햄버거는 보통, 버거 번(burger bun) 사이에 20% 내외의 지방을 별도로 첨가하여 구운 소고기 다짐육 패티와 야채를 함께 곁들여 먹는 대표적인 패스트푸드로, 조리의 신속성과 간편성, 높은 기호성 등의 장점이 있다(Mo와 Kim, 2016). 햄버거 패티의 평가 기준은 원료육의 종류와 배합, 제조공정 등과 같은 요인들에 크게 좌우되며, 원료육의 품질은 조리 후 패티의 풍미뿐만 아니라, 조직감 및 다즙성과 관련된 가공적성에 영향을 주게 된다(Cho, 2021; Choi 등, 2015). 최근에는 적색 가공육이 주는 건강상 유해성으로 인하여, 원료육을 대체할 식물성 단백질을 비롯한 식용곤충, 버섯 등을 소재로 한 대체육이나 배양육을 이용한 다양한 식품의 개발이 꾸준히 진행되고 있다.

비욘드 미트나 임파서블 버거가 주도하는 버거 패티를 시작으로 다양한 제품으로 개발되어 시장을 확대하고 있는 식물성 대체육은, 대두 단백질을 육류의 조직감과 유사하게 물리적인 변화를 유도하여 고기의 조직감과 관능적 특성이 있으며, 제1군 발암 물질인 아질산염과 같은 유해 식육 첨가물의 섭취를 막아 건강상 유익하다(Hur 등, 2015).

대체육의 조직화를 위하여 대표적으로 사용되는 압출성형은 식물성 단백질에 기계적 열, 압력, 전단력을 가하여 고기와 같은 결을 가진 섬유상 조직으로 단시간에 사출이 가능한 고온 단시간 공정으로, 대두 특유의 이미취인 콩 비린내를 최소화하는 장점이 있다. 또한, 압출성형 대체육의 정제 단백질 원료인 분리대두단백(isolated soy protein)은 안정된 조직화 및 유화성, 높은 보수력 등으로 식육가공품의 결착제와 햄버거 패티 제조를 위해 적합하다. 수분은 압출성형공정에서 중요한 요인 중 하나로, 수분함량 30% 이하 저수분의 경우, 일반 슬릿다이(slit die)를 사용하여 팽화로 인한 다공성의 조직을 지닌 대체육을 생산한다. Samard 등(2021)은 저수분 압출성형으로 사출된 대체육 소재 순식물성 버거 패티가 소고기 패티보다 가열감량이 낮고 수분 유지력이 높아 패티로서의 가공적성이 우수하였다고 보고하였다. 또한, 길이가 긴 냉각다이(cooling die)를 사용하여 수분함량 50% 이상에서 압출성형 하는 고수분 압출성형은 팽화가 억제되어 고기와 유사하게 높은 수분함량을 지닌 섬유상 조직을 구현해 낼 수 있어 대체육의 생산에 주로 적용된다. 고수분 압출성형공정을 이용한 느타리버섯 첨가 대체육으로 제조된 버거 패티의 경우, 비욘드 미트나 육고기 버거 패티 같은 상업용 패티보다 높은 가열수율 및 낮은 가열감량을 나타내어 햄버거 패티의 대체재로서의 가능성을 나타내었다(Cho와 Ryu, 2023).

현재 우지의 함량을 달리한 소고기 햄버거 패티와 식물성 버거 패티의 품질특성 비교(Davis, 2021), 압출성형공정 변수에 따른 저수분 대체육 버거 패티의 이화학적 특성(Samard 등, 2021), 압출성형 고수분 공정을 이용한 대체육 버거 패티의 느타리버섯 첨가함량에 따른 품질특성 비교(Cho와 Ryu, 2023)가 진행되었으나, 압출성형 저수분과 고수분 대체육의 차이가 순식물성 버거 패티의 품질에 미치는 영향에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 소고기 소재 햄버거 패티의 품질과 유사한 식물성 버거 패티의 제조를 위하여, 저수분과 고수분 압출성형공정을 이용한 대체육 소재 식물성 버거 패티의 품질특성을 비교, 분석하였다.

재료

본 실험은 원료로 분리대두단백(Pingdingshan Tianjing Plant Albumen Co., Ltd.), 밀 글루텐(Roquette Freres), 옥수수 전분(Samyang Co.), 해바라기유(Sajo Daerim Co., Ltd.), black pepper powder(Ottogi Co., Ltd.), monosodium glutamate(Miwon Specialty Chemical Co., Ltd.), 맛소금(Daesang Co., Ltd.)과 carrageenan BF-100(Esfood Co., Ltd.), sodium alginate(Esfood Co., Ltd.), sodium phosphate(Esfood Co., Ltd.)를 사용하였다. 대조군으로 사용한 소고기 패티의 원료는 국내산 쇠고기로 우둔 부위를 마트에서 구입하여 사용하였다.

압출성형공정

본 실험에 사용된 압출성형기는 실험용 동방향 쌍축압출성형기(THK31T, Incheon Machiney Co.)로 스크루 직경은 30.0 mm, 길이와 직경의 비(L/D ratio)는 23:1이었다. 저수분에 사용된 사출구는 길이가 약 4.97 cm, 높이가 0.45 cm인 슬릿다이로 단면은 Fig. 1A와 같다. 고수분에는 가로 50 cm, 세로 7 cm의 크기를 지닌 직사각형 형태의 냉각다이를 사용하였으며 단면은 Fig. 1B에 나타내었다. 대체육의 원료는 분리대두단백 50%, 글루텐 40%, 옥수수 전분 10%를 실온에서 수작업으로 배합하여 저수분과 고수분 공정의 시료로 동일하게 사용하였다. 저수분의 경우 수분함량 35%, 스크루 속도 250 rpm, 사출구 온도 140°C로 하였으며, 고수분은 수분함량 65%, 스크루 속도 150 rpm, 배럴의 온도분포는 혼합부위(mixing) 100°C, 상전위부위(phase transition)와 용융부위(melting)는 각각 160°C, 130°C로 조절하여 냉각다이를 통해 20°C로 사출하였다. 건식과 습식의 용융물 온도는 전열기와 냉각수를 사용하여 조절하였으며, 원료 사입량은 100 g/min으로 고정하였다. 압출성형한 시료는 지퍼백으로 밀봉하여 -20°C의 냉동고(FR-S690FXB, Klasse Auto Co., Ltd.)에서 보관하였다가 버거 패티의 제조에 사용되었다. 압출성형 후 50°C의 열풍건조기(FC-PO-250, Lap House)에서 12시간 건조한 저수분 대체육 및 동결건조한 고수분 대체육과 소고기를 가정용 그라인더(FM-909T, Hanil)로 분쇄한 50~70 mesh의 분말을 시료로 하여 아미노산 조성과 향미 특성을 측정하였다.

Fig 1. Schematic diagram of short-slit die (A) and long-cooling die (B).

아미노산 조성

아미노산 조성은 AOAC(2000)의 방법을 응용하여 이온교환 크로마토그래피 방법으로 측정하였다. 시료 0.2 g을 관에 넣고 6 N의 HCl 40 mL를 가한 후 질소 가스를 주입한 후 110°C에서 24시간 가수분해하고 여과하여 진공건조 하였다. 건조된 시료에 유도체 시약 25 μL를 넣고 반응시킨 뒤 다시 진공건조 하여 아미노산 분석기(Hitachi L-8900)로 측정하였다.

향미 특성

전자혀(TS-5000Z, Insent)를 사용한 저수분과 고수분 대체육 및 소고기 시료의 관능 분석은 시료 25 g을 증류수와 혼합하여 pH 4~5, conductivity 1~10 mS/cm로 희석한 후 여과하여 사용하였다. 모든 맛 특성은 4회 반복 측정한 후, 첫 1회 측정값을 제외한 나머지 값의 평균을 이용하여 쓴맛(bitterness), 짠맛(saltiness), 신맛(sourness), 감칠맛(umami), 떫은맛(astringency)으로 분석하였으며, 맛 성분의 결괏값은 taste pattern으로 확인하였다. 소고기의 향미 대비 대체육 시료들의 상대적 차이는 타깃인 소고기를 기준값인 “0”으로 설정하고 소고기의 맛 대비 시료들의 맛을 수치화하였다.

Gas chromatography/mass spectrometry(GC/MS) 분석을 통한 시료들의 휘발성 향기 성분의 추출은 solid phase microextraction(SPME) 방법을 사용하였다. Agitator의 온도를 60°C로 유지한 상태에서 20분 동안 향을 포집한 후, CAR/PDMS fiber(Carboxen/Polydimethylsiloxane, 85 μm, Supelco)에 흡착시켰다. SPME fiber에 흡착된 향기 성분의 정성분석을 위한 GC/MS는 5977A mass selective detector(Agilent Technologies Inc.)가 연결된 7890B gas chromatograph로, 컬럼은 DB-WAX(60 m×250 μm×0.25 μm)를 사용하여 측정하였다. Oven 온도는 40°C에서 1분간 유지되다가 분당 3°C로 200°C까지 상승하여 15분간 유지하였다. Carrier gas는 He으로 1분에 1 mL의 속도로 흐르게 하였고, 이온화전압은 70 eV로 하였다. Fiber에 흡착된 향기 성분을 온도가 240°C인 injector에 주입한 후 5분간 노출시켜 탈착하였다. 최종 향기 성분 분석은 Wiley library를 사용하여 적용되었으며, 향기 성분 함량은 GC peak area를 %로 표기하였다.

식물성 버거 패티의 제조

압출성형 대체육을 사용한 식물성 버거 패티는 Cho와 Ryu(2023)의 방법을 응용하여 제조되었다(Fig. 2). 저수분과 고수분 압출성형공정으로 사출된 1.5×1.0×1.5 cm(W×H×D) 크기의 대체육을 물과 1:1.2의 비율로 1시간 수침한 후, 8 mesh 체를 사용하여 10분 동안 수분을 배출하였다. 수화된 시료는 55 g씩 나누어 해바라기유를 첨가한 후, 그라인더(SMKA-4000, Tongyang PCS Co.)를 사용하여 2분 동안 혼합, 분쇄하였으며, 나머지 부재료를 함께 투입하여 1분 동안 재분쇄하였다. 혼합된 분쇄육을 약 3분 동안 가볍게 롤링한 후, 5×2.7×5 cm(W×H×D) 크기의 사각틀을 사용하여 성형하였으며, 대조군으로 사용된 소고기 패티는 수침의 과정을 제외하고 동일한 방법으로 제조하였다. 완성된 버거 패티 시료는 지퍼백으로 밀봉하여 -20°C의 냉동고(FR-S690FXB, Klasse Auto Co., Ltd.)에서 보관하였으며, 전용 그릴에서 조리한 후 실험에 사용하였다.

Fig 2. Flow diagram of preparation for plant-based burger patty.

조직감

버거 패티의 조직감 분석(texture profile analysis)을 위해 Sun Rheometer(Compac-100Ⅱ, Sun Sci., Co.)를 이용하여 Samard와 Ryu(2019)의 분석 방법에 따라 1.5×1.0×1.5 cm(W×H×D) 크기의 모든 시료의 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 탄성(springiness), 씹힘성(chewiness)을 각 10회씩 측정하여 그 평균값을 산출하였다. 측정조건은 최대응력 10 kg, 지지대 이동 속도 100 mm/min, 지지대 간의 거리 1.5 cm이며, 절단강도는 cutting probe(7.5 mm×38.3 mm)를 사용하여 측정하였다.

가열감소율

버거 패티의 가열감소율은 200°C로 예열한 전기그릴(DW-GP331R, Daewon)을 이용하여 패티의 각 면을 2분씩 총 4분 동안 가열하였으며, 5분간 방랭한 후 Choi 등(2015)의 방법에 따라 가열감량, 직경감소율 및 두께감소율을 각각 측정하였다. 패티의 직경과 두께는 vernier calipers(CD-15C, Mitutoyo Co.)를 이용하여 5회씩 측정한 후, 다음의 식(1~3)에 각각 대입하여 그 평균값과 표준편차를 산출하였다.

가열수율

버거 패티의 가열감소율은 200°C로 예열한 전기그릴(DW-GP331R, Daewon)을 이용하여 패티의 각 면을 2분씩 총 4분 동안 가열하였으며, 5분간 방랭한 후 그 무게를 5회씩 측정하여 식 (4)에 따라 평균값과 표준편차를 산출하였다.

통계처리

결과의 통계처리는 SPSS(version 23.0, SPSS Inc.)를 이용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 유의적 차이가 있는 항목에 대해서 P<0.05 수준에서 그 결과를 Duncan’s multiple range test로 검정하였다.

아미노산 분석

저수분과 고수분 압출성형 대체육 및 소고기의 아미노산 조성에 따른 총 아미노산 함량은 Table 1에 나타내었다.

Table 1

Comparison of amino acid contents of low- and high- moisture meat analogs and beef (%).

Amino acid	LMMA	HMMA	Beef
Aspartic acid	5.62	5.56	6.32
Threonine	2.25	2.33	3.12
Serine	3.48	3.45	2.68
Glutamic acid	18.54	18.49	10.14
Glycine	2.63	2.58	2.95
Alanine	2.42	2.36	3.96
Valine	3.00	3.09	3.48
Isoleucine	2.99	2.90	3.14
Leucine	5.53	5.13	5.71
Tyrosine	2.38	2.31	2.85
Phenylalanine	3.81	3.58	2.86
Lysine	3.01	2.94	5.80
Histidine	1.68	1.78	2.76
Arginine	4.21	3.97	4.18
Cystine	0.98	0.99	0.73
Methionine	0.89	0.95	1.80
Proline	5.50	6.05	2.51
Total amino acid	68.92	68.46	64.99

LMMA: low moisture meat analog, HMMA: high moisture meat analog..

총 아미노산 함량 간 비교에서 저수분과 고수분 대체육이 각각 68.92%와 68.46%였으며, 소고기는 64.99%로 가장 낮은 값을 나타내었다. 이는 저수분과 고수분 대체육의 경우, 고함량으로 정제된 분리대두단백이 소재로, 소고기에 비해 조직 분산 정도가 상대적으로 높아 물에 용해되는 아미노산의 농도도 증가하기 때문으로 생각된다(Cho와 Ryu, 2022). 또한, 저수분과 고수분 대체육 모두 glutamic acid의 함량에서 각각 18.54%, 18.49%로, 10.14%인 소고기보다 높은 값을 나타내었으며, methionine에서는 0.89%와 0.95%로 가장 낮은 함량을 나타내었다. 이는 콩 단백질의 아미노산 조성에서 보통 산성 아미노산인 aspartic acid와 glutamic acid 함량이 가장 높고, 함황유 아미노산인 methionine과 cysteine 함량은 미량으로 분석된다는 Im 등(2016)의 보고와 일치하였다. 특히 glutamic acid의 경우, 다른 향미 성분에 대한 상승효과를 지니고 있어 대체육으로 버거 패티를 제조할 때 관능적 특성에 영향을 미칠 것으로 생각된다(Kim 등, 2003). 또한, 조직 전단력이 높은 고수분이 methionine 함량에서 0.95%로 0.89%인 저수분 대체육보다 높은 값을 나타내었으며, 이는 콩단백의 열처리 가공방식에 따른 황함유 아미노산 함량의 차이로 조직의 겔 경도가 변화되었다는 Yoon과 Jeon(2004)의 보고와 일치하였다. 그 밖에 열처리 방식에 따라 차이를 보였다고 보고된 threonine, histidine, proline 함량에서 고수분이 저수분 대체육보다 높은 값을 나타내었다(Im 등, 2016).

향미 특성

전자혀와 GC/MS 분석에 의한 저수분과 고수분 압출성형 대체육 및 소고기의 향미 특성을 각각 Table 2와 Fig. 3에 나타내었다.

Fig 3. Taste profile patterns of low- and high-moisture meat analogs and beef by electronic tongue.

Table 2

Organoleptic properties by GC/MS analysis of low- and high-moisture meat analogs and beef (%).

Sensory description	Peak area
	LMMA	HMMA	Beef
Nutty & roasted	39.19	4.16	3.53
Fatty & green	8.70	19.47	31.27
Buttery & caramelic	3.11	12.77	10.49
Acidic	13.86	9.97	8.92
Cheesy	8.56	4.68	5.72
Floral	2.99	4.51	1.28
Fruity	0.64	2.23	3.53
Fishy	－	－	1.18
Sulfurous	0.26	0.67	0.26

LMMA: low moisture meat analog, HMMA: high moisture meat analog..

버거 패티의 제조를 위한 시료들의 기본 맛 성분인 신맛, 짠맛, 감칠맛, 떫은맛, 쓴맛은 소고기의 맛을 기준값 ‘0’으로 하여 소고기의 맛 대비 대체육 시료들의 맛을 수치화한 것으로, 기준값과 나머지 시료들의 차이를 Fig. 3에 결괏값으로 나타내었다(Cui 등, 2013; Kim 등, 2014).

저수분과 고수분 대체육이 쓴맛과 짠맛에서 각각 3.86, 3.53과 13.16, 13.19로, 소고기와는 다른 유사한 패턴을 나타내었다. 이는 동일한 소재인 저수분과 고수분 대체육의 아미노산 조성에서 짠맛의 증진과 연관된 aspartic acid와 glutamic acid 함량이 가장 높고, 다음으로 높은 함량을 나타낸 leucine이 대부분 쓴맛을 나타내는 peptide에 존재하기 때문으로 생각된다(Ishibashi 등, 1988; Kim과 Shin, 2017). 또한, 감칠맛에서는 저수분 대체육이 6.01로, 고수분 대체육 5.88보다 높은 값을 나타내었다. 이는 감칠맛의 주성분인 monosodium glutamate와 연관된 glutamic acid의 함량 차이에 의한 것으로 생각된다(Lee, 2016).

또한, GC/MS 분석에 의한 주요 휘발성 성분들을 관능적 특성으로 나타낸 결과(Table 2), 구운 견과류나 빵 냄새를 갖는 것으로 알려진 2,3,5-trimethylpyrazine 성분을 함유하는 nutty & roasted 향기그룹에서 저수분 대체육이 39.19%로 가장 높았고, 소고기가 3.53%로 가장 낮은 값을 나타내었다. 달고 버터와 같은 냄새를 갖는 것으로 알려진 2,3-hexanedione 성분을 함유하는 buttery & caramelic 향기그룹에서는 고수분이 12.77%로 가장 높은 값을 나타내었으며, 장미꽃이나 꿀 냄새 특징을 갖는 것으로 알려진 phenethyl acetate 성분을 함유하는 floral 향기그룹에서는 고수분 대체육이 4.51%로 가장 높은 값을 나타내었다(Jo 등, 2016; Frost 등, 2022).

반면, 꼬릿한 냄새, 지방취, 비릿한 냄새 등을 갖는 것으로 알려진 isovaleric acid, octanoic acid, decanoic acid 성분을 함유하는 fatty & green과 fishy 향기그룹에서는 소고기가 각각, 31.27%와 1.18%로 가장 높은 값을 나타내었으며, 꼬릿하고 누린내와 같은 특징의 cheesy 향기그룹에서는 저수분 대체육이 8.56%로 세 시료 중 가장 높은 값을 나타내었다. 또한, floral 향기그룹과 삶은 달걀이나 약한 암모니아 냄새 특징을 갖는 sulfurous 향기그룹을 제외한 모든 향기그룹에서 고수분 대체육이 소고기와 근소한 값을 나타내어, 기존의 소고기와 유사한 관능적 특성의 구현이 가능한 고수분 대체육으로 제조된 버거 패티가 저수분 대체육 패티보다 소고기 패티와 유사한 향미 특성을 나타낼 것으로 생각된다.

조직감

압출성형 저수분과 고수분 대체육 및 소고기로 제조된 버거 패티 조직감 프로파일을 Table 3에 나타내었다. 조직감 프로파일인 경도, 탄성, 응집성, 씹힘성과 절단 강도에서 각각 219.80±0.23 g, 85.00±0.16%, 79.80±0.15%, 147.31±0.98 g, 378.02±0.58 g/cm²로 소고기가 가장 높은 값을 나타내었다. 이는 소고기의 근육 단백질과 콜라겐, 함유된 지방질의 결합으로 인해 강한 전단력과 높은 유지흡수력으로 인하여 소고기 패티의 조직감이 대체육으로 제조된 식물성 패티보다 높은 값을 나타낸 것으로 생각된다(Cho와 Ryu, 2023; Samard 등, 2021). 또한, 저수분 대체육 패티의 조직감과 비교하여, 고수분 대체육으로 제조된 버거 패티의 조직감 프로파일이 소고기 패티의 조직감과 근접한 수치를 나타내었다. 이는 버거 패티의 원료육과 대체육의 비교 연구에서 고수분 대체육이 저수분 대체육보다 더 높은 조직감 프로파일을 나타내었다는 Cho와 Ryu(2022)의 보고와 일치하였다.

Table 3

Texture profile analysis and cutting strength of low- and high-moisture burger patties and beef patty.

Patty	Hardness (g)	Springiness (%)	Cohesiveness (%)	Chewiness (g)	Cutting strength (g/cm2)
LMMA	75.66±0.75c	47.56±1.61c	44.93±0.32c	93.62±0.47c	67.66±0.26c
HMMA	122.68±1.49b	57.48±1.85b	57.91±0.48b	110.73±0.06b	176.29±0.98b
Beef	219.80±0.23a	85.00±0.16a	79.80±0.15a	147.31±0.98a	378.02±0.58a

All values are mean±standard deviations of three replicates..

Means followed by the same letters in the same column are not significantly different at P<0.05..

LMMA: low moisture meat analog, HMMA: high moisture meat analog..

팬에서 조리 후 버거 패티의 내부 조직을 살펴보기 위한 절단면 사진은 Fig. 4에 나타내었다. 저수분 대체육으로 제조된 버거 패티의 경우, 고수분 대체육이나 소고기 패티에 비하여 조리 후 내부 조직의 짜임새가 불규칙하지만, 고수분 대체육 패티는 층 입자들(cell)이 뚜렷하고 조밀하며 소고기 패티의 단면과 유사한 것을 확인할 수 있다. 이는 고수분 압출성형은 고기와 흡사한 결조직인 섬유상과 층 조직의 구현이 가능하기 때문으로 생각된다.

Fig 4. Photographs of internal sections of burger patties under different materials. (A) Low moisture meat analog, (B) high moisture meat analog, and (C) beef.

또한, Fig. 4에서 패티들의 색 차이는 원료육 간 색도 차로 소고기 패티가 myoglobin으로 인해 다소 붉은색을 띠지만, 저수분 대체육의 경우 낮은 수분함량에서 팽화와 갈변반응의 영향으로 명도가 높은 고수분 대체육에 비교하여 적색도와 황색도가 높아 저수분 대체육 패티는 진한 갈색을 띠는 것으로 생각된다.

가열감소율과 가열수율

가열감소율과 가열수율은 버거 패티의 품질과 관련된 다즙성의 정도를 나타내는 중요한 특성들이다. 가열감소율 요인들인 가열감량 및 직경감소율과 두께감소율에서 저수분 대체육으로 제조된 버거 패티가 각각 19.21±0.37%, 8.41±1.25%, 18.88±1.66%로 가장 높은 값을 나타내었다(Table 4). 반면, 가열수율에서는 고수분 대체육으로 제조된 버거 패티가 95.29±0.51%로 가장 값이 높았고, 저수분 대체육 버거 패티가 77.49±1.71%로 가장 낮은 값을 나타내어 가열감소율과 반비례하였으며, 이는 보수력 면에서 우수한 분리대두단백 소재 대체육 버거 패티의 가열감량이 상업용 소고기 패티보다 낮았다는 Samard 등(2021)의 보고와도 일치하였다. 또한, 섬유상 구조를 지닌 고수분 대체육으로 제조된 버거 패티의 경우, 저수분 대체육 패티에 비하여 안정된 유분흡수력과 조직감으로 인하여 조직 유지력이 높기 때문에 가열 시 지방과 수분의 유출 정도가 낮은 것으로 생각된다(Choi 등, 2015).

Table 4

Cooking properties of low- and high-moisture burger patties and beef patty (%).

Patty	Cooking loss	Cooking yield	Diameter change	Thickness change
LMMA	19.21±0.37a	77.49±1.71c	8.41±1.25a	18.88±1.66a
HMMA	5.04±1.10c	95.29±0.51a	6.22±0.32c	9.39±0.52c
Beef	10.25±0.15b	89.07±1.33b	8.20±0.93b	16.45±0.59b

All values are mean±standard deviations of three replicates..

Means followed by the same letters in the same column are not significantly different at P<0.05..

LMMA: low moisture meat analog, HMMA: high moisture meat analog..

우수한 가공적성과 영양성을 지닌 버거 패티를 제조하기 위하여 압출성형 저수분과 고수분 대체육을 이용한 식물성 버거 패티와 소고기 버거 패티의 이화학적 특성을 분석하여 비교하였다. 패티 가공 전에 원료육이 되는 저수분과 고수분 대체육 및 소고기의 총 아미노산 함량은 저수분 대체육이 가장 높은 값을 나타내었으며, glutamic acid와 aspartic acid 함량에서 식물성 대체육이 소고기보다 높은 값을 나타내었다. 세 시료의 아미노산 조성에서 미량으로 나타난 황함유 아미노산의 경우, methionine에서 소고기가 가장 높았고 고수분이 저수분 대체육보다 높은 값을 나타내었다. 향미 특성을 나타내는 전자혀 분석에서 고수분과 저수분 대체육이 맛 성분의 대부분을 차지하는 짠맛과 감칠맛 및 쓴맛에서 유사한 패턴을 나타내었다. GC/MS 분석에서 nutty & roasted 향기그룹과 cheesy 향기그룹은 저수분 대체육이 가장 높았고, buttery & caramelic 향기그룹과 floral 향기그룹은 고수분 대체육이 높았으며, fatty & green 향기그룹과 fishy 향기그룹은 소고기가 가장 높은 값을 나타내었다. 또한, 세 시료를 사용하여 제조한 버거 패티의 조직감 분석에서 소고기 버거 패티가 가장 높은 경도, 탄성, 응집성, 씹힘성과 절단강도를 나타내었다. 가열감소율 및 직경과 두께감소율에서 저수분 대체육 버거 패티가 가장 높았고 고수분 대체육 버거 패티가 가장 낮은 값을 나타내었지만, 가열수율에서는 고수분 대체육 버거 패티가 가장 높은 값을 나타내어 버거 패티의 가열감소율과 가열수율은 반비례하였다. 따라서 압출성형공정을 이용한 저수분과 고수분 대체육의 아미노산 조성과 향미 특성은 소고기와 차이가 있었으나, 고수분 대체육을 분쇄하여 제조한 고수분 대체육 버거 패티는 소고기 패티와 비교하여 향미와 다즙성 면에서 우수하였으므로 대체가 가능할 것으로 판단되었다.

본 연구는 공주대학교 연구년 사업에 의하여 연구되었음.