KR20110093126A - 방사선 조사기술을 이용한 극한환경에서도 저장이 가능한 불고기 스테이크의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극한 환경에서도 저장 안정성과 품질이 보장된 우주 불고기 스테이크 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 불고기 소스의 점도 개선을 위해 잔탄검을 불고기 소스 전체 중량대비 1 중량％ 비율로 양념장에 첨가하여 저장 중 불고기 스테이크의 외관 변화를 방지하였고, 종래 기술로 제어가 어려운 미생물(내열성, 내방사선 포자형성균 등) 멸균을 위해 고선량 방사선 조사기술(44 kGy 선량)을 적용하여 우주식품 인증기관인 러시아 생의학연구소에서 제시하는 우주식품의 미생물 기준을 만족시키도록 제품을 개발하였다. 또한 방사선 조사에 의한 지방산화 및 관능적 품질 저하문제를 해결하기 위해 완성된 소스에 소스 중량대비 항산화제(비타민 C, a-토코페롤) 0.3 중량％ 첨가, 통조림 포장, -70℃ 급속동결, -70℃ 조건에서 방사선 조사 기술을 적용하였다. 본 발명의 제조방법은 종래기술로 제조된 불고기 소스의 물성(viscosity) 저하를 방지하고, 고온, 고압 처리나 고선량의 방사선 조사로 인한 관능 및 이화학적 품질 저하를 막음으로써 극한 환경에서도 안전하게 저장하고 섭취할 수 있는 식품의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

방사선 조사기술을 이용한 극한환경에서도 저장이 가능한 불고기 스테이크의 제조 방법{Manufacturing method of bulgogi steak for storage in severe environment using irradiation technology}

본 발명은 사막 및 우주환경과 같은 극한 환경에서 저장 안정성과 품질이 보장된 불고기 스테이크 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

불고기는 한국의 대표적인 전통식품으로서 세계 각국의 외국인들에게 널리 알려진 한국 식품 중 하나이다. 불고기 요리는 고기에 잘 베어들 수 있도록 양념 소스를 사용하는 것이 필수적인데, 이는 단맛을 주면서 고기에 잘 침투되어 고기를 연하게 할 뿐 아니라, 육취를 제거하는 작용도 한다.

이러한 불고기와 같은 양념육은 산업화와 핵가족화 및 여성의 사회진출에 따라 제품화되어 대량 생산 및 유통되고 있는데, 제조회사가 대부분 소규모 시설이며 영세하여 제조 및 유통되는 동안 산화와 부패에 의한 품질 및 상품성의 저하로 문제가 되고 있다. 이에 불고기를 우주식품 및 특수목적 식품으로 개발하기 위해서는 저장기간을 연장시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

지금까지 불고기의 저장기간을 연장하기 위해 냉장법, 가열 살균법, 항균 및 항산화작용이 우수하다고 알려진 단삼, 감초, 오미자, 인삼 등의 천연 보존제 처리 등의 방법이 이용된 바 있다. 그러나 이들 방법들은 불고기에 존재하는 미생물들의 완전 사멸이 불가능하여 저장안정성을 확보할 수 없고, 목표로 하는 효과를 얻기 위해 첨가물의 다량 사용 및 과도한 가열처리시 관능적 품질 변화 및 경제성 등의 문제가 있어 아직까지 실효성 있는 방법으로 이용되지 못하고 있는 실정이다.

한편, 방사선 식품조사(Food Irradiation) 기술은 감마선(Co―60 또는 Se―137), 전자선, 엑스선 등의 방사능 물질이나 방사선 발생장치에서 나오는 에너지 즉, 이온화된 방사선 에너지를 0.01 kGy ~ 50 kGy 조사선량으로 식품에 조사하는 것으로 식품의 발아억제, 숙도지연, 기생충 및 해충 구제, 부패 및 병원성 미생물의 살균 및 멸균 등에 이용된다. 종래에는 생활용품 및 식품의 멸균을 위해 에틸렌옥사이드와 같은 화학 훈증제들을 사용해 왔으나, 인체에 치명적으로 해를 주고 환경을 파괴하는 것으로 알려져 현재 대부분의 선진국에서는 경제적인 효율성이 좋고 인체에 무해한 방사선 식품조사 방법을 활발히 이용하고 있다.

이상의 방사선 기술이 지닌 장점을 활용하여 우주식품에 방사선을 적용한 사례를 보면, 미국의 경우 1995년 2월 26일 FDA는 National Aeronautics and Space Administration (NASA)의 우주비행프로그램에서 사용할 냉동, 포장 식육의 방사선 조사를 승인하였으며, 이에 NASA는 미육군 Natick 기술연구소와 공동으로 식육의 멸균을 목적으로 44.1 kGy의 방사선을 조사하여 우주식 BBQ brisket를 개발하였다. 러시아의 경우 방사선 조사선량에 대한 규정은 없으며 엄격한 미생물 규정을 준수해야 한다. 러시아의 우주식품 인증기관인 러시아 우주항공청 산하 Institute of Biomedical Problems (IBMP)가 제시하는 우주식품의 미생물 기준은 하기 [표 1]에 나타낸 바와 같다.

러시아 IBMP의 우주식품 미생물 기준

식품	미생물 인자	제한
건조식품	총 호기성 세균수	< 20,000 CFU/g
	대장균군(Coliform)	< 10CFU/g
	그람 양성 포도상구균	0 CFU/g
	살모넬라균	0 CFU/25g
	효모, 곰팡이(mold)	< 50 CFU/g
	대장균(Escherichia coli)	0 CFU/10g
	바실러스 세레우스	< 10CFU/g
상업적 살균 제품 (레토르트 및 방사선 조사)	포자형성 중온균	< 10 CFU/g
	중온성 혐기성 세균	0 CFU/5g
	효모, 곰팡이(Fungi)(pH<4.2의 조건하에서)	0 CFU/2g

한편, 불고기용 소스 및 불고기 제품에 방사선 기술을 적용한 연구를 통해 7.5 kGy의 선량으로 방사선을 조사할 경우, 4℃ 저장온도에서 20일이 경과하여도 미생물수가 2 log CFU/g 수준으로 유지되었고, 이때의 관능적 품질 또한 양호한 것으로 나타나 방사선 조사기술이 불고기 소스 및 불고기 제품의 저장을 위한 방법으로 제시된 바 있다. 그러나, 상기 연구들은 10 kGy 이하의 저선량 방사선을 이용한 방법들로 사막, 우주조건과 같이 극한환경에서 장기간 저장할 수 있도록 불고기 스테이크를 완전히 멸균시키기 위해서는 고선량의 방사선 또는 고온, 고압의 열처리 같은 높은 에너지가 요구된다. 하지만, 불고기 스테이크에 과도한 방사선 조사 또는 열처리를 할 경우 물성 저하, 탈색, 이미 및 이취 발생 등 불고기 스테이크의 관능적 품질 저하가 발생할 수 있어 불고기 스테이크의 산업화 확대에 큰 제한 요소로 작용될 수 있다.

이에, 본 발명자들은 불고기 소스의 점도부여를 위해 검(gum)류를 첨가하였고, 방사선 조사에 의한 지질 산화 방지를 위해 완성된 소스에 항산화제를 보강하였으며, 이후 초벌구이 스테이크와 혼합하고 통조림 포장 후 급속동결 및 냉동조건에서 고선량의 방사선을 조사함으로써 가열 및 방사선 처리에 의한 관능적 품질 저하를 방지할 수 있었고, 이를 통해 극한환경에서도 장기간 안전하게 저장이 가능한 불고기 스테이크를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 사막 및 우주와 같은 극한 환경에서도 저장성이 우수한 불고기 스테이크 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여,

본 발명은

1) 검(gum)류를 첨가하여 불고기 소스를 제조하는 단계;

2) 상기 단계 1)에서 제조된 불고기 소스에 항산화제를 첨가하는 단계:

3) 상기 단계 2)의 항산화제를 첨가한 불고기 소스를 스테이크와 혼합하여 불고기 스테이크를 제조하는 단계: 및

4) 상기 단계 3)에서 제조한 불고기 스테이크를 포장 후, 급속동결한 다음, 냉동조건하에서 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 극한 환경에서도 저장성이 우수한 불고기 스테이크를 제공한다.

본 발명의 검류를 첨가한 불고기 소스를 제조하는 단계, 실온으로 식힌 불고기 소스에 항산화제를 처리하는 단계, 불고기 스테이크와 소스 혼합 후 통조림 포장, 급속동결 후 냉동조건에서 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 제조 방법은 불고기 소스에 점도를 부여하고, 열처리 및 방사선 조사에 의해 발생할 수 있는 지질 산화와 관능적 품질 저하를 방지하여 사막 및 우주조건과 같은 극한환경에서 장기적으로 안전하게 저장하고 간편하게 섭취할 수 있는 식품의 제조에 유용하게 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 우주 불고기 스테이크 제품을 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 우주 불고기 스테이크 제조공정을 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 잔탄검을 함유한 불고기 소스에 항산화제를 첨가하고, 초벌구이된 한우 안심과 혼합하고 통조림포장 후 급속동결 및 냉동조건에서 방사선조사(-70℃에서 0 kGy, 22 kGy 및 44 kGy)한 샘플을 50℃ 2시간, 30℃에서 90일 동안 가속저장한 후, 방사선 무처리구, 22 kGy 조사구, 44 kGy 조사구를 비교하여, 일반세균 평판계수용 한천배지(plate count agar)에서 미생물 생육에 대한 살균 여부를 나타낸 그림이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은

1) 검(gum)류를 첨가하여 불고기 소스를 제조하는 단계;

2) 상기 단계 1)에서 제조된 불고기 소스에 항산화제를 첨가하는 단계:

3) 상기 단계 2)의 항산화제를 첨가한 불고기 소스를 스테이크와 혼합하여 불고기 스테이크를 제조하는 단계: 및

4) 상기 단계 3)에서 제조한 불고기 스테이크를 포장 후, 급속동결한 다음, 냉동조건하에서 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법을 제공한다(도 2 참조).

상기 제조방법에 있어서, 단계 1)의 검류는 잔탄검, 구아검, 로커스트빈검, 카라기난, 한천, 젤란검, 젤라틴, 아라비아검, 전분으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하고, 방사선 조사 후 소스의 물성이나 외관(appearance) 및 관능적 품질을 고려할 때 잔탄검을 사용하는 것이 더 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 잔탄검은 제조한 것 또는 시판한 것이 모두 사용 가능하다. 상기 검류는 불고기 소스 전체 중량 대비 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 0.5 내지 2 중량%인 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에서는 점도가 부여된 불고기 소스의 개발을 위해, 검류를 불고기 소스 전체 중량 대비 1 중량% 첨가하고, 방사선 무처리구와 처리구에서 가속저장 후 소스의 점도변화를 측정하여, 방사선 조사 및 저장기간의 경과에도 소스의 점도가 유지되는 지의 여부를 확인하였다. 그 결과, 불고기 소스 전체 중량 대비 잔탄검 1 중량%를 첨가했을 때, 불고기 소스의 물성학적, 관능적 품질이 가장 우수함을 확인하였다(표 3 참조).

상기 제조방법에 있어서, 단계 1)의 검류를 첨가하여 불고기 소스를 제조하는 데 있어, 소스에서 검이 덩어리로 형성됨을 막기 위하여, 분말 상태가 아닌 수용액 상태로 만든 후 소스에 첨가하는 것이 바람직하다. 이때, 검은 분말형태의 첨가물과 균일하게 섞어서 물에다 천천히 녹여야 하는데, 이때 사용되는 분말형태의 첨가물은 설탕 및 소금으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 준비한 검 수용액을 불고기 소스와 혼합하여 천천히 끓기 시작하면 중불로 줄여 18분 내지 22분 동안 가열하여 점도가 부여된 불고기 소스를 제조함이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에서는 검류를 첨가하여 점도가 부여된 불고기 소스를 제조하기 위해, 불고기 소스 중량 대비 검 1 중량%, 설탕 8 중량%를 분말형태로 균일하게 섞어 물에다 천천히 녹인 후, 이렇게 준비된 검 수용액과 불고기 소스를 혼합하여 점도가 부여된 불고기 소스를 제조하였다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 1)의 불고기 소스는 제조한 것 또는 시판하는 것을 모두 사용할 수 있다. 상기 불고기 소스는 간장, 양파, 파, 마늘, 깨를 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고, 간장은 양조간장, 조선간장, 혼합간장을 사용하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 양조간장이나 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 불고기용 소스는 모두 사용가능하다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 2)에서 항산화제는 검류와 같은 유화제가 함유된 소스에 사용할 경우, 수용성 및 지용성 항산화제로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하고, 비타민 A, 비타민 B2, 비타민 C, 비타민E(토코페롤)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나, 더 바람직하게는 비타민 C 및 a-토코페롤이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에서는 방사선 조사로 인한 불고기 소스의 물성, 외관 및 관능적 품질 저하 방지를 위하여 소스를 실온으로 식힌 후, 항산화제로 비타민 C와 a-토코페롤을 불고기 소스 중량대비 0.3 중량% 농도로 첨가하여 방사선 조사로 인한 물성 및 품질 저하의 우려가 없는 점도가 부여된 불고기 소소를 개발하였다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 3)의 불고기 스테이크는 그 주원료가 우육, 돈육의 등심, 안심, 목심 또는 갈비 부위 및 계육의 안심, 등심 또는 갈비 부위로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 육질이 연하고 상대적으로 지방이 적은 한우 안심부위를 사용하나, 이에 한정되지 않는다. 육류의 양은 불고기 스테이크 중량대비 70 내지 80중량%인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

불고기 스테이크의 제조를 위해서는 소스 첨가 전 주원료의 맛과 풍미를 더하기 위한 염지의 과정이 포함되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 염지를 위해, 스테이크 중량대비 와인 15 내지 25 중량%, 꽃소금 0.1 내지 1 중량% 및 후추가루 0.5 내지 1.5 중량%로 구성된 절임액을 만들어 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 와인은 레드 와인, 화이트 와인, 단맛이 강한 와인 및 쓴맛이 강한 와인으로 구성된 군에서 어느 하나인 것이 바람직하고, 쓴맛이 강한 레드 와인을 사용하는 것이 더 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 염지는 4℃ 냉장고에서 30분 내지 4시간 동안 하는 것이 바람직하고, 4℃ 냉장고에서 1시간 동안 하는 것이 더 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 불고기 스테이크는 소스와 혼합 전 초벌구이함이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 불고기 스테이크의 초벌구이는 150 내지 180℃의 팬에서 강불에서 앞에서 9 내지 10분, 뒤에서 6 내지 8분으로 하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시예에서는, 불고기 소스와 혼합 전 초벌구이 불고기 스테이크를 제조하기 위하여, 와인 10g에 꽃소금 1.8g, 후추 4.5g을 넣고 꽃소금과 후추를 전부 녹인 후, 한우 안심 400g에 첨가하고 이를 4℃ 냉장고에서 1시간 동안 염지하고 170℃로 달군 팬에서 양면을 노릇하게 핏기가 없을 때까지 강불에서 앞에서 10분, 뒤에서 7분으로 구우면서 2×2 ㎝크기로 잘라주었다. 이후 초벌구이한 불고기 스테이크와 단계 2)에서 완성된 불고기 소스를 균일하게 혼합하여 방사선 조사로 인한 물성 및 품질 저하의 우려가 없는 점도가 부여된 불고기 스테이크를 제조하였다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 4)에서 포장시 포장재질은 통조림(can), 폴리에틸렌(polyethylene), 알루미늄라미네이트―저밀도폴리에틸렌(aluminium―laminated low density polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌터프탈레이트(polyethylene terphthalate)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 것을 사용하는 것이 바람직하고 통조림을 사용하는 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 4)에서 포장 후, 급속동결은 -178 내지 -70℃에서 급속동결시키는 것이 바람직하고, -72 내지 -68℃에서 급속동결함이 더 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 4)의 냉동조건에서 방사선 조사에서, 조사시 온도는 -178 ℃(액체질소), -70 ℃(드라이아이스) 및 -20 ℃(아이스)임이 바람직하고, 방사선 조사 후 관능적 품질을 고려하여 -70 ℃(드라이아이스) 조건에서 방사선을 조사하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

상기 제조방법에 있어서, 단계 4)의 방사선은 고에너지의 감마선, 엑스선, 전자선을 이용하는 것이 바람직하고, 감마선을 이용하는 것이 더 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.

식품의 방사선 조사에 사용되는 방사선원으로는 Co―60 또는 Ce―137의 방사성핵종, 5백만 전자 볼트(5 MeV)이하의 에너지를 가진 엑스선 발생장치, 10 MeV이하의 에너지를 가진 전자선 장치를 이용하는 것이 바람직하고, Co―60을 방사선원으로 사용하는 것이 더욱 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

또한 상기 방사선의 조사선량은 20 내지 50 kGy인 것이 바람직하고, 42 내지 46 kGy인 것이 더 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 조사선량이 20 kGy 미만이면, 불고기 스테이크의 멸균효과가 나타나지 않으며, 50 kGy를 초과하면 이화학적 병용처리에도 불구하고 관능적 품질이 저하되는 문제가 생길 수 있다.

러시아의 우주식품 인증기관인 러시아 우주항공청 산하 Institute of Biomedical Problems (IBMP)가 제시하는 우주식품의 미생물 기준을 극복하기 위해서는, 완전멸균된 우주식품을 개발하여야 하지만, 완전멸균을 위해 고선량의 감마선을 조사하면 관능적 품질저하가 발생된다. 이는 방사선 조사에 의한 물(유리수)의 이온화로부터 생성되는 식육내 지방산화물과 단백질분해물이 주요 원인이며, 그로 인해, 이취 및 이미 등이 발생하게 된다. 물의 이온화는 물의 물리적 성상에 의해 크게 영향을 받는데 일반적으로 냉동은 물 분자의 활동을 억제하고 물의 이온화 경향을 최소화할 뿐 아니라, 냉동 온도에 따른 물의 동결 특성도 차이가 있다.

본 발명의 실시예에서는 방사선 처리가 불고기 스테이크의 저장 중 미생물 생육 정도와, 외관 기호도 및 관능적 품질에 미치는 영향을 알아보기 위해, 상기 단계 4)에서 제조된 포장된 불고기 스테이크를 급속동결 후, 단독 및 냉동조건에서 다양한 조사선량의 감마선 조사를 처리하였다. 그 결과, 44 kGy 조사구에서 저장 초기 및 저장 90일 경과 후에도 미생물이 검출되지 않았다. 외관 기호도는 감마선 조사 직후에는 조사 선량에 의존적으로 외관 기호도가 조금 낮아지는 경향을 보였으나, 90일 저장 후에는 부패로 인해 실험이 불가능한 감마선 비처리구에 비해 높은 점수를 유지하였다. 또한 관능적 품질 검사에서 -70℃ 온도에서 검과 항산화제가 투여된 불고기 스테이크에 44 kGy의 감마선을 조사한 경우, 색, 맛, 향, 조직 및 종합적 기호도가 6.1점 이상으로 나와 비처리구와 거의 유사하였고, 저장 90일이 경과된 후에도 부패로 인해 실험이 불가능한 감마선 비처리구와는 달리 종합적 기호도가 5.6점 이상으로 관능적 품질이 우수하였다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 극한 환경에서도 저장성이 우수한 불고기 스테이크를 제공한다.

본 발명에 따라 제조한 저장성이 우수한 불고기 스테이크는 완전무균 상태로 일반적으로 섭취되는 불고기 제품과 관능적 차이가 거의 없었으며, 본 발명의 불고기 스테이크 제조 직후 50℃ 2시간, 30℃에서 90일간 가속저장한 후에도 어떠한 미생물 생육이 관찰되지 않았을 뿐 아니라(도 3 참조), 가속저장 중 물리적, 관능적 품질 평가에서도 일반 불고기 스테이크와 유의적인 차이를 유발하지 않았다.

따라서, 이상의 결과로 볼 때, 본 발명에 따라 불고기 스테이크에 점도 부여된 소스 제조, 항산화제 첨가, 스테이크와 혼합하여 통조림 포장 후 급속동결 및 냉동조건에서 방사선을 조사하면, 관능적 품질에 큰 차이가 없지만 사막 및 우주와 같은 극한 환경에서도 장기간 저장이 가능한 불고기 스테이크를 제조할 수 있음을 알 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1> 극한환경에서도 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조

<1-1> 검( gum )류 첨가 불고기 소스 제조 및 항산화제 처리

본 실시예에 사용된 불고기 소스는 점도 부여를 위해 잔탄검을 불고기 소스 중량대비 1 중량%가 되도록 첨가하였다. 구체적으로, 잔탐검 수용액을 만들기 위해 하기 [표 2]와 같이 칭량한 설탕과 잔탄검을 혼합하여 물에다 천천히 투입하면서 녹였다. 이렇게 준비한 잔탄검 수용액에 하기 [표 2]와 같이 칭량한 양조간장, 다진 양파, 다진 파, 다진 마늘 및 깨를 넣고 천천히 끓기 시작할 때 중불로 줄여 20분 동안 가열하면서 가열팬의 바닥에 소스가 눌어붙지 않도록 나무주걱으로 골고루 저어주며 끓였다. 만들어진 소스를 실온으로 식힌 후 방사선 조사에 의한 물성 저하 및 지질 산화 방지를 위해 항산화제를 첨가하였으며, 이때 항산화제로는 비타민C와 a―토코페롤을 불고기 소스 중량대비 0.3 중량％ 첨가하여 스테이크용 소스를 최종 완성하였다.

불고기 소스와 스테이크 제조를 위한 원료 배합비

불고기 소스		스테이크
주재료	분량 (g)	주재료	분량 (g)
양조간장	80	한우 안심	400
다진 양파	40	와인	108
다진 파	15	꽃소금	1.8
다진 마늘	15	후추가루	4.5
깨	5
설탕	40
잔탄검	5
물	300

<1-2> 완성된 소스와 초벌구이 스테이크 혼합

불고기 스테이크를 위한 초벌구이 스테이크 제조용 부위는 한우 중에서 지방이 적고 고급부위에 해당하는 안심 400g을 사용하였고, 상기 [표2]와 같이, 와인, 꽃소금 및 후추가루를 정확하게 칭량하여 절임액을 만들고 이에 안심을 넣고 4℃ 냉장온도에서 1시간 동안 염지하였다. 그 후 170 ℃로 달군 팬에서 양면을 노릇하게 핏기가 없을 때까지 강불에서 앞에서 10분, 뒤에서 7분으로 구우면서 2 ×2 ㎝ 크기로 잘라주었다. 초벌구이한 스테이크를 상기 실시예 <1-1>에서 만들어진 불고기 소스와 균일하게 혼합하여 불고기 스테이크를 제조하였다.

<1-3> 불고기 스테이크 통조림 포장, 급속동결 및 동결온도에서 방사선 조사

상기 실시예 <1-2>에서 만들어진 불고기 스테이크를 통조림 포장하였다(동원시스템즈, 경남, 한국). 그 후에 통조림을 -70℃로 급속동결시킨 후 -70℃ 냉동조건에서 방사선을 조사하였다.

통조림을 두께 5 ㎝, 내부간격 10 ㎝의 스티로폼 박스에 넣어 테이핑한 다음, 한국원자력연구소 정읍분소 방사선과학연구소내 감마선 조사시설(선원 11.1 ＰＢｑ, Co―60)을 이용하여 -70℃(드라이아이스) 냉동조건)에서 시간당 10 kGy의 선량율로 방사선 조사하였다. 불고기 스테이크의 감마선 조사선량은 0, 22, 44 kGy의 총 흡수선량을 얻도록 하였으며, 흡수선량 확인은 세릭―세로스 선량계(ceric―cerous dosimeter, Bruker Instruments, Germany)를 사용하였고, 총 흡수선량의 오차는 ± 0.1 kGy였다.

상기의 감마선 조사된 불고기 스테이크를 이용하여 하기의 다양한 실험예에 사용하였고, 모든 실험은 5회 반복하였으며, 일원 배치 분산분석(One-way Analysis of Variance; ANOVA)을 통계분석시스템(SAS Version 5 edition)으로 사용하여 실시하였다. 던칸(Duncan)의 다중 검정법을 이용하여 평균값의 유의성을 5％ 이내의 한계로 조사하였으며, 평균값과 표준오차를 나타내었다.

< 실험예 1> 본 발명에 따른 불고기 소스의 점도 개선을 위한 최적 검류 선택

본 발명에 따른 점도가 부여된 불고기 소스 개발을 위해 잔탄검, 구아검, 로커스트빈검, 카라기난, 한천, 젤란검, 젤라틴, 아라비아검을 준비하였다. 예비실험 결과 불고기 소스 중량대비 1 중량％ 농도의 검류를 소스에 첨가하는 것이 물성학적, 관능적 품질이 가장 우수하여 본 실험에서는 1 중량％ 농도로 검류를 첨가하여 소스를 제조하였고 선량별 감마선 조사를 통해 점도가 가장 높게 유지되는 검류를 선택하였다.

소스의 점도 측정을 위해 회전식 점도계(DV―II＋pro, Brookfield Engineering Laboratories, MA, USA)를 사용하였고, 점도 측정시 오차를 줄이기 위해 소스 중 야채류와 같은 과립성분들을 여과망을 통해 제거한 후 콜로이드 상태의 수용액을 실험에 사용하였다. 기기 셋팅 조건은 스핀들 Ｓ 21, 회전수 5 rpm 이며 점도 측정 단위는 cp(centi poise)로 표현하였다.

그 결과, 하기 [표 3]에서 보는 바와 같이, 구아검 첨가 소스는 13289 cp, 2593 cp, 591 cp로 급속하게 점도가 저하되었고, 로커스트빈검은 11764 cp, 2416 cp, 435 cp로 점도가 저하되었다. 검류 대신 물을 첨가한 소스의 경우 468 cp, 25 cp, 0 cp로 점도가 거의 없는 것으로 나타났다. 한편, 잔탄검을 첨가한 소스의 경우 조사에 의한 물성 저하가 가장 적어 9317 cp, 7682 cp, 7124 cp로 점성이 높게 유지되는 것으로 나타났다.

조사에 의한 소스의 점도변화 양상이 다른 원인으로는 검류의 분자구조 차이 때문인 것으로 판단된다. 즉, 잔탄검의 경우 분자량 200만 정도이고 Ｄ―글루코즈, Ｄ―만노오스, Ｄ―글루크론산 등으로 구성되어 있으며 β―Ｄ―포도당이 셀룰로오스와 같이 β―1, 4―결합으로 연결된 중합체(main)에 매 두 번째의 β―Ｄ―포도당의 3번 탄소의 수산기를 통해서 두 개의 만노오스와 한 개의 글루크론산으로 된 측쇄가 연결된 복잡한 구조를 가지고 있다. 구아검의 경우 분자량 22만 정도이며 갈락토만난으로 구성되어 있고 Ｄ―만노오스의 β―1, 4―결합으로 된 직선상의 중합체(main)에 Ｄ―갈락토오스 단위가 ａ―1, 6―결합으로 더 자주 연결되며 그 가지는 로커스트빈검 분자의 경우보다 훨씬 더 많다. 로커스트빈검의 경우 분자량은 30만 정도이고 구아검과 비슷한 구조이지만 그 가지는 구아검보다 훨씬 적다. 이러한 이유로 인해 방사선에 의한 저분자화 경향이 다르게 나타났고 소스의 점도는 잔탄검 〉 구아검 〉 로커스트빈검 첨가 순서로 높았던 것으로 판단된다.

저장 90일이 경과한 후 모든 처리구에서 점도가 감소하는 것으로 나타났다. 특히 비조사구의 경우 부패 미생물의 증식으로 인한 당분해로 점도 감소폭이 훨씬 컸다. 즉, 잔탄검 첨가 소스는 조사선량별로 각각 5129 cp, 7515 cp, 6843 cp로 나타나 비조사구의 점도 감소폭이 컸으나 22 kGy 이상 조사구의 경우 점도변화가 거의 없었고, 구아검 및 로커스트빈검 첨가 소스의 경우 공통적으로 6000 cp, 2000 cp, 200 cp정도의 값을 나타내 잔탄검에 비해 비조사구의 점도 감소폭이 훨씬 컸다.

검류 1 중량％ 첨가 불고기용 소스의 방사선 조사 후 가속저장(30℃)중 점도변화

구분		물	잔탄검	구아검	로커스트검	카라기난	한천	젤란검	젤라틴	아라비아검
0 kGy	0 일	468	9317	13289	11764	―1)	―1)	―1)	―1)	―2)
	90 일	237	5129	6481	6245	―	―	―	―	―
22 kGy	0 일	25	7682	2593	2416	―	―	―	―	―
	90 일	8	7515	2384	2269	―	―	―	―	―
44 kGy	0 일	0	7124	591	435	―	―	―	―	―
	90 일	0	6843	276	217	―	―	―	―	―

-1): 불고기 소스 중량대비 카라기난, 한천, 젤란검, 젤라틴 1 중량％를 소스에 첨가시, 잼, 젤리 또는 양갱과 같은 물성이 부여되어 본 연구와 컨셉이 맞지 않음.

-2): 불고기 소스 중량대비 아라비아검 50 중량％ 이상의 고농도에서 소스에 첨가시, 점도가 부여되어 본 연구와 컨셉이 맞지 않음.

이상의 결과로부터 불고기용 소스의 점도 증진을 위해 불고기 소스 중량대비 잔탄검 1 중량％를 첨가하는 것이 바람직하며, 이를 통해 방사선 조사 및 저장기간이 경과하여도 소스의 점도가 유지됨을 확인하였다.

< 실험예 2> 본 발명에 따른 저장성이 우수한 불고기 스테이크의 저장중 미생물 생육 및 외관 검사

상기 <실험예 1>에서 잔탄검이 첨가된 불고기 소스를 개발하였고, 점도가 부여된 소스에 항산화제 처리 후 스테이크와 혼합하여 포장 후 급속동결 및 냉동조건에서 방사선 조사를 실시하여 가속저장(50℃에서 2시간 저장 후 30℃에서 90일 저장)하였다. 또한, 이들 샘플에 대해 완전멸균선량 확인을 위한 미생물 평가를 실시하였고, 조사 선량 및 저장기간에 따른 외관 기호도를 평가하였다.

미생물 평가의 경우, 먼저 불고기 스테이크 시료 10 g을 시료균질용 멸균 봉투에 넣고 미리 멸균시켜 준비한 펩톤수(0.9％ peptone) 90 mL을 넣은 후 미생물 분석용 시료균질기(Stomacher)에서 3분간 균질하였다. 시료 균질액을 10분간 정치한 다음 상등액 1 mL을 취하여 10배 희석법을 실시하여 희석시킨 다음, 호기성 및 혐기성 총균수(Plate Count Agar, Difco Co., Detroit, USA), 곰팡이／효모(Potato Dextrose Agar, Difco Co., Detroit, USA), 클로스트리디움 균주(Clostridium sp., Differential Reinforced Clostridial Agar, Difco Co., Detroit, USA) 전용 멸균 배지에 각각의 희석액 1 mL을 넣어 잘 도말한 다음 총균수 및 클로스트리디움 균주는 35℃ 항온배양기에서 48시간, 곰팡이／효모의 경우 25℃ 항온배양기에서 72시간 배양한 다음 미생물 군락수를 계수하였다. 미생물이 발견되지 않은 배지는 같은 배양조건에서 24시간 더 배양하여 미생물 생육을 관찰하였다. 또한 혐기성균 배양의 경우 혐기성 배양기에서 가스 팩과 함께 배양하였다.

외관(appearance) 기호도의 경우 불고기 스테이크 제조직후(0일)와 가속저장 90일 째에 코팅된 소스의 점성, 색 및 전반적인 외관 관찰 결과를 7점 평점법(1＝매우 싫다, 7＝매우 좋다)에 의하여 평가하였다.

그 결과, 하기 [표4]에 나타난 바와 같이, 저장 직후, 비조사구(0 kGy)의 호기성 및 혐기성 총 균수는 2 log CFU/g 정도인 것으로 나타나 일반적인 식육 조리 제품의 미생물 검출수준과 유사하였고, 곰팡이／효모 및 클로스트리디움 균주는 검출되지 않았다. 한편 22 kGy이상으로 감마선 조사를 할 경우 호기성 및 혐기성 총균수, 곰팡이/효모 및 클로스트리디움 균주들이 검출되지 않았다. 저장 기간이 경과함에 따라 비조사구는 과다부패로 통조림 팽창, 파손 및 부패취 유발로 인해 실험이 불가능하였고, 22 kGy 조사구는 저장 90일에 호기성 및 혐기성 총 균수가 약 1 log CFU/g수준으로 균수가 회복되는 것으로 나타났다. 그러나 곰팡이/효모 및 클로스트리디움 균주들은 저장 기간이 경과하여도 검출되지 않았다. 44 kGy 조사구의 경우 저장 초기 및 저장 90일이 경과하여도 미생물이 검출되지 않아 불고기 스테이크에 있는 미생물이 완전멸균된 것으로 판단되었다.

한편, 외관 기호도의 경우 불고기 스테이크 표면 소스의 점도, 색 및 물성 등을 전체적으로 평가하여 기호도 점수로 나타내었으며, 조사 선량에 의존적으로 외관 기호도가 조금 낮아지는 경향을 보였다. 즉 비조사구의 외관 기호도는 6.9점이었으나 22 kGy 및 44 kGy의 경우 6.3점과 5.7점을 기록했다. 한편, 90일 저장 후 불고기 스테이크의 외관은 비조사구의 경우 부패로 인해 실험이 불가능하였고 22 kGy 및 44 kGy의 경우 5.8점 및 5.1점을 보여 외관 기호도가 저장 초기보다 조금 떨어지는 것으로 나타났으나 높은 점수를 유지하였다. 방사선 조사 및 저장에 따른 외관 기호도 감소는 점도 저하와 탈색이 주된 원인인 것으로 판단되며, 본 발명의 소스에 검류 첨가, 항산화제 처리, 포장 후 급속동결 및 냉동조건하에서 방사선 조사를 실시할 경우 외관 변화를 효과적으로 방지할 수 있었다.

방사선과 이화학적 병용처리 불고기 스테이크의 가속저장(30 ℃)중 미생물(log CFU/g) 평가 및 외관(appearance) 기호도

구분		호기성균	혐기성균	곰팡이/효모	클로스트리디움	외관 기호도
0 kGy	0 일	2.65	2.71	ND	ND	6.9
	90 일	―	―	―	―	―
22 kGy	0 일	ND	ND	ND	ND	6.3
	90 일	1.22	1.26	ND	ND	5.8
44 kGy	0 일	ND	ND	ND	ND	5.7
	90 일	ND	ND	ND	ND	5.1

-: 과다부패로 통조림 팽창, 파손 및 부패취 유발.

ND: 미생물 생육이 관찰되지 않은 시료.

< 실험예 3> 본 발명에 따른 저장성이 우수한 불고기 스테이크의 저장중 관능적 품질 평가

상기 <실시예 1>에서 제조된 잔탄검이 첨가된 소스에 항산화제 처리, 스테이크와 혼합하여 통조림포장 후 급속동결 및 냉동조건에서 방사선 조사된 불고기 스테이크의 관능적 품질을 7점 평점법(1＝매우 싫다, 7＝매우 좋다)을 사용하여 평가하였다. 불고기 스테이크 시료는 평가전 전기팬에서 10분간 동일한 조건으로 가열한 다음 50℃로 식혀 관능검사 요원들에게 제공하였다. 또한 상대평가를 위해 불고기 스테이크의 관능적 특성에 대해 미리 훈련된 10명의 관능평가요원들에게 각각의 시험구를 제공하여 색, 맛, 향, 조직 및 종합적 기호도를 평가하였다.

그 결과, 하기 [표 5]에서 나타낸 바와 같이, 비조사구의 경우 색, 맛, 향, 조직 및 종합적 기호도가 6.5점 이상으로 관능적 품질이 우수하였고, 44 kGy 감마선 단독조사구의 경우 무처리구에 비해 종합적 기호도가 4.1점으로 많이 떨어졌다. 그러나 -70℃로 급속동결 후 냉동조사를 하면 종합적 기호도가 5.2점으로 관능적 품질저하를 효과적으로 방지할 수 있었고, 소스에 불고기 소스 중량대비 항산화제(비타민 C와 ａ―토코페롤) 0.3 중량％를 첨가하여 -70℃에서 급속동결후 냉동조건에서 방사선 조사를 할 경우 색, 맛, 향, 조직 및 종합적 기호도가 6.1점 이상으로 나와 비조사구와 관능적 품질이 거의 유사하였다.

일반적으로 방사선 조사된 근육식품은 지방산화가 촉진되고 이취가 발생되는데 이는 관능적인 품질과도 상관관계가 있다. 그러나 식품내 유리수가 모두 동결되는 -50℃ 또는 -70℃ 조건하에서 방사선 조사를 한다거나 항산화제를 병용처리하게 되면 지방산화로 인한 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 병용처리시 한 두 가지 이상의 이화학적 처리를 병행하게 되면 상승효과(synergy effect)를 얻을 수 있다. 따라서 본 발명의 방사선 단독처리구보다 냉동조사구의 관능적 품질이 우수하였고, 더 나아가 항산화제 처리 후 냉동조사를 실시한 불고기 스테이크의 관능적 품질이 방사선 처리구 중 가장 우수하게 나타난 것이다.

저장 90일이 경과할 경우, 비조사구는 과다부패로 인한 통조림 팽창, 파손 및 부패취 유발로 인해 실험이 불가능하였다. 한편, 감마선 단독조사구의 경우 미생물의 완전사멸로 인해 부패되지는 않았으나 불고기 스테이크의 색이 붉은색으로 되며, 지방 산화로 인한 산패취로 인해 맛과 향 기호도가 각각 3.6점과 4.2점으로 나타나 관능적인 품질이 저하되었다. 한편, 냉동조사구의 경우, 저장 직후에 비해 관능적인 품질이 저하되었으나 전체적인 기호도가 4.5점으로 나와 관능적으로 수용가능한 범위였으며, 항산화제를 첨가하여 냉동조사한 불고기 스테이크의 경우 저장 90일이 경과하여도 색, 맛, 향, 조직 및 종합적 기호도가 5.6점 이상으로 나타나 관능적 품질이 가장 우수하였다.

방사선과 이화학적 병용처리시 불고기 스테이크의 가속저장(30 ℃)중 관능적 품질 변화

구분			색	맛	향	조직	종합적 기호도
무처리구	0 kGy	0 일	6.7	6.9	6.5	6.6	6.8
		90 일	-	-	-	-	-
단독조사	44 kGy	0 일	5.7	4.1	4.8	5.3	4.1
		90 일	4.9	3.6	4.2	5.1	3.7
냉동조사	44 kGy	0 일	6.1	5.2	5.3	5.7	5.2
		90 일	5.3	4.4	4.9	5.2	4.5
항산화제+냉동조사	44 kGy	0 일	6.4	6.5	6.1	6.3	6.6
		90 일	5.6	5.7	5.8	5.8	5.7

-: 과다부패로 팽창, 파손 및 부패취 유발.

단독조사: 감마선 조사

냉동조사: -70℃ 온도(차폐박스에 드라이아이스 넣고, 샘플 투입)에서 감마선 조사

항산화제+냉동조사: 불고기 소스 중량대비 비타민 C 0.3중량％ + ａ―토코페롤 0.3중량％를 소스에 첨가한 후 불고기 스테이크와 최종 혼합한 샘플을 -70℃온도(차폐박스에 드라이아이스 넣고, 샘플 투입)에서 감마선 조사

따라서 점도가 부여된 불고기 소스에 항산화제를 첨가하여 급속동결 후, 냉동조건에서 감마선을 44 kGy로 조사할 경우, 불고기 소스 스테이크의 관능적 품질을 유지시키면서 미생물을 효과적으로 제어할 수 있음을 알 수 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 검류를 첨가한 불고기 소스 제조, 실온으로 식힌 불고기 소스에 항산화제 처리, 불고기 스테이크와 소스 혼합 후 통조림 포장, 급속동결 후 냉동조건에서 방사선을 조사하는 공정은 열처리 및 방사선 조사에 의해 발생할 수 있는 관능적 품질 저하를 방지하면서 사막, 우주조건과 같은 극한환경에서 장기적으로 안전하게 저장할 수 있는 불고기 소스 스테이크 제조기술로 이용될 수 있을 뿐 아니라, 이러한 기술을 바탕으로 다양한 식품에 곁들여 먹을 수 있는 각종 소스류와 식육가공제품류의 장기안전 저장을 위한 제품 제조에도 이용될 수 있다.

Claims (17)

1) 검(gum)류를 첨가하여 불고기 소스를 제조하는 단계;
2) 상기 단계 1)에서 제조된 불고기 소스에 항산화제를 첨가하는 단계:
3) 상기 단계 2)의 항산화제를 첨가한 불고기 소스를 스테이크와 혼합하여 불고기 스테이크를 제조하는 단계: 및
4) 상기 단계 3)에서 제조한 불고기 스테이크를 포장 후, 급속동결한 다음, 냉동조건하에서 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 단계 1)의 검(gum)류는 잔탄검, 구아검, 로커스트빈검으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 2항에 있어서, 상기 검은 잔탄검인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 3항에 있어서, 상기 잔탄검은 불고기 소스 전체 중량 대비 1 중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 단계 1)의 불고기 소스는 전체 중량 대비 물 50 내지 70 중량%, 설탕 5 내지 10 중량%, 양조간장 15 내지 20 중량%, 양파 5 내지 10 중량%, 파 1 내지 5 중량%, 마늘 1 내지 5 중량%, 깨 0.5 내지 2 중량% 첨가하여 만드는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 단계 2)의 항산화제는 비타민 A, 비타민 B2, 비타민 C, 및 비타민 E(토코페롤)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 단계 3)의 스테이크는 그 주원료가 우육, 돈육 및 계육의 안심, 등심, 갈비로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 7항에 있어서 불고기 스테이크는 150 내지 180℃의 팬에서 강불에서 앞에서 9 내지 11분, 뒤에서 6 내지 8분으로 초벌구이한 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 단계 4)의 포장은 통조림(can), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 알루미늄라미네이트―저밀도폴리에틸렌(Aluminium-laminated low density polyethylene, Al-LDPE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리에틸렌터프탈레이트(Polyethylene terphthalate, PET)로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 단계 4)의 불고기 스테이크의 포장 후, 급속동결은 -178 내지 -70℃에서 급속동결시키는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 상기 단계 4)의 냉동조건은 -178 내지 -20℃ 범위의 온도에서 방사선이 조사되는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 12항에 있어서, 상기 냉동조건은 -72 내지 -68℃ 범위의 온도에서 방사선이 조사되는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항, 제 11항 및 제 12항에 있어서, 상기 방사선은 감마선, 전자선 및 엑스선으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 13항에 있어서, 상기 방사선은 감마선인 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항에 있어서, 단계 4)의 방사선은 40 내지 60 kGy 범위의 조사선량으로 조사되는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 15항에 있어서, 상기 방사선은 42 내지 46 kGy 범위의 조사선량으로 조사되는 것을 특징으로 하는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크 제조방법.

제 1항의 제조방법에 의해 제조되는 우주환경에서 저장이 가능한 불고기 스테이크.

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