다양한 첨가물을 이용한 전통 어육장의 품질개선 연구

본 연구에 사용된 어육장은 (주)상촌식품(Icheon, Korea) 에서 제조한 것으로 어육장의 배합은 Table 1과 같다. 이 어육장에 예비 실험에서 최적화를 이룬 1.48% ε-poly-Llysine mixtures(0.8% polylysine과 98.2% 발효주정 혼합제, EPM), 0.5% 유산균 L. halophilus, 0.5% red ginseng powder (RGP) (Korea Insam, Yangpyung, Korea)을 첨가하였고 각 항아리에 넣어 야외에서 숙성시켰다. L. halophilus의 동정 은 16S rDNA 염기서열 분석으로 하였으며 PCR 및 sequencer는 각각 ABI 9700 PCR과 ABI 3730XL DNA Analyzer(Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)가 사 용되었다. 각 첨가물을 첨가한 어육장 1 kg씩을 25°C에서 12주 동안 유리용기에 저장하여 4주일 단위로 이화학적 및 물리적 특성을 측정하였다.

저장 기간 중 변화하는 어육장의 일반성분 함량은 AOAC 방법(AOAC, 2005)을 사용하여 분석하였다. 수분 정 량은 상압 가열 건조법, 조단백질 정량은 Kjeldahl 법을 사 용하였고, 조지방 정량은 ether로 추출하는 soxhlet 추출법을 사용하였다. 조회분 정량은 직접 회화법을 하였으며, 550°C 의 회화로에서 4시간 동안 태운 후 측정하였다. 나트륨은 ICP-OES(ICP 6029, Leeman labs, Hudson, New Hampshire, USA)로 건식회화법을 사용하였다.

어육장의 pH 측정은 마쇄한 시료 10 g에 멸균 증류수 90 mL를 첨가하여 여과지(Whatman No.5)로 여과하여 그 여액을 pH meter(Model 710-A, Orion, Boston, MA, USA) 로 측정하였다. 모든 측정은 3회 반복하여 평균값으로 나 타내었다.

생균수는 어육장 10 g에 멸균 증류수 90 mL를 첨가하여 ACE homogenizer(Ultra-Turrax T25, Janke and Kunkel, Brussels, Belgium)로 15,000 rpm에서 1분간 마쇄하였다. 마쇄한 시료 1 mL을 무균적으로 취하여 plate count agar (Difco, Detroit, MI, USA)에 접종하여 37°C에서 24시간 배양 후 나타나는 colony 수를 계측하였다.

어육장의 항산화 활성을 알아보기 위해 각 시료의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl)에 대한 전자공여 효과로 써 시료의 환원력을 측정하였다(Kim et al., 2011). DPPH 용 액 7.9mg을 80% methanol 200mL에 넣고, 이 용액 2.95mL 와 시료 0.1mL을 충분히 섞어준 후 30분 동안 실온에 정치 후 Spectrophotometer(UV 1600 PC, Shimadzu, Tokyo, Japan) 를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 다음과 같은 계산식에 의해 환산되었다.

전자공여능(%)＝ (1 −시료첨가구의 흡광도/무첨가구의 흡광도)×100

어육장의 점도특성은 Brookfield viscometer(RVDVI+, Brookfield Engineering Laboratories, Stoughton, MA, USA) 를 이용하여 측정하였다. 각 시료를 25°C water bath에 보 관하면서 500 mL 비커에 시료 400 mL씩 3개를 담아 3회 반복 측정하였다. 실험 조건은 spindle No.4를 이용하여 회 전속도 30 rpm에서 30초 경과한 후의 점도를 측정하였다.

저장 전 후의 어육장의 품질 변화를 알아보기 위해 병원 성균의 유무를 측정하였다. E. coli O157:H7은 검체를 mEC 배지(Difco, Detroit, MI, USA)에 가한 후 35-37°C에 서 24±2시간 증균배양한 후, 증균배양액을 MacConkey sorbitol 한천배지(Difco, Detroit, MI, USA)에 접종하여 배 양하여 sorbitol을 분해하지 않는 무색집락을 취하여 eosin methylene blue 한천배지(Difco, Detroit, MI, USA)에 접종 하여 배양 후, 녹색의 금속성 광택이 확인된 집락은 확인 시험을 실시하였다. V. parahaemolyticus는 검체를 종균 배 양 후, thiosulfate citrate bile salt sucrose 한천배지(Difco, Detroit, MI, USA)에 접종하여 청록색의 서당 비분해 집락 에 대하여 확인시험을 실시하였다. B. cereus는 검체를 mannitol egg yolk polymyxin 한천배지(Difco, Detroit, MI, USA)에 접종하여 배양 후 혼탁한 환을 갖는 분홍색 집락을 선별하였다.

경희대 식품생명공학과 대학원생 10명을 선발하여 훈련 후 관능검사요원으로 활용하였다. 마쇄한 어육장과 물을 1:10의 비율로 하여 끊여 준비하였으며 평가항목은 풍미, 짠맛, 전체적인 선호도 3가지 항목에 대하여 1점은 가장 좋지 않은 점수이고 9점은 가장 좋은 점수인 9점 척도법을 사용하였다. 평균치간의 유의성은 SPSS system(Statistical Package for Social Sciences, SPSS, Chicago, IL, USA) software package(version 20.0)을 이용하여 분석하였으며, p < 0.05 수준으로 Duncan's multiple range test에 의하여 검 증하였다.

12주 동안 저장하여 변화하는 각 어육장의 일반성분 변 화는 Table 2와 같다. 어육장의 초기 수분함량은 59.77- 61.67%를 나타냈고 12주 후에는 57.99-58.44%로 모든 어 육장 군에서 감소하였다. 조단백질의 경우 12.69-13.24%에 서 11.32-12.28%로 감소하는 경향을 볼 수 있는데, 이는 발 효 기간 중에 생성되는 protease에 의해 단백질이 일부 가수 분해 되는 것에 기인한 것으로 보여진다(Ham et al., 2008). 어육장의 조지방의 경우는 초기 4.76-5.46%에서 12주에는 5.82-6.11%로 나타났으며 이는 발효과정 동안 첨가한 생선 이나 고기류의 가수분해로 인한 지방의 용출 때문으로 여 겨진다(Kim & Lee). 모든 군의 어육장에서 12주 후에는 유의적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 회분의 경우 9.09- 9.87%에서 10.43-10.77%로 대체로 증가하는 경향을 갖는 데, 이는 단백질분해 산물이 증가하면서 회분 함량이 많아 지는 것으로 사료된다. 전반적으로 첨가제의 종류에 상관 없이 각 일반성분들의 변화 정도는 control의 변화와 유사 하게 나타났다.

나트륨 함량은 저장 전 3.43-4.36%에서 12주 후 3.16- 3.41%로 모든 군에서 감소하였다(Fig. 1). 된장에서 염분함 량은 발효가 진행됨에 따라 큰 변화를 보이지 않았지만, 숙성기간이 증가할수록 고추장과 된장의 염도가 약 0.2% 감소하는 경향이 나타나는 것으로 알려져 있다(Ku et al., 2009). 첨가제가 없는 control의 나트륨 함량이 다른 군에 비하여 저장 전 함량이 높았으나, 12주의 저장기간 중 나 트륨 함량이 가장 많은 비율로 감소되었다.

Fig. 1. Changes in the Na content of each Eoyukjang during storage.

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어육장의 저장기간에 따른 pH 변화를 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 초기 pH는 6.43-6.45의 범위를 나타내었으 며, 저장기간이 증가함에 따라 12주 후에는 첨가제에 따 라 5.81-6.09으로 감소하여 모두 유의차를 나타내었다. 이 러한 pH의 감소는 저장기간이 길어짐에 따라 증식하는 젖 산균등에 의해서 생성되는 유기산의 증가와 아미노태 질소 의 감소에 의한 것으로 보고되고 있다(Cho et al., 2007). EPM 첨가군과 RGP 첨가군은 control군과 유사하게 감소 하는 경향을 보였으나, L. halophilus을 첨가한 어육장의 경우 4주 이후부터는 현저하게 감소하는 경향을 나타내었 는데 이는 간장숙성 과정 중 산 생성균의 작용으로 유기산 이 증가되어 pH가 감소에 영향을 준 것으로 사료된다(Seo & Lee, 1992).

Fig. 2. Changes in the pH of each Eoyukjang during storage.

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각 첨가물을 첨가한 어육장들의 저장기간에 따른 생균수 의 변화는 Fig. 3과 같다. 초기 생균수 7.35-7.38 log CFU/ mL에서 12주 후 7.43-7.72 log CFU/mL로 증가하였지만, L. halophilus와 EPM을 첨가한 어육장에서는 control에 비해 균 생성이 저해되어 control과 유의차를 나타내었다. L. halophilus의 경우 저장 12주 후 7.56 log CFU/mL로 control 군에 비해 증가가 억제되었는데, Kim(2011)은 유산균의 항 균적 특성에 관한 연구에서 유산균의 유기산 생성 및 pH 감소 등의 역할 등으로 인한 방부효과를 볼 수 있다고 보 고하였다. EPM의 경우도 12주 저장동안 control에 비해 생균수가 저해되는 것을 확인할 수 있는데, Ko & Kim (2004)은 ε-polylysine제제를 쌀밥에 첨가하였을 때 총균수 가 감소되는 것으로 보고하여, 이는 항균 효과에 의한 균 들의 생육을 저해하는 것으로 사료된다. RGP 첨가군의 경 우 control군과 같은 경향을 나타냈는데, Shin et al.(1999)의 홍삼 추출물의 농도와 상관없이 고추장의 세균수는 숙성 전 기간 동안 큰 변화 없이 10⁷ CFU/g 수준을 유지하는 것으 로 나타났다는 보고와 대체로 일치하였다.

Fig. 3. Changes in the viable cells of each Eoyukjang during storage.

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저장기간별 어육장의 DPPH 소거능을 측정한 결과는 Fig. 4와 같다. 저장 초기 19.98-21.36%에서 12주 후의 DPPH 소거능은 첨가물에 따라 25.00-54.04%로 증가하여 control과 유의차를 나타내었다. 특히 RGP 첨가군은 12주 후 52.97%로 크게 증가하였는데, Youn et al.(2011)의 홍삼 산야초 고추장이 시판 고추장보다 전체 농도 구간에서 우세 한 라디칼 저해능을 보인다는 보고와 유사하였다. L. halophlilus 첨가군도 12주 후에 54.04%로 높은 소거능을 보 였다. Lactobacillus GG(Ahtupa et al., 1996), Lactobacillus rhamnosus GG(Korpela et al., 1997) 등과 같은 다양한 유 산균의 항산화 효과가 보고되고 있는데, 특히 유산균은 효 소적 그리고 비효소적 메커니즘을 통하여 활성산소에 대하 여 방어 및 소거작용을 통하여 항산화 효과를 나타낸다고 보고된 바가 있다(Kim & Han, 2003). EPM을 첨가한 어 육장의 경우, 다른 시료에 비해 소거능의 증가가 미비하게 나타났다. 이는 대두발효식품의 항산화효과는 발효미생물이 생성하는 ε-glucosidase의 작용에 의한 isoflavone aglycones 증가 때문인데(Lee et al., 2005), polylysine의 항균력이 발 효미생물의 균활성을 저해하여 EPM 첨가군이 낮은 소거 능이 나온 것으로 사료된다(Youn et al., 2011).

Fig. 4. Changes in the radical scavenging DPPH of each Eoyukjang during storage.

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각 첨가물을 넣은 어육장들의 점도 변화는 저장 기간에 따라서 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(Table 3). 즉, 저장 초기 19.6-20.5 poise에서 첨가물에 따라 23.18-23.71 poise로 증가함을 볼 수 있는데, 이는 고추장의 경우에서도 어육장과 마찬가지로 저장기간에 따라서 점도가 증가하는 경향을 보여주었다(Lee et al., 1997). Chhinnan et al.(1985) 은 저장기간에 점도의 증가는 수분함량의 감소에 기인한다 고 보고하였으며, 어육장에서도 첨가된 첨가제들에 의한 영 향보다는 수분함량의 감소가 어육장의 점도 감소에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

각각의 어육장에 대한 품질 변화검사에서 E. coli O157:H7은 녹색의 금속성 광택 집락이 확인되지 않았고, V. parahaemolyticus은 음성으로 검출되지 않았으며, B. cereus 의 경우에도 24시간 및 48시간째 판독에서 혼탁한 환을 띄 는 분홍색집락이 확인되지 않았다. 따라서 모든 어육장에서 저장 전후로 병원성 균의 경우에 음성을 나타났다.

12주의 저장이 끝난 후 각 첨가물을 첨가한 어육장의 관 능평가의 결과는 Table 4와 같다. 풍미의 경우 L. halophlilus 을 첨가한 어육장에서 6.9, 짠맛과 전체적인 기호도는 RGP 첨가군에서 각각 7로 가장 높게 나타났으나 control과 크게 관능적인 유의차는 보여주지 못하였다. 고추장에 홍삼을 첨 가했을 때 전체적인 기호도를 연구한 Shin et al.(23)은 홍 삼고추장이 유의적으로 높게 나타났다고 보고하였는데, 홍 삼의 첨가가 어육장의 관능적인 면에 긍정적인 영향을 미 치는 것으로 나타나 유사한 결과를 나타내었다.