KR101789194B1 - 품질이 개선된 간편식 냉동육의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간편식 냉동육의 제조방법 및 이의 방법에 따라 제조된 간편식 냉동육을 해동하는 방법에 관한 것으로, a) 식육(meat)의 이물질을 제거한 후 세절하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 세절된 식육을 110 내지 200℃의 과열증기로 1 내지 5분 동안 처리하는 과열증기 처리 단계; 및 c) 상기 b) 단계에서 과열증기 처리된 식육을 -50℃ 내지 -40℃에서 10 내지 20분 동안 급속동결한 후 포장하여 냉동저장하는 단계;를 통해 제조된 간편식 냉동육은 종래 열수침지한 후 동결하여 제조된 냉동육에 비하여 일반성분, 무기물, 유기산 등의 영양성분의 변화가 적으며, 조직감(연한 정도)가 향상된 특징을 나타내며, 장시간 열처리에 의해 보다 많은 미생물이 사멸되어 12개월 이상 장기간 냉동보관이 가능한 이점이 있다.
또한, 상기 방법에 따라 제조된 냉동육을 2 내지 6℃에서 45 내지 50분 동안 해동시키는 경우 10℃의 흐르는 물을 이용하여 해동하는 유수해동에 비해 식육의 품질을 현저하게 변화시키지는 않으나 동결과 해동과정으로부터 야기되는 조직의 손상을 최소할 수 있다.
또한, 상기 방법에 따라 제조된 냉동육을 2 내지 6℃에서 45 내지 50분 동안 해동시키는 경우 10℃의 흐르는 물을 이용하여 해동하는 유수해동에 비해 식육의 품질을 현저하게 변화시키지는 않으나 동결과 해동과정으로부터 야기되는 조직의 손상을 최소할 수 있다.
Description
본 발명은 품질이 개선된 간편식 냉동육의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 과열증기로 열처리한 후 급속동결함으로써 종래 열수침지한 후 동결하여 제조된 냉동육에 비하여 일반성분, 무기물, 유기산 등의 영양성분의 변화가 적으며, 조직감(연한 정도)가 향상된 냉동육을 제조하는 방법, 상기 방법에 따라 제조된 간편식 냉동육, 및 상기 냉동육을 해동하는 방법에 관한 것이다.
최근 산업사회의 발전과 더불어 소득수준 향상, 라이프스타일의 서구화, 1인가구 및 맞벌이 가구의 증가 등에 따라 외식을 하거나 조리된 음식을 구매하여 가정에서 식사하는 간편식(convenience food) 시장이 급속히 성장하고 있다(Sorenson et al., 2011, Meat Sci., 87:81-87.; Scollan et al., 2006, Meat Sci., 74:17-33.; Kanzler et al., 2015, Food Chem., 172:190-196.).
이러한 간편식 제품들은 대부분이 서양식이고, 한국 음식의 경우 조리과정이 복잡하여 간편식 제품보다는 완제품의 상품을 이용하거나 외식을 통해서 먹는 것으로 나타났다. 또한, 오늘날 고객들은 시간절약과 편의성을 추구하는 동시에 건강과 영향을 고려하는 양상을 보이고 있으나, 현재 시판되고 있는 간편식 제품의 종류와 맛이 다양하지 않은 문제가 있다. 이에 편의성을 갖추면서 품질이 개선된 새로운 간편식, 특히 한식에 사용되는 재료들에 대한 연구가 필요하다.
일반적으로, 한식의 간편식 제품은 쌀, 채소류 및/또는 육류로 구성되어 있다. 상기 한식 재료 중 육류는 단백질을 공급하기 위한 주요리의 가장 중요한 재료로 알려져 있으며, 소비자들이 선호하는 식품이다. 육류의 품질은 대부분 색, 연한정도 및 맛에 따라 달라지며, 이는 열처리(thermal treatment)에 따라 달라진다고 알려져 있다(Kim et al., 2012, J. Korean Soc. Food Nutr., 41:647-654.; Mancini and Hunt, 2005, Meat Sci., 71:100-121.; Tornberg, 2005, Meat Sci., 70:493-508.; Vasanthi et al., 2007, Meat Sci., 76:274-280.). 또한, 육류의 열처리는 냉동 또는 냉장유통 시스템에서 육류를 보관하는 동안에 품질이 저하되는 것을 억제한다고 알려져 있다(Mukherjee and Chattopadhyay, 2007, J. Food Eng., 78:52-60.).
즉, 간편식 제품에 사용되는 육류와 같은 식품의 열처리는 일반적으로 식품을 동결하기 전에 수행되어 식품의 품질을 저하시키는 미생물을 사멸시키거나 효소활성을 억제시켜 식품의 색상변화를 방지하고, 조직의 연화를 최소화시키는 중요한 과정이다. 또한, 열처리는 식품의 노화를 억제하고 저온장해나 살균효과가 있으므로 보관기간 중 식품의 품질을 유지할 수 있도록 한다(Verlinden et al., 2000, Int. J. Food Scitech., 35:331-340; Gonㅷalves et al., 2009, J. Agr. Food Chem. 57:5370-5375.). 이에 식품산업에서는 식품의 품질 및 보관기간을 향상시키기 위해 예비가열, 조리, 블랜칭, 열수침지, 저온살균, 멸균 및 추출 등과 같은 다양한 처리가 이루어지고 있다(Lemmens et al., 2009, Innov. Food Sci. Emerg., 10:552-529.). 그러나, 상기 열처리 방법은 식재료 중 야채에 가장 적합한 것으로, 육류를 상기한 방법으로 열처리하는 경우 육류의 산화를 촉진시켜 산패취를 야기 시키거나 색, 향, 맛, 수용성 성분의 손실 등과 같은 이화학적, 영양학적 변화가 일어나는 문제가 있다. 따라서 육류 내 성분 변화를 최소화하면서 미생물을 사멸이 효과적으로 이루어질 수 있는 적합한 열처리 방법에 대한 연구가 필요하다.
한편, 동결(Freezing)은 식품의 품질 보존을 위한 가장 효과적인 방법으로, 액체를 냉각했을 때 온도가 그 액체의 응고점까지 도달하여 얼음결정체를 형성하는 것이다. 그러나, 전통적인 방법에 의한 동결은 일반적으로 얼음결정체 형성과정에서 잠열의 제거가 느리게 전개되어 세포막 밖에 큰 얼음 결정을 형성하여 조직에 손상을 주며, 해동과정에서 드립으로 인한 수분과 영양소 손실, 색 및 조직 변화, 미생물에 의한 오염 등의 품질저하를 야기하는 문제가 있다. 이에 최근에는 상기한 문제를 해결하여 식품의 품질 변화를 최소화하기 위한 방법으로 급속 냉동 기술이 이용되고 있다(Hong et al., 2005, Korean J. Food Sci. An., 29:302-309.). 구체적으로, 조직의 변화는 얼음결정체의 수와 크기에 의해 야기된다. 이때, 조직 내 얼음결정체의 크기는 과냉각에 의해 결정되며, 얼음결정체의 수는 상전이 시간에 의해 결정된다(Fermandez et al., 2006, Food Hydrocolloid., 20:510-522.). 따라서, 급속 냉동은 짧은 상전이 시간과 함께 보다 큰 과냉각에 의해 이루어진다. 급속 냉동 기술로는 탈수냉동(dehydrofreezing), 액체질소동결(cryogenic freezing, CF) 및 초고압 동결(high pressure freezing) 등과 같은 기술들이 있으나, 이들은 식품산업에 사용되기에는 기술적 문제 및 비용 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 이에 최근에는 얼음결정체 형성시간을 단축하여 식품의 품질 변화를 최소화하기 위한 방법으로 저온의 공기를 강제 순환시키는 방식인 개별급속냉동(individual quick freezing, IQF) 기법이 이용되고 있다. 상기 개별급속냉동(IQF) 방법은 절단 또는 슬라이스된 식품을 기존의 동결 온도에 비하여 낮은 온도(-30~-40℃)를 유지하는 강제 송풍식 냉동기(air blast freezer)를 이용하여 동결할 수 있으며, 특히, 야채와 과일의 경우 동결하는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 냉동식품의 경우 물과 얼음의 열전도와 열확산의 차이에 의해 해동이 냉동보다 느리게 이루어지기 때문에 냉동식품의 품질 변화는 해동시 더 큰 영향을 받는다(Carson, 2006, Int. J. Refrig., 29:958-967.; James, 1968, J. Mater. Sci., 3:540-543.; Leung et al., 2007, J. Food Eng., 78:1221-1227.). 그러므로, 고온의 매체를 이용하여 냉동식품을 급속도록 해동하는 것이 필수적이다. 구체적 예로, 냉동식품을 해동하기 위해 공기(air convection thawing, NCT)나 액체(running water)를 이용하여 식품의 표면으로부터 식품의 중심부까지 열을 전달하는 방법이 사용되고 있으며, 최근에는 간편하며 단시간에 식품의 내부까지 에너지를 전달하여 빠르고 균일하게 해동할 수 있는 마이크로파 해동이 주로 이용되고 있다. 그러나, 육류를 급속 동결하거나 해동하는 경우 육류 내 수분이 유출되어 조직의 탄력성이 감소하고, 식감이 저하되는 문제가 있어 다양한 냉동형 가공품으로의 개발이 미진한 상태이다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식육 고유의 물리화학 및 영양학적 성분의 변화를 최소화할 수 있는 최적의 예비 열처리 및 동결조건을 확립하고, 확립된 예비 열처리 및 동결조건에 따라 품질이 개선된 간편식 냉동육을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 방법에 따라 제조된 간편식 냉동육을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은 상기 방법에 따라 제조된 간편식 냉동육의 품질을 현저하게 변화시키지는 않으나 동결과 해동과정으로부터 야기되는 조직의 손상을 최소화하는 냉동육의 해동방법을 제공하는데 있다.
하나의 양태로서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 품질이 개선된 간편식 냉동육의 제조방법을 제공한다:
a) 식육의 이물질을 제거한 후 세절하는 단계;
b) 상기 a) 단계에서 세절된 식육을 과열증기 처리하는 단계; 및
c) 상기 b) 단계에서 열처리된 식육을 동결한 후 포장하여 냉동저장하는 단계.
본 발명에 따른 품질이 개선된 간편식 냉동육의 제조방법을 각 단계에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
a) 식육을 준비하는 단계이다.
구체적으로, a) 단계는 식육의 이물질을 제거한 후 세절된 식육을 준비하는 단계로서, 식육 내 지방조직 및 결체 조직을 제거하여 식육의 식감을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 식육(meat)은 가축의 식용 가능한 부위뿐만 아니라 지방(근내, 근간) 또는 결체조적의 과다 축적으로 인해 신선육으로 선호도가 낮은 부위를 사용할 수 있다. 상기 가축은 소, 돼지, 양, 송아지, 칠면조, 닭 또는 토끼 등, 바람직하게는 돼지일 수 있으나, 특별히 이로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 세절은 통상의 방법, 예를 들어 세절기, 분쇄기 등을 이용하여 이루어질 수 있다. 이러한 세절에 있어서, 식육은 섭취하기 전 조리하거나 섭취하기 좋은 크기, 예를 들어 가로(길이)×세로(폭)×높이(두께)가 1 내지 10cm×0.3 내지 1cm×0.3 내지 1cm의 형태로 세절될 수 있으나, 특별히 이로 제한되는 것은 아니다.
b) 상기 a) 단계에서 세절된 식육을 과열증기 처리하는 단계이다.
본 발명에 있어서, 상기 과열증기 처리는 100℃ 이상으로 가열된 수증기, 바람직하게는 110 내지 200℃, 보다 바람직하게는 120 내지 180℃의 과열증기로 1분 내지 5분, 바람직하게는 2분 내지 4분, 보다 바람직하게는 3분 동안 이루어질 수 있다. 상기 과열증기 온도가 110℃ 미만이거나 처리시간이 1분 미만인 경우 식육의 품질을 저하시키는 미생물을 사멸시키거나 효소활성을 억제시키지 못해 이후 동결 및 해동과정에서 식육 내 수분 및 영양성분이 손실되는 문제가 있으며, 과열증기 온도가 200℃를 초과하거나 처리시간이 5분을 초과하는 경우 그 이하의 온도 또는 처리시간에 따라 과열증기 처리된 식육에 비하여 색, pH, 경도, 영양성분, 유기산 등의 변화가 미미하거나 식육의 품질을 저하시키는 미생물의 사멸율이 감소하는 문제가 있다.
본 발명에 따른 과열증기 처리는 종래 열처리 방법, 특히 열수침지에 비해 장시간 이루어지더라도 일반성분, 무기물, 유기산 등의 영양성분의 변화가 최소화하면서 식육의 조직감(연한 정도)을 향상시키는 이점이 있다. 또한, 장시간 열처리에 의해 열수침지 처리에 비하여 보다 많은 미생물을 사멸시킬 수 있으며, 이후 동결 또는 해동과정에서 식육의 담즙이 손실되거나 조직감(연한 정도)이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
c) 상기 b) 단계에서 과열증기 처리된 식육을 동결한 후 포장하여 냉동저장하는 단계이다.
본 발명에 있어서, 상기 동결은 식육의 맛과 영양성분을 최대한 유지하기 위한 방법이라면 이에 제한되지는 않으나, -50℃ 내지 -40℃, 바람직하게는 -45℃에서 10 내지 20분, 바람직하게는 15 내지 20분 동안 급속동결하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 통상적인 냉동고(-24℃)에서 동결하는 자연 대류 동결법 또는 -100℃의 액체질소를 이용하여 동결하는 극저온용기 동결법에 비해 해동과정에서 야기되는 식육의 산패 및 조직의 손상을 최소화하는 효과를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 상기 포장은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법을 사용하며, 예를 들어 함기포장 또는 진공포장하여 이루어질 수 있으나, 이에 특별한 제한은 없다. 이때, 포장용기는 폴리프로필렌 필름, 금속박, 알루미늄 필름, CPP 및 NY 등 중 어느 하나 또는 이들이 여러 층으로 접착되어, 파우치, 팩, 등 다양한 모양으로 성형된 용기로, 본 발명에 따라 동결된 식육(냉동육)을 충전하고 포장하여 직접 또는 간단한 조리방법으로 식용 가능하며, 보존성이 높고 휴대와 운반이 용이한 것이라면 어느 것이나 사용 가능하다.
본 발명에 따라 급속동결된 식육은 -24℃ 내지 -12℃, 바람직하게는 -24℃ 내지 -18℃의 온도에서 저장하는 것을 특징으로 한다. 이러한 저장온도는 식육의 영양성분의 파괴를 최소화함으로써 12개월 이상 장기 저장이 가능하게 하는 효과를 나타낸다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 간편식 냉동육을 제공한다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 간편식 냉동육은 종래 열수침지한 후 동결하여 제조된 냉동육에 비하여 일반성분, 무기물, 유기산 등의 영양성분의 변화가 적으며, 조직감(연한 정도)가 향상된 특징을 나타낸다. 또한, 장시간 열처리에 의해 열수침지 처리에 비하여 보다 많은 미생물이 사멸되어 12개월 이상 장기간 냉동보관이 가능한 이점이 있다.
또 다른 하나의 양태로서, 본 발명에 따라 제조된 간편식 냉동육을 해동하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 본 발명에 따라 제조된 간편식 냉동육을 2 내지 6℃가 유지되는 해동실에 그대로 방치하여 간편식 냉동육의 중심온도가 1℃ 이상의 상온, 바람직하게는 2 내지 6℃가 될 때까지 해동하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 해동온도가 2℃ 미만인 경우 냉동육이 완전히 해동되지 않아 조리시 식육 본래의 맛을 낼 수 없으며, 상기 해동온도가 6℃를 초과하는 경우 해동과정에서 세균이 쉽게 번식하여 식육의 품질이 저하되거나 식육 내 육즙이 급격히 손실되어 식감이 흐물흐물해지고 식육 특유의 누린내가 심해지는 문제가 발생할 수 있다.
하나의 구체적 실시예로서, 본 발명에 따른 해동방법으로 냉동육을 해동하는 경우 10℃의 흐르는 물을 이용하여 해동하는 유수해동에 비해 식육의 품질을 현저하게 변화시키지는 않으면서 동결과 해동과정으로부터 야기되는 조직의 손상을 최소화시킴을 알 수 있었다.
상기와 같은 해동방법은 해동 중에 사람의 손이 필요 없고, 해동시간은 냉동육의 크기에 따라 달라질 수 있으나, 냉동육의 해동시간은 보통 조리시 필요한 부가적인 재료를 준비하는 시간이면 충분하며, 저온에서 이루어지므로 해동시 세균의 증식을 저하시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 간편식 냉동육은 종래 열수침지한 후 동결하여 제조된 냉동육에 비하여 일반성분, 무기물, 유기산 등의 영양성분의 변화가 적으며, 조직감(연한 정도)가 향상된 특징을 나타내며, 장시간 열처리에 의해 보다 많은 미생물이 사멸되어 12개월 이상 장기간 냉동보관이 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 해동방법은 10℃의 흐르는 물을 이용하여 해동하는 유수해동에 비해 식육의 품질을 현저하게 변화시키지는 않으면서 동결과 해동과정으로부터 야기되는 조직의 손상을 최소할 수 있고, 해동 중에 사람의 손이 필요 없고, 해동시간은 냉동육의 크기에 따라 달라질 수 있으나, 냉동육의 해동시간은 보통 조리시 필요한 부가적인 재료를 준비하는 시간이면 충분하며, 저온에서 이루어지므로 해동시 세균의 증식을 저하시킬 수 있는 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 열수침지 또는 과열증기 방법으로 열처리한 식육의 외관과 조직을 관찰한 그림이다.
도 2는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리하는 시간에 따른 식육의 색차를 나타낸 그래프이다.
도 3은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리하는 시간에 따른 식육의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 식육의 외관을 저장온도 및 기간에 따라 관찰한 그림이다.
도 5는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 식육의 조직을 저장온도 및 기간에 따라 관찰한 그림이다.
도 6은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육의 색차를 나타낸 그래프이다.
도 7은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육의 pH를 나타낸 그래프이다.
도 8은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육 내 총균수를 나타낸 그래프이다.
도 10은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육 내 락트산 함량을 나타낸 그래프이다.
도 11(A)는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 식육의 중심온도가 -12℃가 될 때까지 도달하는데 소요되는 시간을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 11(B)는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 식육을 해동하면서 식육의 중심온도가 5℃가 될 때까지 도달하는데 소요되는 시간을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 12는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육의 pH를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 13은 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 14는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육의 근섬유를 관찰한 그림이다.
도 2는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리하는 시간에 따른 식육의 색차를 나타낸 그래프이다.
도 3은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리하는 시간에 따른 식육의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 식육의 외관을 저장온도 및 기간에 따라 관찰한 그림이다.
도 5는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 식육의 조직을 저장온도 및 기간에 따라 관찰한 그림이다.
도 6은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육의 색차를 나타낸 그래프이다.
도 7은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육의 pH를 나타낸 그래프이다.
도 8은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육 내 총균수를 나타낸 그래프이다.
도 10은 열수침지 또는 과열증기 방법을 사용하여 열처리한 후 동결한 식육을 함기포장 또는 진공포장하여 저장온도 및 기간에 따라 변화하는 식육 내 락트산 함량을 나타낸 그래프이다.
도 11(A)는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 식육의 중심온도가 -12℃가 될 때까지 도달하는데 소요되는 시간을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 11(B)는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 식육을 해동하면서 식육의 중심온도가 5℃가 될 때까지 도달하는데 소요되는 시간을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 12는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육의 pH를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 13은 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육의 경도를 나타낸 그래프이다.
도 14는 자연대류 동결법(NF), 송풍식 동결법(IQF) 또는 극저온용기 동결법(CF)에 의해 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육의 근섬유를 관찰한 그림이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예 등은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예 등에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예 등은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1: 재료 준비
식육은 도살된 지 48시간 된 한우 홍두깨살(eye of round, pH 5.7~5.9)을 전문식육점에서 구입하여, 눈에 보이는 지방 및 결합조직을 제거한 후, 근섬유 방향으로 세로(폭), 높이(두께), 가로(길이)를 0.5×0.5×5cm가 되도록 잘라 준비하였다.
락트산(lactic acid), 푸마르산(fumaric acid) 및 3M-페트리필름(plate count agar, coli-form)은 씨그마-알드리치(Sigma-Aldrich, USA)에서 구입하여 준비하였다.
실시예 2: 열처리 방법, 포장방법 또는 냉동조건에 따른 냉동육 제조
2-1. 열처리(thermal treatment) 방법에 따른 식육 전처리 단계
상기 실시예 1에서 준비한 식육을 열수침지처리(boiling-water treatment) 또는 과열증기처리(steaming treatment) 방법으로 열처리하였다.
이때, 식육의 열수침지 처리는 상기 실시예 1에서 준비한 식육 500g을 끓는 물(100℃) 2.5L에 침지시켜 1분 간격으로 10분 동안 열처리하여 이루어졌으며, 식육의 과열증기처리는 상기 실시예 1에서 준비한 식육 500g을 150℃의 과열증기와 함께 냄비에 넣어 1분 간격으로 10분 동안 처리하여 이루어졌다.
상기 열수침지 또는 과열증기 방법으로 열처리한 식육은 얼음물(2~4℃)에 담가 30초 동안 냉각시킨 후 300rpm에서 2분 동안 원심분리하여 물기를 제거하여 하기 시험예에 사용하였다.
2-2. 전처리된 식육을 포장하는 단계
상기 2-1에서 열처리된 식육을 함기포장(air containing packaging) 또는 진공포장(vacuum packaging)하였다.
2-3. 포장된 식육을 냉동조건에 따른 동결 및 보관하는 단계
상기 2-2에서 함기 또는 진공포장된 식육을 -12℃, -18℃ 또는 -24℃가 유지되는 냉동고에서 48주 동안 동결 및 보관하였다.
이하 시험예에서는 열수침지 또는 과열증기 처리한 식육을 각각 열수침지 전처리군 또는 과열증기 전처리군이라고 칭하고, 열수침지 처리한 식육을 함기포장하여 동결한 냉동육, 열수침지 처리한 식육을 진공포장하여 동결한 냉동육, 과열증기 처리한 식육을 함기포장하여 동결한 냉동육 또는 과열증기 처리한 식육을 진공포장하여 동결한 냉동육을 각각 열수침지 전처리 및 함기포장 처리군, 열수침지 전처리 및 진공포장 처리군, 과열증기 전처리 및 함기포장 처리군 또는 과열증기 전처리 및 진공포장 처리군이라 칭한다.
실시예 3: 동결방법에 따라 동결된 냉동육 및 해동방법에 따라 해동된 식육 제조
3-1. 동결방법에 따른 냉동육 제조
상기 실시예 1에서 준비한 식육을 자연 대류 동결법(natural convection freezing, NF), 송풍 동결법(air bast freezing, IQF) 또는 극저온용기 동결법(Cryo-chamber freezing, CF)으로 동결하여 냉동육을 제조하였다.
이때, 상기 자연 대류 동결은 -24℃가 유지되는 냉동고에서 이루어졌다. 상기 송풍 동결은 -45℃가 유지되는 송풍 동결기(SEOJIN Freezer, Korea)를 이용하여 에서 이루어졌다. 또한, 극저온 용기 동결은 극저온 용기[150×30×50 cm(L×W×H), HyunDae FA, Korea]에 상기 실시예 1에서 준비한 식육을 넣고 4개의 원형 스프레이 노즐(MS TECH, Korea)을 사용하여 분무각도 60° 및 분사속도 9.0L/min로 -100℃의 액체증기 질소를 2분 30초 동안 분사하여 이루어졌다.
그 다음, 상기 동결된 식육을 폴리에틸렌 파우치에 넣고 진공포장하여 식육의 중심온도가 -12℃가 될 때까지 동결한 후, -24℃가 유지되는 냉동고에 24시간 동안 보관하였다.
3-2. 해동방법에 따른 식육 제조
상기 3-1에서 동결한 냉동육을 두 그룹으로 나누어 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 식육의 중심온도가 5℃가 될 때가지 해동하였다.
이하 시험예에서는 자연 대류 동결법(natural convection freezing, NF), 송풍 동결법(air bast freezing, IQF) 또는 극저온용기 동결법(Cryo-chamber freezing, CF)으로 동결한 식육을 각각 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)이라고 칭한다.
시험예 1: 열처리 방법에 따라 전처리된 식육의 물리적 또는 화학적 변화 측정
1-1. 외관 및 조직 관찰
상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming)의 색, 조직감 등을 육안으로 관찰하였다. 그 다음 상기 식육을 각각 가로, 세로 및 높이가 2mm가 되도록 절단한 후, 0.5% 글루타르알데히드(glutaraldehyde, pH 7.0)가 포함된 0.1M 인산나트륨 용액(sodium phosphate buffer, PBS, pH 7.0)을 이용하여 4℃의 온도에서 24시간 동안 고정시킨 다음, 0.1M PBS로 세척하였다. 그 후 1% 오스뮴 테트락사이드(osmium tetroxide)가 포함된 0.1M PBS를 이용하여 실온에서 5시간 동안 추가 고정시킨 다음 0.1M PBS로 10분씩 3번 세척하였다. 그 후 에탄올에 10분 동안 탈수시킨 후 아세톤에 10분 동안 침지하였다. 상기 탈수시킨 식육에 금 입자를 코팅하여 겉 표면을 주사 전자 현미경(Scanning electron microscope, SEMl S-2400, Hitachi science system)을 이용하여 열수처리 또는 과열증기처리한 식육의 조직 형태 관찰하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서 보듯이, 대조군(생 시료)의 외관은 색이 선홍빛을 띠고 조직감이 약하며, 근섬유 조직이 뚜렷하고 조직감이 일정한 것을 확인할 수 있었다. 반면, 열수침지 전처리군 또는 과열증기 전처리군은 갈색을 띠고 외관이 수축되었으며, 근섬유 조직이 손상 및 붕괴되어 조직 간의 뚜렷한 경계가 모호해지는 것을 확인할 수 있었다.
1-2. 색도 측정
상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming)의 색도를 색차계(CR-300, Minolta Camera Co. Ltd, Japan)를 이용하여 명도(L*), 적색도(a*) 및 황색도(b*)를 측정하였다. 이때, 표준색은 명도(L*)값이 77.1, 적색도(a*) 값이 2.1, 황색도(b*) 값이 2.2인 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)를 표준으로 사용하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 색 변화는 식육 4 조각을 긴 길이방향으로 배열하여 측정하였다. 열수침지 처리한 식육(Boiling water) 또는 과열증기 처리한 식육(steaming)의 색차(△E)는 하기 실험식 1을 이용하여 계산하였다. 그 결과를 표 1 및 도 2에 나타내었다.
[실험식 1]
색차(△E)= 
표 1 및 도 1에서 보듯이, 대조군(생 시료)의 색도는 명도(L*)가 36.54±2.01, 적색도(a*)가 24.47±1.47, 황색도(b*)가 15.10±0.1으로, 1분(60초) 동안 열처리한 경우 열수침지 처리군(boiling water)은 대조군에 비하여 명도와 황색도가 증가하였고, 적색도는 감소함을 확인할 수 있었다. 반면, 과열증기 처리군(boiling water)은 대조군에 비하여 명도와 황색도가 증가하였으며, 적색도는 약간 감소하기는 하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다.
열처리 시간에 따른 식육의 색도를 비교하여 보면, 열수침지 처리군(boiling water)의 명도는 열처리 시간이 증가함에 따라 감소하였으나, 적색도와 황색도는 증가하였으며, 열수침지 4분이 되었을 때는 대조군(생 시료)의 명도와 유사한 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 과열증기 처리군(boiling water)의 명도와 황색도는 열처리 시간이 증가함에 따른 유의적인 변화를 보이지 않았으며, 적색도는 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
1-3. pH 측정
상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming)을 각각 2g씩 채취하고, 증류수 18ml에 혼합한 후 균질기(HP-91, SMT Co. Ltd., Japan)에서 12,000rpm으로 3분 동안 균질하였다. 그 다음 pH 미터기(Orion 3 star, Thermo scientific, Japan)를 이용하여 pH를 측정하였다. 대조군(raw beef; 생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리 하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2에서 보듯이, 대조군(생 시료; raw beef)의 pH는 5.63로, 1분 동안 열처리한 식육은 열처리 방법과 관계없이 pH가 증가하였으며, 특히, 과열증기 처리군(Steaming)의 pH가 열수침지 처리군(boiling-water)의 pH에 비하여 변화가 더 적음을 확인할 수 있었다.
열처리 시간에 따른 식육의 pH를 비교하여 보면, 과열증기 처리군(Steaming) 및 열수침지 처리군(boiling-water)의 pH는 열처리 시간이 증가함에 따라 크게 변하지 않음을 확인할 수 있었다.
1-4. 경도 측정
상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming)을 5×0.5×0.5cm(가로×세로×높이)의 큐브 형태로 각각 절단한 후, TA43 절단 타입의 프로브(probe)가 장착된 물성 측정기(CT3; Brookfield Co. Ltd., USA)를 사용하여 경도를 측정하였다. 경도의 측정은 압축방식을 사용하여 목표치(target distance)는 5mm이였으며, 목표하중(target load)은 300g, 측정속도(test speed)는 2.5 m/s의 속도로 측정하였다. 대조군(raw beef; 생시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에서 보듯이, 대조군(raw beef)을 5mm 절단하는데 필요한 힘은 2.4kg이였고, 과열증기 처리군(Steaming) 및 열수침지 처리군(boiling-water)에서 60초(1분) 동안 열처리한 식육의 경도 값은 각각 약 1.32kg, 2.5kg이였으나 대조군과 대비하여 유의적인 차이는 보이지 않았으며, 열처리 시간에 따라서도 대조군과 대비하여 큰 차이를 보이지 않음을 확인할 수 있었다.
열처리 방법에 따른 식육의 경도를 비교하여 보면, 과열증기 처리군(Steaming)의 경도가 열수침지 처리군(boiling-water)에 비하여 다소 낮은 경도를 나타냄을 확인할 수 있었다.
1-5. 일반성분, 무기질 함량 및 조리손실율 측정
먼저, 상기 1-1 내지 1-4의 결과에서 각 열처리방법에 따라 식육의 품질을 결정하는 1차적인 요소인 색도, pH 및 경도의 결과로 두 가지 열처리 시간을 선별하였다. 선별된 조건으로는 열수침지 처리의 경우 색도 값이 급격히 변화하는 120초 처리 시간과 변화 값이 일정해지는 240초로 선정하였고, 과열증기 처리의 경우 색도가 급격히 변화하는 구간인 180초 처리 시간과 변화 값이 일정해지는 300초로 선정하여 일반성분 분석을 실시하였다.
구체적으로, 상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming)의 수분(moisture), 조단백질(crude protein), 조지방(crude fat) 및 조회분(crude ash) 함량을 AOAC 일반성분 분석법(1990)을 사용하여 측정하였다. 이때, 수분함량은 105℃ 상압가열법, 조단백질 함량은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhelt법, 조회분 함량은 550℃ 직접 회화법을 사용하여 측정하였다.
무기질 함량은 AOAC에 따라서 건식법을 사용하여 측정하였다. 즉 550℃에서 식육 1g을 회화한 뒤 0.5 N HNO3 10 mL를 넣고, GF/C 여과지(90 mm, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)로 여과한다. 여과된 시료를 0.5 N HNO3 25 mL로 정용하여 inductively coupled plasma spectrometer(Thermo Jarrell Ash ICP 9000, Thermo Jarrell Ash, Franklin, MA, USA)로 분석하였다.
조리손실율은 하기 실험식 2를 사용하여 계산하였다.
대조군(raw beef; control)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 표 3 및 표 4에 나타내었다.
[실험식 2]
조리손실율(%) = [(열처리하기 전 식육 무게(g) - 열처리한 식육의 무게(g)) / 열처리하기 전 식육 무게(g)] × 100
표 3에서 보듯이, 과열증기 처리군(Steaming) 및 열수침지 처리군(boiling-water)은 대조군(control)에 비하여 단백질 함량이 증가하였고, 수분함량과 조회분 함량은 감소하였음을 확인할 수 있었다. 특히, 과열증기 처리군(Steaming)이 열수침지 처리군(boiling-water)에 비하여 단백질 함량의 증가, 및 수분 및 회분 함량의 감소가 적게 나타났음을 확인할 수 있었다.
또한, 표 4에서 보듯이, 과열증기 처리군(Steaming) 또는 열수침지 처리군(boiling-water)은 대조군에 비해 수분이 감소함에 따라 무기물인 나트륨과 마그네슘의 함량이 감소되었음을 확인할 수 있었으며, 특히, 과열증기 처리군(Steaming)의 무기물 함량은 열수침지 처리군(boiling-water)에 비하여 감소량이 더 적은 것을 확인할 수 있었다.
1-6. 식육 내 미생물 측정
상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming) 25g에 멸균된 0.85% NaCl 용액을 첨가한 다음 스토마커(Steward Laboratoy, UK)로 60초 동안 균질한 후 10배 희석하였다. 그 다음 희석된 시료를 3M 페트리필름(Petrifilm, 3M, USA)에 접종한 후 35℃가 유지되는 배양기(GSP-9080 MBE, Shanghai Boxun Industry & Commerce Co., Ltd, China)에서 2일 동안 배양한 후 형성된 집락수를 계수하여 고온성 및 저온성균을 측정하였다.
식육 내 대장균, 효모 및 곰팡이는 혼석평판배양법(pour plate method)을 사용하여 측정하였다. 구체적으로 PDA 배지에 상기 배양된 시료를 접종한 다음 32±1℃에서 2일 동안 배양하였다. 그 후 배양된 콜로니 개수를 측정하여 희석한 수를 곱한 다음 log colony-forming units(CFU)/ml로 나타내었다. 이때, 상기 PDA 배지는 증류수 1L에 감자 덱스트로오스 아가(PDA) 분말 39g을 넣어 PDA 배지를 제조한 다음, 교차 오염을 방지하기 위해 상기 배지에 타르타르산(tartaric acid) 용액(타르타르산:증류수=1:9)을 추가로 첨가한 것을 사용하였다. 대조군(raw beef)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 표 5에 나타내었다.
표 5에서 보듯이, 대조군, 과열증기 처리군(Steaming) 및 열수침지 처리군(boiling-water)에서는 고온균, 대장균군, 곰팡이 및 효소는 검출되지 않았다.
열처리 방법에 따른 식육 내 일반세균수를 비교하여 보면, 과열증기 처리군(Steaming) 또는 열수침지 처리군(boiling-water) 내 일반세균수와 저온성균수는 대조군(control)에 비하여 유의적으로 감소되었음을 확인할 수 있었다. 특히, 180초(3 분)동안 과열증기 처리한 과열증기 처리군(Steaming)에서 저온성균의 사멸이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.
1-6. 유기산 함량 측정
상기 실시예 2-1에서 열처리한 식육인 열수침지 전처리군(Boiling water) 또는 과열증기 전처리군(steaming) 1g에 증류수 50mL를 가하여 200 rpm, 3시간 진탕 추출한 후 Whatman No. 2 filter(Whatman International Ltd.)로 여과한 뒤 50 mL로 정용하였다. 추출물은 HPLC system(Agilent Technologies 1200 series, Agilent Technologies Inc., Palo Alto, CA, USA)으로 분석하였다. 칼럼은 ion exclusion column(Aminex Ion exclusion HPX-87H 300×7.8 mm, Bio-Rad Lab., Richmond, CA, USA)을 사용하였고, 검출기는 UV detector(Agilent Technologies Inc.)로 210 nm에서 검출하였으며, 이동상은 0.008 N sulphuric acid 용액을 0.6 mL/min 유속으로 흘려주었고 1회 주입량은 20 μL를 주입하여 분석하였다. 표준물질로 락트산(lactic acid) 및 푸마르산(fumaric acid)을 사용하였다. 대조군(raw beef)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 표 6에 나타내었다.
| 대조군(생 시료) | 열수침지 전처리군 | 과열증기 전처리군 | |
| 락트산(mg%) | 775.82±12.21 | 518.48±2.41 | 765.90±8.59 |
표 6에서 보듯이, 대조군(생 시료)의 유기산으로는 775.82mg%의 락트산(lactic acid)이 검출되었고, 열수침지 전처리군의 락트산 함량은 518.48mg%로 대조군에 비하여 감소한 반면, 과열증기 전처리군의 락트산 함량은 765.90mg%로 대조군에 비하여 적게 감소하였음을 알 수 있었다.
시험예 2: 열처리 후 포장방법 또는 냉동조건에 따라 동결된 냉동육의 물리적 또는 화학적 변화 측정
2-1. 외관 및 조직 관찰
상기 실시예 2에서 제조한 냉동육을 해동시킨 다음 색, 조직감 등을 육안으로 관찰한 다음, 상기 시험예 1-1과 동일한 방법으로 냉동육의 조직 형태를 관찰하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.
도 4에서 보듯이, 해동 후에도 과열증기 처리로 인한 식육은 외관의 특성을 유지하였고, 포장 방법, 냉동 저장 온도 및 냉동 저장 기간 등에 따른 외관의 변화는 미미한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 열수침지 전처리군 역시 과열증기 처리군과 유사한 외관 특성을 나타내었으며, 냉·해동, 포장 방법, 냉동 저장 온도 및 냉동 저장 기간 등에 따른 외관의 변화는 미미한 것을 확인할 수 있었다.
도 5에서 보듯이, 열수침지 전처리군 및 과열증기 전처리군의 조직은 손상 및 붕괴된 것이 관찰되었고, 냉동 저장 기간이 길어질수록 뚜렷하게 유지된 근섬유 조직이 감소되었음을 확인할 수 있었다.
2-2. 색 측정
상기 실시예 2에서 제조한 냉동육을 해동시킨 다음 상기 시험예 1-2와 동일한 방법으로 명도(L*), 적색도(a*) 및 황색도(b*)를 측정하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에서 보듯이, 열수침지 전처리군의 색차(△E) 값은 3~7사이의 값을 나타났으며, 저장 온도 중 -12℃에서 저장한 열수침지 전처리군의 색차(△E) 값이 가장 높게 나타났음을 확인할 수 있었다. 또한, 과열증기 전처리군의 색차(△E) 값은 2~8.5의 값을 나타냈으며, 열수침지 전처리군과 마찬가지로 저장 온도 중 -12℃에서 저장한 열수침지 전처리군의 색차(△E) 값이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.
한편, 포장방법에 따른 냉동육의 색차는 유의적인 차이를 나타내지 않았음을 확인할 수 있었다.
2-3. pH 측정
상기 실시예 2에서 제조한 냉동육을 해동시킨 다음 상기 시험예 1-3과 동일한 방법으로 식육의 pH를 측정하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7에서 보듯이, 대조군의 pH는 5.67로 측정되었으며, 과열증기 전처리군의 pH는 5.85로 증가하였으며, 이후 48주 동안 저장 후 해동시 5.85~5.95까지 유지 및 증가하는 경향을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 열수침지 전처리군의 pH는 5.78이었고, 과열증기 전처리군와 마찬가지로 냉동 저장 시 모든 처리구에서 pH가 유지 및 증가하여 5.82~5.89의 값을 나타냄을 확인할 수 있었다.
한편, 포장방법 및 저장온도에 따른 냉동육의 pH는 유의적인 차이를 나타내지 않았음을 확인할 수 있었다.
2-4. 경도 측정
상기 실시예 2에서 제조한 냉동육을 해동시킨 다음 상기 시험예 1-4와 동일한 방법으로 식육의 경도를 측정하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 8에 나타내었다.
도 8에서 보듯이, 대조군의 경도 값은 2,699 g이였으며, 냉·해동 후 식육의 경도 값은 5,000 g 내외로 대조군에 비하여 증가하였음을 확인할 수 있었다. 또한, 과열증기 전처리 및 진공포장 처리군의 경도는 6,491 g, 과열증기 전처리 및 함기포장 처리군의 경도는 4,935 g으로 진공포장한 경도가 약간 높음을 알 수 있었다.
한편, 열수침지 전처리 및 함기 또는 진공포장 처리군, 및 과열증기 전처리 및 함기 또는 진공포장 처리군의 경도는 냉동 저장 24주까지 전반적으로 일정하게 되었으며, 처리군간의 편차가 다소 있으나 그 이후에는 48주까지 경도가 증가하는 경향을 나타냄을 확인할 수 있었다.
2-5. 냉동육 내 미생물 측정
상기 실시예 2에서 제조한 냉동육을 해동시킨 다음 상기 시험예 1-5와 동일한 방법으로 식육 내 미생물 수를 측정하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.
도 9에서 보듯이, 열처리한 식육을 냉동처리한 후 함기 및 진공 포장하여 -12, -18 및 -24℃에서 냉동저장 중 총균수는 큰 변화를 나타내지 않았다.
2-6. 냉동육 내 유기산 함량 측정
상기 실시예 2에서 제조한 냉동육을 해동시킨 다음 상기 시험예 1-6과 동일한 방법으로 식육 내 유기산 함량을 측정하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에서 보듯이, 열처리한 식육을 냉동처리한 후 함기 및 진공 포장하여 -12, -18 및 -24℃에서 냉동저장에 따른 락트산의 함량은 대조군과 대비하여 함량의 변화가 적었음을 확인할 수 있었다.
한편, 열수침지 전처리 후 함기 또는 진공포장 처리군의 락트산 함량은 과열증기 전처리 후 함기 또는 진공포장 처리군에 비하여 다소 낮음을 확인할 수 있었다.
시험예 3: 동결방법에 따라 제조한 냉동육의 동결 및 해동방법에 따른 냉동육의 물리적 또는 화학적 변화 측정
3-1.동결방법에 따라 제조한 냉동육의 동결 및 해동방법에 따른 냉동육의 해동시간 측정
상기 실시예 3-1에서 자연 대류 동결법(natural convection freezing, NF), 송풍 동결법(air bast freezing, IQF) 또는 극저온용기 동결법(Cryo-chamber freezing, CF)을 이용하여 식육을 동결하면서 식육의 중심온도가 -12℃가 될 때까지 도달하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 또한, 상기 실시예 3-2에서 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 식육을 해동하면서 식육의 중심온도가 5℃가 될 때까지 도달하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다.
도 11에서 보듯이, 동결방법에 따라 식육이 동결되는 시간을 살펴보면 자연대류 동결법(NF)을 이용하는 경우 식육이 동결되는 시간은 55분이 소요되었고, 송풍 동결법(IQF)을 이용하는 경우 18분이 소요되었으며, 극저온용기 동결법(CF)을 이용하는 경우 3분이 소요됨을 확인할 수 있었다.
해동방법에 따른 냉동육의 해동시간을 살펴보면, 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)에 의한 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 및 극저온용기식 냉동육(CF)의 해동시간은 48~59분이 소요되었으며, 송풍동결식 냉동육(IQF)의 해동시간이 가장 짧게 소요됨을 확인할 수 있었다. 반면, 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 의한 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 및 극저온용기식 냉동육(CF)의 해동시간은 7~9분이 소요되었으며, 극저온용기식 냉동육(CF)의 해동시간이 가장 짧게 소요됨을 확인할 수 있었다.
또한, 자연대류식 냉동육(NF)에 대한 전반적인 해동시간은 송풍식 냉동육(IQF)에 비하여 다소 길게 소요되었으나, 유의적인 차이를 보이지는 않음을 확인할 수 있었다.
3-2. pH 측정
상기 실시예 3-2에서 동결방법에 따라 동결시킨 냉동육인 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동한 식육의 pH를 상기 시험예 1-3과 동일한 방법으로 측정하였다. 대조군(control)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 12에 나타내었다.
도 12에서 보듯이, 대조군의 pH는 사후 경직된 식육의 일반적인 pH 범위인 5.56으로 측정되었다. 반면, 동결/해동된 식육의 pH는 송풍식 냉동육(IQF)을 제외하고 5.47~5.48로 감소되었으며, 해동방법에 따른 유의적인 차이는 나타내지 않았음을 확인할 수 있었다.
3-3. 해동 및 조리 손실율, 및 수분 함량 측정
먼저, 동결/해동된 식육의 해동 손실율(drip loss)은 상기 실시예 3-2에서 동결방법에 따라 동결시킨 냉동육인 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육 표면의 삼출액을 제거한 후 무게를 칭량하여 동결이전과 해동 후 무게의 차이를 계산하여 측정하였다.
동결/해동된 식육의 조리 손실율(cooking loss)은 해동 손실율 측정에 사용한 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 폴리에틸렌 파우치에 넣고, 80℃가 유지되는 워터 배스(water bath)에 담가 식육의 중심온도가 75℃가 될 때까지 조리하였다. 그 후 조리 전과 후의 무게 차이를 계산하여 측정하였다.
동결/해동된 식육의 수분 함량은 상기 실시예 3-2에서 동결방법에 따라 동결시킨 냉동육인 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육 1g을 채취하여 거즈와 함께 원심분리 튜브에 옮겨 담았다. 그 다음 4℃가 유지되는 냉동 원심분리기(1736R, LABOGENE, Korea) 1,500xg으로 10분 동안 원심분리한 후 원심분리 전과 후의 무게 차이를 계산하여 측정하였다.
대조군(control)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 표 7에 나타내었다.
표 7에서 보듯이, 동결 및 해동방법에 따라 제조된 식육의 해동손실율은 2.3~4.5%로, 송풍식 냉동육(IQF)이 자연대류식 냉동육(NF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)에 비하여 높은 해동손실율을 나타내었으며, 극저온용기에서 동결한 식육을 10℃의 흐르는 물(RT)에서 해동한 경우 가장 낮은 해동손실율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 또한, 10℃의 흐르는 물(RT)에서 해동한 식육에 비하여 4℃가 유지되는 공간(NCT)에서 해동한 식육의 해동손실율이 더 높게 나타냈음을 확인할 수 있었다.
동결 및 해동방법에 따라 제조된 식육의 조리 손실율과 관련하여, 대조군의 조리 손실율은 17%로, 송풍식 또는 극저온용기 방법으로 동결한 후 4℃가 유지되는 공간(NCT)에서 해동한 식육인 송풍식 냉동육(IQF)과 극저온용기식 냉동육(CF)은 대조군에 비하여 높은 조리 손실율을 보였으나, 이외에 다른 식육은 대조군과 유의적인 차이를 보이지 않았음을 확인할 수 있었다. 또한, 해동방법에 따른 식육의 조리 손실율은 서로 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
동결 및 해동방법에 따라 제조된 식육의 수분함량은 대조군에 비하여 낮게 나타났으며, 특히 송풍식으로 동결된 냉동육을 10℃의 흐르는 물(RT)에서 해동하는 경우 식육 내 수분함량이 가장 낮은 것으로 확인되었다. 한편, 동결 및 해동방법에 따른 식육간에는 서로 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
3-4. 색도 측정
상기 실시예 3-2에서 동결방법에 따라 동결시킨 냉동육인 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동한 식육의 색도를 색차계(CR-400, Konica-minolta Co., Japan)를 이용하여 명도(L*), 적색도(a*) 및 황색도(b*)를 측정하였다. 이때, 표준색은 명도(L*)값이 +97.83, 적색도(a*) 값이 -0.43, 황색도(b*) 값이 +1.98인 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)를 표준으로 사용하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 3회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 색 변화는 식육 4 조각을 긴 길이방향으로 배열하여 측정하였다. 열수침지 처리한 식육(Boiling water) 또는 과열증기 처리한 식육(steaming)의 색차(△E)는 상기 실험식 1을 이용하여 계산하였다. 그 결과를 표 8에 나타내었다.
표 8에서 보듯이, 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동된 식육(NF/NCT, IQF/NCT 또는 CF/NCT)들은 대조군에 비하여 현저히 낮은 명도(L*)값을 나타내었으나, 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동된 식육(NF/RT, IQF/RT 또는 CF/RT)들의 명도(L*)는 대조군과 대비하여 유의적인 차이를 나타내지 않음을 확인할 수 있었다. 반면, 동결 및 해동방법에 따라 제조된 식육들의 적색도(a*)는 대조군의 적색도와 대비하여 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 송풍식 동결 및 4℃가 유지되는 공간에서 보관하여 해동된 식육(IQF/NCT)과 극저온용기식 동결 및 10℃의 흐르는 물에서 해동된 식육(CF/RT)의 적색도가 가장 낮게 측정되었음을 확인할 수 있었다. 한편, 동결 및 해동방법에 따라 제조된 식육들의 황색도(b*)는 대조군의 황색도에 비하여 높은 값을 나타내었으며, 특히, 10℃의 흐르는 물에서 해동시킨 식육(NF/RT, IQF/RT 또는 CF/RT)들의 황색도 값이 대조군의 황색도에 비하여 현저히 높게 측정되었음을 확인할 수 있었다.
3-5. 경도 측정
상기 실시예 3-2에서 동결방법에 따라 동결시킨 냉동육인 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동한 식육을 조리하기 전과 후에 γ-타입의 프로브(probe)가 장착된 물성 측정기(CT3; Brookfield Co. Ltd., USA)를 사용하여 경도를 측정하였다. 경도의 측정은 압축방식을 사용하여 목표치(target distance)는 15mm이였으며, 목표하중(target load)은 650g, 측정속도(test speed)는 2.5 m/s의 속도로 측정하였다. 대조군(raw beef; 생시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 통계분석은 매 시료마다 16회 반복 측정하여 SPSS 20.0 소프트웨어(SPSS Institute, Chicago, USA)를 통해 평균±표준편차로 표시하였으며, ANOVA 분석을 통하여 던컨의 다중검정(Duncan's multiple range test)을 95% 신뢰수준(p≤0.05)으로 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다. 그 결과를 도 13에 나타내었다.
도 13에서 보듯이, 대조군(raw beef)을 15mm 절단하는데 필요한 힘은 4.8kg이였고, 극저온용기에서 동결한 후 10℃의 흐르는 물에서 해동한 식육(CF/RT)을 제외하고 동결 및 해동 방법에 따라 제조된 식육의 경도는 5.0~5.8kg으로 대조군에 비하여 높은 경도값을 나타내었다. 그러나, 송풍식으로 동결한 후 4℃가 유지되는 공간에서 보관하여 해동된 식육(IQF/NCT)의 경도는 5.0kg으로 대조군의 경도 값과 큰 차이를 보이지 않음을 확인할 수 있었다.
3-6. 조직 관찰
상기 실시예 3-2에서 동결방법에 따라 동결시킨 냉동육인 자연대류식 냉동육(NF), 송풍식 냉동육(IQF) 또는 극저온용기식 냉동육(CF)을 10℃의 흐르는 물(running water; RT)에 해동하거나 4℃가 유지되는 공간에 보관(NCT)하여 해동한 식육을 2cm 두께로 절단한 후, 포르말린(formalin)으로 고정시켰다. 그 다음, 상기 포르말린으로 고정된 식육을 파라핀 포매하고 자동염색기(autostainer; Leica autostainer XI ST6010 Autostainer XL, Leica Microsystems LTd., Korea)를 사용하여 헤마톡실린 및 에오신(hematoxylin and eosin, H&E; BBC Biochemical, USA) 염색한 후 조직 형태 관찰하였다. 대조군(생 시료)으로는 상기 실시예 1의 열처리하지 않은 식육을 사용하였다. 그 결과를 도 14에 나타내었다.
도 14에서 보듯이, 대조군(control)은 근섬유 조직이 뚜렷하고 조직크기가 일정하였으나, 송풍식으로 동결한 후 4℃가 유지되는 공간에서 보관하여 해동된 식육(IQF/NCT)과 자연대류식으로 동결한 후 10℃의 흐르는 물에서 해동된 식육(NF/RT)의 동결 및 해동된 식육의 환절근육이 파괴된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 송풍식으로 동결한 후 10℃의 흐르는 물에서 해동된 식육(IQF/RT)의 근섬유는 대조군과 유사한 상태를 유지하였으며, 극저온용기에서 동결한 후 10℃의 흐르는 물에서 해동된 냉동육(CF/RT)의 근섬유는 대조군만큼 일정하지는 않지만 어느 정도 근섬유의 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
상기 시험예 등을 통해 열처리 방법 중 열처리 후 식육 내 미생물의 성장을 억제하고, 저장온도 및 기간에 따라 색, pH, 경도 또는 영양손실 등의 변화가 더 적은 과열증기법이 열수침지법에 비하여 더 적절한 것을 알 수 있었다. 또한, 개별급속냉동법(IQF) 및 저온 해동(NCT)은 식육의 품질을 현저하게 변화시키지는 않으나 동결과 해동과정으로부터 야기되는 조직의 손상을 최소화할 수 있음을 알 수 있었다.
Claims (3)
- a) 식육(meat)의 이물질을 제거한 후 세절하는 단계;
b) 상기 a) 단계에서 세절된 식육을 120 내지 180℃의 과열증기로 2 내지 4분 동안 처리하는 과열증기 처리 단계; 및
c) 상기 b) 단계에서 과열증기 처리된 식육을 -50℃ 내지 -40℃에서 10 내지 20분 동안 급속동결한 후 포장하여 냉동저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 간편식 냉동육의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 c) 단계에서 냉동저장온도는 -24℃ 내지 -12℃인 것을 특징으로 하는 간편식 냉동육의 제조방법.
- 제1항의 간편식 냉동육을 2 내지 6℃가 유지되는 해동실에 그대로 방치하여 해동하는 것을 특징으로 하는 냉동육의 해동방법.
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