KR100894272B1 - 초임계 이산화탄소를 이용한 식육의 연도증진방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 초임계 이산화탄소를 이용한 식육의 연도증진방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 식육의 연도를 증진하는 방법에 있어서, 초임계 이산화탄소를 식육에 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식육의 연도증진방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 종래 고압의 기체를 이용하는 물리적 방법에 의한 연도증진 방법에 비하여, 본 발명에서 새롭게 선정한 초임계 이산화탄소의 연도증진방법은 식육에 이산화탄소의 초임계점인 73 atm이상으로 31.1℃에서 10분 동안 초임계 이산화탄소를 처리함으로써, 처리하지 않은 식육에 비해 뚜렷한 연육작용 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 따라서 이러한 효과는 고품질의 가공 육류 제조에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Description

초임계 이산화탄소를 이용한 식육의 연도증진방법 {Tenderization methods of meat using supercritical carbon dioxide}

본 발명은 초임계 이산화탄소를 이용한 식육의 연도증진방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 식육의 연도를 증진하는 방법에 있어서, 초임계 이산화탄소를 식육에 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식육의 연도증진방법에 관한 것이다.

최근 국내 식품 소비 형태를 볼 때, 소비자 선호도는 기존의 양적인 측면에서 벗어나 품질을 고려된 식단으로 변화하고 있으며, 신선육과 양념육의 소비도 육질이 향상된 고급육의 소비수요가 증가하는 추세이다. 식육의 연도는 국내외 소비자들이 관능 평가 시 가장 중요하게 고려하는 육질 항목 중 하나로써, 식육의 연도를 증진시키기 위해 다양한 방법들이 사용되고 있다. 현재 연육제로 파파인(papain), 브로멜린(bromelain), 피신(ficin) 등의 식물성 연육제가 대부분 이용되고 있으며, 현재 국내에서는 식물성 단백분해효소를 추출· 정제해 생산한 분말 형태의 연육제를 대부분 수입하여 사용하고 있는 실정이다. 그러나 본 발명에서는 초임계 이산화탄소의 이화학적인 특성을 적용해 연육제의 첨가 없이 양념돈육의 연육작용 효과를 얻을 수 있다.

초임계 이산화탄소(supercritical fluid)란 어떤 물질의 임계점이상에 존재하는 액체도 아니고 기체도 아닌 상태로 존재하며 고압상태에서도 더 액화되지 않는 이산화탄소를 지칭한다(Ely와 Baker, 1983; Stahl, 1987). 기존 일반 대기의 고압 처리로 식육의 연육효과를 얻은 결과가 있었지만 초임계 이산화탄소를 이용한 연육작용은 물리적 효과에 의존하는 일반 대기의 고압 기체 이용방법에 비해서 초임계 이산화탄소의 물리적, 화학적 성질을 함께 이용하므로 중요 공정변수인 압력, 온도를 상대적으로 낮은 수준으로 하여도 좋은 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 본 발명에서는 간장 및 고추장 양념육을 이산화탄소의 초임계 이산화탄소의 초임계점인 73 atm 기압, 31.1 ℃ 으로 10분간 처리할 경우 양념육의 뚜렷한 연도증진 효과를 얻을 수 있다.

연화작용을 위한 식육의 연화제를 첨가하는 방법은 식육을 구상하는 단백질의 가수분해를 통한 연화작용으로서 단백질의 가수분해로 인한 분해 산물이 식육제품 내 그대로 잔존하여 식육제품의 관능적인 측면에 부정적인 역할을 할 수 있으며 식육제품에 초고압(high hydrostatic pressure)을 처리하는 물리적인 기법은 식육제품의 열을 발생시킨다. 이는 식육제품의 중요 영양소이면서 열에 내성이 약한 단백질의 변질을 유발 하여 육류에 적용시키기에는 단점이 많다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 초임계 이산화탄소 유체의 물리적, 화학적 특성을 이용하여 식육을 처리하는 경우, 양념육의 관능적 품질의 변화 없이 연도를 증진시킬 수 있음을 확인하고, 본　발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 식육 본연의 품질을 유지한 채 연도 증진효과를 줄 수 있는 초임계 이산화탄소를 이용한 식육의 연도증진방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 초임계 이산화탄소를 식육에 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식육의 연도증진방법을 제공한다. 본 발명의 식육은 신선육 및 냉장 또는 냉동 유통되고 있는 모든 소비형태의 육류를 말하는 것으로, 특히 우육 및 돈육과 같이 연도가 증가함에 따라 품질관능의 향상을 가져올 수 있는 육류가 본 발명의 식육에 해당한다. 또한 본 발명의 상기 식육은 양념된 식육도 포함하는데, 이러한 양념육류는 일반적인 양념육을 만드는 과정, 즉 신선육에 간장 또는 고추장 양념 등을 이용하여 식육에 양념이 스며들도록 하는 숙성과정을 포함하고 있다.

본 발명에서, 어떤 물질이 기체 또는 액체상으로 평형을 이루며 존재할 수 있는 한계점을 임계점(critical point)이라 한다. 초임계유체(supercritical fluid)란 임계압력 및 임계온도 이상으로 조정하여 일반적인 기체와 액체와는 다른 양면 성질을 인위적으로 변형한 유체를 말한다. 초임계유체는 기체와 액체의 중간정도의 물성을 가지고 있으며 상변화 없이도 약간의 압력 및 온도에 따라 밀도, 용 해도 등을 변화시킬 수 있는 특성을 갖고 있다. 본 발명에 사용된 초임계 이산화탄소는 이산화탄소가 임계점 이상에서 액체도 아니고 기체도 아닌 상태로 존재하며, 고압상태에서도 액화되지 않는 이산화탄소를 지칭한다.

다시 말해, 도 3에서 보면 온도 31.1℃와 압력 73 atm이 만나는 점이 임계점이다. 이산화탄소의 온도와 압력이 각각 31.1℃ 이상, 73 atm이상이면 기체 또는 액체 한 가지 상태로 존재하는 것이 아니라 그 중간 단계인 상태로 존재하게 되는 것이 초임계 이산화탄소이다. 예를 들어, 이산화탄소의 온도가 31.1℃이고 압력은 73 atm이상이면 초임계로 존재한다. 또 압력은 73 atm이고 온도가 31.1 ℃이상이면 초임계로 존재한다. 이러한 초임계 이산화탄소를 종래에는 무공해 추출용매로 여러 분야에서 사용되어 왔으나, 본 발명에서는 초임계 이산화탄소를 이용한 식육의 연도증진방법을 처음으로 밝혔다. 이러한 초임계 상태의 이산화탄소는 세포막과 세포막들 사이로 침투하여 조직을 연화시킴으로서 본 발명의 연도증진효과를 나타낼 수 있게 된다.

본 발명의 방법에서, 상기 초임계 이산화탄소를 임계점인 73 atm, 31.1℃이상에서 적절한 시간동안 처리함으로써 본 발명의 연도증진효과를 달성할 수 있으나, 바람직하게는 31.1℃ 내지 35℃의 온도와 73 내지 150 atm의 압력으로 5-20분간 처리할 수 있으며, 식육의 연도증진효과와 함께 산업에 적용하기 위한 경제성을 고려하면 31.1℃에서 73 내지 150 atm의 압력으로 5~20분간 처리하는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 온도는 31.1℃, 압력은 73atm이상이면 이산화탄소는 초임계 상태로 존재하게 된다. 본 발명에서는 식육에의 초임계 이산화탄소의 처리이므로 식육제품 의 열변성을 최소화할 수 있는 온도 31.1℃로 설정하였으며, 압력은 경제적인 공정변수를 고려해 초임계상태로 존재 할 수 있는 최저 압력인 73 atm으로 설정하였다. 중요한 것은 초임계로 존재할 수 있는 최저의 조건이 31.1℃,73 atm이라는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 본 발명의 식육의 처리에 제공되는 초임계 이산화탄소는 기체 또는 액체 상태의 이산화탄소가 초임계 상태에 도달할 수 있는 어떠한 온도와 압력 상태일 수 있으나, 바람직하게는 당업계에서 통상적으로 인정되고 있는 임계점인 온도 31.1℃와 압력 73atm 이상인 것이 적당하다. 구체적으로는 상기 언급한 바와 같이, 31.1℃ 내지 35℃의 온도와 73 내지 150 atm의 압력인 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에서, 상기 식육은 초임계 이산화탄소를 처리할 수 있는 어떠한 소비형태의 식육, 예컨대 우육, 돈육 또는 이들의 양념육이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 양념돈육이 적당하며, 더욱 바람직하게는 간장 양념돈육 또는 고추장 양념돈육이 적당하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 식육에 초임계 이산화탄소 처리 시 뚜렷한 연도 증진효과를 줄 수 있으며, 실용화시 초임계 이산화탄소를 적용하지 않은 식육과 관능적 품질 변이가 나타나지 않아 식육 본연의 품질을 유지한 채 연도 증진효과를 줄 수 있다. 또한 초임계 이산화탄소 유체의 물리적, 화학적 특성을 이용하기 때문에 중요 공정변수인 압력, 온도를 상대적으로 낮은 수준으로 하여도 뚜렷한 연도 증진 효과를 얻을 수 있어 에너지 절감을 통해 공정의 경제성을 높일 수 있다.

실시예 1. 양념돈육 시료의 제조

양념돈육은 돈육과 양념의 비율을 4:1로 하여 제조한 후, 양념이 스며들 수 있도록 24시간 숙성시킨 후 사용하였다. 돈육은 정상 유통되는 돈육 등심을 이용하였고 양념은 하기 표 1의 함량으로 제조하였다.

[표 1]. 간장 및 고추장 양념의 첨가물 함량

실시예 2. 양념돈육에 초임계 이산화탄소의 처리

초임계 이산화탄소 시스템의 추출기 (도 1참조) 내부에 양념돈육을 넣고 액화 이산화탄소의 온도를 31.1℃로 하고 압력을 73 atm, 120 atm, 150 atm으로 하여 이산화탄소를 초임계 상태로 유지하여 양념돈육에 10 분간 처리하였다. 이후 연도를 측정하기 위하여 전단력을 측정하였고 관능분석을 실시하였다.

실시예 3. 초임계 이산화탄소 처리된 양념돈육의 연도 분석

식육의 연도를 분석하는 방법 중 전단력(shear force)을 측정하는 방법이 가장 널리 쓰인다. 본 발명에서는 양념돈육의 연도를 측정하기 위해서 shearing cutting test를 실시하였다. 전단력은 Instron(Series IX, USA)을 이용하여 측정 하였다. 이때 시료는 두께 10 mm, 직경 50 mm이면서 근섬유와 평행이 되도록 절단하였다. 분석 조건은 chart speed 120 mm/min, maximum load 10 kg, 측정 속도 20 mm, 시료 높이 20 mm, adapter No.4 등으로 설정하였다. 측정은 정확성을 위해 시료 당 15 ~ 20번 반복 측정하였다.

[표 2]. 초임계 이산화탄소 처리에 따른 양념돈육의 전단력 변화

유의수준: * P < 0.05

a-b 표시가 다른 것은 통계적으로 유의차가 있음 (P < 0.05).

양념돈육의 초임계 이산화탄소 처리로 인한 연도 증진 효과를 확인하기 위해 두가지 양념돈육을 시험하였다. 초임계 이산화탄소는 31.1℃의 온도로 10분간 처리하였으며, 압력은 이산화탄소의 초임계점인 73atm부터 120atm 및 150 atm으로 처리 한후 연도 증진 효과를 확인하였다. 간장 양념육의 전단력은 120 atm과 150atm 처리구가 대조구에 비해 낮은 수치를 나타냈다(P < 0.05). 고추장 양념육에서는 73atm과 120atm에서 대조구보다 유의적으로 낮은 전단력 수치를 나타냈다. 본 발명 에서 사용한 간장 양념육의 경우 120atm 압력 이상부터 연도 증진 효과를 확인할 수 있었고, 고추장의 양념육의 경우 이산화탄소의 초임계점 압력인 73atm부터 연도 증진 효과를 확인할 수 있었다. 즉, 간장양념육의 경우 초임계 이산화탄소 120atm 이상의 압력으로 처리 시 뚜렷한 연도 증진 효과를 확인 할 수 있었고, 고추장양념육의 경우는 초임계 이산화탄소 73 atm(초임계점 압력)이상 처리시 뚜렷한 연도 증진 효과를 볼 수 있다.

실시예 4. 초임계 이산화탄소 처리된 양념돈육의 관능 분석

양념돈육의 관능평가는 다즙성, 육색, 풍미 및 종합적인 기호도에 대해 5점 기호척도법(5=가장 좋다, 1=가장 나쁘다)으로 하였다. 패널요원은 반복으로 훈련된 15명을 선정하였고, 시료번호에서 선입견을 없애기 위하여 시료의 배열은 난수표를 이용하여 얻은 3자리 숫자를 표시하여 주는 방법으로 실시하였다. 시료는 심부온도가 71℃가 되었을 때가지 가열한 다음 1분간 실온에서 냉각시킨 후 약 2× 2cm로 잘라 제시하였으며, 입안을 식수로 깨끗이 행군 다음 평가하도록 하였다. 이는 양념돈육의 초임계 이산화탄소 처리 여부에 따라 풍미, 외관 및 다즙성에 대한 관능검사를 함으로서 초임계 이산화탄소 처리 양념돈육의 실용성을 검증하기 위한 목적이다.

양념돈육의 관능적 품질변이는 소비자의 구매 시 중요한 선택기준이 될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 초임계 이산화탄소처리 양념육과 처리하지 않은 양념육의 관능적 특성을 분석함으로써, 초임계 이산화탄소 처리한 양념돈육이 처리하지 않은 양념육과 관능적 품질의 상이성이 없음을 확인하고, 초임계 이산화탄소 처리의 실용성을 확인하기 위한 방편으로 본 발명의 실시예를 제시하였다. 본 발명에서는 양념돈육의 품질변이가 소비자 기호도에 미치는 영향을 관능검사 통해 그 결과를 하기 표 3, 표 4에 제시하였다.

[표 3]. 초임계 이산화탄소 처리한 간장 양념육의 관능 분석 결과

결과는 평균값± 표준 편차로 나타냄.

^a척도 1 = 거의 없음, 매우 창백함, 매우 불쾌, 매우 나쁨; 척도 5 = 매우 다즙, 매우 선홍색, 매우 좋음, 매우 좋음.

식육제품의 다즙성은 연도와 더불어 그 품질을 가장 빠르게 판단하는 기준이다. 본 발명에서 제시한 실시예는 초임계 이산화탄소 처리 양념육의 다즙성이 대조구와 다르지 않음을 확인하였다. 육색은 소비자가 신선육 및 식육제품의 품질을 판 단할 때 기준으로 작용하는 중요요소이다. 양념육의 경우, 양념고유의 색이 식육 전체의 육색변이에 관여하지만, 변이정도가 큰 경우에는 소비자의 기호도가 떨어질 수 있다. 따라서 본 관능분석에서 소비자의 육색 선호도를 조사함으로써 양념육의 육색안정성을 확인하고자 했다. 간장과 고추장 양념육의 육색 선호도는 초임계 이산화탄소처리 조건에 영향을 거의 받지 않는 것으로 확인 되었다. 또한 양념육의 향미는 물론 전체 선호도 분석 결과에서도 처리구 간 유의적인 차이를 나타내지 않아 초임계 이산화탄소의 처리가 양념돈육의 관능적 품질 변이에 영향을 미치지 않음이 확인 되었다.

따라서 소비자의 기호도를 고려하여 초임계 이산화탄소를 양념육에 적용할 경우, 간장 및 고추장 양념육은 본 발명의 모든 처리조건(73 to 150 atm, at 31.1℃ for 10 min)에서 처리 가능한 것으로 확인되었다.

[표 4]. 초임계 이산화탄소 처리한 고추장 양념육의 관능 분석 결과

결과는 평균값± 표준 편차로 나타냄.

a척도 1 = 거의 없음, 매우 창백함, 매우 불쾌, 매우 나쁨; 척도 5 = 매우 다즙, 매우 선홍색, 매우 좋음, 매우 좋음.

도 1은 본 발명에 따른 초임계 이산화탄소 처리 시스템의 예이다.

도 2는 초임계 이산화탄소의 처리압력에 따른 양념돈육의 전단력의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 3은 이산화탄소의 상평형도를 나타낸 것이다.

Claims (4)

1. 초임계 이산화탄소를 31.1℃ 내지 35℃의 온도와 73 내지 150 atm의 압력으로 5~20분간 양념돈육에 처리하는 단계를 포함하는 식육의 연도증진방법.
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