국내산 돈육의 뒷다리(Ham) 부분을 식육도매점에 서 구입하여 외부지방과 결체조직을 제거하고, 만육 시킨 후 시료로 사용할 때까지 진공 포장하여 동결 시켰다. 동결시킨 원료 돈육을 가공 전에 냉장실에 서 약 하루 동안 해동 시킨 후 사용하였다.

    2.저지방 소시지 제조

    해동시킨 원료육은 세절기(K15, Talsa, Xirivella, EU)로 약 30초 동안 갈아 준 후 식염, 아질산염 (Sodium nitrite blend; 150 ppm NaNO2), 에리소 르빈산염(Sodium erythorbate), 인산염(Sodium tripolyphosphate, STPP)을 첨가하고, 빙수 절반과 함께 1:4로 수화시킨 Gelcarin(ME 8121, FMC Corp., Philadelphia, PA, USA)과 대두단백질을 지방대체재로 차례대로 넣고, 약 2분 30초 동안 세 절하여 염용성 단백질을 추출시켰다. 2차 세절시 지 방과 표고버섯가루(장흥표고유통공사, 전남 장흥군, 한국)을 Table 1과 같이 각각 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1%로 첨가한 후 나머지 조미료, 향신료, 빙수를 넣 고 약 2분간 혼합하였다. 고기반죽을 cellulose casing에 충전시켰고 훈연기(Smoke chamber, ES-13, Nu-Vu Food System, Menomiee, USA)에 서 내부 중심 온도가 71.7℃ 될 때까지 가열시켰다 (Chin et al., 2004b).

    가열 후 단백질 겔이 안정화 되도록 빙수에서 급 속히 냉각시킨 후 진공포장기(600MX, Taevac. Co. LTD, Yoiwang City, Kyungki, Korea)로 포장 한 후 4℃ 냉장고에서 냉장 저장하여 이화학적, 기능 적, 조직학적 성상을 평가하였고, 또한 관능검사를 실시하였다.

    3.pH와 일반성분검사

    pH는 고체용 pH-meter(Model 340, Mettler- Toledo, Schwarzenbach, Switzerland)로 소시지 시료를 5번 반복 측정하여 평균치를 구하였다. 일반 성분검사는 AOAC(1995) 방법으로 수분은 오븐건조 법(102℃, 16 시간), 조지방은 Soxhlet 지방 추출법, 조단백질은 단백질 분석기(Kjeltech auto system, Buchi B-322, Switzerland)로 측정하였다.

    4.육색검사

    육색(Hunter color values)은 Chroma Meter (CR - 10, Minolta Corporation, Ramsey, NJ, USA)를 사용하여 소시지의 앞면 (내부)과 옆면 (외부)을 각각 3번 측정하여 그 평균치를 L*(명도, lightness), a*(적색도, redness)와 b*(황색도, yellowness) 값으로 평가하였다.

    5.유리수분(%)

    보수력(water holding capacity, WHC)은 유리 수분양(expressible moisture, EM, %)을 측정하였 으며, 시료 약 1.5 g을 세 겹의 여과지(Whatmann #3)로 싸고 원심분리기(HA-1000-3, Hanil Industrial. Co., Incheon, Korea)로 1000×g에서 20분간 원심 분리 시킨 후, 유리 수분의 양(%)을 측정한 시료 양 에 대한 %로 나타내었다.

    유리수분 EM , % = 유리수분 양 × 100 시료의 양 무게

    6.가열감량(%)

    각 처리구별로 가열 후의 수분감량을 조사하였다.

    가열감량 cooking loss ,  CL, % = 가열 전 시료함량 가열 후 시료함량 × 100 가열 전 시료 함량 g

    7.조직감 검사

    육제품의 물성은 Bourne(1978)의 방법으로 Instron Universal Testing Machine (Model 3344, Canton, MA, USA)를 이용하여 조직감 검사 (texture profile analysis, TPA)를 실시하였다. 분 석조건은 소시지의 직경을 13mm의 높이로 균일하 게 자른 다음, 50kg load cell을 이용하여 2번 물림 (two-cycle compression)으로 원래 높이의 약 75% 까지 가하고, 가압속도 2mm/s로 경도(hardness, gf), 응집성(cohesiveness), 저작성(chewiness), 검 성(gumminess)등을 평가하였다.

    8.관능검사

    소시지의 관능검사는 실험실원 7~8명의 평가요원 을 통해 향미, 조직감, 다즙성, 색, 염도 종합적인 맛을 평가하기 위해 실시하였다.

    9.통계분석

    SAS(1989) 프로그램을 이용하여 3회 반복한 실험 결과를 일원배치법(One-way analysis of variance, 1 way-ANOVA)으로 분석되었으며, 분산분석 후 각 실험항목별로 유의차가 확인된 결과는 Duncan's 다 중검정법으로 사후검정 하였다(P<0.05).

    결과 및 고찰

    1.표고버섯가루 첨가 저지방 소시지의 이화학적 및 기능적 성상 평가

    지방대체재를 첨가한 저지방 소시지에 표고버섯가 루(Lentinus edodes powder, LE)첨가량을 각각 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0%로 첨가하였을 때 조사한 이 화학적 및 기능적 성상은 Table 2-3과 같다. pH, 일반성분 함량은 표고버섯가루 첨가량에 따른 유의 적 차이가 없었으므로 (P>0.05), LE 첨가가 pH나 일반성분에는 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다. 보수력은 표고버섯가루를 첨가했을 때, 유리수분량 (expressible moisture, EM, %)이 많이 발생하는 경향을 보이며, LE 0.5~1.0%와 지방대체재를 첨가 한 저지방 소시지 LE 무첨가구와 유의적 차이를 보 이며 감소했다 (P<0.05) (Table 3). 이는 깻잎 분말 을 첨가한 돈육소시지에서 깻잎분말은 보수력에는 영향을 미치지 않았으며(Jung et al., 2003b), 밀가 루와 같은 전분에 미강 식이섬유를 여러 가지 함량 으로 첨가했을 때 보수력이 오히려 증가한다는 이전 연구(Lee & Moon, 1994)와 상이한 결과이다. 이것 은 깻잎분말이 0.3%로 미미한 첨가수준이었고, 소 시지 제조에 사용된 돈육 부위 및 지방함량의 차이 에 의해 보수력에 미치는 효과가 미미했던 것으로 사료된다. 한편 표고버섯 균사체에서 추출한 식이섬 유는 약 7배의 물을 흡착할 수 있어 보수성을 높인 다는 Lee et al(1995)의 연구와 같이 식이섬유가 보 수력의 증가에 기여한 것으로 사료되며, 본 연구에 서는 오히려 표고버섯가루의 첨가가 단백질과 단백 질 또는 수분과 단백질 사이의 결합을 방해하며 유 화형소시지(RFC)에 비해 수분함량이 상대적으로 높 은 저지방소시지(LFSs)의 보수력과 조직감 감소에 영향을 준 것으로 사료된다. 반대로 가열 중 수분의 유리(cooking loss, CL, %)는 6.41~8.13%로 유의 적인 차이가 없었다 (P>0.05). 한편, 육색검사 결과 에서는 LE 첨가량이 적었기 때문에 소시지에 미치 는 영향이 미미하였다.

    2.표고버섯가루 첨가 저지방 소시지의 조직학적 및 관능성상 평가

    지방대체재(fat replacer, FR)를 첨가한 저지방 소시지(low-fat sausages, LFSs)에 표고버섯가루 (Lentinus edodes powder, LE) 첨가량을 각각 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0%로 첨가하였을 때 조사한 조 직학적 성상은 Fig. 1과 같다. 조직감 검사 결과, 모든 조직감 평가 항목에서 지방대체재만 첨가한 처 리구(LFC+FR+LE0%)는 기존의 유화형 소시지 대조 구(RFC)와 유사한 조직감을 나타낸 반면에 LE 0.5%에서 1%의 첨가는 RFC와 비교했을 때, 유의적 으로 조직감이 감소되었고, LE 0.25% 첨가구도 탄 력성(springiness)와 응집성(cohesiveness)를 제외 한 경도(hardness), 검성(gumminess) 및 씹힘성 (chewiness)이 유의적으로 감소하였다(Fig. 1). 이 러한 결과는 복합 지방대체재를 첨가시 유화형 소시 지와 유사한 조직감을 나타냈다는 Choi & Chin(2002)의 연구 결과와 유사하였으나, 지방대체 재(FR)와 표고버섯가루(LE)의 복합첨가는 단백질 간 의 결합력 감소에 영향을 주어 조직감 저하 현상을 야기한 것으로 사료된다. Jung et al(2003)b의 이전 연구에서 깻잎 가루가 물성에 영향을 줄 수 있는 미 미한 수준이기 때문에 깻잎 가루의 첨가에 영향 받 지 않았다는 연구결과와 본 연구결과와 차이가 있었 다. 이는 표고버섯가루(LE) 첨가량 (~1%)이 조직감 에 영향을 미칠 수 있는 수준으로 평가될 수 있으 며, 특히 표고버섯가루(LE)에 함유되어 있는 섬유질 성분들에 의해 오히려 단백질과 단백질간의 결합을 일부 와해시킨 것으로 사료된다(Fig. 1).

    관능검사결과는 저지방대체재를 첨가한 저지방 소 시지(LFC+FR)에 표고버섯가루 (LE) 첨가량이 0.5~ 1.0%에서 선호도가 감소하는 경향을 보였다. 이와 달리 0.25% 첨가는 기존의 유화형 소시지의 관능성 상과 선호도가 유사한 것으로 나타났다(Fig. 2). 이 러한 결과를 종합해볼 때, 소시지의 품질특성을 위 하여 표고버섯가루 첨가량을 제한하여 0.25%이하로 첨가해야 한다고 사료되며 이러한 연구결과를 기초 로 기존의 유화형 또는 저지방 소시지의 관능성상과 유사한 특성을 부여하는 다양한 기능성 육제품이 개 발될 것으로 기대된다.

    표고버섯가루 첨가량이 증가함에 따라 저지방 소 시지의 색도, 유리수분양, 조직감 등이 유의적으로 변화되었다. 관능성상은 지방대체재를 첨가한 저지 방 소시지에 표고버섯가루 0.5~1%를 첨가할 경우에 선호도가 떨어진 반면에, 표고버섯가루 0.25% 첨가 조건에서는 유화형 소시지나 저지방소시지 대조구와 유사한 관능성상과 선호도를 보였다. 결론적으로 품 질에 영향을 주지 않는 기능성 저지방 소시지를 제 조하기 위한 표고버섯 첨가량은 0.25% 이하로 제안 되었다.

    Figure

    JALS-49-257_F1.gif

    Textural properties of low-fat sausages containing various levels of Lentinus edodes powder and a fat replacer. (A): Hardness (gf), (B): Springiness and cohesiveness (C): Gumminess (D): Chewiness RFC: Regular-fat sausage control; LFC: Low-fat sausage control; FR: Fat replacer; LE: Lentinus edodes powder

    JALS-49-257_F2.gif

    Sensory data of low-fat sausages with various levels of Lentinus edodes powder and a fat replacer. RFC: Regular-fat sausage control; LFC: Low-fat sausage control; FR: Fat replacer; LE: Lentinus edodes powder.

    Table

    The formulations(%) of regular-fat and low-fat sausages

    RFC: Regular-fat sausage control; LFC: Low-fat sausage control; FR: Fat replacer; LE: Lentinus edodes powder.
    1)Fat replacer(FR): Gelcarin, Soy protein at the ratio of 2:3.

    pH and proximate composition(%) of low-fat sausages containing various levels of Lentinus edodes powder and a fat replacer

    aMeans with same row having same superscript are not different (P>0.05).
    bMeans with same row having same superscript are not different (P>0.05).
    RFC: Regular-fat sausage control; LFC: Low-fat sausage control; FR: Fat replacer; LE: Lentinus edodes powder.

    Physicochemical and functional properties of low-fat sausages containing various level of Lentinus edodes powder and a fat replacer

    a-cMeans with same row having same superscript are not different (P>0.05).
    RFC: Regular-fat sausage control; LFC: Low-fat sausage control; FR: Fat replacer; LE: Lentinus edodes powder.
    *EM(%), expressible moisture; CL(%), cooking loss; Hunter L, lightness; a, redness; b, yellowness.

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