대기압 플라즈마 처리 자소엽 추출물 첨가 유화형 소시지의 품질 특성

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대기압 플라즈마 처리 자소엽 추출물 첨가 유화형 소시지의 품질 특성

이선민 ∙ 조경 ∙ 정사무엘^* 충남대학교 동물자원과학부

Quality Properties of Emulsion Sausages with Added the Atmospheric Pressure Plasma Treated Extract of Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo

Seonmin Lee, Kyung Jo and Samooel Jung^*

Division of Animal and Dairy Science, Chungnam National University, Daejeon 34134, Korea

ABSTRACT¹⁾

The objective of this study was to investigate the quality properties of sausages added with the atmospheric pressure plasma treated extract of Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo (red perilla). The lyophilized powder of red perilla extract treated by atmospheric-pressure plasma contained 7.5 g kg^-1 nitrite. Sausage samples were manufactured with the addition of sodium nitrite (Control), celery powder (Celery), or plasma-treated extract of red perilla (PTP) to obtain nitrite concentration of 70 mg kg^-1. The residual nitrite content was the lowest in PTP during storage for 21 days at 4℃ (p<0.05). The total aerobic bacteria counts were higher in PTP than in Control and Celery during storage at 4℃ (p<0.05). Malondialdehyde content of sausages was significantly lower in PTP than in Control and Celery during storage (p<0.05). PTP showed the lowest L* value and the highest b* value among the tested sausage samples during storage (p<0.05). PTP received the low scores in all the sensory properties of sausages because of its inherent color and flavor. The results suggested that the plasma-treated extract of red perilla was an unsuitable natural nitrite source for cured meat products because of its adverse effect on sensory quality. However, natural nitrite source with increased nitrite content can be produced by the treatment of the natural plant extract with atmospheric- pressure plasma.

(Key words: Atmospheric pressure plasma, Natural nitrite, Red perilla, Antioxidant, Sausage)

* Corresponding author: Samooel Jung, Division of Animal and Dairy Science, Chungnam National University, Daejeon 34134, Korea.

Tel: +82-42-821-5774, E-mail: [email protected]

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Ⅰ. 서론

식육 가공식품은 식육의 저장성, 관능적 특성 등 부가가 치를 증진한 양질의 단백질 식품이다(Jo et al., 2018). 식육 가공식품은 살균 및 비살균 제품으로 구분할 수 있으며, 살 균 제품의 경우 일반적으로 가열 살균 공정을 통해 제조된 다. 가열 살균된 식육 가공식품은 미생물학적 안전성 확보

와 함께 저장성이 증진된다는 장점과 동시에 가열처리 후 장기간 저장됨에 따라 지질 산패에 취약하다는 단점이 있 다(Donelli and Robinson, 1995). 식육 가공식품에서 지질 산패는 변색, 산패취 및 독성 물질 발생, 영양 성분 손실 등 의 품질 저하를 일으키는 주요인으로 이를 억제하기 위하 여 식육가공식품에 항산화제가 첨가된다(Jung et al., 2016).

식육 가공식품에 이용되는 합성 항산화제는 뛰어난 효과와

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경제성을 가지고 있지만, 이들의 잠재적인 위해성으로 인 해 소비자들의 부정적 인식이 증가함에 따라 천연물로부 터 유래한 항산화 물질들의 개발이 필요한 실정이다(Kim et al., 2018).

염지는 식육 가공식품의 저장성과 맛, 풍미 등 관능적 품질을 향상시키는 가공 방법의 하나이다(Parthasarathy et al., 2012). 염지 식육 가공식품의 염지 공정은 일반적으로 합성 첨가물인 아질산나트륨 및 아질산칼륨을 사용하는데 이러한 합성 아질산 소재는 사용의 편리함 등의 이유로 널 리 사용되어왔지만, 이 역시 합성 식품첨가물에 대한 소비 자들의 우려로 천연 아질산 소재로 대체하기 위한 연구가 지속되고 있으며 천연 아질산 소재를 이용 제조된 염지 식 육 가공식품의 시장이 확대되고 있다(Sebranek and Bacus, 2007). 천연 아질산 소재는 채소가 함유한 질산염을 환원제 또는 환원 효소를 생성하는 미생물을 통해 아질산으로 전 변시켜 이용하며, 주로 셀러리 착즙 및 분말이 산업에 이 용되고 있다(Parthasarathy et al., 2012). 채소 내 질산염을 아질산으로 환원하여 제조되는 천연 아질산 소재들의 경 우 질산염 함량에 따라 최종 생성되는 아질산염의 함량이 결정되기 때문에 질산염을 함유하지 않거나 질산염 함량 이 낮은 채소들의 경우 아질산 소재로 개발될 수 없는 제 한점이 있다(Sebranek and Bacus, 2007).

최근 새로운 천연 아질산 소재의 개발 방법으로 대기압 저온 플라즈마(atmospheric pressure cold plasma)의 사용 가능성이 보고되고 있다(Jung et al., 2017a; Lee et al., 2017). 플라즈마는 기체에 에너지를 가할 때 발생하는 이온 화된 가스로 활성 산소종 및 활성 질소종으로 구성되어있 다(Conrads and Schmidt, 2000). 플라즈마는 발생되는 방 법과 조건에 따라서 여러 가지로 나뉘는데 고온에서 발생 되는 플라즈마는 열에 민감한 식품에 적용할 때 품질의 저 하를 일으킬 수 있으므로 식품의 경우 저온 플라즈마가 주 로 이용되고 있다(Lee et al., 2017). 대기압 저온 플라즈마 는 30~60℃ 범위 온도의 대기압에서 생성되는 플라즈마로 DBD, 코로나 방전 등에 의해 생성된다(Misra et al., 2017).

기존 연구에 따르면 수분을 포함하고 있는 식품에 대기압 플라즈마 처리 시 플라즈마의 활성 질소종들이 물 분자와 반응함에 따라 아질산 이온이 생성됨을 확인하였으며, 천 연물 추출물에 대기압 플라즈마 처리를 통해 아질산 이온 을 생성하여 이를 아질산 소재로서 이용이 가능함을 제시 하였다(Jung et al., 2017a,b).

자소엽(Perilla frutescens (L.) Britton var. acuta Kudo)은 아시아에서 재배되는 식용 식물로 알레르기와 대장, 위장 질환 및 피부염을 완화하는 기능이 있으며 식품의 풍미 향

상과 저장 기간 증진을 위해 첨가물로 사용되어왔다(Jung and Lee, 2000; Makino et al., 2003; Lee et al., 2015). 또한 Kim 등(2007)의 연구에서 자소엽 추출물에는 페놀 화합물 들이 다량 함유되어 있어 항산화능을 기대할 수 있다고 보 고하였다. 기존 연구에 따르면 자소엽 추출물에 대기압 플 라즈마를 처리한 결과 추출물 내 아질산 이온 함량이 처리 시간 증가와 함께 증가하였으며, 추출물의 항균활성도 플 라즈마 처리 후 증가함을 보고하였다(Jung et al., 2017a).

따라서 대기압 플라즈마 처리 자소엽 추출물을 아질산 소 재로서 염지 식육 가공 식품 제조에 이용이 가능할 것으로 생각되며, 본 연구는 대기압 플라즈마 처리 자소엽 추출물 의 첨가가 아질산 소재로서 유화형 소시지의 품질에 미치 는 영향을 알아보기 위해 수행되었다.

Ⅱ. 재료 및 방법

1. 플라즈마 처리된 자소엽 에탄올 추출물의 제조

실험에 사용된 자소엽(Perilla frutescens var. acuta)은 경 남 남해군의 현지 농장에서 구매하였다. 자소엽으로부터 페놀릭 물질과 같은 항산화 및 항균 활성 물질의 추출을 위해 자소엽 잎 500g에 35%(v:v) 에탄올(Duksan Co., Yongin, Korea) 1.5L를 첨가하여 믹서기를 이용 균질하였 다. 추출물은 6,710xg에서 30분간 원심분리하였으며 상층 액에 증류수를 첨가하여(50:50, v:v) 3L로 조절 후 6M 수산 화나트륨(Youngjin Co., Bucheon, Korea)을 이용하여 pH 를 9.0으로 적정하였다.

플라즈마 발생원은 dielectric-barrier discharge를 이용 하였다. 전극의 냉각을 위한 냉각관을 구성하였으며 냉각 관을 수냉식 냉각기와 연결하여 15℃의 냉수를 순환시켜 플라즈마 발생 중 플라즈마 발생원을 냉각시켰다. 저주파 파워 서플라이에 플라즈마 발생원을 연결하여 1.5kW에서 대기 중 공기를 이용 플라즈마를 생성시켰으며, 발생된 플 라즈마는 순환 펌프에 연결된 공급 관을 통해 착즙액 pH 가 6에 도달하는 시점까지 처리하였다. 플라즈마 처리된 자소엽 에탄올 추출물의 pH를 6M 수산화나트륨(Youngjin Co., Korea)을 이용 pH 9.0으로 재 적정하였으며, 동일 조 건으로 플라즈마 처리를 반복하였다. 플라즈마 처리 후 착 즙액은 동결 건조하였고, 분말의 아질산 이온 함량은 Jung 등(2017a)의 방법을 이용하여 분석하였으며 7,500ppm의 아 질산 이온을 함유한 것으로 확인되었다.

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Table 1. Formulation of the sausages

Treatment¹⁾

Ingredients Control Celery PTP

Pork (Leg) (kg) 2.6 2.6 2.6

Back fat (kg) 0.4 0.4 0.4

Water/Ice (kg) 0.2 0.2 0.2

Salt (%) 1.5 (45 g) 1.5 (45 g) 1.5 (45 g)

Phosphate (%) 0.3 (9 g) 0.3 (9 g) 0.3 (9 g)

L-ascorbic acid (%) 0.05 (1.5 g) 0.05 (1.5 g) 0.05 (1.5 g)

Soybean powder (%) 2 (60 g) 2 (60 g) 2 (60 g)

Seasoning²⁾ (%) 1 (30 g) 1 (30 g) 1 (30 g)

MSG (%) 0.1 (3 g) 0.1 (3 g) 0.1 (3 g)

Sodium nitrite (%) 0.0105 (0.315 g) - -

Celery (%) - 2.18 (65.4 g) -

PTP (%) - - 0.94 (28.2 g)

1)Control, sausages with added sodium nitrite; Celery, sausages with added celery powder; PTP, sausages with added atmospheric pressure plasma treated extract of Perilla frutescens (L.) Brittonvar. acutaKudo

2)Fried onion powder seasoning (Dami Food Tech. Co., Eumseong, Korea)

2. 소시지의 품질 특성

(1) 소시지 제작 및 시료 수집

식육 균질물의 제조에 사용된 돈육과 지방은 현지의 시 장에서 구매하여 사용하였다. 식육 균질물은 아질산나트륨 을 70ppm 첨가한 대조군(Control), 셀러리 분말을 아질산 함량을 기준으로 하여 70ppm 첨가한 처리군(Celery), 자소 엽 에탄올 추출물 분말을 아질산 함량을 기준으로 하여 70ppm 첨가한 실험군(PTP)으로 나누어 Table 1과 같이 제 작하였다. 식육 균질물의 혼합은 사일런트 커터(KATANA 12VV; Sirman, Italy)를 이용하였고 제작 후 4℃에서 12시 간 동안 저장하였다. 저장 후의 식육 균질물은 화이브러스 케이싱에 충진했고 소시지는 심부 온도가 75℃가 될 때까 지 90℃에서 30분간 가열하여 냉각 후 진공포장 하였으며 21일간 4℃에서 저장하였다. 소시지의 제조는 각기 다른 날에 세 번 제조(3배치)하였으며 저장 1, 7, 14, 21일 각 배 치에서 제조된 소시지 중 임의로 3개의 소시지를 분석 시 료로 취하였다.

(2) 아질산 이온 함량

아질산 이온 함량은 AOAC 973.31(AOAC, 1990) 방법을 이용하여 측정하였다. 메스 플라스크(200mL)에 10g의 시 료와 140mL의 증류수를 섞어서 넣은 후 0.5M의 NaOH (Samchun Co., Korea) 10mL와 12% zinc sulfate(Sigma-

Aldrich, St. Lois MO, USA) 10mL를 첨가하여 shaking water bath에서 20분간 중탕하였다. 냉각을 10분간 진행한 후 10% ammonium acetate(pH 9.1, Samchun Co., Korea) 20mL를 첨가하고 총 부피가 200mL가 되도록 하여 20분간 반응시켰다. 이후 여과지(No. 4, Whatman PLC, Maidstone, UK)를 이용하여 여과시켰다. 여과액의 20mL에 염산 (Samchun Co., Korea):물(1:1) 용액에 용해한 30mM sulfanilamide(Sigma-Aldrich, St. Lois MO, USA) 1mL와 5mM N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride (Sigma-Aldrich, St. Lois MO, USA) 1mL를 첨가한 후 총 부피가 25mL가 되도록 했다. 혼합액은 충분한 발색을 위 하여 20분간 실온에 정치하였으며 용액의 흡광도는 분광 광도계(DU®530; Beckman Coulter Inc., Brea, CA, USA) 를 이용하여 540nm에서 측정하였다.

(3) 총 호기성 미생물 및 대장균

소시지의 총 호기성 미생물 수와 대장균군 및 대장균 수를 측정했다(Jung et al., 2015). 시료 25g에 멸균된 생리 식염수 225mL를 넣고 2분간 stomacher(BagMixer 400;

Interscience Ind., Saint-Nom-la-Bretèche, France)를 사용 해 혼합했다. 멸균된 생리식염수를 이용하여 10배 희석법 으로 순차적으로 희석하였다. 총 호기성 미생물 수는 희석 액 0.1mL을 solid plate count agar(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA) 배지에 접종하여 도말 후 37℃에서 48

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시간 배양하였고, 대장균군 및 대장균 수는 희석액 1mL을 E. coli / Coliform count plate(3M Health Care, St. Paul, MN, USA)에 분주하여 37℃에서 24시간 배양하여 미생물 수를 측정했다. 미생물 수는 log CFU/g 로 나타내었다.

(4) Malondialdehyde 함량

말론디알데하이드(malondialdehyde)의 함량은 Jung 등 (2016)의 방법에 따라 측정하였다. 시료 3g에 증류수 6mL 와 7.2% 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol(Sigma-Aldrich, St. Lois MO, USA) 50μL을 첨가하여 16,000rpm에서 1분 간 균질하였다(T25 basic; IKA GmbH & Co. KG, Staufen, Germany). 균질물 500μL에 6M NaOH(Samchun Co., Korea) 200mL를 첨가하여 60℃ 의 항온 수조에서 45분간 가열하고 실온에서 냉각했다. 이에 acetonitrile(JT Baker, Phillipsburg, NJ, USA) 1mL를 첨가한 것을 13,000xg에서 10분간 원심 분리하여 상층액을 0.2μm의 주사기 필터 (Whatman PLC, Maidstone, UK)를 이용해 여과한 후 분 석은 Ultimate 3000 HPLC 시스템을 이용하였다(ACME 9000; Yonglin Instruments Inc., Daejeon, Korea). 컬럼은 Atlantis T3 C18 RP column(4.6 x 250mm, 5μm particles)를 사용했고 30mM potassium phosphate dibasic(phosphoric acid를 이용하여 pH 6.2 로 조정, Sigma-Aldrich, St. Lois MO, USA)을 이동상으로 하였다. 이동상은 1.2mL/분의 유 속으로 50μL 시료에 주입하였으며 컬럼 온도는 35℃, UV/VIS 파장은 254nm을 사용했다. 말론디알데하이드의 표준물질로 1, 1, 3, 3-tetraethoxypropane(Sigma-Aldrich, St. Lois MO, USA) 용액(3.2mM)을 사용하였고 말론디알 데하이드의 함량은 mg MDA/kg으로 표시했다.

(5) 육색

소시지의 육색(CIE L*, a*, b*)은 색도계(CM-3500d;

Minolta, Japan)를 이용하여 절단한 내부 표면의 다른 부분 에서 2곳을 측정한 후 평균값을 사용하였다. 결과는 Spectra Magic Software(Minolta, Japan)을 이용하여 자동 으로 분석하였다.

(6) 관능평가

소시지의 관능평가는 day 1의 소시지를 이용하여 3번에 걸쳐 수행되었다. 각 평가 시 동일 배치에서 제조된 소시 지의 관능평가를 시행하였으며, 총 30명의 관능평가 요원 이 참여하였다. 소시지의 관능평가를 위해 일정한 크기 (20*5mm)로 잘라 전기 그릴(EMG-533; Aijia Electrical Appliance Co., Ltd, China)로 30초간 가열 후 종이 접시에

담아 관능평가 요원에게 제공하였으며 9점 척도법(1=매우 좋지 않음, 9=매우 좋음)을 이용 소시지의 색, 풍미, 맛, 조 직감 및 종합적 기호도를 평가하였다.

(7) 통계적 분석

본 연구는 3반복으로 수행되었으며 분석 결과를 완전 임의 배치법(randomized complete block design, batch as a block) 하에 일반선형모형(general linear model)을 이용 하여 통계분석 하였다. 분석 결과는 평균값(least-square mean) 및 평균값의 표준오차(standard error of the least-square means)로 나타내었으며, 주효과에 대한 유의 성은 검정은 Tukey의 다중검정법을 이용하였다(p<0.05).

통계 분석은 SAS 프로그램(version 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 사용하였다.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 아질산 이온 함량

저장 중 소시지의 잔존 아질산 이온 함량은 모든 저장 일차에서 실험군 간의 차이가 관찰되었는데 PTP에서 유의 적으로 잔존 아질산 이온 함량이 낮은 것으로 나타났다. 저장 일차 전체에서 Celery, Control, PTP의 순으로 함량 이 높게 나타났다(Table 2).

Kim 등(2007)은 자소엽에 페놀 화합물들이 함유되어 있 다고 보고했다. 페놀 화합물과 같은 항산화제는 산화를 억 제할 뿐 아니라 아질산염을 환원시켜 일산화질소로 전변 시키는 환원제의 역할을 한다(Kang et al., 1996). 따라서 본 연구에서 PTP의 잔존 아질산 이온 함량이 다른 실험군 에 비해 낮게 나타난 이유는 자소엽에 함유된 항산화 물질 들로 인하여 아질산 이온의 일산화질소 환원이 촉진되었 기 때문으로 생각된다(Kim et al., 2007; Hong et al., 2011).

염지 식육 가공식품 내 잔존 아질산 이온의 함량은 식육가 공식품의 저장 중 미생물학적 안전성과 아질산 이온의 위 해성 두 가지의 관점에서 생각할 수 있다. 아질산염은 육 제품 내에서 Clostridium Botulinum을 포함한 부패 및 병원 성 미생물 사멸과 증식을 억제한다(Pegg and Shahidi, 2008). 따라서 잔존 아질산 이온 함량이 비교적 낮은 PTP 에서는 저장기간 동안 미생물 억제가 저하될 수 있다. 반 면에 높은 농도의 아질산 이온은 나이트로자민으로의 전 환으로 인해 인체에 잠재적 위해성을 띨 수 있기 때문에

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Table 2. Residual nitrite content (ppm) of the sausages during storage for 21 days at 4℃

Treatment¹⁾ Day 1 Day 7 Day 14 Day 21 SEM

Control 29.38^B,a 28.45^B,b 24.73^B,c 21.52^B,d 0.671

Celery 36.76Â,a 33.93Â,b 28.74Â,c 25.23Â,d 0.536

PTP 23.13^C,a 21.60^C,b 19.36^C,c 16.78^C,d 0.341

SEM²⁾ 0.693 0.501 0.601 0.699

2)Standard error of the least square mean

A-CDifferent capital letters in the same column indicate significant differences between means (p<0.05)

a-dDifferent small letters in the same row indicate significant differences between means (p<0.05) Table 3. Total aerobic bacteria count (log CFU/g) of the sausages during storage for 21 days at 4℃

Control 0.68^AB 0.69 0.89 0.91^B 0.230

Celery 0.35^B 0.46 0.56 0.97^AB 0.219

PTP 1.35Â,ab 0.72^b 1.18âb 1.76Â,a 0.237

SEM²⁾ 0.227 0.216 0.225 0.239

A,BDifferent capital letters in the same column indicate significant differences between means (p<0.05)

a,bDifferent small letters in the same row indicate significant differences between means (p<0.05)

낮은 잔존 아질산 이온 함량이 소비자의 기호도에는 긍정 적인 영향을 미칠 수 있다(Pegg and Shahidi, 2008).

2. 총 호기성 미생물 및 대장균

Jung 등(2017a)은 자소엽 에탄올 추출물에 대기압 저온 플라즈마 처리 시 처리 시간이 증가함에 따라 항균성이 증 진되었다고 보고했다. 또한 Lee 등(2015)은 자소엽의 열수 추출물을 소고기 패티에 처리하였을 때 저장 1, 7, 21일 차 에서 처리군의 총 호기성 미생물의 수가 다른 실험군보다 유의적으로 낮게 나타났음을 보고했다. 하지만 본 연구에 서는 자소엽 에탄올 추출물의 항균 활성이 나타나지 않았 다(Table 3).

총 호기성 미생물 수는 저장 1일 차에서 PTP와 Control 사이에 유의적 차이가 나타나지 않았지만, Celery보다 PTP 에서 유의적으로 높게 나타났다. 저장 7, 14일 차에서는 처 리군 간의 유의적 차이가 나타나지 않았으며 21일 차에서 는 PTP와 Celery 사이에는 유의적 차이가 없었지만, Control은 PTP보다 미생물의 수가 낮게 나타났다. 대장균 은 저장 일자 전체에서 모두 검출되지 않았다(data not shown).

자소엽 추출물의 항균 활성을 보고한 기존의 연구들에 따라 미생물 증식의 억제 효과를 기대하였지만, 실험 결과 다른 처리군과 비교하여 항균 활성이 나타나지 않았다. 앞 서 제시된 바와 같이 본 연구의 결과 PTP의 잔존 아질산 이온 함량은 저장 일차 전체에서 실험군 중 가장 낮게 나 타났다. 아질산은 육제품에서 미생물의 증식을 억제한다 (Pegg and Shahidi, 2008). PTP의 미생물 수가 Control, Celery와 비교하여 높게 나타난 이유는 자소엽에 함유된 항산화 물질들이 아질산 이온의 일산화질소로의 환원을 촉진하였고, 낮은 아질산 이온 함량으로 인해 PTP에서 미 생물 증식 억제 효과가 감소하였기 때문이라고 생각된다. 또한 Lee 등(2015)의 연구에서는 우육 패티에서 자소엽 추 출물이 항균 효과를 보였으나, 본 연구에서는 소시지에서 아질산이 주요 항균물질로 작용함에 따라 자소엽 추출물 의 항균효과는 없었던 것으로 생각된다.

저장 일자 전체에서 모든 처리군의 총 호기성 미생물 수가 최대 1.76log CFU/g 이하로 식육 및 식육 가공식품 의 일반적 부패 기준인 7log CFU/g보다 낮게 나타났다 (Lee et al., 2009). 이는 소시지의 가열 과정 중 살균이 이 루어졌으며 아질산 이온의 미생물 증식 억제 효과로 인해 미생물의 수가 낮게 나타난 것으로 생각된다. 또한 아질산

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이온이 소시지 내에서 우선적인 미생물 증식 억제 활성을 띠었기 때문에 자소엽의 항균 활성을 관찰할 수 없었던 것 으로 사료된다.

3. 지질 산패도

식품 내 지질 산패는 주로 자유 라디칼에 의해 발생한 다. 이러한 라디칼은 라디칼 화합물, 단일항 상태의 산소 (¹O2), 과산화수소(H2O2)의 분해 등이 발생할 때 생성된다.

과산화 라디칼(ROO^•)과 알콕시 라디칼(RO^•)은 다른 지방 산으로부터 수소 이온(H^•)을 흡수하여 하이드로퍼옥사이 드와 새로운 자유 알킬 라디칼(R^•)을 생성한다(Brewer, 2011). 또한 Fe²⁺와 같은 2가 금속 이온은 펜톤반응을 통해 하이드록시 라디칼을 형성하여 지질 산패를 일으킨다(Duh et al., 1999). 지질 산패의 생성물인 alcohol, aldehyde, ketone 등은 인체 DNA 손상과 발암, 노화 촉진의 가능성 이 보고되어 잠재적 위해의 요소가 되며 육색소 단백질의 변성, 이취 발생 등으로 인해 육가공품의 품질을 저하한다 (Kim et al., 2016).

본 연구에서 지질 산화의 2차 생성물인 말론디알데하이 드(malondialdehyde) 함량은 저장 1, 7 및 21일 차 모두에 서 PTP가 유의적으로 가장 낮게 나타났고 14일 차에서는 Celery, Control과 유의적인 차이가 나타나지 않았다(Table 4). 이는 자소엽 열수 추출물을 쇠고기 패티에 첨가하였을 때 다른 실험군에 비하여 자소엽 에탄올 추출물을 처리한 것이 지질 산패가 유의적으로 낮게 나타났다고 보고한 Lee 등(2015)의 연구 및 자소엽 에탄올 추출물을 식육 균질물 에 처리하였을 때 지질 산패가 억제되었다고 보고한 Lee 등(2018)의 연구 결과와 같게 나타났다.

식물의 조직은 활성산소, 자유 라디칼 등 산화 스트레스 로부터의 방어를 위한 내부적인 항산화 시스템을 가지고

있다(Brewer, 2011). Kim 등(2007)은 자소엽 추출물에 페놀 화합물들이 함유되어 있다고 확인하였으며 Hong 등(2011) 은 자소엽 추출물에 항산화제인 폴리페놀 화합물과 플라 보노이드가 존재한다고 보고했다. 천연물에 함유되어있는 항산화 물질들은 대부분 페놀 화합물 또는 플라보노이드 계통으로 알려져 있다(Joung et al., 2007). 페놀류는 일반 적으로 자유 라디칼을 트래핑하고 플라보노이드 계열은 자유 라디칼을 제거하며 금속 이온도 킬레이팅한다 (Brewer et al., 2011). 이에 따라 폴리페놀 화합물과 플라보 노이드는 라디칼에 수소 이온을 공여하면서 산화의 연쇄 적인 반응을 저해시키는 라디칼의 억제제로 과산화물을 분해하여 산화를 억제한다고 알려져 있다(Shahidi et al., 1992).

따라서 본 연구에서 PTP의 말론디알데하이드 함량이 낮게 나타난 것은 자소엽에 함유된 천연 항산화제인 플라 보노이드와 폴리페놀 화합물의 전자 공여 능으로 인해 자 유 라디칼이 소거되었기 때문이라고 생각된다. 또한 과산 화물 생성을 촉진하는 전이 금속 이온을 제거하는 금속 이 온 킬레이팅을 통해 소시지의 산화를 억제했기 때문이라 고 생각할 수 있다.

4. 육색

염지 육가공품은 아질산 소재를 첨가하지 않은 육가공 품과 비교하였을 때 분홍색의 염지 육색을 형성하며 이로 인해 적색도가 증가함이 보고되고 있다(Jung et al., 2015).

본 연구에서 명도는 저장 일차 전체에서 PTP가 Control, Celery보다 유의적으로 낮게 나타났으며 적색도는 저장 7, 14 및 21일 차에서 Control, Celery와 비교하여 유의적으로 높게 나타났다(Table 5). 황색도는 저장 일차 전체에서 PTP가 유의적으로 가장 높게 나타났다.

Table 4. Malondialdehyde content (mg MDA/kg) of the sausages during storage for 21 days at 4℃

Control 0.26^B,b 0.28^B,b 0.28^B,b 0.32^B,a 0.009

Celery 0.35Â,ab 0.32Â,b 0.32Â,b 0.36Â,a 0.009

PTP 0.24^C,b 0.25^C,b 0.31^AB,a 0.26^C,b 0.009

SEM²⁾ 0.005 0.007 0.009 0.010

a,bDifferent small letters in the same row indicate significant differences between means (p<0.05)

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Table 5. Color of the sausages during storage for 21 days at 4℃

CIE L*³⁾

Control 73.09Â 72.17Â 72.80Â 71.36Â 0.534

Celery 71.75Â 71.55Â 71.76Â 70.20Â 0.458

PTP 59.75^B,a 57.35^B,ab 58.42^B,ab 56.22^B,b 0.739

SEM²⁾ 0.629 0.528 0.388 0.688

CIE a*

Control 7.08^B,a 7.32^B,a 6.30^B,b 7.49^B,a 0.169

Celery 7.39^AB,a 7.28^B,a 6.68^B,b 7.43^B,a 0.112

PTP 7.74Â,b 8.33Â,a 7.80Â,b 8.51Â,a 0.116

SEM 0.171 0.203 0.126 0.226

CIE b*

Control 13.77^B,b 13.49^B,c 14.48^C,a 13.60^C,c 0.139

Celery 12.80^C,b 14.12^B,b 15.46^B,a 15.09^B,a 0.231

PTP 21.46Â,b 22.68Â,a 22.68Â,a 22.68Â,a 0.273

SEM 0.155 0.209 0.205 0.304

3)L*, lightness; a*, redness; b*, yellowness

a-cDifferent small letters in the same row indicate significant differences between means (p<0.05)

마이오글로빈에 아질산 이온이 결합하면 나이트로소 마 이오글로빈이 형성되는데 이는 염지 식육 가공품에서 염 지 육색을 형성한다(Sebranek, 2009). 본 연구에서 PTP의 적색도가 높게 나타난 이유는 자소엽 착즙액의 항산화능 때문이라고 이야기할 수 있다. 항산화제는 아질산염을 환 원시켜 일산화질소로 전변되는 것을 촉진하고 이때 일산 화질소가 마이오글로빈과 결합하여 나이트로소 마이오글 로빈이 형성된다(Sebranek, 2009). 앞서 제시된 바와 같이 본 연구의 잔존 아질산 이온 함량 측정 결과 PTP의 잔존 아질산 이온 함량이 Control, Celery에 비해 낮게 나타났 다. 이처럼 폴리 페놀, 플라보노이드 등과 같은 자소엽 착 즙액의 항산화 물질들이 아질산을 일산화질소로 전변시켜 염지 육색의 발현을 촉진했기 때문에 PTP의 적색도가 높 게 나타났다고 이야기할 수 있다.

자소엽에는 청색, 자색의 식물에 함유되어 있는 색소인 안토시아닌과 엽록소가 함유되어 있다(Hong et al., 2011).

기존의 연구들에서 천연물을 육가공품에 첨가하였을 경우 천연물 고유 색의 영향을 받는다고 보고하고 있다. Ahn 등(2007)은 식물 추출물을 쇠고기에 처리하였을 때 9일의 저장 동안 처리군의 명도와 황색도가 대조군보다 유의적 으로 낮게 나타났다고 보고하였고 Lee 등(2015)은 자소엽 열수 추출물을 쇠고기 패티에 첨가하였을 때 저장 일차 전 체에서 처리군의 명도와 황색도가 낮게 나타났다고 보고

하였다. 또한 기존 연구에 따르면 돈육 소시지에 들깻잎 분말을 첨가하였을 때 처리군의 황색도가 증가함이 보고 되었다(Jung et al., 2002). 따라서 본 연구에서 PTP의 명도 가 낮게 나타나고 황색도가 높게 나타난 것은 자소엽 고유 의 색으로 인해 소시지의 색이 영향을 받은 것으로 생각된 다.

5. 관능평가

관능평가 결과 육색, 풍미, 맛, 조직감, 종합적 기호도의 항목 모두에서 Control과 Celery 사이에는 유의적인 차이 가 없었지만, PTP는 다른 두 실험군보다 유의적으로 낮게 나타났다(Table 6).

Sindelar 등(2007)은 채소 추출물을 햄에 0.2% 첨가하였 을 경우 대조군과 비교하였을 때 관능적인 차이가 관찰되 지 않았지만 0.35% 첨가한 실험군에서 관능평가 결과 육 색, 향, 풍미, 단단함의 항목에서 유의적인 차이가 나타났 다고 보고했다. 해당 연구에서 이러한 결과는 높은 농도의 채소 추출물이 첨가되었을 때 원자재 특유의 향과 풍미에 의해 햄의 관능적인 품질이 저해되었기 때문이라고 제시 하고 있다. 본 연구에서는 아질산 함량 기준 70ppm 을 첨 가하기 위하여 자소엽 에탄올 추출물을 0.94% 사용하였는 데 풍미, 맛, 조직감 종합적 기호도의 항목에서 PTP의 점

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Table 6. Sensory properties of the sausages

Treatment¹⁾ Color Favor Taste Texture Acceptability

Control 5.25â 5.75â 5.83â 5.79â 6.04â

Celery 5.63â 5.96â 5.79â 5.88â 6.00â

PTP 2.79^b 4.04^b 3.63^b 4.71^b 3.71^b

SEM²⁾ 0.145 0.244 0.242 0.279 0.230

a-bDifferent small letters in the same row indicate significant differences between means (p<0.05)

수가 Control, Celery보다 유의적으로 낮게 나타난 이유는 자소엽 에탄올 추출물의 함량이 높았기 때문이라고 생각 할 수 있다. 또한 육색의 결과에서 제시된 바와 같이 PTP 는 Control, Celery보다 명도가 낮고 황색도가 높게 나타났 는데 이것이 육색의 항목에서 관능평가 패널들의 기호도 에 영향을 미쳤다고 사료된다.

따라서 플라즈마를 처리한 자소엽 에탄올 추출물을 육 가공품에 첨가할 경우 추출물의 아질산 함량을 조절하여 첨가량을 줄이고 자소엽 고유의 색이 제품의 관능적 품질 에 부정적인 영향을 미치지 않도록 추가적인 연구가 필요 할 것으로 생각된다.

Ⅳ. 요약

본 연구는 대기압 플라즈마 처리 자소엽 추출물이 첨가 된 소시지의 품질 특성을 알아보기 위해 수행되었다. 본 연구를 위해 자소엽 추출물에 대기압 플라즈마를 처리하 여 7.5g kg^-1의 아질산 이온이 함유된 자소엽 추출물 분말 을 제조하였으며, 아질산염(Control), 셀러리 분말(Celery) 및 자소엽 추출물 분말(PTP)를 이용 아질산 이온이 70mg kg^-1첨가된 소시지를 제조하였다. 소시지의 잔존 아질산 이 온 함량 측정결과 PTP에서 저장 21일 동안 잔존 아질산 이온 함량이 가장 낮았으며, Control 및 Celery와 비교하여 PTP에서 저장 중 총 호기성 미생물수가 높은 것으로 확인 되었다(p<0.05). 소시지의 저장 중 malondialdehyde 함량 은 PTP에서 Control 및 Celery에 비해 유의적으로 낮음이 확인되었다(p<0.05). 소시지의 육색 측정 결과 모든 저장일 차에서 PTP가 낮은 L* 값과 높은 b*값을 보였다(p<0.05).

이로 인해 소시지의 관능평가에서 PTP가 Control 및 Celery와 비교하여 낮은 육색 선호도를 보였으며, 풍미 또 한 가장 낮은 점수를 받았다. 본 연구의 결과 대기압 플라

즈마 처리 자소엽 분말은 천연 아질산 소재로서 염지식육 가공식품 제조에 이용이 적합하지 않음이 확인되었다. 하 지만 천연물 추출물에 대기압 플라즈마 처리를 통해 아질 산 이온을 생성하여 천연 아질산 소재의 제조가 가능함을 알 수 있었다. 따라서 염지 식육 가공식품의 관능적 품질 에 부정적인 영향이 없는 천연물을 탐색하고 이를 플라즈 마 처리를 통해 천연 아질산 소재로 개발하면 합성 아질산 염 대체가 가능한 천연 아질산 소재로서 육가공품의 염지 공정에 이용이 가능할 것으로 생각된다.

사사

본 연구는 충남대학교 학술연구비 지원으로 수행되어 이에 감사를 드립니다.

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(Received 28 February 2019, Revised 21 May 2019, Accepted 31 May 2019)