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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.53 No.2 pp.141-151
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2019.53.2.141

Antioxidant and Antimicrobial Activities of Food Byproducts from Cassava, Peanut, Pea Flour and MSG-CMS and Its Characteristics in Meat Patty as a Food Preservatives

Semenesh Seleshe, Suk-Nam Kang*
Department of Animal Resource, Daegu University, Gyeongsan, 38453, Korea
Corresponding author: Suk-Nam Kang Tel: +82-53-850-6726 Fax: +82-53-850-6729 E-mail: sk-kang@daegu.ac.kr
October 31, 2018 January 2, 2019 February 21, 2019

Abstract


This study was conducted to investigate functional activity of ethanol extracts of four food byproducts. Used food byproducts were cassava root, peanut hull, pea flour byproducts, and monosodium glutamate-condensed molasses fermentation soluble (MSG-CMS). Raw pork meat was treated with BHA (positive control), and byproduct extracts, and the results were compared to those obtained for the meat without any additive (negative control). The total phenolic and total flavonoid contents of peanut hull extract were higher than those of others. Peanut hull extract exhibited a higher DPPH radical scavenging activity than those of others. However, the ABTS radical scavenging activity and FRAP (ferric reducing antioxidant power) from pea flour byproducts extracts were significantly higher than those of others. In the microbial inhibition test, strong inhibition zones were shown in peanut hull extract against Streptococcus pneumoniae and in MSG-CMS extract against Staphylococcus aureus and S. pneumoniae. In addition, 2-thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) values of meat patties added cassava root, peanut hull and MSG-CMS extracts were lower than those of control. These results demonstrate that food byproducts from peanut hull and MSG-CMS showed highly effective against spoilage microbial growth and lipid oxidation and show potential as a source of natural preservatives.



카사바, 땅콩, 완두콩 및 조미료 부산물의 항산화 및 항균활성과 미트패티 첨가물로서의 특성

세메네, 강석남*
대구대학교 동물자원학과

초록


본 연구는 식품 부산물의 에탄올 추출물의 항산화능, 항균특성 및 첨가제로서의 기능성특성을 알아보 기 위해 실시하였다. 조사대상은 카사바 부산물, 땅콩 부산물, 완두콩 부산물, 그리고 조미료 부산물이 었다. 또한, 부산물 추출물 및 BHA를 첨가한 미트 패티의 저장 중 품질특성을 비교 분석하였다. 추출 물 내 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 땅콩 부산물이 다른 추출물에 비해 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 땅콩 부산물 추출물에서 가장 높은 활성을 나타내었으며(p<0.05), ABTS 라디칼 소거 능 및 FRAP 활성능에서는 완두콩 부산물 추출물이 가장 높은 결과를 나타내었다(p<0.05). 땅콩 부산 물 추출물은 Streptococcus pneumoniae에 대해서 강한 활성을 나타내었고, 조미료 부산물 추출물은 S. aureusS. pneumoniae균에 대해 매우 강한 활성을 나타내었다. 미트 패티의 저장 중 지방산화 억제능은 카사바, 땅콩, 완두콩 부산물 추출물이 BHA 첨가군과 유사하게 낮은 2-thiobarbituric acid reactive substances(TBARS) 값을 나타내었다(p<0.05). 단백질 변패도 실험에서는 완두콩 부산물 추 출물 처리구가 다른 시험구에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.05). 이상의 결과, 식품부산 물은 S. aureusE. coli 에 대해 항균활성이 우수하고, 지방산패를 억제하기 때문에 좋은 식품첨가물 로서 이용이 가능할 것으로 사료된다.



    Daegu University

    서론

    최근 유통시스템의 변화와 건강에 대한 소비자의 인식 변화로 인해 식품의 가공 및 소비가 증가하고 있다. 식품 전체는 페놀성분, 비타민 및 섬유소 같 은 많은 생리활성물질을 함유하고 있는데, 식품 가 공 현장에서는 완제품을 생산하는 동안 껍질, 씨, 줄기 및 비가식 부위 등의 많은 형태의 부산을 생산 해 내고 있다. 많은 경우 농작물이나 과일 등은 소 비자가 원래의 형태에서 바로 소비하기 보다는 다양 한 가공처리 과정을 거친 이후에 소비하게 된다. 작 물이나 과일을 가공하는 과정에 일반적으로 껍질이 나 씨(Ayala-Zavala et al., 2010) 뿐만 아니라 사 탕수수나 과일의 비트, 유청, 빵 부산물, 양조부산 물, 밀부산물, 잡육 및 뼈 등 다양한 형태의 부산물 을 생산하게 된다. 이러한 부산물의 영양학적 특성 이나 기능성물질 함량에 대한 결과가 잘 보고 되고 있지 않고 있다. 하지만, 영양학적 측면과 기능성물 질의 측면에서 살펴보면, 최종 생산물과 이들의 부 산물간의 차이가 거의 없거나 오히려 일부 성분에선 우수하다고 보고되고 있다(Gorinstein et al., 2011). 식품부산물은 벼려지거나 혹은 값싼 제품으 로 인식되고 있으나, 최근에는 항산화능, 항균활성 능, 착색제, 풍미제, 결착제 등의 식품첨가제로 활 용이 가능하며, 천연 의약품이나 첨가제로 사용하려 는 연구가 활발히 진행되고 있다(Ayala-Zavala & Gonzá lez-Aguilar, 2011). 또한, 농산부산물의 경 우에는 섬유소가 다량 함유하고 있어, 보수력증진, 팽윤력 향상 및 겔 형성시 점도증진 역할을 하기 때 문에 식이 음료 및 화장품 제조시 소재로 활용되고 있다(Ajila et al., 2010). 많은 식품은 저장 중 미 생물성장, 지방 및 단백질의 산화 및 영양성분의 손 실로 인해 바람직하지 못한 풍미의 유발로 인해 관 능적 품질 특성 저하를 가져오거나 저장성에도 좋지 않은 영향을 미치게 된다(Viuda-Martos et al., 2011). 이와 같은 식품의 품질저하를 줄이기 위해서 사용되었던 합성 및 인공 첨가물들은 품질저하를 줄 일 수 있지만, 가격적으로 비싼 편이며, 최종산물에 의 잔류 및 건강상의 문제 때문에 소비자들은 이러 한 첨가물이 첨가된 제품을 꺼려하고 있는 실정이 다. 이에 많은 연구자들은 경제적이며, 안전하다고 인정되는 식품의 부산물에 대한 관심이 증대 시키고 있다(Ayala-Zavala & González-Aguilar, 2011). 따라서 본 연구는 식품산업현장에서 버려지는 부산 물의 항산화 활성 및 항균 활성 특성을 분석하여 부 산물의 기능성 물질을 분석하고, 이들 식품 부산물 을 첨가한 미트 패티의 저장 중 품질특성 평가를 통 해 식품 부산물의 식품 보존제로서의 가치를 조사하 기 위해 실시하였다.

    재료 및 방법

    1 시료의 준비

    식품부산물인 카사바 뿌리, 땅콩피, 완두분, 그리 고 조미료-부산물은 농협(Nonghyup feed INC.)으 로부터 공급받았다. 모든 부산물은 25 g에 15배의 50% 에탄올을 가하여 교반 추출기(VS-8480, Vision Sci. Co., Ltd., Korea)에서 20℃로 95시간 200 rpm 으로 추출하여 여과지(Whatman No. 1, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)로 여과한 다음 진공 농축기(EYELA CCA-1110, Tokyo Rikakicai Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 40℃에서 용매를 제거 후 추출물을 동결건조(Lyophilizer 7754042, Labconco, USA)하여 시료로 이용하였다.

    2 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 분석

    총 폴리페놀 함량은 Singleton & Rossi (1965)의 방법에 따라 Folin-Ciocalteu 시약(sigma-aldrich Korea chemical Co., USA)을 이용하여 분석하였다. 시료 용액 0.5 mL에 1 N Folin-Ciocalteau 용액 0.5 mL을 혼합하고, 5 mL 10% Na2CO3 용액을 50분 간 정치후 원심분리(VS- 21SMT, Vision Scientific Co., Ltd., Korea)한 이후 상등액을 흡광도 760 nm 에서 측정(Multiskan GO spectrophotometer, Thermo Fisher Scientific, USA)하였다. 총 폴리페놀 함량 계산은 표준물질인 catechin으로 보정선(y=0.0025x +0.0027)을 작성한 후 시료 g당 catechin함량으로 표기하였다. 총 플라보노이드 함량은 Lin과 Tang (2007)의 방법에 따라 분석하였다. 시료 용액 0.5 mL 를 시험관에 취하고 에탄올 1.5 mL, 10% 질산알루미 늄용액 0.1 mL, 1 M 초산칼륨용액 0.1 mL, 물 2.8 mL 를 가하여 충분히 교반(Scientific Industries, Inc., Bohemia, NY, USA)하였다. 실온에서 50분간 정치 후 상층을 415 nm에서 흡광도를 측정한다. 총 플라 보노이드 함량을 측정하기 위해 quercetin의 검량선 (y=0.0027x+0.1979)을 작성한 후 시료 g 중의 mg quercetin으로 나타내었다.

    3 항산화능 분석

    DPPH radical 소거능 측정은 Brand-Williams et al.(1995)의 방법에 따라 추출물 0.4 mL(100 μg/mL) 에 0.2 mM DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl- 2-picryl-hydrazyl, sigma chemical Co., USA)용 액 1.6 mL을 가한 후 혼합하여 상온에서 10분간 방 치한 다음 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조 군은 추출용 용매만을 사용하여 측정하였다. DPPH radical 소거활성능은 다음 식에 의해 계산하였다. DPPH radical scavenging activity(%)= [1-(sample absorbance/control absorbance)]×100. DPPH radical 소거활성능의 분석결과는 BHA(butylhydroxy anisole) 를 검량선을 작성(y= 0.31014x -7.6048)하여 비교 하여 분석하였다. ABTS radical 소거능 측정은 Robert et al.(1999)의 방법에 따라 측정하였다. 7.4 mM 2,2-azino-bis-3-ethyl benzthiazoline- 6-sulphonic acid(ABTS)와 2.45 mM potassium persulfate를 최종농도로 혼합하여 실온의 암소에서 24시간 방치하여 ABT cation을 형성시킨 후 700 nm 에서 흡광도값이 1.5-1.8가 되도록 증류수로 희석하 였다. 희석된 ABTS용액 2 mL에 추출물 100 μL를 더해서 반응시킨 후 정확히 5분후에 700 nm 흡광 도로 측정하였다. ABTS radical 소거 활성능은 다 음 식에 의해 계산하였다.

    ABTS radical scavenging activity(%)= [1-(sample absorbance/control absorbance)] × 100

    ABTS radical 소거활성능의 분석결과는 BHT (butylhydroxy toluene)로 검량선을 작성(y=0.7527x+ 11.02659)하여 mg BHT/g으로 분석하였다. Ferric reducing antioxidant power(FRAP) 측정은 기존 에 보고된 방법을 수정하여 실시하였다(Benzie & Strain, 1996). 반응액은 300 mM acetate buffer (pH 3.6): 10 mM TPTZ: 20 mM의 FeCl3·6H2O 를 10:1:1의 비율로 실험 직전에 만들어 사용하였 다. 반응액과 시료를 혼합하여 4분간 반응시킨 후 593 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료의 환원력 은 표준물질로서 quercetin을 사용하였고, 철에 대 한 환원력을 mg quercetin/g으로 나타내었다.

    4 항균활성능 분석

    항균활성 측정을 위해 한국생물자원센터(Jeongeup, Korea)에서 동결건조 된 산태의 앰플을 구매하여 사용하였다. Gram 음성균은 Staphylococcus aureus subsp. aureus(KCTC 1929), Streptococcus pneumoniae (KCTC 5412), Escherichia coli (KCTC 1682), Gram 양성균은 Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae (KCTC 2208)을 사용하였다. 효모는 Candida albicans (ATCC 10231), 곰팡이는 Aspergillus niger (ATCC 26550)를 구매하여 실험에 이용하였다. 전 배양 및 본 배양을 위한 생육배지로 tryptic soy broth (Difco Laboratories, Detroit, USA)를 사용하였다. 사용 된 균주는 50% 글리세롤이 포함된 배지에 넣어 -80℃(MDF-192; Sanyo, Osaka, Japan)에 보관하 여 사용하였으며, 실험에 사용하기 전 3회 이상 계 대 배양(NU-5810, Nuaire, USA)하여 활성화한 후 사용하였다. 항균 활성 검색은 paper disc agar diffusion 법(Lee & Lee, 2010)을 준용하여 이용하 였다. 107 CFU/mL로 배양된 시험 균주들을 멸균된 각각의 배지에 2~3% 접종하여 배지를 조성하였다. 여기에 8 mm paper disc (Advantec, Tokyo, Japan) 를 배지 위에 떨어지지 않도록 부착시킨 후 50% DMSO (Dimethyl sulfoxide)에 녹인 추출물을 농도 별(10, 20, 40, 60 mg/mL)로 paper disc에 15 μL 씩 load하였다. S. aureusE. coli균은 37℃에서 24시간 배양(한 다음 생육 억제존 생성 유무를 확인 하였고, A. nigerC. albicans는 25℃에서 4일간 배양한 다음 생육 억제존 생성 유무를 확인하였다 (Jorgensen & Ferraro, 2009). 추출물을 녹인 용매 에 대한 영향을 알아보기 위해 대조군으로는 50% DMSO를 사용하였다. 생육저해환의 평균 직경이 8.00 mm이면 ‘-’(활성 없음), 8.01∼8.25 mm이면 ‘+’(약한 활성), 8.26∼8.50 mm이면 ‘++’(보통 활 성), 8.60∼9.00 mm이면 ‘+++’(강한 활성), 9.01 mm 이상이면 ‘++++’(매우 강한 활성)로 표시하였다.

    5 지방산화 분석

    각 추출물은 0.01%씩 첨가하여 50 g의 미트 패티 (1.5 cm 두께)를 제조하였다. 식육 65%, 지방 20%, 물 15%을 기본으로 시료를 제조하였으며, 비교분석 을 위해 무첨가구(C)와 0.005% BHA를 첨가하여 시 료를 제조하였다. 모든 시료는 85℃에서 30분간 가 열한 이후 polyethylene 백(25 μm thickness)에 넣 어 4℃로 14일간 저장한 이후 지방산화, 단백질변 패도 및 미생물 변화 분석에 이용하였다. TBARS (2-thiobarbituric acid reactive substances)는 Pikul et al. (1989)의 방법에 따라 미트 패티 5 g에 20% TCA (trichloroacetic acid, in 2 M phosphate) 시약 17 mL를 첨가하여 homogenizer (Tissue grinder, 1102-1, Japan)로 14,000 rpm에서 2분간 균질한 후 이 균질액(slurry)에 증류수를 일정량 가한 뒤 교 반한 다음 여과지(Whatman No.1, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)로 여과한 후, 25 mL되게 만들었다. 상층액 5 mL을 취하여 2-thiobarbituric acid 시약(0.005 M in water) 5 mL을 시험관에 넣 어 혼합한 뒤 실온 암실에서 15시간 동안 방치한 후 spectrophotometer로 530 nm의 파장에서 흡광도 를 측정하여 malonaldehyde (MA)의 검량선에 따른 결과 값을 mg MA/kg으로 계산하였다.

    6 단백질 변패도 분석

    VBN (volatile basic nitrogen) 함량은 Conway (1950)에 따라 시료 10 g에 증류수 90 mL를 가하 여 homogenizer로 14,000 rpm으로 5분간 균질한 다음 여과지(Whatman No.1)로 여과하여 전체 부 피를 100 mL로 조정하였다. 상기 여과액 중 1.0 mL 를 conway unit 외실에 넣고, 내실에는 0.01 N 붕 산용액 1.0 mL와 각각 에탄올을 이용하여 1:1의 비율로 제조한 conway시약(0.066% methyl red+ 0.066% bromcresol green)을 약 2-3방울 가한 후 50% K2CO3액 1.0 mL을 재빨리 외실에 주입하여 바로 밀폐시킨 다음 37℃에서 120분간 방치한 후 0.02 N H2SO4 용액으로 질소함량을 적정하였다.

    VBN mg%(mg/100 g) = ((a - b) × F × 100)/ sample × 100

    이때 계산식의 a는 본 실험의 적정 소비량이고, b는 공 실험의 적정 소비량(mL)이며, F는 0.02 N-H2SO4 표준화 지수(0.28014)이다.

    7 총균수 변화분석

    미생물 분석은 축산물의 가공기준 및 성분규격 (2006)에 공시되어 있는 방법에 준하여 수행하였으 며 분석 세균으로는 일반세균을 분석하였다. 90 mL 펩톤수(0.1%, Oxoid, Unipath Ltd., Basingstoke, UK)에 10 g의 시료를 취해 균질화하였다. 균질 원 액을 10-6까지 단계별로 희석하여 페트리디쉬(9 cmdiameter sterilized plastic dish)에 1 mL씩 넣은 이후 멸균후 냉각된 plate count agar (Difco Laboratories, Detroit, USA)를 분주하였다. 준비된 시 료는 37℃에서 48시간 배양한 후 형성된 집락(CFU, colony-forming unit) 중 적절한 수준의 미생물만 (30-300 CFU)을 계수하여 결과 값으로 하였다.

    8 통계분석

    본 실험에서 얻어진 결과는 SAS program (SAS, 1999, Version 8.1)을 이용하여 분산분석을 실시하 였고 처리구간 및 저장기간에 따른 평균간 유의성 검정은 Duncan의 다중검정 방법으로 5% 수준에서 실시하였다.

    결과 및 고찰

    1 추출물의 수율, 총폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량

    Table 1은 식품부산물의 수율, 총폴리페놀, 총플 라보노이드 및 항산화능을 나타낸 표이다. 추출 수 율의 경우 조미료 부산물이 다른 부산물보다 가장 높은 23.10%를 나타내었다(p<0.05). 식물 추출물에 서 기인한 페놀성분들은 일반적으로 항산화 특성 및 free radical 소거능을 가지고 있기 때문에 한방소 재나 약초성분을 기능성 소재로서의 효과를 평가하 고자 할 때 이들 페놀성분이 주요 선택 기준으로 평 가된다. 식물기원 페놀물질은 수많은 성분들이 알려 져 있으며, 일부 물질은 항산화력을 포함한 다양한 생리활성 특성이 보고되었다(Pontis et al., 2014;Sohaib et al., 2015). 본 실험에서 총 폴리페놀 함 량 분석은 페놀성분의 일종인 catechin으로 보정하 여 catechin equivalents (mg catechin/g extract) 으로 표기하였다. 분석결과 조사대상 부산물 중에 서 땅콩 부산물 및 완두콩 부산물 추출물에서 가장 많은 총 폴리페놀 함량(각각 589.55와 505.05 μg catechin/g)이 나타났다. 플라보노이드는 다양한 식물군에서 광범위하게 발견되는 식물의 이차대사 산물로서 오늘날 6,000여종의 구조가 확인되었다 (Khatiwora, 2010). 본 실험에서 총 플라보노이드 함량 분석은 플라보노이드의 일종인 quercetin으로 보정하여 quercetin equivalents (mg quercetin/g extract)으로 표기하였다. 본 실험의 결과 땅콩 부산 물과 조미료 부산물 추출물이 각각 0.71 및 0.97 mg quercetin/g으로 다른 추출물보다 높은 총 플라보노 이드 함량을 나타내었다(p<0.05).

    2 추출물의 항산화능 특성

    DPPH는 매우 안정한 free radical 화합물로서 517 nm에서 최대 흡광능력을 함유하고 있어 쉽게 항산화에 의한 소거가 가능한 물질로서(Lu & Yeap, 2001), free radical 혹은 OH 공여자로서 식물추출 물의 항산화능 평가에 다양하게 활용되고 있다(Porto et al., 2000). DPPH radical 소거활성은 500 μg/mL 농도에서 표준물질(BHA)과 비교하여 결과를 나타내 었다(Table 2). 본 실험 결과, 실험에 이용한 부산 물 추출물 중에 땅콩 부산물 추출물이 210.85 mg BHA/g으로 가장 높은 DPPH radical 소거활성을 나타내었다(p<0.05). 또 다른 항산화능 평가실험 으로 친유성 및 친수성 특성 물질에 대한 항산화능 을 나타내는 실험 방법이 ABTS radical 소거활성 이다. 실제로 이들 분자고리에서 ABTS radical 소 거활성은 hydrogen-donating 활성을 보여준다. Hagerman et al. (1998)은 고분자구조를 한 페놀성 분(특히 tannins)에 대한 소거활성이 우수하다고 보 고하였다. 본 실험결과 ABTS 소거활성능(Table 2) 은 조사된 부산물의 추출물 중 땅콩 부산물 및 완두 콩 부산물 추출물이 각각 200.36 및 206.46 mg BHT/g으로 다른 추출물보다 우수한 활성을 나타내 었다(p<0.05). 이상의 분석결과 총 폴리페놀과 플 라보노이드 함량에서 땅콩 부산물 및 조미료 부산물 의 추출물이 다른 부산물의 추출물보다 우수하게 나 타났으며, DPPH radical 및 ABTS radical 소거활 성도 땅콩 부산물 추출물이 상대적으로 높은 결과를 나타내었다. 철 이온 등 금속이온은 산화제로서 식 품 중 지질의 과산화를 일으킨다(Yamaguchi et al., 1998). FRAP의 측정은 식품 중 항산화물질이 Fe3+을 Fe2+로 환원시키는 능력으로 평가하는 것이 다. 부산물들의 FRAP 수치(Table 2)는 quercetin을 양성대조구로 하여 mg quercetin/g으로 나타내었 다. PFB 추출물이 15.74 mg quercetin/g으로 다른 시험구보다 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).

    3 추출물의 항균활성 결과

    항생제 내성균들의 억제제 개발을 위해 최근 식물 추출물에서의 천연 항균물질을 추출하고자 하는 연 구가 활발히 진행되고 있다. 식품 부산물로부터 항 균물질의 가능성을 검토하기 위해 에탄올 추출물로 부터 식중독 원인균 4종의 균주에 대한 항균력을 조 사한 결과는 Table 3과 같다. 선택된 모든 식품부산 물의 에탄올 추출물이 Aspergillus nigerCandida albicans에 대해서는 항균활성을 확인할 수가 없었 으나, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus 에 대해서는 대부분의 추출물이 항균활성을 확인할 수 있었다. 즉, K. pneumoniae균에 대해서 땅콩 부산물, 완두콩 부산물 그리고 조미료 부산물 추출 물은 고농도(60 mg/mL)에서 보통의 활성을 보였 다. S. aureus균에 대한 추출물의 억제 활성도는 카사바 부산물, 땅콩 부산물 및 완두콩 부산물은 보 통의 활성을 유지하였으나, 조미료 부산물 추출물은 20 mg/mL 이상의 농도에서 매우 강한 활성을 보였 다. Escherichia coli균에 대한 억제 활성도는 땅 콩 부산물 추출물이 보통의 활성을 보였으며, 카 사바 부산물 추출물은 약한 활성을 나타내었다. 하지만, 완두콩 부산물 및 조미료 부산물 추출물 은 E. coli균에 대한 억제능을 보이지 않았다. S. pneumoniae균에 대한 억제 활성도는 땅콩 부산물 및 조미료 부산물 추출물이 20 mg/mL 이상의 농도 에서 강한 활성을 나타내었다. 그리고 카사바 부산 물 추출물도 S. pneumoniae균에 대해 동일 농도에 서 보통의 활성을 나타내었다. 이상의 결과를 보면 식품부산물 추출물에 따라 항균력을 가지는 물질이 다양하여 균의 종류에 따라 항균활성의 차이를 나타 내어 선정하고자 하는 식품부산물에 따른 항균활성 의 차이를 나타내는 성분을 찾아내는데 중요한 기초 로 활용될 것으로 평가된다. 병원성 미생물인 S. aureusE. coli에는 식육의 오염원으로 다발하는 병원성 미생물로서 식육가공 현장에서 주요 미생물 로 간주될 뿐만 아니라(Vorster et al., 1994), 다발 하는 인수공통전염병을 일으키는 병원성 미생물로 일반인의 건강을 위협하는 위험한 병원균이다(Tanih et al., 2015). 또한 식품가공현장에서 S. aureusE. coli의 오염으로 인해 작업자들에게 질병을 일으 키는 주요 미생물로 간주되기 때문에 작업장에서 주 요 관리 대상이 인식되고 있다(Hatakka et al., 2000). 본 연구의 결과 땅콩 부산물 추출물이 병원 성 미생물의 억제에 효과적으로 나타나 향후 식품 가공현장의 위생이나 식품첨가물로 좋은 대안제로서 사용이 가능할 것으로 평가된다.

    4 지방산화 특성 변화

    Table 4은 저장 14일차의 부산물 추출물 첨가 미 트볼의 TBAR변화를 나타낸 표이다. 식육은 저장기 간이 경과함에 따라 지방이 산화되거나 가수분해되 어 카보닐화합물, alcohol, ketone, aldehyde 등의 부산물로 분해되면서 TBARS값이 증가하며(Witte et al., 1970;Demeyer et al., 1974), 이로 인해 식육의 맛과 향에 영향을 미친다. 이러한 지방산화 는 식육의 저장 시간, 저장온도, 지방산의 조성, 산 소의 활성, 항산화제 첨가 등 여러 요인에 의해 영 향을 받는다고 하였다(Chen & Wailmaleongoraek 1981). 분석 결과 무 첨가구(1.96 mg MA/kg)가 가 장 높은 지방산화도 값을 보였으나, 카사바 부산물 추출물 첨가구(0.71 mg MA/kg)가 가장 낮게 나타 내었다(p<0.05). 또한, BHA 0.01% 첨가구(1.12 mg MA/kg)보다 카사바 부산물 부산물추출물이 유 의적으로 낮은 지방산화도를 나타내었다(p<0.05). 부산물 추출물의 항산화도는 카사바 부산물>땅콩 부산물>완두콩 부산물>조미료 부산물 순으로 나타 났다. 이와 같이 부산물추출물의 지방산화도가 대조 구보다 낮은 결과는 부산물 추출물 내 함유된 폴리 페놀 및 플라보노이드 함량이 지방산화 억제에 영향 을 미친 것으로 여겨진다. 하지만, 폴리페놀 함량의 경우 카사바 부산물 추출물보다 완두콩 부산물 및 땅콩 부산물 추출물이 다른 추출물보다 높은 폴리페 놀 함량을 나타낸 것을 볼 때(Table 1), 식육에 첨 가한 폴리페놀 함량이 상대적으로 낮은 카사바 부산 물 추출물 첨가 미트 패티의 지방산화가 낮게 나타 난 것은 다른 요인이 있는 것으로 더 많은 연구가 필요할 것으로 판단된다.

    5 단백질 변패도 및 미생물학적 특성 변화

    식품부산물을 첨가한 미트 패티의 변패정도를 나 타내는 휘발성염기질소(VBN)함량의 변화를 보면 (Table 4), 호기 포장된 미트 패티를 4℃에서 14일 간 저장하였을 때 모든 처리구의 VBN값이 20 mg% 를 넘지 않아 부패하지 않은 것으로 나타났으며, 외관상으로 큰 변화가 없었다. 축산물 가공기준 및 성분규격(MFDS, 2006)에 의하면 신선육의 경우 20 mg% 이하일 것으로 되어있으나 신선한 육은 약 4-7 mg% 정도의 범위를 나타낸다. 대조구는 가장 높은 값인 18.70 mg%를 보여 부패가 시작되는 것 으로 평가되었다. 하지만 BHA첨가군은 가장 낮은 10.29 mg%로 가장 낮은 결과를 나타내었다. 또한, 완두콩 부산물 첨가구도 11.69 mg%로 처리구중 가 장 낮은 VBN값을 나타내었다(p<0.05). 이러한 식 육 및 식육가공품은 저장기간이 증가함에 따라 미생 물이나 효소에 의해 단백질 일부가 유리아미노산, 핵산관련물질, 아민류, 암모니아, 크레아틴 등 비단 백태 질소화합물의 생성이 증가하여 육이 독특한 맛 과 향을 내고 동시에 이상취를 발생한다고 보고되었 다(Field & Chang, 1969;Jo et al., 2004). 본 실 험의 결과는 저장 중 증가하는 VBN값을 항산화제 및 페놀성분의 첨가가 이들의 단백질 변패를 억제할 수 있음을 알 수 있었다. 식품부산물 추출물을 첨가 한 미트 패티의 총균수 측정 결과는 Table 4에 나 타내었다. 총균수는 저장 14일차에 유의적인 차이를 보였으며(p<0.05), 조미료 부산물 추출물 첨가구와 BHA 첨가구(각각 4.14와 4.02 log CFU/g)가 다른 시험구(4.56-4.93 log CFU/g)보다 상대적으로 낮 은 결과 값을 나타내었다(p<0.05). 따라서 본 실험 결과는 조미료 부산물 추출물의 첨가가 미트 패티의 저장 중 미생물의 성장에 영향을 주는 것으로 사료 된다.

    감사의 글

    본 연구는 대구대학교 교내연구비사업의 지원을 받아 수행된 연구입니다.

    Figure

    Table

    Extraction yield, total phenolics content and total flavonoid contents for ethanol extracts of selected byproducts

    DPPH radical and ABTS radical scavenging activity and FRAP for ethanol extracts of selected byproducts

    Antimicrobial activity of the extracts against selected microorganisms

    Effects of extracts on the thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and volatile basic nitrogen (VBN) of pork patty added selected food byproduct extracts stored for 14 days at 4℃

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