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Ⅰ. 서론

 육제품의 연도, 다즙성, 향미 등은 지방의 함량과 직접적인 관계가 있어 지방의 함량 감소는 육제품의 전제적인 맛저하를 초래하므로 지방은 육가공에 있어 중요한 구성 요소이다(Lister, 1996). 식품으로 섭취되는 지방은 필요하지만 과다한 지방의 섭취는 비만, 고혈압 및 심장질환과 상관관계가 있다고 보고되었다. Jimenez-Colmenero 등(2001)은 건강한 식육과 식육가공품 발전을 위한 계획으로 기능성 물질의 결합과 지방함량, 열량 등의 감소에 의한 식육가공품의 재구성을 제안하였다. 또한 소비자들이 섭취하는 지방 중 포화지방산이 차지하는 비율이 10%를 넘지 않을 것을 미국 심장학회(American Heart Association, AHA, 1978)는 보고하였으며, Mattson과 Grundy(1985)은 포화 및 다가불포화지방산보다 단일 불포화 지방산의 장점에 대해 보고하였다. 소비자들의 건강에 대한 관심이 급증함에 따라 저지방 육제품의 관심도가 증가하고 있으며(Chin, 2002), 이미 미국 시장에서는 “95% fat free”로 표시된 염지 햄 제품이 수년간 유통되고 있어 광범위한 인정을 받아왔다. 고지방 식육제품의 문제점을 해결하기 위해 대두단백질(Sofos와 Allen, 1977), 탄수화물(Yang 등, 1995) 등과 같이 지방 대체제에 대한 연구가 진행되고 있고, 이를 첨가한 저지방 소시지를 개발, 생산되고 있다(Chin, 2002). 저지방 육제품을 생산하는 가장 효과적인 방법은 제품 내 지방함량을 줄이는 것이나 많은 학자들은 단순히 지방을 줄이는 것으로 만족한 제품을 생산할 수 없다고 보고하였다(Berry와 Laddy, 1984; Huffman과 Egbert, 1990). 지방함량 감소로 인한 조직감, 다즙성 등의 관능적 특성에 영향을 미치지 않으며 건강지향적인 저지방 육제품을 개발하는 연구가 필요하다.

 돼지의 1차 부산물에 속하는 돈피(pork rind)는 수분 40.92%, 지방 28.69%, 단백질 27.01%로 구성되어 있으며 약 260 mg/g 정도의 콜라겐이 함유되어 있다(Abiola와 Adegbaju, 2001; Osburn, 1996). 콜라겐은 동물조직 중에 가장 많이 함유되어 있는 단백질로 모든 조직기관에 존재하나 특히 진피, 연골 및 인대에 많이 함유되어 있다(Aberlo와 Mills, 1983; Stryer, 1975; Lee와 Kim, 1986). 콜라겐 보충 섭취와 관련한 연구들에 의하면 Koyama 등(2006)은 콜라겐 펩타이드의 섭취가 피부의 표피 및 진피의 기능을 향상시켰다고 보고하였고, Walrand 등(2008)은 혈중 콜라겐 관련 아미노산의 농도가 크게 증가하여 콜라겐 합성을 촉진시킨다고 보고하였다. 본 연구는 유화형 소시지 내 돈피의 지방대체 수준이 영양성분 및 저장기간 동안 품질특성에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 소시지 제조

 원료육은 국내산 돼지 뒷다리 부위를 구입하여 과도한 지방과 결체조직을 제거하고, 5 ㎜ plate로 분쇄하여 24시간 동안 4±1℃ 냉장고에서 염지하였다. 원료육, 돈피 및 첨가제는 Table 1과 같은 배합비로 제조하였다. 지방 대체로 첨가된 돼지 껍질은 국내산 냉장 돼지 껍질을 구입하여 세척 및 손질 후 찜방식을 이용한 가열처리를 하였고, 가열이 완료된 돼지 껍질은 5 ㎜ plate로 분쇄하여 사용하였다. 냉장상태로 염지된 원료육은 silent cutter(CR-40, Mainca, Spain)에서 유화시킨 후 유화물은 fibrous casing(Diameter 55 ㎜)에 충진하여 훈연가열기(FM2002, Berimex, Germany)를 이용하여 55℃에서 20분 건조과정과 10분 동안의 훈연과정을 마친 후 제품내부온도가 70℃에 도달할 때까지 가열한 다음 흐르는 물에 1시간 냉각하였다. 실험에 사용된 모든 소시지는 동일한 batch로 생산하였으며, 무작위로 선발된 제품들은 진공 포장하여 설계된 기간 동안 냉장실(4±1℃)에서 저장하면서 실험하였다.

Table 1. Formula of pork sausage containing 0, 5, 10, 15 or 20% of pork rind

Fig. 1. Emulsion sausage with different level of pork rind (C: 0% pork rind and 20% fat; T1: 5% pork rind and 15% fat; T2: 10% pork rind and 10% fat; T3: 15% pork rind and 5% fat; T4: 20% pork rind and 0% fat)

2. 영양성분 분석

 칼로리 분석을 위하여 시료를 분쇄기로 갈아 50 g을 취한 후 전처리하여 칼로리메터(Model 1261, Parr Instrument Co., USA)로 분석하였다. 유리아미노산 분석을 위한 시료전처리는 Atistoy와 Toldra (1991)의 방법으로 수행하였으며, 최종 유리아미노산 함량 분석은 ZoRBAX Eclipse-AAA, 4.6×150 ㎜, 5 ㎛ 칼럼을 이용하여 HPLC(Agilent 1100, Agilent Technologies, USA)로 분석하였다. 이동상 A는 40 mM Na2HPO4(pH 7.8), B는 acetonitrile:MeOH:증류수=45:45:10(v/v/v)을 제조하여 사용하였다. 외부 표준물질은 Agilent Technologies사(USA) 에서 생산되는 amino acid standard(0.25 mM/μL)와 glutamine(Sigma-aldrich, USA)을 사용하였고, OPA(orthophthalaldehyde) reagent, FMOC(fluorenylmethoxy carbonyl chloride) reagent(Agilent technologies, USA)를 각각 유도체로 사용하였다. 무기물함량은 AOAC(2000)방법에 준하여 원자흡광광도계(ICP Spectrophotometer, Spectroflame, Spectro Company, Germany)로 이용하여 측정하였다.

3. 일반성분 및 품질분석

 가열감량은 케이싱에 충진한 제품을 가열하기 전과 후의 무게를 측정하여 감소된 무게를 가열 전 무게에 대한 비율로 표시하였으며, 저장기간 중 포장감량은 가열이 완료된 제품의 무게와 설계된 저장기간 완료 후의 무게를 측정하여 감소된 무게를 저장 전 무게에 대한 비율로 표시하였다. 일반성분 함량은 Anderson 등(2007)의 방법에 따라 Food Scan^TM(Lab78810, Foss Tecator, Sweden)을 이용하여 수분, 지방, 단백질, 콜라겐 함량을 분석하였다. 제품의 pH 측정은 분쇄된 소시지 3 g을 27 ㎖ 증류수와 균질하여 pH meter(SevenEasy, Metter Toledo, Switzerland)로 측정하였다.

4. 관능평가 및 조직감 검사

 관능적 특성은 훈련된 관능요원 7명을 선발하여 실시하였으며, 제품색, 향미, 맛, 조직감과 기호성을 7점법으로 측정하였다(대단히 싫다=1, 매우 싫다=2, 조금 싫다=3, 싫지도 좋지도 않다=4, 조금 좋다=5, 매우 좋다=6, 대단히 좋다=7). 조직감 측정은 1 inch(2.54 ㎝) 두께로 절단한 시료를 Load cell 50 ㎏, Cross head speed 100 ㎜/min, 진입거리는 샘플높이의 80%의 조건으로 Instron Uniceral Testing Machine(Model 4465, Instron Co., USA)을 이용하여 경도, 탄력성, 응집성, 검성, 씹힘성을 측정하였다.

5. 지방산패도

 지방산패도(2-thiobarbituric acid reactive substance)는 Witte 등(1970)의 방법을 약간 수정하여 측정하였다. 시료 0.5 g을 증류수 12.5 ㎖과 포화 항산화제 BHA 200 ㎕를 넣고 균질기(14,000 rpm, Ultra Turrax, IKA Labortechnik, Malaysia)로 균질(30초 x 3회, 30초 휴식)하였다. 균질된 시료에 12.5 mL의 20% TCA 용액을 혼합하고 1시간 동안 혼합(Compact Rocker, CR 300, Finepcr, Korea)후 여과(Whatman No.1)하였다. 여과액의 5 ㎖과 5 mM TBA용액 5 ㎖을 혼합하여 암실에서 15시간 반응시킨 후 530 nm에서 흡광도를 측정하였다. 최종 TBARS의 계산을 시료 ㎏당 malonaldehyde mg(㎎ MDA/㎏)으로 계산하였다.

6. 통계처리

 시험결과는 SAS program(SAS, 1996)을 이용하여 분산분석 및 Duncan의 다중검정을 실시하여 처리구간의 유의성(p<0.05)을 검정하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

 돈피의 지방 대체 수준에 따른 유화형 소시지의 가열감량을 비롯한 열량과 무기물, 아미노산 함량은 Table 2와 같다. 가열감량은 대조구와 돈피 5%, 15% 첨가구는 4.35-4.44%로 유사하였으며, 돈피20% 첨가구에서 가장 높게 나타났다. 열량은 돈피의 지방대체 수준이 0%일 때 3005.4±78.18 cal/g이었는데, 지방 대체수준이 20%로 증가할수록 2263.4±45.20 cal/g으로 약 24% 감소하였다(p<0.05). 이는 콜라겐 단백질을 주로 함유하고 있는 돈피는 수분 44.24%, 지방 28.29%, 단백질 26.27%로 구성되어(Osburn, 1996) 있어 대체된 지방보다 열량이 낮기 때문으로 사료된다. 돈피 첨가 유화형 소시지 내 무기물 중 Na함량이 4934.17-6126.83 ㎎/㎏으로 가장 많았고, K과 P이 각각 2437.58-23.22.41 ㎎/㎏과 1805.73-1973.22 ㎎/㎏으로 많았다. Cu, K, Mn, Na, Zn 함량은 대조구와 돈피 첨가 처리구간 유의적 차이가 있었으나(p<0.05) 돈피의 지방대체 수준증가에 따른 무기물 함량이 증가하는 경향은 나타나지 않았다. 돈피 20% 첨가구에서 가장 높은 함량인 Na(p<0.05)은 신경자극 전달과 심장박동 유지 및 각종 효소의 기능 활성화에 필요한 무기물이다. 또한 K은 세포 내액에서 양이온으로 작용하여 산염기의 균형과 삼투압의 균형을 유지하며 세포내 효소 활성화에 관여를 하며, P는 체내 각 연조직에 산재되어 있으며, 세포의 에너지 대사와 혈액 및 체액의 완충제 역할을 한다(Kim 등, 2007). 돈피 5% 첨가구에서 Zn이 대조구와 다른 처리구보다 높은 수준을 나타내었는데(p<0.05), Zn은 체내에 소량 존재하지만 생체 내 200여 종 이상 되는 효소의 구조성분이며 핵산 합성과 단백질 대사 및 합성 조절에 관여한다(Bringe와 Schulty, 1969). 또한 성장이나 면역 기능을 원활이 하는데 필수적인 미량 요소로서 섭취를 권장섭취량만큼 높이기 위해서는 동물성 단백질을 적정수준 섭취하도록 하는 것이 필요하다고 하였다(Yoon과 Lee, 2007)

Table 2. Cooking loss (%), calorie (cal/g) and mineral, amino acid contents of sausage as affected by different pork rind content

 돈피의 지방대체 수준에 따른 유화형 소시지의 아미노산함량 결과(Table 2), cysteine과 methionine을 제외한 aspartic acid, threonine, serine, glutamic acid, glycine, alanine, valine, iso-luecine의 아미노산 함량은 모든 첨가구가 대조구에 비해 유의적으로 높았다(p<0.05). 또한 반드시 식이로 공급되어야 하는 9종의 필수 아미노산(histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, valine)중 valine, threonine, isoleucine 함량이 돈피 첨가 수준이 증가함에 따라 유의적으로 증가하여(p<0.05), 대조구에서 0.57% 였던 valine은 돈피20% 첨가구에서 0.74%로 증가하였고, threonine은 대조구가 0.60% 인데 반해 돈피를 첨가한 모든 처리구에서 0.70-0.77%로 증가하였다. 이는 돈피 내 콜라겐 단백질의 아미노산 구성에 의한 것으로(Gilsenan과 Ross-Murphy, 2000; Li 등, 2004) 돈피의 지방 대체 수준 증가에 의한 것으로 사료된다. 일반적으로 생물체내에서 생합성이 되지 필수 아미노산은 우리 몸이 정상적으로 기능하기 위해서 필요하므로 반드시 음식물을 통해서 섭취해야 한다. 그 중 valine과 isoluecine은 곁가지 아미노산(BCAA, branched chain amino acid)으로 불리며 다른 필수아미노산들과 달리 골격근에서 산화되어 운동 시 수축하는 골격근에서 사용된다. Kim 등(1995)은 BCAA를 탄수화물과 섭취하게 되면 가장 최적의 단백질 균형을 유지할 수 있다고 보고하였다.

 Table 3과 같이 돈피의 지방 대체수준이 저장기간에 따른 포장감량을 조사한 결과, 돈피를 첨가한 모든 처리구가 대조구보다 유의적으로 낮은 감량을 보였다(p<0.05). 특히 저장 14일 이후, 돈피의 지방대체 수준 15%와 20%가 다른 처리구에 비해 낮은 포장감량을 보였는데 저장 28일에 대조구 포장 감량이 1.14±0.02%인 반면 돈피 20% 첨가구는 0.24±0.04%였다(p<0.05).

Table 3. Effect of substituting fat with pork rind on purge loss (%) of pork sausage during storage

 Table 4는 돈피의 지방 대체수준이 저장기간에 따른 일반성분조성을 분석한 결과이다. 수분함량은 59.56-67.05%로 처리구에 따라 유의적인 차이를 보였으며, 대조구의 수분함량은 모든 저장일 동안 다른 처리구에 비해 가장 낮았다(p<0.05). 돈피의 지방대체 수준이 높아짐에 따라 지방함량은 감소하였고 단백질과 콜라겐 함량은 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이는 모든 저장기간 동안 비슷한 수준을 유지하였다. Satterlee와 Zachariah(1973)의 연구에 의하면 효소가수분해 된 소고기, 돼지껍질은 탈지유보다 단백질 함량이 높다고 보고하였고 또한 가축 피부(껍질)의 주요단백질은 콜라겐으로 이루어져 있으며, 가열에 의해 쉽게 효소 분해되어 gelatin화 된다고 보고하였다. 식육가공품에 단백질을 첨가하는 것은 지방과 수분유지에 도움이 되고 영양가치가 향상된다고 보고하였다(Abiola와 Adegbaju, 2001). 이는 돈피 첨가에 따른 수분, 단백질 함량이 대조구에 비해 높았으며 저장일 동안 비슷한 수준을 유지하였던 본 연구결과와 일치하는 경향이었다. 돈피의 지방 대체수준이 저장기간에 따른 pH는 6.12±0.09-6.76±0.01로 처리구간 유의적 차이가 있었으며(p<0.05), 대조구에 비해 돈피 5-15% 첨가 수준에서 pH가 높게 나타났다.

Table 4. Effect of pork rind content on proximate composition and pH of sausage during storage

 Table 5는 돈피의 지방 대체수준이 저장기간에 따른 조직감 특성을 조사한 결과이다. 돼지 돈피의 지방 대체수준이 증가함에 따라 경도, 탄력성, 검성, 씹힘성이 증가하였다(p>0.05). 돈피는 26.47%가 단백질이며 동물 결합조직의 주요 단백질인 콜라겐을 260 ㎎/g 정도 함유하고 있다(Osburn, 1996). 소시지 제조 시 돈피를 첨가하였을 경우 조직감 영향을 미친 것으로 사료된다. 그러나 저장기간에 따른 조직적 특성의 변화는 나타나지 않았다.

Table 5. Effect of pork rind content on texture characteristics of sausage during storage

 돈피의 지방 대체수준이 저장기간에 따른 관능적 특성을 조사한 결과는 Table 6과 같다. 저장 1일에 대조구에 비해 낮았던 돈피 첨가 처리구의 제품색에 대한 평가는 저장일이 경과하면서 대조구에 비해 높게 평가되어(p<0.05), 저장 1일 대조구의 제품색은 4.57±1.01로 평가되었으나 돈피 20% 첨가구는 3.93±1.40으로 대조구보다 유의적으로 낮았다. 그러나 저장 28일에는 돈피 20% 첨가구의 제품색은 4.66±1.09로 대조구 3.66±0.73보다 높게 평가되었다. 향미는 처리구 또는 저장일에 따른 유의적 차이가 나타나지 않았다. 맛과 저작감은 돈피 20% 첨가구를 제외한 처리구에서 대조구와 유의한 차이를 보이지 않았으나, 저장기간이 증가함에 따라 맛과 저작감이 대조구보다 유의적으로 높게 평가되었다(p<0.05). 저지방 육제품은 고지방 제품에 비해 육색이 어두우며, 지방에 의한 향미 감소로 인해 기호도에 영향을 미치는 것으로 보고되었다(Hughes 등, 1997). 하지만 Abilola와 Adegbaju(2001)의 연구에 의하면 육제품 제조에 있어 최대 66% 수준의 돈육껍질의 지방대체가 가능하며 관능적 특성에 영향을 미치지 않는다고 하였다. 이는 돈육껍질에 포함된 등지방의 영향으로 본 실험에 이용된 돈피에 포함된 지방함량은 높지는 않으나 일부 포함된 지방에 기인한 것으로 판단된다. 전체 기호도 또한 맛과 저작감과 유사한 경향을 보였다. 돈피 20% 첨가구의 전체 기호도에서 다른 처리구에 비해 가장 낮게 평가되어 프랑크푸르트 소시지의 지방함량이 감소하였을 때 보수력과 전제척 기호도가 감소하였다는 Hughes 등(1997)의 연구와 유사하였다. 육제품에서 지방의 함량이 관능적 특성에 영향을 미치나 5-15% 수준의 돈피의 지방대체는 유화형 소시지의 관능적 특성에 유의적인 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다. 돈피의 지방 대체수준이 저장기간에 따른 지방산패도는 처리구간 유의적 차이가 있으며(p<0.05), 돈피 첨 가 수준이 높을수록 지방산패도가 높은 경향을 보였다(Table 7).

Table 6. Effect of pork rind content on sensory properties of sausage during storage

Table 7. Effect of pork rind content on TBARS content of sausage during storage

 돈피의 지방대체 수준에 따른 유화형 소시지의 저장기간 동안 품질특성을 분석한 결과, 유화형 소시지에 첨가되는 모든 지방을 돈피로 대체하는 것은 관능특성을 비롯한 품질특성의 감소가 나타났으나 돈피 5-15% 수준의 지방대체는 저장기간 중 품질특성에 큰 영향을 미치지 않았으며 유화형 소시지의 영양성분이 향상되어 돈피를 활용한 저지방 소시지 생산이 가능하다고 판단된다.

사사

 본 연구는 농촌진흥청 연구사업(PJ90697404)의 지원에 의해 이루어졌으며, 이에 감사 드립니다.