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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 2023; 52(3): 301-306

Published online March 31, 2023 https://doi.org/10.3746/jkfn.2023.52.3.301

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

A Study on the Quality Characteristics of Plant-Based Patties with Tremella fuciformis

Kyung-Hyun Lee1, Chae-Yeon Lee1 , Han-Byeol Jang1, Yun-Sang Choi2, and Hae-Won Jang1

1Department of Food Science and Biotechnology, Sungshin Women’s University
2Research Group of Food Processing, Korea Food Research Institute

Correspondence to:Hae-Won Jang, Department of Food Science and Biotechnology, Sungshin Women’s University, 55, 76 ga-gil, Dobong-ro, Gangbuk-gu, Seoul 01133, Korea, E-mail: hwjang@sungshin.ac.kr
*These authors contributed equally to this work.

Received: November 17, 2022; Revised: December 13, 2022; Accepted: December 15, 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 investigates the quality characteristics of textured vegetable protein (TVP) patties based on the quantity of Tremella fuciformis powder added (0, 1, 2, 3, and 4 g). The pH value tended to decrease with an increasing amount of Tremella fuciformis, and was significantly increased at T3 and T4. Increasing Tremella fuciformis concentration also resulted in significantly decreased cooking loss, but the water-holding capacity and moisture content among the proximate composition of the TVP patties were determined to increase significantly. The cohesiveness and hardness were significantly decreased with higher powder concentrations. Our results confirm that the addition of Tremella fuciformis powder effectively improves the texture of substitute meat.

Keywords: Tremella fuciformis, textured vegetable protein, patties, quality characteristics

육류는 인간에게 유용한 식량자원이지만 포화 지방산과 콜레스테롤을 다량 함유하고 있어 다량의 지속적인 육류 섭취는 당뇨병, 대장암 및 심혈관계 질환과 같은 만성질환을 일으킨다는 문제점이 있다(Ekmekcioglu 등, 2018). 현대인의 삶의 질이 높아지면서 식육, 육가공품 등 육식 위주의 식단에서 발생할 수 있는 각종 질병에 대한 인식이 강화되고, 가축 사육, 도축, 가공과정에서 수반되는 환경오염이나 동물 윤리 등의 이유로 육식하지 않는 인구가 증가함에 따라 육류의 대안으로 식물성 대체육에 관한 관심이 매년 증가하고 있는 추세이다(Cho와 Ryu, 2017). 또한, 2050년까지 세계인구가 97억여 명에 이르면 식량난과 고기의 부족 현상이 예상되면서, 글로벌 대체육 시장의 규모는 수억 달러 규모로 증가할 것으로 전망된다(Bohrer, 2019). 특히, 식물성 육류 유사식품은 원료인 밀, 대두 등의 곡류에 대한 소비자 거부감이 적으며 단백질 함량이 높아 영양적인 면에서 기존 육류시장을 어느 정도 대체할 수 있다고 판단된다(You 등, 2020).

식물성 대체육은 식물에서 추출한 단백질을 사용하여 제조된 육류 유사품으로 주원료는 대두 단백질과 밀 단백질, 완두콩, 콩, 깨, 땅콩, 쌀, 곰팡이 등을 사용하고 있다(Kim, 2018; You 등, 2020). 대체육은 기존 육류에 비해 적은 자원을 사용하고, 온실가스 배출량을 감소시키면서 대량 생산이 용이하여 가격 또한 저렴한 편이다(Bonny 등, 2015). 대체육은 육류와 유사한 식감을 부여하기 위해 주로 조직화한 대두단백(textured vegetable protein, TVP)을 사용하여 제조된 식물성 육류 유사식품으로 ‘콩고기’라는 이름으로 국내에서 소비되고 있다(Kim 등, 2017). TVP는 50% 내외나 그 이상의 단백질을 함유한 가루나 농축물을 고온, 고압으로 압출하여 제조한 조직화한 단백질의 한 종류로 육류와 유사한 품질특성을 가지고 있는 것으로 평가받고 있다. 주로 콩 단백질을 원료로 제조되며 육류 대체 식품 시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있다(Bonny 등, 2015). 식물성 대체육과 관련하여 외관, 풍미 및 질감을 포함하는 기호적인 특성을 향상시키고 육류를 모방하기 위한 지속적인 노력이 이루어지고 있다. 그러나 위 육질 특성 항목은 가축 기반의 전통적인 육류 생산 시스템과 비교할 때 육류를 대체하는 제품으로 여전히 부족한 상태이다. 또한 인간에게 필요한 단백질 공급 에너지원으로 식물성 대체 소재를 사용한 육류 대체품 개발 등이 시급한 실정이다(Kim 등, 2021). 따라서 기존 대체육의 미흡한 부분을 보완하기 위해 부가적인 요소를 첨가함으로써 식물성 대체 단백질의 조직감 및 품질 개선이 필요하다.

기존 육류 제품의 건강 기능성 향상을 위한 첨가 소재 중 하나로 사용되어 온 버섯은 자연적, 무공해, 저열량 식품이다(Hong 등, 1988). 또한 육류 제품이 아닌 대체육에도 버섯을 첨가했을 때 대체육 조직감의 개선을 확인한 연구 결과가 있다(Cho와 Ryu, 2020). 흰목이버섯(Tremella fuciformis Berk)은 이담자균강(Heterobasidiomycetes) 흰목이목(Tremellales) 흰목이과(Tremellaceae)에 속하고 일반명은 흰 젤리버섯(white jelly fungus) 또는 은이(silver ear)버섯으로 불리며, 중국에서는 흰목이버섯을 섭취하면 면역체계 활성화에 도움이 되어 암과 노화를 방지하고, 고혈압이나 동맥경화도 예방할 수 있다고 전해져 현재까지도 버섯 시장에서 인기가 높은 버섯으로 알려져 있다(Park과 Lee, 1999; Ying 등, 1987). 흰목이버섯은 에너지와 지질이 낮고 단백질, 다당류 및 식이섬유가 풍부하며 다양한 미네랄과 비타민이 함유되어 있다(Wu 등, 2019). 현재 흰목이버섯을 첨가한 식품 개발에 관한 연구는 흰목이버섯 분말을 첨가한 국수(Kim, 2022), 흰목이버섯 분말을 첨가한 설기떡(Kim과 Han, 2021), 흰목이버섯 분말을 첨가한 쿠키(Kim과 Han, 2020) 등이 있으나, 느타리버섯, 양송이버섯, 표고버섯 등과 같은 식용버섯과 비교했을 때 흰목이버섯을 이용한 가공제품 개발 연구는 부족한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 대체육 섭취 시 야기되는 풍미 및 조직감 문제 현상을 흰목이버섯의 첨가를 통해 개선한 식물성 단백질 패티를 제조하고, 흰목이버섯의 기능성 소재로써 활용 가능성을 확인하고자 했으며, 흰목이버섯의 첨가 비율에 따른 식물성 단백질 패티의 이화학적 품질특성을 비교하여 산업적 활용이 가능한지에 대한 여부를 알아보고자 한다.

실험재료

TVP는 Hokyoung-Tech(Anseong, Korea)에서 구매하였고, 흰목이버섯은 로컬마트에서 구매하여 -40°C에서 48시간 동안 동결 건조하여 사용하였다. 동결 건조된 흰목이버섯은 믹서기(BL811DKR, Tefal, Haute-Savoie, France)로 갈아서 분말화된 상태로 첨가하였다. 이외 코코넛유, 글루텐, 곤약, 감자전분, 분리대두단백(isolated soy protein), transglutaminase(TG), 인산염, 소금을 실험 전 구매하여 재료로 사용하였다.

흰목이버섯 분말을 첨가한 식물성 단백질 대체육 패티의 제조

대체육 패티는 Table 1에 제시된 배합비에 따라 제조하였고, 이는 선행 연구를 통해 최적의 배합비를 설정하였다. TVP는 grinder(PM-70, Mainca, Barcelona, Spain)에서 3 mm plate를 이용해 분쇄했으며, 수분이 충분히 수화되도록 1시간 이상 수화시킨 후 잔여 물기를 제거하고 grinder를 활용해 분쇄하여 원료육으로 활용하였다. 분쇄가 끝난 원료육(80%)은 소금(1.5%), 인산염(0.2%), 분리대두단백(0.01%), 식이섬유 및 부재료 등과 함께 3분간 혼합한 뒤 첨가물과 지방(10%)과 빙수(10%)를 첨가하여 대체육 패티를 제조하였다. 코코넛유와 함께 3분간 혼합 후 pre-blending 한 다음 30분간 정치하여 사용하였다. 혼합물에 기타 부재료를 함께 투입하여 3분간 혼합한 후, 햄버거 패티 성형기(PM 10/13 Burger press, AB Services Food Machinery, Coventry, England; diameter 10.0 cm, thickness 2.3 cm)를 이용하여 두께 15 mm, 직경 90 mm로 100 g씩 성형하였다. 성형된 햄버거 패티는 -18°C의 냉동고(LS-1043 RF, Daeyoung E&B, Ansan, Korea)에 저장하여 재료로 사용하였고, 예열된 컨벡션 오븐(RCO-060CE, Rinnai, Incheon, Korea)에 180°C, 30분 조건에서 구워 실험에 활용하였다.

Table 1 . Formulation of plant-based patties manufactured with different contents of Tremella fuciformis powder (units: %, w/w)

IngredientsControlT1T2T3T4
TVP8080808080
Coconut oil2020202020
Total100100100100100
Gluten33333
Konjac33333
Potato starches44444
ISP11111
TG11111
Phosphate0.50.50.50.50.5
Salt0.20.20.20.20.2
Tremella fuciformis powder01234

TVP, textured vegetable protein; ISP, isolated soy protein; TG, transglutaminase.



pH 측정

대체육 패티 5 g에 증류수 20 mL를 코니컬 튜브(50 mL)에 넣어준 후 균질기(Ultra-Turax T25, Janken & Kunkel, Staufen, Germany)를 이용하여 8,000 rpm으로 1분간 균질화를 진행한 다음, pH meter(3-620-530A, Fisher Scientific, Leicestershire, UK)로 총 3 반복 측정하였다.

색도 측정

흰목이버섯 첨가량에 따라 제조한 패티는 색도계(CR-400, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 사용하여 가열 전후 패티 표면의 색도를 측정하였다. 측정 전 백색의 calibration plate를 사용하여 L값 +66.88, a값 -1.54, b값을 25.89로 calibration 한 후 사용했으며, L값(lightness), a값(redness), b값(yellowness)으로 3회 반복하여 측정하였다.

가열감량(cooking loss) 측정

패티 시료 100 g을 중심온도 75°C에 도달할 때까지 가열하여 상온에서 30분간 방치한 후 발생한 수분의 감량을 측정했으며, 계산식은 다음과 같다.

%= g g g×100

보수력(water holding capacity, WHC) 측정

가열한 패티의 보수력은 Grau와 Hamm(1953)의 filter paper press 법을 응용하여 측정하였다. 특수 제작된 plexiglass plate 중앙에 여과지(Whatman No. 2, WhatmanTM, Maidstone, England)를 놓고 대체육 패티 시료 300 mg을 위에 올려둔 후 plexiglass plate 1개를 포개 놓고 일정한 압력을 가하여 3분간 압착을 진행하였다. 압착이 끝난 여과지를 꺼내어 고기 육편이 묻어 있는 부분의 면적과 수분의 면적을 planimeter(Type KP-21, Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 사용해 측정했으며, 계산식은 다음과 같다.

%= cm2 cm2×100

직경감소율 및 두께감소율 측정

대체육 패티 시료 100 g의 가열 전후 직경과 두께를 digital caliper(CD-15CP, Mitutoyo)를 이용하여 서로 동일한 지점에서 측정했으며, 직경감소율과 두께감소율의 계산식은 다음과 같다.

%= mm mm mm×100

%= mm mm mm×100

일반성분 분석

수분함량은 컨벤션 오븐(HSC-150/300, MS I&C, Seoul, Korea)에서 상압가열건조법을 이용하여 105°C에서 5분간 가열하여 측정했으며, 조지방 함량은 Soxhlet 추출법(E-816, BUCHI Labortechnik AG, Flawil, Switzerland)으로, 조회분은 550°C 직접 회화법(550-126, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA)으로 분석하였다.

조직감 측정

패티의 조직감은 Texture Profile Analysis 방법으로 texture analyzer(TA-XTplus, Stable Micro Systems, Surrey, England)를 이용하여 측정하였다. 방랭한 패티를 가로 2.5 cm, 세로 2.5 cm로 자른 후, 3회 반복 측정하여 경도(hardness), 응집성(cohensiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness) 값을 측정하였다. 이때의 분석 조건은 maximum load 2 kg, head speed 2.0 mm/s, pre-test speed 2.0 mm/s, post-test speed 4.0 mm/s, strain 50%, force 5 g로 설정하였다.

통계처리

본 연구의 실험 결과는 3 반복으로 측정한 결과값을 SPSS (Statistics Package for Social Science, IBM-SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계프로그램을 사용하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. 시료 간의 차이 분석은 일원배치 분산분석(one-way ANOVA) 후 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의적 차이(P<0.05)를 검증하였다.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 pH 및 색도 비교

흰목이버섯의 첨가량에 따른 패티의 pH와 색도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. pH의 변화는 식품의 신선도와 수분 보유력, 보수력, 조직감 등에 영향을 미친다(Park 등, 2017). 가열 후 대체육 패티의 pH는 7.14~7.23으로 측정되었다. 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 T3와 T4에서 pH가 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 이와 관련하여 흰목이버섯 분말을 첨가한 쿠키의 품질특성(Kim과 Han, 2020)에 관한 연구와 흰목이버섯 분말을 첨가한 설기떡의 품질특성(Kim과 Han, 2021) 연구에서도 흰목이버섯 분말을 첨가할수록 pH는 감소하는 경향을 나타냈으며, 본 연구에서도 흰목이버섯 분말의 첨가가 대체육 패티의 pH 감소에 영향을 미친 것으로 사료된다.

Table 2 . Effect of Tremella fuciformis powder contents on pH and color of plant-based patties

ControlT1T2T3T4
pH7.21±0.02b7.23±0.01b7.21±0.01b7.14±0.05a7.17±0.05ab
L35.23±0.21b33.52±0.07a33.85±0.54a33.88±0.11a34.04±0.17a
a7.64±0.35b6.53±0.18ab5.88±0.23a7.45±0.08ab7.54±0.21b
b11.15±0.24a10.75±0.09a11.19±0.36a11.43±0.30a11.49±0.69a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder. Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05).



흰목이버섯을 첨가한 대체육 패티의 색도를 측정한 결과, 패티의 명도(lightness, L)는 대조구에서 가장 높게 측정되었으며, 처리구의 경우 흰목이버섯의 첨가 비율을 높일수록 증가하는 경향을 보였지만 처리구 간에 유의적인 차이는 없었다. 적색도(redness, a)의 경우 처리구에 비해 대조구가 높게 나타났으나 처리구 내에서의 첨가량에 따른 경향성은 확인할 수 없었다. 황색도(yellowness, b)는 처리구 내에서 흰목이버섯의 함량이 높을수록 증가하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 없었다. 이는 흰목이버섯을 첨가한 돼지고기 패티의 품질특성 연구(Cha 등, 2014)와 일치하는 결과로, 해당 연구에서는 흰목이버섯 고유의 높은 밝기와 백색도가 명도와 황색도를 높인다고 분석하였다. 따라서 본 연구에서도 흰목이버섯이 패티의 명도와 황색도에 영향을 미친 것으로 사료된다.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 가열감량 및 보수력 비교

흰목이버섯의 첨가량에 따른 대체육 패티의 가열감량과 보수력을 산출한 결과는 Fig. 1과 같다. 가열감량은 조리된 패티의 외관, 질감, 풍미에 직접적인 영향을 미치는 중요한 역할을 한다(Forghani 등, 2017). 패티의 가열감량의 경우 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 이와 관련하여 계육 패티에 새송이버섯 분말을 첨가한 연구(Hwang 등, 2020)에서도 본 연구와 유사한 결과가 나타났다. 또한 느타리버섯을 첨가해 대체육 패티를 제조한 연구에서 육고기 패티보다 낮은 가열감량을 나타내 기존 패티의 대체재로써의 가능성을 나타냈다(Cho, 2021). 따라서 버섯의 첨가량이 증가할수록 가열감량을 낮추는 데에 효과가 있어 패티 품질을 개선하고 이에 따라 기호성에도 긍정적인 효과를 보일 것으로 사료된다.

Fig. 1. Effect of Tremella fuciformis powder contents on cooking loss and water holding capacity of plant-based patties. Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder. Means with different letters (a-e) are significantly different (P<0.05).

패티의 보수력은 대조구에서 가장 낮았고 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 느타리버섯을 첨가한 대체육 패티 연구(Cho와 Ryu, 2022), 능이버섯을 첨가한 우육 연구(Lee 등, 2001)에서도 버섯의 첨가량이 증가할수록 보수력이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. Lee 등(2001)은 단백질분해효소를 포함한 버섯의 첨가가 우육의 보수력을 높이는 데에 영향을 끼친다고 분석하였다. 따라서 본 연구에서도 흰목이버섯의 단백질분해효소가 단백질을 포함하고 있는 TVP 패티에도 동일한 영향을 미친다고 판단된다. 그리하여 높은 보수력이 패티의 경도를 개선하여 식이 향상에 도움이 되어 기호성이 높아질 것으로 사료된다.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 직경감소율 및 두께감소율 비교

흰목이버섯의 첨가량을 달리한 대체육 패티의 직경감소율 및 두께감소율을 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 직경감소율의 경우 대조구 값이 가장 높았고 흰목이버섯 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 두께감소율의 경우 흰목이버섯 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였지만 유의적 차이는 없었다. 이는 새송이버섯을 첨가한 저염 계육 패티의 품질특성 연구에서 새송이버섯의 첨가가 직경감소율과 두께감소율을 감소시킨다고 보고해 본 연구와 일치하였다(Hwang 등, 2020). 해당 연구에서는 버섯의 식이섬유가 보수력을 향상시켜 패티의 직경과 두께감소율을 줄이는 것으로 분석되었으며 본 연구에서도 같은 결과를 보였다. 그리하여 흰목이버섯은 패티 제조 시 크기와 모양 등을 유지하는 데에 도움이 될 것으로 사료된다.

Fig. 2. Effect of Tremella Fuciformis powder contents on reduction of diameter and thickness of plant-based patties. Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 일반성분 분석

흰목이버섯을 첨가한 대체육 패티의 일반성분 분석 결과는 Table 3과 같다. 조회분 함량은 1.99~2.39%로 나타났으며 대조구와 처리구 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 조지방 또한 18.42~19.16%로 나타났지만, 대조구와 처리구 간에 유의적 차이는 찾을 수 없었다. 수분함량의 경우 35.87~37.82% 범위로 T1을 제외한 처리구의 수분함량이 대조구보다 유의적으로 증가하는 추세를 보였다(P<0.05). 흰목이버섯을 돼지고기 패티에 첨가한 연구(Cha 등, 2014), 느타리버섯을 쇠고기 패티에 첨가한 연구(Wan Rosli와 Solihah, 2012)에서도 본 연구와 동일하게 버섯의 첨가량을 높일수록 수분함량이 높게 나타난다는 결과를 얻었다. 선행 연구(Joo와 Choi, 2014a, 2014b)에서는 시료를 첨가한 패티의 수분함량에 차이가 나는 이유로 원료육의 성분 조성 차이와 함께 패티 제조 시 첨가되는 부재료의 종류와 첨가 비율을 꼽았다. 특히 대체육을 이용하여 패티를 제조할 시 일반적인 동물성 패티에 비해 채소의 함량이 높은 것이 특징이기 때문에 대체육 속의 식이섬유가 다른 재료들의 수분과 결합하게 되면서 패티의 수분 손실을 감소시키고, 결과적으로 패티 자체의 수분함량을 높이게 된 요인으로 보고 있다(Joo와 Choi, 2014a). 따라서 본 연구에서 식이섬유가 높은 흰목이버섯을 첨가함으로써 첨가량이 많아질수록 수분함량이 증가하는 것으로 확인하였다.

Table 3 . Effect of Tremella fuciformis powder contents on proximate composition of plant-based patties (units: %)

ControlT1T2T3T4
Moisture content35.87±0.21a36.81±0.08ab37.75±0.89b37.67±0.47b37.82±0.64b
Ash content1.99±0.36a2.00±0.20a2.29±0.08a2.39±0.58a2.36±0.09a
Fat content17.84±0.54a19.06±0.54a14.84±0.46a17.53±0.98a18.06±1.14a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder.

All values are mean±SD of three replicates.

Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05).



흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 조직감 비교

흰목이버섯을 첨가한 대체육 패티의 조직감을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 경도와 응집성, 씹힘성, 탄력성을 측정하였을 때, 씹힘성은 흰목이버섯을 첨가할수록 감소하는 경향을 보였으나 대조구와 처리구 간에 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 탄력성은 버섯을 첨가할수록 증가하는 경향을 보였지만 유의적 차이는 없었다. 응집성의 경우 대조구보다 처리구에서 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 이는 목이버섯을 첨가한 생면의 품질특성(Yu, 2019)을 연구한 결과와 동일하다. Yu(2019)는 목이버섯 분말 첨가가 밀가루 글루텐 단백질 결합능력을 저하시켜 씹힙성, 응집성 등이 감소하는 경향을 나타낸다고 보고하였으며, 본 연구에서도 같은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 경도 또한 대조구보다 처리구가 낮아지는 경향을 보였고, T3와 T4에서 유의적으로 낮아지는 것을 확인하였다(P<0.05). 이는 흰목이버섯 분말을 첨가한 쿠키(Kim과 Han, 2020)와 일치하는 결과이다. Kim과 Han(2020)의 연구에서 흰목이버섯 속 식이섬유가 갖는 수분 보유력이 쿠키의 수분함량을 증가시켜 경도가 감소한 바 있다. 따라서 본 연구에서도 같은 원인으로 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 경도가 낮아지는 것으로 사료된다. 따라서 흰목이버섯의 첨가는 패티의 경도를 개선하여 부드러움을 높이고 기호성에 긍정적 도움을 줄 것으로 생각된다.

Table 4 . Texture properties of plant-based patties with different contents of Tremella fuciformis powder

ControlT1T2T3T4
Hardness (kg)10.95±0.64b10.18±0.38ab10.81±0.82b9.42±0.19a9.17±0.90a
Springiness0.72±0.08a0.76±0.08a0.79±0.07a0.82±0.03a0.83±0.01a
Cohensiveness0.52±0.02b0.50±0.06ab0.47±0.01ab0.45±0.04ab0.44±0.01a
Chewiness (kg)4.03±0.65a3.97±0.55a3.87±0.31a3.52±0.57a3.31±0.09a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder.

All values are mean±SD of three replicates.

Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05).


본 연구는 흰목이버섯의 첨가량에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 이화학적 품질특성을 알아보고자 진행되었다. pH의 경우 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 T3와 T4에서 pH가 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며(P<0.05), 패티의 색도는 흰목이버섯 분말을 첨가할수록 L값과 b값은 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었다. a값은 대조구와 처리구 간의 경향성 차이를 확인할 수 없었다. 패티의 가열감량의 경우 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 패티의 보수력은 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 직경감소율과 두께감소율의 경우 흰목이버섯 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 흰목이버섯 대체육 패티의 일반성분 중 조회분과 조지방은 유의적 차이가 없었으나, 수분함량의 경우 흰목이버섯 분말의 함량을 높일수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 조직감에서는 응집성과 경도에서 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 따라서 본 연구를 종합했을 때, 흰목이버섯의 첨가가 식물성 대체육의 보수력을 증진하고 경도를 감소시켜 조직감을 개선하는 효과가 있음을 확인하여 대체육의 영양학적 및 기능적 보완 식재료로써의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 한국연구재단 기본연구사업(2021R1F1A106357712)의 지원에 의해 수행되었음.

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2023; 52(3): 301-306

Published online March 31, 2023 https://doi.org/10.3746/jkfn.2023.52.3.301

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

흰목이버섯 첨가량에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 품질특성 연구

이경현1*․이채연1*․장한별1․최윤상2․장혜원1

1성신여자대학교 바이오식품공학과
2한국식품연구원 가공공정연구단

Received: November 17, 2022; Revised: December 13, 2022; Accepted: December 15, 2022

A Study on the Quality Characteristics of Plant-Based Patties with Tremella fuciformis

Kyung-Hyun Lee1*, Chae-Yeon Lee1* , Han-Byeol Jang1, Yun-Sang Choi2, and Hae-Won Jang1

1Department of Food Science and Biotechnology, Sungshin Women’s University
2Research Group of Food Processing, Korea Food Research Institute

Correspondence to:Hae-Won Jang, Department of Food Science and Biotechnology, Sungshin Women’s University, 55, 76 ga-gil, Dobong-ro, Gangbuk-gu, Seoul 01133, Korea, E-mail: hwjang@sungshin.ac.kr
*These authors contributed equally to this work.

Received: November 17, 2022; Revised: December 13, 2022; Accepted: December 15, 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 investigates the quality characteristics of textured vegetable protein (TVP) patties based on the quantity of Tremella fuciformis powder added (0, 1, 2, 3, and 4 g). The pH value tended to decrease with an increasing amount of Tremella fuciformis, and was significantly increased at T3 and T4. Increasing Tremella fuciformis concentration also resulted in significantly decreased cooking loss, but the water-holding capacity and moisture content among the proximate composition of the TVP patties were determined to increase significantly. The cohesiveness and hardness were significantly decreased with higher powder concentrations. Our results confirm that the addition of Tremella fuciformis powder effectively improves the texture of substitute meat.

Keywords: Tremella fuciformis, textured vegetable protein, patties, quality characteristics

서 론

육류는 인간에게 유용한 식량자원이지만 포화 지방산과 콜레스테롤을 다량 함유하고 있어 다량의 지속적인 육류 섭취는 당뇨병, 대장암 및 심혈관계 질환과 같은 만성질환을 일으킨다는 문제점이 있다(Ekmekcioglu 등, 2018). 현대인의 삶의 질이 높아지면서 식육, 육가공품 등 육식 위주의 식단에서 발생할 수 있는 각종 질병에 대한 인식이 강화되고, 가축 사육, 도축, 가공과정에서 수반되는 환경오염이나 동물 윤리 등의 이유로 육식하지 않는 인구가 증가함에 따라 육류의 대안으로 식물성 대체육에 관한 관심이 매년 증가하고 있는 추세이다(Cho와 Ryu, 2017). 또한, 2050년까지 세계인구가 97억여 명에 이르면 식량난과 고기의 부족 현상이 예상되면서, 글로벌 대체육 시장의 규모는 수억 달러 규모로 증가할 것으로 전망된다(Bohrer, 2019). 특히, 식물성 육류 유사식품은 원료인 밀, 대두 등의 곡류에 대한 소비자 거부감이 적으며 단백질 함량이 높아 영양적인 면에서 기존 육류시장을 어느 정도 대체할 수 있다고 판단된다(You 등, 2020).

식물성 대체육은 식물에서 추출한 단백질을 사용하여 제조된 육류 유사품으로 주원료는 대두 단백질과 밀 단백질, 완두콩, 콩, 깨, 땅콩, 쌀, 곰팡이 등을 사용하고 있다(Kim, 2018; You 등, 2020). 대체육은 기존 육류에 비해 적은 자원을 사용하고, 온실가스 배출량을 감소시키면서 대량 생산이 용이하여 가격 또한 저렴한 편이다(Bonny 등, 2015). 대체육은 육류와 유사한 식감을 부여하기 위해 주로 조직화한 대두단백(textured vegetable protein, TVP)을 사용하여 제조된 식물성 육류 유사식품으로 ‘콩고기’라는 이름으로 국내에서 소비되고 있다(Kim 등, 2017). TVP는 50% 내외나 그 이상의 단백질을 함유한 가루나 농축물을 고온, 고압으로 압출하여 제조한 조직화한 단백질의 한 종류로 육류와 유사한 품질특성을 가지고 있는 것으로 평가받고 있다. 주로 콩 단백질을 원료로 제조되며 육류 대체 식품 시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있다(Bonny 등, 2015). 식물성 대체육과 관련하여 외관, 풍미 및 질감을 포함하는 기호적인 특성을 향상시키고 육류를 모방하기 위한 지속적인 노력이 이루어지고 있다. 그러나 위 육질 특성 항목은 가축 기반의 전통적인 육류 생산 시스템과 비교할 때 육류를 대체하는 제품으로 여전히 부족한 상태이다. 또한 인간에게 필요한 단백질 공급 에너지원으로 식물성 대체 소재를 사용한 육류 대체품 개발 등이 시급한 실정이다(Kim 등, 2021). 따라서 기존 대체육의 미흡한 부분을 보완하기 위해 부가적인 요소를 첨가함으로써 식물성 대체 단백질의 조직감 및 품질 개선이 필요하다.

기존 육류 제품의 건강 기능성 향상을 위한 첨가 소재 중 하나로 사용되어 온 버섯은 자연적, 무공해, 저열량 식품이다(Hong 등, 1988). 또한 육류 제품이 아닌 대체육에도 버섯을 첨가했을 때 대체육 조직감의 개선을 확인한 연구 결과가 있다(Cho와 Ryu, 2020). 흰목이버섯(Tremella fuciformis Berk)은 이담자균강(Heterobasidiomycetes) 흰목이목(Tremellales) 흰목이과(Tremellaceae)에 속하고 일반명은 흰 젤리버섯(white jelly fungus) 또는 은이(silver ear)버섯으로 불리며, 중국에서는 흰목이버섯을 섭취하면 면역체계 활성화에 도움이 되어 암과 노화를 방지하고, 고혈압이나 동맥경화도 예방할 수 있다고 전해져 현재까지도 버섯 시장에서 인기가 높은 버섯으로 알려져 있다(Park과 Lee, 1999; Ying 등, 1987). 흰목이버섯은 에너지와 지질이 낮고 단백질, 다당류 및 식이섬유가 풍부하며 다양한 미네랄과 비타민이 함유되어 있다(Wu 등, 2019). 현재 흰목이버섯을 첨가한 식품 개발에 관한 연구는 흰목이버섯 분말을 첨가한 국수(Kim, 2022), 흰목이버섯 분말을 첨가한 설기떡(Kim과 Han, 2021), 흰목이버섯 분말을 첨가한 쿠키(Kim과 Han, 2020) 등이 있으나, 느타리버섯, 양송이버섯, 표고버섯 등과 같은 식용버섯과 비교했을 때 흰목이버섯을 이용한 가공제품 개발 연구는 부족한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 대체육 섭취 시 야기되는 풍미 및 조직감 문제 현상을 흰목이버섯의 첨가를 통해 개선한 식물성 단백질 패티를 제조하고, 흰목이버섯의 기능성 소재로써 활용 가능성을 확인하고자 했으며, 흰목이버섯의 첨가 비율에 따른 식물성 단백질 패티의 이화학적 품질특성을 비교하여 산업적 활용이 가능한지에 대한 여부를 알아보고자 한다.

재료 및 방법

실험재료

TVP는 Hokyoung-Tech(Anseong, Korea)에서 구매하였고, 흰목이버섯은 로컬마트에서 구매하여 -40°C에서 48시간 동안 동결 건조하여 사용하였다. 동결 건조된 흰목이버섯은 믹서기(BL811DKR, Tefal, Haute-Savoie, France)로 갈아서 분말화된 상태로 첨가하였다. 이외 코코넛유, 글루텐, 곤약, 감자전분, 분리대두단백(isolated soy protein), transglutaminase(TG), 인산염, 소금을 실험 전 구매하여 재료로 사용하였다.

흰목이버섯 분말을 첨가한 식물성 단백질 대체육 패티의 제조

대체육 패티는 Table 1에 제시된 배합비에 따라 제조하였고, 이는 선행 연구를 통해 최적의 배합비를 설정하였다. TVP는 grinder(PM-70, Mainca, Barcelona, Spain)에서 3 mm plate를 이용해 분쇄했으며, 수분이 충분히 수화되도록 1시간 이상 수화시킨 후 잔여 물기를 제거하고 grinder를 활용해 분쇄하여 원료육으로 활용하였다. 분쇄가 끝난 원료육(80%)은 소금(1.5%), 인산염(0.2%), 분리대두단백(0.01%), 식이섬유 및 부재료 등과 함께 3분간 혼합한 뒤 첨가물과 지방(10%)과 빙수(10%)를 첨가하여 대체육 패티를 제조하였다. 코코넛유와 함께 3분간 혼합 후 pre-blending 한 다음 30분간 정치하여 사용하였다. 혼합물에 기타 부재료를 함께 투입하여 3분간 혼합한 후, 햄버거 패티 성형기(PM 10/13 Burger press, AB Services Food Machinery, Coventry, England; diameter 10.0 cm, thickness 2.3 cm)를 이용하여 두께 15 mm, 직경 90 mm로 100 g씩 성형하였다. 성형된 햄버거 패티는 -18°C의 냉동고(LS-1043 RF, Daeyoung E&B, Ansan, Korea)에 저장하여 재료로 사용하였고, 예열된 컨벡션 오븐(RCO-060CE, Rinnai, Incheon, Korea)에 180°C, 30분 조건에서 구워 실험에 활용하였다.

Table 1 . Formulation of plant-based patties manufactured with different contents of Tremella fuciformis powder (units: %, w/w).

IngredientsControlT1T2T3T4
TVP8080808080
Coconut oil2020202020
Total100100100100100
Gluten33333
Konjac33333
Potato starches44444
ISP11111
TG11111
Phosphate0.50.50.50.50.5
Salt0.20.20.20.20.2
Tremella fuciformis powder01234

TVP, textured vegetable protein; ISP, isolated soy protein; TG, transglutaminase..



pH 측정

대체육 패티 5 g에 증류수 20 mL를 코니컬 튜브(50 mL)에 넣어준 후 균질기(Ultra-Turax T25, Janken & Kunkel, Staufen, Germany)를 이용하여 8,000 rpm으로 1분간 균질화를 진행한 다음, pH meter(3-620-530A, Fisher Scientific, Leicestershire, UK)로 총 3 반복 측정하였다.

색도 측정

흰목이버섯 첨가량에 따라 제조한 패티는 색도계(CR-400, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 사용하여 가열 전후 패티 표면의 색도를 측정하였다. 측정 전 백색의 calibration plate를 사용하여 L값 +66.88, a값 -1.54, b값을 25.89로 calibration 한 후 사용했으며, L값(lightness), a값(redness), b값(yellowness)으로 3회 반복하여 측정하였다.

가열감량(cooking loss) 측정

패티 시료 100 g을 중심온도 75°C에 도달할 때까지 가열하여 상온에서 30분간 방치한 후 발생한 수분의 감량을 측정했으며, 계산식은 다음과 같다.

%= g g g×100

보수력(water holding capacity, WHC) 측정

가열한 패티의 보수력은 Grau와 Hamm(1953)의 filter paper press 법을 응용하여 측정하였다. 특수 제작된 plexiglass plate 중앙에 여과지(Whatman No. 2, WhatmanTM, Maidstone, England)를 놓고 대체육 패티 시료 300 mg을 위에 올려둔 후 plexiglass plate 1개를 포개 놓고 일정한 압력을 가하여 3분간 압착을 진행하였다. 압착이 끝난 여과지를 꺼내어 고기 육편이 묻어 있는 부분의 면적과 수분의 면적을 planimeter(Type KP-21, Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 사용해 측정했으며, 계산식은 다음과 같다.

%= cm2 cm2×100

직경감소율 및 두께감소율 측정

대체육 패티 시료 100 g의 가열 전후 직경과 두께를 digital caliper(CD-15CP, Mitutoyo)를 이용하여 서로 동일한 지점에서 측정했으며, 직경감소율과 두께감소율의 계산식은 다음과 같다.

%= mm mm mm×100

%= mm mm mm×100

일반성분 분석

수분함량은 컨벤션 오븐(HSC-150/300, MS I&C, Seoul, Korea)에서 상압가열건조법을 이용하여 105°C에서 5분간 가열하여 측정했으며, 조지방 함량은 Soxhlet 추출법(E-816, BUCHI Labortechnik AG, Flawil, Switzerland)으로, 조회분은 550°C 직접 회화법(550-126, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA)으로 분석하였다.

조직감 측정

패티의 조직감은 Texture Profile Analysis 방법으로 texture analyzer(TA-XTplus, Stable Micro Systems, Surrey, England)를 이용하여 측정하였다. 방랭한 패티를 가로 2.5 cm, 세로 2.5 cm로 자른 후, 3회 반복 측정하여 경도(hardness), 응집성(cohensiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness) 값을 측정하였다. 이때의 분석 조건은 maximum load 2 kg, head speed 2.0 mm/s, pre-test speed 2.0 mm/s, post-test speed 4.0 mm/s, strain 50%, force 5 g로 설정하였다.

통계처리

본 연구의 실험 결과는 3 반복으로 측정한 결과값을 SPSS (Statistics Package for Social Science, IBM-SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계프로그램을 사용하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. 시료 간의 차이 분석은 일원배치 분산분석(one-way ANOVA) 후 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의적 차이(P<0.05)를 검증하였다.

결과 및 고찰

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 pH 및 색도 비교

흰목이버섯의 첨가량에 따른 패티의 pH와 색도를 측정한 결과는 Table 2와 같다. pH의 변화는 식품의 신선도와 수분 보유력, 보수력, 조직감 등에 영향을 미친다(Park 등, 2017). 가열 후 대체육 패티의 pH는 7.14~7.23으로 측정되었다. 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 T3와 T4에서 pH가 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 이와 관련하여 흰목이버섯 분말을 첨가한 쿠키의 품질특성(Kim과 Han, 2020)에 관한 연구와 흰목이버섯 분말을 첨가한 설기떡의 품질특성(Kim과 Han, 2021) 연구에서도 흰목이버섯 분말을 첨가할수록 pH는 감소하는 경향을 나타냈으며, 본 연구에서도 흰목이버섯 분말의 첨가가 대체육 패티의 pH 감소에 영향을 미친 것으로 사료된다.

Table 2 . Effect of Tremella fuciformis powder contents on pH and color of plant-based patties.

ControlT1T2T3T4
pH7.21±0.02b7.23±0.01b7.21±0.01b7.14±0.05a7.17±0.05ab
L35.23±0.21b33.52±0.07a33.85±0.54a33.88±0.11a34.04±0.17a
a7.64±0.35b6.53±0.18ab5.88±0.23a7.45±0.08ab7.54±0.21b
b11.15±0.24a10.75±0.09a11.19±0.36a11.43±0.30a11.49±0.69a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder. Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05)..



흰목이버섯을 첨가한 대체육 패티의 색도를 측정한 결과, 패티의 명도(lightness, L)는 대조구에서 가장 높게 측정되었으며, 처리구의 경우 흰목이버섯의 첨가 비율을 높일수록 증가하는 경향을 보였지만 처리구 간에 유의적인 차이는 없었다. 적색도(redness, a)의 경우 처리구에 비해 대조구가 높게 나타났으나 처리구 내에서의 첨가량에 따른 경향성은 확인할 수 없었다. 황색도(yellowness, b)는 처리구 내에서 흰목이버섯의 함량이 높을수록 증가하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 없었다. 이는 흰목이버섯을 첨가한 돼지고기 패티의 품질특성 연구(Cha 등, 2014)와 일치하는 결과로, 해당 연구에서는 흰목이버섯 고유의 높은 밝기와 백색도가 명도와 황색도를 높인다고 분석하였다. 따라서 본 연구에서도 흰목이버섯이 패티의 명도와 황색도에 영향을 미친 것으로 사료된다.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 가열감량 및 보수력 비교

흰목이버섯의 첨가량에 따른 대체육 패티의 가열감량과 보수력을 산출한 결과는 Fig. 1과 같다. 가열감량은 조리된 패티의 외관, 질감, 풍미에 직접적인 영향을 미치는 중요한 역할을 한다(Forghani 등, 2017). 패티의 가열감량의 경우 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 이와 관련하여 계육 패티에 새송이버섯 분말을 첨가한 연구(Hwang 등, 2020)에서도 본 연구와 유사한 결과가 나타났다. 또한 느타리버섯을 첨가해 대체육 패티를 제조한 연구에서 육고기 패티보다 낮은 가열감량을 나타내 기존 패티의 대체재로써의 가능성을 나타냈다(Cho, 2021). 따라서 버섯의 첨가량이 증가할수록 가열감량을 낮추는 데에 효과가 있어 패티 품질을 개선하고 이에 따라 기호성에도 긍정적인 효과를 보일 것으로 사료된다.

Fig 1. Effect of Tremella fuciformis powder contents on cooking loss and water holding capacity of plant-based patties. Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder. Means with different letters (a-e) are significantly different (P<0.05).

패티의 보수력은 대조구에서 가장 낮았고 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 느타리버섯을 첨가한 대체육 패티 연구(Cho와 Ryu, 2022), 능이버섯을 첨가한 우육 연구(Lee 등, 2001)에서도 버섯의 첨가량이 증가할수록 보수력이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. Lee 등(2001)은 단백질분해효소를 포함한 버섯의 첨가가 우육의 보수력을 높이는 데에 영향을 끼친다고 분석하였다. 따라서 본 연구에서도 흰목이버섯의 단백질분해효소가 단백질을 포함하고 있는 TVP 패티에도 동일한 영향을 미친다고 판단된다. 그리하여 높은 보수력이 패티의 경도를 개선하여 식이 향상에 도움이 되어 기호성이 높아질 것으로 사료된다.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 직경감소율 및 두께감소율 비교

흰목이버섯의 첨가량을 달리한 대체육 패티의 직경감소율 및 두께감소율을 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 직경감소율의 경우 대조구 값이 가장 높았고 흰목이버섯 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 두께감소율의 경우 흰목이버섯 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였지만 유의적 차이는 없었다. 이는 새송이버섯을 첨가한 저염 계육 패티의 품질특성 연구에서 새송이버섯의 첨가가 직경감소율과 두께감소율을 감소시킨다고 보고해 본 연구와 일치하였다(Hwang 등, 2020). 해당 연구에서는 버섯의 식이섬유가 보수력을 향상시켜 패티의 직경과 두께감소율을 줄이는 것으로 분석되었으며 본 연구에서도 같은 결과를 보였다. 그리하여 흰목이버섯은 패티 제조 시 크기와 모양 등을 유지하는 데에 도움이 될 것으로 사료된다.

Fig 2. Effect of Tremella Fuciformis powder contents on reduction of diameter and thickness of plant-based patties. Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder.

흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 일반성분 분석

흰목이버섯을 첨가한 대체육 패티의 일반성분 분석 결과는 Table 3과 같다. 조회분 함량은 1.99~2.39%로 나타났으며 대조구와 처리구 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 조지방 또한 18.42~19.16%로 나타났지만, 대조구와 처리구 간에 유의적 차이는 찾을 수 없었다. 수분함량의 경우 35.87~37.82% 범위로 T1을 제외한 처리구의 수분함량이 대조구보다 유의적으로 증가하는 추세를 보였다(P<0.05). 흰목이버섯을 돼지고기 패티에 첨가한 연구(Cha 등, 2014), 느타리버섯을 쇠고기 패티에 첨가한 연구(Wan Rosli와 Solihah, 2012)에서도 본 연구와 동일하게 버섯의 첨가량을 높일수록 수분함량이 높게 나타난다는 결과를 얻었다. 선행 연구(Joo와 Choi, 2014a, 2014b)에서는 시료를 첨가한 패티의 수분함량에 차이가 나는 이유로 원료육의 성분 조성 차이와 함께 패티 제조 시 첨가되는 부재료의 종류와 첨가 비율을 꼽았다. 특히 대체육을 이용하여 패티를 제조할 시 일반적인 동물성 패티에 비해 채소의 함량이 높은 것이 특징이기 때문에 대체육 속의 식이섬유가 다른 재료들의 수분과 결합하게 되면서 패티의 수분 손실을 감소시키고, 결과적으로 패티 자체의 수분함량을 높이게 된 요인으로 보고 있다(Joo와 Choi, 2014a). 따라서 본 연구에서 식이섬유가 높은 흰목이버섯을 첨가함으로써 첨가량이 많아질수록 수분함량이 증가하는 것으로 확인하였다.

Table 3 . Effect of Tremella fuciformis powder contents on proximate composition of plant-based patties (units: %).

ControlT1T2T3T4
Moisture content35.87±0.21a36.81±0.08ab37.75±0.89b37.67±0.47b37.82±0.64b
Ash content1.99±0.36a2.00±0.20a2.29±0.08a2.39±0.58a2.36±0.09a
Fat content17.84±0.54a19.06±0.54a14.84±0.46a17.53±0.98a18.06±1.14a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder..

All values are mean±SD of three replicates..

Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05)..



흰목이버섯 첨가에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 조직감 비교

흰목이버섯을 첨가한 대체육 패티의 조직감을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 경도와 응집성, 씹힘성, 탄력성을 측정하였을 때, 씹힘성은 흰목이버섯을 첨가할수록 감소하는 경향을 보였으나 대조구와 처리구 간에 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 탄력성은 버섯을 첨가할수록 증가하는 경향을 보였지만 유의적 차이는 없었다. 응집성의 경우 대조구보다 처리구에서 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 이는 목이버섯을 첨가한 생면의 품질특성(Yu, 2019)을 연구한 결과와 동일하다. Yu(2019)는 목이버섯 분말 첨가가 밀가루 글루텐 단백질 결합능력을 저하시켜 씹힙성, 응집성 등이 감소하는 경향을 나타낸다고 보고하였으며, 본 연구에서도 같은 영향을 미치는 것으로 사료된다. 경도 또한 대조구보다 처리구가 낮아지는 경향을 보였고, T3와 T4에서 유의적으로 낮아지는 것을 확인하였다(P<0.05). 이는 흰목이버섯 분말을 첨가한 쿠키(Kim과 Han, 2020)와 일치하는 결과이다. Kim과 Han(2020)의 연구에서 흰목이버섯 속 식이섬유가 갖는 수분 보유력이 쿠키의 수분함량을 증가시켜 경도가 감소한 바 있다. 따라서 본 연구에서도 같은 원인으로 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 경도가 낮아지는 것으로 사료된다. 따라서 흰목이버섯의 첨가는 패티의 경도를 개선하여 부드러움을 높이고 기호성에 긍정적 도움을 줄 것으로 생각된다.

Table 4 . Texture properties of plant-based patties with different contents of Tremella fuciformis powder.

ControlT1T2T3T4
Hardness (kg)10.95±0.64b10.18±0.38ab10.81±0.82b9.42±0.19a9.17±0.90a
Springiness0.72±0.08a0.76±0.08a0.79±0.07a0.82±0.03a0.83±0.01a
Cohensiveness0.52±0.02b0.50±0.06ab0.47±0.01ab0.45±0.04ab0.44±0.01a
Chewiness (kg)4.03±0.65a3.97±0.55a3.87±0.31a3.52±0.57a3.31±0.09a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder..

All values are mean±SD of three replicates..

Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05)..


요 약

본 연구는 흰목이버섯의 첨가량에 따른 식물성 단백질 대체육 패티의 이화학적 품질특성을 알아보고자 진행되었다. pH의 경우 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 T3와 T4에서 pH가 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며(P<0.05), 패티의 색도는 흰목이버섯 분말을 첨가할수록 L값과 b값은 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었다. a값은 대조구와 처리구 간의 경향성 차이를 확인할 수 없었다. 패티의 가열감량의 경우 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 패티의 보수력은 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 직경감소율과 두께감소율의 경우 흰목이버섯 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 확인할 수 없었다. 흰목이버섯 대체육 패티의 일반성분 중 조회분과 조지방은 유의적 차이가 없었으나, 수분함량의 경우 흰목이버섯 분말의 함량을 높일수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(P<0.05). 조직감에서는 응집성과 경도에서 흰목이버섯의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 따라서 본 연구를 종합했을 때, 흰목이버섯의 첨가가 식물성 대체육의 보수력을 증진하고 경도를 감소시켜 조직감을 개선하는 효과가 있음을 확인하여 대체육의 영양학적 및 기능적 보완 식재료로써의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

감사의 글

본 연구는 한국연구재단 기본연구사업(2021R1F1A106357712)의 지원에 의해 수행되었음.

Fig 1.

Fig 1.Effect of Tremella fuciformis powder contents on cooking loss and water holding capacity of plant-based patties. Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder. Means with different letters (a-e) are significantly different (P<0.05).
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2023; 52: 301-306https://doi.org/10.3746/jkfn.2023.52.3.301

Fig 2.

Fig 2.Effect of Tremella Fuciformis powder contents on reduction of diameter and thickness of plant-based patties. Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2023; 52: 301-306https://doi.org/10.3746/jkfn.2023.52.3.301

Table 1 . Formulation of plant-based patties manufactured with different contents of Tremella fuciformis powder (units: %, w/w).

IngredientsControlT1T2T3T4
TVP8080808080
Coconut oil2020202020
Total100100100100100
Gluten33333
Konjac33333
Potato starches44444
ISP11111
TG11111
Phosphate0.50.50.50.50.5
Salt0.20.20.20.20.2
Tremella fuciformis powder01234

TVP, textured vegetable protein; ISP, isolated soy protein; TG, transglutaminase..


Table 2 . Effect of Tremella fuciformis powder contents on pH and color of plant-based patties.

ControlT1T2T3T4
pH7.21±0.02b7.23±0.01b7.21±0.01b7.14±0.05a7.17±0.05ab
L35.23±0.21b33.52±0.07a33.85±0.54a33.88±0.11a34.04±0.17a
a7.64±0.35b6.53±0.18ab5.88±0.23a7.45±0.08ab7.54±0.21b
b11.15±0.24a10.75±0.09a11.19±0.36a11.43±0.30a11.49±0.69a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder. Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05)..


Table 3 . Effect of Tremella fuciformis powder contents on proximate composition of plant-based patties (units: %).

ControlT1T2T3T4
Moisture content35.87±0.21a36.81±0.08ab37.75±0.89b37.67±0.47b37.82±0.64b
Ash content1.99±0.36a2.00±0.20a2.29±0.08a2.39±0.58a2.36±0.09a
Fat content17.84±0.54a19.06±0.54a14.84±0.46a17.53±0.98a18.06±1.14a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder..

All values are mean±SD of three replicates..

Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05)..


Table 4 . Texture properties of plant-based patties with different contents of Tremella fuciformis powder.

ControlT1T2T3T4
Hardness (kg)10.95±0.64b10.18±0.38ab10.81±0.82b9.42±0.19a9.17±0.90a
Springiness0.72±0.08a0.76±0.08a0.79±0.07a0.82±0.03a0.83±0.01a
Cohensiveness0.52±0.02b0.50±0.06ab0.47±0.01ab0.45±0.04ab0.44±0.01a
Chewiness (kg)4.03±0.65a3.97±0.55a3.87±0.31a3.52±0.57a3.31±0.09a

Control: patties with TVP 80%, without Tremella fuciformis powder; T1: patties with TVP 80%, with 1% Tremella fuciformis powder; T2: patties with TVP 80%, with 2% Tremella fuciformis powder; T3: patties with TVP 80%, with 3% Tremella fuciformis powder; T4: patties with TVP 80%, with 4% Tremella fuciformis powder..

All values are mean±SD of three replicates..

Means within a row with different letters (a,b) are significantly different (P<0.05)..


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