삼채 첨가에 의한 돈육 소시지의 물리화학적 특성과 저장성에 미치는 영향

돈육 소시지는 냉장 전지육(도드람 한돈)을 5 mm 쵸파로 2회 갈아서 분쇄 전지육을 준비하여 고기 750 g에 소금, 설탕, 복합인산염(Inphos plus #3924, Woosung Meatpro Co., Ltd, Seoul, Korea) 등 재료를 첨가하여 Table 1의 조성에 따라 8개 군으로 제조하였다. 아질산염은 0, 50, 100, 150 ppm을 첨가하였고, 50 ppm, 100 ppm 군에는 삼채분말을 각각 0, 0.5, 1% 첨가하였다. 1 kg씩 계량된 배치들은 믹서로 균일하게 혼합하고, STX Turboforce 3000 Electric Meat Grinder (STX International, Lincoln, NE, USA)에 불린 천연 돈장 casing을 끼워 충진하여 소시지 링크를 뽑았다. 소시지 링크는 지퍼 백에 넣어 하룻밤 냉장 보관 후 다음날 가열 처리하였다. 가열방법은 소시지 중심온도가 75℃ 도달 후 20분간 온도를 유지하고, 얼음물로 냉각 후에 4℃ 냉장고에 저장하면서 분석 시료로 사용하였다.

일반성분은 AOAC(32) 방법에 의하여 수분(oven-dry 법), 조지방(Soxhlet 법), 조단백(microkjeldahl 법) 및 조회분을 측정하였다. 분석은 각 시험군별 3 처리반복 시료를 분석시료로 하여 각 시료는 2 반복 분석하였다.

육색은 색차계(Chromameter CR-300, Minolta Corporation, Ramsey, NJ, USA)를 이용하여 CIE(Commission Internationale de l'Eclairage) L*(lightness), a*(red-green) 및 b*(yellow-blue) 값을 측정하였으며, 표준 색도판은 Minolta calibration plate No. 20033044로서 Y = 92.7, x = 0.3136, y = 0.3195를 사용하였다.

조직감은 시료를 일정한 크기로 자른 후 Texture analyzer(Sun Scientific Co, Model CR-500DX, Tokyo, Japan)에 직경 20 mm plunger를 장착하여 2회 반복 시료를 가압하였을 때 얻어지는 force-time curve로부터 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다. 측정조건은 시료 높이 15 mm, crosshead 속도 0.5 mm/sec, 침투율 75%로 하였다.

시료의 아질산 이온 함량은 sulfanilic acid와 α-naphthylamine-HCl을 함유하는 Griess reagent와 반응시켜 nitrite의 diazo-coupling을 540 nm에서 비색정량 하였다. 시료용액과 함께 표준용액(0.1-1 ppm)에 대한 흡광도를 측정한 후 표준곡선를 작성하여 nitrite 함량(ppm)을 계산하였다. 시료는 소시지 1 g을 증류수 40 mL에 균질하여 80℃ 항온수조에서 2시간 가열한 다음 포화 HgCl₂ 용액 5 mL를 가하여 냉각한 후 50 mL로 부피를 조정한 다음 whatman No. 1 filter paper로 여과하였으며, 시료의 아질산 이온 함량이 20 ppm이 넘는 경우에는 시료용액을 2-3배 희석하여 분석하였다.

육가공품의 저장 중 지방 산패 정도를 평가하기 위하여 thiobarbituric acid reactive substances(TBARS) 함량을 Witte 등(33)의 방법에 의하여 측정하였다. 시료 5 g에 20% trichloroacetic acid in 2 M phosphoric acid 용액 25 mL을 첨가하여 14,000 rpm으로 2분간 균질화 한 다음 증류수를 사용하여 50 mL로 부피를 조정하여 Whatman No. 1 filter paper로 여과하였다. 여과액 2 mL를 취해 5 mM TBA 용액 2 mL를 혼합하여 95℃에서 1시간 가열한 후 냉각하여 530 nm 흡광도를 측정하여 TBARS 농도를 계산하였다.

4℃에서 1주와 4주 저장한 소시지의 일반세균수를 표준평판법을 이용하여 측정하였다. 시료 2 g을 멸균수 18 mL에 균질화하고 단계 희석하였다. 희석 시료 0.5 mL를 petri dish에 취하여 45℃ 항온수조에서 굳지 않도록 유지한 2.35% plate count agar(PCA) 배지를 15 mL씩 분주하여 잘 섞은 다음 수평으로 굳히고 37℃에서 24시간 배양 후 군락 수를 측정하여 colony forming unit(CFU)/g을 계산하였다.

실험결과는 SPSS program을 이용하여 ANOVA 분석 후, 각 실험군 간의 유의성을 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 통하여 검정하였으며, 저장 1주와 4주의 일반세균수의 저장기간에 대한 유의성은 Student t-test를 통하여 검정하였다.

아질산염 0, 50, 100 및 150 ppm과 삼채 분말 0, 0.5 및 1%를 첨가하여 제조한 8 종류 돈육 소시지의 일반성분을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 돈육 소시지의 조단백과 조지방 함량은 군 간에 유의한 차이가 없었다. 수분과 조회분은 통계적으로 군 간에 유의한 차이가 있었으나, 첨가된 아질산염과 삼채 분말 양에 따른 뚜렷한 변화 양상은 발견할 수 없었으며 실제 값에 있어서도 수분은 최저 69.82%, 최고 71.85%, 조회분은 최저 1.60%, 최고 1.82%로 그 차이가 크지 않았다.

아질산염과 삼채 분말을 첨가하여 제조한 돈육 소시지의 조직감을 측정한 결과는 Table 3과 같다. 응집성(cohesiveness)은 군 간에 유의적인 차이가 발견되지 않았으며, 경도(hardness)와 씹힘성(chewiness)은 군 간에 유의적 차이가 있었으나, 아질산염과 삼채의 첨가에 따른 뚜렷한 경향은 발견되지 않았다.

육가공품의 색깔은 소비자의 제품 선택 시 기준이 되는 중요한 요소이다(34). 또한 식품의 색도 변화는 식품의 내적 외적 품질 변화를 보여주는 척도라 할 수 있다(35).

삼채 분말과 아질산염의 첨가량을 달리 하여 제조한 돈육 소시지를 4℃에서 4주 동안 저장하면서 색도를 측정한 결과 Table 4-6과 같다. CIE L* 값(lightness)은 아질산염 첨가에 의해 감소하여 아질산염이 첨가되지 않은 N0+A0군이 65.93±0.52로 가장 높은 값을 보였으며, 아질산염이 첨가된 N50+A0군은 62.18±0.88, N100+A0군은 62.71±0.60, N150+A0군은 62.39±1.13으로 아질산염이 첨가되지 않은 군에 비하여 낮았으나 아질산염 첨가군 사이에서는 큰 차이를 보이지 않았다(Table 4). 한편 N100 첨가군에서는 삼채 첨가에 의해서는 L* 값이 다소 감소하는 경향을 보였으며, 저장기간에 따라서는 모든 군에서 증가하는 경향을 보였다.

Table 5는 적색도(redness)를 나타내는 CIE a* 값으로 아질산염 첨가에 의해 현저히 증가하여 아질산염이 첨가되지 않은 N0+A0군이 3.48±0.48로 가장 낮은 값을 보였으며, 아질산염이 50-150 ppm 첨가된 군들에서는 각각 10.13±0.33, 11.36±0.45, 9.59±0.70의 값을 보여 아질산염이 첨가되지 않은 군보다 현저히 높았으나 아질산염 첨가량에 따른 적색도의 차이는 뚜렷하지 않았다. 아질산염 첨가에 의한 적색도의 현저한 증가와 아질산염 50 ppm 이상에서 적색도가 더이상 크게 증가되지 않은 결과는 육색 고정을 위하여 아질산염 50 ppm이면 충분한 수준이라고 보고한 Wesley 등(36)의 결과와 유사한 것이다.

적색도는 또한 삼채 첨가에 의해 영향을 받아 다소 감소하는 경향을 보였으나 그 폭은 크지 않았다. 저장 기간에 따른 적색도의 변화는 처리군에 따라 차이가 있었다. 아질산염이 첨가되지 않은 N0+A0 군은 아질산염이 첨가된 나머지 7군들에 비하여 매우 낮은 a* 값을 보였으나 저장기간이 길어질수록 차츰 높아지는 결과를 보였다. 아질산염 50 ppm과 100 ppm의 저아질산염 군에서는 저장에 따라 a* 값이 낮아지는 경향이었으나 150 ppm 군에서는 저장기간 중 변화가 없었다.

황색도(yellowness)를 나타내는 CIE b* 값은 아질산염 첨가군이 무첨가군에 비해 낮은 값을 보였으나 첨가량에 따른 차이는 뚜렷하지 않았다(Table 6). 삼채 첨가는 황색도를 다소 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 저장에 따른 황색도의 변화를 보면 아질산염을 첨가하지 않은 소시지에서는 저장기간이 길어짐에 따라 황색도가 다소 감소하는 경향이었으나, 아질산염과 삼채를 첨가한 군에서는 황색도가 대체로 증가하는 경향이었다.

삼채 분말과 아질산염 첨가량을 달리 하여 제조한 돈육 소시지를 4℃에서 4주 동안 저장하면서 아질산염 잔유량을 측정한 결과 Table 7과 같다. 소시지 제조 후 아질산염 잔유량은 50 ppm 첨가 시 22.68±0.50 ppm, 100 ppm 첨가시 47.49±2.05 ppm, 150 ppm 첨가 시 65.63±2.01 ppm의 값을 보여 소시지 제조 중에 이미 첨가량의 절반 이상이 소거되었음을 알 수 있었다. 저장 중 아질산염 잔유량의 변화를 살펴보면 저장 1주 까지는 비교적 큰 폭의 잔유량 감소를 볼 수 있었으나 그 이후에는 변화 폭이 크지 않았다. 육가공품의 아질산염 함량은 제조 후 저장 기간이 질어짐에 따라 잔존 아질산염이 감소하며, 특히 제조 1주일 이내에 그 감소폭이 매우 큰 것으로 보고된바 있어 본 결과와 유사하다(37,38). 저장기간 동안 아질산염 잔유량의 감소는 아질산염이 myoglobin, 지방 및 non-haemoprotein 등과 반응하는데 기인하는 것으로 일부 설명된다(39). 저장 1주 후에 더 이상 아질산염 잔유량이 변화되지 않은 결과는 기존의 보고와는 다소 다른 결과로서, Choi 등(37)에 의하면 소시지를 4℃와 20℃에 각각 저장하였을 때 4℃에서는 5주, 20℃에서는 2주 저장 기간 동안 아질산염 잔유량이 계속 감소되었다. 삼채분말 첨가에 의한 아질산염 잔유량의 변화를 살펴보면, 삼채 첨가에 의해 잔유량이 대체로 감소하는 경향이었으나 감소폭은 크지 않았다.

아질산염과 삼채 분말을 첨가하여 제조한 돈육 소시지를 4℃에서 4주 동안 저장하면서 thiobarbituric acid reactive substances(TBARS) 함량을 측정하여 지방의 산패를 살펴본 결과(Table 8), 저장 기간이 길어질수록 TBARS 함량이 증가하였으나, 아질산염과 삼채 첨가량이 많을수록 증가폭은 감소하였다. 아질산염의 항산화 기능과 그 기전에 대해서는 다양한 연구결과가 보고되었다(40-44). Fleybler 등(41)은 그들의 염지돈육 연구에서 아질산염이 불포화지방과 니트로화합물을 생성하여 불포화지방을 안정화시킴으로써 불포화지방의 과산화를 방지하는 것으로 항산화기전을 설명하였다. 반면에 다른 여러 연구에서는 아질산염이 헴색소(heme pigments)와 복합체를 이루어 비헴철(non-heme iron)이 헴으로부터 이탈되는 것을 방지하거나, 아질산염으로부터 생성된 nitric oxide(NO)가 비헴철(Fe²⁺)에 직접 작용함으로써 지방산화의 촉매로서 작용하지 못하도록 한다고 설명하였다(42-44).

삼채 첨가가 함량에 미치는 영향을 살펴보면, 아질산염 100 ppm과 함께 삼채 1% 첨가군(N100+A1.0)은 삼채 첨가 없이 아질산염만 150 ppm 첨가된 군(N150+A0)에 비해 제조 직후에는 다소 높은 TBARS 값을 보였으나 저장기간이 길어질수록 N150+A0에 비해 낮은 값을 보여 항산화 기능에 있어서 삼채의 아질산염 대체효과를 볼 수 있었다. 삼채의 이러한 항산화작용은 활성산소에 의한 불포화지방산의 과산화 반응의 억제에 의한 것으로 생각되며, 그 주된 요인 중의 하나는 삼채의 함 유황 성분들이 관여하는 것으로 추정된다(45). 파, 마늘, 양파 등 유황을 함유하는 채소는 우리나라 전통 음식인 김치의 중요한 양념채소로 쓰이고 있으며, 유황 함유 화합물은 생체의 대사 과정 중 산화, 환원에 깊이 관여하여 radical에 의한 세포 손상에 대한 방어기능을 수행한다(20). Banerjee와 Maulik(46)의 보고에 의하면 마늘과 양파 추출물은 대사증후군을 가진 동물모델에 투여하였을 때, 산화 스트레스와 내피세포 염증인자의 발현을 감소시키고 eNOS 활성을 증가시켜 항산화 및 항 염증효과를 보였다.

돈육 소시지를 4℃에서 1주와 4주 동안 저장하여 총세균수를 측정한 결과를 Table 9에 나타내었다. 아질산염과 삼채를 첨가하지 않은 돈육 소시지(N0+A0)에서 가장 높은 일반 세균이 관찰되었으며, 저장 1주차에서는 아질산염 50 ppm과 삼채 1% 첨가군(N50+A1.0)이 아질산염 100 ppm 첨가군(N100+A0)과 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 아질산염 100 ppm과 삼채 1% 첨가군(N100+A1.0)은 아질산염 150ppm 첨가군(N150+A0)과 유의한 차이가 없었다. 4주 동안 저장한 제품에서는 아질산염 50 ppm과 삼채 1% 첨가군(N50+A1.0)이 아질산염 100 ppm 첨가군(N100+A0) 보다 총 균수가 적었으며 아질산염 100 ppm과 삼채 1% 첨가군(N100+A1.0)은 아질산염 150 ppm을 첨가한 군(N150+A0)과 유의적인 차이가 없었다. 이러한 결과는 삼채가 항균활성 기능에 있어서 일부 아질산염을 효과적으로 대체할 수 있음을 나타내고 있다. Sallam 등(47)은 계육 소시지를 21일 동안 저장하면서 미생물수를 측정한 결과 마늘 분말 첨가구에서 대조구와 BHA처리구보다 좋다고 하여 마늘의 우수한 항 미생물 기능을 보고하였고, Fernandez-Lopez 등(48)과 Gorinstein 등(49)도 마늘의 미생물 성장 억제 효과를 보고하여 본 실험 결과와 유사하였다.

이상의 결과를 종합하면 소시지 제조 시 삼채 분말 첨가는 제품의 일반성분, 밝기, 적색도, 황색도 등 색깔과 조직감 및 아질산염 잔유량에 다소 영향을 미치나 영향이 크지 않고, 저장 중 TBARS 증가를 억제하며 일반세균수의 증가를 억제하는 결과를 보였다. 삼채 첨가에 의한 TBARS와 세균증식 억제로 살펴볼 때 삼채를 1% 첨가함으로써 아질산염 사용량을 150 ppm에서 100 ppm으로 낮추어 아질산염 대체효과를 얻을 수 있는 가능성을 시사하였다. 이들 결과는 삼채의 우수한 건강기능성을 활용한 고부가가치 육가공품 개발을 위한 유용한 기초자료가 될 것이다.