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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.52 No.3 pp.81-89
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2018.52.3.81

Product Quality of Low-fat Sausages Manufactured with Chestnut Powder as a Fat Replacer

Kyeong Hoon Lim, Koo Bok Chin*
Department of Animal Science, Chonnam National University, Gwangju, 61186, Korea
Corresponding author: Koo Bok Chin Tel: +82-62-530-2121 Fax: +82-62-530-2129kbchin@chonnam.ac.kr
March 10, 2018 March 4, 2018 May 31, 2018

Abstract


The objective of this study was to evaluate physicochemical and textural properties of low-fat sausages(LFSs) as affected by various levels of chestnut powder(CP) and cooking method(boiling vs smoking). This experiment was performed by using three treatments; control(fat replacers with soy protein isolate), CP 0.5%, and CP 1.0%. pH and color values(L*, a* b*) of boiled and smoked sausages were not different between the groups(p>0.05). The effect of chestnut powder(0, 0.5, 1.0%) with different fat replacers(Soy protein isolate, SPI), SPI+Konjac flour(KF) on quality characteristics of LFS were also investigated. The addition of chestnut powder(0, 0.5, 1.0%) into the sausage mixture showed higher hardness and gumminess as compared to the control(p<0.05). The addition of SPI and KF into LFS increased hardness, gumminess, and chewiness(p<0.05). However, the expressible moisture(EM, %) of sausages containing SPI+KF was higher than those with SPI alone. Cooking losses(CL, %) of smoked sausages were higher than those of boiled sausages(p<0.05). However, the addition of chestnut powder(0, 0.5, 1.0%) showed no differences in most parameters, except for chewiness(p>0.05).



지방대체재로서 밤가루를 첨가한 저지방 소시지의 품질 특성

임 경훈, 진 구복*
전남대학교 동물자원학부

초록


본 연구는 저지방 소시지의 개발을 위해 밤가루의 지방대체 기능을 평가하기 위하여 실시하였다. 실 험 1은 우선 모델 소시지를 제조하여 지방대체재로써 Soy protein isolate(SPI)와 Konjac flour(KF)를 혼합 사용한 것은 SPI 단독 처리구에 비해 조직감(경도, 검성, 저작성)에서 낮은 값을 보였지만, 지방과 단백질 함량이 높고 수분 함량은 낮은 값을 보였다(p<0.05). 또한 SPI 단독 처리구는 SPI+KF 복합처 리구에 비해 유리수분량이 높은 결과를 나타내었다. 한편 밤가루의 첨가는 조직감(경도, 검성)이 유의적 으로 높아지는 결과를 나타내었다. 실험 2는 지방대체재로써 SPI를 단독으로 사용하고 밤가루의 첨가가 가열 방법의 차이(자비, 훈연)에 따른 효율성을 평가하기 위해 실험을 실시하였다. 자비 소시지는 훈연 소시지에 비해 명도가 높고, 수분 함량이 높았지만, 조직감(경도, 검성, 저작성, 응집성)이 낮게 측정되 었다. 또한 자비 소시지는 훈연 소시지에 비해 가열감량이 적었지만, 유리수분양은 많았다. 제품 소시 지에 밤가루의 첨가는 조직감 중 저작성이 증가하는 경향을 나타내었다.



    Chonnam National University

    서론

    우리나라의 식육가공품 생산량은 1996년에서 2016년 에 이르기까지 약 2배 가까이 증가하였다(KMIA, 2017). 하지만 식육가공품들은 대부분 지방이 첨가되는 소 시지나 햄, 등이 주요품목인데, 이러한 식육가공품을 과다 섭취하면 비만이나 관상동맥계(coronary heart disease) 질환 등의 문제가 생길 수 있다. 따라서 이러한 이유로 인해 소비자에게 건강에 유익한 식품 의 섭취를 요구되고 있다. Chin et al.(2006)은 시 중에서 유통되는 소시지나 햄과 같은 육가공 제품에 는 지방 함량이 14.2~34.7%까지로 분석되었다고 보 고하였다. 따라서 지방이 적은 후지를 이용하고, 지 방을 첨가하지 않는 대신에 지방대체재를 첨가한 저 지방 소시지 등 저지방 육가공품이 개발에 관한 연 구가 진행되었다(Chin, 2002). 분리대두 단백질(Soy protein isolate, SPI)과 같은 식물성단백질은 지방 대체재로 사용하기도 한다. 특히 SPI가 첨가된 저 지방 소시지는 기존 유화형 소시지에 비하여 다소 높은 경도를 보이는데 이를 완화시켜 기존의 유화 형 소시지와 유사한 조직감을 갖기 위하여 곤약이 나 카라기난을 첨가하게 된다(Chin, 2002). 또한 지방대체재를 혼합하여 저지방 소시지에 적용할 경 우 지방대체재간의 시너지 효과로 인해 조직감과 보수력에 긍정적인 효과를 가져오기도 하였다(Choi & Chin, 2002). 이외에도 다양한 첨가물을 첨가시 켜 기능성을 높이는 연구가 많이 수행되고 있는데, 열풍 건조한 김치 분말(Lee et al., 2008), 울금 추 출물(Kim et al., 2007), 미강 식이섬유(Choi et al., 2008)를 첨가하는 등 여러 가지 첨가물을 소 시지에 사용하여 품질 특성을 증진시키는 여러 연 구가 진행된바 있다.

    밤나무(Castanea crenata)는 참나무과에 속하는 낙엽 활엽 교목으로 우리나라 전역에 걸쳐 자생하거 나 재배되고 있다. 밤은 예로부터 제례 등에서 중요 하게 이용되었으며, 전분과 비타민C 함량이 많고 영 양가가 높아 기호 식품 외에도 대용 식량 자원 등으 로써 이용되어 왔다(Cho & Hwang, 2005; Bok, 2007). 한국에서는 밤을 주로 가공해서 먹는 유럽과 는 달리, 제사 등의 풍습이 있어 생밤을 즐겨 먹었 기 때문에 크기가 크고 당도가 높은 밤을 선호해왔 다(Joo et al., 2016).

    밤의 영양성분중 탄수화물 함량은 30.8~52.0%의 범위였고, 전체 과육의 조회분 함량은 0.9~1.8%, 총 섬유소 함량은 2.00~4.70%로 현미와 유사하여 좋은 섬유소 급원 식품으로 알려져 있다(Seo et al., 2009). 밤 전분의 물 결합 능력은 200%였으며, amylogram 양 상은 급격히 최고 점도에 도달한 다음 빠른 속도로 점도가 감소한 후 아주 서서히 증가한다고 보고되 었다(Lee et al., 1990). 그리고 박피한 밤 전분이 박피하지 않은 밤 전분보다 물 결합력이나 팽윤력, 용해도, 점도, gel 부피 및 광 투과도가 더 높게 나 타났다는 보고도 있다(Kim et al., 2006). 따라서 본 연구에서는 박피한 밤 가루를 첨가한 소시지의 배합비율을 설정하고 기존에 사용하고 있는 지방대 체재로서 콘작의 대체재로 그리고 가열 방법에 대 한 영향을 측정하여 소시지의 품질 특성을 측정하 고자 실시하였다.

    재료 및 방법

    1 공시재료

    광주광역시 북구 양산동에 위치한 삼호 축산(Hyundae Distribution, Gwangju, Korea)에서 도축한 2원 교잡 종 돈육[(Landrace×Large Yorkshire), 수컷 거세 돈, A등급]을 후지 부분육으로 구매하였고, 지방과 결체 조직을 제거하고 만육기로 분쇄한 후 실험 전 까지 냉장 보관하였다. 지방대체재는 Konjac flour (Konjac Glucomannan 100%, Hubei Yizhi Konjac bio Co., Hubei, China)와 SPI(Supro Ex-33, ISP, Solae Co., St. Louis, USA)을 1:3 비율 혹은 SPI 단독으로 준비하여, Konjac flour는 증류수와 1:10 비율, SPI은 1:4 비율로 수화시켜 사용 전까지 4℃ 에서 냉장 보관하였다. 밤을 슬라이스 하여 자른 뒤 50℃에서 열풍 건조 후 분쇄하여 500Mesh 크기의 체 로 걸러서 사용하였다. 이후 분쇄된 밤 가루는 진공 포장하여 영하 70℃에서 냉동 보관하며 사용하였다.

    2 실험 디자인

    세절된 돈육 후지는 4℃에서 냉장 보관하여 사용 하였으며, 저지방 소시지의 배합 비는 각각 Table 1, 2와 같다. 실험1에서는 밤 가루를 첨가량을 각각 0, 0,5, 1.0% 첨가하고, 지방대체제로서 SPI 1.5%를 단독으로 사용한 것과 SPI 1.5%와 Konjac flour 0.5%를 같이 사용한 처리구을 비교 분석해 보았다.

    실험 2에서는 실험 1의 결과에 맞추어 지방대체재 를 사용한 소시지를 제조하였는데 가열방법에 따른 차이를 분석하여 시판되는 소시지와 품질을 비슷하 게 유사하게 하기 위하여 향신료 등과 같은 첨가물 을 추가하였고, 가열 방법을 자비(boiled)와 훈연 (smoked)으로 나누어 분석하였다

    3 저지방 소시지 제조

    저지방 소시지 제조는 Choi & Chin(2002)의 방 법을 참고하여 실시하였다. 원료육의 배합비에 따 라 첨가물들을 준비한 후 세절기(silent cutter)를 이용하여 후지와 지방대체재를 넣고 1분간 세절하 였고, 염지제인 1차 첨가물을 넣고 1분간 염용성 단백질을 추출하였으며, 향신료와 조미료 등을 넣 고 2차 첨가물을 넣고 약 1분 동안 세절을 시켰다. 충진 후 가열방법에 따른 변화를 살펴보기 위하여 자비와 훈연 시켰다. 자비의 경우에는 75℃의 온도 의 항온 수조에서 30분 동안 가열시켰고, 훈연의 경우에는 훈연기를 이용하여 소시지의 내부 온도가 71.8℃가 될 때까지 가열하였다. 완성된 소시지는 15분 동안 얼음에서 급속 냉각을 시킨 후 4℃ 냉장 고에 보관하였다.

    4 이화학적 및 조직감 검사

    4.1 pH 측정

    pH meter(340, Mettler-Toledo, Schwarzenbach, Switzerland)로 5회 측정하여 평균값을 구하였다. 가열된 시료의 케이싱을 벗긴 뒤, 전극을 시료의 5부분에 꽂아 움직이지 않도록 잘 고정시킨 후 pH 값을 측정하였다.

    4.2 Color value 측정

    소시지의 단면을 Minolta Color Reader(CR-10, Minolta Co. LTD, Osaka, Japan)를 이용하여 각 각 5번 측정하였고, 명도(L*, lightness), 적색도 (a*, redness), 황색도(b*, Yellowness)의 평균값을 나타내었다. 표준 흰색판은 L=94.8, a=1.0, b=0.1 이었다.

    4.3 일반성분 검사

    일반성분 검사는 AOAC(2000) 방법에 의거 소시 지의 시료를 상압 가열 건조법(수분 함량측정), Soxhlet추출법(지방 함량측정), Kjeldahl법(단백질 측정)을 이용하여 수분, 지방, 단백질의 함량(%)을 구하였다.

    4.4 조직감 검사

    조직감 검사는 Instron Universal Machine(Model 3344. Inston, Canton, Massachusetts, USA)으로 경 도(Hardness)와 탄력성(Springiness), 검성(Gumminess), 저작성(Chewiness), 응집성(Cohesiveness)의 항목 을 평가하였다. 실험 조건은 50kg의 load cell에 compression probe를 장착하고, 300min/min의 cross speed에서 두 번 물림 실험을 실시하였다. 시료의 직경은 1.25cm, 높이는 1.3cm으로 하였고, 10번씩 측정하여 평균값을 구하였다.

    4.5 유리수분 검사

    유리수분량은 Jauregui et al.(1981)의 방법을 개 량하여 원심분리법을 이용하여 측정하였다. 시료를 1.5g씩 정량하여 준비된 여과지(Whatman #3)로 싸 서 50mL tube에 넣은 뒤, 원심분리기(Model VS- 5000, Vision Science Co., LTD, Daejeon, Korea) 에 넣고 1660×G로 15분 동안 원심분리하였다. 그 뒤 시료로부터 여과지에 유리된 수분 양을 시료 무 게로 나눠 백분위로 함량을 평가하였다.

    유리 수분(Expressible moisture, EM, %)= 유리된 수분의 양 시료의 무게 × 100

    4.6 가열감량

    가열 전 시료 무게를 측정한 후, 각각 자비, 훈연 후의 시료 무게와 비교하여 아래와 같이 산출하였다.

    가열 감량(Cooking Loss, CL, %)= 가열 전 시료 함량-가열 후 시료 함량 가열 전 시료 함량 × 100

    4.7 통계분석

    본 실험은 SPSS software program을 이용하여 밤 가루 첨가 함량에 따른 저지방 소시지의 품질 평가를 분석하여 이원배치 분산분석법(Two-way ANOVA)으로 통계 처리가 수행되었으며, 사후 분석 은 p<0.05의 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.

    결과 및 고찰

    1 밤 가루를 첨가한 저지방 소시지의 지방대체제의 종류에 따른 품질 특성

    지방대체재(SPI, SPI+KF)를 달리하고 밤가루 첨 가량을 달리하여(0, 0.5, 1.0%) 첨가하여 제조한 저 지방 모델 소시지의 pH와 color를 측정한 결과는 Table 3에 나타내었다. 지방대체재와 밤가루 첨가량 의 상관관계의 유의차가 없어서 지방대체재별로 그 리고 밤가루 첨가량에 관하여 통합하여 나열하였다. 밤 가루 첨가에 따른 pH와 색도는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 이러한 결과는 일반적인 소시지의 pH가 5.46~6.49의 범위라고 발표한 이전의 연구 결과와 같았고 첨가물에 따라 pH 와 색도에 큰 영 향이 없음을 의미한다(Chin et al., 2006).

    일반성분 결과에서는 지방대체재로써 SPI를 단 독으로 사용한 저지방 소시지는 SPI와 KF를 혼합 하여 사용한 저지방 소시지에 비해 수분 함량이 높고, 지방과 단백질 함량이 낮은 결과를 나타내었 다(p<0.05). 이러한 결과는 KF의 첨가로 인해 유 리수분양이 낮아져 시료의 수분 보유력이 낮아짐 으로써 상대적으로 수분의 함량이 낮아졌고, 이로 인해 일반성분의 함량에 영향을 미친 것으로 보인 다. 밤가루의 첨가량을 달리하여 제조한 저지방 소 시지의 일반성분에서는 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05).

    조직감 결과에서는 지방대체재로써 SPI를 단독 으로 첨가한 저지방 소시지는 SPI와 KF를 혼합 하여 첨가한 저지방 소시지에 비해 경도와 검성, 저작성이 높은 결과를 나타내었다(p<0.05). 이러 한 결과는 Choi & Chin(2002)의 연구에서 KF를 Carrageenan(CN)과 함께 지방대체재로써 첨가했 을 때는 CN을 단독으로 첨가했을 때 보다 경도가 낮아지는 결과와 같았다. 이러한 결과는 KF의 첨 가는 SPI와 혼합 첨가 시에도 조직감에 영향을 미 친 것으로 사료된다. 즉 저지방 소시지에 밤가루 의 첨가는 경도와 검성이 증가하는 결과를 나타내 었다(p<0.05). 이러한 조직감의 변화는 밤 전분의 물결합력이나 팽윤력, 용해도 등의 특성에 의해 나타난 것으로 예상된다(Kim et al., 2006). 또 한, 밤가루도 도토리 등 견과류들과 같이 겔이 형 성되는데(Choo & Ahn, 1995), 이로 인해 소시지 제조 중 첨가된 밤가루가 겔이 형성되어 조직감에 영향을 미친 것으로 사료된다.

    Figure 1을 보면 지방대체재(SPI, SPI+KF)를 달 리하고 밤가루의 첨가량(0, 0.5, 1.0%)에 따른 저 지방 소시지의 유리수분량(%)과 가열감량(%)을 나 타내었다. 지방대체재로써 SPI를 단독으로 사용한 처리구는 KF와 함께 사용한 처리구와 비교했을 때 많은 양의 유리수분양(%)을 나타내었다(p<0.05). 이러한 결과는 SPI+KF 처리구가 SPI 처리구에 비 해 지방 함량이 상대적으로 높았으며 SPI와 KF의 복합첨가는 수분을 방출하지 않음으로써 유리수분 양을 감소시켜 보수력을 증진시킨 것으로 평가된 다. 하지만 밤가루의 첨가는 저지방 소시지에 있어 서 유리수분양에 영향을 주지 않았다(p>0.05). 또 한 가열감량도 Fig. 2에서 나타난 바와 같이 지방 대체재의 종류나 밤가루의 첨가량에 따라 저지방 소시지에 영향을 주지 않았다(p>0.05).

    2 밤가루를 첨가한 저지방 소시지의 가열 방법에 따른 품질 특성

    가열방법에 따른 밤가루를 첨가한 저지방 소시 지의 pH와 color 측정 결과를 Table 4에 나타내 었다. 가열방법의 차이나 밤가루의 첨가는 저지방 소시지의 pH에 유의적인 차이를 보이지 않았다 (p>0.05). 이러한 결과는 일반적인 소시지의 pH 가 5.46~6.49의 범위라고 발표한 이전의 결과와 같았다(Chin et al., 2006). 색도 중 명도(L*)는 훈연 처리구가 자비 처리구에 비해 낮은 경향을 보였는데(p<0.05), 이는 훈연 과정 중 건조 단계 에 의해서 소시지의 표면이 건조되어 내부의 색 도까지 영향을 미친 것으로 보인다.

    밤가루의 첨가량은 저지방 소시지의 일반성분(수 분, 지방, 단백질) 함량에 유의적인 차이를 주지 않 았지만(p>0.05), 가열 방법의 차이는 저지방 소시 지의 수분 함량에 유의적인 차이를 나타내어 훈연 소시지의 수분 함량은 자비 소시지에 비해 낮았다 (p<0.05). 이러한 결과는 훈연 중 건조 과정이 있 어 소시지 내 수분 함량이 줄어들었고, 이로 인해 상대적으로 자비 소시지에 비해 수분 함량이 줄어든 것으로 예상된다. 그러나 지방과 단백질 함량에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다(p>0.05).

    가열 방법은 저지방 소시지의 조직감에 유의적인 영향을 주었다(p<0.05). 훈연 소시지는 자비 소시지 에 비해 탄력성을 제외한, 경도, 검성, 저작성, 응집 성이 유의적으로 높았다. 이러한 결과는 훈연 과정 중 수분 함량이 줄어들어 상대적으로 시료가 건조해 지고, 이로 인해 조직감이 상승한 것으로 예상된다. 또한 밤가루의 첨가는 조직감 중 저작성을 상승시키 는 결과를 나타내었는데(p<0.05), 그 이유는 모델 소시지에서의 결과와 같이 소시지 내의 밤가루가 조 리 과정 중 겔을 형성하여 조직감에 영향을 미친 것 으로 판단된다. 하지만, 다른 조직감에서 유의적인 차이를 보이지 않은 것은 도토리를 첨가한 저지방 소 시지에서 검성을 제외한 조직감에서 유의적인 차이를 보이지 않은 결과와 유사하였다(Chin & Ban, 2008).

    가열방법과 밤가루 첨가량에 따른 저지방 소시지 의 유리수분 측정 결과를 Fig. 2에 나타내었다. 밤 가루의 첨가량에 따른 결과에는 유의적인 차이를 나 타내지 않았지만(p>0.05), 가열방법에서는 훈연하 여 가열한 소시지가 물로 가열한 자비소시지에 비해 유리수분이 낮았다(p<0.05). 이러한 결과는 훈연 과정 중 건조로 인해 수분이 손실되어 유리되는 수 분양이 줄어들었기 때문에 차이가 나타난 것으로 보 인다. 가열감량 측정 결과는 Fig. 4와 같이 밤가루 의 첨가량에 따라 유의적인 차이를 나타내지 않았다 (p>0.05). 가열방법에서는 훈연하여 가열한 소시지 가 물로 가열한 소시지에 비해 2배 이상의 가열감량 결과를 나타내었는데(p<0.05). 이러한 결과는 유리 수분에서 나타난 차이와 마찬가지로 훈연 과정 중 건조로 인해 차이가 나타난 것으로 예상된다.

    본 연구결과를 종합해보면 밤가루의 첨가는 저지 방 모델 소시지에 조직감에 긍정적인 영향을 미쳤 고, 실재의 저지방 소시지에서는 보수력(유리수분, 가열감량)에 효과적이었다. 이러한 결과들로 인해서 육제품 제조 시 밤가루의 첨가는 조직감이나 보수력 증진에 효과적일 것으로 판단되며 저지방소시지의 제조시 지방대체재로 적합할 것으로 평가된다.

    감사의 글

    본 연구는 전남대학교 RPM 과제(P형: 할랄축산 물 인증 사업단)의 지원으로 수행되었으며 이에 감 사드립니다.

    Figure

    JALS-52-81_F1.gif

    The expressible moisture and cooking loss of low-fat model sausages as affected by two levels of chestnut powder with different fat replacer.

    JALS-52-81_F2.gif

    The expressible moisture and cooking loss of low-fat sausages as affected by two levels of chestnut powder and different cooking method. A,BMeans with different letters are significantly different by cooking methods(p<0.05).

    Table

    The formulation of low-fat model sausages as affected by two levels of chestnut powder with SPI and konjac flour as a fat replacer

    The formulation of low-fat sausages as affected by two levels of chestnut powder with SPI as a fat replacer and two cooking methods(boiling vs smoking)

    Proximate composition and texture characteristics of low-fat model sausages as affected by various levels of chestnut powder with different fat replacer

    A,BMeans with different superscripts are different by fat replacer(<i>p</i><0.05).
    a,bMeans with different superscripts are different by various levels of chestnut powder(<i>p</i><0.05).

    Proximate composition and texture characteristics of low-fat boiled sausage as affected by cooking method and two levels of chestnut powder

    A,BMeans with different superscripts are different by cooking method(<i>p</i><0.05).
    a,bMeans with different superscripts are different by percentage of chestnut powder(<i>p</i><0.05).

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