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JKFN Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition



Online ISSN 2288-5978

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Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(7): 713-719

Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.713

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Effects of the Addition of Pomegranate Seed Powder as a Nitrite Replacement in Emulsion-Type Chicken Breast Sausage

Sun-Gyeom Kim , Sol-Hee Lee , and Hack-Youn Kim

Department of Animal Resources Science, Kongju National University

Correspondence to:Hack-Youn Kim, Department of Animal Resources Science, Kongju National University, 54, Daehak-ro, Yesan-eup, Yesan-gun, Chungnam 32439, Korea, E-mail: kimhy@kongju.ac.kr
Author information: Sun-Gyeom Kim (Graduate student), Sol-Hee Lee (Graduate student), Hack-Youn Kim (Professor)

Received: April 1, 2022; Revised: May 3, 2022; Accepted: May 3, 2022

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

This study analyzed the effects of pomegranate seed powder (PS) used for nitrite replacement in emulsion- type chicken breast sausage. The emulsion-type sausages were manufactured with varying levels of PS (0%, 1%, 2%, and 3%), and stored at 4°C for 3 weeks. The study examined the physicochemical properties including cooking yield, proximate composition, pH, color and nitrite residue, and storage properties including DPPH free radical scavenging activity (DPPH), thiobarbituric acid reactive substance (TBARS), volatile basic nitrogen (VBN). The cooking yield showed no significant differences between the control and all the PS samples (P>0.05). The pH and lightness values significantly decreased with increasing levels of PS (P<0.05). However, the redness value of sample with 3% PS was similar to that of control (P>0.05). The hue value of the control was significantly lower than that of sample with 1% PS (P<0.05), and the chroma of all the samples with PS was significantly lower than that of control (P<0.05). The samples with PS had significantly lower nitrite residue than the control (P<0.05). The DPPH of the samples with 2% and 3% PS decreased slowly compared to the control. The TBARS of the sample with 3% PS did not show a significant difference until the third week of storage (P>0.05). The VBN of the sample with 3% PS was significantly lower compared with the other samples during all the storage periods (P<0.05). Therefore, chicken breast sausage with 3% PS could be used as a substitute for nitrite, improving its color and storage properties.

Keywords: pomegranate seed, nitrite replacement, color properties, storage properties, sausage

최근 소비자의 식품 트렌드는 단백질의 섭취를 높이고 지방의 섭취를 제한하는 고단저지(고단백 저지방)를 선호하는 추세이다(Kim과 Lee, 2019). 단백질 식품시장은 2018년 813억 원에서 2021년 3,364억 원으로 약 4배 증가하였으며(FIS, 2021), 고단백질을 함유한 닭고기의 소비 또한 지속해서 증가하는 추세이다(Jo 등, 2021). 또한 닭고기는 다른 축종에 비해 불포화지방산의 비율이 67.4%로 높으며, 체내에서 생성되지 않은 linolenic acid가 다량 함유되어 있다(Koh와 Yu, 2015). 이에 따라 연구 기관 및 산업체에서는 닭고기를 이용한 육가공품 개발이 활발하게 진행되고 있다(Kang 등, 2021; Hong 등, 2020).

육가공품 제조 시 첨가되는 아질산염은 식육의 육색 고정, 풍미 및 저장성 증진을 위해 필수적으로 사용되지만(Jeong, 2016), 식육 내 아민 성분과 반응하여 니트로소아민을 형성한다(Wei 등, 2009). 니트로소아민은 다량 섭취 시 독성을 유발하고 임산부의 경우 기형아 출현율을 높이는 등의 문제점을 야기하여(Rywotycki, 2007), 식품의약품안전평가원에서는 육가공품 제조 시 아질산염의 첨가량을 0.07 g/kg 이하로 규제하고 있다(NIFDS, 2017). 따라서 아질산염을 대체하기 위해 시금치 분말, 비트 뿌리 분말과 같은 천연 물질을 활용한 육가공품의 연구가 활발히 진행되고 있다(Ozaki 등, 2021; Palamutoğlu 등, 2018).

석류(Punoca granatum L.)는 석류나무속 부처꽃과에 속해있는 과실로 이란과 같은 중동지방에서 주로 재배된다(Sohn, 2020). 석류의 생리활성 물질 중 하나인 안토시아닌은 붉은색을 발현하는 물질로 산업체에서는 이를 활용하여 천연식품 착색제로 사용하고 있다(Zhang 등, 2011). 또한 석류에 함유된 다량의 페놀화합물은 자유라디칼을 제거하여 식품의 저장성을 증진시킨다는 연구 결과가 있다(Emami 등, 2015). 이러한 석류는 제품으로 가공될 때 외피나 씨와 같은 부산물이 약 70~80% 발생하며, 이를 활용하여 너겟, 소시지, 패티 등에 첨가한 연구가 보고되고 있다(Devatkal 등, 2014; Saleh 등, 2017; Turgut 등, 2016).

하지만 석류 부산물을 첨가한 연구의 경우 대부분 외피를 활용한 반면 씨를 활용한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 천연 물질인 석류 씨와 과육 껍질 분말을 닭가슴살 소시지에 첨가 시 아질산염 대체효과를 보기 위한 목적으로 수행하였다.

공시 재료

본 연구에 사용된 원료육은 도축 후 24시간이 지난 닭가슴살(Harim, Iksan, Korea)을 이용하였다. 석류는 지역 마트(품종 Hicaznar, NHhanaro, Yesan, Korea)에서 구매하였으며, 석류의 과육은 착즙기를 사용하여 착즙 후 남은 부산물인 씨와 과육 껍질을 -80°C로 설정된 deep freezer(TSE320GPD, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)에서 진공 상태로 보관 후 freeze dryer(FD12008, ilShin Biobase, Dongducheon, Korea)를 이용하여 -121°C에서 72시간 동결건조하였다. 동결건조된 부산물은 hand blender(HR2652, Philips, Amsterdam, Netherlands)로 2분간 26,250×g로 분쇄한 뒤, 500 µm 표준망체(standard test sieve, Daihan Scientific, Wonju, Korea)를 이용하여 32 mesh 크기로 실험에 이용하였다. Pomegranate seed powder(PS) 분말은 -80°C로 설정된 deep freezer(TSE320GPD)에서 보관하며 본 연구에 사용하였다.

유화형 소시지 제조

닭가슴살과 돼지 등지방을 각각 3 mm plate를 장착한 분쇄기(PA-82, Mainca, Barcelona, Spain)를 사용하여 분쇄하였다. 각각의 주재료와 부재료의 배합비는 Table 1에 나타내었으며, PS 분말을 0%, 1%, 2%, 3%씩 첨가하여 제조하였다. 주재료와 부재료를 bowl cutter(K-30, Talsa, Valencia, Spain)로 세절하며 1분간 유화하였고, 제조된 유화물은 천연 돈장에 충진하여 chamber(10.10 ESI/SK, Alto Shaam, Menomonee Falls, WI, USA)에서 80°C로 30분간 가열하였다. 이후 15°C에서 30분간 방랭하여 제조된 소시지를 진공 포장하여 3주간 4°C로 설정된 냉장고에 저장하며 실험에 사용하였다.

Table 1 . Formular of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder

Ingredients (%)Pomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
Chicken breast60606060
Pork back fat20202020
Ice20202020
Total100100100100
Sugar1111
NPS1)1.2
Salt1.21.21.2
PS powder2)123

1)NPS: nitrite pickling salt (nitrite 6,000 ppm).

2)PS: pomegranate seed.



일반성분 측정

일반성분은 AOAC법(2019)을 기준으로 하여 진행하였으며, 수분함량은 105°C 상압건조법, 조단백질 함량은 Kjedahl 분석법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 회분 함량은 직접 회화법으로 실험하여 모든 함량은 백분율로 표기하였다.

가열수율

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 무게 변화를 측정하기 위해 돈장에 충진한 유화물의 가열 전 무게와 chamber(10.10ESI/SK, Alto Shaam)를 사용하여 80°C에서 30분간 가열 후 소시지의 무게를 측정하였다. 이때 가열한 소시지는 25°C에서 30분간 방랭 과정을 거친 후 진행하였으며, 측정된 무게는 아래 계산식에 대입하여 값을 산출하였다.

%= g g×100

pH

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 pH는 시료와 증류수를 1:4 비율로 계량 후 ultra-turrax(HMZ-20DN, Poonglim Tech, Seongnam, Korea)를 이용해 6,451×g로 1분간 균질화하였으며, 유리전극 pH meter(Model S220, Mettler-Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)를 사용하여 측정하였다.

색도

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지를 2 cm로 절단하여 안쪽 단면을 측정하였다. 색도는 colorimeter(CR-10, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 CIE L*(명도), CIE a*(적색도), CIE b*(황색도)를 기록하였다. 표준색은 백색 표준판(CIE L*: +97.83, CIE a*: -0.43, CIE b*: +1.98)을 사용하였다. 측정된 CIE a*값과 b*값을 이용하여 Hue angle과 Chroma 값을 산출하였다.

Hue=tan1b*/a*,Chroma= a*2 + b*2 12

아질산염 잔류량

세절한 소시지 10 g과 80°C의 증류수로 부피 150 mL를 맞춘 후 0.5 N NaOH 10 mL, 12% ZnSO4 10 mL를 넣고80°C로 설정된 항온수조(JSWB-30T, JSR, Gongju, Korea)에서 20분간 반응시켰다. 반응된 시료는 25°C에서 30분간 방랭 후 NH4NO3 완충액 20 mL를 첨가하였다. 이후 증류수를 넣어 용액의 총부피를 200 mL로 맞춘 후 여과액을 실험에 사용하였다. 25 mL 볼륨 플라스크에 여과액 20 mL, sulfanilamide 1 mL를 넣어 디아조화 반응 후 naphthyl-ethylenediamine 1 mL를 넣고 증류수로 용액의 부피를 25 mL로 맞춰 20분 동안 반응시켰다. Multi-mode microplate reader(SpectraMax iD3, Molecular Devices, San Jose, CA, USA)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정한 후 표준곡선을 이용하여 잔류량을 측정하였다.

아질산염(NO2)의 농도(ppm)=(A/AS)×(20/S)×3.28

A: 시험용액의 흡광도

AS: 아질산성 질수 표준용액의 흡광도

S: 시료 채취량(g)

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 측정

DPPH 라디칼 소거능은 Blois(1958)의 방법을 인용하여 측정하였다. 소시지와 증류수를 1:5 비율로 계량 후 ultra-turrax(HMZ-20DN, Poonglim Tech)를 이용하여 6,451×g로 40초간 균질화하였다. 균질된 시료를 원심분리(4°C, 983×g, 10분; Supra R22, Hanil, Daejeon, Korea)한 후에 filter paper(Whatman No. 1, GE Healthcare, Chicago, IL, USA)에 여과하여 실험에 사용하였다. 여과액과 DPPH 용액을 1:1 비율로 계량하여 vortex(SVM-10, Daihan Scientific)로 혼합한 후 암실에서 30분간 반응시켜 측정하였다(blank는 증류수와 DPPH 용액을 1:1로 혼합하여 이용). 흡광도는 multi-mode microplate reader(SpectraMax iD3, Molecular Devices)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.

DPPHradicalscavengingactivity%=BlankAbsTreatmentAbsBlankAbs×100×100

지방 산패도(thiobarbituric acid reactive substance, TBARS) 측정

소시지 10 g과 증류수 25 mL를 계량하여 homogenizer (AM-5, NISSEI, Tokyo, Japan)를 이용하여 1분간 5,947×g로 균질화한 후 0.3% butylated hydroxytoluene(BHT) 0.2 mL, 증류수 25 mL를 첨가하여 총부피를 100 mL로 mass-up 하였다. 이후 filter paper(Whatman No. 1, GE Healthcare)로 여과하여 추출한 후 여과액과 0.02 M thiobarbituric acid를 1:1 비율로 혼합하고 항온수조(JSWB-30T, JSR)를 이용하여 100°C에서 10분간 반응시킨 후 multi-mode microplate reader(SpectraMax iD3, Molecular Devices)를 이용하여 532 nm에서 측정하였다. 표준곡선은 1,1,3,3-tetra-ethoxypropane을 사용하였으며, 측정된 값을 표준곡선에 대입시켜 malondialdehyde의 양으로 환산하였다.

휘발성 염기태 질소(volatile basic nitrogen, VBN)

소시지 10 g과 증류수 30 mL를 혼합하여 homogenizer(AM-5, NISSEI)로 1분간 5,614×g로 균질화하였다. 균질된 시료를 넣고 증류수를 이용하여 100 mL로 부피를 맞춘 후에 filter paper(Whatman No. 1, GE Healthcare)로 여과하였다. 여과액을 Conway 용기 외실에 1 mL를 넣은 후 내실에 0.01 N H3BO3 1 mL와 Conway 시약 100 µL를 첨가하고 기화가 진행되지 않도록 뚜껑을 조금 열어 외실에 50% K2CO3 1 mL를 넣은 후 37°C에서 2시간 반응시켰으며, 이후 휘발되는 염기태 질소의 양을 0.02 N H2SO4로 적정하여 아래의 식으로 VBN 값을 구하였다.

VBNmg%=0.14×ba×fW×100×50

W: 시료량

f: 0.01 N H2SO4의 역가

b: 샘플의 적정량

a: 공시료 적정량

통계처리

모든 실험의 결과는 3회 이상 반복하여 실험을 진행하였으며, 통계처리 프로그램(Statistical Analysis System, version 9.4 for window, SAS Institute, Cary, NC, USA) 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었다. 첨가량과 저장기간에 따른 유의적인 차이(P<0.05)는 분산분석(one way ANOVA)과 Duncan’s multiple range test를 통해 차이가 있는지를 검증하였다.

가열수율과 일반성분

PS 분말 첨가 수준에 따른 닭가슴살 소시지의 가열수율과 일반성분의 측정 결과를 Table 2에 나타내었다. 대조구와 PS 분말을 첨가한 처리구 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). 가열수율은 경제성과 밀접한 관련이 있으므로 육제품 실험에 있어 중요한 지표이다(Talukder, 2015). Şükrü(2017)는 석류 씨 분말이 쇠고기 패티의 가열수율에 영향을 미치지 않았다고 보고하여 유사한 결과를 나타내었다. 따라서 석류 씨 분말은 닭가슴살 유화형 소시지에 영향을 주지 않으며, 이에 따라 경제성에도 영향을 주지 않을 것으로 사료된다.

Table 2 . Proximate composition and cooking yield of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder

TraitPomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
Cooking yield82.36±0.4183.31±0.6383.72±1.3384.03±0.65
Moisture (%)59.40±0.14a58.84±0.38a56.42±0.02b53.21±0.61c
Crude protein (%)20.30±0.75b21.62±0.37a22.54±1.01a22.79±0.48a
Crude fat (%)16.14±0.10d17.02±0.09c17.24±0.03b17.54±0.14a
Ash (%)1.30±0.11b1.45±0.29ab1.57±0.06ab1.67±0.10a

All values are mean±SD.

Means in the same row with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05).



수분함량은 PS 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, PS 분말 1%는 대조구와 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). 수분함량은 조단백질, 조지방, 회분의 함량이 증가함에 따라 상대적으로 감소한 것으로 판단된다. 조단백질 함량은 PS 분말을 첨가한 처리구가 대조구에 비하여 유의적으로 높은 값을 보였다(P<0.05). 조지방은 PS 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이는 석류 씨의 단백질과 지방 함량이 각각 13.2%와 27.2%로써 PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 조단백질 함량과 조지방 함량이 증가한 것으로 사료된다(El-Nemr 등, 1990). 회분 함량은 PS 분말 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 회분의 함량은 무기질 함량에 따라 달라지며 석류 씨에 함유된 Ca, Mg, Na 등의 무기질로 인하여 회분의 함량이 증가한 것으로 사료된다(Peng, 2019).

Table 3은 PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 pH와 색도, 아질산염 잔류량의 측정 결과를 나타낸 표이다. pH는 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 낮은 값을 보였는데(P<0.05), 이는 실험에 사용된 PS 분말의 pH가 4.50으로 낮은 값을 나타내기 때문에 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다고 판단되며, Kaur 등(2015a)은 치킨 너겟에 석류 씨 분말의 양이 증가함에 따라 pH가 유의적으로 감소한다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다(P<0.05). pH는 가열수율, 보수력과 같은 실험에도 영향을 미친다고 알려져 있는데(Xiong 등, 1999), 본 연구의 유화형 소시지의 가열수율은 유의적인 차이를 보이지 않았기 때문에 석류 씨의 pH가 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.

Table 3 . pH, color and nitrite residue of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder

TraitPomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
pH6.32±0.03a6.20±0.01b6.17±0.01c6.14±0.01d
Color CIE L*81.30±0.37a77.15±0.27b75.38±0.47c72.70±0.54d
    CIE a*5.07±0.15a4.37±0.08c4.68±0.12b5.07±0.15a
    CIE b*13.03±0.53a13.22±0.17a12.73±0.29b12.53±0.16b
    Hue value68.74±0.81c71.72±0.29a69.81±0.32b67.99±0.69d
    Chroma14.18±0.21a13.82±0.10b13.57±0.30b13.64±0.07b
NO2- (ppm)10.70±0.74a0.22±0.05b0.32±0.03b0.35±0.10b

All values are mean±SD.

Means in the same row with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05).



PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 명도는 첨가량에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 적색도는 대조구와 PS 분말 3% 처리구와 유사한 값을 나타내었으며, PS 분말 1, 2% 처리구는 대조구에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다. 이는 본 실험에 사용된 석류 씨 분말의 적색도가 약 15.68의 값을 가지기 때문에 첨가량이 증가할수록 적색도가 증가하였다고 판단된다. 명도는 적색도가 증가함에 따라 음의 상관관계로 증가한 것으로 사료되며, Naveena 등(2008)은 닭고기 패티에 석류 껍질 분말을 첨가했을 때 명도가 감소하고 적색도가 증가한다고 보고하여 본 연구 결과와 일치하였다. Hicaznar 품종의 석류는 253 mg/L의 안토시아닌을 함유하고 있으며, 이는 폴리페놀로 과일의 붉은색 발현 색소이다(Türkyılmaz, 2013). 이에 따라 PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 적색도가 증가한 것으로 사료된다. 가열 후 황색도는 대조구와 1% 처리구가 2%와 3% 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다(P<0.05). Hue value는 PS 분말 1%를 첨가한 처리구가 다른 처리구와 대조구보다 유의적으로 높은 값을 보였으며, PS 분말을 첨가함에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 닭고기 패티에 석류즙을 첨가했을 때 첨가량이 증가함에 따라 Hue value가 감소한다고 보고한 Naveena 등(2010)의 연구와 유사한 결과를 보였다. Chroma는 대조구가 처리구에 비해 유의적으로 높았으며(P<0.05), PS 분말을 첨가한 처리구 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다(P>0.05). Turgut 등(2017)은 쇠고기 미트볼에 석류 껍질 추출물 함량이 증가하여도 Chroma는 유의적인 차이가 없다고 보고하여 본 연구와 유사하였다.

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 아질산염 잔류량은 PS 분말 처리구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 아질산염을 대체하기 위해 안토시아닌이 다량 함유된 자색고구마나 토마토와 같은 작물을 이용하려는 시도가 지속되어 왔으나(Lee 등, 2015b; Šojić 등, 2020), 사용되는 분말의 원가가 높아 사용하기 쉽지 않다(Jeong, 2016). 하지만 석류 씨는 부산물로 많은 양이 버려지기 때문에 이를 활용할 수 있을 것으로 보이며, 대조구보다 유의적으로 낮은 아질산 잔류량을 가진 PS 처리구 중 대조구와 적색도의 유의적인 차이가 없는 PS 분말 3% 처리구가 아질산염의 발색 효과를 대체할 수 있을 것으로 사료된다.

DPPH 라디칼 소거능

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 주차별 DPPH 측정 결과를 Table 4에 나타내었다. PS 분말 첨가량이 증가함에 따라 모든 저장기간에서 활성산소 소거능이 증가하는 경향을 보였으며, 저장 1주차에서는 PS 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 또한 PS 분말 3%의 처리구가 모든 저장 주차에서 가장 높은 활성산소 소거 능력을 보였다. Hicaznar 품종의 총 페놀화합물은 약 24.76 mg gallic acid/g이 함유되어 있으며(Juhaimi 등, 2017), Anahita 등(2015)은 총 페놀화합물 함량이 항산화 활성과 정의 상관관계가 있다고 보고하였다. 따라서 석류의 안토시아닌 등의 항산화 물질이 자유라디칼 소거능 활성에 영향을 준 것으로 사료된다. 대조구 및 PS 분말 처리구는 저장기간이 증가할수록 활성산소 소거능이 감소하는 경향을 나타내었으며, PS 분말 2%와 3%의 처리구는 대조구에 비해 활성산소 소거능이 완만하게 감소하는 경향을 보였다. Devatkal 등(2010)은 석류 씨가 석류 외피에 비해 자유라디칼 소거능이 더 우수하다고 보고하였으며, Naveena 등(2008)은 닭고기 패티에 석류 껍질 분말의 첨가량이 증가함에 따라 라디칼 소거능이 증가하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다. 따라서 활성산소 소거 능력이 유의적으로 높은 PS 분말 3%를 첨가한 처리구가 저장 안정성에 효과적일 것으로 판단된다.

Table 4 . 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder

Storage periods (weeks)Pomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
068.63±0.66cA77.02±0.76bA77.46±0.11bA81.92±0.21aA
166.82±0.75dAB74.41±0.40cAB76.05±0.57bAB78.21±0.87aB
265.39±0.32cB72.99±0.39bB73.81±2.25bBC76.21±0.46aBC
351.05±2.58cC63.70±4.98bC71.62±4.31aC73.93±3.19aC

All values are mean±SD.

Means in the same row (a-d) and column (A-C) with different letters are significantly different (P<0.05).



지방 산패도

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 유화형 소시지의 주차별 지방 산패도는 Fig. 1에 나타내었다. PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 저장 0주차에서 지방 산패도가 유의적으로 증가하였다(P<0.05). Hodges 등(1999)은 안토시아닌의 흡광도가 530±540 nm의 범위를 나타내기 때문에 TBA 분석에 영향을 미칠 수 있다고 보고하였으며, 이에 따라 안토시아닌의 성분이 0주차의 결과에 영향을 준 것으로 사료된다. 반면 저장 2, 3주차에서는 대조구가 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었으며(P<0.05), 이는 DPPH 자유라디칼 소거능이 우수한 석류 씨 분말의 첨가에 기인한 것으로 판단된다. 대조구와 PS 분말 1%와 2%를 첨가한 처리구의 지방 산패도는 증가하는 경향을 보였으며, 3%를 첨가한 처리구는 저장 1주차부터 3주차까지 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05). PS 분말 3%를 첨가한 닭가슴살 소시지가 DPPH 라디칼 소거능이 가장 높았으며, 이에 따라 지방 산패도가 저장기간이 지남에도 유의적인 차이가 없는 것으로 사료된다(P>0.05). Kaur 등(2015b)은 치킨 너겟에 석류 씨 분말을 첨가한 처리구가 무첨가구에 비해 TBARS가 유의적으로 낮은 값을 나타내었다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다. 따라서 저장기간이 2, 3주차가 지났음에도 유의적으로 낮은 지방 산패도를 나타낸 PS 분말의 처리구가 저장 안정성에 효과적일 것으로 판단된다.

Fig. 1. Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder. All mean values are shown on the bar, and the SD values are shown in the error bar. Means in the same storage period with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05). Means in the same treatment with different letters (A-C) are significantly different (P<0.05).

단백질 변패도

Fig. 2는 PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 주차별 단백질 변패도를 나타내었다. PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 모든 주차에서 감소하는 경향을 나타내었으며, 저장 2, 3주차에서는 대조구에 비해 모든 처리구가 유의적으로 낮은 값을 보였다(P<0.05). 저장 모든 주차에서 PS 분말 3%를 첨가한 처리구가 다른 처리구보다 유의적으로 단백질 변패도가 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 식육의 변패는 미생물이 분비한 단백질 분해 효소로 인해 저분자 무기태 질소가 생성되어 일어난다고 보고된 바 있다(Lee 등, 2015a). Abuzaid 등(2020)

Fig. 2. Volatile basic nitrogen (VBN) of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder. All mean values are shown on the bar, and the SD values are shown in the error bar. Means in the same storage period with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05). Means in the same treatment with different letters (A-C) are significantly different (P<0.05).

석류 껍질 분말을 소시지에 첨가했을 때 석류의 항산화 물질이 대장균군, 곰팡이, 효모의 생장을 낮추는 효과를 나타낸다고 보고하였다. 따라서 PS 분말을 첨가함에 따라 미생물의 생장을 낮추어 단백질 변패를 억제한 것으로 사료된다. 대조구 및 처리구의 단백질 변패도는 저장기간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 대조구와 PS 분말 1% 처리구보다 PS 분말 2, 3% 처리구가 완만하게 증가하는 경향을 보였다. Park과 Kim(2008)은 단백질 체인이 절단되면서 비단백태질소화합물이 증가하여 식육의 저장기간이 지남에 따라 VBN도 증가한다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 나타내었다. 따라서 단백질 변패가 가장 일어나지 않은 PS 분말 3%를 첨가한 처리구가 저장 안정성에 효과적일 것으로 판단된다.

본 연구에서는 석류 씨 분말을 닭가슴살 유화형 소시지에 첨가했을 때 아질산염의 기능을 대체할 수 있는지에 대하여 분석하였다. 석류 씨 분말 3%를 첨가했을 때 가열수율, 적색도는 아질산염을 첨가한 소시지와 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 석류 씨 분말의 첨가량이 증가함에 따라 명도, 황색도, Chroma는 감소하는 경향을 나타내었으며, 이는 석류의 붉은색이 제품의 색도에 영향을 준 것으로 사료된다. 아질산 잔류량 측정 결과 석류 씨 분말을 첨가한 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 낮은 값을 보였다(P<0.05). 또한 DPPH 라디칼 소거능은 처리구의 첨가량이 증가함에 따라 값이 증가하였으며 대조구보다 유의적으로 높은 값을 나타내었다(P<0.05). TBARS, VBN은 처리구의 첨가량이 증가함에 따라 대조구보다 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 석류 씨 분말의 첨가가 아질산염을 대체하여 육제품의 적색도와 저장성의 대체 가능성을 보았고, 닭가슴살 유화형 소시지의 석류 씨 분말 첨가량은 3%가 가장 적절한 것으로 사료된다.

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(7): 713-719

Published online July 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.713

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

석류 씨 분말 첨가에 따른 유화형 닭고기 소시지의 아질산염 대체제로서의 효과

김선겸․이솔희․김학연

국립공주대학교 동물자원학과

Received: April 1, 2022; Revised: May 3, 2022; Accepted: May 3, 2022

Effects of the Addition of Pomegranate Seed Powder as a Nitrite Replacement in Emulsion-Type Chicken Breast Sausage

Sun-Gyeom Kim , Sol-Hee Lee , and Hack-Youn Kim

Department of Animal Resources Science, Kongju National University

Correspondence to:Hack-Youn Kim, Department of Animal Resources Science, Kongju National University, 54, Daehak-ro, Yesan-eup, Yesan-gun, Chungnam 32439, Korea, E-mail: kimhy@kongju.ac.kr
Author information: Sun-Gyeom Kim (Graduate student), Sol-Hee Lee (Graduate student), Hack-Youn Kim (Professor)

Received: April 1, 2022; Revised: May 3, 2022; Accepted: May 3, 2022

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

This study analyzed the effects of pomegranate seed powder (PS) used for nitrite replacement in emulsion- type chicken breast sausage. The emulsion-type sausages were manufactured with varying levels of PS (0%, 1%, 2%, and 3%), and stored at 4°C for 3 weeks. The study examined the physicochemical properties including cooking yield, proximate composition, pH, color and nitrite residue, and storage properties including DPPH free radical scavenging activity (DPPH), thiobarbituric acid reactive substance (TBARS), volatile basic nitrogen (VBN). The cooking yield showed no significant differences between the control and all the PS samples (P>0.05). The pH and lightness values significantly decreased with increasing levels of PS (P<0.05). However, the redness value of sample with 3% PS was similar to that of control (P>0.05). The hue value of the control was significantly lower than that of sample with 1% PS (P<0.05), and the chroma of all the samples with PS was significantly lower than that of control (P<0.05). The samples with PS had significantly lower nitrite residue than the control (P<0.05). The DPPH of the samples with 2% and 3% PS decreased slowly compared to the control. The TBARS of the sample with 3% PS did not show a significant difference until the third week of storage (P>0.05). The VBN of the sample with 3% PS was significantly lower compared with the other samples during all the storage periods (P<0.05). Therefore, chicken breast sausage with 3% PS could be used as a substitute for nitrite, improving its color and storage properties.

Keywords: pomegranate seed, nitrite replacement, color properties, storage properties, sausage

서 론

최근 소비자의 식품 트렌드는 단백질의 섭취를 높이고 지방의 섭취를 제한하는 고단저지(고단백 저지방)를 선호하는 추세이다(Kim과 Lee, 2019). 단백질 식품시장은 2018년 813억 원에서 2021년 3,364억 원으로 약 4배 증가하였으며(FIS, 2021), 고단백질을 함유한 닭고기의 소비 또한 지속해서 증가하는 추세이다(Jo 등, 2021). 또한 닭고기는 다른 축종에 비해 불포화지방산의 비율이 67.4%로 높으며, 체내에서 생성되지 않은 linolenic acid가 다량 함유되어 있다(Koh와 Yu, 2015). 이에 따라 연구 기관 및 산업체에서는 닭고기를 이용한 육가공품 개발이 활발하게 진행되고 있다(Kang 등, 2021; Hong 등, 2020).

육가공품 제조 시 첨가되는 아질산염은 식육의 육색 고정, 풍미 및 저장성 증진을 위해 필수적으로 사용되지만(Jeong, 2016), 식육 내 아민 성분과 반응하여 니트로소아민을 형성한다(Wei 등, 2009). 니트로소아민은 다량 섭취 시 독성을 유발하고 임산부의 경우 기형아 출현율을 높이는 등의 문제점을 야기하여(Rywotycki, 2007), 식품의약품안전평가원에서는 육가공품 제조 시 아질산염의 첨가량을 0.07 g/kg 이하로 규제하고 있다(NIFDS, 2017). 따라서 아질산염을 대체하기 위해 시금치 분말, 비트 뿌리 분말과 같은 천연 물질을 활용한 육가공품의 연구가 활발히 진행되고 있다(Ozaki 등, 2021; Palamutoğlu 등, 2018).

석류(Punoca granatum L.)는 석류나무속 부처꽃과에 속해있는 과실로 이란과 같은 중동지방에서 주로 재배된다(Sohn, 2020). 석류의 생리활성 물질 중 하나인 안토시아닌은 붉은색을 발현하는 물질로 산업체에서는 이를 활용하여 천연식품 착색제로 사용하고 있다(Zhang 등, 2011). 또한 석류에 함유된 다량의 페놀화합물은 자유라디칼을 제거하여 식품의 저장성을 증진시킨다는 연구 결과가 있다(Emami 등, 2015). 이러한 석류는 제품으로 가공될 때 외피나 씨와 같은 부산물이 약 70~80% 발생하며, 이를 활용하여 너겟, 소시지, 패티 등에 첨가한 연구가 보고되고 있다(Devatkal 등, 2014; Saleh 등, 2017; Turgut 등, 2016).

하지만 석류 부산물을 첨가한 연구의 경우 대부분 외피를 활용한 반면 씨를 활용한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 천연 물질인 석류 씨와 과육 껍질 분말을 닭가슴살 소시지에 첨가 시 아질산염 대체효과를 보기 위한 목적으로 수행하였다.

재료 및 방법

공시 재료

본 연구에 사용된 원료육은 도축 후 24시간이 지난 닭가슴살(Harim, Iksan, Korea)을 이용하였다. 석류는 지역 마트(품종 Hicaznar, NHhanaro, Yesan, Korea)에서 구매하였으며, 석류의 과육은 착즙기를 사용하여 착즙 후 남은 부산물인 씨와 과육 껍질을 -80°C로 설정된 deep freezer(TSE320GPD, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)에서 진공 상태로 보관 후 freeze dryer(FD12008, ilShin Biobase, Dongducheon, Korea)를 이용하여 -121°C에서 72시간 동결건조하였다. 동결건조된 부산물은 hand blender(HR2652, Philips, Amsterdam, Netherlands)로 2분간 26,250×g로 분쇄한 뒤, 500 µm 표준망체(standard test sieve, Daihan Scientific, Wonju, Korea)를 이용하여 32 mesh 크기로 실험에 이용하였다. Pomegranate seed powder(PS) 분말은 -80°C로 설정된 deep freezer(TSE320GPD)에서 보관하며 본 연구에 사용하였다.

유화형 소시지 제조

닭가슴살과 돼지 등지방을 각각 3 mm plate를 장착한 분쇄기(PA-82, Mainca, Barcelona, Spain)를 사용하여 분쇄하였다. 각각의 주재료와 부재료의 배합비는 Table 1에 나타내었으며, PS 분말을 0%, 1%, 2%, 3%씩 첨가하여 제조하였다. 주재료와 부재료를 bowl cutter(K-30, Talsa, Valencia, Spain)로 세절하며 1분간 유화하였고, 제조된 유화물은 천연 돈장에 충진하여 chamber(10.10 ESI/SK, Alto Shaam, Menomonee Falls, WI, USA)에서 80°C로 30분간 가열하였다. 이후 15°C에서 30분간 방랭하여 제조된 소시지를 진공 포장하여 3주간 4°C로 설정된 냉장고에 저장하며 실험에 사용하였다.

Table 1 . Formular of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

Ingredients (%)Pomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
Chicken breast60606060
Pork back fat20202020
Ice20202020
Total100100100100
Sugar1111
NPS1)1.2
Salt1.21.21.2
PS powder2)123

1)NPS: nitrite pickling salt (nitrite 6,000 ppm)..

2)PS: pomegranate seed..



일반성분 측정

일반성분은 AOAC법(2019)을 기준으로 하여 진행하였으며, 수분함량은 105°C 상압건조법, 조단백질 함량은 Kjedahl 분석법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 회분 함량은 직접 회화법으로 실험하여 모든 함량은 백분율로 표기하였다.

가열수율

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 무게 변화를 측정하기 위해 돈장에 충진한 유화물의 가열 전 무게와 chamber(10.10ESI/SK, Alto Shaam)를 사용하여 80°C에서 30분간 가열 후 소시지의 무게를 측정하였다. 이때 가열한 소시지는 25°C에서 30분간 방랭 과정을 거친 후 진행하였으며, 측정된 무게는 아래 계산식에 대입하여 값을 산출하였다.

%= g g×100

pH

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 pH는 시료와 증류수를 1:4 비율로 계량 후 ultra-turrax(HMZ-20DN, Poonglim Tech, Seongnam, Korea)를 이용해 6,451×g로 1분간 균질화하였으며, 유리전극 pH meter(Model S220, Mettler-Toledo, Schwerzenbach, Switzerland)를 사용하여 측정하였다.

색도

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지를 2 cm로 절단하여 안쪽 단면을 측정하였다. 색도는 colorimeter(CR-10, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 CIE L*(명도), CIE a*(적색도), CIE b*(황색도)를 기록하였다. 표준색은 백색 표준판(CIE L*: +97.83, CIE a*: -0.43, CIE b*: +1.98)을 사용하였다. 측정된 CIE a*값과 b*값을 이용하여 Hue angle과 Chroma 값을 산출하였다.

Hue=tan1b*/a*,Chroma= a*2 + b*2 12

아질산염 잔류량

세절한 소시지 10 g과 80°C의 증류수로 부피 150 mL를 맞춘 후 0.5 N NaOH 10 mL, 12% ZnSO4 10 mL를 넣고80°C로 설정된 항온수조(JSWB-30T, JSR, Gongju, Korea)에서 20분간 반응시켰다. 반응된 시료는 25°C에서 30분간 방랭 후 NH4NO3 완충액 20 mL를 첨가하였다. 이후 증류수를 넣어 용액의 총부피를 200 mL로 맞춘 후 여과액을 실험에 사용하였다. 25 mL 볼륨 플라스크에 여과액 20 mL, sulfanilamide 1 mL를 넣어 디아조화 반응 후 naphthyl-ethylenediamine 1 mL를 넣고 증류수로 용액의 부피를 25 mL로 맞춰 20분 동안 반응시켰다. Multi-mode microplate reader(SpectraMax iD3, Molecular Devices, San Jose, CA, USA)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정한 후 표준곡선을 이용하여 잔류량을 측정하였다.

아질산염(NO2)의 농도(ppm)=(A/AS)×(20/S)×3.28

A: 시험용액의 흡광도

AS: 아질산성 질수 표준용액의 흡광도

S: 시료 채취량(g)

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼 소거능 측정

DPPH 라디칼 소거능은 Blois(1958)의 방법을 인용하여 측정하였다. 소시지와 증류수를 1:5 비율로 계량 후 ultra-turrax(HMZ-20DN, Poonglim Tech)를 이용하여 6,451×g로 40초간 균질화하였다. 균질된 시료를 원심분리(4°C, 983×g, 10분; Supra R22, Hanil, Daejeon, Korea)한 후에 filter paper(Whatman No. 1, GE Healthcare, Chicago, IL, USA)에 여과하여 실험에 사용하였다. 여과액과 DPPH 용액을 1:1 비율로 계량하여 vortex(SVM-10, Daihan Scientific)로 혼합한 후 암실에서 30분간 반응시켜 측정하였다(blank는 증류수와 DPPH 용액을 1:1로 혼합하여 이용). 흡광도는 multi-mode microplate reader(SpectraMax iD3, Molecular Devices)를 사용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.

DPPHradicalscavengingactivity%=BlankAbsTreatmentAbsBlankAbs×100×100

지방 산패도(thiobarbituric acid reactive substance, TBARS) 측정

소시지 10 g과 증류수 25 mL를 계량하여 homogenizer (AM-5, NISSEI, Tokyo, Japan)를 이용하여 1분간 5,947×g로 균질화한 후 0.3% butylated hydroxytoluene(BHT) 0.2 mL, 증류수 25 mL를 첨가하여 총부피를 100 mL로 mass-up 하였다. 이후 filter paper(Whatman No. 1, GE Healthcare)로 여과하여 추출한 후 여과액과 0.02 M thiobarbituric acid를 1:1 비율로 혼합하고 항온수조(JSWB-30T, JSR)를 이용하여 100°C에서 10분간 반응시킨 후 multi-mode microplate reader(SpectraMax iD3, Molecular Devices)를 이용하여 532 nm에서 측정하였다. 표준곡선은 1,1,3,3-tetra-ethoxypropane을 사용하였으며, 측정된 값을 표준곡선에 대입시켜 malondialdehyde의 양으로 환산하였다.

휘발성 염기태 질소(volatile basic nitrogen, VBN)

소시지 10 g과 증류수 30 mL를 혼합하여 homogenizer(AM-5, NISSEI)로 1분간 5,614×g로 균질화하였다. 균질된 시료를 넣고 증류수를 이용하여 100 mL로 부피를 맞춘 후에 filter paper(Whatman No. 1, GE Healthcare)로 여과하였다. 여과액을 Conway 용기 외실에 1 mL를 넣은 후 내실에 0.01 N H3BO3 1 mL와 Conway 시약 100 µL를 첨가하고 기화가 진행되지 않도록 뚜껑을 조금 열어 외실에 50% K2CO3 1 mL를 넣은 후 37°C에서 2시간 반응시켰으며, 이후 휘발되는 염기태 질소의 양을 0.02 N H2SO4로 적정하여 아래의 식으로 VBN 값을 구하였다.

VBNmg%=0.14×ba×fW×100×50

W: 시료량

f: 0.01 N H2SO4의 역가

b: 샘플의 적정량

a: 공시료 적정량

통계처리

모든 실험의 결과는 3회 이상 반복하여 실험을 진행하였으며, 통계처리 프로그램(Statistical Analysis System, version 9.4 for window, SAS Institute, Cary, NC, USA) 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었다. 첨가량과 저장기간에 따른 유의적인 차이(P<0.05)는 분산분석(one way ANOVA)과 Duncan’s multiple range test를 통해 차이가 있는지를 검증하였다.

결과 및 고찰

가열수율과 일반성분

PS 분말 첨가 수준에 따른 닭가슴살 소시지의 가열수율과 일반성분의 측정 결과를 Table 2에 나타내었다. 대조구와 PS 분말을 첨가한 처리구 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). 가열수율은 경제성과 밀접한 관련이 있으므로 육제품 실험에 있어 중요한 지표이다(Talukder, 2015). Şükrü(2017)는 석류 씨 분말이 쇠고기 패티의 가열수율에 영향을 미치지 않았다고 보고하여 유사한 결과를 나타내었다. 따라서 석류 씨 분말은 닭가슴살 유화형 소시지에 영향을 주지 않으며, 이에 따라 경제성에도 영향을 주지 않을 것으로 사료된다.

Table 2 . Proximate composition and cooking yield of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

TraitPomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
Cooking yield82.36±0.4183.31±0.6383.72±1.3384.03±0.65
Moisture (%)59.40±0.14a58.84±0.38a56.42±0.02b53.21±0.61c
Crude protein (%)20.30±0.75b21.62±0.37a22.54±1.01a22.79±0.48a
Crude fat (%)16.14±0.10d17.02±0.09c17.24±0.03b17.54±0.14a
Ash (%)1.30±0.11b1.45±0.29ab1.57±0.06ab1.67±0.10a

All values are mean±SD..

Means in the same row with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05)..



수분함량은 PS 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며, PS 분말 1%는 대조구와 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P>0.05). 수분함량은 조단백질, 조지방, 회분의 함량이 증가함에 따라 상대적으로 감소한 것으로 판단된다. 조단백질 함량은 PS 분말을 첨가한 처리구가 대조구에 비하여 유의적으로 높은 값을 보였다(P<0.05). 조지방은 PS 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이는 석류 씨의 단백질과 지방 함량이 각각 13.2%와 27.2%로써 PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 조단백질 함량과 조지방 함량이 증가한 것으로 사료된다(El-Nemr 등, 1990). 회분 함량은 PS 분말 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 회분의 함량은 무기질 함량에 따라 달라지며 석류 씨에 함유된 Ca, Mg, Na 등의 무기질로 인하여 회분의 함량이 증가한 것으로 사료된다(Peng, 2019).

Table 3은 PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 pH와 색도, 아질산염 잔류량의 측정 결과를 나타낸 표이다. pH는 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 낮은 값을 보였는데(P<0.05), 이는 실험에 사용된 PS 분말의 pH가 4.50으로 낮은 값을 나타내기 때문에 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다고 판단되며, Kaur 등(2015a)은 치킨 너겟에 석류 씨 분말의 양이 증가함에 따라 pH가 유의적으로 감소한다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다(P<0.05). pH는 가열수율, 보수력과 같은 실험에도 영향을 미친다고 알려져 있는데(Xiong 등, 1999), 본 연구의 유화형 소시지의 가열수율은 유의적인 차이를 보이지 않았기 때문에 석류 씨의 pH가 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.

Table 3 . pH, color and nitrite residue of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

TraitPomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
pH6.32±0.03a6.20±0.01b6.17±0.01c6.14±0.01d
Color CIE L*81.30±0.37a77.15±0.27b75.38±0.47c72.70±0.54d
    CIE a*5.07±0.15a4.37±0.08c4.68±0.12b5.07±0.15a
    CIE b*13.03±0.53a13.22±0.17a12.73±0.29b12.53±0.16b
    Hue value68.74±0.81c71.72±0.29a69.81±0.32b67.99±0.69d
    Chroma14.18±0.21a13.82±0.10b13.57±0.30b13.64±0.07b
NO2- (ppm)10.70±0.74a0.22±0.05b0.32±0.03b0.35±0.10b

All values are mean±SD..

Means in the same row with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05)..



PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 명도는 첨가량에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 적색도는 대조구와 PS 분말 3% 처리구와 유사한 값을 나타내었으며, PS 분말 1, 2% 처리구는 대조구에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었다. 이는 본 실험에 사용된 석류 씨 분말의 적색도가 약 15.68의 값을 가지기 때문에 첨가량이 증가할수록 적색도가 증가하였다고 판단된다. 명도는 적색도가 증가함에 따라 음의 상관관계로 증가한 것으로 사료되며, Naveena 등(2008)은 닭고기 패티에 석류 껍질 분말을 첨가했을 때 명도가 감소하고 적색도가 증가한다고 보고하여 본 연구 결과와 일치하였다. Hicaznar 품종의 석류는 253 mg/L의 안토시아닌을 함유하고 있으며, 이는 폴리페놀로 과일의 붉은색 발현 색소이다(Türkyılmaz, 2013). 이에 따라 PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 적색도가 증가한 것으로 사료된다. 가열 후 황색도는 대조구와 1% 처리구가 2%와 3% 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었다(P<0.05). Hue value는 PS 분말 1%를 첨가한 처리구가 다른 처리구와 대조구보다 유의적으로 높은 값을 보였으며, PS 분말을 첨가함에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 닭고기 패티에 석류즙을 첨가했을 때 첨가량이 증가함에 따라 Hue value가 감소한다고 보고한 Naveena 등(2010)의 연구와 유사한 결과를 보였다. Chroma는 대조구가 처리구에 비해 유의적으로 높았으며(P<0.05), PS 분말을 첨가한 처리구 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다(P>0.05). Turgut 등(2017)은 쇠고기 미트볼에 석류 껍질 추출물 함량이 증가하여도 Chroma는 유의적인 차이가 없다고 보고하여 본 연구와 유사하였다.

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 아질산염 잔류량은 PS 분말 처리구가 대조구에 비하여 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 아질산염을 대체하기 위해 안토시아닌이 다량 함유된 자색고구마나 토마토와 같은 작물을 이용하려는 시도가 지속되어 왔으나(Lee 등, 2015b; Šojić 등, 2020), 사용되는 분말의 원가가 높아 사용하기 쉽지 않다(Jeong, 2016). 하지만 석류 씨는 부산물로 많은 양이 버려지기 때문에 이를 활용할 수 있을 것으로 보이며, 대조구보다 유의적으로 낮은 아질산 잔류량을 가진 PS 처리구 중 대조구와 적색도의 유의적인 차이가 없는 PS 분말 3% 처리구가 아질산염의 발색 효과를 대체할 수 있을 것으로 사료된다.

DPPH 라디칼 소거능

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 주차별 DPPH 측정 결과를 Table 4에 나타내었다. PS 분말 첨가량이 증가함에 따라 모든 저장기간에서 활성산소 소거능이 증가하는 경향을 보였으며, 저장 1주차에서는 PS 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 또한 PS 분말 3%의 처리구가 모든 저장 주차에서 가장 높은 활성산소 소거 능력을 보였다. Hicaznar 품종의 총 페놀화합물은 약 24.76 mg gallic acid/g이 함유되어 있으며(Juhaimi 등, 2017), Anahita 등(2015)은 총 페놀화합물 함량이 항산화 활성과 정의 상관관계가 있다고 보고하였다. 따라서 석류의 안토시아닌 등의 항산화 물질이 자유라디칼 소거능 활성에 영향을 준 것으로 사료된다. 대조구 및 PS 분말 처리구는 저장기간이 증가할수록 활성산소 소거능이 감소하는 경향을 나타내었으며, PS 분말 2%와 3%의 처리구는 대조구에 비해 활성산소 소거능이 완만하게 감소하는 경향을 보였다. Devatkal 등(2010)은 석류 씨가 석류 외피에 비해 자유라디칼 소거능이 더 우수하다고 보고하였으며, Naveena 등(2008)은 닭고기 패티에 석류 껍질 분말의 첨가량이 증가함에 따라 라디칼 소거능이 증가하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다. 따라서 활성산소 소거 능력이 유의적으로 높은 PS 분말 3%를 첨가한 처리구가 저장 안정성에 효과적일 것으로 판단된다.

Table 4 . 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

Storage periods (weeks)Pomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
068.63±0.66cA77.02±0.76bA77.46±0.11bA81.92±0.21aA
166.82±0.75dAB74.41±0.40cAB76.05±0.57bAB78.21±0.87aB
265.39±0.32cB72.99±0.39bB73.81±2.25bBC76.21±0.46aBC
351.05±2.58cC63.70±4.98bC71.62±4.31aC73.93±3.19aC

All values are mean±SD..

Means in the same row (a-d) and column (A-C) with different letters are significantly different (P<0.05)..



지방 산패도

PS 분말을 첨가한 닭가슴살 유화형 소시지의 주차별 지방 산패도는 Fig. 1에 나타내었다. PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 저장 0주차에서 지방 산패도가 유의적으로 증가하였다(P<0.05). Hodges 등(1999)은 안토시아닌의 흡광도가 530±540 nm의 범위를 나타내기 때문에 TBA 분석에 영향을 미칠 수 있다고 보고하였으며, 이에 따라 안토시아닌의 성분이 0주차의 결과에 영향을 준 것으로 사료된다. 반면 저장 2, 3주차에서는 대조구가 처리구에 비해 유의적으로 높은 값을 나타내었으며(P<0.05), 이는 DPPH 자유라디칼 소거능이 우수한 석류 씨 분말의 첨가에 기인한 것으로 판단된다. 대조구와 PS 분말 1%와 2%를 첨가한 처리구의 지방 산패도는 증가하는 경향을 보였으며, 3%를 첨가한 처리구는 저장 1주차부터 3주차까지 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05). PS 분말 3%를 첨가한 닭가슴살 소시지가 DPPH 라디칼 소거능이 가장 높았으며, 이에 따라 지방 산패도가 저장기간이 지남에도 유의적인 차이가 없는 것으로 사료된다(P>0.05). Kaur 등(2015b)은 치킨 너겟에 석류 씨 분말을 첨가한 처리구가 무첨가구에 비해 TBARS가 유의적으로 낮은 값을 나타내었다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다. 따라서 저장기간이 2, 3주차가 지났음에도 유의적으로 낮은 지방 산패도를 나타낸 PS 분말의 처리구가 저장 안정성에 효과적일 것으로 판단된다.

Fig 1. Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder. All mean values are shown on the bar, and the SD values are shown in the error bar. Means in the same storage period with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05). Means in the same treatment with different letters (A-C) are significantly different (P<0.05).

단백질 변패도

Fig. 2는 PS 분말을 첨가한 닭가슴살 소시지의 주차별 단백질 변패도를 나타내었다. PS 분말의 첨가량이 증가함에 따라 모든 주차에서 감소하는 경향을 나타내었으며, 저장 2, 3주차에서는 대조구에 비해 모든 처리구가 유의적으로 낮은 값을 보였다(P<0.05). 저장 모든 주차에서 PS 분말 3%를 첨가한 처리구가 다른 처리구보다 유의적으로 단백질 변패도가 낮은 값을 나타내었다(P<0.05). 식육의 변패는 미생물이 분비한 단백질 분해 효소로 인해 저분자 무기태 질소가 생성되어 일어난다고 보고된 바 있다(Lee 등, 2015a). Abuzaid 등(2020)

Fig 2. Volatile basic nitrogen (VBN) of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder. All mean values are shown on the bar, and the SD values are shown in the error bar. Means in the same storage period with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05). Means in the same treatment with different letters (A-C) are significantly different (P<0.05).

석류 껍질 분말을 소시지에 첨가했을 때 석류의 항산화 물질이 대장균군, 곰팡이, 효모의 생장을 낮추는 효과를 나타낸다고 보고하였다. 따라서 PS 분말을 첨가함에 따라 미생물의 생장을 낮추어 단백질 변패를 억제한 것으로 사료된다. 대조구 및 처리구의 단백질 변패도는 저장기간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 대조구와 PS 분말 1% 처리구보다 PS 분말 2, 3% 처리구가 완만하게 증가하는 경향을 보였다. Park과 Kim(2008)은 단백질 체인이 절단되면서 비단백태질소화합물이 증가하여 식육의 저장기간이 지남에 따라 VBN도 증가한다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 나타내었다. 따라서 단백질 변패가 가장 일어나지 않은 PS 분말 3%를 첨가한 처리구가 저장 안정성에 효과적일 것으로 판단된다.

요 약

본 연구에서는 석류 씨 분말을 닭가슴살 유화형 소시지에 첨가했을 때 아질산염의 기능을 대체할 수 있는지에 대하여 분석하였다. 석류 씨 분말 3%를 첨가했을 때 가열수율, 적색도는 아질산염을 첨가한 소시지와 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P>0.05). 석류 씨 분말의 첨가량이 증가함에 따라 명도, 황색도, Chroma는 감소하는 경향을 나타내었으며, 이는 석류의 붉은색이 제품의 색도에 영향을 준 것으로 사료된다. 아질산 잔류량 측정 결과 석류 씨 분말을 첨가한 처리구가 대조구에 비해 유의적으로 낮은 값을 보였다(P<0.05). 또한 DPPH 라디칼 소거능은 처리구의 첨가량이 증가함에 따라 값이 증가하였으며 대조구보다 유의적으로 높은 값을 나타내었다(P<0.05). TBARS, VBN은 처리구의 첨가량이 증가함에 따라 대조구보다 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 석류 씨 분말의 첨가가 아질산염을 대체하여 육제품의 적색도와 저장성의 대체 가능성을 보았고, 닭가슴살 유화형 소시지의 석류 씨 분말 첨가량은 3%가 가장 적절한 것으로 사료된다.

Fig 1.

Fig 1.Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder. All mean values are shown on the bar, and the SD values are shown in the error bar. Means in the same storage period with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05). Means in the same treatment with different letters (A-C) are significantly different (P<0.05).
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 713-719https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.713

Fig 2.

Fig 2.Volatile basic nitrogen (VBN) of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder. All mean values are shown on the bar, and the SD values are shown in the error bar. Means in the same storage period with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05). Means in the same treatment with different letters (A-C) are significantly different (P<0.05).
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51: 713-719https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.7.713

Table 1 . Formular of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

Ingredients (%)Pomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
Chicken breast60606060
Pork back fat20202020
Ice20202020
Total100100100100
Sugar1111
NPS1)1.2
Salt1.21.21.2
PS powder2)123

1)NPS: nitrite pickling salt (nitrite 6,000 ppm)..

2)PS: pomegranate seed..


Table 2 . Proximate composition and cooking yield of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

TraitPomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
Cooking yield82.36±0.4183.31±0.6383.72±1.3384.03±0.65
Moisture (%)59.40±0.14a58.84±0.38a56.42±0.02b53.21±0.61c
Crude protein (%)20.30±0.75b21.62±0.37a22.54±1.01a22.79±0.48a
Crude fat (%)16.14±0.10d17.02±0.09c17.24±0.03b17.54±0.14a
Ash (%)1.30±0.11b1.45±0.29ab1.57±0.06ab1.67±0.10a

All values are mean±SD..

Means in the same row with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05)..


Table 3 . pH, color and nitrite residue of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

TraitPomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
pH6.32±0.03a6.20±0.01b6.17±0.01c6.14±0.01d
Color CIE L*81.30±0.37a77.15±0.27b75.38±0.47c72.70±0.54d
    CIE a*5.07±0.15a4.37±0.08c4.68±0.12b5.07±0.15a
    CIE b*13.03±0.53a13.22±0.17a12.73±0.29b12.53±0.16b
    Hue value68.74±0.81c71.72±0.29a69.81±0.32b67.99±0.69d
    Chroma14.18±0.21a13.82±0.10b13.57±0.30b13.64±0.07b
NO2- (ppm)10.70±0.74a0.22±0.05b0.32±0.03b0.35±0.10b

All values are mean±SD..

Means in the same row with different letters (a-d) are significantly different (P<0.05)..


Table 4 . 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity of chicken breast emulsion sausage formulated with various levels of pomegranate seed powder.

Storage periods (weeks)Pomegranate seed powder (%)
0 (Control)123
068.63±0.66cA77.02±0.76bA77.46±0.11bA81.92±0.21aA
166.82±0.75dAB74.41±0.40cAB76.05±0.57bAB78.21±0.87aB
265.39±0.32cB72.99±0.39bB73.81±2.25bBC76.21±0.46aBC
351.05±2.58cC63.70±4.98bC71.62±4.31aC73.93±3.19aC

All values are mean±SD..

Means in the same row (a-d) and column (A-C) with different letters are significantly different (P<0.05)..


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