KR20090004860A - 저성분량 육류 제품 및 이의 제조방법 - Google Patents

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요한나 부케르트
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발티온 테크닐리넨 투트키무스케스쿠스
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Abstract

감소된 양의 염, 포스페이트 및/또는 육류를 함유하는 저성분량 육류 제품은 일반적으로 질감 및 수 결합 특성이 불량하다. 이러한 제품의 질감 및 수 결합 특성은 단백질 가교결합 효소인 티로시나제에 의해 현저하게 개질된다. 본 발명은 티로시나제를 첨가함으로써 저성분량 육류 제품을 제조하는 방법, 및 티로시나제에 의해 개선된 저성분량 육류 제품에 관한 것이다.
육류, 포스페이트, 티로시나제, 염, 수 결합 특성.

Description

저성분량 육류 제품 및 이의 제조방법{Low-ingredient meat products and method for their preparation}
본 발명은 저성분량 육류 제품의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 특정한 효소를 첨가함으로써 저성분량 육류 제품의 질감 및/또는 수 결합 특성을 개질시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 개질된 저성분량 육류 제품과, 저성분량 육류 제품의 질감 및/또는 수 결합 특성을 개질시키기 위한 상기 효소의 용도에 관한 것이다. 저성분량 육류 제품은 염, 포스페이트 및/또는 육류의 함량이 낮다.
육류 및 육류 제품은 사람의 식생활에 있어서 중요한 영양소 공급원을 구성한다. 육류는 휼륭한 단백질 공급원이긴 하나, 육류 제품은 일반적으로 많은 양의 지방, 염, 포스페이트 등도 포함한다. 따라서 육류의 소비는 예컨대 높은 함량의 염 및 지방으로 인해 심혈관 질환, 고혈압 및 비만과 같은 각종 질환을 유발할 수도 있어서 건강에 더 유익한 육류 제품이 끊임없이 요구되고 있다.
육류 산업에서는 육류 제품의 기술적 및 질감 특성을 향상시키기 위하여 염 화나트륨(NaCl)과 포스페이트를 첨가하는 것이 관례이다. 그러나 현재의 소비자는 육류 제품에서 염과 다른 화학적 첨가물들을 줄여줄 것을 요구한다. 염, 즉 NaCl의 감소를 요구하는 주된 이유는 이것이 Na에 민감한 사람에서 고혈압의 진행을 담당하기 때문이다. 그러나, NaCl은 풍미와 보존성은 차치하고라도 수분 보유능과 질감을 향상시키기 때문에 염을 줄이는 것은 간단하지 않다. 염의 감소는 질감의 약화와 중량 손실의 증가를 초래한다. 육류 가공에서 포스페이트는 수분 결합을 촉진하고 조리 손실을 줄이기 위해서 폭넓게 사용된다. 포스페이트는 낮은 염 농도의 부정적인 영향을 보상하기 위해서 첨가되며 이것은 당연하게 허용된다. 그러나 포스페이트는 인체내에서 Ca 및 Mg의 양을 감소시켜서 골내의 변화를 유발하는 경향이 있기 때문에 포스페이트의 양도 줄여야 할 필요가 있다. 감소된 염 및 포스페이트와 관련한 불량한 수분 보유능 및 질감과 동일한 종류의 문제는 저에너지 육류 제품을 얻기 위해서 육류 또는 지방 함량을 낮출 때에도 발생한다.
지메네스-콜메네로(Jimenez-Colmenero) 등(2001)은 예를 들면 에너지와 나트륨 함량을 감소시킴으로써 건강에 더 유익한 육류 및 육류 제품을 얻는 전략을 연구하였다. 에너지 함량을 감소시키기 위해 가장 광범위하게 사용되는 방법은 지방 함량을 낮추는 것이고, 나트륨 함량은 NaCl을 칼륨 및 마그네슘 염 및/또는 포스페이트로 대체함으로써 줄일 수 있다. 저염 제품의 질감은 예컨대 칼슘 알기네이트 또는 트랜스글루타미나제의 첨가에 의해 개선될 수 있다. 지메네스-콜메네로(1996)는 저에너지 육류 제품의 개발 기술을 연구하였다. 이 방법은 세 개의 그룹, 즉 비육류 성분의 첨가, 육류 성분의 선택, 및 제조 공정의 적용으로 나뉠 수 있다. 비육류 성분은 비육류 단백질, 식물성 오일, 탄수화물, 또는 합성 생성물, 또는 단순히 물일 수 있다. 육류 제품의 제조시 정육을 사용하면 에너지 함량은 낮아지지만, 동시에 지방의 감소는 지각된 염분 및 특징적 풍미 강도를 떨어뜨린다(Ruusunen 외, 2005).
염, 포스페이트 또는 단백질 함량이 낮으면서도 우수한 질감을 갖는 육류 및 어류 제품을 제조하기 위한 하나의 방법은 추가의 공유 가교결합을 형성함으로써 단백질을 안정화시키는 효소를 이용하는 것이다. 현재, 육류 및 어류 단백질의 가교결합을 위한 효소로서 집중적으로 연구되고 상업적으로도 구입가능한 것은 트랜스글루타미나제(TG, 글루타미닐펩타이드:아민 γ-글루타밀트랜스퍼라제, EC 2.3.2.13)이다. TG는 육류의 질감(Mugumura 외, 1999)과 겔화(De Backer-Royer 외, 1992)를 개선시킨다고 보고되었다. 조리된 육류 제품의 경우, 고염(2%) 제품에서는 겔 견고성와 수분 결합 능력(WHC)이 TG에 의해서 증가하지만 저염 제품에서는 그렇지 않다고 보고되었다(Pietrasik 및 Li-Chan, 2002a). 저염(1%) 제품에서 TG는 제품의 경도(강도)를 개선시킬 수는 있으나 조리 손실은 개선시키지 못한다(Dimitrakopoulou 외, 2005). TG는 돼지고기 소시지의 겔 견고성 향상에 사용되고(Mugumura 외, 1999), 저나트륨 재구성 돼지고기에서 대두 단백질과 함께 결합제로서 사용되며(Tsao 외, 2002), 저포스페이트 닭고기 소시지에서 대두 및 우유 단백질과 함께 결합제로서 사용되고(Mugumura 외, 2003), 저염 닭고기 미트볼의 생산량과 겔 견고성을 개선시키는 데 사용된다고 보고되었다(Tseng 외, 2000). TG는 카제이네이트, KCl 및 식이 섬유와 함께 저염 육류 제품의 질감을 개선시킨다고도 제안되었다(Jimenez-Colmenero 외, 2005; 및 Kuraishi 외, 1997). TG는 카제이네이트와 함께 돼지고기, 닭고기 및 양고기 반죽(batter)에서 냉각 응고 결합제로서 사용되고(Carballo 외, 출판 중), 호두와 함께 신선한 재구성 비프 스테이크에서 결합제로서 사용된다(Serrano 외, 2004). 높은 압력과 함께 사용되는 TG는 저지방 닭고기의 겔에서 겔 특성을 개선시키고(Trespalacios 및 Pla, 2005) K-카라기난과 함께 저육류 비프 겔의 WHC를 개선시킨다(Pietrasik 및 Li-Chan, 2002b).
어류[예: 무지개 송어, 정어리, 고등어, 참돔, 아유(ayu), 빅아이 스내퍼(bigeye snapper), 잉어, 은 뱀장어, 명태, 백조기, 가리비, 새우, 오징어]의 내생성 트랜스글루타미나제는 단백질 가교결합을 할 수 있으며 예컨대 연육(surimi)의 제조에 사용된다(An 외, 1996). 이것은 고등어와 갈치의 근육 단백질의 가교결합을 통한 겔화를 향상시킨다(Hsieh 외, 2002). 첨가된 TG는 숭어 연육 제조의 냉각 응고에 사용되고(Ramirez 외, 2000), 명태 연육으로부터 어묵 겔의 견고성을 향상시키는 데 사용되며(Seguro 외, 1995), 넙치 페이스트의 기계적 특성을 향상시키는 데 사용되고(Uresti 외, 2006) 키토산과 함께 다랑어의 겔 형성 능력을 향상시키는 데 사용된다고 보고되었다(Gomez-Guillen 외, 2005). TG는 또한 우유 단백질과 함께 은붕어의 필릿 찌꺼기로부터 얻어진 저염 제품의 기계적 특성을 향상시키는 데 사용되며 그로 인해 육즙이 약간 증가하는 것이 관찰된다(Uresti 외, 2004).
음식물과 건강의 상관관계에 대한 관심이 높아지면서 염, 포스페이트 및/또는 에너지 함량이 낮은 감소 식품(light product)에 대한 요구가 증가하고 있다. 그러나, 이러한 감소 식품들은 질감, 수 결합 특성, 풍미 및 저장 수명에서 원치않 는 변화를 가져온다. 트랜스글루타미나제는 저성분량 육류 제품의 질감을 개선시키는 것으로 보이나 모든 측면이 만족스러운 것은 아니어서 예컨대 수 결합 특성에 대해서는 불만족스럽다. 따라서, 허용가능한 질감, 안정성, 수 결합 특성, 외양, 기호성, 맛, 풍미, 육즙 함유량, 가공성 및 전체적 허용성을 갖는 건강에 유익한 육류 및 어류 제품이 여전히 요구되고 있다. 본 발명은 이러한 요구들을 만족시킨다.
본 발명은 저성분량 육류 제품의 특성을 개선시키기 위한 티로시나제의 사용에 기초를 둔다. 티로시나제는 유장 단백질(Thalmann 및 Loetz-beyer, 2002) 및 밀 단백질(Takasaki 및 Kawakishi, 1997; Takasaki 외, 2001)과 같은 다수의 식품 단백질에 영향을 준다고 보고되었다. 란토(Lantto) 등(출판 중)은 트랜스글루타미나제, 티로시나제 및 동결건조된 사과박 분말이 균질화된 돼지고기의 겔 형성 및 구조에 미치는 영향을 연구하였다. 수행된 실험에서 티로시나제는 겔 형성에 영향을 미치지는 못하지만 가열되지 않은 육류 균질화액의 겔 견고성을 특정한 정도로 개선시켰다. 효소제로 처리된 돼지고기 균질화액은 통상적인 양의 염 및 포스페이트를 함유하였다. 독일 특허 DE 제102 44 124호에는 예컨대 폴리페놀 옥시다제로 개질된 중합체를 함유하는, 증가된 점성을 갖는 수성 매질이 개시되어 있다. 점성의 수성 매질은 쉽게 건조 및 재수화될 수 있으며 식품, 화장품 또는 의약품에 첨가시 경도를 개선시키는 데 사용될 수 있다. 티로시나제를 사용하여 형성된 겔은 단백질 또는 염 농도가 높은 제품에 첨가시 락카제를 사용하여 형성된 겔보다 더 우수하게 작용한다. 상기 효소는 수성 매질의 중합체를 가교결합하는 데 사용되었 으나 식품에는 사용되지 않았다.
발명의 간단한 설명
본 발명은 육류를 분쇄하는 단계, 분쇄육에 티로시나제 및 임의로 기타 성분들을 첨가하여 적어도 염, 포스페이트 또는 육류의 함량이 낮은 육류 함유 혼합물을 형성하는 단계, 및 혼합물을 배양하여 질감 또는 수 결합 특성이 개질된 육류 제품을 형성하는 단계를 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 추가의 티로시나제를 포함하고 적어도 염, 포스페이트 또는 육류의 함량이 낮은, 저성분량 육류 제품을 제공한다.
본 발명은 또한 염, 포스페이트 또는 육류의 함량이 낮은 저성분량 육류 제품의 질감 또는 수 결합 특성을 개선시키기 위한 티로시나제의 용도도 제공한다.
본 발명의 특정한 양태들은 청구의 범위의 종속항에 설명된다.
본 발명의 다른 목적, 세부 설명 및 이점들은 하기 도면, 상세한 설명 및 실시예로부터 명백해질 것이다.
도 1은 (a) 25℃ 및 (b) 40℃에서 측정한 닭가슴살 근원섬유의 저장 탄성율(G')을 보여준다. 처리 조건은 4% 단백질, 50mM Na-포스페이트 완충액, pH 6, 0.35M NaCl, 처리 시간 3시간이다.
도 2는 최대 압축력으로서 측정한, 가열되지 않은 무지개 송어 균질화액 겔 의 견고성을 보여준다. 균질화액 샘플은 단백질 1g당 티로시나제 0, 20, 40, 80 또는 160nkat로 처리하고 a) 40℃에서 30분, 1시간 및 4시간, 및 b) 4℃에서 20시간 동안 처리한다.
도 3은 최대 압축력으로서 측정한, 가열된 닭가슴살 균질화액 겔의 견고성에 미치는 티로시나제 및 트랜스글루타마제(TG)의 영향을 보여준다. 균질화액 샘플은 육류 함량이 낮고(65%), 포스페이트를 함유하지 않거나(추가된 포스페이트가 없음), 염 함량이 낮다(1% NaCl).
도 4는 중량 손실로서 측정한, 가열된 닭가슴살 균질화액 겔의 수분 보유능(WHC)에 미치는 티로시나제 및 트랜스글루타마제(TG)의 영향을 보여준다. 균질화액 샘플은 육류 함량이 낮고(65%), 포스페이트를 함유하지 않거나(추가된 포스페이트가 없음), 염 함량이 낮다(1% NaCl).
도 5는 각각 최대 압축력으로서 측정한, 가열된 닭가슴살 균질화액 겔의 견고성에 미치는 티로시나제 및 트랜스글루타미나제(TG)를 함유하지 않는 대조군의 결과를 보여준다. 대조군은 75%의 육류, 0.34%의 피로인산삼나트륨 및 2%의 염(NaCl)을 함유한다. NoPP는 추가된 포스페이트를 함유하지 않고, LM은 감소된 양의 육류(65%)를 함유하며, LS는 감소된 양의 염(1%)을 함유한다.
도 6은 중량 손실로서 측정한, 가열된 닭가슴살 균질화액 겔의 수분 보유능(WHC)에 미치는 티로시나제 및 트랜스글루타미나제(TG)를 함유하지 않는 각각의 대조군의 결과를 보여준다. 대조군은 75%의 육류, 0.34%의 피로인산삼나트륨 및 2%의 염(NaCl)을 함유한다. NoPP는 추가된 포스페이트를 함유하지 않고, LM은 감 소된 양의 육류(65%)를 함유하며, LS는 감소된 양의 염(1%)을 함유한다.
소비자들은 건강에 유익하고 가격이 알맞은 고품질의 육류 제품을 원하기 때문에 염, 육류 및 지방과 같은 성분이 낮은 양으로 함유된 육류 제품을 필요로 한다. 염(NaCl)은 질감, 수분 보유능, 풍미 및 미생물적 안정성에 영향을 미친다. 포스페이트는 육류 가공에서 NaCl 함량이 낮을 때 수분 보유능을 향상시키고 조리 손실을 줄이기 위해 사용된다. 염(NaCl), 포스페이트 및/또는 육류의 감소는 제품의 질감과 수분 보유능을 불량하게 한다. 티로시나제는 상기 언급된 기계적 인자들, 즉 육류 가공품의 질감과 수분 결합능을 둘 다 개선시키고 신선 육류 제품에서 함께 육류 조각들을 결합시키기 위한 우수한 단백질 가교결합 효소이다.
티로시나제는 산소를 전자 수용체로서 사용하는 페놀 옥시다제 그룹에 속한다. 전형적으로 티로시나제는 기질 특이성 및 억제제에 대한 민감성을 근거로 하여 다른 페놀 옥시다제, 즉 락카제와 구별될 수 있다. 그러나, 요즈음에는 구조적 특징을 근거로 하여 구별한다. 티로시나제와 락카제의 주된 구조적 차이는 티로시나제는 그의 활성 부위에 2개의 Ⅲ형 구리를 갖는 이핵성 구리 부위를 갖는 반면, 락카제는 활성 부위에 모두 4개의 구리 원자(Ⅰ형 및 Ⅱ형 구리, 및 한쌍의 Ⅲ형 구리)를 갖는다는 것이다.
티로시나제는 각종 페놀성 화합물을 상응하는 퀴논으로 산화시킨다. 퀴논은 매우 반응성이 크고 비효소적으로 더 반응할 수 있다. 티로시나제의 전형적인 기질은 티로신(또는 단백질 내의 티로신 잔기)이며, 이것은 먼저 DOPA(디하이드록시페닐알라닌 또는 단백질 내의 DOPA 잔기)로 가수분해된 후 효소에 의해 도파퀴논(또는 단백질 내의 도파퀴논 잔기)으로 더 산화된다. 도파퀴논은 다른 도파퀴논, 티올 및 아미노 그룹과 같은 다수의 화학적 구조물과 비효소적으로 반응할 수 있다. 따라서 티로시나제는 아래에 나타낸 바와 같이 하나의 동일한 단백질 내에 두 가지의 효소 활성, 즉 모노페놀 모노옥시게나제 활성(EC 1.14.18.1)과 카테콜 옥시다제 활성(EC 1.10.3.1)을 갖는다.
Figure 112008058302965-PCT00001
티로시나제의 기질 특이성은 비교적 광범위하고, 이 효소는 다수의 폴리페놀과 방향족 아민을 산화시킬 수 있다. 그러나, 락카제(EC 1.10.3.2)와 달리 티로시나제는 시린갈다진(syringaldazin)을 산화시키지 않는다. 적어도 단백질 내의 티로신, 리신 및 시스테인 잔기는 티로시나제에 의해 촉매된 활성 도파퀴논과 공유 결합을 형성한다.
티로시나제 활성은 당업계에 일반적으로 알려진 기술에 의해 측정될 수 있다. L-DOPA 또는 L-티로신을 기질로서 사용한 후 도파크롬 형성을 분광학적으로 모니터하거나, 산소 소모에 따라서 기질 소모를 모니터할 수도 있다.
티로시나제는 자연계에 폭넓게 분포되어 있어서 동물, 식물, 진균류 및 세균에서 발견된다. 특히 갈변하기 쉬운 야채와 과일은 티로시나제가 풍부하다. 현재 상업적으로 구입가능한 유일한 티로시나제는 양송이 버섯에서 얻어진다. 본 발명에 사용되는 티로시나제는 티로시나제를 생산할 수 있는 임의의 동물, 식물, 진균류 또는 미생물로부터 유래할 수 있다. 본 발명의 한 양태에 따르면, 티로시나제는 선상 진균류로부터 얻어진다. 이것은 예컨대 트리코더마 리세이(Trichoderma reesei)로부터 얻을 수 있는 세포외 티로시나제일 수 있다(WO 제2006/084953호).
저성분량 육류 제품은 육류를 분쇄하고, 티로시나제 및 임의의 기타 성분들 유효량을 첨가하고, 얻어진 육류 함유 혼합물을 그의 질감 및/또는 수 결합 특성을 개질시키기에 적합한 조건하에서 배양함으로써 제조된다. 여기서 "저성분량"이란 염, 포스페이트 및 육류로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 성분을 감소된 함량으로 갖는 제품을 의미한다. 저성분량 제품은 하나 이상의 성분, 예를 들면 염과 포스페이트의 함량이 낮거나, 염, 포스페이트 및 육류 세 가지 모두의 함량이 낮을 수 있다.
통상적으로 소금에 절여진 육류 제품에는 보통 약 2중량%의 염화나트륨(NaCl)이 첨가된다. 본 발명에 따르면, 저성분량 육류 제품은 2.0중량% 미만, 바람직하게는 1.5중량% 미만의 염을 포함할 수 있다. 1.2중량% 이하의 염을 포함하는 육류 제품이 일반적으로 저염 제품으로 간주된다. 따라서 본 발명의 육류 제품은 바람직하게는 1.2중량% 이하의 염을 함유하고, 본 발명의 한 양태에 따르면, 1.0중량% 이하의 염을 함유한다. 여기서 "염"이란 NaCl을 의미한다.
포스페이트는 저염 제품의 구조 및 수분 결합 능력을 유지하는 데 사용될 수 있기 때문에 지난 수년간 포스페이트의 첨가가 증가하였다. 현재의 산업에서는 전형적으로 0.2중량%의 포스페이트(P2O5로서 측정)를 육류 제품에 첨가하고 있으며, 이것은 0.34중량%의 피로인산삼나트륨에 상응한다. 본 발명의 저성분량 육류 제품은 0.2중량% 미만의 포스페이트를 함유할 수 있으며, 바람직하게는 0.1중량% 이하의 추가된 포스페이트(P2O5로서 측정)를 함유한다. 가장 바람직하게 저성분량 육류 제품은 포스페이트를 함유하지 않으며, 다시 말해 포스페이트가 첨가되지 않는다.
본 발명의 저성분량 제품은 낮은 육류 함량을 가질 수 있는데, 이는 68중량% 이하의 육류, 더욱 바람직하게는 65중량% 이하의 육류를 함유함을 의미한다. 저에너지 제품을 얻기 위해서 수분 함량이 그에 상응하게 높아질 수 있다. 물론 육류 제품의 에너지 함량은 그의 지방 함량에도 의존한다. 그러나 지방 감소는 기술적 및 질감적 문제를 일으킬 수 있다. 육류 단백질을 가교결합하기 위한 티로시나제의 사용은 정육의 사용을 촉진하고 추가의 지방에 대한 필요성을 감소시킨다. 따라서, 제조된 육류 제품은 15 내지 18중량%의 지방을 함유한 지방 감소 제품, 10중량% 이하의 지방을 함유한 저지방 육류 제품, 또는 5중량% 이하의 지방을 함유한 정육 제품일 수 있다. 바람직하게, 육류 제품의 지방 함량은 18중량% 이하, 더욱 바람직하게는 10중량% 이하, 가장 바람직하게는 5중량% 이하, 특히 3중량% 이하이다.
여기서 "육류"란 가축류, 엽수류, 가금류, 어류 및 다른 식용 바다 동물의 임의의 종류의 식육을 포함한다. 육류는 예를 들면 돼지고기, 소고기, 양고기, 닭고기, 칠면조, 어류, 연체류 및 갑각류 등일 수 있다. "육류 제품"이란 소시지, 햄, 재구성 육류 제품, 연육 등과 같이 필수 성분으로서 육류 및 육류 단백질을 포함한 어떠한 재료라도 의미한다. 통상적으로 육류 제품은 20, 30, 40 또는 특히 45중량% 이상의 육류를 함유한다. 조리된 소시지는 일반적으로 45중량% 이상의 육류를 함유하는 반면, 살라미와 같은 발효 소시지는 90 내지 95중량% 이상의 육류를 함유한다. 재구성 육류 제품은 실제로 육류를 100중량%까지 포함할 수 있다. 분쇄육의 입자 크기는 제조하고자 하는 육류 제품의 형태에 따라 달라진다. 재구성 육류 제품의 제조를 위해서는 일반적으로 가장자리가 수 ㎝인 분간가능한 조각으로 육류를 잘라야 하는 반면, 햄과 소시지 안의 육류는 일반적으로 분쇄, 다지기 및/또는 잘게 썰기를 하거나 달리 균질화한다. 전형적으로 햄은 수 ㎜ 내지 1 또는 수 ㎝의 입자를 갖는 조악한 분쇄육을 함유하는 반면, 소시지는 미세한 분쇄육을 함유한다.
제조된 "육류 함유 혼합물"은 적어도 분쇄육 및 티로시나제를 포함한다. 또한, 이는 NaCl, 포스페이트 및/또는 물과 같은 임의의 통상적 첨가물을 포괄하는 "기타 성분들"을 포함할 수 있다. 추가로, 기타 성분들의 예로는 NaCl 및 포스페이트 이외의 염, 향신료, 방부제, 산화방지제, 안정화제, 당, 감미제, 검, 결합제, 팽창제, 전분, 덱스트린형 탄수화물, 동물성 또는 식물성 지방 및 오일, 지방 대체물 및/또는 대두, 카제인 및 유장, 밀 단백질 및 다른 비육류 단백질 등과 같은 기타의 비육류 성분들이 포함된다. 재구성 육류 제품은 신선한 육류 조각들을 티로시나제로 결합시켜서 제조한다. 기타 성분들은 필요하지 않지만, 소시지와 햄은 추가의 성분들을 함유하는 혼합물로 만들어진다.
본 발명의 한 양태는 육류를 분쇄하는 단계, 분쇄육에 티로시나제 및 기타 성분들을 첨가하여 육류 함유 혼합물을 형성하는 단계, 혼합물을 질감 또는 수 결합 특성을 개질시키기에 충분한 조건하에서 배양하는 단계, 및 개질된 육류 혼합물을 포장재에 채우고 포장된 혼합물을 임의로 가열 또는 훈제하는 단계를 포함한다.
전형적인 소시지 가공에서는 육류를 분쇄하고 다져서 반죽으로 만든다. 다지는 동안 또는 반죽에 물, 염 및 기타 성분들을 첨가한다. 육류를 분쇄한 후 분쇄육을 다지기 전이나 후 또는 다지는 동안에 티로시나제를 육류 혼합물에 첨가한다. 배양 후, 반죽을 포장재에 채우고 조리 및/또는 훈제한다. 전형적인 햄 가공에서는 염, 포스페이트 및 기타 성분들을 함유한 염수를 분쇄육에 첨가하고, 육류 덩어리를 회전통에 넣어 회전시킨 후 육류 덩어리를 포장재에 채우고 훈제 및/또는 조리하고 냉각시킨다. 티로시나제는 회전시키기 전이나 후 또는 회전시키는 동안에 첨가한다.
재구성 육류 제품은 전형적으로 육류에서 지방과 결합조직을 다듬어내고 육류를 조각조각으로 잘라서 만든다. 티로시나제를 육류 조각과 혼합하고 혼합물을 냉각기 내에서 배양한다. 염 또는 기타 성분들을 첨가할 수 있으나 필수적인 것은 아니다. 이어서 혼합물을 새로 모양을 만들어서 냉장고 또는 냉동기 안에 보관한다.
티로시나제는 수용액에 용해시킨다. 일반적으로 육류 함유 혼합물의 질감 및/또는 수 결합 특성을 개질시키는 데에는 육류 단백질 1g당 20, 40, 80, 160, 320 또는 640nkat 이상의 양이 충분하다. 티로시나제는 전형적으로 약 4 내지 40℃의 온도에서 10분 내지 24 시간 또는 그 이상 동안 반응하게 한다. 물론 저온 배양은 더 긴 배양 시간을 필요로 하고 고온 배양은 더 짧은 배양 시간을 필요로 한다. 4℃에서는 1시간 이상 내지 18시간 이상의 배양 시간이 편리하고 40℃에서는 10분 내지 4시간의 반응 시간이 효과적이다.
티로시나제의 존재하에 육류 함유 혼합물을 배양하면 최종 제품의 질감 및/또는 수 결합 특성이 개질된다. 배양 후 육류 혼합물을 취급이 용이하고 슬라이스로 자르기 쉬운 형태로 만들어서 바람직한 외양과 풍미를 갖는 제품으로 만들 수 있다. 이 제품은 신선 제품 또는 열처리 제품으로서 시판될 수 있다. 다른 말로, 티로시나제는 소시지 및 햄과, 예컨대 저가의 육류 조각으로부터 만들어진 맛이 좋은 스테이크와 같은 재구성된 신선 육류 제품과 같은 저성분량 육류 가공품의 제조에 사용될 수 있다. 소시지의 질감과 수분 결합은 제품의 좋은 맛과 소비자의 선호도에 영향을 미치는 중요한 기술적 인자들이다.
육류 단백질에 미치는 티로시나제의 영향은 예컨대 근원섬유 단백질의 중합으로서 보여질 수 있다. 티로시나제의 질감 개선 효과는 예컨대 근원섬유 또는 육류 균질화액 겔의 저장 탄성율(G')의 증가로서 보여질 수 있다. 티로시나제의 질감 개선 효과는 또한 예를 들면 육류 제품 겔의 개선된 강도로서 보여질 수도 있다. 또한, 티로시나제는 육류 제품의 수 결합 특성을 개선시킨다. 이 특성은 육류 제품의 증가된 수분 보유능(WHC)으로서 보여질 수 있는데, 이는 진공 포장 내에서 보관되는 동안 육즙 손실이 보다 적거나, 조리 손실이 보다 적고 육즙 함유량이 개선됨을 의미한다.
본 발명을 하기 비제한적인 실시예를 통해 설명한다. 그러나 상기 설명 및 실시예에 기재된 양태들은 단지 예시를 위한 것이며, 다양한 변화 및 변형들이 본 발명의 범위 내에 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
실시예 1
닭가슴살로부터 분리한 근원섬유 단백질의 티로시나제 촉매된 가교결합
트리코더마 리세이 티로시나제에 의해 유발된, 닭가슴살 근원섬유의 분리된 염 가용성 단백질(SSP)의 분자량 및 이동성의 변화를 나트륨 도데실설페이트-폴리아크릴아미드 겔 전기영동(SDS-PAGE)에 의해 분석하였다. SSP를 씨옹(Xiong) 및 브리케(Brekke)의 방법(1989)에 따라서 분리하였다. SSP를 50mM Na-포스페이트 완충액(pH 6, 0.6M NaCl 함유)에 단백질 농도 3㎎/㎖로 현탁시켰다. 단백질 1g당 티로시나제를 120 및 240nkat 첨가하였다. 반응 혼합물을 40℃에서 배양하였다. 5분, 1시간, 3시간 및 18시간의 시점에서 샘플을 채취하였다. 티로시나제에 의해 촉매된 SDS-PAGE 상의 단백질 밴드 내의 주된 변화를 잠정적으로 확인하였다. 티로시나제는 다음과 같은 검측가능한 전기영동 변화를 일으켰다: 1) 웰 아래의 거대 분자 단백질의 출현, 2) 미오신 중쇄의 소멸, 및 3) 트로포닌 T 밴드의 소멸, 및 4) 미오신 경쇄의 소멸. 이 결과는 티로시나제가 닭가슴살로부터 분리한 단백질 내/사이의 가교결합의 형성을 촉매할 수 있음을 보여준다.
실시예 2
무지개 송어 필릿으로부터 분리한 근원섬유 단백질의 티로시나제 촉매된 가교결합
티. 리세이 티로시나제에 의해 유발된, 무지개 송어 필릿의 분리된 근원섬유 단백질의 분자량 및 이동성의 변화를 SDS-PAGE에 의해 분석하였다. 본질적으로 근원섬유 단백질은 실시예 1의 닭가슴살 근원섬유와 동일한 방식으로 분리하였다. 분리된 근원섬유를 8%의 수크로오스를 함유한 물에 현탁시켜서 단백질을 용액 중에 유지시켰다. 현탁액의 pH는 조절하지 않았다. 먼저, 근원섬유 단백질(3㎎/㎖)을 상이한 양의 티로시나제로 처리하여 효소의 가교결합 효능을 평가하였다. 단백질 1g당 티로시나제를 20, 40, 80, 160, 320 및 640nkat 첨가하였다. 반응 혼합물을 40℃에서 2시간 동안 배양한 후, 반응 혼합물의 샘플들을 SDS-PAGE로 분석하였다. SDS-PAGE 결과에 따라서, 160 및 640nkat/g의 티로시나제 용량을 추가의 연구를 위해 선택하였다. 이어서, 상이한 처리 조건에서 무지개 송어 근원섬유 단백질을 가교결합하는 티로시나제의 효능을 조사하였다. 단백질을 40℃에서 30분, 1시간 및 4시간, 및 4℃에서 24시간 동안 처리하였다. 가교결합 효능을 SDS-PAGE 상에서 평가하였다. 티로시나제에 의해 유발된 단백질의 주된 변화를 잠정적으로 확인하였다. 티로시나제는 다음과 같은 검측가능한 전기영동 변화를 일으켰다: 1) 웰 아래의 거대 분자 단백질의 출현, 2) 미오신 중쇄의 소멸, 및 3) 트로포닌 T 밴드의 소멸. 이 결과는 티로시나제가 무지개 송어 필릿에서 분리된 단백질 내/사이의 가교 결합의 형성을 촉매할 수 있음을 보여준다.
실시예 3
티로시나제에 의한 닭고기 근원섬유의 겔 형성의 개선
4% 닭고기 근원섬유 현탁액 중에 가교결합을 형성하는 티로시나제의 효능을, 저변형에서 티로시나제에 의한 겔 형성의 개선을 나타내는 저장 탄성율(G')의 증가로서 조사하였다. 측정은 보린(Bohlin) VOR 유량계(Bohlin Reologi, Lund, Sweden)를 사용하여 25℃ 및 40℃에서 가열하는 동안 수행하였다(도 1). 닭고기 가슴살 근원섬유를 씨옹 및 브리케(1989)의 방법에 따라서 분리하되 분리 완충액으로부터 EDTA와 NaN3를 제외시켰다. 분리한 근원섬유를 단백질 농도 4%로 50mM Na-포스페이트 완충액(0.35M NaCl, pH 6)에 현탁시켰다. 근원섬유 현탁액의 샘플을 25℃ 및 40℃에서 3시간 동안 0, 30, 60, 120 및 240nkat/g(단백질)의 티. 리세이 티로시나제로 처리하였다. 이 결과는 티로시나제로 처리된 근원섬유 현탁액에서의 G'의 증가가 완충액으로만 처리된 경우에 비해서 더 크다는 것을 보여준다. 추가로, 처리 온도의 증가는 겔 형성을 증대시켰다. 이와 같이 티로시나제에 의해 닭고기 가슴살 근원섬유 기질 내에 가교결합이 형성되었다.
실시예 4
티로시나제에 의한 무지개 송어 균질화액 겔의 견고성의 개선
티로시나제 촉매된 가교결합이 무지개 송어 단백질 겔의 질감에 미치는 긍정 적인 효과를 증명하기 위하여, 90%의 무기재 송어 필릿, 10%의 물 및 1.8%의 염(NaCl)으로 만들어진 균질화액을 상이한 처리 조건에서 티로시나제(0, 20, 40, 80 및 160nkat/g 단백질)로 처리하였다(도 2). 티로시나제를 첨가한 후 균질화액 샘플을 4℃에서 10분간 방치한 다음 샘플을 40℃에서 30분, 1시간 또는 4시간, 및 4℃에서 20시간 동안 배양하였다. 처리 후, 샘플을 실온으로 조절하고 조직 분석기(TA-XTA, Stable Micro Systems, Surrey, Great Britain)로 겔 견고성을 측정하였다. 이 결과는 티로시나제가 가열되지 않은 무지개 송어 균질화액 겔의 견고성을 증가시킬 수 있음을 보여준다.
실시예 5
티로시나제에 의한 닭고기 가슴살 균질화액 겔의 견고성의 개선
가시 지방을 잘라낸 닭고기 가슴살을 사용하여 티. 리세이 티로시나제(0nkat, 20nkat 또는 120nkat/g 단백질)의 존재하에 상이한 양의 육류(65% 또는 75%), 피로인산삼나트륨(0% 또는 0.34%), 또는 염(1% 또는 2%)을 함유한 산소수 중의 닭고기 가슴살 균질화액 혼합물을 제조하였다. 한번에 한 성분만을 감소시키고 다른 두 성분은 감소시키지 않았다. 티로시나제를 첨가한 직후, 육류 균질화액 샘플(티로시나제 처리 샘플 및 대조 샘플)을 원통형 강관(직경 30㎜, 높이 45㎜) 안에 채우고 4℃에서 1시간 동안 방치한 후 40℃의 수조에 옮겼다. 샘플의 내부 온도가 약 10분 걸려서 40℃에 도달한 후, 샘플을 40℃에서 1시간 동안 배양하였다. 샘플을 77℃의 수조로 옮겼다. 10분 후 샘플의 내부 온도가 72℃가 되면 샘플을 25℃의 수조에 옮겨 30분간 두어 내부 온도를 25℃로 떨어뜨렸다. 25℃로 조절한 직후 샘플의 겔 견고성을 측정하였다. 결과는 도 3의 왼쪽 컬럼에 나타낸다. 티로시나제는 육류 함량이 낮은 균질화액(육류 함량이 75%에서 65%로 감소)의 겔 견고성을 증가시켰다. 또한, 이 결과는 티로시나제가 추가의 포스페이트를 함유하지 않는 균질화액(포스페이트 양이 0.34%에서 0%로 감소) 내에서 겔 견고성을 증가시킬 수 있음을 보여준다. 티로시나제는 시험된 용량에서 저염 균질화액의 겔 견고성에는 극히 제한된 효과만을 갖는다.
비교를 위해서, 0, 20 또는 200nkat/g(단백질)의 트랜스글루타미나제에 대해 유사한 과정을 수행하였다. 티로시나제와 달리, 첨가되는 물은 산소화하지 않았다. 결과를 도 3의 오른쪽 컬럼에 나타낸다. 시험은 상이한 경우에서 상이한 시간 동안 저장된 재료에 대해 수행되기 때문에 각각 티로시나제 및 트랜스글루타미나제로부터 얻어진 절대적인 효과는 비교가 불가능하다. 또한, 각각 티로시나제 및 TG의 효소 활성도 두 효소가 완전히 다른 반응 기전을 갖고 그로 인해 이들의 활성(nkat/g 단백질)을 상이한 모델 기질을 사용하여 측정하기 때문에 역시 비교가 불가능하다. 도 3으로부터 티로시나제 촉매된 가교결합 형성은 겔 견고성에 대해 긍정적인 효과를 가지며 이 효과는 TG의 것과 유사하다는 것을 알 수 있다.
티로시나제 활성은 pH 7 및 실온에서 기질로서 15mM L-DOPA(Sigma, USA)를 사용하여 분석하였다(Robb, 1984). TG 활성은 pH 6에서 기질로서 0.2M N-카보벤족시(CBZ)-L-글루타미닐글리신(Sigma, USA)을 사용하여 측정하였다(Folk, 1970). 효소 활성은 나노카탈(nkat)로 표시된다. 1nkat은 분석 조건에 사용된 기질 1nmol/ 초를 전환시키는 효소 활성의 양으로서 정의된다. 효소 용량 nkat/g 단백질은 육류 단백질 1g에 대해 활성으로서 산출된 효소의 양을 의미한다.
효소가 없는 대조군도 분석하는데, 여기서 하나의 대조군은 75%의 육류, 2%의 염 및 0.34%의 피로인산삼나트륨을 포함하는 육류 균질화액으로 이루어졌다. 포스페이트 비함유 대조군(NoPP)은 75%의 육류, 2%의 염 및 0%의 피로인산삼나트륨을 함유하고, 저육류 대조군(LM)은 65%의 육류, 2%의 염 및 0.34%의 피로인산삼나트륨을 함유하며, 저염 대조군(LS)은 75%의 육류, 1%의 염 및 0.34%의 피로인산삼나트륨을 함유하였다. 결과를 도 5에 나타낸다. 왼쪽 컬럼은 티로시나제 실험에서의 효소 무함유 대조군을 보여주고, 오른쪽 컬럼은 TG 실험에서의 효소 무함유 대조군을 보여준다. 육류, 염 및 포스페이트 중 어느 것을 감소하더라도 겔 견고성의 저하가 일어남을 알 수 있다.
실시예 6
티로시나제에 의한 닭고기 가슴살 균질화액 겔의 수분 보유능(WHC)의 개선
가시지방을 잘라낸 닭고기 가슴살을 사용하여 티. 리세이 티로시나제(0nkat, 20nkat 또는 120nkat/g 단백질)의 존재하에 상이한 양의 육류(65% 또는 75%), 염(1% 또는 2%) 및 피로인산삼나트륨(0% 또는 0.34%)을 함유한 닭고기 가슴살 균질화액 혼합물을 제조하였다. 한번에 한 성분만을 감소시키고 기타 성분들은 감소시키지 않았다. 균질화액 샘플을 실시예 5에 설명된 바와 같이 처리하고 중량 손실 을 측정하였다. 육류 균질화액 샘플의 중량 손실은 샘플을 72℃의 심부 온도로 가열한 후 25℃로 냉각한 후 '순량 시험'(Hermansson 및 Lucisano, 1982)에 의해서 측정하였다. 샘플을 20℃에서 10분간 490×g로 원심분리하였다(Biofuge Stratos, 로터 3047번, Heraeus Instruments, USA). 원심분리 후 중량을 재어 방출된 액체의 양을 측정하였다. 중량 손실을 다음과 같이 산출한다:
중량 손실(%) = (액체 상의 중량/샘플의 중량)×100
결과를 도 4의 왼쪽 컬럼에 나타낸다. 티로시나제는 저육류 계(육류 함량이 75%에서 65%로 감소)와 저염 계(염 함량이 NaCl 2%에서 1%로 감소)에서 중량 손실의 감소, 즉 WHC의 증가를 가져온다는 것을 알 수 있다. 또한, 이 결과는 티로시나제가 추가의 포스페이트를 함유하지 않는, 즉 포스페이트의 양이 0.34%에서 0%로 감소된 닭고기 균질화액에서 WHC를 대조 수준으로 유지할 수 있음을 보여준다.
비교를 위해서, 티로시나제 대신 트랜스글루타미나제(0, 20 또는 200nkat/g 단백질)에 대해 유사한 과정을 수행하였다. 결과를 도 4의 오른쪽 컬럼에 나타낸다. 시험은 상이한 경우에서 상이한 시간 동안 저장된 재료에 대해 수행되기 때문에 각각 티로시나제 및 트랜스글루타미나제로부터 얻어진 절대적인 효과는 비교가 불가능하다. 또한, 각각 티로시나제 및 TG의 효소 활성도 두 효소가 완전히 다른 반응 기전을 갖고 이들의 활성(nkat/g 단백질)을 상이한 모델 기질을 사용하여 측정하기 때문에 역시 비교가 불가능하다. 여하튼, 도 4로부터 티로시나제 처리는 TG와 달리 수분 보유에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있다. 티로시나제는 저육류 및 저염 균질화액에서의 수분 손실을 줄여주고 포스페이트 무함유 균질 화액에서의 WHC를 유지시키는 반면, TG는 세 가지 모두의 경우에서 그 반대의 효과, 즉 중량 손실의 증가를 가져왔다.
효소가 없는 대조군도 분석하는데, 여기서 하나의 대조군은 75%의 육류, 2%의 염 및 0.34%의 피로인산삼나트륨을 포함하는 육류 균질화액으로 이루어졌다. 포스페이트-무함유 대조군(NoPP)은 75%의 육류, 2%의 염 및 0%의 피로인산삼나트륨을 함유하고, 저육류 대조군(LM)은 65%의 육류, 2%의 염 및 0.34%의 피로인산삼나트륨을 함유하며, 저염 대조군(LS)은 75%의 육류, 1%의 염 및 0.34%의 피로인산삼나트륨을 함유한다. 결과를 도 6에 나타낸다. 왼쪽 컬럼은 티로시나제 실험에서의 효소 무함유 대조군을 보여주고, 오른쪽 컬럼은 TG 실험에서의 효소 무함유 대조군을 보여준다. 육류, 염 및 포스페이트 중 어느 것을 감소하더라도 중량 손실의 증가가 일어남을 알 수 있다.
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Claims (18)

  1. 육류를 분쇄하는 단계, 분쇄육에 티로시나제 및 임의로 기타 성분들을 첨가하여 적어도 염, 포스페이트 또는 육류의 함량이 낮은 육류 함유 혼합물을 형성하는 단계, 및 혼합물을 배양하여 질감 또는 수 결합 특성이 개질된 육류 제품을 형성하는 단계를 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 가축류, 엽수류, 가금류, 어류, 연체류 및 갑각류의 식육에 티로시나제를 첨가함을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 저성분량 소시지 또는 햄을 제조함을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 육류를 분쇄하는 단계, 분쇄육에 티로시나제 및 기타 성분들을 첨가하여 육류 함유 혼합물을 형성하는 단계, 혼합물을 질감 또는 수 결합 특성을 개질시키기에 충분한 조건하에서 배양하는 단계, 개질된 육류 혼합물을 포장재에 채우는 단계, 및 포장된 혼합물을 임의로 가열 또는 훈제하는 단계를 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 티로시나제로 육류 조각들을 함께 결합시켜서 재구성된 신 선 육류 제품을 형성함을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 염을 2% 미만, 바람직하게는 1.2% 이하, 더욱 바람직하게는 1% 이하 첨가함을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 포스페이트를 0.2% 미만, 바람직하게는 0.1% 이하 첨가하거나, 가장 바람직하게는 포스페이트를 첨가하지 않음을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 육류를 68% 이하, 바람직하게는 65% 이하 함유하는 육류 제품을 제조함을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 지방 함량이 18% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 가장 바람직하게는 5% 이하인 육류 제품을 제조함을 포함하는, 저성분량 육류 제품의 제조방법.
  10. 추가의 티로시나제를 포함하고 적어도 염, 포스페이트 또는 육류의 함량이 낮은, 저성분량 육류 제품.
  11. 제10항에 있어서, 소시지 또는 햄인, 저성분량 육류 제품.
  12. 제10항에 있어서, 재구성된 신선 육류 제품인, 저성분량 육류 제품.
  13. 제10항에 있어서, 염 함량이 2% 미만, 바람직하게는 1.2% 이하, 더욱 바람직하게는 1% 이하인, 저성분량 육류 제품.
  14. 제10항 또는 제13항에 있어서, 포스페이트를 0.2% 미만, 바람직하게는 0.1% 이하 함유하거나, 가장 바람직하게는 포스페이트를 첨가하지 않는, 저성분량 육류 제품.
  15. 제10항, 제13항 및 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 육류를 68% 이하, 바람직하게는 65% 이하 함유하는, 저성분량 육류 제품.
  16. 제10항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 지방 함량이 18% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 가장 바람직하게는 5% 이하인, 저성분량 육류 제품.
  17. 제10항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 가축류, 엽수류, 가금류, 어류, 연체류 및 갑각류의 식육을 포함하는, 저성분량 육류 제품.
  18. 적어도 염, 포스페이트 또는 육류의 함량이 낮은 저성분량 육류 제품의 질감 또는 수 결합 특성을 개질시키기 위한 티로시나제의 용도.
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