• Ι. 서론
• Ⅱ. 재료 및 방법
• 1. 공시재료
• 2. 일반성분 분석
• 3. 육색 측정
• 4. 가열감량 측정
• 5. 전단력 측정
• 6. 보수력 측정
• 7. 지방산 분석
• 8. 유리아미노산 분석
• 9. 통계분석
• Ⅲ. 결과 및 고찰
• IV. 요약
• 사사

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Ι. 서론

 소비자들은 좋은 육질의 쇠고기를 원하는데 그 중에서도 연도, 향미 및 다즙성을 가장 중용한 식감 기준으로 판단한다(Banovic 등, 2009; Grunert 등, 2004). 그러나 이런 특징들은 구매당시 볼 수 있는 것이 아니며 오히려 매우 주관적이고 다양 하다. 우리나라의 경우 Park 등(2000)은 근내지방함량이 많은 쇠고기 등심육이 연도, 다즙성, 향미에서도 높은 점수를 받았다고 하였다. 반면에 Parrish(1981) 및 Jost 등(1983)은 근내지방과 기호도간의 상관도 구명에서 근내지방과 향미는 소비자에 따라 다양했고 연도와는 상관관계가 있기는 하였으나 낮았으며 연도보다는 오히려 다즙성과 연관성이 더 높았다고 보고하였다. 성숙한 암소는 쇠고기 산업에 중요한 자원이다. 2011년을 기준으로 국내 총 한우도축물량 718천두 중에서 성별로는 거세우(52%) 다음으로 암소가 41% 차지하였으며 1등급 이상 출현율은 51.7% 수준이었다(KAPE, 2011). 이것은 유럽과 미국이 각각 총 쇠고기 소비량의 30% 또는 15% 수준이 암소인 점을 감안했을 때 상당히 높은 수준이다. 특히 외국에서는 연령이 많은 암소고기는 대부분 분쇄 가공육으로 이용하는데 그 이유는 근섬유 분해를 유도하는 단백질분해력의 차이와 결체조직 콜라겐의 특성으로 인하여 젊은 연령대 암소고기보다 일반적으로 더 질기기 때문이다(Xiong 등, 2007). 또한 가축의 연령이 많을수록 고기의 산화안정성 저하 및 육색산화로 인한 고기의 변색에도 영향을 미치기도 한다. Boccard 등(1979)은 가축의 연령이 증가할수록 살코기의 색은 어두워졌다고 하였는데 이와 같은 가축의 연령이 도축 후 근육 육색소의 안정성과의 연관성에 대하여는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 또한 가축의 연령이 도축 후 고기의 연도와 연관되는 단백질분해력에 미치는 영향에 대한 연구 결과 연령이 많을수록 근원단백질의 분해속도가 감소된다는 보고도 있었다(Parrish 등, 1981).

 국내에서 암소고기는 대체적으로 연하고 부드러운 것으로 알려져 있어 소비자들의 선호도가 높은 편이지만 사실상 수소나 거세우와는 달리 암소고기는 출하 연령대 및 산차수가 다양한 점을 고려했을 때 이에 대한 암소고기의 품질을 예측할 수 있는 기준은 없는 실정이다. 한편, 암소의 산차수가 육질에 미치는 영향에 대한 연구보고는 거의 없는 실정이다. Fiem 등(2003)은 벨기에 double-muscle type blue breed 암소의 산차별 특징을 조사한 결과 생체중 및 도체중이 산차 및 연령과 정의 상관관계가 있었다고 하였다. 따라서 한우암소의 산차그룹별 일반성분, 육질특성, 지방산 및 유리아미노산 조성을 조사하여 한우암소고기의 육질을 판단할 수 있는 기초자료를 제시하고자 본 연구를 실시하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 공시재료

 본 연구에 사용된 한우고기 시료는 국립축산과학원 한우시험장에서 사육된 암소(2-15세) 총 76두를 공시축으로 사용하였다. 공시축으로 사용된 소들은 축산물위생관리법(농림수산식품부령 제 303호, 가축의 도살, 처리 및 집유의 기준)을 준수한 방법으로 도축하여 1℃ 냉각실에 24시간 냉각 후 농림부고시 제 2005-82호(MIFAFF, 2007) 기준에 따라 발골하였으며 그 중에서 2개 부위 등심(Loin), 우둔(Top round)을 분리하여 진공 포장하고 2℃에서 7일간 숙성시킨 후 분석에 이용하였다. 한우 암소는 산차별로 3그룹(그룹 1, 0산; 그룹 2, 1-3산; 그룹 3, 4-9산)으로 구분하여 분석하였다.

2. 일반성분 분석

 단백질, 수분, 지방 및 콜라겐 함량 분석은 AOAC(2006)에 승인된 근적외선분광기(Food Scan^TMLab, Fosstecator, DK)측정법을 이용하여 측정하였다.

3. 육색 측정

 육색은 근육을 절단하여 공기 중에 30분 정도 노출시킨 후 chroma meter(CR301, Minolta Co., Germany)로 명도(L^*), 적색도(a^*), 황색도(b^*)를 CIE(Commission Internationale de l’Eclairage) 값으로 3반복 측정하여 평균값을 적용하였으며 이때 사용한 기준색인 표준판은 Y=92.40, x=0.3136, y=0.3196의 백색타일을 이용하였다.

4. 가열감량 측정

 가열감량(Cooking loss, %)은 부위별 근육을 2.5 cm 두께의스테이크모양으로절단하고시료중심부에thermocouple을 꽂은 다음 80℃ 항온수조에서 넣고 시료의 심부온도가 70℃에 도달할 때까지 가열한 후 가열 전후 중량 차를 백분율로 계산하였다(Honikel, 1998).

5. 전단력 측정

 전단력은 Wheeler 등(2000)의 방법에 따라 시료를 3 cm두께의 스테이크 모양으로 근섬유방향과 직각이 되도록 근육을 전단하여 육 내부온도 70℃까지 가열한 후 흐르는 물에 10분간 방냉하였다. 방냉한 시료에서 직경 1.27 ㎝ 코아(core)를 근섬유 방향에 따라 원통형으로 뚫어 시료를 채취한 후 Instron Universal Testing Machine(Model 4465, UK)를 이용하여 근섬유 방향과 직각 방향으로 절단하여 5회 반복 측정하였다.

6. 보수력 측정

 보수력(Water holding capacity; WHC)은 원심분리법(Ryoichi 등, 1993)으로 측정하였다. 보수력은 Laakkonen 등(1970)의 방법에 따라 미세한 구멍이 있는 2 ml filter관의 무게를 칭량하고, 공시육을 분쇄하여 지방과 근막(힘줄)을 제거한 후 시료 0.5 g을 원심분리관의 상부 filter관에 넣고 무게를 측정하였다. filter관을 80℃의 water bath에서 20분간 가열한 후 10분간 실온에서 냉각시킨 다음 filter관을 원심분리관 하부에 넣고 4℃에서 2,000 rpm, 10분 동안 원심분리 한 후 상부 filter관을 꺼내어 무게를 측정하였다.

7. 지방산 분석

 Folch 등(1957)의 방법으로 methanol:chloroform(1:2, v/v)로 지방을 추출하였으며 가수분해는 Morrison과 Smith(1964)의 방법으로 분석하였다. 지방산 조성은 gas chromatography(GC, Varian 3800, Varian, USA)을 사용하여 분석하였으며 GC 조건은 silica capillary column(Omegawax 205, 30 m×0.32 mm I.D., 0.25 μm film thickness)을 이용하였고 Injection port 온도는 250℃이었으며 검출기 온도는 260℃로 유지하였다. 분석결과는 전체 피크면적에 대한 비율(%)로 계산하였다.

8. 유리아미노산 분석

 유리아미노산 함량은 Henderson 등(2000)의 방법에 준하여 분석하였다. 분쇄된 고기 시료 1 g을 원심분리 튜브에 취한 다음 0.01 N HCl을 5 mL 넣고 10,000×g에서 각각 20초간 균질하였다. 상층액을 거즈로 걸러낸 뒤 시료 300 μL에 내부표준물질(ISTD)로 L-citruline(98% purity, Sigma-Aldrich, USA) stock 10 μL를 넣고, 여기에 acetonitrile 690μL를 넣고 30분 동안 정치시킨 다음 10,000×g에 15분간 원심 분리 하고 상층액을 필터링하여 diode array detector가 장착된 HPLC(Agilent 1100, Agilent Technologies, USA)에 주입하였다. Column은 Zorbax Eclipse AAA(4.6 mm×150mm, thickness 5 μm)를 사용하였으며 이동상 A는 40 mM Na2HPO4(pH 7.8), B는 acetonitrile:MeOH:증류수=45: 45:10(v/v/v)을 제조하여 사용하였다. 외부표준물질(ESTD)으로 Agilent Technologies사(USA)에서 생산되는 Amino acid standard(0.25 nM/μL)와 glutamine (Sigma-Aldrich, USA)를 사용하였고 OPA(ortho-phthalaldehyde) reagent, FMOC(fluorenyl-methoxy carbonyl chloride) reagent(Agilent technologies, USA)를 각각 유도체로 사용하였다.

9. 통계분석

분석결과는 SAS(2005) program을 이용하여 Student-Newman-Keul’s 다중 검정법으로 각 요인간의 유의성(p<0.05)를 비교하였다. 

Ⅲ. 결과 및 고찰

 한우암소의 등심과 우둔부위의 일반조성을 분석한 결과는 Table 1과 같았다. 등심과 우둔부위 모두 산차수가 적은 그룹 1이 산차수가 많은 그룹 3 보다 근내지방 함량은 높고 단백질함량 또한 낮았다(p<0.05). 수분함량은 등심에서는 연령그룹에 따라 유의적인 차이가 없었으나 우둔부위에서는 그룹 1이 그룹 3보다 유의적으로 낮았다. 콜라겐 함량은 등심과 우둔부위에서 모두 유의적인 차이가 없었다(p<0.05). 근내지방도는 소비자에게 있어 가장 중요한 구매지표가 되는 연도(Tenderness)와 매우 밀접한 관계가 있다(Miller 등, 2001; Park 등, 2002). 쇠고기의 맛이 일반적으로 마블링이 증가할수록 향상되는 것(Tatum 등, 1980; Ramsey 등, 1963)으로 알려져 있으나 이는 원산지별 소비자 기호도뿐 아니라 품종, 연령, 성별 및 부위에 따라서도 맛에 미치는 영향력은 차이가 있었다(Jones 등, 1991; Kim과 Lee, 2004). Moon 등(2006)은 성숙도가 낮은 암소가 성숙도가 높은 암소보다 등심 내 마블링이 많고 더 높은 육질등급을 받았다고 하였다. Park 등(2000)은 근내지방 함량이 많은 쇠고기 등심육이 연도, 다즙성, 향미에서도 높은 점수를 받았다고 하였다. Parrish(1981) 및 Jost 등(1983)은 마블링과 기호도간의 상관도 구명에서 마블링과 향미는 다양했고 연도와는 상관관계가 있기는 하였으나 낮았고 오히려 연도보다는 다즙성과 연관성이 더 강했다고 보고하였다. Park 등(2000)은 다양한 근내지방 함량구간 (2-12%)을 가진 등심육에서 보수력의 유의적 차이는 없었다고 보고하였다. 그러나 Ozawa 등(2000)은 Japanese black steer육의 가열감량은 마블링 점수가 높은 시료에서 유의적으로 더 낮았다고 하였다. 육색은 산차그룹 1이 다른 산차그룹 등심육보다 적색도값(a^*)만 유의적으로 더 높았고 백색도(L^*) 및 황색도(b^*)값에서는 유의적인 차이가 없었던 반면 우둔육에서는 산차그룹 1이 L^* 값 및 a^* 값에서 모두 유의적으로 높게 나타났다(Table 2). 육색에 영향을 주는 육색소 마이오글로빈 함량은 가축의 연령이 많아짐에 따라 증가하는데(Kim 등, 1996), 쇠고기의 경우 육색소의 양이 증가한다 하더라도 근내지방이 증가하면 백색도(L^*) 수치가 증가할 수 있다(Fiem 등, 2000). 이러한 점에서 산차그룹 1이 다른 산차그룹의 등심육보다 근내지방함량이 유의적으로 높았으나 L^* 값에서는 유의적인 차이가 없었던 반면에 우둔육에서는 근내지방함량이 높은 산차그룹 1이 L^* 값 및 a^* 값에서 모두 유의적으로 높게 나타났는데 이는 그룹간 지방함량 차이가 우둔에서 더 높았던 결과 때문일 것으로 생각된다.

Table 1. Chemical compositions of loin and top round muscles from Hanwoo cows by parity groups

Table 2. Meat color, cooking loss, sarcomere length, WBSF (Warner-Bratzler shear force) and WHC (Water holding capacity) of loin muscles from Hanwoo cows by parity groups

 Table 2에 나타난 바와 같이 한우암소의 등심부위는 산차수가 적은 그룹 1이 산차수가 많은 그룹 3보다 가열감량(%)이 유의적으로 낮았으나 전단력 및 보수력에서는 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). 한편, 우둔부위에서는 산차수가 높은 그룹 3이 산차수가 적은 그룹 1보다 전단력이 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05) 보수력은 그룹 2와 3이 그룹 1보다 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.05). Park 등(2000)은 다양한 근내지방 함량구간(2-12%)을 가진 등심육에서 보수력의 유의적 차이는 없었다고 보고하였다. 그러나 Ozawa 등(2000)은 Japanese black steer육의 가열감량은 마블링 점수가 높은 시료에서 유의적으로 더 낮았다고 하였다. 품종별 육질비교에서 double muscle belgium 수소를 비롯하여 헤어포드, 리무진 및 교잡종 등 품종에서도 암소고기가 동일한 품종의 수소고기보다 연하고 육질이 더 우수하다고 보고되었는데(Fiems 등, 2003; Martin 등, 1971), 특히 Rigg 등(1967)은 암소에서도 경산우가 미경산우 보다 더 연하다고 보고하였다. Fiem 등(2003)은 벨기에 double-muscle type blue breed 암소 91두(1-7산)에 대하여 조사한 결과 산차수 증가는 근내지방 함량과는 부의 상관관계가 있었으며 산차그룹별로 구분하여 분석한 결과 유의적인 차이가 있었다고 하였다. 또한 고기의 백색도(L^*) 값은 산차수가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며 황색도인 b^*값은 뚜렷한 경향을 보이지 않았다고 하였다. 그 밖에 가열감량 및 전단력은 산차수 그룹간에 유의적인 차이가 없었으나 산차수와 전단력이 부의 상관관계가 있는 것으로 분석되었다. 암소는 연령이 증가할수록 근육이 질겨지는데(Koohmaraie 등, 1984; Parrish 등, 1981; Wulf 등, 1996), 이것은 연도관련 단백질인 troponin-T의 분해속도 감소(Xiong 등, 2007) 및 단백질 분해를 방해하는 calpastatin 활성 증가와 연관이 있다고 보고된 바 있다(Huff-Lonergan 등, 1995). 본 연구결과에서 암소의 등심육의 전단력은 산차수 그룹간에 유의적 차이는 없었으나 우둔육은 산차수가 많은 그룹의 전단력이 유의적으로 더 높게 나온 것과 연관이 있으며 특히 산차수 증가는 연령증가와도 연관성이 있어 발생하는 결과로 생각된다. 2011년에 도축한 한우암소 293천두 중에서 성숙도가 8번 이상의 노령암소가 약 18.9% 수준이었는데(KAPE, 2011) 이들 역시 산차수가 높을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구결과를 종합해보면 산차수 증가는 연령 증가와 연관되며 연령이 많아질수록 연령이 젊은 암소보다 calpain 활성 감소로 사후 산화안정성(Xiong 등, 2007)과 연화기능이 감소되어 질겨지고 또한 전반적인 육질이 저하된다는 것을 알 수 있다. 조직감 중에서 특히 연도는 쇠고기 숙성과정에서 가장 중요하게 영향을 주는 요인이다. 숙성기간이 길어질수록 fibrous 및 residue 의 양감소로 고기가 더 연해진다고 한다(Campo 등, 1999) 미국소비자들은 마블링 보다는 살코기가 많으면서 더 연한 select 등급육 "Tender select"에 더 높은 가격을 지불할 의사가 있다고 하였다(Shackelford 등, 2001). 미국 등급제의 이러한 점을 해결하기 위하여 몇몇 연구자들은 전단력을 기준으로 훈련된 관능평가요원들로 하여금 연도를 구분할 수 있는 객관적이고 정확한 분류방법을 연구하기도 하였다. 육색은 소비자가 식육구매시 영향을 주는 첫번째 육질요인이라면(Risvik, 1994) 연도는 그 소비자가 동일한 제품을 재구매할 지 여부를 결정하게 해준다. 따라서 한우암소의 산차와 연령을 고려한 쇠고기 연도를 예측할 수 있는 기초자료가 필요하다.

 산차그룹간 등심과 우둔부위의 지방산조성을 비교한 결과는 Table 3-4와 같다. 등심부위의 지방산 조성은 C18:1n7 및 C18:1n9 함량은 산차그룹 1이 유의적으로 더 높았고 총 포화지방산(SFA) 함량은 산차수가 많은 그룹 2와 3이 그룹 1보다 유의적으로 더 높았다(Table 3). 반면 우둔부위는 산차그룹 1이 C18:0 함량이, 포화지방산(SFA) 함량은 산차그룹 3이 산차그룹 1보다 더 높아 결과적으로 등심과 우둔부위 모두 단일불포화지방산/ 포화지방산 비율이 그룹 1이 수치적으로 더 높았으나 유의적인 차이는 없었다(p>0.05)(Table 4). 지방산조성은 영양적인 가치뿐만 아니라 유통 기한이나 향미 등 육질에 다양한 영향을 미치는 요인이라는 점에서 쇠고기 근육내 지방산 조성은 중요하다(Wood 등, 2003). Wood 등(1984) 은 미경산우는 총 지방산의 14.7%가 C18:0 인 반면에 비육시킨 11세의 거세우는 2.7% 수준으로 보고되었다.

Table 3. Fatty acid composition of loin muscle from Hanwoo cows by parity groups

Table 4. Fatty acid composition of top round muscle from Hanwoo cows by parity groups

한우암소의 산차그룹별 유리아미노산 함량을 분석한 결과는 Table 5와 같다. 한우 암소고기의 등심에는 연령그룹에 관계없이 alanine이 가장 많았고 다음이 glutamine, phenylalanine, isoleucine, proline, glycine, methionine 등이었다. 산차별로는 methionine과 phenylalanine 함량만 그룹 1이 그룹 3보다 유의적으로 높았고(p>0.05) 다른 유리아미노산 함량은 산차그룹간 유의적인 차이가 없었다(p>0.05).

Table 5. Free-amino acids composition of loin muscles from Hanwoo cows by parity groups

  Glutamine, glycine, proline은 단맛과 관련된 아미노산으로 알려져 있는데 Cho 등(2008)은 거세한우의 경우 glutamine은 우둔보다 등심에 더 많이 존재하였다고 보고한 바 있었다. 한편, 맛 물질 유리아미노산 중 대부분은 산차그룹간에 유의적인 차이가 없었고 단지 methionine과 phenylalanine 함량만 그룹 1이 유의적으로 높은 것으로 분석되었다(p<0.05). Feidt 등(1996)은 단백질 분해산물인 펩티드류와 유리아미노산 물질들이 효소작용에 관여하여 구이형태로 조리시 향미생산에 중요한 역할을 한다고 보고하였으며, Batzer 등(1960)은 아미노산들이 가열육의 맛과 향기 전구물질로서 관여하고 있으나 어느 아미노산도 단독으로 가열하면 특유의 고기향기가 없고 여러 종류의 아미노산과 당과의 성분혼합이 이루어질 때에 특유의 고기향기가 생성된다고 하였으며 특히 단백질 분해과정에서 생성되는 펩티드와 아미노산의 양적균형이 식육을 맛있게 하는 요인이라고 하였다. 加藤(1985)은 식육의 맛을 내는데 글루타민산과 이노신산나트륨이 크게 관여하지만 식육의 기호성에는 그 이외의 아미노산과 펩티드들의 효과도 중요하다고 하였다. 그 밖에도 Feidt 등(1996)에 의하면 고기 내 유리아미노산의 함량은 부위 및 숙성조건과 관련이 있었으며 특히 숙성일수가 경과함에 따라 단백질 분해과정에서 생성되는 펩티드와 유리아미노산 함량도 증가되었다고 보고하였다.

사사

 이 논문은 2010-2011년도 농촌진흥청 국립축산과학원 경상연구비에 의하여 연구되었으며 이에 감사드립니다.