KR102106067B1

KR102106067B1 - 녹차를 포함하는 압출성형 녹차-인조육

Info

Publication number: KR102106067B1
Application number: KR1020180088319A
Authority: KR
Inventors: 류기형; 구본엽
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2020-04-29
Also published as: KR20200013306A

Abstract

본 발명은 녹차 및 인조육을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육을 제공한다. 본 발명의 압출성형 녹차-인조육은 녹차의 함량에 따라 특징적인 이화학적 특성을 나타내어, 녹차의 첨가가 압출성형 인조육에서 조직화를 향상시키는 역할을 하여 구조적으로 더욱 단단해지며 절단력, 조직잔사지수 및 씹힘성이 증가하는 것으로 확인되었다. 또한, 녹차의 카테킨 성분함량이 압출성형을 통하여 증가하는 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명의 녹차 및 인조육을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육은 녹차의 장점을 가지면서 동시에 인조육의 단점을 보완할 수 있어, 식품 분야에서 식품 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

녹차를 포함하는 압출성형 녹차-인조육{Texturized Vegetable Protein extruded with green tea}

본 발명은 인조육 압출성형물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 녹차를 포함하는 녹차-인조육 압출성형물에 관한 것이다.

압출 성형은 저비용, 높은 생산성, 에너지 효율성 및 다 기능성과 고온, 단시간 공정이라는 특성을 지녀 상온에 안전한 제품을 생산할 수 있기 때문에 식품 산업에서 널리 사용되어 왔다. 압출 성형 공정 중에서 단백질의 변성, 전분의 젤라틴화 및 메일라드(Maillard) 반응을 포함하여 많은 물리-화학적 변화가 일어나고, 식품 성분의 기능적 특성이 변형되기도 한다. 이러한 과정을 수행하면서도 영양소 수준의 유지를 추구하고 있다.

단백질은 필수 영양소이며 건강을 위한 고품질의 단백질로서, 고기는 단백질 섭취를 위한 최선의 선택이다. 그러나 채식주의자나 종교인들은 고기의 섭취를 제한한다. 고기의 대체품으로서 콩 단백질을 이용하는데 이는 고품질의 단백질이지만 특유의 대두취로 인하여 소비자의 거부감을 불러일으킨다. 따라서 이를 보완하기 위한 조직화 대두단백(Texturized vegetable protein, TVP)은 압출 성형에 의해 생산된 특허 제품 중 하나로 널리 사용되었다. TVP는 "식용 단백질 원천으로 만들어지고 각 단위가 수분과 요리 및 식품을 섭취하는 데 사용되는 다른 과정을 견딜 수 있도록 구조적 완전성과 식별 가능한 구조를 특징으로 하는 식품"으로 정의된다. TVP는 전형적으로 탈지대두, 농축대두 또는 분리 대두 단백을 원료로 사용하며, 압출성형기로 기계적으로 가공하여 재수화 및 조리하여 고기 같은 쫄깃한 질감을 얻을 수 있는 장점을 가지고 있다.

특히, 분리대두단백(ISP), 밀 글루텐 (WG) 및 옥수수 전분은 아시아의 식품 산업에서 널리 사용되고 있다. ISP는 90 % 이상의 단백질을 포함하는 오일을 저온에서 제거함으로써 얻어지는 것으로서, 2S, 7S (β-conglycinin), 11S (glycinin) 및 15S를 포함하여 4가지 주요 분획을 혼합한 것이다. 대두의 70 % 단백질을 구성하는 7S 및 11S 분획물은 조직화에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 최적의 조직화를 가져올 수 있는 1.5의 11S / 7S 비로 밝혀졌다. WG는 시리얼 소스에서 식물성 단백질로 텍스쳐화되는 가장 일반적인 성분이다. WG (≥80 % 단백질)는 콩을 기본으로 한 성분과 함께 사용되거나 전분 및 기타 첨가제와 함께 콩기름이 없는 질감의 제품을 생산하는 데 사용되었다. 최근 몇 년 동안 옥수수와 다른 곡류를 결합한 제품이 더 주목을 받고 있다.

녹차는 수년 동안 전 세계적으로 인기 있는 음료의 소재이기도 하며 소비량은 커피만큼 크다. 기능성 식품의 일종인 녹차는 강력한 항산화제로 알려져 있다. 또한 녹차에는 항 박테리아, 항암, 항 바이러스 및 항 돌연변이 기능이 있다는 다양한 연구보고가 존재한다. 또한, 녹차에 있는 카테킨은 SOD의 활동을 상당히 향상시켜 프리 라디컬을 제거하고 노화 방지 효과를 가진다. 녹차의 리그닌과 다당류를 포함한 식이섬유는 대장에서 완전 발효 또는 부분 발효를 통해 소장의 소화 흡수에 저항할 수 있다. 식이 섬유는 다이어트를 원하거나 변비를 가진 사람들을 위한 최상의 선택이다. 콩 고구마 혼합물, 분리대두단백, 농축유청단백, 병아리콩(chickpea)-보리(barley) 및 옥수수-분리대두단백-밀 글루텐을 이용한 TVP의 물리 화학적 특성과 품질, 구조에 대한 많은 연구가 보고되었다. 또한, 참치 톱밥 첨가에 의한 압출성형 식물성 인조육의 품질 특성에 대한 영향이 보고되었다. 그러나 현재까지 기능성 식품 첨가에 의한 TVP 연구는 드물어, 기능성 식품을 첨가하여 TVP의 단점을 보완하고 조직감 및 식감을 증가시킬 수 있는 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.

한국 등록특허 제10-1838702호 (2018.03.15.) 한국 등록특허 제10-1832102호 (2018.02.23.)

농업생명과학연구 (Journal of Agriculture & Life Science) 2014, 48 (5), 139-156 Aleksandar, Y., Andrea, S., Shannon, H. N., & Michael, N. (2017). Influence of the extrusion parameters on the physical properties of chickpea and barley TVP. Food Science and Biotechnology, 26, 393-399. Ananingsih, VK, Amber Sharma, & Weibiao Zhou. (2013). Green tea catechins during food processing and storage: A review on stability and detection. Food Research International, 50, 469-479. Angela, C. (2007). Protein-protein interaction of soy protein isolate from extrusion processing. http://hdl.handle.net/10355/5099. Barry, S. (2001). A Ninhydrin-Based assay to quantitate the total protein content of tissiue samples. Analytical Biochemistry, 292, 125-129. Baskaran, V., & Bhattacharya, S. (2004). Nutritional status of the protein of corn-soy based extruded products evaluated by rat bioassay. Plant Foods and Human Nutrition, 59, 101-104. Cho S. Y., and Ryu, G. H. (2017). Effects on Quality Characteristics of Extruded Meat Analog by Addition Tuna Sawdust. Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, 46, 465-472. Ghorpade, V. M., Bhatnagar, S., & Hanna, M. A. (1997). Structural characteristics of corn starches extruded with soy protein isolate or wheat gluten. Plant Foods for Human Nutrition, 51, 109-123. Guy, R. (2001). Extrusion cooking: technologies and applications. Woodhead Publishing Limited. Iwo MO, Van Zuilichem DJ, Stolp W, Ngoddy PO. (2004). Effect of extrusion cooking of soy-sweet potato mixtures on available lysine content and browning index of extrudates. Journal of Food Engineering, 62, 143-150. Jaroslaw, K., Gumul, D., & Czechowska, K. (2007). Effect of extrusion on the phenolic composition and antioxidant activity of dry beans of Phaseolus vulgaris L, Food Technology Biotechnol, 45(2) ,139-146. Krittika, N., Gu, B. J., & Ryu, G. H. (2011). Effects of the addition of hemp powder on the physicochemical properties and energy bar qualities of extruded rice. Food Chemistry, 129, 1919-1925. Liang Yu. (2011). Extrusion processing of protein rich food formulations. digitool.library.mcgill.ca/thesisfile106383. Liang Yu, & Ramaswamy, H. S. (2010). Frying characteristics of protein-enriched snack food from extruded corn flour-soy protein isolate feed mix. Institute of Food Technologists Annual Meeting, Chicago, USA, IL. Liang Yu, Ramaswamy, H. S. & Boye, J. (2009). Twin-screw extrusion of corn flour and soy protein isolate blends: a response surface analysis. Food Bioprocess Technology, doi: 10. 1007/s11947-009-0294-8. Lin. S, Huff. H. E., & Hsieh, F. (2002). Extrusion process parameters, sensory characteristics, and structural properties of a high moisture soy protein meat analog. Journal of Food Science, 67, 1066-1072. Lu, T, M., Lee, C. C., Mau, J. L., & Lin, S. D. (2010). Quality and antioxidant property of green tea sponge cake. Food Chemistry, 125, 186-192. MacDonald, RS., Joseph P., & Hsieh, F. H. (2009). Soy protein isolate extruded with high mlisture retains high nutritional quality. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57, 3550-3555. Manoi, K., & Rizvi, S. S. H. (2009). Physiochemical changes in whey protein concentrate texturized by reactive supercritical fluid extrusion. Journal of Food Engineering, 95, 627-635. Ning, J. M., Hou,G. G., Sun, J. J., Wan, X. C., & Dubat, A. (2017). Effect of green tea powder on the quality attributes and antioxidant activity of whole-wheat flour pan bread. Food Science and Technology, 79, 342-348. Ning, L. (1993). Texturization of soy protein via twin-screw extrusion. http://hdl.handle.net/2142/21658, Page 87. Ning, L., & Villota, R. (1994). Influence of 7S and 11S globulins on the extrusion performance of soy protein concentrates. Journal Food Processing and Preservation, 18, 421-436. Nishinari, K., Fang, K., Guo, S., Philips, G. O. (2014). Soy proteins: A review on composition, aggregation and emulsification. Food Hydrocolloids, 39, 301-318. Park J.H., Chatpaisarn, A., & Ryu G.H. (2017). Effects of Gluten and Moisture Contents on Texturization of Extruded Soy Protein Isolate. Journal of Korean Society of Food Science Nutrition, 46, 473-480. Petitot M, Abecassis J., & MIcarda V. (2009). Structuring of pasta components during processing: impact on starch and protein digestibility and allergenicity. Trends in Food Science and Technology, 20， 521-532. Ramos, S. (2007). Effects of dietary flavonoids on apoptotic pathways related to cancer chemoprevention. Journal of Nutritional Biochemistry, 18, 427-442. Riaz, M. N., & Texas, A. (2011). Textured vegetable proteins. Handbook of food proteins, ISBN: 978-1-84569-758-7, 395. Ryu, G. H. (2003). Texturization of plant protein by using extrusion process. Food Engineering Process, 2, 73-79. Shen X. J., Han, J. Y., & Ryu, G. H. (2014). Effects of the addition of green tea powder on the quality and antioxidant properties of vacuum-puffed and deep-fried Yukwa. Food Science and Technology, 55, 362-367. Song, Y. W., & Yoo, S. H. (2017). Quality improvement of a rice-substituted fried noodle by utilizing the protein-polyphenol interaction between a pea protein isolate and green tea (Camellia sinensis) extract. Food chemistry, 235, 181-187. Wei, Y. M., Kang, L. N., & Zhang, T. (2009). Food extrusion theory and technology, 1st , P 49.

본 발명의 발명자들은 압출성형 TVP의 단점인 풍미, 조직감을 향상시키기 위하여 여러 기능성 첨가물에 대해서 연구하던 중, 녹차를 첨가하여 압출성형한 TVP의 품질이 향상되고 항산화 특성이 증가한다는 것을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 단백질-옥수수를 기본으로 한 인조육에 0, 5, 10, 15 %로 녹차의 첨가량을 달리하여 압출성형 TVP를 제조하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 따라, 녹차 및 분리대두단백을 포함하는 혼합물을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육이 제공된다.

일 구현예에서, 상기 녹차 및 분리대두단백을 포함하는 혼합물은 분리대두단백 30 ~ 60 중량부, 밀 글루텐 20 ~ 50 중량부, 옥수수 전분 3 ~ 20 중량부 및 녹차 1 ~ 30 중량부로 이루어질 수 있다.

일 구현예에서, 상기 녹차는 5 ~ 15 중량부일 수 있다.

일 구현예에서, 상기 압출성형은 쌍축 압출성형기를 사용하여 수행될 수 있으며, 스크루 직경 20.0 내지 40.0 mm, 길이/직경의 비(L/D ratio) 20 ~ 25:1인 스크루 및 0.2 내지 0.6 cm² 슬릿 다이를 사용하여 수행될 수 있다.

본 발명에 의해, 녹차 및 분리대두단백을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육에 있어서 녹차의 함량의 변화에 따라 우수한 이화학적 특성(조각밀도, 경도, 씹힘성, 절단력, 조직잔사지수 및 황산화 활성)을 나타내어, 녹차의 첨가가 압출성형 인조육에서 조직화를 향상시키는 역할을 하여 구조적으로 더욱 단단해지며 절단력, 조직잔사지수 및 씹힘성이 증가하는 것으로 확인되었다. 또한, 녹차의 카테킨 성분함량이 압출성형을 통하여 증가하는 것으로 확인되었다.

따라서, 본 발명의 분리대두단백에 녹차를 첨가하여 압출성형 공정을 이용하여 제조된 압출성형 녹차-인조육은 녹차의 장점을 가지면서 동시에 인조육의 단점을 보완할 수 있어, 식품 분야에서 식품 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 녹차 함량에 따른 압출성형 녹차-인조육의 횡단면의 미세구조를 촬영한 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope) 사진이다.

본 발명은 녹차 및 분리대두단백을 포함하는 혼합물을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육을 제공한다.

일 구현예에서, 상기 녹차 및 분리대두단백을 포함하는 혼합물은 분리대두단백 30 ~ 60 중량부, 바람직하게는 40 ~ 50 중량부, 밀 글루텐 20 ~ 50 중량부, 바람직하게는 30 ~ 40 중량부, 옥수수 전분 3 ~ 20 중량부, 바람직하게는 5 ~ 10 중량부, 및 녹차 1 ~ 30 중량부로 이루어질 수 있다.

일 구현예에서, 상기 녹차는 5 ~ 15 중량부일 수 있다.

일 구현예에서, 상기 압출성형은 통상적으로 사용되는 압출성형기를 사용하여 수행될 수 있으며, 바람직하게는 쌍축 압출성형기를 사용하여 수행될 수 있다. 압출성형기에는 스크루 직경 20.0 내지 40.0 mm, 길이/직경의 비(L/D ratio) 20 ~ 25:1인 스크루 및 0.2 내지 0.6 cm² 슬릿 다이를 사용하여 수행될 수 있으며, 바람직하게는 스크루 직경 25.0 내지 35.0 mm, 길이/직경의 비(L/D ratio) 22 ~ 24:1인 스크루 및 0.3 내지 0.5 cm² 슬릿 다이를 사용하여 수행될 수 있다.

상기 공정으로 얻어진 압출성형 녹차-인조육은 녹차의 함량이 증가할 수록 일반성분 분석에서 조단백은 감소하고 조회분은 증가하는 경향을 보였다. 또한, 압출성형 녹차-인조육은 녹차 함량에 따라 특징적인 이화학적 특성(조각밀도, 경도, 씹힘성, 절단력, 조직잔사지수 및 항산화 활성)을 나타내었다. 조각밀도는 녹차가 15 % 첨가된 압출성형 녹차-인조육에서 가장 높게 나타난 반면, 팽화율은 가장 낮게 나타났다. 조직감 분석에서 녹차의 첨가 함량이 증가할 수록 경도, 씹힘성 및 절단력이 증가한 반면, 응집성과 탄성은 감소하였다.

압출성형한 인조육의 경우 녹차의 첨가 함량이 증가할수록 색도에서 명도가 낮아지고 녹색화되는 경향을 보였으며, 조직잔사지수가 증가하고 수분보유력이 감소함을 보였다. 또한, 주사 전자 현미경을 통하여 압출성형 녹차-인조육의 미세구조를 촬영하여 녹차 첨가량이 증가함에 따라 교차 결합구조가 더욱 분명하게 나타남을 확인하였다. 수용성 질소지수, DPPH 라디칼 수치, 총 페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량은 압출성형을 통하여 동일 녹차 함량에서 수치가 감소하였으나, 녹차 첨가량이 증가할수록 항산화 활성에 관련된 수치들은 크게 증가하였다. 특히, 녹차의 카테킨 성분함량이 압출성형을 통하여 증가하는 것으로 확인되었다.

따라서, 본 발명의 녹차 및 분리대두단백을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육은 녹차의 장점을 가지면서 동시에 인조육의 단점을 보완할 수 있어, 식품 분야에서 식품 재료로서 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 시험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 하기 실시예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

<실시예>

1. 재료

분리대두단백 50 %(w/w) (Wachsen Industry Co., Qingdao, China; 수분함량: 6.20 %), 밀 글루텐 40 %(w/w) (Roquette Freres, Lestrem, France; 수분함량: 6.20 %)과 옥수수 전분 10 %(w/w) (수분함량: 10.87 %), 녹차가루(수분함량: 6.10 %)를 사용하였다.

2. 압출공정

압출성형에는 스크류 길이 690 mm, 스크류 직경 30 mm (L / D = 23 : 1)의 실험용 동방향 쌍축 압출성형기(THK 31T, Incheon Machinery Co., Incheon, Korea) 0.45 cm² 슬릿 다이가 사용되었다. 압출성형공정 조건은 사출구 온도 140 ℃, 원료투입량 150 g/min, 스크루 회전속도 250 rpm이며, 수분 함량이 50 %인 동안에 온도는 140 ℃로 조절하였다. 예비실험을 통해 압출성형 공정 변수를 수분함량은 50 %, 온도는 140 ℃ 등으로 결정하고 녹차 첨가량에 따른 인조육의 품질을 평가하였다. TVP를 50 ℃에서 12 시간 동안 건조시키고 실험실용 분쇄기에서 분쇄하여 50 ~ 70 메쉬체를 통과시켰다.

<시험예>

1. 일반 성분 분석

TVP의 수분, 조단백질, 지방, 회분은 AOAC(1990, Official methods of analysis (15^thed.). Arlington, Va: Association of Official Analytical Chemists)의 방법을 사용하여 측정하였다. 탄수화물은 수분의 조단백질, 회분, 지방을 100을 기준으로 소거하여 계산하였다. 모든 실험은 3회 반복 측정하였다.

인조육(TVP)의 수분함량, 조지방, 조단백 그리고 조회분의 성분 함량은 하기 표 1에 나타내었다. 인조육의 수분 함량은 5.25에서 8.44 %, 조단백은 녹차 첨가 함량이 높을수록 감소하는 성향을 보였다. 이 결과는 녹차첨가 함량에 따른 것보다 폴리페놀-단백질 상호작용과 낮은 단백질 함량 때문인 것으로 생각된다. 조회분 함량이 가장 높은 것은 녹차 함량 15 %인 것으로, 녹차에 함유된 미네랄 성분이 영향을 준 것으로 생각된다. 한편, 조지방 함량에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다.

2. 물리적 분석

단면 팽화율(Expansion rate)은 TVP의 면적비에 의해 얻어졌다. 특정 길이(Specific length)는 무게를 길이로 나눈 값으로 계산하였다. 조각 밀도(Piece density)는 차조를 이용한 종자 치환법으로 10회 반복하여 측정하였다.

녹차 첨가 함량 차이에 따른 TVP의 팽화 특성 변화 값은 하기 표 2에 나타내었다. 녹차 첨가 함량을 15 %로 하였을 때, TVP의 팽화율은 유의적으로 감소하였으나, 녹차의 첨가 함량을 0, 5, 10 %로 한 시료들에서는 유의적인 차이가 발견되지 않았다. 이는 섬유질의 세포벽의 파열과 녹차 첨가 농도가 높기 때문인 것으로 생각된다. 선행문헌[Shen et al. (2014)]은 팽화 유과의 녹차 첨가 농도가 0 %에서 10 %로 증가함에 따라 팽화율이 감소했다고 보고하였다. 이와 반대로 녹차 첨가 농도 15 %에서는 조각 밀도가 가장 높게 나타났다. 한편, 특정길이 값에서는 유의한 차이를 보이지 않았다.

TVP의 조직감 분석(Texture profile analysis)은 텍스쳐 분석기(Sun Sci. Co., Compac-100Ⅱ, Tokyo, Japan)로 측정하였다. 경도(Hardness), 응집력(Cohesiveness), 탄력성(Springiness) 및 씹힘성(Chewiness)을 20번 반복 측정하여 평균값을 계산하였다.

표 3에서는 TVP의 조직감 분석 값을 나타내었다. 경도는 녹차 첨가 함량이 증가할수록 증가하였는데, 이는 단백질-폴리페놀 복합체의 상호 작용 때문인 것으로 생각된다. 선행문헌[Ning et al. (2017)]의 연구에서 녹차 첨가 함량에 따라 경도가 증가하는 경향을 보여 이와 일치하였다. 응집성은 조직에서 미네랄의 접합성을 나타낸다. 탄성은 첫 번째와 두 번째의 압축력 사이에 회복되는 정도를 측정함으로써 시료의 신축성을 측정한다. 종합해 볼 때, 녹차의 첨가 함량이 증가할수록 경도, 씹힘성 및 절단력이 증가한 반면, 응집성 및 탄성은 감소하였다.

색도는 크로마토그래피 (Minolta, CR-300, Osaka, Japan)를 사용하여 측정하였다. 색상 매개 변수인 L(밝기), a(적색) 및 b(황색)를 3회 측정한 후 평균값을 나타내었다.

색도의 측정값은 L, a, 및 b 로 나타낸다. TVP의 색도는 녹차의 첨가 함량에 의해 유의적인 차이를 가진다. TVP는 녹차의 첨가 농도가 증가할수록 어두워지고(67.86 - 41.04), 녹색화 결과 수치에 해당하는 Color difference는 압출성형하지 않은 원료와 압출성형 녹차첨가 인조육의 색도 차이를 비교한 것으로 녹차 함량의 증가에 따라 색도 차이가 증가하는 경향을 보였다. 이러한 색도 변화는 온도가 상승하면서 단백질과 환원당 사이의 메일라드 반응이 일어나 폴리페놀과 색소 또는 비효소 갈변화가 촉진되었기 때문인 것으로 생각된다.

조직화 압출 성형물의 조직 정도를 평가하기 위하여 조직잔사지수(Integrity index)는 선행문헌[Park et al.(2017)]의 방법을 수정하여 측정하였다. 건조 시료 약 5 g에 증류수 100 ml를 넣고 80 ℃에서 30 분간 침지시킨 후, 시료를 멸균기(autoclave)에서 121 ℃에서 15 분간 가압 가열한 후, 15 초 동안 물로 세척하였다. 100 ml 증류수로 세척된 샘플을 11400 rpm에서 1 분 동안 균질화(IKA, Staufen, Germany)하여 1 분 동안 세척하고 동일한 방법으로 반복하여 세척하였다. 샘플을 20 mesh 스크린으로 여과하고, 중량이 안정될 때까지 105 ℃에서 건조시켰다. 조직잔사지수는 건조 잔류물을 샘플 무게로 나누고 100을 곱한 값으로 계산하였다.

단백질의 변성의 정도는 압출성형에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 녹차 첨가 함량을 달리한 TVP의 조직잔사지수는 하기 표 5에 나타내었다. 조직잔사지수는 녹차 첨가 농도가 증가할수록 증가하였다(48.25 % ~ 63.96 %). 이를 통하여, 녹차는 TVP의 조직화 정도를 향상시키는 인자임을 나타내었다.

수분보유력(Water holding capacity, WHC)은 식육에 열처리와 같은 물리적 힘이 가해졌을 때, 수분을 잃지 않고 식육 자체 내의 수분 또는 첨가된 수분을 보유해내는 능력을 말하며 선행문헌[Lin et al.(2002)]의 방법을 수정하여 측정하였다. 건조 시료 약 5 g을 취하여 50 ℃ 증류수 100 mL에 12 시간 동안 재수화하여 5 분간 배수하였다. WHC는 다음 식을 사용하여 계산하였다.

<수식 1>

WHC (%) = [(W₂ - W₁)/W₁] × 100

W1과 W2는 재수화 전후의 무게이다.

표 5에 나타나듯이, WHC는 259.02에서 200.09 %로 변화되어 녹차의 첨가 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. TVP의 WHC는 재수화 후의 조직화 정도와 관련이 있으며, 팽화가 일어날수록 재수화 시에 TVP의 물의 흡수가 더 용이해진다. 이는 TVP가 기공의 크기와 다공성에 주로 영향을 받는다는 보고와 일치하였다(Ning et al., 1993 & Lin et al., 2002).

3. 주사 전자 현미경

시료는 동결 건조 시켜서 10 KV의 가속 전압의 주사 전자 현미경(Scanning Electron Microscope)으로 관찰하였다.

TVP의 녹차 첨가 함량에 따른 미세구조는 도 1에 나타내었다. 미세 구조에서는 동결 건조된 시료들을 사용하였다. 녹차 첨가량이 증가함에 따라 교차결합구조가 더욱 분명하게 나타났으며, 특히 녹차 첨가 함량 10 %에서 층과 방향 구조를 쉽게 볼 수 있었다(도 1c 참조).

4. 수용성 질소지수

시료 0.2 g에 10 ml의 0.5 % KOH를 첨가하였다. 혼합물을 교반기를 사용하여 120 rpm으로 20 분 동안 교반한 후 2000 rpm에서 10 분간 원심 분리하고 상등액 3 ml를 취하여 총 질소 함량을 선행문헌[Barry (2001)]의 방법으로 측정하였다. 이들 시료에 대해 닌히드린(Ninhydrin) 방법으로 질소 함량을 분석하였다. 표준 용액으로는 알부민이 사용되었다. 수용성 질소지수(Nitrogen solubility index, NSI)는 수용성 질소 함량에서 시료의 총 질소 함량을 나눈 값에 100을 곱하였다.

수용성질소 지수는 단백질 변성의 중요한 지표이다. 녹차 첨가 함량의 차이에 따른 TVP의 NSI 값은 하기 표 6에 나타내었다. TVP 및 원료의 NSI 값을 비교한 결과, TVP의 NSI 값이 유의하게 감소하여 압출성형 동안 아미노산 또는 메일라드 반응이 일어났음을 알 수 있었다. 이는 압출성형 후에 NSI 값이 감소하였다고 보고한 선행문헌[Ryu (2003)]의 결과와 일치하는 것이다. 또한, 녹차 첨가 함량이 증가할수록 NSI 값은 감소하였는데 이것은 단백질 폴리페놀 반응으로 인한 것으로 생각된다.

5. 항산화 특성

시료 1 g을 실온에서 2 시간 동안 200 rpm에서 10 ml의 PBS 용액으로 추출한 다음, 혼합물을 30 분 동안 3000 rpm으로 원심 분리하였다. 얻어진 상등액은 와트만(Whatman) No.1 여과지로 여과하였다. 이로부터 여과된 상등액을 취하여 DPPH 라디칼 소거 활성, 총 플라보노이드 함량 및 총 페놀 함량을 선행문헌[Krittika (2011)]의 방법으로 측정하였다.

DPPH 라디칼은 일반적으로 항산화 수소 능력을 평가하는 지표로 사용된다. 녹차 첨가의 함량이 증가될 수록 DPPH 라디칼 수치가 유의적으로 증가하였다. 같은 녹차 첨가 함량에서는 압출성형 전과 후에서의 유의적인 차이를 보이지 않았다(표 6 참조). 또한, 녹차 첨가 함량에 따른 총 페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량은 상기 표 6에 나타내었다. 총 페놀 함량은 9.85에서 31.60 mg/g의 값을 나타냈고, 총 플라보노이드는 9.04에서 49.85 mg/g의 값을 나타내어 녹차 첨가 함량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다. 그러나 압출성형 후의 총 페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량은 압출성형 전에 비하여 동일 녹차 함량 조건에서 감소하였다. 이는 Jaroslaw et al. (2007)의 연구 결과와도 일치하는 것으로 폴리페놀은 압출성형 공정 동안 열에 의해 그 기능이 저하되고, 산화되거나 중합된 형태가 되기 때문으로 생각된다.

6. 카테킨과 카페인의 함량

카테킨과 카페인 함량은 HPLC (Bionex Co., VM-3000, New Brunswick, USA) 분석 방법을 사용하여 실험하였다. 각 시료 1 g을 증류수 50 ml에 녹여 80 ℃의 수욕 중에서 1 시간 추출하였다. 균질화된 샘플을 와트만(Whatman) No. 2 필터로 여과하고, 20 ml의 증류수를 추가의 여과를 위해 잔류물에 첨가하였다. 남은 여과액을 50 ml의 에틸아세테이트와 혼합하고 분액 깔대기에 넣었다. 혼합된 용액을 상이한 층으로 분리시키고, 에틸아세테이트 층을 진공 농축시켰다. 추출물을 메탄올 2 ml에 용해시키고 0.45 mm 주사기 필터를 사용하여 HPLC 시스템에 주입하였다. HPLC의 조건은 다음과 같다 : 컬럼, TOSOH TSK-GEL® ODS-80TM C18 5 mm, 4.6 mm - 250 mm; 온도, 40 ℃; 이동상 A(물 중의 0.2 g /ℓ H₃PO₄)와 이동상 B(아세토 니트릴)의 구배 시스템을 다음과 같이 채택하였다 : 0 - 7 분, 85 % A 및 15 % B; 7 - 15 분, 100 % B; 15 - 15.05 분, 85 % A 및 15 % B; 15.05 - 20 분, 85 % A 및 15 % B; 유속, 1.0 ㎖/분; 검출기 파장 280 nm. 에피카테킨(epicatechin, EC), 에피 갈로 카테킨(epigallocatechin, EGC), 에피 갈로 카테킨 갈레이트(epigallocatechin gallate, EGCG), 에피 카테킨 갈레이트(epicatechin gallate, ECG), 카테킨(catechin, C) 및 카페인(Caffeine). 결과는 4 회 반복 수행하여 평균값을 나타내었다.

녹차 첨가 함량에 따른 TVP의 카테킨과 카페인 함량은 표 7에 나타내었다. 녹차원료에 포함된 카테킨과 카페인 함량은 EGCG > Caffeine > EGC > ECG > EC > C 순이었다. 이는 녹차 첨가 함량이 높을수록 유의적으로 높은 함량을 나타내었다. 원료보다 압출성형물의 EGC, EC, EGCG, 그리고 ECG 함량의 유의적인 감소가 있는 반면에 C 함량은 증가하였고, 카페인 함량에서는 유의한 변화가 없었다. 이는 Ananingsih et al.(2013)의 연구에서 식품의 가공 과정 중에 녹차에 함유된 카테킨의 감소, 산화 및 에피머화 반응이 나타난다고 보고한 것과 일치하였다.

7. 결론

녹차는 식이섬유와 항산화능력을 갖춘 중요한 식품 소재이다. 녹차 첨가 함량이 증가할수록 팽화는 감소하고 색도는 어두워지며, 조직감 및 DPPH 라디칼 소거능은 향상되고, 총 페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량도 증가하였다. 미세구조와 조직감 분석 연구들을 종합해 볼 때 경도 또는 씹힘성에서 더 체계화된 방향성 구조를 가진 것으로 나타났다. 또한, 팽화가 감소되고 녹차에 포함된 당이나 그 외의 다른 기능성을 가진 성분이 고기와 유사한 조직감을 보이고, 대두조직단백이 가진 향이 녹차향에 의해 저감화되어 품질면에서 향상되었다. 따라서, 녹차 함량이 가장 높았던 녹차함량 15 %인 압출성형 녹차-인조육이 제품화하기 가장 좋은 것으로 나타났다. 녹차를 15 % 이상 첨가하면 녹차가 갖는 다양한 기능성 성질은 향상될 것으로 보이나, 녹차엽에 포함된 섬유소가 조직화에 영향을 미쳐 고기와 유사한 조직감을 포함한 품질이 저하될 것으로 판단된다.

Claims

분리대두단백 40 내지 50 중량부, 밀 글루텐 30 내지 40 중량부, 옥수수 전분 5 내지 10 중량부 및 녹차 5 내지 15 중량부로 이루어진 녹차 및 분리대두단백을 포함하는 혼합물을 압출성형하여 제조된 압출성형 녹차-인조육.
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제1항에 있어서, 상기 압출성형이 쌍축 압출성형기를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 압출성형 녹차-인조육.
제1항에 있어서, 상기 압출성형이 스크루 직경 20.0 내지 40.0 mm, 길이/직경의 비(L/D ratio) 20 ~ 25:1인 스크루 및 0.2 내지 0.6 cm² 슬릿 다이를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 압출성형 녹차-인조육.