카놀라유 겔과 감껍질 분말 첨가가 저지방 분쇄돈육의 이화학적 품질 및 관능 특성에 미치는 영향

서 론

햄버거 패티, 소시지, 프레스 햄 등은 조리나 구이용으로 선호도가 낮거나 해체 후 부산물로 나오는 잔여 부분육 등을 분쇄하여 이화학적, 관능적 품질을 높인 분쇄 육제품이다. 분쇄 육제품은 이용이 편리하고 가격이 저렴하며, 필수아미노산, 필수지방산, 철, 아연 등의 무기질, 비타민 B₂ 등을 함유하고 있어서 영양적 가치도 높다(Paglarini CS 등 2019). 또한 분쇄 육제품에 함유된 지방은 다즙성, 조직감, 풍미 등의 관능 특성(Rodriguez Furlán LT 등 2014)과 수율, 유화안정성, 보수력 등의 물리적 성질(Henning SC 등 2016)에도 긍정적인 영향을 미친다. 그러나 전통적인 분쇄 육제품은 15∼35%의 높은 지방함량과 포화지방산을 많이 함유하고 있어서 (Silva SL 등 2019), 비만, 고혈압, 심혈관 질환, 관상동맥 심장질환, 암 등 만성질환의 원인이 되는 문제점도 안고 있다(Özvural EB & Vural H 2008). 따라서 소비자들은 기존에 사용하던 동물성 지방의 함량을 낮추고, 불포화지방산 조성이 높은 육제품의 개발을 요구하고 있다.

육제품에서 동물성 지방을 대체한 연구들을 살펴보면 식물성 오일이나 식이섬유가 풍부한 과일 가공 부산물을 첨가한 연구들이 진행되고 있다. 식물성 오일에 대한 연구들은 대부분 유화물의 형태로 첨가하게 되는데, 대두유(Wolfer TL 등 2018), 카놀라유(Monterio GM 등 2017), 올리브유(Serdaroğlu M 등 2017), 아마인유(Alejandre M 등 2016), 동백기름(Wang XX 등 2018) 등을 동물성 지방 대체제로 이용하였을 경우, 포화지방산은 감소하고 불포화지방산은 증가한다고 하였으며, 동물성 지방을 첨가할 때보다 식물성 오일의 첨가량이 적어 지방함량도 낮다고 보고되고 있다. 과일 가공 부산물을 첨가한 것은 레몬 내피(Fernández-Ginés JM 등 2004), 개암 껍질(Turhan S 등 2005), 사과 부산물(Guedes-Oliveira JM 등 2016)을 첨가한 저지방 육제품의 지방함량과 열량이 낮고, 식이섬유로 인하여 가공 수율이 높은 것으로 보고하고 있다. 그리고 Selani MM 등(2016)은 카놀라유와 파인애플 부산물을 같이 첨가한 경우 지방함량이 낮고, 지방보유율이 높아졌다고 하였다. 본 연구는 동물성 지방을 식물성 유로 대체한 저지방 분쇄육제품을 제조하기 위한 기초자료로 이용하기 위하여 카놀라유와 감(Diospyros kaki L.)껍질을 선택하였다. 카놀라유는 60% 내외의 oleic acid, 15% 내외의 linoleic acid, 10% 내외의 linolenic acid를 포함하여 불포화지방산이 90% 이상(Wijesundera C 등 2008; Waterhouse GIN 등 2014)으로서 포화지방산 함량이 높은 육제품의 대체 오일로 적절한 것으로 판단되었다. 감껍질은 곶감 가공과정에서 약 15% 정도가 폐기되고 있는데(Lim HS & Cha KH 2014), 섬유질, 폴리페놀화합물 등을 함유하여 여러 가지 생리활성 기능을 가지고 있으며(Lucas-González R 등 2017), 특히 섬유질은 육제품의 조직감을 개선하기 때문에(Elleuch M 등 2011) 부존자원의 재활용 측면에서 의미가 크다. 그러므로 본 연구는 동물성 지방을 대체하기 위하여 카라기난으로 겔화시킨 카놀라유와 감껍질 분말을 첨가하여 분쇄돈육을 제조하고, 이화학적 특성들을 규명하여 저지방 기능성 육제품의 제조가능성을 검토하였다.

재료 및 방법

1. 분쇄돈육의 제조

분쇄돈육 제조는 식육 전문매장에서 당일 경매한 국내산 돼지 후지육과 등지방을 이용하였으며, 후지육에 시각적으로 과도하게 붙어 있는 지방과 결체조직은 제거한 후 3 mm로 분쇄하였다. 감껍질 분말은 곶감 제조 후 폐기되는 부산물을 청도 영농조합에서 공급받아 껍질만 분리한 후 70℃의 열풍건조기(FO-450M, Jeio Tech Co., Daejeon, Korea)에서 24시간 건조하고 분쇄하였다. 분쇄돈육은 Table 1의 배합비율로 제조하였다. 즉, 카놀라유(Sajo Co., Incheon, Korea)와 감껍질 분말을 이용한 겔의 제조에서 T1은 감껍질 분말 40 g, 냉각수 180 g, T2는 감껍질 분말 40 g, 냉각수 180 g, T3는 감껍질 분말 120 g, 냉각수 100 g에 각각 카놀라유 160 g과 이오타-카라기난(MSC Co., Yangsan, Korea) 20 g을 첨가하여제조하였다. 분쇄돈육의제조는돈육1,370 g, 냉각수200 g, 소금 30 g에 대조군(T0)은 등지방 400 g, T1, T2 및 T3는 제조된 카놀라유 및 감껍질 분말을 첨가한 겔을 각각 400 g 첨가하고, 혼합기(SP-800, Spar Food Machinery MFG Co., Taichung, Taiwan)로 혼합하여 제조하였으며, 전체적인 중량에 대해 감껍질 분말의 첨가비율은 T1, T2 및 T3가 각각 2%, 4% 및 6%이었다. 분쇄돈육은 두께, 직경 및 무게를 각각 15 mm, 70 mm 및 50 g으로 성형하고, 4±1℃에서 48시간 숙성한 후 이화학적 품질 특성들을 분석하였다.

Table 1.

Formulation of ground pork meat containing canola oil and persimmon peel

결과 및 고찰

1. 분쇄돈육의 일반성분 함량

돼지 등지방을 첨가한 대조군(T0), 카놀라유와 감껍질 분말 2%(T1), 4%(T2) 및 6%(T3)로 겔을 제조하여 첨가한 첨가군의 일반성분 분석결과는 Table 2에 나타내었다. 가열 전후의 수분과 조회분 함량은 T0보다 T1, T2 및 T3가 유의하게 높았으며, 조지방 함량은 T0가 유의하게 높았으나(p<0.05) 조단백질 함량은 시료들 사이에 차이가 없었다. 조회분 함량은 감껍질 분말 첨가량에 따라 T3, T2, T1의 순으로 높게 나타났다(p<0.05). 그리고 가열 후의 일반성분은 가열에 의하여 수분이 유출되어 수분 함량은 낮아지고, 조단백질, 조지방, 조회분 및 조섬유는 가열 전보다 높아지는 경향이었다. 육제품의 일반성분은 첨가하는 원료의 일반성분 함량이 영향을 미치는데, 본 연구의 Table 1의 배합비율에서 보듯이 T1, T2 및 T3는 지방 첨가량은 대조군보다 적고, T1은 수분 첨가량이 다른 시료들보다 많았기 때문에 나타난 결과이다. 이렇게 첨가하는 원료의 성분 함량이 제품의 일반성분 함량에 영향을 미친다는 결과는 동물성 지방을 식물성 유로 대체한 저지방 육제품의 지방함량은 낮고, 수분함량은 높았다는 Alejandre M 등(2016), Felisberto MHF 등(2015), Pintado T 등(2015)의 결과와 일치하는 경향이었다.

Table 2.

Chemical composition of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

2. 분쇄돈육의 콜레스테롤 함량

식물성 유로 사용한 카놀라유의 첨가가 분쇄돈육의 콜레스테롤 함량에 미치는 영향을 실험하고, 그 결과를 Table 3에 나타내었다. 돼지 등지방을 첨가한 T0의 콜레스테롤 함량은 50.15 mg/100 g이었으며, 카놀라유를 첨가한 T1, T2 및 T3는 각각 19.52, 19.25 및 19.30 mg/100 g으로 카놀라유의 대체로 콜레스테롤 함량이 약 61% 정도 감소하였다(p<0.05). 이러한 결과는 동물성 지방을 양귀비씨로 대체한 우육 패티의 콜레스테롤 함량이 대체비율에 따라 28∼88% 감소했다는 Gök V 등(2011)의 결과, 홍화씨로 대체한 경우 57∼64% 감소했다는 Park KS 등(2012)의 결과, 개암오일을 첨가한 경우 16∼70%까지 감소했다는 Yildiz-Turp G & Serdaroğlu M(2008)의 결과와 유사한 경향이었다.

Table 3.

Cholesterol content of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

3. 분쇄돈육의 pH, TBARS 및 VBN 함량

분쇄돈육의 pH, TBARS 및 VBN 함량을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 분쇄돈육의 pH는 대조군(T0)보다 카놀라유 겔과 감껍질 분말을 첨가한 T1, T2 및 T3가 더 낮았으며, 감껍질 분말 첨가량이 가장 높은 T3가 가장 낮게 나타났다(p<0.05). 대조군보다 첨가군의 pH가 낮은 것은 카놀라유의 영향보다는 감껍질 분말의 영향으로 판단되며, 감껍질에 함유된 유기산이나 아스코르빈산(Lee SO 등 2006) 등에 의한 것으로 사료된다. 지질의 산화정도를 예측하는 TBARS는 T0, T1, T2 및 T3가 각각 0.33, 0.31, 0.28 및 0.26 mg/kg으로 감껍질 분말의 첨가량이 많을수록 낮았다(p<0.05). 본 연구에서 대조군(T0)보다 카놀라유와 감껍질 분말을 첨가한 분쇄돈육의 TBARS가 낮은 것은 감에 함유되어 있는 tannin, flavonoids, 비타민 C(Yoo SK 등 2019), 카놀라유에 함유되어 있는 비타민 E(Aladedunye F & Przybylski R 2014) 등이 유리기를 제거하고 지질산화의 진행을 억제한다고 알려져 있으며(Zapata P 등 2013), Choi GW(2019)는 감껍질 첨가량이 많을수록 TBARS가 낮았다고 보고하였다. 단백질 함량이 높은 육제품의 신선도 지표로 이용되고 있는 VBN 함량은 T0, T1, T2 및 T3가 각각 9.73, 9.79, 9.49 및 9.62 mg%로 시료들 사이에 유의한 차이가 없었다. 육제품의 VBN함량은 미생물의 증식이 원인이 되고 있는데(He X 등 2013), Sim DW(2019a)는 카놀라유와 감껍질을 첨가한 돈육 patty, Choi GW(2019)는 감껍질을 첨가한 분쇄돈육의 VBN 함량이 제조직후에는 시료들 사이에 유의한 차이가 없다고 하여서 본 연구의 결과와 일치하였다.

Table 4.

pH, TBARS value and VBN content of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

4. 분쇄돈육의 색도

분쇄돈육의 색도를 측정한 결과는 Table 5와 같다. 명도(L-value)는 T0가 69.54로 가장 높았으며, 감껍질 분말 첨가량이 가장 많은 T3가 50.10으로 가장 낮았다(p<0.05). 적색도(a-value)는 시료들 사이에 유의한 차이가 없었으며, 황색도(b-value)는 감껍질 분말 첨가량이 많을수록 높아져 T3가 가장 높은 경향이었다(p<0.05). 본 연구에서 감껍질 분말 첨가량이 많을수록 명도가 낮고 황색도가 높은 것은 감에 함유된 tannin의 갈변현상(Weller A 등 1997)과 감껍질에 함유된 황색계통의 carotinoid계 색소의 영향으로 사료되며(Plaza L 등 2012), 이러한 결과는 감껍질의 첨가로 명도가 낮아지고, 황색도가 높아졌다는 Sim DW(2019a)의 결과와 일치하는 경향이었다.

Table 5.

Surface color of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

5. 분쇄돈육의 보수력, 조리감량, 직경감소율, 수축율, 수분보유율 및 지방보유율

분쇄돈육의 보수력, 조리감량, 직경감소율, 수축율, 수분보유율 및 지방보유율을 측정하고, 그 결과를 Table 6에 나타내었다. 보수력은 T1이 가장 높고, T3가 가장 낮았으며, 조리감량은 T1이 가장 낮았다(p<0.05). 직경감소율과 수축율은 T1이 가장 낮았고, T0, T2 및 T3 사이에는 유의한 차이가 없었다(p<0.05). 수분보유율과 지방보유율은 T1이 가장 높았으며, T0가 가장 낮은 경향이었다(p<0.05). 카놀라유와 감껍질 분말 2%를 첨가한 T1의 보수력, 수분보유율, 지방보유율이 높고, 조리감량이 낮은 것은 감껍질 분말에 함유된 섬유질이 수분과 지방의 유출을 억제하여 나타난 현상(Selani MM 등 2016)이지만 감껍질을 4% 및 6% 첨가한 T2 및 T3가 T1의 결과와 차이가 있는 것은 감껍질에 함유되어 있는 주석산, 구연산, 옥살산, 사과산 등의 유기산(Jeong CH 등 2010)에 의한 과도한 pH 저하로 인한 단백질 변성의 결과로 판단된다. 그리고 직경감소율과 수축율은 단백질 변성으로 가열에 의한 수분과 지방 손실의 결과로 나타나는데(Besbes S 등 2008), 본 연구의 T1의 수분보유율과 지방보유율이 높은 것과 관련이 있다.

Table 6.

Cooking parameter of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

6. 분쇄돈육의 기계적 물성

분쇄 육제품의 품질과 관능 특성을 평가할 때 중요한 지표로 사용되는데 기계적 물성으로서 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess) 및 저작성(chewiness)을 측정하고, 그 결과를 Table 7에 나타내었다. 경도, 탄력성, 응집성, 검성 및 저작성은 T0 및 T1이 T2 및 T3보다 유의하게 높았으며, 감껍질 분말 첨가량이 많을수록 낮아지는 경향이었다(p<0.05). 이러한 결과는 카놀라유의 지방구가 돼지의 지방구보다 크기가 적고(Youssef MK & Barbut S 2011), 그로 인하여 분쇄 육제품에서 식물성 오일이 동물성 지방보다 분산이 잘 되기 때문에 식물성 오일을 첨가한 분쇄돈육의 조직의 치밀도가 높아 기계적 물성이 개선된다. 그러나 본 연구에서 T0보다 T1, T2 및 T3의 기계적 조직감이 높아야 하지만, 감껍질 분말의 첨가로 단백질 변성에 의한 결합력 약화가 기계적 조직감을 저하시킨 것으로 사료되며, 감껍질 분말 2%를 첨가한 T1은 변성정도가 약하여 T0와 유사한 결과를 보인 것으로 판단된다.

Table 7.

Texture profile of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

7. 분쇄돈육의 관능 특성

분쇄돈육의 관능 특성으로서 향기, 맛, 풍미, 다즙성, 조직감 및 전체적인 기호성을 조사한 결과는 Table 8과 같다. 향기는 T3가 가장 높았으며, 맛은 T1 및 T2, 풍미는 T2가 가장 높았다(p<0.05). 다즙성과 조직감은 T1 및 T2에서 가장 높았고, 전체적인 기호성은 T2가 가장 높았다(p<0.05). 감껍질 분말 첨가량이 많을수록 향기가 우수한 것은 감에 함유된 ester류, alcohol류, acid류, aldehyde류 등(Besada C 등 2013)의 영향으로 판단된다. 카놀라유 겔을 첨가하였을 경우, 대조군보다 조직감, 다즙성 등이 우수한 것은 겔화 과정에 첨가한 카라기난이 지방과 수분의 유출을 억제하여(Pintado T 등 2015) 나타난 결과이며, 이러한 결과는 Sim DW(2019b)의 카놀라유 겔을 첨가한 돈육 패티의 다즙성이 대조군보다 우수하다는 결과와 일치하는 경향이었다. 본 연구의 관능 특성 실험결과, 전체적인 기호성에서 돼지지방을 대신하여 T1 즉, 카놀라유와 감껍질 분말 10%로 겔을 제조하여 분쇄돈육에 첨가한 것이 가장 우수한 것으로 보아, 감껍질 첨가량이 많으면 향기는 우수하지만 다른 관능 항목들이 저하되는 경향이었다.

Table 8.

Sensory score of ground pork meat with canola oil and persimmon peel

이상의 결과에서 동물성 지방인 돼지지방을 대체하여 카놀라유와 감껍질 분말로 겔을 제조하여 분쇄돈육에 첨가한 경우 지방함량이 낮은 제품의 제조가 가능하였다. 또한 대조군보다 콜레스테롤 함량이 낮고, 지방산화가 억제되었으며, 물리적 성질이 개선되고, 관능 특성이 우수하였다. 다만 모든 결과를 종합해볼 때 겔을 제조함에 있어서 T1의 이화학적 및 관능 특성들이 우수하기 때문에 감껍질은 카놀라유 겔의 10%인 40 g이 적당한 것으로 판단되었다.

요약 및 결론

본 연구는 동물성 지방 대체제로서 카놀라유와 감껍질 분말로 겔을 제조하여 첨가한 저지방 분쇄돈육의 이화학적 품질 및 관능 특성을 평가하였다. 대조군(T0)은 돼지지방 400 g을 첨가하였고, 카놀라유 160 g에 T1은 감껍질 분말 40 g, T2는 80 g, T3는 120 g을 카라기난으로 겔화시켜 각각 첨가하였다. 수분함량은 T1이 가장 높았으며, 지방함량은 T0가 T1, T2 및 T3보다 높았다(p<0.05). 섬유질 함량은 감껍질 분말 첨가량이 많을수록 높았다(p<0.05). 콜레스테롤 함량은 T0가 50.15 mg/100 g으로 가장 높았다(p<0.05). pH는 감껍질 분말 첨가량이 많을수록 증가하였고, TBARS는 T3가 0.26 mg/kg으로 가장 낮았으며(p<0.05), VBN 함량은 시료들 사이에 유의한 차이가 없었다. 명도는 T0가 가장 높았고, 적색도는 시료들 사이에 유의한 차이가 없었으며, 황색도는 T0가 가장 낮았다(p<0.05). 보수력, 직경감소율, 수축율, 수분보유율 및 지방보유율은 T1이 가장 우수하였고, 가열감량은 T3가 가장 높았다(p<0.05). 경도, 탄력성, 응집성, 검성 및 씹힘성은 T0가 가장 높았다(p<0.05). 향기는 T3가 가장 우수하였으며, 전체적인 기호성은 T1이 가장 우수하였다(p<0.05). 따라서 카놀라유와 감껍질 분말을 겔화시켜 돼지지방을 대체하면 이화학적·관능적 특성이 향상되고, 콜레스테롤 함량이 감소되는 효과가 있으며, T1의 이화학적 및 관능적 특성이 우수하기 때문에 감껍질 분말은 겔의 10%가 가장 적당하였다.

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