딸기와 레드비트 분말 첨가가 우육 패티의 품질 특성과 항산화 활성에 미치는 영향

우육 우둔살은 사후 24시간이 경과한 것을 사용하였으며, 딸기 분말 (pH 3.531, 명도 52.3, 적색도 19.4, 황색도 15.9; strawberry powder, Oherb, Korea), 레드비트 분말 (pH 5.573, 명도 25.6, 적색도 26.1, 황색도 6.9; Reb beet powder, Herbnare, Korea)을 이용하였다. 지방과 결체조직을 제거한 우육과 껍질을 제거한 등지방은 각각 8 mm plate 를 장착한 grinder (PA-82, Mainca, Spain)로 분쇄하였다. 패티 유화물은 원료육 (70%)과 등지방 (15%), 빙수 (15%), 전체 중량에 대하여 NPS (1.2%), sugar (1%), 마늘 분말 (0.5%), 양파 분말 (0.5%), 딸기 분말 (2%), 레드비트 분말 (2%), 딸기 분말 (1%), 레드비트 분말 (1%)을 첨가하여 혼합하였다. 제조한 유화물은 가로 90 mm×세로 90 mm×높이 12.5 mm의 크기로 성형한 후, 80℃ chamber (10.10ESI/SK, Alto Shaam Co., USA)에서 30분간 가열하고 냉각 후 4℃에서 3주 동안 보관하면서 실험에 사용하였다. 대조구는 딸기와 레드비트 분말을 첨가하지 않았고, S2는 딸기 분말 2%, R2는 레드비트 분말 2%, S1R1은 딸기 분말1%, 레드비트 분말 1%를 첨가하여 제조하였다.

시료와 증류수를 1:4 비율로 혼합하여 ultra turrax (HMZ-20DN, Pooglin Tech, Korea)로 8,000 rpm에서 1분간 균질한다. 혼합물을 유리전극 pH meter (Model S220, Mettler-Toledo, Switzerland)를 이용하여 측정하였다.

각 시료의 가열 후의 안쪽 단면을 colorimeter (CR-10, Minolta, Japan)를 사용하여 명도 (lightness) CIE L^* 값과 적색도 (redness) CIE a^* 값, 황색도 (yellowness) CIE b^* 값을 측정하였다. 이때 표준으로 사용된 색은 CIE L^* 값이 +97.83, CIE a^* 값이 —0.43, CIE b^* 값이 +1.98인 백색 표준판을 사용하였다.

관능평가는 숙련된 10명의 패널요원을 선발하여 시료에 대한 지식과 용어, 평가기준 등을 충분히 숙지시킨 후 실시하였다. 관능평가는 각 처리구에 따라 가열한 시료를 가로 10 mm×세로 20 mm의 크기로 절단하고, 색, 풍미, 연도, 다즙성, 전체적인 기호도에 대하여 항목별 10점 만점으로 평가하였다. 각 항목별 10점은 가장 우수 (10=extremely good or desirable)로 나타내고, 1점은 가장 나쁜 품질 (1=extremely bad or undesirable)로 나타내었다.

Folin-Ciocalteu 방법 (Singleton and Rossi, 1965)을 이용하여 총 페놀 함량을 측정하였다. 딸기, 레드비트 분말을 첨가한 패티의 상등액에 2 N Folin-Ciocalteu 용액을 80 μL 가하여 3분 동안 반응시킨 후, 혼합물에 20% Na₂CO₃ 를 800 μL 넣고 빛을 차단하여 37℃에서 30분간 반응시켰다. Multi-mode microplate reader (SpectraMax iD3, Molecular Devices, USA)를 이용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid (0-150 μg/mL)를 표준물질로 하여 측정한 검량선과 비교하여 시료에 함유된 총 페놀 화합물 함량을 산출하였다.

Woisky와 Salatino (1998)의 방법을 참고하여 총 플라보노이드 함량을 측정하였다. 각각의 상등액 (100 μL)에 diethylene glycol 1 mL와 1 N NaOH 100 μL를 혼합한 다음 빛을 차단하고 37℃에서 1시간 반응시켰다. Multi-mode microplate reader를 사용하여 420 nm 에서 흡광도를 측정하였다. Naringin acid (0-150 μg/mL)를 표준물질로 하여 측정한 검량선과 비교하여 시료에 함유된 플라보노이드 화합물 함량을 산출하였다.

본 연구에서 실시한 실험은 최소 3회 이상 반복실험을 수행하여 평가하였다. 통계처리는 SAS (version 9.3 for Window, SAS Institue, USA) 프로그램을 사용하여 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었다. 또한 각각의 특성에 대해 유의적인 차이가 있는지 분산분석 (ANOVA), 던컨의 다중검정 (Duncan’s multiple range test)으로 검증하였다.

딸기와 레드비트 분말을 첨가한 우육 패티의 pH 측정 결과를 Table 1에 나타내었다. 주차별 비교결과, 대조구와 R2처리구에서 저장하지 않은 패티보다 저장한 패티에서 유의적으로 높은 값을 보였다 (p<0.05). Jeon 등 (2004)은 돈육패티를 저장하였을 때 냉장기간에 따라 저하하거나 상승한다고 하였다. 이러한 이유는 원료와 첨가물의 배합비, 미생물 증식에 의한 염기성 물질 축적, 젖산의 축적 등 여러 가지 요인에 의하여 달라진다고 보고되었다 (Demeyer and Yanderkerckhove, 1979; Pearson and Young, 1989). 함량별 비교결과, 대조구보다 S2, S1R1 처리구에서 유의적으로 낮은 pH값을 보였으며, 0주차에서 모든 처리구들이 대조구보다 낮은 pH값을 나타내었다 (p<0.05). 이와 유사하게 구기자분말을 첨가한 가열 소시지의 기능성 연구 (Bulambaeva et al., 2014)에서 구기자 첨가량이 증가할수록 pH가 낮아져 본 연구와 일치하였다. 이러한 결과는 딸기 분말 자체의 pH가 3.531로 매우 낮기 때문에 제조된 패티도 딸기 분말 첨가에 의하여 대조구보다 pH가 감소되었으며, 주차가 경과함에도 대조구와 R2 처리구보다 낮아지게 된 것으로 사료된다.

Table 2는 딸기와 레드비트 분말을 첨가한 패티의 색도 측정 결과를 나타내었다. 주차별 비교결과, 0주차보다 저장한 처리구에서 명도값이 높은 경향을 보였으며, 특히 2주차 저장하였을 때 명도값이 가장 높았다 (p<0.05). 함량별 비교결과, 모든 주차에서 R2처리구가 대조구와 S2처리구보다 유의적으로 낮은 명도를 나타내었다 (p<0.05). 레드비트분말을 첨가한 돈육 패티 연구 (Shin and Choi, 2014)에서 레드비트 첨가한 처리구들이 저장 15일까지 대조구에 비하여 명도가 낮았다고 하여 본 연구와 유사하였다. 적색도는 S2와 R2는 저장기간이 지날수록 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 대조구와 S1R1은 2주차 이상 저장하였을 때 유의적으로 감소하는 경향을 보였다 (p<0.05). 함량별 비교결과, R2와 S1R1에서 대조구보다 유의적으로 높은 적색도 값을 나타내었다 (p<0.05). Jin 등 (2014)은 돈육소시지에 레드비트를 첨가하여 적색도를 증가시켰다고 보고하여 본 연구와 일치하였다. 레드비트에 붉은색을 띄는 물질인 betalains들에 의하여 유발되며, 레드비트에 약 62.04-118.92 mg/100 g 함유하고 있다고 보고되었다 (Georgiev et al., 2010). 딸기 분말의 붉은 색을 나타내는 안토시아닌은 패티를 굽는 가열과정에 의하여 색도 분해가 일어나 어두워진다 (Chae et al., 2000). 따라서 본 연구에서도 패티에 레드비트를 첨가하여 냉장 저장하여도 높은 적색도를 보이고, 딸기 분말은 패티의 적색도에 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다. 황색도는 주차별 비교결과, S2처리구를 2주 이상 저장하였을 때 황색도가 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 함량별 비교결과, 0주차와 1주차에서 S2처리구보다 대조구가 높은 황색도 값을 나타내었다 (p<0.05). Zhou 등 (2013)의 연구에서 딸기색소를 돈육 소시지에 첨가할수록 황색도가 낮아졌다고 하여 본 연구와 일치하였다. 이러한 결과는 패티를 제조하였을 때는 딸기 분말의 첨가에 따른 황색도가 나타나지 않았지만, 저장기간이 2주차 이상 증가할수록 딸기 분말 자체 황색도 15.9의 영향을 받아 대조구보다 증가된 것이라고 판단된다.

Table 3은 딸기와 레드비트 분말을 첨가한 패티의 관능평가 결과를 나타내었다. 색도 항목에서 대조구와 S2처리구가 R2보다 유의적으로 높은 평가를 받았다 (p<0.05). 아로니아 분말을 첨가한 패티 연구에서 관능평가 결과, 특정함량 이상 첨가하였을 때 색도 항목에서 점수가 떨어지는 경향을 보여 본 연구와 유사하였다 (Kim et al., 2015). 풍미 항목에서 대조구와 R2, S1R1처리구간에 유의적인 차이가 나지 않았으나, S2처리구는 대조구보다 유의적으로 낮은 평가를 받았다 (p<0.05). Saha 등 (2010)의 딸기 추출물을 첨가한 계육패티 연구에서 딸기 추출물 5% 이상 첨가하였을 때 다즙성을 저하시키고, 이취를 증가시켰다고 보고하여 본 연구와 유사하였다. 연도, 다즙성, 전체적 기호도 항목에서는 대조구와 처리구간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 따라서 관능평가 결과, 딸기 분말과 레드비트 분말이 적정량 첨가된 S1R1의 첨가는 일반 패티와 비슷한 관능적 특성을 보여 기능성 패티 제조를 위해 첨가될 수 있을 것으로 사료된다.

폴리페놀은 식물체의 거의 모든 부분에 분포되어 있으며, 2차 대사산물로서 활성산소를 효과적으로 제거하는 항산화 물질로 flavonoid, catechin, tannin류로 구분된다. 페놀화합물은 수산기를 가지고 있어 수소공여를 하여 높은 항산화 작용을 하는 것으로 알려져 있으며, 항염증, 항암, 항균, 면역증강 및 모세혈관 강화와 고혈압 억제 등 다양한 생리활성을 나타낸다 (Cha and Cho, 1999; Kim et al., 1998). 식품의 갈변반응과 수분유도, 병충해 예방, bacteria와 fungi의 감염으로부터 방어 작용하여 의약품을 포함한 많은 기능성 식품과 화장품에 적용되고 있다 (Bravo, 1998; Surveswaran et al., 2007). 총 페놀함량 측정 결과를 Table 4에 나타내었다. 주차별 비교결과, S2를 제외하고 모두 1주차에서 가장 높은 페놀 함량을 나타내었으며, 3주차에서 유의적으로 감소하였다 (p<0.05). 함량별 비교결과, 3주차에서 S2, S1R1 처리구가 대조구보다 유의적으로 높은 페놀함량을 나타내었다 (p<0.05). Table 5는 딸기와 레드비트 분말을 첨가한 우육 패티의 총 플라보노이드 함량 측정 결과를 나타내었다. 주차별 비교결과, 대조구를 제외한 모든 처리구에서 0주차보다 3주차 저장하였을 때 유의적으로 플라보노이드 함량이 증가하였다 (p<0.05). 함량별 비교결과, 1주차 이상 저장하였을 때 대조구보다 처리구들에서 플라보노이드 함량이 높아지는 경향을 보였다. 딸기 추출물의 항산화 활성 연구에서 딸기 추출물의 총 폴리페놀함량이 403.96-544.32 mg GAE/100 g이 측정되어 많은 페놀 화합물을 함유하고 있다고 보고하였다 (Bae et al., 2019). 레드비트 추출물의 페놀성 화합물 함량은 1.23 g GAE/100 g 을 나타내어 높은 항산화 활성이 있다고 보고하였다 (Lee and Chin, 2012). 따라서 본 연구결과, 딸기 분말 첨가 시 저장기간이 경과하여도 높은 항산화활성을 나타내는 패티를 제조할 수 있을 것으로 사료되며, 레드비트 분말을 첨가한 패티에는 페놀 화합물 중 플라보노이드 화합물보다 다른 화합물이 더 많은 것으로 생각된다.