KR101543865B1

KR101543865B1 - 미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티

Info

Publication number: KR101543865B1
Application number: KR1020130137629A
Authority: KR
Inventors: 김명환; 김희선; 장문정
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-08-12
Also published as: KR20150055660A

Abstract

본 발명은 미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식육가공제품에 첨가되는 인공 화학 첨가제인 아질산염을 대체할 수 있는 미세캡슐화 천연 첨가제를 이용한 패티 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 이로써 본 발명에 따른 패티는 높은 안정성으로 우수한 색도, 총 플라보노이드 함량, 항산화 효능, 지방의 산패 정도 및 총 균수 등이 유지되는 효과가 있다.

Description

미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티{A patty comprising micro-encapsulation of natural additives}

본 발명은 미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식육가공제품에 첨가되는 인공 화학 첨가제인 아질산염을 대체할 수 있는 미세캡슐화 천연 첨가제를 이용한 패티에 관한 것이다.

식육가공제품에서 첨가되는 아질산염은 염지육색의 발현 및 안정화뿐만 아니라 보툴리누스균(Clostridium botulinum)에 대한 정균작용, 독소의 생성억제작용, 육제품의 풍미향상, 산패취 감소 등의 중요한 역할을 하기 때문에 많이 사용되고 있다. 그러나 식품 및 생체내의 잔존 아질산염은 그 자체가 독성을 가지며, 다량 섭취할 경우 혈액의 헤모글로빈을 메트헤모글로빈으로 산화시켜 메트헤모글로빈증을 일으키며, 제2급 및 제3급 아민류와 반응하여 발암성 니트로사민을 생성하는 문제점이 있다. 이러한 이유로 식육가공제품의 잔존 아질산 이온의 양을 70ppm으로 제한하고 있는 실정이다. 따라서 아질산염을 대체 또는 저감화하고, 가공 중 발생하는 니트로사민 생성을 억제하기 위하여, 천연 첨가제를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다.

아질산염을 대체 또는 저감하기 위한 천연색소연구로는 레드비트색소(Jeong et al. 2010. Effect of red beet on quality and color stability of low-fat sausages during refrigerated storage. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 30: 1014-1023.), 선인장색소(Kang & Lee. 2008. Effects of Opuntia ficus-indica pigment and sodium lactate on nitrite-reduced sausage. Korean J. Anim. Sci. Technol. 50: 551-560.), 아나토(Zarringhalami et al. 2009. Partial replacement of nitrite by annatto asa colour additive in sausage. Meat Sci. 81: 281-284.), 키토산(Youn et al. 2001. Studies on substitution effect of chitosan against sodium nitrite in pork sausage. Korean J. Food Sci. Technol. 33: 551-559.) 등을 들 수 있다. 항균 및 항산화연구로는 자몽종자추출물(Chin et al. 2005. Physicochemical and textural properties, and antimicrobial effects of low-fat comminuted sausages manufactured with grapefruit seed extract. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 25: 141-148.), 녹차추출물(Yang et al. 2006. Extracts of green tea extracts on qality characteristics abd reduced nitrite content of emulsion type sausage during storage. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 26: 454-463.), 솔잎 추출물(Kim YJ. 2011. Effects of addition of pine needle extracts in different forms on the antioxidany and residual nitrite contents of emulsified sausages during cold storage. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 31: 74-80.), 키토산(Park & Kim. 2010. Effects of chitosan with different molecular weight and nitrite addition on the residual nitrite contents and shelf-life of emulsified sausage during cold storage. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 30: 269-276.), 팥 추출물(Jayawardena et al. 2011. Utilization of adzuki bean extract as a natural antioxidant in cured and uncured cooked pork sausages. Meat Sci. 89: 150-153.), 로즈마리 추출물(Sebranek et al. 2005. Comparison of a natural rosemary extract and BHA/BHT for relative antioxidant effectiveness in pork sausage. Meat Sci. 69: 289-296.) 등을 들 수 있다.

한편 미세캡슐화(Micro-encapsulation) 기술은, 특정 환경조건하에서 일정속도로 캡슐 내 핵물질(core material)을 방출하여 핵물질이 가지고 있는 기능성 또는 생리작용을 크게 향상시킬 수 있으며, 나아가 핵물질에 영향을 줄 수 있는 빛, 산소, 수분 등의 외부 환경으로부터 보호할 수 있는 기술이다. 캡슐화 기술은 식품산업에서 불완전한 외부환경으로부터의 고유기능성 유지, 산화방지 및 보존성 향상, 이취 차단, 액상 식품의 고형화 등의 목적으로 사용되고 있으며, 핵물질로서는 색소, 항산화 물질, 산, 효소, 미생물, 향기성분, 비타민, 무기질, 유지 등에 사용되어 왔다. 캡슐화 기술은 화장품, 제약, 의약, 섬유, 방향 산업 등의 화학분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 한편, 캡슐화에 이용되는 피복물질(wall material)은 기본적으로 피막형성능력이 우수하고 용해성, 유화력이 뛰어나며 경제적이어야 한다. 또한, 핵물질에 용해되거나 반응하지 않아야하며, 특히 식품에 이용되는 피복물질은 식용 가능한 특성을 가져야 한다.

녹차(Camellia sinensis L.)에는 항산화, 항균, 항암, 중금속제거 효과, 혈압강하효과, 혈중 콜레스테롤저하효과, 고혈압이나 동맥경화 예방효과, 비만억제효과, 충치억제 및 노화지연효과 등 다양한 생리활성 및 기능성을 지닌 물질이 함유되어있다. 녹차의 주성분인 카테킨은 폴리페놀화합물로서 (-)-epicatechin(EC), (-)-epicatechin gallate(ECG), (-)-epigallocathechin(EGC), (-)-epigallocathechin gallate(ECGC) 성분 등이 있으며, 항산화작용, 항균작용, 암세포성장억제 등에 있어서 ECGC가 가장 중요한 성분으로 알려져 있고, 나아가 다른 플라보노이드 성분들과 상승작용을 한다 보고되었다. 세이지(Salvia officinalis L.)는 항균, 항염, 항산화력 등의 기능성을 지니고 있다. 항산화성분으로는 카르노스산(carnosic acid), 로즈마린산(rosemarinic acid), 세이지쿠마린(sagecoumarin), 세이지리친산(sagericin acid), 카페인산(caffeic acid), 루테올린-7-o-글루코사이드, 아피제닌(apigenin), 히스피둘린(hispidulin), 카노솔(carnosol), 로즈마놀(rosemanol)과 같은 다양한 종류의 터핀, 플라보노이드 및 페놀산 등이 있다. 파프리카 올레오레진(Paprika oleoresin)은 천연색소로 이용되고 있으며 캡산틴(capsanthin), β-크립토크산틴, 제아잔틴(zeaxanthine) 등의 카로티노이드계 색소를 함유하고 있으나, 저장과정 중 색도 뿐만 아니라 맛, 향, 영양소의 손실이 높은 문제가 있다.

다만 상기 천연 발색, 항산화, 항균 등의 기능을 가진 천연소재들의 가장 큰 문제점은 pH, 수분, 금속, 빛, 산소 등의 내·외부 환경조건 내지 열처리 가공과정 하에서 안정성이 떨어진다는 것이다. 이러한 문제점을 해결할 수 있어야지만 인공 화학 첨가제를 대체할 수 있는 천연 첨가제의 사용이 가능하다 볼 수 있다.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 인공 첨가제인 아질산염을 대체하기 위하여 패티에 천연 추출물인 녹차, 세이지 및 파프리카 올레오진 추출물을 이용하였으며, 나아가 상기 천연 추출물을 미세캡슐화함으로써 패티 외부 환경조건이나 열처리 가공과정 하에서의 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 안정성이 향상되고 인공 화학 첨가제를 대체할 수 있는 미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 녹차 추출물, 세이지(sage) 추출물, 파프리카 올레오진(paprika oleoresin) 추출물 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 천연 추출물이, 사이클로덱스트린(cyclodextrin), 말토덱스트린(maltodextrin), 아미노알킬 메타크릴레이트 공중합체(aminoalkyl methacrylate copolymer) 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 피복물질로 피복된 미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 미세캡슐화 천연 첨가제는 천연 추출물을 피복물질로 피복함으로써 패티 내·외부 환경조건 내지 열처리 가공과정에 있어서도 우수한 안정성을 유지할 수 있다는 특징이 있다. 따라서 상기 미세캡슐화 천연 첨가제가 첨가된 패티는 저장기간이 경과하거나 열처리에 있어서, 계속하여 우수한 색도, 총 플라보노이드 함량, 항산화 효능, 지방의 산패 정도 및 총 균수가 유지되는 효과가 있다.

본 발명에서 사용되는 용어 '패티(patty)'는, 다진 고기에 여러 재료를 넣고 다양한 형상으로 가공한 식육가공제품을 의미하며, 상기 패티는 돼지고기, 소고기, 닭고기 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 육류를 포함할 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용되는 용어 '천연 추출물'은 식육가공제품에 일반적으로 첨가되던 인공 화학 첨가제를 대체할 수 있는 기능을 가진 천연물로부터 유래한 추출물을 의미하며, 대표적으로 천연 색소, 천연 항산화제, 천연 항균제 등이 있다. 본 발명에 있어서, 상기 천연 추출물은 녹차 추출물, 세이지 추출물, 파프리카 올레오진 추출물 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다. 상기 천연 추출물은 본 발명에 따른 미세캡슐화 천연 첨가제에 있어서 핵물질로 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어 '피복물질'은, 상기 천연 추출물을 보호하기 위하여 얇은 층으로 덮어씌우는 물질(shell)을 의미한다. 본 발명의 피복물질은 사이클로덱스트린, 말토덱스트린, 아미노알킬 메타크릴레이트 공중합체 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 상기 천연 추출물이 녹차 추출물인 경우, 상기 피복물질은 사이클로덱스트린과 말토덱스트린의 혼합물일 수 있다. 또한 상기 천연 추출물이 세이지 추출물인 경우, 상기 피복물질은 사이클로덱스트린과 말토덱스트린의 혼합물일 수 있다. 이때, 상기 사이클로덱스트린과 말토덱스트린의 혼합 비율은 1:1 내지 1:5 중량비인 것이 바람직하나, 특별히 제한되는 것은 아니다. 나아가 상기 천연 추출물이 파프리카 올레오진 추출물인 경우, 상기 피복물질은 말토덱스트린일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 미세캡슐화 천연 첨가제는 상기 천연 추출물이 상기 피복물질로 피복되어 형성된 미세 분말을 의미한다. 상기 미세캡슐화 천연 첨가제는 평균 직경이 1㎛ 내지 50㎛인 것일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다. 나아가 미세캡슐화 천연 첨가제에 있어서, 상기 천연 추출물 및 피복물질의 비율은 1:3 내지 1:6 중량비인 것일 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 미세캡슐화 천연 첨가제는 전체 패티 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 본 발명자들은 13가지의 천연 추출물 군에 대하여 상기 천연 추출물인 녹차 추출물, 세이지 추출물, 파프리카 올레오진 추출물을 선정하였으며, 이는 0-0.5%(w/w)농도에 따른 기능성분석을 통하여 최적의 추출물을 선정한 것이다. 나아가 상기 미세캡슐화 천연 첨가제의 패티 첨가 비율(0.1 내지 5 중량%)은 반응표면분석법을 이용한 관능검사의 기호도 분석을 통하여 최적의 농도를 설정한 것이다.

또한, 본 발명은 1) 사이클로덱스트린, 말토덱스트린, 아미노알킬 메타크릴레이트 공중합체 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 피복물질에 증류수를 첨가하여 수화시키는 단계(단계 1);

2) 상기 수화된 피복물질 및 녹차 추출물, 세이지 추출물, 파프리카 올레오진 추출물 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 천연 추출물을 균질화하여 유화액을 제조하는 단계(단계 2);

3) 상기 유화액을 30 내지 50℃에서 감압 농축하여 6%(dry basis)까지 동결 건조시킴으로써 미세캡슐화 천연 첨가제를 제조하는 단계(단계 3); 및

4) 상기 미세캡슐화 천연 첨가제를 돼지고기, 소고기, 닭고기 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 고기에 첨가하여 혼합하는 단계(단계 4)를 포함하는 것인, 상기 본 발명에 따른 패티의 제조 방법을 제공한다.

상기 단계 1 내지 단계 3은 본 발명에 따른 미세캡슐화 천연 첨가제를 제조하는 단계이며, 상기 단계 4는 상기 단계 3에서 제조된 미세캡슐화 천연 첨가제를 육류 및 기타 패티 재료와 혼합하여 패티를 최종적으로 제조하는 단계이다.

상기 단계 1은, 피복물질을 증류수에 첨가하여 수화시키는 단계로서, 천연 추출물과 함께 균질화를 용이하게 하기 위한 단계이다.

상기 단계 2는, 상기 단계 1에서 수화된 피복물질 및 천연 추출물을 균질화하여 유화액을 제조하는 단계이다. 상기 균질화는 회전속도 6,000 내지 9,000 rpm이며, 회전 시간 20분 내지 60분으로 수행되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 단계 3은, 상기 유화액을 건조하여 미세캡슐화 천연 첨가제를 수득하는 단계로, 상기 유화액을 30℃ 내지 50℃에서 감압 농축하여 동결 건조하는 단계이다. 이로써 수득된 본 발명에 따른 미세캡슐화 천연 첨가제를 도 1에 나타내었다.

상기 단계 4는, 상기 단계 3에서 수득된 미세캡슐화 천연 첨가제를 육류 및 기타 패티 재료와 혼합하여 패티를 최종적으로 제조하는 단계로서, 상기 육류 및 기타 패티 재료는 통상 패티를 만들 때 사용되는 재료들이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기타 패티 재료는 지방, 올리브유, 분리대두단백(ISP), 카라기난, 염화나트륨, 염화칼륨, 후추 및 얼음물로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 추가로 포함할 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기의 미세캡슐화 천연 첨가제는 종래의 인공 화학 첨가제 및 비 캡슐화 천연 첨가제와 비교하여 패티의 저장기간 경과 내지 열처리 후에 있어서도 우수한 안정성을 나타내었다. 따라서 상기 미세캡슐화 천연 첨가제가 첨가된 패티는 높은 안정성으로 우수한 색도, 총 플라보노이드 함량, 항산화 효능, 지방의 산패 정도 및 총 균수가 유지되는 효과를 나타내었다.

본 발명에 따른 미세캡슐화 천연 첨가제를 포함하는 패티에 있어서, 상기 미세캡슐화 천연 첨가제는 인공 화학 첨가제를 대체할 수 있는 기능을 발휘함과 동시에 우수한 안정성을 발휘한다. 이로써 본 발명에 따른 패티는 높은 안정성으로 우수한 색도, 총 플라보노이드 함량, 항산화 효능, 지방의 산패 정도 및 총 균수 등이 유지될 수 있는 효과가 있다.

도 1은, 비 캡슐화된 녹차 추출물, 세이지 추출물 및 파프리카 올레오진 추출물의 분말; 및 본 발명에 따른 녹차 추출물, 세이지 추출물 및 파프리카 올레오진 추출물의 미세캡슐화 천연 첨가제를 나타내는 사진이다.
도 2는, 비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 외관을 나타내는 사진이다.
도 3은, 비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 외관을 나타내는 사진이다.

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

실시예 1: 미세캡슐화 천연 첨가제가 첨가된 패티의 제조

1) 미세캡슐화 천연 첨가제의 제조

녹차와 세이지 추출물은 각각 가루나라(Seoul, Korea), (주)이슬나라(Daegu, Korea)에서 구입하였고, 파프리카 올레오진은 (주)에이원카프(Anyang, Gyeonggido, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 말토덱스트린과 사이클로덱스트린은 각각 (주)한국마쯔다니(Seongnam, Korea)와 대상(주)전분당(Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 이들의 미세캡슐화는 하기와 같이 수행하였다.

녹차 및 세이지 추출물은 피복물질로 사이클로덱스트린:말토덱스트린 = 1:3 비율의 혼합물을 이용하였고, 파프리카 올레오진 추출물은 피복물질로 말토덱스트린 단독을 이용하였다. 이때, 상기 각각의 미세캡슐 핵물질(녹차, 세이지 및 파프리카 올레오진 추출물)과 피복물질간의 비는 1:4(w/w)로 하였다. 이러한 비율의 선정은 예비실험을 통한 최적조건결과에 준하여 실행한 것이다. 구체적으로, 상기 핵물질(녹차, 세이지 및 파프리카 올레오진 추출물)에 피복물질(이클로덱스트린 및/또는 말토덱스트린)과 증류수를 첨가하여 수화시킨 후, hydro shear homogenizer(Janke & Kunkel, IKA® Labortechnik, Staufen, Germany)를 이용하여 8,000rpm에서 30분간 균질화시켰다. 균질화한 후, 40℃에서 16.7%(w/v)의 농도로 rotary vacuum evaporator(BUCHI rotavapor R-124 and BUCHI water bath B-480, Flawil, Switzerland)를 이용하여 감압 농축하였다. 미세캡슐화 천연 첨가제 분말은 감압 농축된 시료를 동결건조기(SFDSM24L, Samwon Freezing Engineering Co., Seongnam, Korea)로 수분함량 6%(dry basis)까지 건조시킴으로써 수득하였다. 미세캡슐화 천연 첨가제의 외형사진을 도 1에 나타내었다.

2) 패티 제조

원료 육으로 돈육 후지부위를 준비하여 과도한 지방과 결체조직을 제거하고 원료 육과 지방을 각각 8mm plate로 분쇄하여 사용하였고 부재료는 원료 육 무게에 대한 등 지방, 천연첨가물, 올리브유, 대두분리단백(ISP), 카라기난, 염화나트륨, 염화칼륨, 후추, ice water를 사용하였으며 패티 제조 시의 배합비는 하기 표 1과 같다. 이때 상기 준비된 미세캡슐화 천연 첨가제로서 총 원료대비 녹차 추출물 0.10%, 세이지 추출물 0.077%, 파프리카 올레오진 추출물 0.323%(w/w)을 사용하였다. 상기 천연 첨가물질 선정은 항균, 항산화 및 색소의 기능성을 지닌 13가지의 천연물추출물에 대하여 각각 0-0.5%(w/w)농도에 따른 기능성분석을 통하여 최종 선정하였고, 농도조절은 반응표면분석법을 이용한 관능검사의 기호도 분석을 통하여 최적의 농도를 설정하였다. 혼합기(K5SS, Kitchen Aid, Michigan, USA)를 이용하여 원료 육, 천연첨가물, 염화나트륨, 염화칼륨, 후추, ice water(1차)를 넣고 1단에서 15분간 혼합 후 등 지방, 올리브유, ISP, 카라기난(2차)을 넣고 2단에서 5분간 혼합하였다. 혼합 육을 스텐인레스 패티틀(100×100×12mm)에 115±0.5g 넣어 성형하여 패티를 제조하였다.

비교예 1: 인공 첨가제가 첨가된 패티의 제조

아래 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 미세캡슐화 천연 첨가제 대신 인공 첨가제인 아질산염/인산염을 첨가한 것을 제외하고는, 하기 표 1의 배합비에 따라 상기 실시예 1에 따른 패티의 제조방법으로 패티를 제조하였다.

비교예 2: 비 캡슐화 천연 첨가제가 첨가된 패티의 제조

아래 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 미세캡슐화 천연 첨가제 대신 미세캡슐화 되지 않은 천연 첨가제(녹차, 세이지 및 파프리카 올레오진 추출 건조물)를 첨가한 것을 제외하고는, 하기 표 1의 배합비에 따라 상기 실시예 1에 따른 패티의 제조방법으로 패티를 제조하였다.

(% (w/w))	비교예 1	비교예 2	실시예 1
돼지 육	82.5	82.5	82.5
지방	5	5	5
얼음물	9.69	9.5	9.5
올리브오일	0.5	0.5	0.5
분리대두단백(ISP)	0.5	0.5	0.5
카라기난	0.2	0.2	0.2
소금	1	1	1
후추	0.3	0.3	0.3
Phosphate	0.3
NaNO₂	0.01
천연 첨가제(녹차, 세이지, 파프리카 올레오진)		0.5	0.5
Total	100	100	100

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 따른 패티에 대하여 하기의 실험을 수행하였다. 각각의 실험 수행에 있어서의 구체적인 사항은 다음과 같다.

가열

시료(실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 따른 패티) 가열은 윗면과 아랫면을 200℃에서 각각 10분간 가열하였으며, 시료 내부의 온도가 75℃이상 되도록 가열하였다.

저장

시료저장은 PET/AL/PE의 수증기투과(water vapor penetration)를 제어할 수 있는 적층필름 파우치를 사용하여 상압 밀봉하였다. 포장된 시료는 4℃의 온도조건에서 3일 및 7일간 저장하였다.

색도

시료의 색도는 색차계(CR-410, Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 각각 L, a, b 값을 5회 반복 측정하였다. Calibration plate의 L(lightness), a(redness), b(yellowness) 값은 각각 98.34, -0.17, 1.45이었다.

총 플라보노이드

총 플라보노이드 함량은 시료 0.5mL에 10% Al(NO₃)₃용액 1mL와 1M potassium acetate 용액 0.1mL를 첨가한 다음 증류수 4.3mL를 더 첨가하였다. 실온에서 40분간 반응시킨 후 415nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 총 플라보노이드함량을 구하기 위한 표준물질로는 quercetin을 이용하여 작성한 표준검량곡선으로부터 함량을 구하였다.

DPPH (1,1- Diphenyl -2- picryl - hydrazyl ) radical 소거활성

항산화활성을 조사하기 위하여 유리라디칼인 DPPH를 이용한 radical 소거활성 측정은 Han et al. 2006. Antioxidative and antibacterial activities of endemic plants extracts in Korea. Korean J. Medicinal Crop Sci. 14: 49-55.에 기재된 방법을 이용하였으며, 상기 문헌은 본 발명의 참조로서 포함된다. 즉, 각 조건에서의 시료 1mL를 시험관에 넣고 4.0mL의 95%(v/v)의 ethyl alcohol을 가하여 실험용액을 제조하였다. 이 용액에 0.2mM DPPH용액 1.0mL를 넣고 상온에서 30분간 반응시킨 후 UV-Vis spectrophotometer(UV-1601, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 비교예 1은 시료 대신 증류수를 이용하여 동일한 방법으로 수행하였으며 각 시료에 대한 DPPH radical 소거활성(%)은 아래의 식을 이용하여 계산하였다.

DPPH radical scavenging activity(%) = (1-A/B) × 100

A: 샘플의 흡광도, B: blank의 흡광도

Thiobarbituric acid reactive substance( TBARS )

패티의 유지 추출은 ethyl ether 침지법을 이용하여 패티 40g에 ethyl ether 400mL을 가하여 2시간 동안 추출한 다음 여과지(Whatman No.2)를 이용하여 여과한 후 sodium sulfate anhydrous로 탈수하였다. 통과된 여액을 감압 농축하여 ethyl를 완전히 제거한 후 분석시료로 사용하였다. 위의 방법으로 추출된 유지 1g을 시험관에 정확히 취하고 benzene 1mL을 가하여 유지를 잘 용해한 다음 TBA시약 20mL을 넣은 후 vortex mixer로 잘 혼합하여 100℃ 끓는 수조에 시험관을 넣고 30 분 동안 반응시킨 다음 흐르는 물에서 10분 동안 냉각하였다. 위에 뜬 층을 제거하고 아래층만 취하여 UV visible spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 530nm에서 흡광도를 측정한 후 그 값에 100을 곱하여 TBARS값으로 표시하였다. 이때, blank는 benzene을 사용하였다.

총 균수

패티 10g에 1% peptone수 90mL를 첨가하여 1분 동안 균질 화하였고 1% peptone수로 단계 희석하였다. 총 균수는 plate count agar(Difco Laboratories, Detroit, MI, USA)를 이용하여 36℃에서 48시간 배양한 후 나타나는 colony수를 계수하여 Log CFU/g으로 나타내었다.

통계처리

통계분석은 SAS(Statistical Analysis System, version 9.3, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) program을 사용하였고, 처리구간의 평균간 비교는 Duncan의 다중검정을 통하여 유의성 검정(α=0.05)을 실시하였다.

데이터 상첨자의 의미

a 내지 c는 데이터 표 내의 세로 열 데이터들간의 서로 다른 상첨자로써, 이는 Duncan의 중다범위검정에 따른 5% 수준의 상당한 차이를 의미한다.

상첨자 ns는 현저히 차이가 나지 않음을 의미한다.

실험예 1: 패티의 저장 기간에 따른 저장 안정성 비교 실험

상기 저장 방법에 따라 비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티를 저장 기간별로 나누어 다음과 같은 실험을 수행하였다.

1) 저장 기간에 따른 패티의 외관 비교

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 외관 사진을 도 2에 나타내었다.

저장초기 아질산염을 첨가한 비교예 1은 옅은 갈색의 색상을 띄고 있었으나 비 캡슐화 천연 첨가제(비교예 2) 및 미세캡슐화 천연 첨가제(실시예 1) 모두 붉은색을 띄었다. 이는 천연첨가물 중 파프리카 올레오레진 추출물에 의한 현상으로 판단된다. 저장기간이 지남에 따라서 비교예 1의 경우 색상이 옅어졌으며 비교예 2와 실시예 1은 붉은색을 계속 유지하고 있었다.

2) 저장 기간에 따른 패티의 색도 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 색도를 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.

Storage period (day)		L	a	b
0	비교예 1	65.05±0.33^a	5.22±0.04^c	12.47±0.08^c
	비교예 2	51.54±0.46^b	17.84±0.20^b	30.55±0.43^a
	실시예 1	45.50±0.27^c	37.51±0.17^a	28.83±0.32^b
3	비교예 1	66.22±0.04^a	4.42±0.04^c	12.32±0.03^c
	비교예 2	52.64±0.09^b	14.75±0.09^b	28.95±0.21^b
	실시예 1	52.67±0.15^b	25.32±0.05^a	30.73±0.09^a
7	비교예 1	63.17±0.13^a	5.65±0.13^c	14.51±0.14^c
	비교예 2	52.48±0.07^b	12.47±0.02^b	29.18±0.08^b
	실시예 1	52.99±0.19^b	23.89±0.16^a	30.48±0.12^a

L(명도) 값 에서는 저장초기 비교예 1이 비교예 2 및 실시예 1보다 높게 나타났으며 저장기간에 따른 변화에서는 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 모두 큰 차이가 없었다. a(적색도) 값에서 저장 7일 후 비교예 2는 17.84에서 12.47로 실시예 1은 37.51에서 23.89로 감소를 보였다. 이러한 현상은 저장과정에서 파프리카 올레오진 추출물의 색도 안정성이 떨어졌기 때문으로 판단된다. 파프리카 올레오진 추출물을 실시예 1이 비교예 2보다 저장기간 내내 높은 값이었으며 5%내에서 유의성 차이를 보임으로써, 미세캡슐화가 a 값 향상에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한, 파프리카 올레오진추출물을 0.323%(w/w)첨가한 비교예 2 및 실시예 1의 a 값이, Kim HS, Chin KB. 2011. Physico-chemical properties and antioxidant activity of pork patties containing various tomato powders of solubility. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 31: 436-441.에 있어서 토마토 분말이나 추출물을 0.5%(w/w) 돈육 패티에 첨가하였을 때의 9.09-10.20 값보다 높게 나타났다. 비교예 1은 저장초기 5.22에서 저장 7일 후 5.65로 저장 중 변화가 거의 없었으며 5%내에서 유의성 차이를 보이지 않았다. b(황색도) 값은 비교예 1보다 비교예 2 및 실시예 1이 저장기간에 관계없이 높았으며 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 모두 저장기간에 따른 변화는 크게 나타나지 않았다.

3) 저장 기간에 따른 패티의 총 flavonoid 함량 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 총 플라보노이드 함량을 측정하여 아래 표 3에 나타내었다. 상기 플라보노이드는 C₆-C₃-C₆을 기본골격으로 담황색 또는 노란색을 띠고 있는 페놀계 화합물의 총칭으로서, 가열공정이나 저장과정에서 안정성이 낮다는 특징이 있다.

(mg/mL)	Storage period (day)
(mg/mL)	0	3	7
비교예 1	5.93±0.06^ns	3.00±0.02^b	2.86±0.02^c
비교예 2	5.98±0.14^ns	3.06±0.01^b	3.15±0.01^b
실시예 1	6.07±0.07^ns	5.82±0.02^a	3.45±0.05^a

저장초기 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 간에 총 플라보노이드 함량에 있어서 유사한 값을 보였으며 5%내에서 유의성차이가 없었다. 저장기간이 길어짐에 따라서 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 모두 총 플라보노이드 함량의 감소가 나타났다. 저장 7일후에는 저장초기대비 비교예 1은 약 52%의 감소가 나타난 반면, 비교예 2와 실시예 1에서는 각각 47과 43%가 감소하였으며, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 간에 5%내에서 유의성 차이를 보였다. 천연 첨가제가 첨가된 비교예 2와 실시예 1을 비교하여 볼 때, 미세캡슐화가 저장 중 총 플라보노이드 함량의 감소를 억제시키는 것을 확인할 수 있었다.

4) 저장 기간에 따른 패티의 DPPH (1,1- Diphenyl -2- picryl - hydrazyl ) radical scavenging activity (%) 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정하여 아래 표 4에 나타내었다.

(%)	Storage period (day)
(%)	0	3	7
비교예 1	8.68±0.10^c	7.59±0.31^c	6.63±0.37^c
비교예 2	18.15±0.84^b	14.44±0.10^b	12.74±0.52^b
실시예 1	23.27±0.68^a	19.64±0.26^a	18.45±0.68^a

DPPH 라디칼 소거법은 DPPH는 분자 내에 안정한 라디칼을 함유하지만 항산화물질의 전자공여능으로 인해 방향족화합물 및 방향족아민류에 의해 환원되어 자색이 탈색에 의해 나타내는 정도를 지표로 하여 항산화활성을 측정하는 방법이다. 저장초기의 DPPH radical 소거활성은 비교예 1이 8.68%로서 가장 낮았으며 비교예 2와 실시예 1은 각각 18.15와 23.27%로 높게 나타났다. 이러한 결과는 천연첨가물 중 녹차와 세이지 추출물에 기인되었다 사료된다. 녹차추출물의 DPPH 라디칼 소거활성의 경우 카테킨류의 조성에 따라 항산화력이 다르며 분자수준에서 볼 때 (-)-Epigallocatechin gallate(EGCG)가 가장 높으며 그 다음은 (-)-Epicatechingallate(ECG), (-)-Epigallocatechin(EGC), (-)-Epicatechin(EC) 순으로 나타난다 알려져 있다. 저장 중 패티의 DPPH 라디칼 소거활성 변화에 있어서, 비교예 2와 실시예 1은 저장 7일후에도 DPPH 라디칼 소거활성이 각각 12.74와 18.45%이었으나, 비교예 1의 경우에는 6.63%수준에 불과하였다. 비교예 2 및 실시예 1 간의 비교에 있어서도, 미세캡슐화(실시예 1)가 비 캡슐화(비교예 2)에 비하여 DPPH 라디칼 소거활성에 효과적인 것으로 나타났다.

5) 저장 기간에 따른 패티의 TBARS 변화 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 TBARS 변화를 측정하여 아래 표 5에 나타내었다. TBARS(thiobarbituric acid reactive substance) 값을 통하여 지방의 산패정도를 알 수 있다.

(mg/kg)	Storage period (day)
(mg/kg)	0	3	7
비교예 1	0.54±0.09^a	0.66±0.03^a	0.87±0.06^a
비교예 2	0.36±0.06^ab	0.41±0.08^b	0.49±0.06^b
실시예 1	0.33±0.03^b	0.36±0.03^c	0.43±0.05^b

저장초기의 TBARS 값에 있어서, 비교예 1, 처리구1 및 실시예 1은 각각 0.54, 0.36 및 0.33 mg/kg으로 나타나, 아질산염을 첨가한 비교예 1이 천연 첨가제의 처리 군에 비하여 높은 값을 보였다. 이러한 천연 첨가제의 지방산패 억제현상은 항산화활성을 지닌 토마토추출물첨가에서도 나타난바 있으며, 본 실험에서는 녹차추출물과 세이지 추출물에 의하여 나타나는 것으로 사료된다. 저장과정에서도 저장 7일 후 비교예 1은 약 61%의 증가가 있었던 반면 미세캡슐화한 실시예 1에서는 약 30%의 증가에 그쳤다. 일반적으로 신선 돈육의 경우, 1.2 mg/kg 이상에서는 부패 취가 발생한다고 알려져 있다.

6) 저장 기간에 따른 패티의 총 균수 변화 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 저장 기간에 따른 총 균수 변화를 측정하여 아래 표 6에 나타내었다.

(log CFU/g)	Storage period (day)
(log CFU/g)	0	3	7
비교예 1	2.98±0.06^ns	2.95±0.02^ns	3.64±0.34^ns
비교예 2	3.05±0.10^ns	3.17±0.02^ns	3.32±0.05^ns
실시예 1	3.38±0.31^ns	2.83±0.15^ns	3.35±0.03^ns

저장초기 비교예 1과 비교예 2 및 실시예 1 간의 총 균수에서는 차이가 나타나지 않았으며 2.98 내지 3.38 log CFU/g 수준이었다. 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 모두 7일간의 저장기간 동안에 총 균수의 급격한 증식은 나타나지 않았으며 저장 7일 후 3.32 내지 3.64 log CFU/g 수준으로 저장기간에 따른 유의성차이를 보이지 않았다. 이러한 현상은 녹차와 세이지 추출물의 항균작용에 기인하였다고 사료된다.

실험예 2: 패티 가열 전·후의 비교 실험

상기 가열 방법에 따라 비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티를 가열 전·후로 나누어 다음과 같은 실험을 수행하였다.

1) 패티 가열 전·후의 외관 비교

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 외관 사진을 도 3에 나타내었다.

가열 전 아질산염를 사용한 패티(비교예 1)의 경우는 가열 전 베이지 색상을 나타낸 반면, 비 캡슐화 천연 첨가제(비교예 2) 및 미세캡슐화 천연 첨가제를 첨가한 패티(실시예 1)는 붉은색을 띄었다. 이는 파프리카 올레오진 추출물로 인한 것이라 할 수 있다.

가열 후에도 비교예 2와 실시예 1은 붉은색을 띄었다. 이는 오디, 복분자, 자색고구마의 안토시아닌색소는 열에 약하여 변색이 되지만, 파프리카 올레오진의 경우는 열에 강하기 때문으로 사료된다. 실시예 1에 비하여 비교예 2의 경우 붉은 색의 강도가 작게 나타남을 확인할 수 있다.

2) 패티 가열 전·후의 색도 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 색도를 측정하여 아래 표 7에 나타내었다.

		L	a	b
가열 전	비교예 1	65.05±0.33^a	5.22±0.04^c	12.47±0.08^c
	비교예 2	51.54±0.46^b	17.84±0.20^b	30.55±0.43^a
	실시예 1	45.50±0.27^c	37.51±0.17^a	28.83±0.32^b
가열 후	비교예 1	65.02±0.11^a	8.08±0.06^c	12.01±0.05^c
	비교예 2	53.01±0.05^c	13.38±0.20^b	54.92±0.41^a
	실시예 1	54.92±0.41^b	32.13±0.18^a	33.50±0.38^b

패티의 가열 전과 후의 색도 측정을 한 결과 비교예 1의 가열 전 a(적색도) 값은 5.22이었으나 가열 후 8.08로 증가하였다. 실시예 1의 경우 비교예 2에 비하여 가열전과 후 모두 붉은 색의 강도가 크게 나타났다. 또한 가열 후 실시예 1은 32.13으로 매우 높게 나타났다. 가열 후 b(황색도) 값의 경우 비교예 1은 가열전과 유사하였으나 비교예 2와 2는 모두 증가하였다.

3) 패티 가열 전·후의 총 flavonoid 함량 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 총 flavonoid 함량을 측정하여 아래 표 8에 나타내었다.

(mg/ml)	가열 전	가열 후
비교예 1	5.93±0.06^ns	2.85±0.01^b
비교예 2	5.98±0.14^ns	2.98±0.02^b
실시예 1	6.07±0.07^ns	4.29±0.09^a

가열 과정에서 총 플라보노이드 함량의 경우, 실시예 1이 상대적으로 적게 감소된 것을 확인할 수 있었다. 이는 첨가제의 미세캡슐화에 의한 것으로 사료된다. 반면, 가열처리 후, 비교예 1과 비교예 2는 총 플라보노이드 함량이 50%이상 크게 감소됨을 살펴볼 수 있다.

4) 패티 가열 전·후의 DPPH radical scavenging activity (%) 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정하여 아래 표 9에 나타내었다.

(%)	가열 전	가열 후
비교예 1	8.68±0.10^c	5.95±0.16^c
비교예 2	18.15±0.84^b	16.07±0.78^b
실시예 1	23.27±0.68^a	19.35±0.84^a

DPPH 라디칼 소거 활성에 있어서, 가열전과 후 모두 실시예 1이 가장 높게 나타났으며, 그다음 비교예 2, 비교예 1 순으로 나타났다. 비교예 1과 천연 첨가제 처리군인 비교예 2 및 실시예 1의 DPPH 라디칼 소거 활성은 상당히 큰 차이를 보임을 확인할 수 있었다. 나아가 미세캡슐화된 실시예 1의 경우가 그렇지 않은 비교예 2에 비하여 더 우수한 라디칼 소거 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

5) 패티 가열 전·후의 TBARS 변화 측정

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 TBARS 변화를 측정하여 아래 표 10에 나타내었다.

	가열 전	가열 후
비교예 1	0.54±0.09^a	0.56±0.03^a
비교예 2	0.36±0.06^b	0.51±0.02^a
실시예 1	0.33±0.03^b	0.40±0.04^b

가열전과 후 모두 비교예 1보다 비교예 2 및 실시예 1이 낮은 TBARS 값을 보임을 확인하였다. 또한 처리구간의 비교에 있어서도 실시예 1이 비교예 2보다 상대적으로 작은 값을 나타냄을 확인하였다.

6) 패티 가열 전·후의 관능검사

비교예 1 내지 2 및 실시예 1에 따른 패티의 가열 전·후에 따른 관능검사를 실시하여 아래 표 11에 나타내었다.

	관능검사
	색	풍미	질감	육즙	총 평가
비교예 1	5.00±0.00^ns	5.00±0.00^ns	5.00±0.00^ns	5.00±0.00^a	5.00±0.00^a
비교예 2	5.31±0.88^ns	4.42±0.26^ns	4.86±1.04^ns	4.63±0.57^ab	4.52±0.81^b
실시예 1	5.46±0.98^ns	4.81±0.41^ns	4.90±0.85^ns	4.53±0.92^b	4.84±0.74^ab

기준 검사물과의 기호도 검사를 한 결과, 천연 첨가제 처리군인 비교예 2 및 실시예 1이 전반적으로 비교예 1에 비하여 작은 값을 보였으며, 비교예 2와 실시예 1 간에 있어서는 캡슐화된 경우(실시예 1)가 비 캡슐화된 패티(비교예 2)보다 상대적으로 큰 값을 보였다.

Claims

사이클로덱스트린(cyclodextrin), 말토덱스트린(maltodextrin), 아미노알킬 메타크릴레이트 공중합체(aminoalkyl methacrylate copolymer) 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 피복물질로 피복된, 녹차 추출물, 세이지(sage) 추출물 및 파프리카 올레오진(paprika oleoresin) 추출물의 혼합물인 천연 추출물을 포함하는, 패티의 지방 산패 억제용 미세캡슐화 첨가제.
제1항에 있어서, 상기 패티는 돼지고기, 소고기, 닭고기 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 육류를 포함하는 것인, 미세캡슐화 첨가제.
제1항에 있어서, 상기 미세캡슐화 첨가제는 평균 직경이 1㎛ 내지 50㎛인 것인, 미세캡슐화 첨가제.
제1항에 있어서, 상기 천연 추출물 및 피복물질의 비율은 1:3 내지 1:6 중량비인 것인, 미세캡슐화 첨가제.
제1항에 있어서, 상기 피복물질은 사이클로덱스트린과 말토덱스트린의 혼합물인 것인, 미세캡슐화 첨가제.
삭제
제1항에 있어서, 상기 피복물질은 말토덱스트린인 것인, 미세캡슐화 첨가제.
제5항에 있어서, 상기 사이클로덱스트린과 말토덱스트린의 혼합 비율은 1:1 내지 1:5 중량비인 것인, 미세캡슐화 첨가제.
제1항 내지 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 미세캡슐화 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제는 전체 패티 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%로 포함되는, 지방 산패가 억제된, 패티.