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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.51 No.5 pp.115-128
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2017.51.5.115

Effects of Dietary Chitosan and Probiotics on the Quality and Physicochemical Characteristics in Hanwoo Striploin

Hee-Jin Kim1, Dongwook Kim1, Jong Suh Shin2, Aera Jang1*
1Department of Animal Products and Food Science, Kangwon National University, Chuncheon, 24341, Korea
2Division of Animal Resource Science, Kangwon National University, Chuncheon, 24341, Korea
Corresponding author : Aera Jang +82-33-250-8643+82-33-251-7719ajang@kangwon.ac.kr
20170614 20170823 20170901

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of chitosan and probiotics supplementation on quality and physicochemical characteristics in Hanwoo striploin. Hanwoo steers(n=20) were assigned for 4 months to one of two treatment; Con(basal diet, n=10) and CP(basal diet+0.1% chitosan+1.0% probiotics, n=10). Moisture(64.13~65.00%), crude ash (1.47~1.69%), crude protein(19.56~20.25%) and crude fat(15.69~15.88%) of the Hanwoo loin showed no significant difference. No difference was observed in pH, cooking loss, shear force and color, while water holding capacity(WHC) increased in CP supplementation(p<0.05). Total volatile basic nitrogen(VBN) was significantly lower in CP compared to the Con(p<0.05). No difference was detected in collagen contents and anserine contents. However, dietary supplementation with chitosan and probiotics increased the carnosine content(p<0.05). The concentrations of palmitoleic acid and poly-unsaturated fatty acid were increased in the CP treatment(p<0.05). In conclusion, dietary CP useful as the functional additives in feeds to improves WHC, carnosine and poly-unsaturated fatty acid and decreases VBN of Hanwoo striploin.


키토산 및 생균제 급여에 따른 한우 채끝등심의 품질 및 이화학적 특성 변화

김 희진1, 김 동욱1, 신 종서2, 장 애라1*
1강원대학교 동물생명과학대학 축산식품과학전공
2강원대학교 동물생명과학대학 동물자원과학부

초록

본 연구는 키토산 및 생균제를 급여한 한우의 채끝등심의 품질 및 화학적 특성에 미치는 영향에 대해 조사하기 위해 실시 하였다. 거세한우(n=20)를 시험구별 완전 임의 배치한 뒤 대조구(n=10)는 일반 배합 사료를 급여하고, 처리구(n=10)는 키토산 및 생균제 배합사료(생균제 1%, 키토산 0.1%)를 4개월 동안 급 여하였다. 각 처리구는 1등급을 받은 채끝등심을 이용하였다. 일반성분 결과 수분(64.13~65.00%), 조회 분(1.47~1.69%), 조단백질(19.56~20.25%), 조지방(15.69~15.88%)은 처리구간 유의적인 차이가 없었다. pH, 가열감량, 전단력, 육색 모두 처리구간의 유의적인 차이는 없었으며, 보수력의 경우 대조구(69.60%) 보다 처리구(74.29%)가 유의적으로 높았다(p<0.05). 지방산패도는 처리구간의 유의적인 차이는 없었으 나 휘발성염기태질소 함량은 처리구에서 유의적으로 낮은 함량을 나타내었다(p<0.05). Collagen함량과 anserine 함량은 처리구간의 유의적인 차이는 없었으나, carnosine은 처리구(51.22mg/dry base)가 대 조구(47.08mg/dry base) 보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.05). Palmitoleic acid와 다가 불포화지방산 함량은 대조구보다 처리구에서 유의적으로 높았으며, 키토산과 생균제 급여는 한우 채끝 등심의 아미노산과 무기질 함량에는 영향을 미치지 않았다. 따라서 거세 한우에 1% 생균제 및 0.1% 키 토산 배합사료 급여는 한우 채끝등심의 보수력 향상 및 단백질 변패 억제, 기능성 성분인 carnosine 함 량과 다가 불포화 지방산의 함량을 높이는 효과를 보여 추후 이들 성분이 기능성 사료 첨가제로서 사용 가능성이 있을 것으로 사료된다.


    서론

    최근 소비자들의 국민 소득 수준 향상과 수입 자 율화로 인하여 기호도가 고급화 및 다양화되어 육질 및 식육의 기능성에 대해 관심을 갖고 소비하는 경 향을 보이고 있다(Kang et al., 2007). 국내 일인당 소고기 소비량은 2014년 기준 12.6kg으로 총 식육 섭취량 45.5kg 중 27.7%를 차지하고 있으며, 식육 섭취 증가와 함께 소고기 섭취량도 지속적으로 증가 하고 있다. 소고기의 부위별 선호도를 살펴보면 등 심의 선호도가 43.5%로 가장 높았으며, 소고기 등급 별 구입 빈도를 살펴 본 결과 1등급인 소고기 구입 빈도가 41.7%로 가장 높았다(Hwang et al., 2014).

    지난 과거에는 축산물의 품질 및 생산성 향상을 위하여 항생제 및 각종 성장 촉진제가 사용되어 왔 다. 하지만 소비자들은 축산식품에 관하여 품질 및 맛 뿐 아니라 기능성, 식품 위생, 안전성에 대해 관 심을 가지고 있으며, 특히 항생물질 잔류가 사회적 으로 큰 문제로 대두되었다(Lee et al., 2001). 따 라서 소비자들이 안심하고 이용할 수 있는 소고기 품질 및 기능성 향상의 목적으로 다양한 사료 첨가 제의 개발이 이루어져 있으며, 특히 한약물질, 천연 식물 및 기타 천연 물질에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다(Jung et al. 2007; Muhlisin et al., 2016). 그 중 천연 물질인 키토산은 국내 건강기능 식품 및 의약품 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 키토산은 셀룰로오스와 유사하게 이루어져 있으나, 분자 내에 아세틸 아미노기를 가지고 있으며 인간 및 동물의 생체와 우수한 적합성을 가지고 있다. 초 기 키토산의 연구는 폐수 처리제나 중금속 흡착제 등 환경분야에서 이용하였으며(Gordon & Williford, 1983), 화장품, 식품, 의약품, 농축산 분야로 그 응 용범위가 점차 넓어지고 있다(Yong et al., 2000). 생물학적 활용에 있어서 키토산은 항균 및 항곰팡이 활성을 가지고 있으며, 이러한 성질을 이용하여 식 품의 보전성을 향상시키는데 사용하고 있다(Soultos et al., 2008). 또한 키토산은 생체내에서 안전성이 높 고 생체 콜레스테롤을 감소시키며(LeHoux & Grondin, 1993), 천식, 관절염, 골다공증, 당뇨병 등과 같은 질병을 치료하는 기능성을 가지고 있다(Asaoka, 1996). 따라서 이와 같은 생리활성을 활용한 새로운 소재로 서의 연구가 활발히 진행되고 있다. Kim & Kim(2009) 은 토종 닭에게 키토산을 급여하면 닭의 증체량 증 가 및 폐사율 감소로 출하율이 증가 했다고 보고 하 였으며, Kim et al.(2003)은 발효 키토산의 급여가 돼지의 증체량 및 불포화 지방산 함량을 증가시켰다 고 보고하였다. Jung & Paik(2006)은 키토산을 급 여한 한우의 증체량 및 도체성적이 증가하였으며, 백혈구의 수치도 증가하여 면역력이 향상되었다고 보고하였다.

    축산물에 이용하는 생균제는 천연의 살아있는 유 익한 미생물을 가축에 이용하는 것으로, 동물의 반 추위 및 장내 존재하는 미생물을 개선시켜 가축의 건강 증진, 생산성 향상, 축사 환경개선 등의 효과 를 줄 수 있는 물질이다(Fuller, 1989). 대표적으로 이용되고 있는 미생물로는 Enterococcus(E. faecium), Bacillus(B. cereus, B. subtilis) 및 Streptococcus (S. infantarius)가 사용되고 있다(Falcão-e-Cunha et al., 2007). 최근 수행된 연구에서는 생균제 급여시 비육소의 일당 증체량, 사료 요구율, 도체중 개선 (Galyean et al., 2000), 장내 미생물 균총 개선에 따른 병원성 미생물 억제 효과(Seo et al., 2010) 등 의 연구가 보고 되었다. Sarker et al.(2010)의 연 구에서는 발효시킨 녹차 생균제를 이유 후 육계에 급여하였을 때 일당 섭취량 및 증체량이 증가한다고 보고 하였으며, Hwang et al.(2014)의 연구에서 유 자 생균제를 한우에 급여하였을 때 콜레스테롤 함량 이 감소하고, 오메가-3 지방산 함량이 증가한 건강 한 한우육을 생산할 수 있다고 보고하였다. 그러나 현재 키토산 및 생균제를 함께 급여한 후 한우 채끝 등심의 품질과 기능성 물질의 변화에 대한 연구는 많지 않다. 따라서 키토산과 생균제의 급여가 한우 채끝등심의 품질과 항산화기능 물질(collagen 및 di-peptide) 및 지방산, 무기질 함량 변화에 미치는 영향을 구명함으로써, 키토산 및 생균제의 사료 첨 가제로서의 활용 가능성을 알아보고자 본 연구를 실 시 하였다.

    재료 및 방법

    1.공시재료

    한우 거세우에 일반 배합사료를 급여한 대조구 (n=10)와 0.1% 키토산 분말(분자량 400~600 kDa, Amicogen Co., Korea) 및 1% 생균제(Saccharomyces cerevisiae, Bacillus licheniformis, Lactobacillus plantarum)를 첨가한 배합사료를 4개월 동안 급여 한 처리구(n=10)로 나누어 완전임의 배치하여 공시 하였다. 생균제는(재) 경북해양바이오산업연구원에서 공급받아 이용하였으며, 모두 1.0×107CFU/g 이상 의 세균수를 나타내는 것을 사용하였다. 이들 성분 의 첨가수준은 선행연구를 통해 경제적이며 효율성 이 높은 것으로 선정된 수준을 사용하였다. 배합 사 료는 매일 2회 농가 관행에 따라 한 마리당 하루 9kg씩 급여 하였으며, 조사료와 물은 자유급여 하였 다. 사료는 한우 영양소요구량에 맞도록 제조하여 사용하였다. 시험분석을 위하여 한우 도체(1 등급, n=6) 채끝등심을 두께 1cm, 무게 400g으로 분리하 여 시료로 이용하였다.

    2.품질 및 이화학적 특성

    한우 채끝등심의 일반성분은 AOAC(1995)의 방법에 따라 측정하였으며, 수분함량은 105℃ 상압가열건조 법, 조회분 함량은 550℃ 직접회화법, 조단백질 함량 은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방 함량은 soxhlet 추출법으로 각각 정량하였다.

    한우 채끝등심의 pH는 소고기 10g에 90mL 증류 수를 가하여 homogenizer(PolyTron PT-2500 E, Kinematica, Lucerne, Switzerland)을 이용하여 균 질화한 후, pH meter(Orion 230A, Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA)로 측정하였다.

    가열감량은 채끝등심을 약 1cm 두께로 절단하여 polyethylene bag에 넣고 심부 온도가 75℃ 이상에 도달할 때까지 항온수조에서 40분간 가열한 후 가 열 전 후 중량차이를 백분율로 계산하였다.

    가열감량(%) =  ( 가열 전 무게-가열 후 무게 )  / 가열 전 무게 × 100

    보수력은 Hofmann et al.(1982)의 방법에 따라 여과지 압착법에 의해 측정하였다. Plexi-glass plate (11.5×5.0×0.8cm) 위에 여과지(Whatman No.1)를 올려 놓고, 여과지 위에 시료 0.3g을 올려놓은 다음 동일한 힘으로 나사를 조여 5분 동안 방치하였다. 이 후 digitizing area-line meter(Super PLANIX-a, Tamaya Technics Inc., Japan)를 사용하여 총면적 과 내부의 시료면적을 측정한 다음 백분율(%)로 계 산하였다.

    보수력 지수(%) = 육의 면적 / 유리된 수분의 면적 × 100

    전단력은 채끝등심을 polyethylene bag에 넣고 심부 온도가 75℃ 이상에 도달할 때까지 항온수조에 가열 하고, 근섬유 방향과 직각이 되게 2×1×1cm로 잘라 제조하였다. 전단력 분석은 Texture Analyzer TA 1(LLOYD instruments, Fareham, UK)를 사용 하여 측정하였다. Texture Analyzer의 측정 조건은 load cell은 50kg, test speed는 50mm/min, trigger speed는 50mm/min, trigger forces는 0.01kgf로 하여 전단력 값을 측정하였다.

    육색은 색차계(Colormeter CR-300, Minolta Co., Osaka,Japan)를 이용하여 육의 표면색을 측 정하였다. L*(Lightness, 명도), a*(Redness, 적색 도), b*(Yellowness, 황색도)의 색채 값을 동일한 방법으로 반복 측정하여 평균값을 나타내었다. 이때 표준 백판은 Y값이 93.60, x값이 0.3134, y값이 0.3194였다.

    3.휘발성 염기태 질소(Total volatile basic nitrogen, VBN)

    VBN 함량은 Kim et al.(2013)b의 방법의 Conway unit을 사용한 미량확산법을 이용하여 측정하였다. 채끝등심 10g에 90ml 증류수를 넣고 homogenizer (PolyTron PT-2500 E, Kinematica, Lucerne, Switzerland)로 균질화 하였다. 균질액을 3,000rpm 에서 10분간 원심분리 한 다음 상층액을 여과지 (Whatman No.1)를 이용하여 여과하였다. Conway unit 내실에 0.01N boric acid 1ml과 지시약(0.066% methyl red : bromocresol green=1:1)을 넣고, 외 실에는 여과액 1ml과 50% potassium carbonate 1ml을 첨가하여 즉시 밀폐하였다. 밀폐한 Conway unit을 37℃에서 2시간 방치 한 후 0.02N 황산으로 적정하여 무색이 되는 양을 측정하였다. 휘발성 염 기태 질소의 함량은 다음과 같은 식을 이용하여 계 산하였다.

    휘발성 염기태 질소(mg%) =  ( A-B ) ×F×28.014×100/S

    • A: 시료를 적정한 황산의 양(ml)

    • B: 공시료를 적정한 황산의 양(ml)

    • F: 0.02N 황산의 표준화 지수

    • S: 시료의 무게(10g)

    4.지방 산패도(2-Thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)

    TBARS를 측정하는 실험은 Witte et al.(1970)의 방법을 이용하여 측정하였다. 채끝등심 10g에 20% 의 Trichloro-acetic acid(in 2M phosphoric acid) 25ml을 첨가하고, 30초 동안 homogenizer(PolyTron PT-2500E, Kinematica, Lucerne, Switzerland)를 이용하여 균질화 하였다. 균질액의 총 양이 50ml이 되도록 증류수로 희석한 뒤, 원심분리(3,000rpm, 4℃, 10min)하였다. 원심 분리 후 상등액을 여과지 (Whatman No.1)를 이용하여 여과하였다. 여과액 5ml 과 0.005mM 2-thiobarbituric acid 5ml을 넣어 실온 에서 15시간 방치한 후, UV/VIS spectrophotometer (Molecular Device, M2e, Sunnyvale, CA, USA) 를 이용하여 530nm에서 측정하고, 아래의 식에 의 하여 계산하였다.

    TBARS(mg of malondialdehyde/kg sample) = ( 시료흡광도-공시료흡광도 ) × 5.2

    5.미생물

    총균수와 대장균/대장균군 측정 실험은 Petrifilm (Aerobic Count plates, Coliform/E.coli Count Plates, 3M, USA)을 사용하여 제조사의 방법에 따 라 시행하였다. 등심 10g을 채취한 다음 멸균 증류 수 90ml과 함께 멸균 bag에 넣고, stomacher(Bag Mixer 400; Interscience, France)를 이용하여 2분 동안 균질화 하였다. 균질액을 증류수로 희석하여 Petrifilm에 1ml를 접종하여 48시간 37℃에서 배양 한 후, 군락 수를 계수하였다.

    6.콜라겐 함량 분석

    콜라겐 함량 측정실험은 Kolar(1990) 방법에 따라 측정하였다. 채끝등심 4g에 7N 황산을 30ml을 첨 가하여 105℃ dry oven에서 16시간 가수분해 한 후 여과한 뒤 500ml로 정용 하였다. 가수분해물을 희 석한 뒤 희석액 2ml에 산화 용액 1ml을 첨가하고, 실온에서 20분간 반응시켰다. 산화 시킨 용액에 발 색시약 1ml을 첨가한 후, 60℃에서 15분간 반응시 켜 UV/VIS spectrophotometer(SpectraMax M2e, Molecular Devices, US)를 사용하여 558nm에서 흡 광도를 측정하였다. Hydroxyproline 표준곡선을 이 용하여 hydroxyproline 양을 측정하였고, 콜라겐 함량은 hydroxyproline 함량에 상수 8을 곱하여 계 산하였다.

    7.Di-peptide 함량 분석

    채끝등심 내 di-peptide 함량은 Gil-Agustí(2008) 의 방법을 변형하여 분석하였다. 등심 3g에 15ml의 증류수를 첨가하여 균질화 시키고, 균질액을 3,000rpm 에서 10분 동안 원심분리를 한 뒤 상층액을 여과지 를 이용하여 여과하였다. 클로로포름을 첨가하여 지 질을 제거한 뒤, 상등액을 동결건조하여 di-peptide 분석을 위한 HPLC 시료로 사용하였다. HPLC(Agilent Technologies 1260 Infinity, Santa Clara, CA, USA)를 이용하였으며, 분석 컬럼은 zorbax eclipse XDB-C18(250×4.6mm, 5μm, Agilent)을 사용하였 다. 이동상 용매는 0.01M sodium dodecyl sulfate (in 0.01M sodium dihydrogen phosphate, pH 7.0) 을 사용하였다. 20분 동안 유속을 1ml/min으로 하 여 분석하였으며, 시료는 20μl를 주입하여 분석하였 다. 컬럼 온도는 25℃, Refractive index detector (Agilent 1200, Agilent Technologies, Waldbronn, Germany)로 210nm에서 측정하였으며 처리 농도에 따른 면적 비율을 이용하여 di-peptide 함량을 분 석하였다.

    8.지방산 조성 분석

    채끝등심의 지질은 Folch의 방법(Folch et al., 1957)에 준하여, 30ml의 튜브에 동결건조 시킨 시 료를 0.5g 칭량 후 chloroform-methanol(2:1) 용 액 20ml와 0.88% NaCl 용액을 5ml 가한 다음 5분 간 흔들어준 후에 4℃ 인큐베이터에서 36시간 방치 하였다. 이후에 원심분리(4℃ 3,000rpm, 30분)하여 하층액의 유기용매를 질소가스로 날린 후 0.5N methanolic NaOH를 1ml 가하고 15분간 가열 후 냉각하였다. 14% BF3-methanol 2ml를 가하여 15 분간 가열 후 냉각시켜 1ml heptane과 2ml 포화 NaCl 용액을 가하여 상온에서 40분 방치하였다. 그 후 상층액을 gas chromatography(GC, Shimadzu- 17A, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 분석 하였다. 지방산 분석에 사용된 GC 분석조건은 Table 1과 같다.

    9.아미노산 함량 분석

    아미노산 분석은 시료 약 0.02g에 6N HCl 40ml 을 가하여 110℃에서 24시간 가수분해하여 50℃에 서 감압 농축하였다. 이 후 완충액(pH 2.2)을 이용 하여 아미노산을 용해한 뒤 50ml로 정용한 뒤, 희 석한 시료를 여과지(0.45μm)로 여과하였다. 여과한 시료는 아미노산 분석기를 이용하여 분석하였다.

    10.무기질 함량 측정

    채끝등심 내 미네랄 및 중금속을 분석하기 위해 균 질화된 시료를 약 550-600℃에서 완전히 회화하였 다. 이 후 1N HCl 약 10ml 를 가한 다음 유리막대로 균질화한 후 여과지로 여과하여 검출된 검액을 유도 결합플라즈마 발광분광기(ICP-MS, NexION 300D, PerkinElmer SCIEX, Norwalk, CT, USA)로 측정 하였다.

    11.통계처리

    본 실험의 모든 결과는 SAS program(ver. 9.3 Statistics Analytical System)의 General Linear Model(GLM)방법을 이용하여 분산 분석하였다. 대 조구와 처리구 평균값간의 비교를 위해 Duncan’s multiple range test를 이용하여 5% 수준에서 유의 성 검정을 실시하였다.

    결과 및 고찰

    1.키토산 및 생균제 급여 한우 채끝등심의 이화학적 특성

    키토산 및 생균제를 급여한 채끝등심의 일반성분 을 분석한 결과는 Table 2에 나타내었다. 키토산과 생균제를 급여한 한우 채끝등심과 일반 사료를 급여 한 한우 채끝등심의 수분함량(64.12-65.00%), 조회 분(1.47-1.69%), 조단백질(19.56-20.25%), 조지방 (15.69-15.88%) 함량 모두 유의적인 차이는 없었 다. Lee et al.(2010)의 연구에 따르면 1등급 한우 등심의 수분함량, 조회분, 조단백질, 조지방 함량이 각각 60.63, 0.58, 18.98, 14.38%를 나타내어 본 연구의 일반 성분 함량과 유사한 결과를 나타내었 다. Hwang et al.(2014)은 유자 생균제를 한우 숫 소에게 급여한 뒤 한우 등심의 일반성분을 측정한 결과, 일반사료를 급여한 한우 등심과 유자 생균제 를 급여한 한우 등심의 일반성분함량(수분, 조회분, 조단백질, 조지방)의 유의적인 차이는 없었다고 하 였다.

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 pH 및 가열감량, 보수력을 측정한 결과는 Table 3에 나 타내었다. pH는 식육의 육색, 연도 보수력, 조직감 등에 관계가 있어 식육의 품질을 판정하는데 가장 기본이 된다(Weatherly et al., 1998). 한우 등심의 pH를 측정한 결과 대조구와 처리구의 pH는 각각 5.25와 5.26를 나타냈으며, 처리구간의 유의적인 차 이는 없었다. 이와 유사하게 Lee et al.(2014)은 산 국 생균제를 0.2와 0.4% 농도로 급여한 거세 한우 등심의 pH를 측정한 결과 생균제 무첨가구와 첨가 구의 유의적인 차이가 없었다고 하여 본 연구와 유 사한 결과를 나타내었다. 따라서 키토산 및 생균제 급여가 한우 채끝등심의 pH에 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.

    식육을 가열할 때 가열방법, 익힘 정도, 식육의 성분 조성에 따라 식육의 구조가 크게 변화 할 수 있으며, 가열 방법과 관계없이 식육을 가열할 때 근 절의 단축 및 근섬유의 수축으로 인해 식육의 보수 력이 감소하여 가열감량이 발생하게 된다(Cho et al., 2008). 가열 감량은 조리 후 육류에서 흘러 나 오는 수분의 양을 측정하는 방법이며, 가열감량을 측정한 결과 대조구(31.57%)와 키토산 및 생균제 급 여 처리구(33.40%)간의 유의적인 차이는 없었다. Kim et al.(2013)a은 1등급 한우 등심의 가열감량을 측정한 결과 30.15%를 보였다고 하여 본 연구와 유 사한 수치를 나타내었다.

    식육의 보수력은 식육에 압착, 분쇄, 절단, 열처 리 등 물리적인 영향이 있을 때 식육의 자체 또는 첨가된 수분을 보유하는 능력을 말한다. 특히 보수 력은 식육의 육색, 연도, 조직감, 다즙성에 영향을 미치며, 단백질 이온강도 및 구조변화 등에 따라 보 수력이 증가한다는 보고가 있다(Wu & Smith, 1987). 한우 채끝등심의 보수력을 측정한 결과 대조 구(69.60%)보다 키토산 및 생균제를 급여한 처리구 (74.29%)가 유의적으로 보수력이 높았다(p<0.05). 따라서 키토산 및 생균제의 급여가 채끝등심의 보수 력을 향상시켜 조직감 및 다즙성에 긍정적인 영향을 미친 것으로 사료된다. Kim et al.(2013)a의 연구 결과, 한우 1등급 등심의 보수력이 69.12%을 보였다 고 하여 본 연구와 유사한 수치를 나타내었다.

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 전단 력을 분석한 결과는 Table 3에 나타내었다. 대조구 와 키토산 및 생균제 급여한 처리구의 전단력 값의 유의적인 차이는 없었다. Lee et al.(2014)은 산국 생균제를 0.2와 0.4% 농도로 급여하고 한우 등심의 전단력 변화를 살펴본 결과 급여하지 않은 대조구와 처리구간의 유의적인 차이는 없었다고 하여 본 연구 결과와 유사한 경향을 나타내었다.

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 육색 을 분석한 결과는 Table 3에 나타내었다. 육색은 소 비자가 한우를 구매하는데 있어 중요한 요소로 작용 을 한다(Ansorena et al., 1997). 한우 등심의 표면 육색을 측정한 결과 밝기를 나타내는 L*값과 적색 도를 나타내는 a*값, 황색도를 나타내는 b*값은 각 각 37.01-37.01, 24.41-24.60, 13.61-14.02의 범 위를 보여 모두 일반 사료를 급여한 대조구와 키토 산 및 생균제를 급여한 처리구간의 유의적인 차이는 없었다. Lee et al.(2010)은 1등급 한우 등심의 L*, a*, b*값이 각각 37.22, 28.11, 14.19를 나타내었다 고 하여 본 연구에서 얻은 등심의 육색과 유사한 값 을 나타내었다.

    2.휘발성 염기태 질소(Total volatile basic nitrogen, VBN)

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 VBN함량을 분석한 결과는 Table 3에 나타내었다. VBN함량을 측정한 결과 대조구와 키토산 및 생균 제 급여한 처리구는 각각 15.70과 14.69mg%를 나 타내었으며, 키토산 및 생균제 급여로 대조구보다 유의적으로 낮은 VBN함량을 나타내었다(p<0.05). VBN함량이 낮을수록 단백질 변패도가 낮은 것을 의미하며, 본 연구 결과 키토산 및 생균제 급여시 단백질 변패도가 낮아진 것으로 사료된다. Yim et al.(2015)의 연구에서, 소고기 등심의 VBN함량을 측정한 결과 10-14mg%를 나타내었다고 하여, 본 연구의 VBN함량과 유사한 수치를 나타내었다. 축 산물의 가공기준 및 성분 규격(MFDS, 2016)에서는 신선육의 경우 VBN함량은 20mg% 이하로 규정하 고 있다.

    3.지방 산패도(2-Thiobarbituric acid reactive substances, TBARS)

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 지방 산 패도를 분석한 결과는 Table 3에 나타내었다. Kanner (1994)는 식육의 지방 산패는 식육의 향, 영양학적 가치, 육색을 저하 시킨다고 보고하였다. 지방산패 도를 측정하는 TBARS값을 측정한 결과 대조구와 처리구 모두 0.04mg MDA/kg sample로 유의적인 차이는 없었다. Muhlisin et al.(2016)의 연구에서 한우에 1% 생균제(Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum and Saccharomyces cerevisiae) 를 급 여 하였을 때 대조구와 급여한 처리구간의 TBARS 값의 유의적인 차이는 없었다고 하여, 본 연구에서 도 생균제 급여가 지방산패도에 영향을 주지 않은 것으로 사료된다. Wood et al.(2008)은 TBARS 값 이 0.5mg MDA/kg sample 이상일 때, 소비자가 식 육의 썩은 냄새를 감지 할 수 있는 지질 산패 수준 이라고 보고하였으며, 본 연구에서는 그 이하의 값 을 나타내었다.

    4.미생물

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 미생 물 수를 측정한 결과를 Table 3에 나타내었다. 총균 수 측정 결과 일반 사료를 급여한 한우 등심과 키토 산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심은 각각 1.42 와 1.20log CFU/g을 나타내었으며, 처리구간의 유 의적인 차이는 없었다. 대장균수와 대장균군을 측정 한 결과 대조구와 처리구 모두에서 검출되지 않았 다. 현재 식품의약품안전처의 식육 중 미생물 검사 권장 기준(MFDS, 2014)에 따르면 소고기의 일반 세 균수는 107CFU/g 이하, 대장균수는 103CFU/g 이하 로 본 연구에서 이용된 채끝등심은 기준 이내에 해 당함을 나타내었다.

    5.콜라겐 및 di-peptide 함량

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 콜 라겐 함량 및 di-peptide 함량을 측정한 결과는 Table 4에 나타내었다. 콜라겐은 소의 근섬유에 약 1-2%로 구성되어 있으며, 결체조직이 많은 근육에 는 4-6% 또는 그 이상으로 구성되어 있다(Casey et al., 1985). 콜라겐 함량은 일반사료를 급여한 대 조구와 키토산 및 생균제를 급여한 처리구는 각각 1.27와 1.28g/100g의 함량을 나타내었으며, 처리구 간의 유의적인 차이는 없었다. Lee et al.(2009)의 연구에서 1등급 한우 채끝등심의 콜라겐 함량을 측 정할 결과 1.13g/100g이었다고 하여, 본 연구와 유 사한 값을 나타내었다.

    Di-peptide 중 하나인 anserine(β-alanyl-L-1- methylhistidine)과 carnosine(β-alanyl-L-histidine) 은 소, 돼지 같은 척추동물의 신경조직과 골격근에 많이 분포하고 있으며, 유리라디칼 소거제와 금속 킬레이터로 작용한다고 알려져 있다(Chan & Decker, 1994). Anserine과 carnosine은 유리된 라디칼로부 터 오는 신체 독소를 제거하고, 막을 보호하며, proton 완충효과와 면역조절을 하는 대식세포조절 기능을 가 지고 있다(Boldyrev & Severin, 1990). Di-peptide 중 anserine 측정 결과 대조구와 처리구는 각각 12.49와 13.91mg/g dry base를 나타내었으며, 처리 구간의 유의적인 차이는 없었다. Carnosine 함량은 일반사료를 급여한 대조구(47.08mg/g dry base)보 다 키토산 및 생균제를 급여한 처리구(51.22mg/g dry base)에서 유의적으로 높은 함량을 나타내었다 (p<0.05). Carnosine은 L-histidine과 β-alanine 의 합성으로 생성되며, Namgung et al.(2010)의 연 구결과 L-histidine 및 마그네슘의 식이 섭취로 인 해 닭가슴육의 carnosine 함량이 증가되었다고 보고 하였다. 또한 Purchas & Busboom(2005)은 소의 급여사료에 따라 carnosine 함량이 증가 및 감소 할 수 있다고 보고 하였으며, 본 연구에서는 키토산 및 생균제 급여가 carnosine 함량 변화에 영향을 준 것 으로 사료된다.

    6.지방산 조성

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 지방 산 조성을 측정한 결과는 Table 5에 나타내었다. 식 이 내 지방산 조성이 인체의 영양과 건강에 중요하 며, 식품 내 지방산의 포화도에 따라 인체 건강에 미치는 영향이 달라진다는 것은 여러 연구를 통해 밝혀 졌다(Zhang et al., 1999). 또한 식육의 지방 산의 포화도는 향미에 영향을 미치며, 돼지고기 보 다 소고기에서 지방산의 불포화도 증가에 따른 향미 변화에 더 큰 영향을 미친다(Melton, 1990). 따라서 지방산 조성은 영향학적 가치 및 유통기한, 향미 등 에서 영향을 미치기 때문에 소고기 근육내에서 중요 한 역할을 하고 있다. 소고기 품질 및 향미, 다즙성 에 영향을 미치며 소비자 기호성을 결정하는데 중요 한 요인이 되는 oleic acid(47.68-49.51%)는 대조구 와 처리구간의 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 단일 불포화 지방산인 pamitoleic acid 함량이 대조 구와 처리구에서 각각 4.17과 5.01%를 나타내었으 며, 처리구가 대조구보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.05). 단일 불포화지방산(MUFA)은 대조구와 처리구간의 유의적인 차이는 없었다. 다가 불포화 지방산(PUFA)은 대조구보다 키토산 및 생균 제를 급여한 처리구에서 유의적으로 높은 함량을 나 타내었다(p<0.05). Lee et al.(2014)의 연구는 거세 한우육에 0.4% 산국 생균제를 급여하여 한우 등심 의 지방산 함량을 분석한 결과 다가 불포화 지방산 이 대조구보다 유의적으로 증가하였다고 하여 본 연 구의 결과와 유사하였다. Muhlisin et al.(2016)은 한우에 1% 생균제(Bacillus subtilis, Lactobacillus plantarum, Saccharomyces cerevisiae)를 급여하여 등심의 지방산 함량을 측정하였고, 단일 불포화 지 방산은 처리구간의 유의적인 차이가 없었으며, 다 가 불포화 지방산은 대조구보다 생균제를 급여한 한우 등심에서 유의적으로 높은 함량을 나타내었다 고 보고하였다. 소와 같은 반추 동물은 불포화 지방 섭취 시 반추위 내 미생물의 bio-hydrogenation 작 용으로 포화지방산으로 변환된다(Wu & Palmquist, 1991). Goiri et al.(2010)는 반추위 in vitro 실험 을 통해 키토산이 포화 지방산의 비율을 낮추며, hydrogenation 작용을 억제한다고 보고하였다.

    7.아미노산 함량

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 아미 노산 함량을 분석한 결과는 Table 6에 나타내었다. 식육에서의 단백질 특히 소고기에서 단백질은 매우 우수하다고 평가 받고 있으며, 소고기를 구성하고 있는 육단백질의 아미노산 조성은 사람의 근육을 구 성하고 있는 아미노산 조성과 유사하다(Son, 2008). 아미노산 함량 분석 결과 대조구와 처리구간의 유의 적인 차이는 없으며, 키토산 및 생균제 급여에 따른 소고기 채끝등심의 아미노산 함량에는 영향이 없는 것으로 사료된다. 또한 필수 아미노산인 threonine, valine, isoleucine, leucine, phenylalanine, histidine, lysine은 대조구와 처리구의 전체 구성 아미노산 중 41.29-41.37%을 나타내었다. Jung et al.(2007)은 한우 등심의 구성 아미노산을 분석한 결과 필수 아 미노산이 43.27-43.46% 함량을 보였다고 하여 본 연구와 유사한 값을 나타내었다.

    8.무기질 함량

    키토산 및 생균제를 급여한 한우 채끝등심의 무기 질 함량을 분석한 결과는 Table 7에 나타내었다. 소 고기는 단백질뿐만 아니라 철과 같은 무기질 함량이 높은 식품으로 널리 알려져 있다(Harrington, 1994). 무기질은 인체에서 생리활성을 조절하는데 필수적인 물질이며, 1일 섭취량이 정해져 있다. 철은 모든 생 명체에서 필수적인 식품으로 알려져 있으며, 효소 및 헤모글로빈 등 다양한 단백질의 구성 성분이다. 특히 헤모글로빈은 인체에서 산소를 운반하는 중요 한 역할을 한다고 알려져 있으며, 또한 철은 햄철의 형태를 가지고 있는 동물성 식품이 생체 이용효율이 높다고 알려져 있다(Cho et al., 2008). 철 함량과 모든 무기질 항목에서 대조구와 처리구에서 유의적 인 차이는 없었으며, 키토산 및 생균제 급여가 한우 등심의 무기질 함량에 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.

    키토산 및 생균제 급여에 따른 한우 채끝등심의 품질 및 이화학적 특징을 조사한 결과, 보수력이 향 상되었으며, 단백질 변패도가 대조구 보다 낮았다. Carnosine 및 palmitoleic acid, PUFA 함량 등의 기능성 성분이 유의적으로 향상되었다. 따라서 본 실험 결과 한우 사육 시 0.1% 키토산 및 1% 생균제 의 급여는 한우 채끝등심의 보수력 향상 및 단백질 변패 억제와 함께 carnosine 함량 증가에 긍정적인 효과가 있을 것으로 사료된다.

    감사의 글

    2015년도 강원대학교 학술연구조성비로 연구하였 음(과제번호-520150141).

    Figure

    Table

    GC operating conditions for fatty acid determination of Hanwoo striploin

    Proximate compositions(%) of striploin from Hanwoo fed with chitosan and probiotics

    AMean±SE within same row with same superscript letters not differ at p<0.05.
    Con, control with basal diet; CP, Chitosan with probiotics supplementation.

    Physicochemical characteristics of striploin from Hanwoo fed with chitosan and probiotics

    A-BMean±SE within same row with same superscript letters not differ at p<0.05.
    Con, control with basal diet; CP, Chitosan with probiotics supplementation.

    Collagen and di-peptide contents of striploin from Hanwoo fed with chitosan and probiotics

    A-BMean±SE within same row with same superscript letters not differ at p<0.05.
    Con, control with basal diet; CP, Chitosan with probiotics supplementation.

    Fatty acid profile of striploin from Hanwoo fed with chitosan and probiotics

    A-BMean±SE within same row with same superscript letters not differ at p<0.05.
    Con, control with basal diet; CP, Chitosan with probiotics supplementation.
    SFA, saturated fatty acid; UFA, unsaturated fatty acid; MUFA, mono-unsaturated fatty acid; PUFA, poly-unsaturated fatty acid.

    Amino acid profile of striploin from Hanwoo fed with chitosan and probiotics

    A-BMean±SE within same row with same superscript letters not differ at p<0.05.
    Con, control with basal diet; CP, Chitosan with probiotics supplementation.

    Mineral content of striploin from Hanwoo fed with chitosan and probiotics

    AMean±SE within same row with same superscript letters not differ at p<0.05.
    Con, control with basal diet; CP, Chitosan with probiotics supplementation.

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