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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.54 No.2 pp.93-98
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.54.2.93

Effect of Redbeet Powder on Quality Characteristics of Uncooked Pork Patties during Cold Storage

Seung-Hun Shin, Jung-Seok Choi*
Department of Animal Science, Chungbuk National University, Cheongju, 28644, Korea
*Corresponding author: Jung-Seok Choi Tel: +82-43-261-2551 Fax: +82-43-273-2240 E-mail: jchoi@chungbuk.ac.kr
February 13, 2020 April 10, 2020 April 22, 2020

Abstract


The purpose of this study was to investigate the effect of addition of redbeet powder on quality characteristics of uncooked pork patties during cold storage. The experimental design is as follows. Control: sodium nitrite 0.01%, T1: sodium nitrite 0.005% + redbeet powder 0.1%, T2: redbeet powder 0.1%, T3: redbeet powder 0.3%, T4: redbeet powder 0.5%. In the quality characteristics of uncooked pork patties with redbeet powder, all treatments showed similar values in water content, water holding capacity(p>0.05), and pH, but cooking loss increased as addition of redbeet powder increased(p<0.05). Addition of redbeet powder did not significantly affect the texture profile and sensory evaluation of pork patties. As addition of redbeet powder increased, redness of uncooked pork patties was increased. Addition of redbeet powder had negative effects on the storage characteristics during cold storage of 15 days. As results, redbeet powder could be coloring agent in uncooked pork patties.



레드비트 분말이 냉장저장중 돈육패티의 품질특성에 미치는 영향

신 승훈, 최 정석*
충북대학교 식품생명 축산과학부 축산학전공

초록


본 연구의 목적은 레드비트 분말의 첨가가 냉장 저장중 비가열 돈육패티의 품질특성에 미치는 효과를 구명하기 위해 수행하였다. 실험구는 다음과 같이 구분하였다. 대조구: 아질산염 0.01%, T1: 아질산염 0.005%+레드비트 분말 0.1%, T2: 레드비트 분말 0.1%, T3: 레드비트 분말 0.3%, T4: 레드비트 분말 0.5%. 레드비트 분말을 첨가한 비가열 돈육패티의 품질특성에서 모든 처리구들이 수분, 보수력, pH에서 유사한 수준을 나타냈으나 (p>0.05), 가열 후 감량은 레드비트 분말의 첨가가 증가할수록 높아지는 결과를 나타내었다(p<0.05). 레드비트 분말의 첨가는 돈육패티의 조직특성과 관능평가에 큰 영향을 나타내지 않았으며, 레드비트 분말의 첨가가 증가할수록 적색도가 증가하는 결과를 나타내었다. 15일간의 냉장저장 중 레드비트 분말의 첨가는 비가열 돈육패티의 저장특성에 부정적인 영향을 나타내었으나 비가열 돈육패티의 외관을 크게 향상시킬 수 있는 우수한 착색제로서 사용할 수 있을 것으로 판단되었다.



    Chungbuk National University

    서론

    2019년 농림축산식품부가 발간한 '농림축산식품 주요통계' 최 신 보고서에 따르면 2018년 기준 1인당 연간 육류 소비량은 평균 53.9㎏이었으며, 이는 2000년 31.9㎏ 대비 약 1.7배 이상 증가한 것이다(MAFRA, 2019). 이와 같이 우리나라는 경제 성장에 따라 고기 및 육제품의 소비량이 증가하고 있고 앞으로도 더욱 늘어날 추세이다. 육가공제품 소비량이 증가함에 따라 생산량도 증가하였 으며, 또한 육제품의 대량생산 및 단체급식의 확대에 따라 냉장 및 냉동 저장 또는 유통 중 육가공제품의 품질 안정성의 목적으로 아질산염 및 보존제 등이 사용되고 있다. 아질산염은 가열제품에서 육가공제품을 붉고 먹음직스럽게 보이게 하는 발색제의 역할과 가 열 및 비가열 제품에서 미생물의 성장을 억제해 식중독을 예방하고 지방의 산패 방지를 위해 첨가된다(Sucu & Turp, 2018;Cassens et al., 1978;Eakes et al., 1975). 세계보건기구(WHO) 산하 국제 암연구소가 2015년 소시지, 햄, 베이컨, 햄버거 패티 등의 가공육을 1군 발암물질로 분류했으며(International Agency for Research on Cancer., 2015), 그 이유는 가공육에 첨가되는 아질산염이 단백 질 소화 과정에서 생긴 아미노산 및 2차 아민 등과 결합하여 니트 로사민(N-nitrosamine)을 형성할 수 있으며 이것이 암을 유발할 수 있기 때문이다(Hawksworth & Hill, 1971). 현재 기업에서 적 용되고 있는 대량생산과 유통시스템의 품질 안정성 및 유통기간의 향상을 위해 가공육에 합성보존제의 첨가는 불가피한 상황이다. 따라서 냉장 또는 냉동 유통 중 육가공제품의 품질을 유지시킬 수 있는 천연의 첨가물을 찾는 연구가 계속적으로 필요하다.

    레드비트(Beta vulgaris L.)는 명아주과(Chenopodiaceae)에 속하는 두해살이풀로서 뿌리와 잎을 주로 식용으로 이용한다. 뿌리 에는 적자색 또는 암자색을 띠는 betacyanin과 betaxanthin을 함 유하고 있으며, 분말 또는 페이스트상으로 가공하여 이용할 수 있고, pH에 따라 색 변화가 거의 없어 식품에 다양하게 이용되고 있지만 (Hong, 2006) 냉장 저장중 비가열 육가공제품에 적용하여 품질 및 저장특성을 분석한 결과는 미비하다. 따라서 본 연구는 냉장 저장중 비가열 가공육제품의 품질 유지 및 향상을 위하여 천연 착색제로 알려진 레드비트 분말을 돈육패티에 수준 별로 첨가하여 비가열 상태로 보수력, pH, 조직특성 등을 분석하였고, 4℃에서 냉장저장 중 육색, 총미생물수 및 단백질변패도 등의 변화에 미치 는 영향을 알아보고자 수행하였다.

    재료 및 방법

    1. 재료 및 실험설계

    충북 청주지역에서 관행적인 방법으로 도축 및 유통된 LYD 거세돼지 돈육 뒷다리를 구입하여 과도한 외부지방과 결체조직을 제거한 후 만육기(M-12s, 한국 후지 공업주식회사, Korea)를 이용 하여 9mm 크기로 분쇄하였다. 정제염, 아질산염, 레드비트 분말(건 조비트루트 100%, 제주, 청수식품)의 순서로 혼합기(EF20, Crypto Peerless, Ltd, UK)를 이용하여 5분간 혼합물의 온도가 10℃ 이내 유지되도록 얼음을 넣으며 혼합하였다. 모든 처리구의 패티는 100g 씩 원형의 모양으로 정형하였다. 각 처리구별 구성비는 Table 1에 나타내었다. 제조한 패티는 스티로폼 케이스에 담아 가열하지 않은 상태로 함기포장하여 4℃에 보관하면서 저장기간(0, 5, 10, 15일) 에 따라 각 처리구별로 4개의 패티를 제조하여 분석을 수행하였다. 실험은 3회 반복하여 수행하였다.

    2. 이화학적 특성

    2.1 pH

    pH는 시료 10g에 증류수 100㎖을 가한 후 측정하였다. 모든 시료 는 Homogenizer (Bihon seiki, Ace, Japan)를 사용하여 7,000 rpm 으로 30초 간 균질시킨 후, pH meter (Mteeler Delta 340, Mettlertolede, Ltd, UK)로 측정하였다.

    2.2 육색

    표면육색은 백색판(L, 89.39; a, 0.13; b,-0.51)으로 표준화시킨 Spectro Colormeter (Model JX-777, Color Techno. System Co., Japan)로 측정하였으며, 이때 광원은 백색형광등(D65)을 사용하 여 Hunter Lab 표색계의 L, a, b값으로 나타냈다(L=명도, a=적색 도, b=황색도).

    2.3 보수력

    보수력은 Laakkonen et al.(1970)의 방법에 따라 미세한 구멍 이 있는 2ml 원심분리관의 무게를 칭량하고 분쇄된 시료 0.5±0.05 g을 원심분리관의 상부 filter 관에 넣는다. 그 후 80℃ water bath 를 이용하여 상부 filter 관을 20분간 가열 후 10분간 방냉시켰다. 상부 filter관을 원심분리관 하부에 넣고 2,000rpm에서 10분간 원 심분리하였다. 보수력은 다음과 같이 산출하였다.

    유리수분 = [(원심분리 전 무게 - 원심분리 후 무게) /시료무게] x 지방계수 x 100 보수력(%) = [(전수분-유리수분)/전수분] x 100

    2.4 가열감량

    가열감량은 가스렌지의 중간 불로 후라이펜을 이용하여 가열처 리 전의 무게와 후의 무게를 비교하고 줄어든 무게의 양을 가열감 량(%)으로 평가하였다.

    2.5 조직특성

    돈육 패티의 조직감[경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집 성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)]을 측정하기 위해 가열 한 패티를 1cm3크기로 잘랐다. 그 후 Rheometer (Compac-100, sun Scientific Co., Japan)를 사용하여 mastication cutting test를 실 시하였고, 사용 프로그램은 R.D.S (Rheology Data System) ver 2.01을 이용하였다. Table Speed는 110 mm/min, Graph Interval 은 20 m/sec, Load cell (max)는 10 kg의 조건으로 하였다.

    2.6 관능검사

    평가요원은 충북대학교 축산학과 육가공연구실에서 훈련된 평 가요원 5명으로 구성하였다. 평가항목은 연도, 다즙성, 풍미, 전체 기호도의 네 항목으로 하였고, 평가방법은 각 항목별로 1점(가장 질기다, 가장 건조하다, 풍미가 가장 나쁘다, 전체기호도가 가장 나쁘다)에서 5점(가장 연하다, 가장 다즙하다, 풍미가 가장 좋다, 전체기호도가 가장 우수하다)으로 5점 평점법으로 실행하였다.

    2.7 총미생물수 검사

    총균수(TPC)는 total plate count agar (DifcoTM plate count agar, BD, USA)를 이용하여 측정하였다. stomacher (400circulator, seward, Ltd, UK)를 이용하여 균질화된 분쇄육 10g을 90mL 멸균 증류수와 혼합한 후 pipette을 이용하여 혼합물 1mL를 멸균 증류 수에 옮겨 10배 희석하였고, 필요에 따라 희석 배수를 늘려 실험에 사용하였다. 희석액 1 mL를 배지에 각각 접종하여 37℃에서 약 2일간 배양하였고, 배양 후 생성된 군락수를 측정하여 그 결과를 log10 CFU (colony forming unit)/g으로 나타내었다.

    2.8 Volatile basic nitrogen(VBN)

    휘발성염기태질소(VBN) 함량 측정은 시료 10 g에 증류수 90mL 를 가하여 10,000rpm으로 약 30초 균질한 후, 균질액을 Whatman No. 2 filter paper를 사용하여 여과하였다. 여과액 3 mL를 Conway unit 외실에 넣고 내실에는 0.01 N 붕산용액 1 mL와 지시약(0.066% methyl red + 0.066% bromocresol green)을 3방울 가하였다. 뚜껑과의 접착부위에 vaserine을 바르고 뚜껑을 닫은 후 50% K2CO3 1mL을 외실에 주입을 하고, 즉시 밀폐시킨 다음 용기를 수평 으로 교반한 후 37℃에서 120분간 배양하였다. 배양 후 0.02 N H2SO4로 내실의 붕산용액을 적정하였다. 휘발성염기태질소(VBN)의 수치는 100g 시료당 mg(mg%)으로 환산하여 표시하였다.

    VBN = ((a - b) * F * 28.014 * 100) / 시료의 양

    • a: 주입된 황산의 양(mL), b: blank에 주입된 황산의 양(mL),

    • F: 0.02 N H2SO4 표준화 지수, 28.014=0.02 N H2SO4 1 mL 소모하는데 필요한 질소의 양

    2.9 통계처리

    통계분석은 SAS program (Statistics Analytical System, USA, 1999)의 GLM (Genenal Linear Model) procedure를 통하여 분 석하였고, 처리구간의 평균간 비교는 Duncan의 다중검정을 통하 여 유의성 검정(p<0.05)을 실시하였다.

    결과 및 고찰

    1. 이화학적 특성

    레드비트 분말을 첨가한 돈육패티의 이화학적 특성의 결과는 Table 2에 나타내었다. 수분, 보수력, pH의 결과에서 대조구와 모 든 처리구들은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 가열감량에서는 레드비트 분말을 단독으로 첨가한 처리구들에서 대조구보다 높은 감량을 나타내었으며(p<0.05), 대조구와 T1은 유사한 수준이었다. 레드비트는 식이섬유를 함유하여 건물에서 약 17-22% 를 차지한다 (Zemzer et al., 2011). 이전의 연구에서 Choi et al. (2009)은 쌀겨 식이섬유를 저지방 돈육유화물에 2% 첨가하여 첨가하지 않은 대 조구에 비해 낮은 가열감량을 나타내었다고 보고하였다. 보수력 및 가열감량은 소금에 의해 추출된 염용성 단백질의 추출정도에 따라 달라질 수 있는데(Bess et al., 2013), 본 실험에서는 돈육패티 제조 시 분쇄한 돈육에 레드비트 분말을 첨가하여 레드비트가 돈육 패티의 염용성 단백질 추출 및 그에 따른 육의 결착을 다소 엉성하 게 하여 돈육패티의 가열 시 높은 감량을 일으킨 것으로 판단된다.

    2. 조직특성

    레드비트 분말을 첨가한 돈육패티의 조직특성은 Table 3에 나 타내었다. 경도를 나타내는 hardness에서 대조구와 모든 처리구들 에서 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 탄력성(springiness), 응 집성(cohesiveness) 및 씹힘성(chewiness)에서는 각 처리간 유의 적인 차이를 나타내었다(p>0.05). 레드비트 분말을 첨가한 처리구 들에서 첨가수준이 증가할수록 탄력성이 증가하는 경향을 나타내 었으며, 대조구는 모든 처리구와 유사한 경향이었다. 한편, T2(레 드비트 분말 0.1%)가 대조구와 T4(레드비트 분말 0.5%)보다 낮은 응집성을 나타내었으며(p<0.05), 씹힘성에서는 T1과 T2가 대조구 와 다른 처리구들보다 낮은 결과를 나타내었다(p>0.05). 한편 분쇄 육에 레드비트와 같은 속(屬)에 속하는 사탕무의 식이섬유를 첨가 하면 경도가 증가하는 결과는 Vural et al. (2004)에서 관찰되었으 며, 또한 육가공제품에 식이섬유의 첨가는 조직특성을 향상시킨다는 선행연구들이 보고되었다(Cofrades et al., 2000;Aleson-Carbonell et al., 2003). 이에 레드비트 분말에 함유 되어있는 식이섬유가 조직 특성을 변화시켰을 것으로 생각된다.

    3. 관능평가

    레드비트 분말을 첨가한 돈육패티의 관능평가는 Table 4에 나 타내었다. 연도, 풍미, 전체기호도는 대조구와 모든 처리구들이 유 의적인 차이를 나타내지 않았다. 다즙성의 경우에는 대조구가 T2 에 비해 유의적으로 높은 결과를 나타내었으며(p<0.05), 처리구들 사이에는 큰 차이는 보이지 않았다. 본 연구의 결과에서 레드비트 분말의 첨가는 돈육패티의 가열감량을 증가시켰다. 따라서 대조구 가 레드비트 분말을 첨가한 처리구들에 비해 다즙성이 높았을 것으 로 생각되어진다.

    4. 육색

    레드비트 분말을 첨가한 돈육패티를 4℃에서 15일간 냉장저장 중 육색의 변화를 나타낸 결과는 Table 5에 나타내었다. 제조 0일 차에서, T4를 제외한 처리구들은 대조구에 비해 높은 L값(명도)을 나타내었지만(p<0.05) T4는 대조구와 유사한 수준이었다. 적색도 를 나타내는 a값은 레드비트 분말을 첨가한 처리구들이 대조구보 다 유의적으로 낮은 수준이었으며(p>0.05), 레드비트 첨가량이 높 을수록 적색도는 높은 경향을 나타내었다. 황색도를 나타내는 b값 은 모든 처리구들이 대조구와 유의적으로 큰 차이가 없었다. 저장 기간 중 레드비트를 첨가한 처리구들은 저장 5일에서 15일까지 대조구에 비해 명도는 낮았고, 적색도는 높은 결과를 나타내었다 (p<0.05). 하지만 황색도는 대조구와 처리구들 모두 큰 차이가 없었 다. 레드비트의 붉은색은 betalains들에 의해 유발되며(Georgiev et al., 2010) 약 62.04-118.92 mg/ 100g의 betalains가 레드비트에 포함되어있다(Stagnari et al., 2014). Jin et al. (2014)도 돈육소시 지에 레드비트를 첨가하여 적색도를 증가시켰다고 보고하였다.

    5. 저장특성

    레드비트 분말을 첨가한 돈육패티의 저장특성은 Table 6에 나타 내었다. 단백질변패도를 나타내는 VBN은 냉장저장 0일과 5일에서 는 대조구와 모든 처리구들이 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 10일에서는 T2가 대조구보다 높은 수준을 나타내었다(p<0.05). 총 미생물수는 저장 0일에서 T3와 T4가 대조구와 다른 처리구들보다 높았으며(p<0.05), 저장 10일에서는 아질산염과 레드비트 분말을 혼합 첨가한 T1이 다른 처리구들에 비해 유의적으로 낮았다. 레드 비트의 betalains들은 항산화, 항염증, 간개선, 항암 등의 기능이 있다 (Escribano et al., 1998;Kapadia et al., 2003;Winkler et al., 2005), Lee & Chin (2012)은 물과 에탄올로 추출한 레드비트 추출물을 돈육패티에 0.5% 첨가하여 BHT 처리구와 유사한 항산 화 효과를 나타냈다고 하였으며, 총미생물수에는 큰 영향이 없었다 고 보고하였다. 이상의 결과, 레드비트 분말은 냉장 저장한 돈육패 티의 품질과 저장성의 향상에 큰 효과를 나타내지는 못하였으나, 첨가량을 증가시킬수록 적색도가 증가하는 경향을 보였다. 즉, 착 색을 위한 목적으로 레드비트 분말의 활용이 가능할 것으로 보인 다. 따라서 레드비트 분말은 냉장 또는 냉동 저장 중 비가열 육가공 제품의 천연 착색제로서는 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

    감사의 글

    이 논문은 2019학년도 충북대학교 학술연구지원사업의 연구비 지원에 의하여 연구되었음(This work was supported by the research grant of the Chungbuk National University in 2019).

    Figure

    Table

    Formula of pork patties (%)

    Effect of addition of redbeet powder on physico-chemical characteristics of pork patties

    Effect of addition of redbeet powder on texture profile analysis of pork patties

    Effect of addition of redbeet powder on sensory evaluation of pork patties

    Effect of addition of redbeet powder on hunter color of pork patties during cold storage (4℃)

    Effect of addition of redbeet powder on storage characteristics of pork patties during cold storage (4℃)

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