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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.50 No.3 pp.149-163
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2016.50.3.149

Comparison of Quality Characteristics and Antioxidant Activity in Loin Meat of Imported Beefs and Organic Hanwoo

Soo-Jung Lee1, Eun-Seon Ha2, Wen-Si Hu2, Nak-Ju Sung2,3*
1Institute of Agriculture and Life Science, Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
2Department of Food Science and Nutrition, Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
3Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
Corresponding author: Nak-Ju Sung +82-55-772-1431+82-55-772-1439snakju@gnu.ac.kr
October 1, 2015 March 31, 2016 April 8, 2016

Abstract

Korean organic Hanwoo was compared to imported beefs from the America and Australia on the quality characteristics and antioxidant activities. Crude lipid content was significantly higher in Hanwoo. Marbling of Hanwoo has been recognized as well among the comparison groups. Cooking loss of Hanwoo was significantly lower than imported beefs, and its water holding capacity was significantly higher. After cooking, share force was significantly lower in Hanwoo than imported beefs. Contents of total composition amino acid were lower in Hanwoo than imported beefs, but ratio of essential amino acid was higher in Hanwoo. In Hanwoo, contents of saturated fatty acid(SFA) were lower, and poly unsaturated fatty acid(PUFA) content was significantly higher than imported beefs. Especially, oleic acid content was ranged 53.95~ 56.05% in all tested beef samples, and its content was the highest in Hanwoo. Hanwoo was higher than imported beefs in MUFA/SFA ratio, but it was lower in PUFA/SFA ratio. Lipid peroxide content was significantly lower in Hanwoo than imported beefs during their storage for 21 days at 4°C. Contents of total phenolic and flavonoid were not significantly different among the comparison groups. Activities of DPPH and ABTS radical scavenging in Hanwoo was significantly higher than American beef, but not significantly different from Australian beef. Therefore, the quality and antioxidant activity of Hanwoo beef are thought to be more dependent on the MUFA than phenolic compounds.


수입 등심육과 유기 한우의 품질특성 및 항산화 활성 비교

이 수정1, 하 은선2, 호 문사2, 성 낙주2,3*
1경상대학교 농업생명과학연구원
2경상대학교 식품영양학과
3경상대학교 기초과학연구소

초록

유기 한우의 품질특성과 항산화 활성을 알아보기 위하여 미국산과 호주산 등심육과 비교하였다. 조지 방 함량은 한우육이 유의적으로 높았다. 생우육의 마블링 정도는 한우육이 월등히 우수한 것으로 인지 되었다. 수입산 우육에 비해 한우육의 가열감량은 유의적으로 낮은 반면 보수력은 유의적으로 높았다. 우육의 가열 후 전단가는 한우육이 수입육에 비해 유의적으로 낮았다. 구성아미노산 함량은 수입육에 비해 한우육이 낮은 함량이었으나, 필수아미노산의 비율이 한우육에서 다소 높았다. 또한 한우육은 포 화지방산 함량이 낮았으며, 다가불포화지방산 함량은 수입육에 비해 유의적으로 높았다. 특히 oleic acid 함량은 53.95~56.05%범위로 한우육에서 가장 많았다. 한우육은 수입산 우육에 비해 MUFA/SFA 비가 높고, PUFA/SFA비는 낮았다. 지질과산화물 함량은 4°C에서 21일 저장 이후에 한우육이 수입육에 비해 유의적으로 낮았다. 우육의 총 페놀 화합물 및 플라보노이드 함량은 시료간에 유의차가 없었다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성은 한우육이 미국산 우육에 비해 유의적으로 높았으나, 호주산 우육과 는 유의차가 없었다. 따라서 한우육의 품질과 항산화 활성이 페놀 화합물보다는 우육의 단일불포화지방 산에 더 의존적인 것으로 생각된다.


    서론

    식생활 수준의 향상으로 육류 소비의 증가와 함께 육류 섭취에 대한 인식이 변화되고 있다. 즉, 단순 한 소비 패턴에서 벗어나 고품질의 식육이나 안전성 등에 관심이 집중되고 있어 소비자의 기호에 맞으며 안전하고 질적으로 우수한 육류를 제공하기 위한 육 우의 사육에 대한 안전성 및 품질 확보가 중요시 되 고 있다.

    국내의 한우 소비는 2000년대 이후 소득 증가로 우 육의 소비량이 점차 증가 추세이며, 2010년에 1인당 8.8kg으로 육류 총소비량의 23.0%, 2011년에는 1인당 10.2kg(25.2%), 2013년에는 1인당 10.3kg(24.0%)으로 지속적으로 증가하는 경향에 있다. 특히 우육의 부 위 중 등심의 선호도가 43.5%로 가장 높은데 (Hwang et al., 2010), 우육 중의 근내 지방 함량 과 관련된 풍미의 우수성 때문인 것으로 알려져 있 다. 수입 우육 역시 2010년에 245천톤으로 2004년 이후 꾸준히 증가하고 있으며, 우리나라의 주요 우 육 수입국은 미국, 호주, 캐나다 및 뉴질랜드 등으 로 2013년 현재 호주산 수입육이 총 수입육의 55.6%를 차지하고 있다. 축산물은 수입개방, 악성 가축질병 등의 대외적인 요인에 의해 큰 영향을 받 으므로 국내에서 한우의 철저한 사양 관리와 신뢰성 있는 축산물의 유통, 한우육의 영양적 우수성 등이 확보된다면 한우의 안정적인 소비형태가 이루어질 것으로 예상된다.

    일반적으로 한우육은 가격이 수입육에 비해 높기 때문에 소비자에 의한 육질의 차등 인식 없이는 경 쟁이 어렵다. 따라서 한우육의 고품질화에 대한 지 속적인 연구와 동시에 한우육의 우수성을 밝혀 경쟁 력이 강화된 한우의 생산이 적극적으로 요구된다. 또한 한우육의 경쟁력은 근본적으로 생산비 경쟁에 서 취약하기 때문에 품질이 우수한 우육 생산을 통 한 차별화된 품질 유지와 소비계층을 확보하는 것이 중요하다고 생각된다.

    우육의 품질은 다양한 요인에 의해 영향을 받고 있는데, 우육의 품질 평가에서 조지방 함량, 전단 력 및 관능특성 등이 중요하게 인식되고 있다 (Muchenje et al., 2009). 특히 식육 내 지방은 맛을 좌우하는 지방산 조성에 영향을 주며(Bartoñ et al., 2007) 지질 함량이 품종에 따라 다른 것은 기본적 으로 유전자 발현이나 효소기작의 차이라고 보고되 어 있다(Padre et al., 2007). 또한 육색은 소비자 구매의사를 결정짓는 가장 중요한 외관적 특징으로 (Maher et al., 2005) 도축 전후의 비정상적인 취 급으로 암적색 육이 되면 색이 어둡고 맛이 없어 소 비자가 선호하지 않을 뿐만 아니라 저장성이 낮아진다 (Zhang et al., 2005). 이와 같은 육색의 차이는 품 종, 연령, 근내 지방, 수분 및 myoglobin 함량의 차이 에 의존한다고 보고되어 있다(Lawrie & Ledward, 2006).

    국내에서 한우육과 수입육에 대한 비교 연구는 오 래전부터 수행되어 왔는데, 한우육(+1, 1등급)과 호 주산 흑우(앵커스, 곡물비육)육의 부위(등심, 채끝, 우둔, 꾸리)별 비교에서 단백질 함량은 채끝, 등심 부위에서 한우육이 우수하였으며, 지방과 콜라겐 함 량은 한우육이 호주산 수입육보다 높았으며, 한우육 은 포화지방산 함량이 낮고 단일 불포화지방산 함량 이 더 높았다고 보고되어 있다(Cho et al., 2011b). 한우와 뉴질랜드산 흑우(앵커스)육의 부위(등심, 채 끝, 꾸리, 홍두깨)별로 근내 지방, 단일불포화 지방 산 및 리놀레산 함량이 한우육(+1 등급)에서 흑우육 보다 유의적으로 높았으며, 가열감량은 한우육이 적 어 한우육의 육질이 우수하였다는 보고도 있다(Cho et al., 2011a). 한우육과 호주산 Wagyu 쇠고기 채 끝육의 비교에서 지방 함량은 한우육(++1등급)에서 가장 높았고, 호주산 Wagyu 우육은 한우육(1등급) 과 비슷한 함량이었으며, 보수력은 한우육(++1등급) 에서 가장 높아 한우육에서는 등급간 관능적 특성면 에서 두드러진 차이가 없었다고 보고되어 있다(Lee et al., 2009). 우리나라에서 유기농 우육의 생산은 2001년 친환경육성법에 유기 축산물 인증 기준을 제정한 후 2005년에 처음으로 유기 인증 농가가 시 작되어 2007년 2월에는 53개 농가가 유기 축산물을 생산하게 되었다(Kim et al., 2007). 따라서 향후 안전한 유기 축산물에 대한 요구도가 점차 증가 추 세에 있으므로 유기 축산물에 대한 체계적이고 과학 적인 연구도 지속적으로 요구되고 있다. 상기의 보 고로 볼 때 한우육은 수입육에 비해 이화학적 특성 및 관능적 특성면에서 손색이 없으며, 수입육에 비 해 안전성이 확보된 우육이라 인지되나, 가격이 수 입육보다 경쟁력이 낮아 시장 경쟁에서 우위를 확보 하기 어려운 실정이다. 더욱이 우육의 품질 및 이화 학적 특성 연구는 다수 수행된 바 있으나, 기능성 특성면에서 과학적인 접근은 취약한 실정이다.

    따라서 본 연구는 유기 한우육과 수입량이 높은 미국산과 호주산 우육을 대상으로 이화학적 품질특 성 및 항산화 활성을 비교함으로써 유기 한우육의 품질정보 제공 및 경쟁력 제고를 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.

    재료 및 방법

    1실험 재료 및 추출

    본 연구에 사용된 유기 한우의 등심육은 산청친환 경유기한우육성사업단으로부터 제공받았으며, 미국 및 호주산 우육은 국내의 전문 수입육 업체로부터 ++1등급의 등심육을 구입하였다. 우육은 냉동 상태 로 구입하였으며 실험실에 옮긴 후 4℃의 냉장고에 서 24시간 해동한 후, 1.5cm의 두께로 근 섬유의 반대방향으로 슬라이스 하였다. 슬라이스된 우육은 블렌딩(NSG-1002SS, HANIL ELECTRIC., Seoul, Korea)하여 polyethylene bag에 각각 넣은 후 –40℃ 에 냉동보관해 두고 실험에 사용하였다.

    우육의 항산화 활성은 블렌딩한 우육 20g에 증류 수를 가하여 100mL로 정용한 후 실온에서 1시간 추 출하여 여과한 여과액으로 측정하였다.

    2일반성분 측정

    우육의 일반성분은 AOAC법(AOAC, 1995)에 따라 수분 함량은 105℃에서 상압가열건조법, 회분은 직 접회화법, 조지방 함량은 soxhlet 추출법, 조단백질 함량은 semi-micro Kjeldahl법에 따라 분석하였으 며, 탄수화물 함량은 100에서 수분, 회분, 조지방 및 조단백질 함량을 뺀 값으로 계산하였다.

    3색도, 가열감량, 보수력 및 전단가 측정

    색도는 슬라이스된 우육을 실온에 30분간 정치한 후에 색차계(CR-301, Minolta Co., Osaka, Japan) 로 등심육의 표면색을 20회 이상 반복 측정하였다. L값은 명도, a값은 적색도, b값은 황색도로 표시하 였으며, 시료의 전체적인 색차(E)를 계산하여 비 교하였다. 이때 표준 색판의 L값은 96.03, a값은 0.79, b값은 0.62였다.

    우육의 가열감량은 슬라이스된 등심육을 4×5cm 로 잘라 생시료의 중량을 측정한 후 polyethylene bag에 각각 넣은 후 70℃ water bath에서 30분간 중탕으로 가열하였다. 가열된 우육은 실온에서 30분 간 냉각하여 표면의 수분을 제거한 후 중량을 측정 하였으며, 이때 가열 전후 각 시료의 중량 차이를 가열감량으로 하였다.

    우육의 보수력은 시료를 1.5×1.5cm로 잘라 생 시료의 중량을 측정한 후 실온에서 3시간 정치한 다음, 원심분리관에 넣은 후 10,000rpm에서 20분 간 원심분리하였다. 원심분리 후 시료의 중량을 측정하여 중량 차에 의해 시료의 보수력을 산출하 였다.

    우육의 전단가는 습식 가열과 건식 가열의 2가지 조리법으로 실시하였다. 슬라이스된 우육을 4×4cm 로 자른 후 70℃ water bath에서 30분간 중탕으로 가열한 후 상온에서 30분간 냉각시킨 것을 습식가열 한 우육으로 하였으며, 동일한 크기로 자른 우육을 170~180℃의 예열된 팬에서 앞면은 2분, 뒷면은 1분 정도 구운 후 30분간 냉각한 것을 건식가열한 우육으 로 하였다. 이를 Texture analyzer(TA-XT Express, Micro Stable System, London, England)로 근섬유 방향과 직각 방향으로 절단하여 10~15회 반복하여 측정하였다. 이때 분석 조건은 pre-test speed 1.0mm/s, test speed 1.0mm/s, post-test speed 1.0mm/s, test distance 3.0mm, trigger force 1.0g이었으며, probe는 35mm stainless cylinder를 사용하였다.

    4구성아미노산 정량

    분해용 시험관에 블렌딩한 시료 0.3g과 6N HCl 3mL를 혼합한 다음 질소가스를 7분간 충전시킨 후 110℃의 heating block에서 24시간 동안 분해하였 다. 이를 냉각시켜 여과(Whatman No. 6)한 후 여 액을 모아 회전식 진공증발 농축기로 농축하였다. 여기에 pH 2.2 sodium citrate 완충용액을 가하 여 10mL로 정용한 후 0.2μm membrane filter 및 sep-pak C18 cartridge에 통과시켜 아미노산 자동 분석기(Amino acid analyzer 835, Hitachi, Tokyo, Japan)로 분석하였다.

    5지방산 분석

    우육의 지방산 분석은 Bligh와 Dyer법(Bligh & Dyer, 1959)에 따라 chloroform:methanol(2:1, v:v) 용액으로 추출한 다음 14% BF3-methanol 용 액을 이용하여 methyl ester화하였다. 최종적으로 n-hexane에 용해하여 gas-liquid chromatography (Shimadzu GC 14A, Shimadzu Seisakusho, Co. Ltd., Kyoto, Japan)를 이용하여 분석하였다. 이때 칼럼은 capillary column(Omegawax 320 fused silica capillary column, 30m×0.32mm×0.25μm film thickness, Supelco Inc., Bellefonte, PA, USA)을 사용하였으며, 분석 조건으로 시료 주입구, FI 검출기(flame ionization detector) 온도는 250℃ 로 하였으며, column oven의 온도는 180℃에서 8분 간 유지한 후 3℃/min으로 230℃까지 승온시킨 다음 15분간 유지하였다. Carrier gas는 He(1.0kg/cm2)을 사용하였고, split rate는 1:50으로 하였다. 내부 표 준물질로는 methyl tricosanoate(99%; Sigma-Aldrich Co., St Louis, MO, USA)를 사용하였으며, 분리된 지방산은 표준물질(Sigma-Aldrich Co.)의 retention time과 비교하여 동정하였다.

    6지질과산화물 정량

    함기포장된 우육을 4℃에 0, 7, 14 및 21일간 저장 하는 동안 지질과산화물의 함량 변화를 측정하였다. 시료 5g에 butylated hydroxy toluene(BHT) 50μL 와 증류수 15mL를 가한 후 15%의 trichloroacetic acid(TCA) 용액에 0.375%로 용해한 thiobarbituric acid(TBA)용액 2mL를 혼합한 다음 95℃ 항온 수조 에서 15분간 열처리 후 냉각시켜 5,000rpm에서 10 분간 원심분리시켰다. 상층액을 회수하여 분광광도 계(Optizen 2120UV, Mecasys Co., Ltd., Daejeon, Korea)로 시료 무첨가구를 대조로 하여 531nm에서 흡광도를 측정하여 malonaldehyde(MA) 함량으로 산출하였다.

    7관능평가

    우육의 관능평가는 각 시험구별로 육색(color), 마 블링 정도(marbling), 풍미(flavor), 맛(taste), 질감 (texture) 및 전체적인 기호도(overall quality)에 대해 5점 척도법으로 하였으며, 패널은 식품영양학 과 학부 및 대학원생 20명으로 구성하여 연구 목적 과 방법, 평가기준 등을 숙지시킨 다음 실시하였다. 육색과 마블링 정도는 생우육(10×10cm)을 대상으 로 평가하였으며, 풍미, 맛, 질감 및 전체적인 기호 도 평가는 5×5cm의 크기로 자른 후, 전자센서가 부 착된 팬(electric grill, CG-131M, Cuckoo, Seoul, Korea)을 미리 170~180℃로 예열한 후 우육의 앞 면을 2분 구운 후 뒤집어서 1분간 더 구웠다. 구운 시료는 실온에서 1분간 냉각시킨 후 동일한 크기로 자른 후 제시하였으며, 한 시료를 평가한 후 정수물 로 입안을 깨끗이 헹군 후 다음 평가를 하도록 하였 다. 시료의 평가는 육색, 마블링 정도, 풍미, 질감 및 전체적인 기호도가 좋을수록 높은 점수를 부여하 도록 하였다.

    8총 페놀 및 플라보노이드 정량

    총 페놀 함량은 Folin-Denis법(Gutfinger, 1981) 에 따라 우육 추출액 1mL에 Folin-Ciocalteu 시약 0.5mL, 10% Na2CO3 시약 0.5mL를 차례로 가하여 5초간 혼합한 후 실온의 암실에서 1시간 반응시켰 다. 시료 무첨가구를 대조로 하여 760nm에서 흡광 도를 측정하였으며, 시료의 총 페놀 화합물 함량은 gallic acid(Sigma-Aldrich Co.)를 사용하여 작성 한 표준 검량선으로 계산하였다. 플라보노이드 함량 은 추출액 1mL에 10% aluminum nitrate 0.1mL, 1M potassium acetate 용액 0.1mL, 80% ethanol 4.3mL를 차례로 가하여 혼합한 후 40분간 반응시 켜 시료 무첨가구를 대조로 하여 415nm에서 흡광도 를 측정하였다. Quercetin(Sigma-Aldrich Co.)을 표준물질로 하여 얻은 검량선으로 계산하였다(Moreno et al., 2000).

    9항산화 활성 측정

    DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성은 시료 추출액에 동량의 0.01%의 DPPH용 액을 혼합하여 실온에서 5분간 반응시킨 다음 517nm에서 시료 무첨가구를 대조로 하여 흡광도를 측정하였다(Blois, 1958). ABTS[2,2’-azinobis-(3- ethylbenzo-thiazoline–6-sulfonate)] 라디칼 소거 활성은 Re et al.(1999)의 방법에 의한 ABTS 기질 액 120μL에 시료 추출액 50μL를 혼합하여 실온에서 5분간 반응시켜 415nm에서 시료 무첨가구를 대조로 하여 흡광도를 측정하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성은 잔존하는 라디칼의 발색정도를 측정하여 라디칼 소거활성(%)으로 계산하였다.

    환원력은 시료 추출액, pH 6.6의 phosphate 완충 용액 및 1% potassium ferricyanide 용액을 동량씩 혼합하여 50℃의 수욕상에서 20분간 반응시킨 후 10% TCA 용액을 1mL 가하여 반응을 정지시킨 후 5,000rpm에서 5분간 원심분리하였다. 시험관에 상 층액을 1mL 취하여 증류수 및 0.1% ferric chloride 용액을 동량으로 혼합한 후 700nm에서 증류수를 대조로하여 흡광도를 측정하였다(Oyaizu, 1986).

    10통계분석

    반복 실험하여 얻은 결과는 SPSS 12.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 분산분석하여 평균±표준편차로 나타내었으며, 통계적 유의성은 일원배치 분산분석(one-way analysis of variance) 을 한 후 p<0.05수준에서 Duncan's multiple range test로 비교분석 하였다.

    결과 및 고찰

    1우육의 일반성분 함량

    우육의 일반성분을 분석한 결과는 Table 1과 같 다. 수분 함량은 미국산 우육이 호주산 및 한우육에 비해 유의적으로 높았으며, 회분 함량은 시료간에 유의차가 없었다. 조지방 함량은 한우육이 20.66%로 수입산 우육에 비해 유의적으로 높았으며, 조단백질 함량은 한우육에서 호주산 우육과 유의차가 없었으 나, 미국산 우육은 유의적으로 높은 함량(18.15%) 이 었다. 탄수화물 함량은 호주산 우육이 6.11%로 유의 적으로 높았으며, 미국산 우육과 한우육은 비슷한 수준이었다.

    우육에서 일반성분은 마블링이 잘 형성된 경우 조 지방 함량이 높으며, 수분 함량이 낮은 경향을 보인 다(Lee et al., 2010). 산지에 따른 등심육의 조지 방 함량 비교은 한우육이 26.58%로 가장 높았으며, 곡물로 비육된 호주산 우육이 11.87%로 가장 낮았 다는 보고가 있다(Lee et al., 2009). 한우 수소의 등심육 중 조단백질 함량이 21.7%였다는 보고(Kim et al., 2000)와 Hereford종의 우육 choice 등급에 서 17.9%였다는 보고(Hedrick et al., 1981)에 비해 본 연구에 사용된 우육의 조단백질 함량은 다소 낮 은 수준이었다. 반면에 호주산 우육과 한우육이 미 국산 우육에 비해 수분 함량은 적고 조지방 함량이 많았던 것은 육의 마블링에 의한 영향으로 해석된다.

    2우육의 색도, 가열감량, 보수력 및 전단가

    우육의 색도, 가열감량, 보수력 및 전단가를 측정 한 결과는 Table 2와 같다. 우육의 색도는 명도를 나타내는 L값과 적색도인 a값이 미국산 및 호주산 우육에 비해 한우육에서 유의적으로 낮았으며, 황색 도인 b값은 호주산 우육이 유의적으로 높았다. 우육 의 색차(E)는 한우육을 “0”으로 하였을 때 수입 산 우육이 2.23~2.43의 범위로, E값의 변화를 NBS (National Bureau of Standards)의 기준에서 색차가 3.0~6.0 범위일 경우 현저한 차이라는 보고 (Kang et al., 2002)로 볼 때, 본 연구에서 원산지 에 따른 우육 표면색의 차이는 미미한 것으로 생각 된다. 가열감량은 한우육(25.74%)이 수입산 우육에 비해 유의적으로 낮았으며, 보수력은 이와 상반된 경향으로 한우육이 유의적으로 높았다. 습열 및 건 열 가열된 우육의 전단가는 수입산 우육에 비해 한 우육이 유의적으로 낮았으며, 미국산 및 호주산 우 육간에는 유의차가 없었다.

    육질등급에 따른 소의 부위별 육색에서 L값은 등 심 부위가 목심, 채끝, 우둔, 양지머리에 비해 유의 적으로 높았으며, 이때 등심육의 L값은 42.69, a값 은 28.11, b값은 8.53으로 보고되어(Lee et al., 2010), 명도와 적색도는 본 실험 결과와 유사한 경 향이었다. 더욱이 식육은 육색의 명도가 낮을수록 관능적 평가가 높은 경향을 나타낸다는 보고도 있는 데(Park et al., 2001), 특히 L값이 50이하인 우육 에서 다즙성 및 연도가 높았다는 보고도 있다(Kim et al., 1998).

    가열감량은 식육의 가열 조리 시 단백질의 변성으 로 수분 보유력이 낮아짐으로써 발생되며, 이는 조 직의 보수력과도 관련이 있는 것으로 알려져 있다 (Ha, 2005). 더욱이 식육의 가열감량은 다즙성 및 연도와 음(-)의 상관관계인 것으로 보고되어 있는데 (Serra et al., 2008), 한우육의 가열감량에서 근내 지방도가 낮은 경우 19.7%였으며, 근내 지방도가 높 은 경우에 15.1%이하였다는 보고(Moon et al., 2006)와 본 실험결과를 비교해 볼 때 함량차이는 있으나 경향성은 유사하였다.

    식육의 경도는 동물의 연령, 사료, 품종, 유전 요 인뿐만 아니라 식육의 부위, 숙성, 냉장 방법 등의 사후 처리에 의해서도 영향을 받는 인자로 식육의 섭취 시 질감과 관련이 있는데, 전단가 측정에 따른 우육의 경도는 단백질분해 기작에 주로 영향을 받으 며, 품종 및 개체에 따라 상이한 것으로 보고되어 있다(Maher et al., 2005). 육질의 등급과 전단가 간에는 음(-)의 상관관계이며(Kim et al., 2008), 근내 지방도가 높을수록 전단력이 낮아진다는 보고 (Berry, 1993)는 본 연구 결과와 유사하였다. 따라 서 한우육은 가열감량이 작으며, 조리에 따른 전단 가가 낮은 것으로 볼 때 수입산에 비해 기호적 측면 에서 품질이 우수하다고 판단된다.

    3구성아미노산 함량

    우육의 구성아미노산 함량은 Table 3에 나타낸 바 와 같이 총량은 미국 및 호주산 우육이 6,635.18~ 6,691.88mg/100g으로 비슷하였으며, 한우육은 이보다 다소 낮은 함량이었다. 구성 아미노산 중 glutamic acid의 함량이 가장 많아 미국산 및 한우육은 총 아미 노산에 대해 17%정도였으나, 호주산 우육은 6.2%에 불과하였다. Aspartic acid의 함량비도 미국산 및 한 우육은 9.7~9.9%인 반면에 호주산 우육은 4.5%에 불과하였다. 오히려 serine, cystine 및 methionine 의 함량은 호주산 우육에서 미국산 및 한우육에 비해 각각 6.9~8.8배, 22.4~ 28.2배, 1.9~2배 정도 높았 다. 총 아미노산에 대한 필수아미노산 함량비는 미국 및 한우육이 44%로 비슷한 수준이었다.

    국내산 제주 흑우육, 한우육 및 호주산 등심육에 서 구성아미노산 총량은 16.81~17.64%로 한우육이 다소 낮은 함량이었으나, 필수아미노산의 함량비는 51.87~54.01% 범위로 흑우와 한우육이 호주산 우육 에 비해 다소 높았다는 보고가 있다(Moon, 2012). 특히 근육에서 대사되어 피로감을 경감시키는데 관 여하는 leucine의 함량이 한우육과 호주산 우육에서 비슷하였는데(Moon, 2012), 본 연구에서는 호주산 우육에 비해 한우육이 4배 정도 높은 함량으로 상기 보고와는 다소 상이한 결과였다. 본 실험 결과 우육 의 구성아미노산 총량이나 조성이 상기 보고와 상이 함은 있었으나, glutamic acid 및 aspartic acid가 우육 아미노산의 대부분을 차지하는 것은 유사한 결 과였다. 또한 조단백질 함량에서 한우육이 미국산 우육에 비해 유의적으로 낮은 함량이었으나(Table 1), 아미노산의 조성면에서는 손색이 없는 것으로 사료 된다.

    4지방산 조성

    수입산 및 유기 한우의 등심육 중 지방산 조성을 분석한 결과는 Table 4와 같이 5종의 포화지방산과 10종의 불포화지방산으로 총 15종의 지방산이 검출 되었다. 특히 oleic acid(C18:1) 함량이 53.95~ 56.05%로 가장 많았으며, 다음으로 palmitic acid (C16:0)가 21.80~23.57%, stearic acid(C18:0)는 8.37~ 10.99%였으며, 그 외 지방산은 모두 5% 미만이었 다. 포화지방산(SFA)의 총량은 34.98~36.84%이었으 며, 다가불포화지방산(PUFA)의 총량은 3.50~4.98% 로 한우육이 수입산 우육에 비해 유의적으로 적었다. 단일불포화지방산(MUFA)의 총량은 58.19~61.55%로 호주산 및 한우육이 미국산 우육에 비해 유의적으로 높았다. UFA/SFA비는 1.72~1.86%로 수입산 우육 에 비해 한우육이 높았으나, 호주산 우육과는 유의 차가 없었다. 식육의 맛과 풍미를 결정하는 간접적 인 지표로 알려진 MUFA/SFA비도 UFA/SFA비와 비슷한 경향으로 한우육의 맛과 풍미가 미국산 우육 에 비해서는 우수하나, 호주산 우육과는 비슷할 것 으로 짐작된다. PUFA/SFA의 비는 미국산 우육이 가장 높았으며, 호주산과 한우육은 비슷한 수준이었 다. 한편 한우육은 수입산 우육에 비해 단일불포화 지방산의 함량이 많으며, MUFA/ SFA비가 높고 PUFA/SFA비가 낮아 단일불포화지방산이 다가불포 화지방산에 비해 산화에 의한 품질열화가 상대적으 로 작은 것을 고려해 볼 때 한우육은 단일불포화지 방산에 기인한 항산화 활성이 예상된다.

    식육 제품에서 지질 함량과 지방산 조성은 식품의 품질 특성이나 저장성에 영향을 주며, 식육의 근내 지방도와 도체 등급, 고기의 맛과 풍미 뿐만 아니라 인체 건강에도 영향을 미치는 요소이다(Cameron & Enser, 1991). 호주산 등심육에서 oleic acid는 42.1%로 가장 많았으며, 다음으로 palmitic acid, stearic acid의 순이었다는 보고(Yang et al., 2012)와 한우육과 수입 우육의 등심 부위에서 지방 산 중 oleic acid 함량이 가장 많았다는 보고(Jin et al., 2000)는 본 연구와 유사한 결과였다. 또한 한 우육, 국내산 홀스타인 및 수입산 우육의 지방산 조 성 비교 시 한우육에서 포화지방산 함량이 가장 낮 았으며, oleic acid 함량이 높았다는 보고(Park & Yu, 1994)도 본 연구결과와 잘 일치하였다.

    우육의 원산지에 따른 지방산 조성의 차이는 급이 되는 사료의 종류 및 사육 방식의 차이라는 보고가 있다(Cho et al., 2011a). 곡류로 비육된 우육의 지 방산 조성은 palmitic acid나 stearic acid보다 linoleic acid 함량이 많으며(Wresterling & Hedrrick, 1979), 목초로 비육된 우육은 stearic acid, linoleic acid 및 linolenic acid 등의 함량이 많았다는 보고 가 있다(Realini et al., 2004). 특히 우육의 등심 부위에서 stearic acid는 향미와 음(-)의 상관성을 보여(Wresterling & Hedrrick, 1979), 한우육의 경 우 stearic acid 함량이 낮을수록 향미가 우수하였 다는 보고(Hwang et al., 2004)로 볼 때 본 연구에 서 한우육은 수입육에 비해 stearic acid를 비롯한 포화지방산 함량이 낮으며, 불포화지방산 함량이 높 아 향미 및 식감에 따른 기호성이 높을 것으로 예상 된다.

    5우육의 저장 중 지질과산화물 함량 변화

    우육을 4℃에서 21일간 저장하는 동안 지질과산화 물의 생성 변화를 측정한 결과는 Fig. 1과 같다. 저 장 초기 호주산 및 한우육에서 지질과산화물 함량은 각각 1.65 및 1.08mg/kg이었으나, 미국산 우육은 6.06mg/kg으로 유의적으로 높은 함량이었다. 저장 7일 이후부터 저장기간이 경과됨에 따라 지질과산화 물의 함량은 점차 증가하는 경향이었으며, 저장 21 일 이후 미국산 우육이 16.14mg/kg으로 가장 높았 으며, 호주산 우육은 14일 이후 유의적으로 증가하 였으나, 저장 21일 이후에도 미국산 우육에 비해서 는 유의적으로 낮은 수준이었다. 한우육은 저장 7~21일 경에 지질과산화물의 유의적인 증가현상을 보이지 않았으며, 저장 최종일에도 미국 및 호주산 우육에 비해 유의적으로 낮은 수준이었다.

    식육의 저장이나 가공 처리 중 지방은 여러 가지 요인에 의하여 유리기를 형성시키는 원인이 되며, 생성된 유리기는 산소와 결합하여 산화 생성물을 생 성시킴으로써 지방 식품의 냄새, 맛의 변화, 독성물 질의 생성 등 품질 저하의 원인이 된다(Brewer et al., 1992). 비타민 E와 셀레늄을 급이하여 사육한 비거세우에서 등심육의 저장 중 지질과산화물 함량 은 저장 1일 이후 점차 증가하는 경향이었으나, 셀 레늄 및 비타민 E+셀레늄 급이군은 대조군이나 비 타민 E 급이군에 비해 지질과산화물의 함량이 유의 적으로 낮았다는 보고가 있다(Kim et al., 2002). 또한 옻나무를 급이하여 사육된 한우육은 비급이군 에 비해 저장 중 지질과산화물의 생성이 감소되었는 데, 옻나무 중의 항산화 성분에 기인된 결과라고 보 고되어 있다(Kang et al., 2008). 이와 같이 유기 한우육은 수입육에 비해 저장기간의 경과에 따른 지 질과산화물의 생성량이 적었는데, 이는 가축의 사육 조건, 식이 및 환경에 따른 영향이 가장 클 것으로 사료된다. 따라서 식육과 같은 지방 함량이 높은 동 물성 식품은 저장 중 산소에 의한 과산화물의 발생 이 불가피하므로 가축의 사육 환경 변화 및 사료 개 선 등에 따른 식육의 품질 향상이 필요할 것으로 판 단된다.

    6관능평가

    수입산 및 유기 한우육에 대한 관능평가 결과는 Fig. 2와 같다. 생우육 상태에서 육색과 마블링 정 도를 평가한 결과, 육색은 한우에서 다소 진한 것으 로 인지되었으나 대차는 없었으며, 마블링 정도는 한우가 월등히 높은 것으로 평가되었다. 가열한 우 육에서 풍미와 맛은 한우육이 3.88 및 4.13으로 가 장 높게 평가되었으며, 다음으로 호주산, 미국산 우 육의 순서였다. 씹었을 때의 질감은 한우육이 가장 부드럽게 느껴졌으며, 호주산 및 미국산 우육은 비 슷한 수준이었다. 전체적인 기호도는 한우육(4.5)이 가장 좋았으며, 미국산 우육은 2.5점에 불과하였다.

    유기 한우육은 마블링 정도가 가장 세밀하게 이루 어져 있어 시각적인 선호도 측면에서 가장 우수한 것으로 인지되었으며, 근내 지방 함량에 의존적으로 풍미, 맛, 질감이 높게 평가된 것으로 사료된다. 근 내 지방도가 다른 한우육에서 연도, 다즙성 및 향미 비교 시 근내 지방 함량이 높은 한우육에서 높은 점 수를 받아 우육에 대한 선호도가 근내 지방도에 비 례적인 것으로 보고된 바 있는데(Moon et al., 2006) 이는 본 연구 결과와도 잘 일치하였다. 이와 같이 우육의 질감은 근내 지방도와 밀접한 관련이 있으며, 풍미가 우수한 것은 우육의 지방산 조성 중 높은 올레산(oleic acid, C18:1)의 함량과 관련성이 높은 것으로 보고되어 있다(Tatum et al., 1980). 국내의 대표적인 브랜드 우육에 대한 관능평가 결과 우육의 선호도는 oleic acid의 함량과 양(+)의 관계, PUFA 함량과는 음(-)의 관계였다는 보고(Kim, 2012)가 있는데 이는 본 연구 결과와 일치하는 결과 였다. 따라서 유기 한우육이 미국 및 호주산 우육에 비해 풍미, 맛 등의 전체적인 기호도가 높았던 것도 시각적인 효과로 작용하는 마블링 정도와 근내 지방 도에 따른 질감과 풍미에 기인된 것으로 판단된다.

    7총 페놀 및 플라보노이드 함량

    수입산 및 유기 한우육의 총 페놀 화합물 및 플라 보노이드 함량을 측정한 결과는 Fig. 3과 같다. 총 페놀 화합물의 함량은 70.60~72.86mg/100g, 플라 보노이드 함량은 25.78~31.52mg/100g으로 산지별 시료간에 통계적인 유의차를 보이지는 않았으나, 플 라보노이드 함량은 한우육이 다소 높게 정량되었다.

    식물계에 존재하는 페놀성 물질은 구조적인 특징 에 의해 단백질 및 기타 거대 분자들과 결합하는 성 질을 가지며, 활성산소의 소거 및 산화적 스트레스 를 막는 역할을 함으로써 노화 방지, 암 및 심장질 환 등의 예방이나 이를 지연시키는 효과가 있어 식 품, 의약품, 화장품 등 많은 분야에서 활용되고 있 다(Lim et al., 1996). 대표적인 플라보노이드 물질 인 퀘르세틴을 급이하여 사육된 우육 중 총 페놀 화 합물 함량은 퀘르세틴의 급이량에 따라 비례하지는 않았으나, DPPH 라디칼 소거활성은 증가한 것으로 보고된 바 있다(Kang et al., 2012). 본 연구 결과 산지별 우육에서 총 페놀 화합물의 함량은 유사하나 지질과산화물의 생성 정도가 시료간에 상이함을 보 인 것으로 보아(Fig. 1) 페놀 화합물 이외의 물질이 식육 중의 항산화 활성에 관여하는 것으로 추정된 다.

    8항산화 활성

    우육의 추출물을 10~100mg/mL로 조정하여 DPPH 와 ABTS 라디칼 소거활성 및 환원력을 측정한 결과 는 Fig. 4에 나타낸 바와 같이 시료의 첨가 농도가 높을수록 유의적으로 증가하였다. DPPH 라디칼 소 거활성은 한우육이 가장 높았으며, 미국산 우육과는 유의적인 차이를 보였으나 호주산 우육과는 비슷한 수준이었다. ABTS 라디칼 소거활성은 10mg/mL농 도에서 한우육이 호주산 우육과 유의차를 보이지 않 았으나, 20mg/mL농도 이상에서는 한우육이 미국 및 호주산 우육에 비해 유의적으로 높았으며, 특히 50~100g/mL농도에서는 한우육이 79.15~92.79%의 소거활성을 나타내었다. 우육의 환원력은 10mg/mL 농도에서 흡광도값이 0.15~0.17의 범위로 미국산 우 육이 유의적으로 낮았으며, 호주산 및 한우육의 환 원력은 비슷하였다. 50~100mg/mL농도에서는 0.44~ 0.46의 범위로 시료 간에 차이는 작았으나, 한우육 에서 다소 높았다.

    비거세우의 사육 시 비타민 E와 셀레늄의 급이 시 무첨가구에 비해 우육의 환원력이 유의적으로 높았다는 보고가 있다(Kim et al., 2002). 엄나무 의 잎, 줄기를 급이하여 사육된 계육에서 DPPH 라 디칼 소거활성 증가는 엄나무에 함유된 syringin, liriodendrin 등의 페놀성 화합물, saponin, lignan 등과 관련성이 있다는 보고가 있으며(Lee et al., 2010), 전복의 항산화활성이 섭취되는 해조류 중 지용성 항산화성 물질이나 페놀성 화합물의 상호작 용에 기인된다는 보고(Lim, 2014)로 볼 때 동물성 식품의 경우 페놀 화합물 이외에 다른 유효물질이 존재하는 것으로 예상된다. Antirrhinum majus 종 자유 중 oleic acid와 linoleic acid의 함량은 총 지 방산의 88%에 해당되었으며 이에 따른 DPPH 라디 칼 소거활성이 높아 불포화지방산이 항산화에 관여 하는 것으로 보고되어 있다(Ramadan & El-Shamy, 2013).

    따라서 본 연구 결과 유기 한우육에서 지방산 조 성, 지질과산화물의 생성 저하 및 항산화 활성은 수 입산 우육에 비해 우수하였는데, 이는 사육환경의 차이로부터 비롯된 여러 유효성분에 의한 상호작용 으로 유추된다.

    감사의 글

    본 연구는 2014년 향토산업육성사업 신규지원대 상 용역과제의 일부로 이에 감사드립니다.

    Figure

    JALS-50-149_F1.gif

    Lipid peroxides contents in imported beefs and organic Hanwoo during their storage for 21 days at 4℃.

    Means with different superscripts in the same sample(a-d) and concentration(A-C) are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.

    JALS-50-149_F2.gif

    Sensory characteristics in imported beefs and organic Hanwoo.

    JALS-50-149_F3.gif

    Contents of total phenolics and flavonoids in imported beefs and organic Hanwoo.

    NS: not significant.

    JALS-50-149_F4.gif

    Antioxidant activities of imported beefs and organic Hanwoo.

    Means with different superscripts in the same sample(a-c) and concentration(A-C) are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.

    NS: not significant.

    Table

    Physicochemical properties of imported beefs and organic Hanwoo (%)

    All values are mean±SD(n=3).
    A-CMeans with different superscripts in the same raw are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
    Carbohydrate= 100-(moisture + ash + crude lipids + crude protein).

    Meat color intensity, cooking loss, WHC and share force of imported beefs and organic Hanwoo

    All values are mean±SD(n=7).
    A-CMeans with different superscripts in the same column are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.
    WHC: Water holding capacity.

    Composition amino acids contents in imported beefs and organic Hanwoo (mg/100g)

    Composition of fatty acids in imported beefs and organic Hanwoo (wt%)

    All values are mean±SD(n=3).
    SFA, saturated fatty acid; MUFA, monounsaturated fatty acid;
    PUFA, polyunsaturated fatty acid; UFA, unsaturated fatty acid
    A-CMeans with different superscripts in the same row are significantly different at p<0.05 by Duncan's multiple range test.

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