• I. 서론
• Ⅱ. 재료 및 방법
• 1. 시료 준비 및 마리네이드 처리
• 2. 품질분석
• 3. 통계처리
• Ⅲ. 결과 및 고찰
• Ⅳ. 요약

I. 서론

 한우고기에 대한 국내 소비자의 소비패턴은 과거 불고기 문화 위주에서 현재 구이문화로 전환됨으로써 부위에 따른 소비불균형이 심한 실정이다. 선호부위인 등심과 안심부위는 가격과 소비가 급격히 증가하는 반면, 비선호부위인 우둔, 설도, 앞다리, 사태, 목심 부위는 선호부위에 비해 육질과 맛이 떨어지는 부위로 인식되고 있다. 따라서 소비둔화로 적체현상이 일어나고 있다(Gwak과 Go, 2006). 선호, 비선호 부위 간 가격차이와 소비적체는 브랜드 경영업체와 유통업체 경영악화의 원인이 되고 있다(Gwak과 Go, 2006). 선호, 비선호 부위 간 가격차이와 소비적체는 브랜드 경영업체와 유통업체 경영악화의 원인이 되고 있어 소비촉진을 위해서는 일차적으로 육질을 개선시킬 수 있는 가공처리 기술 개발이 요구된다. 육질 개선을 위한 가공처리 기술 중 마리네이딩(marinating)은 고기를 연화시키고, 풍미와 수율을 향상시키기 위해 사용되는 전통적인 처리기법으로 알려져 있다 (Gault 1985; Kijowski와 Mast, 1993; Offer와 Knight, 1988; Wenham과 Locker, 1976). 외국의 경우 가정에서 고기를 마리네이딩을 위한 다양한 마리네이드가 시판되고 있으며, 최근 이러한 제품에 대한 관련 업계의 관심이 커지고 있다.

 마리네이드 종류 중 소스의 균일성이 높은 water-based 마리네이드는 유기산이 주요 기능성분인 산성 마리네이드와 소금 및 인산염이 주요 기능성분인 중성 마리네이드로 분류된다. 전통적으로 와인, 식초, 허브, 스파이스들과 같은 피클(묽은 산 용액)을 이용하여 마리네이딩을 하였다(Berge 등, 2001; Stanton과 Light, 1990).

 산 마리네이드의 주된 효과는 고기의 pH를 등전점 이하로 떨어뜨려 근섬유 교차결합을 팽창시키고, 수분함량을 증가시켜 조직을 느슨하게 한다(Gault, 1985; Rao와 Gault, 1990). 또한 마리네이딩은 직접적으로는 근육 주변의 결체조직을 약화시키며(Ertbjerg 등, 1995; Lewis와 Purslow, 1991; Oreskovich 등, 1992; Stanton과 Light, 1990), 낮은 pH에서 최적의 활력을 가진 단백질 분해효소에 의한 사후 강직 후 식육연화를 가속화시킨다고 보고되어있다(Offer와 Knight, 1988; Wenham과 Locker, 1976).

현재 국내에서는 과일에서 추출된 단백질 분해 효소에 의한 식육연화 기술이 과학적으로 검증되어 실생활에서 이용되고 있다. 반면 식육연화 효과뿐만 아니라 항암, 항산화 효과(Chung 등, 2010) 및 면역력 강화(An 등, 2009) 등 건강에 긍정적인 영향을 주는 식초를 이용한 식육 연화 기술에 관한 국내 연구는 아직 미비한 실정이다. 따라서 현재 시중에서 유통되고 있는 13 종류의 식초류를 이용하여 마리네이드 처리를 했을 때 각 식초류 간에 고기 품질에 미치는 영향을 상호 비교하여, 산 마리네이드의 제품개발을 시도하는 산업체에서 활용할 수 있는 기초자료로 제시하고자 본 연구를 수행하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 시료 준비 및 마리네이드 처리

 국내에서 시판되고 있는 음료용 및 조리용 식초 13종[알로에사과식초(A, 광야식품), 현미식초(B, 대상), 감식초(C, 영동특산영농조합법인), 알로에식초(D, 예사람), 오미자감식초(E, 광야식품), 석류식초(F, 광야식품), 솔순식초(G, 농본), 사과식초(H, 강산농원), 딸기식초(I, 류충현버섯농장), 머루식초(J, 류충현버섯농장), 상황현미식초(K, 류충현버섯농장), 오디식초(L, 류충현버섯농장), 포도식초(M, 대상)]을 수집하였으며, 수집된 식초들의 pH, 당도와 염도 특성은 Table 1과 같았다. 각 당도는 굴절식 당도계를 이용하여 측정하였고, 염도는 디지털 염도계(Takemura, TM-30D, Japan)를 사용하여 실온에서 측정하였다.

Table.1. Characteristics of commercial vinegars

 마리네이드 처리를 위한 원료육은 7~14세 한우 암소 5두의 우둔부위 대퇴두갈래근(Biceps femoris)을 사용하였으며, 대퇴두갈래근은 도축 후 24시간 동안 냉각된 도체에서 분리하여 마리네이드 처리를 위해 표면의 지방과 근막을 모두 제거하였다. 식초들의 마리네이딩 실험반복은 13개의 식초 한반복당 한 단일근육에서 처리됨을 원칙으로 하였고, 근육은 7×3×3 ㎝(W/L/H) 크기로 절단하였다. 이때 근육 결은 가로 길이(W)에 직각이 되게 채취하였다. 각 식초들은 증류수를 이용하여 4배 희석하였고, 마리네이드 처리에 사용될 때까지 4℃에 보관하였다. 마리네이드 처리는 50 ml 주사기를 사용하여 샘플 무게의 10%를 (w/v) 근육블록에 골고루 주입하고, 4℃에서 15시간 동안 저장 후 실험에 이용하였다.

2. 품질분석

 근육샘플의 pH 변화 조사는 마리네이드 처리 전과 후에 probe형태의 pH meter(pH*K21, NWK-Binär GmbH Co., Germany)를 사용하여 측정하였으며, pH 저하율은 마리네이드 처리 전후의 pH 차이를 백분율로 나타내었다. 마리네이드 처리에 의한 중량변화 측정은 Sheard와 Tali(2004)의 방법에 따라 마리네이드 처리 전(W1), 처리 후(W2), 가열전(W3), 가열 후(W4) 무게를 측정하여 아래와 같이 계산하였다.

% 팽창율 (Swelling rate) = [(W2-W1)/W1] × 100
% 가열감량 (Cooking loss) = [(W3-W4)/W3] × 100
% 수율 (Yield) = (W4/W1) × 100

 전단력과 가열감량 측정을 위해 시료를 80℃ 항온수조에서 내부온도가 79℃가 될 때까지 가열한 후 흐르는 물에서 1시간 동안 냉각하였고, 직경 0.5 inch 코아를 근섬유 방향과 평행하게 채취하였다. 시료의 가열 전후의 무게차이를 백분율로 하여 가열감량을 계산하였고, 전단력 측정은 Instron(Model 4465, Instron Corp. UK)의 compression mode를 사용하여 근섬유 방향과 직각으로 측정하였다. 전단력 감소율은 원료육에 대한 마리네이드 처리 후의 감소량을 백분율로 나타내었다. 보수력의 측정은 Park 등(2001)의 방법으로 원료육과 마리네이드 처리육에서 측정하였고, 보수력 증가율은 원료육에 대한 마리네이드 처리육 보수력 증가량을 백분율로 나타내었다. 육색의 측정은 color meter(CR-300, Minolta Co. LTD., Japan)를 이용하여
Hunter L(Lightness), a(Redness), b(Yellowness) 값을 원료육과 마리네이드 처리육에서 측정하여 변화량을 백분율로 나타내었다. 이 때 Y=93.0, x=0.3133, y=0.3194인 백색타일을 표준색판으로 사용하였고, C광원을 이용하였다

3. 통계처리

 시험결과는 SAS program(SAS, 1996)을 이용하여 분산분석 및 Duncan의 다중검정을 실시하여 처리구간의 유의성을 5% 수준에서 검정하였다

Ⅲ. 결과 및 고찰

한우고기 저급부위 활용도를 높이기 위해 시중에서 유통되고 있는 식초류가 고기의 pH에 미치는 영향을 조사한 결과는 Table 2와 같다. 원료육 pH는 5.51~5.60 범위였으며, 식초류 마리네이드 처리 후에는 5.11에서 5.37수준으로 낮아 졌다. 이러한 결과는 pH가 2.1-3.43 범위로 낮은 식초류가 마리네이드 처리에 의해 원료육의 pH를 떨어뜨렸기 때문이며, 산 마리네이드가 육의 pH를 떨어뜨린다는 기존 연구결과(Berge 등, 2001; Burke와 Monahan, 2003; Gault, 1985; Griswold, 1955; Rao와 Gault, 1990; Wenham과 Locker, 1976)와 같은 결과를 보였다. 식초 마리네이드 처리에 의한 Biceps femoris 근육의 pH 저하율은 3.77~8.67% 범위였고, 식초 종류에 따라 큰 차이를 나타내어(p<0.05) 상황현미식초와 오디식초를 처리한 근육의 pH 감소율이 각각 8.67%, 8.35%로 가장 컸으며, 오미자감식초를 처리하였을 때 3.77% 로 가장 낮은 감소율을 나타내었다(p<0.05). 산 마리네이드 처리에 의한 고기 pH 감소 정도에 대해 Gault(1984)는 산강도가 증가함에 따라, 그리고 마리네이드 처리시간이 길어질수록 고기 pH 감소량은 증가한다고 보고하였다(Wenham 과 Locker, 1976).

Table.2. The effects of marinating with commercial vinegars on pH of Hanwoo Biceps femoris muscle

 Table 3은 시중에서 유통되고 있는 식초류 13종을 마리네이드 원료로 사용하여 한우 Biceps femoris 근육에 처리한 후 팽창률(swelling rate), 가열감량(cooking loss), 수율(yield)에 미치는 영향을 조사한 결과이다. 원료육 중량에 대해 식초류 마리네이드를 10% 처리하고, 15시간 후 팽창률을 조사한 결과 -0.07~3.22%로 석류식초(F) 외에는 마리네이드 처리에 의해 Biceps femoris 근육의 중량이 증가되는 경향을 나타냈으나 유의적인 차이는 없었고, 근육의 팽창율 또한 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). Gault(1984)는 산 마리네이드 처리의 주된 효과는 고기 pH를 등전점 이하로 떨어뜨려 근섬유 교차결합을 팽창시켜, 조직 사이에 존재할수 있는 수분량을 증가시킴으로 인해 근육조직을 느슨하게하며, 특히, 산 강도가 증가함에 따라 마리네이드 흡수량은 증가한다고 보고하였다. 또한 마리네이딩에 의한 팽창률은 쇠고기의 최종 pH와 pH 4.5 사이에서 가장 적었으며, pH 4.5 이하에서는 팽창율이 두드러지게 증가하여 pH 3.4 정도에서 최대값을 나타냈다고 보고하였다(Gault, 1985). Wenham과 Locker(1976) 역시 소의 sternomandibularis 근육을 1.5% acetic acid(pH 2.58)에 처리했을 때 무게가 각각 8%, 19% 증가했다고 보고하였다.

Table.3. The effects of marinating with commercial vinegars on swelling rate, cooking loss and yield of Hanwoo Biceps femoris muscle

 식초류 마리네이드 처리에 의한 한우 Biceps femoris 근육의 가열감량은 38.98~44.32% 수준으로 모든 식초류에서 가열에 의한 무게감량이 발생했으나 알로에사과식초(A) 처리구에서 가열감량이 가장 낮았다(p<0.05). 반면 알로에 사과식초(A) 처리구에서 수율이 가장 높게 나타났으며(61.35%), 딸기식초(I)와 감식초(C) 에서 가장 낮은 것으로 조사되었다 (p<0.05). 따라서 알로에 사과식초(A)가 산 마리네이드 처리에 의한 일차적 목적인 수율을 향상시키는데(Gualt, 1984)가장 적합한 식초로 나타났다.

 Table 4는 시중에서 유통되고 있는 식초류 13종을 마리네이드 원료로 사용하여 한우 Biceps femoris 근육에 처리한 후의 보수력 변화를 조사한 결과이다. 오미자감식초(E), 석류식초(F), 포도식초(M)를 제외한 모든 식초 마리네이드 처리하였을 때 보수력이 감소하였으며, 보수력은 -5.27~0.45% 정도의 증가율을 보였다. 마리네이드 처리에 의한 식육의 보수력 변화의 중요성은 다음 두 가지 측면에서 고려되어 지는데, 첫째는 시중에서 식육이 거래될 때 무게 단위로 거래되기 때문에 경제적인 측면에서의 중요성과, 두 번째로 소비자가 구입한 식육을 가열할 때 식육의 크기가 변하며, 식육의 다즙성과 연도가 식육 내 수분함량에 크게 의존하고, 과도한 드립발생은 식육의 외관을 나쁘게 할 수 있기 때문에 소비자 만족도 측면에서 중요하다(Offer와 Trinick, 1983). 식초류 처리에 의해 보수력이 감소하는 것은 식육의 보수력이 pH와 깊은 관련이 있기 때문인데(Hamm, 1960; Lawrie, 1985), 본 연구에서 식초류 마리네이드에 의한 보수력의 차이가 관찰되지 않은 것은 마리네이드 원료로 사용된식초류의 처리 조건이 원료육의 보수력을 향상시킬 정도로 충분하게 pH를 떨어뜨리지 못했기 때문이라고 생각된다.

Table.4. The effects of marinating with commercial vinegars on water holding capacity (%) of Hanwoo Biceps femoris muscle

시중에서 유통되고 있는 식초류 13종을 마리네이드 원료로 사용하여 한우 Biceps femoris 근육에 처리한 후 전단력을 조사한 결과(Table 5), 감식초(C)를 제외한 모든 식초 처리구에서 평균 전단력은 0.22~15.84% 정도 감소된 것으로 조사되었으나 동일 처리구 내에서 반복실험 편차가 심했으며, 특히 사과식초(H)의 경우 최대값이 54.88%인데 반해 최소값은 -40.25%로 측정치들간 차이가 가장 컸다. 이러한 결과는 원료육으로 사용된 근육 개체간의 차이에서 기인된 것으로 판단된다. 각 식초에 따른 마리네이드에 의한 전단력 감소율을 비교해본 결과 상황현미식초(K, 15.84%감소)에서 가장 높은 연도 증진효과를 보였지만 식초들간 통계적 유의적인 차이는 없었다(p>0.05).

Table.5. The effects of marinating with commercial vinegars on shear force (kg/0.5 inch2) of Hanwoo Biceps femoris muscle

 마리네이드 처리의 주요 목적 중 하나는 식육의 연도를 향상시키기 위해서이지만, 산을 이용한 마리네이드가 식육의 연도 향상에 효과와 기전 구명에 대한 논란이 아직까지 이어지고 있다. 1950년대 Griswold(1955)는 쇠고기 우둔부위에 약산(2.5% acetic acid)을 처리하였을 때 연도를 향상시키지 못하는 것으로 보고하였으나, Lind 등(1971)은 와인 식초(식초:물=50:50)를 이용한 마리네이드가 쇠고기 우둔부위의 다즙성과 연도를 개선시켰다고 보고하였다. Wenham과 Locker(1976)는 sternomandibular 와 longissimus dorsi 근육을 사용하여 실험한 결과 한가지 근육에서만 산 마리네이드 처리에 의한 연도향상 효과가 있었다고 보고하였고, Gault (1984)는 마리네이드 처리 형태에 따라서도 연도향상 효과에 차이가 있을 수 있다고 보고하였다. 본 연구 결과에서도 유의적이지는 않지만 산을 이용한 마리네이드 처리가 연도를 증진시키는 경향을 보였으며, 처리 조건에 따른 연도향상의 가능성을 나타내었다고 생각된다.

 Table 6은 시중에서 유통되고 있는 식초류 13종을 이용하여 한우 Biceps femoris 근육에 마리네이드처리에 의한 육색변화를 조사한 결과이다. Arganosa와 Marriott (1989)은 유기산 처리 시 고기의 명도는 높아지고, 적색도(a)는 낮아졌다고 보고하였는데, 본 실험에서도 모든 식초에서 명도(L)는 11.34~22.22%, 황색도(b)는 30.98~97.05% 정도 증가하였으며, 적색도는 알로에사과식초(A)와 오미자감식초(E)를 제외한 모든 식초류에서 증가되는 경향을 보였다. 본 실험에서 알로에사과식초(A)처리에 의한 명도의 증가율이 가장 높았으며, 감식초(C) 처리에 의해 적색도와 황색도의 증가율이 가장 높았다(p<0.05).

Table.6. The effects of marinating with commercial vinegars on color characteristics of Hanwoo Biceps femoris Muscle

 본 실험 결과 알로에 사과식초가 마리네이딩에 의한 수율향상에 적합한 식초로 조사되었다. 시료채취 및 처리과정에 의해 편차가 나타났으나 여전히 수율, 연도와 같은 식육의 품질 개선의 가능성을 보여주었으며 추후 실험 설계 및 처리과정의 개선을 통하여 저급 비선호 부위의 육질향상을 위한 산업적으로 활용 가능한 마리네이딩 기법을 제시할 수 있는 기초자료로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

Ⅳ. 요약

본 연구는 한우고기 저급부위 활용도를 향상시키기 위해 시중에서 유통되고 있는 식초류 13종을 이용한 마리네이드처리가 한우 Biceps femoris 근육의 품질 변화에 미치는 영향을 구명하였다. 식초들의 마리네이딩 실험반복은 13개의 식초 한 반복당 7x3x3 cm의 일정한 크기로 절단하여 시료무게의 10%를 (w/v) 골고루 주입하여 15시간동안 저장 후 실험에 이용하였다. 식초류 마리네이드 처리 후 Biceps femoris 근육의 pH를 조사한 결과, 원료육 보다 감소되는 경향이었으며, 팽창율은 석류식초 외에는 증가되는 경향이었고, 가열에 의한 무게감량이 발생하였다. 또한 감식초(C)를 제외한 모든 식초류 처리구에서 전단력은 감소되는 경향이었다. 오미자감식초, 석류식초, 포도식초를 제외한 모든 식초류 처리 후 한우 Biceps femoris 근육의 보수력이 감소하였다. 수율은 알로에사과식초가 처리된 한우 Biceps femoris 근육에서 가장높았으며, 딸기식초와 감식초 처리구에서 가장 낮았다 (p<0.05).모든 식초류 마리네이드 처리 시 명도(L)와 황색도는 증가되었고, 적색도의 경우도 알로에사과식초와 오미자감식초를 제외한 모든 식초류 마리네이드 처리 시 증가되었다. 본 실험결과 시료채취 및 처리과정에 의해 편차가 있었으나 알로에 사과식초가 마리네이딩에 의한 수율향상에 적합한 식초로 조사되었으며 식초를 이용한 산 마리네이드는 여전히 수율, 연도와 같은 식육 품질 개선의 가능성을 보여주었다.