The Korean Journal of Food and Cookery Science
pISSN 2287-1780 l eISSN 2287-1772 l KOREAN

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Korean Journal of Food & Cookery Science - Vol. 33 , No. 4

[ Article ]
Korean Journal of Food & Cookery Science - Vol. 33, No. 4, pp.363-370
ISSN: 2287-1780 (Print) 2287-1772 (Online)
Print publication date 31 Aug 2017
Received 27 Apr 2017 Revised 27 Jun 2017 Accepted 28 Jun 2017
DOI: https://doi.org/10.9724/kfcs.2017.33.4.363

카라멜 색소를 대체한 흑미겨 첨가 떡갈비의 품질특성 연구
홍승희 ; 김태경 ; 구수경 ; 전기홍 ; 김영붕 ; 박관식1 ; 최윤상
한국식품연구원 식품가공기술연구센터
1진푸드시스템

Study on Quality Characteristics of Tteokgalbi with Black Rice Bran as a Substitute for Caramel Color
Seung-Hee Hong ; Tae-Kyung Kim ; Su-Kyung Ku ; Ki-Hong Jeon ; Young-Boong Kim ; Kwoan-Sik Park1 ; Yun-Sang Choi
Food Processing Research Center, Korea Food Research Institute, Seongnam 13539, Korea
1JIN Food System, Pocheon 11157, Korea
Correspondence to : Yun-Sang Choi, Food Processing Research Center, Korea Food Research Institute, 1201-62, Anyangpangyo-ro, Bundang-gu, Seongnam-si, Gyeonggi-do 13539, Korea Tel: +82-31-780-9387, Fax: +82-31-780-9076, E-mail: kcys0517@kfri.re.kr


© 2017 Korean Society of Food and Cookery Science
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Abstract
Purpose

The aim of this study was to evaluate the quality characteristics of tteokgalbi with black rice bran (1, 2, 3% and 4%) as a substitute for caramel color.

Methods

Quality characteristics were investigated based on chemical compositions, pH, color, cooking loss, water-holding capacity, shear force, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), volatile basic nitrogen (VBN), and sensory characteristics of tteokgalbi.

Results

Increasing levels of black rice bran from 1% to 4% increased values of moisture content, ash content, and raw pH of tteokgalbi, but reduced protein content, lightness, yellowness, cooking loss, shear force, TBARS, and VBN of tteokgalbi. Fat content and water holding capacity were not significantly different in tteokgalbi with various amounts of black rice bran (p>0.05). The tteokgalbi with increasing black rice bran levels showed lower scores for color, tenderness, juiciness, and overall acceptability, whereas the overall acceptability of T1 and T2 (treatments with 1% and 2% black rice bran, respectively) showed similar trends as the positive control (p>0.05)

Conclusion

The results of this study show that tteokgalbi with black rice bran has highly improved quality characteristics and is similar to control tteokgalbi with a caramel color, and the best results were obtained upon addition of up to 1-2% black rice bran.


Keywords: tteokgalbi, black rice bran, caramel color, color, yellowness

Ⅰ. 서 론

식생활 개선과 국민 소득 수준의 향상으로 우리나라는 육류의 소비가 확대되고 있으며(Jung DS 등 2010), 갈비를 비롯해 다양한 전통가공식품의 생산도 늘어나고 있다(Lee JJ 등 2011). 떡갈비는 우리나라 전통 육제품으로 쇠고기 갈빗살을 다져서 양념한 뒤 구워 먹는 요리이며, 부드러운 질감과 뛰어난 관능적 특성을 지니고 있다(Kim SI & Park YJ 2012). 국내 유통 중인 산업적 떡갈비 제조 시에는 일반 양념 이외에도 장기 보관 및 식품 품질 증진을 위해 식품첨가물을 첨가하고 있다. 특히 떡갈비의 색택 유지를 위하여 착색제로 카라멜 색소를 첨가한다.

카라멜 색소는 갈색 또는 흑갈색을 띠는 합성 착색제로서 육가공품 이외에도 간장을 기본으로 하는 가공 소스, 음료, 제과류 등 여러 식품군에서 사용되고 있다(Lee SM 2016). 최근 카라멜 색소 사용에 대한 유해성이 제기되고 있는데, 이는 카라멜 색소의 제조 공정 중에 암모늄화합물이 첨가됨에 따라 생성되는 4-methylimidazole(4-MI)이 발암성을 가지고 있기 때문이다(Kim TR 등 2013). 아직 4-MI가 인체에서 암을 유발한다는 보고는 없지만 미국 공익과학센터의 동물실험에 의하면 폐, 간, 갑상선암이나 백혈병을 일으킬 수 있다는 연구결과들이 있다(Kim SG 2012). 이에 따라 소비자들은 카라멜 색소의 부정적인 이미지와 함께 섭취 최소화를 주장하고 있으며, 식품업계에서는 이를 해결하기 위한 연구들을 일부 진행하고 있다. 방사선을 조사하여 4-MI 함량을 유의적으로 저감시킨 카라멜 색소(Korea Atomic Energy Research Institute 2015), 금속이온 또는 유기산을 반응시켜 4-MI의 형성을 감소시키는 방법 등이 연구되었다(Lee GK 2014, Lee SM 2016). 그러나 지금까지의 연구들은 합성 식품 색소인 카라멜 색소를 저감화시키는 방법들이 대부분으로, 카라멜 색소를 천연색소로 대체하는 연구는 전무한 실정이다.

유색 미의 일종인 흑미는 안토시아닌(anthocyanin)계 색소를 함유하고 있어 천연색소로 활용될 수 있다(Oh SH 등 2015). 흑미의 주된 안토시아닌 성분으로는 cyanidin-3-glucoside와 peonidin-3-glucoside가 있다(Chung YA & Lee JK 2003). 또한 흑미는 항산화성을 비롯한 건강 기능적 특성으로 활용가치가 높으며, 식물성 스테롤, tocopherol, tocotrienol 및 다양한 페놀 화합물들을 함유하고 있어 항균성 및 항암성의 생리 활성을 갖는 것으로 보고되었다(Kim HJ 등 2015). 현재 흑미에 관련된 선행 연구로는 흑미 분말을 첨가한 식육가공품, 흑미 색소를 활용한 소시지 등이 있으나(Park SY 2016), 흑미겨에 대한 연구는 전무한 실정이다. 사실상 안토시아닌, 폴리페놀 등 대부분의 기능성 물질은 흑미를 도정하는 과정에서 얻어지는 부산물인 쌀겨 층에 함유되어 있으나(Joo SY & Choi HY 2012), 흑미겨는 그 가치를 인정받지 못하고 있다. 대부분의 흑미겨는 동물의 사료로 이용될 뿐 그 활용도에 대한 연구가 진행되지 못하였다(Bae SO & Chung DO 2015). 그러므로 생리활성 물질을 보유하고 있는 흑미겨를 식품에 첨가물로써 이용한다면 경제적인 면에서 우수할 것으로 사료된다.

따라서 본 연구에서는 카라멜 색소의 대체를 위해서 생리 활성 물질이 풍부한 흑미겨 고유의 색을 활용하여 카라멜 색소 무첨가 떡갈비를 제조하고자 하였으며, 다른 식품에서도 카라멜 색소의 대체를 위한 기초자료로 활용하고자 연구하였다.


Ⅱ. 재료 및 방법
1. 실험재료 및 떡갈비의 제조

본 실험에 사용된 우육은 도축 후 48시간 경과된 냉장 우육 우둔 및 우지방을 사용하였다. 원료육은 과도한 지방과 결체조직을 제거하였고, 원료육과 지방은 grinder(PA-82, Mainca, Barcelona, Spain)를 사용하여 8 mm로 1차 분쇄한 후 2차로 3 mm로 분쇄하였다. 원료육, 지방, 빙수를 첨가하여 mixer(RM-20, Mainca, Barcelona, Spain)로 혼합한 후 부재료(소금(Hanju, Ulsan, Korea) 1.5%, 인산염(ES Food, Gyeonggi, Korea) 0.2%, 간장(CJ Cheiljedang, Seoul, Korea) 3.0%, 설탕(CJ Cheiljedang) 1.2%, 후추(ES Food) 0.1%, 마늘분말(ES Food) 1.0%, 양파분말(ES Food) 0.5%, 생강분말(ES Food) 0.2%, 참기름(CJ Cheiljedang) 0.5%, 분리대두단백(ES Food) 1.2%) 및 흑미겨를 첨가하여 떡갈비를 제조하였다(Table 1). 대조구(-)는 카라멜 색소와 흑미를 첨가하지 않았고, 대조구(+)는 카라멜 색소만을 첨가하였다. 처리구들은 흑미겨 1%, 2%, 3%, 4%를 첨가하여 떡갈비를 제조하였다. 혼합이 완료된 떡갈비를 일정한 무게(약 100 g)와 크기(가로 90 mm, 세로 90 mm, 높이 12.5 mm)로 성형한 후 24시간의 holding time을 거쳐 80°C chamber에서 30분간 가열하고 20°C에서 30분간 냉각하였다. 제조한 떡갈비는 냉장온도 4°C에서 보관하면서 당일 실험을 진행하였다.

Table 1. 
Formulations of tteokgalbi with black rice bran (Unit: %)
Ingredient Control (-)1) Control (+) T1 T2 T3 T4
Beef meat 80 80 80 80 80 80
Beef back fat 10 10 10 10 10 10
Ice water 10 10 10 10 10 10
Total 100 100 100 100 100 100
Salt 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Phosphate 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Soy sauce 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
Sugar 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
Pepper 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Onion powder 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
Garlic powder 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Ginger powder 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Sesame oil 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
Isolated soy protein 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2
Caramel color - 1.0 - - - -
Black rice bran - - 1.0 2.0 3.0 4.0
1) Control(-): patty with no additive; Control(+): patty with caramel color; T1: patty with 1% black rice bran; T2: patty with 2% black rice bran; T3: patty with 3% black rice bran; T4: patty with 4% black rice bran.

2. 실험 방법

본 실험은 항목 별로 3회 이상 반복 실험하여 그 평균값을 구하였고, 각각의 실험 항목 별로 유의성 검증을 확인하였다.

1) 일반성분 분석

떡갈비 샘플의 일반성분 분석은 AOAC법(2000)에 따라 수분함량은 105°C 상압가열건조법(HSC-150/300, MS I&C, Seoul, Korea), 조단백질 함량은 Kjeldahl법(2020, Foss, Hillerød, Denmark), 조지방 함량은 Soxhlet법(E-816, BUCHI Labortechnik AG, Flawil, Switzerland), 조회분 함량은 550°C 직접 회화법(550-126, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA, USA)으로 정량하였다.

2) pH 측정

떡갈비 샘플 5 g과 증류수 20 mL를 혼합하고 ultraturrax (T25, Janken & Kunkel, Staufen, Germany)를 사용하여 1분간 8,000 rpm에서 균질한 뒤 pH meter(Accumet Model AB15+, Fisher Scientific, Newlington, NH, USA)를 사용하여 측정하였다.

3) 색도 측정

떡갈비 샘플 표면을 chroma meter(CR-410, Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 명도(lightness), 적색도(redness), 황색도(yellowness)를 나타내는 CIE L값, a값, b값을 각각 3회씩 측정하였다(illuminant C). 이때 L값이 97.83, a값이 -0.43, b값이 +1.98인 calibration plate를 표준으로 사용하였다.

4) 가열감량(Cooking loss) 측정

떡갈비 샘플(약 100 g)을 취하여 가열 전 중량을 측정하고 샘플의 중심온도가 75°C가 되도록 80°C 항온수조(Model 10-101, Dae Han Co., Seoul, Korea)에서 30분 동안 가열한 다음 30분 방냉한 샘플의 중량을 측정하여 가열 전 중량에 대한 가열 후의 중량 감소비율로 계산하였다(Choi YS 등 2008a).

Cooking loss (%)=(Weight of raw sample–Weight of cooked sample)/Weight of raw sample×100
5) 보수력(Water holding capacity, WHC) 측정

Grau R & Hamm R(1953)의 filter paper 압착법을 응용하여 특수 제작된 plexiglass plate 중앙에 여과지(Whatman No. 2, WhatmanTM, Maidstone, UK)를 올리고 샘플 300 mg을 취하여 놓는다. Plexiglass plate 1개를 그 위에 포개어 일정한 압력으로 3분간 압착시킨 후 여과지(Whatman TM)를 꺼내어 떡갈비 샘플이 묻어 있는 부분의 면적과 수분이 젖어 있는 부분의 총면적을 planimeter(Planix 7, Tamaya Technics Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 보수력 측정은 수분이 젖어 있는 부분의 총면적에 대한 샘플 육이 묻어 있는 부분의 면적 비율(%)로 산출하였다(Choi YS 등 2008b).

WHC (%)=(Sample meat area/Total moisture area)×100
6) 전단력(Shear force) 측정

전단력은 texture analyzer(TA-XT2i, Stable Micro Systems, Surrey, UK)에 Warner-Bratzler blade를 장착한 후 떡갈비의 직각 방향으로 절단하여 측정하였다. 이때의 분석 조건을 stroke 20 g, test speed 2.0 mm/sec, distance 10.0 mm로 설정하여 분석하였다(Bourne MC 등 1978).

7) 지질 산패도(TBARS) 측정

지질 산패도(thiobarbituric acid reactive substance, TBARS)의 측정은 Tarladgis BG 등(1960)의 방법을 이용하였다. 샘플 10 g, 증류수 50 mL와 BHT(dibutyl hydroxy toluene, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 0.2 mL를 혼합하여 균질화한 후 TBA 수기에 47.5 mL의 증류수와 2.5 mL의 4 N HCl(Sigma Chemical Co.)를 함께 넣는다. 증류기를 이용하여 증류액을 50 mL를 포집한 다음 포집된 증류액 5 mL와 TBARS(Sigma Chemical Co.) 시약 5 mL를 시험관에 넣어 섞어 준 후 100°C에서 30분간 반응시킨다. 반응이 완료된 시험관을 방냉시킨 후 538 nm에서 분광광도계(Libra S22, Biochrom Ltd., Cambridge, England)를 이용하여 흡광도를 측정하여 계산하였다.

TBARS value (mg of malonaldehyde/1 kg of meat)=Absorbance (O.D)×7.8 (factor)
8) 휘발성 염기태질소(VBN) 측정

휘발성 염기태질소(volatile basic nitrogen, VBN)는 Pearson D(1968)의 Conway unit을 이용한 미량확산법으로 측정하였다. 샘플 5 g에 증류수 45 mL를 넣고 homogenizer(AM-7, Nihonseiki Kaisha Ltd., Osaka, Japan)로 8,000 rpm 30-60초 균질하고 Whatman No. 1으로 filtering하여 걸러진 용액을 sample로 사용한다. Sample 1 mL와 saturated K2CO3 1 mL를 외실에 넣고 내실에는 0.01 N H3BO3 1 mL와 0.066% methyl red(60% EtOH)와 0.066% bromocresolgreen(20% EtOH)을 1:1로 혼합한 지시약 0.05 mL를 가한다. Conway unit을 밀봉한 후 37°C에서 90분 동안 방치한 다음 내실을 0.02 N H2SO4로 적정하였다. 이때 공시험은 시료 대신 증류수를 가하여 실험하였다. 이의 계산식은 다음과 같다.

VBN (mg %)=(a-b)×(F×0.02×N×14.007×100×100)/S
S: sample weight (g)
a: titer of sample (mL)
b: titer of blank (mL)
F: factor of reagent (0.02 N-H2SO4 = 0.28014)
9) 관능적 특성 분석

관능적 품질특성은 15명의 패널 요원을 선발하여 샘플에 대한 충분한 지식과 용어, 평가 기준 등을 교육한 후 실시하였다(Choi YS 등 2008a). 관능 평가는 각 처리구별로 제조 및 가열된 샘플을 15 mm로 절단하고 색택(color), 풍미(flavor), 연도(tenderness), 다즙성(juiciness) 및 종합적인 기호도(overall acceptability)에 대하여 각각 9점 만점으로 평점하고 그 평균치를 구하여 비교하였다. 각 항목별로 9점은 가장 우수하고, 1점은 가장 열악한 품질 상태를 나타내었다.

10) 통계분석

통계분석은 SPSS Statistics(ver. 20.0, IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 결과를 평균값과 표준편차로 나타내었으며, 처리구간의 특성에 대해 던컨의 다중검정(Duncan’s multiple range test)을 통하여 유의성 검정(p<0.05)을 실시하였다.


Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 흑미겨 첨가에 따른 떡갈비의 일반성분 비교

카라멜 색소를 대체하여 흑미겨를 첨가한 떡갈비의 일반성분 분석 결과는 Table 2에 나타내었다. 수분함량은 흑미겨 처리구들이 대조구(-), 대조구(+)보다 유의적으로 높게 나타났으며(p<0.05), 처리구에서 흑미겨의 첨가량이 증가함에 따라 수분함량도 증가하는 경향을 나타내었다(p<0.05). Park SY & Kim HY(2016)의 연구에서도 육제품의 흑미 첨가량이 증가할수록 수분함량이 증가하였는데, 이는 기존 육제품 배합비에 흑미를 추가로 첨가하여 수분 손실을 방지하였기 때문이다. 또한 Joo SY & Choi HY(2012)의 흑미 미강이 첨가된 쿠키가 대조군에 비해 수분함량이 유의적으로 높아 본 실험과도 유사한 결과를 나타내었다. 단백질함량은 흑미겨의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으나, 대조구(+)와 모든 처리구간의 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 흑미 분말을 첨가한 육포에서 같은 결과를 나타내었는데, 이는 수분함량이 증가함에 따라 단백질함량이 상대적으로 감소한 것으로 사료된다(Park SY & Kim HY 2016). 지방함량은 흑미겨 첨가량이 증가함에 따라 다소 증가하는 경향을 보였으나, 대조구(-), 대조구(+)와 모든 처리구에서 유의적인 차이를 보이지는 않았다(p>0.05). 회분함량에서는 대조구(-), 대조구(+)와 모든 처리구에서 유의적인 차이를 보이지 않았으나(p>0.05), 흑미겨 첨가량이 증가함에 따라 회분함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 회분함량이 증가한 것은 흑미겨의 무기질 및 비타민에 기인한 것으로 보여진다(Joo SY & Choi HY 2012, Bae SO & Chung DO 2015). 미강 식이섬유를 첨가한 육제품에서도 미강 식이섬유의 첨가량이 증가함에 따라 회분함량이 증가하였다고 하여 본 실험과 유사한 결과를 나타내었다(Choi YS 등 2008a).

Table 2. 
Proximate compositions of tteokgalbi formulated with various levels of black rice bran
Parameter (%) Control (-)1) Control (+) T1 T2 T3 T4
Moisture content 59.21±0.89c 59.75±0.20c 61.15±0.26b 61.73±0.20ab 61.97±0.30a 62.48±0.14a
Protein content 14.86±0.69a 14.05±0.40b 14.22±0.14ab 13.70±0.36b 13.68±0.10b 13.62±0.40b
Fat content 12.19±3.00 13.39±5.39 12.17±3.16 12.56±1.55 12.58±2.98 13.94±6.80
Ash content 1.72±0.18 1.71±0.08 1.74±0.16 1.76±0.09 1.77±0.08 1.79±0.01
All values are mean±SD of three replicates.
a-c Means within a row with different letters are significantly different (p<0.05).
1) Control(-): patty with no additive; Control(+): patty with caramel color; T1: patty with 1% black rice bran; T2: patty with 2% black rice bran; T3: patty with 3% black rice bran; T4: patty with 4% black rice bran.

2. 흑미겨 첨가에 따른 떡갈비의 pH와 색도 비교

흑미겨의 첨가 수준이 떡갈비의 pH 및 색도에 미치는 영향은 Table 3에 나타내었다. 가열 전 떡갈비에서는 흑미겨 첨가량이 증가함에 따라 pH가 높아지는 경향을 나타내었는데 대조구(+)와 T1, T2는 유의적인 차이를 보이지 않았고(p>0.05), T3부터는 흑미겨 함량이 증가함에 따라 pH가 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 미강 식이섬유를 첨가한 육제품의 pH가 증가하여 본 연구와 유사한 연구 결과를 나타내었다(Choi YS 등 2008a). 또한 Park SY & Kim HY(2016)의 연구에서 흑미를 첨가한 육제품의 pH가 대조구보다 높은 값을 나타내었는데, 이는 흑미 자체의 높은 pH에 의한 것이라고 보고하였다. 가열 후의 pH 값은 가열 전의 pH 값보다 높게 나타났는데, 이는 일반적으로 가열 과정에서 단백질 변성으로 인해 수소결합이 약화되고 아미노산 histidine 잔기에 있는 imidazolium이 유출되기 때문이다(Choi YS 등 2008a, Park SY & Kim HY 2016). 가열 후 pH는 처리구 T1, T2가 대조구(-), 대조구(+)와 유의적인 차이를 보이지 않았으며(p>0.05), 처리구 T3와 T4는 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.05). 이는 가열 과정 중 증가한 유리 아미노산에 의해 흑미겨의 첨가량이 증가할수록 pH가 감소한 것으로 사료되며, 흑미 미강을 첨가한 쿠키에서도 첨가량이 증가하는 경향을 나타내어 본 실험과 유사한 결과를 나타내었다(Joo SY & Choi HY 2012).

Table 3. 
Comparison pH and color attributes on tteokgalbi formulated with various levels of black rice bran
Parameter Control (-)1) Control (+) T1 T2 T3 T4
Raw pH 6.62±0.01d 6.66±0.01c 6.66±0.01c 6.66±0.01c 6.68±0.01b 6.69±0.02a
Color CIE L*-value 56.45±3.15a 44.55±1.33c 49.63±1.58b 46.53±4.63bc 44.69±1.82c 44.34±0.30c
CIE a*-value 11.11±2.37a 10.44±0.98a 7.96±0.90b 9.83±2.17ab 9.10±1.46ab 8.11±0.17b
CIE b*-value 19.87±0.60b 21.37±0.87a 14.71±1.07c 13.34±1.42d 11.26±1.31e 8.12±0.18f
Cooked pH 6.81±0.01a 6.79±0.01a 6.80±0.01a 6.80±0.01a 6.76±0.02b 6.77±0.01b
Color CIE L*-value 56.84±1.88a 44.32±0.50c 48.74±1.56b 43.94±1.25c 41.20±2.29d 38.72±0.58e
CIE a*-value 3.69±0.42c 6.14±0.19a 3.51±0.08c 3.63±0.19c 4.22±0.30b 4.09±0.35b
CIE b*-value 18.27±1.03a 16.80±0.15b 12.71±0.65c 10.00±0.38d 8.06±0.42e 6.91±0.80f
All values are mean±SD of three replicates.
a-f Means within a row with different letters are significantly different (p<0.05).
1) Control(-): patty with no additive; Control(+): patty with caramel color; T1: patty with 1% black rice bran; T2: patty with 2% black rice bran; T3: patty with 3% black rice bran; T4: patty with 4% black rice bran.

명도는 가열 전과 가열 후 모두 대조구(-)가 가장 높았으며(p<0.05), 흑미겨 함량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05). 카라멜 색소가 첨가된 대조구(+)와 흑미겨 2%가 첨가된 T2의 명도가 가열 전, 후 모두 유의적인 차이가 없었다(p>0.05). Im JS & Lee YT(2010)의 흑미 첨가 식빵과 Joo SY & Choi HY(2012)의 흑미 미강 첨가 쿠키에서 모두 흑미 첨가량이 증가함에 따라 명도가 낮아져 어두워졌다고 보고되어 본 실험과 유사한 결과를 나타내었다. 이는 흑미겨 자체의 적갈색 또는 흑자색 색소의 영향이며, 이에 기인하는 성분인 안토시아닌이 떡갈비의 명도를 낮춘 것으로 사료된다. 가열 전 적색도는 처리구 T2, T3가 대조구(+)와 유의적인 차이를 보이지 않았으며(p>0.05), 처리구 T1과 T4는 대조구(+)보다 낮은 적색도를 나타내었다(p<0.05). 이는 흑미 가루의 고유색(L*: 35.6, a*: 8.4, b*: -3.7)에 의한 것으로(Park SY & Kim HY 2016), 가열 전 카라멜 색소를 대체하기 위해서는 흑미겨를 2-3% 첨가하는 것이 적당할 것으로 사료된다. 가열 후 적색도는 모든 처리구가 대조구(+)보다 유의적으로 낮은 값을 나타내었으며(p<0.05), 흑미겨 함량이 증가할수록 적색도가 증가하는 경향을 나타내었다. 황색도는 가열 전과 후 모두 처리구들이 대조구(-), 대조구(+)와 비교하여 유의적으로 낮은 수치를 나타내었고(p<0.05), 흑미겨 함량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05). Im JS & Lee YT(2010)Joo SY & Choi HY(2012)의 연구에서 각각 식빵과 쿠키에 흑미를 첨가하여 본 실험과 유사하게 황색도가 감소함을 나타내었는데, 이를 청색도가 증가하였다고 설명하였다. 이는 흑미의 최대 광 흡수 파장이 514 nm로 가시광선상 녹청색에 속하기 때문으로 사료된다(Lee HH 등 2000).

3. 흑미겨 첨가에 따른 떡갈비의 가열감량, 보수력, 전단력 비교

Table 4는 흑미겨의 첨가 수준에 따른 떡갈비의 가열감량과 보수력, 전단력을 나타내었다. 가열 감량은 가열 처리 시 육 단백질 변성으로 상호 결합이 약해져 나타나는 수분 손실과 지방 유출에 의한 것이며(Choi YS 등 2015), 이는 단백질, 지방과 물의 비율 및 식이섬유와 관계하여 수율 차이가 난다(Choi YS 등 2007). 본 연구에서 가열감량은 대조구(-), 대조구(+), 처리구 순으로 유의적으로 낮은 수치를 나타내었다(p<0.05). 또한 처리구에서 흑미겨 첨가량이 증가함에 따라 가열감량이 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05). 육제품에 미강 식이섬유를 첨가하였을 경우 가열감량이 감소하였는데, 이는 식이섬유가 수분과의 결합력을 높여주어서 가열감량을 줄이는데 우수한 효과가 있기 때문이다(Choi YS 등 2008a, Park SY 2016).

Table 4. 
Cooking yield, water holding capacity and shear force of tteokgalbi formulated with various levels of black rice bran
Parameters Control (-)1) Control (+) T1 T2 T3 T4
Cooking loss (%) 10.92±1.26a 9.44±1.19b 7.72±0.31c 7.65±0.38c 6.88±0.54cd 6.13±0.13d
Water holding capacity (%) 58.91±1.16 59.34±2.50 62.42±3.72 64.36±5.32 67.26±2.51 65.71±8.54
Shear force (kg) 0.45±0.05c 0.45±0.03c 0.65±0.07a 0.62±0.07ab 0.56±0.26abc 0.49±0.04bc
All values are mean±SD of three replicates.
a-d Means within a row with different letters are significantly different (p<0.05).
1) Control(-): patty with no additive; Control(+): patty with caramel color; T1: patty with 1% black rice bran; T2: patty with 2% black rice bran; T3: patty with 3% black rice bran; T4: patty with 4% black rice bran.

보수력은 고기에 물리적인 처리를 가할 때 고기가 함유하고 있는 수분을 잃지 않고 계속 보유할 수 있는 능력을 말하며, 보수력이 낮을 시 품질 저하로 이어질 수 있어 육제품에서 중요하게 여겨진다(Choi JB 등 2016). 본 흑미겨 떡갈비 실험에서 모든 처리구가 대조구(-), 대조구(+)보다 높은 수치를 나타내었으나, 유의적인 차이는 보이지 않았다(p>0.05). Choi HS 등(2015)에 따르면 식이섬유 첨가 돈육 혼합물이 대조구보다 유의적으로 높은 보수력을 나타내었다. 또한 Park SY & Kim HY(2016)는 육포에 흑미를 첨가하여 보수력이 유의적으로 증가하였음을 보고했는데, 이는 흑미의 높은 식이섬유 함량이 수분 손실을 방지한 것으로 보인다.

전단력은 기계적으로 육제품 샘플 임의의 면에 작용시켜 양쪽을 역방향으로 어긋나도록 하는 내력을 측정하는 것으로, 식육제품의 질긴 정도를 측정할 때 주로 활용되고 있다(Moskowitz HR 1987). 흑미겨를 첨가한 처리구의 전단력은 대조구(-), 대조구(+)보다 높았고, T1과 T2의 경우 유의적으로 가장 높은 수치를 나타내었다(p<0.05). Choi YS 등(2008a)에 의하면 분쇄형 육제품의 경도도 쌀겨 식이섬유를 첨가한 것이 높은 수치를 나타내었다고 하여 본 실험과 유사한 경향을 나타내었다. 본 실험에서도 흑미겨에 포함되어 있는 식이섬유에 의하여 떡갈비의 결착력이 향상되었고 처리구의 전단력이 높게 나타난 것으로 사료된다. Brooks JC 등(2010)의 우육 스테이크 연구 결과에 의하면 수분함량이 증가하여 전단력이 감소하는 경향을 나타내었다. 본 실험에서도 흑미겨의 첨가량이 증가할수록 수분함량도 증가하여 전단력이 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05).

4. 흑미겨 첨가에 따른 떡갈비의 지질 산패도(TBARS) 및 휘발성 염기태질소(VBN) 비교

Table 5는 흑미겨 첨가 수준에 따른 떡갈비의 TBARS 및 VBN 값을 나타내었다. 지질 산패도는 유지가 산패됨에 따라 생성되는 지방산화 2차 생성물인 malonaldehyde의 농도를 측정하며(Hong GP 등 2003), 이는 thiobarbituric acid와 반응하여 적자색 복합체를 형성하므로 흡광도 분석이 가능하다. 본 연구에서 흑미겨 첨가 떡갈비의 TBARS는 대조구(-), 대조구(+)보다 낮은 값을 나타내었으며 흑미겨 첨가량이 증가할수록 낮은 수치를 나타내었다(p<0.05). Jang SM 등(2004)은 곡류 가루 첨가 소시지의 품질 및 저장성에 관한 연구를 진행하였는데, 모든 곡류 가루 첨가 시료가 무첨가 시료에 비해 낮은 TBARS를 나타내었고 연구 진행된 7가지 곡류 중 흑미 가루가 첨가된 것이 가장 낮은 TBARS를 보였다. Im JS & Lee YT(2010)의 연구에서도 흑미 첨가 쌀 식빵의 항산화성이 높게 나타났다. 따라서 흑미 가루의 항산화 성분(anthocyanin 계)이 지방산화를 억제한 것으로 사료된다(Jang SM 등 2004).

Table 5. 
TBARS (thiobarbituric acid reactive substance) and VBN (volatile basic nitrogen) value of tteokgalbi formulated with various levels of black rice bran
Parameter Control (-)1) Control (+) T1 T2 T3 T4
TBA (mg MA/kg) 0.30±0.01a 0.30±0.08a 0.29±0.01a 0.23±0.01b 0.22±0.01b 0.21±0.01b
VBN (mg%) 18.68±0.86a 16.62±1.17ab 15.69±1.12abc 13.82±1.17bcd 12.89±2.57cd 11.77±3.12d
All values are mean±SD of three replicates.
a-d Means within a row with different letters are significantly different (p<0.05).
1) Control(-): patty with no additive; Control(+): patty with caramel color; T1: patty with 1% black rice bran; T2: patty with 2% black rice bran; T3: patty with 3% black rice bran; T4: patty with 4% black rice bran.

식육 단백질의 변패 시 근육 단백질이 아미노산과 펩타이드 및 그 외 무기태 질소로 가수 분해됨에 따라 휘발성 염기태질소와 AMP(adenosyl monophosphate)가 증가한다(Choi YS 등 2002). 본 연구에서 모든 흑미겨 첨가 떡갈비의 VBN은 대조구(-), 대조구(+)보다 유의적으로 낮은 값을 나타내었으며(p<0.05), 흑미겨 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아지는 경향을 보였다(p<0.05). Jang SM 등(2004)의 흑미 분말 첨가 소시지가 무첨가 시료보다 낮은 VBN를 보여 본 실험과 유사한 결과를 나타내었다. 이는 흑미 및 흑미겨에 포함되어 있는 유기산 등의 항산화 물질이 단백질 변패를 억제한 것으로 보여진다. Kang SN 등(2002)이 돈육에 젖산, 구연산, 초산을 처리하여 VBN 변화도를 알아본 연구 결과 모든 유기산 처리구에서 VBN이 대조구에 비해 낮게 나타났다. 따라서 본 연구 결과 흑미겨의 첨가는 단백질 변패를 억제하는 역할을 하는 것으로 사료된다.

5. 흑미겨 첨가에 따른 떡갈비의 관능적 특성 비교

흑미겨 첨가 수준이 떡갈비의 관능적 특성에 미치는 영향은 Table 6에 나타내었다. 색택은 기존의 카라멜 색소가 첨가된 대조구(+)가 가장 높은 점수를 받았으며, 흑미겨 함량이 증가함에 따라 낮은 점수를 받는 것으로 나타났다. 풍미에서는 두 대조구와 T1, T2가 유의적인 차이를 나타내지 않았고(p>0.05), T3와 T4는 유의적으로 낮은 점수를 받았다(p<0.05). 연도 및 다즙성은 대조구(-), 대조구(+)와 비교하여 T1, T2, T3는 유의적인 차이를 나타내지 않았으나(p>0.05), 흑미겨 4%가 첨가된 T4는 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.05). 종합적인 기호도를 비교해본 결과 T1, T2가 대조구(+)와 유의적인 차이를 보이지 않으며 높은 점수를 받았고(p<0.05), 흑미겨 첨가량이 3% 이상 첨가될 경우 흑미겨 함량이 증가함에 따라 기호도는 낮아지는 경향을 나타내었다. 유사한 연구 결과로는 미강 식이섬유를 첨가한 분쇄 육제품과 저지방 떡갈비에서 각각 1%, 2%와 2%, 3%를 첨가한 처리구가 우수한 관능적 특성을 나타내었다(Choi YS 등 2008a, Choi YS 등 2008b). Kim HW 등(2011)의 육제품 연구에서 1% 미강을 첨가한 것이 대조구와 유사한 관능적 특성을 나타낸다고 하여 본 연구결과와 유사한 결과를 나타내었다.

Table 6. 
Sensory characteristics of tteokgalbi formulated with various levels of black rice bran
Parameter1) Control (-)2) Control (+) T1 T2 T3 T4
Color 5.89±1.36c 8.33±0.71a 7.44±0.88ab 7.00±0.01b 5.56±1.01cd 4.56±1.51d
Flavor 7.22±0.67ab 7.50±0.53a 7.33±0.71ab 7.78±0.83a 6.57±0.53bc 6.22±1.39c
Tenderness 7.56±1.13a 7.67±0.71a 7.78±0.67a 7.44±0.73ab 7.00±1.00ab 6.56±1.01b
Juiciness 7.33±0.87a 7.44±1.01a 7.78±0.67a 7.00±0.01ab 7.00±0.01ab 6.33±0.87b
Overall acceptability 7.00±0.01b 7.78±0.83a 8.00±0.01a 7.78±0.67a 6.56±0.73b 5.89±0.78c
All values are mean±SD of three replicates.
a-d Means within a row with different letters are significantly different (p<0.05).
1) Color, flavor, tenderness, juiciness and overall acceptability; preference (1=extremely bad or undesirable, 9=extremely good or desirable).
2) Control(-): patty with no additive; Control(+): patty with caramel color; T1: patty with 1% black rice bran; T2: patty with 2% black rice bran; T3: patty with 3% black rice bran; T4: patty with 4% black rice bran.


Ⅳ. 요약 및 결론

본 연구는 떡갈비의 카라멜 색소 대체를 위해 흑미겨를 첨가하여 이화학적 및 관능적 특성을 알아보고자 연구를 실시하였다. 흑미겨를 첨가한 떡갈비에서 수분함량, 회분함량, 가열 전 pH는 흑미겨의 첨가량이 증가함에 따라 높아지는 경향을 나타내었다. 지방함량과 보수력은 대조구와 처리구간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. 단백질함량, 명도, 황색도, 가열수율, 전단력, TBARS 및 VBN은 흑미겨의 첨가량이 증가함에 따라 낮아지는 추세를 보였다. 적색도는 흑미겨 처리구가 대조구(+)보다 낮은 값을 나타내었다. 종합적인 기호도에서도 대조구(+)와 흑미겨를 1%, 2% 첨가한 처리구간에는 유의적인 차이를 보이지 않고 높은 점수를 받았다. 따라서, 떡갈비 제조시 카라멜 색소 대체로 흑미겨를 1-2%로 첨가하는 것이 품질 및 관능적으로 우수한 식육제품을 제조할 수 있을 것으로 사료된다.


Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.


Acknowledgments

This research was supported by Main Research Program (E0156608-03) of the Korea Food Research Institute (KFRI) funded by the Ministry of Science, ICT & Future Planning (Republic of Korea). This research was also partially supported Agri-Bio Industry Technology Development Program (317001-3) by the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs (Republic of Korea).


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