KR102087050B1 - 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭가슴살 연화처리 방법 - Google Patents

닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭가슴살 연화처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭가슴살 연화처리 방법에 관한 것으로서, 발효식품에서 분리 동정한 유산균 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 : KCTC13170BP)을 구기자 추출물에 접종 및 발효시킨 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법에 관한 것이다.

Description

닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭가슴살 연화처리 방법{THE COMPOSITION AND METHOD FOR IMPROVING THE QUALITY OF CHICKEN BREST MEAT USING THE LACTIC ACID BACTERIA CULTURES OF GUGIJA}
본 발명은 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭가슴살 연화처리 방법에 관한 것으로서, 발효식품에서 분리 동정한 유산균 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 : KCTC13170BP)을 구기자 추출물에 접종 및 발효시킨 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법에 관한 것이다.
닭고기는 돼지고기나 쇠고기에 비해 지방함량이 적고 불포화지방산 및 단백질 함량이 상대적으로 높으며, 메티오닌 등 필수 아미노산이 많이 함유되어 있다.
또한, 근육 섬유가 가늘고 연하기 때문에 보다 우수한 조직감을 가져 질긴 조직감을 싫어하는 소비자, 특히 어린이 혹은 노인 음식으로 적합할 뿐 아니라 소고기나 돼지고기에 비해 맛이 담백하고 소화흡수가 용이한 특징을 갖는다.
닭의 부위는 가슴살, 날개살 및 다리살 등으로 구분하는데, 각 부위별 구조적, 영양적 차이가 분명하여 소비자의 기호에 따라 선택하여 섭취하기 용이할 뿐 아니라 최근 에너지 소비에 대한 관심이 높아 수요가 높아지고 있다.
특히, 닭가슴육은 다른 부위에 비해 저지방이며 20% 이상의 고단백의 특성을 가지며, 필수아미노산, 필수지방산 함량이 풍부하며, 다른 영양소와 결합하여 뇌와 신경계 등의 체내 기초 신진대사를 원활하게 해주는 역할을 하는 비타민 B가 풍부하다. 그 밖에 칼로리가 109kcal/100g 에 불과하기 때문에 주로 체중조절이나 근육성장을 위하여 닭 가슴살이 애용되고 있다.
하지만, 닭 가슴살은 보수력이 낮고 퍽퍽한 조직감으로 인하여 소비자 관능성과 기호성이 낮아 닭 가슴살의 육질 개선을 이용한 제품개발이 시급하다.
닭 가슴살에 관한 선행 기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2017-0027010호에서는 염지된 닭 가슴살이 숙성과정을 거치면 바로 닭 가슴살을 진공포장하고, 진공 포장된 상태에서 닭 가슴살을 저온으로 가열처리함으로써, 닭 가슴살 육질이 진공포장지 내에서 촉촉하고 부드러운 상태로 유지될 수 있도록 한 촉촉한 육질을 갖는 닭가슴살 및 그 제조방법을 제시하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2015-0138989호에서는 알긴산 및 칼슘을 첨가하여 닭 가슴살이 가지는 저칼로리의 특징을 살리면서 닭가슴살의 보수력을 증진시켜 질감 및 기호성을 개선시킨 닭가슴살 육질 개선용 조성물 및 이를 이용한 육질이 개선된 닭가슴살의 제조방법을 제시하고 있다.
한편, 구기자는 구기자나무의 열매(Lycii fructus)로 가지과(Solanaceae)에 속하며 구기자나무의 열매로 달걀모양 또는 긴 타원모양이며 길이는 1.5-2.5cm이고, 7월에 붉게 익기 시작하여 11월 하순에 수확한다. 구기자는 중국, 일본, 대만에서 자생하거나 재배되고, 우리나라에서는 충남 청양군과 전남 진도군이 주생산지이며 나무 전체인 전초가 약품으로 이용되고 있다. 열매인 구기자(Lycii fructus), 뿌리인 지골피(Lycii cortex), 구기엽(Lycii folium)은 콩팥과 간을 보호, 갈증을 멈추게 하는 효능, 관절염 치료, 근육과 뼈를 튼튼하게 하며 눈을 밝게 한다고 알려져 있다.
구기자의 약리작용에 대해 항당뇨 및 혈당강하, 항노화, 면역활성. 항고혈압, 콜레스테롤 저하, 위 점막 보호, 카드뮴과 알루미늄 해독, 간 보호, 항암효과 그리고 항산화에 효과가 있다고 보고되었다. 구기자에는 베타인(betaine)과 루틴(rutin)과 같은 기능성 성분이 다량 함유되어 있고, 항암효과, 면역증진, 간 기능 개선효과, 혈중 콜레스테롤 저하 등의 효능이 있다고 알려져 있다. 베타인(Betaine)은 콜린(cholin)의 생체 내 최종 대사 산화물로 간에서 베타인 호모시스테인 메틸트랜스펄레이즈(betaine homocysteine methyltransferase)의 촉매 하에서 호모시스테인(homocysteine)으로부터 메치오닌(methionine)의 생성을 위한 메틸기(methyl group)의 공여체로 작용하여 동맥경화와 고혈압을 예방하고 간 기능과 시력을 보호하는 기능성 성분으로 주목을 받고 있다. 동맥경화와 고혈압을 예방하고 특히, 간 기능과 시력을 보호하는 기능성 성분으로 주목되고 있다. 또한 혈관질환자의 혈중 단백질 대사과정에서 생성되는 동맥경화 유발 독성 단백질인 homocysteine의 해독작용을 가속화하고 혈관 내 농도를 억제시켜준다. 식물체내에서의 betaine은 양쪽성 물질로 작용하여 고농도의 염 스트레스에 내성을 가지기위해 염생식물(halophyte)에 다량 함유되어 있고, 일부 내삼투압 특성을 가지는 세균에도 베타인(betaine)이 삼투물질로 축적되어 고 삼투압 환경에 적응하는 것으로 알려져 있다.
유산균은 인간이 이용할 수 있는 가장 유익한 미생물 중의 한 종류로서, 비병원성균으로 인간의 장내에 서식하면서 정장 및 정균작용을 할 수 있고 당류를 발효해서 다량의 젖산을 생성하고 낮은 pH 및 혐기적인 조건에서도 잘 생육하며 여러 가지 영양물질을 요구하는 등의 특징을 가지고 있다. 유산균에 의해 채소류가 발효되면 독특한 향과 맛을 내게 되어 관능적 특성이 향상되고, 유기산에 의하여 비타민 C와 여러 생리활성물질이 잘 보존되며, 초기 재료에는 거의 존재하지 않았던 비타민 B12와 비타민 K가 합성되고 부패균과 병원성 균의 성장과 증식을 저해하여 위생적인 식품이 되는 등의 장점을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명자는 닭 가슴살의 육질을 개선하기 위한 연구의 일환으로 유산균 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 : KCTC13170BP)을 구기자 추출물에 접종하고 최적의 조건에서 발효시켜 제조된 구기자 유산균 발효물로부터 닭 가슴살 육질 개선능을 확인하여 본 발명에 이르게 되었다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0027010호(촉촉한 육질을 갖는 닭가슴살 및 그 제조방법) 대한민국 공개특허 제10-2015-0138989호(알긴산 및 칼슘을 유효성분으로 포함하는 닭가슴살 육질 개선용 조성물 및 이를 이용한 육질이 개선된 닭가슴살의 제조방법)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 발효식품에서 분리 동정한 유산균 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 : KCTC13170BP)을 구기자 추출물에 접종 및 발효시킨 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물은 구기자 추출물에 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUI-1612, KCTC13170BP)를 접종한 구기자 유산균 혼합물을 발효시켜 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 구기자 추출물은 60 내지 90℃의 항온수조에서 15 내지 60분간 살균처리된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 구기자 유산균 혼합물은 구기자 추출물 100 부피%에 대하여 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)을 0.1∼10 부피% 접종한 것임을 특징으로 한다.
상기 구기자 유산균 혼합물의 발효는 35 내지 39℃ 에서 6 내지 96시간 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물은 식염, 당류, 식초, 허브 추출물 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물의 제조방법은 구기자 추출물 준비단계(S100);와 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP) 준비단계(S200);와 상기 구기자 추출물에 락토바실러스 프란타럼을 접종하여 구기자 유산균 혼합물을 준비하는 구기자 유산균 혼합물 준비단계(S300);와 상기 구기자 유산균 혼합물을 발효시키는 발효단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구기자 추출물 준비단계(S100)는 구기자 분쇄물, 구기자 농축물, 구기자 건조물, 구기자 과립물 및 이들의 조합 중 어느 하나로 선택되는 구기자 추출물을 15 내지 30 브릭스(°Brix)로 제어한 후 60 내지 90℃의 항온수조에서 15 내지 60분간 살균처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 구기자 유산균 혼합물 준비단계(S300)는 구기자 추출물 100 부피%에 대하여 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)을 0.1∼10 부피% 를 접종하는 것을 특징으로 한다.
상기 발효단계(S400)는 구기자 유산균 혼합물을 35 내지 39℃에서 6 내지 96시간 발효시키는 것을 특징으로 한다.
상기 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물의 제조방법은 상기 발효단계(S400)에 의해 준비된 구기자 유산균 발효 조성물에 식염, 당류, 식초, 허브 추출물 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가물을 투입하는 첨가물 투입단계(S500)와; 첨가물이 투입된 구기자 유산균 발효 조성물을 60 내지 100℃에서 10 내지 60분간 살균 처리 후, 0.5 내지 5 마이크로 필터 여과기에 통과시켜 여과시키는 살균 및 여과단계(S600)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물을 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법은 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물 10L당 닭 가슴살 2 내지 20kg을 침지시켜 3 내지 15℃에서 15 내지 35시간 연화시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법에 의하면, 발효식품에서 분리 동정한 유산균 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 : KCTC13170BP)을 구기자 추출물에 접종하고 이를 최적의 조건에서 발효시켜 구기자 유산균 발효 조성물을 제조하고, 최적의 조건에서 닭 가슴살에 상기 구기자 유산균 발효 조성물을 연화 처리함으로써 닭 가슴살의 고유의 육질을 개선하여 부드러운 맛과 풍미 향상을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구기자 추출액 농도별 유산균 발효액의 발효시간에 따른 균체성장의 변화에 대한 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 구기자 추출액 농도별 유산균 발효액의 발효시간에 따른 pH변화에 대한 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 구기자 추출액 농도별 유산균 발효액의 발효시간에 따른 산도변화에 대한 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 pH 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 5는 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 가열감량 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 6은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 수분 보수력 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 7은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 수분함량 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 8은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 수용성 단백질 함량 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 9은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 경도 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 10은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 응집성 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 11은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 탄성 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 12는 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 검성 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 13은 본 발명에 따른 구기자 발효 함유 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 연화조건별 씹힘성 변화에 대한 반응표면의 변화와 등고도.
도 14는 본 발명에 따른 구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살 육질의 최적 연화조건 설정을 위한 각 성분의 최적 반응표면의 등고도의 겹침(superimposing).
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 이하에서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭가슴살 연화처리 방법에 관한 것으로서, 발효식품에서 분리 동정한 유산균 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 : KCTC13170BP)을 구기자 추출물에 접종 및 발효시킨 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 바람직한 일 실시예를 참조하여 다음에서 구체적으로 상세하게 설명한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것이며, 이것만으로 한정하는 것은 아니다.
유산균의 분리
유산균 분리에 사용한 발효식품 시료는 가정집 및 음식점에서 담근 김치 수십 종 및 침채류 등을 수집하여 시료액으로 사용하였으며, 각 시료액을 멸균증류수로 10-1 ∼ 10- 5으로 희석한 후 0.004% BCP가 첨가된 시판용 MRS 한천배지에 100 μl 씩 분주 도말하고, 37℃에서 24시간 배양 후 나타난 독립된 콜로니 중 유산균의 특징적인 콜로니를 순수 분리하였다. 순수 분리한 유산균은 MRS 한천사면배지에 접종하여 37℃에서 24시간 배양한 후 4℃ 냉장보관하면서 사용하였다.
발효 김치류 26종의 시료에서 단일콜로니로 분리된 균들 중, MRS 한천배지에서 유산균의 특징을 보이는 콜로니를 형태적으로 다른 것을 분류하여 30개의 유산균을 순수 분리하였다. 에스쿨린 한천법을 이용하여 30개의 유산균의 에스쿨린 반응 여부를 확인하였다. 30개의 유산균에서 콜로니 주위에 흑색반점(black complex)이 관찰되어 베타-글루코시데이즈(β-Glucosidase) 활성능이 있는 것으로 판단되었고, 에스쿨린의 반응을 보인 16개의 균주 중 119개는 흑색반점의 직경의 크기가 5mm 이하였고, 그중 반복실험을 통해 약 15mm이상의 흑색반점을 갖는 균주를 분리하였다.
균주 중 산 생성력과 유산균 생균수가 가장 높게 나타난 유산균을 최종 발효유산균으로 선택하였으며, 최종 선택된 균주의 16S rRNA gene의 부분 염기서열을 분석하여 NCBI blast DB와 비교한 결과 데이터베이스의 비교 균주로 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum WCFS1 n 등 Lactobaciilus plantarum 의 균주와 100%의 유사성을 보였다. 그리고 상기 데이터베이스 연관균주와 분리균주의 16S rRNA 유전자 시퀸스 기반으로 한 계통수(phylogenetic tree)의 근연관계도 등을 확인하고 이를 근거로 최종분리된 균주를 Lactobaciilus plantarum으로 동정하고 Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612로 최종 명명하였으며 본 균주를 한국생명공학연구원 생물자원센터에 특허 기탁하여 수탁번호 KCTC13170BP를 부여받았다.
구기자 유산균 발효 조성물의 준비
원료 구기자를 95℃, 12시간에서 추출한 구기자 추출액을 농축기로 65 °Brix로 농축하여 4℃에 보관하면서 발효에 사용하였다.
구기자의 초기농도를 5, 10, 15, 20 °Brix로 조정하여 사용하였다. 85℃에서 30분 살균 후 12시간 전 배양 한 균주를 2% 접종 후 37℃에서 3일 동안 발효하였다.
구기자 유산균 발효액의 균체성장 , pH 및 산도 측정
구기자 발효물의 균체성장의 측정은 분광광도계 660 nm에서 발효액을 측정하였으며, pH는 pH meter(Metter Toledo Group, Switzerland)를 사용하여, 적정 산도는 0.1 N NaOH용액으로 pH 8.3으로 중화 적정하여 소비된 0.1 N NaOH용액을 젖산 함량(%)으로 환산하였다.
최적 조성액의 결정
제조된 유산균 발효액을 살균한 후 하기와 같이 육질개선을 위한 4가지 조성액으로 조제하였다. 조제된 조성액을 살균온도 60~100℃에서 10~60분간 가열 살균 처리한 후 1.0 마이크로 필터 여과기에 통과시켜 여과처리하였다. 준비된 각 조성액을 10℃에서 24시간 처리한 후, 육질에 대한 변화를 측정하여 최적의 조성액을 결정하였다.
조성액 1
증류수 100중량부를 침지 조성액으로 사용하였다.
조성액 2
증류수 97중량부, 식염 1중량부, 설탕 1중량부, 사과발효식초 1중량부를 혼합하여 침지 조성액으로 사용하였다.
조성액 3
구기자 추출액(20 브릭스) 97중량부, 식염 1중량부, 설탕 1중량부, 사과발효식초 1 중량부를 혼합하여 침지 조성액으로 사용하였다.
조성액 4
구기자 발효액 97중량부, 식염 1중량부, 설탕 1중량부, 사과발효식초 1중량부를 혼합하여 침지 조성액으로 사용하였다.
육질변화 측정
(1) pH 측정
상기의 각 조성액으로 처리한 닭 가슴살 10 g과 증류수 50 mL를 균질기로 250 rpm에서 3분 동안 균질 한 다음 pH meter로 측정하였다.
(2) 수분함량
수분함량은 AOAC 방법에 따라 105℃ drying oven에서 각 조성액으로 처리한 닭 가슴살 1~2 g을 24시간 건조 후 중량을 측정하여 건조 전 시료의 중량에 대한 백분율로 나타내었다.
(3) 보수력(water holding capacity) : 조성액으로 처리한 닭 가슴살 10 g을 원심분리관에 넣고 80℃ 항온수조에서 30분간 가열 후 냉각 하였다. 냉각이 끝난 후 4,000 rpm에서 20분간 원심분리하여 유리된 수분을 측정하여 총 수분함량과의 비율로서 산출하였다.
(4) 가열감량(cooking loss) : 처리된 닭 가슴살을 80℃ 항온수조에서 60분간 가열한 다음 냉각무게 무게를 측정하여 가열처리 전의 무게와 후의 무게를 비교하여 줄어든 무게의 양을 가열함량(%)으로 평가하였다.
(5) 육색 측정(Huter L, a, b) : Hunter L, a, b 수치들을 색차계를 이용하여 백색판으로 표준화(L : 97.63, a : -0.41, b : 1.98)하여 각 조성액으로 처리한 닭 가슴살의 표면을 측정하여 그 평균값을 명도(Hunter L, lightness), 적색도(Hunter a, redness) 및 황색도(Hunter b, yellowness)으로 나타내었다.
(6) 조직감 측정(Texture Profile Analysis, TPA) : 가열함량을 측정하고 난 시료들을 2 cm× 2 cm × 2 cm 로 성형한 후 Φ 5 mm의 cylinderical probe가 장착된 Advanced Universal Testing System(LPXPlus, Lloyd Instrument Ltd., Fareham, Hampshire, UK)을 이용하여 경도(hardness, kgf), 응집성(cohesiveness), 탄성(springiness, mm), 검성(gumminess, kgf), 씹힘성(chewiness, kgf/mm)을 측정하였다. Test speed는 100 mm/min, trigger는 50 gf의 조건으로 시료 높이의 50%를 2회 압착하여 측정하였으며, 닭 가슴살의 경우 시료 높이의 70%로 측정하였다.
(7) 수용성 단백질 함량
닭 가슴살 5 g에 10mM sodium acetate buffer (pH 5.0) 45 mL를 가하여 균질화 시켜 3시간 동안 추출한 다음 8000× g 로 20분간 원심분리하여 그 상등액을 Lowry 방법으로 측정하였다.
닭 가슴살의 육질개선 숙성조건 설정
최적 조건으로 조성된 조성액 5 L당 닭 가슴살 7 kg을 침지하였고, 반응표면 분석법을 이용하여 닭 가슴살의 육질개선 최적화를 이루기 위하여 이차식 형태의 반응모형을 얻을 수 있도록 중심합성계획법(centeral composite experiment design)과 반응표면 회귀분석을 위해 SAS(statistical analysis system) 프로그램을 사용하였다. 중심합성계획은 표 1, 2와 같이 2개의 요인(독립)변수를 5수준으로 숙성 온도(X1 : 3, 6, 9, 12, 15 ℃), 숙성시간(X2 : 15, 20, 25, 30, 35 hr)으로 하였다.
하기의 표 1은 닭 가슴살의 육질 개선을 위한 숙성 실험 조건을 보여주며, 표 2는 닭 가슴살의 육질 개선의 숙성조건 최적화를 위한 중심합성조건을 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00001
Figure 112018053609905-pat00002
구기자 추출액의 유산균 발효
초기농도를 5, 10, 15, 20 브릭스로 조정한 구기자액에 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, 수탁번호 KCTC13170BP)균주를 2부피부를 접종하여 37℃에서 하루간격으로 3일간 유산발효를 하였다. 균체성장의 경우 발효 시간이 경과함에 따라 모든 농도에서 증가한 것을 볼 수 있었으며, 초기농도가 높을수록 균체성장 흡광도 값이 높게 나타났다(도 1). 초기농도가 높을수록 pH는 낮게 나타났으며, 발효가 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타났다(도 2). 또한, 산도는 초기농도가 높을수록 높게 나타났으며, 발효가 경과함에 따라 증가하였다(도 13). pH의 감소 및 산도의 증가는 유산균 배양에 의해 생성된 유기산과 미생물 유기물 분해 시 발생하는 적응 양의 lactic acid, acetic acid 등의 생성되어, 잡균에 의한 오염방지로 저장성 향상에 도움을 준다. 따라서 이후 구기자 유산균 발효액의 조제는 구기자 농도 20 브릭스를 사용하여 37℃에서 2일간 발효한 배양액을 사용하여 이후 육질 개선 조성액에 사용하였다.
최적 조성액의 결정
상기의 실시예 2 조성액을 조제하여 육질 변화를 측정한 결과는 표 3과 같다. 조성액의 처리에서 pH에서는 무처리군이 가장 높았으며 조성액 4가 가장 낮은 값을 보였다. 이는 조성액 4가 유산균 발효액이 함유한 시료로서 유산발효에 의한 결과이다. 가열감량은 조성액 처리구간의 유의적 차이가 없었으나 조성액 4는 유의적인 차이가 나타났다. 수분보수력은 조성액 처리군간의 유의적인 차이가 없었다. 수용성 단백질의 경우 조성액 4의 처리구가 다른 처리구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다. 명도값은 시료간의 유의적인 차이가 없었다. 적색도의 경우 구기자 추출액과 발효액이 들어간 조성액 3과 4가 유의적으로 높게 나타났다. 또한 황색도의 경우 여기 적색도와 마찬가지로 조성액 3과 4가 유의적으로 뚜렷한 차이를 보였다. 경도의 겨우 조성액 3과 4가 다른 시료와 유의적으로 낮게 나타났고 조성액 4가 가장 낮은 것으로 나타나 육질의 변화가 있는 것으로 나타났다. 응집성과 탄성의 값도 조성액 3과 4가 다른 시료보다 유의적으로 낮게 나타났다. 또한 검성과 씹힘성 등은 조성액 4가 다른 시료보다 유의적으로 낮게 나타나 조성액 4가 육질 변화가 크게 나타났다.
하기의 표 3은 조성액 처리에 따른 닭 가슴살 육질 변화 측정 결과를 보여준다.
Figure 112019080148791-pat00003
상기의 실시예 2 의 결과를 바탕으로 조성액 4를 육질변화의 조성액으로 선택하여 닭 가슴살의 육질 변화를 가져오는 최적의 숙성 조건을 검토하였다.
1) pH, 가열함량, 보수력, 수분함량 및 수용성 단백질 함량
구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살 육질 연화조건에 따른 pH는 5.15 ∼ 5.85의 범위로 나타났으며(표 4), 이를 바탕으로 한 pH의 회귀식은 표 5와 같고 R2값은 0.9516으로 확인되었다. 아노버(ANOVA) 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.0548 나타나 모형에 대한 적합성이 인정되었다.(표 5). 육질연화조건에 대한 영향은 표 6에서와 같이 침지시간에서만 영향을 받는 것으로 나타났다. 육질연화조건에 따라 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점이 최대점이 아닌 최소점으로 나타났으며, 능성분석을 하여 최적점을 산출한 결과 최소값은 pH 5.80이며, 이때 연화조건의 숙성온도는 8.57 ℃ 및 침지시간 15.03 시간으로 나타났다(표 7). 구기자 발효 조성액으로 침지 숙성한 닭 가슴살의 pH 함량에 값에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 4와 같다.
구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살 육질연화조건에 따른 가열감량은 26.25 ~ 34.20 %의 범위를 나타났으며(표 4), 이를 바탕으로 한 가열감량의 회귀식은 표 5과 같고 R2값은 0.8346으로 확인되었다. 아노버(ANOVA) 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.0574으로 나타나 모형에 대한 적합성이 인정되었다.(표 5), 육질 연화조건에 대한 영향은 표 6에서와 같이 침지시간보다 침지온도에 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 연화조건에 따라 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점이 최대점이 아닌 최소점으로 나타났으며, 능성분석을 하여 최적점을 산출한 결과 최소값은 30.34%이며, 이때 연화조건의 침지온도는 5.80℃ 및 침지시간 33.46 시간으로 나타났다(표 7). 구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살의 가열감량 값에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 5와 같다.
보수력은 식육제품에서 수분을 보유할 수 있는 능력을 말하며 식육제품의 품질특성을 결정하는 중요한 요인이라 할 수 있다. 구기자 발효액을 첨가한 조성액에 침지한 닭 가슴살 육질연화의 숙성조건에 따른 보수력은 66.50 ~ 78.50%의 범위를 나타났으며(표 4), 이를 바탕으로 한 보수력의 회귀식은 표 5과 같고 R2값은 0.8838으로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.2100로 분석되어 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었다(표 5), 수분 보수력에 미치는 육질 연화조건에 대한 영향은 표 6에서와 같이 숙성온도보다 숙성시간에서 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 육질 연화조건에 따라 보수력의 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점이 최대점으로 최댓값은 77.28%이며, 이때 연화조건의 침지온도는 13.50 ℃ 및 침지시간 31.61시간으로 나타났다(표 7). 구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살의 수분 보수력에 값에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 6과 같다.
구기자 발효액을 첨가한 조성액에 침지한 닭 가슴살 육질연화조건에 따른 수분함량은 70.32 ~ 75.03 %의 범위를 나타났으며(표 4), 이를 바탕으로 한 수분함량의 회귀식은 표 5와 같고 R2값은 0.7364으로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.1758로 분석되어 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었으며(표 5), 욱질 연화 숙성조건에 대한 영향은 표 6에서와 같이 숙성시간에서만 영향을 받는 것으로 나타났다. 연화 숙성조건에 따른 수분함량에 대한 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점이 인장점으로 최댓값은 74.30%이며, 이때 연화조건의 침지온도는 12.35 ℃ 및 침지시간 16.70 hr으로 나타났다(표 7). 구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살의 수분함량 값에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 7과 같다.
구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살 연화 숙성조건에 따른 수용성 단백질 함량은 3.54 ~ 4.00 mg/mL의 범위를 나타났으며(표 4), 이를 바탕으로 한 수용성 단백질 함량의 회귀식은 표 5와 같고 R2값은 0.8155로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.0578으로 나타나 모형에 대한 적합성이 인정되었으며(표 5), 연화조건에 대한 영향은 표 6에서와 같이 숙성온도와 숙성시간 모두 영향을 받는 것으로 나타났다. 육질연화조건에 따른 수용성단백질에 대한 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점이 최대점이 아닌 안장점으로 나타났으며, 능성분석을 통한 최적점을 산출한 결과 최댓값은 4.27 mg/mL이며, 이때 육질 연화 조건의 숙성온도는 13.03℃ 및 침지시간 17.58시간으로 나타났다(표 7). 구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살의 수용성 단백질 함량에 값에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 8과 같다.
하기의 표 4는 중심합성계획법에 의한 닭 가슴살의 육질 연화를 위한 구기자 발효액 함유 조성액 숙성처리 조건의 실험값을 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00004
하기의 표 5는 구기자 발효조성액의 닭 가슴살 육질 연화를 위한 반응표면분석에 의해 계산된 반응값의 이차다항식을 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00005
하기의 표 6은 구기자 발효조성액의 닭 가슴살 육질 연화 조건을 위한 각 반응값에 대한 회귀분석 결과를 보여준다.(*유의성 10% 이내; **유의성 5% 이내; ***유의성 1% 이내)
Figure 112018053609905-pat00006
하기의 표 7은 능선분석에 의한 구기자 발효조성액의 닭 가슴살 육질 연화를 위한 각 최적 반응값의 예측치를 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00007
2) 조직감
구기자 유산균 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살의 경도(hardness)는 1.50~2.21 kgf의 범위로 나타났으며(표 8), 이를 바탕으로 한 회귀식은 표 9와 같고 R2값은 0.7381으로 확인되었다. 아노바(ANOVA)분석을 통한 적합결여값(lack of fit)의 p-value가 0.0514으로 나타나 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었으며(표 9), 연화조건중 경도 에 대한 영향은 표 10에서와 같이 침지 숙성온도보다 침지 숙성시간에서 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 연화조건에 따라 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점은 안장점으로 나타났고, 능선분석에 의한 경도의 최소값은 1.54 kgf이며, 이때 육질 연화조건의 침지 숙성온도는 11.87℃ 및 침지숙성시간 33.78시간으로 나타났다(표 11). 구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살의 경도에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 9와 같다.
구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살 연화조건에 따른 응집성은 0.27~0.40의 범위로 나타났으며(표 8), 이를 바탕으로 한 응집성의 회귀식은 표 9와 같고 R2값은 0.7298으로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.1054로 분석되어 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었으며(표 9). 육질의 연화조건에 대한 영향은 표 10에서와 같이 침지 숙성온도보다 침지숙성시간에 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 연화조건에 따라 응집성의 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점이 최대점이 아닌 안장점으로 나타났으며, 능성분석을 하여 최적점을 산출한 결과 최소값은 0.28이며, 이때 연화조건의 침지온도는 9.45℃ 및 침지시간 15.03시간으로 나타났다(표 11). 구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살의 응집성에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 10과 같다.
하기의 표 8은 중심합성계획법에 의한 닭 가슴살의 육질 연화를 위한 구기자 발효액 함유 조성액 숙성처리 조건의 조직감의 실험값을 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00008
하기의 표 9는 구기자 발효액 함유 조성액의 닭 가슴살 육질 연화를 위한 반응표면분석에 의해 계산된 조직감 반응값의 이차다항식을 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00009
하기의 표 10은 구기자 발효액 함유 조성액의 닭 가슴살 육질 연화 조건을 위한 조직감의 반응값에 대한 회귀분석 결과를 보여준다.(*유의성 10% 이내; **유의성 5% 이내; ***유의성 1% 이내)
Figure 112018053609905-pat00010
하기의 표 11은 능선분석에 의한 구기자 발효액 함유 조성액의 닭 가슴살 육질 연화를 위한 조직감의 최적 반응값의 예측치를 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00011
구기자 발효액 함유 조성액에 침지한 닭 가슴살 연화조건에 따른 탄성(springiness)의 값은 4.20 ~ 4.50 mm의 범위로 나타났으며(표 8), 이를 바탕으로 한 탄성의 회귀식은 표 9와 같고 R2값은 0.7494으로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.1102으로 나타나 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었으며(표 9), 연화조건에 대한 영향은 표 10에서와 같이 침지숙성시간보다 침지숙성온도에서 영향을 더 받는 것으로 나타났다. 연화조건에 따라 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점은 안장점으로 나타났고, 탄성의 최소값은 4.23 mm이며, 이때 연화조건의 숙성침지온도는 18.10℃ 및 침지숙성시간 18.10시간으로 나타났다(표 11). 구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살의 탄성에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 11과 같다.
구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살 연화조건에 따른 검성(gumminess)은 0.44~ 0.66 kgf의 범위로 나타났으며(표 8), 이를 바탕으로 한 검성의 회귀식은 Table 표 9 같고 R2값은 0.7741으로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.0555으로 나타나 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었다(표 9), 검성에 대한 연화조건의 영향은 표 10에서와 같이 침지온도보다 침지시간에서 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 연화조건에 따라 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점은 최소점으로 나타났고, 검성의 최소값은 0.44 kgf이며, 이때 연화조건의 침지숙성온도는 9.69℃ 및 침지시간 15.07시간으로 나타났다(표 11). 구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살의 검성에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 12와 같다.
구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 연화조건에 따른 씹힘성은 2.00~2.87 kgf/mm의 범위로 나타났으며(표 8), 이를 바탕으로 한 씹힘성의 회귀식은 표 9과 같고 R2값은 0.7278으로 확인되었다. ANOVA 분석을 통한 적합결여값의 p-value가 0.0612으로 나타나 반응표면 모형에 대한 적합성이 인정되었으며(표 9). 씹힘성의 연화조건에 대한 영향은 표 10에서와 같이 침지 숙성온도보다 침지 숙성시간에서 더 영향을 받는 것으로 나타났다. 연화조건에 따라 반응표면모델로 예측된 회귀분석결과 임계점은 최소점으로 나타났고, 씹힘성의 최소값은 1.99 kgf/mm이며, 이때 연화조건의 침지온도는 11.83℃ 및 침지시간 16.78시간으로 나타났다(표 11). 구기자 발효액을 침지한 닭 가슴살의 씹힘성에 대한 연화조건별 반응표면의 변화는 도 13과 같다. 본 연구에서 무처리 닭 가슴살보다 구기자 유산균발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살이 27.34~49.37% 연화 된 것으로 나타나 닭 가슴살의 연화 현상으로 육질 개선의 효과가 있는 것으로 나타났다.
4) 닭 가슴살 육질의 최적 연화조건 설정
구기자 발효액을 함유한 조성액에 침지한 닭 가슴살 육질의 최적 연화조건을 설정하기 위하여 각 성분의 최적 반응표면을 겹침(superimposing)한 것을 도 14에 나타내었다. 각 항목의 연화조건으로 도출되어진 최대 또는 최적값의 반응표면을 한 도면에 합한 결과 가열함량, 보수력, 수용성단백질함량, 경도, 검성 등 5항목의 반응표면 그림이 완전 또는 부분적으로 적합하였고, 그 일치하는 부분을 각 독립변수의 범위를 읽어 최적 연화조건의 범위로 설정하였다. 이 반응 표면으로부터 설정될 수 있는 닭 가슴살의 최적 연화 조건범위는 침지숙성온도 9.0 ~ 11.5 ℃와 침지숙성시간 25.5 ~ 30.0 시간의 범위를 나타났고, 이들의 중심인 침지온도 10 ℃, 침지시간 28 시간으로 예측하였다. 이와 같은 예측결과에 대한 모델식의 신뢰성을 확인하기 위하여 예측된 최적 조건 범위 내에서 임의의 조건 즉, 온도 10℃와 침지시간 28 시간으로 실제 연화조건을 실험하고, 각 성분들을 측정한 결과 예측된 값들과 유사한 수준으로 비교하였다(표 12).
하기의 표 12는 구기자 발효액 함유 조성액의 닭 가슴살 육질 연화 조건 설정을 위한 반응변수의 예측값과 실측값을 보여준다.
Figure 112018053609905-pat00012
1)반응변수들의 대한 예측식에서 계산된 값이며, 2)실제 실험시 독립변수의 주어진 조건 : 연화숙성온도 10℃, 연화숙성시간 28시간 이며, 2) 3반복 실험값의 표준편차값이다.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.
한국생명공학연구원 KCTC13170BP 20161213

Claims (11)

  1. 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물에 있어서,
    구기자 추출물에 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)를 접종한 구기자 유산균 혼합물을 발효시켜 제조되며,
    상기 구기자 추출물은
    5 내지 20°Brix로 제어되며, 60 내지 90℃의 항온수조에서 15 내지 60분간 살균처리된 것을 사용하며,
    상기 구기자 유산균 혼합물은
    구기자 추출물 100 부피%에 대하여 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)을 0.1∼10 부피% 접종한 것이며,
    상기 구기자 유산균 혼합물의 발효는
    35 내지 39℃ 에서 1일 내지 3일간 수행되는 것을 특징으로 하는
    닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물은
    식염, 당류, 식초, 허브 추출물 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가물을 더 포함하고, 첨가물이 투입된 구기자 유산균 발효 조성물을 60 내지 100℃에서 10 내지 60분간 살균 처리 후, 0.5 내지 5 마이크로 필터 여과기에 통과시켜 여과시키는 것을 특징으로 하는
    닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물.
  6. 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물의 제조방법에 있어서,
    구기자 추출물 준비단계(S100);와
    락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP) 준비단계(S200);와
    상기 구기자 추출물에 락토바실러스 프란타럼을 접종하여 구기자 유산균 혼합물을 준비하는 구기자 유산균 혼합물 준비단계(S300);와
    상기 구기자 유산균 혼합물을 발효시키는 발효단계(S400);를 포함하며,
    상기 구기자 추출물 준비단계(S100)는
    구기자 분쇄물, 구기자 농축물, 구기자 건조물, 구기자 과립물 및 이들의 조합 중 어느 하나로 선택되는 구기자 추출물을 5 내지 20°Brix 로 제어한 후 60 내지 90℃의 항온수조에서 15 내지 60분간 살균처리되며,
    상기 구기자 유산균 혼합물 준비단계(S300)는
    구기자 추출물 100 부피%에 대하여 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)을 0.1∼10 부피% 를 접종하며,
    상기 발효단계(S400)는
    구기자 유산균 혼합물을 35 내지 39℃에서 1일 내지 3일간 발효시키는 것을 특징으로 하는
    닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물의 제조방법은
    상기 발효단계(S400)에 의해 준비된 구기자 유산균 발효 조성물에 식염, 당류, 식초, 허브 추출물 및 이들의 조합 중 어느 하나의 첨가물을 투입하는 첨가물 투입단계(S500)와;
    첨가물이 투입된 구기자 유산균 발효 조성물을 60 내지 100℃에서 10 내지 60분간 살균 처리 후, 0.5 내지 5 마이크로 필터 여과기에 통과시켜 여과시키는 살균 및 여과단계(S600)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물의 제조방법.
  11. 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물을 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법에 있어서,
    닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물 10L당 닭 가슴살 2 내지 20kg을 침지시켜 9 내지 11.5℃에서 25.5 내지 30시간 연화시키며,
    상기 닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물은
    구기자 추출물에 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)를 접종한 구기자 유산균 혼합물을 발효시켜 제조되며,
    상기 구기자 추출물은
    5 내지 20°Brix로 제어되며, 60 내지 90℃의 항온수조에서 15 내지 60분간 살균처리된 것을 사용하며,
    상기 구기자 유산균 혼합물은
    구기자 추출물 100 부피%에 대하여 락토바실러스 프란타럼(Lactobaciilus plantarum DUIJ-1612, KCTC13170BP)을 0.1∼10 부피% 접종한 것이며,
    상기 구기자 유산균 혼합물의 발효는
    35 내지 39℃ 에서 1일 내지 3일간 수행하는 것을 특징으로 하는
    닭 가슴살 육질 개선용 구기자 유산균 발효 조성물을 이용한 닭 가슴살 연화처리 방법.






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